包含光聚合物层和基底层的层结构制造技术

本发明专利技术涉及包含基底层和至少逐段地与该基底层结合的光聚合物层的层结构，其中基底层具有≤60nm的平均延迟。

Layer structure comprising a photopolymer layer and a substrate layer

The invention relates to a base layer and optical layer structure containing polymer layer at least in sections with the combination of the basal layer, wherein the substrate layer has an average delay is less than 60nm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及包含基底层和至少逐段地与该基底层结合的光聚合物层的层结构。此外，本专利技术还提供包含根据本专利技术的层结构的光学显示器。光聚合物是一类重要的体积全息图用记录材料。在全息曝光时，通过例如高折射的丙烯酸酯在干扰场中的高强度位置的局部光聚合将信号光束和参考光束（在最简单的情况下为两个平面波）的干扰场成像为折射率光栅。光聚合物中的折射率光栅（全息图）含有信号光束的所有信息。通过仅用参考光束照射全息图又可重构该信号波前。如此重构的信号的强度与入射参考光的强度的比率被称为衍射效率，下文中称作DE，取自DiffractionEfficiency。光聚合物的层厚度d同样重要，因为d越小，各自的角-和光频率接受宽度越大。如果要制造明亮易见的全息图，则应力求高的折射率调制Δn和低厚度d，更确切地说，使DE尽可能大（P.Hariharan，OpticalHolography，第2版，CambridgeUniversityPress，1996）。体积全息图不仅可以如十分熟悉的那样用于制造产生空间效果的图片全息图（Bildhologrammen），而且同样适用于光学应用。在那里，它们如光学元件般起作用，借此可借助衍射光学体系将波前转变成另一特定的波前。可自由地选择这些光学元件的作用角（Funktionswinkel）的这种非常巧妙的可能的方法是有利的。因此，可用所谓的透射全息图实现透射几何形状（入射波前在全息介质的一侧上，出射波前在另一侧上）。在所谓的反射全息图中，光学元件的入射波前和出射波前在全息介质的同一侧上，因此它们类似于镜子般起作用。此外还有这样的应用，其中两个波前中的一个位于全息介质中，或者在下方在处于光接触的导光层中，另一个从介质中出射。在这种情况中，被称为边缘照明全息图或波导全息图。除了选择全息光学元件的几何形状之外，可以自由选择波前变换。这通过在全息曝光期间选择相应的信号波形和参考波形来进行。设想地，通过全息光学元件进行的波前变换的方法是非常巧妙的，但在实践中也为光学品质的相应要求所决定。在已知的呈现空间的图像全息图中对空间呈现的感觉使观察者大为振奋，但是在光学技术应用中，重要的是光学体系的特定成像品质。这种光学元件可用于要求苛刻的应用，例如光谱学或天文学。它们同样适用于电子显示器中，例如3D显示器中。特别是在成像光学的情况中，在光学测量仪器中或在存在零误差公差（例如，在电子显示器，CCD相机或精密工具中的像素误差的情况中）的应用中，用作记录材料的光聚合物必须满足这些特别高的要求。用于评价光学仪器的品质的一个质量标准是Strehl数，或简称为“Strehl”，其给出光学体系的像平面中的点光源的实验最大强度与同一“完美的”光学体系的理论最大强度的比值。此外，对于评价光学品质而言，所谓的RMS-偏差（RMS=均方根”）是重要的，即沿直线的根据位置的相位分布的一阶导数。对于高的光学品质而言，该值应当尽可能小。层结构的总体品质可以由Strehl除以RMS值的导数所得的商来确定。因此，该商相应于表面的侧面长度，以将相位改变一个波长，并且在下文中称为相位范围长度P。对于好的光学器件，相位范围长度P需要至少为0.8cm/波长，对于非常好的光学器件，至少为1.0cm/波长，对于优异的光学器件，至少为1.2cm/波长。本专利技术的目的是提供在开始时提到的类型的层结构，它作为记录介质适用于高质量的全息光学元件，并由此具有如下光学品质：其具有至少0.8cm/波长，优选1.0cm/波长，特别优选1.2cm/波长的相位范围长度P。所述目的通过包括基底层和至少逐段地结合到该基底层上的光聚合物层的层结构得以达成，其中所述基底层具有≤60nm的平均延迟。令人惊奇地已发现，具有含根据本专利技术提供的延迟的基底层的层结构具有高的光学品质。这允许例如将高质量的全息光学元件曝光在层结构的光聚合物层中。根据第一实施方式，基底层可以具有≤40nm，优选≤30nm的平均延迟。在这种情况中，层结构适用于具有特别高品质的光学应用。基底层的平均延迟可通过用包括单色LED光源、偏光器、测量样品、λ四分之一片、分析器和检测器的成像偏振计体系以位置分辨的方式来测量偏振面旋转α，并且借助测量频率λ和式R=α*λ/180°计算位置分辨的延迟R，然后对所有位置分辨的延迟值进行算术平均来确定。所述LED光源具有半值宽度<50nm的窄带发射光谱以及λ=580nm至595nm的最大发射波长。在测量中，光源的线偏振单色LED光被基底层转换成椭圆偏振光，然后被λ四分之一片转换回具有任选另外的绕角度α的偏振面方向的线偏振光。然后，可以借助分析器和检测器以位置分辨的方式来确定该角度。随后可以借助下述关系计算延迟R以纳米[nm]为单位。对于基底层的给定位置，在某一角度α下获得最高光强度，然后给出该位置的延迟。由于用光的偏振面的一定的测量轴布置的测量原理，从其它偏振面重复该测量。通常，偏振器以90°步长旋转，各自重复测量。然后从基于位置的测量值平均延迟数据，由此得到每个位置的与位置相关的测量的最终结果。与位置相关的是指通过位于偏振计体系中的检测器体系以位置精确的方式在基底层上测量的延迟。测量区域的大小为4mm2至0.01mm2，优选0.5mm2至0.02mm2。在测量之后，对整个测量区域确定最大和平均延迟。根据另一个优选的实施方式，基底层具有≤200nm，优选≤100nm，特别优选≤50nm的最大（位置分辨）延迟。同样优选的是，光聚合物层包含基质聚合物、书写单体和光引发剂体系。作为基质聚合物可以使用无定形热塑性塑料，例如聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或其它丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯以及丙烯酸的共聚物，例如聚丙烯酸丁酯，以及聚乙酸乙烯酯和聚丁酸乙烯酯，其部分水解的衍生物，如聚乙烯醇，以及与乙烯和/或其它(甲基)丙烯酸酯、明胶、纤维素酯和纤维素醚如甲基纤维素、乙酰丁酸纤维素的共聚物，硅酮例如聚二甲基硅酮、聚氨酯、聚丁二烯和聚异戊二烯，以及聚环氧乙烷、环氧树脂，特别是脂族环氧树脂，聚酰胺，聚碳酸酯和US4994347A中和其中引用的体系。该基质聚合物尤其可以交联，特别优选地为三维交联。特别优选的是，该基质聚合物包含聚氨酯或由其组成，非常特别优选的是，该基质聚合物包含三维交联的聚氨酯或由其组成。这种交联的聚氨酯基质聚合物可例如通过至少一种多异氰酸酯组分a）与至少一种异氰酸酯反应性组分b）的反应来获得。多异氰酸酯组分a）包含至少一种具有至少两个NCO基团的有机化合物。这些有机化合物尤其可以是单体的二-和三异氰酸酯、多异氰酸酯和/或NCO官能预聚物。多异氰酸酯组分a）还可以包含单体的二-和三异氰酸酯、多异氰酸酯和/或NCO官能预聚物的混合物或由其组成。作为单体的二-和三异氰酸酯可以使用所有为本领域技术人员熟知的化合物或其混合物。这些化合物可以具有芳族、芳脂族、脂族或脂环族结构。该单体的二异氰酸酯和三异氰酸酯还可以以次要量包含单异氰酸酯，即具有一个NCO基团的有机化合物。合适的单体二异氰酸酯和三异氰酸酯的实例是1,4-丁烷二异氰酸酯，1,5-戊烷二异氰酸酯，1,6-己烷二异氰酸酯（六亚甲基二异氰酸酯，HDI），2,2,4-三甲基六亚甲基二异本文档来自技高网...

