WO2009128744A1 - Polarizer and a method for the production thereof - Google Patents

Polarizer and a method for the production thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2009128744A1
WO2009128744A1 PCT/RU2009/000165 RU2009000165W WO2009128744A1 WO 2009128744 A1 WO2009128744 A1 WO 2009128744A1 RU 2009000165 W RU2009000165 W RU 2009000165W WO 2009128744 A1 WO2009128744 A1 WO 2009128744A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
photopolymer
layer
polarization
polarizer
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000165
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Валентин Алексеевич ЦВЕТКОВ
Original Assignee
Tzvetkov Valentin Alekseyevich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tzvetkov Valentin Alekseyevich filed Critical Tzvetkov Valentin Alekseyevich
Publication of WO2009128744A1 publication Critical patent/WO2009128744A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • G02B5/305Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/42Polarizing, birefringent, filtering

Definitions

  • the invention relates to optics, in particular, to optical polarizers that can be used in various fields of science and industry, in particular, can be used in liquid crystal displays.
  • polarizers which are oriented uniaxially stretched polymer film, colored in bulk by dichroic dyes or iodine compounds [1].
  • unpolarized light passes through such a polarizer, one component of light, the plane of oscillation of which is parallel to the axis of absorption of the dye, is almost completely absorbed and, naturally, is not used in the future.
  • Another component of light, the plane of oscillations of which is perpendicular to the axis of absorption of the dye passes through the polarizer with minimal absorption and is then used as linearly polarized light.
  • the main disadvantage of the known polarizer is a significant absorption of useful light energy - more than 50%.
  • the closest in technical essence and the achieved effect to the proposed polarizer is a polarizer, the absorption of light energy in which is significantly reduced [2].
  • Such a polarizer contains a converter of incoming light into many converging beams - a cylindrical lens raster, a splitter of each of the converging beams of unpolarized light flux into two sub-streams with mutually opposite polarization directions: passing through with the first, for example, right, circular polarization direction, and reflected - with second left
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) direction of circular polarization.
  • the splitter is made of a cholesteric liquid crystal having the ability to transmit all the light with the first direction of circular polarization, for example, the right, and reflect all the light with the left circular polarization.
  • the left-directed sub-stream reflected from the splitter is subjected to additional reflection from the metal reflector located at the focus of the cylindrical raster, while the left-hand circular polarization changes to the right-hand circular polarization, and this sub-stream is again directed to the splitter.
  • the second part of the input stream passes through the splitter, since the twice reflected light also has a right circular polarization.
  • both parts of the unpolarized input light pass through a polaroid with a single direction of circular polarization.
  • a quarter-wave plate converts circularly polarized light into plane-parallel, i.e. a linear polarizer is formed with a minimum of loss of useful light energy - almost 100% polaroid.
  • the known polarizer Despite the minimal loss of light energy, the known polarizer has significant drawbacks. These include structural complexity and significant thickness due to the presence of a cylindrical lens raster with areas of a metallized reflective layer, a cholesteric LC layer enclosed between substrates of significant thickness. The design is not suitable for manufacturing in continuous tape mode (roll-to-roll ppose).
  • the problem to which the invention is directed is to develop a simplified design and reduce the cost of its manufacture while maintaining minimal losses
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) of useful light in the polarizer, as well as in the development of a technologically progressive method of manufacturing in continuous tape mode (roll-to-roll ppose).
  • the technical result is achieved due to the fact that in the known polarizer, consisting of a converter of unpolarized stray light, a light splitter into two mutually orthogonal polarizations, an additional cylindrical raster lens, a distance spacer, a protective film with the first layer of a photopolymer in which are formed optically isotropic and birefringent areas located in the foci of the lenses of the cylindrical raster lens, while the direction of the optical axis and the magnitude of the two-beam refractive index in areas selected with the possibility of phase incursion 90 ° (quarter-wave plate).
  • the light splitter is made of a second photopolymer layer with an anisotropic phase diffraction grating formed, the refractive index within each grating element having preferably a sinusoidal distribution.
  • the technical result in terms of the manufacturing method of the proposed polarizer is achieved by performing the bonding operation of four continuously moving tapes, the first of which is a strong transparent protective film on which the first layer of photopolymer is applied.
  • the second tape is a transparent spacer.
  • the third tape is a film with cylindrical lens rasters.
  • the third tape is exposed to the first layer of the photopolymer by polarized radiation, with a plane of polarization directed under the angle of 45 ° to the direction of movement of the tape, and sections of a birefringent quarter-wave plate in the foci of cylindrical lenses are formed in the first layer of the photopolymer.
  • a second layer of photopolymer is applied to the flat side of a film with cylindrical lens rasters, a second layer of photopolymer is exposed through a stencil with a system of transparent and opaque strips with polarized radiation with a plane of polarization directed along the direction of movement of the ribbons and form an anisotropic phase diffraction grating in it.
  • the formed diffraction grating will be sinusoidal and capable of efficiently decomposing light only by ⁇ 1 orders of magnitude, which is the most optimal grating for the proposed polarizer.
  • the proposed method makes it possible to manufacture a polarizer in the form of a continuous tape of unlimited length (roll-to-roll ppress) with a tape speed limited by the photosensitivity of the photopolymer layers and the possible power of the exposure radiation sources.
  • FIG. l is the design of the polarizer with three sub-elements from the set
  • Figure 2 the course of the rays in the polaroid
  • Figure.Z an alternative design of a light converter
  • the polarizer consists of a converter 1 for incoming non-polarized radiation, a light splitter, which is a photopolymer layer 2 in which a phase anisotropic diffraction grating is formed with a period of 5 .... 50 ⁇ m, a cylindrical lens raster 3 with a focal length of 200 .... 2000 ⁇ m, a remote polymer optically isotropic film 4 with a calibrated thickness equal to the focal length of a cylindrical raster lens.
  • a photopolymer layer 5 is placed, which is deposited on a strong optically isotropic protective film 6.
  • layers 2 and 5 of the photopolymer Prior to exposure, layers 2 and 5 of the photopolymer are optically isotropic and, after exposure to polarized UV radiation, are able to form birefringent sections 2 ⁇ 5 'with the direction of the optical axis coinciding with the plane of polarization of the exposure radiation.
  • a polymer it is proposed to use, in particular, the well-known polyvinylcinnamate, or any other photopolymer capable of forming birefringent layers.
  • An anisotropic diffraction grating is formed on layer 2 of the photopolymer.
  • the exposure of the layer of photopolymer 2 is carried out by actinic polarized UV radiation through a stencil, which is an alternating transparent and opaque stripes with a period of 5-50 microns.
