CN106547156A - 垂直取向型宾主液晶眼镜片和眼镜 - Google Patents

垂直取向型宾主液晶眼镜片和眼镜 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种垂直取向型宾主液晶眼镜片和眼镜，涉及液晶眼镜技术领域，能够提高对于具有部分偏振或完全偏振特性的反射光的过滤效果。该垂直取向型宾主液晶眼镜片，包括：第一基板和第二基板；所述第一基板和所述第二基板之间设置有宾主液晶；当所述第一基板与所述第二基板之间施加电压时，所述宾主液晶具有第一配向方向，所述第一配向方向与所述眼镜片的水平方向之间的夹角为a，a≤20度。

Description

垂直取向型宾主液晶眼镜片和眼镜
【技术领域】
本发明涉及液晶眼镜技术领域，尤其涉及一种垂直取向型宾主液晶眼镜片和眼镜。
【背景技术】
随着技术的发展，太阳眼镜的种类也越来越多，例如，使用垂直取向(VerticalAlignment，VA)型宾主液晶制成的眼镜。其中的镜片包括第一基板和第二基板，两个基板之间设置有宾主液晶，当第一基板和第二基板之间不加电压时，宾主液晶垂直于眼镜片，入射光可以正常穿过镜片，当第一基板和第二基板之间施加电压时，宾主液晶平行于眼镜片排列，从而可以对入射光进行吸收，起到一定的防眩目效果。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
日常环境中的一些反射光具有部分偏振或完全偏振的特性(例如水面反射的日光)，使用VA型宾主液晶制成的眼镜对此类光线的过滤效果较差。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种垂直取向型宾主液晶眼镜片和眼镜，能够提高对于具有部分偏振或完全偏振特性的反射光的过滤效果。
一方面，本发明实施例提供了一种垂直取向型宾主液晶眼镜片，包括：
第一基板和第二基板；
所述第一基板和所述第二基板之间设置有宾主液晶；
当所述第一基板与所述第二基板之间施加电压时，所述宾主液晶具有第一配向方向，所述第一配向方向与所述眼镜片的水平方向之间的夹角为a，a≤20度。
可选地，所述第一基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第一配向层，所述第二基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第二配向层；
所述第一配向层和/或所述第二配向层用于使所述宾主液晶具有所述第一配向方向。
具体地，所述第一配向层和/或所述第二配向层朝向所述宾主液晶的一侧经过沿所述第一配向方向摩擦配向，以使所述宾主液晶具有所述第一配向方向。
具体地，所述第一配向层和所述第二配向层朝向所述宾主液晶的一侧经过沿所述第一配向方向摩擦配向，所述第一配向层和所述第二配向层进行所述摩擦配向时的摩擦方向相反。
具体地，所述第一配向层和所述第二配向层还用于使所述宾主液晶具有第二配向方向，所述第二配向方向为垂直于所述眼镜片的方向。
可选地，所述第一基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第一电极层，所述第二基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第二电极层；
所述第一电极层和/或所述第二电极层上设置有多条狭缝，每条所述狭缝的方向垂直于所述第一配向方向。
具体地，所述第一电极层朝向所述宾主液晶的一侧设置有第一配向层，所述第二电极层朝向所述宾主液晶的一侧设置有第二配向层；
所述第一配向层和所述第二配向层用于使所述宾主液晶具有第二配向方向，所述第二配向方向为垂直于所述眼镜片的方向。
可选地，所述第一基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第一配向层，所述第二基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第二配向层，所述第一配向层与所述第二配向层用于使所述宾主液晶具有第二配向方向，所述第二配向方向为垂直于所述眼镜片的方向；
所述第一配向层朝向所述宾主液晶的一侧设置有第三配向层，和/或所述第二配向层朝向所述宾主液晶的一侧设置有第四配向层；
所述第三配向层和/或所述第四配向层用于使所述宾主液晶具有所述第一配向方向。
具体地，所述第三配向层和/或所述第四配向层为倾斜沉积的氧化硅层。
具体地，所述a≤5度。
另一方面，提供一种眼镜，包括上述的垂直取向型宾主液晶眼镜片。