【技术保护点】
层结构，其包含基底层和至少逐段地与该基底层结合的光聚合物层，其特征在于，所述基底层具有≤60nm的平均延迟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 EP 14179506.21.层结构，其包含基底层和至少逐段地与该基底层结合的光聚合物层，其特征在于，所述基底层具有≤60nm的平均延迟。2.根据权利要求1所述的层结构，其特征在于，所述基底层具有≤40nm，优选≤30nm的平均延迟。3.根据前述权利要求中任一项所述的层结构，其特征在于，所述基底层的平均延迟通过用包括单色LED光源、偏光器、测量样品、λ四分之一片、分析器和检测器的成像偏振计体系以位置分辨的方式来测量偏振面旋转α，并且借助测量频率λ和式R=α*λ/180°计算测定的位置分辨的延迟R，然后对所有位置分辨的延迟值进行算术平均来确定，其中所述LED光源具有半值宽度<50nm的窄带发射光谱以及λ=580nm至595nm的最大发射波长。4.根据前述权利要求中任一项所述的层结构，其特征在于，所述基底层具有≤200nm，优选≤100nm，特别优选≤50nm的最大（位置分辨）延迟。5.根据前述权利要求中任一项所述的层结构，其特征在于，所述光聚合物层包含基质聚合物、书写单体和光引发剂体系。6.根据权利要求5所述的层结构，其特征在于，所述基质聚合物包含聚氨酯或由其组成，并且优选包含三维交联的聚氨酯或由其组成。7.根据权利要求5或6中任一项的层结构，其特征在于，所述书写单体包含一种或多种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯或由其组成。8.根据权利要求5至7中任一项所述的层结构，其特征在于，所述光引发剂体系由在可见光谱范围内吸收的敏化剂和共引发剂组成。9.根据权利要求5至8中任一项所述的层结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：T法克，FK布鲁德，D亨内尔，G瓦尔策，T罗勒，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE