DE69834826T2

DE69834826T2 - Optischer phasenverzögerer mit weitwinkelcharakteristik

Info

Publication number: DE69834826T2
Application number: DE69834826T
Authority: DE
Inventors: Hassan Saint Paul SAHOUANI; Sundaravel Saint Paul DAMODARAN; T. Gary Saint Paul BOYD; Ramesh Saint Paul KUMAR
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: TW429325B; CN1338644A; DE69834826D1; CN1229657C; KR20010031156A; WO1999021034A1; EP1021736A1; US6219121B1; KR100519883B1; JP2001521178A; CN1276878A; HK1041729B; AU6661798A; CN1125353C; HK1041729A1; US5867239A; EP1021736B1

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Diese Erfindung betrifft allgemein einen optischen Phasenverzögerer und insbesondere einen optischen Phasenverzögerer, der über einen weiten Bereich von Einfallswinkeln arbeiten kann.
Optische Phasenverzögerer werden allgemein auf die eine oder andere Weise zum Ändern der relativen Phase von polarisiertem Licht verwendet, das den Phasenverzögerer passiert. Optische Phasenverzögerer eignen sich besonders zum Einsatz in Anwendungen, wo die Polarisation gesteuert werden muss. Mit "Polarisation von Licht" meint man allgemein die Beschränkung von elektrischen (oder magnetischen) Feldvektorschwingungen auf eine einzelne Ebene. Als Polarisationsrichtung von elektromagnetischer Strahlung wird allgemein die Richtung angesehen, in der der elektrische Feldvektor hin und her oszilliert. Der Polarisationsvektor verläuft orthogonal zur Strahlrichtung innerhalb der Lichtebene.
Polarisiertes Licht kann eine Anzahl verschiedener Formen annehmen. Wenn ein Lichtstrahl an einem bestimmten Punkt in nur einer einzigen Richtung oszilliert, so sagt man, dass der Strahl linear (oder Ebenen-) polarisiert ist. Die Oszillationsrichtung ist die Polarisationsrichtung. Wenn der Lichtstrahl zwei orthogonale Polarisationsrichtungen hat, deren Phase um 90° variiert, so sagt man, dass der Strahl elliptisch oder kreisförmig polarisiert ist. Zu einer kreisförmigen Polarisation kommt es, wenn die Größenordnung der zwei Oszillationen gleich ist (d. h. die Spitze des elektrischen Feldvektors bewegt sich in einem Kreis). Zu einer elliptisch Polarisation kommt es, wenn die Größenordnungen ungleich sind (d. h. die Spitze des elektrischen Feldvektors bewegt sich in einer Ellipse). Im Gegensatz dazu sind die orthogonalen Oszillationen bei unpolari siertem Licht im Durchschnitt – mit einer zufällig variierenden Phasendifferenz – gleich.
Linear polarisiertes Licht kann man erhalten, indem man alle Wellen aus einem unpolarisierten Lichtstrahl entfernt, mit Ausnahme jener, deren elektrisches Feld in einer einzelnen Ebene oszilliert. Optische Phasenverzögerer kann man zum Beispiel verwenden, um linear polarisiertes Licht in kreisförmig oder elliptisch polarisiertes Licht umzuwandeln. Wenn Phasenverzögerer zum Steuern der Polarisation von Licht verwendet werden, so sind sie in der Regel so aufgebaut, dass sie Halb- und Viertelwellenverzögerungen hervorrufen. Allgemein werden solche Phasenverzögerer verwendet, um eine gewünschte relative Phasenverzögerung zwischen zwei linearen Komponenten des polarisierten Lichts hervorzurufen.
Ein typischer Verwendungszweck eines optischen Phasenverzögerers ist ein Kompensator, der dafür verwendet wird, eine Phasenverzögerung in einfallendem Licht hervorzurufen, um Phasendifferenzen zwischen zwei Komponenten von polarisiertem Licht zu korrigieren, die durch mechanische oder optische Verschiebung anderer optischer Komponenten in einem System entstehen. In einer Flüssigkristallanzeige (LCD) zum Beispiel kann eine Doppelbrechung einer Flüssigkristallzelle bewirken, dass das linear polarisierte Licht geringfügig elliptisch wird. Ein Phasenverzögerer dient zum Umwandeln des elliptisch polarisiertes Lichts zurück zu linear polarisiertem Licht. Der kompensierende Phasenverzögerer wird in den Lichtweg gesetzt und wird auf eine bestimmte Phasendifferenz abgestimmt, die durch die Doppelbrechung des Flüssigkristalls verursacht wird.
Typische optische Phasenverzögerer bestehen aus doppelbrechenden Materialien. Die doppelbrechenden Materialien bilden einen schnellen und einen langsamen Weg entlang zweier orthogonaler, in einer Ebene liegender Achsen des Phasenverzögerers. Wenn die Achsen des doppelbrechenden Phasenverzögerers 45° zur Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts ausgerichtet sind, so kann der Phasenverzögerer dafür verwendet werden, Phasendifferenzen zwischen zwei Polarisationskomponenten hervorzurufen oder auszugleichen. Der schnelle und der langsame Weg des doppelbrechenden Phasenverzögerers ergeben sich aus verschiedenen Brechungsindizes für Licht, das entlang den in einer Ebene liegenden Achsen des Phasenverzögerers polarisiert wird. Größere Phasenverzögerungsdifferenzen zwischen den zwei Polarisationsachsen erreicht man durch Erhöhen der Brechungsindex-Differenz zwischen den zwei in einer Ebene liegenden Achsen und/oder Erhöhen der Dicke des Phasenverzögerers. So lassen sich durch Steuern der Dicke und der Brechungsindizes des doppelbrechenden Materials in dem Phasenverzögerer die optischen Eigenschaften des Phasenverzögerers steuern.
Zusätzlich zu den Brechungsindizes für Licht, das entlang den in einer Ebene liegenden Achsen des Phasenverzögerers polarisiert wird, kann auch der Brechungsindex für Licht, das in der Dickenrichtung polarisiert wird, die Leistung des Phasenverzögerers in einer bestimmten Anwendung beeinflussen. Kompensatoren, die zum Beispiel in der LCD-Anzeigetechnologie verwendet werden, müssen eine relativ gleichmäßige Phasenverzögerung von Licht, das auf den Kompensator auftrifft, über einen relativ breiten Winkelbereich erreichen. Es ist vorgeschlagen worden, dass größere Betrachtungswinkelbereiche für LCD-Anzeigen mit Hilfe von Phasenverzögerungsfilmen erreicht werden können, die gesteuerte Brechungsindizes für Licht aufweisen, das in der Dickenrichtung polarisiert wird.
Die in der jüngsten Vergangenheit unternommenen Versuche, Phasenverzögerer mit gleichmäßigem Weitwinkelverhalten zu realisieren, haben sich als teuer und schwer herstellbar erwiesen und konnten nur beschränkte Erfolge bei der Realisierung gleichmäßiger optischer Weitwinkeleigenschaften vorweisen. Die Versuche zum Erreichen eines gleichmäßigen Weitwinkelverhaltens sind vielfältig und beinhalten zum Beispiel das Schrumpfen des Films in der Richtung senkrecht zur Reckrichtung zum Zeitpunkt des Reckens, das Steuern – durch Recken – der Doppelbrechung eines Rohfilms, der aus einem schmelzflüssigen Polymer oder einer Polymerlösung unter einem einwirkenden elektrischen Feld hergestellt wurde, das Laminieren eines Films, der unter einem elektrischen Feld hergestellt wurde, auf einen herkömmlichen Phasenverzögerer, und dergleichen. Solche Prozesse sind in der Regel recht komplex und teuer und führen nur zu begrenztem Erfolg. Mit zunehmender Komplexität des Prozesses und der Materialien, die zum Herstellen des doppelbrechenden Abschnitts eines Phasenverzögerers verwendet werden, wird es zunehmend schwierig, ein solches Material in den Phasenverzögerer zu integrieren.
