DE69807753T2

DE69807753T2 - Breitbandige optische phasenverzögerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69807753T2
Application number: DE69807753T
Authority: DE
Inventors: Jane Acosta; Jayne Beynon; Marc Jacobs; Geraint Robinson; Ann Saynor; David Tillin; John Towler; Garth Walton
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2018-11-26
Also published as: JP2001524688A; WO1999027398A1; GB9725097D0; GB2331812A; JP3916121B2; GB2331812A9; DE69807753D1; EP1047964A1; US6735017B1; EP1047964B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft breitbandige optische Verzögerungsvorrichtungen, und spezieller betrifft sie die Verwendung strukturierter optischer Verzögerer, bei denen die optische Achse entsprechend einem vorbestimmten Muster über den Verzögerer variiert, in derartigen Vorrichtungen.

HINTERGRUNDBILDENDE TECHNIK

Unter einer "breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtung" ist eine Verzögerungsvorrichtung für Licht mit einem weiten Bereich (in der Größenordnung von einigen zehn oder einigen hunderten Nanometer) von Wellenlängen, der zumindest einen Teil des vollständigen Wellenlängenbereichs sichtbaren Lichts sowie ultravioletter und infraroter Strahlung bildet, zu verstehen.
Derartige optische Verzögerungsvorrichtungen können z. B. zur Polarisationscodierung von Anzeigeinformation oder in beugenden optischen Systemen verwendet werden.
S. Pancharatnam erörtert in "Achromatic Combination of Birefringent Plates", Proceedings of Indian Academy of Sciences Vol XLI, No. 4, Sec. A, 1955, S. 130-136 und S. 137-144 die Verwendung gestapelter, gleichmäßiger Verzögerungsfilme zum Verbessern der Achromatizität, d. h. der Unabhängigkeit der Lichttransmissionseigenschaften von der Wellenlänge des Eingangslichts. Es werden Kombinationen gleichmäßiger Verzögerungsfilme mit verschiedenen Azimutorientierungen ihrer optischen Achsen verwendet. Es wird auch ein Verfahren zum Berechnen der erforderlichen Verzögerungen und Orientierungen der optischen Achsen angegeben. Jedoch betreffen diese Literaturstellen nur Kombinationen gleichmäßiger Verzögerer, d. h. solcher Verzögerer, deren optische Achse über den Verzögerer hinweg im Wesentlichen unveränderlich ist.
Es ist bekannt, strukturierte Verzögerer herzustellen, d. h. solche Verzögerer, deren optische Achse über ihn hinweg variiert, z. B. zwischen ersten und zweiten Bereichen, die sich in der x- und/oder der y-Richtung über die Ebene einer Schicht abwechseln. Die veröffentlichte europäische Patentanmeldung Nr. 0689084 (Schadt) schlägt die Verwendung reaktionsfähiger mesogener Schichten als optische Elemente und Ausrichtungsflächen vor.
Kombinationen strukturierter und unstrukturierter Verzögerer sind auch aus EP-A-0 656 560 und dem von M. Schadt et al. in Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 34 (1995), S. 3240-3249 veröffentlichten Artikel bekannt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine optische Verzögerungsvorrichtung mit verbesserter Achromatizität zu schaffen, die dazu in der Lage ist, breitbandige orthogonale optische Moden zu erzeugen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Erfindung ist eine breitbandige optische Verzögerungsvorrichtung zum Empfangen von Licht aus einem weiten Bereich von Wellenlängen geschaffen, mit einer strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung mit einem ersten Bereich mit einer ersten optischen Achse unter einer Orientierung a zwischen 0º und +90º zu einer Bezugsebene und einem zweiten Bereich mit einer zweiten optischen Achse unter einer Orientierung b zwischen 0º und - 90º zur Bezugsebene, sowie mit einer unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung mit einer optischen Achse unter einer definierten Orientierung c, die größer als die Orientierung a und kleiner als die Orientierung 180º + b ist, zur Bezugsebene, um die Achromatizität des Lichts, das durch die Kombination aus der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung und der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung polarisiert wird, im Vergleich zu Licht zu verbessern, das alleine durch die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung polarisiert wird.
Es ist zu beachten, dass bei der obigen Definition und an anderer Stelle in der Beschreibung der Begriff "optische Achse" dazu verwendet wird, die sogenannte langsame optische Achse des betreffenden Materials zu bezeichnen.
Eine derartige Kombination aus einer strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung und einer unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung ermöglicht auf diese Weise die Erzeugung breitbandiger orthogonaler optischer Moden auf unkomplizierte Weise, und sie erlaubt es, eine breitbandige Antwort mit einer Verbesserung der Qualität und/oder einer Vereinfachung der Herstellung im Vergleich mit bekannten breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtungen zu erzielen.
Der erste und der zweite Bereich der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung sind vorzugsweise dergestalt, dass sie entlang der Bezugsebene linear polarisiertes Eingangslicht so polarisieren, dass, nach Durchlaufen der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung, die Polarisation des Lichts, das durch den ersten Bereich gelaufen ist, orthogonal zur Polarisation des Lichts, das durch den zweiten. Bereich gelaufen ist, verläuft. Es ist zu beachten, dass die erforderliche orthogonale Beziehung zwischen dem polarisierten Licht aus den ersten Bereichen und dem polarisierten Licht aus den zweiten Bereichen unabhängig davon erfüllt werden kann, ob das Licht linear oder zirkular polarisiert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Orientierungen a und b der ersten und zweiten Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung im Wesentlichen gleich und entgegengesetzt in Bezug auf die Bezugsebene, und die Orientierung c der optischen Achse der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung verläuft im Wesentlichen rechtwinklig zur Bezugsebene. Eine derartige Anordnung optimiert die Breitbandantwort der Vorrichtung.
