CN108351451B - 具有梯度光影响性能的光学制品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的方法。该方法包括提供包括具有至少一个配向区的涂层的光学元件。将染料组合物与涂层接触。染料组合物包括以下的至少一种：二向色性染料，光致变色‑二向色性染料或其组合，以将至少一部分染料组合物沿涂层的至少一部分以预定浓度梯度扩散到涂层中，以提供梯度色调和梯度偏振。用于制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的套件。由制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的方法制备的光学制品。

Description

具有梯度光影响性能的光学制品及其制造方法
发明领域
本发明大体涉及制造具有梯度光影响性能的光学制品，具有梯度光影响性能的光学制品，以及用于制造具有梯度光影响性能的光学制品的套件。
发明背景
偏振光学制品例如太阳镜可以减少由从表面例如人行道、水和建筑物所反射的光引起的炫光。因此，使用偏振光学制品可以增强炫光条件下的视觉(vision)。
线性偏振透镜(例如用于太阳镜的)典型地是由包含染料的拉伸聚合物片形成的，来产生透镜偏振性能。此外，常规的太阳镜典型地是着色(tinted)的。太阳镜上的偏振和着色效应可以通过许多类型染料来形成，其包括二向色性染料，光致变色染料，和光致变色-二向色性染料。这些类型染料可以单独或者组合使用，来赋予透镜以期望的偏振或者着色效应。二向色性染料通常提供固定偏振，固定色调(tint)效应，这意味着无需光化辐射来使得透镜着色和偏振。光致变色染料通常提供了可逆着色，这意味着所述透镜当暴露于光化辐射时是着色的，和在不存在光化辐射时恢复成不着色。光致变色-二向色性染料通常提供可逆着色和可逆偏振，基于暴露于光化辐射。
液晶显示器在目前常规使用的技术中是流行的。它们可以例如存在于平板电脑，蜂窝电话，汽车仪表盘和加油站的屏幕中。大部分的这些液晶显示器面板是在垂直方向上配向的线性偏振面板。所以，戴着上述偏振太阳镜的那些人经常不能看见这些液晶显示器面板的内容，这归因于面板的垂直配向和太阳镜的水平配向之间的交叉偏振。在戴着偏振太阳镜时，甚至具有圆偏振面板的液晶显示器也较难以看见。
因此，有利的是提供偏振光学制品，其具有大于一个不同的偏振和光学性能的区(zone)来允许在大于一种日常环境中的增强的视觉。
发明内容
本发明涉及制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的方法。该方法可以包括提供包括具有至少一个配向区的涂层的光学元件。该方法还可以包括使染料组合物与涂层接触。染料组合物可以包括二向色性染料，光致变色-二向色性染料或其组合中的至少一种，以将至少一部分染料组合物沿涂层的至少一部分以预定浓度梯度扩散到涂层中，以提供梯度色调和梯度偏振。
本发明还涉及用于制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的套件。该套件可以包括预制光学元件，该预制光学元件包括具有至少一个配向区的涂层。该套件可以任选地包括染料组合物，该染料组合物包含以下的至少一种：二向色性染料，光致变色-二向色性染料或其组合。
本发明还涉及由制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的方法制备的光学制品。
附图说明
图1说明了根据本发明的一种眼科透镜，其在整个顶表面上具有均匀的颜色/色调和梯度偏振；
图2说明了根据本发明的一种眼科透镜，其具有：第一光影响区，其具有形成于顶表面上部的高度水平偏振，和第二光影响区，其不具有形成于顶表面下部上的偏振；
图3说明了根据本发明的一种眼科透镜，其具有：第一光影响区，其具有形成于顶表面侧部上的垂直偏振，和第二光影响区，其具有形成于第一光影响区之间的顶表面中心部分上的水平偏振；
图4说明了根据本发明的一种眼科透镜，其具有：第一光影响区，其具有形成于顶表面侧部上的垂直偏振，第二光影响区，其具有形成于第一光影响区之间的顶表面上部的水平偏振，和第三光影响区，其不具有形成于第一光影响区之间的顶表面下部的偏振；
图5说明了一种眼科透镜，其具有：第一光影响区，其具有形成于顶表面上部的梯度偏振和梯度色调，和第二光影响区，其具有形成于顶表面下部的较低程度/量级的梯度偏振和梯度色调；
图6说明了一种眼科透镜和喷墨打印机，其流体连接到含有各向异性材料，二向色性材料，光致变色材料，光致变色-二向色性材料和/或常规的染料的源；
图7说明了一种具有梯度色调和梯度偏振的光学制品；
图8A-8E是框图，其说明了用于制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的示例性方法；
图9A-9E是框图，其说明了用于制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的示例性方法；
图10A-10D说明了一种光学制品，其具有悬浮于包含染料溶液的浴上的各向异性涂层，来通过浸染方法将该各向异性涂层与染料溶液接触；
图11A-11B说明了一种光学制品，其具有悬浮于包含染料溶液的浴上的各向异性涂层，来通过浸染方法将该各向异性涂层与染料溶液接触；
图12说明了一种光学制品，其具有浸没于包含染料溶液的浴上的各向异性涂层，来通过浸染方法将该各向异性涂层与染料溶液接触；
图13说明了一种光学制品，其具有通过包含染料组合物梯度层的染料转移基底接触的各向异性涂层；
图14说明了一种套件(kit)，其用于制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品；
图15是用非偏振光从后面照亮的透镜照片，其表现出可见的色调梯度；
图16是图15的透镜照片，其显示了当偏振器平行(0°)于各向异性涂层配向定向时，穿过透镜的光的通路；
图17是图15的透镜照片，其显示了当偏振器垂直(90°)于各向异性涂层配向方向定向时，穿过透镜的光的通路；
图18是用非偏振光从后面照亮的透镜照片，其表现出均匀色调；
图19是图18的透镜照片，其显示了当偏振器平行(0°)于各向异性涂层配向定向时，穿过透镜的光的通路；
图20是图18的透镜照片，其显示了当偏振器垂直(90°)于各向异性涂层配向方向定向时，穿过透镜的光的通路；
图21是一个照片，其显示了当偏振器平行(0°)于各向异性涂层配向定向时，穿过透镜的光的通路；和
图22显示了当偏振器垂直(90°)于各向异性涂层配向方向定向时，穿过图21的透镜的光的通路。
具体实施方式
为了下面详细描述的目的，应理解本发明可采用各种替代变化和步骤顺序，除了其中明确有相反的规定之外。另外，除了在任何操作实施例中，或其中另外说明，所有表达，例如说明书和权利要求中使用的成分的量的数字，应被理解为在所有情况下由术语“约”来修饰。因此，除非有相反指示，下述说明书和附加的权利要求中陈述的数字参数是近似值，其可根据本发明所获得的期望性能而变化。最起码，并且不试图限制等同原则对于权利要求范围的应用，每个数字参数应至少按照所报告的有效数字的位数并通过应用普通的四舍五入方法来解释。
虽然陈述本发明宽广范围的数字范围和参数是近似值，但在具体实施例中称述的数值是尽可能精确地报告的。然而，任何数值必然固有地包含在它们各自测试方法中发现的标准偏差必然造成的一定误差。
同样，应当理解的是，本文中引用的任何数值范围旨在包括全部包括在其中的子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括所述的最小值1和所述的最大值10之间(并且包括端值)的全部子范围，也就是说，具有等于或大于1的最小值，和等于或小于10的最大值。
在本申请中，单数的使用包括复数，和复数涵盖单数，除非另有具体规定。此外，在本申请中，“或”的使用表示“和/或”，除非另有具体规定，即使某些情况中可明确地使用“和/或”。此外，在本申请中，使用“一个”或者“一种”表示“至少一种”，除非另有明确规定。
在此提及的，和除非另有规定，否则全部文件，例如但不限于公布的专利和专利申请，被认为是以它们全部“通过引用并入”。
本发明涉及光学制品和制造光学制品的方法。本发明的光学制品包含至少一种光学元件，其涂覆有至少一个涂层。如本文使用的，术语“光学”表示属于或者与光和/或视力有关。例如该光学制品可以包括光学元件，其包括但不限于眼科元件和装置，显示元件和装置，窗，镜子等。术语“眼科”表示属于或者与眼睛和视力有关。眼科元件非限定性的例子包括矫正和非矫正透镜，包括单视觉或多视觉透镜，其可以是分段的或非分段的多视觉透镜(例如但不限于双焦透镜，三焦透镜和渐进式透镜)，以及其他用于校正、保护或增强(化妆地或者以其他方式)视力的元件，包括但不限于接触透镜，眼内透镜，放大透镜和保护透镜或护目镜。如本文使用的，术语“显示器”表示文字，数字，符号，设计或者图形形式的可见或者机器可读的信息显示。显示元件和装置的非限定性例子包括屏幕，监视器和安全元件，例如安全标记。如本文使用的，术语“窗”表示适于允许辐射透过其中的孔。窗的非限定性例子包括汽车和飞机透明体，滤光片，快门(shutter)和光学开关。如本文使用的，术语“镜子”表示这样的表面，其镜面反射了大部分的入射光。
此外，该光学元件可以包含透明的光学元件，反射性光学元件或者具有透明和反射性能二者的光学元件。如本文使用的，术语“透明的”指的是这样的材料，其以这样的方式透射可见光线，即，人眼可以明显透过该材料观察，和术语“反射性”指的是这样的材料，其使得可见光改变方向远离所述材料，而非透射或者吸收可见光。为了提供具有至少一些反射性能的光学元件，可以施涂反射性涂层。例如反射性铝涂层可以施涂到该光学元件的至少一部分上，来制备具有至少一些反射性能的光学安全元件。
形成该光学制品的光学元件可以具有不同的形状，包括但不限于圆形，平，圆柱形，球形，平面，基本上平面，平凹和/或平凸，弯曲，包括但不限于凸面和/或凹面。
通常，该光学元件可以由不同的材料制成，包括但不限于有机材料，无机材料或者其组合(例如复合材料)。
可以用于形成本文所公开的光学元件的有机材料的具体的非限定性例子包括聚合物材料，例如均聚物和共聚物，其由单体和单体混合物制备，如美国专利No.5962617和美国专利No.5658501第15栏第28行到第16栏第17行所公开的，该美国专利的公开内容在此明确通过引用并入。例如这样的聚合物材料可以是热塑性或者热固性聚合物材料，可以是透明的或者光学透明的，并且可以具有任何所需的折射率。这样公开的单体和聚合物的非限定性例子包括：多元醇(碳酸烯丙基酯)单体，例如烯丙基二甘醇碳酸酯例如二甘醇双(碳酸烯丙基酯)，该单体是在商标名CR-39下由PPG Industries，Inc.销售的；聚脲-聚氨酯(聚脲-氨酯)聚合物，其是例如通过聚氨酯预聚物和二胺固化剂反应来制备的，用于一种这样的聚合物的组合物是在商标名TRIVEX下由PPG Industries，Inc.销售的；多元醇(甲基)丙烯酰基封端的碳酸酯单体；二甘醇二甲基丙烯酸酯单体；乙氧基化酚甲基丙烯酸酯单体；二异丙烯基苯单体；乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体；乙二醇双甲基丙烯酸酯单体；聚(乙二醇)双甲基丙烯酸酯单体；氨基甲酸酯丙烯酸酯单体；聚(乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯)；聚(乙酸乙烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(氯乙烯)；聚(偏二氯乙烯)；聚乙烯；聚丙烯；聚氨酯；聚硫氨酯；热塑性聚碳酸酯，例如衍生自双酚A和光气的碳酸酯连接的树脂，一种这样的材料是在商标名LEXAN下销售的；聚酯，例如在商标名MYLAR下销售的材料；聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；聚乙烯醇缩丁醛；聚(甲基丙烯酸甲酯)，例如在商标名PLEXIGLAS下销售的材料，和通过多官能异氰酸酯与多硫醇或者多环硫化物单体反应制备的聚合物，其是均聚的或者是与多硫醇，多异氰酸酯，多异硫氰酸酯和任选的烯属不饱和单体或者卤化的含芳族基的乙烯基单体共聚和/或三元共聚的。还预期的是这样的单体的共聚物和所描述的聚合物的共混物和与其他聚合物的共聚物，例如以形成嵌段共聚物或者互穿网络产物。
适用于形成该光学元件的无机材料的非限定性例子包括玻璃，矿物，陶瓷和金属。例如该光学元件可以包含玻璃。如上所述，反射涂层或者层可以沉积或者以其他方式施涂到无机或者有机光学元件表面，来使得它是反射的或者增强它的反射性。
仍然进一步地，该光学元件可以是不着色的，着色的，线性偏振的，圆偏振的，椭圆偏振的，光致变色，或者着色-光致变色基底。如本文使用的，提及光学元件基底时，术语“不着色”表示这样的基底，其基本上没有着色剂添加(例如但不限于常规的染料)和具有响应于光化辐射时不显著变化的对于可见辐射的吸收光谱。此外，提及光学元件基底时，术语“着色的”表示这样的基底，其具有着色剂添加(例如但不限于常规的染料)和具有响应于光化辐射时不显著变化的对于可见辐射的吸收光谱。应理解类似的性能可以通过将具体涂层(一个或多个)施涂到光学元件来获得，其在本文中进一步详细解释。
如本文使用的，涉及基底的术语“线性偏振”指的是这样的基底，其适用于线性偏振辐射(即，将光波的电矢量的振动限制到一个方向上)。如本文使用的，涉及基底的术语“圆偏振”指的是这样的基底，其适用于圆偏振辐射。如本文使用的，涉及基底的术语“椭圆偏振”指的是这样的基底，其适用于椭圆偏振辐射。此外，如本文使用的，涉及基底的术语“着色-光致变色”表示这样的基底，其含有着色剂添加以及光致变色材料，并且具有响应于至少光化辐射时变化的对于可见光的吸收光谱。因此，例如和不限于，着色-光致变色基底可以具有着色剂的第一颜色特性和当暴露于光化辐射时着色剂和光致变色材料组合的第二颜色特性。
如所示的，本发明的光学制品还包括施涂到光学元件的至少一部分上的至少一个涂层。所述涂层可以施用到该光学元件的至少一部分的至少一个主表面上。该涂层也可以施用到该光学元件的整个表面上。
如本文使用的，术语“涂层”表示衍生自可流动组合物的支撑膜，其可以具有或者可以不具有均匀厚度。因此，涂料组合物可以施用到该光学元件表面和固化以形成涂层。如涉及固化的或者可固化组合物所用的，术语“可固化的”、“固化”、“固化的”或者类似术语目的是表示可聚合组分的至少一部分(其形成可固化组合物)是至少部分聚合的。
施用到该光学元件的涂层包含至少一个各向异性涂层，其包括至少一种各向异性材料。在一些例子中，该各向异性涂层包括多种各向异性材料例如两种或更多种，三种或更多种，或者四种或更多种各向异性材料。当使用多种各向异性材料时，该各向异性材料可以相同或者不同。
如本文使用的，术语“各向异性”表示具有至少一种性能，其当在至少一个不同的方向上测量时值是不同的，并且其能够自组装。因此，“各向异性材料”是这样的材料，其具有至少一种性能，其当在至少一个不同的方向上测量时值是不同的，并且其能够自组装。各向异性材料非限定性例子包括液晶材料。
液晶材料因为它们的结构，通常能够有序化或者配向，来采取一个大致的方向上。更具体地，因为液晶分子具有棒状或者圆盘状结构，硬质长轴和强偶极子，液晶分子可以通过与外力或者另一结构相互作用来有序化或者配向，以使得分子长轴采取通常平行于公共轴线的定向。例如可能的是用磁场、电场、线性偏振红外辐射、线性偏振紫外辐射、线性偏振可见辐射或者剪切力来使液晶材料的分子配向。还可能的是用定向表面来使液晶分子配向。即，液晶分子可以施用到已经定向的表面，例如通过摩擦，沟槽化(grooving)或者光配向方法来进行，和随后配向，以使得每个液晶分子的长轴采取大体平行于表面的定向的大致方向的定向。
此外，介晶是液晶材料的基本单元，其引起液晶材料的结构有序度。该液晶材料的介晶部分典型地包含硬质部分，其与液晶材料的其他介晶组分配向，由此在一个具体方向上配向所述液晶分子。该介晶的硬质部分可以由硬质分子结构组成，例如单环或者多环的环结构，其包括例如单环或者多环芳环结构。
适用于本发明的液晶介晶包括但不限于热致液晶介晶和溶致液晶介晶。如本文使用的，“热致液晶”表示这样的液晶，其基于温度而有序化，和“溶致液晶”表示这样的液晶，其通过加入溶剂而有序化。热致液晶介晶的非限定性例子包括柱状(columatic)(或棒状)液晶介晶，盘状(或圆盘状)液晶介晶和胆甾醇型液晶介晶。潜在介晶的非限定性例子例如在美国专利申请系列No.12/163116第[0024]-[0047]段更详细阐述；并且包括描述在Dennis等人，“Flüssige Kristalle in Tabellen，”VEB Deutscher Verlag FürGrundstoffindustrie，德国莱比锡，1974和“Flüssige Kristalle in Tabellen II，”VEBDeutscher Verlag Für Grundstoffindustrie，德国莱比锡，1984中的那些，其每个的公开内容在此通过引用并入。
包含一种或多种介晶的液晶材料可以包括液晶聚合物，液晶预聚物和液晶单体。如本文使用的，术语“预聚物”表示部分聚合的材料。此外，术语“聚合物”表示均聚物(例如由单种单体物质制备)，共聚物(例如由至少两种单体物质制备)和接枝聚合物。
适用作各向异性材料的液晶单体包括但不限于单官能以及多官能液晶单体。此外，该液晶单体可以是可聚合液晶单体，和可以进一步是可光聚合和/或可热聚合液晶单体。如本文使用的，术语“可光聚合”表示材料例如单体，预聚物或者聚合物，其可以在暴露于光化辐射时而交联。如本文使用的，术语“光化辐射”表示电磁辐射，并且包括例如和不限于可见和紫外(UV)辐射。此外，术语“可热聚合”表示材料例如单体，预聚物或者聚合物，其可以在暴露于热时而交联。
适用作各向异性材料的液晶单体的非限定性例子包括这样的液晶单体，其具有选自下面的官能团：丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，烯丙基，烯丙基醚，炔，氨基，酸酐，环氧化物，氢氧化物，异氰酸酯，封端的异氰酸酯，硅氧烷，硫氰酸酯，硫醇，脲，乙烯基，乙烯基醚及其共混物。
适用作各向异性材料的液晶聚合物和预聚物包括但不限于热致液晶聚合物和预聚物，和溶致液晶聚合物和预聚物。此外，液晶聚合物和预聚物可以是主链聚合物和预聚物或者侧链聚合物和预聚物。在主链液晶聚合物和预聚物中，棒状或者圆盘状液晶介晶主要位于聚合物主链内。在侧链聚合物和预聚物中，棒状或者圆盘状液晶介晶主要位于聚合物侧链内。此外，该液晶聚合物或者预聚物可以是可光聚合的。
适用作各向异性材料的液晶聚合物和预聚物的非限定性例子包括但不限于主链和侧链聚合物和预聚物，其具有选自下面的官能团：丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，烯丙基，烯丙基醚，炔，氨基，酸酐，环氧化物，氢氧化物，异氰酸酯，封端的异氰酸酯，硅氧烷，硫氰酸酯，硫醇，脲，乙烯基，乙烯基醚及其共混物。
本发明的各向异性涂层还可以包括至少一种二向色性材料和/或至少一种光致变色-二向色性材料，和任选的至少一种光致变色材料及其组合。该二向色性材料和光致变色-二向色性材料可以在各向异性材料的方向上配向。例如二向色性材料和/或光致变色-二向色性材料可以引入该各向异性涂层中，以使得二向色性材料和/或光致变色-二向色性材料是在与周围的各向异性材料相同方向上配向的。因此，该配向的各向异性材料充当配向介质来配向二向色性材料和/或光致变色-二向色性材料。
如本文使用的，术语“光致变色”表示具有响应于至少光化辐射而变化的对于至少可见辐射的吸收光谱。此外，术语“光致变色材料”包括热可逆的光致变色材料和非热可逆的光致变色材料，其通常在响应于热能和/或光化辐射时能够从第一状态例如在至少可见光谱中的“透明态”转化为第二状态例如在至少可见光谱中的“着色态”，并且在不暴露于热能和/或光化辐射时恢复回第一状态，条件是至少一种所述的变化是响应于光化辐射。虽然本文没有限定，但是用于本发明的光致变色材料可以在至少可见光谱从透明态变成着色态，或者它们可以在至少可见光谱从一个着色态变成另一着色态。
此外，术语“二向色性”表示能够比至少透射辐射的两个正交平面偏振分量之一更强地吸收另一个。二向色性材料多强地吸收两个正交平面偏振分量之一的一种度量是“吸收比”。如本文使用的，术语“吸收比”指的是在第一平面内线性偏振的辐射的吸光率与在正交于该第一平面的平面内线性偏振的相同波长的辐射的吸光率之比，其中第一平面被当做是具有最高吸光率的平面。
虽然二向色性材料能够比透射辐射的两个正交平面偏振分量之一更强地吸收另一个，但是二向色性材料的分子必须合适地定位或者排列来实现透射辐射的净偏振。因此当引入各向异性涂层中时，至少一部分的该至少一种二向色性材料可以带到合适的位置或者排列中(即，有序化或者配向)，以使得可以实现整个偏振效应。
此外，术语“光致变色-二向色性材料”指的是表示这样的材料，其响应于至少光化辐射而表现出光致变色性能和二向色性性能。例如该各向异性涂层可以包括至少一种光致变色-二向色性材料，其适于响应于至少光化辐射，从在至少可见光谱中第一光学透明的、非偏振态可逆地转化成在至少可见光谱中的第二着色的、偏振态。因此，如果所述光学元件是具有包含光致变色-二向色性材料的涂层的眼科透镜，则所述透镜可以在当穿用者不暴露于光化辐射例如不在日光下时，从光学透明的、非偏振态可逆地转化成在穿用者暴露于光化辐射例如日光时的着色的、偏振态。
有机光致变色化合物的非限定性例子包括苯并吡喃，萘并吡喃(例如萘并[1，2-b]吡喃和萘并[2，1-b]吡喃)螺-9-芴并[1，2-b]吡喃，菲并吡喃，喹啉并吡喃(quinopyran)和茚并稠合萘并吡喃，例如公开在美国专利No.5645767第1栏第10行-第12栏第57行和美国专利No.5658501第1栏第64行-第13栏第36行的那些，其公开内容在此通过引用并入。可以使用的有机光致变色化合物另外的非限定性例子包括噁嗪例如苯并噁嗪，吩噁嗪和螺噁嗪。可以使用的光致变色化合物的其他非限定性例子包括：俘精酸酐和俘精酰亚胺，例如3-呋喃基和3-噻吩基俘精酸酐和俘精酰亚胺，其描述在美国专利No.4931220第20栏第5行到第21栏第38行，其公开内容在此通过引用并入；二芳基乙烯，其描述在美国专利申请No.2003/0174560第[0025]-[0086]段中，其公开内容在此通过引用并入；和任何前述光致变色材料/化合物的组合或者混合物。
此外，可以用于本发明的合适的二向色性材料包括但不限于偶氮甲碱、靛蓝、硫靛蓝、部花青、茚满、喹酞酮(quinophthalonic)染料、苝、酞吡呤、三苯并二噁嗪、吲哚并喹喔啉、咪唑并三嗪、四嗪、偶氮和(多)偶氮染料、苯醌、萘醌、蒽醌和(聚)蒽醌、蒽并嘧啶酮、碘和碘酸盐及其组合。
此外仍然地，非限定性的光致变色-二向色性材料包括描述在美国专利申请公开No.2005/0004361第27段到第158段中的光致变色-二向色性材料，其公开内容在此通过引用并入。
合适的光致变色材料，二向色性材料和光致变色-二向色性材料的其他非限定性例子可以在下面找到：2008年12月8日提交的美国专利申请系列No.12/329197，标题为“Alignment Facilities for Optical Dyes”第[0090]-[0102]段及其中引用的参考文献；和2008年6月27日提交的美国专利申请系列No.12/163180，标题为“FormulationsComprising Mesogen Containing Compounds”第[0064]-[0084]段及其中引用的参考文献，其每个的公开内容在此通过引用并入。此外，可以使用的光致变色材料的非限定性例子进一步描述在美国专利No.7044599第9栏第60行-第11栏第3行，其公开内容在此明确通过引用并入本文。可以使用的二向色性材料的非限定性例子进一步描述在美国专利No.7044599第7栏第18-56行，其公开内容在此明确通过引用并入本文。另外，光致变色-二向色性材料的其他非限定性例子进一步描述在美国专利申请公开No.2005/0012998A1第11段到第442段，其公开内容在此明确通过引用并入。
该各向异性涂层还可以包括另外的添加剂。例如该各向异性涂层也可以包括介晶稳定剂、配向促进剂、动力学增强添加剂、光引发剂、热引发剂、阻聚剂、溶剂、光稳定剂(例如但不限于紫外光吸收剂和光稳定剂，例如受阻胺光稳定剂(HALS))、热稳定剂、脱模剂、流变控制剂、流平剂(例如但不限于表面活性剂)、自由基猝灭剂、附着力促进剂(例如己二醇二丙烯酸酯和偶联剂)，常规的染料及其组合。如本文使用的，“常规染料”指的是这样的染料，其提供了颜色/色调，但是其不提供偏振或者可逆变化。
如本文使用的，术语“配向促进剂”表示这样的添加剂，其能够促进其加入其中的材料的速率和均匀性中的至少一种。配向促进剂的非限定性例子包括描述在美国专利No.6338808第1栏第66行-第35栏第23行，和美国专利申请公开No.2002/0039627第[0036]-[0286]段中的那些，其在此明确通过引用并入。
动力学增强添加剂的非限定性例子包括含环氧的化合物，有机多元醇和/或增塑剂。这样的动力学增强添加剂更具体的例子公开在美国专利No.6433043第2栏第57行-第13栏第54行，和美国专利申请公开No.2003/0045612第[0012]-[0095]段，其在此明确通过引用并入。
光引发剂的非限定性例子包括裂解类型光引发剂和夺取(abstraction)类型光引发剂。裂解类型光引发剂的非限定性例子包括苯乙酮，α-氨基烷基苯酮(α-aminoalkylphenones)，苯偶姻醚，苯甲酰肟，酰基膦氧化物和双酰基膦氧化物或者这样的引发剂的混合物。这样的光引发剂的一个市售的例子是
Figure BDA0001644821890000131
4265，其获自CibaChemicals，Inc。夺取类型光引发剂的非限定性例子包括苯甲酮，米蚩酮，噻吨酮，蒽醌，樟脑醌，荧光酮，酮香豆素或者这样的引发剂的混合物。