  • the direction of the plane of polarization of the exposure radiation is perpendicular to the plane of the drawing.
  • a layer 2 of photopolymer is formed
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) b a periodic system of optically isotropic (2 ") and optically anisotropic (T), birefringent regions.
  • This system acts as an anisotropic diffraction grating that decomposes light of the same polarization perpendicular to the plane of the drawing into ⁇ 1 order diffraction spectra and, generally, higher
  • Light with a polarization coinciding with the plane of the drawing passes through the anisotropic diffraction grating without any changes, since the profile of the refractive index does not change for light of this polarization therefore, for this polarization grating does not exist.
  • a system of illuminated areas with a mutually perpendicular direction of polarization is formed in the focal plane of the cylindrical raster lens: light with a plane of polarization coinciding with the plane of the drawing is focused on the optical axes of the raster lenses, and diffraction spectra with a plane of polarization perpendicular to the plane of the drawing are located outside the optical axis .
  • the unexposed sections of the 5 'system are optically isotropic.
  • the exposed sections of the 5' system are birefringent with the optical axis at an angle of 45 ° to the plane of the drawing, which is ensured by the appropriate location of the polarizer during exposure.
  • the birefringence of sections of the 5 'system is chosen such that light beams with a plane of polarization ,
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) lying in the plane of the drawing, acquire a phase shift of 90 ° and become linearly polarized with a plane of polarization perpendicular to the plane of the drawing.
  • the unpolarized scattered input radiation 7 consists of two mutually orthogonal polarizations P p and P s .
  • the plane of polarization P p is perpendicular to the plane of the drawing, the plane of polarization P s is located in the plane of the drawing.
  • Converter 1 can be made of two cylindrical rasters with matching focal lengths (Fig. L) or, alternatively, be a holographic screen with a system of holographic lenses that can direct incoming scattered light into pseudo-parallel beams (Fig. 2). Such holographic screens are well known, for example, [3]. Other types of converters can be used, for example, prismatic or any others.
  • zero-order spectra are formed on the optical axis of the raster lens and diffraction spectra outside the optical axis of the raster lens with a plane of polarization Pp for which an anisotropic grating 10 exists.
  • a plane of polarization Pp for which an anisotropic grating 10 exists.
  • an anisotropic diffraction grating does not exist, since for this polarization both sections of the photopolymer have the same refractive index.
  • All light beams with polarization P s are focused by the raster-lens on the optical axes of the raster lenses, i.e. at the location of the spectrum 9
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) zero order (zero) for polarization P p .
  • diffraction spectra 10 are observed with an order of ⁇ 1, ⁇ 2 and higher orders with a polarization P p .
  • a mixture of a spectrum of zero (zero) order with a polarization P p and all focused light of orthogonal polarization P s is formed , i.e. partially polarized light.
  • birefringent portions of the system 5 ' are formed on the photopolymer layer 5 in the region of the optical axes of the raster lenses with the direction of the optical axis at an angle of 45 ° to the plane of the drawing, and the magnitude of the birefringence induced in the portion of the birefringent system 5' is chosen such that for the polarization P s the phase incursion was 90 ° (quarter-wave plate), then the light with the polarization P s after passing through the parts of the 5 'system acquires the polarization P p the same as in the diffraction spectra.
  • This device is a linear polarizer.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) It can be seen from the foregoing that, for all evolutions of the polarization planes, almost no light loss occurred. Therefore, this is a linear polarizer with 100% transmission.
  • the wavelengths of light that can be polarized include all visible light (400-700 nm).
  • the operating range of the polarizer can be significantly expanded towards UV or IR light, provided that all materials used are transparent in these ranges, and the photopolymer layers 2 and 5 retain photosensitivity in the UV range.
  • Easily removable polymer films can be applied to both sides of the six-layer structure to protect the polaroid from mechanical damage and contamination during storage and transportation.
  • An adhesive layer can be applied under one of the films to facilitate subsequent use.
  • the polarizer of the proposed design can be used in projection displays because it is made of non-absorbing transparent materials, the transmitted radiation is not absorbed in the polarizers and the LC layer, therefore the thermal load on the polarizer and the LC layer is minimal.
  • the proposed polarizer which is a six-layer structure, can be manufactured on the equipment shown in Figure 4. The equipment includes five drums 12, 13, 14, 15, 16 and a pressure drum 17. All six layers that make up the polaroid are divided into four tape parts, each of which is moved using one of the drums 12, 13, 14 , fifteen .
  • the first of the tapes, moved by the drum 12, consists of a strong transparent base 6, on which with a sprayer 18,
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the extruder, a doctor blade or other other device, the first layer 5 of the photopolymer is applied, which, after drying, enters the exposure zone 19, where birefringent sections of the system 5 'are formed in the focuses of the lenses of the cylindrical raster in the layer 5 of the photopolymer using UV illumination 20, with the direction of the optical axis directed at an angle of 45 ° to the direction of movement of the tapes.
  • the magnitude of the induced birefringence is such that light with a plane of polarization perpendicular to the direction of movement of the ribbons rotates the plane of polarization by 90 ° (quarter-wave plate).
  • the second of the tapes, moved by the drum 13, is a transparent, optically isotropic film 3 of strictly controlled thickness, and for the present process is a component product, or can be manufactured as part of the same process using one of the known technologies.
  • the third of the tapes, moved by the drum 14, is a film 4 with cylindrical raster lenses.
  • it is a component product or can be manufactured as part of the same process using one of the known technologies that are not the subject of the present invention.
  • the first, second and third tapes connected into a single tape are continuously moved to the spraying and illumination zone 24, where the second layer 2 of photopolymer is applied to the flat side of the film with cylindrical raster lenses. After drying, the photopolymer layer 2, located on a flat surface, moves to the exposure zone 23.
  • projection zone 24 projection UV illumination 20, a stencil 25, and polaroid 26 on the photopolymer layer 2 form birefringent portions of system V with an optical direction
  • Stencil 25 has a system of transparent and opaque sections and their period is chosen so that, taking into account the increase in the projection system, a phase anisotropic diffraction grating is formed on layer 2 of the photopolymer. If a pattern of opaque regions with a sinusoidal distribution of the degree of opacity is present on screen 25, then a sinusoidal anisotropic phase diffraction grating will be formed.
  • All four tapes are moved by drums 12,13,14,15 at the same speed.
  • the speed of their movement is determined by the exposure time necessary for the formation of birefringent sections on layers 2 and 5 of photopolymers.