Die Orientierungen a und b der ersten und zweiten Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung liegen vorzugsweise in den Bereichen von +10º bis +75º bzw. -10º bis -75º, am bevorzugtesten in den Bereichen von +10º bis +35º und -10º bis -35º bezogen auf die Bezugsebene. Die optimale Antwort wird dann erzielt, wenn die erste und die zweite Orientierung a und b der ersten und der zweiten Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung ungefähr +22,5º bzw. -22,5º zur Bezugsebene verlaufen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung erfüllen die Orientierungen a und b der ersten und der zweiten optischen Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung sowie die Orientierung c der optischen Achse der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung im Wesentliche n die Beziehungen c = a + 45º und b = c - 90º.
Die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung kann eine strukturierte, gleichmäßige Schicht mit einer optischen Achse aufweisen, die zwischen den ersten und zweiten Bereichen entlang einer oder mehreren Richtungen x und y parallel zur Schicht variiert, jedoch über die Dicke der Schicht hinweg nicht wesentlich variiert.
Alternativ kann die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine strukturierte, verdrillte Nacheilungsschicht mit einer optischen Achse aufweisen, die zwischen den ersten und zweiten Richtungen entlang einer oder mehreren Richtungen x und y parallel zur Schicht und auch über die Dicke der Schicht hinweg variiert.
Ferner kann die unstrukturierte optische Verzögerungseinrichtung über eine gleichmäßige Nacheilungsschicht verfügen, deren optische Achse eine Orientierung aufweist, die über die Dicke der Schicht hinweg nicht wesentlich variiert.
Alternativ kann die unstrukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine verdrillte Nacheilungsschicht aufweisen, deren optische Achse eine Orientierung aufweist, die über die Dicke der Schicht variiert.
Durch die Erfindung ist auch eine optische Verzögerungsvorrichtung geschaffen, mit einer strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung mit einem ersten Bereich mit einer ersten Konfiguration der optischen Achse und einem zweiten Bereich mit einer zweiten Konfiguration der optischen Achse sowie mit einer unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung mit einer weiteren Konfiguration der optischen Achse, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der optischen Achsenkonfigurationen eine verdrillte optische Achsenkonfiguration ist, deren optische Achse über eine Orientierung verfügt, die über die Dicke einer Schicht variiert, wodurch die Achromatizität des durch die Kombination aus der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung und der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung polarisierten Lichts im Vergleich zu Licht verbessert ist, das durch die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung alleine polarisiert wird.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt die erste Konfiguration der optischen Achse über eine mittlere optische Achsenorientierung a zwischen 0º und +90º zu einer Bezugsebene, die zweite Konfiguration einer optischen Achse verfügt über eine mittlere optische Achsenorientierung b zwischen 0º und -90º zur Bezugsebene und die weitere Konfiguration einer optischen Achse verfügt über eine mittlere optische Achsenorientierung c, die größer als die Orientierung a und kleiner als die Orientierung 180º + b zur Bezugsebene ist.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die erste Konfiguration einer optischen Achse eine Orientierung a eines Ausgangsdirektors zwischen 0º und +90º zu einer Bezugsebene auf, die zweite Konfiguration einer optischen Achse weist eine Orientierung b eines Ausgangsdirektors zwischen 0º und -90º zur Bezugsebene auf und die weitere Konfiguration einer optischen Achse weist eine Orientierung c eines Ausgangsdirektors auf, die größer als die Orientierung a und kleiner als die Orientierung 180º + b zur Bezugsebene ist.
Um die Erfindung vollständiger verständlich zu machen, wird nun beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines strukturierten, gleichmäßigen Verzögerers;
Fig. 2A ist ein schematisches Diagramm einer breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtung gemäß der Erfindung aus einer Kombination einer strukturierten, gleichmäßigen Halbwellenplatte und einer unstrukturierten, gleichmäßigen Viertelwellenplatte;
Fig. 2B ist eine Tabelle, die die Elliptizität von durch eine derartige Vorrichtung ausgegebenem Licht als Funktion der Wellenlänge zeigt;
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm einer weiteren breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtung gemäß der Erfindung aus einer Kombination einer strukturierten, gleichmäßigen Halbwellenplatte und einer unstrukturierten, gleichmäßigen Halbwellenplatte;
Fig. 4A ist ein schematisches Diagramm einer weiteren breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtung gemäß der Erfindung aus einer Kombination einer strukturierten, verdrillten Halbwellenplatte und einer unstrukturierten, gleichmäßigen Halbwellenplatte;
Fig. 4B ist eine Tabelle, die die Elliptizität von durch eine derartige Vorrichtung ausgegebenem Licht als Funktion der Wellenlänge zeigt;
Fig. 5 ist ein Kurvenbild, das die Änderung der Orientierung der optischen Achse über die zwei Wellenplatten der Vorrichtung der Fig. 4 zeigt;
Fig. 6A ist ein schematisches Diagramm einer weiteren breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 6B ist ein Kurvenbild des Transmissionswerts über der Wellenlänge von im Gebrauch einer Ausführungsform der Erfindung empfangenem Licht;
Fig. 7A zeigt schematisch aufeinanderfolgende Betriebsschritte a bis e bei einem möglichen Herstellverfahren;
Fig. 7B zeigt schematisch ein Flüssigkristalldisplay (LCD) mit einer breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtung gemäß der Erfindung; und
Fig. 8 zeigt schematisch ein optisches Beugungssystem mit einer breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen strukturierten optischen Verzögerer 1 mit einer strukturierten Schicht 2, die auf ein Substrat (nicht dargestellt) aufgetragen ist und aus abwechselnden ersten und zweiten Bereichen 3 und 4 mit ersten und zweiten optischen Achsen 5 und 6 unter verschiedenen Orientierungen zu einer Bezugsachse 7 besteht. Genauer gesagt, ist die optische Achse 5 unter einer Orientierung a zwischen 0º und +90º zur Bezugsachse 7 ausgerichtet, und die optische Achse 6 ist mit einer Orientierung b zwischen 0º und -90º zur Bezugsachse 7 ausgerichtet, wobei die Winkel a und b vorzugsweise gleich und entgegengesetzt sind.