光引发剂的另一非限定性例子包括可见光引发剂。合适的可见光引发剂的非限定性例子在美国专利No.6602603第12栏第11行-第13栏第21行阐述，其在此明确通过引用并入。
热引发剂的非限定性例子包括有机过氧化合物和偶氮二(有机腈)化合物。可用作热引发剂的有机过氧化合物的具体的非限定性例子包括过氧单碳酸酯，例如叔丁基过氧基异丙基碳酸酯；过氧基二碳酸酯，例如二(2-乙基己基)过氧基二碳酸酯，二(仲丁基)过氧基二碳酸酯和二异丙基过氧基二碳酸酯；二酰基过氧化物，例如2，4-二氯过氧化苯甲酰，过氧化异丁酰，过氧化癸酰，过氧化月桂酰，过氧化丙酰，过氧化乙酰，过氧化苯甲酰和过氧化对氯苯甲酰；过氧化酯例如过氧化新戊酸叔丁酯，过氧化辛酸叔丁酯和过氧化异丁酸叔丁酯；过氧化甲乙酮，和乙酰基环己烷磺酰过氧化物。在一种非限定性实施方案中，所用的热引发剂是不导致所得的聚合产物变色的那些。可以用作热引发剂的偶氮二(有机腈)化合物的非限定性例子包括偶氮二(异丁腈)，偶氮二(2，4-二甲基戊腈)或者其混合物。
阻聚剂的非限定性例子包括：硝基苯，1，3，5-三硝基苯，对苯醌，氯醌，DPPH，FeCl3，CuCl2，氧，硫，苯胺，酚，对二羟基苯，1，2，3-三羟基苯和2，4，6-三甲基酚。
溶剂的非限定性例子包括如下那些，其将溶解涂料的固体组分，其是与涂料和元件和基底相容的，和/或其可以确保均匀覆盖涂料施用到其上的外表面。潜在的溶剂包括但不限于以下：N-甲基-2-吡咯烷酮，丙二醇单甲醚乙酸酯和它们的衍生物(作为
Figure BDA0001644821890000141
工业溶剂来销售)，丙酮，丙酸戊酯，苯甲醚，苯，醋酸丁酯，环己烷，乙二醇的二烷基醚，例如二甘醇二甲基醚和它们的衍生物(作为
Figure BDA0001644821890000142
工业溶剂销售)，二甘醇二苯甲酸酯，二甲基亚砜，二甲基甲酰胺，二甲氧基苯，乙酸乙酯，异丙醇，甲基环己酮，环戊酮，甲乙酮，甲基异丁基酮，丙酸甲酯，碳酸亚丙酯，四氢呋喃，甲苯，二甲苯，2-甲氧基乙基醚，3-丙二醇甲基醚及其混合物。
如所示的，该各向异性涂层包含各向异性材料，其可以在具体方向上配向。在一些例子中，该各向异性材料是通过位于该光学元件和各向异性涂层之间的配向涂层来配向的。因此，本发明的光学制品可以包含光学元件，施用到该光学元件的至少一部分上的配向涂层，和施用到该配向涂层的至少一部分上的各向异性涂层。
用于本发明的配向涂层包含可以在具体方向上配向的材料。例如该配向涂层可以包含摩擦材料或者光配向材料，其可以在不同的方向上配向，包括但不限于平行定向，椭圆定向，展开定向，垂直定向，螺旋定向或者其任意组合。
如本文使用的，术语“摩擦材料”表示这样的材料，其可以通过用另一合适纹理化材料摩擦该材料的至少一部分表面来至少部分地有序化。例如该摩擦材料可以用合适纹理化的布或者丝绒刷摩擦。摩擦定向材料的非限定性例子包括(聚)酰亚胺，(聚)硅氧烷，(聚)丙烯酸酯，(聚)香豆素及其组合。
如本文使用的，术语“光配向材料”指的是这样的材料，其可以通过暴露于偏振辐射例如偏振UV辐射而配向。该光配向材料可以包含光化学活性发色团。如本文使用的，短语“光化学活性发色团”包括这样的分子或聚合物的结构或者部分，其在吸收光化辐射时而化学反应(例如与自身或者与另一活性部分反应，例如另一光化学活性发色团)。该光化学活性发色团可以经历光化学顺式/反式异构化，光化学[2+2]环加成(导致聚合物或者低聚物的交联)，光化学分解或者光化学重排。
合适的光化学活性发色团的非限定性例子包括但不限于可二聚取代的或者未取代的肉桂酸酯或者可二聚的香豆素，可顺式/反式异构化的取代的或者未取代的偶氮，可光化学分解的聚酰亚胺，和可光化学重排取代的或者未取代的芳族酯。肉桂酸酯和香豆素可以在暴露于光化辐射时反应，来经历[2+2]环加成，如“Alignment Technologies andApplications of Liquid Crystal Devices”，Kohki Takotah等人，Taylor and Francis，纽约，2005，第61-63页所述，其公开内容在此通过引用并入。合适的肉桂酸酯的非限定性例子可以在美国专利No.5637739第6栏第19-32行和7173114第3栏第13行-第5栏第2行中找到，和香豆素可以在美国专利No.5231194第1栏第37行-第3栏第50行；5247099第1栏第66行-第4栏第28行；5300656第1栏第13行-第10栏第15行；和5342970第1栏第6行-第7栏第34行找到，其每个的公开内容在此通过引用并入。
光化学活性发色团另外的例子包括:可光异构化的偶氮化合物例如聚((甲基丙烯酸正丁酯-共聚-(E)-4-(苯基二氮烯基)苯基甲基丙烯酸酯)-b-苯乙烯)，其描述在Macromol.Chem.Phys.2009，210，第1484-1492页中；可光降解的聚酰亚胺例如聚(2-甲基-6-(4-(对甲苯基氧基)苯基)吡咯并[3，4-f]异吲哚-1，3，5，7(2H，6H)-四酮)，聚(5-(2-(1，3-二氧代-2-(4-(对甲苯氧基)苯基)异吲哚啉-5-基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙-2-基)-2-甲基异吲哚啉-1，3-二酮)，聚(5-(2-(1，3-二氧代-2-(4-(2-(对甲苯基)丙-2-基)苯基)异吲哚啉-5-基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙-2-基)-2-甲基异吲哚啉-1，3-二酮)；和聚(5-(1，1，1，3，3，3-六氟-2-(2-(4-(1，1，1，3，3，3-六氟-2-(对甲苯基)丙-2-基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-基)丙-2-基)-2-甲基异吲哚啉-1，3-二酮)，其描述在Macromolecules 1994，27，第832-837页中；光反应性聚酰亚胺例如(2E，2′E)-4-(5-(1，1，1，3，3，3-六氟-2-(2-甲基-1，3-二氧代异吲哚啉-5-基)丙-2-基)-1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)-4′-甲基-[1，1′-联苯]-3，3′-二基双(3-苯基丙烯酸酯)，其描述在Macromolecules 2003，36，第6527-6536页中；可光分解的聚酰亚胺例如7-甲基-2-(4-(4-甲基苄基)苯基)四氢-1H-5，9-桥亚甲基吡啶并[3，4-d]吖庚因-1，3，6，8(2H，4H，7H)-四酮和2-甲基-5-(4-(4-(2-(4-(对甲苯基氧基)苯基)丙-2-基)苯氧基)苯基)六氢环丁并[1，2-c：3，4-c′]二吡咯-13(2H，3aH)-二酮，其描述在The Liquid Crystal Book Series：Alignment Technologies and Applications ofLiquid Crystal Devices，K.Takatoh等人，2005，Taylor and Francis，第63页中；和能够经历光弗赖斯(Photo-Fries)重排的芳族酯，其包括：聚(5-甲基丙烯酰胺基萘-1-基甲基丙烯酸酯)；聚(4-甲基丙烯酰胺基萘-1-基甲基丙烯酸酯)；聚(4-甲基丙烯酰胺基苯基甲基丙烯酸酯)；聚(4-甲基丙烯酰胺基苯乙基甲基丙烯酸酯)；和聚(4-(2-甲基丙烯酰胺基乙基)苯基甲基丙烯酸酯)，其描述在Molecular Crystal and Liquid Crystal，2007，第479卷第121页。前述论文和文章的每个涉及光化学活性发色团的内容在此通过引用并入。
合适的光配向材料的其他非限定性例子包括(共聚)聚合物结构，其包含至少一种光化学活性发色团，例如前述任何的那些，和至少一种附着力促进剂基团。如本文使用的，“附着力促进剂”指的是这样的基团或者结构，其改进了(共聚)聚合物结构和它涂覆到其上的基底例如光学元件或者它涂覆到含有附着力促进剂的聚合物表面上的聚合物膜之间的附着力。附着力促进剂可以通过在(共聚)聚合物和基底或者随后的涂层之间在分子或原子水平上形成至少部分吸引力来作用。吸引力的例子包括共价键，极性共价键，离子键，氢键，静电引力，疏水相互作用和范德华力。在共聚物的结构内，多个附着力促进剂基团和基底表面或者随后的涂层材料之间的吸引相互作用导致了共聚物和基底表面和/或随后的涂层之间改进的附着力。
用于附着力促进剂基团(其可以用于形成(共聚)聚合物结构)的合适结构的非限定性例子包括羟基，羧酸，酸酐，异氰酸基，封端异氰酸基，硫代异氰酸基，封端硫代异氰酸基，氨基，硫代，有机官能硅烷，有机官能钛酸酯，有机官能锆酸酯，和环氧基，其中每个有机官能团独立地选自乙烯基，烯丙基，乙烯基官能烃基，环氧官能烃基，烯丙基官能烃基，丙烯酰基官能烃基，甲基丙烯酰基官能烃基，苯乙烯基官能烃基，巯基官能烃基或者这样的有机官能团的组合，所述的烃基选自C1-C20烷基，C2-C20烯基，C2-C20炔基，C1-C20烷氧基，C1-C20烷基(C1-C20)烷氧基，C1-C20烷氧基(C1-C20)烷基，芳基，杂芳基和这样的烃基的组合；条件是当附着力促进剂基团是羟基或者羧酸时，该(共聚)聚合物进一步包含至少一个其他附着力促进剂基团；例如但不限于公开在美国专利No.6025026第6栏第5行-第8栏第65行；6150430第2栏第59行-第5栏第44行；和7410691第6栏第4行-第8栏第19行中的那些促进剂；其公开内容在此通过引用并入。如本文使用的，术语“封端的”当用于提及异氰酸基或者硫代异氰酸基基团时，指的是这样的结构，其中异氰酸基或者硫代异氰酸基基团已经与基团可逆地反应，来保护异氰酸基或者硫代异氰酸基基团防止发生反应，直到除去封端基团。通常，用于封端异氰酸基或者硫代异氰酸基基团的化合物可以是具有活性氢原子的有机化合物，例如但不限于挥发性醇，ε-己内酰胺或者酮肟化合物。封端基团的非限定性例子包括胺，氧肟酸酯(hydrooxamic esters)，取代的或者未取代的吡唑基团，酚，甲酚，壬基酚，己内酰胺，三唑，咪唑啉，肟，甲酸酯和二丙酮，包括描述在X.Tassel等人，“A New BlockingAgent of Isocyanates”European Polymer Journal，2000，36，1745-1751和Z.W.WicksJr.，Progress in Organic Coatings，1975，3，73-99中的那些，其公开内容在此通过引用并入。
这样的(共聚)聚合物结构的具体的非限定性例子描述在美国专利申请公开No.2011/0135850第[0031]-[0053]和[0091]-[0102]段中，其公开内容在此通过引用并入。要理解的是配向涂层可以包括前面涉及各向异性涂层所述的任何另外的添加剂。
如前所述，各向异性涂层和任选的配向涂层(例如前述的)可以施用到光学元件的至少一部分的表面上。该各向异性层或者配向涂层可以直接施用到光学元件的至少一部分的表面上。当配向涂层形成于光学元件的至少一部分的表面上时，各向异性涂层可以直接施用到该配向涂层上，以使得该各向异性材料和另外的材料例如二向色性，光致变色和光致变色-二向色性材料例如是通过该配向涂层来配向的。如本文使用的，短语“直接施用到…上”意味着涂层是形成于光学元件表面上或者另一涂层表面上，而无位于之间的任何其他组分，例如另一涂层。
通常至少该各向异性涂层的厚度可以是实现光学制品期望厚度所必需的任何厚度。例如至少该各向异性涂层的厚度可以是0.1微米-1毫米，5微米-50微米，或者10微米-30微米。该配向涂层也可以具有与各向异性涂层相同的厚度。
另外的涂层也可以与该各向异性和配向涂层一起使用。即，一个或多个另外的层可以施用到该光学元件的表面上，该各向异性涂层的表面上和/或配向涂层的表面上。另外的涂层的非限定性例子包括分开的连接层，底漆层，耐磨涂层，硬涂层，保护涂层，反射涂层，光致变色涂层，二向色性涂层，光致变色-二向色性涂层，抗反射涂层，线性偏振涂层，圆偏振涂层，椭圆偏振涂层，过渡涂层，增容涂层，功能有机涂层，延迟层(retarder layer)或者其组合。至少一些这些另外的层的描述和非限定性例子描述在美国专利申请公开No.2011/0135850第[0060]-[0064]段中，其公开内容在此通过引用并入。
此外，该各向异性涂层和任选的配向涂层可以施用到光学元件以形成具有一种或多种光影响性能的光学制品。如本文使用的，术语“光影响性能”指的是当光接触或者穿过光学制品时，光学制品表现出一种或多种光学性能的能力。光影响性能的非限定性例子包括颜色/色调，偏振，光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化或者其组合。该各向异性涂层和任选的配向涂层可以施用到光学元件上以形成具有不同的光影响性能的多个光影响区。此外，该各向异性涂层和任选的配向涂层可以以预定图案施用到光学元件上，从而以该预定图案形成光影响区。
