JP2009292688A - 透光性セラミックスおよびその製造方法、それを用いた光学素子、カラー液晶プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、ＨＩＰ処理を必要とせずに高い透光性を有するＭｇＯ系固溶体の透光性セラミックスを得ることにある。
【解決手段】本発明の透光性セラミックスの製造方法は、第１成分であるＭｇＯに、第２成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、およびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む化合物が固溶した固溶体からなる透光性セラミックスの製造方法であって、前記第１成分および第２成分の金属元素を含む原料粉末を溶融状態にして溶融体を得る第一の工程と、該溶融体を固化させて固溶体を得る第二の工程と、該固溶体を熱処理して結晶化させる第三の工程とを含むことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、ＭｇＯに特定の成分が固溶した固溶体からなる透光性セラミックスの製造方法に関する。

ＭｇＯ（酸化マグネシウムまたはマグネシア）は、その結晶構造が立方晶であり複屈折が無いため、気孔や不純物の偏析を除去することにより透光性に優れた焼結体を得ることが可能である。このようなＭｇＯは、融点が２８００℃と非常に高く、耐熱性、耐アルカリ性及び高熱伝導性を有する優れた素材であることが知られている。しかしながら、ＭｇＯはその融点が極めて高いため、既存の単結晶合成技術では光学的に優れた大型結晶を合成することは困難であった。

一方セラミックス（多結晶体）は、融点以下の比較的低い温度での合成が可能であるため、ＭｇＯ同様高融点の酸化イットリウム（イットリア）やその他希土類酸化物に関して、従来より赤外用高温窓材、放電ランプ用エンベロープ、耐食部材等に適用すべく検討が盛んに行われている。

多結晶透光性ＭｇＯ焼結体に関する報告例としては、ＭｇＯ粉末を有機溶媒に分散し、再仮焼して焼結性を改善する方法等が挙げられる（たとえば特許文献１）。また焼結助剤を添加する方法としては、溶液状のアルミニウム化合物を添加する方法（特許文献２）、ＳｉＯ₂と微量のＢ₂Ｏ₃を添加する方法（特許文献３）、酸化スカンジウム、酸化イッテルビウム、酸化ゲルマニウムを０．０１〜０．５ｗｔ％添加し、不活性雰囲気で焼成する方法（特許文献４）等が挙げられる。

しかしながら、上記特許文献１の手法では、充分な透光性の焼結体を得ることは非常に困難であると共に、ＭｇＯの緻密化を促進する有機溶剤の役割が未解明であり、粉末の製造履歴によっては有機溶媒の添加効果が発現しない場合がある。また、上記特許文献２の手法においては、透過率に関する記述が無いために詳細は不明であるが、Ａｌ₂Ｏ₃単独で透光性の高い焼結体を作製するためには、非常に焼結性に優れた原料粉末を使用する必要がある。

さらに、上記特許文献３の手法では、Ｂ₂Ｏ₃が微量であってもＭｇＯの高温での機械的強度を低下させる上、低融点物である硼素化合物によって焼成炉が激しく汚染されるという欠点がある。また、特許文献４の手法においては、１７００℃以上という比較的高温で焼成しているにもかかわらず、透光性も全透過率で８０％程度であり、理論透過率（約８８％）には遠く及ばないという欠点がある。

また、これら焼結助剤を添加する方法では、比表面積は記載されていないため詳細は不明であるが、非常に微細なＭｇＯ粉末を用いている。粉体の粒子径が小さくなるほど焼結活性は高くなるが、粒子間の摩擦力が大きくなり、均一な組織の成形体を作製することは難しくなる。また収縮が大きくなり、亀裂が発生しやすくなる等の欠点もある。

また、上記の諸事情に共通する最大の課題は、ＭｇＯ自体が極めて水分と反応しやすく、耐湿性・耐水性に大きな問題があり、例えばレンズ材料として長い時間使用するにつれ、表面が白濁し透過率が低下してしまうという致命的な問題もある。

本発明者らは透光性と耐湿性・耐水性に優れたＭｇＯの固溶体からなる透光性セラミックスを提供する方法として、ＭｇＯに第２成分として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、およびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含んだ固溶体とすることで解決できることを見出している。これらの元素はＭｇＯに固溶し、ＭｇＯの結晶構造を維持すると共に、第二の結晶成分を含まないことから透光性が発現すると共に、これらの固溶元素により耐湿性も改善される。

