DE112007001526T5 - Optischer Artikel mit einer Perlenschicht - Google Patents

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Abstract

Optischer Artikel mit:
einem Substrat, das ein Reflexionspolarisationselement aufweist, das Licht mit einem ersten Polarisationszustand bevorzugt reflektiert und Licht mit einem zweiten Polarisationszustand bevorzugt durchläßt;
und
einer auf dem Substrat angeordneten Perlenschicht, wobei die Perlenschicht durchsichtiges Bindemittel und mehrere darin dispergierte durchsichtige Perlen aufweist;
wobei die Perlen in einer Menge von etwa 100 bis etwa 210 Gewichtsteilen je etwa 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorhanden sind;
wobei eine mittlere Bindemitteldicke über einen linearen Inch innerhalb von etwa 60% eines mittleren Radius der Perlen liegt; und
wobei ein Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht im Vergleich zu einem Normalwinkelgewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, erhöht ist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Offenbarung betrifft optische Artikel, die ein Polarisationselement und eine Kügelchen- bzw. Perlenschicht aufweisen.
  • HINTERGRUND
  • Anzeigebauelemente, z. B. Flüssigkristallanzeige-(LCD) Bauelemente, kommen in vielfältigen Anwendungen zum Einsatz, darunter z. B. in Fernsehgeräten, Handheld-Geräten, Digitalkameras, Videokameras und Computermonitoren. Anders als eine traditionelle Kathodenstrahlröhre (CRT) ist ein LCD-Bildschirm nicht selbstleuchtend und erfordert daher mitunter eine hintergrundbeleuchtende Anordnung oder eine "Hintergrundbeleuchtung". Normalerweise koppelt eine Hintergrundbeleuchtung Licht von einer oder mehreren Quellen (z. B. von einer Kaltkathodenleuchtstoffröhre (CCFT) oder von Leuchtdioden (LEDs)) mit einem im wesentlichen planaren Ausgang. Der im wesentlichen planare Ausgang ist dann mit dem LCD-Bildschirm gekoppelt.
  • Oft wird die Leistung einer LCD anhand ihrer Helligkeit beurteilt. Die Helligkeit einer LCD läßt sich verstärken, indem eine größere Anzahl von Lichtquellen oder hellere Lichtquellen verwendet werden. Bei großflächigen Anzeigen ist es oft notwendig, eine LCD-Hintergrundbeleuchtung vom Typ mit direkter Beleuchtung ("direct-lit") zu verwenden, um die Helligkeit beizubehalten, da der für Lichtquellen verfügbare Raum linear mit dem Umfang steigt, während die beleuchtete Fläche als Quadrat des Umfangs zunimmt. Daher verwenden LCD-Fernseher normalerweise eine direkte Hintergrundbeleuchtung anstelle einer LCD-Hintergrundbeleuchtung vom Typ mit Lichtleiter und Kantenbeleuchtung. Zusätzliche Lichtquellen und/oder eine hellere Lichtquelle können mehr Energie verbrauchen, was dem Vermögen entgegenwirkt, die Energiezuteilung für das Anzeigebauelement zu verringern. Für tragbare Geräte kann dies mit einer verkürzten Batterielebensdauer korrelieren. Andererseits können sich durch Zufügen einer Lichtquelle zum Anzeigebauelement die Produktkosten und das Gewicht erhöhen, und es kann mitunter zu einer reduzierten Zuverlässigkeit des Anzeigebauelements kommen.
  • Steigern läßt sich die Helligkeit einer LCD auch durch effiziente Nutzung des Lichts, das im LCD-Bauelement zur Verfügung steht (um z. B. mehr vom verfügbaren Licht im Anzeigebauelement entlang einer bevorzugten Betrachtungsachse zu richten). Beispielsweise hat VikuitiTM Brightness Enhancement Film (BEF) (Helligkeitsverstärkungsfilm) von 3M Company prismatische Oberflächenstrukturen, die einen Teil des die Hintergrundbeleuchtung außerhalb des Betrachtungsbereichs verlassenden Lichts im wesentlichen entlang der Betrachtungsachse umlenken. Mindestens ein Teil des Restlichts wird über Mehrfachreflexionen eines Teils des Lichts zwischen BEF und reflektierenden Komponenten der Hintergrundbeleuchtung, z. B. ihrem Rückseitenreflektor, recycelt. Dies führt zu einem optischen Gewinn (Verstärkung) im wesentlichen entlang der Betrachtungsachse und ergibt zudem eine verbesserte räumliche Gleichmäßigkeit der Beleuchtung der LCD. Somit ist BEF vorteilhaft, da er z. B. die Helligkeit verstärkt und die räumliche Gleichmäßigkeit verbessert. Für ein batteriegespeistes tragbares Gerät kann dies zu längeren Laufzeiten oder einer kleineren Batteriegröße sowie einem Display führen, das bessere Betrachtungseigenschaften hat.
  • Eine weitere Art von optischem Element, das zur Verstärkung der Helligkeit einer verwendet werden kann, ist ein Reflexionspolarisator. Normalerweise reflektieren Reflexionspo larisatoren Licht mit einer Polarisation für einen bestimmten Wellenlängenbereich und lassen Licht mit einer unterschiedlichen Polarisation im wesentlichen durch. Bei Verwendung von Reflexionspolarisatoren in Verbindung mit Hintergrundbeleuchtungen in Flüssigkristallanzeigen zur Helligkeitsverstärkung der Anzeige kann ein Reflexionspolarisator zwischen einer Hintergrundbeleuchtung und einem Flüssigkristallanzeigebildschirm plaziert sein. Durch diese Anordnung kann Licht mit einer Polarisation den Anzeigebildschirm durchlaufen und Licht mit der anderen Polarisation durch die Hintergrundbeleuchtung recycelt oder von einer hinter der Hintergrundbeleuchtung positionierten reflektierenden Oberfläche reflektiert werden, was dem Licht die Gelegenheit gibt, zu depolarisieren und den Reflexionspolarisator zu durchlaufen.
  • Ein Beispiel für einen Polarisator weist einen Stapel von Polymerschichten mit verschiedenartigen Zusammensetzungen auf, z. B. VikuitiTM Dual Brightness Enhancement Film (DBEF) von 3M Company. In einer Konfiguration verfügt dieser Stapel von Schichten über einen ersten Satz doppelbrechender Schichten und einen zweiten Satz von Schichten mit einer isotropen Brechzahl. Der zweite Satz von Schichten wechselt sich mit den doppelbrechenden Schichten ab, um eine Folge von Grenzflächen zum Reflektieren von Licht zu bilden. Eine weitere Art von Reflexionspolarisator weist kontinuierliche/phasendisperse Reflexionspolarisatoren auf, die ein erstes Material haben, das in einem kontinuierlichen zweiten Material dispergiert ist, das eine Brechzahl für eine Lichtpolarisation hat, die sich von der entsprechenden Brechzahl des ersten Materials unterscheidet, z. B. VikuitiTM Diffuse Reflective Polarizer Film (DRPF) von 3M Company. Andere Reflexionspolarisatorarten weisen andere Linearreflexionspolarisatoren auf, z. B. Drahtgitterpolarisatoren und zirkulare Reflexionspolarisatoren, z. B. cholesterische Flüssigkristallpolarisatoren.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • In einer Realisierung betrifft die Offenbarung einen optischen Artikel mit einem Substrat, das ein Reflexionspolarisationselement aufweist, das Licht mit einem ersten Polarisationszustand bevorzugt reflektiert und Licht mit einem zweiten Polarisationszustand bevorzugt durchläßt, und einer auf dem Substrat angeordneten Kügelchen- bzw. Perlenschicht. Die Perlenschicht weist durchsichtiges Bindemittel und mehrere darin dispergierte durchsichtige Kügelchen bzw. Perlen auf. In dieser exemplarischen Ausführungsform sind die Perlen in einer Menge von etwa 100 bis etwa 210 Gewichtsteilen je etwa 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorhanden, und eine mittlere Bindemitteldicke über einen linearen Inch (Zoll, entsprechend etwa 2,54 cm) liegt innerhalb von etwa 60% eines mittleren Radius der Perlen. Der Normal-(Senkrecht-)Winkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht ist im Vergleich zu einem Normalwinkelgewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, erhöht.
  • In einer weiteren Realisierung betrifft die Offenbarung einen optischen Artikel mit einem Substrat, das ein Reflexionspolarisationselement aufweist, das Licht mit einem ersten Polarisationszustand bevorzugt reflektiert und Licht mit einem zweiten Polarisationszustand bevorzugt durchläßt, und einer auf dem Substrat angeordneten Perlenschicht. Die Perlenschicht weist durchsichtiges Bindemittel und mehrere darin dispergierte durchsichtige Perlen auf. In dieser exemplarischen Ausführungsform sind die Perlen in einer Menge von etwa 100 bis etwa 210 Gewichtsteilen je etwa 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorhanden, und ein Trockengewicht der Perlenschicht beträgt etwa 5 bis etwa 50 g/m2. Der Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht ist im Vergleich zu einem Gewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, erhöht.
  • In noch einer weiteren Realisierung betrifft die Offenbarung einen optischen Artikel mit einem Substrat, das ein Reflexionspolarisationselement aufweist, das Licht mit einem ersten Polarisationszustand bevorzugt reflektiert und Licht mit einem zweiten Polarisationszustand bevorzugt durchläßt, und einer auf dem Substrat angeordneten Perlenschicht. Die Perlenschicht weist durchsichtiges Bindemittel und mehrere darin dispergierte durchsichtige Perlen auf. In dieser exemplarischen Ausführungsform sind die Perlen in einem Volumenanteil von etwa 45 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-% der Beschichtung vorhanden, und eine mittlere Bindemitteldicke über einen linearen Inch liegt innerhalb von etwa 60% eines mittleren Radius der Perlen. Der Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht ist im Vergleich zu einem Gewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, erhöht.