在一些例子中，各向异性涂层和任选的配向涂层施用到光学元件上以形成具有至少一种均匀或者梯度光影响性能的至少一个光影响区。例如各向异性涂层和任选的配向涂层施用到光学元件上以形成具有均匀偏振或者梯度偏振的至少一个光影响区。如本文使用的，“均匀偏振”指的是在至少一个光影响区整个中恒定量级或者程度的偏振，和“梯度偏振”指的是在至少一个光影响区整个中偏振的量级或者程度增加或者降低。为了提供均匀偏振，该各向异性涂层可以在至少一个光影响区整个中具有相同量的配向的二向色性材料和/或相同量的配向的光致变色-二向色性材料。此外，为了提供梯度偏振，该各向异性涂层可以在至少一个光影响区整个中具有不同量的配向的二向色性材料和/或不同量的配向的光致变色-二向色性材料。配向的二向色性和/或光致变色-二向色性材料的量可以通过在至少一个光影响区整个中引入不同量的二向色性和/或光致变色-二向色性材料，或者通过在至少一个光影响区整个中引入类似量的二向色性和/或光致变色-二向色性材料，然后配向不同量的二向色性和/或光致变色-二向色性材料来改变。
该各向异性涂层和任选的配向涂层也可以施用到光学元件上以形成具有均匀颜色/色调或者梯度颜色/色调的至少一个光影响区。如本文使用的，“均匀颜色/色调”指的是在至少一个光影响区整个中恒定量级或者程度的颜色/色调，和“梯度颜色/色调”指的是在至少一个光影响区整个中颜色/色调的量级或者程度增加或者降低。为了提供均匀颜色/色调，该各向异性涂层可以在至少一个光影响区整个中具有相同量的二向色性材料，光致变色材料，光致变色-二向色性材料和/或常规的染料。此外，为了提供梯度颜色/色调，该各向异性涂层可以在至少一个光影响区整个中具有不同量的二向色性材料，光致变色材料，光致变色-二向色性材料和/或常规的染料。
该各向异性涂层和任选的配向涂层也可以施用到光学元件上以形成具有均匀光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化或者梯度光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化的至少一个光影响区。如本文使用的，“均匀光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化”指的是当暴露于至少光化辐射时，在至少一个光影响区整个中恒定量级或者程度的颜色/色调和/或偏振变化，和“梯度光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化”指的是当暴露于至少光化辐射时，在至少一个光影响区整个中颜色/色调和/或偏振变化的量级或者程度增加或者降低。为了提供均匀光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化，该各向异性涂层可以在至少一个光影响区整个中具有相同量的光致变色材料和/或光致变色-二向色性材料。此外，为了提供梯度光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化，该各向异性涂层可以在至少一个光影响区整个中具有不同量的光致变色材料和/或光致变色-二向色性材料。
如将理解的，使用光致变色材料和光致变色-二向色性材料来提供均匀或者梯度偏振和/或颜色/色调也将提供均匀或者梯度光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化。因此，通过使用光致变色材料和/或光致变色-二向色性材料，可以形成具有至少两种不同的光影响性能的光影响区。还将理解该各向异性涂层和任选的配向涂层可以施用到光学元件上以形成一个或多个光影响区，其独立地包含均匀或者梯度光影响性能的任意组合。
如所示的，该光学制品可以包含具有不同的光影响性能的两个或更多个光影响区。因此，本发明的光学制品可以包含具有不同的偏振性能，不同的颜色/色调，不同的光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化或者其任意组合的两个或更多个光影响区。
在一些例子中，该光学制品包含具有不同的偏振性能的至少两个光影响区。例如该光学制品可以包括：(i)至少第一光影响区，其的偏振配向不同于至少第二光影响区的偏振配向；(ii)至少第一光影响区，其的偏振量级/程度大于或小于至少第二光影响区的偏振；(iii)具有均匀偏振的至少第一光影响区和不具有偏振的至少第二光影响区；(iv)具有梯度偏振的至少第一光影响区和不具有偏振的至少第二光影响区；(v)具有梯度偏振的至少第一光影响区和具有均匀偏振的至少第二光影响区；(vi)具有第一梯度偏振的至少第一光影响区和具有不同于该第一梯度偏振的第二梯度偏振的至少第二光影响区，例如诸如不同程度/量级的偏振变化，不同的偏振配向，或者偏振量级/程度中的不同方向变化；或者(vii)其任意的组合。
此外，该光学制品还可以包含具有不同的光致变色和/或光致变色-二向色性可逆变化的至少两个光影响区。例如该光学制品可以包括：(i)包含光致变色材料的至少第一光影响区和没有光致变色材料的至少第二光影响区；(ii)包含光致变色-二向色性材料的至少第一光影响区和没有光致变色-二向色性材料的至少第二光影响区；(iii)包含梯度光致变色可逆变化的至少第一光影响区和具有均匀光致变色可逆变化的至少第二光影响区；(iv)包含梯度光致变色-二向色性可逆变化的至少第一光影响区和具有均匀光致变色-二向色性可逆变化的至少第二光影响区；或者(v)其任意组合。
该光学制品可以进一步包含具有不同的颜色/色调性能的至少两个光影响区。例如该光学制品可以包括：(i)至少第一光影响区，其的颜色/色调的量级/程度大于或小于至少第二光影响区的颜色/色调；(ii)至少第一光影响区，其的颜色/色调的色相(hue)不同于至少第二光影响区的颜色/色调的色相；(iii)具有均匀颜色/色调的至少第一光影响区和不具有颜色/色调的至少第二光影响区；(iv)具有梯度颜色/色调的至少第一光影响区和不具有颜色/色调的至少第二光影响区；(v)具有梯度颜色/色调的至少第一光影响区和具有均匀颜色/色调的至少第二光影响区；(vi)具有第一梯度颜色/色调的至少第一光影响区和具有不同于该第一梯度颜色/色调的第二梯度颜色/色调的至少第二光影响区，例如诸如不同量级的颜色/色调变化或者颜色/色调中不同的空间方向变化；或者(vii)其任意组合。
光学制品可以以前述非限定性光影响区和性能的任意组合来形成。此外，该光学制品可以包含任何期望数目的光影响区，包括但不限于两个或更多个，三个或更多个，或者四个或更多个的光影响区。光影响区的数目和类型可以基于该光学制品期望的用途来选择。例如用作眼科透镜的光学制品可以具有深色的，强偏振第一区，其充分阻挡了日光和选择性减少了炫光，和较亮的，较低偏振第二区，其用于阅读和观察汽车、飞机或者轮船中的数字显示器。具有一个或多个光影响区的眼科透镜的具体非限定性例子进一步显示在图1-5中。
如图1所示，各向异性涂层和任选的配向涂层可以施用到具有顶表面12的眼科透镜10上，其形成于上边缘14，下边缘16，和从上边缘14延伸到下边缘16的两个侧边缘18和20之间。如图1所示，该各向异性涂层在眼科透镜10的整个顶表面12上提供均匀颜色/色调和梯度偏振，以使得偏振的量级或者程度从上边缘14到下边缘16下降和颜色/色调的量级或者程度从上边缘14到下边缘16保持相同。
参见图2，各向异性涂层和任选的配向涂层施用到具有顶表面26的眼科透镜24上，其形成于上边缘28，下边缘30，和从上边缘28延伸到下边缘30的两个侧边缘32和34之间。进一步如图2所示，具有高的水平偏振程度的第一光影响区36形成于透镜24的顶表面26上部，和不具有偏振的第二光影响区38形成于透镜24的顶表面26下部。
如图3所示，各向异性涂层和任选的配向涂层施用到具有顶表面42的眼科透镜40上，其形成于上边缘44，下边缘46，和从上边缘44延伸到下边缘46的两个侧边缘48和50之间。进一步如图3所示，具有垂直偏振的第一光影响区52形成于与侧边缘48和50相邻的顶表面42的侧部，和具有水平偏振的第二光影响区54形成于上边缘44，下边缘46，和第一光影响区52之间的透镜24的顶表面26的中心部分上。
图4说明了一种各向异性涂层和任选的配向涂层，其施用到具有顶表面60的眼科透镜58上，其形成于上边缘62，下边缘64，和从上边缘62延伸到下边缘64的两个侧边缘66和68之间。如图4所示，具有垂直偏振的第一光影响区70形成于与侧边缘66和68相邻的顶表面60的侧部上，具有水平偏振的第二光影响区72形成于第一光影响区70之间的透镜58的顶表面60的上部，和不具有偏振的第三光影响区74形成于第一光影响区70之间的透镜58的顶表面60的下部。
图5说明了一种各向异性涂层和任选的配向涂层，其施用到具有顶表面78的眼科透镜76上，其形成于上边缘80，下边缘82，和从上边缘80延伸到下边缘82的两个侧边缘84和86之间。如图5所示，具有梯度偏振和梯度色调的第一光影响区88形成于透镜76的顶表面78的上部，和具有梯度偏振和梯度色调的第二光影响区90形成于透镜76的顶表面78的下部。此外，图5所示的第一光影响区88的偏振和色调程度大于第二光影响区90。这种排列可以提供从上边缘80到底部边缘82的偏振和色调的渐变，具有两种不同的光影响区。
如前所示，本发明还涉及一种制备光学制品的方法，其包括但不限于任何前述的光学制品。该光学制品可以通过在光学元件上形成各向异性涂层和任选的配向涂层来制备。可以使用多种方法来形成这些涂层，其包括但不限于吸收(imbibing)，包覆成型(overmolding)，旋涂，喷涂，喷涂和旋涂，幕涂，流涂，浸涂，注塑成型，流延，辊涂，铺展涂覆(spread coating)，铸涂，反向辊涂覆，转移辊涂，吻合(kiss)/压榨(squeeze)涂覆，凹版辊涂，狭缝口模涂覆，刮涂，刮刀涂覆，棒涂/棒式涂覆和线涂，喷墨印刷以及这些方法的任意组合。适用于本公开内容的某些非限定性实施方案的不同的涂覆方法还描述在“CoatingProcesses”，Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，第7卷，第1-35页，2004中。非限定性吸收方法描述在美国专利No.6433043第1栏第31行-第13栏第54行中。这些参考文献每个的公开内容在此以其全部通过引用并入。
通常，该光学制品是通过施用至少一种各向异性材料和至少一种二向色性材料和/或至少一种光致变色-二向色性材料以形成一个或多个如前所述的光影响区而制备的。任选地，也可以施用至少一种光致变色材料和/或至少一种常规的染料。典型地，这些材料的一些与其他添加剂例如上述添加剂在一种或多种涂料组合物中施用到光学元件。例如包含至少一种各向异性材料的涂料组合物可以施用到该光学元件，在一个或多个方向上配向，然后固化以形成至少一个各向异性涂层。
此外，包含至少一种各向异性材料的各向异性涂料组合物也可以包括至少一种二向色性材料和/或至少一种光致变色-二向色性材料，和任选的至少一种光致变色材料和/或至少一种常规的染料。因此，该各向异性材料，至少一种二向色性材料和/或至少一种光致变色-二向色性材料和任选的至少一种光致变色材料和/或至少一种常规的染料可以同时施用到该光学元件，配向，然后固化。可选择地，该至少一种二向色性材料，至少一种光致变色-二向色性材料和任选的至少一种光致变色材料和至少一种常规的染料可以通过吸收来扩散到配向和固化的各向异性涂层中。因此，该至少一种二向色性材料，至少一种光致变色-二向色性材料和任选的至少一种光致变色材料和至少一种常规的染料可以在之后的时间引入配向和固化的各向异性涂层中。
如本文使用的，术语“吸收”指的是将二向色性材料，光致变色-二向色性材料，光致变色材料和/或常规的染料扩散或者渗透到主体材料或者涂层中，将这样的材料溶剂辅助转移到多孔聚合物中，气相转移，热转移等的方法。染料吸收到该各向异性涂层中可以包括步骤：在至少一部分的该各向异性涂层上施用包含一种或多种吸收树脂和至少一种二向色性材料，光致变色-二向色性材料，光致变色材料，和/或常规的染料的组合物。该组合物然后加热，以使得所述染料扩散或者吸收到该各向异性涂层中。其余吸收树脂和其他残留材料可以从该各向异性涂层表面上清洗。染料吸收到该各向异性涂层中也可以使用染料转移基底。如本文使用的，“染料转移基底”指的是这样的组分，其可以在某些条件下吸收和释放染料。该染料转移基底可以将二向色性材料，光致变色材料，光致变色-二向色性材料，和/或常规的染料吸收和释放到各向异性涂层中。该染料转移基底可以在热和/或压力下释放所述染料材料。
如前所述，至少该各向异性材料是在施用各向异性涂料组合物之后配向的。该各向异性材料可以是通过加热该各向异性涂料组合物来配向。通常，加热该各向异性涂料组合物，而不固化所述组合物。例如该各向异性涂料组合物典型地在10℃-90℃加热10分钟-200分钟的时间段。该各向异性涂料组合物然后可以使用多种公知的技术来固化，包括但不限于光化辐射处理，热处理例如将组合物在高于配向温度的温度加热，及其组合。
