JP2006030486A

JP2006030486A - 反射鏡

Info

Publication number: JP2006030486A
Application number: JP2004207638A
Authority: JP
Inventors: Osamu Imanishi; 理今西
Original assignee: OSAKA TOKUSHU GLASS KK
Current assignee: OSAKA TOKUSHU GLASS KK
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2006-02-02
Also published as: US20060014026A1; EP1617241A1; CN1721886A

Abstract

【課題】高価な原料であるＴｉＯ_２を多く使わない平均膨張係数３５以下、歪点６４０度以上のガラスにより、内面が６１５度という高温に耐える反射鏡を得る。
【解決手段】重量％でＳｉＯ_２５３〜６４％、Ａｌ_２Ｏ_３１０〜２３％、ＺｎＯ及びＭｇＯを各々３％以上合計量で８〜２０％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ０．２〜２％、Ｂ_２Ｏ_３１〜８％、ＴｉＯ_２０〜４％、Ａｓ_２Ｏ_３＋Ｓｂ_２Ｏ_３２％以下を含み結晶化ガラスではないＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラス基材の表面に、薄膜多層反射膜を蒸着して反射鏡を構成する。
【選択図】なし

Description

この発明は、液晶プロジェクターの光源ランプの反射鏡に関するものである。

従来、この種の反射鏡は、光源ランプの可視光線を反射し、赤外線や紫外線を透過する薄膜多層反射膜を、ガラス基材の表面に、蒸着して形成している。
ところで、光源ランプが高輝度になると、発熱も激しいので、反射鏡を構成するガラス基材は当然のことながら、耐熱性が要求される。その一般的な耐熱性の条件は５５０度以上に加熱し、自然冷却によって常温まで冷却するということを８回繰り返すという耐熱試験によって、割れや蒸着膜が剥離しないということである。

また、液晶プロジェクターのランプとして、超高圧水銀灯が使用されているので、万一の爆発に備えて機械的強度も要求されている。
その機械的強度の条件は反射鏡にランプを組み込み、点灯中に過電流を流して故意にランプを破裂させ、その際における反射鏡の割れの有無を確認するものである。

従来、このような耐熱、耐機械的強度の条件を満足する反射鏡のガラス基材として、特許文献１に開示されている結晶化ガラス及びこの用途に対して開発された特殊なガラスとして特許文献２及び特許文献３に開示されたものが知られている。

特公平７−９２５２７号公報特許第３５２７２２３号公報特開２００１−３０５３２０公報

ところが、結晶化ガラスは、結晶化させるために少なくとも２段階の熱処理が必要であるため、製造コストが高いという問題がある。

また、反射鏡を蒸着する際に、表面を研磨しなければならず、この点からも製造コストが高くなるという問題がある。

さらに、結晶化ガラスには、製造コスト以外にもランプを固着した後に照度の点で次のような問題がある。
即ち、結晶化ガラスの場合には成形後のガラスを熱処理し結晶化させるので、若干ガラスが収縮するといった変形が起こる。そのために、ランプの光を反射させると、光が乱反射され、ばらつきが見られるといった問題がある。

特許文献２に開示されたガラスは、歪点は６５０度と十分に高いが平均膨張係数は３８以下と比較的大きい数値になっている。また、平均膨張係数を下げるために他の成分と比べ高価なＴｉＯ_２を１５％以下と多量の使用を推奨しており、実施例も５％から６％使用している。一方、特許文献３に開示されたガラスは、平均膨張係数が３０〜３６と比較的大きく、また歪点も６２０度以上でいずれも光源ランプの更なる高輝度に伴うより一層の高温化に対しては不十分である。
そこで、この発明は、高価な原料であるＴｉＯ_２を多く使わない平均膨張係数３５以下、歪点６４０度以上のガラスにより、内面が６１５度という高温に耐える反射鏡を得ようとするものである。

この発明は、重量％でＳｉＯ_２５３〜６４％、Ａｌ_２Ｏ_３１０〜２３％、ＺｎＯ及びＭｇＯを各々３％以上合計量で８〜２０％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ０．２〜２％、Ｂ_２Ｏ_３１〜８％、ＴｉＯ_２０〜４％、Ａｓ_２Ｏ_３＋Ｓｂ_２Ｏ_３２％以下を含み結晶化ガラスではないＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラス基材の表面に、薄膜多層反射膜を蒸着して反射鏡を構成したものである。

