Un método para fabricar un polarizador de vidrio, que comprende las etapas de:

producir un vidrio borosilicato en el que las partículas de haluro de plata se dispersan y se depositan por tratamiento de calor; reduciendo al menos una porción de las partículas de haluro de plata; y generar partículas de plata orientadas y estiradas en el vidrio calentando el vidrio para estirarlo después de la etapa de reducción

Polarizador de vidrio y proceso para producir el mismo.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un polarizador de vidrio y a un método de fabricación del mismo y, en particular, se refiere a un polarizador de vidrio que tiene características de polarización que se pueden usar industrialmente para la luz en un intervalo de longitud de onda que incluye la luz visible y un método de fabricación del mismo. Adicionalmente, la presente invención se refiere a una pantalla de cristal líquido que usa un polarizador de vidrio que tiene características de polarización que se pueden usar industrialmente para la luz en un intervalo de longitud de onda que incluye la luz visible.

Técnica antecedente

Un polarizador (elemento de polarización) tiene la función de dejar pasar selectivamente la luz que tiene un plano de polarización predeterminado y se usa ampliamente en diversos sistemas ópticos. Los campos principales de uso de polarizaciones incluyen dispositivos para comunicación óptica y pantallas de cristal líquido que incluyen pantallas de cristal líquido de tipo proyección. La presente invención es una tecnología que se puede aplicar a los polarizadores usados en diversas áreas. Se describirá un polarizador de acuerdo con la presente invención centrándose en la aplicación a una pantalla de cristal líquido de tipo proyección para mostrar las características caracterizadas particularmente en una región de luz visible.

En los últimos años, las pantallas de cristal líquido de tipo proyección se han usado ampliamente como unidades de visualización para la visualización de pantallas gigantes. Las pantallas de cristal líquido de tipo proyección posterior se usan principalmente para televisiones de pantalla gigante y pantallas de cristal líquido de tipo proyección frontal para la presentación de datos de un ordenador personal. La pantalla de cristal líquido de tipo proyección tiene una estructura para ampliar y proyectar una imagen en pequeños elementos de cristal líquido sobre una pantalla gigante usando un sistema de proyección óptico. Puede encontrarse una descripción detallada, por ejemplo, en el Documento Distinto de Patente 1 (pantalla gigante).

La Fig. 1 muestra la configuración de una pantalla de cristal líquido de tipo proyección típica. La luz de una fuente de luz 4 se separa en los componentes azul (B), verde (G) y rojo (R) mediante los componentes ópticos 5 a 16. Las luces separadas se guían hacia los elementos de cristal líquido correspondientes 2B, 2G y 2R, respectivamente. Los elementos de cristal líquido 2R, 2G y 2B tienen polarizadores laterales incidentes 1R, 1G y 1B en el lado incidente y polarizadores laterales de salida 3R, 3G y 3B en el lado de salida, respectivamente. El conjunto de polarizadores, teniendo cada uno un polarizador lateral incidente y un polarizador lateral de salida que corresponden a rojo, verde o azul, tiene la función de dejar pasar la luz selectivamente a través del elemento de cristal líquido para pasar en una dirección predeterminada. Esta función deja que las luces de los tres colores primarios pasen a través de los elementos de cristal líquido 2B, 2G y 2R para convertirse en una señal de imagen con intensidad luminosa moderada. Adicionalmente, estas luces de tres colores primarios se sintetizan ópticamente mediante un prisma de síntesis 17 y se proyectan adicionalmente sobre una pantalla 19 a través de un sistema de lentes de proyector de aumento 18.

Las características de polarización necesarias para un polarizador incluyen una propiedad que transmite señales ópticas que tienen un plano de polarización deseado, mientras que al mismo tiempo, se bloquean las señales ópticas innecesarias que tienen un plano de polarización perpendicular al mismo. Es decir, una propiedad deseada es que tenga una gran transmitancia con respecto a la luz que tiene un plano de polarización deseado y una pequeña transmitancia con respecto a la luz que tiene un plano de polarización perpendicular al mismo.

La relación de estas transmitancias se denomina relación de extinción y se usa ampliamente por los expertos en la materia como un índice de rendimiento que representa el rendimiento de un polarizador. El rendimiento necesario para polarizadores empleados en una pantalla de cristal líquido de tipo proyección es que tenga una gran transmitancia y una gran relación de extinción con respecto a una señal óptica. Para una pantalla de cristal líquido de tipo proyección, se dice que el rendimiento necesario para un polarizador tiene preferiblemente una transmitancia del 70% o más con respecto a la luz de la longitud de onda que se va a usar y la relación de la extinción de 10:1, preferiblemente 3000:1 (Documento de Patente 1). Los valores de la transmitancia y la relación de extinción necesarios para un polarizador se determinan dependiendo del dispositivo en el que se emplea el polarizador.