在一些例子中，该各向异性材料是通过位于光学元件和各向异性涂层之间的配向涂层中的方向信息来配向的。因此，本发明的制备光学制品的方法可以包括步骤：在施用该各向异性涂料组合物之前，在该光学元件至少一部分的表面上形成配向涂层。该各向异性涂料组合物然后可以施用到配向涂层的至少一部分上和固化。
所述配向涂层可以如下以形成：施用包含配向材料的配向涂料组合物，然后在任何期望的方向(一个或多个)上至少部分地配向该配向材料。如本文使用的，短语“至少部分地”当用于提及涂层中可配向材料的配向程度时，表示配向了所述材料的可配向要素的10％-100％。该材料的可配向要素也可以显示25％-100％配向，50％-100％配向或者100％配向。用于至少部分地配向所述配向材料的合适的方法包括但不限于将至少一部分的所述组合物暴露于磁场，将至少一部分的所述组合物暴露于剪切力，将至少一部分的所述组合物暴露于电场，将至少一部分的所述组合物暴露于平面偏振的紫外线，将至少一部分的所述组合物暴露于红外线，干燥至少一部分的该组合物，蚀刻至少一部分的该组合物，摩擦至少一部分的所述组合物及其组合。用于所述层的合适的配向方法还详细描述在美国专利No.7097303第27栏第17行-第28栏第45行，其公开内容在此通过引用并入。
在一些例子中，将包含光配向材料例如任何前述那些的配向涂料组合物施用到光学元件的至少一部分的表面上，和通过暴露于偏振电磁辐射来在任何期望的方向上配向。该各向异性涂料组合物然后施用到至少一部分的配向涂层上，并且至少一部分的该各向异性材料是在光配向材料的方向上配向的。该各向异性涂料组合物然后固化以形成各向异性涂层。如果该各向异性涂料组合物不包括任何染料材料，则施用至少一种二向色性材料和/或至少一种光致变色-二向色性材料和任选的至少一种光致变色材料和常规的染料，并且扩散到已经形成的各向异性涂层中。
本文所述的方法也用于形成具有一个或者多个光影响区的光学制品。这些光影响区可以通过各向异性涂层，配向涂层或者其组合来形成。还要理解的是本发明的方法可以用于形成任何前述的光影响区。
为了形成具有各向异性涂层的光影响区，不同的方法例如喷涂，旋涂和前述任何其他非限定性技术可以用于施用具有各向异性材料和不同的类型和/或量的染料材料(即二向色性材料，光致变色-二向色性材料，光致变色材料，和/或常规的染料)的一种或多种涂料组合物。例如包含各向异性材料和至少一种二向色性材料的第一涂料组合物可以施用到配向涂层的第一区域(region)上，和包含各向异性材料和至少一种光致变色材料的第二涂料组合物可以施用到配向涂层的第二区域上。该各向异性涂料组合物然后可以配向和固化以形成单个各向异性涂层，其具有表现出固定的颜色/色调和固定的偏振的第一光影响区，和表现出可逆颜色变化和没有偏振的第二光影响区。吸收方法也可以用于形成具有不同的光影响区的各向异性涂层。例如不同量和/或类型的染料材料可以扩散到已经固化的各向异性涂层的不同区域中，以使得形成多个光影响区。
虽然多种各向异性涂料组合物可以用于提供不同的光影响区，但是施用多种各向异性涂料组合物和固化来在该光学元件上和/或在配向涂层上形成单个和连续各向异性涂层。该单个和连续各向异性涂层提供了具有多种光影响性能的涂层，该光影响性能在该光学制品上具有连续的过渡。
此外，所述配向涂层也可以用于形成光影响区。在一些例子中，光影响区是通过在不同的方向上将光配向涂料组合物的不同区域选择性暴露于偏振电磁辐射来形成的。例如包含光配向材料的配向涂料组合物可以施用到光学元件，并且至少第一部分的该配向涂料组合物可以在第一方向上暴露于偏振UV辐射，而至少第二部分的配向涂料组合物可以在不同于第一方向的第二方向上暴露于偏振UV辐射。包含二向色性材料和/或光致变色-二向色性材料和任选的光致变色材料和常规的染料的各向异性涂层然后形成于该配向涂层上。施用到第一部分的配向涂层上的该二向色性材料和/或光致变色-二向色性材料将在第一方向上配向以形成第一光影响区，和施用到第二部分的配向涂层上的二向色性材料和/或光致变色-二向色性材料将在第二方向上配向以形成第二光影响区。本领域技术人员将理解这种方法可以用于形成多个光影响区。
关于光配向涂层，掩蔽(masking)方法可以用于选择性配向光配向涂料组合物的不同区域。如本文使用的，关于配向光配向涂层的区域，“掩蔽”指的是使用阻隔了偏振UV辐射的部件。用于阻隔光配向涂料组合物不同区域的部件包括但不限于正和负UV阻隔片。此外，单个掩蔽步骤或者多个掩蔽步骤可以用于选择性配向光配向涂料组合物的不同区域。关于单个掩蔽步骤，阻隔了偏振UV辐射的掩蔽片可以施加到光配向涂料组合物的第一区域。在施加了掩蔽片之后，将该光配向涂料组合物在第一方向上暴露于偏振UV辐射。然后除去该掩蔽片和将整个光配向涂料组合物在不同于第一方向的第二方向上暴露于偏振UV辐射。所得的光配向涂层将具有至少第一区域(其具有在第一方向上配向的光配向材料)和至少第二区域(其具有在第二方向上配向的光配向材料)。
可选择地，关于多个掩蔽步骤，阻隔偏振UV辐射的第一掩蔽片可以施用到光配向涂料组合物的第一区域上。在施加了该第一掩蔽片之后，该光配向涂料组合物在第一方向上暴露于偏振UV辐射。然后除去该第一掩蔽片，并且将第二掩蔽片施加到光配向涂料组合物的第二区域上。该光配向涂料组合物然后在不同于第一方向的第二方向上暴露于偏振UV辐射。所得的光配向涂层将具有至少第一区域(其具有在第一方向上配向的光配向材料)和至少第二区域(其具有在第二方向上配向的光配向材料)。
所述掩蔽方法也可以用于形成具有梯度偏振的配向涂层。例如梯度偏振可以使用掩蔽片来形成，其允许梯度量的偏振UV辐射进入该配向涂料组合物中，以使得从涂层一端到另一端，增加量的光配向材料配向。这种技术也可以用于通过随后使用第二梯度掩蔽片(其阻隔了不同偏振方向上的偏振辐射)来提供沿着至少两个不同的偏振方向的梯度偏振。应理解二向色性材料和/或光致变色-二向色性材料将基于配向的各向异性材料的梯度量配向以形成梯度偏振。
如所示的，喷墨打印机也可以用于形成本发明的光学制品。如图6所示，喷墨打印机100可以包括打印头102，其流体连接到含有各向异性材料104，二向色性材料106，光致变色材料108，光致变色-二向色性材料110，和/或常规的染料112(其不偏振或者可逆地改变颜色)的源(一个或多个)。在运行过程中，喷墨打印头100可以扫描光学元件103上的喷墨打印头102和将各向异性材料104，二向色性材料106，光致变色材料108，光致变色-二向色性材料110和/或常规的染料112施用到光学元件103上。喷墨打印机可以同时施用各向异性材料104，二向色性材料106，光致变色材料108，光致变色-二向色性材料110，和/或常规的染料112。可选择地，在施用了各向异性材料102之后，喷墨打印机100可以施用二向色性材料106，光致变色材料108，光致变色-二向色性材料110，和/或常规的染料112。如本领域技术人员公知的，该各向异性材料104，二向色性材料106，光致变色材料108，光致变色-二向色性材料110，和/或常规的染料112典型地是在涂料组合物中与另外的添加剂一起施用的，如前所述。
本文所述的喷墨打印方法允许用户施用不同类型和/或量的染料材料，以使得不同的光影响区可以形成于该光学制品的不同区域上。因此，喷墨打印机100可以用于将不同量和/或类型的二向色性材料106，光致变色材料108，光致变色-二向色性材料110，和/或常规的染料112施用到光学元件103，以形成具有一个或多个光影响区(其包括但不限于前述的任何光影响区)的光学制品。
该喷墨打印机也可以用于形成各向异性涂层，其不包括任何染料材料，以使得该染料材料可以在之后的时间引入。例如喷墨打印机100可以用于将具有各向异性材料104的各向异性涂层施用到光学元件103上。然后，在之后的时间，二向色性材料，光致变色材料，光致变色-二向色性材料，和/或常规的染料可以通过吸收方法来引入。
在一些例子中，光学元件103涂覆有配向涂层，例如通过例如旋涂方法来涂覆。整个配向涂层可以在一个方向上配向或者它可以具有如前所述的在不同方向上配向的不同的区域。喷墨打印机100然后可以施用该包含各向异性材料104和不同的染料的各向异性涂层以形成具有一个或多个光影响区的光学制品。已经发现喷墨打印机100可以精确和准确施用不同类型的染料材料来在制品的任何期望的区域中提供具有多个光影响区的光学制品。
该具有多个光影响区的光学制品也可以通过施用两种或更多种具有至少一种各向异性材料和一种或多种二向色性材料和/或光致变色-二向色性材料的各向异性涂料组合物，随后通过旋涂方法来形成。例如所述两种或更多种各向异性涂料组合物可以通过任何前述的涂覆方法来施用，例如诸如喷涂，然后以特定的时间和以特定的速度(即，转/分钟(rpm))旋涂，以使得该涂料组合物在光学元件上形成一个连续组成的层。此外，当施用到光学元件时，一部分的任何所述各向异性涂料组合物可以或者可以不与另一各向异性涂料组合物交叠。在一些例子中，分别的各向异性涂料组合物的交叠部分可以旋涂来提供梯度例如任何前述的梯度。所述旋涂方法也可以控制来防止不同的涂料组合物的任何显著的交叠。在旋涂后，该连续组成的层可以固化以形成具有多个光影响区的各向异性涂层。
此外，在一些例子中，具有一个或多个光影响区的光学制品是通过吸收染料，例如通过浸渍干燥方法或者使用染料转移基底来制备的。这种方法的不同的步骤可以在不同的时间点通过不同的个体，实体等来进行。将理解光学制品例如前述那些可以用这种方法来生产。例如参见图7，如上所述，具有一个或多个光影响区的光学制品200可以通过吸收方法来生产，这产生了具有一个或多个具有连续梯度色调和梯度偏振的光影响区的光学制品200。但是，光学制品200的梯度色调和梯度偏振也可以具有非连续梯度(即步骤梯度)。如前所述，光学制品200可以包括光学元件，其包括但不限于光学透镜，眼科透镜，滤光器，窗，护目镜，镜子，显示器等。另外，该光学元件可以包含至少一个主表面，并且至少一个配向区可以位于一个主表面的至少一部分上。该主表面可以是弯曲表面或者非弯曲表面。
如图7所示，该光学制品200的梯度色调和梯度偏振可以在光学制品200的整个表面上延伸。例如在图7中，所述色调梯度从光学制品200的顶部(这里色调是最暗的)延伸到光学制品200的底部(这里色调是最亮的，或者这里不存在色调)。图7还显示了在光学制品200整个表面上的梯度偏振，其具有从光学制品200的顶部(这里存在最大偏振)延伸到该光学制品底部(这里存在最小偏振，或者这里不存在偏振)的偏振梯度。但是，在其他例子中，色调梯度和偏振梯度可以在光学制品200的仅仅部分表面上延伸。
图7还显示了光学制品200的具有最暗色调的端部，其对应于该光学制品200具有最大偏振的端部，和该光学制品200的具有最亮或者没有色调的端部，其对应于该光学制品具有最小偏振或者没有偏振的端部。所以，图7中的色调和偏振梯度在相同方向上色调/偏振减少。但是，在其他例子中，光学制品200的具有最大偏振的端部可以不同于光学制品200具有最暗色调的端部，并且沿着光学制品200的色调和偏振梯度的方向也可以是不同的。
图8A-9E是框图，其显示了制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的示例性方法。
参见图8A-8C，光学制品的生产者可以制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品。生产者可以是光学制品的任何制造者，并且在一些例子中包括透镜制造商，透镜供应商和眼科实验室。如图8A所示，在一种示例性方法210中，该生产者提供了光学元件，其包含至少各向异性涂层，该各向异性涂层具有在具体方向上定向的至少一个配向区212和将染料组合物与该光学元件的各向异性涂层214接触，来以预定的浓度梯度沿着至少一部分的该各向异性涂层将至少一部分的染料组合物扩散到该各向异性涂层中，来提供梯度色调和梯度偏振。在另一示例性方法220中，在提供包含具有至少一个配向区212的至少各向异性涂层的光学元件的步骤之前，该具有至少一个配向区的各向异性涂层是在光学元件222上形成的。在另一方法230中，在提供包含具有至少一个配向区212的至少各向异性涂层的光学元件的步骤之前，光学元件是以预制形式232提供的。
参见图8D和8E，生产者可以制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品。在该示例性方法中，图8D所示的240，生产者获得了来自于消费者242的至少一种期望的产品性能。该生产者还获得了来自于单个商业来源244的光学元件和染料组合物。提供212光学元件，其包含至少具有至少一个配向区的各向异性涂层。染料组合物然后通过将该光学制品浸入包含染料组合物246的染料溶液中，来施用到该各向异性涂层。该光学制品然后以足以提供预定的浓度梯度248的速率从染料溶液中抽出。在另一示例性方法250中，生产者从消费者242获得了至少一种期望的产品性能。该生产者还获得了来自于单个商业来源244的光学元件和染料组合物。该光学元件包含至少具有至少一个配向区212的各向异性涂层。该光学制品的各向异性涂层然后接触包含染料组合物252的梯度层的染料转移基底。然后施加热到该染料转移基底来引起至少一部分的染料组合物以预定的浓度梯度254扩散到该各向异性涂层中。
