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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Breitbandpolarisator.
Ausführungsformen
der Erfindung betreffen allgemein ein zirkular polarisierendes,
reflektierendes Material aus einem einschichtigen cholesterischen Flüssigkristall(CLC
= Cholesteric Liquid Crystal)-Filmmaterial mit "super" breitbandiger Reflexions- und Transmissionsbandcharakteristik
von annähernd
200 nm, und sie betrifft auch verschiedene neuartige Verfahren zum
Herstellen und Verwenden desselben bei verschiedenen Anwendungen.
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Hintergrundbildende
Technik
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In der modernen Welt existieren zahlreiche Anwendungen,
die ein zirkular polarisierendes Material mit breitbandiger Reflexions-
und Transmissionscharakteristik erfordern. Die Anwendungen reichen von
in optischen Systemen verwendeten Polarisationsfiltern bis zu hoch
reflektierenden Pigmenten, wie sie bei der Herstellung von Anstrichen
auf CLC-Basis und Farben verwendet werden.
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Eine detaillierte Durchsicht der
Literatur zum Stand der Technik zeigt, dass die europäische Patentanmeldung
94 200 026.6 mit dem Titel "Cholesteric Polarizer
and Manufacture Thereof",
veröffentlicht am
20. Juli 1994 und übertragen
auf Philips Electronics, N.V., Eindhoven, Niederlande (siehe "Philips-Literaturstelle") die relevanteste
Literaturstelle aus dem Stand der Technik ist, da sie mehrere Verfahren dazu
offenbart, wie ein einschichtiges CLC-Filmmaterial mit breitbandiger
Reflexions- und Transmissionscharakteristik hergestellt werden kann.
Um die breitbandige Reflexions- und
Transmissionscharakteristik zu erzielen, die auf ungefähr 400 nm
beschränkt
ist, ist gemäß der Philips-Offenbarung
der Zusatz eines UV-Farbstoffs zur CLC-Mischung erforderlich, damit
sich die Steigung oder Ganghöhe
des CLC-Materials von ihrem Maximalwert an einer Filmfläche zu ihrem
Minimalwert an der anderen Filmfläche "linear" ändert,
wobei die Differenz zwischen der maximalen und der minimalen Ganghöhe größer als 100
nm ist.
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Gemäß der ersten Herstelltechnik,
wie sie in der Philips-Literaturstelle offenbart ist, wird das bekannte
CLC-Polarisationsmaterial aus zwei polymerisierbaren chiralen und
nematogenischen Monomeren hergestellt, von denen jedes ein anderes
Reaktionsvermögen
zeigt. Während
der Polymerisation des Gemischs mittels aktinischer Strahlung wird
eine lineare Variation der Intensität der aktinischen Strahlung (d.
h. ein linearer Intensitätsgradient
der aktinischen Strahlung) über
die optisch aktive Filmschicht hinweg dadurch realisiert, dass ein
im Ultravioletten (UV) absorbierender Farbstoff in die ursprüngliche
Mischung eingebracht wird. Dieser lineare Intensitätsgradient der
Strahlung bewirkt, dass das am stärksten reagierende Monomer
vorzugsweise in das am wenigsten reagierende Monomer eingebaut wird,
was an Orten der höchsten
Strahlungsintensität
erfolgt. Im Ergebnis wird während
der Polymerisation mindestens ein Konzentrationsgradient freier
Monomere erzeugt, der bewirkt, dass das Monomer von Orten mit niedriger Monomerkonzentration
zu einem Ort mit hoher Konzentration diffundiert. Die Monomere mit
hohem Reaktionsvermögen
diffundieren zu Orten, an denen die Strahlungsintensität am höchsten ist.
Dieser Diffusionsprozess führt
zu einem Ansteigen der reaktionsfähigen Monomere in Gebieten
des erzeugten Polymermaterials in denen, während der Polymerisation, die
Strahlungsintensität
am höchsten
ist. Im Ergebnis variiert die Zusammensetzung des Materials in einer Richtung
quer zu den Filmflächen,
so dass sich in der durch das Polymer gebildeten Schicht eine "lineare Variation" der Ganghöhe der Molekülhelices
ergibt. Das Flüssigkristallmaterial
wird linear über
die Filmdicke verteilt. Diese Variation der Ganghöhe versorgt die
optisch aktive Schicht mit einer Bandbreite proportional zur Variation
der Ganghöhe
der Molekülhelices.
In dünnen
CLC-Filmstrukturen beträgt
die maximale Bandbreitenvariation, wie sie unter Verwendung dieser
Herstelltechnik aus dem Stand der Technik erzielbar ist, ungefähr 400 nm.
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Gemäß dem zweiten Herstellverfahren,
wie es in der Philips-Literaturstelle offenbart ist, folgt der spontanen
Diffusion von Monomeren in einen polymerisierbaren CLC-Film eine
UV-Polymerisation. Dieses Herstellverfahren wird durch Abscheiden
eines Films aus reaktionsfähigen
Monomeren auf der Oberfläche
eines polymerisierten Films aus CLC-Material ausgeführt. Die
Diffusion von Monomeren in die CLC-Filmschicht bewirkt einen Konzentrationsgradienten
in der Schicht bevor die Diffusion stoppt. Im Ergebnis quillt die
ursprüngliche
CLC-Schicht geringfügig,
was eine Erhöhung
der Ganghöhe
der Molekülhelices
verursacht. Dies sorgt für
einen Konzentrationsgradienten, der wiederum zu einer "linearen Variation" der Ganghöhe über die
Filmdicke führt.
Die Polymerisation der Schicht durch aktinische Strahlung stoppt
die Diffusion, wodurch ein breitbandiger Polarisator mit einer Reflexionscharakteristik
von annähernd
400 nm in dünnen
CLC-Filmstrukturen geschaffen wird.
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Insbesondere bei Herstelltechniken,
wie sie in der oben beschriebenen Philips-Literaturstelle offenbart
sind, sind die zwei Hauptmaterialien, wie sie in den zugehörigen Startgemischen
verwendet werden, als Monomere mit verschiedenen Reaktionsfähigkeiten
gekennzeichnet. Darüber
hinaus wird, wenn bei den Herstellprozessen gemäß der Philips-Literaturstelle
kein Farbstoff verwendet wird, kein Diffusionsgradient gebildet,
und es werden beide Hauptmaterialien polymerisiert, was zu einem schmalbandigen
Polarisator führt.
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Während
die oben beschriebene Philips-Literaturstelle mehrere Verfahren
zum Herstellen eines zirkular polarisierenden Films auf CLC-Basis
mit einer Reflexionscharakteristik von annähernd 400 nm in dünnen Filmstrukturen
offenbart, ist eine derartige Bandbreitecharakteristik bei zahlreichen
Anwendungen unangemessen, bei denen Bandbreitecharakteristiken erforderlich
sind, die bis zu fünf
Mal größer sind.
Auch erfordern es derartige Herstellverfahren aus dem Stand der
Technik, dass beide Bestandteilsmaterialien polymerisierbar sind,
was die vielen Typen kommerziell verfügbarer Materialien einschränkt, wie
sie während
der Herstellung verwendbar sind.
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Demgemäß besteht in der Technik starker Bedarf
an einem zirkular polarisierenden Filmmaterial mit einer Reflexions-
und Transmissionscharakteristik über
eine Bandbreite, die wesentlich größer als diejenige ist, wie
sie durch alle zirkular polarisierende Materialien aus dem Stand
der Technik bereitgestellt wird.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es wünschenswert, ein zirkular polarisierendes
Material bereitzustellen, das über eine
Reflexions- und Transmissions-Bandbreitecharakteristik verfügt, die
wesentlich größer als
diejenige von zirkular polarisierendem CLC-Material aus dem Stand
der Technik ist.
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Es ist wünschenswert, ein derartiges
zirkular polarisierendes Material zu schaffen, das über eine Reflexions-
und Transmissions-Bandbreitecharakteristik von annähernd 2000
nm verfügt.
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Es ist wünschenswert, ein derartiges
zirkular polarisierendes Material mit verbesserten spektralen und
Bandpasspositions-Eigenschaften zu schaffen.
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Es ist wünschenswert, ein zirkular polarisierendes
Material mit einer derartigen Bandbreitecharakteristik zu schaffen,
das in einem einzelnen Dünnfilm
eines CLC-Materials realisiert ist, in dem die Ganghöhe der Helices
der CLC-Moleküle
auf nichtlineare Weise entlang der Tiefenabmessung (d. h. quer zur
Oberfläche)
der CLC-Filmstruktur variiert.
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Es ist wünschenswert, ein derartiges
zirkular polarisierendes Material in Form einer extrem breitbandigen,
polarisierenden Tinte und/oder eines Anstrichs zu schaffen.
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Es ist wünschenswert, eine Palette von
farbigen Anstrichen und/oder Tinten auf CLC-Basis zur Verwendung
bei verschiedenen Farbanwendungen einschließlich Anstreichen, Drucken
und dergleichen zu schaffen.
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Es ist wünschenswert, superbreitbandige Zirkular(oder
Linear)-Polarisatoren zu schaffen, die mit CLC-Filmstrukturen realisiert
sind und über
eine Kerbcharakteristik verfügen,
die für
Anwendungen zum Filtern und zum Verleihen von Farbe geeignet sind.
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Es ist wünschenswert, superbreitbandige CLC-Polarisationsfilme
zu schaffen, die über
Reflexions- und Transmissionsbandbreiten verfügen, die über das Doppelte des Ausmaßes der
CLC-Polarisationsfilme aus dem Stand der Technik mit derselben Gesamtdicke
verfügen.