EP-A-0 376 696 betrifft einen optischen Film und insbesondere Filme aus thermoplastischem Harz mit einer hohen optischen Gleichmäßigkeit sowie einen optischen Film, der durch Recken eines solchen Films erhalten wird. Die Filme finden besondere, wenn auch nicht ausschließliche, Verwendung in Flüssigkristallanzeigen. Zu den thermoplastischen Harzen, die für solche optischen Filme verwendet werden können, gehören Polymere auf Acrylnitrilbasis. Es werden verschiedene Phasenverzögerungswerte des optischen Films in Abhängigkeit vom Endverwendungszweck des optischen Films offenbart.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist durch die in den Ansprüchen genannten Merkmale gekennzeichnet. Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein optische Phasenverzögerer. In einer Ausführungsform wird ein optischer Phasenver zögerer bereitgestellt, der Licht, das über einen relativ weiten Bereich von Einfallswinkeln auf den Phasenverzögerer auftrifft, gleichmäßig phasenverzögert, wobei der Einfallswinkelbereich von einem Winkel, der senkrecht auf eine Ebene des Phasenverzögerers auftrifft, bis zu einem maximalen Winkel von wenigstens etwa 30 Grad reicht. Der optische Phasenverzögerer kann ein Substrat und einen gemischten Film aus einem Polymer auf Acrylnitrilbasis und einem elastomeren Copolymer, der auf dem Substrat abgeschieden ist, enthalten. Die Größenordnung der Phasenverzögerung variiert um weniger als etwa 25% der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfallswinkel, wenn der Einfallswinkel von senkrechtem Einfall bis zum Einfall mit maximalem Winkel variiert. In einer Ausführungsform kann der maximale Winkel größer als etwa 60 Grad sein. Wenn der maximale Winkel kleiner ist, so kann die Varianz der Phasenverzögerung geringer sein.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Phasenverzögerungsspiegel auf Acrylnitrilbasis bereitgestellt. Linear polarisiertes Licht, das durch den Phasenverzögerungsspiegel reflektiert wird, wird in eine im Wesentlichen orthogonale lineare Polarisation gedreht. Die Rotation der Polarisationsorientierung ist über einen relativ weiten Bereich von Einfallswinkeln auf den Phasenverzögerungsspiegel relativ gleichmäßig. In einer weiteren Ausführungsform enthält ein antireflektierendes optisches Konstrukt einen Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis zum Verbessern des Verhaltens des antireflektierenden Konstrukts bei nicht-senkrechtem Einfallswinkel.
Die obige Kurzdarstellung der vorliegenden Erfindung hat nicht die Absicht, jede veranschaulichte Ausführungsform oder jede Implementierung der vorliegenden Erfindung zu beschreiben. Die Figuren und die detaillierte Beschreibung, die nun folgen, exemplifizieren verschiedene Ausführungsformen eingehender.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann vor dem Hintergrund der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verstanden werden, in denen Folgendes dargestellt ist:
1A–1B veranschaulichen einen Phasenverzögerer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2A–2C veranschaulichen Charakteristika eines Phasenverzögerers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3A–3C veranschaulichen Charakteristika eines Phasenverzögerers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4A–4B veranschaulichen Charakteristika eines Phasenverzögerers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5A–5B veranschaulichen eine konkrete Anwendung eines optischen Phasenverzögerers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6 veranschaulicht eine weitere konkrete Anwendung eines optischen Phasenverzögerers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
7 veranschaulicht eine weitere konkrete Anwendung eines optischen Phasenverzögerers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Anzahl von optischen Phasenverzögerern Anwendung finden. Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für optische Phasenverzögerer, die in Umgebungen verwendet werden, wo das phasenzuverzögernde Licht über einen relativ weiten Bereich von Einfallswinkeln auf den Phasenverzögerer auftrifft. Ein solcher Phasenverzögerer eignet sich gut zur Verwendung als optischer Kompensator, als Halbwellen- und Viertelwellen-Phasenverzögerer und dergleichen. Um die Erläuterung der Erfindung zu vereinfachen, werden im Folgenden verschiedene Beispiele solcher Phasenverzögerer besprochen.
Ein optischer Phasenverzögerer gemäß einer konkreten Ausführungsform der Erfindung wird in Verbindung mit 1A beschrieben. Der optische Phasenverzögerer 101 in 1A besteht aus einem Polymerfilm auf Acrylnitrilbasis. Der Film kann durch drei zueinander orthogonale Achsen beschrieben werden, und zwar zwei in einer Ebene liegende Achsen x und y und eine dritte Achse z in der Dickenrichtung des Films. Wie in 1B veranschaulicht, kann der in 1A veranschaulichte Phasenverzögerungsfilm 101 auf Acrylnitrilbasis auf einem Substrat 105 abgeschieden sein. Das Substrat 105 kann einer Reihe verschiedener Zwecke dienen. Zum Beispiel kann das Substrat optisch neutral sein, wie beispielsweise Glas, und kann vor allem wegen seiner mechanischen Eigenschaften und/oder als Basis zum Anbringen des Phasenverzögerungsfilms 101 an anderen optischen Elementen verwendet werden.
Das Substrat kann auch eine oder mehrere optische Funktionen erfüllen. Zum Beispiel kann das Substrat ein Spiegel, ein Polarisationsfilter oder dergleichen sein, wobei der Phasenverzögerungsfilm als ein optischer Phasenverzögerer in einer größeren optischen Konstruktion fungiert. Das Substrat kann auch ein Polymerfilm sein. Der Polymerfilm kann isotrop sein oder kann doppelbrechend sein (in der Ebene oder außerhalb der Ebene), um im Zusammenwirken mit der optischen Leistung des Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis eine gewünschte optische Gesamtleistung zu erreichen. Der Film kann auch mit einem Kompensatorfilm kombiniert sein, um die optische Leistung zu verbessern.
Allgemein kann der Phasenverzögerungsfilm 101 in Verbindung mit jedem geeigneten Substrat 105 verwendet werden. Der Phasenverzögerungsfilm 101 kann an das Substrat laminiert sein, mit einem Klebstoff befestigt sein oder auf sonstige Weise in geeigneter Form auf dem Substrat angeordnet sein. Es ist sorgfältig darauf zu achten, dass der Prozess und die Art und Weise des Abscheidens des Phasenverzögerungsfilms 101 auf dem Substrat 105 nicht die optische Leistung der fertigen Phasenverzögererkonstruktion beeinträchtigt.
Wie weiter unten eingehender beschrieben wird, wurde in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass der Phasenverzögerungsfilm auf Acrylnitrilbasis besonders zum Einsatz in Anwendungen geeignet ist, wo es zweckmäßig ist, eine relativ gleichmäßige Phasenverzögerung von Licht, das über einen weiten Bereich von Winkeln auf den Phasenverzögerer auftrifft, zu erreichen. Wenden wir uns wieder 1A zu. Die Phasenverzögerung und das Winkelverhalten des Phasenverzögerers 101 sind eine Funktion der Dicke d des Films und der relativen Brechungsindizes n_x, n_y und n_z des Films für Licht, das in der Richtung der x-, der y- bzw. der z-Achse polarisiert wird. Eine Doppelbrechung entlang der in einer Ebene liegenden Achsen zum Beispiel erzeugt kurze und lange Wege für polarisiertes Licht, das auf den Film auftrifft. Allgemein trifft das Licht auf den Films so auf, dass die Polarisationsrichtung in einem Winkel von 45° zu den Achsen der in einer Ebene liegenden Brechungsindizes ausgerichtet ist.
Die Phasenverzögerung des Films ist allgemein als die Phasendifferenz definiert, die zwischen den linearen Komponenten von polarisiertem Licht E_p und E_s hervorgerufen wird, das entlang von Richtungen ausgerichtet ist, die parallel (p) und senkrecht (s) zur Einfallsebene verlaufen. In einem idealen Viertelwellen-Phasenverzögerer wird zum Beispiel Licht, das entlang einer Achse polarisiert wird (d. h. die Komponente des polarisierten Lichts entlang der Achse) relativ zu Licht, das entlang der anderen in einer Ebene liegenden Achse polarisiert wird, um ein Viertel seiner Wellenlänge verzögert. Wenn das polarisierte Licht anfänglich linear polarisiert ist, so sind die zwei Komponenten entweder phasengleich oder um 180° phasenverdreht (d. h. die Phasendifferenz ist gleich 0 oder π Radiane). Wenn linear polarisiertes Licht einen Viertelwellen-Phasenverzögerer passiert, so entsteht zwischen den zwei Komponenten eine Phasendifferenz von π/2 Radianen. Die Gesamtphasendifferenz zwischen den zwei Komponenten E_p und E_s beträgt nun π/2 oder 3π/2 Radiane. Auf diese Weise kann ein Viertelwellen-Phasenverzögerer dafür verwendet werden, eine Umwandlung zwischen linear polarisiertem Licht und kreisförmig polarisiertem Licht vorzunehmen.
Wenn Licht auf den Phasenverzögerer in einem Winkel senkrecht zur Ebene des Phasenverzögerers auftrifft, so ist die Phasenverzögerung eine Funktion der Dicke des Films und der Differenz der in einer Ebene liegenden Brechungsindizes n_y und n_x. In dem Maße, wie der Einfallswinkel vom senkrechten Einfall abweicht, wird die Phasenverzögerung von Licht, das den Phasenverzögerer passiert, auch durch den Brechungsindex n_z für Licht beeinflusst, das in der Dickenrichtung z des Phasenverzögerers polarisiert wird. Die Leistung eines bestimmten Phasenverzögerers bei nicht-senkrechtem Einfallswinkel kann man durch Vergleichen der Größenordnung der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfall mit der Größenordnung der Phasenverzögerung für einfallendes Licht, das vom senkrechten Einfall abweicht, bestimmen.