  • Diese und weitere Aspekte der optischen Filme und optischen Bauelemente der Erfindung gehen für den Fachmann aus der nachfolgenden näheren Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen deutlicher hervor.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Um dem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung besser zu verdeutlichen, wie die Erfindung herzustellen und zu verwenden ist, werden nachstehend exemplarische Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Querschnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Films,
  • 2 eine schematische Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Films;
  • 3 eine schematische Querschnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Films;
  • 4 eine schematische Querschnittansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Films; und
  • 5 eine schematische Querschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hintergrundbeleuchteten Anzeige;
  • 6 ein Diagramm der Beziehung zwischen Gewinn bzw. Verstärkung eines offenbarungsgemäßen optischen Artikels und dem Perlenschicht-Beschichtungsgewicht;
  • 7 das Diagramm von 6 zusammen mit der Kurve einer Funktionsform, die dieser Funktionsbeziehung nahekommt;
  • 8 ein Diagramm der Beziehung zwischen Durchlässigkeit (Transmission) und Trübung eines offenbarungsgemäßen optischen Artikels und dem Perlenschicht-Beschichtungsgewicht;
  • 9 ein Diagramm der Beziehung zwischen prozentuellem Hohlraumflächenverhältnis eines offenbarungsgemäßen optischen Artikels und dem Perlenschicht-Beschichtungsgewicht;
  • 10A und 10B Mikroaufnahmen zweier Proben einer offenbarungsgemäßen Perlenschicht mit 4,25% Hohlraumflächenverhältnis bzw. 0,78% Hohlraumflächenverhältnis.
  • NÄHERE BESCHREIBUNG
  • Es wird davon ausgegangen, daß die Erfindung auf optische Artikel anwendbar ist, die in einigen exemplarischen Ausführungsformen optische Filme, die optischen Artikel enthaltende Bauelemente und Verfahren zur Herstellung und Verwendung der optischen Artikel sein können. Außerdem betrifft die Erfindung optische Artikel mit mindestens einer Perlenschicht und einem Reflexionspolarisationselement, die optischen Artikel enthaltende Bauelemente, z. B. Anzeigen, und Verfahren zur Herstellung und Verwendung der optischen Artikel. Wenngleich die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, werden verschiedene Aspekte der Erfindung aus einer nachfolgenden Diskussion der Beispiele deutlich.
  • Für die folgende Beschreibung sollten die Zeichnungen zugrunde gelegt werden, in denen gleiche Elemente in unterschiedlichen Zeichnungen die gleichen Bezugszahlen tragen. Die Zeichnungen, die nicht unbedingt maßstäblich sind, zeigen ausgewählte veranschaulichende Ausführungsformen und sollen den Schutzumfang der Offenbarung nicht einschränken. Obwohl Beispiele für Aufbau, Maße und Materialien für die verschiedenen Elemente veranschaulicht sind, wird der Fachmann erkennen, daß viele der vorgestellten Beispiele geeignete Alternativen haben, die genutzt werden können.
  • Sofern nicht anders angegeben, sind alle Zahlenangaben als Ausdruck von Merkmalsgrößen, Mengen und physikalischen Eigenschaften, die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, so zu verstehen, als seien sie in allen Fällen durch den Begriff "etwa" näher bestimmt. Somit sind, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist, die in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen aufgeführten zahlenmäßigen Parameter Näherungswerte, die in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften variieren können, die der Fachmann, der die hierin offenbarten Lehren nutzt, anstrebt.
  • Zur Angabe von Zahlenbereichen durch Endpunkte gehören alle in diesem Bereich eingeschlossenen Zahlen (z. B. gehören zu 1 bis 5 die Zahlen 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 und 5) und jeder Bereich in diesem Bereich.
  • Im Gebrauch in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen schließen die Singularformen des unbestimmten und bestimmten Artikels Ausführungsformen mit Bezugsobjekten im Plural ein, sofern der Inhalt nicht eindeutig anderes verlangt. Beispielsweise schließt der Verweis auf "einen Film" Ausführungsformen mit einem, zwei oder mehr Filmen ein. Im Gebrauch in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird der Begriff "oder" allgemein in seinem Sinn gebraucht, zu dem auch "und/oder" gehört, sofern der Inhalt nicht eindeutig anderes verlangt.
  • Im Gebrauch im Zusammenhang mit der Erfindung bezeichnet "Verstärkung" bzw. "Gewinn" das Verhältnis (a:b) der (a) Leuchtdichte einer Hintergrundbeleuchtung oder Anzeige über einen gewünschten Wellenlängenbereich in einem speziellen Be trachtungswinkel (im Hinblick auf eine Normal-(senkrechte) Achse) zur (b) Leuchtdichte der gleichen Hintergrundbeleuchtung oder Anzeige über den gewünschten Wellenlängenbereich im speziellen Betrachtungswinkel (im Hinblick auf eine Normalachse) allein, d. h. ohne den optischen Artikel.
  • "Normalwinkelverstärkung" bzw. "Normalwinkelgewinn" bezeichnet die Leuchtdichteverstärkung bzw. den Leuchtdichtegewinn bei einem Betrachtungswinkel, der normal (senkrecht) zur Anzeige ist, oder bei 90 Grad relativ zu einer Hauptebene oder -fläche des optischen Artikels.
  • "Kontrastverhältnis" kann wie folgt definiert werden: Für eine bestimmte Betrachtungsrichtung ist ein Kontrastverhältnis als Verhältnis der Lichtstärke des hellsten Weiß und dunkelsten Schwarz definiert, die auf einem Bildschirm angezeigt werden können. Normalerweise mißt man das Kontrastverhältnis für eine spezifische Stelle auf einem Bildschirm, wobei die Anzeige auf das hellste Weiß und dunkelste Schwarz getrennt angesteuert wird.
  • 1 veranschaulicht schematisch einen optischen Artikel 100 mit einem Substrat 102 mit einem Reflexionspolarisationselement und mindestens einer Kügelchen- bzw. Perlenschicht 104, die in einem Bindemittel 108 dispergierte Kügelchen bzw. Perlen 106 enthält. Das Substrat kann ein flexibler Film oder eine steife Platte sein. Eine (mehrere) Perlenschicht(en) können z. B. direkt auf einer Hauptfläche des Reflexionspolarisationselements angeordnet oder eine zusätzliche Schicht kann im Substrat vorgesehen sein. Jede Perlenschicht kann z. B. auf das Reflexionspolarisationselement aufgetragen, zusammen mit dem Reflexionspolarisationselement gebildet (z. B. koextrudiert) oder auf einer zusätzlichen Schicht angeordnet sein, die an einem Reflexionspolarisationselement z. B. mit Hilfe eines geeigneten Klebers angebracht ist.
  • Perlenschicht
  • Festgestellt wurde, daß die Zugabe von Perlen (Kügelchen) in einem Bindemittel, das im optischen Weg von Licht liegt, das durch das Reflexionspolarisationselement polarisiert wird, für einige vorteilhafte optische oder mechanische Eigenschaften sorgt. Zu diesen Eigenschaften zählen z. B. Gewinnverbesserung, Kontrastverbesserung, Reduzierung oder Beseitigung von Durchtränken und Newtonschen Ringen, Diffusion sowie Farbabdeckung und -mittelung. Vorzugsweise haben die Perlen und das Bindemittel eine niedrige Doppelbrechung, und die Perlenschicht ist polarisationserhaltend.
  • Normalerweise sind die in der Perlenschicht enthaltenen Perlen feste Artikel, die im wesentlichen durchsichtig und vorzugsweise durchsichtig sind. Sie können aus jedem geeigneten durchsichtigen Material hergestellt sein, das dem Fachmann bekannt ist, beispielsweise aus organischen (z. B. Polymer-) oder anorganischen Materialien. Zu einigen exemplarischen Materialien zählen u. a. anorganische Materialien, beispielsweise Siliciumoxid (z. B. ZeeospheresTM, 3M Company, St. Paul, MN), Natriumaluminiumsilicat, Aluminiumoxid, Glas, Talkum, Legierungen von Aluminiumoxid und Siliciumoxid, und Polymermaterialien, beispielsweise Flüssigkristallpolymere (z. B. VectramTM Flüssigkristallpolymer von Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, Tenn.), amorphes Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Copolymer, vernetzte Polystyrolteilchen oder Polystyrolcopolymere, Polydimethylsiloxan, vernetztes Polydimethylsiloxan, Polymethylsilsesquioxan und Polymethylmethacrylat (PMMA), vorzugsweise vernetztes PMMA, oder alle geeigneten Kombinationen dieser Materialien. Zu anderen geeigneten Materialien gehören anorganische Oxide und Polymere, die im wesentlichen unmischbar sind und keine schädlichen Reaktionen (Abbau) im Material der Schicht während der Verarbeitung der teilchenhaltigen Schichten verursachen, bei den Verarbeitungstemperaturen nicht thermisch abgebaut werden und im wesentlichen kein Licht in der oder den interessierenden Wellenlängen absorbieren.
  • Allgemein haben die Perlen einen mittleren Durchmesser im Bereich von z. B. 5 bis 50 μm. Normalerweise haben die Teilchen einen mittleren Durchmesser im Bereich von 12 bis 30 μm oder in einigen Ausführungsformen 12 bis 25 μm. In zumindest einigen Fällen sind kleinere Perlen bevorzugt, da dadurch mehr Perlen je Volumeneinheit der Beschichtung zugegeben werden können, was oft für eine rauhere oder gleichmäßiger rauhe Oberfläche oder mehr Lichtstreuzentren sorgt. In einigen Ausführungsformen kann die Perlengrößenverteilung ±50% betragen, und in anderen Ausführungsformen kann sie ±40% betragen. Andere Ausführungsformen können Perlengrößenverteilungen unter 40% aufweisen, darunter eine monodisperse Verteilung.
  • Obwohl Perlen mit jeder Form verwendet werden können, sind allgemein kugelförmige Perlen in einigen Fällen bevorzugt, insbesondere zur Maximierung von Farbabdeckung und Gewinn. Für die Oberflächenstreuung ergeben kugelförmige Teilchen eine große Oberflächenreliefmenge je Teilchen im Vergleich zu anderen Formen, da sich nicht kugelförmige Teilchen in der Tendenz in der Ebene des Films so ausrichten, daß die kürzeste Hauptachse der Teilchen in Dickenrichtung des Films liegt.
  • Normalerweise ist das Bindemittel der Perlenschicht ebenfalls im wesentlichen durchsichtig und vorzugsweise durchsichtig. In den meisten exemplarischen Ausführungsformen ist das Bindemittelmaterial polymer. Je nach der beabsichtigten Verwendung kann das Bindemittel ein durch ionisierende Strahlung härtbares (z. B. UV-härtbares) Polymermaterial, thermoplastisches Polymermaterial oder ein Klebermaterial sein. Ein exemplarisches UV-härtbares Bindemittel kann Urethanacrylatoligomer aufweisen, z. B. PhotomerTM 6010 von Cognis Company.
  • In die Struktur der photopolymerisierenden Präpolymere, die zu den durch ionisierende Strahlung härtbaren Bindemitteln gehören, ist eine funktionelle Gruppe eingebaut, die durch ionisierende Strahlung radikalisch polymerisiert oder kationisch polymerisiert wird. Die radikalisch polymerisierten Präpolymere sind bevorzugt, da ihre Härtungsgeschwindigkeit hoch ist und ermöglicht, das Harz frei zu gestalten. Zu verwendbaren photopolymerisierenden Präpolymeren zählen Acrylpräpolymere mit Acryloylgruppe, z. B. Urethanacrylat, Epoxidacrylat, Melaminacrylat, Polyesteracrylat u. ä.
  • Zu verwendbaren photopolymerisierenden Monomeren zählen einfunktionelle Acrylmonomere, z. B. 2-Ethylhexylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, Butoxypropylacrylat u. ä., zweifunktionelle Acrylmonomere, z. B. 1,6-Hexandiolacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Polyethylenglycoldiacrylat, Hydroxypivalatneopentylglycolacrylat u. ä., und multifunktionelle Acrylmonomere, z. B. Dipentaerythritolhexaacrylat, Trimethylpropantriacrylat, Pentaerythritoltriacrylat u. ä. Diese können einzeln oder in Kombinationen aus zwei oder mehr Stoffen verwendet werden.
  • Als Photopolymerisationsinitiator kann ein radikalischer Polymerisationsinitiator verwendet werden, der Spaltung induziert, ein radikalischer Polymerisationsinitiator, der Wasserstoff entzieht, oder ein kationischer Polymerisationsinitiator, der Ionen erzeugt. Ein Initiator wird unter den vorgenannten als für das Präpolymer und das Monomer geeignet ausgewählt. Zu verwendbaren radikalischen Photopolymerisationsinitiatoren zählen Benzoinethersystem, Ketalsystem, Acetophenonsystem, Tioxanthonsystem u. ä. Zu verwendbaren Photopolymerisationsinitiatoren vom Kationentyp gehören Diazoniumsalze, Diaryliodoniumsalze, Triarylsulfoniumsalze, Triarylpyriliumsalze, Benzinpyridiniumtiocyanat, Dialkylphenancylsulfoniumsalze, Dialkylhydroxyphenylphosphoniumsalze u. ä. Diese radikalischen Photopolymerisationsinitiatoren und kationischen Photopolymerisationsinitiatoren können allein oder als Mischung verwendet werden. Der Photopolymerisationsinitiator ist für die durch Ultraviolett-(UV)Strahlung härtbaren Harze erforderlich, kann aber für die durch energiereiche Elektronenstrahlung härtbaren Harze entfallen.
  • Das durch ionisierende Strahlung härtbare Harz kann nach Bedarf Verstärker, Pigmente, Füllmittel, nicht reaktives Harz, Egalisiermittel u. ä. neben dem photopolymerisierenden Präpolymer, dem photopolymerisierenden Monomer und dem Photopolymerisationsinitiator aufweisen.
  • Das durch ionisierende Strahlung härtbare Harz ist vorzugsweise in einer Menge von mindestens 25 Gew.-% des Bindemittelharzes der Perlenschicht, stärker bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und am stärksten bevorzugt mindestens 75 Gew.-% vorgesehen.
  • Als Bindemittel der Perlenschicht können duroplastische Harze, z. B. duroplastische Urethanharze, die aus Acrylpolyol und Isocyanatpräpolymer bestehen, Phenolharze, Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze o. ä., und thermoplastische Harze, z. B. Polycarbonate, thermoplastische Acrylharze, Ethylen-Vinylacetat-Copolymerharze o. ä. zusätzlich zu dem durch ionisierende Strahlung härtbaren Harz vorgesehen sein. Allerdings liegt der Gehalt der duroplastischen Harze und thermoplastischen Harze vorzugsweise innerhalb von 75 Gew.-% bezogen auf das Gesamtbindemittelvolumen der Perlenschicht, so daß sie nicht das Auftreten von Oberflächenwelligkeiten in dem durch ionisierende Strahlung härtbaren Harz behindern.
  • In einigen Ausführungsformen ist das Bindemittel im gehärteten Zustand flexibel, so daß der optische Artikel der Offenbarung ein flexibler Film ist, der aufgerollt werden kann.
  • Normalerweise hängt die Menge von Perlen in der Perlenschicht von solchen Faktoren ab wie z. B. den gewünschten Ei genschaften des optischen Films, der Art und Zusammensetzung des für die Bindemittelschicht verwendeten Polymers, der Art und Zusammensetzung der Perlen und der Brechzahldifferenz zwischen den Perlen und dem Bindemittel. Die Perlen können in der Perlenschicht in Mengen von z. B. 100 bis 210 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorgesehen sein. In einigen exemplarischen Ausführungsformen der Offenbarung können Perlen in der Perlenschicht in Mengen von z. B. mindestens 120 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindemittels, mindestens 155 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindemittels, mindestens 170 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindemittels oder mindestens 180 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorgesehen sein. Kleinere Mengen haben möglicherweise keinen signifikanten Effekt auf Filmeigenschaften, während größere Mengen, z. B. mehr als 210 Gewichtsteile, den Gewinn des optischen Artikels erwartungsgemäß reduzieren. Im letzteren Fall wird davon ausgegangen, daß die Gewinnreduzierung Folge der Stapelung der Perlen ist.
  • Die Perlen können in einem Volumenanteil von 45 Vol.-% bis 70 Vol.-% der Beschichtung vorgesehen sein. In einigen exemplarischen Ausführungsformen der Offenbarung können Perlen in der Perlenschicht in Volumenanteilen von z. B. 52 Vol.-% bis 70 Vol.-%, 58 Vol.-% bis 70 Vol.-%, 60 Vol.-% bis 70 Vol.-% oder 62 Vol.-% bis 70 Vol.-% vorgesehen sein. In Abhängigkeit von der Anwendung kann der Volumenanteil der Perlen in der Perlenschicht gemessen werden, bevor die Beschichtung getrocknet und gehärtet ist, oder er kann gemessen werden, nachdem die Beschichtung getrocknet und gehärtet wurde.
  • In einigen exemplarischen Ausführungsformen liegt die Brechzahldifferenz zwischen den Perlen und dem Bindemittel im Bereich von z. B. 0 bis 0,12. Um Diffusions-(d. h. Streu-)Effekte zu erhalten, können die Perlen eine Brechzahl haben, die sich von der Brechzahl des Bindemittels unterscheidet (Bulk-Diffusion). Alternativ kann die Brechzahl der Teilchen an die Brechzahl des Bindemittels angepaßt sein, wobei in diesem Fall allein die rauhe Oberfläche für die erforderliche Streuung (Oberflächenstreuung) oder Gewinnverbesserung sorgt. In einigen Fällen kann bevorzugt sein, daß die Perlen eine Brechzahl haben, die der Brechzahl des Bindemittels im wesentlichen ähnelt. Beispielsweise kann die Brechzahldifferenz zwischen den Perlen und dem Bindemittel höchstens etwa 0,2, höchstens etwa 0,1, vorzugsweise höchstens etwa 0,05 und stärker bevorzugt höchstens etwa 0,01 betragen.
  • Die Differenz der Brechzahlen der Perlen und des Bindemittels kann solche Faktoren beeinflussen wie z. B. den Normalwinkelgewinn (ein Maß für die erhöhte Helligkeitsmenge, die mit Hilfe des optischen Films in einer hintergrundbeleuchteten Anzeigekonfiguration erhalten wird) des optischen Artikels und die Menge der durch Streuung erhaltenen Farbmittelung. Allgemein sinkt der Normalwinkelgewinn mit erhöhter Differenz zwischen den Brechzahlen der Perlen und des Bindemittels. Dagegen steigt die Menge der Farbmittelung mit erhöhter Differenz zwischen den Brechzahlen der Perlen und des Bindemittels, da größere Brechzahldifferenzen zu höherer Streuung führen. Somit können die Perlen und die Materialien des Bindemittels mindestens teilweise auf der Grundlage ihrer Brechzahlen ausgewählt sein, um einen gewünschten Ausgleich dieser Eigenschaften zu erreichen.
  • Die Perlenschicht läßt sich dadurch kennzeichnen, wie sich die mittlere Bindemitteldicke zu einem mittleren Radius der Perlen verhält. Anhand von 4 kann dieses Konzept veranschaulicht werden, die einen optischen Artikel 300 mit einer Perlenschicht 320, die Perlen 332 und Bindemittel 338 aufweist, und einem Substrat 340 zeigt, das ein Reflexionspolarisationselement 326 aufweist. In 4 ist die Bindemitteldicke als "t" dargestellt. Man geht davon aus, daß bei nicht allzu großer Abweichung der getrockneten und gehärteten Bindemitteldicke vom mittleren Radius der Perlen der optische Artikel einen verbesserten Gewinn gegenüber dem gleichen optischen Artikel ohne die Perlenschicht hat. Beispielsweise wird angenommen, daß eine vorteilhafte Leistung erreicht werden kann, wenn eine mittlere Bindemitteldicke über einen linearen Inch auf einer Hauptfläche eines optischen Artikels (z. B. eines optischen Films) innerhalb von 60%, 40% oder 20% eines mittleren Radius der Perlen liegt. In anderen exemplarischen Ausführungsformen liegt die mittlere Bindemitteldicke über zwei lineare Inch innerhalb von 60%, 40% oder 20% eines mittleren Radius der Perlen.
