DE112008003140T5

DE112008003140T5 - Transparente polykristalline Spinellträger, Verfahren zur Herstellung der Träger und optische Artikel unter Verwendung der Träger

Info

Publication number: DE112008003140T5
Application number: DE112008003140T
Authority: DE
Inventors: Masashi Itami-shi YOSHIMURA; Takenori Yoshikane; Akihito Fujii; Shigeru Nakayama
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-12-23
Also published as: JP2009126749A; CN101883745A; WO2009069552A1; TW200938510A; US20100247812A1

Abstract

Transparenter polykristalliner Spinellträger, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Transmittanz von 0,005% oder weniger in einem gekreuzten Nicol-System bei einer Dicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 450 nm aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET:
Die vorliegende Erfindung betrifft einen transparenten polykristallinen Spinellträger und ein Verfahren zu dessen Herstellung und insbesondere einen transparenten Träger für Flüssigkristall-Projektoren und -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen sowie andere transparente polykristalline Spinbellträger und deren Verwendung in optischen Anwendungen, und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Flüssigkristall-Projektor und -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen, die die transparenten polykristallinen Spinellträger verwenden.
TECHNISCHER HINTERGRUND:
Während der letzten Jahre wurden Flüssigkristall-Projektoren und -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen kommerziell verfügbar. Bei diesen Produkten sind die Vorder- und Rückseiten des Flüssigkristall-Bildschirms transparent, wobei eine Seite als Flüssigkristall-Element dem Licht ausgesetzt wird und das übertragene Licht durch Linsen oder dergleichen eingestellt wird. Transparente Träger zum Schutz von Flüssigkristall-Bildschirmen dieser Art von Flüssigkristall-Projektoren und dergleichen, sind nicht nur zum Schutz der Flüssigkristall-Bildschirme vor Schmutz oder Luft nötig, sondern auch um einen thermischen Schutz vor der benachbarten Lichtquelle bereitzustellen und um die Hitze steigender Temperaturen abzuführen, die, begleitet vom Phänomen der Wärmeabsorption, in dem Flüssigkristall-Bildschirm durch das Licht der Lichtquelle oder dergleichen erzeugt werden.
Transparente polykristalline Spinellträger sind in den Patentdokumenten 1 bis 3 und auch sonst als transparente Träger mit hervorragenden Lichtübertragungseigenschaften offenbart. Die transparenten polykristallinen Spinellträger weisen eine hervorragende Transparenz auf, absorbieren wenig Licht-induzierte Hitze von der oben erwähnten Lichtquelle und können die Hitze der steigenden Temperatur des Flüssigkristalls abbauen und verteilen, und sind deshalb als transparente Träger in Flüssigkristall-Projektoren oder dergleichen geeignet.

Patentdokument 1: veröffentliche und geprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 6-72045
Patentdokument 2: JP-OS 2006-273679
Patentdokument 3: japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung Nr. 4-502748