Während die Fig. 1 den speziellen Fall zeigt, dass der strukturierte Verzögerer 1 aus abwechselnden ersten und zweiten Bereichen 3 und 4, z. B. abwechselnden Bändern, mit verschieden ausgerichteten optischen Achsen besteht, ist zu beachten, dass auch strukturierte Verzögerer verwendet werden können, die aus Bereichen von mehr als zwei Typen bestehen, d. h. mit drei oder mehr Bereichen mit optischen Achsen verschiedener Orientierungen, die in regelmäßigen Abfolgen oder unregelmäßig angeordnet sind. Z. B. kann auf drei gleichmäßige Halbwellenplatten, die unter -22,5º, +22,5º und 0º zu einer Bezugsachse angeordnet sind, eine gleichmäßige Viertelwellenplatte folgen, die unter 90º zur Bezugsachse angeordnet ist. Dann kann einfallendes, entlang der Richtung 0º linear polarisiertes Licht zu rechtszirkularem, links-zirkularem und linearem Licht strukturiert werden. Wenn zwei für rechts- und links-polarisiertes Licht empfindliche Detektoren (Informationskanäle) auf dieses strukturierte optische Element folgen, durchläuft die rechts- und die links-zirkular polarisierte Information nur entlang einem Kanal, wohingegen die linear polarisierte Information im Wesentlichen in gleicher Weise für die zwei Kanäle genutzt wird. Die zwei Detektoren können z. B. das linke und das rechte Auge eines Betrachters einer stereoskopischen Tafel sein, wobei das linke Auge durch einen Zirkularpolarisator bedeckt ist und das rechte Auge durch den orthogonalen Zirkularpolarisator bedeckt ist. Linear codierte Information repräsentiert diejenigen Teile eines Bilds, die von beiden Augen gesehen werden sollen. Zirkular codierte Information repräsentiert diejenigen Teile eines Bilds, die nur von einem Auge gesehen werden können.
Im Allgemeinen kann, wenn die Schicht 2 als parallel zu einer Ebene (x, y) positioniert angesehen wird, wobei x und y orthogonale Richtungen sind und die Richtung z rechtwinklig auf der Ebene der Schicht 2 steht, der Einheitsvektor, der entlang der örtlichen optischen Achse innerhalb der Schicht 2 zeigt, als Direktor n(x, y, z) bezeichnet werden. Im Fall eines in der Ebene liegenden Verzögerers gilt n&sub2; = 0. Ferner variieren im Fall eines gleichmäßigen Verzögerers (unabhängig davon, ob er strukturiert ist oder nicht) nx und ny nicht als Funktion von z, wohingegen im Fall eines verdrillten Verzögerers (unabhängig davon, ob er strukturiert ist oder nicht) nx und ny als Funktion von z variieren, d. h. es gilt nx = nx(z) und ny = ny(z). Wenn der Verzögerer so strukturiert ist, dass die Orientierung der optischen Achse über die Schicht hinweg variiert, variieren nx und ny als Funktion von x und/oder y, d. h. nx = nx(x, y) und ny = ny(x, y), während sie als Funktion von z nicht wesentlich variieren. Jedoch variieren im Fall eines strukturierten verdrillten Verzögerers nx und ny als Funktion von z und auch als Funktion von x und/oder y, d. h. nx = nx(x, y, z) und ny = ny(x, y, z).
Demgemäß variiert im Fall des in der Fig. 1 dargestellten strukturierten, gleichmäßigen Verzögerers 1 die Richtung der Projektion der optischen Achse n = (nx, ny, nz) auf die Ebene (x, y) als Funktion der Position n = n(x, y), jedoch variiert die Stärke der optischen Nacheilung nicht als Funktion der Position (x, y). Im speziell dargestellten Fall besteht die Schicht 2 aus zwei Bereichen 3 und 4 der Nacheilung Δnd = λ&sub0;/2, wobei Δn die Änderung des Brechungsindex über die Schicht hinweg repräsentiert, d die Schichtdicke repräsentiert und λ&sub0; die mittlere Wellenlänge des einfallenden Lichts repräsentiert. Daher repräsentiert die Schicht 2 eine Halbwellenplatte. Ferner stehen die optischen Achsen 5 und 6 vorzugsweise unter +22,5º und - 22,5º zur xz-Ebene (a = +22,5º, b = -22,5º). Nun werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung unter Verwendung eines derartigen strukturierten Halbwellenplatte-Verzögerers 1 beispielhaft unter Bezugnahme auf die Fig. 2A und 3 beschrieben, wobei in diesen Figuren gleiche Bezugszahlen dazu verwendet sind, ähnliche Teile zu kennzeichnen.
Die Fig. 2A zeigt einen derartigen strukturierten, gleichmäßigen Halbwellenplatte-Verzögerer 1 in Kombination mit einem unstrukturierten, gleichmäßigen Viertelwellenplatte-Verzögerer 10 aus einer Schicht 11 parallel zur Schicht 2 mit der Nacheilung Δnd = λ&sub0;/4 und einer optischen Achse 12 mit einer Orientierung von 90º zur xz-Ebene, d. h. rechtwinklig zum Mittelwert der optischen Achsen 5 und 6 der zwei Bereiche 3 und 4 der strukturierten Schicht 2. Im Fall des Verzögerers 10 ändert sich die Orientierung der optischen Achse 12 über die Schicht 11 hinweg im Wesentlichen nicht.
