(57)【要約】【課題】広い波長帯域を有するガラス偏光子を提供する。【解決手段】ガラス偏光子１は、ガラス材１０と、複数の偏光層１１ａ、１１ｂとを備える。複数の偏光層１１ａ、１１ｂは、それぞれ、ガラス材１０に設けられている。複数の偏光層１１ａ、１１ｂは、それぞれ、一の方向に沿って配向した複数の金属含有粒子１２ａ、１２ｂを含む。複数の偏光層１１ａ、１１ｂは、金属含有粒子の長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が相互に異なる複数種類の偏光層を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材と、
前記ガラス材に設けられており、一の方向に沿って配向した複数の金属含有粒子を含む複数の偏光層と、
を備え、
前記複数の偏光層は、前記金属含有粒子の長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が相互に異なる複数種類の偏光層を含む、ガラス偏光子。
【請求項２】
前記複数の偏光層の少なくとも一つは、前記ガラス材の内部に設けられている、請求項１に記載のガラス偏光子。
【請求項３】
前記ガラス材が、Ａｕイオン、Ｃｕイオン及びＡｇイオンのうち少なくとも一種を含有する、請求項１または２に記載のガラス偏光子。
【請求項４】
前記複数の偏光層は、
前記ガラス材の内部に設けられた第１の偏光層と、
前記ガラス材の表層に設けられた第２の偏光層と、
を含み、
前記第１の偏光層と前記第２の偏光層とで、前記金属含有粒子の長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス偏光子。
【請求項５】
前記複数種類の偏光層のうちの少なくとも２種の偏光層が一の方向に沿って積層されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス偏光子。
【請求項６】
前記複数種類の偏光層のうちの少なくとも２種の偏光層が平面視において異なる位置に設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス偏光子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス偏光子の製造方法であって、
レーザー光を前記ガラス材に照射することにより前記複数種類の偏光層のうちの少なくとも１種類の偏光層に含まれる金属含有粒子を形成する、ガラス偏光子の製造方法。
【請求項８】
前記ガラス材の内部にレーザー光を照射することにより第１の偏光層を形成し、その後、前記ガラス材を雰囲気加熱することにより前記ガラス材の表層に第２の偏光層を形成する、請求項７に記載のガラス偏光子の製造方法。
【請求項９】
前記ガラス材が、Ａｕイオン、Ｃｕイオン及びＡｇイオンのうち少なくとも一種を含有する、請求項７または８に記載のガラス偏光子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス偏光子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、偏光子として、樹脂製の偏光子と、ガラス製の偏光子（以下、「ガラス偏光子」とする。）とが用いられている。ガラス偏光子は、樹脂製の偏光子よりも耐熱性、耐候性等の耐久性に優れている。このため、ガラス偏光子は、高い耐久性が求められる用途などに多用されている。
【０００３】
例えば特許文献１にはガラス偏光子の一例が記載されている。特許文献１には、アスペクト比が６：１〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子を含有するガラス偏光子が記載されている。
【０００４】
特許文献１には、ガラス偏光子の製造方法として、以下の方法が記載されている。まず、ハロゲンと銅とを含むガラス材を準備する。そのガラス材を加熱することによりガラス材中にハロゲン化銅を析出させる。ハロゲン化銅は、ガラス材の表層に析出する。その後、イオン交換により、ハロゲン化銅を、ハロゲン化銅と金属銀を含む粒子に変換する。従って、特許文献１に記載のガラス偏光子では、ハロゲン化銅と金属銀を含む粒子が表層に存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９７２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガラス偏光子の偏光機能が発現される波長域を広げたいという要望がある。すなわち、ガラス偏光子を広波長帯域化したいという要望がある。
【０００７】