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Es ist wünschenswert, einschichtige
Polarisatoren extrem breiter Bandbreite zu schaffen, bei denen die
Flüssigkristallmaterialkomponente
des Polarisators über
seine Dicke hinweg eine nichtlineare Verteilung einnimmt.
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Es ist wünschenswert, ein derartiges
zirkular polarisierendes Material zu schaffen, bei dem das Flüssigkristallmaterial
nicht-polymerisierbar oder von niedrigem Molekulargewicht ist.
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Es ist wünschenswert, ein Verfahren
zum Herstellen eines zirkular polarisierenden Materials mit extrem
breitbandiger Reflexions- und Transmissions-Spektralcharakteristik, der Eigenschaft
geringer optischer Verluste, hoher Polarisationseffizienz und mit
niedrigen Herstellkosten zu schaffen.
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Es ist wünschenswert, ein Verfahren
zum Herstellen eines zirkular polarisierenden Materials mit extrem
breitbandiger Bandpass-Spektralcharakteristik, der Eigenschaft geringer
optischer Verluste, hoher Polarisationseffizienz, vereinfachter
Herstellung und mit niedrigen Herstellkosten zu schaffen.
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Es ist wünschenswert, ein Verfahren
zum Herstellen extrem breitbandiger Polarisatoren unter Verwendung
einer Mischung eines polymerisierbaren CLC, eines Flüssigkristallmaterials
und eines Photostarters zu schaffen, wobei während der Polymerisation des
polymerisierbaren CLC die Segregationsrate des Flüssigkristallmaterials
so eingeschränkt
ist, dass sie größer als
die Polymerisationsrate des polymerisierbaren CLC ist, der polymerisiert.
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Es ist wünschenswert, ein Verfahren
zum Herstellen extrem breitbandiger Polarisatoren auf eine Weise,
die während
der Herstellung derselben keinen ultravioletten Farbstoff verwendet,
zu schaffen.
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Es ist wünschenswert, ein Verfahren
zum Herstellen eines superbreitbandigen zirkular polarisierenden
Materials zu schaffen, bei dem der polymerisierbare CLC, der polymerisiert
wird, einem nichtlinearen (z. B. exponentiellen) Intensitätsgradienten
aktinischer (z. B. UV) Strahlung aufgrund eines Lichtverlustes innerhalb
des polymerisierbaren CLC-Mediums ausgesetzt wird, um dadurch für eine nichtlineare
Variation der Polymerisation der Helices der darin enthaltenen CLC-Moleküle zu sorgen.
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Es ist wünschenswert, ein Verfahren
zum Herstellen eines superbreitbandigen zirkular polarisierenden
Materials unter Verwendung kommerziell verfügbarer cholesterischer Flüssigkristallpolymere und
eines Flüssigkristallmaterials,
die Bestandteile sind, zu schaffen.
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Es ist wünschenswert, ein Verfahren
zum Herstellen eines frei stehenden zirkular polarisierenden Films
mit einer Reflexions- und Transmissionscharakteristik über ein
superbreites Band zu schaffen, das sich über ungefähr 2000 nm erstreckt.
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Gemäß der Erfindung ist Folgendes
geschaffen: ein Breitbandpolarisator mit einem Film aus mindestens
einem polymerisierbaren Material mit cholesterischer Ordnung, die über die
Filmdicke verteilte Stellen nicht-linear sich ändernder Helixsteigung oder
-ganghöhe
enthält,
und mindestens einem über die
Filmdicke verteilten und an den besagten Stellen vorhandenen Flüssig kristallmaterial,
dessen Segregationsgeschwindigkeit größer ist als die Polymerisationsgeschwindigkeit
des mindestens einen Materials mit der cholesterischen Ordnung,
wobei der Film eine vorgegebene Bandbreite aufweist.
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Gemäß einer anderen Erscheinungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Breitbandpolarisators
geschaffen, bei dem ein Gemisch aus mindestens einem polymerisierbaren
Material mit einer cholesterischen Ordnung und Stellen einer vorgegebenen
Helixsteigung oder -ganghöhe und
mindestens einem Flüssigkristallmaterial
mit einer Segregationsgeschwindigkeit, die größer ist als die Polymerisationsgeschwindigkeit
des mindestens einen Materials mit der cholesterischen Ordnung,
so umgewandelt wird, dass das mindestens eine Material mit der cholesterischen
Ordnung in einem Film umgewandelt wird, indem die Stellen vorgegebener Helixsteigung über die
Filmdicke in Stellen nichtlinear sich ändernder Helixsteigung geändert werden,
und wobei das mindestens eine Flüssigkristallmaterial über die
Filmdicke verteilt und an den Stellen nichtlinear sich ändernder
Steigung angeordnet wird.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird ein zirkular polarisierendes Material mit neuartigem
Aufbau offenbart. Abweichend von jedem reflektierenden Zirkularpolarisator
gemäß dem Stand der
Technik verfügt
das zirkular polarisierende Material über eine Reflexions- und Transmissions-Bandbreitecharakteristik,
die sich über
ein superbreites Band von Wellenlängen (z. B. bis zu 2000 nm)
erstreckt. Das zirkular polarisierende Material besteht aus einem
Film eines polymerisierbaren Materials mit cholesterischer Ordnung
(z. B. einem polymerisierbaren CLC-Film), in dem nicht vernetzbare
Flüssigkristallmoleküle (wie
z. B. einer nematischen Phase) auf eine nichtlineare Weise an einer
Anzahl von an Flüssigkristall
reichen und an Flüssigkristall
verarmten Orten über
die Dicke des polymerisierbaren CLC-Films hinweg verteilt sind.
Abhängig
von der abschließenden
Spiralstruktur der verwendeten polymerisierbaren CLC-Materialien
reflektieren die sich ergebenden zirkular polarisierenden Filme
gemäß der Erfindung
entweder linkshändig
oder rechtshändig
zirkular polarisierendes Licht mit Wellenlängen innerhalb des oben angegebenen
superbreitbandigen Teils des elektromagnetischen Spektrums.
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Das superbreitbandige, zirkular polarisierende
reflektierende Material kann dazu verwendet werden, zahlreiche Arten
von Erzeugnissen herzustellen, nämlich:
superbreitbandige, zirkular polarisierende Tafeln; superbreitbandige
Farbfilter; superbreitbandige, zirkular polarisierende Pigmentflocken,
die als Farbmittel in Tinten und/oder Anstrichen verwendet werden;
Spiegelungen verringernden Sonnenbrillen; Mikropolarisationstafeln
und Polarisationsbrillen, wie sie in stereoskopischen 3D-Displays
und Betrachtungsanwendungen auf SMI-Basis verwendet werden, und
dergleichen.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird ein neuartiges Verfahren zum Herstellen des superbreitbandigen,
zirkular polarisierenden Materials offenbart. Gemäß diesem
Verfahren wird ein cholesterisches Flüssigkristall-(CLC)-Polymer (mit cholesterischer
Ordnung) mit einem nicht vernetzbaren Flüssigkristallmaterial (mit z.
B. einer nematischen Ordnung), einem Photostarter und einem chiralen
Zusatzstoff, der bei einer Temperatur, die das Gemisch in einem
flüssigen
Zustand mit einer cholesterischen Ordnung hält, chemisch am Polymer angehaftet
halten kann oder nicht, gemischt. Vorzugsweise liegen das Flüssigkristallmaterial
und der polymerisierbare CLC, in chemischer Anhaftung mit dem chiralen
Zusatzstoff (chirale Gruppe) in einem Gewichtsverhältnis von
1 : 2 vor, jedoch können
sie, abhängig von
den einschlägigen
Bedingungen, in einem Gewichtsverhältnisbereich von 3 : 1 bis
1 : 6 vorliegen. Vorzugsweise ist der Photostarter mit einer Menge von
0,6 Gewichtsprozent der Mischung vorhanden, jedoch kann er mit höheren oder
niedrigeren Mengen vorhanden sein, solange die Menge dazu ausreicht, die
Polymerisation des polymerisierbaren CLC-Materials zu starten. Im
Allgemeinen sollte die Menge des in das Gemisch eingebrachten Photostarters
dergestalt sein, dass dann, wenn die Mischung aktinischer Strahlung
ausgesetzt wird, die Polymerisationsrate des polymerisierbaren CLC
niedriger als die Segregationsrate des Flüssigkristallmaterials ist.
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Während
die Mischung auf z. B. 92°C
erwärmt
wird, um ihre cholesterische Ordnung beizubehalten, wird sie aktinischer
Strahlung (z. B. Ultraviolettlicht) für eine Zeit und mit einer Intensität ausgesetzt,
die ausreichen, den polymerisierbaren CLC oder das Flüssigkristallmaterial
oder beide zu polymerisieren. Da das aktinische Licht aufgrund der Lichtschwächung durch
z. B. Lichtabsorption und/oder Streuung eine exponentielle Intensitätsverteilung
zeigt, tritt Polymerisation auf nichtlineare Weise auf, was zu einer
nichtlinearen Verteilung des Polymers und des Flüssigkristallmaterials über den
Film hinweg führt.
Während
der Polymerisation erfolgt eine Phasentrennung. Die Segregationsrate
des Flüssigkristallmaterials
ist so konzipiert, dass sie größer als
die Polymerisationrate des polymerisierbaren CLC ist, der polymerisiert.