Wenn Licht der Wellenlänge λ&sub0; betrachtet wird, das in der Richtung z auf die Schicht 4 fällt und in der xy-Ebene linear polarisiert ist, wie mit 14 dargestellt, wird dieses Licht durch die Bereiche 3 und 4 der Schicht mit den optischen Achsen 5 und 6 unter ±22,5º und -22,5º zur xz-Ebene verschieden polarisiert, und das von der Vorrichtung ausgegebene Licht verfügt über Bereiche, in denen es rechts-zirkular polarisiert ist, und Bereiche, in denen links-zirkular polarisiert ist. Im Fall einfallenden Lichts mit Wellenlängen über oder unter λ&sub0; wird, wenn die Wellenlänge stärker vom Idealwert abweicht, das Ausgangslicht zunehmend stärker linear polarisiert, jedoch nicht im selben Ausmaß, wie es dann der Fall wäre, wenn die Vorrichtung einfach aus einer strukturierten Einzelschicht bestünde, die als Viertelwellenplatte-Verzögerer wirkt. So dient die Kombination aus dem strukturierten, gleichmäßigen Halbwellenplatte-Verzögerer 1 und dem unstrukturierten, gleichmäßigen Viertelwellenplatte-Verzögerer 10 als breitbandiger, strukturierter Viertelwellenplatte-Verzögerer, bei dem die Polarisation der zwei Komponenten des Ausgangslichts weniger empfindlich auf Variationen der Wellenlänge des Einfallslichts als im Fall herkömmlicher strukturierter Viertelwellenplatte-Verzögerer ist.
Wie es durch die Tabelle der Fig. 2B demonstriert ist, die die berechnete Elliptizität des Ausgangslichts für die zwei Fälle (a) eines herkömmlichen strukturierten Einzelschicht-Verzögerers, der so konzipiert ist, dass er für einfallendes Licht mit einer Wellenlänge von 580 nm als Viertelwellenplatte wirkt, und (b) der in der Fig. 2A dargestellten Kombination aus einem strukturierten Halbwellenplatte-Verzögerer 1 und einem unstrukturierten Viertelwellenplatte-Verzögerer 10 zeigt, sind die zwei Schichten 2 und. 11 einer derartigen Kombination erneut für einfallendes Licht mit einer Wellenlänge von 580 nm konzipiert. Diese Tabelle demonstriert deutlich die stärker achromatische zirkulare Polarisation unter Verwendung der Kombination der Fig. 2A, wenn die Wellenlänge über und unter die konzipierte Wellenlänge von 580 nm variiert wird. Die Tabelle lässt keine Wellenlängenstreuung der Brechungsindizes zu.
Die Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der ein strukturierter, gleichmäßiger Halbwellenplatte-Verzögerer 1 in Kombination mit einem unstrukturierten, gleichmäßigen Halbwellenplatte-Verzögerer 15 aus einer unstrukturierten Schicht 16 mit der Nacheilung Δnd = λ&sub0;/2 und einer optischen Achse 17 unter 90º zur xz-Ebene dargestellt ist. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform stehen die optischen Achsen 5 und 6 der Schicht 2 unter +22,5º bzw. -22,50 zur xz-Ebene. Licht 14 der Wellenlänge λ&sub0;, das linear entlang der xy-Ebene polarisiert ist und in der Richtung z auf die Schicht 2 fällt, erzeugt auf der Ausgangsseite der Vorrichtung Licht aus zwei Komponenten, die unter +45º und -45º zur xz-Ebene linear polarisiert sind. In diesem Fall wird das Ausgangslicht zunehmend weniger linear polarisiert, wenn die Wellenlänge des einfallenden Lichts zu einer jeweiligen Seite von λ&sub0; variiert wird, jedoch nicht im selben Ausmaß wie im Fall der Verwendung eines herkömmlichen strukturierten Einzelschicht-Halbwellenplatte-Verzögerers. Demgemäß ist die Ausführungsform der Fig. 3 so konzipiert, dass sie linear polarisierte Lichtkomponenten erzeugt, wohingegen die Ausführungsform der Fig. 2A so konzipiert ist, dass sie zirkular polarisierte Lichtkomponenten erzeugt, wobei die Ausführungsform der Fig. 3 für ein ähnliches breitbandiges Verhalten wie die Ausführungsform der Fig. 2A sorgt.
Bei beiden Ausführungsformen, wie sie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 2A und 3 beschrieben sind, sind sowohl die strukturierte als auch die unstrukturierte Schicht gleichmäßig, d. h., dass die Orientierung der optischen Achsen der strukturierten und der unstrukturierten Schicht nicht über die Dicke der Schichten hinweg variieren. Jedoch ist es, wie bereits angegeben, auch möglich, strukturierte und/oder unstrukturierte, verdrillite Schichten zu verwenden, d. h. Schichten, bei denen die Orientierung der optischen Achse über die Dicke der Schicht hinweg variiert. Die Fig. 4A zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein strukturierter, verdrillter Halbwellenplatte-Verzögerer 20 in Kombination mit einem unstrukturierten, gleichmäßigen Viertelwellenplatte-Verzögerer 10 (ähnlich dem, der unter Bezugnahme auf die Fig. 2A beschrieben wurde) verwendet ist. Der strukturierte, verdrillte Verzögerer 20 besteht aus einer Schicht 21 mit ersten und zweiten Bereichen 22 und 23 mit optischen Achsen mit Orientierungen, die über die Dicke der Schicht 21 hinweg variieren. Beim speziell angegebenen Beispiel variieren die Orientierungen der optischen Achsen von parallel zur xz-Ebene auf der Eingangsseite der Schicht, wie bei 26 und 27 dargestellt, zu Orientierungen von +37º bzw. -37º in Bezug auf die xz-Ebene auf der Ausgangsseite der Schicht 21, wie bei 28 und 29 dargestellt. In der Fig. 4A sind auch Kurvenbilder der Orientierungen O der optischen Achse der Verzögerer 10 und 20 über der Position in der Richtung z über die Dicke des Verzögerers hinweg dargestellt, wobei a und b die Orientierungen der optischen Achsen der Bereiche 22 und 23 des Verzögerers 20 sind und c die Orientierung der optischen Achse 12 des Verzögerers 10 ist.
Die Fig. 4B ist eine Tabelle, die die Elliptizität des Ausgangslichts einer derartigen Kombination als Funktion der Wellenlänge des einfallenden Lichts unter ähnlichen Bedingungen zeigt, wie sie für die Tabelle der Fig. 2B verwendet wurden. Dies zeigt eine weitere Verbesserung der achromatischen, zirkularen Polarisation im Vergleich mit dem herkömmlichen Einzelviertelwellenplatte-Verzögerer, für den entsprechende Elliptizitätswerte in der Fig. 2B dargestellt sind.
