專利名稱：：抑制基于聚合物的光學(xué)元件中偽影形成的粘合劑的制作方法抑制基于聚合物的光學(xué)元件中偽影形成的粘合劑
背景技術(shù)：
：偏振分束器(PBS)組件存在于多種光學(xué)成像組件中，例如前部和背部投影系統(tǒng)、投影顯示器、頭盔顯示器、虛擬觀察器、平視顯示器、光學(xué)計(jì)算、光學(xué)相關(guān)以及其它類似的光學(xué)觀看和顯示系統(tǒng)。PBS組件可以包括至少一個(gè)多層反射光學(xué)偏振膜(MOF)。一般來講，MOF為基于多層聚合物的膜，它起到偏振片的作用并包含至少兩種不同的材料，其中至少一種材料在單軸取向后顯示具有雙折射。MOF膜置于兩個(gè)棱鏡之間并在傳輸正交偏振狀態(tài)的光的同時(shí)起反射特定光偏振的作用。將粘合劑設(shè)置在MOF和至少一個(gè)棱鏡的表面之間以提供PBS組件的結(jié)構(gòu)完整性以及提供光學(xué)耦合。PBS組件使用的一個(gè)實(shí)例是在硅基液晶(即LCOS)背投電視系統(tǒng)中。LCOS背投電視系統(tǒng)產(chǎn)生相當(dāng)高的光能和熱。將如此水平的光能和熱噴射到PBS組件上，特別是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)對(duì)PBS組件的平均壽命產(chǎn)生顯著不利的影響。更具體地講，相當(dāng)高的光能和熱隨著時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)降低MOF的透射率。
發(fā)明內(nèi)容需要繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)，以此，光學(xué)成像組件，特別是那些利用偏振元件的組件的穩(wěn)定性和/或使用壽命，可以以不另外損害它們的光學(xué)有益效果的方式延長(zhǎng)。本說明包括偏振分束器，其包括基于聚合物的偏振膜。粘合劑層設(shè)置在偏振膜上，而第一光學(xué)元件設(shè)置在粘合劑層上。該粘合劑層包括至少一種抑制結(jié)晶的增塑劑組分，所述組分量能夠有效抑制由下列物質(zhì)形成(i)結(jié)晶域；(ii)顆粒；或(iii)它們的組合，這些物質(zhì)在偏振膜上造成了光學(xué)偽影。在另一方面，本說明提供了包括基于聚合物的光學(xué)元件和設(shè)置在該光學(xué)元件上的粘合劑的光學(xué)裝置。該粘合劑包括抑制結(jié)晶的增塑劑組分，所述組分量能夠有效抑制由下列物質(zhì)形成(i)結(jié)晶域；(ii)顆粒；或(iii)它們的組合，這些物質(zhì)在偏振膜上造成了光學(xué)偽影。本說明的另一方面提供了包括具有多個(gè)第一材料層和多個(gè)第二材料層的雙折射膜的偏振分束器。第一材料層包括選自由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物組成的組中的聚合物。第二材料層包括共聚酯。偏振分束器還包括至少一個(gè)包含鄰近雙折射膜第一主表面的基座的棱鏡和設(shè)置在第一主表面和雙折射膜之間的粘合劑。粘合劑包括至少一種抑制結(jié)晶的增塑劑，該抑制結(jié)晶的增塑劑的量能夠有效抑制偏振膜中結(jié)晶和/或顆粒的形成。本說明的另一方面提供了一種穩(wěn)定基于聚合物的光學(xué)元件的方法，該方法包括在基于聚合物的光學(xué)元件上布置粘合劑。粘合劑包括抑制結(jié)晶的增塑劑組分，所述組分量能夠有效抑制由下列物質(zhì)(i)結(jié)晶域；(ii)顆粒；或(iii)它們的組合，這些物質(zhì)在鄰近的基于聚合物的光學(xué)元件上造成了光學(xué)偽影。該方法還包括將射線穿過粘合劑和光學(xué)元件，其中受到抑制的結(jié)晶域和/或顆粒在光學(xué)元件中形成。結(jié)合以下多個(gè)實(shí)施例對(duì)附圖的詳細(xì)說明，可以更全面地理解本說明，其中圖1示意性地示出了具有多層反射偏振膜的PBS的實(shí)施例；圖2示意性地示出了多層反射偏振膜和粘合劑的放大橫截面；圖3示意性地示出了多層反射偏振膜一部分的放大透視圖；圖4示意性地示出了投影系統(tǒng)；圖5示意性地示出了另一投影系統(tǒng)；以及，圖6示出了具有粘合劑的PBS與不具有該粘合劑的PBS相比較的曲線圖。具體實(shí)施例方式本說明的一方面涉及結(jié)合基于聚合物的偏振膜使用的粘合劑，用于當(dāng)使用(例如)包括在投影系統(tǒng)中使用的笛卡爾偏振分束器("PBS")的光學(xué)成像系統(tǒng)時(shí)，避免在該膜引起的光學(xué)偽影。本發(fā)明特別可用的實(shí)施例涉及在趨于降低標(biāo)準(zhǔn)PBS的穩(wěn)定性和/或使用壽命的相當(dāng)高的光能和熱條件下經(jīng)受連續(xù)暴露的PBS組件的使用。例如，在延長(zhǎng)的使用期后，一些MOF膜會(huì)變黃并在MOF膜上霧形成開始后的相當(dāng)短的一段時(shí)間內(nèi)焦化變黑。當(dāng)在極為昂貴的投影系統(tǒng)(例如背投電視系統(tǒng))中使用時(shí)，這種快速且顯著的失效令人特別擔(dān)憂。已經(jīng)確定在PBS組件的偏振膜中形成的霧可能會(huì)受到濕度的影響并且在更干燥的環(huán)境中的平均壽命通常比更潮濕環(huán)境中的低。因此，在這種相當(dāng)高的光照射和相關(guān)的熱的情況下，特別是在干燥狀況下，該P(yáng)BS組件的平均壽命顯著地縮短了。