專利名稱：偏振光學(xué)元件及其制造方法和使用該元件的反射光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及偏振光學(xué)元件及其制造方法和使用該元件的反射光學(xué)元件，尤其涉及一種采用滾壓技術(shù)制造的從可見光范圍至紅外線范圍均可使用的格柵型偏振光學(xué)元件及其連續(xù)制造方法以及使用該偏振光學(xué)元件的反射光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
截至目前為止，人們知道3種薄膜狀的偏振光學(xué)元件的制作方法。第1種方法如下述專利文獻(xiàn)1所公開的那樣，即將碘元素這樣的二色性色素?fù)诫s到延伸的聚乙烯醇(PVA)薄膜中的方法。在該方法中，將吸附著碘元素絡(luò)合物等的二色性物質(zhì)的PVA的薄膜通過旋轉(zhuǎn)的滾筒之間，一邊加熱一邊沿著軸向延伸，使PVA分子定向的同時(shí)使得碘元素絡(luò)合物也定向。在該結(jié)構(gòu)的薄膜狀的偏振光學(xué)元件中，因?yàn)檎駝?dòng)面正交于薄膜延伸方向的光是可以透過的，但是振動(dòng)面平行于薄膜延伸方向的光被吸收而消失，所以，如果將兩個(gè)該薄膜狀的偏振光學(xué)元件重疊設(shè)置，那么因整個(gè)振動(dòng)面的光被吸收而變得黑暗。因?yàn)橛稍摰?種方法制造的偏振光學(xué)元件價(jià)格便宜、消光比好，而且可制造任意大小的薄膜狀的偏振光學(xué)元件，所以，在目前的液晶顯示裝置等中廣泛地使用，但是，使用范圍幾乎限于可見光范圍。
第2種薄膜狀的偏振光學(xué)元件的制作方法如下述專利文獻(xiàn)2所公開的那樣，即將兩種的高分子或無(wú)機(jī)微粒子分散到高分子中，沿著軸向延伸處理，例如在延伸方向使得混合的物質(zhì)的折射率保持一致，而在垂直方向上產(chǎn)生盡量大的折射率差Δn。即使與上述方法相反，即在延伸方向使得折射率差Δn變大而在垂直方向上的折射率差Δn＝0這種設(shè)置也是可以的。在任意場(chǎng)合中，理想的狀況是將一個(gè)方向上的折射率差Δn盡量大而為0.5以上，將另一方向上的折射率差Δn設(shè)置為0，但是，探究該條件是極其困難的事情。因此，在由該第二種方法制成的偏振光學(xué)元件中，可制成小面積的偏振光學(xué)元件，但是，即使局部上延伸倍率較小而變得不同時(shí)，該部分的折射率差Δn與其他部分的折射率差Δn就變得不同，所以偏振功能變?nèi)?。另外，為獲得預(yù)定的偏振性能，因具有某程度厚度是必要的，所以，很難獲得薄膜化的高性能的偏振光學(xué)元件。
另外，第3種薄膜狀的偏振光學(xué)元件的制作方法是這樣的，即通過將細(xì)金屬絲的間隔設(shè)為偏振的波長(zhǎng)以下而獲得偏振性。由該方法制作的偏振光學(xué)元件被稱為格柵型偏振光學(xué)元件。細(xì)金屬絲的間隔d設(shè)為比光的波長(zhǎng)λ要足夠小的間隔，具體地以d＜λ/2這一間隔等間距地設(shè)置的場(chǎng)合中，表示出作為光學(xué)偏振元件的作用。該形式的偏振光學(xué)元件具有如下功能，即振動(dòng)面與金屬線的長(zhǎng)度方向相同的光予以反射，振動(dòng)面與該金屬線的垂直方向相同的光予以透過。因此，該格柵型的偏振光學(xué)元件與上述第1種的薄膜狀的偏振光學(xué)元件的動(dòng)作原理完全不同，將兩個(gè)格柵型偏振光學(xué)元件以正交的方式重疊設(shè)置時(shí)，因?yàn)榭煞瓷湔麄€(gè)振動(dòng)面上的入射光，所以實(shí)質(zhì)上起到鏡子的作用。該格柵型的偏振光學(xué)元件雖然可提高光的透過率，但是需要將導(dǎo)電性的細(xì)金屬絲及其間隔設(shè)置在偏振的波長(zhǎng)以下。因此，目前使用在波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線等中，在可見光的偏振上不適合，所以，幾乎不使用。
作為這樣的格柵型偏振光學(xué)元件的一個(gè)例子，在下述的專利文獻(xiàn)3中公開了上述格柵型偏振光學(xué)元件的制造方法，即在電介體中或電介體表面上將金屬以格子狀的方式分布而成結(jié)構(gòu)的格柵型偏振光學(xué)元件中，將金屬以格子狀方式填充在兩個(gè)電介體之間且一體化后，將上述金屬格子整體沿著直線方向上加熱延伸或壓延而制造得到上述格柵型的偏振光學(xué)元件。
然而，在下述專利文獻(xiàn)3中公開的格柵型的偏振光學(xué)元件的制造方法中，因?yàn)樾枰訜岬浇饘偕煺顾枰臏囟龋砸愿叻肿游镔|(zhì)作為電介體的場(chǎng)合，在該溫度時(shí)高分子物質(zhì)已經(jīng)變?yōu)槿谝籂顟B(tài)或已經(jīng)分離，這樣，不能制作偏振光學(xué)元件，另外，大面積化實(shí)際上也是困難的。