  • Messen läßt sich die Trockenbindemitteldicke durch Herstellen eines Querschnitts durch einen exemplarischen optischen Artikel, Durchführen von mindestens 10 Messungen über einen Inch (oder zwei Inch) einer Probe mit Hilfe aller geeigneten mikroskopischen Techniken und Ausrüstungen und Mittelwertbildung der vorgenommenen Messungen, um einen Wert für die mittlere Trockenbindemitteldicke zu erzeugen. Alternativ kann die Trockenbindemitteldicke mit Hilfe jedes geeigneten Dickenmessers gemessen werden, um die Dicke des Gesamtfilms zu messen und die Dicke des unbeschichteten Films davon zu subtrahieren.
  • Außerdem läßt sich die Perlenschicht auf der Grundlage des Prozentsatzes kennzeichnen, mit dem die Perlen die Oberfläche der Perlenschicht belegen. Durch Erhöhen der Menge der freiliegenden Oberfläche der Perlenschicht, die durch die Perlen belegt ist, ergeben sich zusätzliche Vorteile im Leuchtdichtegewinn z. B. einer Hintergrundbeleuchtung oder optischen Anzeige, die ein Reflexionspolarisationselement mit Teilchen in einem Bindemittel aufweist. Soll aber der Gewinn erhöht werden, weist die Perlen aufweisende Oberfläche vorzugsweise von der Lichtquelle weg, und die Perlen belegen vorzugsweise mindestens einen Großteil oder mehr (d. h. 50% oder mehr) der freiliegenden Nutzfläche der Perlenschicht, stärker bevorzugt mindestens etwa 60%, noch stärker bevorzugt mindestens etwa 70% und noch stärker bevorzugt mindestens etwa 90%.
  • Außerdem läßt sich die Perlenschicht im Hinblick auf das Beschichtungsgewicht kennzeichnen. Fällt das getrocknete und gehärtete Beschichtungsgewicht in einen gewünschten Bereich, wird angenommen, daß der optische Artikel einen verbesserten Gewinn gegenüber dem gleichen optischen Artikel ohne die Perlenschicht hat. Dieser oder andere vorteilhafte Zwecke lassen sich realisieren, indem das Perlen-Bindemittel-Verhältnis der Perlenschichtzusammensetzung so eingestellt und/oder indem die Perlenschichtmischung so auf einem Substrat angeordnet wird, daß die Perlenschichtmischung ein Trockengewicht von 5 bis 50 g/m2 hat. In anderen exemplarischen Ausführungsformen kann die auf einem Substrat angeordnete Perlenschichtmischung ein Trockengewicht von 10 bis 35 g/m2, 15 bis 30 g/m2 oder 20 bis 25 g/m2 haben.
  • Eine einschichtige Verteilung von Teilchen in einer Oberflächenschicht auf einem Reflexionspolarisationselement kann auch den Gewinn an der Normalachse erhöhen. Außerdem kann die einschichtige Verteilung auch sichtbare außeraxiale Farbungleichmäßigkeiten für Reflexionspolarisatoren optischer Mehrschichtfilme reduzieren oder beseitigen. Der Gewinn mit Hilfe eines optischen Artikels der Offenbarung mit einer Perlenschicht, die so angeordnet ist, daß Licht auf die Oberfläche des Substrats entgegengesetzt zur Perlenschicht fällt, ist verglichen mit dem gleichen optischen Artikel ohne die Perlenschicht verbessert. Vorzugsweise ist der Gewinn um mindestens 5%, stärker bevorzugt um mindestens 7%, um mindestens 8% und noch stärker bevorzugt um mindestens 9% für eine Wellenlänge (z. B. 632,8 nm) oder einen interessierenden Wellenlängenbereich verbessert. In einigen exemplarischen Ausführungsformen ist der Gewinn um mindestens 10% oder so gar mindestens 11% verbessert. Hierbei berechnet sich die prozentuale Verbesserung als Differenz zwischen dem Gewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht und dem Gewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, dividiert durch den Gewinn des optischen Artikels ohne die Perlenschicht.
  • Offenbarungsgemäße optische Artikel können auch eine Kontrastverhältnisverbesserung gegenüber dem gleichen optischen Artikel ohne die Perlenschicht haben. Das Kontrastverhältnis des optischen Artikels mit einer Perlenschicht läßt sich um mindestens 10%, mindestens 20% oder mitunter mindestens 30% verglichen mit dem gleichen optischen Artikel ohne eine Perlenschicht verbessern.
  • Vorzugsweise absorbieren oder depolarisieren die Perlen im wesentlichen kein Licht, das durch das Reflexionspolarisationselement durchgelassen wird. Vorzugsweise ist die durch den optischen Artikel durchgelassene Lichtmenge nicht wesentlich reduziert. Stärker bevorzugt ist die Lichtmenge mit der Polarisation, die durch das Reflexionspolarisationselement bevorzugt durchgelassen wird, nicht wesentlich reduziert, was z. B. mit Hilfe eines zweiten Polarisators bestimmt wird.
  • Reflexionspolarisationselemente
  • Jede Art von Reflexionspolarisationselementen kann in den optischen Artikeln der Offenbarung verwendet werden. Normalerweise lassen die Reflexionspolarisationselemente Licht mit einem Polarisationszustand bevorzugt durch und reflektieren bevorzugt Licht mit einem unterschiedlichen Polarisationszustand. Typischer lassen die Reflexionspolarisationselemente Licht mit einem Polarisationszustand im wesentlichen durch und reflektieren im wesentlichen Licht mit einem unterschiedlichen Polarisationszustand. Die Materialien und Strukturen, die zur Realisierung dieser Funktionen verwendet werden, können variieren. Je nach den Materialien und der Struktur des optischen Films kann sich der Begriff "Polarisations zustand" z. B. auf lineare, zirkuläre und elliptische Polarisationszustände beziehen.
  • Zu Beispielen für geeignete Reflexionspolarisationselemente gehören u. a. mehrschichtige Reflexionspolarisatoren, kontinuierliche/phasendisperse Reflexionspolarisatoren, cholesterische Reflexionspolarisatoren (die optional mit einer Viertelwellenplatte kombiniert sind) und Drahtgitterpolarisatoren. Allgemein sind mehrschichtige Reflexionspolarisatoren und cholesterische Reflexionspolarisatoren spiegelnde Reflektoren, und kontinuierliche/phasendisperse Reflexionspolarisatoren sind diffuse Reflektoren, obwohl diese Charakterisierungen nicht universal sind (siehe z. B. die diffusen mehrschichtigen Reflexionspolarisatoren, die in der US-A-5867316 beschrieben sind). Diese Aufstellung veranschaulichender Reflexionspolarisationselemente soll keine erschöpfende Auflistung geeigneter Reflexionspolarisationselemente sein. Jeder Reflexionspolarisator, der Licht mit einer Polarisation bevorzugt durchläßt und Licht mit einer zweiten Polarisation bevorzugt reflektiert, kann zum Einsatz kommen.
  • Sowohl mehrschichtige Reflexionspolarisatoren als auch kontinuierliche/phasendisperse Reflexionspolarisatoren beruhen auf Brechzahldifferenzen zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Materialien (vorzugsweise Polymeren), um Licht mit einer Polarisationsorientierung selektiv zu reflektieren, während sie Licht mit einer orthogonalen Polarisationsorientierung durchlassen. Zu geeigneten diffusen Reflexionspolarisatoren gehören die kontinuierlichen/phasendispersen Reflexionspolarisatoren, die in der US-A-5825543 beschrieben sind, die hierin durch Verweis eingefügt ist, sowie die diffus reflektierenden mehrschichtigen Polarisatoren, die in der US-A-5867316 beschrieben sind, die hierin durch Verweis eingefügt ist. Andere Reflexionspolarisationselemente sind in der US-A-5751388 beschrieben, die hierin durch Verweis eingefügt ist.
  • Cholesterische Reflexionspolarisatoren sind z. B. in der US-A-5793456 , US-A-5506704 und US-A-5691789 beschrieben, die alle hierin durch Verweis eingefügt sind. Ein cholesterischer Reflexionspolarisator wird unter der Marke TRANSMAXTM von E. Merck & Co. vertrieben. Drahtgitterpolarisatoren sind z. B. in der WO-A-94/11766 beschrieben, die hierin durch Verweis eingefügt ist.
  • Veranschaulichende mehrschichtige Reflexionspolarisatoren sind z. B. in der US-A-5882774 (Jonza et al.), WO-A-95/17303 , WO-A-95/17691 , WO-A-95/17692 , WO-A-95/17699 , WO-A-96/19347 und WO-A-99/36262 beschrieben, die alle hierin durch Verweis eingefügt sind. Eine handelsübliche Form eines mehrschichtigen Reflexionspolarisator wird als Dual Brightness Enhanced Film (DBEF von 3M Company, St. Paul, MN vertrieben. Mehrschichtige Reflexionspolarisatoren dienen hierin als Beispiel, um optische Filmstrukturen sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung der optischen Filme der Erfindung zu veranschaulichen. Die hierin beschriebenen Strukturen, Verfahren und Techniken können an andere Arten geeigneter Reflexionspolarisationselemente angepaßt und darauf angewendet sein.