  • Cathodoluminescent lamps with polarizers can be used as a source of UV radiation, providing radiation of sufficient power in the sensitivity range of the layers of photopolymers. It is possible, and even preferable, to use high-power lasers emitting in the sensitivity range of photopolymers and emitting polarized radiation. The length of the manufactured polarizers can be unlimited.
  • the width of the manufactured polarizer is limited only by the width of the drums and the power of UV radiation sources and the ability of projection systems to form fairly narrow beams

Abstract

The inventive light polarizer comprises six transparent polymer layers, including a converter for converting unpolarized light into quasi-parallel light for illuminating a light divider for dividing the light into two mutually orthogonal polarizations. The divider is in the form of a polymer layer with anisotropic, preferably sinusoidal, phase diffraction grating which is formed therein and decomposes light into two spectra of the order of ±1 having 50% intensity in each order. The changeless light concentrated in the diffraction spectra comes at a polarizer output. The orthogonal polarization light is concentrated in the focuses of the cylindrical raster object lenses and, passing across the birefringent sections of the second photopolymer layer, turns a plane of polarization by 90°, thereby obtaining the polarization coinciding with the diffraction spectra light. Thus, all of the light, which passed across all the layers practically without losses, has a single polarization. The method for producing the described polarizer is also disclosed.

Description

ПОЛЯРИЗАТОР И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ POLARIZER AND METHOD FOR ITS PRODUCTION
Заявляемое изобретение относится к оптике, в частности, к оптическим поляризаторам, которые могут быть использованы в различных отраслях науки и промышленности, в частности могут быть использованы в жидкокристаллических дисплеях.The invention relates to optics, in particular, to optical polarizers that can be used in various fields of science and industry, in particular, can be used in liquid crystal displays.
Самое широкое распространение к настоящему времени получили поляризаторы, которые представляют собой ориентированную одноосным растяжением полимерную пленку, окрашенную в массе дихроичными красителями или соединениями йода [1]. При прохождении неполяризованного света сквозь такой поляризатор, одна компонента света, плоскость колебаний которой параллельна оси поглощения красителя, практически полностью поглощается и, естественно, в дальнейшем не используется. Другая компонента света, плоскость колебаний которой перпендикулярна оси поглощения красителя, проходит сквозь поляризатор с минимальным поглощением и в дальнейшем используется как линейно поляризованный свет.To date, the most widely used are polarizers, which are oriented uniaxially stretched polymer film, colored in bulk by dichroic dyes or iodine compounds [1]. When unpolarized light passes through such a polarizer, one component of light, the plane of oscillation of which is parallel to the axis of absorption of the dye, is almost completely absorbed and, naturally, is not used in the future. Another component of light, the plane of oscillations of which is perpendicular to the axis of absorption of the dye, passes through the polarizer with minimal absorption and is then used as linearly polarized light.
Основным недостатком известного поляризатора является значительное поглощение полезной световой энергии - более 50%. Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому поляризатору является поляризатор, поглощение световой энергии в котором существенно снижено [2]. Такой поляризатор содержит конвертер входящего света во множество сходящихся пучков - цилиндрический линзовый растр, расщепитель каждого из сходящихся пучков неполяризованного светового потока на два суб-потока с взаимно противоположными направлениями поляризации: проходящий- с первым, например правым, направлением круговой поляризации, и отраженный - со вторым, левымThe main disadvantage of the known polarizer is a significant absorption of useful light energy - more than 50%. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed polarizer is a polarizer, the absorption of light energy in which is significantly reduced [2]. Such a polarizer contains a converter of incoming light into many converging beams - a cylindrical lens raster, a splitter of each of the converging beams of unpolarized light flux into two sub-streams with mutually opposite polarization directions: passing through with the first, for example, right, circular polarization direction, and reflected - with second left
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) направлением круговой поляризации. Расщепитель выполнен из холестерического жидкого кристалла, обладающего способностью пропускать весь свет с первым направлением круговой поляризации, например, правой, и отражать весь свет с левой круговой поляризацией. Отраженный от расщепителя суб-поток с левым направлением подвергается дополнительному отражению от металлического отражателя, размещенного в фокусе цилиндрического растра, при этом левое направление круговой поляризации изменяется на правое направление круговой поляризации, и этот суб-поток вновь направляется на расщепитель. Теперь и вторая часть входного потока проходит сквозь расщепитель, поскольку дважды отраженный свет имеет также правую круговую поляризацию. Таким образом, обе части неполяризованного входного света проходят сквозь поляроид с единым направлением круговой поляризации. Четвертьволновая пластина преобразует свет круговой поляризации в плоскопараллельный, т.е. формируется линейный поляризатор с минимумом потерь полезной световой энергии - практически 100% поляроид.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) direction of circular polarization. The splitter is made of a cholesteric liquid crystal having the ability to transmit all the light with the first direction of circular polarization, for example, the right, and reflect all the light with the left circular polarization. The left-directed sub-stream reflected from the splitter is subjected to additional reflection from the metal reflector located at the focus of the cylindrical raster, while the left-hand circular polarization changes to the right-hand circular polarization, and this sub-stream is again directed to the splitter. Now the second part of the input stream passes through the splitter, since the twice reflected light also has a right circular polarization. Thus, both parts of the unpolarized input light pass through a polaroid with a single direction of circular polarization. A quarter-wave plate converts circularly polarized light into plane-parallel, i.e. a linear polarizer is formed with a minimum of loss of useful light energy - almost 100% polaroid.
Несмотря на минимальные потери световой энергии, известный поляризатор обладает существенными недостатками. К их числу относится сложность конструкции и значительная толщина, обусловленные наличием цилиндрического линзового растра с участками металлизированного отражающего слоя, слоя холестерического ЖК, заключенного между подложками значительной толщины. Конструкция не приспособлена к изготовлению в режиме непрерывной ленты (rоll-tо-rоll рrосеss).Despite the minimal loss of light energy, the known polarizer has significant drawbacks. These include structural complexity and significant thickness due to the presence of a cylindrical lens raster with areas of a metallized reflective layer, a cholesteric LC layer enclosed between substrates of significant thickness. The design is not suitable for manufacturing in continuous tape mode (roll-to-roll ppose).
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в разработке упрощенной конструкции и снижении себестоимости ее изготовления при сохранении минимальных потерьThe problem to which the invention is directed, is to develop a simplified design and reduce the cost of its manufacture while maintaining minimal losses
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) полезного света в поляризаторе, а также в разработке технологически прогрессивного способа изготовления в режиме непрерывной ленты (rоll-tо-rоll рrосеss).SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) of useful light in the polarizer, as well as in the development of a technologically progressive method of manufacturing in continuous tape mode (roll-to-roll ppose).