Demgemäß segregiert
das Flüssigkristallmaterial
und diffundiert von Orten mit verringerter Ganghöhe im polymerisierbaren CLC-Material an Orte
mit vergrößerter Ganghöhe in diesem.
Demgemäß wird von
einer Fläche
zur anderen des polymerisierbaren CLC-Films eine exponentiell verteilte
Ganghöhe
erzeugt. Es wurde gezeigt, dass die neuartige Zusammensetzung dieses
zirkular polarisierenden, reflektierenden Materials für seine
ausgeprägt
verbesserte breitbandige Reflexions- und Transmissionscharakteristik
sorgt.
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Während
davon ausgegangen wird, dass jede nichtlineare Verteilung der Ganghöhe der Helices
des Flüssigkristallmaterials
ein superbreitbandiges, zirkular polarisierendes Material gemäß den Lehren
der Ausführungsforms
der Erfindung erzeugt, zeigen die hier offenbarten bevorzugten zugehörigen Ausführungsformen
jeweils eine exponentiell verteilte Ganghöhe, die sich von einer Fläche des
Polarisationsfilms zu seiner anderen Fläche erstreckt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Um die Aufgaben und die Merkmale
der Erfindung vollständiger
verständlich
zu machen, sollte die folgende detaillierte Beschreibung der veranschaulichenden
Ausführungsformen
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen gelesen werden, in denen Folgendes dargestellt ist.
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1 zeigt,
als gestrichelte Linie, ein Kurvenbild der exponentiellen Ganghöhenvariation
der Helices des Flüssigkristallmaterials
innerhalb eines superbreitbandigen Polarisators, aufgetragen als Funktion
eines verringerten Abstands darin, und sie zeigt, als durchgezogene
Linie, ein Kurvenbild der linearen Ganghöhenvariation der Helices des
Flüssigkristallmaterials
innerhalb eines breitbandigen Polarisators aus dem Stand der Technik,
aufgetragen als Funktion eines verringerten Abstands in diesem;
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2 zeigt,
als durchgezogene Linie, ein Kurvenbild des Reflexionsvermögens für Licht
an einem superbreitbandigen Polarisator, aufgetragen als Funktion
der Wellenlänge,
und sie zeigt als gestrichelte Linie ein Kurvenbild des Reflexionsvermögens von
Licht an einem breitbandigen Polarisator aus dem Stand der Technik,
aufgetragen als Funktion der Wellenlänge;
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3 ist
eine Schnittansicht einer Schicht eines CLC-Materials während einer
Polymerisation mit einer Mischung aus einem polymerisierbaren CLC, einem
Flüssigkristallmaterial
(mit nematischer Phase) und einem Photostarter, wobei aktinische
Strahlung (z. B. Ultraviolettlicht), die auf die Oberfläche desselben
fällt,
eine Intensität
(Io) aufweist, und sie an einer Position "x" innerhalb
der CLC-Schicht eine Intensität
I(x) aufweist.
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4 ist
eine schematische Darstellung eines Bilds eines polymerisierten
Films, die unter Verwendung eines Atomkraftmikroskops (AFM) erhalten wurde,
das die Ganghöhenverteilung
der Helices des Flüssigkristallmaterials
im polymerisierten CLC-Film misst, wobei der Abstand zwischen jedem
Paar dunkler Linien für
die Hälfte
der CLC-Ganghöhe
repräsentativ
ist;
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5 zeigt,
als schwarze Quadrate, ein Kurvenbild der Ganghöhenvariation über eine
Schicht eines polymerisierten CLC-Films hinweg, und sie zeigt auch
als durchgezogene Linie ein Kurvenbild des Abklingens der normierten
UV-Intensität über dieselbe Schicht
eines CLC-Films;
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6 ist
eine graphische Wiedergabe der Reflexionsbandbreite eines zirkular
polarisierenden Films von 20 μm,
aufgetragen als Funktion der nematischen E31-Konzentration desselben,
mit einer Aushärtung
unter Verwendung einer UV-Intensität von 0,047 mW/cm2 bei
92°C.
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Überraschenderweise
wurde herausgefunden, dass es zum Erzeugen eines CLC-Filmmaterials mit
einer superbreitbandigen Reflexions- und Transmissions-Polarisationscharakteristik
bis zu 2000 nm wesentlich ist, dass die Ganghöhe von Helices von CLC-Molekülen innerhalb
des CLC-Filmmaterials entlang der Tiefe desselben nichtlinear variieren muss.
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In unerwarteter Weise haben die Anmelder auch
herausgefunden, dass das die Erfindung verkörpernde superbreitbandige,
zirkular polarisierende Material wie folgt hergestellt werden kann:
(1) Weglassen der Verwendung von Ultraviolett-Farbstoffen im CLC-(Roh-)Startgemisch:
und (2) Verwendung von polymerisierbaren CLC-Materialien, nicht
vernetzbaren Flüssigkristallmaterialien
(mit nematischer Phase) und eines geeigneten Photostarters mit einer Menge,
die, in Anwesenheit einer bekannten Menge, an während der Polymerisation (d.
h. des Härtens) verwendeter
einfallender aktinischer Strahlung gewährleistet, dass die Polymerisationsrate
des polymerisierbaren CLC langsamer als die Segregationsrate des
Flüssigkristallmaterials
ist. Durch Erfüllen dieser
Bedingungen zeigte es sich, dass zirkular polarisierendes Filmmaterial
mit superbreitbandiger Reflexionscharakteristik auf eine große Vielzahl
von Arten hergestellt werden kann, ohne von der Erfindung abzuweichen.
Die Einzelheiten der zugehörigen
neuartigen Herstellprozesse werden hier nachfolgend beschrieben.
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Allgemeines
Verfahren zum Herstellen des hier betroffenen CLC-Polarisationsfilmmaterials
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Zum allgemeinen Verfahren zum Herstellen des
superbreitbandigen, zirkular polarisierenden Materials, das die
Erfindung verkörpert,
gehört
das Zusammenmischen der folgenden Bestandteile: (i) eines polymerisierbaren
Flüssigkristallmaterials
mit cholesterischer Ordnung (z. B. cyclische Flüssigkristall-Polysiloxane mit
Seitenketten); (ii) eines Flüssigkristallmaterials
mit einer nematischen Phase und einer Menge eines geeigneten Photostarters,
wobei den oben beschriebenen Herstelleinschränkungen genügt wird.
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Bei den veranschaulichenden Ausführungsformen
der Erfindung, wie sie bei den hier beschriebenen Beispielen 1–12 veranschaulicht
sind, sind die beim Herstellprozess verwendeten polymerisierbaren
CLC-Materialien kommerziell von Wacker GmbH, Deutschland erhältlich,
und sie werden durch einen kationischen Polymerisationsprozess polymerisiert, wenn
die polymerisierbaren CLC-Materialien Ultraviolettstrahlung in Anwesenheit
eines Photostarters ausgesetzt werden. Das polymerisierbare CLC-Material
ist in Form blauer (CC4039L) und roter (CC4070L) Verbindungen erhältlich,
die beide über eine
linkshändige
Spiralstruktur verfügen.
Die blaue Verbindung reflektiert unpolarisiertes Licht von 390 nm,
und die rote Verbindung reflektiert unpolarisiertes Licht von 690
nm nach einer UV-Härtung
bei 70°C.
Das polymerisierbare CLC-Material ist auch mit rechtshändiger Spiralstruktur
erhältlich,
wie als blaue CLC-Polysiloxanverbindung (CC4039R). Wenn diese Verbindung
(CC4039R) mit einem linkshändigen,
polymerisierbaren CLC, wie CC4039L, in einem geeigneten Verhältnis gemischt
wird, reflektiert der sich ergebende CLC-Film rechtshändig zirkular
polarisierendes Licht, wenn er bei 70°C gehärtet wird. Vor dem Härten zeigt
das CLC-Rohmaterial bei Raumtemperatur einen zähen Zustand, und bei ungefähr 70°C wandelt
es sich in eine Flüssigkeit.
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Nematische Flüssigkristallmaterialien zur Verwendung
bei den obigen polymerisierbaren CLC-Materialien sind kommerziell
von EM-Industries, Deutschland, als E31LV und E7 erhältlich.
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Bei den folgenden Beispielen der
veranschaulichenden Ausführungsformen,
die unten detailliert beschrieben werden, wurden der polymerisierbare
CLC, das nematische Flüssigkristallmaterial,
der Photostarter (und bei einem Beispiel ein chiraler Zusatzstoff)
mit einem gewünschten
Verhältnis eingewogen,
und sie wurden auf einer Heizplatte miteinander vermischt. Bei jedem Beispiel
wurde das CLC-Gemisch in eine Glaszelle eingebracht, die für bessere
Molekülausrichtung über eine
polierte Polyimidbeschichtung verfügte. Schließlich wurde das Gemisch bei
einer ausgewählten
Temperatur dadurch gehärtet
(z. B. polymerisiert), dass es aktinischem Licht für eine Zeit
ausgesetzt wurde, die es ermöglichte,
dass eine Polymerisation bis zum Abschluss gelangte. Die zum Polymerisieren
des CLC-Filmmaterials verwendete aktinische Strahlung (UV-Strahlung)
zeigt innerhalb des CLC-Films oder der CLC-Schicht, die ausgehärtet wird,
eine nichtlineare (z. B. exponentielle) Intensitätsverteilung anstelle der linearen
Intensitätsverteilung,
wie sie während Herstellprozessen
gemäß dem Stand
der Technik verwendet wurde. Dies beruht auf der Lichtschwächung, wie
sie durch die Materialien verursacht wird, die zum Herstellen der
CLC-Gemischschicht verwendet werden. Abgesehen vom Obigen kann in
den schließlich
hergestellten Polarisatoren entweder das Flüssigkristallmaterial oder das
CLC-Material im flüssigen
Zustand vorliegen.
