CN101669052A - 光偏振制品及其制造方法 - Google Patents

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CN101669052A CN200880013660A CN200880013660A CN101669052A CN 101669052 A CN101669052 A CN 101669052A CN 200880013660 A CN200880013660 A CN 200880013660A CN 200880013660 A CN200880013660 A CN 200880013660A CN 101669052 A CN101669052 A CN 101669052A
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Abstract

一种新颖的光偏振制品，该制品包括基片，包含具有离子的偏振染料分子的光偏振层，连接层和保护层，及其制造方法。因为存在具有抗衡离子的连接层，改进了偏振层与保护层的粘合性。所述光偏振制品具有优良的耐化学性、耐机械性和耐热性。所述光偏振制品可以例如用作眼科产品和用于显示器件中。

Description

光偏振制品及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求于2007年2月28日提交的欧洲专利申请序列第07300837.7号的优先权。
技术领域
本发明涉及光偏振制品及其制造方法。具体地，本发明涉及偏振光学产品，所述产品包括光偏振层、在该偏振层上的第二功能层、以及在偏振层和第二功能层之间的连接层，还涉及光学产品的制造方法。本发明能用于制造例如偏振眼科产品，光学元件和显示产品。
背景技术
线性光偏振滤光器能够使具有在特定平面中的电场的光以高于具有正交电场的光的速率透射。偏振滤光器广泛用于例如眼科产品、显示器件、成像器件和光通讯器件。偏振眼科透镜是最令人感兴趣的，因为偏振眼科透镜具有优先消除从水和冰之类的平滑水平表面反射的眩光的能力。
二向色材料已经用于制造光偏振制品。当二向色材料适当取向时，二向色材料可以优先透射在特定方向偏振的光。这种二向色材料可以在相对较宽的光谱范围例如可见光谱范围偏振，或者具有在窄波长范围的偏振性能。一组二向色材料被称作多向色性染料。多向色性染料分子依据入射光的电场取向具有不同的吸收。一些多向色性染料当放置在合适的基片上时可自取向，其他的多向色性染料必须与其他材料组合来产生偏振效应。
如美国专利第2,400,877号所述，定向的二向色染料层可以通过将该染料沉积在已经按一个方向轻刷或轻擦的表面上而形成。该专利文献还揭示了通过拉伸聚合物膜如纤维素及其衍生物，可对其上沉积的二向色染料达到适当的取向力。
已通过使用各种技术和材料制造光偏振制品如偏振眼科透镜。大多数的这些产品除了包括非偏振基片外还包括光偏振层。偏振层大多数是由上述二向色材料形成的。至今制造的光偏振产品及其制造方法存在以下一些缺陷。
现有技术产品的一个问题是由最终产品的偏振层造成的光学表面的变形。现有技术的一些光偏振制品可以通过将预成形的偏振层层叠在基片上形成。在眼科产品的情况中，要使预成形的偏振层弯曲良好贴合基片的起伏表面即使是可能的，但也是很困难的。偏振层和基片之间不够良好的贴合可能导致眼科透镜中不希望的柱镜度数(cylindrical power)。
现有技术方法和产品的第二个问题是在制造过程或产品寿命期间偏振层与基片发生分层。这是通过例如以下原因引起的：(i)基片和偏振层之间粘合性不足；和/或(ii)具有不同性能、特别是不同热膨胀系数的层之间的应力。
现有技术的偏振产品和制造方法的另一个问题涉及基片组分渗入偏振层。渗入或迁移可能引起偏振层的机械质量和/或光学质量随时间变差。
现有技术的制品和方法的第四个问题是制品的雾化(hazing)。各种因素导致这种问题。人们相信初始微尺度的光学和机械缺陷的扩展和扩大是主要的原因。
现有技术的制品和方法的第五个问题是偏振染料层与在其上施加的其他任何涂层(如抗划涂层、硬质涂层、斥水性涂层等)之间的分层。
欧洲专利申请公开第1674898号揭示一种制造偏振制品的方法。通过在透镜基片和光偏振染料层之间沉积无机增粘层，本发明揭示内容解决了基片和光偏振染料层之间粘合性差的问题。
但是，偏振染料层和附加顶层之间的粘合性差的问题仍必须得到解决。已经发现，偏振染料层和附加功能层(例如硬质涂层)之间的粘合性在偏振制品与环境因素如水、汗、光、热量等接触时的使用寿命期间发生下降。这些两层之间可能发生不希望的过早分层现象。
因此，仍需要能克服现有技术制品及其制造方法的一个或多个缺陷的偏振制品。
发明内容
根据本发明第一方面，提供一种光偏振制品，该制品包括基片，第一功能层(i)，其包含许多具有离子基团的偏振染料分子，第二功能层(ii)，其不同于第一功能层，该制品的特征在于，在第一功能层和第二功能层之间且与第一功能层邻接处存在第一连接层(iii)，该连接层包含一定的分子结构，该分子结构带有的离子基团的电荷与第一功能层的偏振染料分子的电荷相反，或者该分子结构带有的基团能够形成其电荷与第一功能层的偏振染料分子的电荷相反的离子。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第二功能层(ii)的结构中基本上不含离子。根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第二功能层(ii)是保护层。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，在第一连接层(iii)和第二功能层(ii)之间存在与第一连接层(iii)邻接的第二连接层(iv)，该层包含聚环氧硅烷。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第二功能层(ii)包括抗划子层，其包含聚(甲基)丙烯酸酯和/或聚硅氧烷。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第一功能层的偏振染料分子具有阴离子基团，第一连接层(iii)包含具有阳离子基团的分子结构。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第一功能层的偏振染料分子具有阴离子基团，而第一连接层(iii)包含具有至少一个质子化的胺基团或季胺基团的分子结构。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第一功能层的偏振染料分子具有阴离子基团，而第一连接层(iii)包含具有至少一个伯胺、仲胺或叔胺基团的分子结构。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第一功能层的至少一部分的偏振染料分子具有磺酸基团。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第一连接层(iii)包含线型或交联的聚硅氧烷。在一些实施方式中，聚硅氧烷包含一个或多个以下结构单元和/或其质子化衍生物：
Figure G2008800136606D00031
其中：
R1在各情况下可以相同或不同，独立地选自：氢、取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、取代和未取代的苯基，
其中，R7、R8和R10在各情况下可以相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，和
R9在各情况下可以相同或不同，选自取代和未取代的C1-C6亚烷基、取代和未取代的亚苯基、以及取代和未取代的氧化烯基，
R2在各情况下可以相同或不同，独立地选自氢、取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，
R3在各情况下可以相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6亚烷基，
R4和R5在各情况下可以相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C1-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，和
R6在各情况下可以相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C1-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第一连接层(iii)中包含的聚硅氧烷是至少部分交联的。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，所述聚硅氧烷选自以下聚合物：γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，以及它们的混合物和组合。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，第一连接层的厚度小于1微米，在一些实施方式中为5-500纳米，在其他一些实施方式中为5-200纳米，在其他一些实施方式中为5-100纳米，在其他一些实施方式中为5-50纳米。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，所述光偏振制品包括以下部件：
(I)光透射基片；
(II)在所述基片的一个表面的至少一部分上形成的光偏振染料层，该层包含许多具有阴离子的染料分子；
(III)在光偏振染料层上并与之邻接的第一连接层，该层包含聚硅氧烷，其结构具有质子化或未质子化的伯胺基团、质子化或未质子化的仲胺基团、质子化或未质子化的叔胺基团、季胺基团或它们的组合；和
(IV)抗划层，该层包含聚(甲基)丙烯酸酯和/或聚硅氧烷。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，偏振染料分子相互基本上平行对齐。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，至少部分的偏振染料分子位于细微沟槽内。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，至少部分的偏振染料分子位于主要由无机材料组成的粘合层的表面上。根据一些实施方式，粘合层主要由硅氧化物、金属氧化物或它们的相容混合物或组合组成。根据一些实施方式，粘合层主要由选自以下的材料组成：Si、Al、Zr、Ti、Ge、Sn、In、Zn、Sb、Ta、Nb、V、Y的氧化物，以及它们的混合物或组合。根据一些实施方式，粘合层主要由SiO和/或SiO2组成。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，在基片和无机粘合层之间存在至少一个促进粘合层和基片之间的粘合性的无机子层，该无机子层的组成不同于无机粘合层。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，无机子层包含硅、元素金属、硅氧化物或金属氧化物。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，至少一个无机子层主要由铬金属或SiO组成。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，基片包括至少一个其上设置无机粘合层的硬质涂层。
根据本发明的光偏振制品的一些实施方式，所述基片由有机聚合物构成。
本发明的第二方面涉及制造光偏振制品的方法，该方法包括以下步骤：
(A)提供具有至少一个表面的光透射基片；
(C)在该基片表面的至少一部分上形成光偏振层，所述光偏振层包含许多具有离子基团的偏振染料分子；
(E)在光偏振层上形成保护层；
其特征在于：
在步骤(C)和(E)之间，还有如下的附加步骤(D)：
(D)在光偏振层上形成第一连接层，所述第一连接层包含一定的分子结构，该分子结构带有的离子基团的电荷与光偏振层的偏振染料分子的电荷相反，或者该分子结构带有的基团能够形成其电荷与光偏振层的偏振染料分子的电荷相反的离子。
根据本发明方法的一些实施方式，在步骤(D)和(E)之间，还有如下的附加步骤(DA)：
(DA)在第一连接层上形成第二连接层，该第二连接层包含基本上没有离子的结构。
