дихроичный поляризатор света и способ его изготовления
Классы МПК: | G02B5/30 поляризующие |
Автор(ы): | Хан Ир Гвон[RU], Бобров Юрий Александрович[RU], Игнатов Леонид Ярославович[RU] |
Патентообладатель(и): | Поларайзер Интернэшнл, ЛЛСи (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-07-31 публикация патента:
10.05.1998 |
Дихроичный поляризатор света содержит поляризующий слой, состоящий из отдельных поляризующих элементов. Оси поляризации соседних элементов направлены относительно друг друга под углом в пределах от 0 до 90o. Отдельные поляризующие элементы представляют собой молекулярно ориентированные слои, сформированные из растворов одного и того же или разных органических красителей, находящихся в лиотропном жидкокристаллическом состоянии. На первый поляризующий слой может быть нанесен один или более поляризующих слоев, каждый из которых состоит из отдельных поляризующих элементов. При изготовлении поляризатора наносят на подложку раствор органического красителя, находящегося в лиотропном жидкокристаллическом состоянии, с одновременным его ориентированием. В процессе нанесения ориентирующее воздействие направлено под углом 0o<
<70 относительно направления движения подложки. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
![дихроичный поляризатор света и способ его изготовления, патент № 2110818](/images/patents/361/2110016/945.gif)
Формула изобретения
1. Дихроичный поляризатор света, включающий подложку с нанесенным на нее поляризующим слоем, состоящим из отдельных поляризующих элементов, причем оси поляризации соседних элементов направлены относительно друг друга под углом в пределах от 0 до 90oС, отличающийся тем, что отдельные поляризующие элементы представляют собой молекулярно ориентированные слои, сформированные из растворов одного и того же или разных органических красителей, находящихся в лиотропном жидкокристаллическом состоянии. 2. Поляризатор по п.1, отличающийся тем, что непосредственно на первый поляризующий слой нанесены один или более поляризующих слоев, каждый из которых состоит из отдельных поляризующих элементов, причем направления осей поляризации соседних слоев направлены относительно друг друга под углом от 0 до 90o. 3. Поляризатор по п.1, отличающийся тем, что непосредственно на первый поляризующий слой нанесен промежуточный слой из оптически прозрачного материала, на который нанесены один или более поляризующих слоев, разделенных слоем оптически прозрачного материала. 4. Поляризатор по п.2 или 3, отличающийся тем, что поляризующие элементы выполнены с возможностью изменения цвета при повороте плоскости поляризации света. 5. Способ изготовления дихроичного поляризатора света путем нанесения на подложку раствора органического красителя, находящегося в лиотропном жидкокристаллическом состоянии, и одновременном его ориентировании с последующим удалением растворителя, отличающийся тем, что в процессе нанесения ориентирующее воздействие направлено под углом 0<![дихроичный поляризатор света и способ его изготовления, патент № 2110818](/images/patents/361/2110016/945.gif)
![дихроичный поляризатор света и способ его изготовления, патент № 2110818](/images/patents/361/2110049/176.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к цветным и нейтральным дихроичным поляризаторам света (ДПС), основанным на органических красителях. Предлагаемые дихроичные поляризаторы могут быть использованы в автомобильной промышленности при изготовлении ламинированных лобовых стекол, в осветительной аппаратуре, в производстве стекла для строительства и архитектуры, в рекламе, театральных и эстрадных представлениях, товарных знаках. Наиболее близким к предлагаемому является дихроичный поляризатор света, включающий подложку с нанесенным на нее поляризующим слоем, состоящим из отдельных поляризующих элементов, причем оси поляризации соседних элементов направлены относительно друг друга под углом в пределах от 0o до 90o [1]. Недостатком указанного поляризатора является то, что отдельные поляризующие элементы выполнены из участков пленок с разным направлением поляризации и закреплены на подложке с помощью адгезивного материала. Наиболее близким аналогом для способа изготовления дихроичного поляризатора является известный способ изготовления, при котором тонкую пленку органического красителя получают путем нанесения на полимерную основу слоя раствора органического красителя, находящегося в лиотропном жидкокристаллическом состоянии, при одновременном его ориентировании с последующим удалением растворителя [2]. Задачей изобретения является создание поляризатора с изменяющейся в плоскости поляризатора ориентацией оси поляризации и цвета в процессе нанесения слоя красителя и способа его изготовления. Задача решается тем, что в дихроичном поляризаторе света, включающем подложку с нанесенным на нее поляризующим слоем, состоящим из отдельных поляризующих элементов, причем оси поляризации соседних элементов направлены относительно друг друга под углом в пределах от 0 до 90o, отдельные поляризующие элементы представляют собой молекулярно ориентированные слои, сформированные