Die Fig. 5 ist ein weiteres Kurvenbild, das die Variation der Orientierungen a und b der Bereiche 22 und 23 der Schicht 21, wie in der Fig. 4A dargestellt, als Funktion der Position entlang der Richtung z sowie die konstante Orientierung c der optischen Achse 12 der Schicht 11 zeigt. Aus diesem Kurvenbild ist es ersichtlich, dass die Orientierung a der optischen Achse des ersten Bereichs 22 linear abhängig von der Position von 0º bis +37º von der Eingangsseite zur Ausgangsseite d er Schicht 21 variiert, wohingegen die Orientierung b der optischen Achse des zweiten Bereichs 23 linear abhängig von der Position von 0º bis -37º von der Eingangsseite zur Ausgangsseite der Schicht 21 variiert, wobei in beiden Fällen eine optische Nacheilung von 1186,1 nm erzielt ist. Ferner sorgt die optische Nacheilung der Schicht 11 mit ihrer optischen Achse 12 unter einer gleichmäßigen Orientierung c von 90º über die Schicht für eine optische Nacheilung von 106,7 nm. Es ist deutlich erkennbar, dass einfallendes Licht mit einer Polarisationsachse von 0º abhängig davon, ob es durch den Bereich 22 oder den Bereich 23 der Schicht 21 hindurchgestrahlt wird, in rechts- oder linkshändig zirkular polarisiertes Licht umgesetzt wird.
Die Fig. 6A zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein strukturierter, gleichmäßiger Halbwellenplatte-Verzögerer 1 in Kombination mit einem unstrukturierten, gleichmäßigen Halbwellenplatte- Verzögerer 15, wie bei der Ausführungsform der Fig. 3, verwendet ist, jedoch mit der Ausnahme, dass in diesem Fall Licht 14, das linear entlang der xy-Ebene polarisiert ist und in der z-Richtung auf die Schicht 2 fällt, auf der Ausgangsseite der Vorrichtung Licht erzeugt, das aus zwei Komponenten besteht, die unter 0º und 90º zur xz-Ebene linear polarisiert sind. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass die optischen Achsen 5 und 6 der Schicht 2 über Orientierungen a und b verfügen und die optische Achse 17 der Schicht 16 über eine Orientierung c verfügt, wobei diese Orientierungen die Beziehungen c = a +45º und B = c -90º erfüllen, mit a = +22,5º, b = -22,5º und c = +67,5º. Durch den Bereich 4 der Schicht 2 und dann durch die Schicht 16 hindurchgestrahltes Licht bleibt für alle Wellenlängen auf 0º linear polarisiert, während durch den Bereich 3 der Schicht 2 und dann durch die Schicht 16 laufendes Licht bei der Wellenlänge, für die die Vorrichtung konzipiert ist, unter 90º linear polarisiert wird, und es für andere Wellenlängen nahe zu dieser Orientierung polarisiert wird. Eine derartige Ausführungsform ist zur Verwendung z. B. als Parallaxesperre in der britischen Patentanmeldung Nr. 9804500.8 offenbart.
Obwohl es unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nicht speziell beschrieben ist, ist zu beachten, dass es auch möglich ist, eine Ausführungsform der Erfindung zu schaffen, bei der ein strukturierter, gleichmäßiger Verzögerer mit einem unstrukturierten, verdrillten Verzögerer kombiniert ist. Ferner können andere Ausführungsformen gemäß der Erfindung geschaffen werden, bei denen die optischen Achsen der zwei Bereiche der strukturierten Verzögerer nicht symmetrisch in Bezug auf die Bezugsachse orientiert sind und/oder bei denen mehr als zwei Bereiche mit verschiedenen Orientierungen der optischen Achsen vorhanden sind. Wenn nur zwei derartige Bereiche mit verschiedenen Orientierungen vorhanden sind, ist es im Allgemeinen erforderlich, dass die mittlere optische Achse (oder alternativ der Ausgangsdirektor) des unstrukturierten Verzögerers entlang einer Richtung innerhalb des Außenwinkels zwischen den mittleren optischen Achsen (oder alternativ den Ausgangsdirektoren) der zwei Bereiche des strukturierten Verzögerers ausgerichtet ist. Bei einer möglichen weiteren Ausführungsform können der strukturierte und/ oder der unstrukturierte Verzögerer aus einem schaltbaren FlüssigkristallBauteil bestehen.

Beispiel 1

Nun wird beispielhaft ein mögliches Herstellverfahren beschrieben, das zum Herstellen der Ausführungsform der Fig. 2A verwendet werden kann. Bei diesem Verfahren werden die Schichten 2 und 11 unter Verwendung reaktiver mesogener (RM) Materialien hergestellt, da diese Materialien in relativ dünnen Verzögerungsschichten über hohe Doppelbrechung (Δn = 0,15) verfügen, und da sie auch polymerisiert werden können, z. B. dadurch, dass sie ultraviolettem Licht ausgesetzt werden. Das spezielle Herstellverfahren kann eine Lösung von Diacrylat RM 257 (geliefert von Merck Limited, Poole, UK) zum Herstellen von Verzögerern verwenden, die so konzipiert sind, dass sie bei 500 nm als Halbwellen- und Viertelwellenplatte wirken.