根据本发明方法的一些实施方式，在步骤(DA)中，第二连接层包含聚硅氧烷。
根据本发明方法的一些实施方式，在步骤(DA)中，第二连接层包含聚环氧硅烷。在一些实施方式中，第二连接层包含聚环氧硅烷，第二功能层(ii)包含聚(甲基)丙烯酸酯和/或聚硅氧烷。
根据本发明方法的一些实施方式，光偏振层中的偏振染料分子具有阴离子基团，第一连接层包含具有阳离子基团的分子结构。
根据本发明方法的一些实施方式，光偏振层的偏振染料分子具有阴离子基团，第一连接层包含具有至少一个质子化胺基团或季胺基团的分子结构。
根据本发明方法的一些实施方式，光偏振层的偏振染料分子具有阴离子基团，第一连接层包含具有至少一个伯胺、仲胺或叔胺基团或其质子化衍生物的分子结构。
根据本发明方法的一些实施方式，光偏振层的偏振染料分子的至少一部分具有磺酸基团。
根据本发明方法的一些实施方式，第一连接层包含线型或交联的聚硅氧烷。
根据本发明方法的一些实施方式，聚硅氧烷包含一个或多个上面概要描述的互连结构单元(a)，(b)，(c)，(d)，(e)和(f)。
根据本发明方法的一些实施方式，聚硅氧烷选自以下聚合物：γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，以及它们的混合物和组合。
根据本发明方法的一些实施方式，第一连接层的厚度小于1微米，在一些实施方式中为5-500纳米，在其他一些实施方式中为5-200纳米，在其他一些实施方式中为5-100纳米，在其他一些实施方式中为5-50纳米。
根据本发明方法的一些实施方式，聚硅氧烷通过相应硅氧烷在涂覆于光偏振层表面上的水性介质中的聚合反应形成。
根据本发明方法的一些实施方式，在步骤(A)和(C)之间，还有如下的步骤(B)：
(B)在基片表面沉积无机中间粘合层，所述无机中间粘合层在步骤(C)后与偏振层邻接；步骤(C)包括以下步骤(C1)和(C2)：
(C1)在远离基片的在步骤(B)中沉积的无机粘合层的表面上形成多个基本上平行的细微沟槽；和
(C2)在步骤(C1)中形成的细微沟槽上和与之邻接处沉积包含偏振染料分子的光偏振层。
根据本发明方法的一些实施方式，该方法包括在步骤(A)之后的以下附加步骤(A1)：
(A1)在基片和无机粘合层之间形成至少一个不同于无机粘合层的无机增粘子层；
其中，在步骤(B)中，无机中间粘合层直接形成在步骤(A1)中形成的无机子层上和与之邻接处。
根据本发明方法的一些实施方式，在步骤(B)中，中间粘合层由硅氧化物、金属氧化物、或它们的相容混合物或组合形成。
根据本发明方法的一些实施方式，在步骤(B)中，粘合层由选自以下的材料形成：Si、Al、Zr、Ti、Ge、Sn、In、Zn、Sb、Ta、Nb、V、Y、La的氧化物，以及它们的混合物或组合。
根据本发明方法的一些实施方式，至少一个无机子层是由硅、元素金属、硅氧化物或金属氧化物形成的。
根据本发明方法的一些实施方式，至少一个无机子层是由铬金属或SiO形成的。
根据本发明方法的一些实施方式，在步骤(i)中，提供的基片包括至少一个硬质涂层，步骤(B)在该硬质涂层上进行。
根据本发明方法的一些实施方式，在步骤(i)中，提供的基片包含有机聚合物或无机玻璃材料。
本发明的光偏振制品的实施方式因为存在第一连接层而具有以下优点，即偏振染料层和任何附加功能层如保护层之间的高粘合性。因此，可以制造具有高抗水性、抗汗性、抗高湿度以及耐受其他有害应用条件的光偏振制品。此外，透镜制造过程可以在小规模的实验室中进行，例如典型的眼科实验室，得到所需结果。
在以下的详细描述中提出了本发明的附加特征和优点，其中的部分特性和优点对本领域的技术人员而言由所述内容而容易理解，并通过示出的描述和其权利要求书以及附图中所述实施本发明而被认可。
应理解前面的一般性描述和以下的详细描述都只是对本发明的示例，用来提供理解本发明的性质和特性的总体评述或结构。
包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。
附图说明
附图中：
图1是按照欧洲专利申请公开第1674898号揭示的光偏振制品的实施方式的结构及其制造方法的示意图。
图2是本发明的光偏振制品的实施方式的结构和部分制造方法的示意图。
具体实施方式
除非另有说明，否则，本说明书和权利要求书所用的所有数值，例如成分的重量百分数、尺寸和某些物理特性的值，应理解为在所有情况下均被术语“约”修饰。也应理解，本发明说明书和权利要求书所用的所有精确数值构成本发明的附加实施方式。已经努力保证实施例所揭示数值的准确度。然而，任何测定的数值必然含有由对应测定技术中发生的标准差造成的某些误差。
如本文所用，“眼科产品”表示任何半成品和成品的、动力和非动力的、带色彩和无色彩的、光致变色和非光致变色的、无机玻璃基和聚合物基的眼部佩戴产品，包括：太阳眼镜产品和处方的眼部佩戴产品，及其空白产品(blank)；护目镜；面罩等。
除非另外指出，否则，在本申请中所用术语“氧化物”包括化学计量氧化物，缺氧氧化物和超氧氧化物。例如，在本申请中，术语“硅氧化物”或“氧化硅”表示具有确切SiOx式的材料，其中，x可大于2(氧过量)或小于2(缺氧)。但是，SiO2表示化学计量的氧化物，其中Si和氧原子的摩尔比为1∶2。为本申请的目的，式SiO表示缺氧的氧化硅SiOy，其中，0.5≤y≤1.8，在一些实施方式中0.5≤y≤1.5。对另一个例子，在本申请中，“铝氧化物”或“氧化铝”表示具有确切化学式Al2Oz的材料，其中，z可大于3(氧过量)或小于3(缺氧)。因此，氧化物中的硅或金属可以是不同价数，并不正好是常规的价数。可以采用化学气相沉积产生硅和/或金属的缺氧或超氧的氧化物。
在本申请中使用的“聚硅氧烷”是具有包含-O-Si-O-Si-连接和有机基团的主链结构的聚合物材料，包括线型和交联的硅氧烷聚合物。美国专利第4,981,530号描述了可用于本发明的各种类型的交联聚硅氧烷。聚硅氧烷及其制备在以下如“硅酮(Silicones)”，第15卷，第204-308页，聚合物科学和工程百科全书(Encyclopedia of polymer science and engineering)，BruceHardman，Arnold Torkelson，通用电气公司(General Electric Company)中进一步描述。本领域的技术人员应理解，聚硅氧烷可以采用各种方法由例如各种硅氧烷和/或硅烷制备，所述方法包括但不限于：水解和在水性介质中缩聚，使用或不使用碱性或酸性催化剂。本领域的技术人员还应理解，聚硅氧烷层可以通过以下方式形成，用聚硅氧烷在液体介质(尤其是水性介质)中的分散体涂覆基片，对涂覆的材料进行附加的热处理或不进行热处理。可以通过浸涂、注入、旋涂等实施涂覆。
“C1-C6烷基”表示具有1-6个碳原子的直链或支链的饱和烃链。C1-C6烷基的例子包括：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基和己基。
“C3-C7环烷基”表示具有3-7个环碳原子的环状饱和烃环。C3-C7环烷基的例子包括环戊烷、环庚烷和环己烷。
“C1-C6亚烷基”表示具有1-6个碳原子的直链或支链的饱和烃链二价基团。C1-C6亚烷基的例子包括亚甲基、亚乙基、亚丙基和亚丁基。
本申请中的相关基团被取代时，它们可以适当地被例如但不限于以下的基团取代：烷基、卤素、环氧基团、(甲基)丙烯酰氧基、烷氧基、羟基等。
术语“(甲基)丙烯酸酯”意在表示丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及它们的组合或混合物。
欧洲专利申请公开第1674898号揭示一种光偏振制品，其包括在制品的基片和光偏振层之间的粘合层。通过包括这种粘合层，可以显著改进光偏振制品的耐久性。
通常，为获得眼科用途以及其他用途的光偏振制品，需要在光偏振层上的第二功能层，为最终制品提供所需的物理性质和化学性质。这些所需的物理性质和化学性质包括：抗划性、斥水性和/或斥污性、防雾性、抗反射性、特定色彩或光的滤除性。如果第二功能层直接在偏振层上面并与之邻接，在制品的整个使用周期都需要在第二功能层和偏振层之间提供高粘合性。
但是，本发明人已经发现，偏振染料层和传统的抗划涂布材料的粘合性没有要求的那么好。发现延长与光、高温、高湿度、水、盐水、汗水以及它们的组合的接触时间可能使偏振层与第二功能层之间的结合弱化。
本发明人不希望或不必受具体理论的束缚，相信这是因为偏振染料分子的结构的离子特性和典型第二功能层或中间层的非离子特性造成的。偏振染料分子使用时通常在其分子结构中包含离子。这类离子没有与固定的抗衡离子成对化，在潮湿或润湿条件下的寿命周期内能吸引湿气和水，在偏振染料层和第二功能层之间的界面引起侵蚀。
因此，本发明人通过引入具有以下特征的材料层而完成本发明，以解决偏振染料层与第二功能层之间粘合的耐久性不足的问题，这种材料的固定离子电荷与光偏振层中偏振染料分子的电荷相反，或者这种材料能形成其电荷与光偏振层中偏振染料分子的电荷相反的固定离子。固定的抗衡离子至少部分地与偏振染料分子固有的离子成对。因此，可以减少、抑制或消除水穿透到偏振染料层和第二功能层之间界面的问题，因此改进了粘合的耐久性。
本发明的光偏振制品一般包括：第一功能层(i)(即，光偏振层)，其包含许多具有离子的光偏振分子，以及在偏振层上的第二功能层(ii)，其中，在第一功能层和第二功能层(ii)之间并与第一功能层邻接，存在第一连接层(iii)，该层包含一定的分子结构，该分子结构带有的离子基团的电荷与第一功能层的偏振染料分子的电荷相反，或者该分子结构带有的基团能够形成其电荷与第一功能层的偏振染料分子相反的离子。本发明的制品可以包括光透射基片，在该基片上可以形成各功能层和连接层。在基片和第一功能层之间存在任选的无机粘合层。
在形成上述各层之前，光透射基片可以是各种形状。基片具有至少一个可以是平坦或起伏的表面。基片可以是平坦片、具有不同厚度的圆柱体坯件，或者对眼科产品是具有至少一个起伏表面(例如凹面、或凸面、或者凹面和凸面)的坯件。无机粘合层、第一功能层、第一连接层和第二功能层形成在至少部分表面上。并不排除基片具有一个以上的表面，如果存在，各层形成在一个以上的表面上。例如，基片可以具有基本上相互平行的两个表面，或者基本上彼此相对的两个表面，在两个表面上都沉积无机粘合层和偏振层。选择在两个表面上形成的两个偏振层的偏振方向，使它们相互平行或者垂直，或者之间形成一定的角，这取决于本发明光偏振制品的用途。具体地，对眼科镜坯，要求在下游不再进一步加工的一侧上形成偏振层。对处方镜坯，该侧通常是凹侧。对制成的产品例如备用的眼科透镜和平面太阳镜，偏振层可以在任一侧上形成，因为之后一般不需要对透镜表面进一步研磨。
**
光透射基片可具有例如无机玻璃或有机聚合物构成的主体。作为这类无机玻璃的例子，有典型的碱土金属铝硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐
Figure G2008800136606D00111
玻璃、掺杂和未掺杂的熔凝硅石玻璃、透明玻璃-陶瓷材料和晶体材料，如CaF2、MgF2等。具体地，对于眼科产品特别有益的无机玻璃材料是在例如美国专利第4,839,314号、第4404290号和第4,540,672号中所述的那些。特别优选在例如美国专利第4,742,028号和第6,121,176号中揭示的高折射率无机玻璃材料。
许多聚合物材料已经用作光学制品包括眼科产品的基片材料。这类聚合物可以是聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺、聚砜、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚氨酯-脲、聚烯烃、苯酚树脂、环氧树脂等。作为适合用于光透射基片的有机聚合物的非限制性例子有多元醇(烯丙基碳酸酯)单体的均聚物和共聚物，如PPG光学产品(PPG Optical Products)以商标CR-销售的二甘醇二(烯丙基碳酸酯)，单官能或多官能(甲基)丙烯酸酯的均聚物和共聚物、乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸-丙酸纤维素、聚乙烯(乙酸酯)、聚(乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚氨基甲酸酯、聚氨酯-脲如分别由PPG光学产品和Intercast Europe Spa销售的TRIVEXTM或
Figure G2008800136606D00113
聚(硫氨酯)、聚酰胺、聚碳酸酯如源自双酚-A的那些以及以商标