本发明提供的垂直取向型宾主液晶眼镜片和眼镜，通过在眼镜片的第一基板与第二基板之间施加电压时，使第一基板与第二基板之间的宾主液晶具有接近水平的第一配向方向，使得在施加电压时，宾主液晶不但平行于眼镜片，还沿接近水平的第一配向方向排列，因此可以提高对日常环境中具有部分水平偏振特性或完全水平偏振特性的多数反射光的过滤效果。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是现有技术中一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的工作状态示意图；
图2是本发明实施例中一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的剖面结构示意图；
图3是图2中眼镜片的第一配向方向示意图；
图4是图3中眼镜片的第一配向方向在直角坐标系中的示意图；
图5是本发明实施例中另一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的剖面结构示意图；
图6是本发明实施例中另一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的剖面结构示意图；
图7是图6中眼镜片的第一电极层的俯视图；
图8是本发明实施例中另一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的剖面结构示意图；
图9是本发明实施例中一种眼镜的立体结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
为便于理解，以下首先对现有技术中的垂直取向型宾主液晶型眼镜片进行介绍，如图1所示，是现有技术中一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的工作状态示意图。现有技术中垂直取向型宾主液晶眼镜片包括第一基板1和第二基板2，第一基板1和第二基板2之间设置有宾主液晶3，宾主液晶3包括液晶分子和二向色性染料分子。当第一基板1与第二基板2之间未施加电压时，处于“白态”，即宾主液晶3的长轴垂直于眼镜片，此时入射光透过眼镜片；当第一基板1与第二基板2之间施加电压时，处于“黑态”，即宾主液晶3的长轴与眼镜片平行，此时入射光被吸收，起到一定的防眩目效果。现有技术中，“黑态”时的宾主液晶3的长轴与眼镜片平行，即在眼镜片所在的面内随机取向。日常环境中，大量的光来自于反射，例如水面、镜面反射的日光等，这些反射光多数具有部分水平偏振或完全水平偏振特性，现有的垂直取向宾主液晶型眼镜片在“黑态”时对于反射光的过滤效果较差。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种垂直取向型宾主液晶眼镜片，能够提高对于具有部分偏振或完全偏振特性的反射光的过滤效果。该垂直取向型宾主液晶眼镜片，包括：第一基板和第二基板；所述第一基板和所述第二基板之间设置有宾主液晶；当所述第一基板与所述第二基板之间施加电压时，所述宾主液晶具有第一配向方向，所述第一配向方向与所述眼镜片的水平方向之间的夹角为a，a≤20度。
以下对本发明实施例进行详细介绍。
如图2所示，是本发明实施例中一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的剖面结构示意图，该垂直取向型宾主液晶眼镜片包括：第一基板1和第二基板2；第一基板1和第二基板2之间设置有宾主液晶3；当第一基板1与第二基板2之间施加电压时，宾主液晶3具有第一配向方向，第一配向方向与眼镜片的水平方向之间的夹角为a，a≤20度。
如图3和图4所示，图3是图2中眼镜片的第一配向方向示意图，图4是图3中眼镜片的第一配向方向在直角坐标系中的示意图，图中两条虚线分别为眼镜片的水平方向h1和第一配向方向h2，眼镜片的水平方向h1是指眼镜片安装至镜架形成眼镜后，眼镜在正常佩戴状态时，水平方向所对应在眼镜片上的方向。例如，当眼镜片为椭圆形时，眼镜片的水平方向h1即为眼镜片的长轴方向。例如，在图4的直角坐标系中，眼镜片所在平面为X轴和Y轴形成的平面，X轴的方向即为眼镜片的水平方向，第一配向方向h2与X轴之间的夹角为a。
当第一基板1与第二基板2之间未施加电压时，宾主液晶3的长轴基本垂直于眼镜片，即宾主液晶3的长轴基本在图4中沿Z轴的方向排列，此时入射光透过眼镜片，眼镜片处于“白态”；当第一基板1与第二基板2之间施加电压时，宾主液晶3的长轴垂直于第一基板1与第二基板2之间的垂直电场，即宾主液晶3的长轴平行于眼镜片排列，也就是宾主液晶3的长轴在图4中沿X轴和Y轴形成的平面排列，此时，眼镜片处于“黑态”，同时，由于宾主液晶3具有第一配向方向h2，因此在“黑态”时，宾主液晶3的长轴还会沿第一配向方向h2排列，即宾主液晶3的长轴在图4中沿第一配向方向h2排列，而不是像现有技术一样在眼镜片所在的面内随机取向。而第一配向方向h2为接近水平方向的方向，沿该方向排列的宾主液晶3可以过滤具有部分水平偏振特性或完全水平偏振特性的光。