雖然以下示出的實(shí)施例在本文中的該投影系統(tǒng)有所描述，但本發(fā)明的原理和范圍并不因此而受到限制。相反，本發(fā)明更廣義地涉及特別適于結(jié)合基于聚合物的光學(xué)元件使用的粘合劑，以此可將光學(xué)偽影(例如霧)最小化或消除。因此，本文所述的光學(xué)成像系統(tǒng)是多種不同種類系統(tǒng)的示例，其中本發(fā)明都是有用的。圖l示出了偏振分束器(PBS)組件10的一個(gè)實(shí)施例。PBS組件是一種光學(xué)元件，它將入射光光線分成第一(透射)偏振分量和第二(反射)偏振分量。PBS組件10包括膜、基于聚合物的多層反射偏振膜12、至少一層粘附于多層反射偏振膜12和光學(xué)基底(例如棱鏡16)的相對(duì)表面之間的粘合劑層14;至少一層粘附于多層反射偏振膜12和光學(xué)基底(例如棱鏡20)的相對(duì)表面之間的粘合劑層18。PBS組件10與在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No.6,486,997以及與共同未決的和共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No.2005/0168697A1中所描述的一個(gè)組件類似。盡管PBS組件10示出了夾在棱鏡16和棱鏡20之間的多層反射偏振膜12，但應(yīng)當(dāng)理解多層反射偏振膜12可以僅粘附到一個(gè)光學(xué)棱鏡的一個(gè)表面上。多層反射偏振膜12可以起到偏振片的作用，并可以包括至少兩種不同的材料，其中至少一種材料在單軸取向后顯示具有雙折射。盡管描述成包含兩個(gè)棱鏡16和棱鏡20，PBS組件10可以包括任何合適的光學(xué)元件，例如設(shè)置在多層反射偏振膜12—側(cè)或任一側(cè)上的光學(xué)基底等。棱鏡16和棱鏡20可以用任何具有合適反射率的透光性材料構(gòu)造以達(dá)到PBS組件所需的目的。所述棱鏡應(yīng)具有小于能夠?qū)哂蓄A(yù)期光圈數(shù)的光束產(chǎn)生完全內(nèi)反射條件的折射率的折射率。盡管也可以使用其它材料，但棱鏡16和棱鏡20通常用各向同性的材料制成。用作棱鏡的典型材料包括(但不限于)陶瓷、玻璃和聚合物。出于環(huán)境的目的，更特別的一類玻璃包括不包含氧化鉛但包含其它金屬氧化物(例如氧化硼)的玻璃。更典型的例子為商購自美國(guó)賓夕法尼亞州杜里亞市肖特公司(Schott,Corp.)的市售的不含有鉛元素且折射率為約1.584的玻璃N-SK-5。更具體地講，PBS組件10可以具有棱鏡16和棱鏡20。棱鏡16是第一個(gè)接受來自光源的入射光的棱鏡。該粘合劑帶有抑制光學(xué)偽影形成的添加劑，當(dāng)PBS組件長(zhǎng)時(shí)間暴露于高強(qiáng)度光時(shí)，該光學(xué)偽影會(huì)降低基于聚合物的光學(xué)元件的透光率。將具有該類添加劑的粘合劑優(yōu)選地置于至少在最鄰近光源的棱鏡16和多層反射偏振膜12之間。偏振元件如圖2和3中所示，多層反射偏振膜12為偏振片，如共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No.6,609,795中所描述的。它運(yùn)行以區(qū)分標(biāo)稱s-和p-偏振光。具體地講，多層反射偏振膜12可以是雙折射的并可以具有至少兩種不同折射率的材料，其中一種材料在單軸取向后表現(xiàn)具有雙折射。在一個(gè)實(shí)施例中，多層反射偏振膜12由設(shè)置在粘合劑層14和18之間堆疊的相互交替的第一和第二透光層22a.n(總共22)和2U總共24)構(gòu)成。而多層反射偏振膜12通?？梢园〝?shù)百個(gè)層，這個(gè)簡(jiǎn)化的說明舉例證明了所述偏振片的工作原理。每個(gè)第一和第二層22，24設(shè)有在x、y和z方向上的折射率。例如，第一層22可以具有第一套折射率n.sub.22x、n.sub.22y和n.sub.22z而第二層24可以具有第二套折射率n.sub.24x，n.sub.24y禾卩n.sub.24z。多層反射偏光膜12的另一方面為第一22和第二層24的材料為各向同性的材料開始(即在x、y和z方向上具有基本上相似的折射率)并在單軸取向后，至少一種所述材料表現(xiàn)具有雙折射。有三種可能的組合(1)第一種材料表現(xiàn)具有雙折射而第二種材料保持各向同性，(2)第一種材料保持各向同性而第二種材料表現(xiàn)具有雙折射，以及(3)第一和第二種都表現(xiàn)具有雙折射。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在單軸取向后，第一材料為雙折射的并沿拉伸方向折射率提高，而第二材料保持各向同性且第一和第二材料之間的折射率差異通常在拉伸方向上介于具體值0.15和0.25之間。應(yīng)當(dāng)理解，如果給定要構(gòu)造的具體光學(xué)系統(tǒng)(例如PBS組件IO)所需的光學(xué)性質(zhì)，則多層反射共振膜12的組成可以有相當(dāng)大的變化。如所提到的，本發(fā)明廣義的范圍并不限制于聚合物多層反射偏振膜12的特定組成或其制造方法。因此，在此實(shí)施例中對(duì)多層反射偏振膜12的說明是為了在光學(xué)系統(tǒng)中使用。