另外，下述的專利文獻(xiàn)4中公開了一種格柵型的偏振光學(xué)元件，其中通過透明而柔軟的基板上形成金屬膜，在金屬膜的融點(diǎn)以下時(shí)延伸基板和金屬膜，這樣，形成由具有各向異性的形狀的金屬部分和電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
然而，如果利用下述專利文獻(xiàn)4中公開的格柵型偏振光學(xué)元件的制造方法，因?yàn)檠由焱该鞫彳浀幕逋ㄟ^延伸而均勻地延伸，在該基板上的金屬薄膜上也施加均勻的延伸力，所以，由金屬膜形成的金屬線不以波長(zhǎng)級(jí)的間隔規(guī)則地并列。即使用如金這樣的延展性良好的金屬時(shí)，因?yàn)樵摻饘倥c基板一起延伸而覆蓋不相變的基板，一方面，使用不具有如鋁這樣的延展性好的金屬時(shí)，因?yàn)楫a(chǎn)生不規(guī)則的裂紋，同時(shí)金屬?gòu)幕迳厦撀?，所以存在幾乎不能得到偏振效果這樣的問題。
另外，近年來(lái)，如專利文獻(xiàn)5所公開的那樣，提出在玻璃板上利用光致抗蝕膜而制作細(xì)溝，通過在該處蒸發(fā)金屬，制成可見光域的偏振光學(xué)元件的方法，但是，在該方法中，制造過程復(fù)雜，價(jià)格變高，實(shí)踐中不能實(shí)現(xiàn)5cm2以上的大面積化作業(yè)。
因此，在上述的格柵型的偏振光學(xué)元件的制造方法中，只能獲得最大幾平方厘米的偏振光學(xué)元件，不能獲得具有該面積以上的大面積的薄膜狀的格柵型的偏振光學(xué)元件。因此，人們強(qiáng)烈需要開發(fā)出這樣一種大面積的薄膜狀的格柵型的偏振光學(xué)元件及其便宜的制造方法，其具有從可見光范圍到紅外線范圍使得偏振效果提高的、在使用波長(zhǎng)的1/10的幅寬即從10nm至幾微米的幅寬下具有使用波長(zhǎng)的10倍以上的長(zhǎng)度即從幾百納米至幾百微米長(zhǎng)度的導(dǎo)電體和電介體交互地配置的結(jié)構(gòu)。
〖專利文獻(xiàn)1〗特開平05-019247號(hào)公報(bào)(段落 )〖專利文獻(xiàn)2〗特開2002-022966號(hào)公報(bào)(專利請(qǐng)求的范圍、段落
)〖專利文獻(xiàn)3〗特開平9-090122號(hào)公報(bào)(專利請(qǐng)求的范圍、段落
、圖1)〖專利文獻(xiàn)4〗特開2001-074935號(hào)公報(bào)(專利請(qǐng)求的范圍、段落
、圖1、圖2)〖專利文獻(xiàn)5〗特表2003-529680號(hào)公報(bào)(專利請(qǐng)求的范圍)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的發(fā)明人為解決上述現(xiàn)有的格柵型偏振光學(xué)元件的制造上的問題，為了提供一種高性能的大面積的且制造成本低的格柵型偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法而進(jìn)行不斷地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，利用極小直徑和長(zhǎng)度比該直徑足夠長(zhǎng)的細(xì)微的導(dǎo)電性纖維時(shí)，利用滾壓技術(shù)能夠?qū)⒕哂泄饣螂姴ǖ牟ㄩL(zhǎng)以下的幅寬的導(dǎo)電性細(xì)線以比光或電波的波長(zhǎng)足夠小的間隔并列地設(shè)置在高分子薄膜的表面，從而完成本發(fā)明。
即本發(fā)明的第1目的在于提供一種格柵型偏振光學(xué)元件，該元件可使用于從可見光范圍到紅外線范圍的波長(zhǎng)的光，且性能高、面積大且制造成本低。
另外，本發(fā)明的第2目的在于提供一種推動(dòng)滾壓延伸技術(shù)發(fā)展的上述格柵型偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法。
更進(jìn)一步地，本發(fā)明的第3目的在于提供一種將上述格柵型偏振光學(xué)元件復(fù)合化的在從可見光范圍和紅外線范圍到毫米波、微波的范圍較大的波長(zhǎng)帶域幅寬中的格柵型的反射光學(xué)元件。