本発明の主な目的は、広い波長帯域を有するガラス偏光子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガラス偏光子は、ガラス材と、複数の偏光層とを備える。複数の偏光層は、それぞれ、ガラス材に設けられている。複数の偏光層は、それぞれ、一の方向に沿って配向した複数の金属含有粒子を含む。複数の偏光層は、金属含有粒子の長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が相互に異なる複数種類の偏光層を含む。
【０００９】
複数の偏光層の少なくとも一つは、ガラス材の内部に設けられていることが好ましい。
【００１０】
ガラス材が、Ａｕイオン、Ｃｕイオン及びＡｇイオンのうち少なくとも一種を含有することが好ましい。
【００１１】
複数の偏光層は、ガラス材の内部に設けられた第１の偏光層と、ガラス材の表層に設けられた第２の偏光層とを含み、第１の偏光層と第２の偏光層とで、金属含有粒子の長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なっていてもよい。
【００１２】
複数種類の偏光層のうちの少なくとも２種の偏光層が一の方向に沿って積層されていることが好ましい。
【００１３】
複数種類の偏光層のうちの少なくとも２種の偏光層が平面視において異なる位置に設けられていてもよい。
【００１４】
本発明に係るガラス偏光子の製造方法は、上記ガラス偏光子を製造する方法に関する。本発明に係るガラス偏光子の製造方法では、レーザー光をガラス材に照射することにより複数種類の偏光層のうちの少なくとも１種類の偏光層に含まれる金属含有粒子を形成する。
【００１５】
ガラス材の内部にレーザー光を照射することにより第１の偏光層を形成し、その後、ガラス材を雰囲気加熱することによりガラス材の表層に第２の偏光層を形成してもよい。
【００１６】
ガラス材が、Ａｕイオン、Ｃｕイオン及びＡｇイオンのうち少なくとも一種を含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、広い波長帯域を有するガラス偏光子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係るガラス偏光子の模式的断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るガラス偏光子の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るガラス偏光子の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図４】第２の実施形態に係るガラス偏光子の模式的断面図である。
【図５】第３の実施形態に係るガラス偏光子の模式的平面図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩ部分の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００２０】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２１】
なお、図１〜図４及び図６のそれぞれにおいて、断面に附すべきハッチングを省略している。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るガラス偏光子の模式的断面図である。図１に示されるように、ガラス偏光子１は、ガラス材１０を備えている。ガラス材１０を構成するガラスの種類は特に限定されない。ガラス材１０は、例えば、ケイ酸塩系ガラス、ホウケイ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスなどであって、Ａｕイオン、Ｃｕイオン及びＡｇイオンの少なくとも一種を含むガラスをドロー法で成形することにより構成することができる。
【００２３】
ガラス材１０の形状寸法は、特に限定されない。ガラス材１０は、例えば板状であってもよいし、レンズ状、直方体状、球状、楕球状、シリンドリカルレンズ状等であってもよい。以下、本実施形態では、ガラス材１０が板状である例について説明する。
【００２４】
ガラス材１０には、複数の偏光層１１ａ、１１ｂが設けられている。具体的には、本実施形態では、ガラス材１０に、第１の偏光層１１ａと第２の偏光層１１ｂとの２つの偏光層が設けられている。第１の偏光層１１ａと第２の偏光層１１ｂとは、それぞれガラス材１０の内部に設けられている。このため、第１及び第２の偏光層１１ａ、１１ｂが外気と接触することが防止されている。従って、第１及び第２の偏光層１１ａ、１１ｂは、変質しにくい。
【００２５】
第１の偏光層１１ａと第２の偏光層１１ｂとは、それぞれ、ガラス材１０の主面の延びる方向に沿って設けられている。第１の偏光層１１ａと第２の偏光層１１ｂとは、平面視におけるガラス材１０の実質的に全体に設けられている。第１の偏光層１１ａと第２の偏光層１１ｂとは、厚み方向に沿って積層されている。
【００２６】