Figure G2008800136606D00114
销售的碳酰氯(phosgene)、聚酯如聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚苯乙烯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯或丙烯腈的共聚物、环状聚烯烃共聚物(COC)、无定形聚烯烃如ZEOP公司的
Figure G2008800136606D00115
等。
光透射基片主体可以是光致变色或非-光致变色的。光致变色的无机玻璃材料及其制备方法的非限制性例子在例如美国专利第5,426,077号和第5,023,209号中揭示。光致变色的聚合物材料及其制备方法的非限制性例子在例如美国专利第6,248,285号和第6,329,482中揭示。
光透射基片的主体可以是有色的或者是无色的。本领域中已经广泛描述了有色的无机玻璃材料及其制造方法。有色的聚合物材料可以通过在聚合之前在单体中加入例如各种有机染料制备，或者通过用有机染料浸渍聚合物基质制备。
光透射基片除了包括主体外，还包括多层各种类型的表面涂层。例如，基片可以具有抗反射涂层、通常用于眼科产品的硬质涂层、光致变色涂层、着色涂层、UV滤光涂层、红外光吸收涂层等。本领域的技术人员了解这些涂层，尤其是眼科产品相关的涂层。按照本发明的功能层可以形成在这些表面涂层上，或者形成在并非形成涂层的表面或与形成涂层的表面相对的表面上。
光偏振层(如第一功能层)通常形成在光透射基片的至少一个表面的至少一部分上。光偏振层至少部分地为本发明偏振制品提供光偏振性质。偏振层可以包含至少一种二向色染料作为活性成分。二向色染料分子的取向能为本发明制品提供所需的偏振作用。但是，除了二向色染料外，偏振层还包含其他成分，例如，增粘剂、增塑剂、非偏振染料和表面活性剂，以提供最终产品所需的颜色或色调等，只要这些其它成分具有以下性能即可：(i)不存在使偏振层与制品结构中的其他层发生粘合的显著负面影响，和(ii)不存在使该层中的二向色染料发生偏振作用的显著负面影响。
已知许多不同的二向色染料确实在现有技术中用于制造光偏振产品。描述这类二向色染料的文献包括例如，美国专利第2,400,877号和WO 00/22463。在偏振层中可以使用单一的二向色染料为最终偏振产品提供偏振效应以及所需的颜色或色调如灰色。但是，并不排除在偏振层中使用各种二向色染料的组合。确实，本领域技术人员已知具有从红色、黄色至蓝色的色彩的各种二向色染料可以单独使用或者以不同比例组合使用，从而为成品提供所需的偏振效应和颜色。
本领域还已知能吸收所需波长的光、但其本身不能形成有序或偏振的结构的染料分子与合适的主体材料例如液晶化合物一起使用时可形成光偏振结构。这类客体-主体偏振现象和结构在例如WO 00/22463以及其他文献中描述。这种效应已经被用于制造液晶显示器。这种类型的偏振层当然可以用于本发明的光偏振制品。本发明的光偏振制品的预期用途之一是用于液晶显示器。为本发明目的，术语“光偏振染料”包括可以本身取向提供偏振效应的染料和本身不能取向提供偏振效应但是当设置在合适主体或与其他材料组合时能提供偏振效应的染料。
用于本发明的偏振染料分子的至少一部分在其分子结构中具有离子。这些染料分子通常是具有赋色基团的有机化合物。如果通过各种方式，例如机械、电或者磁的方式，使这种分子的链在特定方向对齐，则分子的矩阵能够使具有给定方向电场的光通过，因此具有偏振效应。偏振分子具有的离子可以是阴离子或者阳离子基团。在一些优选实施方式中，偏振染料分子具有阴离子。具有阴离子的染料分子在与特定阳离子成对形成水溶性盐时可以是水溶性的，并且在沉积于表面时通过离子交换为另一种离子的水不溶性盐致使为水不溶性的。例如，一些偏振染料分子在与Na+或K+离子成对时是水溶性的，但是一旦在含Al3+、Ca2+和/或Mg2+的水溶液中交换，这些分子以水不溶性盐的形式沉淀。本发明的光偏振制品中的光偏振染料层可以按这种方式形成。
在本发明的光偏振制品的一些实施方式中，第一功能层优选包含至少能部分固定光偏振染料分子的稳定组分。稳定组分可以为制品提供颜色或偏振性质，或者不提供。例如，使用具有阴离子的偏振染料分子时，光偏振层中可以包含聚硅氧烷。适当固化的聚硅氧烷例如聚氨基硅氧烷和/或聚乙氧基硅氧烷，具有长聚合物链和/或交联的网状结构，能部分地固定偏振染料分子。本发明人发现，一些具有阴离子的偏振染料为Al3+，Mg2+和Ca2+的盐形式时，在低温(例如约0℃)条件下在水中的溶解度很低。但是，在高温如约100℃，甚至在热阳光下，如果这种偏振染料没有通过聚合物链或分子固定，与湿度和/或液体水(如汗水)长时间接触可能使偏振染料分子的显著部分移动，引起偏振效率下降，产生雾度，或者甚至分层。在第一功能层中存在附加聚硅氧烷聚合物添加剂时，偏振染料分子的运动可以显著减少，因此明显提高了偏振染料层的耐热水性和耐汗水性。
本发明人已经惊奇地发现，在一些实施方式中要求第一功能层基本上是单一层，即使第一功能层包含稳定剂如聚硅氧烷。“基本上是单一层”表示当以亚微米尺度观察时，光偏振染料分子基本上均匀分布在整个层中。为达到高偏振效率，例如高于95％的偏振效率，在一些实施方式中大于98％，要求光偏振染料分子在同一方向基本上对齐。
已经揭示了包含二向色染料的预制成的光偏振层并且已经用于现有技术中。这种偏振层的非限制性例子包括偏振聚乙烯醇(PVA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜等。这些膜中许多是通过以下方式制成的孤立(stand-alone)偏振膜，将其上沉积有或者其中嵌埋有二向色染料层的聚合物膜拉伸。现有技术领域还开发了多层偏振晶片，用于层叠到基片上形成偏振制品例如太阳镜。按照现有技术的可采用的方法，这些偏振膜和晶片作为光偏振层可以用于本发明的偏振制品。
但是，使用预制造的偏振膜和晶片可能对最终产品产生不希望的效应。因此，在本发明的光偏振制品中，希望在例如无机粘合层(下面详细描述)或者光透射基片上原位形成第一功能层。在一些实施方式中，要求无机粘合层或者基片表面在外侧(远离基片侧)包含许多细微沟槽，将第一功能层沉积在细微沟槽中和上面。在一些实施方式中，要求细微沟槽相互基本平行。在一些实施方式中，要求细微沟槽为亚微米尺寸。即，要求沟纹的宽度和深度小于1微米。按照美国专利第2,400,877号中所述，沟纹用来提供偏振染料分子在偏振层中的取向。偏振层优选包含至少一种在细微沟槽存在时自身能取向的二向色染料，以提供光偏振效应。这类偏振染料在细微沟槽中的结构在FR 03 12686和欧洲专利申请公开第1674898号中揭示，对本发明特别有利。该结构简单，易于制造，并能在整个表面提供一致的偏振效应，而不会歪曲最终制品的光控制能力。在这种结构中，要求在制品的寿命期间在正常使用条件下能将偏振染料分子稳定限制在其局部位置中。与偏振膜和晶片相比，偏振染料分子因加热和其他条件失去其取向的可能性很小。也就是说，与现有技术使用偏振膜和/或晶片的偏振制品相比，可以使本发明光偏振制品的某些实施方式具有更高的热稳定性。
本发明的光偏振制品还包括第二功能层。第二功能层可以是例如硬质涂层(或抗划层)、耐水层(抗雾化层)、抗反射层、UV吸收层、IR吸收层、光致变色涂层等，以及它们的组合。第二功能层可基于各种材料，例如有机聚合物(如，聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚砜、聚氨基甲酸酯、聚氨酯-脲等)、聚硅氧烷(如，聚环氧基硅氧烷、聚乙氧基硅烷、聚甲氧基硅烷等)，无机材料(例如，用于为制品提供抗反射性质的多层各种金属的氧化物)。第二功能层可以进一步着色。第二功能层在如结构和/或组成方面不同于第一功能层。
如上所示，在没有本发明偏振制品的连接层(iii)时，第一功能层和第二功能层之间的粘合性会不足，即使在第一功能层中包含了稳定剂来固定偏振染料分子时也是如此。本发明人已经发现，在经历高温和高湿度时，或者在模拟或真实的使用条件下接触人工汗水或真实汗水时，在第一功能层和第二功能层之间没有连接层的偏振制品尤其在第二功能层是基于有机聚合物材料例如聚(甲基)丙烯酸酯和/或聚硅氧烷时，第一功能层和第二功能层之间的结合倾向于弱化。
本发明人惊奇地发现，本发明通过在第一功能层和第二功能层的表面之间包含连接层，使得第一和第二功能层之间的粘合性及其耐久性显著提高，且不会牺牲制品的其他所需性质，如偏振效率和第二功能层的所需功能。在本发明的偏振制品中，第一连接层(iii)具有以下结构，该结构带有的离子基团的电荷与第一功能层的偏振染料分子的电荷相反，或者该结构带有的基团在使用条件下能形成其电荷与第一功能层的偏振染料分子的电荷相反的离子。不希望受到特定理论的束缚，本发明人相信，在第一连接层结构上具有的抗衡离子可以与第一功能层的偏振染料分子具有的离子成对，形成强离子键，进一步固定偏振染料分子并加强第一功能层和第一连接层(iii)之间的结合。要求第一连接层具有物理性质类似于第二功能层的特定结构单元，使得在第一连接层(iii)和第二功能层(ii)之间具有高结合强度。在一些实施方式中，甚至要求以下几点：(a)第一连接层的结构具有能与第二功能层(ii)的材料反应的基团，以形成强烈且耐久的化学键；或(b)第一连接层的结构具有能与第二功能层(ii)的材料形成氢键的基团，使得在第一连接层(iii)和第二功能层之间具有强烈且耐久的粘合。
因此，例如在本发明的光偏振制品的第一功能层(i)的偏振染料分子具有阴离子如-SO3-、-COO-等时，要求第一连接层(iii)包含的结构具有阳离子基团或者在使用条件下能形成阳离子基团的基团，反之亦然。在一些实施方式中，要求第一连接层(iii)是聚硅氧烷层。当要求第一连接层(iii)具有阳离子基团时，该层可包含以下互连结构单元或其质子化衍生物：
Figure G2008800136606D00151
其中：
R1在各情况下可相同或不同，独立地选自氢、取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、取代和未取代的苯基，
Figure G2008800136606D00161
其中，R7、R8和R10在各情况下可相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，和
R9在各情况下可相同或不同，选自取代和未取代的C1-C6亚烷基、取代和未取代的亚苯基、以及取代和未取代的氧化烯基，
R2在各情况下可相同或不同，独立地选自氢、取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，
R3在各情况下可相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6亚烷基，
R4和R5在各情况下可相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C1-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，和
R6在各情况下可相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C1-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基。
以上结构单元可在不同位置以不同方式如重复或顺序(作为重复单元)，或作为端部单元，或在网状结构的中间的孤立结构，表现为直链或交联的总体结构。以上结构中的胺基团可以是阳离子基团(为季胺基团的情况)，或者在使用条件下为部分质子化的(即，在形成光偏振制品中的偏振层时)。不希望受到任何特定理论的束缚，本发明人相信聚硅氧烷结构中存在的OH基团可以与伯胺基团、仲胺基团和叔胺基团反应，形成相应的质子化的胺基团。
在一些实施方式中，第一连接层(iii)包含以下聚合物：γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，以及它们的混合物或组合。
本发明的偏振制品中的第一连接层的厚度优选小于1微米，在一些实施方式中为5-500纳米，在其他一些实施方式中为5-200纳米，在其他一些实施方式中为5-100纳米，在其他一些实施方式中为5-50纳米。
为了在本发明的光偏振制品的第一连接层(iii)和第二功能层之间达到最佳粘合性，在一些实施方式中要求第一连接层和第二功能层之间存在第二连接层。这种第二连接成可以包含例如聚环氧基硅氧烷、聚(甲基)丙烯酰氧基硅氧烷等。