Für einen bestimmten Phasenverzögerer mit bekannten Brechungsindizes kann die relative Größenordnung der Phasenverzögerung bei verschiedenen Winkeln anhand folgender Beziehung untersucht werden:
wobei δ die Größenordnung der Phasenverzögerung zwischen dem s- und dem p-Feld ist; d die Dicke des Films ist; n_x, n_y und n_z die jeweiligen Brechungsindizes des Films für Licht einer bestimmten Wellenlänge sind; und ϕ der Einfallswinkel in der x-z-Ebene ist (gemessen von einer Achse senkrecht zur Ebene des Films). Somit stellt die Größenordnung der Phasenverzögerung in Gleichung (1) die Differenz der Verzögerung, der die s- und p-polarisierten Lichtkomponenten des einfallenden Lichts unterliegen, wenn das einfallende Licht den Phasenverzögerer passiert, als eine Funktion des Einfallswinkels in der x-z-Ebene dar. Es versteht sich, dass die Gleichung (1) nur eine von mehreren Möglichkeiten ist, die Phasenverzögerung auszudrücken. Einen ähnlichen Ausdruck kann man zum Ausdrücken der Phasenverzögerung für Licht als eine Funktion von Licht, das in anderen Ebenen (zum Beispiel in der y-z-Ebene) variiert, ableiten.
Wenn in der oben dargelegten Beziehung Licht in einer Richtung senkrecht zum Film auf den Film auftrifft (d. h. ϕ = 0), so wird die Größenordnung der Phasenverzögerung δ auf eine Funktion der Dicke d und der Differenz der in einer Ebene liegenden Brechungsindizes reduziert, was durch folgende Beziehung beschrieben wird: δ = d(nx – ny). (2)
Somit kann eine gewünschte Phasenverzögerung für Licht mit einem senkrechten Einfallswinkel durch Steuern der Dicke des Films und der in einer Ebene liegenden Brechungsindizes erhalten werden. Eine stärkere Phasenverzögerung kann man durch Erhöhen der Differenz zwischen n_x und n_y und/oder durch Erhöhen der Dicke erreichen.
Der gewünschte Betrag der Phasenverzögerung richtet sich allgemein nach dem konkreten Anwendungszweck des Phasenverzögerers und der Wellenlänge des phasenzuverzögernden Lichts. Typische Viertelwellen-Phasenverzögerer zum Beispiel haben Phasenverzögerungswerte im Bereich von etwa 115 nm bis etwa 158 nm. Typische Halbwellen-Phasenverzögerer haben Phasenverzögerungswerte im Bereich von etwa 230 nm bis etwa 316 nm. Vollwellen-Phasenverzögerer könnten ebenfalls verwendet werden, um die Phase der zwei Komponenten um 2π Radiane zu verschieben. Es gibt eine Reihe von Anwendungen, die sich besonders für Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis mit Phasenverzögerungswertem im Bereich von 115 nm bis 158 nm eignen. Sofern nichts anderes angemerkt ist, wird in der folgenden Besprechung Licht mit einer Wellenlänge von etwa 550 nm (der ungefähren Schwerpunktwellenlänge von sichtbarem Licht) zum Charakterisieren der Leistung des Phasenverzögerers verwendet. Obgleich solches Licht zweckmäßigerweise als ein Mittel zum Charakterisieren des Phasenverzögerers verwendet wird, versteht es sich, dass der Phasenverzögerer auch dafür verwendet werden kann, Licht über den gesamten sichtbaren Bereich oder mit jeder beliebigen Wellenlänge oder mit beliebigen Wellenlängenbändern phasenzuverzögern.
Die Differenz zwischen der Phasenverzögerung von Licht, das in einem senkrechten Winkel einfällt, und der Phasenverzögerung von Licht, das von der Senkrechten abweicht (nicht-senkrecht ist), kann dafür verwendet werden, die Zweckmäßigkeit des optischen Phasenverzögerers für den Einsatz in Anwendungen zu bestimmen, wo Licht über einen weiten Bereich von Winkeln auf den Phasenverzögerer auftrifft, wobei der Einfallsbereich zwischen Senkrecht und einem maximalen nicht-senkrechten Winkel variiert. Wie weiter unten näher beschrieben wird, weist der Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis eine überragende optische Leistung bei nicht-senkrechtem Einfallswinkel auf.
Im Allgemeinen wird eine Doppelbrechung in einem Polymermaterial durch Recken oder Ziehen des Materials hervorgerufen. Wenn das Material gereckt wird, richten sich die Moleküle allgemein in der Reckrichtung aus. Die hervorgerufene molekulare Orientierung erzeugt Brechungsindexdifferenzen für Licht, das in der gereckten und der nicht-gereckten Richtung polarisiert wird. Das Recken von Polymerfilmen ruft nicht nur eine Änderung beim Brechungsindex für in der Reckrichtung polarisiertes Licht hervor, sondern kann auch Änderungen in der Nicht-Reckrichtung und der Dickenrichtung hervorrufen. Unter typischen Ziehbedingungen zum Beispiel mittels einer Spannvorrichtung sind die Änderungen der Brechungsindizes für Licht, das in der nicht-gereckten und in der Dickenrichtung polarisiert ist, oft recht verschieden. Infolge dessen ist es möglich, dass, wenn ein Film gereckt wird, um eine gewünschte Nichtübereinstimmung der in einer Ebene liegenden Brechungsindizes zu erreichen, der Brechungsindex in der Dickenrichtung nicht mit den in einer Ebene liegenden Brechungsindizes übereinstimmt. Zwar mag es sein, dass sich eine solche Änderung nicht auf die Leistung von Phasenverzögerern auf wirkt, die mit senkrecht einfallendem Licht arbeiten, doch kann sich die Änderung erheblich auf die Leistung des Phasenverzögerers aufwirken, wenn nicht-senkrecht einfallendes Licht phasenverzögert wird, insbesondere wenn mit relativ großen Winkeln gearbeitet wird.
Aus Gleichung (1) ist zu erkennen, dass eine verbesserte Leistung bei nicht-senkrechtem Einfall erhalten wird, wenn der Brechungsindex n_z für Licht, das in der Dickenrichtung polarisiert wird, zwischen den in einer Ebene liegenden Brechungsindizes n_y und n_x liegt. Unter typischen Ziehbedingungen jedoch fällt der Dickenrichtungs-Brechungsindex n_z eines gezogenen Polymerfilms nicht zwischen die in einer Ebene liegenden Brechungsindizes n_y und n_x. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann beim Recken von Polymeren auf Acrylnitrilbasis eine gewünschte Nichtübereinstimmung zwischen den in einer Ebene liegenden Brechungsindizes erreicht werden, während die Brechungsindizes für Licht, das in der nicht-gereckten und in der Dickenrichtung polarisiert ist, im Wesentlichen gleich gehalten werden. Des Weiteren erhält man dicht beieinanderliegende Brechungsindizes n_y und n_z selbst dann, wenn der Film in einer Weise gezogen wird, die die Abmessungsverringerung in der nicht-gereckten Richtung beschränkt (zum Beispiel wenn der Film mittels eines herkömmlichen Spannprozesses gereckt wird).
Wie aus Gleichung (1) zu erkennen ist, ändert sich mit zunehmendem Einfallswinkel der Betrag der Phasenverzögerung. Bei den Phasenverzögerern auf Acrylnitrilbasis der vorliegenden Erfindung wird die Größenordnung der Änderung der Phasenverzögerung infolge der im Wesentlichen gleichen Brechungsindizes (zum Beispiel n_y und n_z) deutlich verringert. Im Gegensatz dazu weist ein typisches doppelbrechendes Polymer wie beispielsweise Polypropylen, wenn es zum Beispiel in einer herkömmlichen Spannvorrichtung gereckt wird, eine Nichtübereinstimmung der Brechungsindizes in der nicht-gereckten und in der Dickenrichtung in der Größenordnung von 0,009 auf. Infolge dieser Nichtübereinstimmung ist die Leistung eines solchen Phasenverzögerers bei nicht-senkrechtem Einfall im Vergleich zu einem Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis erheblich beeinträchtigt.
Zwar kann ein Phasenverzögerungsfilm auf Acrylnitrilbasis in Phasenverzögerungsanwendungen verwendet werden, wo Licht senkrecht und fast senkrecht einfällt, doch ein solcher Phasenverzögerer eignet sich besonders zum Einsatz in Anwendungen, wo das einfallende Licht von senkrechtem Einfall bis zu einem nicht-senkrechten Einfallswinkel von wenigstens etwa 30° variiert. In solchen Anwendungen ermöglicht die Verwendung eines Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis den Erhalt einer Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem senkrecht einfallenden und dem nicht-senkrecht einfallenden Licht, die kleiner ist als 15% der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfall, und besonders bevorzugt kleiner ist als 10%, und ganz besonders bevorzugt kleiner ist als etwa 6%. Je größer der nicht-senkrechte Einfallswinkel ist, desto größer wird auch die Phasenverzögerungsdifferenz. Jedoch ist bei nicht-senkrechten Winkeln von bis zu 60° die Phasenverzögerungsdifferenz des Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis kleiner als 30% der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfall, und besonders bevorzugt kleiner als etwa 25%, und ganz besonders bevorzugt kleiner als etwa 20%. Ein Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis kann auch dafür verwendet werden, eine gleichmäßige Phasenverzögerung bei kleineren Einfallswinkeln zu erhalten. Zum Beispiel werden Vorteile realisiert, wenn der maximale nicht-senkrechte Winkel wenigstens etwa 15° oder noch kleiner ist. Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen von Phasenverzögerern auf Acrylnitrilbasis besprochen.