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Nach dem Mischen bei einer Temperatur,
die die Materialien in einem flüssigen
Zustand hält
und vor der Polymerisation, ist das nematische Flüssigkristallmaterial
schwach an das polymerisierbare CLC-Material gebunden. In Reaktion
auf eine Belichtung mit aktinischer Strahlung bewirkt eine Polymerisation,
dass die schwach gebundenen Flüssigkristalle
aus dem polymerisierbaren CLC segregieren und zu diffundieren beginnen.
Das nematische Flüssigkristallmaterial
diffundiert in aufgequollene Bereiche des polymerisierbaren CLC,
um an Flüssigkristall
reiche Orte zu bilden. Wenn der Flüssigkristall andere Bereiche
des polymerisierbaren CLC verlässt,
führt dies
zu an Flüssigkristall
verarmten Orten. Da die Strahlungsintensität ihrer Art nach über das
Medium hinweg nichtlinear (genauer gesagt, exponentiell) ist, und
die Bereiche mit höherer
Intensität
im polymerisierbaren CLC mehr als die Bereiche niedrigerer Intensität aufgequollen
sind, diffundiert das nematische Flüssigkristallmaterial vorzugsweise
an Orte mit höherer
Strahlungsintensität
und nimmt im polymeren CLC-Material eine nichtlineare Verteilung
ein.
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Vorteilhafterweise können die
die Erfindung realisierenden superbreitbandigen Polarisatoren unter
Verwendung kommerziell verfügbarer
Materialien hergestellt werden, vorausgesetzt, dass die Segregationsrate
des Flüssigkristalls
größer als
die Polymerisationsrate des Materials ist, das polymerisiert.
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Superbreitband-Reflexionscharakteristik
des erfindungsgemäßen zirkular
polarisierenden CLC-Films
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An dieser Stelle ist es zweckdienlich,
kurz darüber
nachzudenken, wie die nichtlineare Ganghöhenverteilung über das
hier betroffene CLC-Polarisationsmaterial hinweg zu dessen superbreitbandiger Charakteristik
beiträgt,
und auch einige empirisch gesammelte Daten durchzusehen, um die
Bandbreitenüberlegenheit
gegenüber
der Polarisationstechnologie aus dem Stand der Technik zu stützen. Im
Hinblick auf diese Erörterung
wird auf die 1– 5 der Zeichnungen Bezug genommen.
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In der 1 ist
ein Vergleich zwischen einer linearen Ganghöhenverteilung P1(y') und einer exponentiellen
Ganghöhenverteilung
Pe(y'),
ausgedrückt als
Funktion eines verkürzten
Abstands, y', vorgenommen.
Die lineare Verteilung ist wie folgt definiert: P1(y') = 1 + y' = 1 + y/d, (1a)wohingegen
die exponentielle Verteilung wie folgt ausgedrückt ist: Pe(y') = exp[y'], (1b)wobei d
die Filmdicke ist. Aus dieser Charakteristikkurve ist es deutlich
erkennbar, dass die Änderungsrate
der Ganghöhe
bei der exponentiellen Funktion viel stärker als die Änderungsrate
der Ganghöhe
bei der linearen Funktion ist. Für
dieselbe Dicke wäre
die Bandbreite des Polarisators, bei dem die Ganghöhe einer
exponentiellen Verteilung folgt, viel weiter als die eines Polarisators
mit einer Ganghöhe,
die linear verteilt ist. In der 2 ist
diese Tatsache dadurch dargestellt, dass die typische Bandbreite
eines Polarisators einer veranschaulichenden Ausführungsform der
Erfindung mit der Bandbreite einer CLC-Polarisatortechnologie gemäß dem Stand
der Technik verglichen ist.
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In der 2 wurde
das Reflexionsspektrum eines Polarisators aus dem Stand der Technik
(durch eine gestrichelte Linie repräsentiert) unter Verwendung
eines zirkular polarisierenden Lichtstrahls mit einer Händigkeit
erhalten, die zum Schraubensinn des Polarisators passt. Jedoch wurde
das Spektrum des die Erfindung realisierenden Zirkularpolarisators (durch
die durchgezogene Linie repräsentiert)
unter Verwendung eines unpolarisierten Lichtstrahls gemessen. Eine
Betrachtung der 2 zeigt
deutlich, dass die Bandbreite des gemäß den Lehren der Erfindung
hergestellten Zirkularpolarisators über das Doppelte des Ausmaßes der
Bandbreite des Zirkularpolarisators gemäß dem Stand der Technik ist,
obwohl ihre Gesamtdicken gleich sind.
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In den 3 bis 5 ist weitere Unterstützung für die Tatsache
geschaffen, dass die nichtlineare Ganghöhenverteilung über das
hier angesprochene CLC-Polarisationsmaterial
zu dessen superbreitbandiger Charakteristik beiträgt. In der 3 ist eine Schnittansicht
einer Schicht oder eines Films eines polymerisierbaren CLC dargestellt,
auf den elektromagnetische Strahlung, wie aktinische Strahlung oder
Ultraviolettlicht, I0, fällt. Ein polymerisierbaren CLC-Film 1 enthält auch
einen nematischen Flüssigkristall
und einen Photostarter. Strahlung, die durch 2 gekennzeichnet
ist, in Form von Ultraviolettlicht, verfügt an einer gewissen Position "x" innerhalb der CLC-Schicht 1 über eine
Intensität
I(x). Wenn ein Ultraviolett-Absorptionskoeffizient angenommen wird, kann
die folgende Gleichung (2) auf gut bekannte Weise hergeleitet werden: I(x) = I0exp(-αx) (2)wobei der
Absorptionskoeffizient α alle
Lichtverlustquellen, wie Absorption, Streuung usw., umfasst. Die Lösung der
Gleichung (2) zeigt ein exponentielles Abklingen der Intensität von der
Vorder- zur Rückseite
der polymerisierbaren CLC-Schicht oder des Films 1.
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In der 4 ist
eine Zeichnung eines Atomkraftmikroskop(AFM)-Bilds dargestellt,
das die Ganghöhenverteilung
in einer polymerisierten CLC-Schicht oder eines Films wie der Schicht 1 der 3 misst. In der 4 ist die Vorderseite des CLC-Films
oder der Schicht 1 auf der rechten Seite der Zeichnung
angeordnet. Die Ganghöhenvariation ist über einen
wahlfreien Bereich von 0–10 μm dargestellt,
um die Skala der betroffenen Werte zu kennzeichnen. Unter Verwendung
eines Schnitts der polymerisierbaren CLC-Schicht 1 wird eine Sonde über die
Dicke der Probe gescannt, und Stromvariationen werden auf die Ganghöhenvariation
hin in der Sonde erzeugt, wobei diese Variation mit den Mengen des Flüssigkristalls
in Beziehung steht, wie er segregierte und diffundierte, während der
Film 1 mit aktinischem oder ultraviolettem Licht belichtet
wurde. Da die Intensität
der Strahlung auf der rechten Seite des Films 1 am größten ist,
wäre ein
größeres Aufquellen
des CLC-Materials in Bereichen mit höherer Intensität zu erwarten,
wodurch an diesen Orten Orte für
eine größere Ansammlung
diffundierenden Flüssigkristallmaterials
gebildet werden. Im Ergebnis entsteht eine größere Gang höhe. Selbstverständlich tritt
in Bereichen mit immer niedrigerer Intensität ein immer geringeres Aufquellen
auf, und es tritt eine immer geringere Ansammlung an diffundierendem
Flüssigkristall auf,
was zu einer kleineren Ganghöhe
führt.
Wenn die Polymerisation bis zum Ende abgelaufen ist, zeigt der Film 1 eine
nichtlineare Variation der Ganghöhe, die
wiederum die Totalreflexion einfallenden Lichts über eine sehr große Bandbreite
ermöglicht.
Die Bereiche mit größerer Ganghöhe reflektieren
selbstverständlich
niedrigere Frequenzen als die Bereiche mit kleinerer Ganghöhe, die
höhere
Frequenzen reflektieren. Die Differenz zwischen der höchsten reflektierten
Frequenz und der niedrigsten Frequenz ist die Bandbreite des Polarisators.