Технический результат достигается за счет того, что в известном поляризаторе, состоящем из конвертера неполяризованного рассеянного света, расщепителя света на две взаимно ортогональные поляризации, дополнительно установлен цилиндрический линзовый растр-объектив, дистанционная прокладка, защитная пленка с нанесенным первым слоем фотополимера, в котором сформированы оптически изотропные и двулучепреломляющие участки, размещенные в фокусах линз цилиндрического растра-объектива, при этом направление оптической оси и величина двулучепреломления на участках выбрана с возможностью набега фаз 90° (четвертьволновая пластина). Расщепитель света выполнен из второго слоя фотополимера с сформированной фазовой анизотропной дифракционной решеткой, причем показатель преломления в пределах каждого элемента решетки имеет, предпочтительно, синусоидальное распределение.The technical result is achieved due to the fact that in the known polarizer, consisting of a converter of unpolarized stray light, a light splitter into two mutually orthogonal polarizations, an additional cylindrical raster lens, a distance spacer, a protective film with the first layer of a photopolymer in which are formed optically isotropic and birefringent areas located in the foci of the lenses of the cylindrical raster lens, while the direction of the optical axis and the magnitude of the two-beam refractive index in areas selected with the possibility of phase incursion 90 ° (quarter-wave plate). The light splitter is made of a second photopolymer layer with an anisotropic phase diffraction grating formed, the refractive index within each grating element having preferably a sinusoidal distribution.
Благодаря предложенной конструкции, состоящей из шести слоев- пленок, практически весь входящий неполяризованный свет с минимальными потерями преобразуется в линейно поляризованный свет.Thanks to the proposed design, consisting of six layers of films, almost all incoming non-polarized light with minimal losses is converted to linearly polarized light.
Технический результат в части способа изготовления предлагаемого поляризатора достигается за счет выполнения операции скрепления четырех непрерывно движущихся лент, первая из которых представляет собой прочную прозрачную защитную пленку, на которую наносят первый слой фотополимера. Вторая лента представляет собой прозрачную дистанционную прокладку. Третья лента представляет собой пленку с цилиндрическими линзовыми растрами. Сквозь вторую иThe technical result in terms of the manufacturing method of the proposed polarizer is achieved by performing the bonding operation of four continuously moving tapes, the first of which is a strong transparent protective film on which the first layer of photopolymer is applied. The second tape is a transparent spacer. The third tape is a film with cylindrical lens rasters. Through the second and
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) третью ленты производят экспонирование первого слоя фотополимера поляризованным излучением, с плоскостью поляризации, направленной под утлом 45° к направлению движения ленты, и формируют в первом слое фотополимера участки двулучепреломляющей четвертьволновой пластины в фокусах цилиндрических линз. На плоскую сторону пленки с цилиндрическими линзовыми растрами наносят второй слой фотополимера, экспонируют сквозь трафарет с системой прозрачных и непрозрачных полосок второй слой фотополимера поляризованным излучением с плоскостью поляризации, направленной вдоль направления движения лент и формируют в нем анизотропную фазовую дифракционную решетку. При использовании в трафарете непрозрачных полосок с синусоидальным распределением пропускания сформированная дифракционная решетка будет синусоидальной и способной эффективно разлагать свет только на ±1 порядки, что является наиболее оптимальной решеткой для предлагаемого поляризатора.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the third tape is exposed to the first layer of the photopolymer by polarized radiation, with a plane of polarization directed under the angle of 45 ° to the direction of movement of the tape, and sections of a birefringent quarter-wave plate in the foci of cylindrical lenses are formed in the first layer of the photopolymer. A second layer of photopolymer is applied to the flat side of a film with cylindrical lens rasters, a second layer of photopolymer is exposed through a stencil with a system of transparent and opaque strips with polarized radiation with a plane of polarization directed along the direction of movement of the ribbons and form an anisotropic phase diffraction grating in it. When using opaque strips with a sinusoidal transmission distribution in a stencil, the formed diffraction grating will be sinusoidal and capable of efficiently decomposing light only by ± 1 orders of magnitude, which is the most optimal grating for the proposed polarizer.
Предложенный способ обеспечивает возможность изготовления поляризатора в виде непрерывной ленты неограниченной длины (rоll-tо- rоll рrосеss) со скоростью движения ленты, ограниченной светочувствительностью слоев фотополимера и возможной мощностью источников экспонирующего излучения.The proposed method makes it possible to manufacture a polarizer in the form of a continuous tape of unlimited length (roll-to-roll ppress) with a tape speed limited by the photosensitivity of the photopolymer layers and the possible power of the exposure radiation sources.
Сущность предлагаемого поляризатора и способа его изготовления поясняется с привлечением графических материалов, на которых представлены: Фиг. l - конструкция поляризатора с тремя суб-элементами из множества,The essence of the proposed polarizer and the method of its manufacture is illustrated with the use of graphic materials, which show: FIG. l is the design of the polarizer with three sub-elements from the set,
Фиг.2 - ход лучей в поляроиде, Фиг.З - альтернативный вариант конструкции конвертера света,Figure 2 - the course of the rays in the polaroid, Figure.Z - an alternative design of a light converter,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Фиг.4 — аппаратура для формирования поляроида по предлагаемому изобретению в аксонометрической проекции.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Figure 4 - apparatus for the formation of a polaroid according to the invention in axonometric projection.
Поляризатор состоит из конвертора 1 входящего неполяризованного излучения, расщепителя света, представляющего собой слой 2 фотополимера, в котором сформирована фазовая анизотропная дифракционной решетка с периодом 5....50 мкм, цилиндрического линзового растра-объектива 3 с фокусным расстоянием 200....2000 мкм, дистанционной полимерной оптически изотропной пленки 4 с калиброванной толщиной, равной фокусному расстоянию цилиндрического растра-объектива.The polarizer consists of a converter 1 for incoming non-polarized radiation, a light splitter, which is a photopolymer layer 2 in which a phase anisotropic diffraction grating is formed with a period of 5 .... 50 μm, a cylindrical lens raster 3 with a focal length of 200 .... 2000 μm, a remote polymer optically isotropic film 4 with a calibrated thickness equal to the focal length of a cylindrical raster lens.
Вплотную с дистанционной пленкой 4 размещен слой 5 фотополимера, который нанесен на прочную оптически изотропную защитную пленку 6.Close to the distance film 4, a photopolymer layer 5 is placed, which is deposited on a strong optically isotropic protective film 6.