из растворов одного и того же или разных органических красителей, находящихся в лиотропном жидкокристаллическом состоянии. Причем непосредственно на первый поляризующий слой могут быть нанесены один или более поляризующих слоев, каждый из которых состоит из отдельных поляризующих элементов, причем оси поляризации соседних слоев направлены относительно друг друга под углом от 0 до 90o. Кроме того, непосредственно на первый поляризующий слой может быть нанесен промежуточный слой из оптически прозрачного материала, на который нанесены один или более поляризующих слоев, разделенных слоем оптически прозрачного материала. Поляризующие элементы могут быть выполнены с возможностью изменения цвета при повороте плоскости поляризации света. В способе изготовления дихроичного поляризатора света путем нанесения на подложку раствора органического красителя, находящегося в лиотропном жидкокристаллическом состоянии, и одновременного его ориентирования с последующим удалением растворителя в процессе нанесения ориентирующее воздействие направлено под углом 0o <![дихроичный поляризатор света и способ его изготовления, патент № 2110818](/images/patents/361/2110016/945.gif)
![дихроичный поляризатор света и способ его изготовления, патент № 2110818](/images/patents/361/2110818/2110818-2t.gif)
При этом скорость основы может меняться в пределах от 0,1 до 30 м/мин, а скорость наносящего узла - от 0 до 30 м/мин. Ширина полупериода L, в пределах которого будет сохраняться одно направление поляризации, будет равна
![дихроичный поляризатор света и способ его изготовления, патент № 2110818](/images/patents/361/2110818/2110818-3t.gif)
где
a - амплитуда возвратно-поступательного движения наносящего узла, которая может изменяться от 0 до 1 м. Для придания пространственно изменяющейся ориентации оси поляризации при нанесении поляризующего покрытия вращающимся цилиндрическим валиком используется свойство жидких кристаллов ориентироваться при течении в канале вдоль оси канала. Для создания такого течения используется растровый вал, на поверхности которого под заданным углом к образующей формируются канавки, задающие направление вектора поляризации на поверхности основы. Канавки могут быть созданы намоткой на вал проволоки диаметром 20-150 мкм под заданным углом к образующей валика или методами механической или химической гравировки. При гравировке профиль канавок может быть прямоугольной, треугольной, трапециевидной или полукруглой формы, ширина канавок должна лежать в пределах 50 - 500 мкм, глубина 10 - 100 мкм, ширина стенки по верху канавки 10 - 50 мкм. Применение растрового вала с заданным распределением направления канавок позволяет формировать на поверхности основы поляризующие рисунки различной формы и направления оси поляризации для различных участков рисунка, а последовательное применение нескольких валов и красителей разных цветов - также и цветные рисунки. На фиг. 3а-г показаны различные варианты гравировок на поверхности растрового вала, с помощью которых получаются поляризующие покрытия, изображенные на фиг. 1а-г. На фиг. 4 показан процесс нанесения поляризующего рисунка с помощью растрового вала. Растровый вал 1 прижимается к полимерной основе 2 и прокатывается по ее поверхности без проскальзывания. Ракель 3 снимает излишек красителя 4. Оставшаяся в канавках часть красителя переносится при прокатке вала на поверхность основы 2, при этом направление оси поляризации образующего покрытия совпадает с направлением канавок. Аналогичное последовательное использование нескольких валов, например двух, и красителей разных цветов позволяет получить разноцветные поляризующие покрытия, в том числе такие, которые изображены на фиг. 1д, е, а также многослойные поляризующие покрытия, с помощью которых реализуются случаи, показанные на фиг. 1ж, з. В частных случаях могут быть получены поляризующие покрытия с периодическим изменением оси поляризации. Так, при гравировке канавок в виде зигзагообразной, ломаной линии с углом 90o между прямолинейными участками и направлением зигзага перпендикулярно образующей валика на поверхности основы будет формироваться поляризующее покрытие с периодическим изменением вектора поляризации вдоль направления движения основы (фиг. 1а). Если ломаная линия будет направлена вдоль образующей валика, то периодичность будет формироваться перпендикулярно направлению движения основы (фиг. 5). Если канавки наносятся на поверхность валика так, что они образуют квадратные ячейки с взаимно перпендикулярным направлением в соседних ячейках, то на основе будет сформировано поляризующее покрытие с шахматной структурой ориентации оси поляризации, причем оси поляризации соседних ячеек будут взаимно перпендикулярны (фиг. 6). Таким образом, как видно из описания, предлагаемый дихроичный поляризатор света реализует заданное распределение оси поляризации в плоскости поляризатора в сочетании с заданным распределением цвета, что дает возможность поляризовать проходящий через него световой поток в каждой точке поверхности требуемым образом, а предлагаемый способ позволяет изготовить такой поляризатор.