專利名稱：光學染料的定向機構(gòu)的制作方法
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背景在這里公開的各種非限制性實施方案涉及連接到光學基材的至少一部分上的光學(optical)染料所用的定向機構(gòu)(facilities)的制造方法。其它非限制性實施方案涉及包括光學染料所用的定向機構(gòu)的一些光學元件，比如但不限于眼用元件。再其它非限制性實施方案涉及包括至少部分地有序化液晶材料的涂層或片材的光學染料所用的定向機構(gòu)。
液晶分子，因為它們的結(jié)構(gòu)，能夠有序化或定向，以便呈現(xiàn)總方向。在這里使用的對于材料或結(jié)構(gòu)的有序化或定向的敘述，術(shù)語“總方向(general direction)”指材料或結(jié)構(gòu)的占優(yōu)勢的排列或取向。更具體地說，因為液晶分子具有棒-狀或圓盤-狀結(jié)構(gòu)、剛性長軸和強的偶極子，液晶分子能夠通過與外力或另一個結(jié)構(gòu)相互作用來有序化或定向，使得每一個分子的長軸采取總體上平行于公共軸的取向。例如，如果電場或磁場被施加于含有液晶分子的無序、流體狀混合物的池，則基本上全部的液晶分子的長軸能夠在相對于外加場的方向上有序化。然而，一旦該場被除去，分子本身再次無規(guī)分布在流體狀混合物中。
還有可能用取向的表面來定向液晶分子。也就是說，液晶分子能夠被施加于已通過例如摩擦、切槽或光定向法取向的表面上，和隨后定向，這樣每一個液晶分子的長軸呈現(xiàn)總體上平行于表面的總?cè)∠蚍较虻娜∠颉?br> 如以上討論的用取向的表面定向液晶材料一般包括將液晶材料在低于液晶材料熔點的溫度下在取向的表面上保持一段時間，讓液晶分子本身定向。雖然定向所需的時間取決于幾個因素，但是一般而言，施加于取向的表面上的液晶材料層越厚，完全地定向液晶材料所需的時間越長。此外，對于液晶材料的一些厚層，無法實現(xiàn)完全的定向。
發(fā)明概述在這里公開的各種非限制性實施方案涉及制造供光學染料所用的定向機構(gòu)的方法和所獲得的定向機構(gòu)。例如，一個非限制性實施方案提供了在眼用基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在眼用基材的至少一部分上形成第一種至少部分涂層，該第一種至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料；和在該第一種至少部分涂層的至少一部分上形成至少一種附加的至少部分涂層，該至少一種附加的至少部分涂層包括具有總體上平行于至少該第一總方向的至少第二總方向的至少部分地有序化的液晶材料。
另一個非限制性實施方案提供了在光學基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在光學基材的至少一部分上形成第一種至少部分涂層，該第一種至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料；和在該第一種至少部分涂層的至少一部分上形成至少一種附加的至少部分涂層，該至少一種附加的至少部分涂層包括具有總體上平行于該第一種至少部分涂層的液晶材料的至少該第一總方向的至少第二總方向的至少部分地有序化的液晶材料；其中該第一種至少部分涂層的厚度和該至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和大于20微米。
再一個非限制性實施方案提供了在光學基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在光學基材的至少一部分上形成至少部分涂層，所述至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料，其中該至少部分涂層具有大于6微米的厚度。
又一個非限制性實施方案提供了在光學基材的至少一部分上制造包括含有相分離的聚合物的至少部分涂層的供光學染料所用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括將相分離聚合物體系施涂于光學基材的至少一部分上，所述相分離聚合物體系包括包含液晶材料的主體(matrix)相形成用材料和包含液晶材料的客體相形成用材料；將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分進行至少部分地有序化，使得主體相形成用材料的至少部分地有序化的部分具有第一總方向和客體相形成用材料的至少部分地有序化的部分具有總體上平行于該第一總方向的第二總方向；和利用聚合反應(yīng)誘導的相分離和溶劑誘導的相分離的至少一種來引起客體相形成用材料的至少一部分與主體相形成用材料的至少一部分分離。
另一個非限制性實施方案提供了制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括形成片材，該片材包括具有第一總方向的至少部分地有序化的液晶聚合物，和分布在該至少部分地有序化的液晶聚合物的至少一部分之內(nèi)的具有第二總方向的至少部分地有序化的液晶材料，其中第二總方向總體上平行于第一總方向。
再一個非限制性實施方案提供了包括包含互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層的定向機構(gòu)的制造方法，該方法包括在光學基材的至少一部分上設(shè)置取向機構(gòu)；將可聚合的組合物和液晶材料施涂于取向機構(gòu)的至少一部分上；用取向機構(gòu)的至少一部分將液晶材料的至少一部分至少部分地定向；至少部分地固定(set)液晶材料的至少一部分和至少部分地固定可聚合組合物的至少一部分。
在這里公開的其它非限制性實施方案提供了包括供光學染料用的定向機構(gòu)的光學元件。例如，一個非限制性實施方案提供了眼用元件，它包括眼用基材；和連接到眼用基材的至少一部分之上的供光學染料用的定向機構(gòu)，該定向機構(gòu)包括包含具有至少第一總方向的至少部分地有序化的液晶材料的至少一種至少部分涂層。
另一個非限制性實施方案提供了光學元件，它包括光學基材；和連接到光學基材的至少一部分之上的供光學染料用的定向機構(gòu)，該定向機構(gòu)包括厚度大于6微米的至少部分涂層并包括具有光學元件的至少該第一總方向的至少部分地有序化的液晶材料。
再一個非限制性實施方案提供了包括至少部分涂層的供光學染料用的定向機構(gòu)，該至少部分涂層包括包含在至少第一總方向上至少部分地有序化的液晶材料的主體相，和分布在主體相之內(nèi)的包含具有至少第二總方向的液晶材料的客體相，其中至少該第二總方向總體上平行于至少該第一總方向。
另一個非限制性實施方案提供了包括光學基材和定向機構(gòu)的光學元件，該定向機構(gòu)包括連接到光學基材的至少一部分上的至少部分涂層，該至少部分涂層包括包含在至少第一總方向上至少部分地有序化的液晶材料的主體相，和分布在主體相之內(nèi)的包含具有至少第二總方向的液晶材料的客體相，其中至少該第二總方向總體上平行于至少該第一總方向。
再一個非限制性實施方案提供了包括光學基材和連接到光學基材的至少一部分上的供光學染料用的定向機構(gòu)的光學元件，該定向機構(gòu)包括片材，該片材包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化的液晶聚合物和分布在該至少部分地有序化的液晶聚合物的至少一部分之內(nèi)的具有至少第二總方向的至少部分地有序化的液晶材料，其中至少該第二總方向總體上平行于至少該第一總方向。
又一個非限制性實施方案提供了光學元件，它包括光學基材和連接到光學基材的至少一部分之上的供光學染料用的定向機構(gòu)，該定向機構(gòu)包括包含互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層，和具有至少第一總方向的至少部分地有序化的液晶材料，該網(wǎng)絡(luò)包括聚合物。
在這里公開的其它非限制性實施方案涉及供光學染料用的定向機構(gòu)。例如，一個非限制性實施方案提供了包括至少部分涂層的供光學染料用的定向機構(gòu)，該至少部分涂層包括包含在至少第一總方向上至少部分地有序化的液晶材料的主體相，和分布在主體相之內(nèi)的包含具有至少第二總方向的液晶材料的客體相，其中至少該第二總方向總體上平行于至少該第一總方向。
另一個非限制性實施方案提供了包括片材的供光學染料用的定向機構(gòu)，該片材包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化的液晶聚合物，和分布在該至少部分地有序化的液晶聚合物的至少一部分之內(nèi)的具有至少第二總方向的至少部分地有序化的液晶材料，其中至少該第二總方向總體上平行于至少該第一總方向。
再一個非限制性實施方案提供了包括至少部分涂層的供光學染料用的定向機構(gòu)，該至少部分涂層包括包含聚合物的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)和具有至少第一總方向的至少部分地有序化的液晶材料。
附圖的幾個視圖的簡述當與附圖相結(jié)合閱讀時，在這里公開的各種非限制性實施方案可以更好地得到理解，其中

圖1是根據(jù)在這里公開的一個非限制性實施方案的重疊模塑組件的示意性、橫截面視圖；圖2和3是根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的光學元件的示意性、橫截面視圖；和圖4是根據(jù)在這里公開的一個非限制性實施方案的定向機構(gòu)的示意性、頂平面視圖。
詳細敘述在說明書中和所附權(quán)利要求中所使用的冠詞“a”，“an”和“the”包括復數(shù)指代物，除非特意地和明確地限于一個指代物。
另外，對于本說明書的目的，除非另有說明，否則表達成分的量，反應(yīng)條件和在說明書中使用的其它性能或參數(shù)的所有數(shù)值被理解為在一切情況下被術(shù)語“約”修飾。因此，除非另有說明，應(yīng)當理解在下面的說明書和所附權(quán)利要求中給出的數(shù)值參數(shù)是近似值。至少，并且不試圖將等同原則的應(yīng)用限于權(quán)利要求的范圍，各數(shù)值參數(shù)應(yīng)該至少按照報道的有效數(shù)字的數(shù)值并采用通常的舍入技術(shù)來解釋。
此外，盡管表達本發(fā)明的寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)設(shè)定值是如以上所討論的近似值，但是在實施例部分中給出的數(shù)值盡可能準確地報道。然而，應(yīng)該理解的是，此類數(shù)值固有地含有由測量設(shè)備和/或測量技術(shù)引起的某些誤差。
在這里公開的各種非限制性實施方案涉及使用一種或多種液晶材料制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法。在這里使用的術(shù)語“光學染料”意指能夠影響染料所連接到的目標物的一種或多種光學性質(zhì)的染料。例如，雖然在這里沒有限制，但是光學染料能夠影響染料所連接到的涂層或基材的顏色，偏振作用，UV吸收和發(fā)射(例如，熒光和磷光)性能之中的一種或多種。與這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的光學染料包括各種各樣的有機染料，無機染料，和它們的混合物。光學染料的非限制性例子包括固定的著色染料，以及二色性和/或光致變色性染料。
在這里使用的術(shù)語“定向機構(gòu)”意指一種結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)能夠促進直接或間接地接觸到該機構(gòu)的至少一部分的一種或多種其它結(jié)構(gòu)或材料的定位。因此，根據(jù)這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)能夠用于促進光學染料的定位。更具體地說，光學染料能夠通過與定向機構(gòu)直接和/或間接相互作用來定向。在這里使用的術(shù)語“定向”意指通過與另一種材料、化合物或結(jié)構(gòu)相互作用引起合適的排列或定位。例如，雖然在這里沒有限制，但是根據(jù)這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)能夠直接促進與定向機構(gòu)直接接觸的光學染料的定位。另外地，定向機構(gòu)能夠通過促進另一種結(jié)構(gòu)或材料(例如和沒有限制地，光學染料所接觸的液晶材料的涂層)的定位來間接地促進光學染料的定位。
盡管在這里沒有限制，但是根據(jù)這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)能夠直接和/或間接地促進光學各向異性的光學染料的定位。在這里使用的術(shù)語“各向異性”意指當在至少一個不同方向上測量時具有至少一種在數(shù)值上不同的性能。因此，光學各向異性染料當在至少一個不同方向上測量時具有至少一種在數(shù)值上不同的光學性能。光學各向異性染料的一個非限制性例子是二色性染料。在這里使用的術(shù)語“二色性”意指，與至少透過的輻射的兩種正交平面偏振成分之中的一種成分相比，能夠更強烈地吸收該兩種成分之中的另一種成分。在這里使用的術(shù)語“線性偏振”或“線性偏振作用”意指將光波的電矢量的振動限制到一個方向。因此，二色性染料能夠與透過的輻射的兩種正交平面偏振成分之中的一種成分相比更強烈地吸收該兩種成分之中的另一種成分，因此導致透過的輻射的線性偏振。然而，盡管二色性染料能夠優(yōu)先吸收透過輻射的兩種正交平面偏振成分之中的一種，但是如果二色性染料的分子沒有定向，將無法實現(xiàn)透過輻射的凈線性偏振。也就是說，由于二色性染料的分子的無規(guī)定位，各分子的選擇性吸收能夠互相抵消，使得無法實現(xiàn)凈或總體線性偏振作用。因此，一般需要定向二色性染料的分子以便實現(xiàn)凈線性偏振。根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)能夠用于促進光學各向異性染料如二色性染料的定位，由此實現(xiàn)所需光學性能或效果。
此外，在這里公開的各種非限制性實施方案提供了在光學基材(比如但不限于眼用基材)的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法。在這里使用的術(shù)語“光學”意指與光和/或視覺有關(guān)。在這里使用的術(shù)語“眼用(ophthalmic)”意指與眼睛和/或視覺有關(guān)。能夠與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的光學基材的非限制性例子包括眼用基材，和用于光學元件和機構(gòu)中的基材。光學元件和機構(gòu)的例子包括，但不限于，眼用光學顯示器，窗口，和反光鏡。在這里使用的術(shù)語“顯示器”意指在文字，數(shù)字，符號，設(shè)計或圖畫方面的信息的看得見的或計算機可讀的表示。在這里使用的術(shù)語“窗口”意指適合于讓輻射透過的口。窗口的非限制性例子包括汽車和飛機透明體，濾鏡，快門，和光學開關(guān)。在這里使用的術(shù)語“反光鏡”意指鏡面方式反射入射光的大部分的一種表面。