-
Wie es aus einer Betrachtung der 5 erkennbar ist, ist die
Ganghöhenvariation
innerhalb der polymerisierten CLC-Filmstruktur tatsächlich nichtlinear
(hier ist sie exponentiell). In dieser Figur ist eine graphische
Wiedergabe des Abklingens der Intensität des Ultraviolettlichts gemäß der Gleichung
(1) über
der gemessenen Ganghöhenvariation
der 4 über den
Film oder die Schicht der 3 hinweg
dargestellt. Die durchgezogene Kurve in der 5 ist ein Auftrag zur Gleichung (2) unter
Verwendung eines UV-Absorptionskoeffizienten, der bei einer unabhängigen Messung
der Schicht oder des Films 1 gemessen wurde. Die Skala
der Kurve wurde wahlfrei normiert. Die aus der 4 ermittelte Ganghöhenvariation ist auch in der 5 aufgetragen. Die Hälfte der
Ganghöhe
im CLC-Film 1 wird, an jedem beliebigen Punkt, durch den
Abstand zwischen jedem Paar schwarzer oder weißer Linien in der 4 bestimmt. Die Ganghöhe in Nanometern
(nm) ist über
der Position in Mikrometern (μm)
aufgetragen, und die quadratischen Punkte zeigen den Ganghöhenwert
an ausgewählten
Punkten in der 5. Aus der 5 ist es erkennbar, dass
die nichtlineare CLC-Ganghöhenvariation über den
polymerisierten CLC-Film 1 hinweg dem exponentiellen Abklingen der
als durchgezogene Linie dargestellte Kurve der UV-Intensität folgt,
zu der es durch Lichtverluste in ihm während des Polymerisationsprozesses
kommt. Dies zeigt deutlich, dass die Ganghöhe des polymerisierten CLC-Films 1 an
jedem beliebigen Punkt über die
Dicke des Films 1 hinweg direkt proportional zur Strahlungsintensität an diesem
Punkt ist und dass die Ganghöhen-Gesamtvariation über die
Schicht 1 hinweg der Art nach exponentiell ist.
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Beispiel 1
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Bei diesem Beispiel wird die oben
genannte rote Verbindung eines CLC-Polysiloxans (CC4070L) mit dem
ebenfalls oben genannten nematischen Flüssigkristall E31 gemischt.
Das rote CC4070L zeigt einen linkshändigen Verdril lungssinn und
reflektiert bei 690 nm, wenn es bei 70°C ausgehärtet wird. Das Gemisch enthält E31/CC4070L
in einem Gewichtsverhältnis
von 1/2, mit 0,6 Gewichtsprozent des Photostarters IG184. Der Photostarter
IG184 ist kommerziell von Ciba Geigy, Hawthorne, New York erhältlich. Das
Gemisch wird in eine 20-Glaszelle eingebracht und mit einer Ultraviolettintensität von 0,047
mW/cm2 bei einer durch eine Heizplatte bereitgestellten
Temperatur von 92°C
ausgehärtet.
Bei diesem Beispiel wird nur das CLC-Polysiloxanmaterial polymerisiert, während der
nematische Flüssigkristall
im flüssigen Zustand
verbleibt. Nach der Polymerisation wurde eine Spektralanalyse des
sich ergebenden zirkular polarisierenden Filmmaterials mit einem
Spektrometer Lambda 19 von Perkin-Elmer ausgeführt. Es wurde sowohl Transmissions- als auch Reflexionsspektren
mit linkshändigem,
rechtshändigem
und unpolarisiertem Licht aufgenommen. Der sich ergebende Polarisator überdeckte
ein spektrales Durchlassband von 560 nm bis 2160 nm, wodurch ein
Polarisator mit einer Superbandbreite von 1600 nm geschaffen ist.
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Beispiel 2
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Bei diesem Beispiel werden die blaue
Verbindung eines CLC-Polysiloxans (CC 4039L) und ein nematischer
Flüssigkristall
(E31) mit einem Gewichtsverhältnis
von 2 : 1 gemeinsam mit 0,6 Gewichtsprozent eines Photostarters
(IG184) gemischt. Eine 20-Glaszelle wird dazu verwendet, einen Film mit
dieser Dicke zu erhalten. Der CLC wird durch eine UV-Lampe von 0,047
mW/cm2 bei 92°C ausgehärtet. Die sich ergebende Polarisationsschicht überdeckte ein
spektrales Durchlassband von 370 nm bis 1200 nm, wodurch für einen
Polarisator mit einer Superbandbreite von 830 nm gesorgt war, der
das gesamte sichtbare und Nah-IR-Spektralband überdeckte. Wie beim Beispiel
1 verbleibt das Flüssigkristallmaterial (E31)
nach dem Aushärten
im flüssigen
Zustand. Nach der Polymerisation (d. h. Aushärten) wurde mit einem Spektrometer
Lambda 19 von Perkin-Elmer eine Spektralanalyse des sich ergebenden
zirkular polarisierenden Filmmaterials ausgeführt. Es wurden sowohl Transmissions- als auch Reflexionsspektren mit
linkshändigem,
rechtshändigem
und unpolarisiertem Licht aufgenommen.
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Beispiel 3
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Die zwei vorigen Beispiele nutzten
CLC-Polysiloxane mit linkshändigem
Verdrillungssinn. Bei diesem dritten Beispiel wird ein CLC-Polysiloxan
mit rechtshändigem
Schrauben(Verdrillungs)sinn verwendet. Eine blaue Verbindung (CC4070R)
mit einem derartigen Verdrillungssinn ist von Wacker GmbH, Deutschland
kommerziell verfügbar
und reflektiert rechtshändig
zirkulares Licht bei 390 nm, wenn sie bei 70°C gehärtet wird. Ein nematisches Flüssigkristallmaterial
(M15), das kommerziell von EM Industries, Deutschland erhältlich ist,
wird mit dem CLC-Polysiloxanmaterial (CC 4039R) im Gewichtsverhältnis 1
: 2 mit 1 Gewichtsprozent des Photostarters IG184 gemischt. Das
Gemisch wird zwischen den Platten einer 20-Glaszelle eingebettet
und mit einer UV-Intensität
von 0,047 mW/cm2 bei 122°C ausgehärtet. Das sich ergebende zirkular
polarisierende Filmmaterial, das rechtshändig zirkular polarisiertes
Licht reflektiert, überdeckte
ein spektrales Durchlassband von 520 nm bis 920 nm, wodurch ein Polarisator
mit einer superbreiten Bandbreite von 400 nm geschaffen war. Nach
dem Härten
(d. h. der Polymerisation) befindet sich der nicht-polymerisierbare
Flüssigkristall
(M-15) bei Raumtemperatur im festen Zustand. Nach der Polymerisation
wurde mit einem Spektrometer Lambda 19 von Perkin-Elmer eine Spektralanalyse
des sich ergebenden zirkular polarisierenden Filmmaterials ausgeführt. Es
wurden sowohl Transmissions- als auch Reflexionsspektren mit linkshändigem,
rechtshändigem
und unpolarisiertem Licht aufgenommen.
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Beispiel 4
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Bei diesem Beispiel ist das verwendete CLC-Material
nicht-polymerisierbar, während
der nematische Flüssigkristall
polymerisierbar ist, wodurch ein superbreitbandiges Polarisationsmaterial
geschaffen wird, bei dem sich der CLC nach dem Härten im Flüssigkristallzustand befindet.
Um ein geeignetes nicht-polymerisierbares CLC-Material zu erzeugen,
wird das Flüssigkristallmaterial
E31 mit einem anderen Flüssigkristallmaterial
ZLI-2309 und einem chiralen Zusatzstoff 51011 gemischt, die alle kommerziell
von EM Industries, Deutschland erhältlich sind. Das sich ergebende
nicht-polymerisierbare CLC-Material ist von niedrigem Molekulargewicht und
der chirale Zusatzstoff induziert eine linkshändige Spiralstruktur im Gemisch.
E31/ZLI-2309/S1011 werden
im Gewichtsverhältnis
1/1/0,2 miteinander vermischt. Dann wird das CLC-Material mit dem
polymerisierbaren, nematischen Flüssigkristall-Polymermaterial
CN 4000 im Gewichtsverhältnis
1 : 2 gemischt. CN 4000 ist kommerziell von Wacker GmbH, Deutschland
erhältlich.
Das Gemisch wird gemeinsam mit 0,6 Gewichtsprozent des Photostarters IG184
in eine Zelle eingebracht, die aus zwei Stücken geriebener, mit Polyimid
beschichteter Glassubstrate besteht, die um 20 beabstandet sind,
und es wird bei einer UV-Intensität von 0,047 mW/cm2 bei
einer Temperatur von 70°C
gehärtet.
Hierbei polymerisiert dieses nematische Flüssigkristallmaterial CN 4000,
während
das CLC-Material mit niedrigem Molekulargewicht im flüssigen Zu stand
verbleibt. Wie bei allen anderen Beispielen ist die Segregationsrate des
Flüssigkristallmaterials
größer als
die Polymerisationsrate des polymerisierbaren Materials. Das sich
ergebende zirkular polarisierende Filmmaterial reflektiert linkshändig zirkular
polarisierte Strahlung und überdeckt
ein spektrales Durchlassband von 430 nm bis 1050 nm, wodurch ein
Polarisator mit einer superbreiten Bandbreite von 620 nm geschaffen
ist. Nach der Polymerisation wurde mit einem Spektrometer Lambda
19 von Perkin-Elmer eine Spektralanalyse des sich ergebenden zirkular
polarisierenden Filmmaterials ausgeführt. Es wurden sowohl Transmissions-
als auch Reflexionsspektren mit linkshändigem, rechtshändigem und
unpolarisiertem Licht aufgenommen.
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Beispiel 5
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Bei diesem Beispiel besteht das Gemisch aus
einem vernetzbaren Siloxanpolymer mit nematischer Ordnung und einem
chiralen Zusatzstoff zuzüglich
einem Photostarter (IG184). Insbesondere werden nicht-vernetzbare
nematische Flüssigkristalle (wie
E31) zugesetzt. Das nematische Siloxanpolymer (CN 4000) ist von
Wacker (Deutschland). Der chirale Zusatzstoff besteht aus R1011,
CB15 und CE1 (alle von Merck, EMI). Das Gemisch ist, gewichtsbezogen,
CN4000/R1011/CB15/CE1/IG184 = 0,75 : 0,03 : 0,11 : 0,11 : 0,017.