PBS組件IO僅是可以使用的多個(gè)實(shí)例中的一個(gè)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述偏振膜具有分別由第一和第二聚合物構(gòu)成的第一和第二層22,24。例如，第一層22可以是相對(duì)高折射率的層而第二層24可以是低折射率的層。這些相對(duì)值是指沿多層反射偏振膜12的x方向所觀察到的折射率?？梢允褂迷S多相對(duì)高和低折射率的聚合物材料。在此實(shí)施例中，第一層22中的相對(duì)高折射率的聚合物可以是聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜。低折射率的第二層24可以是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。其它合適的聚合物材料用作雙折射/各向同性層。第一和第二層22，24的折射率可以被合適的構(gòu)成和/或加工以顯示達(dá)到預(yù)期的光學(xué)性質(zhì)(如偏振)的種類和程度所必須的所需光學(xué)性質(zhì)。例如，為了改進(jìn)第一或第二層22，24中至少一層的光學(xué)性質(zhì)，通過已知的方式在規(guī)定的方向上將所述層單軸拉伸，以此，可以改進(jìn)例如第一層22的綜合折射率。通常可以拉伸許多低折射率的聚合物材料。一種典型的低折射率聚合物膜可以是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。參考共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No.6，609，795中對(duì)可以用于制備多層反射偏振膜12的材料的實(shí)例的描述。當(dāng)PET用作相對(duì)高折射率層時(shí)，用作低折射率層的合適的聚合物如下所述。在典型的PET擠出溫度下，對(duì)于低折射率聚合物而言，可能理想的是在單軸取向時(shí)保持各向同性。因此，低折射率聚合物可以具有低于PET轉(zhuǎn)變溫度(即低于約80攝氏度)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。所述低折射率聚合物可以具有一種或多種下列性質(zhì)(1)在PET融化加工溫度下的熱穩(wěn)定性，(2)紫外線穩(wěn)定性或可防護(hù)紫外線，(3)相當(dāng)高的透明度(即相當(dāng)高的透射和低吸收)，(4)足夠接近PET的流變性以使在共擠出時(shí)穩(wěn)定流動(dòng)，(5)與PET良好的層間粘合力，(6)低分散性，以及(7)不具雙折射的可擠出性(即被定向的能力)。本發(fā)明設(shè)想基于聚合物的其他種類的光學(xué)元件或偏振片，例如延遲膜、吸收偏振片、包含PEN-或聚碳酸酯(PC)-的偏振片、波長(zhǎng)板、彩色濾光器、反射鏡、彩色反射鏡以及其它合適的類型。顯然，只要滿足本文中所述的標(biāo)準(zhǔn)，其它聚合物材料也是可行的，并且其它聚合物材料可以用作第一和第二材料層。粘合劑同樣參考圖2示出了符合本說明教導(dǎo)內(nèi)容制成的粘合劑層14的一實(shí)施例。粘合劑層14可以是用于粘合光學(xué)元件(如PBS組件)的任何合適的光學(xué)或透明粘合劑組合物。如在這一點(diǎn)上所使用的，"透明"意味著透明粘合劑組合物層必須使入射光的有效部分能夠從其中穿過。本說明預(yù)想它不僅適用于可見光而且旨在包含抑制結(jié)晶或顆粒形成，該結(jié)晶或顆粒形成對(duì)可見光譜外的波長(zhǎng)的透射產(chǎn)生偽影。最小化的或消除的偽影主要是霧，其由于結(jié)晶域和/或顆粒的尺寸大于約100nm而造成光散射。當(dāng)結(jié)晶域和/或顆粒的尺寸為約Vi波長(zhǎng)(例如100納米)時(shí)，通常會(huì)發(fā)生散射，并因此在偏振膜上造成白色的霧。如本專利申請(qǐng)中所使用的，術(shù)語"結(jié)晶域"意味著在足夠大到形成霧的聚合物上形成的節(jié)結(jié)，包括為結(jié)晶聚合物鏈和/或其片段匯聚成的節(jié)結(jié)/顆粒。本說明中所述的粘合劑組合物包括一種或多種增塑劑組分，該增塑劑組分的量可以有效抑制在PBS組件中主要在基于聚合物的光學(xué)元件中光學(xué)偽影的形成。雖然討論了基于聚合物的PBS光學(xué)元件，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明涉及在粘合劑中使用一種或多種增塑劑組分，該粘合劑作為結(jié)晶抑制劑其作用在于在粘附于粘合劑的任何基于聚合物的光學(xué)元件中抑制相對(duì)大的域和/或顆粒(例如尺寸在0.1-0.3ixM或100-300納米)的形成。因此，在一定時(shí)間段內(nèi)由于暴露于特定的照射而由結(jié)晶/或顆粒形成產(chǎn)生的光學(xué)偽影受到了抑制。例如，這種特定的照射可以包括具有波長(zhǎng)在或高于藍(lán)光范圍(例如波長(zhǎng)大于420nm)的光，其光強(qiáng)度顯著高于作為參照的背部投影電視中偏振膜所經(jīng)受的光強(qiáng)度。因此，光學(xué)偽影的減少延長(zhǎng)了光學(xué)元件用于其設(shè)計(jì)用途的穩(wěn)定性和/或使用壽命。透明粘合劑組成樹脂組合物可以是基于丙烯酸基、乙烯基、醚基、環(huán)氧基或聚氨酯的。在此實(shí)施例中，它可以是固化樹脂，例如透明或光學(xué)粘合劑樹脂組合物。