眼用元件的非限制性例子包括矯正和非矯正鏡片，其中包括單視或多視透鏡，它們可以是分區(qū)或未分區(qū)的多視透鏡(如，但不限于，雙焦點透鏡，三焦點透鏡和漸進的透鏡)，以及用于矯正、保護或增強(化妝或其它)視覺的其它元件，其中包括(沒有限制)接觸透鏡，眼內(nèi)透鏡，放大透鏡，和防護透鏡或面罩。眼用基材的其它非限制性例子包括透鏡，部分地成形的透鏡，和透鏡毛坯。
適用于形成根據(jù)這里公開的各種非限制性實施方案的眼用基材的有機材料的非限制性例子包括，但不限于，可用作眼用基材的本領(lǐng)域公知的聚合物，例如，用于制備光學應(yīng)用的光學透明鑄塑品如眼用透鏡的有機光學樹脂。能夠用于形成在這里公開的眼用基材的有機材料的特定非限制性例子包括聚合物材料，例如，從公開在US專利5,962,617中和在US專利5,658,501的15欄，28行到16欄，17行中公開的單體和單體混合物制備的均聚物和共聚物，這兩篇US專利的公開內(nèi)容被特意引入這里供參考。例如，此類聚合物材料能夠是熱塑性或熱固性聚合物材料，能夠是透明或光學清澈的，并且能夠具有任何所需折光指數(shù)。公開的此類單體和聚合物的非限制性例子包括多元醇(烯丙基碳酸酯)單體，例如，烯丙基雙二醇碳酸酯如二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)，該單體以商標CR-39由PPG Industries，Inc.銷售；聚脲-聚氨酯(聚脲氨酯)聚合物類，它們例如通過聚氨酯預(yù)聚物和二胺固化劑的反應(yīng)制備，一種此類聚合物的組合物是以商標TRIVEX由PPGIndustries，Inc.銷售；多元醇(甲基)丙烯?；K止的碳酸酯單體；二甲基丙烯酸二甘醇酯單體；乙氧基化酚類甲基丙烯酸酯單體；二異丙烯基苯單體；乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯單體；乙二醇雙甲基丙烯酸酯單體；聚(乙二醇)雙甲基丙烯酸酯單體；脲烷丙烯酸酯單體；聚(乙氧基化雙酚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，熱塑性聚碳酸酯，如從雙酚A和光氣形成的碳酸酯連接的樹脂，一種此類材料是以商標LEXAN銷售；聚酯，如以商標MYLAR銷售的材料；聚(對苯二甲酸乙二醇酯)；聚乙烯醇縮丁醛；聚(甲基丙烯酸甲酯)，如以商標PLEXIGLAS銷售的材料，以及通過多官能異氰酸酯與多硫醇或多環(huán)硫化物單體反應(yīng)，均聚或與多硫醇，多異氰酸酯，多異硫氰酸酯和任選的烯屬不飽和單體或鹵代含芳族烴基的乙烯基單體進行二元共聚和三元共聚所制備的聚合物。也考慮的是此類單體的共聚物和所述聚合物和共聚物與其它聚合物的共混物，例如，形成嵌段共聚物或互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)物。
更進一步，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的基材能夠是未著色的，著色的，線性偏振，光致變色，或著色-光致變色基材。在這里對于基材所使用的術(shù)語“未著色”意指一種基材，它基本上沒有著色劑添加物(如，但不限于，常規(guī)染料)并且具有不會響應(yīng)光化輻射而顯著發(fā)生變化的可見輻射的吸收光譜。此外，在這里對于基材所使用的術(shù)語“著色”意指一種基材，它具有著色劑添加物(如，但不限于，常規(guī)染料)并且具有不會響應(yīng)光化輻射而顯著發(fā)生變化的可見輻射的吸收光譜。在這里對于基材所使用的術(shù)語“線性偏振”指適合于線性偏振輻射的基材。
在這里對于基材所使用的術(shù)語“光致變色”指具有響應(yīng)至少光化輻射而發(fā)生變化的可見輻射的吸收光譜的基材。在這里使用的術(shù)語“光化輻射”指能夠引起響應(yīng)的電磁輻射。光化輻射包括，例如和沒有限制地，可見光和紫外線輻射。此外，在這里對于基材所使用的術(shù)語“著色-光致變色”意指一種基材，它含有著色劑添加物以及光致變色材料，并具有響應(yīng)至少光化輻射而發(fā)生變化的可見輻射的吸收光譜。因此例如，在一個非限制性的實施方案中，著色-光致變色基材能夠具有著色劑的第一色彩特性以及當暴露于光化輻射時的著色劑和光致變色材料的結(jié)合物的第二色彩特性。
現(xiàn)在描述制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法的各種非限制性實施方案。一個非限制性實施方案提供了在眼用基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在眼用基材的至少一部分上形成第一種至少部分涂層，該第一種至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料；和之后在該第一種至少部分涂層的至少一部分上形成包括至少部分地有序化液晶材料的至少一種附加的至少部分涂層。此外，根據(jù)這一非限制性實施方案，該至少一種附加的該至少部分涂層的液晶材料的該至少部分地有序化部分能夠具有至少第二總方向，該至少第二總方向總體上平行于第一種至少部分涂層的第一總方向。如前面所討論，在這里對于材料或結(jié)構(gòu)的有序化或定向所使用的術(shù)語“總方向”指材料、化合物或結(jié)構(gòu)的占優(yōu)勢的排列或取向。此外，本領(lǐng)域中技術(shù)人員還會認識到，即使在材料或結(jié)構(gòu)的排列之中有一些變化但材料或結(jié)構(gòu)仍然具有總方向，前提條件是該材料或結(jié)構(gòu)具有至少一個占優(yōu)勢的排列。此外，在這里對于液晶材料的總方向所使用的術(shù)語“第一”和“第二”不是序號或不表示分布學順序，而是為了清楚地表示在這里的各種總方向。
正如以上的討論，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，第一種至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料具有至少第一總方向。也就是說，至少部分地有序化液晶材料能夠具有貫穿整個材料的一個占優(yōu)勢的方向，或它能夠含有具有不同總方向的不同區(qū)域。例如，第一種至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料能夠含有具有第一總方向的第一區(qū)域，和具有與第一總方向不同的第二總方向的與第一區(qū)域相鄰的第二區(qū)域。此外，第一種至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料能夠具有多個區(qū)域，其中各區(qū)域具有與剩余區(qū)域相同或不同的總方向并且一起形成一種圖案或設(shè)計。正如在下面進行更詳細地討論，至少一種附加的至少部分涂層也可以具有多個區(qū)域，這些區(qū)域具有總體上與第一種至少部分涂層的總方向平行的總方向并且一起形成與第一種至少部分涂層的圖案或設(shè)計基本上相同的圖案或設(shè)計。
在這里使用的術(shù)語“涂層”指從可流動的組合物形成的受支持的膜，它可具有或不具有均勻厚度。此外，在這里使用的術(shù)語“涂層”具體地說排除聚合物片材。在這里使用的該術(shù)語是具有一般均勻厚度和能夠自支持的預(yù)先形成的膜。在這里使用的術(shù)語“在...上(on)”指直接連接到目標物(如，但不限于，基材或涂層)或經(jīng)由一種或多種其它涂層、片材或其它結(jié)構(gòu)間接地連接到目標物。
更具體地說，根據(jù)各種非限制性實施方案，形成第一種至少部分涂層能夠包括將液晶材料施涂于眼用基材的至少一部分上，將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化以使液晶材料的至少部分地有序化部分具有至少第一總方向，和至少部分地固定該至少部分地有序化液晶材料的至少一部分。
根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的將液晶材料施涂于基材的至少一部分上的合適方法包括，但沒有限制旋涂，噴涂，噴霧和旋轉(zhuǎn)涂敷，幕涂，流涂，浸涂，注塑，澆鑄，輥涂，線涂，重涂，和它們的結(jié)合。例如，雖然在這里沒有限制，在一個特定的非限制性實施方案中，第一種至少部分涂層的液晶材料能夠通過旋涂被施涂于眼用基材的至少一部分上，和之后至少部分地有序化。
在這里使用的術(shù)語“有序化”意指達到合適的排列或定位，如通過用另一種結(jié)構(gòu)或材料定向，或借助于一些其它力或作用。因此，在這里使用的術(shù)語“有序化”包括將材料有序化如用另一種結(jié)構(gòu)或材料定向的接觸方法，和將材料有序化如受到外力或外部作用的非接觸方法。術(shù)語“有序化”還包括接觸和非接觸方法的結(jié)合。
根據(jù)根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的將液晶材料至少部分地有序化的方法的非限制性例子包括將液晶材料的至少一部分暴露于下列的至少一種磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，線性偏振的可見輻射和剪切力。除了將液晶材料至少部分地有序化的上述方法之外，如下面詳細討論，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的液晶材料能夠通過用另一種材料或結(jié)構(gòu)如取向機構(gòu)將液晶材料的至少一部分定向來至少部分地有序化。
在一個非限制性的實施方案中，第一種至少部分涂層的液晶材料通過讓液晶材料的至少一部分受到剪切力作用來至少部分地有序化。例如，雖然在這里沒有限制意義，根據(jù)這一非限制性實施方案，在表面的至少一部分上有液晶材料的光學或眼用基材能夠被放置在離心機中并能夠讓離心機旋轉(zhuǎn)，以使基材沿著離心機的圓周運動并且液晶材料相對于基材表面流動。
另外，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，將第一種至少部分涂層的液晶材料的至少一部分至少部分地有序化能夠基本上與將液晶材料施涂于基材的至少一部分上的同時進行，或能夠在將液晶材料施涂于基材上之后進行。例如，在施涂液晶材料和將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化的兩個過程基本上同時進行的一個非限制性實施方案中，液晶材料通過使用能夠?qū)⒓羟辛σ氲揭壕Р牧系闹辽僖徊糠种械氖┩考夹g(shù)被施涂于眼用基材的至少一個表面的至少一部分上，由此在涂敷過程中在總體上平行于剪切力方向的總方向上將液晶材料分子的長軸有序化。例如，雖然在這里沒有限制意義，第一種至少部分涂層的液晶材料能夠幕涂到眼用基材的至少一個表面的至少一部分上，以使由于眼用基材表面相對于所施涂的液晶材料的相對運動而將剪切力引入到液晶材料中。剪切力能夠引起液晶材料分子的至少一部分有序化，使得液晶分子的長軸具有總體上平行于眼用基材運動方向的總方向。
在其中將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化之前施涂第一種至少部分涂層的液晶材料的另一個非限制性實施方案中，液晶材料能夠通過例如旋涂法被施涂，其后，液晶材料能夠至少部分地有序化。例如液晶材料能夠通過將液晶材料的至少一部分暴露于磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，線性偏振的可見輻射和/或剪切力來至少部分地有序化。另外或此外，液晶材料的至少一部分能夠通過用取向機構(gòu)的至少一部分定向來至少部分地有序化，如下面更詳細地討論。
正如以上的討論，在第一種至少部分涂層的液晶材料的至少一部分至少部分地有序化之后，至少部分地有序化液晶材料至少部分地固定。在這里使用的術(shù)語“固定(set)”指將液晶材料固定在所需的取向。至少部分地固定液晶材料的方法的非限制性例子包括從液晶材料中至少部分地干燥除掉溶劑，和至少部分地固化液晶材料，例如通過至少部分地交聯(lián)液晶材料和/或至少部分地聚合該液晶材料。至少部分地聚合該液晶材料的非限制性方法包括光誘導的聚合反應(yīng)，熱誘導的聚合反應(yīng)，和它們的結(jié)合。此外，光誘導的聚合反應(yīng)包括，但不限于，由紫外光誘導的聚合反應(yīng)，由可見光誘導的聚合反應(yīng)，和它們的結(jié)合。
第一種至少部分涂層的厚度一般可以是當與附加的至少部分涂層的厚度加起來時達到定向機構(gòu)的所需總厚度所需要的任何厚度，這將在下面更詳細地描述。例如和沒有限制地，根據(jù)各種非限制性實施方案，第一種至少部分涂層能夠具有下面厚度0.5-20微米，0.5-10微米，和2-8微米。此外，雖然在這里沒有限制意義，根據(jù)某些非限制性實施方案，第一種至少部分涂層的厚度能夠低于至少一個附加的至少部分涂層的厚度。
正如以上所討論，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，在形成第一種至少部分涂層后，在第一種至少部分涂層的至少一部分上形成包括液晶材料的至少一個附加的至少部分涂層。更具體地說，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，形成至少一個附加的至少部分涂層的過程能夠包括將液晶材料施涂于第一種至少部分涂層的至少一部分上；將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化以使液晶材料的至少部分地有序化部分具有總體上與第一種至少部分涂層的液晶材料的至少第一總方向平行的至少第二總方向；和至少部分地固定該液晶材料的至少一部分。涂敷和至少部分地固定至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料的非限制性方法在上面已對于第一種至少部分涂層進行了詳細描述。