本發(fā)明的第1目的是通過下述結(jié)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)的。在透明的高分子薄膜上涂覆纖維狀的導(dǎo)電性物質(zhì)以及至少含有熱硬化性樹脂、光硬化樹脂以及化學(xué)交聯(lián)性硬化劑其中一種物質(zhì)的混合液，使得纖維型導(dǎo)電物質(zhì)一邊定向一邊硬化，固定上述的定向而獲得該偏振光學(xué)元件，形成由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度比偏振的入射光的波長(zhǎng)要短，長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度比偏振的入射光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)。
在該場(chǎng)合中，偏振特性是由作為主要成分的纖維狀導(dǎo)電性物質(zhì)的尺寸、濃度、分散狀態(tài)、定向狀態(tài)等確定的，所以，作為高分子薄膜、熱硬化性樹脂、光硬化樹脂或化學(xué)交聯(lián)性硬化劑，如果為透明的則適宜選擇公知的上述物質(zhì)來(lái)使用。
在上述的偏振光學(xué)元件中，該由上述各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度范圍可為偏振的入射光的波長(zhǎng)的1/20-1/2，長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度可為該入射光的波長(zhǎng)的2倍以上。在該場(chǎng)合中，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度小于1/20時(shí)，因?yàn)樯鲜龈飨虍愋缘膶?dǎo)電性部分的光不吸收而反射多，所以，因光透過率差而不好。另外，超過1/2時(shí)偏振特性變差。更進(jìn)一步地，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方向上的長(zhǎng)度小于2倍時(shí)，偏振特性變差。另外，在制作時(shí)長(zhǎng)方向上的長(zhǎng)度限制理論上是不存在的，通過使用的偏振光學(xué)元件的尺寸來(lái)確定即可。
偏振的入射光為可見光時(shí)，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)范圍約為400-700nm，如果該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度設(shè)置為20-350nm的范圍，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度設(shè)置為800nm以上，則可獲得偏振性能良好的偏振光學(xué)元件。
另外，偏振的入射光為紅外光時(shí)，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)范圍約為700nm以上，如果該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度設(shè)置為35nm-1μm的范圍，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度設(shè)置為10μm以上，則可獲得偏振性能良好的偏振光學(xué)元件。
另外，上述纖維狀導(dǎo)電物質(zhì)最好為從金屬胡須、導(dǎo)電性氧化物胡須、碳納米管(カ一ボンナノチユ一ブ)中選擇的至少一種。更進(jìn)一步地，上述各向異性的導(dǎo)電性部分形成的表面上可設(shè)有由兼具防止導(dǎo)電性部分剝離的電介體多層膜構(gòu)成的反射防止膜。
另外，本申請(qǐng)的第2目的是通過以下的結(jié)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn)的。即在本申請(qǐng)的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法中，其中，包括下述的(1)～(3)三個(gè)工藝步驟，形成由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度比偏振的入射光的波長(zhǎng)要短，長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度比偏振的入射光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)。
將透明的高分子薄膜連續(xù)地供給步驟；
在上述透明的高分子薄膜上，涂覆纖維狀的導(dǎo)電性物質(zhì)以及含有熱硬化性樹脂、光硬化樹脂或化學(xué)交聯(lián)性硬化劑的混合液，且使得薄膜通過壓縮輥之間，使得纖維狀導(dǎo)電性物質(zhì)沿著一個(gè)方向定向；使得含有上述熱硬化性樹脂、光硬化樹脂或化學(xué)交聯(lián)性硬化劑的混合液硬化而固定上述纖維狀導(dǎo)電性物質(zhì)的定向。
