抗劃痕偏振制品及其制造和使用方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年10月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列第61/716, 478號(hào)的優(yōu)先 權(quán)，其全文通過(guò)引用結(jié)合入本文，如下所詳述。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明一般地設(shè)及光偏振制品。更具體地，本文所述的各個(gè)實(shí)施方式設(shè)及具有改 進(jìn)的抗劃痕性和抗壓痕性的光偏振制品，W及該制品的制造和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 對(duì)于光偏振制品存在明顯興趣，部分是因?yàn)樗鼈兙哂羞x擇性地消除從光滑水平表 面（例如，水和冰等）反射的眩光的獨(dú)特能力。
[0005] 二向色彩料非常適用于光偏振制品，例如眼科產(chǎn)品和顯示器，因?yàn)榇祟惒牧袭?dāng)合 適地取向時(shí)，可W優(yōu)先地傳輸W特定方向偏振的光。但是，當(dāng)二向色染料原位布置在基材上 時(shí)，二向色染料層會(huì)經(jīng)受差的耐用性。例如，即使是在進(jìn)行不溶性化和穩(wěn)定化之后，偏振二 向色染料層會(huì)遭受劃痕或壓痕引起的損壞。當(dāng)發(fā)生該種情況時(shí)，會(huì)至少部分地在劃痕或壓 痕區(qū)域中去除染料層，導(dǎo)致基材上的美觀上不可接受的、可見(jiàn)/無(wú)色的點(diǎn)。當(dāng)使用玻璃基材 時(shí)，特別地加劇了該些缺陷。
[0006] 開發(fā)了數(shù)種技術(shù)來(lái)提供增加的抗劃痕性或抗壓痕性，但是每種方法都遭受其他缺 陷和/或無(wú)法提供充分水平的抗劃痕性和/或抗壓痕性。作為一個(gè)例子，基于氨基甲酸醋 的層疊膜被用于提供改進(jìn)的壓痕保護(hù)，但是當(dāng)暴露于水分或汗水時(shí)，可W容易地從光偏振 制品的余下部分剝離該些膜。
[0007] 作為層疊體的一種替代，其他方法設(shè)及將薄的（即，小于5微米）抗劃痕或硬涂層 作為單層或多層沉積到穩(wěn)定化的二向色染料層上（或者沉積到施加于二向色染料層的粘 合促進(jìn)底漆層上）。雖然該些方法可W為由塑料基材形成的光偏振制品提供改進(jìn)的抗劃痕 性和抗壓痕性，但是當(dāng)使用更為剛性的玻璃基材時(shí)，它們通常失效。不希望受到任意特定理 論的限制，相信當(dāng)劃痕或壓痕時(shí)塑料基材傾向于變形，從而能夠消散至少一部分的由于劃 痕或壓痕導(dǎo)致的二向色染料層中引發(fā)的壓縮應(yīng)力。相反地，當(dāng)使用高度剛性的基材時(shí)，觀察 至Ij"化效應(yīng)（anvileffect)"。也就是說(shuō)，當(dāng)壓痕計(jì)靠近剛性基材時(shí)，應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生二向色染 料層的裂紋、分層或者復(fù)雜損壞。在一些情況下，從基材部分或完全地去除二向色染料層， 導(dǎo)致黑色背景上的透明無(wú)色點(diǎn)，該在美觀上是不可接受的。
[000引因此，仍然需要一種為光偏振制品提供改進(jìn)的抗劃痕性和抗壓痕性的技術(shù)。如果 此類技術(shù)不對(duì)制品造成負(fù)面影響或者為制品引入新的缺陷，則會(huì)是特別有利的。本發(fā)明正 是設(shè)及提供該種技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本文所揭示的是提供改進(jìn)的抗劃痕性和/或抗壓痕性的光偏振制品，W及該制品 的制造和使用方法。
[0010] 一種類型的光偏振制品包括（即，包含）透光基材、布置在透光基材的表面上的光 偏振層W及布置在光偏振層上的保護(hù)多層。光偏振層可W包含二向色染料。保護(hù)多層可包 括布置在光偏振層上的厚的聚合物第一層W及布置在厚的聚合物第一層上的薄的抗磨損 第二層。