如前面所討論，液晶材料一般能夠用一種或多種其它結(jié)構(gòu)或材料定向，以使液晶材料分子的長軸采取一個總方向，后者總體上平行于結(jié)構(gòu)(液晶分子用它來定向)的總方向。更具體地說，雖然在這里沒有限制意味，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料能夠通過將該液晶材料的至少一部分與第一種至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料的至少一部分定向，以使至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料分子的長軸總體上平行于第一種至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料的至少第一總方向。因此，以這一方式，第一種至少部分涂層的液晶材料的總方向能夠轉(zhuǎn)移到至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料。此外，如果第一種至少部分涂層的液晶材料包括一起形成設(shè)計或圖案(如前面所述)的具有總方向的多個區(qū)域，則通過將至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料與第一種至少部分涂層的液晶材料定向?qū)⒃O(shè)計或圖案轉(zhuǎn)移到至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料中。另外，雖然不一定需要，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，至少一種附加的至少部分涂層在與第一種至少部分涂層的液晶材料的至少一部分至少部分地定向的同時能夠暴露于磁場、電場、線性偏振的紅外輻射、線性偏振的紫外線輻射和線性偏振的可見輻射之中的至少一種。
如以上對于第一種至少部分涂層所討論，根據(jù)各種非限制性實施方案，至少一種附加的至少部分涂層能夠具有達到定向機構(gòu)的所需總厚度所必需的任何厚度。因此，例如并且沒有限制意味，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，至少一種附加的至少部分涂層能夠具有1微米到25微米的厚度，并且能夠此外具有5微米到20微米的厚度。根據(jù)再一個非限制性實施方案，至少一種附加的至少部分涂層能夠具有大于6微米的厚度，并且能夠進而具有至少10微米的厚度。
如前面所討論，為了將液晶材料的厚層與取向的表面完全地定向所需要的時間是相當大的。此外，在一些情況下，只有緊鄰取向表面的液晶材料的那一部分可以定向。因此，根據(jù)其中需要較厚定向機構(gòu)的各種非限制性實施方案，定向機構(gòu)能夠包括多個附加的至少部分涂層，各具有獨立選擇的厚度，當與第一種至少部分涂層的厚度加在一起時，形成了具有所需總厚度的定向機構(gòu)。更具體地說，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，形成定向機構(gòu)的方法包括形成包括液晶材料的第一至少部分涂層(如前面所述)，和其后接連形成多個附加的至少部分涂層。也就是說，在形成第一種至少部分涂層之后，通過相繼將液晶材料施涂于先前的涂層的至少一部分上，將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化以使液晶材料的至少部分地有序化部分具有總體上與先前的涂層的總方向平行的至少一個總方向，和至少部分地固定該液晶材料的至少一部分，來形成多個附加的至少部分涂層。此外，至少部分涂層之中的每一種能夠具有獨立選擇的厚度。例如和沒有限制意味，附加的至少部分涂層的每一種能夠具有1微米到25微米的厚度，并且能夠此外具有5微米到20微米的厚度。根據(jù)另一個非限制性實施方案，附加的至少部分涂層之中的每一種能夠具有大于6微米的厚度，并且能夠進而具有至少10微米的厚度。
根據(jù)一個非限制性實施方案，形成多個附加的至少部分涂層的過程能夠包括相繼形成至少兩個附加的至少部分涂層。在另一個非限制性實施方案中，形成多個附加的至少部分涂層的過程能夠包括相繼形成至少三個附加的至少部分涂層。雖然據(jù)根據(jù)這些非限制性實施方案相繼形成多個附加的至少部分涂層中的每一個，但是，根據(jù)各種非限制性實施方案，相繼形成多個涂層所需要的時間能夠少于為了涂敷具有與多個涂層相同厚度的同一液晶材料的單個涂層并且將它定向所需的時間。
此外，正如以上所討論，通過將各相繼涂層與前面緊鄰的涂層的至少一部分至少部分地定向，有可能將總方向(或一起形成圖案或設(shè)計的多個總方向)從一個涂層“轉(zhuǎn)移”到下一個涂層。此外，雖然在這里沒有限制意味，如果第一種至少部分涂層包括一起形成一種設(shè)計的具有總方向的多個區(qū)域，則通過將至少一種附加的至少部分涂層與第一種至少部分涂層定向可以將該設(shè)計轉(zhuǎn)移到至少一種附加涂層上，如以上所討論。此外，當定向機構(gòu)包括多個附加的至少部分涂層時，通過相繼將各涂層與在先的涂層定向可以將設(shè)計轉(zhuǎn)移到附加的至少部分涂層的每一個上。
如前面所討論，第一種至少部分涂層的厚度和附加的至少部分涂層的厚度和數(shù)量能夠進行選擇，以便達到定向機構(gòu)的所需總厚度。雖然在這里沒有限制意味，但是根據(jù)一個非限制性實施方案，第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和能夠是10微米至50微米。根據(jù)另一個非限制性實施方案，第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和能夠是20微米至40微米。根據(jù)再一個非限制性實施方案，這一總和能夠大于20微米，和進而能夠是至少22微米。
另一個非限制性實施方案提供了在光學基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在光學基材的至少一部分上形成第一種至少部分涂層，該第一種至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料，和在第一種至少部分涂層的至少一部分上形成至少一種附加的至少部分涂層，該至少一種附加的至少部分涂層包括具有總體上與第一種至少部分涂層的液晶材料的至少第一總方向平行的至少第二總方向的至少部分地有序化液晶材料；其中第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和大于20微米。
再一個非限制性實施方案提供了在光學基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在光學基材的至少一部分上形成包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料的至少部分涂層，其中至少部分涂層具有至少6微米的厚度。根據(jù)這一非限制性實施方案，形成至少部分涂層的過程能夠包括將液晶材料施涂于光學基材的至少一部分上以使液晶材料具有大于6微米的厚度，將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化以使至少部分地有序化液晶材料的至少一部分具有至少第一總方向，和至少部分地固定至少部分地有序化液晶材料的至少一部分。雖然在這里沒有限制意味，根據(jù)這一非限制性實施方案，至少部分涂層可具有至少10微米的厚度，并且進而可以具有50-1000微米的厚度。
如前面所提及，通過用具有取向表面的另一種結(jié)構(gòu)將液晶材料定向來使液晶材料有序化的過程需要花費較多時間和/或能夠?qū)е聝H僅與取向表面相鄰的液晶材料的某些部分的定向。然而，本發(fā)明人已觀察到，通過使用某些非接觸的有序化方法，或接觸和非接觸的有序化方法的結(jié)合，能夠獲得更快速和/或更完全的液晶材料有序化。因此，根據(jù)上述非限制性實施方案，雖然不一定需要，將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化包括讓液晶材料的至少一部分暴露于磁場或電場中的至少一種。另外，根據(jù)這一非限制性實施方案，將液晶材料的至少一部分有序化的過程能夠包括在將液晶材料的至少一部分用另一種結(jié)構(gòu)比如但不限于至少部分地有序化液晶材料的涂層或取向機構(gòu)定向的同時，讓液晶材料的至少一部分暴露于磁場或電場。下面更詳細地描述取向機構(gòu)的非限制性例子。
例如，根據(jù)一個特定的非限制性實施方案，形成至少部分涂層包括將液晶聚合物在溶劑或載體中的溶液或混合物施涂到光學基材的至少一部分上，以使液晶聚合物具有大于6微米的厚度。其后，根據(jù)這一非限制性實施方案，液晶聚合物的至少一部分能夠通過讓液晶聚合物的至少一部分暴露于磁場和電場中的至少一種中來至少部分地有序化。此外，液晶聚合物的至少一部分能夠通過讓該部分暴露于磁場和電場中的至少一種中和同時用另一種結(jié)構(gòu)定向所述至少一部分來至少部分地有序化。在將液晶聚合物的至少一部分至少部分地有序化后，液晶聚合物的至少一部分能夠至少部分地固定，例如通過按照以上所討論的方法干燥液晶聚合物的至少一部分來實現(xiàn)。
現(xiàn)在參見圖1，一個非限制性實施方案提供了在光學基材的至少一部分上制造包括至少部分涂層的定向機構(gòu)的方法，所述涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料，該方法通過將光學基材12的表面10的至少一部分與透明模具16的表面14相鄰放置以確定模塑區(qū)域17。透明模具16的表面14能夠是凹形或球形陰模，或它能夠具有所希望或所需的任何其它構(gòu)型。此外，雖然不是必需的，墊片或間隔片15能夠放置在光學基材12和透明模具16之間，以提供所需偏置和/或含有液晶材料。在放置光學基材12后，液晶材料18能夠被引入到由光學基材12的表面10和透明模具16的表面14所確定的模塑區(qū)域17之中，以使液晶材料18的至少一部分在兩者之間流過。其后，液晶材料18的至少一部分能夠例如通過暴露于磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，和/或線性偏振的可見輻射來至少部分地有序化，然后至少部分地聚合。在聚合之后，帶有連接到表面的至少一部分上的至少部分地有序化液晶材料的至少部分涂層的光學基材能夠從模具中松脫取出。
另外地，液晶材料18能夠在將光學基材12的表面10的至少一部分與其相鄰放置之前被引入到透明模具16的表面14上以使表面10的至少一部分接觸到液晶材料18的至少一部分，因此引起液晶材料18在表面10和表面14之間流動。其后，液晶材料18能夠至少部分地有序化和聚合，如以上所討論。在聚合之后，帶有連接到基材12上的液晶材料18的至少部分涂層的光學基材12能夠從模具中松脫取出。
雖然在圖1中未顯示，另外或此外，具有至少第一總方向的取向機構(gòu)能夠在將液晶材料引入到模具中之前被布置在透明模具的表面的至少一部分上和/或在光學基材表面與液晶材料接觸之前被布置在光學基材表面的至少一部分上。此外，根據(jù)這一非限制性實施方案，將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化能夠包括將液晶材料的至少一部分與取向機構(gòu)的至少一部分在模具表面上和/或與取向機構(gòu)的至少一部分在光學基材表面上至少部分地定向。另外，如以上所討論，至少部分涂層的液晶材料的至少一部分能夠在定向過程中暴露于磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射和/或線性偏振的可見輻射，以促進該加工。
雖然在這里沒有限制意味，可以考慮制造至少部分涂層的上述重疊模塑方法能夠特別用于在多焦點眼用透鏡上形成涂層，或用于為需要較厚定向機構(gòu)的其它應(yīng)用形成至少部分涂層。
適合用于根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)中的液晶材料的非限制性例子包括液晶聚合物，液晶預(yù)聚物，液晶單體，和液晶基團(mesogens)。例如，根據(jù)一個非限制性實施方案，第一種至少部分涂層和至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料能夠獨立地選自液晶聚合物，液晶預(yù)聚物，液晶單體，和液晶基團。在這里使用的術(shù)語“預(yù)聚物”指部分地聚合的材料。
適合與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的液晶單體包括單-和多官能的液晶單體。此外，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，該液晶單體能夠是可交聯(lián)的液晶單體，和能夠進而是光可交聯(lián)的液晶單體。在這里使用的術(shù)語“光可交聯(lián)的”指在暴露于光化輻射后發(fā)生交聯(lián)的材料，如單體，預(yù)聚物或聚合物。例如，光可交聯(lián)的液晶單體包括在使用或不同使用聚合引發(fā)劑的情況下在暴露于紫外線輻射和/或可見輻射時可交聯(lián)的那些液晶單體。
根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案適合使用的可交聯(lián)液晶單體的非限制性例子包括具有官能團的液晶單體，該官能團選自丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，烯丙基，烯丙基醚，炔，氨基，酸酐，環(huán)氧基，氫氧基，異氰酸酯，封閉型異氰酸酯，硅氧烷，硫氰酸酯，硫醇，脲，乙烯基，乙烯基醚和它們的結(jié)合物。適合用于根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)的至少部分涂層中的光可交聯(lián)液晶單體的非限制性例子包括具有選自丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，炔，環(huán)氧基，硫醇，和它們的結(jié)合物中的官能團的液晶單體。
適合與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的液晶聚合物和預(yù)聚物包括主鏈液晶聚合物和預(yù)聚物和側(cè)鏈液晶聚合物和預(yù)聚物。在主鏈液晶聚合物和預(yù)聚合物中，棒-狀或圓盤狀基團和/或液晶基團(mesogens)主要地位于聚合物骨架內(nèi)。在側(cè)鏈聚合物和預(yù)聚合物中，棒-狀或圓盤狀基團和/或液晶基團主要地位于聚合物的側(cè)鏈內(nèi)。另外，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，該液晶聚合物或預(yù)聚物能夠是可交聯(lián)的，和此外能夠是光可交聯(lián)的。
根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案適合使用的液晶聚合物和預(yù)聚物的非限制性例子包括，但不限于，具有官能團的主鏈和側(cè)鏈聚合物和預(yù)聚物，該官能團選自丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，烯丙基，烯丙基醚，炔，氨基，酸酐，環(huán)氧基，氫氧基，異氰酸酯，封閉型異氰酸酯，硅氧烷，硫氰酸酯，硫醇，脲，乙烯基，乙烯基醚，和它們的結(jié)合物。適合用于根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)的至少部分涂層中的光可交聯(lián)液晶聚合物和預(yù)聚物的非限制性例子包括具有選自丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，炔，環(huán)氧基，硫醇，和它們的結(jié)合物中的官能團的那些聚合物和預(yù)聚物。