在上述的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法中，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度范圍可為偏振的入射光的波長(zhǎng)的1/20-1/2，長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度可為該入射光的波長(zhǎng)的2倍以上。在該場(chǎng)合中，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度小于1/20時(shí)，因?yàn)樯鲜龈飨虍愋缘膶?dǎo)電性部分的光不吸收而反射多，所以，因光透過率差而不好。另外，超過1/2時(shí)偏振特性變差。更進(jìn)一步地，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方向上的長(zhǎng)度小于2倍時(shí)，偏振特性變差。另外，在制作時(shí)長(zhǎng)方向上的長(zhǎng)度限制理論上是不存在的，通過使用的偏振光學(xué)元件的尺寸來(lái)確定即可。
偏振的入射光為可見光時(shí)，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)范圍約為400-700nm，如果該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度設(shè)置為20-350nm的范圍，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度設(shè)置為800nm以上，則可制造出偏振性能良好的偏振光學(xué)元件。
另外，偏振的入射光為紅外光時(shí)，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)范圍約為700nm以上，如果該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度設(shè)置為35nm-1μm的范圍，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度設(shè)置為10μm以上，則可制造出偏振性能良好的偏振光學(xué)元件。
另外，上述纖維狀導(dǎo)電性物質(zhì)最好為從金屬胡須、導(dǎo)電性氧化物胡須、碳納米管(カ一ボンナノチユ一ブ)中選擇的至少一種。更進(jìn)一步地，上述各向異性的導(dǎo)電性部分形成的表面上可設(shè)有由兼具防止導(dǎo)電性部分剝離的電介體多層膜構(gòu)成的反射防止膜。
更進(jìn)一步地，本發(fā)明的上述的第3目的是通過以下的結(jié)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn)的。即在本申請(qǐng)所記載的反射光學(xué)元件中，其中，該元件是由上述偏振光學(xué)元件構(gòu)成的兩個(gè)薄膜以各自的導(dǎo)電性物質(zhì)垂直這樣的設(shè)置方式設(shè)置而成。
在該場(chǎng)合中，本發(fā)明的格柵型偏振光學(xué)元件具有下述功能，即反射光，該光具有與導(dǎo)電性部分的長(zhǎng)度方向相同的振動(dòng)面，透過光，該光具有與其垂直方向相同振動(dòng)面。因此，將兩個(gè)格柵型偏振光學(xué)元件以垂直相交方式重疊設(shè)置時(shí)，可反射整個(gè)振動(dòng)面上的入射光，因此實(shí)質(zhì)上起到鏡子的作用。
在該場(chǎng)合中，通過對(duì)本發(fā)明的格柵型偏振光學(xué)元件的由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的尺寸予以選擇，可使得可見光、紅外光、毫米波以及微波被反射，或者使得可見光得以透過，而紅外光、毫米波以及微波被反射。
利用本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)如下效果。即根據(jù)本發(fā)明的格柵型偏振光學(xué)元件，利用極小直徑和長(zhǎng)度比該直徑足夠長(zhǎng)的細(xì)微的導(dǎo)電性纖維時(shí)，如以下的實(shí)施例詳述的那樣，利用滾壓技術(shù)，可提供一種大面積的薄膜狀的偏振性能良好的光透過率高的且可用于從可見光范圍至紅外光范圍的格柵型偏振光學(xué)元件。特別地，根據(jù)本發(fā)明的偏振光學(xué)元件，更進(jìn)一步地，因?yàn)樯鲜龈飨虍愋缘膶?dǎo)電性部分形成的表面上設(shè)有由兼具防止導(dǎo)電性部分剝離的電介體多層膜構(gòu)成的反射防止膜，從而可得到惡化被抑制的且光透過率提高的偏振光學(xué)元件。