  • Herstellen läßt sich ein geeigneter mehrschichtiger Reflexionspolarisator für einen optischen Film durch Alternierenlassen (z. B. Verschachteln) uniaxial (einachsig) oder biaxial (zweiachsig) orientierter doppelbrechender erster optischer Schichten mit zweiten optischen Schichten. In einigen Ausführungsformen haben die zweiten optischen Schichten eine isotrope Brechzahl, die etwa gleich einer der Brechzahlen der orientierten Schicht in der Ebene ist. Alternativ sind beide optische Schichten aus doppelbrechenden Polymeren gebildet und so orientiert, daß die Brechzahlen in einer einzelnen Richtung in der Ebene etwa gleich sind. Unabhängig davon, ob die zweiten optischen Schichten isotrop oder doppelbrechend sind, bildet die Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten optischen Schichten eine Lichtreflexionsebene. Licht, das in einer Ebene polarisiert ist, die parallel zu der Richtung ist, in der die Brechzahlen der beiden Schichten etwa gleich sind, wird im wesentlichen durchgelassen. Licht, das in einer Ebene polarisiert ist, die parallel zu der Richtung ist, in der die beiden Schichten unterschiedliche Brechzahlen haben, wird mindestens teilweise reflektiert. Das Reflexionsvermögen läßt sich erhöhen, indem man die Anzahl von Schichten erhöht oder indem man die Differenz der Brechzahlen zwischen den ersten und zweiten Schichten steigert.
  • Normalerweise tritt das höchste Reflexionsvermögen für eine spezielle Grenzfläche bei einer Wellenlänge auf, die dem Doppelten der kombinierten optischen Dicke des Paars optischer Schichten entspricht, die die Grenzfläche bilden. Die optische Dicke beschreibt die Weglängendifferenz zwischen Lichtstrahlen, die von der Unter- und Oberseite des Paars optischer Schichten reflektiert werden. Für Licht, das mit 90 Grad auf die Ebene des optischen Films fällt (senkrecht einfallendes Licht) beträgt die optische Dicke der beiden Schichten n1d1 + n2d2, wobei n1, n2 die Brechzahlen der beiden Schichten und d1, d2 die Dicken der entsprechenden Schichten sind. Diese Gleichung kann verwendet werden, um die optischen Schichten für senkrecht einfallendes Licht mit Hilfe einer einzigen Brechzahl außerhalb der Ebene (z. B. nz) für jede Schicht abzustimmen. Bei anderen Winkeln hängt die optische Weglänge von der durch die Schichten zurückgelegten Strecke (die größer als die Dicke der Schichten ist) und den Brechzahlen in mindestens zwei der drei optischen Achsen der Schicht ab. Normalerweise erzeugt der Durchgang von Licht, das auf den optischen Film in einem Winkel von weniger als 90 Grad bezogen auf die Ebene des Films fällt, ein Spektrum mit einer Bandkante, die relativ zu der für den Durchgang von senkrecht einfallendem Licht beobachteten Bandkante zu einer niedrigeren Wellenlänge verschoben (z. B. blauverschoben) ist.
  • Im Hinblick auf senkrecht einfallendes Licht können die optischen Schichten jeweils eine viertel Wellenlänge dick sein, oder die optischen Schichten können unterschiedliche optische Dicken haben, solange die Summe der optischen Dicken die Hälfte einer Wellenlänge (oder ein Vielfaches davon) ist. Ein Film mit mehreren Schichten kann Schichten mit unterschiedlichen optischen Dicken aufweisen, um das Reflexionsvermögen des Films über einen Bereich von Wellenlängen zu erhöhen. Beispielsweise kann ein Film Paare von Schichten aufweisen, die (z. B. für senkrecht einfallendes Licht) individuell abgestimmt sind, um optimale Reflexion von Licht mit bestimmten Wellenlängen zu erreichen.
  • Vorzugsweise sind die ersten optischen Schichten doppelbrechende Polymerschichten, die uniaxial oder biaxial orientiert sind. Die zweiten optischen Schichten können Polymerschichten sein, die doppelbrechend und uniaxial oder biaxial orientiert sind, oder die zweiten optischen Schichten können eine isotrope Brechzahl haben, die sich nach Orientierung von mindestens einer der Brechzahlen der ersten optischen Schichten unterscheidet.
  • Normalerweise sind die ersten optischen Schichten orientierbare Polymerfilme, z. B. Polyesterfilme, die doppelbrechend gemacht werden können, indem z. B. die ersten optischen Schichten in einer (mehreren) gewünschten Richtung(en) gereckt werden. "Doppelbrechend" bedeutet, daß die Brechzahlen in orthogonaler x-, y- und z-Richtung nicht alle gleich sind. Für Filme oder Schichten in einem Film gehören zu einer zweckmäßigen Auswahl der x-, y- und z-Achse die x- und y-Achse in Entsprechung zur Länge und Breite des Films oder der Schicht sowie die z-Achse in Entsprechung zur Dicke der Schicht oder des Films.
  • Die ersten optischen Schichten können uniaxial orientiert sein, indem sie z. B. in einer einzelnen Richtung gereckt sind. Einer zweiten Orthogonalrichtung kann ermöglicht sein, sich auf einen gewissen Wert einzuschnüren (z. B. im Maß verringern), der kleiner als ihre ursprüngliche Länge ist. Normalerweise zeigt eine doppelbrechende, uniaxial orientierte Schicht eine Differenz zwischen dem Durchgang oder der Reflexion einfallender Lichtstrahlen mit einer Polarisationsebene parallel zur orientierten Richtung (d. h. Reckrichtung) und Lichtstrahlen mit einer Polarisationsebene parallel zu einer Querrichtung (d. h. Richtung orthogonal zur Reckrichtung). Ist z. B. ein orientierbarer Polyesterfilm entlang der x-Achse gereckt, ist das typische Ergebnis, daß nx ≠ ny ist, wobei nx und ny die Brechzahlen für Licht sind, das in einer Ebene parallel zur "x"- bzw. "y"-Achse polarisiert ist. Der Änderungsgrad der Brechzahl entlang der Reckrichtung hängt von solchen Faktoren ab wie z. B. der Reckmenge, der Reckgeschwindigkeit, der Temperatur des Films beim Recken, der Dicke des Films, der Dicke der einzelnen Schichten und der Zusammensetzung des Films. Normalerweise haben die ersten optischen Schichten eine Doppelbrechung in der Ebene (Absolutwert von nx – ny) nach Orientierung von mindestens 0,04 bei 632,8 nm, vorzugsweise mindestens etwa 0,1 und stärker bevorzugt mindestens etwa 0,2. Sofern nicht anders angegeben, gelten alle Werte für die Doppelbrechung und Brechzahl für Licht mit 632,8 nm.
  • In einigen Ausführungsformen sind die zweiten optischen Schichten uniaxial oder biaxial orientierbar. In anderen Ausführungsformen sind die zweiten optischen Schichten nicht unter den Verarbeitungsbedingungen orientiert, die zum Orientieren der ersten optischen Schichten verwendet werden. Diese zweiten optischen Schichten behalten im wesentlichen eine relativ isotrope Brechzahl, auch wenn sie gereckt oder anderweitig orientiert sind. Beispielsweise können die zweiten op tischen Schichten eine Doppelbrechung von höchstens etwa 0,06 oder höchstens etwa 0,04 bei 632,8 nm haben.
  • Die ersten und zweiten optischen Schichten sind allgemein höchstens 1 μm dick und normalerweise höchstens 400 nm dick, wenngleich dickere Schichten bei Bedarf verwendet werden können. Diese optischen Schichten können die gleichen oder unterschiedliche Dicken haben.
  • Die ersten und zweiten optischen Schichten und in einigen Ausführungsformen optionale nichtoptische Schichten eines mehrschichtigen Reflexionspolarisators setzen sich normalerweise aus Polymeren zusammen wie z. B. Polyestern, Copolyestern und modifizierten Copolyestern. Andere Arten von Reflexionspolarisationselementen (z. B. kontinuierliche/phasendisperse Reflexionspolarisatoren, cholesterische Polarisatoren und Drahtgitterpolarisatoren) können mit Hilfe der Materialien gebildet sein, die in den o. g. Verweisen aufgeführt sind. In diesem Zusammenhang wird der Begriff "Polymer" so verstanden, daß dazu Homopolymere und Copolymere sowie Polymere oder Copolymere gehören, die in einer mischbaren Mischung z. B. durch Koextrusion oder durch Reaktion gebildet werden können, darunter z. B. durch Umesterung. Zu "Polymer" und "Copolymer" gehören sowohl statistische als auch Blockcopolymere.
  • Polyester, die zur Verwendung in einigen exemplarischen optischen Filmen der offenbarungsgemäß aufgebauten optischen Körper geeignet sind, weisen allgemein Carboxylat- und Glycoluntereinheiten auf und können durch Reaktionen von Carboxylatmonomermolekülen mit Glycolmonomermolekülen erzeugt werden. Jedes Carboxylatmonomermolekül hat zwei oder mehr funktionelle Carbonsäure- oder Estergruppen, und jedes Glycolmonomermolekül hat zwei oder mehr funktionelle Hydroxylgruppen. Die Carboxylatmonomermoleküle können alle die gleichen sein, oder es können zwei oder mehr unterschiedliche Arten von Molekülen vorhanden sein. Gleiches gilt für die Glycolmonomer moleküle. Zum Begriff "Polyester" gehören auch Polycarbonate, die aus der Reaktion von Glycolmonomermolekülen mit Estern von Kohlensäure abgeleitet sind.
  • Zu geeigneten Carboxylatmonomermolekülen zur Verwendung beim Bilden der Carboxylatuntereinheiten der Polyesterschichten gehören z. B. 2,6-Naphthalendicarbonsäure und deren Isomere; Terephthalsäure; Isophthalsäure; Phthalsäure; Azelainsäure; Adipinsäure; Sebacinsäure; Norbornendicarbonsäure; Bicyclooctandicarbonsäure; 1,6-Cyclohexandicarbonsäure und deren Isomere; t-Butylisophthalsäure, Trimellithsäure, natriumsulfonierte Isophthalsäure; 2,2'-Biphenylcarbonsäure und deren Isomere; und niedere Alkylester dieser Säuren, z. B. Methyl- oder Ethylester. In diesem Zusammenhang bezeichnet "niederes Alkyl" geradkettige oder verzweigte C1-C10-Alkylgruppen.
  • Zu geeigneten Glycolmonomermolekülen zur Verwendung beim Bilden von Glycoluntereinheiten der Polyesterschichten zählen Ethylenglycol; Propylenglycol; 1,4-Butandiol und deren Isomere; 1,6-Hexandiol; Neopentylglycol; Polyethylenglycol; Diethylenglycol; Tricyclodecandiol; 1,4-Cyclohexandimethanol und deren Isomere; Norbornandiol; Bicyclooctandiol; Trimethylolpropan; Pentaerythritol; 1,4-Benzoldimethanol und deren Isomere; Bisphenol A; 1,8-Dihydroxybiphenyl und dessen Isomere; und 1,3-bis(2-Hydroxyethoxy)benzol.
  • Ein exemplarisches Polymer, das in den optischen Filmen der Offenbarung von Nutzen ist, ist Polyethylennaphthalat (PEN), das z. B. durch Reaktion von Naphthalendicarbonsäure mit Ethylenglycol hergestellt werden kann. Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) wird oft als erstes Polymer ausgewählt. PEN hat einen großen positiven spannungsoptischen Koeffizienten, behält Doppelbrechung nach Recken wirksam bei und hat wenig oder keine Extinktion im sichtbaren Bereich. Außerdem hat PEN eine große Brechzahl im isotropen Zustand. Seine Brechzahl für polarisiertes einfallendes Licht mit 550 nm Wellenlänge steigt, wenn die Polarisationsebene parallel zur Reckrichtung ist, von etwa 1,64 auf bis etwa 1,9. Eine zunehmende Molekülorientierung erhöht die Doppelbrechung von PEN. Steigern läßt sich die Molekülorientierung durch Recken des Materials mit größeren Reckverhältnissen und unverändertes Beibehalten anderer Reckbedingungen. Zu anderen halbkristallinen Polyestern, die als erste Polymere geeignet sind, zählen z. B. Polybutylen-2,6-naphthalat (PBN), Polyethylenterephthalat (PET) und deren Copolymere.
  • Ein zweites Polymer der zweiten optischen Schichten sollte so ausgewählt sein, daß sich im fertigen Film die Brechzahl in mindestens einer Richtung erheblich von der Brechzahl des ersten Polymers in der gleichen Richtung unterscheidet. Da Polymermaterialien normalerweise dispersiv sind, d. h. da ihre Brechzahlen mit der Wellenlänge variieren, sollten diese Bedingungen im Hinblick auf eine spezielle interessierende Spektralbandbreite berücksichtigt werden. Aus der vorstehenden Diskussion wird verständlich sein, daß die Auswahl eines zweiten Polymers nicht nur von der beabsichtigten Anwendung des fraglichen mehrschichtigen optischen Films abhängt, sondern auch von der für das erste Polymer getroffenen Auswahl sowie von Verarbeitungsbedingungen.
  • Andere Materialien, die zur Verwendung in optischen Filmen und besonders als erstes Polymer der ersten optischen Schichten geeignet sind, sind z. B. in den US-A-6352762 und 6498683 sowie in den US-Anmeldungen Nr. 09/229724, 09/232332, 09/399531 und 09/444756 beschrieben, die hierin durch Verweis eingefügt sind. Ein weiteres Polyester, das als erstes Polymer von Nutzen ist, ist ein coPEN mit Carboxylatuntereinheiten, die von 90 Mol-% Dimethylnaphthalendicarboxylat und 10 Mol-% Dimethylterephthalat abgeleitet sind, und Glycoluntereinheiten, die von 100 Mol-% Ethylenglycoluntereinheiten abgeleitet sind, und einer Grenzviskosität (GV) von 0,48 dl/g. Die Brechzahl dieses Polymers beträgt etwa 1,63.
  • Hierin wird das Polymer als niedrigschmelzendes PEN (90/10) bezeichnet. Ein weiteres nützliches erstes Polymer ist ein PET mit einer Grenzviskosität von 0,74 dl/g von Eastman Chemical Company, Kingsport, TN). Nichtpolyester-Polymere sind zur Erzeugung von Polarisatorfilmen ebenfalls nützlich. Beispielsweise können Polyetherimide mit Polyestern, z. B. PEN und coPEN, verwendet werden, um einen mehrschichtigen Reflexionsspiegel zu erzeugen. Andere Polyester/Nichtpolyester-Kombinationen, z. B. Polyethylenterephthalat und Polyethylen (z. B. die unter dem Handelsnamen Engage 8200 von Dow Chemical Corp., Midland, MI erhältlichen), können zum Einsatz kommen.
  • Die zweiten optischen Schichten können aus vielfältigen Polymeren mit Glasübergangstemperaturen, die mit denen der ersten Polymere kompatibel sind, und mit einer Brechzahl hergestellt sein, die der isotropen Brechzahl des ersten Polymers ähnelt. Zu Beispielen für andere Polymere, die zum Gebrauch in optischen Filmen und insbesondere in den zweiten optischen Schichten geeignet sind und sich von den zuvor diskutierten coPEN-Polymeren unterscheiden, gehören Vinylpolymere und aus Monomeren hergestellte Copolymere, z. B. Vinylnaphthalene, Styrol, Maleinsäureanhydrid, Acrylate und Methacrylate. Zu Beispielen für solche Polymere zählen Polyacrylate, Polymethacrylate, z. B. Poly(methylmethacrylat) (PMMA), und isotaktisches oder syndiotaktisches Polystyrol. Zu anderen Polymeren gehören Kondensationspolymere, z. B. Polysulfone, Polyamide, Polyurethane, Polyaminsäuren und Polyamide. Zusätzlich können die zweiten optischen Schichten aus Polymeren und Copolymeren, z. B. Polyestern und Polycarbonaten, gebildet sein.
  • Zu anderen exemplarischen geeigneten Polymeren, insbesondere zur Verwendung in den zweiten optischen Schichten, gehören Homopolymere von Polymethylmethacrylat (PMMA), z. B. die von Ineos Acrylics, Inc., Wilmington, DE unter den Han delsnamen CP71 und CP80 erhältlichen, oder Polyethylmethacrylat (PEMA), das eine niedrigere Glasübergangstemperatur als PMMA hat. Zu zusätzlichen zweiten Polymeren zählen Copolymere von PMMA (coPMMA), z. B. ein coPMMA, das aus 75 Gew.-% Methylmethacrylat-(MMA) Monomeren und 25 Gew.-% Ethylacrylat-(EA) Monomeren hergestellt ist (zu beziehen von Ineos Acrylics, Inc. unter dem Handelsnamen Perspex CP63), ein coPMMA, das mit MMA-Comonomereinheiten und n-Butylmethacrylat-(nBMA) Comonomereinheiten gebildet ist, oder eine Mischung aus PMMA und Poly(vinylidenfluorid) (PVDF), z. B. die von Solvay Polymers, Inc., Houston, TX unter dem Handelsnamen Solef 1008 erhältliche.
  • Zu noch weiteren geeigneten Polymeren, besonders zur Verwendung in den zweiten optischen Schichten, zählen Polyolefincopolymere, z. B. Poly(ethylen-co-octen) (PE-PO), zu beziehen von Dow-Dupont Elastomers unter dem Handelsnamen Engage 8200, Poly(propylen-co-ethylen) (PPPE), zu beziehen von Fina Oil and Chemical Co., Dallas, TX unter dem Handelsnamen 29470, und ein Copolymer von ataktischem Polypropylen (aPP) und isotaktischem Polypropylen (iPP), zu beziehen von Huntsman Chemical Corp., Salt Lake City, UT unter dem Handelsnamen Rexflex W111. Die optischen Filme können auch z. B. in den zweiten optischen Schichten ein funktionalisiertes Polyolefin aufweisen, z. B. lineares Polyethylen-g-Maleinsäureanhydrid niedriger Dichte (LLDPE-g-MA), z. B. das von E. I. duPont de Nemours & Co., Inc., Wilmington, DE unter dem Handelsnamen Bynel 4105 beziehbare.
  • Zu exemplarischen Kombinationen von Materialien im Fall von Polarisatoren gehören PEN/co-PEN, Polyethylenterephthalat (PET)/co-PEN, PEN/sPS, PEN/Eastar und PET/Eastar, wobei "co-PEN" ein Copolymer oder eine Mischung auf der Grundlage von Naphthalendicarbonsäure (wie zuvor beschrieben) bezeichnet und Eastar Polycyclohexandimethylenterephthalat ist, das im Handel von Eastman Chemical Co. zu beziehen ist. Zu exempla rischen Kombinationen von Materialien im Fall von Spiegeln zählen PET/coPMMA, PEN/PMMA oder PEN/coPMMA, PET/ECDEL, PEN/ECDEL, PEN/sPS, PEN/THV, PEN/co-PET und PET/sPS, wobei "co-PET" ein Copolymer oder eine Mischung auf der Grundlage von Terephthalsäure (wie zuvor beschrieben) bezeichnet, ECDEL ein thermoplastisches Polyester ist, das im Handel von Eastman Chemical Co. zu beziehen ist, und THV ein Fluorpolymer ist, das im Handel von 3M erhältlich ist. PMMA bezeichnet Polymethylmethacrylat, und PETG bezeichnet ein Copolymer von PET, das ein zweites Glycol (gewöhnlich Cyclohexandimethanol) verwendet. Mit sPS ist syndiotaktisches Polystyrol bezeichnet.