[0011] 用于制造光偏振制品的一種類型方法包括W下步驟；提供透光基材，在透光基材 的表面的至少一部分上形成光偏振層，在光偏振層上形成厚的聚合物第一層，W及在厚的 聚合物第一層上形成薄的抗磨損第二層。
[0012] 應(yīng)理解的是，前面的一般性描述和W下的詳細(xì)描述介紹了各種實(shí)施方式，用來(lái)提 供理解要求保護(hù)的主題的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。包括的附圖提供了對(duì)各種實(shí)施方 式的進(jìn)一步的理解，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分。附圖W圖示形式說(shuō) 明了本文所述的各種實(shí)施方式，并與說(shuō)明書一起用來(lái)解釋要求保護(hù)的主題的原理和操作。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是示例性光偏振制品的示意圖。
[0014] 圖2是另一示例性光偏振制品的示意圖。
[00巧]圖3是根據(jù)實(shí)施例1制備的偏振透鏡的截面的掃描電子顯微鏡（SEM)圖。
[0016] 圖4是根據(jù)比較例3制備的偏振透鏡的截面的沈M圖。
[0017] 從W下詳細(xì)描述、附圖和所附權(quán)利要求書能明顯地看出本發(fā)明的上述及其他方 面、優(yōu)點(diǎn)和顯著特征。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 現(xiàn)參見(jiàn)附圖，其中在所有數(shù)個(gè)視圖中，相同附圖標(biāo)記表示相同部件，下面將詳細(xì)描 述示例性實(shí)施方式。在本說(shuō)明書全文中，各種組件可確定具有具體的數(shù)值或參數(shù)。但是，該 些項(xiàng)目是作為本發(fā)明的示例所提供的。實(shí)際上，示例性實(shí)施方式?jīng)]有限制各種方面和概念， 因?yàn)榭蓪?shí)施許多可比擬的參數(shù)、尺寸、范圍和/或值。類似地，術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"、"伯"、 "仲"、"頂部"、"底部"、"遠(yuǎn)端"、"近端"等不表示任何順序、數(shù)量或重要程度，僅用來(lái)將一種元 素與另一種進(jìn)行區(qū)分。此外，術(shù)語(yǔ)"一個(gè)"、"一種"和"該"并不表示數(shù)量的限制，而是表示 存在"至少一個(gè)"所述項(xiàng)目。
[0019] 本文所述的光偏振制品一般地包括透光基材、光偏振層，包含布置在基材的表面 的至少一部分上的偏振染料，W及布置在光偏振層上的保護(hù)多層。保護(hù)多層通常至少包括 布置在光偏振層上的聚合物材料的厚的第一層，W及布置在厚的第一層上的抗磨損材料的 薄的第二層。具有（即包含）該大致結(jié)構(gòu)的光偏振制品如圖1所示。在某些實(shí)現(xiàn)方式中， 可W在光偏振層和保護(hù)多層的厚的聚合物第一層之間插入粘合促進(jìn)底漆層。該種類型的光 偏振制品如圖2 -般性所示。
[0020] 透光基材可由各種材料形成，包括玻璃（例如，烙融二氧化娃、娃酸鹽、棚娃酸鹽、 侶娃酸鹽或者棚侶娃酸鹽，其可任選地包含一種或多種堿性和/或堿±改性劑）、透明玻璃 陶瓷（例如，同時(shí)具有玻璃相和陶瓷相的材料）、晶體無(wú)機(jī)材料（例如，CaFs化及M評(píng)2等） W及聚合物材料（例如，聚酷胺類、聚醋類、聚酷亞胺類、聚諷類、聚碳酸醋類、聚氨醋類、聚 氨醋-脈類、聚締姪、苯酪樹脂、環(huán)氧樹脂w及包含前述至少一種的共聚物等）等。
[0021] 舉例來(lái)說(shuō)，可用于形成基材的無(wú)機(jī)玻璃材料包括美國(guó)專利第4, 839, 314號(hào)；第 4, 404, 290號(hào)和第4, 540, 672號(hào)所述的那些，其全文通過(guò)引用結(jié)合入本文，如下所述。其他 示意性類別的玻璃材料包括美國(guó)專利第4, 742, 028號(hào)和第6, 121，176號(hào)所揭示的那些高折 射率玻璃材料，其全文通過(guò)引用結(jié)合入本文，如下所述。
[0022] 對(duì)于透明玻璃陶瓷，可用于形成基材的示意性玻璃陶瓷材料包括如下那些：其中 從娃酸鹽、棚娃酸鹽、侶娃酸鹽或者棚侶娃酸鹽形成玻璃相，W及從0 -裡輝石、0 -石英、 霞石、六方鐘霞石或者S斜霞石形成陶瓷相。
[0023] 類似地，可用于形成基材的示意性聚合物包括多元醇（締丙基碳酸醋）單體的 均聚物或共聚物，其例子是PPG光學(xué)產(chǎn)品公司W(wǎng)商標(biāo)CR-39銷售的二甘醇二（締丙基碳 酸醋）。其他示意性類別的聚合物包括單官能（甲基）丙締酸醋或多官能（甲基）丙 締酸醋的均聚物和共聚物，其例子包括索拉國(guó)際股份有限公司（SolaInternational Inco巧orated)W商標(biāo)SPECTRALITE銷售的那些材料。其他示意性類別的聚合物包括聚氨 醋-脈的均聚物或共聚物，其例子是PPG光學(xué)產(chǎn)品公司（PPG化ticalPro化cts)和英特卡 斯特歐洲SpA公司（IntercastEuropeSpA)分別W商標(biāo)TRIVEX和NXT銷售的那些材料。 其他示意性類別的聚合物包括琉締（thiolene)的均聚物或共聚物，其例子包括索拉國(guó)際 股份有限公司（SolaInternationalInco巧orated)W商標(biāo)FINALITE銷售的那些材料。其 他示意性類別的聚合物包括硫代氨基甲酸醋的均聚物或共聚物，其例子包括=井化學(xué)品公 司（Mitsui化emicals)WMR系列銷售的那些材料。其他示意性類別的聚合物包括硫代環(huán) 氧化物的均聚物或共聚物。其他示意性類別的聚合物包括原子雙酪A和光氣的碳酸醋的均 聚物或共聚物，其例子是SABIC創(chuàng)新塑料公司（SABICInnovativePlastics)W商標(biāo)LEXAN 銷售的那些材料。
[0024] 透光基材可采用各種形狀。此外，其上布置了上文所述的各種組件的基材的表面 可W是平坦或者有輪廓的。因此，例如，基材可W是平坦片、圓柱體巧件W及具有至少一個(gè) 具有輪廓表面的巧體等。
[0025] 在某些實(shí)現(xiàn)方式中，透光基材可W是光致變色的、有色的或者涂覆有功能涂層 (例如，防反射涂層、硬化涂層、光致變色涂層、淺色涂層、濾UV涂層、紅外吸收涂層、粘合促 進(jìn)層、染料相容性層W及染料取向?qū)拥龋?。屬于本發(fā)明的本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠認(rèn)識(shí)到如何使 得基材具有此類特征。
[0026] 布置在透光基材的表面的至少一部分上的光偏振層為本文所述的光偏振制品提 供偏振效果。光偏振層通常包含二向色染料作為活性組分，但是也可W包含非活性組分 (其包括粘合促進(jìn)劑、塑化劑、非偏振染料和表面活性劑W使得最終制品具有所需的顏色 或色調(diào)等），只要該些組分；（i)不對(duì)光偏振層與制品的結(jié)構(gòu)中的其他層的粘附造成負(fù)面影 響；W及（ii)不對(duì)二向色染料的偏振作用造成負(fù)面影響。
[0027] 舉例來(lái)說(shuō)，可用于形成光偏振層的二向色染料包括美國(guó)專利第2, 400, 877號(hào)和第 6, 245, 399號(hào)所述的那些，其全文通過(guò)引用結(jié)合入本文，如下所述。
[002引光偏振層中的二向色染料通常會(huì)沿著基材表面上的一個(gè)方向取向，W提供所需的 偏振效果。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，例如如圖1-2所示的那些，為了實(shí)現(xiàn)二向色染料的方向性， 基材的表面（或者其上的最外任選功能層）會(huì)包含多個(gè)微槽，并且偏振層會(huì)布置在微槽中 或者微槽上（由例如，如美國(guó)