Polarizador de vidrio y proceso para producir el mismo.

Un método para fabricar un polarizador de vidrio para la luzvisible mediante calentamiento y estiramiento de vidrio deborosilicato en el que se han dispersado y depositado partículasde cloruro de plata mediante tratamiento térmico en el que seañade nitrato correspondiente al 0,

5% en peso al 5% en peso deóxidos alcalinos como material de vidrio antes de la fusión,y mediante reducción de al menos una porción de las partículas decloruro de plata orientadas y estiradas en el vidrio utilizandogas hidrógeno con una temperatura de reducción de hidrógeno entre425 oC y 445 oC para producir partículas de plata metálicas, en elque el vidrio de borosilicato es vidrio de aluminio-borosilicatoálcali, que no muestra características fotocrómicas, debido a queno contiene sustancialmente compuesto de cobre como un componentede vidrio,

caracterizado porque, una temperatura de tratamiento térmico estáentre 590 oC y 630 oC, un tamaño de partícula promedio de laspartículas de cloruro de plata dispersadas y depositadas en elvidrio mediante el tratamiento térmico se controla mediante latemperatura de tratamiento térmico y el tiempo de tratamientotérmico a 40 nm o menos y una transmitancia promedio (T1-%Soo-6oonm)en un intervalo de longitud de onda de 500 nm a 600 nm de la luzque tiene un plano de polarización perpendicular a una direcciónlongitudinal de las partículas de plata metálicas que tienenanisotropía de forma que están orientadas y dispersas uniaxialmentees del 75% o más y una relación de extinción en elintervalo de longitud de onda es 25 dB o más.

POLARIZADOR DE VIDRIO Y PROCESO PARA PRODUCIR EL MISMO

Campo técnico La presente invención se refiere a un polarizador de vidrio que tiene características de polarización que se pueden usar industrialmente para la luz en una región de luz visible. En particular, la presente invención se refiere a un polarizador de vidrio para luz visible que tiene excelente resistencia al calor y resistencia a la luz que se puede usar como un polarizador para una pantalla de cristal líquido de tipo proyección.

Técnica antecedente 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. Una 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 una configuración de una pantalla de cristal líquido de tipo proyección típica. La luz de una fuente de luz 4 se separa en los azul (B) , verde (G) y rojo (R) mediante los componentes ópticos 5 a 16 y los componentes de la luz 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 lB en el lado incidente y polarizadores laterales de salida 3R, 3G Y 3B en el lado de salida, respectivamente. Un 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 de polarización 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 modulada. 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 elementos polarizadores incluyen una propiedad que transmite señales ópticas que tienen un plano de polarización deseado, mientras que al mismo tiempo 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 elemento polarizador. Usando este índice, el rendimiento necesario para elementos polarizadores aplicados a una pantalla de cristal líquido de tipo proyección se puede expresar como que tenga una gran transmitancia y una gran relación de extinción con respecto a una señal óptica. 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 ""'",

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relación de extinción de 10:1, preferiblemente 3000:1 (Documento de Patente 1) .

Una demanda social de una pantalla de cristal líquido de tipo proyección es una demanda para realizar imágenes más grandes y más claras mediante un dispositiva 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 colocados 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, son elementos deseados 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, los polarizadores pegados a zafiro que tienen una excelente conductividad térmica no pueden satisfacer los requisitos térmicos de mayor intensidad requeridos en los últimos años, es decir, requisitos de que no se produzca degradación de las funciones del polarizador causada por absorción de la luz/generación de calor por elementos polarizadores 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 (Documento de Patente 1) . Sin embargo, la longitud de onda de la luz utilizada para comunicaciones ópticas en una región de infrarrojo lejano y es muy diferente de la de la luz visible y por lo tanto, la tecnología de polarizadores de vidrio para comunicaciones ópticas no se puede aplicar inmediatamente a pantallas de cristal líquido de tipo proyección que controlan la luz visible. 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 y por lo tanto, es difícil realizar una pantalla de cristal líquido de tipo proyección usando polarizadores de vidrio mediante el uso exclusivo de esta invención.

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

La Fig. 2 muestra las características de absorción de plasmones superficiales de partículas metálicas finas citadas en el Documento de Patente 4. Un gráfico A en la Fig. 2 corresponde a la absorción por resonancia de plasmones superficiales de partículas metálicas finas esféricas. La absorción por resonancia de partículas metálicas finas que tienen anisotropía de forma cilíndricamente estirada muestra características diferentes debido a las correlaciones entre el plano de polarización de luz incidente y las partículas metálicas finas que tienen anisotropía de forma.

Cuando el plano de polarización está en paralelo a la dirección longitudinal de las partículas metálicas finas, se muestran las características indicadas por la línea B. Se observa que la longitud de onda de la absorción... [Seguir leyendo]

1. Un método para fabricar un polarizador de vidrio para la luz visible mediante calentamiento y estiramiento de vidrio de borosilicato en el que se han dispersado y depositado partículas de cloruro de plata mediante tratamiento térmico en el que se añade nitrato correspondiente al 0, 5% en peso al 5% en peso de óxidos alcalinos como material de vidrio antes de la fusión, y mediante reducción de al menos una porción de las partículas de cloruro de plata orientadas y estiradas en el vidrio utilizando gas hidrógeno con una temperatura de reducción de hidrógeno entre 425 oC y 445 oC para producir partículas de plata metálicas, en el que el vidrio de borosilicato es vidrio de aluminio-borosilicato álcali, que no muestra características fotocrómicas, debido a que no contiene sustancialmente compuesto de cobre como un componente de vidrio, caracterizado porque, una temperatura de tratamiento térmico está entre 590 oC y 630 oC, un tamaño de partícula promedio de las partículas de cloruro de plata dispersadas y depositadas en el vidrio mediante el tratamiento térmico se controla mediante la temperatura de tratamiento térmico y el tiempo de tratamiento térmico a 40 nm o menos y una transmitancia promedio (T1-%Soo-6ºonm) en un intervalo de longitud de onda de 500 nm a 600 nm de la luz que tiene un plano de polarización perpendicular a una dirección longitudinal de las partículas de plata metálicas que tienen anisotropía de forma que están orientadas y dispersas uniaxialmente es del 75% o más y una relación de extinción en el intervalo de longitud de onda es 25 dB o más.

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FIG.12

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