本实施例中垂直取向型宾主液晶眼镜片，通过在第一基板与第二基板之间施加电压时，使第一基板与第二基板之间的宾主液晶具有接近水平的第一配向方向，使得在施加电压时，宾主液晶不但平行于眼镜片，还沿接近水平的第一配向方向排列，因此可以提高对日常环境中具有部分水平偏振特性或完全水平偏振特性的多数反射光的过滤效果。
优选地，a≤5度。a的角度越小，其对于具有部分水平偏振或完全水平偏振特性的光的过滤效果越好，理想状态下，a＝0度，即第一配向方向h2为眼镜片的水平方向h1。
以下具体介绍当第一基板1与第二基板2之间施加电压时，使宾主液晶3具有第一配向方向h2的三种方案：
方案一
如图5所示，是本发明实施例中另一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的剖面结构示意图，第一基板1朝向宾主液晶3的一侧设置有第一配向层11，第二基板2朝向宾主液晶3的一侧设置有第二配向层21；第一配向层11和/或第二配向层21用于使宾主液晶3具有上述第一配向方向h2。
具体地，第一配向层11和/或第二配向层21朝向宾主液晶的一侧经过沿第一配向方向h2摩擦配向，以使宾主液晶3具有第一配向方向h2。
具体地，第一配向层11和第二配向层21朝向宾主液晶3的一侧经过沿第一配向方向h2摩擦(rubbing)配向，第一配向层11和第二配向层21进行摩擦配向时的摩擦方向相反，这种摩擦方式更利于液晶分子的旋转，液晶层中间位置的液晶分子不会出现乱畴现象。图5中箭头指向分别为第一配向层11进行摩擦配向时的摩擦方向h21和第二配向层21进行摩擦配向时的摩擦方向h22。
具体地，第一配向层11和第二配向层21还用于使宾主液晶3具有第二配向方向，第二配向方向为垂直于眼镜片的方向。第二配向方向为当第一基板1与第二基板2之间未施加电压时，使宾主液晶3的长轴垂直于眼镜片的配向。也就是说，第一配向层11和第二配向层21均具有两种配向方向，但是这两种配向方向不会冲突。可以先按照第二配向方向制作相对应的第一配向层11和第二配向层21，然后再根据第一配向方向h2对制作好的第一配向层11和第二配向层21进行摩擦配向，最终使第一配向层11和第二配向层21具有第一配向方向h2和第二配向方向。
方案二
除了上述方案一，还可以通过对电极的改造来实现当第一基板1与第二基板2之间施加电压时，使宾主液晶3具有第一配向方向h2。如图6和图7所示，图6是本发明实施例中另一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的剖面结构示意图，图7是图6中眼镜片的第一电极层的俯视图，第一基板1朝向宾主液晶3的一侧设置有第一电极层12，第二基板2朝向宾主液晶3的一侧设置有第二电极层22；第一电极层12和/或第二电极层22上设置有多条狭缝，每条狭缝的方向垂直于第一配向方向h2。当第一基板1与第二基板2之间施加电压时，第一电极层12和/或第二电极层22上狭缝对应位置处的电场产生倾斜，使得宾主液晶3具有第一配向方向h2。第一电极层12和第二电极层22用于在第一基板1与第二基板2之间施加电压，以使眼镜片可以在上述“白态”和“黑态”之间进行切换。在第一基板1与第二基板2之间施加电压时，宾主液晶3垂直于电场的方向，因此垂直于第一配向方向h2的狭缝电极可以使宾主液晶3在平行于眼镜片的同时，还垂直于条状的狭缝，即沿第一配向方向h2排列。
具体地，第一电极层12朝向宾主液晶3的一侧设置有第一配向层11，第二电极层22朝向宾主液晶3的一侧设置有第二配向层21；第一配向层11和第二配向层21用于使宾主液晶3具有第二配向方向，第二配向方向为垂直于眼镜片的方向。即通过第一配向层11和第二配向层21的配向作用，使得当第一基板1与第二基板2之间未施加电压时，宾主液晶3沿垂直于眼镜片的方向排列；通过第一电极层12和/或第二电极层22上的狭缝，使得当通过第一电极层12和第二电极层22在第一基板1与第二基板2之间施加电压时，宾主液晶3沿平行于眼镜片且垂直于狭缝的方向排列。
方案三
除了上述方案一和方案二，还可以通过增加配向层的方式来实现当第一基板1与第二基板2之间施加电压时，使宾主液晶3具有第一配向方向h2。如图8所示，是本发明实施例中另一种垂直取向型宾主液晶眼镜片的剖面结构示意图，第一基板1朝向宾主液晶3的一侧设置有第一配向层11，第二基板2朝向宾主液晶3的一侧设置有第二配向层21，第一配向层11与第二配向层21用于使宾主液晶3具有第二配向方向，第二配向方向为垂直于眼镜片的方向；第一配向层11朝向宾主液晶3的一侧设置有第三配向层13，和/或第二配向层21朝向宾主液晶3的一侧设置有第四配向层23；第三配向层13和/或第四配向层23用于使宾主液晶3具有第一配向方向。
具体地，第三配向层13和/或第四配向层23可以为倾斜沉积的氧化硅层。