  • 2 veranschaulicht schematisch einen weiteren exemplarischen optischen Artikel 120 mit einem Substrat 140, das ein Reflexionspolarisationselement 126 aufweist, und mindestens einer Perlenschicht 128, die in einem Bindemittel 138 dispergierte Perlen 132 enthält. Das exemplarische Reflexionspolarisationselement 126 ist ein mehrschichtiger Reflexionspolarisator, der abwechselnde erste optische Schichten 122 und zweite optische Schichten 124 aufweist. Neben den ersten und zweiten optischen Schichten 122, 124 weist der optische Artikel 120 optional eine oder mehrere zusätzliche Schichten auf, z. B. eine oder mehrere Außenschichten 128 (oder 328 in 4) oder eine oder mehrere Innenschichten 130 gemäß 3. Zusätzliche Sätze optischer Schichten, die den ersten und zweiten optischen Schichten 122, 124 ähneln, können auch in einem mehrschichtigen Reflexionspolarisator verwendet werden. Die hierin für die Sätze erster und zweiter optischer Schichten offenbarten Gestaltungsgrundsätze können auf beliebige zusätzliche Sätze optischer Schichten angewendet werden. Weiterhin wird deutlich, daß zwar nur ein einzelner Mehrschichtstapel 126 in 2 und 3 gezeigt ist, aber der mehrschichtige Reflexionspolarisator aus mehreren Stapeln hergestellt sein kann, die zur Bildung des Films kombiniert sind.
  • Obwohl ferner 2 und 3 nur vier optische Schichten 122, 124 zeigen, können mehrschichtige Reflexionspolarisatoren 126 eine große Anzahl optischer Schichten haben. Allgemein haben mehrschichtige Reflexionspolarisatoren etwa 2 bis 5000 optische Schichten, normalerweise etwa 25 bis 2000 optische Schichten und oft etwa 50 bis 1500 optische Schichten oder etwa 75 bis 1000 optische Schichten.
  • Gemäß 2 und 3 kann die Perlenschicht 128, die Perlen 132 und Bindemittel 138 enthält, direkt auf dem Reflexionspolarisationselement 126 angeordnet sein. In anderen exemplarischen Ausführungsformen gemäß 4 kann die Perlenschicht 320 auf einer zusätzlichen Schicht 328 angeordnet sein. In einigen exemplarischen Ausführungsformen können eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der Perlenschicht und der Reflexionspolarisationsschicht angeordnet sein. In anderen exemplarischen Ausführungsformen können eine oder mehrere zusätzliche Schichten auf einer Seite des Substrats angeordnet sein, die entgegengesetzt zur Perlenschicht angeordnet ist. In solchen exemplarischen Ausführungsformen ist das Reflexionspolarisationselement zwischen der Perlenschicht und der (den) zusätzlichen Schicht(en) angeordnet. In noch anderen exemplarischen Ausführungsformen können zusätzliche Schichten (i) sowohl zwischen der Perlenschicht und der Reflexionspolarisationsschicht als auch (ii) auf einer Seite des Substrats angeordnet sein, die entgegengesetzt zur Perlenschicht angeordnet ist. Die Beispiele gemäß 2 bis 4 können zur Verwendung mit anderen Reflexionspolarisationselementen abgewandelt sein, z. B. mit kontinuierlichen/phasendispersen Reflexionspolarisatoren, cholesterischen Reflexionspolarisatoren und Drahtgitter-Reflexionspolarisatoren.
  • Zusätzliche Schichten
  • Zusätzliche Schichten können in mehrschichtigen Reflexionspolarisatoren verwendet werden, um z. B. die Polarisatorstruktur zu ergeben oder den Polarisator vor Beeinträchti gung oder Beschädigung während oder nach der Verarbeitung zu schützen. In einigen exemplarischen Ausführungsformen sind zusätzliche Schichten Deckschichten, die so angeordnet sind, daß sie eine Hauptfläche des mehrschichtigen Reflexionspolarisators bilden, und Innenschichten, die zwischen Paketen optischer Schichten angeordnet sind, oder weisen diese auf. Auch Beschichtungen können als zusätzliche Schichten betrachtet werden. In einigen exemplarischen Ausführungsformen beeinflussen die zusätzlichen Schichten normalerweise nicht wesentlich die Polarisationseigenschaften der optischen Filme über den interessierenden Wellenlängenbereich (z. B. sichtbares Licht). Geeignete Polymermaterialien für die zusätzlichen Schichten mehrschichtiger Reflexionspolarisatoren (und anderer Reflexionspolarisationselemente) können die gleichen sein, wie sie für die ersten und zweiten optischen Schichten verwendet werden.
  • Die optionalen zusätzlichen Schichten können dicker oder dünner als die ersten und zweiten optischen Schichten sein oder die gleiche Dicke haben. Die Dicke der zusätzlichen Schichten kann mindestens das Vierfache, normalerweise mindestens das Zehnfache und kann mindestens das 100-fache der Dicke mindestens einer der einzelnen ersten und zweiten optischen Schichten betragen. In einigen exemplarischen Ausführungsformen kann eine dicke zusätzliche Schicht eine steife Platte sein. Die Dicke der zusätzlichen Schichten kann variieret werden, um ein Substrat mit einer speziellen Dicke herzustellen.
  • Normalerweise sind eine oder mehrere der zusätzlichen Schichten so plaziert, daß mindestens ein Teil des Lichts, das durch das Reflexionspolarisationselement durchzulassen, zu polarisieren oder zu reflektieren ist, auch diese Schichten durchläuft (d. h., diese Schichten sind im Weg von Licht plaziert, das die ersten und zweiten optischen Schichten durchläuft oder durch sie reflektiert wird). Exemplarische Ausführungsformen der Offenbarung können eine oder mehrere der zusätzlichen Schichten, die niedrige Doppelbrechung oder hohe Doppelbrechung haben, und/oder eine oder mehrere zusätzliche Schichten haben, die isotrop sind. In einigen exemplarischen Ausführungsformen kann das Substrat eine oder mehrere Kleberschichten, Polycarbonatschichten, Polymethylmethacrylatschichten, Polyethylenterephthalatschichten oder alle anderen geeigneten Filme oder Materialien aufweisen, die dem Fachmann bekannt sind.
  • Eine oder mehrere zusätzliche Schichten, die zu einigen exemplarischen Artikeln der Offenbarung gehören, können optische Filme sein. Die zusätzlichen optischen Filme können alle geeigneten Filme sein, die dem Fachmann bekannt sind, und die spezielle Art hängt von der Anwendung ab. Beispielsweise kann ein offenbarungsgemäßer optischer Artikel einen strukturierten Oberflächenfilm aufweisen, der an der Oberfläche des Substrats entgegengesetzt zur Perlenschicht angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein offenbarungsgemäßer optischer Artikel einen strukturierten Oberflächenfilm aufweisen, der benachbart zur Perlenschicht angeordnet ist. Die strukturierte Oberfläche kann zum Substrat weisend angeordnet sein, oder sie kann vom Substrat weg weisend angeordnet sein. Zu exemplarischen strukturierten Oberflächenfilmen, die zur Verwendung mit Ausführungsformen der Offenbarung geeignet sind, gehören u. a. strukturierte Oberflächenfilme mit mehreren linearen prismatischen Strukturen, z. B. BEF, strukturierte Oberflächenfilme mit mehreren Rillen, strukturierte Oberflächenfilme mit Matrizenanordnungen von Oberflächenstrukturen und alle anderen strukturierten Oberflächenfilme.
  • Verschiedene andere Funktionsschichten oder -beschichtungen können den Filmen oder Artikeln der Erfindung zugefügt sein, um ihre physikalischen oder chemischen Eigenschaften, insbesondere entlang der Oberfläche des Films oder Artikels, zu ändern oder zu verbessern. Eine teilchenhaltige Schicht kann verwendet werden, um die Oberfläche des Substrats entgegengesetzt zur Oberfläche mit der Perlenschicht aufzurauhen. In anderen Ausführungsformen kann die Oberfläche des Substrats, die entgegengesetzt zur Oberfläche mit der Perlenschicht angeordnet ist, auf anderem Weg aufgerauht sein. Zu exemplarischen Schichten oder Beschichtungen, die zur Verwendung in Ausführungsformen der Offenbarung geeignet sind, können z. B. gering haftende Rückseitenmaterialien, leitende Schichten, antistatische Beschichtungen oder Filme, Sperrschichten, flammhemmende Mittel, UV-Stabilisatoren, abriebfeste Materialien, matte oder diffuse Beschichtungen oder Schichten, andere optische Beschichtungen und Substrate gehören, die zur Verbesserung der mechanischen Unversehrtheit oder Festigkeit des Films oder Bauelements bestimmt sind.
  • Eine oder mehrere zusätzliche Schichten können zusammen mit dem optischen Artikel laminiert, auf eine Komponente des optischen Artikels aufgetragen oder am optischen Artikel mit der Perlenschicht anderweitig angebracht sein. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere zusätzliche Schichten mit einem offenbarungsgemäßen optischen Artikel einfach gestapelt sein. Sind eine oder mehrere zusätzliche Schichten am Substrat oder am Reflexionspolarisationselement angebracht, gelten diese eine oder mehreren Schichten als zum Substrat gehörig. Ist eine zusätzliche Schicht benachbart zur Perlenschicht und in Kontakt mit ihr angeordnet, gilt die zusätzliche Schicht als zum optischen Artikel gehörig.
  • Anzeigebeispiele
  • Die optischen Filme können in vielfältigen Anzeigesystemen (Displays) und anderen Anwendungen zum Einsatz kommen, u. a. transmissive (z. B. hintergrundbeleuchtete), reflektierende und transreflektierende Anzeigen. Beispielsweise zeigt 5 eine Querschnittansicht eines veranschaulichenden erfindungsgemäßen hintergrundbeleuchteten Anzeigesystems 200 mit einem Anzeigemedium 202, einer Hintergrundbeleuchtung 204, einem Polarisator 208 und einem optionalen Reflektor 206. Ein Betrachter befindet sich auf der Seite des Anzeigebauelements 202, die zur Hintergrundbeleuchtung 204 entgegengesetzt ist. Das Anzeigemedium 202 zeigt dem Betrachter Informationen oder Bilder an, indem Licht durchgelassen wird, das von der Hintergrundbeleuchtung 204 abgestrahlt wird. Ein Beispiel für ein Anzeigemedium 202 ist eine Flüssigkristallanzeige (LCD), die nur Licht mit einem Polarisationszustand durchläßt. Da ein LCD-Anzeigemedium polarisationsempfindlich ist, kann bevorzugt sein, daß die Hintergrundbeleuchtung 204 Licht mit einem Polarisationszustand zuführt, der durch das Anzeigebauelement durchgelassen wird.