所述透明或光學(xué)粘合劑樹脂組合物具有高強(qiáng)度和低粘性，并包含可以通過在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)暴露于高溫，或暴露于紫外線和可見光使其固化的添加劑。本發(fā)明也構(gòu)思了其它適合的硬化劑。所述透明粘合劑組合物也可以是壓敏感粘合劑。所述透明粘合劑樹脂組合物可以包括一種或多種環(huán)氧樹脂，其量根據(jù)所需的性質(zhì)和所得組合物用途的不同而不同。就這一點(diǎn)而言，典型的合適的環(huán)氧透明樹脂包括(但不限于)選自由多官能或單官能芳香族或脂肪族環(huán)氧樹脂以及包含多官能或單官能芳香族或脂肪族醇或胺的固化劑組成的組的環(huán)氧樹脂。在該P(yáng)BS系統(tǒng)中所使用的透明粘合劑樹脂組合物除了以上所提到的一種或多種增塑劑組分和添加劑以外，還包含其它添加劑。這些其它的添加劑可以包括例如光穩(wěn)定劑類，如激發(fā)態(tài)淬滅劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑和自由基清除劑。該透明粘合劑樹脂組合物也可以包括以適合的量存在的一種或多種固化劑。在這個(gè)實(shí)施例中，所述透明粘合劑樹脂組合物作為薄層設(shè)置在表面上。它可以以任何適合的方式施用，如刮棒涂布或可以使得分散的定量滴涂。典型地，所施用的透明粘合劑樹脂組合物的厚度可以在約1nM到約200ixM的范圍內(nèi)。更典型地，該厚度可以在從約10UM到約60PM的范圍內(nèi)。根據(jù)所需性質(zhì)和組合物的使用以及組合物的成分，可以使用該透明粘合劑樹脂組合物的其它厚度范圍。如果厚度太薄，則沒有足夠的增塑劑能夠遷移到該偏振膜上以抑制其上的光學(xué)偽影的形成。而本文中示例性的實(shí)施例可以在用于介紹增塑劑的上下文中加以說明，本發(fā)明公開的原理和范圍并不因此受到限制。相反，本發(fā)明更廣義地涉及這樣的組合物，即可以特意被改造以適合以有效量的增塑劑遷移，從而通過阻遏或抑制結(jié)晶推遲霧的形成。如本專利申請(qǐng)中所使用的術(shù)語，該組合物也應(yīng)是透明的。也應(yīng)理解為所述增塑劑可以直接施用，如涂布或其它合適的方式。增塑劑根據(jù)本說明的一個(gè)方面，在粘合劑中可以包括一種或多種增塑劑組分。本發(fā)明的研究人員推論出，當(dāng)暴露于相對(duì)高水平的入射照射能和熱時(shí)，在多層反射偏振膜12中引起了光學(xué)偽影(如霧)。例如，在LCOS投影系統(tǒng)中承受了這些相當(dāng)高的照射水平。據(jù)信該基于聚合物的光學(xué)元件公知的缺點(diǎn)是，由于例如已知的諾里什裂解反應(yīng)(Norrishcleavage)或其它反應(yīng)，造成由于光通量引起的多層反射偏振膜12發(fā)生斷鏈。因此，已觀察到這趨于降低分子量(MW)，并因此產(chǎn)生比原來的聚合物鏈更易于移動(dòng)的鏈的斷裂片段。據(jù)推斷，這些低分子量的片段趨于隨時(shí)間在多層反射偏振膜12上濃縮或團(tuán)聚。該濃縮作用或團(tuán)聚作用趨于在多層反射膜12上產(chǎn)生霧，以此降低后者的穩(wěn)定性和透光性。薄霧的形成也使得光散射，使得高強(qiáng)度光更有效地與聚合物相互作用，這會(huì)有效地提高損傷。該更低分子量物質(zhì)提髙的移動(dòng)性和增加的濃度使得(例如)PET和/或PEN部分更進(jìn)一步濃縮至該部分結(jié)晶或顆粒形成的點(diǎn)。還據(jù)推斷，熱使得該更低分子量物質(zhì)的移動(dòng)以及斷鏈反應(yīng)增加，以此提高結(jié)晶的速率。所得的顆粒最終增長(zhǎng)到在多層反射偏振膜12上產(chǎn)生所觀察到的"白色的"霧的尺寸。這一情況與這類聚合物所經(jīng)歷的典型的降解不同，例如通過紫外光照射。典型地，光/熱引起的降解的第一個(gè)光學(xué)標(biāo)志是觀察到的泛黃，根據(jù)對(duì)干擾光的吸收和在膜上將所得黃色的最小化來制定具體的策略。例如，紫外線抑制劑可以抑制光學(xué)聚合物膜的光降解。然而，本描述提供了一種不同的策略，它是通過結(jié)晶或顆粒形成來阻遏在PBS組件中產(chǎn)生的非典型的霧(即白色的霧)。本發(fā)明中所述結(jié)晶抑制劑為增塑劑，它趨于抑制該類晶體或顆粒在多層反射偏振膜12上的生長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明，該增塑劑從常規(guī)基團(tuán)中選擇。典型的增塑劑的一些例子由如乙二醇、聚丙二醇、二(乙二醇)乙酯的二醇類以及如二(2-乙基己基)己二酸和二(乙二醇)苯甲酸的芳香族或脂肪族類和水構(gòu)成。該類增塑劑趨于在粘合劑層以及粘合其上的多層反射偏振膜12之間遷移，并自此進(jìn)入所述膜中，以此在鄰近的膜層上的(例如)PET和/或PEN部分的結(jié)晶顯著地減少了。所述增塑劑的數(shù)量和遷移能力是推遲該霧形成的重要參數(shù)。根據(jù)本說明，應(yīng)當(dāng)理解可以使用多種增塑劑。在一個(gè)實(shí)施例中，乙二醇和水都可以使用。認(rèn)為水通過將其自身物理性地插入到兩個(gè)潛在的結(jié)晶材料之間來抑制結(jié)晶，通過締合和空間位阻進(jìn)行阻礙。也可以使用增塑劑組分的其它組合。