第１の偏光層１１ａは、複数の金属含有粒子１２ａを有する。複数の金属含有粒子１２ａは、一の方向に沿って配向している。この複数の金属含有粒子１２ａによって第１の偏光層１１ａに偏光機能が付与されている。
【００２７】
第２の偏光層１１ｂは、複数の金属含有粒子１２ｂを有する。複数の金属含有粒子１２ｂは、一の方向に沿って配向している。この複数の金属含有粒子１２ｂによって第２の偏光層１１ｂに偏光機能が付与されている。なお、金属含有粒子１２ｂの配向方向と金属含有粒子１２ａの配向方向とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２８】
金属含有粒子１２ａ、１２ｂは、金属を含むものであればよい。金属含有粒子１２ａ、１２ｂは、例えば、金属により構成されていてもよいし、金属酸化物、金属塩化物、金属硫化物等により構成されていてもよい。
【００２９】
金属含有粒子１２ａ、１２ｂは、細長形状を有する。金属含有粒子１２ａ、１２ｂは、針状であることが好ましい。なお、可視域以長の波長の光を変更させるには、金属含有粒子１２ａ、１２ｂは、アスペクト比が５：１以上の針状であることが好ましい。赤外域以長の波長の光を変更させるには、金属含有粒子１２ａ、１２ｂは、アスペクト比が１０：１以上の針状であることが好ましい。金属含有粒子１２ａ、１２ｂは、金属または金属化合物の針状結晶であってもよい。
【００３０】
第１の偏光層１１ａに含まれる金属含有粒子１２ａと、第２の偏光層１１ｂに含まれる金属含有粒子１２ｂとでは、長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なる。このため、第１の偏光層１１ａと第２の偏光層１１ｂとでは、偏光する光の波長域が相互に異なる。
【００３１】
このように、ガラス偏光子１は、金属含有粒子の長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が相互に異なり、偏光する光の波長域が相互に異なる複数種類の偏光層１１ａ、１１ｂを有する。このため、ガラス偏光子１の偏光する波長域が広い。すなわち、ガラス偏光子１は、広い波長帯域を有する。ガラス偏光子により広い波長帯域が求められる場合は、厚み方向に沿って偏光層を３層以上積層してもよい。
【００３２】
なお、本発明において、偏光層における金属含有粒子の長さ、アスペクト比等は、ガラス偏光子の断面の１ｍｍ×1ｍｍの範囲内に含まれる金属含有粒子の長さ、アスペクト比の平均値とする。
【００３３】
ガラス偏光子１の製造方法は、特に限定されない。ガラス偏光子１は、例えば以下の要領で製造することができる。
【００３４】
まず、Ａｕイオン、Ｃｕイオン及びＡｇイオンの少なくとも一種を含むガラスをドロー法で成形してガラス材１０を準備する。次に、図２に示されるように、ガラス材１０の第１の偏光層１１ａを形成しようとする部分にレーザー光を照射する。具体的には、ガラス材１０の第１の偏光層１１ａを形成しようとする深さ部分にレーザー光を合焦させた状態で、レーザー光源１３をガラス材１０の主面の延びる方向に沿って走査する。これにより、金属含有粒子１２ａを析出させ、第１の偏光層１１ａを形成する。
【００３５】
次に、図３に示されるように、ガラス材１０の第２の偏光層１１ｂを形成しようとする部分に、予め形成した第１の偏光層１１ａをレーザー光が通過しないようにレーザー光を照射する。具体的には、ガラス材１０の第２の偏光層１１ｂを形成しようとする深さ部分にレーザー光を合焦させた状態で、レーザー光源１３をガラス材１０の主面の延びる方向に沿って走査する。これにより、金属含有粒子１２ｂを析出させ、第２の偏光層１１ｂを形成する。以上の工程により、ガラス偏光子１を完成させることができる。
【００３６】
なお、ガラス材１０の一方側に配された第１のレーザー光源と、ガラス材１０の他方側に配された第２のレーザー光源とから同時にレーザー光を照射し、第１及び第２の偏光層１１ａ、１１ｂを同時に形成してもよい。
【００３７】
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００３８】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係るガラス偏光子の模式的断面図である。
【００３９】
図４に示されるように、本実施形態に係るガラス偏光子２０は、第１の偏光層１１ｃと、第２の偏光層１１ｄと、第３の偏光層１１ｅとを有する。第１の偏光層１１ｃは、一の方向に沿って配向した複数の金属含有粒子１２ｃを含む。第２の偏光層１１ｄは、一の方向に沿って配向した複数の金属含有粒子１２ｄを含む。第３の偏光層１１ｅは、一の方向に沿って配向した複数の金属含有粒子１２ｅを含む。
【００４０】
第１の偏光層１１ｃは、ガラス材１０の内部に設けられている。第２の偏光層１１ｄは、ガラス材１０の一方側の表層に設けられている。第３の偏光層１１ｅは、ガラス材１０の他方側の表層に設けられている。