在本发明的光偏振制品中，要求在光透射基片和第一功能层(光偏振层)之间存在至少一个无机粘合层。如欧洲专利申请公开第1674898号中所述，虽然光偏振染料的特性是有机物，但是它们与无机粘合层的结合强度(如在下面以及欧洲专利申请公开第1674898号中详细描述的)倾向于大于它们与聚合物中间层的结合强度(如FR 0312686中揭示的)。此外，无机粘合层借助于任选的无机子层倾向于与大多数基片材料具有高结合强度，所述基片材料包括无机玻璃基片和有机聚合物基片(可进一步包括在其上形成无机粘合层和任选的子层的表面层，如下面详细描述的)。
要求无机粘合层是硅氧化物、金属氧化物或者它们相容的混合物和/或组合。优选无机粘合层由选自下组的材料形成：SiO、SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、GeO2以及它们的混合物或组合。在一些实施方式中，无机粘合层由SiO2形成。本发明人已经发现，无机粘合层，尤其是SiO2，在具有附加表面涂层或没有附加表面涂层的条件下，可与无机玻璃材料和有机聚合物材料构成的基片形成强键。一般而言，无机粘合层在使用偏振制品的波长范围具有光透射性质。还考虑可以使用多层不同组成的无机材料作为无机粘合层。优选使用这类多层结构来降低在无机粘合层和基片之间的界面上的反射。
无机粘合层的厚度在微米尺度。中间层的厚度应能足以形成细微沟槽但不会露出基片表面。通常，无机粘合层的厚度小于10微米，在一些实施方式中小于5微米，在其他一些实施方式中小于1微米。一般而言，对等离子体沉积，涂层越薄，则沉积所需的时间越少。
对特定基片，为了在无机粘合层和基片材料之间达到强粘合性，要求在无机粘合层和基片之间形成薄的无机子层。子层的组成不同于无机粘合层的组成。子层通常由硅、元素金属、金属氧化物或硅氧化物形成。作为元素金属的非限制性例子，有铬、钼、镍、钛、铁以及它们的相容组合和/或混合物。作为金属氧化物的非限制性例子，有Al2O3、ZrO2、TiO2、GeO2以及它们的混合物或组合。氧化硅可以是SiO和/或SiO2。在一些实施方式中，所需的子层材料是铬金属和SiO，尤其对SiO2中间层而言。
子层一般比无机粘合层薄得多，通常在纳米尺度。当由元素金属如铬形成子层时，为了保证足够的透射，要求子层的厚度很小。通常，子层的厚度小于300纳米，在一些实施方式中小于100纳米，在其他一些实施方式中小于20纳米。无机子层可以是原子或分子的单层。
无机粘合层和子层的组合的非限制性例子有：(i)SiO子层和SiO2中间层；(ii)铬金属子层和SiO2中间层。发明人相信，SiO子层和SiO2中间层的组合对由CR 39(二烯丙基碳酸二甘醇酯的热固性合成树脂)构成的基片特别有效。用于该聚合物的单体具有以下结构：
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根据本发明的一些实施方式制造的各种偏振制品可以用于从UV至可见光至红外光的宽波长光谱范围。在一些实施方式中，尤其对眼科应用，本发明的光偏振制品能用于可见光波长范围。
本发明的光偏振制品可以应用于许多器件。所述应用的非限制性例子包括：眼科产品；显示器产品，尤其是液晶显示器包括LCD监视器和LCD投影仪；用于媒介物(vehicle)的偏振窗，包括地基、空气中和水基媒介物；面罩(facemask)；护罩；建筑物玻璃等。
一般而言，本发明制造光偏振制品的方法包括以下步骤：
(A)提供具有至少一个表面的光透射基片；
(C)在基片的该表面的至少一部分上形成光偏振层，所述光偏振层包含许多具有离子基团的偏振染料分子；
(E)在光偏振层上形成保护层；
其特征在于：
在步骤(C)和(E)之间有如下的附加步骤(D)：
(D)在光偏振层上形成第一连接层，所述第一连接层包含一定的分子结构，该分子结构带有的离子基团的电荷与光偏振层的偏振染料分子的电荷相反，或该分子结构带有的基团能形成其电荷与光偏振层的偏振染料分子的电荷相反的离子。
如欧洲专利申请公开第1674898号所述，为了在光透射基片和光偏振层之间达到高粘合性，要求在步骤(A)和(C)之间还有如下的步骤(B)：
(B)在基片表面沉积无机中间粘合层，在步骤(C)之后所述无机中间粘合层与偏振层邻接；
步骤(C)包括以下步骤(C1)和(C2)：
(C1)在远离基片于步骤(B)中沉积的无机粘合层的表面上形成许多基本上平行的细微沟槽；和
(C2)在步骤(C1)中形成的细微沟槽上和邻接处沉积包含偏振染料分子的光偏振层。
如上讨论的，对特定基片材料，要求在无机粘合层和基片之间增加无机子层，以促进无机粘合层和基片之间的粘合。因此，本发明制造这些制品的方法的一些实施方式还包括在步骤(A)之后的附加步骤(A1)，该步骤(A1)如下：
(A1)在基片和无机粘合层之间形成至少一个不同于无机粘合层的增粘无机子层；
其中，在步骤(B)中，无机粘合层直接形成在于步骤(A1)中形成的无机子层之上和邻接处。
在步骤(A)中，基片可具有以上对于本发明的光偏振制品讨论的结构和组成。一般而言，这种基团在可能存在的步骤(A1)和步骤(B)之前可以进行了表面抛光、清洁和干燥。可以采用各种表面清洁技术。有时为了活化表面以达到在表面和待沉积的各层之间的良好粘合，需要采用等离子体清洁。
此外，作为步骤(A)的一部分，在基片主体施加表面涂层。这种表面涂层可以包括例如，抗反射涂层、硬质涂层等。但是，因为本发明的优点是能应用于各种类型基片材料，因此沉积这些涂层不是必须的。确实常优选不形成这些基底涂层以尽可能减少生产工艺的步骤。即，在基片主体施加这些附加表面涂层对特定基片材料可能是需要的，尤其是由有机聚合物材料构成的基片材料。在总体非限制性方式中，表面涂层可特别地基于硅烷，如烷氧基硅烷和/或氯硅烷或者与以下类型的反应性基团的组合物：乙烯基、环氧基、异氰酸酯、羟基、胺、硫醇、羧酸和/或酐。这类组合物可包含一种类型的反应性基团(如，异氰酸酯)或至少两个上述类型的反应性基团，它们相互是非反应性的(如，异氰酸酯和乙烯基)。这种表面涂层的具体例子包括基于γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和环氧基烷基三烷氧基硅烷的涂层。
关于步骤(A1)和(B)，采用例如以下技术可获得无机粘合层和无机子层：化学气相沉积(CVD)法，例如等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)，低压化学气相沉积(LPCVD)、低于大气压的(sub-atmospheric)化学气相沉积(SACVD)；等离子体气相沉积(PVD)法，例如离子辅助的电子束蒸镀、非离子辅助的电子束蒸镀和溅射；以及溶胶-凝胶法等。
化学气相沉积(CVD)是一种广泛采用的材料处理技术。关于CVD的较好的参考书是《化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)》(J-H Park等编)，表面工程学系列(Surface Engineering Series)，第2卷(ASM
Figure G2008800136606D00201
2001年7月)。其应用主要涉及在表面施加固体薄膜涂层。简单地说，CVD涉及使一种或多种前体气体流入含一个或多个将要涂覆的加热的对象的室内。化学反应发生在热表面上或其附近，导致在表面上沉积薄膜。副产物与未反应的前体气体一起从该室排出。PECVD、LPCVD和SACVD只是CVD技术的几种变体。CVD可以在宽温度和压力范围进行，可以有载气或没有载气。元素周期表中大多数的元素都可以通过CVD技术进行沉积，一些为纯元素形式，但更多的常常是组合起来形成化合物。
在这些CVD方法中，PECVD是用于沉积无机粘合层和可能存在的子层的优选方法。在PECVD系统中，RF源在顶电极和接地基片之间形成的电磁场中激发电子。激发的电子与气体分子碰撞形成离子/反应性中子或等离子体。PECVD与热CVD技术相比具有几方面的优点。第一，PECVD能够在低得多的沉积温度和压力下进行。例如，使用SiH4和O2或N2O沉积SiO2的PECVD温度通常为200-400℃，相比之下，热CVD要求350-550℃的温度。其次，通过利用等离子体，离子轰击有助于使膜变得更致密，提高沉积速率，并促进良好的膜粘合。此外，可以达到膜的微结构和厚度的均匀性。PECVD的另一个优点是其控制残余膜应力的能力。通过改变工艺参数，使用者可以生产具有压缩或拉伸应力或没有应力的膜。
等离子体气相沉积技术不涉及在基片表面和要在其表面上沉积的材料之间的化学反应。这种蒸镀方法中，将要进行沉积的材料在真空条件下加热直到材料沸腾或升华为气体。将该气体转移到基片，使气体冷却并冷凝到基片表面上，形成沉积层。在溅射中，将要沉积的材料以高速率侧向抛至基片。已经开发了各种溅射技术。许多材料包括二氧化硅的薄膜可采用蒸镀或溅射技术进行沉积。
用于形成薄膜的溶胶-凝胶方法涉及将待沉积材料的溶胶-凝胶涂覆在基片表面上，然后通过干燥和热处理形成该沉积材料的致密互连膜。例如在氧化硅情况中，溶胶-凝胶材料可以通过水解(酸性或碱性或在中性pH条件)烷氧基硅烷产生。将因此形成的胶态溶胶-凝胶涂覆在基片表面上，干燥并在低于300℃进行热处理，形成致密的涂层。如果允许，可以采用较高温度热处理以烧结膜达到更高致密化，例如在基片是基于无机玻璃的情况中。
喷射热解是用于沉积无机粘合层和任选子层的另一种选项。
无论采用哪种涂层沉积方法，都要求涂层沉积方法不能对基片的组成和性质产生负面影响。例如，如果基片包含在高温发生变形或降解的有机聚合物材料，则无机粘合层和任选子层的沉积必须在低于阈值温度下进行。希望沉积的涂层与基片和其他涂层具有高粘合性。
因此，特别优选基于离子辅助沉积(IAD)、离子束溅射(IBS)、等离子体离子辅助沉积(PIAD)的技术，因为这些技术能在接近室温条件下进行。例如IAD方法产生的涂层不仅具有良好物理性质，而且因为其涉及的温度低而可以应用于热敏基片，例如塑料基片。该方法使离子化蒸气直接沉积，并通过膜生长期间的高效离子轰击增加活化能。在PIAD中，使用与等离子体源连接的电子枪蒸镀各种材料。
真空沉积的另一个例子在美国专利第4,130,672号中描述。该专利事实上涉及能在低温(低于120℃)条件下在玻璃或合成树脂的透明光学材料的表面上涂覆氧化硅SiO和二氧化硅SiO2膜的方法。这种方法利用氧化硅甚至在低温(100℃)也能容易地真空沉积的特性。采用真空沉积的适当条件，可以容易地获得耐久性涂层，这种涂层包括SiO和SiO2层。此外，获得的涂层具有6-7H的铅笔硬度，是合成基片例如
Figure G2008800136606D00211
的硬度的两倍，因此能适合通过磨料刷磨进行开槽。
虽然SiO即使以较大厚度直接沉积在基片上，在塑料基片上也具有良好的粘合性，但是仍有不希望的光吸收。因此SiO主要用于保证SiO2厚层的粘合性的目的。
美国专利第5,597,622号提出，如果将SiO2层直接施涂，它在合成基片上的粘合性差。这种直接施涂的涂层在沸水测试中非常快速地(例如在5-10分钟后)分离。相比之下，如果使用SiO作为基片和SiO2层之间的粘合层，则制品能够通过沸水测试。
当一起使用SiO和SiO2时，必须调节相对厚度，以避免有害的反射效应。
尽管SiO存在不希望的吸收，但是SiO可以用作无机粘合层，只要对厚度进行选择以保证所述吸收在合理限度之内即可。一般地，SiO层厚度为一个分子至最大100纳米。优选厚度最大为50纳米。
可以使用较大厚度例如最大至500纳米的SiO2。我们发现，本发明制品的适当厚度例如为100纳米。
如上所述，基片主体在施加无机粘合层和任选无机子层之前可以进行表面处理。例如，对特定塑料基片材料，为了获得良好粘合性，在沉积无机粘合层和任选无机子层之前，还可以在表面上形成硅树脂型可固化的硬层。这些硬硅树脂可以用作抗划涂层或者称作硬质涂层。在气相沉积SiO2之前沉积硅树脂层的例子在JP 58042001中描述。我们发现，从PPG工业公司按商标HI-
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1080购得的硅树脂特别合适并能提供可接受的粘合性和良好的透射。
也需要这类硅树脂来保证基片对采用离子或等离子体辅助的技术时候涉及的高能条件具有良好的承受能力。一般的规则是没有硬质涂层的透镜可以涂覆不采取离子辅助的金属氧化物层，但是具有硬质涂层的基片可以在离子或等离子体辅助下涂覆硬质涂层。这对于热稳定性差的合成基片特别有用。
可以使用很薄的金属(如铬)层以获得氧化物层在基片上的更高粘合性。确实氧化物通常不能与塑料形成强粘合。因为是金属，该层必须很薄以防止出现灰色。典型粘合性金属子层的厚度仅几纳米。