更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法，通過滾壓法可將偏振光學(xué)元件連續(xù)地、簡(jiǎn)單且低價(jià)地制造成大面積的偏振光學(xué)元件。
更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的反射光學(xué)元件，可獲得大面積的薄膜狀的可反射一定波長(zhǎng)乃至電磁波的反射光學(xué)元件。因此，如果將該反射光學(xué)元件用于如汽車的前玻璃、側(cè)玻璃等中時(shí)，那么即使有對(duì)面行駛來(lái)的車的遠(yuǎn)光，對(duì)于駕駛員來(lái)講也不會(huì)刺眼。另外，如果用于建筑物的窗戶上，因?yàn)榭梢姽饪梢酝高^而紅外光以及波長(zhǎng)大于紅外光的電磁波被反射，所以，不僅室內(nèi)變得明亮，而且可提高建筑物的隔熱性。


圖1為實(shí)施例1中使用的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造裝置的示意圖；圖2為實(shí)施例2中使用的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造裝置的示意圖；圖3為實(shí)施例3中使用的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，通過實(shí)施例對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳的形態(tài)予以說(shuō)明。另外，本發(fā)明不限于下述的實(shí)施例中所記載的內(nèi)容，本發(fā)明的保護(hù)范圍是以權(quán)利要求中記載的技術(shù)的范圍為準(zhǔn)。
〖實(shí)施例1〗在實(shí)施例1中，使用圖1所示的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造裝置10，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇(酯)(PET)薄膜的表面上固定ZnO胡須而制作薄膜狀的偏振光學(xué)元件。首先，將來(lái)自PET薄膜的供給滾筒11的PET薄膜12通過滾筒13供給，利用T形模具將由聚乙稀醇、甲醛、金屬處理后的ZnO胡須以及水組成的混合液以一定的厚度涂覆在該P(yáng)ET薄膜的表面上，然后，通過改變2軸滾筒的上部16和下部16’的圓周速度，施加剪斷應(yīng)力的同時(shí)進(jìn)行涂覆。此時(shí)，ZnO胡須沿著薄膜的長(zhǎng)度方向定向。然后，通過溫度保持在預(yù)定的溫度上的恒溫槽17和滾筒18而干燥、硬化后由卷繞滾筒19卷繞，這樣，可得到導(dǎo)電性的ZnO胡須定向于薄膜長(zhǎng)度方向上的偏振光學(xué)元件。該偏振光學(xué)元件在紅外光的波長(zhǎng)1μm-10μm范圍時(shí)偏振反射性非常高，使該偏振光學(xué)元件垂直相交而測(cè)定紅外線的反射率時(shí)該值為99％。另外，在實(shí)施例1中，盡管在將含有導(dǎo)電性的ZnO胡須的混合液涂覆在PET薄膜上時(shí)采用T模具法，但是不限于此，也可采用刮刀法等公知的涂覆方法。
〖實(shí)施例2〗在第2實(shí)施例中，利用在實(shí)施例1中所使用的圖1所示的裝置，制造在導(dǎo)電性物質(zhì)的表面上設(shè)有反射防止膜的薄膜狀偏振光學(xué)元件。圖2中表示出實(shí)施例2中使用的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造裝置20的結(jié)構(gòu)。另外，在圖2中，與圖1中所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)部分采用相同的附圖標(biāo)記表示，省略其詳細(xì)的說(shuō)明。首先，通過與實(shí)施例1同樣而制造的恒溫槽17以及滾筒18而被干燥、硬化的表面上，涂覆由導(dǎo)電性的ZnO胡須構(gòu)成的導(dǎo)電性物質(zhì)，將從低折射率和高折射率的高分子薄膜彼此相互多層層壓后的反射防止薄膜的供給輥筒22供給的反射防止薄膜通過滾筒23層疊在已經(jīng)附有上述導(dǎo)電性物質(zhì)的PET薄膜21的面上，通過滾筒24而被粘接。該新添加的反射防止膜不僅具有防止光反射的作用，而且在滾筒24的作用下具有防止粘附到PET薄膜表面上的ZnO胡須脫落的作用。此后，通過在恒溫槽25內(nèi)的熱處理作用，加強(qiáng)了粘接的牢固性。通過滾筒26由卷繞滾筒27卷繞。卷繞到該卷繞滾筒27上的薄膜狀的偏振光學(xué)元件具有與實(shí)施例1中的偏振光學(xué)元件相同的偏振效果。