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
Technisches Problem:
Wenn Flüssigkristall-Projektoren und andere optische Produkte unter Verwendung dieser transparenten polykristallinen Spinellträger hergestellt werden, erzeugen diese jedoch manchmal eine Bildunschärfe und Hell-Dunkel-Verschiebungen und es treten Probleme bei der Herstellung eines Produkts mit stabilen Eigenschaften auf.
Dementsprechend beabsichtigt die vorliegende Erfindung die Bereitstellung eines transparenten polykristallinen Spinellträgers, bei dem eine Bildunschärfe und Hell-Dunkel-Verschiebungen nicht auftreten, wenn der Träger als optisches Produkt verwendet wird. Die vorliegende Erfindung beabsichtigt ebenfalls, ein Verfahren zur Herstellung solcher transparenten polykristallinen Spinellträger bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung beabsichtigt ausserdem, einen Flüssigkristall-Projektor und -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen bereitzustellen, die solche transparenten polykristallinen Spinellträger verwenden.
Lösung des Problems:
Die gegenwärtigen Erfinder führten eine sorgfältige Untersuchung bezüglich der Ursache von Bildunschärfe und Hell-Dunkel-Verschiebungen in Flüssigkristall-Projektoren unter Verwendung der oben erwähnten, gewöhnlichen, transparenten, polykristallinen Spinellträger durch. Sie entdeckten, dass, obwohl von den gewöhnlichen Spinellmaterialien (MgO·nAl₂O₃; n = 1 bis 3) angenommen wird, dass diese aufgrund ihrer kubischen Kristallstruktur keine kristallografischen Polarisationseigenschaften aufweisen, diese tatsächlich eine geringe Streuung erzeugen.
Die gegenwärtigen Erfinder führten eine Untersuchung hinsichtlich der Ursache der erzeugten leichten Polarisationseigenschaften durch und entdeckten, dass das Herstellungsverfahren sowie Uneinheitlichkeit und dergleichen in der Dichte der gewöhnlichen, transparenten, polykristallinen Spinellträger eine mikroskopische Oberflächenstruktur mit kleinen Dellen erzeugt und diese mikroskopische Oberflächenstruktur die oben erwähnte, leichte Streuung erzeugt.
Auf Grundlage der oben erwähnten Untersuchungsergebnisse führten die gegenwärtigen Erfinder eine weitere Untersuchung durch, um die genauen Abweichungen in den Streuungseigenschaften zu bestimmen. Sie entdeckten, dass die Abweichungen der Streuungseigenschaften, durch Verwendung der Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System des Sinterkörpers oder eines Spinellträger-Formkörpers als Index, genau bestimmt werden können. Ausserdem entwickelten die gegenwärtigen Erfinder die vorliegende Erfindung aufgrund der Entdeckung einer spezifischen Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System, die in der Lage ist, einen transparenten polykristallinen Spinellträger bereitzustellen, der keine Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen erzeugt, wenn dieser als optisches Produkt verwendet wird.
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind nachstehend genau beschrieben.
Ein erster erfindungsgemässer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein transparenter polykristalliner Spinellträger, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine Transmittanz von 0,005% oder weniger in einem gekreuzten Nicol-System bei einer Dicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 450 nm aufweist.
Bei der Bestimmung der oben beschriebenen, Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System wurde die Transmissionsachse der Polarisationsplatte nahe dem Detektor, relativ zu der Polarisationsplatte nahe der Lichtquelle, zunächst auf 90° (in anderen Worten orthogonal) gesetzt, Licht mit einer vorherbestimmten Wellenlänge von der Lichtquelle emittiert, die Transmittanz berechnet und dessen Wert als Blindwert angenommen, wie es in 1A gezeigt ist. Anschliessend wird eine zu messende Probe zwischen die zwei Polarisationsplatten eingeführt, wie es in 1B gezeigt ist, Licht in gleicher Weise emittiert und die Differenz zwischen dem Probenwert und dem oben definierten Blindwert als Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System definiert.
Die gegenwärtigen Erfinder führten eine Untersuchung durch, um speziell die Transmittanz in einem passenden gekreuzten Nicol-System zu erhalten, die geeignet ist, in einem Projektor verwendet zu werden. Als Ergebnis wurde gefunden, dass die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System auf 0,005% oder weniger bei einer Dicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 450 nm gebracht werden kann.
Da insbesondere beim ersten erfindungsgemässen Aspekt der vorliegenden Anmeldung die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System 0,005% oder geringer bei einer Dicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 450 nm ist, ist es möglich, einen transparenten polykristallinen Spinellträger bereitzustellen, der im wesentlichen keine Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen erzeugt, wenn dieser als optisches Produkt verwendet wird.