適合與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的液晶基團(mesogens)包括熱致液晶基團和溶致液晶基團。此外，適合與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的液晶基團的非限制性例子包括圓柱形(或棒狀)液晶基團和圓盤形(圓盤狀)液晶基團。
此外，雖然在這里沒有限制意味，制造根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)的方法能夠更進一步包括在將包括液晶材料的各種至少部分涂層當中的任何一種施涂于光學基材上之前在光學基材的至少一部分上形成至少部分底涂層，以促進光學基材的至少一部分被液晶材料粘合和潤濕兩種情形當中的一種或多種情形。能夠與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的底涂層的非限制性例子包括含有偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑的至少部分水解產(chǎn)物，和它們的混合物的涂料。在這里使用的“偶聯(lián)劑”是指一種物質(zhì)，它具有至少一個能夠與在至少一個表面上的基團反應(yīng)、結(jié)合和/或締合的基團。在一個非限制性的實施方案中，偶聯(lián)劑能夠在至少兩個表面(相同或不同表面)的界面上用作分子橋基。雖然在這里沒有限制意味，偶聯(lián)劑能夠是單體，低聚物，預(yù)聚物和/或聚合物。此類物質(zhì)包括，但不限于，金屬有機化合物如硅烷，鈦酸酯，鋯酸酯，鋁酸鹽，鋁酸鋯，它們的水解產(chǎn)物和它們的混合物。在這里使用的短語“偶聯(lián)劑的至少部分水解產(chǎn)物”指在偶聯(lián)劑上的至少一些到全部的可水解基團發(fā)生水解。除了偶聯(lián)劑和/或偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物之外，底涂層能夠包括其它粘合性增強成分。例如，雖然在這里沒有限制意味，底涂層能夠進一步包括粘合性增強量的含環(huán)氧基的物質(zhì)。當被加到含偶聯(lián)劑的涂料組合物中時，與基本上不含含環(huán)氧基的物質(zhì)的一種含偶聯(lián)劑的涂料組合物相比，粘合性增強量的含環(huán)氧基的物質(zhì)能夠改進隨后施涂的涂層的粘合性。適合與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的底涂層的其它非限制性例子包括描述在美國專利6,602,603和美國專利6,150,430中的那些，它因此特意被引入供參考。此外，根據(jù)一個非限制性實施方案，底涂層能夠作阻隔涂料以防止涂料成分與基材表面的相互作用，反之亦然。
在眼用基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法的另一個非限制性實施方案包括將具有至少一個總方向的取向機構(gòu)布置在眼用基材的至少一部分上，在取向機構(gòu)的至少一部分上形成包括具有總體上與取向機構(gòu)的至少一個總方向平行的至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料的第一至少部分涂層，和之后在第一種至少部分涂層的至少一部分上形成包括具有總體上與第一種至少部分涂層的至少第一總方向平行的至少第二總方向的至少部分地有序化液晶材料的至少一種附加的至少部分涂層。形成包括液晶材料的至少部分涂層的合適非限制性方法，和能夠用于形成該涂層的液晶材料的合適非限制性例子已在上面闡明。
在這里使用的術(shù)語“取向機構(gòu)”意指一種機構(gòu)，所述機構(gòu)能夠促進直接和/或間接地接觸到該取向機構(gòu)的至少一部分的一種或多種其它結(jié)構(gòu)的定位。雖然不一定需要，但是正如以上相對于包括液晶材料的各種至少部分涂層所進行的討論，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的取向機構(gòu)能夠包括具有第一總方向的第一有序化區(qū)域和具有與第一總方向不同的第二總方向的鄰近第一有序化區(qū)域的至少一個第二有序化區(qū)域。此外，取向機構(gòu)能夠具有多個區(qū)域，其中每一個區(qū)域具有與剩余區(qū)域相同或不同的總方向，從而形成所需圖案或設(shè)計。另外，取向機構(gòu)能夠包括一種或多種不同類型的取向機構(gòu)。
能夠與在這里公開的各種其它非限制性實施方案相結(jié)合使用的取向機構(gòu)的非限制性例子包括至少部分涂層，后者包括至少部分地有序化定向介質(zhì)，至少部分地有序化聚合物片材，至少部分地處理表面，蘭格繆爾-布羅杰特(Langmuir-Blodgett)膜，和它們的結(jié)合物。
例如，雖然在這里沒有限制意味，根據(jù)其中取向機構(gòu)包括包含至少部分地有序化定向介質(zhì)的至少部分涂層的各種非限制性實施方案，設(shè)置取向機構(gòu)能夠包括將定向介質(zhì)施加于光學基材的至少一部分上和將定向介質(zhì)至少部分地有序化。將定向介質(zhì)的至少一部分有序化的非限制性方法包括如上所述的將包括液晶材料的至少部分涂層有序化的那些方法。例如，雖然在這里沒有限制意味，在一個非限制性的實施方案中，定向介質(zhì)能夠通過下列方式中的至少一種來進行至少部分地有序化磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，線性偏振的可見輻射和剪切力。另外，當定向介質(zhì)是光取向材料(在下面討論)時，定向介質(zhì)能夠使用線性偏振的紫外線輻射來有序化。能夠與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的合適定向介質(zhì)的非限制性例子包括光取向材料，和摩擦取向材料。
適合與所公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合用作定向介質(zhì)的光取向材料的非限制性例子包括光取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)。合適的光可取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)的特定、非限制性例子包括偶氮苯衍生物，肉桂酸衍生物，香豆素衍生物，阿魏酸衍生物，和聚酰亞胺。例如，根據(jù)一個非限制性實施方案，取向機構(gòu)能夠包括至少一種至少部分涂層，后者包括選自偶氮苯衍生物，肉桂酸衍生物，香豆素衍生物，阿魏酸衍生物，和聚酰亞胺中的至少部分地有序化光可取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)。能夠與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合用作定向介質(zhì)的肉桂酸衍生物的特定非限制性例子包括多乙烯基肉桂酸酯和對甲氧基肉桂酸的多乙烯基酯。
在這里使用的術(shù)語“摩擦取向材料”意指一種材料，它能夠通過用另一種合適地織構(gòu)化材料摩擦該材料表面的至少一部分來進行至少部分地有序化。例如，雖然在這里沒有限制意味，在一個非限制性的實施方案中，摩擦取向材料能夠用合適地織構(gòu)化布料或絨刷進行摩擦。適合與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合用作定向介質(zhì)的摩擦取向材料的非限制性例子包括(聚)酰亞胺，(聚)硅氧烷，(聚)丙烯酸酯，和(聚)香豆素。因此，例如，雖然在這里沒有限制意味，在一個非限制性的實施方案中，包括定向介質(zhì)的至少部分涂層能夠是包括已經(jīng)用絨或布料摩擦過的聚酰亞胺的至少部分涂層，從而將聚酰亞胺的表面的至少一部分至少部分地有序化。
此外，如以上所討論，根據(jù)在這里公開的某些非限制性實施方案的取向機構(gòu)能夠包括至少部分地有序化聚合物片材。例如，雖然在這里沒有限制意味，聚乙烯醇(”聚乙烯醇“)的片材能夠通過將聚合物片材拉伸到至少來進行至少部分地有序化，之后該片材能夠連接到光學基材表面的至少一部分上以形成取向機構(gòu)。另外地，有序化聚合物片材能夠通過在制造過程中將聚合物鏈至少部分地有序化的方法(例如和沒有限制，通過擠出)來制造。更進一步，至少部分地有序化聚合物片材能夠使用光取向方法來制造。例如和沒有限制意味，光取向材料的片材能夠例如由澆鑄來形成，和通過暴露于線性偏振的紫外線輻射來至少部分地有序化。
更進一步，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的取向機構(gòu)能夠包括至少部分地處理的表面。在這里使用的術(shù)語“處理表面”指表面的至少一部分，它已經(jīng)以物理方式發(fā)生改變而在表面的至少一部分上產(chǎn)生至少一個有序化區(qū)域。至少部分地處理表面的非限制性例子包括至少部分地摩擦表面，至少部分地刻蝕表面，和至少部分地壓花表面。此外，至少部分地處理表面能夠形成圖案，例如通過使用照相平版印刷或干涉圖加工工藝?？捎糜谛纬筛鶕?jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的取向機構(gòu)的至少部分地處理表面的非限制性例子包括，化學刻蝕表面，等離子體刻蝕表面，納米刻蝕表面(如使用掃描隧道顯微鏡或原子力顯微鏡的表面蝕刻)，激光刻蝕表面，和電子束刻蝕表面。
在其中取向機構(gòu)包括至少部分地處理表面的一個特定非限制性實施方案中，布置取向機構(gòu)能夠包括將金屬鹽(如金屬氧化物或金屬氟化物)沉積到表面的至少一部分上，和之后蝕刻沉積物形成取向機構(gòu)。沉積金屬鹽的適用技術(shù)的非限制性例子包括等離子體汽相沉積，化學汽相沉積，和濺射?？涛g方法的非限制性例子在上面已闡明。
在這里使用的術(shù)語“蘭格繆爾-布羅杰特膜”指在表面上一種或多種至少部分地有序化分子膜。例如，雖然在這里沒有限制意味，蘭格繆爾-布羅杰特膜能夠通過如下形成一次或多次將基材浸在液體中以使它至少部分地被分子膜覆蓋和然后將基材從液體中取出，使得由于液體和基材的相對表面張力，分子膜的分子在總方向上至少部分地有序化。在這里使用的術(shù)語“分子膜”指單分子膜(即，單層)和包括一個以上單層的膜。
另一個非限制性實施方案提供了在光學基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在光學基材的至少一部分上形成包括至少部分地有序化相分離聚合物的至少部分涂層。根據(jù)這一非限制性實施方案，形成至少部分涂層的過程能夠包括將包括主體相形成用材料和客體相形成用材料的相分離聚合物體系施涂于光學基材的至少一部分上，和之后，將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分至少部分地有序化以使得主體相形成用材料的至少一部分具有至少第一總方向和客體相形成用材料的至少一部分具有總體上與至少第一總方向平行的至少第二總方向。在至少部分地有序化后，客體相形成用材料的至少一部分能夠利用聚合反應(yīng)誘導的相分離和溶劑誘導的相分離中的至少一種與主體相形成用材料的至少一部分分離，形成主體相和客體相。
根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，主體相形成用材料能夠包括選自液晶單體，液晶預(yù)聚物，和液晶聚合物中的液晶材料。此外，根據(jù)各種非限制性實施方案，客體相形成用材料能夠包括選自液晶基團，液晶單體，和液晶聚合物和預(yù)聚物中的液晶材料。此類材料的非限制性例子在上面已詳細闡明。
將相分離聚合物體系的主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分進行至少部分地有序化的非限制性方法包括以上所述的用于將液晶材料有序化的那些方法。例如，雖然在這里沒有限制意味，將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分進行至少部分地有序化包括將這些部分暴露于下列中的至少一種磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，線性偏振的可見輻射和剪切力。此外，將這些部分至少部分地有序化能夠包括用取向機構(gòu)至少部分地定向這些部分，如在下面更詳細描述。
如前面所討論，將主體相形成用材料和客體相形成用材料的至少一部分至少部分地有序化之后，客體相形成用材料的至少一部分能夠利用聚合反應(yīng)誘導的相分離和溶劑誘導的相分離中的至少一種與主體相形成用材料的至少一部分分離。為了清楚起見，主體和客體相形成用材料的分離在這里對于客體相形成用材料與主體相形成用材料分離已進行了描述，但是，應(yīng)該認識到的是這一語言希望函蓋在兩種相形成用材料之間的任何分離。也就是說，這一語言希望覆蓋了客體相形成用材料從主體相形成用材料的分離和主體相形成用材料從客體相形成用材料的分離，以及兩種相形成用材料的同時分離，或它們的任何結(jié)合。雖然在這里沒有限制意味，但一般相信在相分離過程中，相分離體系(即，主體和客體相形成用材料)的組分將通過首先形成每一種相形成用材料的納米規(guī)格(即，納米尺寸)區(qū)段的凝膠來彼此分離。這些區(qū)段隨后聚結(jié)成不同的相域。
在一個特定的非限制性實施方案中，相分離聚合物體系能夠包括包含液晶單體的主體相形成用材料和包含至少一種液晶基團的客體相形成用材料的混合物。根據(jù)這一非限制性實施方案，引起客體相形成用材料的至少一部分從主體相形成用材料的至少一部分分離能夠包括聚合反應(yīng)誘導的相分離。也就是說，主體相的液晶單體的至少一部分能夠聚合并由此與客體相形成用材料的至少一種液晶基團的至少一部分分離。能夠與在這里公開的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的聚合反應(yīng)的非限制性方法包括光誘導的聚合反應(yīng)和熱誘導的聚合反應(yīng)。
在另一個特定的非限制性實施方案，相分離聚合物體系能夠包括包含液晶單體的主體相形成用材料和包含具有與主體相的液晶單體不同的官能團的低粘度液晶單體的客體相形成用材料兩者的混合物。在這里使用的術(shù)語“低粘度液晶單體”指在室溫下自由流動的液晶單體混合物或溶液。根據(jù)這一非限制性實施方案，引起客體相形成用材料的至少一部分與主體相形成用材料的至少一部分分離能夠包括聚合反應(yīng)誘導的相分離。也就是說，主體相的液晶單體的至少一部分能夠在不引起客體相的液晶單體聚合的條件下進行聚合。在主體相形成用材料的聚合過程中，客體相形成用材料將與主體相形成用材料分離。其后，客體相形成用材料的液晶單體能夠在單獨的聚合過程中聚合。
在另一個特定的非限制性實施方案，相分離聚合物體系能夠包括包含液晶聚合物的主體相形成用材料和包含與主體相形成用材料的液晶聚合物不同的液晶聚合物的客體相形成用材料兩者在至少一種常用溶劑中的溶液。根據(jù)這一非限制性實施方案，引起客體相形成用材料的至少一部分與主體相形成用材料分離能夠包括溶劑誘導的相分離。也就是說，至少一種常用溶劑的至少一部分能夠從液晶聚合物的混合物中蒸發(fā)，由此引起兩相彼此分離。