Wie oben angemerkt, sind die Fertigungstechniken, die für die Produktion von Weitwinkel-Phasenverzögerern vorgeschlagen und verwendet werden, komplex und teuer. Solche Techniken beinhalten oft Schritte des Laminierens mehrerer Materialien miteinander, das Recken doppelbrechender Materialien mittels hochspezialisierter Maschinen zum künstlichen Steuern der jeweiligen Brechungsindizes und dergleichen. Im Gegensatz dazu kann in einer Ausführungsform der Erfindung ein Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis mittels standardmäßiger Verarbeitungsmaschinen, wie beispielsweise einer Spannvorrichtung zum Recken, hergestellt werden, die allen falls geringfügige Modifikationen erfordern. Somit lassen sich beträchtliche Kosteneinsparungen realisieren. Des Weiteren ermöglicht der Prozess einen hohen Produktionsertrag, wodurch die Produktionskosten für Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis weiter verringert werden.
Ein Film auf Acrylnitrilbasis, der für optische Phasenverzögerer als besonders geeignet befunden wurde, ist eine Mischung aus einer Acrylnitril-Phase und einer Härtungsphase. Zum Beispiel kann ein elastomeres (gummiartiges) Copolymer als ein Härtungsmittel in der Mischung verwendet werden. Aus der Beigabe einer Härtungsphase lassen sich eine Reihe von Vorteilen erzielen. Zum Beispiel hat der resultierende Film eine höhere Schlagfestigkeit, und der Film ist flexibler und riss-, aufspaltungs- und zugfester. Die elastomere Phase kann auch die Ziehfähigkeit erhöhen.
Die Beigabe einer Härtungsphase muss jedoch auch bei der Herstellung des optischen Phasenverzögerers berücksichtigt werden. Wie weiter unten noch eingehender beschrieben wird, wird gemäß einer Ausführungsform eine Mischung aus einem Polymer auf Acrylnitrilbasis und einem elastomeren Copolymer uniaxial gereckt, um die gewünschte Doppelbrechung und Dicke des Phasenverzögerers zu erhalten. Weil das Acrylnitrilpolymer und das elastomere Copolymer im Verhältnis zur einwirkenden Belastung einander entgegengesetzt doppelbrechend sind, verringert die durch die Belastung hervorgerufene Änderung des Brechungsindex' der elastomeren Phase die Gesamt-Phasenverzögerung des gereckten Films. Darum müssen Mischfilme auf Acrylnitrilbasis, die ein elastomeres Copolymer enthalten, dicker hergestellt werden als Filme auf Acrylnitrilbasis ohne das elastomere Copolymer, um die gleichen Gesamt-Phasenverzögerung zu erhalten. Eine größere Dicke erhöht jedoch die Gesamtabsorption und die Phasenverzögerung bei nicht-senkrechtem Einfall. Das kann zu verringerten durchgelasse nen Intensitäten und/oder Farbveränderungen bei nicht-senkrechtem Einfall führen, was sich beides bei vielen Phasenverzögerungsanwendungen negativ auswirkt. Eine größere Dicke kann auch in bestimmten Fällen wünschenswert sein, um die Handhabung und Verarbeitung des Films zu verbessern (zum Beispiel lässt sich ein dickerer Film leichter laminieren).
Je nach Anwendung können der Mischung verschiedene Mengen des Härtungs-Copolymers beigegeben werden. Im Allgemeinen muss ein Kompromiss zwischen einander widerstrebenden Interessen gefunden werden. Zum Beispiel muss die Menge des verwendeten Härtungsmittels gegen die vergrößerte Dicke abgewogen werden, die für den Erhalt einer gewünschten Phasenverzögerung benötigt wird. Allgemein ist es bei Verwendung eines elastomeren Copolymers wünschenswert, dass die elastomere Phase weniger als etwa 18 bis 20 Gewichts-% beträgt. Wo eine relativ hohe Durchlässigkeit benötigt wird, ist es wünschenswert, dass die elastomere Phase geringer als etwa 15% und besonders bevorzugt geringer als etwa 10% und ganz besonders bevorzugt geringer als etwa 5% ist.
Bei Verwendung eines Härtungsmittels müssen auch andere optische Eigenschaften des Härtungsmittels berücksichtigt werden. Es ist allgemein wünschenswert, dass die Brechungsindizes des Polymers auf Acrylnitrilbasis und des Härtungsmittel relativ nahe beieinander liegen. Dies ist wichtig, um das diffuse Streuen und Reflektieren des durch den Phasenverzögerer hindurchtretenden Lichts zu minimieren, wenn es mit den verschiedenen Phasen in Wechselwirkung tritt. In dem obigen Beispiel kann eine relativ genaue Übereinstimmung durch Abstimmen der isotropen Brechungsindizes des Polymers auf Acrylnitrilbasis und des elastomeren Copolymers vor dem Recken erreicht werden. Zwar führt das möglicherweise nicht zu einer exakten Übereinstimmung in dem gereckten Film, was an unterschiedlichen Änderungen der Bre chungsindizes während des Reckens liegt, doch liegen die Indizes für viele Anwendungen dicht genug beieinander. Es mag auch möglich sein, Materialien, Zusammensetzung und anfängliche Brechungsindizes so auszuwählen, dass sich während des Prozesses der Orientierung die Brechungsindizes der zwei Phasen aneinander annähern, wodurch eine Trübung in dem gereckten Film weiter verringert oder beseitigt wird.
Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, werden nun beispielhafte Phasenverzögerer beschrieben, die aus einer Mischung aus einem Polymer auf Acrylnitrilbasis und einem elastomeren Copolymer bestehen. Zwar beschreiben die folgenden Beispiele einen Prozess, bei dem eine Bahn gegossen und dann mittels einer Spannvorrichtung in der Querrichtung orientiert wird, doch es könnte auch eine beliebige aus einer Anzahl weiterer typischer Filmverarbeitungstechniken verwendet werden. Zum Beispiel kann das Polymer extrusionsgegossen oder lösungsgegossen werden. Die Bahnen können auf ein offenes Rad oder in ein Quetschwalzenpaar gegossen werden. Die Orientierung kann auf vielfältige Weise geschehen. Zum Beispiel kann der Film uniaxial (in Maschinen- oder in Querrichtung) oder biaxial mittels typischer in Maschinenrichtung wirkender Orientierungsvorrichtungen und/oder Spannvorrichtungen (zum Beispiel mechanisch und mit Linearmotor) gereckt werden. Der Film kann auch mittels eines Blasfolienprozesses (zum Beispiel einzel- oder doppelblasig), durch Kalandrieren in einem Quetschwalzenpaar, durch Recken des schmelzflüssigen Polymers zu einer Bahn vor dem Abkühlen und dergleichen orientiert werden.
In einer speziellen Ausführungsform werden die Phasenverzögerer unter Verwendung gummimodifizierter Acrylnitril-Methylacrylat-Copolymere (72–99,5% Copolymer, 18–0,5% elastomere Phase) hergestellt. Die Zusammensetzung des Acrylnitril-Methylacrylat-Copolymers reicht von 70–100% Acrylnitril und 30–0% Methylacrylat. Die elastomere Phase enthält von 70–90% Butadien mit 30–10% Acrylnitril. Gummimodifizierte Acrylnitril-Methylacrylat-Copolymere mit 10% und 18% elastomerer Phase sind bei BP Chemicals (Barex^® 210 und 218) zu beziehen.
Obgleich in dem hier gezeigten Beispiel mit Methylacrylat copolymerisiertes Acrylnitril verwendet wird, können auch andere Arten von Polymeren auf Acrylnitrilbasis verwendet werden. Zum Beispiel lassen sich geeignete Acrylnitril-haltige Copolymere durch Copolymerisieren von Acrylnitril mit einer Vielzahl verschiedener (Meth)acrylatmonomere herstellen, die Glasübergangstemperaturen (Tg) von weniger als etwa 20°C aufweisen. Zu solchen (Meth)acrylatmonomeren gehören zum Beispiel Methylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Isooctylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat oder ein Gemisch solcher Monomere.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wurden gummimodifizierte optische Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis hergestellt. Die Phasenverzögerer waren Zusammensetzungen auf Acrylnitrilbasis mit einer elastomeren Phase von entweder 10% oder 18%. Die Zusammensetzung der Copolymer-Phase war 75% Acrylnitril und 25% Methylacrylat. Die elastomere Phase enthielt 70% Butadien und 30% Acrylnitril. Wie oben angemerkt, verleiht die Einbindung der elastomeren Phase der Zusammensetzung Festigkeit. Die Zusammensetzungen der zwei Phasen (Copolymer-Phase und elastomere Butadien-Phase) werden so gewählt, dass dicht beieinanderliegende Brechungsindizes erhalten werden. Solche Zusammensetzungen sind bei BP Chemicals (Barex^® 210 und 218) in Extrusionsguss- und Spritzgussqualität zu beziehen. Die Barex^®-Familie aus Acrylnitrilharzen dient in der Regel der Herstellung von Dichtungsmaterialien mit hohem Gassperrvermögen und dergleichen.