Als erstes wird auf einem Substrat 30 durch Schleuderbeschichten eines linear fotopolymerisierbaren Materials eine Ausrichtungsschicht 31 hergestellt, wie es z. B. in "Surface induced parallel alignment of liquid crystals by linearly polymerised photopolymers", von Schadt et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 31 (1992), S. 2155 beschrieben und unter a in der Fig. 7A dargestellt ist. Dann wird die Ausrichtungsschicht 31 Strahlung erster linearer Polarisation durch eine Maske 32 hindurch ausgesetzt, um die Schicht 31 in einer ausrichtungsrichtung zu fotopolymerisieren, um die Bereiche A auszubilden, wie es unter b in der Fig. 7A dargestellt ist. Die unbelichteten Bereiche der Schicht 31 werden dann Strahlung mit einer anderen linearen Polarisation durch eine Maske 33 hindurch ausgesetzt, um die Schicht 31 mit einer anderen Ausrichtungsrichtung zu fotopolymerisieren, um die Bereiche B auszubilden, wie es unter c in der Fig. 7A dargestellt ist. So sorgen abwechselnde Bereiche A und B der Ausrichtungsschicht 31 für verschiedene Ausrichtungsrichtungen, die sich um z. B. 45º unterscheiden, was dazu verwendet werden kann, verschiedene Bereiche einer anschließend aufgetragenen RM-Schicht auszurichten. Dann wird die Ausrichtungsschicht 31 durch Schleuderbeschichten einer Lösung RM 257 durch eine Nacheilungsschicht 34 bedeckt, wie es unter d in der Fig. 7A dargestellt ist, und diese Nacheilungsschicht 34 wird dadurch fixiert oder polymerisiert, dass sie ultravioletter Strahlung ausgesetzt wird, um einen strukturierten, gleichmäßigen Verzögerer 35 zu bilden, wie es unter e in der Fig. 7A dargestellt ist, der über Bereiche verfügt, die die Ausrichtung der Bereiche A und B übernehmen und den Bereichen 3 und 4 der strukturierten Schicht 2 der Fig. 2A entsprechen. Der unstrukturierte, gleichmäßige Verzögerer 15 kann dann durch Schleuderbeschichten mit einer weiteren Schicht (in der Fig. 7A nicht dargestellt) einer Lösung von RM 257, die dadurch fixiert oder polymerisiert wird, dass sie ultravioletter Strahlung ausgesetzt wird, hergestellt werden.

Beispiel 2

Nun wird ein alternatives Verfahren zur Herstellung beschrieben, das dazu verwendet werden kann, die Ausführungsform der. Fig. 2A herzustellen. Dieses Verfahren wird nur in demjenigen Ausmaß beschrieben, in dem es vom Verfahren verschieden ist, das bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 7A beschrieben wurde.
Beim alternativen Verfahren wird die Ausrichtungsschicht 31 zunächst unidirektional über ihre ganze freie Oberfläche gerieben. Z. B. kann die Schicht 31 dreimal mit einem Reibetuch auf einer Walze, die sich mit 3000 U/Min. dreht, gerieben werden. Nach einem derartigen Reiben wird eine Maskierung der Ausrichtungsschicht 31 unter Verwendung standardmäßiger Fotolithografietechniken ausgeführt, d. h. durch Schleuderbeschichten einer Schicht eines Positivresists auf die Schicht 31, durch schwaches Brennen des Fotoresists, durch Belichten desselben mit ultraviolettem Licht durch eine Maske hindurch und durch Entwickeln des Fotoresists zum Entfernen desselben aus den Bereichen der Schicht 31, die die Bereiche B bilden sollen.
Dann wird die Fotoresistschicht stark gebrannt, bevor ein anschließender Reibeschritt mit einer zweiten Reiberichtung ausgeführt wird, die unter einem vorbestimmten Winkel, z. B. unter 45º, zur ersten Reiberichtung verläuft. In der Praxis kann die zweite Reiberichtung geringfügig versetzt sein, um den Resteffekt des ersten Reibevorgangs zu kompensieren. Abschließend wird der Fotoresist entfernt, um das fertiggestellte Substrat und die Ausrichtungsschicht zu belassen, auf die die Nacheilungsschicht 34, wie unter d in der Fig. 7A dargestellt, durch Schleuderbeschichten aufgetragen wird, bevor ein Fixieren oder Polymerisieren durch Bestrahlen mit ultravioletter Strahlung erfolgt, um den strukturierten, gleichmäßigen Verzögerer 35 herzustellen, wie es unter e in der Fig. 7A dargestellt ist.
Ein derartiges Herstellverfahren ist in der britischen Patentanmeldung Nr. 99804501.6 detaillierter offenbart.
Das Substrat 30 wird so ausgewählt, dass jegliche Doppelbrechung minimiert wird, die andernfalls das Funktionsvermögen der Vorrichtung beeinflussen würde, z. B. durch Verringern des Kontrastverhältnisses oder eine Beeinträchtigung der chromatischen Funktion der Vorrichtung. Das Substrat kann z. B. ein geeignetes Floatglas mit geeigneter Ebenheit sein. Ferner kann die Wellenlängencharakteristik des Verzögerers unter Verwendung der Poincaré- Kugeltechnik konzipiert werden, wie es z. B. in den o. g. Literaturstellen von S. Pancharatnam beschrieben ist, oder unter Verwendung der gut bekannten Jones-Matrixtechnik.
Die Ausführungsform der Fig. 3 kann auf stark ähnliche Weise hergestellt werden, mit der Ausnahme, dass die Schicht 16 als gleichmäßige Halbwellenplatte hergestellt wird. Die Fig. 6B ist ein Kurvenbild, das die Transmission des Ausgangslichts bei der Verwendung der Ausführungsform der Fig. 3 als Funktion der Wellenlänge des einfallenden Lichts zeigt. Uni dieses Kurvenbild zu erzeugen, wurde linear polarisiertes Einfallslicht 14 auf die unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschriebene Vorrichtung gerichtet, und ein Analysator wurde unter 45º zur xz-Ebene ausgerichtet, und es wurde die Lichttransmission durch die Bereiche 4 gemessen. Durch Verdrehen des Analysators auf -45º wurde eine breitbandige, achromatische Antwort erkennbar. Eine ähnliche Antwort kann für die Transmission durch die Bereiche 3 erhalten werden.