這樣組合的例子包括但不限于常規(guī)的二醇類和水；二醇類和酯類；酯類和水；以及與構(gòu)成MOF的聚合物相互作用的芳香族或脂肪族部分。在一圖示實(shí)施例中，在本專利申請(qǐng)中使用的透明粘合劑樹脂組合物包括一種或多種環(huán)氧樹脂，基于該組合物的總重量，其量高達(dá)以重量計(jì)的99.5%。本說明的環(huán)氧組合物可以包括一種或多種環(huán)氧樹脂，根據(jù)該組合物的總重量，其量為從約75重量％到約重量98%。此外，本發(fā)明中所述的環(huán)氧組合物可以包括一種或多種環(huán)氧樹脂，根據(jù)該組合物的總重量，其量為從約94重量％到約97重量％。該增塑劑可以以能夠獲得對(duì)偽影形成的所需的抑制程度的量存在于該透明粘合劑樹脂組合物中。用在粘合劑材料中的一種抑制結(jié)晶的增塑劑組分的量可以廣泛的改變，但它通常在約1重量％到30重量％之間，或甚至在約1重量％到約5重量％之間形成。本發(fā)明所述的透明粘合劑樹脂組合物可以包含高達(dá)約3.5重量％，或甚至高達(dá)約6重量％的各種添加劑，如填充劑、穩(wěn)定劑、粘合促進(jìn)劑(例如二氧化硅、硅烷、抗氧化劑、自由基清除劑、激發(fā)態(tài)淬滅劑、紫外光吸收劑等)，以便降低環(huán)氧組合物的重量和/或成本、調(diào)節(jié)粘度、提供額外的強(qiáng)度、改變環(huán)氧組合物和光學(xué)組件的透光性，和/或穩(wěn)定PBS組件以避免降解。圖4中示出了光學(xué)成像儀系統(tǒng)的一實(shí)施例，其中系統(tǒng)410包括光源412，例如具有向前導(dǎo)向光418的反射器416的弧光燈414。光源412也可以是固態(tài)光源，如發(fā)光二極管或激光源。系統(tǒng)410也包括PBS420，例如本文所述的單層或多層膜PBS。用帶圈的x表示具有x-偏振的光，即沿平行于x-軸的方向偏振。用實(shí)心箭頭表示具有y-偏振的光，即沿平行于y-軸的方向偏振。實(shí)線表示入射光，而虛線表示從反射成像儀426上返回的偏振狀態(tài)已改變了的光。在照射PBS420之前，光源412提供的光可以由調(diào)節(jié)性光學(xué)裝置422調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)性光學(xué)裝置422將由光源412發(fā)射出的光的特性改變?yōu)橥队跋到y(tǒng)所需的特性。例如，調(diào)節(jié)性光學(xué)裝置422可以改變?nèi)魏我环N或多種光的發(fā)散、光的偏振狀態(tài)和光的光譜。調(diào)節(jié)性光學(xué)裝置422可以包括例如一種或多種透鏡、偏振轉(zhuǎn)化器、預(yù)偏振片和/或除去不想要的紫外光或紅外光的濾光器。PBS420將光的x-偏振部分反射到反射成像儀426上。反射成像儀426的液晶模式可以是近晶型、向列型或反射成像儀的一些其它適合的類型。如果反射成像儀426是近晶型，反射成像儀426可以是鐵電液晶顯示器(FLCD)。反射成像儀426反射并調(diào)節(jié)具有y-偏振的圖像光束。將反射的y偏振光傳輸過PBS420并由投影透鏡系統(tǒng)428投影，考慮到位于投影透鏡系統(tǒng)428和成像儀之間的所有部件，該投影透鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)每個(gè)特定的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行典型地優(yōu)化。將控制器452連接到反射成像儀426上以控制反射成像儀426的操作。通常，控制器452激活了反射成像儀426不同的像素以用反射光產(chǎn)生圖像。圖5中示意性地示出了多成像儀投影系統(tǒng)500的實(shí)施例。光502從光源504中發(fā)出。光源504可以是弧光或白熾燈，或任何其它適合產(chǎn)生適于投影成像的光的光源。光源504可以由反射器506圍繞，如橢圓反射器(如圖所示)、拋物線反射器等，以增加導(dǎo)向到投影儀的光的量。在分成不同顏色譜帶之前，典型地處理了光502。例如，可以將光502穿過可選的預(yù)偏振片508，以使得只有所需的偏振光被導(dǎo)向到該投影儀。所述預(yù)偏振片可以是反射型偏振片的形式，以使得處于不需要的偏振狀態(tài)的反射光被導(dǎo)向到光源504以回收利用。光502也可以是均勻化的從而均勻地照射投影儀中的成像儀。使光502均勻化的一種方法是將光502穿過反射通道510,盡管應(yīng)當(dāng)理解使光均勻化的其它方法也可以使用。在圖示實(shí)施例中，均勻化的光512穿過第一透鏡514以減小發(fā)散角。接著經(jīng)過均勻化的光512入射到第一分色器516上，該分色器可以是例如介電膜濾光器。第一分色器516將處于第一顏色譜帶的光518與剩余的光520分開?？梢詫⑻幱诘谝活伾V帶的光518穿過第二透鏡522,并可選地穿過第三透鏡523以控制入射到第一PBS524上處于第一顏色譜帶的光518的光束尺寸。光518從第一PBS524傳遞到第一成像儀526上。成像儀526將從PBS524穿過的處于偏振狀態(tài)的圖像光(imagelight)528反射到x立方體合色器530。成像儀526可以包括一種或多種補(bǔ)償元件如延遲元件，以提供額外的偏振旋轉(zhuǎn)并因此增加圖像光的對(duì)比度。剩余的光520可以穿過第四透鏡532。剩余的光520接著入射到第二分色器534上，例如膜濾光器等，以產(chǎn)生處于第二顏色譜帶的光束536和處于第三顏色譜帶的光束538。