Bahnen mit den oben dargelegten Zusammensetzungen wurden mit einer anfänglichen Dicke im Bereich von 254–355 μm gegossen. Die gegossenen Bahnen wurden auf Ziel-Phasenverzögerungswerte von ungefähr 100–140 nm verarbeitet. Die gegossenen Bahnen wurden uniaxial in einer Spannvorrichtung gezogenen. Die Ziehtemperaturen für solche Filme liegen allgemein im Bereich von etwa 25°C bis 120°C. Die Ziehtemperaturen liegen besonders bevorzugt zwischen etwa 90°C und 110°C und besonders bevorzugt zwischen etwa 90°C und 105°C. Die Ziehverhältnisse für einen solchen Prozess liegen im Bereich von ungefähr 1,5 : 1 bis 5,0 : 1. Die Ziehverhältnisse liegen besonders bevorzugt zwischen etwa 2,0 : 1 und 5,0 : 1 und ganz besonders bevorzugt zwischen etwa 2,5 : 1 und 4,0 : 1. Geeignete Zugraten liegen im Bereich von etwa 1% bis 3000% je Sekunde. Die Zugraten liegen besonders bevorzugt zwischen etwa 5% und 1000% je Sekunde und ganz besonders bevorzugt zwischen etwa 10% und 200% je Sekunde.
Bei Verwendung der 10%-igen elastomeren Zusammensetzung wurden optische Phasenverzögerungsfilme in einem Dickenbereich von 63–115 μm hergestellt, die die angestrebten Phasenverzögerungsbereiche aufwiesen. Die Filme wiesen auch eine minimale Färbung bei nicht-senkrechtem Einfall auf. Die Durchlässigkeitsintensität solcher Filme überstieg 92%.
Bei Verwendung der 18%-igen elastomeren Zusammensetzungen zeigte sich, dass die Ziel-Phasenverzögerungswerte nur mit deutlich dickeren anfänglichen Bahnen erreicht werden konnten, um die gezogene Dicke zu erhöhen (zum Beispiel 254–635 μm). Somit weisen Phasenverzögerer, die aus einer 18%-igen elastomeren Phase bestehen, eine verringerte Durchlässigkeit und eine schlechtere Leistung bei nicht-senkrechtem Einfall auf. Eine optimale Konzentration der elastomeren Phase scheint zwischen 5–10% zu liegen. Es wird davon ausgegangen, dass solche Konzentrationen einen optimalen Kompromiss darstellen, wenn relativ hohe Phasenverzögerungswerte und eine relativ hohe Lichtdurchlässigkeit benötigt werden. Wie weiter unten noch eingehender beschrieben wird, kann ein Phasenverzögerer, der aus einer Zusammensetzung mit etwa 10% elastomerer Phase besteht, auf eine relativ preisgünstige Weise hergestellt werden und hat eine relativ gleichmäßige Leistung über einen weiten Bereich von Einfallswinkeln hinweg.
Wie oben angemerkt, verringert die Einbindung eines Härtungsmittels, wie beispielsweise einer elastomeren Phase, in die Zusammensetzung auf Acrylnitrilbasis allgemein die Fähigkeit, eine gewünschte Doppelbrechung in dem Film durch Recken hervorzubringen. Weil in einem typischen Spannprozess der Film in vielen Fällen bis nahe an seine Reißgrenze gereckt werden muss, um die gewünschte Phasenverzögerung zu erreichen, ist es wünschenswert, dass die anfängliche Bahn vor dem Recken im Wesentlichen keine Orientierung in der Maschinenrichtung aufweist, und zwar deshalb, weil eine anfängliche Orientierung in der nicht-gereckten Richtung während des Spannvorgangs überwunden werden muss, bevor die gewünschte Orientierung in der gereckten Richtung erhalten werden kann. Zum Beispiel erfordert das Ziehen von 10%-ig gummimodifizierten Bahnen auf Acrylnitrilbasis in einer Spannvorrichtung zum Erhalt eines hochdurchlässigen Viertelwellen-Phasenverzögerers in der Regel, dass die vorgereckten Bahnen keinerlei Orientierung in der Maschinenrichtung aufweisen. Somit ist es wünschenswert, die gegossenen Bahnen zunächst in einer Weise zu gießen, die eine unbeabsichtigte oder residuale molekulare Orientierung in der Maschinenrichtung minimiert oder in bestimmten Fällen beseitigt.
In bestimmten Fällen kann der Film in die Richtung einer anfänglichen Orientierung gezogenen werden, was die Anforderungen an den Gießprozess verringert. Zum Beispiel kann der Film gegossen und dann mit Hilfe einer Längsorientierungsvorrichtung (LO) in die Maschinenrichtung gezogenen werden. Ein solcher LO-Prozess kann die anfängliche Maschinenrichtung ausnutzen. In einem solchen Fall kann eine Maschinenrichtungsorientierung sogar absichtlich während des Gießens hervorgerufen werden, um die Ausbildung der gewünschten Doppelbrechung zu unterstützen. Es können auch andere Orientierungsprozesse verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Maschinenrichtungsorientierung in dem schmelzflüssigen Polymer hervorgerufen werden, nachdem es das Formwerkzeug verlässt und bevor es sich verfestigt. Im Allgemeinen ist es wünschenswert, dass der Film vor dem Recken keine wesentliche Orientierung in der Nicht-Reckrichtung aufweist, ungeachtet der Art und Weise und/oder der Richtung, in der der Film gereckt wird.
Obgleich oben gegossene Bahnen von gleichmäßiger Dicke beschrieben sind, kann die Dicke der gegossenen Bahn auch verändert werden. Wie oben angemerkt, ist die Phasenverzögerung eine Funktion der Dicke des Phasenverzögerers. Somit können Phasenverzögerungsfilme mit einem variierenden Phasenverzögerungsprofil über den Film hinweg erhalten werden, indem der Gießprozess so gesteuert wird, dass Dickendifferenzen an verschiedenen Punkten auf der Bahn entstehen.
Die gegossene Bahn der vorliegenden Erfindung kann mit Hilfe einer herkömmlichen Spannvorrichtung in eine Richtung orthogonal zur Gießrichtung gezogen werden. Die Ziehtemperatur, die Ziehrate und das Ziehverhältnis werden so gewählt, dass eine gewünschte Brechungsindexdifferenz zwischen in einer Ebene liegenden Brechungsindizes der gezogenen Bahn erzeugt wird. Auf diese Weise wird eine gewünschte Phasenverzögerung δ entsprechend der Beziehung δ = d(n_x – n_y) erhalten, während im Wesentlichen eine Übereinstimmung mit dem Brechungsindex der gezogenen Bahn für Licht erreicht wird, das in der nicht-gezogenen und in der Dickenrichtung polarisiert ist. Die Phasenverzögerung bei nicht-senkrechtem Einfall kann anhand von Gleichung (1) ermittelt werden (wobei n_y und n_z im Wesentlichen gleich sind).
Die 2A–2C veranschaulichen verschiedene optische Eigenschaften von Phasenverzögerern auf Acrylnitrilbasis gemäß der vorliegenden Erfindung. Unter Verwendung des oben dargelegten allgemeinen Prozesses wurde ein transparenter Phasenverzögerungsfilm auf Acrylnitrilbasis erhalten. Es wurde eine extrudierte Bahn aus 10%-ig gummimodifiziertem Acrylnitril-Methylacrylat mit einer Dicke von 312 μm verwendet, wobei während ihrer Herstellung die anfängliche Isotropie im Wesentlichen beibehalten wurde. Die Bahn wurde in der Querrichtung uniaxial auf das Dreifache ihrer ursprünglichen Breite gereckt. Die Ziehtemperatur betrug etwa 90°C. Die entstandene Film war ungefähr 88,5 μm dick, wobei die Brechungsindizes für Licht mit 550 nm, das in der gereckten Richtung polarisiert war, 1,5128 (n_x) betrug und für Licht mit 550 nm, das sowohl in der nicht-gereckten und als auch in der Dickenrichtung polarisiert war (n_y bzw. n_z), 1,5142 betrug.
Die Phasenverzögerungswerte für den oben besprochenen Film wurden gemessen und mit den Phasenverzögerungswerten verglichen, die anhand von Gleichung (1) ermittelt wurden. 2A veranschaulicht einen Vergleich der gemessenen Phasenverzögerungswerte 201 und der Phasenverzögerungswerte, die unter Verwendung der Gleichung (1) bei senkrechtem Einfallswinkel, bei 10° Einfallswinkel, bei 30° Einfallswinkel und bei 40° Einfallswinkel von den gemessenen Brechungsindizes abgeleitet für den Film wurden. Die Phasenverzögerungsdifferenz, wenn der Einfallswinkel aus der Senkrechten bis 40 Grad zunimmt, beträgt ungefähr 10% (13 nm) der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfall. Im Gegensatz dazu variiert ein Polypropylenfilm mit einer ähnlichen Phasenverzögerung bei senkrechtem Winkel um ungefähr 50% (60 nm) bei einem Einfallswinkel von 40°. Die Phasenverzögerung eines Polystyrenfilms sinkt um nahezu 80% (100 nm) für Licht, das mit 40° von der Senkrechten geneigt einfällt, während er eine akzeptable Phasenverzögerungsleistung bei senkrechtem Einfallswinkel aufweist.