しかしながら、該透光性セラミックスは、原料粉末を混合後、焼結させる工程で作製されるが、焼結により完全に気孔を除去することが難しく、さらに高い透光性を得るためには、焼結後の（ＨＩＰ）処理が必須であった。
特開昭５１−８０３１３号公報 特開昭５９−５００６８号公報 特開２０００−２８１４２８号公報 特開昭４８−２８８３号公報

本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、ＨＩＰ処理を必要とせずに高い透光性を有するＭｇＯ系固溶体の透光性セラミックスを得ることを目的とする。

本発明の透光性セラミックスの製造方法は、第１成分であるＭｇＯに、第２成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、およびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む化合物が固溶した固溶体からなる透光性セラミックスの製造方法であって、前記第１成分および第２成分の金属元素を含む原料粉末を溶融状態にして溶融体を得る第一の工程と、該溶融体を固化させて固化体を得る第二の工程と、該固化体を熱処理により結晶化させて固溶体を得る第三の工程とを含むことを特徴とする。

ここで、上記原料粉末は、第１成分および第２成分の金属元素の水酸化物からなることが好ましい。また、上記固溶体が完全な多結晶体であることが好ましい。

上記第２成分は、前記第２成分は、ＺｎまたはＮｉを含む化合物であることが好ましい。また、該固溶体に占める第２成分の比率は、０．３ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下である。

また、本発明は、上記の製造方法を用いて得られる透光性セラミックスや、その透光性セラミックスを用いた光学素子にも関し、さらに、その光学素子を用いたカラー液晶プロジェクターにも関する。

本発明の透光性セラミックスの製造方法によれば、ＨＩＰ処理を必要とせずに高い透光性を有するＭｇＯ系固溶体の透光性セラミックスを得ることができる。

また、本発明の透光性セラミックスの製造方法においては、ＭｇＯに第２成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、およびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む化合物を固溶させることで純粋なＭｇＯに比べて融点が低下するので、溶融化するための温度が低下し、製造が容易になるという利点もある。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
＜透光性セラミックス＞
本発明おける透光性セラミックスは、第１成分であるＭｇＯに、第２成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、およびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む化合物が固溶した固溶体からなるものである。

本発明において、上記固溶体とは、第１成分であるＭｇＯと同じ結晶構造を有し、その粉末Ｘ線回折パターンはＭｇＯと実質的に同じであり、他のいかなる化合物の回折パターンも現れず、固溶している第２成分のイオン半径とその固溶量によって、わずかに回折角度がシフトするものを意味するものとする。基本的には、Ｍｇのイオン半径よりも小さなイオンが固溶した場合は、ＭｇＯの格子定数が小さくなるため、回折パターンは高角度側にシフトする。

該固溶体は多結晶体の占める割合が高いものであることが好ましく、透光性セラミックスを透明にするためには完全な多結晶体であることが好ましい。完全な多結晶体とは結晶粒界に非晶質相を含まないものを意味する。

このような固溶体からなる本発明の透光性セラミックスは、カラー液晶プロジェクターを初めとする光学材料に要求される下記のような特性を有している。
（１）光学的等方性、すなわち結晶系が立方晶であるため透光性に優れること
（２）熱伝導率が高いこと
（３）化学的に安定であること
（４）融点が低いこと
＜第１成分＞
上記固溶体を構成する本発明の第１成分は、ＭｇＯである。通常、ＭｇＯは極めて水分と反応しやすいセラミックスであり、空気中の水分と反応してＭｇ（ＯＨ）₂を形成し失透していくだけでなく、やがて崩壊していく性質を持つ。このようなＭｇＯを光学レンズとして使用すると、経時変化して表面が失透していく。ＺｎＯ等の第２成分を固溶させることで第１成分であるＭｇＯの表面活性が低下し水分との反応が抑制されるので、本発明の透光性セラミックスは長期的にも化学的に安定した材料となる。