Die Fig. 78 zeigt schematisch ein Flüssigkristalldisplay (LCD), das mittels einer Anzeigetafel 39 mit einem Polarisator 40 und einem Analysator 42 hergestellt wurde, die auf entgegengesetzten Seiten einer. Flüssigkristallschicht 41 mit Ausrichtungsschichten 43, 44 und Elektroden 45, 46, die auf bekannte Weise auf entgegengesetzten Seiten de r Flüssigkristallschicht 41 vorhanden waren, angeordnet waren. Die Flüssigkristallschicht 41 verfügt an den Schnittpunkten der Elektroden 45, 46, die auf bekannte Weise durch an diese Elektroden 45, 46 angelegte Daten- und Scansignale adressiert werden können, Pixel A und B. Ferner sind auf den Analysator 42 ein strukturierter, gleichmäßiger Verzögerer 47 und ein unstrukturierter, gleichmäßiger Verzögerer 48 aufgetragen. Der strukturierte Verzögerer 47 besteht aus einer strukturierten Halbwellenplatte mit Bereichen 49, die mit den Pixeln A ausgerichtet sind, und Bereichen 50, die mit den Pixeln B ausgerichtet sind. Die optischen Achsen der Bereiche 49 und 50 sind unter +22,5º und - 22,5º zum Ausgangs-Polarisationszustand der LCD-Tafel 39 angeordnet, und der unstrukturierte Verzögerer 48 besteht aus einer gleichmäßigen Halbwellenplatte, deren optische Achse unter 90º zum Ausgangs-Polarisationszustand der LCD-Tafel 39 verläuft.
Ein derartiges LCD kann mit den zwei Augen 53 und 54 eines Betrachters durch eine Brille mit Polarisatoren 51 und 52 mit Transmissionsachsen, die unter -45º bzw. +45º zum Ausgangs-Polarisationszustand der LCD-Tafel 39 angeordnet sind, betrachtet werden, um ein stereoskopisches Bild aus Bildkomponenten zu betrachten, die durch die Pixel A bzw. B hindurchgestrahlt wurden. Alternativ kann eine Gruppe von Betrachtern das LCD durch Polarisatoren hindurch betrachten, deren Transmissionsachsen unter -45º verlaufen, während eine andere Gruppe von Betrachtern das LCD durch Polarisatoren mit Transmissionsachsen unter +45º betrachten kann. Im Ergebnis empfangen die zwei Gruppen von Betrachtern verschiedene Information vom LCD, was es erlaubt, zwei Informationskanäle, wie zwei Fernsehkanäle oder ein Computerspiel und einen Fernsehkanal oder zwei Dokumente gleichzeitig mittels einer einzelnen LCD-Tafel zu betrachten.
Die Fig. 8 zeigt schematisch ein optisches Beugungssystem 60 mit zwei Gruppen verschachtelter Elektroden 61, 62 auf einem Substrat 70, die auf derjenigen Seite einer oberflächen-stabilisierten, ferroelektrischen Flüssigkristall(SSFLC = surface stabilised ferroelectric liquid crystal)schicht 72 vorhanden sind, die von einer auf einem Substrat 73 vorhandenen Elektrode 63 abgewandt ist. Diese Gruppen von Elektroden 61 und 62 weisen voneinander verschiedene Potenziale auf, z. B. +V&sub0; und -V&sub0;, und ein anderes Potenzial als die Elektrode 63, die z. B. auf 0 Volt liegt. Die SSFLC-Schicht 72 ist so angeordnet, dass unter diesen Bedingungen die optischen Achsen der Bereiche A und B benachbart zu den Elektrodengruppen 61 und 62 unter +22,5 bzw. -22,5º zu einer beliebigen Bezugsachse verlaufen. Auf dem Substrat 70 sind auch ein Viertelwellenverzögerer 64 mit einer optischen Achse unter 90º zur beliebigen Achse sowie ein Spiegel 65 vorhanden. Unter diesen Bedingungen wird auf das System 60 fallendes unpolarisiertes Licht 66 durch die Bereiche A und B und den Viertelwellenverzögerer 64 zu reflektierten Ordnungen gebeugt, die nicht die Ordnung Null sind. Die Beugung verfügt über gute Achromatizität im Vergleich zum Fall, bei dem ein Viertelwellenverzögerer vorhanden ist, der unter 0º zur beliebigen Bezugsachse ausgerichtet ist. Wenn dann die Elektrodengruppen 61 und 62 beide auf dasselbe Potenzial +V&sub0; in Bezug auf die auf 0 Volt liegende Elektrode 63 eingestellt werden, werden die optischen Achsen der Bereiche A und B der SSFLC- Schicht 72 parallel, und es tritt keine Beugung des unpolarisierten Lichts 66 in Reflexionsordnungen auf, die nicht der Ordnung Null entsprechen. Demgemäß kann die Strukturierung der Schicht 72 durch Schalten der Elektroden 62 ein- und ausgeschaltet werden, um für ein verbessertes optisches, schaltbares, achromatisches Beugungssystem zu sorgen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Wie oben beschrieben, ermöglicht die Erfindung den Vorteil des Schaffens einer optischen Verzögerungsvorrichtung mit, verbesserter Achromatizität, die die Erzeugung breitbandiger, orthogonaler optischer Moden ermöglicht und die es erlaubt, eine breitbandige Antwort mit einer Verbesserung der Qualität und/oder einfacher Herstellbarkeit im Vergleich mit bekannten breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtungen zu erzielen. Die breitbandigen optischen Verzögerungsvorrichtungen können z. B. zur Polarisationscodierung von Anzeigeinformation oder in optischen Beugungssystemen verwendet werden.