用于形成细微沟槽和在其上沉积偏振层的方法和设备已经在FR 0312686、美国专利第4,683,153号和第2,400,877号中揭示。
在无机粘合层的表面形成细微沟槽可优选通过刷磨表面实现。作为非限制性例子，由泡沫材料如聚氨酯形式浸以磨粒的浆料制成的旋转轮(spinning wheel)可用于刷磨表面。磨粒浆料通常是在普通技术人员已知的领域中使用的抛光浆料。磨粒通常为微米级或亚微米级尺度。磨粒可以是例如Al2O3、ZrO2、TiO2、CeO2等，只要它们的硬度大于无机粘合层即可。在浆料中还可以加入添加剂，如粘度改进剂。本领域的技术人员可以调节进行刷磨时的刷轮旋转速度、施加的压力以及其他工艺参数，以在最佳刷磨时间获得最佳刷磨结果。
在沉积偏振层之前，对中间层进行刷磨后，基片通常要彻底清洁和干燥。
在步骤(B)中形成偏振层，涉及将偏振染料的溶液或悬浮液涂覆在无机粘合层的表面，该表面已经形成细微沟槽。溶液或悬浮液优选是基于水的。如上所述，为了使偏振制品能获得所需的颜色和色调，有时在偏振染料溶液中以不同比例使用多种不同颜色的偏振染料。此外，偏振染料溶液除包含染料本身外可以包含添加剂。这些添加剂包括：(i)流变改性剂；(ii)增粘剂；(iii)增塑剂；(iv)非偏振染料等。可以采用本领域可以利用的各种涂覆技术，使用常规设备进行偏振染料溶液的沉积，各种涂覆技术例如有，浸涂、淋涂、旋涂、喷涂等。
在细微沟槽上面沉积染料溶液之后，经常需要使偏振染料不溶解并固定在细微沟槽上。优选的方式是使涂覆的基片接触金属盐的水溶液。美国专利第2,400,877号揭示用于不溶解操作的方法和试剂。这种金属盐的非选择性例子有：AlCl3、BaCl2、CdCl2、ZnCl2、SnCl2等。AlCl3和ZnCl2因为其低毒性而被优选。可以使用氯化物外的其他盐。一般而言，可以使用在纺织工业用于使染料不溶解于水的金属盐。例如，可以使用Al、Fe、Cr、Ca、Mg等的金属盐。此外，使染料分子不溶解的材料可以是含多种酸、各种金属的盐和/或碱的缓冲溶液或悬浮液。例如，用于使具有磺酸基团的特定偏振分子不溶解的一种组合是包含以下组分的pH约为4的水分散体：(i)AlCl3、(ii)Mg(OH)2和(iii)Ca(OH)2。通过金属盐实现不溶解的结果是偏振染料分子在大致室温条件下以水中低溶解度的盐形式沉淀。
但是，如上所述，这种沉淀的盐在相对较高温度条件下仍具有不能接受的溶解度，或者在长期接触汗水和/或其他水源之后发生移动。因此，在一些实施方式中，要求偏振染料分子通过如分散在光偏振层中的聚合物分子进一步固定。可用于这一目的的一类聚合物是聚硅氧烷。根据一些实施方式，对偏振染料分子进行最初不溶解化之后，用硅氧烷或至少一种硅氧烷的预聚物浸渍偏振染料分子层。一般要求能够使硅氧烷或硅氧烷预聚物渗透并分布在整个光偏振层上。在一些实施方式中，要求浸渍至少5分钟，在一些实施方式中至少10分钟，在一些实施方式中至少15分钟。浸渍之后，一些实施方式中要求漂洗光偏振层以避免在表面上形成独立的硅氧烷和/或硅氧烷预聚物层。本发明人不希望受到任何特定理论的束缚，本发明人相信这样可以避免由任何独立硅氧烷层进一步聚合引起的偏振染料分子的取向混乱现象。在进行浸渍和漂洗之后，在一些实施方式中要求对光偏振层进行温和热处理，通过该热处理使分布在光偏振层中的硅氧烷和/或硅氧烷预聚物聚合和/或交联，形成捕集光偏振染料分子的聚合物基质。
为了获得高偏振效率的制品，要求偏振染料在具有添加剂如液晶聚合物的帮助或没有该帮助的条件下以平行形式例如在细微沟槽方向对齐。在一些实施方式中要求光偏振层基本是单层。这样能够使偏振染料分子精确对齐因此具有高偏振效率。
如上面讨论的，为了改进使用条件下在光偏振层和其上的附加功能层例如保护涂层之间的粘合性以及粘合耐久性，本发明的方法包括在光偏振层与附加功能层之间形成连接层的步骤。本发明人发现，第一连接层主要用于改进包含阴离子的偏振染料分子的光偏振层与包含聚硅氧烷和/或聚(甲基)丙烯酸酯的保护涂层之间的粘合性。
如上面讨论的，第一连接层具有一定的结构，该结构带有的离子基团的电荷与光偏振层的偏振染料分子的电荷相反，或者该结构带有的基团在使用条件下能形成其电荷与光偏振层的偏振染料分子的电荷相反的离子。光偏振染料分子的抗衡离子与第一连接层形成强键，提高了光偏振层和第一连接层之间的粘合性。此外，在光偏振层包含聚合物阻溶剂例如聚硅氧烷时，要求第一连接层能与聚合物阻溶剂反应形成共价键，因此在光偏振层和第一连接层之间的界面上形成分子结构的网状物，进一步提高两个层之间的粘合性，固定偏振染料分子，尤其是在界面上或者靠近界面的那些染料分子。
因此，对具有阴离子基团例如磺酸基团的光偏振染料分子，第一连接层的结构带有阳离子基团，或者该结构带有的基团在使用条件下能形成阳离子基团。第一中间层可优选基于包含结合本发明的光偏振制品所述的结构(a)，(b)，(c)，(d)，(e)和(f)的聚硅氧烷。
这种聚硅氧烷层可以通过本领域技术人员已知的方法形成。一般而言，这些方法中，可以使具有所需分子结构的硅氧烷或硅烷在水性介质中、在有各种碱性或酸性催化剂存在或不存在的条件下水解，进行预缩合或者不进行预缩合，然后采用例如浸涂、喷涂、旋涂、淋涂等施加到目标表面。使涂层干燥，有时加热至涂层能进一步聚合(例如通过缩合)的升高的温度，以获得牢固的涂层。
制成的本发明光偏振制品足够牢固，能承受最终光偏振制品例如眼科透镜的常规预期用途的磨损和撕裂，所述最终制品能经受宽范围温度波动、高湿度、直接阳光以及可能的雨水和汗水。在许多情况中，通常需要在光偏振涂层上面的进一步的保护涂层。因此，在本发明方法的步骤(D)中，在光偏振层上形成进一步的保护层。如上面讨论的，为了在第一连接层和保护层之间达到最佳粘合性，在一些实施方式中需要在形成保护层之前在第一连接层上面形成第二连接层。第二连接层在结构和/或组成方面不同于第一连接层。通常，要求第二连接层的结构基本不含离子。还要求第二连接层可以和第一连接层在界面反应，形成共价键和/或氢键，以在它们之间达到高结合强度。例如，当第一连接层包含聚硅氧烷时，第二连接层可以基于不同的聚硅氧烷。在固化步骤期间，要求两个层的表面基团(如-OH基团)发生反应(如缩合)形成共价键(如-Si-O-Si-连接)，因而在界面形成牢固的网状结构。能用于第二连接层的特别有用的一类材料基于聚环氧基硅氧烷，尤其在第一连接层是基于具有阳离子的聚硅氧烷的情况下。
与上面所述的基片上的表面涂层类似，在步骤(D)中形成的保护涂层可以是基于硅烷如烷氧基硅烷和/或氯硅烷的聚硅氧烷，或者是基于以下类型的反应性基团的组合物：乙烯基、环氧基、异氰酸酯、羟基、胺、硫醇、羧酸和/或酐。这些组合物可包含单一类型的反应性基团(如，异氰酸酯)或者至少两种上述类型的反应性基团，它们相互是非反应性的(如，异氰酸酯和乙烯基)。这种表面涂层的具体例子包括基于γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和环氧基烷基三烷氧基硅烷的涂层。这些保护层是可涂色的(tintable)(因此是涂色的或未涂色的)或者不可涂色的，取决于最终偏振制品的应用。用于这类保护层的可商购的涂料组合物的非限制性例子包括：由UV可固化树脂(如来自LESCO的不可涂色的C4000-60、C5050-60和可涂色的C5051-60、CRC-12，来自透镜技术LLC的SCH 180、SHC 3100和SHC Armour)获得的UV固化的涂层；热固化的涂层，例如由Tokuyama公司以TS56H或TS56T商品名销售的双组分硬质涂料溶液获得的那些涂层，它们分别是不可涂色和可涂色的，或者来自PPG工业公司的单组分HI-
Figure G2008800136606D00251
1080或HI-1035涂料溶液获得的那些涂层。
在保护涂层上可形成任选的附加涂层。这些涂层包括但是不限于疏水性(斥水或防雾)涂层；红外吸收涂层；UV吸收涂层；抗反射涂层；光致变色涂层；减振涂层(吸收冲击的挠性涂层)等。这些涂层还可以形成在基片与无机粘合层、任选子层和偏振层相背的一侧上。
图1图示说明按欧洲专利申请公开第1674898号中所述的方法的一个实施方式。该方法具有本发明方法的一个实施方式的多个步骤。但是，因为不同于本发明，因此该方法未揭示本发明形成第一连接层(iii)的步骤。因此，如图1所示的最终光偏振制品不具有第一连接层(iii)，该层的作用是提高光偏振层和保护层之间的粘合性。在步骤(1)中，提供基片主体101。在步骤(2)中，在基片主体101的一个表面上形成硬质表面涂层103。101和103的组合因此形成如欧洲专利公报第1674898号以及本发明内容所述的基片100。步骤(1)和(2)的组合对应于欧洲专利公报第1674898号的方法以及本发明方法中的步骤(A)。在步骤(3)中，无机子层105形成在表面层103的顶部。步骤(3)对应于在欧洲专利公报第1674898号和上面所述的本发明中讨论的步骤(A1)。在步骤(4)中，在子层105上面形成无机粘合层107。在步骤(5)中，对无机粘合层107进行刷磨操作，以在其顶部表面形成许多基本平行的细微沟槽109。步骤(5)对应于在欧洲专利公报第1674898号和上面所述的本发明中讨论的步骤(C1)。在步骤(6)中，将偏振层111沉积在细微沟槽109的顶部。步骤(6)对应于在欧洲专利公报第1674898号和上面所述的本发明中讨论的步骤(C2)。在步骤(7)中，在偏振层109的顶部形成保护层113。
图2示出本发明方法的实施方式的一部分。该实施方式具有图1中所示的方法的步骤(1)至(5)。因此，步骤(1)至(5)未在图2中示出。图2实施方式与图1方法的较大的区别是，在步骤(6)和(7)之间包括步骤(6a)，该步骤中形成第一连接层112。由上面对本发明的描述可以清楚地了解，图2只是示出本发明的一个实施方式。在图2示出的一些步骤在制造本发明的一些偏振制品时并不是必需的。例如，对一些基片材料可以省略步骤(2)和(3)。
如上所述，本发明方法可以应用于许多不同类型的无机和有机基片材料。同样的无机粘合层例如SiO2可以沉积在不同的基片材料上以获得类似的良好结果。因此，对不同基片材料，下游工艺步骤(C)和(D)和(E)可以使用相同的工艺参数和设备进行。这样可以提供一致的产品质量、较高生产率和较低生产成本。制成的制品在高湿度或沸腾测试中具有特别高的耐久性。此外，本发明的方法能够在单独小规模的眼科处方实验室中以较低成本制造本发明的制品。
以下非限制性实施例进一步用来说明本发明。
实施例
在所有实施例中，制成的透镜进行以下测试A-C：
A.光学性能
通过使用可见光分光光度计和偏振仪测量平行透射率(T//)和垂直于透射率(T⊥)来确定偏振效率(Peff)。采用下式计算偏振效率：
P eff % = T / / - T ⊥ T / / + T ⊥ × 100 %
使用雾度计(来自BYK Gardner的Haze-Gard plus)确定雾度(％)。
当以掠射光角说明透镜时，通过注意乳状外观来确定在“掠射光(GL)”下的雾度，这种乳状或雾化外观是光散射的结果。当透镜表现为乳状时评价该透镜为“失效”，当透镜不显示光散射时评价该透镜为“通过”。
B.耐热水性
通过将偏振透镜在90℃热水中浸30分钟来评价防潮性。检查光学性质并采用胶粘带测试但不划伤表面来评价粘合性。
该测试在热水中继续进行最多3小时，然后肉眼检查透镜是否发生完全分层或部分分层。
干燥并冷却至室温之后，采用胶粘带测试但不划伤表面来评价粘合性。
C.粘合性
采用改进的交叉排线ASTM D3359粘合性试验评价保护层在热水测试之前和之后的粘合性：使用剃刀片在抗划涂层表面刻划。刻划痕之间间隔1毫米，刻划的图案包括10×10刻划痕。在该涂层上的刻划痕上施加压敏胶粘带，然后快速剥离该胶粘带来评价粘合性。拉除胶粘带后，检查刻划区域并进行评分。
实施例1(本发明)：
1.1氨基聚硅氧烷分散体的制备
在本实施例中，如下制备用作第一连接层的前体材料的聚硅氧烷分散体：于约0℃，在剧烈搅拌条件下，将19.5克去离子水滴加到80克氨基丙基三乙氧基硅烷中。室温搅拌该混合物20小时，获得清澈均匀的溶液。然后该溶液用去离子水稀释获得1重量％溶液。
1.2偏振透镜制品的制备
基于塑料基片的偏振透镜制品的制备如下：
步骤I：
按照树脂供应商推荐的指南，在Intercast欧洲SPA按照商品名
Figure G2008800136606D00271
销售的聚氨酯-脲塑料透镜上涂覆HI-
Figure G2008800136606D00272