需要说明的是，上述方案一和方案三中，第一基板1朝向宾主液晶3的一侧和第二基板2朝向宾主液晶3的一侧也需要设置电极层(图中未示出)，用于在第一基板1与第二基板2之间施加电压，以使眼镜片可以在上述“白态”和“黑态”之间进行切换。
可以理解的是，本实施例中的眼镜片并不限于平板状结构，也可以为带有一定弯曲弧度的结构。本实施例中的眼镜片还包括能够实现垂直取向型宾主液晶型眼镜片本身功能的结构，例如实现对第一基板1和第二基板2之间施加电压的控制电路等。本实施例中的眼镜片可以根据用户所在的不同场景在“白态”与“黑态”之间进行切换，在第一基板1与第二基板2之间未施加电压时，使眼镜片处于“白态”，保证高透过率，不会影响用户的观看效果；在第一基板1与第二基板2之间施加电压时，使眼镜片处于“黑态”，对入射光进行吸收过滤，并特别提高了对于具有部分水平偏振特性或完全水平偏振特性的反射光的过滤效果，以实现偏光太阳镜的效果。
本发明实施例还提供一种眼镜，如图9所示，是本发明实施例中一种眼镜的立体结构示意图，该眼镜包括上述的垂直取向型宾主液晶眼镜片4。
本实施例中的眼镜，通过在眼镜片的第一基板与第二基板之间施加电压时，使第一基板与第二基板之间的宾主液晶具有接近水平的第一配向方向，使得在施加电压时，宾主液晶不但平行于眼镜片，还沿接近水平的第一配向方向排列，因此可以提高对日常环境中具有部分水平偏振特性或完全水平偏振特性的多数反射光的过滤效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种垂直取向型宾主液晶眼镜片，其特征在于，包括：
第一基板和第二基板；
所述第一基板和所述第二基板之间设置有宾主液晶；
当所述第一基板与所述第二基板之间施加电压时，所述宾主液晶具有第一配向方向，所述第一配向方向与所述眼镜片的水平方向之间的夹角为a，a≤20度。
2.根据权利要求1所述的眼镜片，其特征在于，
所述第一基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第一配向层，所述第二基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第二配向层；
所述第一配向层和/或所述第二配向层用于使所述宾主液晶具有所述第一配向方向。
3.根据权利要求2所述的眼镜片，其特征在于，
所述第一配向层和/或所述第二配向层朝向所述宾主液晶的一侧经过沿所述第一配向方向摩擦配向，以使所述宾主液晶具有所述第一配向方向。
4.根据权利要求3所述的眼镜片，其特征在于，
所述第一配向层和所述第二配向层朝向所述宾主液晶的一侧经过沿所述第一配向方向摩擦配向，所述第一配向层和所述第二配向层进行所述摩擦配向时的摩擦方向相反。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的眼镜片，其特征在于，
所述第一配向层和所述第二配向层还用于使所述宾主液晶具有第二配向方向，所述第二配向方向为垂直于所述眼镜片的方向。
6.根据权利要求1所述的眼镜片，其特征在于，
所述第一基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第一电极层，所述第二基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第二电极层；
所述第一电极层和/或所述第二电极层上设置有多条狭缝，每条所述狭缝的方向垂直于所述第一配向方向。
7.根据权利要求6所述的眼镜片，其特征在于，
所述第一电极层朝向所述宾主液晶的一侧设置有第一配向层，所述第二电极层朝向所述宾主液晶的一侧设置有第二配向层；
所述第一配向层和所述第二配向层用于使所述宾主液晶具有第二配向方向，所述第二配向方向为垂直于所述眼镜片的方向。
8.根据权利要求1所述的眼镜片，其特征在于，
所述第一基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第一配向层，所述第二基板朝向所述宾主液晶的一侧设置有第二配向层，所述第一配向层与所述第二配向层用于使所述宾主液晶具有第二配向方向，所述第二配向方向为垂直于所述眼镜片的方向；
所述第一配向层朝向所述宾主液晶的一侧设置有第三配向层，和/或所述第二配向层朝向所述宾主液晶的一侧设置有第四配向层；
所述第三配向层和/或所述第四配向层用于使所述宾主液晶具有所述第一配向方向。
9.根据权利要求8所述的眼镜片，其特征在于，
所述第三配向层和/或所述第四配向层为倾斜沉积的氧化硅层。
10.根据权利要求1所述的眼镜片，其特征在于，
所述a≤5度。
11.一种眼镜，其特征在于，包括如权利要求1至10中任意一项所述的垂直取向型宾主液晶眼镜片。
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