尖晶石烧结体、光透过窗以及光透过透镜制造技术

本发明专利技术提供一种具有较小偏振性和较高热传导性的低成本尖晶石烧结体。还提供了一种用于发光装置的有用的光透过窗和光透过透镜。为了这样的目的，本发明专利技术的尖晶石烧结体在白光下情况下具有３００或以上的对比率，其中对比率被定义为通过下述方法获得的比值，即通过将尖晶石烧结体布置在两个偏振方向彼此平行的两个偏振片之间的情况下的光透过量，除以将尖晶石烧结体布置在偏振方向彼此垂直的两个偏振片之间的情况下的光透过量，从而获得该比值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在直线透过率、偏振特性和散热性方面具有优良特性 的尖晶石烧结体，该尖晶石烧结体能够满足电子装置的未来需求。本 专利技术还涉及其中使用这样的烧结体的用于发光装置的光透过窗和光透 过透镜。
技术介绍
响应电子装置的快速发展，在电子装置中使用的外围部件必须具 有先进特性。例如，对于用于电子装置的光透过透镜和光透过窗，为 了透过高密度光信号，不仅需要高直线透过率，而且需要具有优良的 偏振特性的材料。由于电子装置的功能稳定性受细微发热的影响，使 用具有较高散热性的材料也很重要。过去，蓝宝石己经被公知为一种具有优异非常散热性能的光学材 料。蓝宝石包括氧化铝单晶，以及具有较大强度和42W/(m，^)的非常 高的热传导率。然而，蓝宝石昂贵，以及具有六角晶体结构，展现出 光学各向异性。因此，如果使用蓝宝石作为偏振光光学仪器的光透过 窗，由于必须相对于入射偏振光的方向来进行蓝宝石的晶轴的轴向调 整，所以花费很多时间和人工进行包装，从而导致制造成本较高。石英玻璃被认为是具有优良偏振特性和直线透过率的材料。然而， 石英玻璃的热传导率小到0.01W/(ml) 0.9W/—且石英玻璃的 散热性能不充足。尖晶石烧结体是具有优异的偏振特性的材料。由于 尖晶石烧结体包括氧化铝(A1203)和氧化镁(MgO)，并且其晶体类 型是立方晶体，所以它理想地没有展现出双折射并且在偏振特性方面 也是优异的。 在该尖晶石烧结体当中，提出其中八1203和MgO的组成比是0.53: 0.47 0.58: 0.42的材料具有优异的直线透过率(参考日本专利申请特 许公开No.S59-12U58(专利文件l))。公布当形成材料粉末之后将 该材料粉末在氢气氛中在1700。C 1800。C下经受常压烧结达10 20小时时，能够获得该组成比，其中在该材料粉末的表达式為CVnAfgO中，n是在1.127 1.381的范围内。根据在上述专利文件中公布的教导，为了通过在氢气氛中进行烧 结来获得具有高透过率的的尖晶石烧结体，最好使材料粉末包含的 MgO的10%或以上蒸发而非完全禁止MgO的蒸发，该MgO在1400°C 或更高的温度下蒸发。在上述专利文件中，还建议优选地在氢气氛中 执行烧结，这是由于在空气或氮气或真空中执行烧结的任何一种情况 下，透过光被散射，因此透过率低下如果在空气或氮气中执行烧结， 将会把氮气引入闭孔中，这导致了孔难以消失，而如果在真空中执行 烧结，那么MgO的消失变得很明显从而A1203变得过多。日本专利申请特许公开No.S59-121158
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，如果当在氢气氛中完成烧结时，从材料粉末蒸发出10%或 以上的MgO，那么氧缺陷增加，因此直线透过率、偏振特性以及热传 导性将降低。并且，Al203固溶量增加，以及晶格的微观变化和应变增 加。因此，光学特性和热学特性将恶化。此外，如果在高温下执行烧 结达几个小时，那么在烧结体中的晶体生长成具有100/^或更大的晶 粒大小。本专利技术要解决的问题是提供一种具有较小偏振和较高热传导率的 低成本尖晶石烧结体。另一个要解决的问题是提供用于发光装置的光 透过窗和光透过透镜。 解决问题的手段本专利技术的尖晶石烧结体的特征是在白光的情况下的对比率等于或 大于300，其中对比率被定义为下述比值，即通过将烧结体布置在偏 振方向平行于彼此的两个偏振片之间的情况下的光透过量，除以烧结 体布置在偏振方向垂直于彼此的两个偏振片之间的情况下的光透过 量，所得到的比值。优选地，对比率等于或大于1000。