Unter Verwendung von Gleichung (1) wurde die Phasenverzögerungsdifferenz für den oben besprochenen Film ermittelt, wenn sich das einfallende Licht vom senkrechten Einfall wegbewegt. 2B zeigt die Phasenverzögerungswerte (nm) des Films bei verschiedenen Einfallswinkeln (211), die Änderung der Phasenverzögerung, wenn sich das einfallende Licht aus der Senkrechten fortbewegt (213), und die Phasenverzögerung bei den jeweiligen Einfallswinkeln als einen Prozentsatz der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfallswinkel. 2C veranschaulicht eine Kurvendarstellung der Phasenverzögerungswerte (nm) des Films als eine Funktion der Einfallswinkel.
Ein zweiter Phasenverzögerungsfilm auf Acrylnitrilbasis wurde durch uniaxiales Recken eines 317,5 μm dicken, optisch isotropen extrudierten Films auf das Vierfache seiner ursprünglichen Breite in der Querrichtung bei einer Temperatur von 95°C hergestellt. Der entstandene Film maß ungefähr 84 μm. Die Brechungsindizes für Licht, das entlang jeder Richtung polarisiert ist, wobei n_x der Brechungsindex für Licht ist, das in der gereckten Richtung polarisiert ist, wurden für Licht mit 488 nm, 550 nm und 700 nm folgendermaßen gemessen:
3A veranschaulicht eine Tabelle, welche die Phasenverzögerungswerte (nm) 303 für Licht mit 550 nm zeigt, das mit verschiedenen Winkeln 301 auf den Film auftrifft. 3A zeigt auch die Phasenverzögerungs differenz (nm) 305, wenn sich das einfallende Licht vom senkrechten Einfallswinkel weg bewegt. 3A zeigt des Weiteren die Phasenverzögerung bei nicht-senkrechten Einfallswinkeln als einen Prozentsatz 307 von Phasenverzögerungswerten bei senkrechtem Einfallswinkel. 3B veranschaulicht eine Kurvendarstellung der Phasenverzögerungswerte (nm) 311 als eine Funktion des Einfallswinkels. 3C veranschaulicht die Phasenverzögerungsdifferenz (nm) als eine Funktion des Winkels. Wie in diesen Figuren veranschaulicht, ist die Leistung des Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis bei nicht-senkrechtem Einfall relativ gleichmäßig im Vergleich zu anderen Einzelfilm-Phasenverzögerern, wodurch sich der Phasenverzögerer gut für eine Anzahl von Anwendungen eignet, wo eine gleichmäßige Phasenverzögerung für einen weiten Bereich von Einfallswinkeln benötigt wird.
Wie oben angemerkt, resultiert eine verbesserte Leistung des Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis bei nicht-senkrechtem Einfall aus der Übereinstimmung der Brechungsindizes n_y und n_z. Die 4A–4B veranschaulichen, wie sich eine Vergrößerung der Differenz zwischen n_y und n_z auf die Leistung des Phasenverzögerers bei nicht-senkrechtem Einfall auswirkt. In 4A sind die Phasenverzögerungswerte 401 des Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis als eine Funktion des Einfallswinkels für den Phasenverzögerer veranschaulicht, der in Verbindung mit den 3A–3C beschrieben ist. Die Spalten 403, 405 und 407 veranschaulichen die Leistung bei nicht-senkrechtem Einfall von Phasenverzögerern mit den gleichen Phasenverzögerungswerten bei senkrechter Achse, wenn sich die Differenz der Brechungsindizes n_y und n_z jeweils von 0,0003 auf 0,0009 erhöht. Die Phasenverzögerung bei weiten Einfallswinkeln ändert sich erheblich.
Wie 4A veranschaulicht, verursachen größere Differenzen zwischen n_y und n_z einen stärkeren Abfall der Phasenverzögerung bei größeren Einfallswinkeln. Bei bestimmten Anwendungen kann es wünschenswert sein, dass die Gesamt-Phasenverzögerungsdifferenz zwischen senkrechtem Einfall und einem Einfall bei 60° kleiner als etwa 20% (zum Beispiel 20–30 nm) der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfall ist. Dies kann man mittels eines Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis erreichen, dessen Brechungsindizes n_y und n_z im Wesentlichen gleich sind. Zum Beispiel bieten, wie die oben dargelegten Daten veranschaulichen, Brechungsindizes, die wenigstens bis zur vierten Dezimalstelle gleich sind, eine relativ gleichmäßige Weitwinkelleistung. 4B zeigt einen Vergleich der Phasenverzögerung bei nicht-senkrechtem Einfall 411 des oben besprochenen Films mit jenen, die anhand der Brechungsindizes berechnet wurden.
Wie durch die Daten in den 4A und 4B veranschaulicht, können sich selbst geringfügige Änderungen von n_y und n_z erheblich auf die Leistung des Phasenverzögerers bei nicht-senkrechtem Einfall auswirken. Dies bekräftigt die besondere Eignung der optischen Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis, insbesondere solcher Phasenverzögerer, die in Anwendungen verwendet werden, wo eine gleichmäßige Weitwinkelleistung erwünscht ist. Des Weiteren können solche Phasenverzögerer mittels eines Prozesses hergestellt werden, der die Produktion von relativ großen Phasenverzögerern mit gleichmäßiger Dicke und gleichmäßigen optischen Charakteristika gestattet und der relativ einfach ist.
Obgleich in den oben dargelegten Beispielen dem Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis ein elastomeres Härtungsmaterial auf Butadienbasis beigegeben wird, versteht es sich, dass auch andere Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis ähnliche wünschenswerte optische Eigenschaften haben. Im Allgemeinen können dem Phasenverzögerer auch andere geeignete Materialien beigegeben werden, solange die Materialien sich nicht wesentlich auf die optische Leistung des Phasenverzögerers auswirken. Zum Beispiel können Gummisorten auf Isoprenbasis, Naturkautschuksorten und dergleichen verwendet werden.
Wie oben angemerkt, eignen sich Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis insbesondere für Anwendungen, die eine relativ gleichmäßige Phasenverzögerung über einen weiten Bereich von Einfallswinkeln hinweg erfordern. Im Folgenden werden weitere konkrete Ausführungsformen der Erfindung in solchen Anwendungen beschrieben.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dient der Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis als Basis für einen Phasenverzögerungs- oder Polarisationsdrehungsspiegel. Als Beispiel, und ohne auf dieses Beispiel beschränkt sein zu wollen, wird ein konkreter Viertelwellenspiegel beschrieben. Der Viertelwellenspiegel dient zum Drehen der Polarisationsrichtung von linear polarisiertem Licht, das von dem Spiegel reflektiert wird, um 90°. Eine konkrete Viertelwellenspiegelanordnung 500 ist in 5A veranschaulicht. Ein Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis 501 ist in einer Ebene parallel zur Reflexionsfläche eines Spiegels 503 angeordnet. Eine Lichtquelle richtet linear polarisiertes Licht 505 in einem Einfallswinkel ϕ zum Spiegel. Der Phasenverzögerer 501 ist relativ zu dem einfallenden Licht so orientiert, dass Licht, das auf den Phasenverzögerer in einem Winkel senkrecht zu seiner Oberfläche (d. h. ϕ = 0) auftrifft, um ein Viertel seiner Wellenlänge phasenverzögert wird. Bei dieser Konstruktion wird das linear polarisierte Licht 505 in kreisförmig polarisiertes Licht 505A mit einer ersten Drehrichtung umgewandelt, wenn es den Phasenverzögerer 501 passiert.
Das kreisförmig polarisierte Licht 505A wird von der Oberfläche des Spiegels 503 reflektiert. Das durch den Spiegel 503 reflektierte Licht 505B wird mit einer entgegengesetzten Drehrichtung kreisförmig polarisiert. Das reflektierte Licht wird in einem Winkel ϕ auf den Phasenverzögerer 501 zurückgerichtet. Wenn das reflektierte, kreisförmig polarisierte Licht 505B den Phasenverzögerer 501 ein zweites Mal durchquert, so wird eine weitere Viertelwellen-Phasendifferenz hervorgerufen, die das kreisförmig polarisierte Licht 505B in linear polarisiertes Licht 507 umwandelt. Die Polarisationsrichtung des reflektierten, linear polarisierten Lichts 507 ist im Wesentlichen orthogonal zur anfänglichen Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts 505.
Es versteht sich, dass die obige Beschreibung von einem senkrechten Einfall und präzisen Viertelwellenverzögerungen für jeden Durchgang durch den Phasenverzögerer 501 ausgeht. Wenn sich der Einfallswinkel ϕ von der Senkrechten verschiebt, so wird die relative Phasenverschiebung infolge von Phasenverzögerungsabweichungen des Phasenverzögerers 501 bei nicht-senkrechtem Einfall beeinflusst. Wenn also das linear polarisierte Licht 505 den Phasenverzögerer bei höheren Einfallswinkeln durchläuft, so wird die Elliptizität, die durch den Phasenverzögerer 501 in dem polarisierten Licht hervorgerufen wird, verstärkt. Wenn nicht-senkrecht einfallendes Licht reflektiert wird, so kehrt es ebenfalls mit einem Einfallswinkel ϕ durch den Phasenverzögerer hindurch zurück, wenn wir einen im Wesentlichen flachen Spiegel annehmen. Die Elliptizität, die durch die Phasenverzögerungsdifferenz bei nicht-senkrechtem Einfall hervorgerufen wird, verstärkt die Elliptizität, die durch den ersten Durchgang hervorgerufen wurde.
