[发明专利]液晶基元偏振片

说明书

本发明涉及用于眼科镜片的偏振滤光片。该偏振滤光片包括直接或通过粘合剂层涂覆在延迟膜上的液晶基元层。本发明还公开了通过使用薄膜或薄片形成的偏振滤光片，该薄膜或薄片在光源和液晶基元层之间(例如，胆甾型液晶基元层)具有限定的延迟水平，多层层压制件结构显示了透射通过液晶基元层压制件结构的光线的线性偏振，因此，可用于眼科镜片，例如，眼镜用镜片或眼镜镜片。偏振滤光片通过允许偏振滤光片的透射率接近理论上的最大透射率而提高了性能。

相关申请

本申请要求2019年3月15日提交的标题为“液晶基元偏振片(MesogenPolarizer)”的美国临时申请序列号62/819,377的优先权，该申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及液晶基元(mesogen)偏振片在眼科镜片(例如眼镜用镜片或眼镜镜片)中的应用，以及液晶基元偏振片的制备方法。

背景技术

对于大多数美国人来说，太阳镜是普遍存在的户外配件，并且其在全世界范围内普遍使用。它们一般可分为两类：一类是纯粹的有色产品，另一类是具有偏振滤光片功能的产品。有色产品通过对光线的宽频带衰减来减少透射到眼睛的可见光量，其与光线的偏振无关。相比之下，偏光太阳镜采用了基于光线的偏振有选择地吸收或反射光线的附加过滤元件。这有利于消除诸如水、湿路和雪等表面反射的阳光眩光。反射眩光的消除对使用者的舒适度和安全都有好处。例如，路面反射的眩光会对视力产生不利影响，导致司机本能地意外减速，从而增加与驾驶员后面的车辆碰撞的风险。除了舒适度和安全方面，太阳镜还是一种重要的时尚元素。许多使用者把太阳镜视为纯粹出于审美原因而影响选择颜色和透射率的配件。

目前的偏光太阳镜是由聚乙烯醇偏振滤光片制成的。WO2008111702A1和WO1999036814A1提供了制造PVA偏振膜的描述，其通过引用并入本文。在这种设计中，通过用碘或二色性染料掺杂PVA，并通过拉伸PVA膜来取向染料分子，从而产生偏振效应。二色性染料通常吸收非透射偏振的光。然而，它们也吸收一些高透射轴上的光。其结果是膜具有潜在影响镜片美观的固有颜色。这在图1中示意性地示出。镜片的偏振效率(PE)由以下关系式给出(根据ISO 8980-3:2013(E))：

公式1偏振效率

其中τ_H是最大光透射率，τ_O是通过线性偏振滤光片过滤的光线的最小光透射率，该线性偏振滤光片旋转至定位最大和最小光透射状态。还可以通过使用给定波长处的最大和最小透射率来计算给定波长的PE。理想偏振片(PE＝100％)的理论最大透射率为50％，即非透射取向的所有光线被吸收或反射，而最大透射取向的所有光线被透射。如图1中最右边的线条所示，透射率增加超过50％需要降低PE。

为了模拟非偏振染料的效果，对不同的色调(tint)水平进行了计算，不同的性能曲线如图1所示。色调的含义是透射损失的百分比。例如，30％的色调意味着没有任何偏振功能的镜片将具有70％的最大透射率。这也可以被认为是表示由于二色性染料在高透射轴上吸收一些光线而造成的损失。许多市售PVA膜的性能如图1所示。

显而易见的是性能的限制—性能最好的产品显示出大于20％的色调的等效透射损失。这对镜片的美感有影响。为了获得任意的颜色，首先必须对偏振染料造成的残余颜色进行潜在的补偿，或者找到满足所需颜色要求的二色性染料。此外，它还影响到可以在眼科镜片上添加的其他功能，例如，由于调节透射要求而引起的光致变色或电致变色。

因此，需要开发替代的偏振片和/或偏振技术，以更好地将光透射与PE分离，从而使性能更接近理论最大值。

发明内容

本发明涉及液晶基元偏振片在眼科镜片(例如眼镜用镜片或眼镜镜片)中的应用，以及液晶基元偏振片的制备方法。