上記のガラス組成からなるガラス基材は、平均膨張係数が３０〜３５で歪点が６４０度以上、ヤング率が７７ＧＰａ以上という値を示し、このガラス基材に薄膜多層反射膜を蒸着した反射鏡は、赤外線及び紫外線の透過性が良好であると共に６１５度以上という耐熱性を有する。
即ち、６１５度に加熱して、常温にまで自然冷却するということを８回繰り返す耐熱試験を行っても、われやクラックを生じず、蒸着によって形成された薄膜多層反射膜の剥離が生じない。

上記のガラス組成においてＳｉＯ_２を５３〜６４％にする理由は、６４％以上であるとガラスの溶融が困難になるからである。５３％以下にすると成型中に失透しやすい。また、Ａｌ_２Ｏ_３を１０〜２３％にする理由は、１０％以下であると機械的強度が弱くなり、また、２３％以上であると溶融が困難になる。

ＺｎＯ及びＭｇＯを各々３％以上合計量で８〜２０％にする理由は、それらが、比較的低膨張、高歪点の成分でありながら、ガラスを安定化させる。そのためガラスを安定化するには有効な成分ではあるが膨張係数を増大し、歪点を低くし、更に機械的強度を弱くするＮａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの量を抑えることができること、及びそれらＺｎＯ及びＭｇＯが、比較的機械的強度が強いこともあり、高価なＴｉＯ_２の量を抑えることができるためである。なお、特許文献３に開示されたＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯはガラスの安定化には有効な成分ではあるが、熱膨張を増大し、歪点を下げるという問題があり、より一層の耐熱性が必要な場合、多くを含ませるのは好ましくない。

Ｂ_２Ｏ_３はガラスの溶融性を改善する事と作業性の向上に有効な成分で１％以上が望ましいが８％を超えると失透しやすくなる。Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏはガラスの溶融性を改善する事と作業性の向上に有効な成分で０．２％以上が望ましいが２％以上であると膨張係数が増大し、歪点が高くなる。

ＴｉＯ_２は膨張係数を低くし、機械的強度を向上させるのに有効な成分であるが、必須でなく、また高価な原料であるため、４％以下が望ましい。なお、特許文献３に開示されたＺｒＯ_２はＴｉＯ_２と比較して膨張係数を大きくし、歪点を下げるのでより一層の耐熱性が必要な場合、多くを含ませるのは好ましくない。

Ａｓ_２Ｏ_３及びＳｂ_２Ｏ_３成分はガラス溶融の清澄剤として添加するが、２％以下で十分な効果がある。

以上のように、この発明によれば、高価な原料であるＴｉＯ_２を多く使わない平均膨張係数３５以下、歪点６４０度以上のガラスにより、内面が６１５度という高温に耐え、また、ランプのオン、オフ時における熱衝撃にも耐え、プレス後の成形精度が良好な液晶プロジェクター用の反射鏡を得ることができる。

下記の表１に示すガラス組成になるように調合した原料を、約１５００度から１６００度で溶融し、得られたガラス基材を反射鏡の形状に成型し、この成形体にＴａ_２Ｏ_６膜とＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２の交互多層膜を蒸着して反射鏡を形成した。

このようにして得られた反射鏡について、６１５度まで加熱後、自然冷却で常温まで冷却するということを８回繰り返すという耐熱試験を行ったところ、いずれの反射鏡についても割れやクラックが発生せず、蒸着によって形成された薄膜多層反射膜の剥離もなかった。

Claims

重量％でＳｉＯ_２５３〜６４％、Ａｌ_２Ｏ_３１０〜２３％、ＺｎＯ及びＭｇＯを各々３％以上合計量で８〜２０％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ０．２〜２％、Ｂ_２Ｏ_３１〜８％、ＴｉＯ_２０〜４％、Ａｓ_２Ｏ_３＋Ｓｂ_２Ｏ_３２％以下を含み結晶化ガラスではないＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラス基材の表面に、薄膜多層反射膜が蒸着されている反射鏡。
請求項１のガラス基材の平均膨張膜係数が３０〜３５で歪点が６４０度以上、ヤング率が７７ＧＰａ以上である液晶プロジェクター用の反射鏡。