Es ist ebenfalls möglich, einen transparenten Träger mit hervorragender Transparenz und besseren Polarisationseigenschaften bereitzustellen, als solche eines polarisierbaren Saphirs.
Ein zweiter erfindungsgemässer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist der transparente polykristalline Spinellträger gemäss dem ersten Aspekt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Dichte 3,58 g/cm³ oder grösser ist.
Da die Dichte im erfindungsgemässen zweiten Aspekt 3,58 g/cm³ oder grösser ist, ist die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System 0,005% oder weniger bei einer Dicke von 1 mm und eine Wellenlänge von 450 nm.
Die Dichte von 3,58 g/cm³ des transparenten polykristallinen Spinellträgers entspricht insbesondere einem theoretischen Dichteverhältnis (relativer Prozentsatz zu wahrer Dichte von 3,6) von 99,5 oder grösser.
Da bei der Erfindung gemäss dem zweiten Aspekt das theoretische Dichteverhältnis grösser als das theoretische Dichteverhältnis von 99,3% in einem gewöhnlichen Produkt gesetzt ist, sind sehr kleine Dellen extrem rar mithin im wesentlichen abwesend auf dem transparenten polykristallinen Spinellträger, und die vorliegenden Dellen sind extrem klein, weshalb im wesentlichen kein Effekt auf die Streueigenschaften eintritt. Es ist daher möglich, einen guten transparenten polykristallinen Spinellträger ohne Streuung bereitzustellen.
Das hohe theoretische Dichteverhältnis kann auch die Transmittanz verbessern, wodurch es möglich ist, einen transparenten polykristallinen Spinellträger bereitzustellen, der eine hervorragende Transparenz aufweist und keine Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen bei der Erfindung des zweiten Aspekts erzeugt.
Ein dritter erfindungsgemässer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist der transparente polykristalline Spinellträger gemäss dem ersten oder zweiten Aspekt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Transmittanz bei einer Wellenlänge von 450 nm 82% oder grösser ist bei einer Dicke von 1 mm.
Da bei der Erfindung gemäss dem dritten Aspekt bei einer Dicke von 1 mm die Transmittanz bei einer Wellenlänge von 450 nm 82% oder grösser ist, ist es möglich, den oben erwähnten, transparenten, polykristallinen Spinellträger mit einer hervorragenden Transparenz bereitzustellen.
Ein vierter erfindungsgemässer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist der transparente polykristalline Spinellträger gemäss einem des ersten bis dritten Aspekts, der dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens eine Seite mit eine Antireflexionsbeschichtung versehen ist und die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System 0,005% oder geringer bei einer Dicke von 1 mm ist.
Da bei der Erfindung gemäss dem vierten Aspekt die Transmittanz bei einer Dicke von 1 mm in einem gekreuzten Nicol-System des transparenten polykristallinen Spinellträgers, der mit der Antireflexionsbeschichtung auf einer Seite versehen ist, 0,005% oder weniger ist, ist es möglich, einen transparenten polykristallinen Spinellträger mit einer verbesserten Richtungstransparenz bereitzustellen.
MgF₂, YF₃, LaF₃, CeF₃, BaF₂ oder andere Metallfluoride werden vorzugsweise als Antireflexionsbeschichtung verwendet. Eine Mehrfachbeschichtung mit SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Y₂O₃, Ta₂O₅, ZrO₂ und anderen Metalloxiden ist ebenfalls möglich.
Ein physikalisches Gasabscheidungsverfahren kann zur Bereitstellung der Antireflexionsbeschichtung verwendet werden; spezifische Beispiele schliessen Zerstäubungsverfahren, Ionenplattierverfahren und Vakuumabscheidungsverfahren ein.
Ein fünfter erfindungsgemässer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist der transparente polykristalline Spinellträger gemäss dem vierten Aspekt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Transmittanz bei einer Wellenlänge von 450 nm und einer Dicke von 1 mm 91% oder grösser ist.
Da beim fünften erfindungsgemässen Aspekt die Transmittanz bei einer Wellenlänge von 450 nm und einer Dicke von 1 mm 91% oder grösser ist, ist es möglich, den oben beschriebenen, transparenten, polykristallinen Spinellträger mit hervorragenden Streuungseigenschaften sowie hervorragender Transparenz bereitzustellen.
Bei der Erfindung gemäss dem fünften Aspekt ist der transparente polykristalline Spinell-Zielträger der transparente polykristalline Spinellträger gemäss dem vierten Aspekt, der mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen ist, was eine höhere Transmittanz als bei dem erhaltenen transparenten polykristallinen Spinellträger des ersten bis dritten Aspekts ermöglicht.