另一個非限制性實施方案提供了在光學基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括將取向機構(gòu)布置到光學基材的至少一部分上和在取向機構(gòu)的至少一部分上形成包含至少部分地有序化相分離聚合物的至少部分涂層。根據(jù)這一非限制性實施方案，包括包含液晶材料的主體相形成用材料和包含液晶材料的客體相形成用材料的相分離聚合物體系能夠施涂于取向機構(gòu)的至少一部分上。其后，相分離聚合物體系的主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分能夠至少部分地有序化，使得主體相形成用材料的至少部分地有序化部分具有至少第一總方向和客體相形成用材料的至少部分地有序化部分具有總體上與至少第一總方向平行的至少第二總方向。在將主體相形成用材料和客體相形成用材料的至少一部分至少部分地有序化之后，客體相形成用材料的至少一部分能夠利用聚合反應(yīng)誘導的相分離和溶劑誘導的相分離中的至少一種從主體相形成用材料的至少一部分分離。
此外，根據(jù)這一非限制性實施方案，將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分至少部分地有序化能夠包括用取向機構(gòu)的至少一部分定向這些部分。此外，雖然不是必需的，主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分能夠暴露于下列中的至少一種磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，線性偏振的可見輻射和剪切力，以便將該部分至少部分地有序化，單獨地或與用取向機構(gòu)定向該部分相結(jié)合。布置取向機構(gòu)的非限制性方法，以及形成包含相分離的聚合物的至少部分涂層的合適非限制性方法和材料已經(jīng)在以上詳細地闡明。
一般而言，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)的至少部分地有序化相分離聚合物的至少部分涂層的厚度能夠進行選擇，以便達到定向機構(gòu)的所需總厚度。例如和沒有限制地，根據(jù)各種非限制性實施方案，包含相分離的聚合物的至少部分涂層的厚度是1微米-100微米，10微米-50微米，和20-40微米。
如前面所討論，一般來說，定向液晶材料所需要的時間將部分地取決于液晶材料的厚度。然而，通過形成根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的包括相分離的聚合物的至少部分涂層，將相分離聚合物體系的液晶材料定向所需要的時間與定向具有相同厚度的液晶材料的單相涂層所需要的時間相比能夠減少。例如，在一個非限制性的實施方案中，包含相分離的聚合物并具有15到20微米的厚度的至少部分涂層能夠在包含至少部分地有序化光取向材料的取向機構(gòu)的至少一部分上形成。此外，根據(jù)這一非限制性實施方案，將相分離聚合物體系的主體相的至少一部分和客體相的至少一部分至少部分地定向能夠包括等待短于30分鐘。
另一個非限制性實施方案提供了制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括形成片材，片材包括(i)具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶聚合物，和(ii)分布在至少部分地有序化液晶聚合物的至少一部分內(nèi)的至少部分地有序化液晶材料。此外，根據(jù)這一非限制性實施方案，分布在至少部分地有序化液晶聚合物的至少一部分內(nèi)的至少部分地有序化液晶材料能夠具有總體上與液晶聚合物的至少第一總方向平行的至少第二總方向。
例如，雖然在這里沒有限制意味，根據(jù)一個非限制性實施方案，形成包括至少部分地有序化液晶聚合物和分布在至少部分地有序化液晶聚合物的至少一部分內(nèi)的至少部分地有序化液晶材料的片材的過程能夠包括將包括含有液晶材料的主體相形成用材料和含有液晶材料的客體相形成用材料的相分離聚合物體系施涂于基材的至少一部分上。其后，主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分能夠至少部分地有序化。在將相形成用材料的至少一部分至少部分地有序化后，客體相形成用材料的至少一部分能夠利用聚合反應(yīng)誘導的相分離和溶劑誘導的相分離之中的至少一種來從主體相形成用材料的至少一部分分離，然后，至少部分地有序化的相分離的聚合物涂層從基材上分離而形成片材。
根據(jù)另一個非限制性實施方案，形成包括至少部分地有序化液晶聚合物主體和分布在至少部分地有序化液晶聚合物主體的至少一部分內(nèi)的至少部分地有序化液晶材料的片材的過程能夠包括形成至少部分地有序化液晶聚合物片材，和將至少一種液晶基團浸滲到至少部分地有序化液晶聚合物片材的至少一部分中。例如，根據(jù)這一非限制性實施方案，包括液晶聚合物的片材可以通過一種在形成過程中能夠?qū)⒁壕Ь酆衔镏辽俨糠值赜行蚧男纬删酆衔锏姆椒?例如通過擠出)來形成和至少部分地有序化。另外地，液晶聚合物能夠澆鑄到基材上并利用如以上所述的將液晶材料至少部分地有序化的非限制性方法中的一種來至少部分地有序化。例如，雖然在這里沒有限制意味，液晶材料的至少一部分能夠暴露于磁性或電場。在至少部分地有序化后，液晶聚合物能夠至少部分地固定和從基材上脫離而形成包括至少部分地有序化液晶聚合物主體的片材。更進一步，液晶聚合物片材能夠澆鑄，至少部分地固定，和隨后拉伸，形成包括至少部分地有序化液晶聚合物的片材。
在形成包括至少部分地有序化液晶聚合物的片材后，至少一種液晶基團(mesogen)能夠浸滲到液晶聚合物片材的至少一部分中。例如，雖然在這里沒有限制意味，通過將液晶基團在載體中的溶液或混合物施涂于液晶聚合物的一部分上，然后讓液晶基團擴散到液晶聚合物片材(有或沒有加熱)來將液晶基團浸滲到液晶聚合物的至少一部分中。另外地，液晶聚合物片材能夠浸入到液晶基團在載體中的溶液或混合物中并且液晶基團能夠通過擴散作用浸滲到液晶聚合物片材中(有或沒有加熱)。
根據(jù)再一個非限制性實施方案，形成包括至少部分地有序化液晶聚合物和分布在至少部分地有序化液晶聚合物的至少一部分中的至少部分地有序化液晶材料的片材的過程能夠包括形成液晶聚合物片材，在液晶聚合物片材的至少一部分中浸滲至少一種液晶基團，和之后，將液晶聚合物的至少一部分和分布在其中的至少一種液晶基團的至少一部分進行至少部分地有序化。雖然在這里沒有限制意味，例如，液晶聚合物片材的至少一部分和分布在其中的至少一種液晶基團的至少一部分能夠通過拉伸液晶聚合物片材進行至少部分地有序化。進一步根據(jù)這一非限制性實施方案，液晶聚合物片材能夠通過使用普通的聚合物加工技術(shù)，比如但不限于擠出和澆鑄來形成。
一般而言，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的包括至少部分地有序化液晶聚合物和分布在其中的至少部分地有序化液晶材料的片材能夠具有為了達到定向機構(gòu)的所需總厚度所需要的任何厚度。例如，在一個非限制性的實施方案中，片材的厚度能夠是1微米-100微米。在另一個非限制性實施方案中，片材的厚度能夠是10微米-50微米。在再一個非限制性實施方案中，片材的厚度能夠是20微米-40微米。
此外，根據(jù)各種非限制性實施方案，包括液晶聚合物和分布在其中的液晶材料的片材能夠通過層壓法，熔融法，模具內(nèi)澆鑄，和將片材的至少一部分用粘合劑粘結(jié)到光學基材上的方法之中的至少一種方法來連接到光學基材的至少一部分上。
另一個非限制性實施方案提供了包括在光學基材的至少一部分上形成包含互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層的制造供光學染料所用的定向機構(gòu)的方法。在這里使用的術(shù)語“互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)”指聚合物類的纏結(jié)結(jié)合物，其中的至少一種是交聯(lián)的，即沒有鍵接到彼此之上。因此，在這里使用的術(shù)語互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)包括半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。例如，參見L.H.Sperling，Introduction to Physical Polymer Science，John Wiley&Sons，New York(1986)第46頁。根據(jù)這一非限制性實施方案，該方法包括將取向機構(gòu)布置在光學基材的至少一部分上和將可聚合的組合物和液晶材料施涂于取向機構(gòu)的至少一部分上。其后，液晶材料的至少一部分能夠用取向機構(gòu)的至少一部分進行至少部分地定向。在將液晶材料的至少一部分至少部分地定向之后，至少部分涂層的至少一部分能夠進行雙重固化過程，其中液晶材料的至少一部分至少部分地固定和可聚合的組合物的至少一部分至少部分地固定。根據(jù)這一非限制性實施方案，將液晶材料的至少一部分至少部分地固定的過程能夠在至少部分地固定可聚合的組合物的過程中之前、之后或基本上同時進行。
例如，在一個非限制性的實施方案中互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的液晶材料的至少一部分能夠暴露于紫外線輻射，以便至少部分地固定液晶材料的至少一部分。其后，可聚合的組合物的至少一部分能夠通過暴露于熱能來至少部分地固定。雖然在這里沒有限制意味，根據(jù)這一非限制性實施方案，可聚合的組合物能夠包括二羥基和異氰酸酯單體，和液晶材料能夠包括液晶單體。在這里使用的術(shù)語“熱能”指任何形式的熱量。
在另一個非限制性實施方案中，可聚合組合物的至少一部分能夠在將液晶材料的至少一部分暴露于紫外線輻射引起液晶材料的至少一部分至少部分地固定之前，暴露于足以引起可聚合組合物的至少一部分至少部分地固定的熱能。此外，液晶材料的至少一部分能夠在將涂料的至少一部分暴露于熱能之前、過程中或之后，和在至少部分地固定液晶材料的至少一部分之前進行至少部分地定向。
在再一個非限制性實施方案中，至少部分地固定可聚合組合物的至少一部分能夠基本上與至少部分地固定液晶材料的至少一部分同時進行，例如通過同時將至少部分涂層暴露于UV和熱能。
一般，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的包含互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層能夠具有為了達到定向機構(gòu)的所需厚度所必需的任何厚度。例如，雖然在這里沒有限制意味，在一個非限制性的實施方案中，包含互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層的厚度能夠是1-100微米。此外，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的可聚合組合物能夠是各向同性材料或各向異性材料，前提條件是至少部分涂層大體上是各向異性的。
現(xiàn)在描述根據(jù)各種非限制性實施方案的光學元件?，F(xiàn)在參見圖2，一個非限制性實施方案提供了眼用元件，一般標識為220，它包括眼用基材222和包括至少一種至少部分涂層224的供光學染料用的定向機構(gòu)(一般標識為223)，涂層224包括連接到它的至少一部分上的至少部分地有序化液晶材料。在這里使用的術(shù)語“連接到”指直接與目標接觸或經(jīng)由一種或多種其它結(jié)構(gòu)或材料(其中的至少一種與目標直接接觸)與目標間接接觸。形成此類定向機構(gòu)的非限制性方法在上面已詳細闡明。此外，能夠與在這里公開的光學元件和眼用元件的各種非限制性實施方案相結(jié)合使用的光學元件和基材，以及眼用元件和基材的非限制性例子已在以上詳細地闡明。
如以上所討論，定向厚的、單相的液晶涂層所需要的時間一般比定向同一材料的較薄涂層所需要的時間更長。因此，雖然不一定需要，根據(jù)其中需要具有厚定向機構(gòu)的光學元件的某些非限制性實施方案，定向機構(gòu)能夠包括多個至少部分涂層。例如，繼續(xù)參考圖2，根據(jù)一個非限制性實施方案，定向機構(gòu)223的至少一種至少部分涂層224能夠包括包含至少部分地有序化液晶材料的第一種至少部分涂層226和包含在第一種至少部分涂層226的至少一部分上的至少部分地定向液晶材料的至少一種附加的至少部分涂層228。
雖然在這里沒有限制意味，例如，根據(jù)各種非限制性實施方案，第一種至少部分涂層226能夠具有下列厚度(一般標識為227)0.5到20微米，0.5到10微米，和2到8微米。更進一步，例如和沒有限制意味，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，至少一種附加的至少部分涂層228能夠具有1微米到25微米的厚度(一般標識為229)，能夠進而具有5微米到20微米的厚度。根據(jù)再另一個非限制性實施方案，至少一種附加的至少部分涂層能夠具有大于6微米的厚度，并且能夠進而具有至少10微米的厚度。
更進一步，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，第一種至少部分涂層226能夠比至少一種附加的至少部分涂層228更薄。例如和沒有限制意味，在一個非限制性的實施方案中，第一種至少部分涂層226能夠具有2微米到8微米的厚度和至少一種附加的至少部分涂層228能夠具有10微米到20微米的厚度。以上詳細描述了制造此類涂層的非限制性方法。
進一步根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案，定向機構(gòu)的至少部分涂層(或片材)能夠進一步包括至少一種添加劑，該添加劑選自定向促進劑，動力學增強添加劑，光引發(fā)劑，熱引發(fā)劑，聚合抑制劑，溶劑，光穩(wěn)定劑(如，但不限于，紫外線吸收劑和光穩(wěn)定劑，如受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS))，熱穩(wěn)定劑，脫模劑，流變性能控制劑，流平劑(如，但不限于，表面活性劑)，自由基清除劑，和粘合促進劑(如己二醇二丙烯酸酯和偶聯(lián)劑)。
在這里使用的術(shù)語“定向促進劑”意指一種添加劑，它能夠促進它所添加到的材料的定向的速率和均勻性當中的至少一種。能夠存在于根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的至少部分涂層(和片材)的定向促進劑的非限制性例子包括在US專利6,338,808和US專利出版物No.2002/0039627中描述的那些，它們因此被特意引入這里供參考。
能夠存在于根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的至少部分涂層(和片材)中的動力學增強添加劑的非限制性例子包括含環(huán)氧基的化合物，有機多元醇，和/或增塑劑。此類動力學增強添加劑的更特定例子已公開在US專利6,433,043和US專利出版物No.2003/0045612中，它們因此被特意引入這里供參考。
能夠存在于根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的至少部分涂層(和片材)中的光引發(fā)劑的非限制性例子包括斷裂型光引發(fā)劑和奪取型光引發(fā)劑。斷裂型光引發(fā)劑的非限制性例子包括乙酰苯，α-氨基烷基苯基酮，苯偶姻醚，苯甲?；浚；⒀趸锖碗p?；⒀趸锘虼祟愐l(fā)劑的混合物。此類光引發(fā)劑的商品實例是可從CibaChemicals，Inc商購的DAROCURE4265。奪取型光引發(fā)劑的非限制性例子包括二苯甲酮，米蚩酮，噻噸酮，蒽醌，樟腦醌，熒光酮，酮基香豆素或此類引發(fā)劑的混合物。
能夠存在于根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的至少部分涂層(和片材)中的光引發(fā)劑的另一個非限制性例子是可見光引發(fā)劑。合適的可見光光引發(fā)劑的非限制性例子已在美國專利6,602,603的12欄，11行至13欄，21行中闡明，它因此被特意引入這里供參考。
熱引發(fā)劑的非限制性例子包括有機過氧化合物和偶氮雙(有機腈)化合物。可用作熱引發(fā)劑的有機過氧化合物的特定的非限制性例子包括過氧基單碳酸酯，如叔丁基過氧基異丙基碳酸酯；過氧化二碳酸酯，如二(2-乙基己基)過氧化二碳酸酯，二(仲丁基)過氧化二碳酸酯和二異丙基過氧化二碳酸酯；二?；^氧化物，如2，4-過氧化二氯苯甲酰，異丁?；^氧化物，癸?；^氧化物，月桂酰過氧化物，丙?；^氧化物，過氧化乙酰，過氧化苯甲酰和對-氯苯甲?；^氧化物；過氧化酯如叔丁基過氧基新戊酸酯，叔丁基過氧辛酸酯和叔丁基過氧異丁酸酯；甲乙酮過氧化物，和乙?；h(huán)己烷磺酰基過氧化物。在一個非限制性的實施方案中，所使用的熱引發(fā)劑是不使聚合產(chǎn)物變色的那些。
能夠用作熱引發(fā)劑的偶氮雙(有機腈)化合物的非限制性例子包括偶氮雙(異丁腈)，偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)或它們的混合物。
聚合抑制劑的非限制性例子包括硝基苯，1，3，5-三硝基苯，對苯醌，四氯苯醌，DPPH，F(xiàn)eCl3，CuCl2，氧，硫，苯胺，酚，對二羥基苯，1，2，3-三羥基苯，和2，4，6-三甲基苯酚。
能夠存在于根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的至少部分涂層(和片材)中的溶劑的非限制性例子包括能溶解涂料的固體組分，與涂料及元件和基材相容，和/或能夠確保涂敷涂料的外表面的均勻覆蓋的那些溶劑。有潛力的溶劑包括，但不限于丙酮，丙酸戊酯，苯甲醚，苯，乙酸丁酯，環(huán)己烷，乙二醇的二烷基醚，例如，二甘醇二甲醚和它們的衍生物(作為CELLOSOLVE工業(yè)溶劑銷售)，二苯甲酸二甘醇酯，二甲亞砜，二甲基甲酰胺，二甲氧基苯，乙酸乙酯，異丙醇，甲基環(huán)己酮，環(huán)戊酮，甲基乙基酮，甲基異丁基酮，丙酸甲酯，碳酸亞丙基酯，四氫呋喃，甲苯，二甲苯，2-甲氧基乙基醚，1，3-丙二醇單甲醚，和它們的混合物。
此外，如前面所討論，一種或多種光學染料能夠與根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的定向機構(gòu)的至少部分涂層(和片材)接觸。
再次參見圖2，除了包括至少部分地有序化液晶材料的至少一種至少部分涂層224之外，眼用元件220能夠進一步包括被插入在定向機構(gòu)223的至少一種至少部分涂層224的至少一部分與眼用基材222之間的取向機構(gòu)230。合適取向機構(gòu)和其制造方法的非限制性例子已在上面進行闡明。
另外，雖然在圖中未顯示，除了定向機構(gòu)之外，根據(jù)在這里公開的各種非限制性實施方案的光學元件能夠進一步包括插入在定向機構(gòu)的至少部分涂層的至少一部分與光學基材之間，或在取向機構(gòu)的至少一部分與光學基材之間的至少一種至少部分底涂層。此類涂料的非限制性例子在上面已詳細闡明。
現(xiàn)在參見圖3，另一個非限制性實施方案提供了包括光學基材332和連接到光學基材的至少一部分上的供光學染料用的定向機構(gòu)(一般標識為333)的光學元件(一般標識為330)。根據(jù)這一非限制性實施方案，定向機構(gòu)333包括具有大于6微米的厚度(一般標為335)和包括至少部分地有序化液晶材料的至少部分涂層334。此外，根據(jù)這一非限制性實施方案，至少部分涂層334能夠具有至少10微米的厚度335。根據(jù)仍然其它非限制性實施方案，至少部分涂層334能夠具有50微米至1000微米或更多的厚度335。以上詳細描述了制造此類涂層的非限制性方法和材料。
另一個非限制性實施方案提供了包括包含至少部分地有序化相分離聚合物的至少部分涂層的供光學染料用的定向機構(gòu)，相分離聚合物包括包含液晶材料(它的至少一部分在至少第一總方向上至少部分地有序化)的主體相和包含分布在主體相內(nèi)的液晶材料的客體相，其中客體相的液晶材料的至少一部分在總體上與至少第一總方向平行的至少第二總方向上至少部分地有序化。此外，根據(jù)這一非限制性實施方案，定向機構(gòu)能夠連接到光學基材而形成光學元件。例如，根據(jù)一個非限制性實施方案，提供包括光學基材和連接到光學基材的至少一部分上的供光學染料用的定向機構(gòu)的光學元件，定向機構(gòu)包括包含至少部分地有序化相分離聚合物的至少部分涂層。形成此類定向機構(gòu)的非限制性方法在上面已描述。
現(xiàn)在參見圖4，另一個非限制性實施方案提供了包括片材444的供光學染料用的定向機構(gòu)(一般標識為443)，片材444包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶聚合物446和包含分布在液晶聚合物446的至少一部分內(nèi)的至少部分地有序化液晶材料447，其中至少部分地有序化液晶材料447具有總體上與液晶聚合物446的至少第一總方向平行的至少第二總方向。根據(jù)一個非限制性實施方案，片材444能夠如以上所討論的相分離聚合物體系形成。另外地，根據(jù)另一個非限制性實施方案，片材444能夠通過前面討論的浸滲技術(shù)來形成。
雖然在這里沒有限制意味，如以上所討論，根據(jù)各種非限制性實施方案，片材能夠連接到光學基材的至少一部分。讓片材連接到光學基材的至少一部分上的非限制性方法包括層壓，熔融，模具內(nèi)澆鑄，粘合劑粘合，和它們的結(jié)合。在這里使用的術(shù)語“模具內(nèi)澆鑄”包括各種澆鑄技術(shù)，比如但不限于重疊模塑法，其中片材放置在模具中和在基材的至少一部分上形成(例如通過澆鑄)片材；和注塑法，其中基材是在片材周圍形成。
一個非限制性實施方案提供了包括光學基材和定向機構(gòu)的光學元件，該定向機構(gòu)包括一種片材，片材包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶聚合物和分布在至少部分地有序化液晶聚合物主體的至少一部分內(nèi)的具有至少第二總方向的至少部分地有序化液晶材料。此外，根據(jù)這一非限制性實施方案，至少第二總方向能夠總體上與液晶聚合物的至少第一總方向平行。如以上所討論，各種方法可用于將定向機構(gòu)的片材連接于光學基材。
另一個非限制性實施方案提供了包括包含聚合物和至少部分地有序化液晶材料的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層的供光學染料用的定向機構(gòu)。此外，如前面所討論，定向機構(gòu)能夠連接到光學基材的至少一部分。例如，一個非限制性實施方案提供了包括光學基材和連接到光學基材的至少一部分上的供光學染料用的定向機構(gòu)的光學元件，其中定向機構(gòu)包括包含聚合物和至少部分地有序化液晶材料的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層。以上闡述了形成包括至少部分地定向的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層的非限制性方法。
現(xiàn)在下面非限制性實施例中舉例說明在這里公開的各種非限制性實施例實施例1部分A通過在攪拌下將表I中所列的物質(zhì)按順序添加到燒杯中來形成在表I)中的兩種涂料組合物(表示為涂料組合物1和涂料組合物2)表I
(1)RM82是從EMD Chemicals，Inc獲得的液晶單體(LCM)，據(jù)報告具有C39H44O10的分子式。
(2)RM 105是從EMD Chemicals，Inc獲得的液晶單體(LCM)，據(jù)報告具有C23H26O6的分子式。
(3)RM 257是從EMD Chemicals，Inc獲得的液晶單體(LCM)，據(jù)報告具有C33H32O10的分子式。
(4)RM 23是從EMD Chemicals，Inc獲得的液晶單體(LCM)，據(jù)報告具有C23H23NO5的分子式。
(6)BYK-346添加劑是從BYK Chemie，USA獲得的硅氧烷表面活性劑，據(jù)報告是聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
(7)Irgacure819是從Ciba-Geigy Corporation獲得的光引發(fā)劑。
(8)LicristalE7是從EM industries獲得的液晶基團混合物更具體地說，涂料組合物1是非相分離聚合物體系，涂料組合物2是相分離聚合物體系，它包括包含以上所述液晶單體的主體相形成用材料和包含LicristalE7液晶基團的客體相形成用材料。
部分B將從CR-39單體(它從Homalite獲得)的聚合產(chǎn)物形成的尺寸為2”×2”×0.25”(5.08cm×5.08cm×0.635cm)的六個(6)方形試驗基材在液體皂和水的溶液中洗滌，用去離子水漂洗，和隨后用異丙醇漂洗。清洗的試驗基材進行干燥，然后在100毫升(mL)/分鐘的氧氣流速下在100瓦功率下用氧氣等離子體處理一分鐘。
部分C按如下方法在4個試驗基材的每一個上形成取向機構(gòu)。作為StaralignTM2200 CP4溶液從Huntsman Advanced Materials商購的光可取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)的溶液，它的標識據(jù)報告指在環(huán)戊酮中的4wt％，可通過將StaralignTM溶液經(jīng)2到3秒分配到基材上來施涂于各試驗基材的表面的一部分上。當StaralignTM溶液被分配到基材上，基材在800轉(zhuǎn)/分下旋轉(zhuǎn)2-3分鐘。然后，將涂敷的基材在已維持在130℃的烘箱中放置15分鐘。
在施涂后，光可取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)通過在使用UV Power PuckTM電光學輻射計(它可從Electronic Instrumentation and andTechnology，Inc.獲得)測量的18毫瓦/cm2的UVA(320-390nm)的峰強度下，暴露于線性偏振的紫外線輻射達1分鐘來至少部分地有序化。線性偏振的紫外線輻射的光源是BLAK-RAY Model B-100A長波UV燈。光源進行取向以使輻射線在與基材表面垂直的平面上是線性偏振的。在將光可取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少一部分有序化后，基材被冷卻到室溫和保持被覆蓋狀態(tài)。
部分D然后按照如下方法在部分C中制備的兩個(2)基材上形成涂料組合物1和2的涂層。對于每一種基材，由旋涂法將兩種涂料組合物中的一種施涂于在基材表面上的取向機構(gòu)的至少一部分上。更具體地說，將大約1mL的所選擇的涂料組合物分配到作為基材的取向機構(gòu)的至少一部分上，多余的量被排放掉，之后對于全部的樣品在400轉(zhuǎn)/分下旋轉(zhuǎn)3分鐘。在施涂涂料組合物后，將基材在45℃烘箱中放置長達60分鐘以使涂料組合物的各向異性材料的至少一部分與取向機構(gòu)定向。通過從烘箱中取出基材和使用從Edmund Industrial Optics獲得的兩種橫向極化膜膜(#45669)檢查基材(下面更詳細地描述)，在這一段時間中周期性地檢驗涂層的定向。
為了檢驗定向，將涂敷基材放置在橫向極化膜之間以使涂敷基材與兩個膜中的至少一個平行，這樣可見光透射這一構(gòu)型。當在經(jīng)由這一構(gòu)型觀察可見光源的同時兩個偏振片中的一個沿順時針方向或或逆時針方向旋轉(zhuǎn)45度時，通過觀察到透射可見光的增加來驗證至少部分定向。
在定向后，涂層通過固化來至少部分地固定。在涂料組合物2的固化過程中，當主體相形成用材料聚合后，客體相形成用材料的液晶基團與主體相形成用材料的液晶單體分離。所得涂層包括相分離的聚合物，后者包括有客體相(即液晶基團)分布在其中的液晶聚合物主體。
使用上述方法對于涂有涂料組合物1和涂料組合物2的基材測量定向的時間。結(jié)果(分鐘)列在表II中。
表II
表1的結(jié)果表明涂料組合物2的相分離聚合物體系在比涂料組合物1的液晶單體體系更短的時間中至少部分地定向。
實施例2通過使用在表III中列出的涂料參數(shù)，在以上部分C中制備的剩余四(4)個基材上形成涂料1或2的涂層。
表III
樣品4表示單個基材，在其上面施涂了第一涂料(A)和按照以上在表III所指示的那樣進行定向，形成樣品4(A)。之后，將附加涂層(B)施涂在第一種涂層(A)上和按照在表III中指示的那樣進行定向，形成樣品4(B)。因此，樣品4B有兩層施涂的涂層。
在涂層的施涂后，按照前面所述方法測定至少部分定向的時間。其后，通過用截止濾光片(篩選除去低于390納米的紫外線波長)覆蓋涂敷基材，讓截止濾光片在涂敷基材表面之上約1mm處，來將涂層進一步固化。將所得組裝件放置于紫外線傳送帶固化操作線(從EyeUltraviolet，Inc獲得)上并在兩個10”長度的“D型”400瓦特/英寸碘化鐵摻雜汞燈的下方以三英尺/分鐘的速度下輸送，一個燈位于傳送帶上方2.5”處和另一個燈位于傳送帶上方6.5”處。在固化過程中，UVA(320到390nm)的峰強度是0.239瓦/cm2和UVV(395到445nm)的峰強度是0.416瓦/cm2，通過使用UV Power Puck電光學輻射計測量，按前面所述。UV傳送帶固化操作線具有氮氣氛，其中氧含量低于100ppm。
如前面在實施例1中所討論，在涂料組合物2的固化過程中，客體相形成用材料與主體相形成用材料分離。此外，如以上所討論，對于使用涂料組合物1的樣品4(B)，重復兩次上述程序。
實施例3在實施例2中制備的樣品進一步進行分析，以便按下述方法評價定向的程度和涂層的厚度。通過使用檢驗定向的技術(shù)(前面描述過)按定性方式測定在每一個樣品上對于兩個區(qū)域“a”和“b”的每一個的定向程度，并給予“良好”，“差”或“非常差”的評級。
如下測定區(qū)域“a”和“b”的每一個的厚度。對于每一個樣品，用金剛石濕鋸在各區(qū)域“a”和“b”中取大約100微米厚度的橫截面。將各橫截面浸入到液體中，液體具有用裝有數(shù)字式攝象機的偏光顯微鏡檢驗到的1.498的折光指數(shù)。用Diagnostic Instruments Model3.2.0數(shù)字式攝象機拍取橫截面的顯微照片，通過使用點樣軟件3.5.6.2版本測定在基材上涂層的厚度。在折光指數(shù)液體中浸泡之后，樣品4(B)的涂層(B)與橫截面分離。將分離的涂層(B)切成樣條，通過使用裝有偏光顯微鏡和Spot軟件的上述數(shù)字式攝象機，在空氣中，在邊緣測量樣品的厚度。這些分析的結(jié)果列在表IV中。
表IV
實施例4通過重疊模塑方法，如下制備具有包括至少部分涂層的定向機構(gòu)的基材，涂層包括至少部分地有序化液晶材料。
部分A在攪拌下按照所列出的程序?qū)⒃诒鞻中列出的液晶單體(它們已描述在以上實施例1中)的每一種添加到燒杯中表V
然后將苯甲醚(7.0克)添加到燒杯中，所得混合物被加熱至60℃，加以攪拌，直到由目視觀察確定固體已溶解為止。所得液晶單體溶液具有65％固體含量。之后通過用空氣吹掃2小時除去基本上全部的溶劑，生產(chǎn)出重疊模塑溶液。
部分B按照實施例1的部分B的程序來清洗由CR-39單體制備的六基面(six-base)透鏡，不同的是在用氧等離子體處理之前透鏡在100℃的烘箱中干燥10分鐘。
部分C按照實施例1的部分C的程序來形成包括至少部分地有序化涂層的取向機構(gòu)，該涂層包括在透鏡表面上和在玻璃模具表面上的光可取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)，不同的是使用暴露于線性偏振的紫外光的90秒時間來將光可取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)至少部分地有序化。
部分D在按照步驟3中所述方法形成取向機構(gòu)后，將模具放置在平整表面上讓取向機構(gòu)面向上。將足以覆蓋模具表面的那一用量的重疊模塑溶液傾倒在模具的中心。將特氟隆環(huán)形套筒放置于模具邊緣上用作間隔片。將透鏡與模具鄰近放置以使在透鏡上的取向機構(gòu)接觸重疊模塑溶液，重疊模塑溶液鋪展開以填充在透鏡和模具之間的區(qū)域。使用夾具以形成組裝件，后者在45℃的烘箱中放置30分鐘以便讓液晶材料與取向機構(gòu)至少部分地定向。其后，將組裝件放置于已描述在實施例1的部分C中的紫外線傳送帶固化操作線上。在固化之后，從模具中取出涂敷透鏡。通過使用以上在實施例1的部分B中描述的正交偏振膜檢查涂敷透鏡，說明有良好的定向。
如下測定重疊模塑涂層的厚度。在中心與透鏡邊緣之間的中間的區(qū)域中從透鏡獲得橫截面。橫截面用1.550折光指數(shù)液體涂敷，放置在載玻片上和用蓋玻片覆蓋。通過使用Leitz偏光顯微鏡和Spot數(shù)字式攝象機進行涂層厚度的測量。以這些測量結(jié)果為基礎(chǔ)，涂層被測定具有61+/-5微米到65+/-5微米的厚度。
應(yīng)當理解的是，所給出的敘述和實施例僅僅舉例說明與清楚理解本發(fā)明有關(guān)的本發(fā)明各個方面。為了簡化本發(fā)明的敘述，為本領(lǐng)域中技術(shù)人員熟悉的和因此不促進對本發(fā)明的理解的本發(fā)明某些方面沒有在這里給出。
雖然本發(fā)明已經(jīng)就某些實施方案進行了描述，但是本發(fā)明不局限于所公開的具體實施方案或?qū)嵤├?，而是希望覆蓋在由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的全部改進形式。
權(quán)利要求
1.在眼用基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在眼用基材的至少一部分上形成第一至少部分涂層，第一種至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料；和在第一種至少部分涂層的至少一部分上形成至少一種附加的至少部分涂層，該至少一種附加的至少部分涂層包括具有總體上與至少第一總方向平行的至少第二總方向的至少部分地有序化液晶材料。
2.權(quán)利要求1的方法，其中形成第一種至少部分涂層包括將液晶材料施涂于眼用基材的至少一部分上；將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化以使液晶材料的至少部分地有序化部分具有至少第一總方向；和至少部分地固定液晶材料的至少一部分。
3.權(quán)利要求2的方法，其中施涂液晶材料包括下列方法中的至少一種旋涂，噴涂，噴霧和旋轉(zhuǎn)涂敷，幕涂，流涂，浸涂，注塑，澆鑄，輥涂，線涂，和重涂。
4.權(quán)利要求2的方法，其中將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化包括將該部分暴露于下列的至少一種磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，線性偏振的可見輻射和剪切力。
5.權(quán)利要求2的方法，其中至少部分地固定液晶材料的至少一部分包括通過讓該部分暴露于下列當中的至少一種來至少部分地固化該部分紫外線輻射，可見輻射，和熱能。
6.權(quán)利要求1的方法，其中形成至少一種附加的至少部分涂層包括將液晶材料施涂在第一種至少部分涂層的至少一部分上；將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化，以使至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料的至少部分地有序化部分具有總體上與第一種至少部分涂層的液晶材料的至少第一總方向平行的至少第二總方向；和至少部分地固定第二至少部分涂層的液晶材料的至少一部分。
7.權(quán)利要求6的方法，其中至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料與第一種至少部分涂層的液晶材料相同或不同。
8.權(quán)利要求6的方法，其中施涂液晶材料包括下列方法中的至少一種旋涂，噴涂，噴霧和旋轉(zhuǎn)涂敷，幕涂，流涂，浸涂，注塑，澆鑄，輥涂，線涂，和重涂。
9.權(quán)利要求6的方法，其中將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化包括將該部分用第一種至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料的至少一部分進行至少部分地定向。
10.權(quán)利要求9的方法，其中將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化進一步包括在至少部分地定向該部分的同時將該部分暴露于下列的至少一種磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，和線性偏振的可見輻射。
11.權(quán)利要求6的方法，其中至少部分地固定至少一種附加的至少部分涂層的液晶材料的至少一部分包括通過讓該部分暴露于下列當中的至少一種來至少部分地固化該部分紫外線輻射，可見輻射，和熱能。
12.權(quán)利要求1的方法，其中第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和大于20微米。
13.權(quán)利要求1的方法，其中該方法包括形成多個附加的至少部分涂層。
14.權(quán)利要求13的方法，其中形成多個附加的至少部分涂層包括相繼形成至少兩個附加的至少部分涂層。
15.權(quán)利要求1的方法，進一步包括在形成第一種至少部分涂層之前在眼用基材的至少一部分上形成至少一種至少部分底涂層。
16.權(quán)利要求1的方法，進一步包括在形成第一種至少部分涂層之前在眼用基材的至少一部分上布置取向機構(gòu)。
17.權(quán)利要求16的方法，其中布置取向機構(gòu)包括下列當中的至少一種在眼用基材的至少一部分上形成至少部分地有序化定向介質(zhì)的至少部分涂層；將至少部分地有序化聚合物片材施用到眼用基材的至少一部分上；至少部分地處理眼用基材的至少一個表面的至少一部分；和在眼用基材的至少一部分上形成蘭格繆爾-布羅杰特膜。
18.權(quán)利要求16的方法，其中取向機構(gòu)包括包含定向介質(zhì)的至少部分地有序化涂層，其中定向介質(zhì)選自光取向材料和摩擦取向材料。
19.權(quán)利要求18的方法，其中定向介質(zhì)是選自偶氮苯衍生物，肉桂酸衍生物，香豆素衍生物，阿魏酸衍生物，和聚酰亞胺中的光取向材料。
20.權(quán)利要求18的方法，其中定向介質(zhì)的至少一部分通過剪切力，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射和線性偏振的可見輻射當中的至少一種來至少部分地有序化。
21.權(quán)利要求16的方法，其中第一種至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料通過用取向機構(gòu)的至少一部分定向來至少部分地有序化，和至少一種附加的至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料通過用第一種至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料的至少一部分定向來至少部分地有序化。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的方法制造的定向機構(gòu)。
23.在光學基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在光學基材的至少一部分上形成第一至少部分涂層，第一種至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料；和在第一種至少部分涂層的至少一部分上形成至少一種附加的至少部分涂層，該至少一種附加的至少部分涂層包括具有總體上與第一種至少部分涂層的液晶材料的至少第一總方向平行的至少第二總方向的至少部分地有序化液晶材料；其中第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和大于20微米。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法制造的定向機構(gòu)。
25.在光學基材的至少一部分上制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括在光學基材的至少一部分上形成至少部分涂層，所述至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料，其中至少部分涂層具有大于6微米的厚度。
26.權(quán)利要求25的方法，其中在光學基材的至少一部分上形成至少部分涂層包括在光學基材的至少一部分上施涂液晶材料，以使液晶材料具有大于6微米的厚度，將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化以使液晶材料的至少部分地有序化部分具有至少第一總方向，和至少部分地固定液晶材料的至少一部分。
27.權(quán)利要求26的方法，其中將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化包括讓該部分暴露于磁場和電場當中的至少一種。
28.權(quán)利要求25的方法，其中在光學基材的至少一部分上形成至少部分涂層包括將光學基材的表面的至少一部分與透明模具的表面鄰近放置，以使光學基材的表面的一部分和透明模具的表面確定模塑區(qū)域；將液晶材料引入到模塑區(qū)域中以使液晶材料的至少一部分至少部分地涂敷光學基材的表面的至少一部分；將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化，以使液晶材料的至少部分地有序化部分具有至少第一總方向；至少部分地聚合液晶材料的至少一部分；和將光學基材和液晶材料與透明模具分離。
29.權(quán)利要求25的方法，其中在光學基材的至少一部分上形成至少部分涂層包括將液晶材料引入到透明模具的表面的至少一部分之上；讓液晶材料的至少一部分與光學基材的表面的至少一部分接觸，以使液晶材料的至少一部分在光學基材表面的一部分與透明模具表面的一部分之間流動和至少部分地涂敷光學基材表面的至少一部分；將液晶材料的至少一部分至少部分地有序化，以使液晶材料的至少部分地有序化部分具有至少第一總方向；至少部分地聚合液晶材料的至少一部分；和將光學基材和液晶材料與透明模具分離。
30.權(quán)利要求29的方法，其中透明模具表面的至少一部分和光學基材表面的至少一部分之中的至少一種包括具有至少第一總方向的取向機構(gòu)。
31.權(quán)利要求29的方法，其中光學基材是多視點、分段的鏡片。
32.根據(jù)權(quán)利要求25的方法制造的定向機構(gòu)。
33.在光學基材的至少一部分上制造包括含有相分離的聚合物的至少部分涂層的供光學染料所用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括將相分離聚合物體系施涂到光學基材的至少一部分上，相分離聚合物體系包括包含液晶材料的主體相形成用材料和包含液晶材料的客體相形成用材料；將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分進行至少部分地有序化，以使主體相形成用材料的至少部分地有序化部分具有第一總方向和客體相形成用材料的至少部分地有序化部分具有總體上與第一總方向平行的第二總方向；和利用聚合反應(yīng)誘導的相分離和溶劑誘導的相分離中的至少一種方式引起客體相形成用材料的至少一部分從主體相形成用材料的至少一部分分離。
34.權(quán)利要求33的方法，其中施涂相分離聚合物體系包括將包括主體相形成用材料、客體相形成用材料和至少一種常用溶劑的溶液施涂到光學基材的至少一部分上。
35.權(quán)利要求34的方法，其中主體相形成用材料是液晶聚合物和客體相形成用材料是與主體相形成用材料的液晶聚合物不同的液晶聚合物；和引起客體相形成用材料的至少一部分從主體相形成用材料的至少一部分的分離包括蒸發(fā)至少一種常用溶劑的至少一部分。
36.權(quán)利要求33的方法，其中主體相形成用材料是液晶單體和客體相形成用材料選自液晶基團和與主體相形成用材料的液晶單體不同的低粘度液晶單體；和引起客體相形成用材料的至少一部分從主體相形成用材料的至少一部分的分離包括聚合主體相形成用材料的液晶單體的至少一部分。
37.權(quán)利要求36的方法，其中聚合主體相形成用材料的液晶單體的至少一部分包括光誘導的聚合反應(yīng)和熱誘導的聚合反應(yīng)中的至少一種。
38.權(quán)利要求36的方法，其中客體相形成用材料是低粘度液晶單體，并且其中客體相形成用材料的至少一部分在聚合主體相形成用材料的液晶單體的至少一部分之后進行至少部分地聚合。
