ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И/ИЛИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО В ВИДЕ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ДИСПЛЕЯ Российский патент 2003 года по МПК G02B5/30 G02F1/1335 

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть). Т

Оптическое устройство для получения и/или преобразования поляризованного электромагнитного излучения включает по крайней мере один молекулярно ориентированный слой низкомолекулярного или олигомерного дихроичного материала, способного к образованию стабильной лиотропной жидкокристаллической фазы. При этом проекция на поверхность молекулярно ориентированного слоя дипольного момента оптического перехода по крайней мере одного анизотропно поглощающего фрагмента молекулы дихроичного материала преимущественно параллельна оптической оси молекулярно ориентированного слоя, который имеет величину дихроичного отношения не менее 35 по крайней мере в некотором диапазоне длин волн электромагнитного излучения. Такое оптическое устройство может быть использовано в жидкокристаллическом дисплее в качестве поляризатора или фазозадерживающего слоя. Технический результат - повышение эффективности получения и/или преобразования поляризованного электромагнитного излучения при сохранении высокой термостабильности и светопрочности и малой толщины, а также технологичности изготовления. 2 с. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Оптическое устройство для получения и/или преобразования поляризованного электромагнитного излучения, включающее по крайней мере один молекулярно ориентированный слой низкомолекулярного или олигомерного дихроичного материала, способного к образованию стабильной лиотропной жидкокристаллической фазы, отличающееся тем, что проекция на поверхность молекулярно ориентированного слоя дипольного момента оптического перехода по крайней мере одного анизотропно поглощающего фрагмента молекулы дихроичного материала преимущественно параллельна оптической оси молекулярно ориентированного слоя, который имеет величину дихроичного отношения не менее 35 по крайней мере в некотором диапазоне длин волн электромагнитного излучения. 2. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что дипольный момент оптического перехода по крайней мере одного анизотропно поглощающего фрагмента молекулы дихроичного материала преимущественно параллелен оптической оси молекулярно ориентированного слоя. 3. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что молекула дихроичного материала имеет линейную структуру. 4. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере один анизотропно поглощающий фрагмент дихроичного материала имеет поглощение в видимом спектральном диапазоне длин волн света (400-700 нм). 5. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере один молекулярно ориентированный слой дихроичного материала является прозрачным в видимом спектральном диапазоне длин волн света (400-700 нм). 6. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина молекулярно ориентированного слоя дихроичного материала находится в диапазоне от 1 нм до 5 мкм. 7. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что коэффициент поглощения молекулярно ориентированного слоя дихроичного материала составляет не менее 0.1 по крайней мере в некотором диапазоне длин волн электромагнитного излучения. 8. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере один молекулярно ориентированный слой является двулучепреломляющим анизотропно поглощающим и имеет по крайней мере один показатель преломления, возрастающий при увеличении длины волны поляризуемого света по крайней мере в некотором диапазоне длин волн электромагнитного излучения. 9. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере один двулучепреломляющий анизотропно поглощающий слой имеет толщину, при которой реализуется интерференционный экстремум на выходе указанного устройства по крайней мере для одной линейнополяризованной компоненты света. 10. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере один молекулярно ориентированный слой дихроичного материала сформирован на основе по крайней мере одной соли дихроичного анионного красителя общей формулы {Хромоген} (-X_iO^-M_i ⁺)n, где Хромоген (здесь и далее) - хромофорная система красителя; X_i (здесь и далее) СО, SO₂, OSO₂, OPO(O^-M⁺) n=1-20; M_i ⁺ (здесь и далее) Н⁺, и/или М_H ⁺, и/или М₀ ⁺, при этом М_H ⁺ (здесь и далее) - неорганический катион типа NH₄ ⁺, Li⁺, Na⁺, К⁺, Cs⁺, 1/2Mg⁺⁺, 1/2Са⁺⁺, 1/2Ва⁺⁺, 1/3Fе⁺⁺⁺, 1/2Ni⁺⁺, 1/2Со⁺⁺, M₀ ⁺ (здесь и далее) - органический катион типа N-алкилпиридиний, N-алкилхинолиний, N-алкилимидазолиний, N-алкилтиазолиний; OH-(CH₂-CH₂O)_m-CH₂CH₂-NH₃ ⁺ при m=1-9, RR'NH₂ ⁺, RR'R"Н⁺, RR'R"R*N⁺,