1080涂层。最终硬质涂层厚度为2-3微米。清洁表面之后，在沉积SiO2之前，在硬质涂层顶部沉积铬薄层，用该薄层作为粘合层真空沉积100纳米厚度的SiO2涂层。
步骤II：
然后，用由聚氨酯泡沫制成的适当形状的轮对涂覆后的基片进行刷磨。用磨料浆浸透该轮，以在涂覆的透镜表面上形成平行的细微沟槽。所用磨料浆是水和微米级矾土颗粒的混合物，以提供温和的刷磨。在轮速为340rpm、施加压力为40g/cm2下进行约5秒。然后，用去离子水漂洗已开槽的透镜，用红外灯在51℃干燥。干燥后的透镜采用旋涂涂覆2-3克含约5重量％偏振染料溶液(Varilight溶液2S，由Sterling光学产品公司提供(美国肯塔基州))的水溶液。以300rpm施涂该染料溶液8秒，然后速度增加到400rpm施涂45秒，再增加到1000rpm施涂12秒。
步骤III：
然后，将透镜浸在含氯化铝、氢氧化钙和氢氧化镁且pH为4的水溶液中30秒使偏振涂层稳定。该步骤将水溶性染料分子转化为水不溶性形式。为完成该不溶化步骤，在用去离子水漂洗之后，透镜进行以下处理：将透镜浸在10重量％氨基丙基三乙氧基硅烷水溶液中15分钟，然后用蒸馏水漂洗并于60℃干燥1小时。
然后，透镜进行以下处理，将透镜第二次浸在2重量％缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷水溶液中30分钟，然后用蒸馏水漂洗，在温和氮气流中干燥。
步骤IV：
冷却之后，将按照上面所述制备的氨基聚硅氧烷分散体以2000rpm速度在所述稳定化的偏振染料层的顶部旋涂45秒。该氨基丙基硅氧烷层通过在60℃加热制品1小时的方式进行固化。
步骤V：
然后，通过施加约2微米厚的丙烯酸基抗划涂层保护该透镜。所用的抗划涂层树脂是由透镜技术国际公司(Lens Technology International(CA))销售的经添加4重量％的3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(98％)改性的SHC 180。以1000rpm转速旋涂该树脂45秒，然后通过以2英尺/分钟的带速进行UV光曝光(2次)而固化，UV光来自熔丝灯泡(fusion bulb)H灯。
步骤VI：
然后，透镜于60℃加热1小时，之后冷却至室温。
实施例2(比较例)：
按照实施例1所述制造偏振透镜，区别在于省略步骤3。因此，在施涂抗划涂层之前没有沉积氨基硅氧烷或倍半硅氧烷。
实施例3(本发明)：
如下制造基于无机玻璃基片的偏振透镜：
步骤(I)：
用聚氨酯泡沫制成的具有适当形状的轮对无机玻璃材料构成的2毫米厚的平透镜进行刷磨。用磨料浆浸透该轮，以在涂覆的透镜表面上形成平行的细微沟槽。
所用磨料浆是水和微米级氧化铝颗粒的混合物，以提供温和的刷磨。在轮速为340rpm，施加压力约为40g/cm2下进行约5秒。然后，用去离子水漂洗已开槽的透镜，用红外灯在51℃干燥。干燥后的透镜采用旋涂方式涂覆约2克含约5重量％偏振染料溶液(Varilight溶液2S，由Sterling光学产品公司提供(美国肯塔基州))的水溶液。以300rpm施涂该染料溶液8秒。
步骤(II)：
然后，将透镜浸在含氯化铝、氢氧化钙和氢氧化镁且pH为4的水溶液中30秒使偏振涂层稳定。该步骤将水溶性染料转化为水不溶性形式。为完成该不溶化步骤，在用去离子水漂洗之后，透镜进行以下处理：将透镜浸在10重量％氨基丙基三乙氧基硅烷水溶液中15分钟，然后用蒸馏水漂洗并在温和氮气流中干燥，然后于125℃热固化30分钟。
步骤(III)：
然后，透镜进行以下处理，将透镜第二次浸在2重量％缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷水溶液中30分钟，然后用蒸馏水漂洗，在温和氮气层流中干燥。
步骤(IV)：
干燥之后，将按照实施例1的1.1部分中所述制备的氨基聚硅氧烷水溶液以2000rpm在所述稳定化的染料层顶部旋涂25秒。
步骤(V)：
最后，在冷却之后，通过施加约2微米厚的丙烯酸基抗划涂层保护该透镜。所用的抗划涂层树脂是由透镜技术国际公司销售的经添加4重量％的缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷改性的SHC 180。以1000rpm转速旋涂该树脂45秒，然后通过以2英尺/分钟的带速以80％功率进行UV光曝光(2次)进行固化，UV光来自熔丝灯泡(fusion bulb)H灯。
步骤(VI)：
最后，制得的偏振透镜于100℃热固化1小时。
实施例4(比较例)：
按照与实施例3所述相同的方案制造基于无机玻璃材料的透镜，区别在于省略氨基聚硅氧烷的沉积(步骤(IV))。
实施例1-4的透镜的测试结果列于下表。
Figure G2008800136606D00301
*该表I中，“ND”表示因为涂层完全分层而没有测定。
对本领域的技术人员而言，显而易见可以在不偏离本发明的范围和精神下对本发明进行各种修改和变动。因此，本发明意图覆盖本发明的修改和变动，只要这些修改和变动在权利要求书和其等同的范围之内即可。

Claims (30)

1.一种光偏振制品，该制品包括光透射基片；第一功能层(i)，该第一功能层包含许多其上具有离子基团的偏振染料分子；以及不同于第一功能层的第二功能层(ii)，其特征在于，在第一功能层和第二功能层之间并与第一功能层邻接处具有第一连接层(iii)，该第一连接层包含分子结构，该分子结构带有的离子基团的电荷与第一功能层的偏振染料分子的电荷相反，或者该分子结构带有的基团能形成其电荷与第一功能层的偏振染料分子的电荷相反的离子。
2.如权利要求1所述的光偏振制品，其特征在于，第二功能层(ii)的结构中基本不含离子基团。
3.如权利要求1或2所述的光偏振制品，其特征在于，第一功能层的偏振染料分子具有阴离子基团，第一连接层(iii)包含具有阳离子基团的分子结构。
4.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，第一功能层的偏振染料分子具有阴离子基团，第一连接层(iii)包含具有选自以下的基团的分子结构：质子化或未质子化的伯胺、仲胺和叔胺基团以及季胺基团。
5.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，第一功能层的偏振染料分子中的至少一部分具有磺酸基团。
6.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，第一连接层(iii)包含线型或交联的聚硅氧烷。
7.如权利要求6所述的光偏振制品，其特征在于，第一连接层(iii)中的聚硅氧烷包含一种或多种以下互连结构单元和/或其质子化的衍生物：
Figure A2008800136600002C1
其中：
R1在各情况下相同或不同，独立地选自氢、取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、取代和未取代的苯基，
Figure A2008800136600003C1
其中，R7、R8和R10在各情况下相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、以及取代或未取代的苯基，和
R9在各情况下相同或不同，选自取代和未取代的C1-C6亚烷基、取代和未取代的亚苯基、以及取代和未取代的氧化烯基，
R2在各情况下相同或不同，独立地选自氢、取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，
R3在各情况下相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6亚烷基，
R4和R5在各情况下相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C1-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，和
R6在各情况下相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C1-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基。
8.如权利要求7所述的光偏振制品，其特征在于，在第一连接层(iii)中的聚硅氧烷是至少部分地交联的。
9.如权利要求7或8所述的光偏振制品，其特征在于，第一连接层(iii)中的聚硅氧烷选自以下聚合物：γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，以及它们的混合物和组合。
10.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，第二功能层(ii)包含抗划层，该层包含聚(甲基)丙烯酸酯和/或聚硅氧烷。
11.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，第一功能层(i)进一步包含稳定化聚合物。
12.如权利要求11所述的光偏振制品，其特征在于，第一功能层(i)中的稳定化聚合物是线型或交联的聚硅氧烷。
13.如权利要求11所述的光偏振制品，其特征在于，第一功能层(i)中的稳定化聚合物是选自聚氨基硅氧烷、聚环氧基硅氧烷以及它们的混合物和组合的线型或交联的聚合物。
14.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，第一功能层基本是单层。
15.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，在第一连接层(iii)和第二功能层(ii)之间且与第一连接层(iii)邻接处有包含聚环氧基硅烷的第二连接层(iv)。
16.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，第一功能层和第一连接层通过共价键至少部分地相连。
17.如前述权利要求中任一项所述的光偏振制品，其特征在于，偏振染料分子相互基本上平行对齐。
18.一种制造光偏振制品的方法，该方法包括以下步骤：
(A)提供具有至少一个表面的光透射基片；
(C)在该基片表面的至少一部分上形成光偏振层，所述光偏振层包含许多其上具有离子基团的偏振染料分子；
(E)在光偏振层上形成保护层；
其特征在于：
在步骤(C)和(E)之间，还有如下的附加步骤(D)：
(D)在光偏振层上形成第一连接层，所述第一连接层包含分子结构，该分子结构带有的离子基团的电荷与光偏振层的偏振染料分子的电荷相反，或者该分子结构带有的基团能形成其电荷与光偏振层的偏振染料分子的电荷相反的离子。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，光偏振层的偏振染料分子具有阴离子基团，第一连接层包含的分子结构具有阳离子基团和/或能形成阳离子基团的基团。
20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，光偏振层的偏振染料分子具有阴离子基团，第一连接层包含的分子结构具有质子化或未质子化的伯胺、仲胺或叔胺基团或者季胺基团。
21.如前述权利要求18-20中任一项所述的方法，其特征在于，光偏振层的偏振染料分子中的至少一部分具有磺酸基团。
22.如前述权利要求18-21中任一项所述的方法，其特征在于，第一连接层包含线型或交联的聚硅氧烷。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，第一连接层中包含的聚硅氧烷包含一种或多种以下互连结构和/或其质子化的衍生物：
Figure A2008800136600005C1
其中：
R1在各情况下相同或不同，独立地选自氢、取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、取代和未取代的苯基，
Figure A2008800136600005C2
其中，R7、R8和R10在各情况下相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，和
R9在各情况下相同或不同，选自取代和未取代的C1-C6亚烷基、取代和未取代的亚苯基、以及取代和未取代的氧化烯基，
R2在各情况下相同或不同，独立地选自氢、取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C3-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，