Слои 2 и 5 фотополимера, соответственно, до экспозиции являются оптически изотропным и обладают способностью после экспозиции поляризованным УФ излучением формировать двулучепреломляющие участки 2\ 5' с направлением оптической оси, совпадающим с плоскостью поляризации экспонирующего излучения. В качестве такого полимера предлагается использовать, в частности, широко известный поливинилциннамат, или любой другой фотополимер, способный формировать двулучепреломляющие слои.Prior to exposure, layers 2 and 5 of the photopolymer are optically isotropic and, after exposure to polarized UV radiation, are able to form birefringent sections 2 \ 5 'with the direction of the optical axis coinciding with the plane of polarization of the exposure radiation. As such a polymer, it is proposed to use, in particular, the well-known polyvinylcinnamate, or any other photopolymer capable of forming birefringent layers.
На слое 2 фотополимера сформирована анизотропная дифракционная решетка. Для этого экспозиция слоя фотополимера 2 производится актиничным поляризованным УФ излучением сквозь трафарет, представляющий собой чередующиеся прозрачные и непрозрачные полоски с периодом 5-50 мкм. Направление плоскости поляризации экспонирующего излучения перпендикулярно плоскости чертежа. В результате в слое 2 фотополимера формируетсяAn anisotropic diffraction grating is formed on layer 2 of the photopolymer. For this, the exposure of the layer of photopolymer 2 is carried out by actinic polarized UV radiation through a stencil, which is an alternating transparent and opaque stripes with a period of 5-50 microns. The direction of the plane of polarization of the exposure radiation is perpendicular to the plane of the drawing. As a result, a layer 2 of photopolymer is formed
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) б периодическая система оптически изотропных (2") и оптически анизотропных (T), двулучепреломляющих участков. Эта система работает как анизотропная дифракционная решетка, которая разлагает свет одной поляризации, перпендикулярной плоскости чертежа на дифракционные спектры ±1 порядка и, в общем случае, более высоких порядков. Свет с поляризацией, совпадающей с плоскостью чертежа, проходит сквозь анизотропную дифракционную решетку без каких-либо изменений, поскольку для света этой поляризации профиль показателя преломления не изменяется и поэтому для этой поляризации дифракционная решетка не существует.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) b a periodic system of optically isotropic (2 ") and optically anisotropic (T), birefringent regions. This system acts as an anisotropic diffraction grating that decomposes light of the same polarization perpendicular to the plane of the drawing into ± 1 order diffraction spectra and, generally, higher Light with a polarization coinciding with the plane of the drawing passes through the anisotropic diffraction grating without any changes, since the profile of the refractive index does not change for light of this polarization therefore, for this polarization grating does not exist.
В результате, в фокальной плоскости щiлиндрического растра- объектива формируется система освещенных участков с взаимно перпендикулярным направлением поляризации: на оптических осях линз растра сфокусирован свет с плоскостью поляризации, совпадающей с плоскостью чертежа, а вне оптической оси располагаются дифракционные спектры с плоскостью поляризации, перпендикулярной плоскости чертежа.As a result, a system of illuminated areas with a mutually perpendicular direction of polarization is formed in the focal plane of the cylindrical raster lens: light with a plane of polarization coinciding with the plane of the drawing is focused on the optical axes of the raster lenses, and diffraction spectra with a plane of polarization perpendicular to the plane of the drawing are located outside the optical axis .
На слое 5 фотополимера путем экспозиции сквозь цилиндрический линзовый растр поляризованным УФ излучением сформирована система 5' экспонированных и система 5" неэкспонированных участков, при этом экспозиция слоя 5 должна производиться до экспозиции слоя 2 фотополимера.On the layer 5 of the photopolymer by exposure through a cylindrical lens raster by polarized UV radiation, a system of 5 'exposed and a system of 5' unexposed portions is formed, while the exposure of layer 5 should be done before the exposure of layer 2 of the photopolymer.
Неэкспонированные участки системы 5" оптически изотропны. Экспонированные участки системы 5' являются двулучепреломляющими с направлением оптической оси под углом 45° к плоскости чертежа, что обеспечено соответствующим расположением поляризатора при экспозиции. Величина двулучепреломления участков системы 5' выбрана такой, что лучи света с плоскостью поляризации,The unexposed sections of the 5 'system are optically isotropic. The exposed sections of the 5' system are birefringent with the optical axis at an angle of 45 ° to the plane of the drawing, which is ensured by the appropriate location of the polarizer during exposure. The birefringence of sections of the 5 'system is chosen such that light beams with a plane of polarization ,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) лежащей в плоскости чертежа, приобретают набег фаз на 90° и становятся линейно поляризованными с плоскостью поляризации перпендикулярной плоскости чертежа.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) lying in the plane of the drawing, acquire a phase shift of 90 ° and become linearly polarized with a plane of polarization perpendicular to the plane of the drawing.
Неполяризованное рассеянное входное излучение 7 состоит из двух взаимно ортогональных поляризаций Pp и Ps. Плоскость Pp поляризации перпендикулярна плоскости чертежа, плоскость Ps поляризации расположена в плоскости чертежа.The unpolarized scattered input radiation 7 consists of two mutually orthogonal polarizations P p and P s . The plane of polarization P p is perpendicular to the plane of the drawing, the plane of polarization P s is located in the plane of the drawing.