RR'R"R*P⁺, где R, R', R" и R* - алкил или замещенный алкил типа СН₃, СlС₂Н₄, С₂Н₅, С₃Н₇, С₄Н₉, С₆Н₅СН₂, замещенный или незамещенный фенил или гетероарил, YH-(CH₂-CH₂Y)_k-CH₂CH₂, где YO или NH, k=0-10; и/или по крайней мере одного ассоциата дихроичного анионного красителя с поверхностно-активным катионом и/или амфотерным поверхностно-активным веществом общей формулы (M₁ ⁺O^-X_i-)_n{ Xpомoгeн} (-X_jO^-ПAИ_j)_m, где X_j (здесь и далее) СО, SO₂, OSO₂, ОРО(О^-M⁺); n=0-19; m=1-4; М⁺ H⁺, и/или М₀ ⁺, и/или M_н ⁺; ПАИ_j (здесь и далее поверхностно-активный ион) ПАК⁺ и/или АмПАВ, где ПAK⁺ (здесь и далее) - поверхностно-активный катион, АмПАВ (здесь и далее) - амфотерное поверхностно-активное вещество; и/или по крайней мере одного ассоциата дихроичного катионного красителя с поверхностно-активным анионом и/или амфотерньм поверхностно-активным веществом общей формулы (М_i ⁺O^-Х_i-)_n{Хромоген⁺}ПАИ, где n=0-2; ПАИ=ПАА^- и/или АмПАВ, где ПАА^- (здесь и далее) - поверхностно-активный анион; и/или ассоциата дихроичного катионного красителя с поверхностно-активным анионом и/или амфотерньм поверхностно-активным веществом общей формулы {Хромоген}(-Z_i ⁺ RR'R"ПAИ_i)n, где Z_i N, P; R, R', R" алкил или замещенный алкил типа СН₃, СlC₂H₄, НОС₂Н₄, С₂Н₅, С₃Н₇; ПАИ_i ПАА^-, АмПАВ, n=1-4; и/или по крайней мере одной соли дихроичного анионного красителя олигомерного строения общей формулы ([{ -Xpoмoгeн}(-XiO^-Mi⁺)_n]-L_i-)_q, где L (СН₂)₆, С₆Н₄, С₆Н₃G-С₆Н₃G, С₆Н₃G-Q-С₆Н₃G при G Н, Hal, ОН, NH₂, Alk и QО, S, NH, CH₂, CONH, SO₂, NH-CO-NH, СН=СН, N=N, CH=N и др.; n=1-10, q=5-15; при этом дихроичный краситель может содержать как одинаковые ионные группы -XiOM_i ⁺, -X_jO^-ПAИ_j, -X_i ⁺RR'R" и/или катионы M_i ⁺, так одновременно может включать несколько разных ионных групп и/или катионов M_i ⁺, включая вариант отсутствия двух одинаковых ионных групп и/или катионов; ионные группы красителя -Х_iОМ_i ⁺, -X_jO^-ПAИ_j, -X_i ⁺RR'R" могут быть связаны непосредственно с ароматическим ядром и/или через мостик -Qi-(CH₂)_p-, где Q₁ SO₂NH, SO₂, CONH, СО, О, S, NH, CH₂; р=1-10. 11. Оптическое устройство по п.10, отличающееся тем, что по крайней мере один хромоген красителя представляет собой хромофорную систему моно-, бис-, трис-, поли-, азо- или азоксикрасителей, стильбеновых, азометиновых, полиметиновых, цианиновых, гемицианиновых, тиопираниновых, пирониновых, акридиновых, антрахиноновых, периноновых, индигоидных, оксазиновых, арилкарбониевых, тиазиновых, ксантеновых или азиновых красителей, гетероциклических производных ди- и триарилметанов, полициклических или металлокомплексных соединений, гетероциклических производных антрона. 12. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит ориентирующий слой, который сформирован из неорганических материалов и/или из различных полимерных материалов. 13. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит светоотражающий слой. 14. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит рисуночный слой. 15. Оптическое устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере один молекулярно ориентированный слой сформирован на поверхности подложки. 16. Оптическое устройство по п.15, отличающееся тем, что подложка выполнена в форме линзы произвольной кривизны. 17. Оптическое устройство по п.15, отличающееся тем, что подложка представляет собой впитывающий негладкий материал из бумаги, или ватмана, или картона, или нетканого материала, или хлопчатобумажной, шерстяной, полиамидной, полиэфирной ткани. 18. Оптическое устройство по любому из пп.15-17, отличающееся тем, что дополнительно содержит адгезионный слой, размещенный между подложкой и молекулярно ориентированным слоем. 19. Оптическое устройство в виде жидкокристаллического дисплея, содержащее слой жидкого кристалла, размещенный между двумя пластинами, по крайней мере на одной из которых расположены электроды и по крайней мере одно оптическое устройство для получения и/или преобразования поляризованного электромагнитного излучения, отличающееся тем, что в качестве по крайней мере одного указанного устройства содержит оптическое устройство по любому из пп. 1-15. 20. Оптическое устройство в виде жидкокристаллического дисплея по п.19, отличающееся тем, что по крайней мере одна из пластин изготовлена из полимерной пленки. 21. Оптическое устройство в виде жидкокристаллического дисплея по п.19, отличающееся тем, что по крайней мере одно оптическое устройство для получения и/или преобразования поляризованного электромагнитного излучения размещено на внутренней стороне по крайней мере одной из пластин. 22. Оптическое устройство в виде жидкокристаллического дисплея по п.19, отличающееся тем, что в качестве одного из оптических устройств содержит поляризатор, включающий по крайней мере один молекулярно ориентированный слой дихроичного материала, проекция дипольного момента оптического перехода по крайней мере одного анизотропно поглощающего фрагмента, молекулы которого на поверхность указанного слоя преимущественно перпендикулярна оптической оси молекулярно ориентированного слоя по крайней мере в некотором диапазоне длин волн электромагнитного излучения. 23. Оптическое устройство в виде жидкокристаллического дисплея по п.19, отличающееся тем, что дополнительно содержит молекулярно ориентированные слои дихроичного материала, прозрачные в видимом спектральном диапазоне длин волн света, включающие или не включающие по крайней мере один молекулярно ориентированный слой дихроичного материала, содержащего по крайней мере один анизотропно поглощающий фрагмент, проекция дипольного момента оптического перехода которого на поверхность молекулярно ориентированного слоя преимущественно параллельна или перпендикулярна оптической оси молекулярно ориентированного слоя по крайней мере в некотором диапазоне длин волн электромагнитного излучения. 24. Оптическое устройство в виде жидкокристаллического дисплея по п.19, отличающееся тем, что в качестве по крайней мере одного из поляризаторов содержит поляризатор на основе ПВС, окрашенного соединениями иода и/или дихроичными красителями. 25. Оптическое устройство в виде жидкокристаллического дисплея по любому из пп.19-23, отличающееся тем, что дополнительно содержит адгезионный слой, размещенный между подложкой и молекулярно ориентированным слоем.