Ein sechster erfindungsgemässer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zur Herstellung des transparenten polykristallinen Spinellträgers gemäss einem des ersten bis fünften Aspekts, wobei das Verfahren zur Herstellung des transparenten polykristallinen Spinellträgers dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes umfasst:
einen Schritt zur Herstellung eines Spinellpulvers;
einen Schritt zum Formen des Spinellpulvers und Herstellen eines Spinell-Formkörpers;
einen Schritt zum Sintern des Spinell-Formkörpers und Herstellen eines Spinell-Sinterkörpers; und
einen Schritt, bei dem der Spinell-Sinterkörper einem isotaktischen Heisspressen (HIP) unterworfen wird, und Herstellen eines polykristallinen Spinellkörpers.
Ein hochdichter polykristalliner Spinellkörper kann bei der Erfindung gemäss dem sechsten Aspekt durch Sintern des Spinell-Formkörpers und Herstellen eines Spinell-Sinterkörpers und durch Unterwerfen des Spinell-Sinterkörpers dem isotaktischen Heisspressen (HIP) und Herstellen eines polykristallinen Spinellkörpers erhalten werden.
Das Sintern wird vorzugsweise unter Vakuum durchgeführt. Sintern unter Vakuum ermöglicht die Reduktion von Uneinheitlichkeiten und Verformungen im Kristallgitter, die durch das Entfernen von Löchern in Gegenwart von mikroskopischen Verunreinigungen verursacht werden, und minimiert die Erzeugung von sehr kleinen Dellen.
Die Verwendung von isotaktischem Heisspressen ermöglicht weiterhin die Grössenreduktion der sehr kleinen Dellen. Als Ergebnis ist es möglich, einen hochdichten polykristallinen Spinellkörper zu erhalten.
Der erhaltene polykristalline Spinellkörper wird weiterhin einer spiegelähnlichen Veredelung und anderen Arten der Oberflächenveredelung unterworfen, die im allgemeinen auf optische Produkte angewandt werden, wobei es schliesslich möglich ist, einen transparenten polykristallinen Spinellträger zu erhalten, der ein geringe Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System, d. h. hervorragende Richtungstransparenzeigenschaften, aufweist.
Die bevorzugten Bedingungen, unter denen der Spinell-Formkörper gesintert wird, sind z. B. ein Vakuum von etwa 1 bis 200 Pa und eine Temperatur von etwa 1.500 bis 1.750°C.
Die bevorzugten Bedingungen für den HIP-Schritt sind z. B. solche, bei denen die Atmosphäre Argongas, Sauerstoff, Stickstoff oder dergleichen ist; die Temperatur etwa 1.800 bis 1.900°C und die Andruckkraft etwa 5 bis 200 MPa ist.
Für die verschiedenen oben erwähnten Schritte gibt es keine besonderen Beschränkungen bezüglich der Bedingungen, solange sie so gewählt sind, dass schliesslich dem ersten bis fünften Aspekt genügen.
Abhängig von den Eigenschaften und dergleichen des transparenten polykristallinen Spinellträgers können, je nach Wunsch, weitere Schritte den oben erwähnten hinzugefügt werden.
Ein siebter erfindungsgemässer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist der transparente polykristalline Spinellträger gemäss einem des ersten bis fünften Aspekts, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er in einem Flüssigkristall-Projektor oder -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen verwendet wird.
Bei der Erfindung gemäss dem siebten Aspekt ermöglicht die Anwendung des transparenten polykristallinen Spinellträgers gemäss einem des ersten bis fünften Aspekts auf einer Polarisationsplatte oder dergleichen für einen Flüssigkristall-Projektor oder -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen die Bereitstellung eines ausgezeichneten Flüssigkristall-Projektors oder -Empfängers für das Rückprojektionsfernsehen.
Ein achter erfindungsgemässer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein Flüssigkristall-Projektor oder -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen, der die transparenten polykristallinen Spinellträger gemäss einem des ersten bis fünften Aspekts aufweist.
Gemäss der Erfindung des achten Aspekts ist es möglich, einen Flüssigkristall-Projektor oder -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen bereitzustellen, der die transparenten polykristallinen Spinellträger gemäss einem des ersten bis fünften Aspekts aufweist, bei denen im wesentlichen keine Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen erzeugt werden.
WIRKUNG DER ERFINDUNG:
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen transparenten polykristallinen Spinellträger bereitzustellen, der keine Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen erzeugt, wenn dieser als optisches Produkt verwendet wird.
Die Verwendung dieser Art von transparenten polykristallinen Spinellträgern ermöglicht es, einen Flüssigkristall-Projektor oder -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen bereitzustellen, bei dem im wesentlichen keine Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen erzeugt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
1 ist eine Illustration der Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System; und
2 zeigt schematisch die Struktur eines Flüssigkristall-Projektors.