Излучение 7 поступает в конвертор 1 излучения и после его прохождения сквозь конвертор преобразуется в квазипараллельное неполяризованное излучение 8, которое освещает фазовую анизотропную дифракционную решетку, выполненную из слоя 2 фотополимера. Конвертер 1 может быть выполнен из двух цилиндрических растров с совпадающими фокусными расстояниями (Фиг. l) или, в альтернативном варианте, представлять собой голографический экран с системой голографических линз, обладающих возможностью направлять входящий рассеянный свет в псевдопараллельные пучки (Фиг.2). Такие голографические экраны достаточно известны, например, [3]. Могут быть использованы другие виды конвертеров, например, призматические или любые другие. В фокальной плоскости растра-объектива образуются спектры 9 нулевого порядка (zеrо) на оптической оси растра-объектива и дифракционные спектры вне оптической оси растра-объектива с плоскостью Pp поляризации, для которой анизотропная решетка 10 существует. Для ортогональной поляризации Ps анизотропная дифракционная решетка не существует, поскольку для этой поляризации оба участка фотополимера имеют одинаковый показатель преломления. Все лучи света с поляризацией Ps фокусируются растром-объективом на оптических осях линз растра, т.е. на месте расположения спектра 9Radiation 7 enters the radiation converter 1 and, after passing through the converter, is converted into quasiparallel unpolarized radiation 8, which illuminates the phase anisotropic diffraction grating made from layer 2 of the photopolymer. Converter 1 can be made of two cylindrical rasters with matching focal lengths (Fig. L) or, alternatively, be a holographic screen with a system of holographic lenses that can direct incoming scattered light into pseudo-parallel beams (Fig. 2). Such holographic screens are well known, for example, [3]. Other types of converters can be used, for example, prismatic or any others. In the focal plane of the raster lens, zero-order spectra (zero) are formed on the optical axis of the raster lens and diffraction spectra outside the optical axis of the raster lens with a plane of polarization Pp for which an anisotropic grating 10 exists. For orthogonal polarization Ps, an anisotropic diffraction grating does not exist, since for this polarization both sections of the photopolymer have the same refractive index. All light beams with polarization P s are focused by the raster-lens on the optical axes of the raster lenses, i.e. at the location of the spectrum 9
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) нулевого порядка (zеrо) для поляризации Pp . Таким образом, в фокальной плоскости растра-объектива вне оси наблюдаются дифракционные спектры 10 с порядком ± 1, ±2 и более высоких порядков с поляризацией Pp. На оптической оси образуется смесь спектра нулевого (zеrо) порядка с поляризацией Pp и всего сфокусированного света ортогональной поляризации Ps, т.е. частично поляризованный свет. Если при изготовлении анизотропной фазовой решетки создано синусоидальное распределение показателя преломления в пределах каждой полоски, то при дифракции образуются только спектры ± 1 порядка (по 50% интенсивности в каждом порядке), и никакой интенсивности света не наблюдается в нулевом порядке.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) zero order (zero) for polarization P p . Thus, in the focal plane of the raster lens outside the axis, diffraction spectra 10 are observed with an order of ± 1, ± 2 and higher orders with a polarization P p . On the optical axis, a mixture of a spectrum of zero (zero) order with a polarization P p and all focused light of orthogonal polarization P s is formed , i.e. partially polarized light. If a sinusoidal distribution of the refractive index is created within each strip in the manufacture of an anisotropic phase grating, then only ± 1 order spectra (50% intensity in each order) are formed during diffraction, and no light intensity is observed in zero order.
Тогда на оптических осях будет наблюдаться также свет только одной поляризации Ps. Таким образом, при наличии синусоидальной поляризационной фазовой решетки в фокальной плоскости растра- объектива наблюдается следующее распределение интенсивности света: вне оптической оси расположены полностью поляризованные спектры ± 1 порядка с поляризацией Pp и на оптической оси наблюдается свет только одной ортогональной поляризации Ps.Then light of only one polarization P s will also be observed on the optical axes. Thus, in the presence of a sinusoidal polarization phase grating in the focal plane of the raster-lens, the following distribution of light intensity is observed: outside the optical axis there are completely polarized ± 1 order spectra with polarization P p and light of only one orthogonal polarization P s is observed on the optical axis.
Поскольку на слое 5 фотополимера в области оптических осей линз растра сформированы двулучепреломляющие участки системы 5' с направлением оптической оси, расположенной под углом 45° к плоскости чертежа, и величина наведенного на участке системы 5' двулучепреломления выбрана такой, чтобы для поляризации Ps набег фазы составлял 90° (четвертьволновая пластина), то свет с поляризацией Ps после прохождения сквозь участки системы 5' приобретает поляризацию Pp такую же, как и в дифракционных спектрах. Таким образом, на выходе из устройства имеется излучение только одной поляризации, т.е. это устройство является линейным поляризатором. КакSince birefringent portions of the system 5 'are formed on the photopolymer layer 5 in the region of the optical axes of the raster lenses with the direction of the optical axis at an angle of 45 ° to the plane of the drawing, and the magnitude of the birefringence induced in the portion of the birefringent system 5' is chosen such that for the polarization P s the phase incursion was 90 ° (quarter-wave plate), then the light with the polarization P s after passing through the parts of the 5 'system acquires the polarization P p the same as in the diffraction spectra. Thus, at the output of the device there is radiation of only one polarization, i.e. This device is a linear polarizer. how
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) видно из вышеизложенного, при всех эволюциях плоскостей поляризации не происходило практически никаких потерь света. Следовательно, это и есть линейный поляризатор со 100% пропусканием. Длины волн света, которые могут быть поляризованы, включают весь видимый свет (400-700 нм). По принципу действия рабочий диапазон поляризатора может быть значительно расширен в сторону УФ или ИК света, при условии, что все используемые материалы будут прозрачны в этих диапазонах, а фотополимерные слои 2 и 5 сохраняют светочувствительность в УФ диапазоне. На обе стороны шестислойной конструкции могут быть нанесены легко удаляемые полимерные пленки, защищающие поляроид от механических повреждений и загрязнений в процессе хранения и транспортировки. Под одну из пленок может быть нанесен клеевой слой для облегчения последующего использования Поляризатор предлагаемой конструкции может быть использован в проекционных дисплеях потому, что он выполнен из непоглощающих прозрачных материалов, проходящее излучение не поглощается в поляризаторах и слое ЖК, потому тепловая нагрузка на поляризатор и слой ЖК минимальна. Предлагаемый поляризатор, представляющий собой шестислойную конструкцию, может быть изготовлен на оборудовании, представленном на Фиг.4. В состав оборудования входят пять барабанов 12, 13, 14, 15 ,16 и прижимной барабан 17. Все шесть слоев, входящих в состав поляроида, разделяются на четыре части-ленты, каждая из которых перемещается при помощи одного из барабанов 12, 13, 14, 15 .SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) It can be seen from the foregoing that, for all evolutions of the polarization planes, almost no light loss occurred. Therefore, this is a linear polarizer with 100% transmission. The wavelengths of light that can be polarized include all visible light (400-700 nm). According to the principle of operation, the operating range of the polarizer can be significantly expanded towards UV or IR light, provided that all materials used are transparent in these ranges, and the photopolymer layers 2 and 5 retain photosensitivity in the UV range. Easily removable polymer films can be applied to both sides of the six-layer structure to protect the polaroid from mechanical damage and contamination during storage and transportation. An adhesive layer can be applied under one of the films to facilitate subsequent use. The polarizer of the proposed design can be used in projection displays because it is made of non-absorbing transparent materials, the transmitted radiation is not absorbed in the polarizers and the LC layer, therefore the thermal load on the polarizer and the LC layer is minimal. The proposed polarizer, which is a six-layer structure, can be manufactured on the equipment shown in Figure 4. The equipment includes five drums 12, 13, 14, 15, 16 and a pressure drum 17. All six layers that make up the polaroid are divided into four tape parts, each of which is moved using one of the drums 12, 13, 14 , fifteen .
