[发明专利]表现出二向色性的取向聚合物片材和包含其的制品

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求了于2006年8月1日提交的美国临时专利申 请No.60/821,028的优先权并且是于2004年5月17日提交的美国专 利申请No.10/846,650的部分继续申请，所述部分继续申请要求了于 2003年7月1日提交的美国临时专利申请No.60/484,100的优先权。

发明领域

本发明涉及一种可用作多层复合体例如光学制品中的组 件的包括光致变色二向色性材料的取向聚合物片材。

发明背景

传统的线偏振元件例如用于太阳镜的线偏振透镜和线偏 振过滤器通常由包含二向色性材料例如二向色性染料的拉伸的聚合物 片材形成。因此，传统的线偏振元件是具有单个线偏振状态的静态元 件。因此，当传统的线偏振元件暴露在合适波长的无规偏振辐射或反 射辐射下时，透过元件的一定百分比的辐射将被线偏振。这里使用的 术语“线偏振”是指将光波的电矢量的振动限定在一个方向或平面上。

另外，传统的线偏振元件通常是着色的。即，传统的线偏 振元件可以包含着色剂(即二向色性材料)并且具有不响应于光化辐 射而变化的吸收光谱。这里使用的术语“光化辐射”是指电磁辐射， 例如但不限于能够造成响应的紫外和可见光辐射。传统的线偏振元件 的颜色将取决于用于形成元件的着色剂，并且最通常为中性色(例如 褐色或灰色)。因此，尽管传统的线偏振元件由于它们的着色而因此 可用于减少反射的眩光，但它们并不十分适合于在某些低-光条件下使 用。另外，由于传统的线偏振元件仅具有单个着色的线偏振状态，因 此它们在它们储存或显示信息的能力方面可能是有限的。

如上所述，可以使用包含二向色性材料的拉伸聚合物薄膜 的片材形成传统的线偏振元件。这里使用的术语“二向色性”是指能 够吸收至少被透过的辐射的两个正交平面偏振分量中的一个比另一个 更强烈。因此，尽管二向色性材料能够优先吸收传输辐射的两个正交 平面偏振分量的其中一个，但如果二向色性材料的分子没有适宜地定 位或排列，则将不会实现被透过的辐射的净线偏振。即是说，由于二 向色性材料的分子的无规定位，因此通过单个分子的选择性吸收将彼 此消除以致于不会实现净或全部的线偏振效应。因此，通常需要适宜 地定位或排列二向色性材料的分子以实现净线偏振。

排列二向色性染料分子的一种常用方法涉及将聚乙烯醇 (“PVA”)的片材或层加热以使PVA软化，并且然后将片材拉伸以使 PVA聚合物链取向。此后，将二向色性染料浸渍到拉伸的片材中并且 染料分子呈现聚合物链的取向。即是说，染料分子变成排列的，使得 染料分子的长轴通常与取向聚合物链平行。作为选择，二向色性染料 可以首先浸渍到PVA片材中，并且随后可以如上所述将片材加热并且 拉伸以使PVA聚合物链和连带的染料取向。以该方式，二向色性染料 分子可以在PVA片材的取向聚合物链中适宜地定位或排列，并且可以 实现净线偏振。即是说，可以使得PVA片材将被透过的辐射线偏振， 或者换句话说可以形成线偏振过滤器。

与上述二向色性元件相反，使用传统热可逆的光致变色材 料形成的传统光致变色元件例如光致变色透镜通常能够响应于光化辐 射从第一状态例如“透明状态”转变到第二状态例如“有色状态”， 并且响应于热能返回到第一状态。这里使用的术语“光致变色”是指 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。因 此，传统的光致变色元件通常十分适用于低-光和明亮条件。然而，不 包括线偏振过滤器的传统光致变色元件通常不适于线偏振辐射。即是 说，在任一状态中，传统光致变色元件的吸收比通常小于2。这里使 用的术语“吸收比”是指在第一平面中线偏振的辐射的吸收率与在垂 直于第一平面的平面中线偏振的相同波长辐射的吸收率的比例，其中 第一平面被看作是具有最高吸收率的平面。因此，传统光致变色元件 不能将反射的眩光减少至与传统线偏振元件相同的程度。另外如前所 述，传统光致变色元件可能具有有限的储存或显示信息的能力。

因此，将有利的是提供适于表现出线偏振和光致变色性能 的元件和器件。另外，将有利的是提供适于表现出线形、环形或椭圆 形偏振以及光致变色性能的元件和器件。

发明概述

本发明涉及一种包含光致变色-二向色性材料的取向聚合 物片材，其中该片材在活化态表现出二向色性。