Una demanda social para una pantalla de cristal líquido de tipo proyección es una demanda para realizar imágenes más grandes y más claras mediante un dispositivo más pequeño. Para realizar esta demanda, una tendencia técnica reciente es aplicar una fuente de luz con una gran cantidad de luz y usar elementos de cristal líquido más pequeños. Como resultado, se introduce luz de densidad de energía más alta no solo a los elementos de cristal líquido, sino también a los polarizadores colorantes antes y después de los elementos de cristal líquido. Particularmente existe una demanda en aumento de una alta resistencia al calor y resistencia a la luz para los polarizadores que tienen la función de absorber la luz innecesaria.

De acuerdo con los principios de los polarizadores, se conocen polarizadores dicromáticos que absorben selectivamente la luz dependiendo del plano de polarización y polarizadores no dicromáticos (tal como un polarizador de Brewster) (Véase el Documento de Patente 2). Los polarizadores dicromáticos tienen elementos finos y no necesitan ningún dispositivo especial para absorber la luz innecesaria y por lo tanto, se desean para las pantallas de cristal líquido de tipo proyección cuya miniaturización es particularmente demandada.

Actualmente, los polarizadores dicromáticos que realizan un rendimiento óptico práctico en la región de luz visible son únicamente películas de polarización hechas de material orgánico. Sin embargo, los polarizadores hechos de resina orgánica tienen un defecto fatal de baja resistencia al calor (Véase el Documento de Patente 1).

Para rectificar el defecto, las películas de polarización hechas de resina orgánica se usan pegando películas de polarización a un sustrato de zafiro que tiene una alta conductividad térmica (Documento de Patente 3). Sin embargo, la función de polarización de los polarizadores pegados a zafiro que tienen una excelente conductividad térmica pueden degradarse debido a los requisitos térmicos de mayor intensidad requeridos en los últimos años, es decir, absorción de la luz/generación de calor en una región verde con la intensidad más alta. Por lo tanto, un dispositivo de refrigeración que incluye un ventilador de refrigeración se instala en una pantalla de cristal líquido de tipo proyección para proteger las películas de resina orgánica del calor. El dispositivo de refrigeración no solo está en contra de las necesidades sociales de miniaturización, sino también crea otro problema de ruido.

Como un método para resolver este problema técnico, se ha propuesto la idea de aplicar vidrio polarizado, aplicado a elementos para comunicación óptica, a pantallas de cristal líquido de tipo proyección (Documento de Patente 1). Sin embargo, la invención desvelada en el Documento de Patente 1 no desvela ninguna tecnología para proporcionar características eficaces a los elementos de polarización de vidrio con respecto a la luz en la región de luz visible.

Aquí, se describirá brevemente el antecedente técnico de vidrio polarizado. Como se muestra esquemáticamente en la Fig. 2, el vidrio polarizado es vidrio caracterizado por que contiene partículas finas metálicas 102 que tienen anisotropía de forma orientada y dispersada en un sustrato de vidrio ópticamente transparente 100. Se realizaron características de polarización usando un fenómeno de absorción por resonancia de los plasmones superficiales presentes sobre la superficie de las partículas metálicas finas 102 (Véase el Documento de Patente 4 y el Documento Distinto de Patente 2).

La Fig. 3 muestra las características de absorción de plasmones superficiales de partículas...

1. Un método para fabricar un polarizador de vidrio, que comprende las etapas de:

producir un vidrio borosilicato en el que las partículas de haluro de plata se dispersan y se depositan por tratamiento de calor; reduciendo al menos una porción de las partículas de haluro de plata; y

generar partículas de plata orientadas y estiradas en el vidrio calentando el vidrio para estirarlo después de la etapa de reducción.

2. Un polarizador de vidrio fabricado por el método de fabricación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

el polarizador de vidrio tiene una transmitancia del 80% o más y una relación de extinción de 25 dB o más con respecto a la luz cuya longitud de onda es de 520 nm o más.

3. El polarizador de vidrio de acuerdo con la reivindicación 2, en el que

el polarizador de vidrio muestra polarizabilidad en un intervalo de longitud de onda de 440 nm o más y tiene una relación de extinción de 10 dB o más.

4. Un método para fabricar un polarizador de vidrio de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de:

generar partículas de plata orientadas y estiradas en el vidrio por una etapa de reducción de haluro de plata que queda en el vidrio después del estirado.

5. El polarizador de vidrio de acuerdo con la reivindicación 2, en el que

el polarizador de vidrio tiene características de polarización de una relación de extinción de 25 dB o más con respecto a la luz de todo el intervalo de longitud de onda de 500 nm a 2000 nm.

6. El método para fabricar un polarizador de vidrio de acuerdo con la reivindicación 1 ó 4, en el que

el vidrio borosilicato es un vidrio que no muestra características fotocrómicas obtenidas sin contener sustancialmente un compuesto de cobre como un componente de vidrio e introduciendo una porción que corresponde del 0,5 al 5% en peso en una composición de óxido de vidrio por nitrato en forma de un material de vidrio antes de la fusión.

7. El polarizador de vidrio de acuerdo con la reivindicación 2, 3 ó 5, en el que el polarizador de vidrio es vidrio borosilicato que muestra características no fotocrómicas.

8. Una pantalla de cristal líquido de tipo proyección que usa el polarizador de vidrio de acuerdo con la reivindicación 2, 3 ó 5.