Первая из лент, перемещаемая барабаном 12, состоит из прочной прозрачной основы 6, на которую при помощи распылителя 18,The first of the tapes, moved by the drum 12, consists of a strong transparent base 6, on which with a sprayer 18,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) экструзера, ракеля или иным другим приспособлением наносится первый слой 5 фотополимера, который после высыхания поступает в зону 19 экспозиции, где при помощи УФ подсветки 20, поляроида 21 в фокусах линз цилиндрического растра в слое 5 фотополимера формируются двулучепреломляющие участки системы 5', с направлением оптической оси, направленной под углом 45° к направлению движения лент. Величина наведенного двулучепреломления такова, что свет с плоскостью поляризации, перпендикулярной направлению движения лент, поворачивает плоскость поляризации на 90° (четвертьволновая пластина).SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the extruder, a doctor blade or other other device, the first layer 5 of the photopolymer is applied, which, after drying, enters the exposure zone 19, where birefringent sections of the system 5 'are formed in the focuses of the lenses of the cylindrical raster in the layer 5 of the photopolymer using UV illumination 20, with the direction of the optical axis directed at an angle of 45 ° to the direction of movement of the tapes. The magnitude of the induced birefringence is such that light with a plane of polarization perpendicular to the direction of movement of the ribbons rotates the plane of polarization by 90 ° (quarter-wave plate).
Вторая из лент, перемещаемая барабаном 13, представляет собой прозрачную, оптически изотропную пленку 3 строго контролируемой толщины, и для настоящего процесса является комплектующим изделием, либо может изготавливаться в рамках этого же процесса по одной из известных технологий.The second of the tapes, moved by the drum 13, is a transparent, optically isotropic film 3 of strictly controlled thickness, and for the present process is a component product, or can be manufactured as part of the same process using one of the known technologies.
Третья из лент, перемещаемая барабаном 14, представляет собой пленку 4 с цилиндрическими растровыми линзами. Для настоящего процесса является комплектующим изделием либо может изготавливаться в рамках этого же процесса по одной из известных технологий, не являющихся предметом настоящего изобретения.The third of the tapes, moved by the drum 14, is a film 4 with cylindrical raster lenses. For the present process, it is a component product or can be manufactured as part of the same process using one of the known technologies that are not the subject of the present invention.
Первая, вторая и третья ленты, соединенные в единую ленту, непрерывно перемещаются в зону 24 распыления и подсветки 20, где на плоскую сторону пленки с щiлиндрическими растровыми линзами наносят второй слой 2 фотополимера. После высыхания слой 2 фотополимера, находящийся на плоской поверхности, перемещается в зону 23 экспозиции. В зоне 24 при помощи проекционной УФ подсветки 20, трафарета 25 и поляроида 26 на слое 2 фотополимера формируют двулучепреломляющие участки системы V с направлением оптическойThe first, second and third tapes connected into a single tape are continuously moved to the spraying and illumination zone 24, where the second layer 2 of photopolymer is applied to the flat side of the film with cylindrical raster lenses. After drying, the photopolymer layer 2, located on a flat surface, moves to the exposure zone 23. In projection zone 24, projection UV illumination 20, a stencil 25, and polaroid 26 on the photopolymer layer 2 form birefringent portions of system V with an optical direction
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) оси, совпадающем с направлением движения лент. На трафарете 25 имеется система прозрачных и непрозрачных участков и период их выбран таким, чтобы с учетом увеличения проекционной системы, на слое 2 фотополимера сформировалась фазовая анизотропная дифракционная решетка. Если на трафарете 25 будет наличествовать система непрозрачных участков с синусоидальным распределением степени непрозрачности, то будет сформирована синусоидальная анизотропная фазовая дифракционная решетка.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) axis coinciding with the direction of movement of the tapes. Stencil 25 has a system of transparent and opaque sections and their period is chosen so that, taking into account the increase in the projection system, a phase anisotropic diffraction grating is formed on layer 2 of the photopolymer. If a pattern of opaque regions with a sinusoidal distribution of the degree of opacity is present on screen 25, then a sinusoidal anisotropic phase diffraction grating will be formed.
Все четыре ленты перемещаются барабанами 12,13,14,15 с одинаковой скоростью. Скорость их перемещения определяется временем экспозиции необходимым для формирования двулучепреломляющих участков на слоях 2 и 5 фотополимеров.All four tapes are moved by drums 12,13,14,15 at the same speed. The speed of their movement is determined by the exposure time necessary for the formation of birefringent sections on layers 2 and 5 of photopolymers.
После процессов экспозиции все четыре ленты при помощи барабана 16 и прижимного устройства 17 соединяются в единый монолитный узел-поляризатор. Для обеспечения монолитности и прочности конструкции возможно применение тонких склеивающих слоев между отдельными лентами, не изменяющих ход лучей в поляроиде.After the exposure processes, all four tapes are connected using a drum 16 and a clamping device 17 into a single monolithic polarizing unit. To ensure solidity and structural strength, it is possible to use thin adhesive layers between individual tapes that do not change the ray path in the polaroid.
В качестве источника УФ излучения можно использовать катодо- люминесцентные лампы с поляризаторами, обеспечивающие излучение достаточной мощности в диапазоне чувствительности слоев фотополимеров. Возможно, и даже предпочтительно, использование мощных лазеров, излучающих в диапазоне чувствительности фотополимеров и испускающих поляризованное излучение. Длина изготовляемых поляризаторов может быть неограниченной.Cathodoluminescent lamps with polarizers can be used as a source of UV radiation, providing radiation of sufficient power in the sensitivity range of the layers of photopolymers. It is possible, and even preferable, to use high-power lasers emitting in the sensitivity range of photopolymers and emitting polarized radiation. The length of the manufactured polarizers can be unlimited.
Ширина изготовляемого поляризатора ограничена только шириной барабанов и мощностью источников УФ излучения и возможностью проекционных систем формировать достаточно узкие пучкиThe width of the manufactured polarizer is limited only by the width of the drums and the power of UV radiation sources and the ability of projection systems to form fairly narrow beams
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) экспонирующего излучения. При современном уровне эти ширины могут составлять несколько метров, а именно поляризаторы такой площади требуются для дисплеев с диагональю 100 дюймов и более.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) exposure radiation. At the current level, these widths can be several meters, namely polarizers of this area are required for displays with a diagonal of 100 inches or more.
Ссылки:References:
[1] - Патент США No. 5,007,942.[1] - US Patent No. 5,007,942.
[2] - Патент России No. 2,143, 128.[2] - Patent of Russia No. 2.143, 128.
[3] - Голографические просветные экраны компании DNP (см. www.dпр.соm).[3] - DNP holographic backlight screens (see www.dpr.com).