50: Lichtquelle
51: Reflexionsspiegel
53: Infrarot-Fokussierlinse
54: Ultraviolettfilter
60: Polarisationskonversationsintegrator
61: Fliegenaugenlinse
62: Spalt
63: Linse
70: dichromatischer Spiegel
71: Spiegel
80: Flüssigkristallelement
81: Polarisationsplatte
82: Staubabdichtfenster
83: Halbwellenplatte
84: gekreuztes dichromatisches Prisma
90: Projektionslinsensystem

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN:
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf Grundlage der folgenden Beispiele genauer beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Eine Vielzahl von Veränderungen kann innerhalb des Identitäts- und Äquivalenzumfangs der vorliegenden Erfindung dem unten beschriebenen Beispiel hinzugefügt werden.

(a) Schritt zum Herstellen und Formen des Spinellpulvers, wodurch ein Spinell-Formkörper hergestellt wird: Spinellpulver (mittlerer Partikeldurchmesser: 0,2 μm) mit einer Reinheit von 99,9% oder grösser wurde unter einem Druck von 98 MPa gepresst, wonach bei 196 MPa isotaktisches Kaltpressen (CIP) durchgeführt wurde, und ein Spinell-Formkörper, der 50 mm (Durchmesser) × 10 mm misst, hergestellt.
(b) Schritt des Sinterns des Spinell-Formkörpers in einem Vakuum und Herstellen eines Spinell-Sinterkörpers: Der erhaltene Spinell-Formkörper wurde in einem Vakuum bei einer Temperatur von 1.670°C für 2 Stunden gehalten, wodurch ein Spinell-Sinterkörper hergestellt wird.
(c) Schritt der Durchführung des isotaktischen Heisspressens des Spinell-Sinterkörpers und Herstellen eines polykristallinen Spinellkörpers: Der erhaltene Spinell-Sinterkörper wurde in einer Argon-Atmosphäre bei einer Temperatur, wie in Tabelle 1 gezeigt, für 2 Stunden gehalten, isotaktisches Heisspressen (HIP) durchgeführt und Polykristalle gebildet, wodurch die polykristallinen Spinell-Probenkörper Nr. 1 bis 4 hergestellt wurden.

Der Druck in all diesen Fällen betrug 200 MPa.
Die Dichte der erhaltenen Proben wurde unter Verwendung des Archimedes-Verfahrens gemessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

(d) Herstellen eines transparenten polykristallinen Spinellträgers: Die erhaltenen Proben wurden zu einer Dicke von 1 mm einer spiegelähnlichen Veredelung unterzogen, anschliessend wurde MgF₂ jeweils in eine Dicke von 0,1 μm auf eine Seite aufgetragen, um eine Antireflexionsbeschichtung bereitzustellen, und transparente polykristalline Spinellträger wurden unter Verwendung dieser Proben hergestellt.
(e) Messen der Transmittanz [der Substrate] und Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System: Die Transmittanz der erhaltenen transparenten polykristallinen Spinellträger wurde bei einer Wellenlänge von 450 nm gemessen. Ein Spektralphotometer (UV 4100), hergestellt von Hitachi High-Technologies Corporation, wurde bei der Durchführung der Messung verwendet.

Anschliessend wurde die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System bei einer Wellenlänge von 450 nm unter Verwendung des gleichen Spektralphotometers gemessen.