Das Gemisch wurde dann in eine 20-Glaszelle mit einer geriebenen
Polyimidbeschichtung gefüllt.
Nachdem es einer UV-Belichtung mit ungefähr 0,2 mW/cm2 für eine ausreichende
Zeit bei einer Temperatur von 80°C
ausgesetzt wurde, wurde ein breitbandig reflektierender Polarisator
mit einer Bandbreite von 360 bis 750 nm erhalten. Da der chirale
Zusatzstoff rechtshändigen Sinn
zeigt, reflektiert dieser Polarisator rechtshändig zirkular polarisiertes
Licht. Die Bedeutung dieses Beispiels besteht darin, dass die nicht-vernetzbaren, nematischen
Flüssigkristalle
mit niedrigem Molekulargewicht nicht notwendigerweise zugesetzt
werden müssen,
um ein superbreitbandiges, zirkular polarisierendes Filmmaterial
gemäß den Lehren
der Erfindung zu erhalten. Ein nematischer Flüssigkristallpolymer, der einfach
mit einem chiralen Zusatzstoff gemischt wird, erzeugt einen ähnlichen
breitbandigen Polarisator. Derselbe Mechanismus, d. h. eine durch Polymerisation
induzierte molekulare Neuverteilung (PIMRD = polymerization induced
molecular re-distribution) gilt auch noch bei diesem Beispiel. Da
alle Komponenten des chiralen Zusatzstoffs (d. h. R1011, CB15, CE1)
nicht-vernetzbar sind, erfahren die chiralen Moleküle während der
Polymerisation eine Phasentrennung und Segregation aus dem nematischen
Polymergitter. Die segregierten chiralen Moleküle beginnen entlang der UV-Ausbreitungsrichtung zu
diffundieren, was zu einer Ansammlung und einer Verarmung der chiralen
Moleküle
an Orten führt, an denen
die CLC-Ganghöhe
kleiner bzw. größer ist. Schließlich wird
ein Ganghöhengradient
erzeugt. Insbesondere liegt der chirale Zusatzstoff in einem Format
mit mehreren Verbindungen vor. Wie es durch einen gesonderten Versuch
augenscheinlich gemacht wurde, werden zwei der chiralen Verbindungen,
nämlich
CB15 und CE1, phasenmäßig vom
Flüssigkristall-Polymergitter
getrennt, und sie diffundieren während
der Polymerisation entlang der UV-Ausbreitungsrichtung. Jedoch zeigt die
dritte chirale Verbindung, R1011, keine ersichtliche Evidenz für Phasentrennung
und Diffusion. Nach der Polymerisation wurde mit einem Spektrometer
Lambda 19 von Perkin-Elmer eine Spektralanalyse des sich ergebenden zirkular
polarisierenden Filmmaterials ausgeführt. Es wurden sowohl Transmissions-
als auch Reflexionsspektren mit linkshändigem, rechtshändigem und
unpolarisiertem Licht aufgenommen.
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Beispiel 6
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Bei diesem Beispiel wird ein Verfahren
zum Herstellen des superbreitbandigen zirkular polarisierenden CLC-Materials
auf einem Kunststoffsubstrat beschrieben, das, möglicherweise, über eine
freie Substratfläche
verfügt.
Das bei diesem Beispiel verwendete Flüssigkristallgemisch kann ein
beliebiges der in dieser ganzen Anmeldung genannten sein. Das typischerweise
verwendete Kunststoffsubstrat ist PET. Die PET-Fläche kann
mit einer Beschichtung aus geriebenem Polyimid behandelt sein, was
aber nicht notwendigerweise der Fall sein muss. Wenn keine Polyimidbeschichtung
erforderlich ist, wird der gesamte Herstellprozess viel einfacher.
Die einzige Behandlung, die am PET-Substrat erforderlich ist, ist ein
mechanisches Reiben seiner blanken Fläche. Das CLC-Gemisch wird auf
eines der Kunststoffsubstrate aufgetragen und dann mit einer zweiten PET-Folie
bedeckt. Danach wird die gesamte Baugruppe auf einen sich auf einer
geeigneten Temperatur befindenden Laminator eingegeben. Nach dem Laminieren
ist ein gleichmäßiger CLC-Film
zwischen den zwei Stücken
von Kunststofffolienmaterial erhalten. Der Film wird dann einer
UV-Belichtung mit geeigneter Intensität für eine ausreichend lange Zeit
bei einer Temperatur von 80°C
unterzogen. Zwischen den Plastikfolien wird ein superbreitbandiger CLC-Polarisator
erhalten. Die optischen Eigenschaften, einschließlich des Extinktionsverhältnisses,
sind denen zwischen zwei Glassubstraten mit geriebenem Polyimid ähnlich.
Schließlich
kann eines der Kunststoffsubstrate abgezogen werden, so dass eine Fläche frei
von Substrat ist. Das oben beschriebene Verfahren zeigt die folgenden
Vorteile: (1) die Gesamtdicke des Polarisators ist aufgrund der
sehr dünnen
Kunststofffolien dramatisch auf 0,25 mm verringert; (2) der Polarisator
ist mechanisch flexibel; (3) die Herstellprozedur ist einfach; (4)
es können
größere Polarisatoren
hergestellt werden; und (5) die Kosten sind wesentlich gesenkt.
Nach der Polymerisation wurde mit einem Spektrometer Lambda 19 von Perkin-Elmer
eine Spektralanalyse des sich ergebenden zirkular polarisierenden
Filmmaterials ausgeführt.
Es wurden sowohl Transmissions- als auch Reflexionsspektren mit
linkshändigem,
rechtshändigem und
unpolarisiertem Licht aufgenommen.
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Beispiel 7
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Bei diesem Beispiel wird ein breitbandiges, zirkular
polarisierendes CLC-Filmmaterial
unter Verwendung eines neu entwickelten CLC-Flüssigkristallpolymers mit kleiner
Ganghöhe
hergestellt. Dieses Material (der Codename ist CLM001CC von Wacker, Deutschland)
spiegelt linkshändig
zirkular polarisierendes Licht bei einer selektiven Reflexionswellenlänge von
309 nm. Wenn das CLC-Material einmal mit einer geeigneten Menge
an Photostarter (wie IG184, Ciba Geigy) gemischt ist, kann es UV-polymerisiert
werden. Um ein breitbandig polarierendes Filmmaterial herzustellen,
wird das polymerisierbare CLC-Material
kleiner Ganghöhe
mit einem nicht-vernetzbaren nematischen Material E7 mit niedrigem Molekulargewicht
(EMI) gemischt. Die Materialzusammensetzung für einen breitbandigen Polarisator beträgt gewichtsbezogen
CLM001CC/ E7/IG184 = 0,157/0,065/0,0047. Das Gemisch wird in eine 20-Glaszelle
mit geriebener Polyimidbeschichtung gefüllt. Nachdem es einer geeigneten
UV-Intensität für eine ausreichende
Zeit bei 70°C
ausgesetzt wurde, wurde ein breitbandiger CLC-Polarisator erhalten,
der beinahe 50% an unpolarisiertem Licht von 370 nm bis 850 nm reflektiert. Ähnliche
Ergebnisse wurden durch Mischen anderer nicht-vernetzbarer nematischer
Flüssigkristalle,
wie M15 (Merck), erhalten. Nach der Polymerisation wurde mit einem
Spektrometer Lambda 19 von Perkin-Elmer eine Spektralanalyse der
sich ergebenden Proben ausgeführt.
Es wurden sowohl Transmissions- als auch Reflexionsspektren mit
linkshändigem,
rechtshändigem
und unpolarisiertem Licht aufgenommen.
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Beispiel 8
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Bei diesem Beispiel ist ein Verfahren
zum Herstellen eines frei stehenden, breitbandigen, zirkular polarisierenden
CLC-Filmmaterials beschrieben. Das Materialgemisch enthält gewichtsbezogen CLM001CC/M15/IG184
= 2/1/0,06. Das Gemisch wurde in eine 20-Glaszelle mit einem geriebenen
Polyimid gefüllt.
Die Probe wurde mit einer UV-Intensität von 0,011 mW/cm2 bei
80°C gehärtet. Der
sich ergebende Film reflektiert von 370 nm bis 770 nm. Nach der
Polymerisation, und auf dem Glassubstrat gehalten, erfolgte eine
Spektralanalyse des sich ergebenden zirkular polarisierenden Filmmaterials
mit einem Spektrometer Lambda 19 von Perkin-Elmer. Es wurden sowohl
Transmissions- als auch Reflexionsspektren mit linkshändigem,
rechtshändigem
und unpolarisiertem Licht aufgenommen. Danach wurde eines der Glassubstrate
mechanisch entfernt. Als Nächstes wurde
der breitbandige Film vom verbliebenen Glassubstrat abgezogen. Es
wurde ein frei stehender, breitbandiger Polarisationsfilm erhalten.
Die Filmspektren vor und nach dem Abziehen zeigen, dass die optischen
Eigenschaften des frei stehenden, breitbandigen Polarisationsfilms
unverändert
sind. Der hergestellte breitbandige, zirkular polarisierende Film
ist sehr flexibel, und er kann beliebig in jedem Ausmaß gebogen
werden. Außerdem
kann er auf beliebige Substrate laminiert werden.