〖實(shí)施例3〗在實(shí)施例3中，利用在圖3中所示的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造裝置，通過在聚碳酸酯薄膜上固定有碳納米管而制造薄膜狀的偏振光學(xué)元件。首先，將來(lái)自聚碳酸酯的供給輥31的聚碳酸酯薄膜32通過滾筒33供給到圓周速度各不相同的兩個(gè)軸滾筒34、35。而且，將混合有市售的碳納米管的光致抗蝕膜溶液36以液滴37的狀態(tài)從上述的圓周速度不同的兩個(gè)軸滾筒34、35的上部滴下，是加剪斷應(yīng)力的同時(shí)進(jìn)行涂覆作業(yè)。此時(shí)，碳鈉管沿著薄膜的長(zhǎng)度方向定向。然后，用曝光裝置38進(jìn)行光照射固定上述的定向，用卷繞的滾筒39進(jìn)行卷繞。如此獲得的薄膜狀的偏振光學(xué)元件的偏振度在可見光的波長(zhǎng)420～700nm的范圍為98％。
權(quán)利要求
1.一種偏振光學(xué)元件，其中，在透明的高分子薄膜上涂覆纖維狀的導(dǎo)電性物質(zhì)以及至少含有熱硬化性樹脂、光硬化樹脂以及化學(xué)交聯(lián)性硬化劑其中一種物質(zhì)的混合液，使得纖維型導(dǎo)電物質(zhì)一邊定向一邊硬化，固定上述的定向而獲得該偏振光學(xué)元件，形成由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度比偏振的入射光的波長(zhǎng)要短，長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度比偏振的入射光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的偏振光學(xué)元件，其中，該由上述各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度范圍可為偏振的入射光的波長(zhǎng)的1/20-1/2，長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度可為該入射光的波長(zhǎng)的2倍以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所記載的偏振光學(xué)元件，其中，偏振的入射光為可見光，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度設(shè)置為20-350nm的范圍，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度設(shè)置為800nm以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所記載的偏振光學(xué)元件，其中，上述偏振的入射光為紅外光，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度設(shè)置為35nm-1μm的范圍，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度設(shè)置為10μm以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的偏振光學(xué)元件，其中，上述纖維狀導(dǎo)電物質(zhì)為從金屬胡須、導(dǎo)電性氧化物胡須、碳納米管(カ一ボンナノチュ一ブ)中選擇的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所記載的偏振光學(xué)元件，其中，更進(jìn)一步地，上述各向異性的導(dǎo)電性部分形成的表面上可設(shè)有由兼具防止導(dǎo)電性部分剝離的電介體多層膜構(gòu)成的反射防止膜。
7.一種偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法中，包括下述的(1)～(3)三個(gè)工藝步驟，形成由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度比偏振的入射光的波長(zhǎng)要短，長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度比偏振的入射光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)，該步驟包括(1)將透明的高分子薄膜連續(xù)地供給步驟；(2)在上述透明的高分子薄膜上，涂覆纖維狀的導(dǎo)電性物質(zhì)以及含有熱硬化性樹脂、光硬化樹脂或化學(xué)交聯(lián)性硬化劑的混合液，且使得薄膜通過壓縮輥之間，使得纖維狀