Wie die obige Besprechung veranschaulicht, passiert das anfängliche linear polarisierte Licht 505 den Phasenverzögerer zweimal. Eine Elliptizität, die in dem polarisierten Licht 507 hervorgerufen wird, das von dem Viertelwellenspiegel 500 reflektiert wird, variiert mit dem Einfallswinkel. Eine solche Elliptizität verschlechtert allgemein die Leistung jener Anwendungen, die sich auf den linearen Polarisationszustand des reflektierten Lichts stützen. Dementsprechend ist es bei Anwendungen, die mit Viertelwellenspiegeln und relativ weiten Einfallswinkeln arbeiten, wünschenswert, die Phasenverzögerungsdifferenz bei nicht-senkrechtem Einfall zu minimieren, so dass das reflektierte Licht im Wesentlichen linear polarisiert wird, wobei die Polarisationsrichtung um 90° gedreht wird.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, bietet ein Viertelwellenspiegel 500, der mit einem Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis ausgestattet ist, eine relativ gleichmäßige Leistung bei nicht-senkrechtem Einfall in einer Form, die zu relativ geringen Kosten und mit relativ geringer Komplexität hergestellt werden kann. Die Konstruktion ermöglicht eine Rotation der Polarisationsrichtung von linear polarisiertem Licht, ohne wesentliche Elliptizität in das gedrehte, linear polarisierte Licht bei relativ hohen Einfallswinkeln hervorzurufen. Im Allgemeinen ist es wünschenswert, dass jegliche Abweichung von einer Elliptizität von 0, die bei nicht-senkrechten Einfallswinkeln hervorgerufen wird, kleiner als etwa 10% ist. Es ist besonders bevorzugt, dass die Abweichungen kleiner als etwa 5% sind. In bestimmten Fällen ist es notwendig, dass die Elliptizität kleiner als 1% für alle Einfallswinkel ist. Wie aus der obigen Beschreibung des Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis zu ersehen ist, lassen sich die oben dargelegten Ergebnisse dank der besonderen optischen Weitwinkelcharakteristik des Phasenverzögerers erreichen.
In 5A ist der Phasenverzögerer 501 so veranschaulicht, dass er von dem Spiegel 503 getrennt ist. In 5B ist eine weitere Ausführungsform des Phasenverzögerungsspiegels 510 veranschaulicht, wobei ein Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis 511 mittels eines Klebstoffs 514 an einen Spiegel 513 laminiert oder anderweitig daran befestigt ist. Die optische Leistung der Spiegelanordnung ist allgemein die gleiche wie jene, die oben in Verbindung mit 5A beschrieben wurde. Es sind jedoch jegliche weiteren Komponenten zu berücksichtigen, die durch die Konstruktion hinzugefügt werden. Zum Beispiel müssen Laminierungsdefekte, Brechungsindizes von Klebstoffen und dergleichen berücksichtigt werden.
Ein optisches System, das zum Beispiel einen Phasenverzögerungsspiegel des Typs enthält, wie er in den 5A und 5B veranschaulicht ist, ist in 6 veranschaulicht. Das optische System von 6 ist ein Projektionsanzeigesystem 600, das einen umgelenkten Lichtweg enthält. Die allgemeine Funktionsweise des Projektionsanzeigesystems mit umgelenktem Weg ist in 6 veranschaulicht. Wie weiter unten noch eingehender beschrieben wird, enthält das Projektionssystem 600 eine Viertelwellen-Phasenverzögerer/Spiegelanordnung auf Acrylnitrilbasis 605 als ein Hauptelement, das über einen großen Bereich von Einfallswinkeln hinweg arbeiten muss. Die Funktionsweise des Anzeigesystems 600 erfordert auch, dass Licht, das durch die Viertelwellen-Phasenverzögerer/Spiegelanordnung 605 reflektiert wird, in hohem Grad linear polarisiert ist (zum Beispiel eine minimale Elliptizität aufweist). Eine detailliertere Beschreibung solcher Systeme findet sich im US-Patent Nr. 5,557,343 mit dem Titel "Optical System Including a Reflective Polarizer for a Rear Projection Picture Display Apparatus" und in der veröffentlichten europäischen Anmeldung EP 0,783,133 mit dem Titel "Projecting Images".
In dem optischen System von 6 wird Licht, das ein anzuzeigendes Bild repräsentiert, von einer Bildquelle 601 auf eine Schirmvorrichtung 603 projiziert. Das Licht 602 von der Quelle 601 wird in einer ersten Richtung linear polarisiert. Die Rückfläche der Schirmvorrichtung 603 enthält ein reflektierendes Polarisationsfilter. Reflektierende Polarisationsfilme sind bei der Minnesota Mining and Manufacturing Company unter der Bezeichnung "Dual Brightness Enhancement Film" (DBEF) zu beziehen. Weitere reflektierende Polarisationsfilme sind in den US-Patentanmeldungen mit der Seriennummer 08/402,041, eingereicht am 10. März 1995, mit dem Titel "Optical Film", und der Seriennummer 08/610,092, eingereicht am 29. Februar 1996, mit dem Titel "An Optical Film", beschrieben, deren Inhalt durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
Das reflektierende Polarisationsfilter der Schirmvorrichtung reflektiert Licht mit einer bestimmten linearen Polarisation und lässt Licht mit einer entgegengesetzten (orthogonalen) linearen Polarisation passieren. Die Orientierung des reflektierenden Polarisationsfilters und die Polarisationsrichtung von Licht, das anfänglich auf das reflektierende Polarisationsfilter auftrifft, sind so, dass das einfallende Licht anfänglich durch das reflektierende Polarisationsfilter in Richtung der Phasenverzögerungsspiegelvorrichtung auf Acrylnitrilbasis 605 reflektiert wird. Die Phasenverzögerungsspiegelvorrichtung 605 kann von dem Typ sein, wie er in den 5A und 5B veranschaulicht ist, und dient dem Drehen der Polarisationsrichtung des linear polarisierten Lichts um 90°.
Während des Betriebes wird linear polarisiertes Licht von dem reflektierenden Polarisationsfilter reflektiert und trifft auf den Phasenverzögerungsspiegel 605 auf. Das Licht wird reflektiert, und die Polarisationsrichtung wird um 90° gedreht, dergestalt, dass die Polarisationsrichtung nun auf die Durchlassrichtung des reflektierenden Polarisationsfilters ausgerichtet ist. Somit tritt das Licht durch die Schirmvorrichtung 603 hindurch und kann betrachtet werden. Es ist wünschenswert, dass das gesamte Licht durch den Schirm hindurchtritt, um die Betrachtungshelligkeit zu erhöhen. Jegliche Elliptizität in dem Licht verringert jedoch die Lichtmenge, die durch den Schirm hindurchtritt, weil die Komponente des Lichts, die immer noch in der Richtung der ursprünglichen Polarisation ausgerichtet ist, von dem Schirm reflektiert wird.
Wie aus der optischen Geometrie, die in 6 veranschaulicht ist, hervorgeht, trifft Licht über einen großen Bereich von Einfallswinkeln ϕ1, ϕ2, ..., ϕn auf den Phasenverzögerungsspiegel 605 auf. Bei einer solchen Anwendung kann der maximale Einfallswinkel recht hoch sein. Wie oben angemerkt, verschlechtert jegliche Elliptizität, die in dem von dem Phasenverzögerungsspiegel 605 reflektierten Licht hervorgerufen wird, die Gesamtleistung der Anzeigevorrichtung. In der in 6 veranschaulichten Projektionsvorrichtung besteht der Phasenverzögerungsspiegel 605 aus einem Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis, um die Elliptizität zu minimieren, die in dem reflektierten Licht hervorgerufen wird, wenn sich die Einfallswinkel verändern. Es ist allgemein wünschenswert, dass Abweichungen von einer Elliptizität von Null in einem solchen System kleiner als 5% sind. Es ist besonders bevorzugt, dass in bestimmten Fällen die Elliptizität noch kleiner als 1% ist. Während bei der obigen Besprechung eine Elliptizität von Null bei senkrechten Einfallswinkeln angenommen wird, sind die bevorzugten Prozentsätze für eine maximale Elliptizität zweckmäßig, wenn Licht, das mit senkrechten Einfallswinkeln auf den Phasenverzögerungsspiegel auftrifft, ebenfalls von dem Phasenverzögerungsspiegel mit etwas Elliptizität reflektiert wird.