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Beispiel 9
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Bei diesem Beispiel wird ein Verfahren
zum Herstellen eines quasi-breitbandigen Linear-Polarisators auf
Grundlage des frei stehenden zirkular polarisierenden CLC-Films
beschrieben. Dieser Linear-Polarisator wurde dadurch erhalten, dass
der auf die genannte Weise hergestellte frei stehende CLC-Polarisationsfilm
direkt auf eine Viertelwellenlängenplatte
oder -folie, wie eine gestreckte Folie aus Polyvinylalkohol (PVA),
auflaminiert wurde. Das Laminieren erfolgt mit Hilfe eines Laminators.
Erneut wurde offensichtlich keine Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften
nach dem Laminiervorgang beobachtet. Nach dem Laminieren wurde eine
Spektralanalyse des sich ergebenden quasi-breitbandigen Linear-Polarisators
mit einem Spektrometer Lambda 19 von Perkin-Elmer ausgeführt. Es
wurden sowohl Transmissions- als auch Reflexionsspektren aufgenommen.
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Wahlweise kann der frei stehende
zirkular polarisierende CLC-Film gemäß der Erfindung auf andere
Typen von Phasenverzögerungsplatten
laminiert werden, um entweder eine zirkular oder eine linear polarisierende
Filmstruktur, nach Wunsch oder Bedarf, zu erhalten. In Zusammenhang
damit wird für eine
hervorragende Schulung und Überblick über die Prinzipien
der Wandlung des Polarisationszustands (d. h. linear auf zirkular,
zirkular auf linear, linear auf linear, zirkular auf zirkular, unpolarisiert
auf linear und unpolarisiert auf zirkular) auf das US-Patent Nr. 5,221,982
der Anmelderin verwiesen.
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Beispiel 10
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Bei diesem Beispiel wird ein Verfahren
zum Herstellen einer speziellen breitbandigen, polarisierenden Farbe
auf Grundlage des erfindungsgemäßen superbreitbandigen,
zirkular polarisierenden Materials beschrieben. Gemäß dem Verfahren
wird ein frei stehender, breitbandiger, zirkular polarisierender Film
auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Der frei stehende Film
wird dann mechanisch unter Verwendung einer beliebigen der Techniken,
wie sie im US-Patent Nr. 5,364,557 der Anmelderin mit dem Titel "Cholesteric Liquid
Crystal Inks" beschrieben sind,
in Flocken von Mikrogröße zerteilt.
Danach werden die CLC-Flocken mit einer Trägerflüssigkeit wie einem Lack (z.
B. dem Firnis PUL, Marabu, Deutschland) gemischt, der optisch klar
und thermisch härtbar
ist. Um die optischen Eigenschaften der dadurch hergestellten breitbandigen
Farbe auf CLC-Basis zu testen, wurde die CLC-Farbe mit Siebdruck
auf ein Strahlung absorbierendes Substrat (d. h., das für einen
schwarzen Hintergrund sorgt) aufgebracht. Es ist jedoch zu beachten,
dass die CLC-Farbe auf praktisch jede beliebige Strahlung absorbierende
Fläche aufgetragen
werden kann, die entweder 2D- oder 3D-Oberflächeneigenschaften zeigt. Das
Extinktionsverhältnis
der CLC-Farbe wurde mit einem Paar orthogonaler Zirkular-Polarisatoren
geprüft.
Da die CLC-Flocken immer noch die Eigenschaft linkshändiger Polarisation
behalten haben (d. h., da sie linkshändig zirkular polarisiertes
Licht reflektieren), ist ein helles und weißes Licht erkennbar, das von
der Farbe durch den die aufgestrichene Farbe bedeckenden linkshändigen Polarisator
reflektiert wird. Ansonsten ist der schwarze Hintergrund zu sehen,
als sei die Farbe mit einem rechtshändigen Zirkular-Polarisator bedeckt.
Mit einem Spektrometer Lambda 19 von Perkin-Elmer wurde eine Spektralanalyse
der sich ergebenden CLC-Farbe ausgeführt. Es wurden sowohl Transmissions-
als auch Reflexionsspektren mit linkshändigem, rechtshändigem und
unpolarisiertem Licht ausgeführt.
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Das erfindungsgemäße superbreitbandige, zirkular
polarisierende Material kann dazu verwendet werden, CLC-Anstriche
unter Verwendung einer beliebigen der Techniken herzustellen, wie
sie im US-Patent Nr. 5,364,557 der Anmelderin offenbart sind. Um
den hier angesprochenen CLC-Pigmenten (z. B. Farbe und/oder Anstriche)
Farbeigenschaften zu verleihen, können mit hervorragenden Ergebnissen
beliebige der Techniken verwendet werden, wie sie hier unten im
Abschnitt mit dem Titel "Kontrollieren
der Bandbreite und der spektralen Position des erfindungsgemäßen zirkular
polarisierenden Materials" beschrieben
sind.
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Beispiel 11
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Bei diesem Beispiel ist das verwendete CLC-Material
ein linkshändiger, polymerisierbarer Polysiloxan-CLC
(CC4039L), der kommerziell von Wacker GmbH, Deutschland erhältlich ist
und mit einem nicht-polymerisierbaren, nematischen Material E7 und
einem chiralen Zusatzstoff R1011 gemischt wird, die beide von EM
Industries, Deutschland kommerziell erhältlich sind. Das polymerisierbare CLC-Material
(CC4039L) weist eine linkshändige Verdrillungsstruktur
auf, während
der chirale Zusatzstoff (R1011) eine rechtshändige Verdrillungsstruktur zeigt.
Die Materialien E7/CC4039L/R1011/IG184 liegen in einem Gemisch mit
dem Gewichtsverhältnis 1/2/0,1/0,012
vor. IG184 ist ein Photostarter. Das Gemisch wurde in eine 20 dicke
Glaszelle mit einer geriebenen Polyimidbeschichtung eingebracht
und mit einer UV-Intensität
von 0,047 mW/cm2 bei 82°C gehärtet. Bei diesem Beispiel polymerisiert
das cholesterische Flüssigkristallmaterial
(CC4039L), während das
nematische Material (E7) nach dem Härten im flüssigen Zustand verblieben ist.
Wie bei den anderen Beispielen ist die Segregationsrate des nicht-polymerisierbaren
Flüssigkristalls
größer als
die Polymerisationsrate des Polysiloxans. Nach der Polymerisation
wurde mit einem Spektrometer Lambda 19 von Perkin-Elmer eine Spektralanalyse
der sich ergebenden Proben ausgeführt. Es wurden sowohl Transmissions-
als auch Reflexionsspektren mit linkshändigem, rechtshändigem und
unpolarisiertem Licht aufgenommen. Der sich ergebende zirkular polarisierende
CLC-Film reflektiert linkshändig
zirkular polarisierte Strahlung, und er überdeckt ein spektrales Durchlassband
von 800 nm bis 1428 nm, so dass ein Polarisator mit einer superbreiten
Bandbreite von über
600 nm im Nah-Infrarot(IR)-Bereich des elektromagnetischen Spektrums
geschaffen ist. Bei diesem Beispiel wird der chirale Zusatzstoff
dazu verwendet, die Bandposition zu kontrollieren, und durch verschiedene
Konzentrationen werden die verfügbaren Durchlassbänder kontrolliert.
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Beispiel 12
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Bei diesem Beispiel wird ein breitbandiger CLC-Polarisator
auf Grundlage einer Acrylat-Flüssigkristallverbindung
mit cholesterischer Ordnung, gemischt mit nicht-vernetzbaren nematischen
Flüssigkristallen,
hergestellt. Bei diesem Beispiel werden zwei polymerisierbare cholesterische
Acrylat-Flüssigkristallverbindungen,
CM 95 und CM 94 (BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Deutschland),
die rechtshändige
Zirkularpolarisation bei blauer bzw. roter Wellenlänge spezifizieren,
verwendet. Die blaue Verbindung, CM95, wird mit einem nicht-vernetzbaren
nematischen Material M15 (EMI) und dem Photostarter IG184 (Ciba
Geigy) im Gewichtsverhältnis
CM : M15 : IG184 = 2 : 1 : 0,06 gemischt. Das Gemisch wird in eine
20-Glaszelle mit geriebener Polyimidbeschichtung gefüllt und
bei 35°C
für ausreichend
lange Zeit mit geeigneter UV-Bestrahlung gehärtet. Der sich ergebende breitbandige
Polarisator reflektiert rechtshändiges
Licht von 590 nm bis 900 nm, mit einer Bandbreite von ungefähr 210 nm.
Andere nematische Materialien wie E7 usw. können ebenfalls die Polarisationsbandbreite
erweitern, wenn sie mit dem Acrylat-CLC gemischt werden und UV-Licht
ausgesetzt werden.
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Kontrollieren
der Bandbreite und der spektralen Position des erfindungsgemäßen polarisierenden CLC-Materials
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Die Bandbreite und auch die spektrale
Position (d. h. die "Abstimmung") des zirkular polarisierenden
CLC-Filmmaterials gemäß der vorliegenden Anmeldung
können
auf eine Anzahl von Arten zu einer Anzahl von Zwecken kontrolliert
werden (um z. B. den hier angesprochenen CLC-Pigmenten Farbeigenschaften
zu verleihen, Filtereigenschaften der hier angesprochenen Polarisatoren
zu konzipieren usw.). Unten werden mehrere Techniken zum Ausführen derartiger
Funktionen unter Verwendung einer beliebigen der Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen zirkular
polarisierenden CLC-Materials beschrieben.