R3在各情况下相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6亚烷基，
R4和R5在各情况下相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C1-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基，和
R6在各情况下相同或不同，独立地选自取代和未取代的C1-C6烷基、取代和未取代的C1-C7环烷基、以及取代和未取代的苯基。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，聚硅氧烷选自以下聚合物：γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，以及它们的混合物和组合。
25.如权利要求23或24所述的方法，其特征在于，第一连接层中的聚硅氧烷形成至少部分交联的结构。
26.如前述权利要求18-25中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(A)和(C)之间，还有如下的步骤(B)：
(B)在基片表面上沉积无机中间粘合层，所述无机中间粘合层在步骤(C)之后与偏振层邻接；
步骤(C)包括以下步骤(C1)和(C2)：
(C1)在远离基片的在步骤(B)中沉积的无机粘合层的表面上形成多个基本上平行的细微沟槽；和
(C2)在步骤(C1)中形成的细微沟槽上和与之邻接处沉积包含偏振染料分子的光偏振层。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，步骤(C2)包括以下步骤：
(C2.1)在步骤(C1)中形成的细微沟槽上和与之邻接处沉积偏振染料分子层；和
(C2.2)稳定偏振染料分子层。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，步骤(C2.2)包括以下步骤：
(C2.2.1)用硅氧烷和/或聚硅氧烷的分散体浸渍在步骤(C2.1)中沉积的偏振染料分子层；和任选地
(C2.2.2)至少部分地固化所述浸渍的硅氧烷和/或聚硅氧烷。
29.如权利要求18-28中任一项所述的方法，其特征在于，使光偏振层和第一连接层之间在步骤(D)和/或随后步骤中发生化学反应形成共价键。
30.如权利要求18-29中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(D)和(E)之间，还有如下的附加步骤(DA)：
(DA)在第一连接层上形成第二连接层，该第二连接层包含基本上没有离子的结构。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2718461T3 (es) * 2007-02-28 2019-07-02 Corning Inc Artículos polarizantes de la luz y método de confección de los mismos
JP5590828B2 (ja) * 2008-07-28 2014-09-17 キヤノン株式会社 光学素子の製造方法および光学素子
JP5714920B2 (ja) 2010-01-21 2015-05-07 Hoya株式会社 偏光部材の製造方法
JP5570312B2 (ja) 2010-06-08 2014-08-13 Ｈｏｙａ株式会社 眼鏡レンズの製造方法
US10520655B2 (en) * 2010-12-10 2019-12-31 3M Innovative Properties Company Glare reducing glazing articles
DE102012202534A1 (de) 2011-02-21 2012-11-15 Hoya Corporation Verfahren zur herstellung einer brillenglaslinse
JP2013178489A (ja) 2012-01-31 2013-09-09 Hoya Corp 偏光レンズの製造方法
JP2013178490A (ja) 2012-01-31 2013-09-09 Hoya Corp 偏光レンズ
KR101451848B1 (ko) * 2012-05-31 2014-10-16 주식회사 엘지화학 하드코팅 필름의 제조방법
US20140111859A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-24 Corning Incorporated Scratch resistant polarizing articles and methods for making and using same
EP3312662B1 (de) 2016-10-21 2019-07-17 Carl Zeiss Vision International GmbH Brillenglas und verfahren zu dessen herstellung
EP3531195A1 (de) 2018-02-27 2019-08-28 Carl Zeiss Vision International GmbH Brillenglas umfassend wenigstens eine nanostrukturierte und/oder mikrostrukturierte schicht
EP3561581A1 (de) 2018-04-24 2019-10-30 Carl Zeiss Vision International GmbH Brillenglas mit photochromer beschichtung und verfahren zur herstellung desselben
EP3561576A1 (de) 2018-04-24 2019-10-30 Carl Zeiss Vision International GmbH Brillenglas umfassend wenigstens ein dünnstglas und verfahren zu dessen herstellung
JP7286292B2 (ja) * 2018-09-28 2023-06-05 ホヤ レンズ タイランド リミテッド コート膜付き眼鏡レンズの作製方法
EP3812142A1 (de) 2019-10-23 2021-04-28 Carl Zeiss Vision International GmbH Verfahren zur herstellung eines brillenglases sowie ein erzeugnis umfassend ein brillenglas

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2400877A (en) 1941-03-21 1946-05-28 John F Dreyer Optical device and method and manufacture thereof
US3043784A (en) * 1958-12-22 1962-07-10 Tribune Company Electrically conductive printing ink
US3069361A (en) * 1960-08-12 1962-12-18 Staley Mfg Co A E Water-dispersible lecithin
US3188163A (en) * 1963-01-22 1965-06-08 Interchem Corp Blue dyed polypropylene fibers and process of dyeing them
US3352787A (en) * 1963-12-11 1967-11-14 Grace W R & Co Inhibition of plastic crazing
US3838160A (en) * 1970-08-31 1974-09-24 Air Prod & Chem Dye penetrant method and composition
US3912653A (en) * 1971-03-24 1975-10-14 James R Alburger Water-soluble inspection penetrant composition employing dimethyl naphthalene
JPS53306B2 (zh) 1973-10-16 1978-01-07
US4090967A (en) * 1975-12-19 1978-05-23 Ciba-Geigy Corporation Aqueous wetting and film forming compositions
JPS5842001B2 (ja) 1980-06-12 1983-09-16 寛人 筒井 樹木の染色方法とその装置
JPS5842001A (ja) 1981-09-04 1983-03-11 Daicel Chem Ind Ltd プラスチツク光学部品の反射防止膜
FR2530235A1 (fr) 1982-07-16 1984-01-20 Corning Glass Works Verres a haut indice de refraction, faible dispersion et faible densite
FR2550187B1 (fr) 1983-08-02 1986-06-06 Corning Glass Works Verres de faible densite et de haut indice de refraction pour applications ophtalmiques et optiques
FR2568568A1 (fr) * 1984-08-01 1986-02-07 Corning Glass Works Perfectionnement a la fabrication de verres stratifies transparents polarisants et verres ainsi obtenus
FR2590889B1 (fr) * 1985-08-13 1988-01-22 Corning Glass Works Perfectionnements a la fabrication de verres stratifies transparents polarisants et verres ainsi obtenus
FR2590888A1 (fr) 1985-11-29 1987-06-05 Corning Glass Works Verres a usage ophtalmique de faible dispersion, de faible densite et a indice de refraction eleve
FR2619375B1 (fr) 1987-08-14 1994-01-28 Corning Glass Works Verre a haut indice de refraction, faible dispersion, faible densite et durabilite chimique amelioree
US4877697A (en) * 1988-05-26 1989-10-31 Hoechst Aktiengesellschaft Color filter array for liquid crystal display device
US4981530A (en) 1988-11-28 1991-01-01 International Business Machines Corporation Planarizing ladder-type silsesquioxane polymer insulation layer
US5312863A (en) * 1989-07-05 1994-05-17 Rohm And Haas Company Cationic latex coatings
FR2653239B1 (fr) 1989-10-12 1992-10-30 Corning France Verres photochromiques a indice de refraction eleve et a eclaircissement rapide.