39.權(quán)利要求33的方法，其中主體相形成用材料包括選自液晶單體，液晶預(yù)聚物，和液晶聚合物中的液晶材料。
40.權(quán)利要求33的方法，其中客體相形成用材料包括選自液晶基團，液晶單體，液晶預(yù)聚物，和液晶聚合物中的液晶材料。
41.權(quán)利要求33的方法，其中將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分至少部分地有序化包括將這些部分暴露于下列這些中的至少一種磁場，電場，線性偏振的紅外輻射，線性偏振的紫外線輻射，線性偏振的可見輻射和剪切力。
42.權(quán)利要求33的方法，進一步包括在將相分離聚合物體系施涂在光學基材的至少一部分上之前將取向機構(gòu)布置在光學基材的至少一部分上。
43.權(quán)利要求42的方法，其中將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分至少部分地有序化包括將這些部分用取向機構(gòu)的至少一部分至少部分地定向。
44.權(quán)利要求42的方法，其中包括至少部分地有序化相分離聚合物的至少部分涂層具有15-20微米的厚度，并且將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分至少部分地定向包括等待低于30分鐘。
45.制造供光學染料用的定向機構(gòu)的方法，該方法包括形成下列片材，該片材包括具有第一總方向的至少部分地有序化液晶聚合物；和分布在至少部分地有序化液晶聚合物的至少一部分內(nèi)的具有第二總方向的至少部分地有序化液晶材料，其中第二總方向總體上與第一總方向平行。
46.權(quán)利要求45的方法，其中形成片材包括將相分離聚合物體系施涂到基材的至少一部分上，相分離聚合物體系包括包含液晶材料的主體相形成用材料和包含液晶材料的客體相形成用材料；將主體相形成用材料的至少一部分和客體相形成用材料的至少一部分進行至少部分地有序化，以使主體相形成用材料的至少部分地有序化部分具有至少第一總方向和客體相形成用材料的至少部分地有序化部分具有總體上與至少第一總方向平行的至少第二總方向；利用聚合反應(yīng)誘導的相分離和溶劑誘導的相分離中的至少一種方式引起客體相形成用材料的至少一部分從主體相形成用材料的至少一部分分離；和從基材上除去涂層而形成片材。
47.權(quán)利要求45的方法，其中形成片材包括形成具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶聚合物的片材；和將至少一種液晶基團浸滲到至少部分地有序化液晶聚合物的至少一部分中以使至少一種液晶基團的至少一部分具有總體上與至少第一總方向平行的至少第二總方向。
48.權(quán)利要求45的方法，其中形成片材包括形成液晶聚合物的片材；將至少一種液晶基團浸滲到液晶聚合物片材的至少一部分中；和將液晶聚合物的至少一部分和至少一種液晶基團的至少一部分進行至少部分地有序化，使得液晶聚合物的至少部分地有序化部分具有至少第一總方向和該至少一種液晶基團的至少部分地有序化部分具有總體上與至少第一總方向平行的至少第二總方向。
49.權(quán)利要求45的方法，其中定向機構(gòu)利用層壓，熔融，模內(nèi)澆鑄，和用粘合劑將片材的至少一部分粘結(jié)到光學基材上的方法之中的至少一種被連接到光學基材的至少一部分上。
50.制造包括包含互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層的定向機構(gòu)的方法，該方法包括將取向機構(gòu)布置在光學基材的至少一部分上；將可聚合的組合物和液晶材料施涂在取向機構(gòu)的至少一部分上；將液晶材料的至少一部分用取向機構(gòu)的至少一部分至少部分地定向；至少部分地固定液晶材料的至少一部分和可聚合組合物的至少一部分。
51.權(quán)利要求50的方法，其中在至少部分地固定可聚合組合物的至少一部分之前至少部分地固定液晶材料的至少一部分。
52.權(quán)利要求50的方法，其中在至少部分地固定可聚合組合物的至少一部分之后至少部分地固定液晶材料的至少一部分。
53.權(quán)利要求50的方法，其中基本上與至少部分地固定可聚合組合物的至少一部分同時地至少部分地固定液晶材料的至少一部分。
54.權(quán)利要求50的方法，其中可聚合組合物包括二羥基和異氰酸酯單體，并且液晶材料是液晶單體。
55.權(quán)利要求54的方法，其中至少部分地固定可聚合組合物的至少一部分包括通過讓該部分暴露于熱能并且至少部分地固定液晶材料的至少一部分包括讓該部分暴露于紫外線輻射。
56.眼用元件，包括眼用基材；和連接到眼用基材的至少一部分上的供光學染料用的定向機構(gòu)，定向機構(gòu)包括至少一種至少部分涂層，該涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料。
57.權(quán)利要求56的眼用元件，該眼用基材選自校正鏡片，非校正鏡片，部分地成形的透鏡，和透鏡坯料。
58.權(quán)利要求56的眼用元件，其中眼用基材選自未著色的，著色的，線性偏振，光致變色，或著色-光致變色型眼用基材。
59.權(quán)利要求56的眼用元件，其中眼用基材是有機眼用基材。
60.權(quán)利要求56的眼用元件，其中至少部分地有序化液晶材料具有多個區(qū)域，其中多個區(qū)域中的每一個具有與剩余區(qū)域相同或不同的總方向并且與它們一起形成一種設(shè)計或圖案。
61.權(quán)利要求56的眼用元件，其中定向機構(gòu)包括連接到眼用基材的至少一部分上的第一至少部分涂層，第一種至少部分涂層包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶材料；和連接到第一種至少部分涂層的至少一部分上的至少一種附加的至少部分涂層，該至少一種附加的至少部分涂層包括具有總體上與至少第一總方向平行的至少第二總方向的至少部分地有序化液晶材料。
62.權(quán)利要求61的眼用元件，其中第一種至少部分涂層具有0.5微米到20微米的厚度。
63.權(quán)利要求61的眼用元件，其中第一種至少部分涂層具有0.5微米到10微米的厚度。
64.權(quán)利要求61的眼用元件，其中第一種至少部分涂層具有2微米到8微米的厚度。
65.權(quán)利要求61的眼用元件，其中至少一種附加的至少部分涂層具有1微米到25微米的厚度。
66.權(quán)利要求61的眼用元件，其中至少一種附加的至少部分涂層具有5微米到20微米的厚度。
67.權(quán)利要求61的眼用元件，其中至少一種附加的至少部分涂層具有大于6微米的厚度。
68.權(quán)利要求61的眼用元件，其中至少一種附加的至少部分涂層具有至少10微米的厚度。
69.權(quán)利要求61的眼用元件，其中第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和是10微米-50微米。
70.權(quán)利要求61的眼用元件，其中第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和是20微米-40微米。
71.權(quán)利要求61的眼用元件，其中第一種至少部分涂層具有2微米到8微米的厚度并且至少一種附加的至少部分涂層的厚度是5微米到20微米。
72.權(quán)利要求61的眼用元件，其中第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和大于20微米。
73.權(quán)利要求61的眼用元件，其中第一種至少部分涂層的厚度和至少一種附加的至少部分涂層的厚度的總和是至少22微米。
74.權(quán)利要求61的眼用元件，其中定向機構(gòu)包括多個附加的至少部分涂層。
75.權(quán)利要求56的眼用元件，進一步包括插入在定向機構(gòu)的至少一種至少部分涂層的至少一部分與眼用基材之間的取向機構(gòu)，取向機構(gòu)包括包含至少部分地有序化定向介質(zhì)的至少部分涂層，其中至少部分地有序化定向介質(zhì)選自光取向材料和摩擦取向材料。
76.權(quán)利要求75的眼用元件，其中取向機構(gòu)具有多個區(qū)域，并且多個區(qū)域中的每一個具有與剩余區(qū)域相同或不同的總方向并且與它們一起形成一種設(shè)計或圖案。
77.權(quán)利要求56的眼用元件，其中光學染料與定向機構(gòu)的至少一部分接觸。
78.權(quán)利要求56的眼用元件，其中定向機構(gòu)的至少一種至少部分涂層進一步包括至少一種添加劑，添加劑選自定向促進劑，動力學增強添加劑，光引發(fā)劑，熱引發(fā)劑，聚合抑制劑，溶劑，光穩(wěn)定劑，熱穩(wěn)定劑，脫模劑，流變性能控制劑，流平劑，自由基清除劑，和粘合促進劑。
79.權(quán)利要求56的眼用元件，其中眼用元件進一步包括在定向機構(gòu)的至少一種至少部分涂層的至少一部分與眼用基材之間的至少一種底涂層。
80.光學元件，包括光學基材；和連接到光學基材的至少一部分之上的供光學染料用的定向機構(gòu)，該定向機構(gòu)包括厚度大于6微米的至少部分涂層并包括具有光學元件的至少第一總方向的至少部分地有序化的液晶材料。
81.權(quán)利要求80的光學元件，其中光學元件選自眼用元件，顯示元件，窗口，反光鏡，和有源和無源的液晶池元件。
82.權(quán)利要求80的光學元件，其中光學基材選自未著色的，著色的，線性偏振，光致變色，或著色-光致變色型光學基材。
83.權(quán)利要求80的光學元件，其中定向機構(gòu)的至少部分涂層具有至少10微米的厚度。
84.權(quán)利要求80的光學元件，其中定向機構(gòu)的至少部分涂層具有50微米到1000微米的厚度。
85.權(quán)利要求80的光學元件，其中至少部分涂層的至少部分地有序化液晶材料具有多個區(qū)域，和多個區(qū)域中的每一個具有與剩余區(qū)域相同或不同的總方向并且與它們一起形成一種設(shè)計或圖案。
86.權(quán)利要求80的光學元件，其中光學染料與至少部分地有序化液晶材料的至少一部分接觸。
87.權(quán)利要求80的光學元件，進一步包括插入在光學基材與定向機構(gòu)的至少部分涂層之間的取向機構(gòu)。
88.包括至少部分涂層的供光學染料用的定向機構(gòu)，涂層包括包括在至少第一總方向上至少部分地有序化的液晶材料的主體相；和分布在主體相內(nèi)的包括具有至少第二總方向的液晶材料的客體相，其中至少第二總方向總體上與至少第一總方向平行。
89.光學元件，包括光學基材；和包括連接到光學基材的至少一部分上的至少部分涂層的定向機構(gòu)，該至少部分涂層包括包含在至少第一總方向上至少部分地有序化的液晶材料的主體相，和分布在主體相之內(nèi)的包含具有至少第二總方向的液晶材料的客體相，其中至少第二總方向總體上平行于至少第一總方向。
90.權(quán)利要求89的光學元件，其中光學元件選自眼用元件，顯示元件，窗口，反光鏡，和有源和無源的液晶池元件。
91.權(quán)利要求89的光學元件，其中光學基材選自未著色的，著色的，線性偏振，光致變色，或著色-光致變色型光學基材。
92.權(quán)利要求89的光學元件，其中至少部分涂層具有1微米到100微米的厚度。
93.權(quán)利要求89的光學元件，其中至少部分涂層具有10微米到50微米的厚度。
94.權(quán)利要求89的光學元件，其中至少部分涂層具有20微米到40微米的厚度。
95.權(quán)利要求89的光學元件，其中取向機構(gòu)被插入在定向機構(gòu)的至少部分涂層的至少一部分與光學基材的至少一部分之間。
96.權(quán)利要求95的光學元件，其中取向機構(gòu)具有多個區(qū)域，并且多個區(qū)域中的每一個具有與剩余區(qū)域相同或不同的總方向并且與它們一起形成一種設(shè)計或圖案。
97.權(quán)利要求89的光學元件，其中光學染料與定向機構(gòu)的至少一部分接觸。
98.供光學染料用的定向機構(gòu)，包括片材，該片材包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶聚合物，和分布在至少部分地有序化液晶聚合物的至少一部分內(nèi)的具有至少第二總方向的至少部分地有序化液晶材料，其中至少第二總方向總體上與至少第一總方向平行。
99.光學元件，包括光學基材；和連接到光學基材的至少一部分上的供光學染料用的定向機構(gòu)，該定向機構(gòu)包括片材，片材包括具有至少第一總方向的至少部分地有序化液晶聚合物，和分布在至少部分地有序化液晶聚合物的至少一部分內(nèi)的具有至少第二總方向的至少部分地有序化液晶材料，其中至少第二總方向總體上與至少第一總方向平行。
100.權(quán)利要求99的光學元件，其中光學元件選自眼用元件，顯示元件，窗口，反光鏡，和有源和無源的液晶池元件。
101.權(quán)利要求99的光學元件，其中光學染料與定向機構(gòu)的至少一部分接觸。
102.包括至少部分涂層的供光學染料用的定向機構(gòu)，該涂層包括包含聚合物和具有至少第一總方向的至少部分地有序化的液晶材料的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。
103.光學元件，包括光學基材；和連接到光學基材的至少一部分之上的供光學染料用的定向機構(gòu)，該定向機構(gòu)包括包含互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的至少部分涂層和具有至少第一總方向的至少部分地有序化的液晶材料，該互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)包括聚合物。
104.權(quán)利要求103的光學元件，其中光學元件選自眼用元件，顯示元件，窗口，反光鏡，和有源和無源的液晶池元件。
105.權(quán)利要求103的光學元件，其中光學基材選自未著色的，著色的，線性偏振，光致變色，或著色-光致變色型光學基材。
106.權(quán)利要求103的光學元件，其中光學染料與定向機構(gòu)的至少一部分接觸。
全文摘要
在這里公開的各種非限制性實施方案提供了連接到光學基材上的供光學染料用的定向機構(gòu)的制造方法。例如，一個非限制性實施方案提供了通過在基材的至少一部分上形成包括至少部分地有序化液晶材料的至少一種至少部分涂層，制造一種連接到光學基材如眼用基材的至少一部分上的供光學染料用的定向機構(gòu)的方法。其它非限制性實施方案涉及包括光學染料所用的定向機構(gòu)的一些光學元件，比如但不限于眼用元件。另一其它非限制性實施方案提供了包括至少部分地有序化液晶材料的涂層或片材的供光學染料用的定向機構(gòu)。
文檔編號G02F1/1335GK1839329SQ200480024031
公開日2006年9月27日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者A·庫馬爾, P·C·福勒, 邵際平 申請人:光學轉(zhuǎn)變公司