参见图9A-9C，制造了具有梯度色调和梯度偏振的光学制品。在一种方法310中，该光学制品可以通过一种或多种染料组合物与具有连续各向异性涂层(其包括至少一个配向区312)的光学元件接触来制造。在另一示例性方法320中，将配向涂料组合物施用到该光学元件上，并且在该光学元件322的至少一部分上形成第一配向区域。包含各向异性材料的各向异性涂料组合物然后施用到该第一配向区域上，配向以形成第一配向区，然后固化以形成连续各向异性涂层324。该具有连续各向异性涂层(其包括至少一个配向区)的光学元件然后可以接触一种或多种染料组合物312。在另一方法330中，将配向涂料组合物施用到该光学元件上，并且在该光学元件322的至少一部分上形成第一配向区域。该配向涂料组合物的第二配向区域然后形成于该光学元件332的至少第二部分上。将包含各向异性材料的各向异性涂料组合物施用到该第一配向区域上，配向以形成第一配向区，然后固化以形成连续各向异性涂层324。第二各向异性涂料组合物接着施用到该第二配向区域上以形成第二配向区334。该具有包括至少两种配向区的连续涂层的光学元件然后可以接触一种或多种染料组合物312。
参见图9D-9E，可以制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品。根据一种示例性方法340，配向涂料组合物可以施用到光学元件342的至少一部分上。第一部分的配向涂料组合物可以暴露于具有第一偏振方向的第一偏振辐射来在配向涂层344中形成第一配向区域。第二部分的配向涂料组合物可以暴露于具有第二偏振方向的第二偏振辐射，来在配向层346中形成第二配向区域。包含各向异性材料的各向异性涂料组合物可以施用到第一配向区域上，配向和固化以形成第一配向区324，和第二各向异性涂料组合物可以施用到第二配向区域上，配向和固化以形成第二配向区334。该染料组合物可以通过将光学元件浸入包含染料组合物348的染料溶液中来接触光学元件。该光学元件然后可以从染料溶液中抽出，来提供预定的浓度梯度。在第二示例性方法350中，该染料组合物通过将该涂料与包含染料组合物358梯度层的染料转移基底接触，从而接触光学元件。该染料转移片然后可以加热来引起至少一部分的染料组合物扩散到各向异性涂层359中。
该包括具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件可以通过从第三方光学元件制造商或者任何其他制造商购买光学元件来提供。该光学元件可以由第三方制造商以预制形式提供给生产者。预制形式意味着该光学元件已经制备为具有各向异性涂层，该各向异性涂层具有已经形成的至少一个配向区。例如第三方制造商可以为生产者提供包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的预制透镜毛坯。但是，在其他方法中，所述生产者没有从第三方制造商获得该包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件，并且取而代之的，该包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件由生产者来制造。在这些情形中，所述生产者可以在光学元件上形成具有至少一个配向区的各向异性涂层。
该包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件可以通过生产者或者第三方制造商，使用任何合适的方法例如上述方法来制造。
在生产者获得或者制造了该包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件之后，该光学元件的各向异性涂层与染料组合物接触。该生产者可以从染料组合物的第三方制造商或者任何其他制造商获得至少一种染料组合物。该染料组合物可以是市售的预包装的组合物。该染料组合物可以包含二向色性染料和/或光致变色-二向色性染料，并且可以任选地包含光致变色染料和/或常规的染料。可以获得另外的染料组合物(一种或多种)。每种另外的染料组合物可以包含二向色性染料和/或光致变色-二向色性染料和/或光致变色染料和/或常规的染料。该染料组合物和/或另外的染料组合物可以获自相同第三方制造商(即获自单个商业来源)，该第三方制造商是如包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件的第三方制造商。在另一示例性方法，该染料组合物和/或另外的染料组合物可以获自不同的第三方制造商，该第三方制造商是如包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件的第三方制造商。在另一示例性方法，该染料组合物和/或另外的染料组合物可以由生产者来制造。
所述生产者可以通过任何适当的方法将该染料组合物与光学元件的各向异性涂层接触，来产生具有梯度色调和梯度偏振的光学制品，该方法包括但不限于旋涂，流涂，喷涂，浸染方法，使用染料转移基底，幕涂及其任意组合。
参见图10A-12，染料溶液可以通过浸染方法来接触光学元件的各向异性涂层。根据本发明的浸染方法，将包含具有至少一个配向区的各向异性涂层402的光学元件400浸入浴254中，并且与染料溶液406接触。浴404可以是任何容器，其可以保持染料溶液406和具有足够的尺寸来允许将包含各向异性涂层402的光学元件400浸入其中。所述染料溶液可以保持在任何温度，例如0℃至大约200℃。染料溶液406可以包含染料组合物(一种或多种)432(图14所示)，其包括二向色性染料和/或光致变色-二向色性染料(和任选的光致变色染料或者常规的染料)。可以存在着多个浴404，其保持着染料溶液406和任何另外的染料溶液。另外的染料溶液可以包含染料组合物(一种或多种)432，其包括二向色性染料和/或光致变色-二向色性染料和/或光致变色染料和/或常规的染料。在其中存在着多个包含染料溶液406的浴404的情况中，包含具有至少一个配向区的各向异性涂层402的光学元件400可以依次浸入每个所制备的浴404中来获得期望的效应。
根据所述浸染方法，将该包含各向异性涂层402的光学元件400的至少一部分浸没(浸入)浴404的染料组合物(一种或多种)432的染料溶液406中。该光学元件400可以是任何类型，如前所述的，例如光学透镜，眼科透镜，滤光器，窗，护目镜，镜子，显示器等。图10A和10C显示了几个不同类型的光学元件400(即曲面光学元件400和非曲面的光学元件400)。该光学元件400可以以任何定向浸入浴404中(如图10A-10D所示)。例如该光学元件400可以在处于一定角度时浸入浴404中(参见图10A和10D)。在其他例子中，该光学元件400可以基本上水平地浸入(参见图10B和10C)或者基本上垂直地浸入(未显示)或者以基本上水平和基本上垂直之间的任何定向浸入。光学元件400浸入浴404时的定向可影响所得的光学制品上的色调梯度和偏振梯度。
具体参见图11A和11B，具有各向异性涂层402的光学元件400可以通过任何将该光学元件400的至少一部分浸没到染料溶液406中的手段来浸入包含染料溶液406的浴404中。例如如图11A所示，光学元件400可以由用户408手工浸入(例如用手浸入)染料溶液406中。相反，如图11B所示，光学元件400可以通过例如控制器412控制的机械构件410自动浸入染料溶液406中。
参见图12，根据所述浸染方法，该具有各向异性涂层402的光学元件400的至少一部分浸没到染料溶液406中。浸没到染料溶液406中的光学元件400的部分取决于生产者希望赋予光学元件400的各向异性涂层402上的期望的梯度色调和梯度偏振。例如光学元件400可以完全浸入染料溶液406中，或者仅仅部分浸入染料溶液406中(参见图12)。
根据所述浸染方法，具有各向异性涂层402的光学元件400的至少一部分首先浸入到浴404中所含的染料组合物中。该浸没的光学元件400然后从染料溶液406除去。该浸没的光学元件400可以以足以提供预定的浓度梯度的速率从染料溶液406除去。浸入和从染料溶液406中除去的过程可以重复多次，来实现期望的色调和偏振。任选地，该光学元件400可以浸入另外的浴404中和从另外的染料溶液中以足以提供预定的浓度梯度的速率抽出。当该光学元件400浸入染料溶液(一种或多种)406中时，染料溶液406扩散到各向异性涂层402的三维聚合物基质中。包含各向异性涂层402的光学元件400浸入染料溶液406中的时间越长或者次数越多，所述染料扩散到聚合物基质中越多(即，色调和偏振越大)。因为该各向异性涂层402的第一配向区的三维聚合物基质在第一方向上配向，当染料扩散到第一配向区的聚合物基质中时，该染料也在第一方向上配向，这提供了第一方向上的偏振。
根据所述浸染方法，该包含各向异性涂层402的光学元件400可以以预定速率从染料溶液406中取出，来提供沿着该光学元件的长度扩散到各向异性涂层402的聚合物基质中的预定浓度梯度的染料。这可沿着该光学元件的长度产生预定的色调梯度和偏振梯度。在另一例子中，该包含各向异性涂层402的光学元件400可以在它从染料溶液406中除去时以不同的速率取出。例如该包含各向异性涂层402的光学元件400可以完全浸没到染料溶液406中。该光学元件400的第一部分可以以一个速率从染料溶液406中除去，然后该光学元件400的第二部分可以以另一速率除去(即在除去整个光学元件400之前，改变光学元件400的除去速率)。在从染料溶液406中除去光学元件400的过程中还可以存在中止，来允许在该光学元件400的其余部分从染料溶液406中除去之前，该其余的浸没部分吸收更多的染料。以恒定速率除去的光学元件400可以具有连续色调梯度和偏振梯度，而改变光学元件400从染料组合物除去的速率可产生非连续的色调梯度和偏振梯度(即阶段梯度(stepgradient))。
参见图13，染料组合物可以通过将各向异性涂层402与包含染料组合物416的梯度层的染料转移基底414接触，来接触光学元件400的各向异性涂层402。染料转移基底可以是片，例如挠性片，其配置来保持染料组合物416的梯度层，但是在加热染料转移基底416时而允许染料组合物416的梯度层转移到粘附表面。染料组合物416梯度层可以通过将包含染料组合物416梯度层的染料转移基底414的侧面靠着各向异性涂层402施加，来接触光学元件400的各向异性涂层402。任选地，固定装置418可以固定到染料转移基底414的与具有染料组合物416梯度层的染料转移基底的侧面相对的侧面上，以使得染料组合物416的梯度层在接触各向异性涂层402时不能滑动。固定装置418可以是任何这样的材料，其足以将染料组合物416梯度层固定到各向异性涂层402，以使得都不能滑动。例如固定装置418可以是重质材料例如金属板。当包含染料组合物416梯度层的染料转移基底414靠着所述涂层施加时，将该染料转移基底414通过加热器420来加热。加热器420可以任何这样的装置，其根据染料组合物416的梯度层，将染料转移基底414加热到足以使得染料扩散到各向异性涂层402中的温度。在另一例子，染料组合物416的梯度层可以通过将压力施加到所接触的染料转移基底414和各向异性涂层402上，来扩散到各向异性涂层402中。一旦期望量的染料已经从染料转移基底414转移到各向异性涂层402，则可以除去染料转移基底414。
消费者可以联系生产者来订购具有梯度色调和梯度偏振的光学制品。消费者可以是个人消费者或者商业消费者。在一个例子中，消费者期望具有梯度色调和梯度偏振的光学制品例如光学透镜，并且联系生产者来制造该光学透镜。该光学透镜可以安装到镜架中以形成眼镜。在一些例子中，消费者可以是光学制品的穿用者，例如眼镜的穿用者。
生产者可以获得消费者期望的产品性能信息。该期望的产品性能信息可以包括期望的固定色调梯度，期望的活化色调梯度，期望的固定偏振梯度和期望的活化偏振梯度。固定色调梯度和固定偏振梯度指的是光学制品，不暴露于光化辐射例如UV辐射的色调和偏振。活化的色调梯度和活化的偏振梯度指的是在暴露于光化辐射时的光学制品的色调和偏振。某些期望的产品性能信息可取决于消费者所期望的光学制品的类型。例如期望具有梯度色调和梯度偏振的光学透镜的消费者可以提供进一步期望的产品性能信息，例如处方强度，镜架选择，色调颜色，另外的着色剂，待由梯度色调覆盖的光学透镜的量和梯度偏振覆盖的光学透镜的量。
上述方法可以根据从消费者收集的期望的性能信息来进行。生产者可以提供包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件，并且将该涂层与染料组合物接触，来制造匹配消费者规格的光学制品。为了满足消费者期望的产品需求，生产者或者其第三方制造商可以采取另外的步骤。例如对于订购用于眼镜的透镜的消费者来说，所述透镜可需要切割和研磨到正确的尺寸和规格。在另一例子中，这可在将光学制品提供给消费者之前进一步制备该光学制品。例如硬涂层可以施用到该光学制品上来保护光学制品例如防止刮擦。在另一例子中，消费者可期望两种光学制品例如光学透镜，其可以在将该光学制品提供给消费者之前安装到消费者选择的镜架中。