＜第２成分＞
本発明において、上記固溶体を構成する第２成分は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、およびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む化合物である。上記の通り、このような第２成分は、ＭｇＯである第１成分に固溶することにより、その融点を低下させるとともに耐湿性や耐水性を改善するという優れた特性を付与するものである。

このような第２成分は、ＺｎまたはＮｉを含む化合物であることが好ましく、さらにＺｎＯまたはＮｉＯであることが好ましく、最も好ましくはＺｎＯである。ＺｎＯはそれ自体の熱伝導率が５６Ｗ／ｍＫ程度と高く、また、ＺｎとＭｇとはイオン半径が近似しており、ＺｎＯがＭｇＯに固溶した場合に格子歪みの程度が小さく、ＭｇＯの熱伝導率を大きく低下させることがないというメリットを有しているためである。

また、上記第２成分は、ＭｇＯの融点を低下させる役割も有している。すなわち、純粋なＭｇＯの融点は約２８００℃と極めて高いが、第２成分の金属元素と固溶化することにより、融点は大幅に低下する。融点の低下の度合いは、第１成分と第２成分の固溶量の割合により変化するが、例えば、Ｚｎの場合、全体の２０ｍｏｌ％をＺｎとすると融点は約２４００℃まで低下する。なお、第２成分がＦｅ、Ｎｉ、ＣｏまたはＣｕを含む化合物である場合も、上記ＺｎＯと同様にＭｇＯの融点が低下する効果が得られる。

さらに、ＭｇＯの高い熱伝導率が第２成分の影響により大きく低下しないか否かは、これらの元素のイオン半径を考慮する必要がある。すなわち、第２成分の金属元素のイオン半径はＭｇイオンのイオン半径に近似することが好ましく、この点で第２成分の金属元素はＺｎ、ＮｉまたはＣｕであることが好ましい。

このような第２成分の上記固溶体に占める比率は、第１成分と第２成分の溶融体および固溶体が得られる範囲であれば特に限定されるものではないが、０．３ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下である。２０ｍｏｌ％を超えると第二の結晶相が析出する可能性が高くなり、０．３ｍｏｌ％未満では、耐湿性の向上効果が小さくなる。また、第二成分の添加量が増大するほど固溶体の熱伝導率は低下するので、第２成分の比率は、５ｍｏｌ％以下であることが特に好ましい。

また、ＭｇＯは、たとえばＺｎＯなどの第２成分に対して幅広い組成域で固溶体を形成し、また焼結助剤等を用いない場合はその固溶体は第二相を形成せず、立方晶を維持するので光学的等方性を確保することができ、かつ第二相が粒界に存在しないので透明になり易いという特性を有している。本発明の透光性セラミックスは、ＭｇＯのこのような特性を利用したものであり、透光性という観点からは該固溶体以外の第二相を含まないことが好ましい。第二相が生成しない範囲は、ＺｎＯを第２成分とする場合は、ＺｎＯが約２０ｍｏｌ％以下の範囲であり、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、またはＦｅを含む化合物を第２成分とする場合は、第２成分の比率の多寡に係らず全比率範囲で固溶し第二相を生成することはない（全ての組成域に渡って固溶体を形成する）。ＺｎＯを第二成分とする場合において、ＺｎＯが２０ｍｏｌ％を超えると、ＭｇＯと屈折率の異なる六方晶型のＺｎＯが共析するので光学的に透明になりにくく、複屈折も起こりやすくなる。また、ＺｎＯが０．３ｍｏｌ％未満では融点の低下の度合いが小さくなるので、単純なＭｇＯ焼結体と差がなくなる。

＜製造方法＞
本発明において、上記透光性セラミックスを製造する製造方法は、
前記第１成分および第２成分の金属元素を含む原料粉末を溶融状態にして溶融体を得る第一の工程と、
該溶融体を固化させて固化体を得る第二の工程と、
該固化体を熱処理により結晶化させて固溶体を得る第三の工程と
を含むことを特徴とするものである。

本発明では、原料粉末を一旦溶融状態にした後固化させることで気孔を除去した固化体が得られるため、相対密度の高い固化体を得ることができる。この状態では、固化体は非晶質成分と結晶質成分が混じった状態となっており、それぞれの屈折率が異なるために透光性はないが、この後、固化体を熱処理して非晶質相を結晶化させた固溶体とすることで透光性が発現する。完全に結晶化させたＭｇＯ固溶体の多結晶体になると透明となる。