该烧结体的组成是MgO.nAip;，其中n优选地是1.05 1.30，并且更优选地n是1.07 1.125。并且，对于lmm的厚度，该烧结体相对于具有500nm的波长 的光，优选地展现出70%或以上的直线透过率，而相对于具有350nm 的波长的光，优选地展现出60%或以上的直线透过率。此外，烧结体 的热传导率优选地等于或大于12『/(m'^)。在用于发光装置的本专利技术的光透过窗和光透过透镜中，典型性地使用这样的尖晶石烧结体。同 样地，在用于液晶面板和数字微镜装置的本专利技术的光透过窗中使用这 样的尖晶石烧结体。专利技术效果根据本专利技术，提供具有较高的对比率、直线光透过率和热传导率 的尖晶石烧结体。具体实施方式(尖晶石烧结体)根据本专利技术的尖晶石烧结体的特征一个是它相对于白光的对比率 等于或大于300。比值A: B被称为偏振消光比，以及^ + S被称为对比 率，其中，A是在将尖晶石烧结体配置在两个具有彼此平行的偏振方向的偏振板之间的情况下的透过量，而B是在将尖晶石烧结体配置在 两个具有彼此垂直的偏振方向的偏振板之间的情况下的透过量。在布置由理想光学晶体制成的两个偏振板并使得它们的偏振方向彼此平行的情况下，已经透过上游偏振板的光100%透过下游偏振板。 另一个方面，在布置两个偏振板并使得它们的偏振方向彼此垂直的情 况下，已经透过上游偏振板的光0%透过下游偏振板，这是由于偏振方 向不受理想光学晶体的影响。然而，对于实际的晶体，透过光的偏振 方向被影响，从而导致了偏振方向的崩溃，在平行布置的情况下，光透过量未达到100%，而在垂直布置的情况下，光透过量不是0%。因此，通过偏振消光比或对比率可以评估晶体的偏振特性。通过获得对比率能够测量偏振特性，通过z+s来计算对比率，其中A是在将样件放置在两个相对于光轴垂直地布置以至于偏振方向彼 此平行的偏振板之间的情况下，通过CCD测量的光透过量，并且同样 地，B是在其中偏振板的偏振方向彼此垂直的情况下的光透过量。对于尖晶石烧结体，由于晶体结构是立方晶体，所以偏振特性非 常级理想化，没有光各向异性；然而，在实际情况中，由于晶体中的 氧缺陷、晶格的变化和应变等，所以偏振特性恶化。本专利技术的尖晶石 烧结体在白光的情况下，具有300或以上的对比率，且优选地具有1000 或以上的对比率。因此，它具有类似玻璃的好偏振特性，并因此由于 对于包装不需要诸如将结晶轴调节到偏振方向上的人工，所以包装成 本低。本专利技术的尖晶石烧结体还在低成本和大量生产方面优于蓝宝石。尖晶石烧结体的组成是^^0.^/203，其中n优选地是1.05 1.30， 且更优选地n是1.07 1.125。通过阻止MgO的蒸发，可以提高偏振特 性，从而将n调整到1.05 1.30的范围内，以便可以减小八1203固溶量， 从而减小微观晶格的变化和应变。在厚度为lmm和具有500nm的波长的光(可见光)的情况下， 尖晶石烧结体优选地具有70%或以上的直线透过率，以及更优选地具 有80%或以上的直线透过率。在厚度为lmm和具有350nm的波长的光 (紫外光)的情况下，尖晶石烧结体优选地具有60%或以上的直线透过率，以及更优选地具有70%或以上的直线透过率。直线透过率是在 平行于入射光的光轴的直线上的透过光的强度与入射光强度之间的比 值。所以，相对于每个波长的电磁波的直线透过率越高，透过光就越 强，导致由光传输通过的透镜或透过窗吸收的光能量降低。因此，能 够抑制透镜或透过窗的发热。尖晶石烧结体优选地具有12『/(^《)或以上的热传导率，以及更 优选地具有16『/(^/0或以上的热传导率。这样的尖晶石烧结体在热 耗散方面优良，并且因此根据电子光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在白光情况下具有３００或以上的对比率的尖晶石烧结体，其中，所述对比率被定义为通过将所述尖晶石烧结体布置在偏振方向彼此平行的两个偏振片之间的情况下的光透过量，除以将所述尖晶石烧结体布置在偏振方向彼此垂直的两个偏振片之间的情况下的光透过量，所得到的比值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹目彰，柴田宪一郎，藤井明人，中山茂，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]