CN107561624A - 一种高性能偏振片的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能偏振片的生产方法，包括以下步骤：1）将卤化银和硅掺入玻璃基体中；2）将掺杂后的玻璃基体进行结晶，形成50‑100nm的卤化银晶团；3）结晶后的玻璃基体在紫外下充分曝光；4）将曝光后的玻璃基体进行还原处理，得到所述高性能偏振片。本发明的生产方法采用紫外曝光技术形成偏振片中的吸收金属条，可控性好，能够制得高性能的偏振片。

Description

一种高性能偏振片的生产方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种高性能偏振片的生产方法。

背景技术

偏振片广泛应用于显示、光通讯等各个领域。高性能偏振片更是光通讯隔离器必不可少的元件之一。偏振片是通过在其体内或表面的条状吸收物实现偏振的。平行于吸收条偏振的光可以通过，而垂直于吸收条偏振的光则会被吸收。这些吸收条一般由吸收金属如银或铜组成，一般长宽比大于2︰1，长度远小于通过光波长。当长度接近波长时，会对透过偏振态的光形成散射，降低其透过率。

在现有技术中，偏振片中吸收条的制备方法一般为：将吸收金属的卤化物通过熔炼或扩散掺入玻璃载体，在一定的温度下结成球状晶团，晶团的尺寸受温度、时间、掺杂浓度和玻璃载体组分影响，之后通过适当温度下拉伸产生的内应力将球形晶团拉成条状，淬火固化后，通过还原反应，将条状晶团中的金属还原成强吸收金属。

现行的不论是熔融体掺杂还是表面扩散掺杂，都依赖热拉伸应力形成条状吸收金属条。因此形成的金属条的尺寸受结晶条件、拉伸应力和冷却温度等许多因素的影响，导致工艺过程复杂，可控性极差，因而成品率极低，成本偏高。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种高性能偏振片的生产方法，通过将紫外曝光技术应用于偏振片的制备中，从而可以直接控制吸收金属条的几何形状和密度，使其不再受高温结晶、拉伸的影响。

本发明提供了一种高性能偏振片的生产方法，包括以下步骤：

1）将卤化银和硅掺入玻璃基体中；

2）将掺杂后的玻璃基体进行结晶，形成50-100nm的卤化银晶团；

3）结晶后的玻璃基体在紫外下充分曝光；

4）将曝光后的玻璃基体进行还原处理，得到所述高性能偏振片。

本发明中，所述玻璃基体可以选用本领域中常规所采用的玻璃。

根据本发明，所述卤化银的掺杂量可为所述玻璃基体质量的0.3-0.8%，优选为0.5%，所述硅的掺杂量可为所述玻璃基体质量的0.05-0.2%，优选为0.1%。

本发明中，卤化银和硅的掺杂可采用熔炼掺杂或表面扩散掺杂，如果采用熔炼掺杂，需要将熔融后的玻璃液成型。

根据本发明，步骤2）中，结晶的温度可为350-500℃，优选为350-450℃，结晶的时间可为0.2-1h，优选为0.2-0.5h。

根据本发明，步骤3）中，结晶后的玻璃基体在紫外下可通过衍射或接触模板多次错位充分曝光，形成多个300-400nm长，100-150nm宽的曝光区。

在紫外光的作用下卤化银中的卤离子释放电子，释放的电子会被曝光还原的银原子组成的银核吸引，该负电荷银核将吸引附近卤化银中的银离子，并将之还原成银原子，进一步扩大并形成稳定的银核。在存在还原剂提供充足电子的情况下，银核起吸引更多电子，吸引并还原成银原子，起到了雪崩催化作用。

本发明中，硅在高温下起到还原剂的作用，由于曝光过程中银原子已得到还原，因此，在较低的还原处理温度和较短的时间内，即能实现曝光晶团中银离子的充分还原。步骤4）中，还原处理的温度可为380-450℃，优选为380-420℃，还原时间可为0.5-1.5h，优选为0.5-1h。