Die Messergebnisse für die Transmittanz der Träger und die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System sind in Tabelle 1 zusammengefasst. TABELLE 1

Probe	HIP-Temperatur (°C)	Dichte (g/cm³)	Transmittanz (%)	Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System (%)
Nr. 1	1.700	3.575	91,5	0,010
Nr. 2	1.750	3.578	92,0	0,008
Nr. 3	1.800	3.580	91,8	0,001
Nr. 4	1.850	3.582	91,5	0,002

Nr. 1 und 2 in Tabelle 1 sind Vergleichsbeispiele, bei denen die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System 0,005% überschreitet, und Nr. 3 und 4 sind Beispiele aufgrund der vorliegenden Erfindung.
Wie in Tabelle 1 zu sehen, zeigen alle transparenten polykristallinen Spinellträger Nr. 1 bis 4 eine Transmittanz von 91% oder grösser, was darauf hinweist, dass sie hochtransparente polykristalline Spinellträger sind.
Wie daraus hervorgeht, zeigen die transparenten polykristallinen Spinellträger mit einer Dichte von 3,58 g/cm³ oder grösser (Nr. 3 und 4) eine bei weitem niedrigere Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System als die transparenten polykristallinen Spinellträger mit einer Dichte, die geringer ist als 3,58 g/cm³ (Nr. 1 und 2).
Wie aus dem Obigen zu sehen ist, kann ein sehr guter transparenter polykristalliner Spinellträger, mit hervorragender Transparenz und geringer Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System, durch Erhöhen der Dichte erhalten werden.
Es sollte erwähnt werden, dass die Transmittanz der Nr. 4 in Tabelle 1 und die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System schlechter sind als die der Nr. 3, die eine geringere Dichte als die Nr. 4 aufweist. Der Grund hierfür wird im folgenden postuliert.
Insbesondere werden mit steigender Dichte (theoretisches Dichteverhältnis) die Dellen kleiner und die beeinträchtigenden Effekte auf die Polarisationseigenschaften sind weniger ausgeprägt. Es wird jedoch postuliert, dass eine weitere Erhöhung der Dichte (theoretisches Dichteverhältnis) zu einem Zustand führt, in dem die mikroskopischen Dellen sich zueinander bewegen und schliesslich miteinander verschmelzen und so eine grössere Delle resultiert, als vor dem Verschmelzen, was einen beeinträchtigenden Effekt auf die Transmittanz der Träger und die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System hat.
Einbau in einen Flüssigkristall-Projektor und Auswertung:
Die transparenten polykristallinen Spinellträger Nr. 3 und 4 wurden in einen Flüssigkristall-Projektor eingebaut, dessen Struktur schematisch in 2 gezeigt ist, und ausgewertet.
Bezugszeichen (50) in 2 zeigt eine Metallhalogenlampe, Xenonlampe, Ultra-High Performance(UHP)-Lampe oder eine andere Hochintensitätslampe, (51) ist ein Reflexionsspiegel, (53) ist eine Infrarot-Fokussierlinse, (54) ist ein Ultraviolettfilter, (60) ist ein Polarisationskonversationsintegrator, (61) ist eine Fliegenaugenlinse, (62) ist ein Spalt, (63) ist eine Linse, (70) ist ein dichromatischer Spiegel zur Übertragung und Reflexion von Licht, entsprechend dessen Wellenlänge, (71) ist ein Spiegel, (80) ist ein Flüssigkristallelement, (81) ist eine Polarisationsplatte, (82) ist ein Staubabdichtfenster, (83) ist eine Halbwellenplatte, (84) ist ein gekreuztes dichromatisches Prisma und (90) ist ein Projektionslinsensystem.
Licht von der Lichtquelle (50) wird durch den Reflexionsspiegel (51) reflektiert und durch die Infrarot-Fokussierlinse (53) fokussiert. Unnötige Ultraviolettstrahlung wird durch den Ultraviolettfilter (54) ausgeschlossen, Leuchtuneinheitlichkeiten werden durch zwei Fliegenaugenlinsen (61) geglättet und das Licht wird über den Spalt (62) zum Polarisationskonversationsintegrator (60) geführt, der einen polarisierenden Lichtteiler und eine Halbwellenplatte aufweist. Das Licht wird anschliessend durch die Linse (63) geführt und durch die zwei dichromatischen Spiegel (79) in die drei Hauptfarben Rot, Grün und Blau aufgelöst. Die drei aufgelösten Hauptfarben werden jeweils durch den Spiegel (71) oder dergleichen geführt; separat an eine optische Weiche mit einer Polarisationsplatte (81), das Flüssigkristallelement (80), das Staubabdichtfenster (82) und an eine Polarisationsplatte (81) geleitet; weiter durch eine Halbwellenplatte (83) geführt und durch das gekreuzte dichromatische Prisma (84) zusammengeführt. Das zusammengeführte Licht wird durch das Projektionslinsensystem (90) geführt und wird in vergrösserter Form projiziert, wodurch ein Bild auf dem vorderen Bildschirm gezeigt wird.
Die transparenten polykristallinen Spinellträger wurden in dem UV-Filter (54), den Fliegenaugenlinsen (61), der Linse (63), dem dichromatischen Spiegel (70), der Verzögerungsplatte des Polarisationskörpers im Polarisationskonversationsintegrator (60) und der Polarisationsplatte (81), dem transparenten Träger des Flüssigkristallelements (80) und dem Staubabdichtfenster (82) des oben beschriebenen Flüssigkristall-Projektors verwendet. Nach Auswertung konnte bestätigt werden, dass die transparenten polykristallinen Spinellträger zur Verwendung in optischen Produkten geeignet sind, ohne dass Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen erzeugt werden.
Ein transparenter polykristalliner Spinellträger, der keine Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen erzeugt, wenn er in optischen Produkten verwendet wird, kann daher gemäss der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden. Der erfindungsgemässe, transparente, polykristalline Spinellträger kann in geeigneter Weise z. B. in Teilen (Polarisationsplatte (81), Staubabdichtfenster (82) und dergleichen in den Beispielen von 2) verwendet werden, wo transparente Träger in einem Flüssigkristall-Projektor verwendet werden, und in einer Vielzahl anderer Komponenten.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein transparenter polykristalliner Spinellträger bereitgestellt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine Transmittanz von 0,005% oder weniger in einen gekreuzten Nicol-System bei einer Dicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 450 nm aufweist, und keine Bildunschärfe oder Hell-Dunkel-Verschiebungen während der Verwendung in optischen Produkten erzeugt. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung der transparenten polykristallinen Spinellträger bereitgestellt, das einen Schritt zur Herstellung eines Spinellpulvers, einen Schritt zum Formen des Spinellpulvers und Herstellen eines Spinell Formkörpers; einen Schritt zum Sintern des Spinell-Formkörpers und Herstellen eines Spinell-Sinterkörpers; und einen Schritt, bei dem der Spinell-Sinterkörper einem isotaktischen Heisspressen (HIP) unterworfen wird, und Herstellen eines polykristallinen Spinellkörpers umfasst. Es werden ausserdem ein Flüssigkristall-Projektor und -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen bereitgestellt, die die oben erwähnten polykristallinen Spinellträger aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 6-72045 [0003]
- JP 2006-273679 [0003]
- JP 4-502748 [0003]