處于第二顏色譜帶的光束536通過第二PBS542被導(dǎo)向到第二成像儀540。第二成像儀540將處于第二顏色譜帶的圖像光544導(dǎo)向到x立方體合色器530。將處于第三顏色譜帶的光束538通過第三PBS548導(dǎo)向到第三成像儀546。第三成像儀546將處于第三顏色譜帶的圖像光550導(dǎo)向到x立方體合色器530。處于第一、第二和第三顏色譜帶的圖像光528、544和550在x立方體合色器530中混合并作為全色圖像光束被導(dǎo)向到投影鏡片552上。偏振旋轉(zhuǎn)鏡片554例如半波延遲板等可以設(shè)置在PBS524、542以及548和x立方體合色器530之間，以控制在x立方體合色器530中混合的光的偏振。在圖示實(shí)施例中，將偏振旋轉(zhuǎn)鏡片554設(shè)置在x立方體合色器530和第一PBS524以及第三PBS548之間。任何一個(gè)、兩個(gè)或全部三個(gè)PBS524、542和548可以包括一個(gè)或多個(gè)如本文所述的多層反射偏振膜。應(yīng)當(dāng)理解可以使用圖示實(shí)施例的變化形式。例如，PBS可以將光傳輸?shù)匠上駜x上然后反射圖像光，而不是將光反射到成像儀上然后傳輸圖像光。上述的投影系統(tǒng)只是例子；可以設(shè)計(jì)出利用本發(fā)明的多膜PBS的多種系統(tǒng)。實(shí)例所使用的聚酯多層反射偏振膜在構(gòu)造上類似。根據(jù)粘合劑制備的常規(guī)方法制備所述粘合劑。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明，每種粘合劑代表至少一種抑制結(jié)晶的增塑劑的不同的例子。實(shí)驗(yàn)裝置常規(guī)用將基本的光聚焦到所述多層光學(xué)膜(MOF,在PBS內(nèi)部)上的光照射裝置測(cè)試PBS組件。PBS組件包含設(shè)計(jì)用來反射某種"藍(lán)光"偏振的MOF膜。將入射光過濾以傳輸處于藍(lán)光范圍的光譜帶，其低波長(zhǎng)截止約為434nm而長(zhǎng)波長(zhǎng)截止約為514nm(對(duì)于所述特定的截止有50n/。的透射率)。對(duì)入射到實(shí)驗(yàn)樣本上的光強(qiáng)度的描述性定量用強(qiáng)度比來表示。該比率為測(cè)試PBS所經(jīng)受的最高的瓦特/miT^與參考背部投影電視中PBS所經(jīng)受的瓦特/mi^之比。這種瓦特/mm2"經(jīng)歷"為由燈/鏡片構(gòu)造傳送到PBS上的真實(shí)光強(qiáng)度以及光傳導(dǎo)到和離開該P(yáng)BS的次數(shù)的組合。在我們經(jīng)典的加速測(cè)試中，該P(yáng)BS測(cè)試膜經(jīng)歷了約12倍的作為參考背部投影電視的光強(qiáng)度；這被稱為"12x"測(cè)試，12x是指受試者和參考電視之間的強(qiáng)度比。對(duì)強(qiáng)度比計(jì)算的進(jìn)一步解釋可見于C丄.Bmzzone,J丄Schneider,和S.K.Eckhardt發(fā)表的論文"6.1PhotostabilityofPolymericCartesianPolarizingBeamSplitters",SID04Digest,頁碼60—63(2004)。對(duì)于所有的樣品，人為地將PBS立方體組件的外部溫度控制在約42'C。在實(shí)驗(yàn)中，定期用肉眼觀察并用PBS組件的透射性紫外光/可見光光譜監(jiān)測(cè)PBS組件。利用光譜可以計(jì)算黃度的典型定量參數(shù)b、從顏色不可接受的變化確定失效，并用3.75的aW顏色值反映失效。對(duì)于每個(gè)樣品，除了精確的配方差別，粘合劑用相似的方式混合。粘合劑首先在胺基固化劑中溶解，然后所得的混合物與環(huán)氧樹脂混合。將粘合劑靜置一小時(shí)以出去氣泡然后用于PBS的構(gòu)造。對(duì)于所有的樣品，用相同的方式構(gòu)造PBS組件。構(gòu)造包括將粘合劑的定量滴涂施用于該出口棱鏡，將所述膜置于該粘合劑上，將粘合劑滴施加到該膜上，然后用出口棱鏡覆蓋。用丙酮輕涂所述表面以清潔PBS，然后該組件在6(TC烘箱中固化24小時(shí)。樣品1-15樣品1-15在10-20%RH的估計(jì)濕度下制備。實(shí)驗(yàn)樣品測(cè)試了水和三種其它可能的增塑劑的使用。將該增塑劑混合到環(huán)氧基粘合劑中(包含光穩(wěn)定劑)。所述增塑劑的結(jié)構(gòu)如下所示本實(shí)驗(yàn)中所用增塑劑(除水之外)以延長(zhǎng)加速壽命<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>結(jié)果將以下列表中的數(shù)據(jù)分成4列。"實(shí)際失效時(shí)間(小時(shí))(AHTF)是直到PBS組件的aM顏色達(dá)到3.75時(shí)所花的時(shí)間。"加速強(qiáng)度比("X")"是受試樣品所經(jīng)受的平均光強(qiáng)度與參考背部投影電視中PBS所經(jīng)受的平均光強(qiáng)度之比。"(AHTF)*("X")"為實(shí)際失效時(shí)間乘以強(qiáng)度比。"估計(jì)的壽命增加與對(duì)照樣品平均值的比"是樣品(AHTF)*("X")與對(duì)照樣品平均值11461的比。