Die oben beschriebenen Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis können in einen Phasenverzögerungsspiegel eingebaut werden, der eine Elliptizitätsvariation innerhalb der oben genannten Toleranzen aufweist. Somit hat die Projektionsvorrichtung, die einen Phasenverzögerungsspiegel auf Acrylnitrilbasis enthält, eine verbesserte Leistung über viele typische Phasenverzögerer hinweg und kann relativ preisgünstig hergestellt werden. Außerdem eignet sich ein Acrylnitril-Phasenver zögerer, der in der oben beschriebenen Weise hergestellt ist, gut für eine Laminierung an Spiegelflächen und anderen Substrate.
7 veranschaulicht eine optische Konstruktion gemäß einer weiteren konkreten Ausführungsform der Erfindung. In der Ausführungsform von 7 ist ein Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis 701 in eine entspiegelte optische Konstruktion eingebaut. Die entspiegelte optische Konstruktion enthält ein absorbierendes Polarisationsfilter 703, wie beispielsweise ein dichroitisches Polarisationsfilter. Das Polarisationsfilter 703 polarisiert unpolarisiertes Licht 705, das auf das Polarisationsfilter auftrifft, linear. Der Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis 701 ist relativ zu dem absorbierenden Polarisationsfilter so orientiert, dass das linear polarisierte Licht 706 in kreisförmig polarisiertes Licht mit einer ersten Drehrichtung umgewandelt wird. Wenn das kreisförmig polarisierte Licht von der Oberfläche eines optischen Elements 707 reflektiert wird, das durch die entspiegelte Konstruktion geschützt ist, so wird das Licht als kreisförmig polarisiertes Licht, das in der entgegengesetzten Richtung dreht, reflektiert. Das kreisförmig polarisierte Licht 708 kehrt durch den Phasenverzögerer 701 zurück. Somit wird, wie in dem Fall des oben besprochenen Phasenverzögerungsspiegels, die Polarisationsrichtung des Lichts nun um 90° gedreht. Das um 90° gedrehte Licht trifft auf das absorbierende Polarisationsfilter auf, diesmal in einer Richtung der Absorption linear polarisiert, um dadurch zu be- oder verhindern, dass Licht, das von der Oberfläche des optischen Elements 707 reflektiert wird, die entspiegelte Konstruktion verlässt.
Bei dem optischen Element 707 kann es sich um jede beliebige Art von reflektierender Oberfläche handeln, wo es wünschenswert ist, eine Spiegelwirkung zu verringern. Zum Beispiel kann es sich um den Schirm eines Computermonitors handeln. In einer solchen Anwendung können das Polarisationsfilter 703 und der Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis 701 in einer beliebigen aus einer Vielzahl verschiedener herkömmlicher bekannter Weisen vor dem Monitor angebracht oder auf sonstige Weise angeordnet sein. Es versteht sich, dass, wenn das optische Element 707 ein Monitor ist, Licht 721, das den Monitor verlässt, den Phasenverzögerer auf Acrylnitrilbasis 701 passiert und durch das absorbierende Polarisationsfilter 703 polarisiert wird.
Wie in der obigen Beschreibung des Phasenverzögerungsspiegels ist die Leistung des Phasenverzögerers auf Acrylnitrilbasis bei nicht-senkrechtem Einfall wichtig, um zu gewährleisten, dass Licht, das von dem optischen Element 707 reflektiert wird, korrekt polarisiert wird, um bei Reflexion durch das absorbierende Polarisationsfilter 703 absorbiert zu werden. Es versteht sich des Weiteren, dass die antireflektierende optische Konstruktion mit relativ großen Einfallswinkeln ϕ konfrontiert sein kann. Zum Beispiel werden Computermonitore oft in Umgebungen verwendet, wo Lichtquellen, die Reflexion und Blendung verursachen, in einem Winkel angeordnet sind, der relativ schräg zu dem Monitor verläuft. Somit dient ein verbessertes Weitwinkelverhalten des Phasenverzögerers einer weiteren Verringerung oder Beseitigung der Blendwirkung oder Reflexion von dem geschützten optischen Element 707.
In einer Ausführungsform kann die Oberfläche des absorbierenden Polarisationsfilters 703, die dem einfallenden Licht zugewandt ist, antireflektierend vergütet sein, um Reflexionen von dem Polarisationsfilter zu verringern. Das absorbierende Polarisationsfilter 703 kann auch an einem Substrat, wie beispielsweise Glas oder andere Filme, laminiert oder anderweitig angebracht sein. Das Substrat kann ebenfalls antireflektierend vergütet sein. Der Viertelwellenfilm 701 kann ebenfalls durch Lamination oder anderweitig an einem Substrat befestigt sein. In bestimmten Fällen kann dies das gleiche Substrat sein, an dem das Polarisationsfilter angebracht ist. Die verschiedenen Elemente können zwischen Glas laminiert sein. Eine oder mehrere der Glasflächen können ebenfalls antireflektierend vergütet sein.
Wie oben angemerkt, findet die vorliegende Erfindung auf eine Anzahl von optischen Phasenverzögerern Anwendung. Es wird davon ausgegangen, dass sie besonders in Anwendungen nützlich ist, wo Licht über einen weiten Bereich von Winkeln auf den Phasenverzögerer auftrifft. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen konkreten Beispiele beschränkt anzusehen, sondern ist vielmehr so zu verstehen, dass sie sämtliche Aspekte der Erfindung erfasst, wie sie angemessen in den angehängten Ansprüchen dargelegt sind.

Claims

Optischer Phasenverzögerer zum gleichmäßigen Verzögern von auf den Phasenverzögerer auftreffendem sichtbaren Licht über einen relativ breiten Bereich von Einfallswinkeln, die zwischen einem Winkel, der senkrecht zu einer Ebene des Phasenverzögerers verläuft, und einem maximalen Winkel ϕ_max von wenigstens etwa 30 Grad variieren, wobei der optische Phasenverzögerer einen Film aus einem Polymer auf Acrylnitrilbasis und einem elastomeren Copolymer aufweist, wobei der Film eine Phasenverzögerung in einer Größenordnung δ aufweist, die durch folgende Beziehung ausgedrückt werden kann:
wobei n_x und n_y Brechungsindizes des Films für Licht mit einer interessierenden Wellenlänge, das entlang in einer Ebene liegender orthogonaler Achsen x und y des Films polarisiert ist, sind; d eine Dicke des Films in einer Richtung einer z-Achse, die zu den beiden in einer Ebene liegenden x- und y-Achsen orthogonal verläuft, ist; n_z ein Brechungsindex des Films für Licht mit der interessierenden Wellenlänge, das entlang der z-Achse polarisiert ist, ist; und ϕ der Einfallswinkel in der Ebene x-z, wobei die Größenordnung δ der Phasenverzögerung des Films um weniger als etwa 25% der Größenordnung der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfall variiert, wenn der Einfallswinkel ϕ von Licht mit der interessierenden Wellenlänge von senkrecht zum maximalen Winkel ϕ_max variiert, ist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 1, der ferner ein Substrat aufweist, wobei der Film auf dem Substrat angeordnet ist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 2, wobei das Substrat einen Spiegel aufweist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 1, wobei die Größenordnung δ der Phasenverzögerung des Films bei senkrechten Einfallswinkeln im Bereich von etwa 110 nm bis etwa 150 nm liegt.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 2, wobei das Substrat Glas aufweist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 2, wobei das Substrat einen Polymerfilm aufweist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 6, wobei der Polymerfilm isotropisch ist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 6, wobei der Polymerfilm doppelbrechend ist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 1, wobei der maximale Winkel ϕ_max mindestens 50 Grad beträgt.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 9, wobei die Größenordnung δ der Phasenverzögerung um weniger als etwa 15% der Größenordnung der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfall über den Bereich von Einfallswinkeln hinweg variiert.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 9, wobei der maximale Winkel ϕ_max mindestens 60 Grad beträgt.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 1, wobei die Größenordnung δ der Phasenverzögerung um weniger als etwa 6% der Größenordnung der Phasenverzögerung bei senkrechtem Einfall über den Bereich von Einfallswinkeln hinweg variiert.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 1, wobei das Copolymer auf Acrylnitrilbasis Acrylnitril aufweist, das mit einem oder mehreren (Meth)acrylatmonomeren copolymerisiert ist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 13, wobei das (Meth)acrylatmonomer ein Monomer aufweist, das ausgewählt wurde aus der Gruppe bestehend aus Methylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Isooctylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 12, wobei das (Meth)acrylatmonomer ein Methylacrylat aufweist.
Optischer Phasenverzögerer nach Anspruch 14, wobei das elastomere Copolymer Butadien aufweist, das mit Acrylnitril copolymerisiert ist.
Anti-reflectives (AR) optisches Element, das auf einer teilweise reflektierenden Fläche (707) angeordnet ist und über einen relativ breiten Bereich von Einfallswinkeln in der Lage ist, die Reflexion von sichtbarem Licht von der Fläche (707) im Wesentlichen zu verringern, wobei das AR optische Element Folgendes aufweist: ein absorbierendes Polarisationsfilter (703), das zwischen einer Quelle von einfallendem Licht und der reflektierenden Fläche (707) angeordnet ist; und einen Phasenverzögerer (701) nach Anspruch 1, der zwischen dem Polarisationsfilter (703) und der reflektierenden Fläche (707) angeordnet ist.