Claims

Transparenter polykristalliner Spinellträger, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Transmittanz von 0,005% oder weniger in einem gekreuzten Nicol-System bei einer Dicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 450 nm aufweist.
Transparenter polykristalliner Spinellträger gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Dichte von 3,58 g/cm³ oder grösser aufweist.
Transparenter polykristalliner Spinellträger gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmittanz bei einer Dicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 450 nm 82% oder grösser ist.
Transparenter polykristalliner Spinellträger gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Seite mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen ist und die Transmittanz in einem gekreuzten Nicol-System bei einer Dicke von 1 mm 0,005% oder geringer ist.
Transparenter polykristalliner Spinellträger gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmittanz bei einer Dicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 450 nm 91% oder grösser ist.
Verfahren zur Herstellung des transparenten polykristallinen Spinellträgers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfahren zur Herstellung des transparenten polykristallinen Spinellträgers dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes umfasst: einen Schritt zur Herstellung des Spinellpulvers; einen Schritt zum Formen des Spinellpulvers und Herstellen eines Spinell-Formkörpers; und einen Schritt zum Sintern des Spinell-Formkörpers und Herstellen eines Spinell-Sinterkörpers; und einen Schritt, bei dem der Spinell-Sinterkörper einem isotaktischen Heisspressen (HIP) unterworfen wird, und Herstellen eines polykristallinen Spinellkörpers.
Transparenter polykristalliner Spinellträger gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Flüssigkristall-Projektor oder -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen verwendet wird.
Flüssigkristall-Projektor oder -Empfänger für das Rückprojektionsfernsehen, dadurch gekennzeichnet, dass er die transparenten polykristallinen Spinellträger gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.