Claims

1. Breitbandige optische Verzögerungsvorrichtung zum Empfangen von Licht aus einem breiten Bereich von Wellenlängen, mit einer strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung (1, 20, 47) mit einem ersten Bereich mit einer ersten optischen Achse unter einer Orientierung a und einem zweiten Bereich mit einer zweiten optischen Achse unter einer Orientierung b sowie mit einer unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung (10, 15, 48) mit einer optischen Achse unter einer definierten Orientierung c, dadurch gekennzeichnet, dass die Orientierung a zwischen 0º und +90º zu einer Bezugsebene liegt, die Orientierung b zwischen 0º und -90º zur Bezugsebene liegt und die Orientierung c größer als die Orientierung a und kleiner als die Orientierung 180º + b zur Bezugsebene ist, um die Achromatizität des Lichts, das durch die Kombination aus der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung und der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung polarisiert wird, im Vergleich zu Licht zu verbessern, das alleine durch die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung polarisiert wurde.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erste und der zweite Bereich der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung dergestalt sind, dass Eingangslicht, das entlang der Bezugsebene linear polarisiert ist, so polarisiert wird, dass, nach dem Durchlaufen der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung, die Polarisation des Lichts, das durch den ersten Bereich gelaufen ist, rechtwinklig zur Polarisation des Lichts verläuft, das durch den zweiten Bereich gelaufen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei d er die Orientierungen a und b der ersten und der zweiten optischen Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung im Wesentlichen gleich und entgegengesetzt in Bezug auf die Bezugsebene sind, wobei die Orientierung c der optischen Achse der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung im Wesentlichen rechtwinklig zur Bezugsebene verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Orientierungen a und b der ersten und der zweiten optischen Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung in den Bereichen +10º bis +75º bzw. -10º bis -75º in Bezug auf die Bezugsebene liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Orientierungen a und b der ersten und der zweiten optischen Achse der strukturierten optischen Bezugsebene in den Bereichen von +10º bis +35º bzw. -10º bis -35º in Bezug auf die Bezugsebene liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Orientierungen a und b der ersten und der zweiten optischen Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung ungefähr +22,5º bzw. -22,5º in Bezug auf die Bezugsebene betragen.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Orientierungen a und b der ersten und der zweiten optischen Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung und die Orientierung c der optischen Achse der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung im Wesentlichen den Beziehungen c = a + 45º und b = c - 90º genügen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Orientierungen a und b auf ungefähr +22,5º bzw. -22,5º eingestellt sind und die Orientierung c ungefähr +67,5º zur Bezugsebene beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine strukturierte, gleichmäßige Schicht mit einer optischen Achse aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich entlang einer oder mehreren Richtungen x und y parallel zur Schicht variiert, jedoch im Wesentlichen nicht über die Dicke der Schicht variiert.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine strukturierte, verdrillte Nacheilungsschicht mit einer optischen Achse aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich entlang einer oder mehreren Richtungen x und y parallel zur Schicht und auch über die Dicke der Schicht variiert.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die unstrukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine gleichmäßige Nacheilungsschicht aufweist, deren optische Achse eine Orientierung aufweist, die über die Dicke der Schicht nicht wesentlich variiert.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die unstrukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine verdrillte Nacheilungsschicht aufweist, deren optische Achse eine Orientierung aufweist, die über die Dicke der Schicht variiert.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine Halbwellenplatte ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die unstrukturierte optische Verzögerungseinrichtung, eine Halbwellenplatte ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die unstrukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine Viertelwellenplatte ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung dritte Bereiche mit einer dritten optischen Achse unter einer Orientierung zwischen a und b enthält.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Orientierungen a und b der ersten und der zweiten optischen Achse der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung unter ungefähr +22,5º und -22,5º zur Bezugsebene stehen, die Orientierung der dritten optischen Achse unter ungefähr 0º zur Bezugsebene steht und die Orientierung c der optischen Achse der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung unter ungefähr 90º zur Bezugsebene steht.

18. Optische Verzögerungsvorrichtung mit einer strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung (1, 20, 47) mit einem ersten Bereich mit einer ersten Konfiguration der optischen Achse und einem zweiten Bereich mit einer zweiten Konfiguration der optischen Achse sowie mit einer unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung (10, 15, 48) mit einer weiteren Konfiguration der optischen Achse, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der optischen Achsenkonfigurationen eine verdrillte optische Achsenkonfiguration ist, deren optische Achse über eine Orientierung verfügt, die über die Dicke einer Schicht variiert, wodurch die Achromatizität des durch die Kombination aus der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung und der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung polarisierten Lichts im Vergleich zu Licht verbessert ist, das durch die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung alleine polarisiert wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die erste Konfiguration der optischen Achse über eine mittlere optische AchsenOrientierung a zwischen 0º und +90º zu einer Bezugsebene verfügt, die zweite Konfiguration einer optischen Achse über eine mittlere optische Achsenorientierung b zwischen 0º und -90º zur Bezugsebene verfügt und die weitere Konfiguration einer optischen Achse über eine mittlere optische Achsenorientierung c verfügt, die größer als die Orientierung a und kleiner als die Orientierung 180º + b zur Bezugsebene ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die erste Konfiguration einer optischen Achse eine Orientierung a eines Ausgangsdirektors zwischen 0º und +90º zu einer Bezugsebene aufweist, die zweite Konfiguration einer optischen Achse eine Orientierung b eines Ausgangsdirektors zwischen 0º und -90º zur Bezugsebene aufweist und die weitere Konfiguration einer optischen Achse eine Orientierung c eines Ausgangsdirektors aufweist, die größer als die Orientierung a und kleiner als die Orientierung 180º + b zur Bezugsebene ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, 19 oder 20, bei der der erste und der zweite Bereich der strukturierten optischen Verzögerungseinrichtung dergestalt sind, dass Eingangslicht, das entlang einer Bezugsebene linear polarisiert ist, dergestalt polarisiert wird, dass, nach dem Durchlaufen der unstrukturierten optischen Verzögerungseinrichtung, die Polarisation des Lichts, das durch den ersten Bereich gelaufen ist, rechtwinklig zur Polarisation des Lichts ist, das durch den zweiten Bereich gelaufen ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei der die weitere Konfiguration einer optischen Achse gleichmäßig mit einer Orientierung der optischen Achse ist, die über die Dicke einer Schicht nicht wesentlich variiert.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei der die erste und die zweite Konfiguration einer optischen Achse gleichmäßig mit Orientierungen der optischen Achse sind, die über die Dicke einer Schicht nicht wesentlich variieren.

24. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die strukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine geeignete Flüssigkristallvorrichtung aufweist.

25. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die unstrukturierte optische Verzögerungseinrichtung eine geeignete Flüssigkristallvorrichtung aufweist.

26. Optisches Displaysystem mit einer optischen Verzögerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.

27. Optisches Beugungssystem mit einer optischen Verzögerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25.