参见图14，生产者可以获得套件430来制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品。套件430可以包括光学元件400，其包含具有至少一个配向区的各向异性涂层402。这种包含各向异性涂层402的光学元件400可以是前述预制的包含各向异性涂层402的光学元件400(即套件430包含光学元件400，在生产者获得套件430之前，各向异性涂层402已经施用到该光学元件400)。套件430可以进一步包含染料组合物(一种或多种)432。至少一种染料组合物432包含二向色性染料和/或光致变色-二向色性染料(和任选的光致变色染料或者常规的染料)。套件430可以包含另外的染料组合物，其可以包括二向色性染料和/或光致变色-二向色性染料和/或光致变色染料和/或常规的染料。套件430可以包含含有染料组合物(一种或多种)的预混溶液。套件430还可以包含染料转移基底414，其包含染料组合物416的梯度层。套件430可以包含多个染料转移基底414，其具有染料组合物416梯度层，这允许与光学元件400的涂层402接触的染料组合物432以包括不同的色调和偏振梯度。套件430可以进一步包含说明434，其用于染料组合物432与光学元件400的各向异性涂层402接触，以形成预定的浓度梯度。套件430可以由生产者使用通过任何上述方法来制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品200。
消费者可以获得用于将染料组合物与各向异性涂层接触以形成预定浓度的梯度的说明434。说明434可以包括信息例如但不限于要使用的包含具有至少一个配向区的各向异性涂层的光学元件的类型(一种或多种)，要使用的染料组合物的类型(一种或多种)，如何由染料组合物(一种或多种)来制备染料溶液，将染料溶液与光学元件的各向异性涂层接触的方法，染料溶液和光学元件的各向异性涂层之间所需的接触持续时间，一旦染料溶液已经接触光学元件的各向异性涂层，生产所述光学制品的另外的方法步骤等。说明434可以获自相同第三方制造商，该第三方制造商是如包含具有至少一个配向区和染料组合物(一种或多种)的各向异性涂层的光学元件的第三方制造商(即来自于单个商业来源)。在另一示例性方法中，说明434可以获自不同的第三方生产者或者制造商，如包含具有至少一个配向区和染料组合物的各向异性涂层的光学元件的第三方制造商。在另一示例性方法中，说明434可以由生产者开发。
具有梯度色调和梯度偏振的光学制品可以通过任何前述方法来制备。
呈现下面的实施例来证明本发明的通用原理。本发明不应当被认为局限于所提出的具体实施例。实施例中的全部份数和百分比是重量单位的，除非另有指示。
实施例1
部分1–制备底漆层配方(PLF)
向装备有磁搅拌棒的合适的容器中以下表1所示量加入下面的材料。
表1
底漆层配方
Figure BDA0001644821890000391
Figure BDA0001644821890000401
1根据美国专利6187444实施例1的组合物D，用甲基丙烯酸甲酯替代苯乙烯，并且加入0.5重量％的亚磷酸三苯酯。
2聚亚烷基碳酸酯二醇，获自Great Lakes Chemical Corp.
3一种封端的脂肪族多异氰酸酯，获自Covestro AG.
4一种封端的三官能聚氨酯交联剂，获自Baxenden Chemicals，Ltd
5一种聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，获自BYK Chemie，USA
6羧酸铋催化剂，获自King Industries.
7一种受阻胺光稳定剂，获自BASF Corporation.
8一种抗氧化剂，获自BASF Corporation.
将混合物在室温搅拌2小时来产生具有51.47重量％最终固体的溶液，基于该溶液的总重量。
部分2–制备液晶配向配方(LCAF)。
作为对比例，如美国专利申请公开No.US2011/0135850A1所述的光配向材料是通过将6重量％的光配向材料加入到环戊酮中来制备的，基于该溶液的总重量。搅拌这种混合物，直到该光配向材料完全溶解。
部分3–制备各向异性层配方(CLF)。
各向异性层配方是如下来制备的：通过将下表2所示的材料合并，并且在80℃搅拌2小时来产生均匀溶液，然后冷却到室温。全部量是作为重量份来报告的。
表2
各向异性层配方CLF-1
Figure BDA0001644821890000402
Figure BDA0001644821890000411
1一种芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷，获自美国BYK Chemie。
2一种液晶单体4-(3-丙烯酰基氧基丙氧基)-苯甲酸2-甲基-1，4-亚苯基酯，市售自EMD Chemicals，Inc.
3 1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-((1r，1’s，4R，4’R)-4’-戊基-[1，1’-双(环己烷)]-4-羰氧基)2-或者3-甲基苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙-2-烯-1-酮，其是根据美国专利No.7910019B2所述的程序来制备的。
4 1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-(6-丙烯酰基氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己醇，其是根据美国专利No.7910019B2的实施例17来制备的。
5 4-(((1s，4r)-r-戊基环己烷-1-羰基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰基氧基)己基)氧基)苯甲酸酯。
6光引发剂，获自BASF Corporation。
7如下结构的光致变色二向色性染料：3，3-双(4-甲氧基苯基)-6-甲氧基-7-(4-(4-(反式，反式-4′-戊基-[1，1′-双(环己烷)]-4-羰氧基)苯基)哌嗪-1-基)-10，12-二(三氟甲基)-13，13-二甲基-3，13-二氢-茚并[2′，3′：3，4]萘并[1，2-b]吡喃，其是根据美国专利No.8518546B2的实施例44的程序制备的。
8如下结构的光致变色二向色性染料：3-苯基-3-(4-吗啉代苯基)-10-[4-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯基)苯甲酰胺基)苯基]-6-三氟甲基-13，13-二甲基-3，13-二氢-茚并[2′，3′：3，4]萘并[1，2-b]吡喃，其是根据美国专利No.8545984B2的实施例33来制备的。
部分4–用于制备具有配向的各向异性层的基底的程序。
电晕处理：
在如下所示的情况下，在施用任何所报告的涂层之前，将基底或者涂覆的基底通过在具有高电压变压器的Tantec EST Systems Power Generator HV 2000系列电晕处理设备中在传送带上传送，来进行电晕处理。将所述基底以3.8ft/min的带速在传送机上行进的同时暴露于在1288瓦产生的电晕。
基底制备：
直径75mm的
Figure BDA0001644821890000421
SFSV Base 4.25的透镜基底获自Essilor。每个基底是通过用丙酮浸泡的薄纱擦拭来清洁，用空气流干燥和如上所述电晕处理。
用于底漆层的涂覆程序：
将PLF如下来施用到所制备的透镜上：分配大约1.5mL的溶液和将该基底以500转/分钟(rpm)旋涂2秒，随后以2500rpm旋涂2.2秒，这产生了4.5微米的目标膜厚度。其后，将该涂覆的基底置于保持在125℃的烘箱中60分钟，然后冷却到室温。该涂覆的基底然后如上所述来电晕处理。
用于液晶配向层的涂覆程序：
将LCAF如下旋涂到测试基底表面的一部分上来施用到测试基底：分配大约1.0mL的溶液和将该基底以600转/分钟(rpm)旋涂2秒，随后以2400rpm旋涂2秒，这产生了小于1微米的目标膜厚度。其后，将该涂覆的基底置于保持在120℃的烘箱中15分钟，然后冷却到室温。
在每个基底上的干燥的光配向层是通过暴露于线性偏振紫外辐射来至少部分地有序化。将光源定向，以使得所述辐射在垂直于基底表面的平面中是线性偏振的。每个光配向层所暴露至的紫外辐射的量是使用来自于EIT Inc.的UV POWER PUCKTM高能辐射计和如下来测量的：UVA0.020W/cm2和0.298J/cm2；UVB0.010W/cm2和0.132J/cm2；UVC0.002W/cm2和0.025J/cm2；和UVV0.025W/cm2和0.355J/cm2。在将至少一部分的可光定向的聚合物网络有序化之后，将该基底冷却到室温和保持覆盖，并且不进行电晕处理。
用于各向异性层的涂覆程序：
各向异性层配方CLF-1是通过以500转/分钟(rpm)旋涂2秒，随后以1500rpm旋涂1.3秒来施涂到透镜基底上的至少部分有序化的光配向材料上，这产生了大约20微米的目标膜厚度。将每个涂覆的基底在60℃烘箱中放置30分钟。其后将它们在两个紫外灯下在由Belcan Engineering设计和构建的UV Curing Oven Machine中在氮气氛下固化，同时在以61cm/min(2ft/min)线速度运行的传送带上连续移动。所述烘箱以峰值强度0.388瓦/cm2的UVA和0.165瓦/cm2的UVV和UV剂量7.386焦/cm2的UVA和3.337焦/cm2的UVV运行。
部分5–制备梯度色调/梯度偏振光学制品
二向色性染料溶液是使用表3的成分来制备的。
表3
二向色性染料配方
Figure BDA0001644821890000431
1一种增稠剂，获自PPG Industries，Inc。
2一种品红固定色调，多偶氮二向色性染料，其对应于下面的参考文献中的化合物1c：Shigeo YASUI，Masaru MATSUOKA，Teijiro KITAO；Journal of the Japan Society ofColour Material，第61卷，(1988)No.12，第678-684页。
将所得的着色悬浮液装入空气压力设定在20psi的喷枪中。将在上面的部分1-4中制备的透镜以与垂直方向呈45°的角度负载，和定向，以使得该各向异性层配向是水平定向的。将该二向色性染料溶液喷涂到透镜上，使用水平前后运动，在顶部开始和朝着底部移动，以使得将该二向色性染料溶液施用成在顶部最厚和在底部最薄。然后将所涂覆的透镜置于100℃的热烘箱中900秒。冷却后，将该透镜用甲醇冲洗来除去树脂和残留染料。所产生的透镜表现出梯度色调以及梯度偏振性能。这进一步在下图中证实。图15显示了用非偏振光从后面照亮的透镜，其表现出可见色调梯度。图16显示了当偏振器平行(0°)于各向异性层配向来定向时，穿过透镜的光的通路。图17显示了当偏振器垂直(90°)于各向异性层配向方向来定向时，穿过相同透镜的光的通路。
部分6–制备均匀色调，梯度偏振制品
常规染料的溶液是使用表4的成分来制备的。
表4
常规染料配方
Figure BDA0001644821890000441
向其中加入Aromatic 100和常规的染料。将悬浮液混合，直到所述染料溶解。
将部分5中制备的二向色性染料的悬浮液装入空气压力设定在20psi的喷枪中。将在上面的部分1-4中制备的透镜以与垂直方向呈45°的角度负载，和定向，以使得该各向异性层配向是水平定向的。将该二向色性染料配方喷涂到透镜上，使用水平前后运动，在顶部开始和朝着中心移动，以使得将该二向色性染料悬浮液施用成在顶部最厚，在中心最薄和底部保持未涂覆。
将上表4所制备的常规染料的悬浮液装入空气压力设定在20psi的第二喷枪中。将该常规染料配方喷涂到透镜上，使用水平前后运动，在底部开始和朝着中心向上移动，以使得该常规染料配方施用成在底部最厚，在中心最薄来施用，并且在顶部不存在，并且该二向色性和常规染料配方在透镜中心交叠。
然后将所涂覆的透镜置于100℃的热烘箱中900秒。冷却后，将该透镜用甲醇冲洗来除去树脂和残留染料。所产生的透镜表现出横跨透镜表面的均匀色调，以及梯度偏振性能。这进一步在下图中证实。图18显示了用非偏振光从后面照亮的透镜，其表现出均匀色调。图19显示了当偏振器平行(0°)于各向异性涂层配向来定向时，穿过透镜的光的通路。图20显示了当偏振器垂直(90°)于各向异性涂层配向方向来定向时，穿过相同透镜的光的通路。
实施例2
部分1–制备底漆层配方(PLF)。
向装备有磁搅拌棒的合适的容器中以下表5所示量加入下面的材料。
表5
底漆层配方
Figure BDA0001644821890000451
Figure BDA0001644821890000461
1根据美国专利6187444实施例1的组合物D，用甲基丙烯酸甲酯替代苯乙烯，并且加入0.5重量％的亚磷酸三苯酯。
2聚亚烷基碳酸酯二醇，获自Great Lakes Chemical Corp.