＜第１の工程＞
本発明の製造方法において、第１成分および第２成分の金属元素を含む原料粉末を溶融状態にして溶融体を得る第一の工程は、特に限定されることはなく、第１成分と第２成分とを溶融状態にすることができる方法であればいずれの方法をも採用することができる。

原料粉末を溶融状態にする方法としては、混合した原料粉末を一般的な溶融炉内で加熱する方法などが挙げられる。加熱を行なう場合の温度は、第１成分と第２成分の種類、配合割合に応じて変化させればよい。すなわち、固溶体にすることで融点が低下するので、その温度以上で加熱するとよい。

また、加熱時の溶融炉内は真空状態に保たれることが好ましい。
上記原料粉末としては、第１成分および第２成分の金属元素の酸化物、水酸化物、塩化物などを用いることができるが、安価な水酸化物からなる原料粉末を用いることが好ましい。なお、原料粉末を均一に混合する好ましい方法としては、遊星ボールミルなどを用いる方法があげられる。遊星ボールミルで混合する場合、ボールとして汎用されるＦｅ製ボールを使うと、Ｆｅを自然に固溶させることも可能である。

＜第２の工程＞
次いで、上記溶融体を固化させて固化体を得る第二の工程も、特に限定されることはなく、第１成分と第２成分の固化体を得ることができる方法であればいずれの方法をも採用することができる。そのような方法としては、例えば、大気雰囲気下で常温により自然冷却して固溶体を得る方法などが挙げられる。

＜第３の工程＞
本発明の製造方法において、固化体を熱処理により結晶化させて固溶体を得る第三の工程も、特に限定されることはなく、第１成分と第２成分の固化体を結晶化することができる方法であればいずれの方法をも採用することができる。そのような方法としては、例えば、固化体に熱処理を施す方法が挙げられる。

固化体を結晶化させるための熱処理温度は、固化体中に第２成分として配合される金属種により様々であるが、一般的には、固化体の融点から３００〜５００℃程度低い温度であることが好ましい。あまり低すぎると結晶化速度が小さい、または進行しないため好ましくない。

尚、本発明の製造方法によれば、ＨＩＰ処理（熱間静水圧プレス）を必要とせずに高い透光性を有する透光性セラミックスを得ることができるが、第三の工程後にＨＩＰ処理を施してもよく、ＨＩＰ処理を施すことで透光性セラミックス中の気孔および残留ポアがさらに排除され、透光性セラミックッスの透光性（４２０〜６８０ｎｍの波長領域の光の直線透過率）はさらに向上する。

このＨＩＰ処理工程において、圧力媒体は特に限定されるものではないが、工業的に入手可能な不活性ガスを用いることが好ましい。処理温度（ＨＩＰ温度）は、概ね１２００℃以上とすることが好ましい。１２００℃よりも低いと気孔を完全に除去することが出来ず、焼結温度を超えると粒成長が進行し、残留ポアを生じる傾向がある。このため、処理温度の上限は焼結温度を超えないことが好ましい。一方、処理圧力は５００気圧以上２０００気圧以下とすることが好ましい。５００気圧を下回ると充分な効果が得られず、また２０００気圧を超えても透光性をさらに向上させることにはならず、装置が大掛かりなものとなるため好ましくない。また、処理時間は０．５時間以上であれば充分であり、例えば０．５時間以上２時間以下とし、得られる透光性セラミックスの厚み等により種々時間を変更して行なえばよい。このような処理時間は最高温度での保持時間に依存して変化する。

＜直線透過率＞
本発明の透光性セラミックスは、条件を選べばその厚みが１ｍｍである場合において、４２０〜６８０ｎｍの波長領域の光の直線透過率が８５％以上という優れた透光性を有するものを作製することができる。ここで、この直線透過率とは、厚みが１ｍｍである透光性セラミックスの表面に対する垂直方向（すなわち厚みの深さ方向）の光の透過率を示す。このような直線透過率は、分光光度計により測定することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例＞
（ａ）透光性セラミックス（固溶体）の作製
純度９９．９９％のＭｇ（ＯＨ）_２、Ｚｎ（ＯＨ）_２、Ｎｉ（ＯＨ）_２、Ｃｕ（ＯＨ）_２粉末を用いて、Ｍｇ（ＯＨ）₂とＺｎ（ＯＨ）_２、Ｎｉ（ＯＨ）_２またはＣｕ（ＯＨ）_２とを表１に記載の所定の比率で混合し、真空炉中、黒鉛型内で表１に示す各溶融温度で加熱して、第１成分と第２成分の溶融体を得た。