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Bei der ersten Vorgehensweise wird
die spektrale Bandbreite des hier angesprochenen zirkular polarisierenden
Filmmaterials durch Kontrollieren der Dicke derselben kontrolliert.
Wenn z. B. die Materialien E31/CC4039L im Gewichtsverhältnis 1
: 2 mit 0,6% IG184 verwendet werden, kann die Bandbreite des Polarisators
von 580 nm auf 800 nm erhöht
werden, wenn die Filmdicke von 5 auf 20 geändert wird. Danach werden die
Polarisatorfilme mit einer UV-Intensität von 0,047 mW/cm2 bei
92°C gehärtet.
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Bei der zweiten Vorgehensweise wird
die spektrale Bandbreite des hier angesprochenen zirkular polarisierenden
Filmmaterials dadurch kontrolliert, dass die Konzentration des chiralen
Zusatzstoffs geändert
wird. Wenn z. B. das Material E31/CC4039L im Gewichtsverhältnis 1
: 2 mit 0,6% IG184 verwendet wird, wird der Polarisatorfilm, bei
einer Filmdicke von 20, mit einer UV-Intensität von 0,047 mW/cm2 bei 70°C gehärtet. Wenn
die Konzentration des chiralen Zusatzstoffs 51011 von 0 auf 6,6%
erhöht
wird, nimmt die Bandbreite von 980 nm auf 460 nm ab. Außerdem zeigt
die zentrale Wellenlänge,
bei einer Zunahme der chiralen Konzentration, eine "Blau"-Verschiebung zu
kürzerer
Wellenlänge
hin.
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Bei der dritten Vorgehensweise wird
das Spektrum des Polarisators durch Änderungen der Härtungstemperatur
kontrolliert. Wenn z. B. die Materialien E31/CC4039L im Gewichtsverhältnis 1
: 2 mit 0,6% IG184 verwendet werden, werden die Proben bei einer
Filmdicke von 20 mit einer UV-Intensität von 0,047 mW/cm2 gehärtet. Wenn
die Härtungstemperatur
von 92°C
auf 70°C
gesenkt wird, zeigt die zentrale Wellenlänge eine "Rot"-Verschiebung
zu längerer Wellenlänge hin.
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Bei der vierten Vorgehensweise wird
das Spektrum des Polarisators durch Ändern der Konzentration des
Photostarters kontrolliert. Wenn z. B. die Materialien E31/CC4039L
im Gewichtsverhältnis 1
: 2 verwendet werden, werden die Proben bei einer Filmdicke von
20 mit einer UV-Intensität
von 0,047 mW/cm2 bei 92°C gehärtet. Allgemein gesagt, nimmt beim
Erhöhen
der Konzentration des Photostarters (IG184) die Bandbreite des Polarisators
ab.
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Bei der fünften Vorgehensweise wird das Spektrum
des Polarisators durch Ändern
der Konzentration nematischer Flüssigkristalle
kontrolliert. Wenn z. B. ein Flüssigkristallgemisch
von E31 in CC4039L mit 0,6% des Photostarters IG184 in Bezug auf
die Verbindung CC4039L verwendet wird, werden verschiedene Gemische
in 20-Glaszellen mit geriebenen Polyimidbeschichtungen gefüllt. Alle
Proben werden bei 92°C
mit einer UV-Intensität
von 0,047 mW/cm2 gehärtet. Wie es in der 6 deutlich dargestellt ist,
kann die Bandbreite dadurch erhöht werden,
dass die Konzentration der nematischen Flüssigkristalle (E31) im Ausgangs-Rohgemisch
verändert
wird.
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Die meisten der oben beschriebenen
Beispiele demonstrieren, dass ein kommerziell erhältlicher
polymerisierbarer CLC und Flüssigkristallmaterialien
dazu verwendet werden können,
superbreitbandige zugehörige
Polarisationsfilmstrukturen herzustellen. Jedoch ist es zu beachten,
dass die Herstelltechniken gemäß der Erfindung
auch mit beliebigem cyclischem Flüssigkristall-Siloxan verwendet werden
können,
wobei die mesogene Gruppe durch Hydrosilylierung an ein Siloxangerüst angebunden wird,
und auch mit beliebigen anderen Flüssigkristallpolymeren, wie
Acrylat usw.
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In ähnlicher Weise ist es auch
zu beachten, dass zwar die bei den obigen Beispielen verwendeten
nematischen Flüssigkristallmaterialien
alle kommerziell verfügbar
sind, jedoch jedes beliebige nicht-polymerisierbare nematische Flüssigkristallmaterial
mit niedrigem Molekulargewicht bei der Realisierung von Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden kann. Auch können, wie es beim Beispiel
4 gezeigt ist, polymerisierbare nematische Materialien verwendet
werden, solange ihre Relativ-Diffusionsrate größer als ihre Polymerisationsrate
ist.
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Die verwendeten nematischen Materialien können Einzelverbindungs-Flüssigkristalle
wie K15, K24 und M15 sein, die kommerziell von EM Industries, Deutschland
erhältlich
sind. Mehrverbindungsgemische von Flüssigkristallmaterialien wie
E31 und E7, die kommerziell von EM Industries, Deutschland erhältlich sind,
und ZLI-2309 und ZLI-5800-100, die kommerziell von EM Industries,
Deutschland erhältlich
sind, können
beim Realisieren von Ausführungsformen
der Erfindung ebenfalls verwendet werden. Alle diese Flüssigkristalle
liegen, mit Ausnahme von K24, das bei Raumtemperatur in der smektischen Phase
vorliegt, in einer nematischen Phase vor. Diese Flüssigkristalle
erzeugen, wenn sie mit einem polymerisierbaren CLC-Material und
einem Photostarter kombiniert werden, Polarisatoren mit superbreiter Bandbreite
von mindestens 700 nm. Schließlich
fällt bei
niedrigen Konzentrationen des Flüssigkristallmaterials
im polymerisierbaren CLC-Material, unter ein Gewichtsverhältnis von
1/6, die sich ergebende Bandbreite stark ab, was anzeigt, dass niedrige
Konzentrationen des nematischen Materials ein Begrenzungsfaktor
sind. Auch ist zu beachten, dass hohe Konzentrationen des nematischen
Materials zum CLC, wie bei einem Verhältnis von 2 : 3, zu hoher Reflexion
führen,
wenn das Gemisch bei geeignet niedriger Temperatur polymerisiert
wird; andernfalls wird Lichtstreuung induziert, wenn das Gemisch
bei einer ungeeignet hohen Temperatur gehärtet wird.
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Bei den obigen Beispielen wurden
spezielle UV-Intensitäten
beschrieben, um breitbandige Polarisatoren zu erhalten. In dem Ausmaß, in dem
die Polymerisationsrate mit der Intensität der einfallenden UV-Strahlung
verknüpft
wird, fällt
die Bandbreite des sich ergebenden Polarisators, wenn die UV-Intensität zunimmt,
wenn ein nematisches Material wie E7 mit einem CLC-Material wie
CC4039L in einem Verhältnis
von 1/2 verwendet wird. Bei z. B. einer Intensität von 0,047 mW/cm2 beträgt die sich
ergebende Bandbreite 980 nm. Bei einer Intensität von 0,97 mW/cm2 beträgt die sich
ergebende Bandbreite 700 nm, wenn bei 92°C gehärtet wird, und die sich ergebende
Bandbreite beträgt
280 nm, wenn bei 92°C
mit 7,1 mW/cm2 gehärtet wird. Dies zeigt deutlich,
dass die Bandbreite dadurch kontrolliert werden kann, dass die Intensität der UV-Strahlung
kontrolliert wird.
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Während
die bevorzugten Ausführungsformen
dahingehend gekennzeichnet wurden, dass sie eine exponentielle Verteilung
der Ganghöhen
der CLC-Helices zeigen, ist zu beachten, dass Abweichungen von einer
genau exponentiellen Verteilung toleriert werden können, ohne
dass vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. So können Verunreinigungen
in den Materialien, Variationen der Strahlungsenergie und Variationen
der Polymerisation eine Abwei chung von einer idealen Exponentialfunktion
verursachen, wodurch Flüssigkristallverteilungen über die
Dicke der sich ergebenden Polarisatoren hinweg erhalten werden,
die der Art nach nur als nichtlinear beschrieben werden können. Abweichungen
von der idealen Exponentialfunktion scheinen die Verbesserungen
der Bandbreiten, wie sie erhalten werden, wenn die Verteilung exponentiell
ist, nicht zu beeinträchtigen.
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Die Einzelschicht-Polarisatoren der
vorliegenden Anmeldung können
so hergestellt werden, dass sie einen weiten Abschnitt des elektromagnetischen
Spektrums überdecken,
einschließlich
der Bereiche im sichtbaren, infraroten und ultravioletten. Aus dem
gesamten Vorstehenden sollte es ersichtlich sein, dass superbreitbandige
Polarisatoren unter Verwendung der Technik der vorliegenden Anmeldung
erhalten werden können,
ohne im polymerisierbaren CLC-Material Farbstoffe oder Diffusionsgradienten
zu verwenden.
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Die oben beschriebenen Modifizierungen sind
nur beispielhaft. Es ist zu beachten, dass der Fachmann leicht andere
Modifizierungen der veranschaulichenden Ausführungsformen erkennt. Alle derartigen
Modifizierungen und Variationen sind als im Schutzumfang der Erfindung,
wie sie durch die beigefügten
Ansprüche
der Erfindung definiert ist, enthalten anzusehen.