3一种封端的脂肪族多异氰酸酯，获自Covestro AG.
4一种封端的三官能聚氨酯交联剂，获自Baxenden Chemicals，Ltd
5一种聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，获自BYK Chemie，USA
6羧酸铋催化剂，获自King Industries.
7一种受阻胺光稳定剂，获自BASF Corporation.
8一种抗氧化剂，获自BASF Corporation.
将所述混合物在室温搅拌2小时来产生具有51.47重量％最终固体的溶液，基于该溶液的总重量。
部分2–制备液晶配向配方(LCAF)。
作为对比例，如美国专利申请公开No.US2011/0135850A1所述的光配向材料是通过将6重量％的光配向材料加入到环戊酮中来制备的，基于该溶液的总重量。搅拌这种混合物，直到该光配向材料完全溶解。
部分3–制备各向异性层配方(CLF)。
各向异性层配方是如下来制备的：通过将下表6所示的材料合并，并且在80℃搅拌2小时来产生均匀溶液，然后冷却到室温。全部量是作为重量份来报告的。
表6各向异性层配方CLF-1
Figure BDA0001644821890000471
1一种芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷，获自美国BYK Chemie。
2一种液晶单体4-(3-丙烯酰基氧基丙氧基)-苯甲酸2-甲基-1，4-亚苯基酯，市售自EMD Chemicals，Inc.
3 1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-((1r，1’s，4R，4’R)-4’-戊基-[1，1’-双(环己烷)]-4-羰氧基)2-或者3-甲基苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-2-甲基丙2-烯-1-酮，其是根据美国专利No.7910019B2所述的程序来制备的。
4 1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-(6-丙烯酰基氧基己氧基)苯甲酰氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己醇，其是根据美国专利No.7910019B2的实施例17来制备的。
5 4-(((1s，4r)-r-戊基环己烷-1-羰基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰基氧基)己基)氧基)苯甲酸酯。
6光引发剂，获自BASF Corporation。
7如下结构的光致变色二向色性染料：3，3-双(4-甲氧基苯基)-6-甲氧基-7-(4-(4-(反式，反式-4′-戊基-[1，1′-双(环己烷)]-4-羰氧基)苯基)哌嗪-1-基)-10，12-二(三氟甲基)-13，13-二甲基-3，13-二氢-茚并[2′，3′：3，4]萘并[1，2-b]吡喃，其是根据美国专利No.8518546B2的实施例44的程序制备的。
8如下结构的光致变色二向色性染料：3-苯基-3-(4-吗啉代苯基)-10-[4-(4-(4-(反式-4-戊基环己基)苯基)苯甲酰胺基)苯基]-6-三氟甲基-13，13-二甲基-3，13-二氢-茚并[2′，3′：3，4]萘并[1，2-b]吡喃，其是根据美国专利No.8545984B2的实施例33来制备的。
部分4–用于制备具有配向的各向异性层的基底的程序。
电晕处理：
在如下所示的情况下，在施用任何所报告的涂层之前，将基底或者涂覆的基底通过在具有高电压变压器的Tantec EST Systems Power Generator HV 2000系列电晕处理设备中在传送带上传送，来进行电晕处理。将所述基底以3.8ft/min的带速在传送机上行进的同时暴露于在1288瓦产生的电晕。
基底制备：
直径75mm的
Figure BDA0001644821890000481
SFSV Base 4.25的透镜基底获自Essilor。每个基底是通过用丙酮浸泡的薄纱擦拭来清洁，用空气流干燥和如上所述电晕处理。
用于底漆层的涂覆程序：
将PLF如下来施用到所制备的透镜上：分配大约1.5mL的溶液和将该基底以500转/分钟(rpm)旋涂2秒，随后以2500rpm旋涂2.2秒，这产生了4.5微米的目标膜厚度。其后，将该涂覆的基底置于保持在125℃的烘箱中60分钟，然后冷却到室温。该涂覆的基底然后如上所述来电晕处理。
用于液晶配向层的涂覆程序：
将LCAF如下旋涂到测试基底表面的一部分上来施用到测试基底：分配大约1.0mL的溶液和将该基底以600转/分钟(rpm)旋涂2秒，随后以2400rpm旋涂2秒，这产生了小于1微米的目标膜厚度。其后，将该涂覆的基底置于保持在120℃的烘箱中15分钟，然后冷却到室温。
在每个基底上的干燥的光配向层是通过暴露于线性偏振紫外辐射来至少部分地有序化。将光源定向，以使得所述辐射在垂直于基底表面的平面中是线性偏振的。每个光配向层所暴露至的紫外辐射的量是使用来自于EIT Inc.的UV POWER PUCKTM高能辐射计和如下来测量的：UVA0.020W/cm2和0.298J/cm2；UVB0.010W/cm2和0.132J/cm2；UVC0.002W/cm2和0.025J/cm2；和UVV0.025W/cm2和0.355J/cm2。在将至少一部分的可光定向的聚合物网络有序化之后，将该基底冷却到室温和保持覆盖，并且不进行电晕处理。
用于各向异性层的涂覆程序：
各向异性层配方CLF-1是通过以500转/分钟(rpm)旋涂2秒，随后以1500rpm旋涂1.3秒来施涂到透镜基底上的至少部分有序化的光配向材料上，这产生了大约20微米的目标膜厚度。将每个涂覆的基底在60℃烘箱中放置30分钟。其后将它们在两个紫外灯下在由Belcan Engineering设计和构建的UV Curing Oven Machine中在氮气氛下固化，同时在以61cm/min(2ft/min)线速度运行的传送带上连续移动。所述烘箱以峰值强度0.388瓦/cm2的UVA和0.165瓦/cm2的UVV和UV剂量7.386焦/cm2的UVA和3.337焦/cm2的UVV运行。
部分5–浸涂程序
二向色性染料溶液是使用表7的成分制备的。
表7
二向色性染料配方
Figure BDA0001644821890000491
Figure BDA0001644821890000501
1一种固定色调，多偶氮二向色性染料，其对应于下面的参考文献中的化合物1c：Shigeo YASUI，Masaru MATSUOKA，Teijiro KITAO；Journal of the Japan Society ofColour Material，第61卷，(1988)No.12，第678-684页。
将所述溶液置于烧杯中和加热到65℃。将上面制备的透镜置于连接到透镜边缘的夹子，该透镜垂直于所述溶液保持，并且该各向异性层配向是平行于溶液表面定向的。将所述透镜完全浸没到所述溶液中3秒，然后提升，以使得30mm的透镜保持高于所述溶液。该透镜然后从这个位置以125转/分钟的速率浸入+/-10mm持续3分钟。该透镜然后完全浸没3秒，从溶液中除去。在从夹子释放后，在保持该各向异性层配向的水平定向的同时，将所述透镜以离垂直10°的角度固定，并且在100℃烘箱中放置120秒。在冷却后，将所述透镜用甲醇冲洗来除去残留的染料。所生产的透镜表现出梯度色调以及梯度偏振性能。这进一步在下图中证实。两个图显示了通过偏振滤光片背光照明的透镜。图21显示了当偏振器平行(0°)于各向异性层配向来定向时，穿过透镜的光的通路。图22显示了当偏振器垂直(90°)于各向异性图层配向方向来定向时，穿过相同透镜的光的通路。
本领域技术人员将容易理解可以对本发明进行上述改变，而不背离前述说明书所公开的理念。因此，本文详细描述的具体实施方案仅仅是示例性的，并且不限制到本发明的范围，本发明的范围是附加的权利要求及其任何和全部等价物的完全宽度给出的。

Claims (22)

1.一种制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的方法，包括：
提供包含具有至少一个配向区的涂层的光学元件，其中所述涂层由施加在所述光学元件上的可流动组合物形成；和
使染料组合物与所述涂层接触，其中所述染料组合物包含二向色性染料，光致变色-二向色性染料或其组合中的至少一种，以使至少一部分染料组合物沿着所述涂层的至少一部分以预定浓度梯度扩散到涂层中以提供具有梯度色调和梯度偏振的涂层，
其中所述光学元件包含至少一个主表面，和所述至少一个配向区位于所述至少一个主表面的至少一部分上，和
其中所述至少一个主表面是弯曲表面。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在提供所述光学元件的步骤之前，在所述光学元件上形成具有所述至少一个配向区的涂层。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在提供所述光学元件的步骤之前，为呈预制的形式的光学元件提供至少一个配向区。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：
将光学元件浸入包含染料组合物的染料溶液中；和
以足以提供预定浓度梯度的速率从染料溶液中抽出光学元件。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：
使涂层与包含染料组合物的梯度层的染料转移基底接触；和
加热所述染料转移基底以使至少一部分染料组合物以预定浓度梯度扩散到涂层中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：
从消费者获得至少一种期望的产品性能，期望的产品性能选自期望的固定色调梯度，期望的活化色调梯度，期望的固定偏振梯度和期望的活化偏振梯度；和
使染料组合物与涂层接触以提供至少一种期望的产品性能。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括在提供所述光学元件的步骤之前，从单个商业来源获得所述光学元件和所述染料组合物。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述染料组合物是商业预包装组合物。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述涂层包含配向层和各向异性层，所述配向层包含至少一个配向区域，所述各向异性层靠近所述配向层并包含至少一个配向区。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述各向异性层包含至少一种可交联液晶材料。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述配向层包含至少一种可光聚合的配向材料。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述光学制品选自光学透镜，眼科透镜，滤光器，窗，护目镜，镜子和显示器。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述浓度梯度是连续梯度或非连续梯度。
14.根据权利要求4所述的方法，还包括：
将光学元件浸入包含至少一种另外的染料组合物的至少一种另外的染料溶液中；和
以足以提供预定的浓度梯度的速率从所述至少一种另外的染料溶液中的每一种中抽出光学元件。
15.一种用于制造具有梯度色调和梯度偏振的光学制品的套件，包含：
预制的光学元件，其包含具有至少一个配向区的涂层，所述涂层由施加在所述光学元件上的可流动组合物形成，
染料组合物，其包含二向色性染料，光致变色-二向色性染料或其组合中的至少一种，和
使所述染料组合物与所述涂层接触以形成预定浓度梯度的说明，其中使至少一部分染料组合物沿着所述涂层的至少一部分以预定浓度梯度扩散到涂层中，
其中所述预制的光学元件包含至少一个主表面，和所述至少一个配向区位于所述至少一个主表面的至少一部分上，和
其中所述至少一个主表面是弯曲表面。
16.根据权利要求15所述的套件，其中所述染料组合物包含预混合溶液。
17.根据权利要求15所述的套件，其中所述染料组合物包含染料转移基底，所述染料转移基底包含染料组合物的梯度层。
18.根据权利要求17所述的套件，其包含多个具有染料组合物的梯度层的染料转移基底以提供色调和偏振的不同梯度。
19.一种由权利要求1至14中任一项的方法制备的光学制品。
20.根据权利要求16至18中任一项所述的套件，其中所述染料组合物还包含光致变色染料。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述染料组合物还包含光致变色染料。
22.根据权利要求10所述的方法，其中所述配向层包含至少一种可光聚合的配向材料。
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