その後、炉内を大気雰囲気に戻してから温度を低下させて溶融体を固化し、固化体を得た。その後、表１に示す結晶化温度で熱処理した。熱処理温度から、０．５℃／ｍｉｎの割合で室温まで冷却して、表１記載のサンプルＮｏ．１〜９の固溶体（透光性セラミックス）を得た。

得られた透光性セラミックスの粉末Ｘ線回折を行なうことにより生成相を同定した。
＜比較例＞
比較例として、粉末焼結法によりＭｇＯ系透光性セラミックスを作製した。

（ａ）原料粉末（固溶体の粉末）の調製
濃度０．５Ｍ（ｍｏｌ・ｄｍ^-3）の高純度塩化マグネシウム溶液５Ｌと濃度０〜０．５Ｍ（ｍｏｌ・ｄｍ^-3）の範囲でそれぞれ濃度を変えた各高純度塩化亜鉛溶液５Ｌとを濃度１．０Ｍ（ｍｏｌ・ｄｍ^-3）の炭酸ナトリウム溶液１０Ｌに１００ｍｌ／ｍｉｎの速さで滴下し、４０℃で１日間養生を行なった。養生後、濾過及び超純水を用いた水洗を数回繰り返した後、１３５℃の乾燥機に入れて１日間乾燥した。得られた塩基性炭酸塩をアルミナ製坩堝に入れ、１３５０℃で１５時間仮焼することにより、比表面積１１ｍ²／ｇの高純度酸化マグネシウム・亜鉛系複合粉末（すなわち第１成分であるＭｇＯに第２成分であるＺｎＯが固溶した固溶体の粉末）を作製し、表２記載のサンプルＮｏ．１〜９の原料粉末を得た。

これらの複合粉末の粉末Ｘ線回折を行なうことにより生成相を同定した。ピクノメータで複合粉末の真密度を測定し、ＭｇＯとＺｎＯの真密度の値から、複合粉末の組成を計算した結果、仕込み原料のＭｇＣｌ₂とＺｎＣｌ₂の濃度と比例することが確認できた。

（ｂ）成形体を得る工程
上記で調製された各原料粉末５０ｇに、バインダーとして積水化学製ＰＶＢ−ＢＬ１（商品名）を０．２２ｇ添加してエタノール２０ｇを加え、ナイロンポット及びナイロンボールを用いて２４時間混合した後回収した。

回収後の原料粉末を成形型に装填し、直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍのディスク状成形体を作製した。このようにして得られた成形体の相対密度（ＭｇＯの理論値に対する密度を％表示したもの。以下同じ）をアルキメデス法により測定し、その結果を表２に示す。

（ｃ）焼結体を得る工程
上記で得られた各成形体を真空炉にて１００℃／ｈｒで所定の温度（表２記載の焼結温度）まで昇温し、その温度で１時間保持した後に炉内で自然冷却させた。焼成時の真空度は１０^-2Ｐａ以下とした。焼結体の相対密度をアルキメデス法により測定した。また、生成相を粉末エックス線回折により確認した。それらの結果を表２に示す。なお、生成相の表記に関し、「ＭｇＯ」とは生成相がＭｇＯの立方晶であることを示す。

（ｄ）ＨＩＰ処理工程
上記で得られた各焼結体をＡｒガス中８００℃／ｈｒで所定の温度（表２記載のＨＩＰ温度）まで昇温し、１０００気圧の圧力下で１時間保持してＨＩＰ処理（熱間静水圧プレス）を行なうことにより透光性セラミックス（厚み１ｍｍ）を得た。このようにして得られた透光性セラミックス（ＨＩＰ体とも記す）の相対密度をアルキメデス法により測定し、その結果を表２に示す。なお、表２記載のサンプルＮｏ．１０〜１８が本発明の比較例である。