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Поляризатор, состоящий из конвертера неполяризованного рассеянного света во множество пучков неполяризованного квазипараллельного света и расщепителя света на две взаимно ортогональные поляризации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в него дополнительно введен цилиндрический линзовый растр-объектив, дистанционная прокладка, защитная пленка, с нанесенным первым слоем фотополимера, в котором сформированы оптически изотропные и двулучепреломляющие участки, размещенные в фокусах линз цилиндрического растра-объектива, при этом направление оптической оси и величина двулучепреломления на участках выбрана с возможностью набега фаз 90°, расщепитель света выполнен из второго слоя фотополимера с сформированной фазовой анизотропной дифракционной решеткой.1. A polarizer consisting of a converter of unpolarized scattered light into many beams of unpolarized quasiparallel light and a light splitter into two mutually orthogonal polarizations, which is due to the fact that an additional cylindrical lens raster lens is introduced into it, remote laying, protective film, with the first layer of photopolymer applied, in which optically isotropic and birefringent sections are formed, located in the foci of the lenses of a cylindrical raster lens, while optical axis and birefringence in the regions selected with the possibility of phase incursion of 90 °, the light splitter is made of the second layer of the photopolymer with the formed phase anisotropic diffraction grating.
2. Поляризатор по п. l, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что сформированная фазовая анизотропная дифракционная решетка выполнена с синусоидальным профилем распределения показателя преломления2. The polarizer according to claim 1, with the fact that the formed phase anisotropic diffraction grating is made with a sinusoidal profile of the distribution of the refractive index
3. Способ изготовления поляризатора, заключающийся в выполнении операций по обработке и скреплению четырех непрерывно движущихся лент, причем на первую из лент, представляющую собой прозрачную защитную пленку, наносят первый слой фотополимера, вторую ленту выполняют в виде прозрачной дистанционной прокладки, третью ленту выполняют в виде пленки с цилиндрическими линзовыми растрами, при этом сквозь вторую и третью ленты производят экспонирование первого слоя фотополимера поляризованным излучением с плоскостью поляризации, направленной под утлом 45° к направлению движения ленты, и формируют в первом слое фотополимера участки3. A method of manufacturing a polarizer, which consists in processing and bonding four continuously moving tapes, and on the first of the tapes, which is a transparent protective film, put the first layer of photopolymer, the second tape is made in the form of a transparent remote strip, the third tape is made in the form films with cylindrical lens rasters, while through the second and third tapes the first layer of the photopolymer is exposed to polarized radiation with a plane of polarization directed minutes at an angle of 45 ° to the direction of tape movement, are formed in the first layer of photopolymer portions
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) деулучепреломляющей четвертьволновой пластины в фокусах цилиндрических линз, на плоскую сторону пленки с цилиндрическими линзовыми растрами наносят второй слой фотополимера, экспонируют сквозь трафарет с системой прозрачных и непрозрачных полосок второй слой фотополимера поляризованным излучением с плоскостью поляризации, направленной вдоль направления движения лент, и формируют в нем анизотропную фазовую дифракционную решетку, ко второму слою фотополимера присоединяют четвертую ленту, выполненную с возможностью конвертации рассеянного света в квазипараллельный свет.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a derefringent quarter-wave plate in the foci of cylindrical lenses, a second layer of photopolymer is applied to the flat side of a film with cylindrical lens rasters, a second layer of photopolymer is exposed through a stencil with a system of transparent and opaque stripes with polarized radiation along a polarization plane directed along the direction of movement of the ribbons and form an anisotropic in it phase diffraction grating, to the second layer of the photopolymer is attached a fourth tape, configured to convert seeded light in quasi-parallel light.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2009/000165 2008-04-15 2009-04-07 Polarizer and a method for the production thereof WO2009128744A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008114190/28A RU2008114190A (en) 2008-04-15 2008-04-15 POLARIZER AND METHOD FOR ITS PRODUCTION
RU2008114190 2008-04-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009128744A1 true WO2009128744A1 (en) 2009-10-22

Family

ID=41199306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000165 WO2009128744A1 (en) 2008-04-15 2009-04-07 Polarizer and a method for the production thereof

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2008114190A (en)
WO (1) WO2009128744A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3522985A (en) * 1965-10-23 1970-08-04 Polaroid Corp High-transmission light polarizer
US5650873A (en) * 1995-01-30 1997-07-22 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Micropolarization apparatus
RU2143128C1 (en) * 1998-02-24 1999-12-20 Мирошин Александр Александрович Polarizer
US20060225827A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Herong Lei Process for forming polarizer plate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3522985A (en) * 1965-10-23 1970-08-04 Polaroid Corp High-transmission light polarizer
US5650873A (en) * 1995-01-30 1997-07-22 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Micropolarization apparatus
RU2143128C1 (en) * 1998-02-24 1999-12-20 Мирошин Александр Александрович Polarizer
US20060225827A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Herong Lei Process for forming polarizer plate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008114190A (en) 2009-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3172076B2 (en) Lighting system and display device
US7369186B2 (en) Polarizing beam splitter featuring stacked grating layers and display including the same
US9103527B2 (en) Light source unit and projection display device with the same
US20090122402A1 (en) Achromatic Converter Of A Spatial Distribution Of Polarization Of Light
US8643822B2 (en) Non-etched flat polarization-selective diffractive optical elements
KR100441162B1 (en) Light reflective type polarizer and projector using the same
US6966656B2 (en) Image display apparatus
KR950023045A (en) Lighting system for color image projectors and circular polarizers
CN115461670A (en) Optical element, image display unit, and head-mounted display
KR970068571A (en) PROJECTION APPARATUS
CN113795776A (en) Light guide element and image display device
JP2005157378A (en) Polarized light conversion optical system
JPH04116521A (en) Prism optical element and polarizing optical element
JP2004037480A (en) Liquid crystal element and optical attenuator
WO2009128744A1 (en) Polarizer and a method for the production thereof
US20060014048A1 (en) Retardation plate
JP7243634B2 (en) Optical elements and light guide elements
JP2000162549A5 (en)
JPH04267203A (en) Polarization converting element
JP5152366B2 (en) Isolator and variable voltage attenuator
WO2023101014A1 (en) Beam combiner, method for forming alignment film, and method for producing optical element
JP2007114375A (en) Light irradiation device, liquid crystal display apparatus and liquid crystal projection apparatus
JP7470775B2 (en) Optical coupling system and optical communication device
JP2000356757A (en) Polarized light illuminator
RU2068573C1 (en) Source of circularly polarized radiation and projection system

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09733004

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09733004

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1