US5078791A (en) * 1990-02-06 1992-01-07 Nanofilm Corporation Film forming composition
US5411585A (en) * 1991-02-15 1995-05-02 S. C. Johnson & Son, Inc. Production of stable hydrolyzable organosilane solutions
DE4128547A1 (de) 1991-08-28 1993-03-04 Leybold Ag Verfahren und vorrichtung fuer die herstellung einer entspiegelungsschicht auf linsen
US5254655A (en) * 1992-02-05 1993-10-19 Hercules Incorporated Organosilicon polymers, and dyes, exhibiting nonlinear optical response
US5380769A (en) * 1993-01-19 1995-01-10 Tektronix Inc. Reactive ink compositions and systems
EP0605191B1 (en) * 1992-12-25 1998-06-17 Mitsui Chemicals, Inc. Polarizing color filter
RU2047643C1 (ru) * 1993-05-21 1995-11-10 Хан Ир Гвон Материал для поляризующих покрытий
FR2717915B1 (fr) 1994-03-22 1996-06-07 Corning Inc Verres photochromiques à haut indice.
US5973025A (en) * 1994-04-12 1999-10-26 Sri International Aqueous ink compositions containing a binder of a neutralized acidic resin
US6049428A (en) * 1994-11-18 2000-04-11 Optiva, Inc. Dichroic light polarizers
DE19502413B4 (de) * 1995-01-26 2009-06-10 Sicpa Holding S.A. Pigment mit vom Betrachtungswinkel abhängiger Farbigkeit, dessen Herstellung sowie Verwendung in einem Lack, insbesondere für Kraftfahrzeuge
US5501725A (en) * 1995-03-03 1996-03-26 Hewlett-Packard Company Method for increasing the stability of non-ionic surfactant-containing ink compositions
US6121176A (en) 1997-01-29 2000-09-19 Corning S.A. Glasses with very high refractive index
TW460508B (en) * 1997-05-02 2001-10-21 Rohm & Haas Aqueous composition comprising a mixed surfactant/associative thickener, its use in a formulated composition, and method for enhancing thickening efficiency of aqueous composition
US6329482B1 (en) 1997-05-02 2001-12-11 Corning, S.A. Polymerizable compositions based on difunctional monomers, resins and ophthalmic articles containing same
WO1999032410A1 (en) 1997-12-19 1999-07-01 Corning Incorporated Burner and method for producing metal oxide soot
US6113811A (en) * 1998-01-13 2000-09-05 3M Innovative Properties Company Dichroic polarizing film and optical polarizer containing the film
FR2783829B1 (fr) 1998-09-29 2005-12-09 Corning Sa Preparation de pieces organiques de qualite optique et notamment de lentilles organiques
US6245399B1 (en) 1998-10-14 2001-06-12 3M Innovative Properties Company Guest-host polarizers
US6736633B1 (en) 1998-12-17 2004-05-18 Corning Incorporated Burner manifold apparatus for use in a chemical vapor deposition process
US6774018B2 (en) * 1999-02-01 2004-08-10 Sigma Laboratories Of Arizona, Inc. Barrier coatings produced by atmospheric glow discharge
KR100730227B1 (ko) * 1999-07-14 2007-06-19 니폰 가야꾸 가부시끼가이샤 염료계 편광판
US6372354B1 (en) * 1999-09-13 2002-04-16 Chemat Technology, Inc. Composition and method for a coating providing anti-reflective and anti-static properties
EP1191074A1 (en) * 2000-09-25 2002-03-27 Sigma Coatings B.V. Water-based two component protective coating compositions
US6965473B2 (en) * 2001-02-07 2005-11-15 Sumitomo Chemical Company, Limited Polarizing plate and liquid crystal display device using the same
RU2207603C2 (ru) * 2001-06-04 2003-06-27 Хан Ир Гвон Оптическое устройство для получения и/или преобразования поляризованного электромагнитного излучения и оптическое устройство в виде жидкокристаллического дисплея
US6737473B2 (en) * 2001-07-13 2004-05-18 Dow Corning Corporation High solids emulsions of elastomeric polymers
JP2003139908A (ja) * 2001-11-07 2003-05-14 Lintec Corp 光学用フィルム
US6743011B2 (en) 2001-12-19 2004-06-01 Corning Incorporated Multi-layer burner module, adapter, and assembly therefor
WO2003074420A1 (de) * 2002-03-06 2003-09-12 Roche Diagnostics Gmbh Modifizierte oxidische nano-partikel mit hydrophoben einschlüssen, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung dieser partikel
JP4167526B2 (ja) * 2003-04-04 2008-10-15 松下電器産業株式会社 インクの製造方法
FR2861852B1 (fr) * 2003-10-29 2006-02-17 Corning Inc Prouits optiques transparents polarisants ; fabrication
US20050233246A1 (en) * 2004-04-16 2005-10-20 Eugene Boden Novel optical storage materials, methods of making the storage materials, and methods for storing and reading data
US7457037B2 (en) * 2004-09-27 2008-11-25 Corning Incorporated Transparent polarizing optical products and fabrication thereof
FR2876190B1 (fr) * 2004-10-04 2006-12-08 Essilor Int Composition pour revetement solide polarisant la lumiere verre optique polarisant comprenant un tel revetement, et son procede de fabrication.
EP1674898B1 (en) * 2004-12-21 2009-10-21 Corning Incorporated Light polarizing products and method of making same
US8137469B2 (en) 2005-12-14 2012-03-20 Corning Incorporated Method and apparatus for making fused silica
ES2718461T3 (es) * 2007-02-28 2019-07-02 Corning Inc Artículos polarizantes de la luz y método de confección de los mismos
US20090053516A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Jerome Vivien Davidovits Durable light-polarizing articles and method of making the same
EP2300856A1 (en) * 2008-06-27 2011-03-30 Corning Incorporated Aqueous polarizing dye solution and method of making a polarized article

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WO2008106098A1 (en) 2008-09-04
CN101669051A (zh) 2010-03-10
EP1965234A1 (en) 2008-09-03

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