＜評価試験＞
（１）直線透過率
上記で得られた各透光性セラミックスは、ダイヤモンドスラリーを用いて鏡面研磨を行ない、分光光度計にて直線透過率（厚み１ｍｍ）を測定した。その結果、波長４２０ｎｍ〜６８０ｎｍにおける直線透過率は４２０ｎｍで最も低くなるため、各実施例及び比較例のサンプルにおいては４２０ｎｍにおける直線透過率を測定した。その結果を表１、２に示す（実施例については表１、比較例については表２に示す。以下、同様。）。

（２）耐水性
上記で得られた各透光性セラミックスの耐水性の加速試験を行なうことにより耐水性を評価した。すなわち、各透光性セラミックスを遊星ボールミルで加速度が１５０Ｇで１０分間粉砕して、ＢＥＴ比表面積値が約０．３ｍ²／ｇになるまで粉末状にし、これを９８℃の沸騰水中に５時間浸漬することにより浸漬後の重量増加比率を測定した。重量増加が大きくなるほど耐水性に劣っていることを示す。その結果を表１、２（「耐水試験時重量増加率（ｗｔ％）」の項）に示す。

（３）熱伝導率
上記で得られた各透光性セラミックス（厚み１ｍｍ）から直径１０ｍｍの試験片を切り出し、レーザーフラッシュ法により室温での熱伝導率を測定した。その結果を表１、２に示す。

表１、２より明らかなように、本発明の実施例の透光性セラミックス（表１の固溶体）は、比較例のＨＩＰ処理を行なう前の透光性セラミックス（表２の焼結体）に比し、相対密度および透過率が極めて高いことが分かる。また、ＨＩＰ処理を施した比較例の透光性セラミックス（表２のＨＩＰ体）と比べても、実施例の透光性セラミックスは、同等以上の優れた相対密度、透過率を有するものとなっている。

以上の通り、本発明の製造方法によれば、ＨＩＰ処理工程を行なわなくとも、透過率の高い優れた透光性セラミックスを容易に製造することができる。

以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の製造方法で得られる透光性セラミックスは、高い透光性を有するため、通常の光学レンズに要求される物性を満足し、種々の光学素子として用いることができ、特にカラー液晶プロジェクター用の光学素子として用いることができる。

また、本発明の透光性セラミックスは、可視光の透過率（直線透過率）が高く、かつ高熱伝導率に起因する高い放熱性を有するので、本発明の透光性セラミックスをカラー液晶プロジェクター用の光学素子として用いると、明るさと耐久性のいずれもが良好で、優れた画像を長時間安定的に表示できるカラー液晶プロジェクターが得られる。さらに高コントラストで均一性に優れた画像を長時間安定に表示できる。本発明の透光性セラミックスを偏光板や位相差板に応用することにより、セラミックスとしてはサファイヤに匹敵し得るほどに明るく、軸合わせが不要で、昇温が少ないため偏光層や１／２波長膜などの劣化を防止して、高輝度のカラー画像を長時間安定に表示することができる。

Claims (9)

1. 第１成分であるＭｇＯに、第２成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、およびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む化合物が固溶した固溶体からなる透光性セラミックスの製造方法であって、
   前記第１成分および第２成分の金属元素を含む原料粉末を溶融状態にして溶融体を得る第一の工程と、
   該溶融体を固化させて固化体を得る第二の工程と、
   該固化体を熱処理により結晶化させて固溶体を得る第三の工程と
   を含む透光性セラミックスの製造方法。
2. 前記原料粉末が第１成分および第２成分の金属元素の水酸化物からなる請求項１記載の製造方法。
3. 前記固溶体が完全な多結晶体である請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記第２成分は、ＺｎまたはＮｉを含む化合物である請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
5. 前記固溶体に占める前記第２成分の比率は、０．３ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
6. 前記固溶体に占める前記第２成分の比率は、１ｍｏｌ％以上５ｍｏｌ％以下である請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法を用いて得られる透光性セラミックス。
8. 請求項７記載の透光性セラミックスを用いた光学素子。
9. 請求項８記載の光学素子を用いたカラー液晶プロジェクター。