它是測(cè)量樣品壽命比對(duì)照物壽命長(zhǎng)多少倍的辦法。對(duì)照物是指沒有添加增塑劑或處理的標(biāo)準(zhǔn)膜和粘合劑，參見樣品1-5。真空處理過的膜(參見樣品6和7)是指經(jīng)受0.1Torr處理兩天然后立即在PBS構(gòu)造中使用的膜。該真空處理旨在模擬在測(cè)試前經(jīng)歷非常干的條件的膜。表l中的數(shù)據(jù)表明增塑劑延長(zhǎng)了PBS組件的加速壽命。包含增塑劑的樣品的壽命是對(duì)照物壽命的約1.2到1.6倍。在粘合劑中添加水也會(huì)增加壽命。在真實(shí)的使用中，PBS將需要對(duì)背部投影電視的壽命起作用。有人認(rèn)為，揮發(fā)性比水更低的增塑劑是重要工具，因?yàn)楦鶕?jù)真實(shí)使用時(shí)段的氣候，水的濃度會(huì)發(fā)生變化。真空處理過的膜顯示出比對(duì)照物更短的壽命。這有助于顯示水的缺少(增塑劑)對(duì)壽命是有害的。即使環(huán)境濕度可以平衡膜中的水濃度，但真空樣品顯示這種平衡并不是非?？煲灾劣诔跏嫉臉O端干燥的影響可以在加速測(cè)試期間完全被克服。表1.各種樣品的壽命<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>參考圖6，其中示出了壽命與黃度相比的曲線圖(比較PBS組件的壽命小時(shí)和黃度的M值)，以說明根據(jù)本發(fā)明使用多層膜和粘合劑的PBS組件的使用壽命顯著增加的例子。對(duì)于PBS組件，其中未使用本發(fā)明中的多層膜和粘合劑，泛黃的開始發(fā)生在約750小時(shí)。這與在PBS組件的泛黃形成鮮明對(duì)比，在PBS組件中包含本發(fā)明的抑制結(jié)晶的增塑劑中一種(g卩10%乙二醇)的粘合劑將泛黃的開始推遲的約1300小時(shí)。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和更改。因此，本發(fā)明并不局限于上述方面，而僅受下面所附權(quán)利要求書及其任何等同物的控制。權(quán)利要求1.一種偏振分束器，包括基于聚合物的偏振膜；設(shè)置在所述偏振膜上的粘合劑層；以及設(shè)置在所述粘合劑層上的第一光學(xué)元件，其中所述粘合劑層包括抑制結(jié)晶的增塑劑組分，所述抑制結(jié)晶的增塑劑組分的量有效抑制在所述偏振膜中造成光學(xué)偽影的下列物質(zhì)的形成(i)結(jié)晶域；(ii)顆粒；或(iii)它們的組合。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偏振分束器，還包括在所述粘合劑層中的第二增塑劑組分。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏振分束器，其中所述第一增塑劑組分和所述第二增塑劑組分來自由下列物質(zhì)組成的組二醇類，例如乙二醇、聚丙二醇、二(乙二醇)乙醚以及三甘醇；芳香族或脂肪族酯類，例如己二酸二(2-乙基己基)酯以及苯甲酸二乙二醇酯；以及水。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偏振分束器，其中所述粘合劑來自由多官能或單官能芳香族或脂肪族環(huán)氧樹脂以及包含多官能或單官能芳香族或脂肪族醇或胺的固化劑組成的組。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振分束器，其中在所述粘合劑中的所述第一增塑劑組分的量在所述粘合劑層的約1重量％至30重量°/。之間變化。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏振分束器，其中在所述粘合劑中的所述第一增塑劑組分的量在所述粘合劑層的約1重量％至5重量％之間變化。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偏振分束器，其中，當(dāng)暴露于波長(zhǎng)大于約420nm的光時(shí)，所述抑制結(jié)晶的增塑劑抑制下列物質(zhì)的形成(i)結(jié)晶域；(ii)顆粒；或(m)它們的組合。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的偏振分束器，其中所述偏振膜為多層聚酯偏振膜。9.一種光學(xué)裝置，包括基于聚合物的光學(xué)元件；設(shè)置在所述光學(xué)元件上的粘合劑；其中所述粘合劑包括抑制結(jié)晶的增塑劑組分，所述抑制結(jié)晶的增塑劑組分的量有效抑制在所述光學(xué)元件中造成光學(xué)偽影的下列物質(zhì)的形成(i)結(jié)晶域；(ii)顆粒；或(iii)它們的組合。10.—種透明粘合劑組合物，包括抑制結(jié)晶的增塑劑組分，所述抑制結(jié)晶的增塑劑組分的量有效抑制在相鄰的基于聚合物的光學(xué)元件中造成光學(xué)偽影的下列物質(zhì)的形成(i)結(jié)晶域；(ii)顆粒；或(iii)它們的組合。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的透明粘合劑組合物，其中所述抑制結(jié)晶的增塑劑組分來自由下列物質(zhì)組成的組二醇類，例如乙二醇、聚丙二醇、二(乙二醇)乙醚以及三甘醇；芳香族或脂肪族酯類，例如己二酸二(2-乙基己基)酯以及苯甲酸二乙二醇酯；和水。12.