【００４１】
第１の偏光層１１ｃは、例えば、第１の実施形態において説明した方法と同様に、レーザー光の照射により形成することができる。第２の偏光層１１ｄ及び第３の偏光層１１ｅは、それぞれ、レーザー光の照射により形成することもできるし、ガラス材１０を雰囲気加熱することにより形成することもできる。ガラス材１０を雰囲気加熱することにより第２及び第３の偏光層１１ｄ、１１ｅを形成した場合、第２の偏光層１１ｄに含まれる金属含有粒子１２ｄと、第３の偏光層１１ｅに含まれる金属含有粒子１２ｅとでは、長さ、アスペクト比、配向方向が実質的に同じとなる。ガラス材１０を雰囲気加熱することにより第２及び第３の偏光層１１ｄ、１１ｅを形成する場合、第２及び第３の偏光層１１ｄ、１１ｅよりも先に第１の偏光層１１ｃを形成しておくことが好ましい。
【００４２】
ガラス偏光子２０では、第１の偏光層１１ｃに含まれる金属含有粒子１２ｃと、第２の偏光層１１ｄに含まれる金属含有粒子１２ｄ及び第３の偏光層１１ｅに含まれる金属含有粒子１２ｅの少なくとも一方とで、長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なる。このため、第１の偏光層１１ｃと、第２及び第３の偏光層１１ｄ、１１ｅの少なくとも一方とで、偏光する光の波長域が異なる。従って、本実施形態に係るガラス偏光子２０も広い波長帯域を有する。
【００４３】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係るガラス偏光子の模式的平面図である。図６は、図５の線ＶＩ−ＶＩ部分の模式的断面図である。
【００４４】
第１及び第２の実施形態では、各偏光層が平面視におけるガラス材の実質的に全体に設けられている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、複数の偏光層の少なくとも一つは、平面視におけるガラス材の一部に設けられていてもよい。
【００４５】
図５及び図６に示されるガラス偏光子３０は、第１〜第４の偏光層１１ｆ〜１１ｉを有する。第１〜第４の偏光層１１ｆ〜１１ｉは、それぞれ、平面視におけるガラス材１０の一部に設けられている。第１の偏光層１１ｆと第２の偏光層１１ｇとは、平面視において異なる場所に設けられている。
【００４６】
第１の偏光層１１ｆに含まれる金属含有粒子１２ｆと、第３の偏光層１１ｈに含まれる金属含有粒子１２ｈとでは長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なる。このため、第１の偏光層１１ｆが偏光する光の波長域と、第３の偏光層１１ｈが偏光する光の波長域とが異なる。これら第１の偏光層１１ｆ及び第３の偏光層１１ｈが厚み方向において重なるように設けられている。
【００４７】
第２の偏光層１１ｇに含まれる金属含有粒子１２ｇと、第４の偏光層１１ｉに含まれる金属含有粒子１２ｉとでは長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なる。このため、第２の偏光層１１ｇが偏光する光の波長域と、第４の偏光層１１ｉが偏光する光の波長域とが異なる。これら第２の偏光層１１ｇ及び第４の偏光層１１ｉが厚み方向において重なるように設けられている。
【００４８】
このように、ガラス偏光子３０においても、含まれる金属含有粒子の長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なる複数種類の偏光層が厚み方向に積層されている。従って、ガラス偏光子３０も広い波長帯域を有する。
【００４９】
なお、第１の偏光層１１ｆに含まれる金属含有粒子１２ｆは、第２の偏光層１１ｇに含まれる金属含有粒子１２ｇ及び第４の偏光層１１ｉに含まれる金属含有粒子１２ｉのそれぞれと、長さ及びアスペクト比が実質的に等しくてもよいし、長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なっていてもよい。第２の偏光層１１ｇに含まれる金属含有粒子１２ｇは、第１の偏光層１１ｆに含まれる金属含有粒子１２ｆ及び第３の偏光層１１ｈに含まれる金属含有粒子１２ｈのそれぞれと、長さ及びアスペクト比が実質的に等しくてもよいし、長さ及びアスペクト比の少なくとも一方が異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１，２０，３０：ガラス偏光子
１０：ガラス材
１１ａ〜１１ｉ：偏光層
１２ａ〜１２ｉ：金属含有粒子
１３：レーザー光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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