導(dǎo)電性物質(zhì)沿著一個(gè)方向定向；(3)使得含有上述熱硬化性樹脂、光硬化樹脂或化學(xué)交聯(lián)性硬化劑的混合液硬化而固定上述纖維狀導(dǎo)電性物質(zhì)的定向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法，其中，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度范圍可為偏振的入射光的波長(zhǎng)的1/20-1/2，長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度可為該入射光的波長(zhǎng)的2倍以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所記載的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法，其中，偏振的入射光為可見光，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度設(shè)置為20-350nm的范圍，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度設(shè)置為800nm以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所記載的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法，其中，上述偏振的入射光為紅外光，該由各向異性的導(dǎo)電性部分和高分子電介體部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的短方向上的長(zhǎng)度設(shè)置為35nm-1μm的范圍，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度設(shè)置為10μm以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法，其中，上述纖維狀導(dǎo)電物質(zhì)為從金屬胡須、導(dǎo)電性氧化物胡須、碳納米管(カ一ボンナノチュ一ブ)中選擇的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求7～11中任一項(xiàng)所記載的偏振光學(xué)元件的連續(xù)制造方法，其中，更進(jìn)一步地，上述各向異性的導(dǎo)電性部分形成的表面上可設(shè)有由兼具防止導(dǎo)電性部分剝離的電介體多層膜構(gòu)成的反射防止膜。
13.一種反射光學(xué)元件，其中，該元件是由上述權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)記載的偏振光學(xué)元件構(gòu)成的兩個(gè)薄膜以各自的導(dǎo)電性物質(zhì)正交這樣的設(shè)置方式設(shè)置而成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所記載的反射光學(xué)元件，其能夠反射可見光、紅外光、毫米波以及微波。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所記載的反射光學(xué)元件，其中，可見光能夠透過，而紅外光、毫米波以及微波被反射。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可適用于從可見光范圍到紅外光范圍的格柵型偏振光學(xué)元件及其連續(xù)制造方法。將PET薄膜(12)通過滾筒(13)供給，在該P(yáng)ET薄膜的表面上使用T形模具(14)，將由聚乙稀醇、甲醛、金屬處理后的ZnO胡須以及水組成的混合液以一定的厚度涂覆，然后，通過改變2軸滾筒的上部(16)和下部(16’)的圓周速度，施加剪斷應(yīng)力的同時(shí)進(jìn)行涂覆。此時(shí)，ZnO胡須沿著薄膜的長(zhǎng)度方向定向。然后，通過溫度保持在預(yù)定的溫度上的恒溫槽(17)和滾筒(18)而干燥、硬化后由卷繞滾筒(19)卷繞。由上述方法得到的該偏振光學(xué)元件在紅外光的波長(zhǎng)1μm－10μm范圍時(shí)偏振反射性非常高，使該偏振光學(xué)元件正交而測(cè)定紅外線的反射率時(shí)該值為99％。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK1616998SQ20041009099
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者宮田清藏 申請(qǐng)人:宮田清藏, 光榮商事有限會(huì)社