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的透明粘合劑組合物，其中所述粘合劑來自由多官能或單官能芳香族或脂肪族環(huán)氧樹脂以及包含多官能或單官能芳香族或脂肪族醇或胺的固化劑組成的組。13.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的透明粘合劑組合物，其中在所述粘合劑中的所述增塑劑組分的量在所述粘合劑層的約1重量％至30重量％之間變化。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的透明粘合劑組合物，其中在所述粘合劑中的所述增塑劑組分的量在所述粘合劑層的約1重量％至5重量％之間變化。15.—種偏振分束器，包括(a)雙折射膜，其包括多個(gè)第一材料層和多個(gè)第二材料層，其中所述第一材料層包括選自由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與聚萘二甲酸乙二醇酯的共聚物組成的組的聚合物，所述第二材料層包括共聚酯；(b)至少一個(gè)棱鏡，其包括鄰近所述雙折射膜第一主表面的基座；以及，(C)粘合劑，其設(shè)置在所述第一主表面和所述雙折射膜之間，其中所述粘合劑包括至少一種抑制結(jié)晶的增塑劑，所述抑制結(jié)晶的增塑劑的量有效控制所述增塑劑遷移到至少一個(gè)鄰近的光學(xué)偏振膜上，以抑制在所述偏振膜中的結(jié)晶。16.—種光學(xué)組件，包括(a)根據(jù)權(quán)利要求l所述的偏振分束器，為處于第一偏振狀態(tài)的光限定穿過所述偏振分束器的第一路徑；以及(b)設(shè)置用來將光反射回所述偏振分束器上的至少一個(gè)成像儀，由所述至少一個(gè)成像儀接收到的一部分光為偏振旋轉(zhuǎn)的，偏振旋轉(zhuǎn)的光沿著來自所述成像儀并穿過所述偏振分束器的第二路徑傳播。17.—種投影系統(tǒng)，包括(a)光源，用于產(chǎn)生光；(b)調(diào)節(jié)性光學(xué)裝置，用于調(diào)節(jié)來自光源的光；(C)成像核心，用于將圖像施加到來自調(diào)節(jié)性光學(xué)裝置的調(diào)節(jié)過的光上以形成圖像光，所述成像核心包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的至少一個(gè)偏振分束器以及至少一個(gè)成像儀；以及(d)投影透鏡系統(tǒng)，用于投射來自所述成像核心的圖像光。18.—種穩(wěn)定基于聚合物的光學(xué)元件的方法，所述方法包括將材料設(shè)置在基于聚合物的光學(xué)元件上，所述材料包括抑制結(jié)晶的增塑劑組分，所述抑制結(jié)晶的增塑劑組分的量有效抑制在相鄰的基于聚合物的光學(xué)元件中造成光學(xué)偽影的下列物質(zhì)的形成(i)結(jié)晶域;(ii)顆粒；或(iii)它們的組合；以及，使射線穿過所述材料和所述光學(xué)元件。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述材料包括粘合劑。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述設(shè)置包括粘合劑層，其中所述抑制結(jié)晶的增塑劑組分來自由下列物質(zhì)組成的組二醇類，例如乙二醇、聚丙二醇、二(乙二醇)乙醚以及三甘醇；芳香族或脂肪族酯類，例如己二酸二(2-乙基己基)酯以及苯甲酸二乙二醇酯；和水。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述設(shè)置包括將抑制結(jié)晶的增塑劑組分包括到所述粘合劑中，其量在所述粘合劑層的約1重量％至30重量％之間變化。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述設(shè)置包括將抑制結(jié)晶的增塑劑組分包括到所述粘合劑中，其量在所述粘合劑層的約1重量％到5重量％之間變化。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述設(shè)置包括具有來自由多官能或單官能芳香族或脂肪族環(huán)氧樹脂以及包含多官能或單官能芳香族或脂肪族醇或胺的固化劑組成的組的粘合劑。24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述穿過射線具有大于約420nm的波長(zhǎng)。全文摘要本發(fā)明涉及抑制光學(xué)偽影在包括偏振分束器的光學(xué)成像組件中的多層膜偏振片中的形成。所述分束器可以包括具有至少兩種材料的多層反射偏振膜，其中一種所述材料在單軸取向后顯示具有雙折射性；設(shè)置在所述多層反射偏振膜上的粘合劑；以及設(shè)置在所述粘合劑上的至少一個(gè)第一棱鏡。所述粘合劑可以包括抑制在所述偏振膜上形成光學(xué)偽影的增塑劑。文檔編號(hào)G02B5/30GK101517457SQ200780035984公開日2009年8月26日申請(qǐng)日期2007年9月25日優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日發(fā)明者凱瑟琳·E·艾倫,埃林·L·科爾曼,查爾斯·L·布魯澤,莫琳·C·尼爾森,詹姆斯·P·迪齊奧,貝弗利·J·布萊克申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司