与现有技术相比，本发明的有益点在于：

1、本发明采用紫外曝光技术形成偏振片中的吸收金属条，能够直接控制金属条的几何形状和密度，不再受高温结晶和拉伸的影响。

2、本发明通过掺杂硅作为还原剂，与紫外曝光技术相结合，实现了金属卤化物的还原，降低了还原条件，避免了金属银的高温聚集。

3、本发明的生产方法简单，可控性好，能够制备出高性能的偏振片。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

本实施例用于说明本发明的高性能偏振片的生产方法。

具体包括如下步骤：

1）采用熔炼掺杂将卤化银和硅掺入玻璃基体中，卤化银的掺杂量为玻璃基体质量的0.5%，硅的掺杂量为玻璃基体质量的0.1%；

2）将掺杂后的玻璃基体进行结晶，结晶温度为400℃，结晶时间为0.5h，形成50-100nm的卤化银晶团；

3）结晶后的玻璃基体在紫外下通过衍射多次错位充分曝光，形成多个300-400nm长，100-150nm宽的曝光区；

4）将曝光后的玻璃基体进行还原处理，温度为380℃，时间为1h，到所述高性能偏振片。

实施例2

本实施例用于说明本发明的高性能偏振片的生产方法。

具体包括如下步骤：

1）采用熔炼掺杂将卤化银和硅掺入玻璃基体中，卤化银的掺杂量为玻璃基体质量的0.3%，硅的掺杂量为玻璃基体质量的0.05%；

2）将掺杂后的玻璃基体进行结晶，结晶温度为350℃，结晶时间为1h，形成50-100nm的卤化银晶团；

3）结晶后的玻璃基体在紫外下通过衍射多次错位充分曝光，形成多个300-400nm长，100-150nm宽的曝光区；

4）将曝光后的玻璃基体进行还原处理，温度为400℃，时间为0.8h，到所述高性能偏振片。

实施例3

本实施例用于说明本发明的高性能偏振片的生产方法。

具体包括如下步骤：

1）采用熔炼掺杂将卤化银和硅掺入玻璃基体中，卤化银的掺杂量为玻璃基体质量的0.8%，硅的掺杂量为玻璃基体质量的0.2%；

2）将掺杂后的玻璃基体进行结晶，结晶温度为430℃，结晶时间为0.5h，形成50-100nm的卤化银晶团；

3）结晶后的玻璃基体在紫外下通过衍射多次错位充分曝光，形成多个300-400nm长，100-150nm宽的曝光区；

4）将曝光后的玻璃基体进行还原处理，温度为420℃，时间为0.5h，到所述高性能偏振片。

根据标准方法测定实施例1-3制得的偏振片的光学性能，均具有高消光比，广收光角，良好的耐热性和化学稳定性。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (6)

1.一种高性能偏振片的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将卤化银和硅掺入玻璃基体中；

2）将掺杂后的玻璃基体进行结晶，形成50-100nm的卤化银晶团；

3）结晶后的玻璃基体在紫外下充分曝光；

4）将曝光后的玻璃基体进行还原处理，得到所述高性能偏振片。

2.根据权利要求1所述的高性能偏振片的生产方法，其特征在于：所述卤化银的掺杂量为所述玻璃基体质量的0.3-0.8%，所述硅的掺杂量为所述玻璃基体质量的0.05-0.2%。

3.根据权利要求1所述的高性能偏振片的生产方法，其特征在于：卤化银和硅的掺杂采用熔炼掺杂或表面扩散掺杂。

4.根据权利要求1所述的高性能偏振片的生产方法，其特征在于：步骤2）中，结晶的温度为350-500℃，结晶的时间为0.2-1h。

5.根据权利要求1所述的高性能偏振片的生产方法，其特征在于：步骤3）中，结晶后的玻璃基体在紫外下通过衍射或接触模板多次错位充分曝光，形成多个300-400nm长，100-150nm宽的曝光区。

6.根据权利要求1所述的高性能偏振片的生产方法，其特征在于：步骤4）中，还原处理的温度为380-450℃，还原时间为0.5-1.5h。