  • Die Hintergrundbeleuchtung 204, die das Licht zuführt, das zur Betrachtung des Anzeigesystems 200 verwendet wird, weist eine Lichtquelle 216 und einen Lichtleiter 218 auf. Obwohl der in 5 gezeigte Lichtleiter 218 einen allgemein rechteckigen Querschnitt hat, können Hintergrundbeleuchtungen Lichtleiter mit jeder geeigneten Form verwenden. Beispielsweise kann der Lichtleiter 218 keilförmig, geriffelt, ein Pseudokeilleiter usw. sein. In einigen exemplarischen Ausführungsformen weist die Hintergrundbeleuchtung einen Lichtleiter und Lichtquellen auf, die auf einer, zwei oder mehr Seiten des Lichtleiters angeordnet sind, z. B. CCFTs oder Arrays von LEDs. In anderen exemplarischen Ausführungsformen kann die Hintergrundbeleuchtung von einem Direktbeleuchtungstyp sein, und sie kann eine erweiterte Lichtquelle aufweisen, die auf der Seite der Anzeige angeordnet ist, die entgegengesetzt zum Betrachter ist, und die eine flächenemittierende Lichtquelle sein kann. In noch anderen exemplarischen Ausführungsformen kann eine direkte Hintergrundbeleuchtung eine, zwei, drei oder mehr Lichtquellen, z. B. CCFTs oder Arrays von LEDs, aufweisen, die auf der Seite der Anzeige angeordnet sind, die entgegengesetzt zum Betrachter liegt.
  • Der optische Artikel 208 ist ein optischer Film, der ein Reflexionspolarisationselement 210 und mindestens eine Perlenschicht 212 aufweist, die Perlen 214 und ein Bindemittel enthält. Der optische Artikel 208 ist als Teil der Hintergrundbeleuchtung vorgesehen, um Licht mit einem Polarisationszustand, das aus dem Lichtleiter 218 austritt, im wesentlichen durchzulassen, und Licht mit einem unterschiedlichen Polarisationszustand, das aus dem Lichtleiter 218 austritt, im wesentlichen zu reflektieren. Beispielsweise kann das Reflexionspolarisationselement 210 ein mehrschichtiger Reflexionspolarisator, ein kontinuierlicher/phasendisperser Reflexionspolarisator, ein cholesterischer Reflexionspolarisator oder ein Drahtgitter-Reflexionspolarisator sein. Obwohl die Perlenschicht 212 auf dem Reflexionspolarisationselement liegend dargestellt ist, kann die Perlenschicht wie zuvor beschrieben z. B. auf dem Reflexionspolarisationselement angeordnet sein.
  • In einer Ausführungsform wird die Perlenschicht 212 wegen ihrer den Gewinn verbessernden Eigenschaften genutzt. In dieser Ausführungsform ist die Perlenschicht vorzugsweise eine Außenschicht oder -beschichtung auf einem Substrat mit einem Reflexionspolarisationselement 210 oder direkt auf einer Oberfläche des Reflexionspolarisationselements 210 entgegengesetzt zu der Oberfläche, die Licht von der Hintergrundbeleuchtung 204 empfängt.
  • Der optische Artikel kann auch mit einem Absorptionspolarisator oder mit einer Absorptionspolarisatorschicht verwendet werden, was z. B. in der US-A-6096375 (Ouderkirk et al.), WO-A-95/17691 , WO-A-99/36813 und WO-A-99/36814 beschrieben ist, die alle hierin durch Verweis eingefügt sind. In dieser Ausführungsform kann die Perlenschicht Farbe abdecken, was zuvor beschrieben wurde. Die Zugabe einer teilchenhaltigen Schicht reduziert normalerweise den Farbaustritt in solchen Konfigurationen.
  • Allgemein kann das Hintergrundbeleuchtungsanzeigesystem jeden anderen geeigneten Film aufweisen. Beispielsweise können ein oder mehrere strukturierte Oberflächenfilme, z. B. BEF, zur Anzeige gehören. Eine exemplarische Ausführungsform eines Hintergrundbeleuchtungsanzeigesystems kann eine Hintergrundbeleuchtung, einen offenbarungsgemäßen optischen Artikel, ein Anzeigemedium und einen oder mehrere zwischen dem optischen Artikel und dem Anzeigemedium angeordnete strukturierte Oberflächenfilme aufweisen. Andere geeignete zusätzliche Filme können Perlendiffusorfilme mit einem durchsichtigen Substrat und einer darauf angeordneten Diffusorschicht aufweisen, wobei die Diffusorschicht in einem Bindemittel dispergierte Perlen oder Teilchen aufweist. Geeignete Perlendiffusoren sind in den US-A-5903391 , 6602596 , 6771335 , 5607764 und 5706134 beschrieben, deren Offenbarungen hiermit durch Verweis hierin aufgenommen sind, soweit sie nicht im Widerspruch zur vorliegenden Offenbarung stehen. Eine exemplarische Ausführungsform eines Hintergrundbeleuchtungsanzeigesystems kann eine Hintergrundbeleuchtung, einen offenbarungsgemäßen optischen Artikel, ein Anzeigemedium und einen, zwei, drei oder mehr zwischen dem optischen Artikel und dem Anzeigemedium angeordnete Perlendiffusorfilme aufweisen.
  • Verfahren zur Herstellung optischer Artikel
  • Die Perlen können der (den) Perlenschicht(en) mit Hilfe vielfältiger Verfahren zugefügt werden. Beispielsweise können die Perlen mit dem Polymer des Bindemittels in einem Extruder kombiniert werden. Danach kann (können) die Perlenschicht(en) mit den optischen Schichten koextrudiert werden, um den optischen Artikel zu bilden, der in diesem Fall ein optischer Film ist. Alternativ können die Perlen mit dem Polymer des Bindemittels auf andere Weise kombiniert werden, darunter z. B. durch Mischen der Teilchen und des Polymers in einem Mischer oder einer anderen Vorrichtung vor der Extrusion.
  • In einem Verfahren können die Perlen mit dem Polymer des Bindemittels, Photoinitiator und einem Lösungsmittel gemischt werden, um eine durch ionisierende Strahlung härtbare Mischung für die Perlenschicht zu bilden. Der Mischung können optionale Zusatzstoffe zugegeben werden, darunter u. a. Stabilisatoren, UV-Absorber, Antioxidanzien, Antiabsetzmittel, Dispersionsmittel, Benetzungsmittel, optische Aufheller und Antistatikmittel.
  • Alternativ können die Perlen den Monomeren zugegeben werden, die zur Bildung des Polymers des Bindemittels verwendet werden. Beispielsweise können bei Polyesterbindemittel die Perlen der Reaktionsmischung zugegeben werden, die das Carboxylat- und Glycolmonomer enthält, das zur Bildung des Polyesters dient. Vorzugsweise beeinflussen die Perlen nicht den Vorgang oder die Geschwindigkeit der Polymerisation, z. B. durch Katalysieren von Abbaureaktionen, Kettenabbruch oder Reagieren mit den Monomeren. ZeeospheresTM sind ein Beispiel für eine geeignete Perle zur Zugabe zu Monomeren, die zur Bildung von Polyesterteilchen enthaltenden Schichten verwendet werden. Vorzugsweise weisen die Perlen keine sauren Gruppen oder Phosphor auf, wenn sie mit den Monomeren kombiniert werden, die zur Herstellung des Polyesters dienen.
  • In einigen Fällen wird eine Vormischung aus Perlen und Polymer mit Hilfe jedes der dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt. Danach kann diese Vormischung in ausgewählten Anteilen zusätzlichem Polymer in einem Extruder oder Mischer zugegeben werden, um einen Film mit einer gewünschten Menge von Perlen herzustellen.
  • In einem exemplarischen Verfahren zur Bereitstellung einer Perlenoberflächenschicht kann ein Oberflächenschichtvorläufer auf einem vorab gebildeten Reflexionspolarisationselement abgeschieden werden. Der Oberflächenschichtvorläufer kann jedes Material sein, das zur Bildung einer Beschichtung auf dem Reflexionspolarisationselement geeignet ist, u. a. Monomer-, Oligomer- und Polymermaterialien. Beispielsweise kann der Oberflächenschichtvorläufer jedes der Polymere, die zuvor zum Gebrauch in der ersten und zweiten optischen Schicht und den nichtoptischen Schichten beschrieben wurden, oder Vorläufer dieser Polymere sowie Materialien sein, z. B. Sulfopolyurethane, Sulfopolyester, Fluoracrylate und Acrylate.
  • In solchen exemplarischen Ausführungsformen können die Perlen in einer vorgemischten Schlämme, Lösung oder Dispersion mit dem Oberflächenschichtvorläufer vorgesehen werden. Als Alternative können die Perlen getrennt vom Oberflächenschichtvorläufer vorgesehen werden. Wird z. B. der Vorläufer zuerst auf das Reflexionspolarisationselement aufgetragen, können die Perlen auf dem Vorläufer z. B. durch Herabfallen, Berieseln, Abrollen aufgebracht oder anderweitig angeordnet werden, um eine gewünschte Einschicht- oder andere Verteilung der Perlen in und/oder auf der Oberflächenschicht zu erreichen. Danach kann der Vorläufer gehärtet, getrocknet oder anderweitig verarbeitet werden, um die gewünschte Oberflächenschicht zu bilden, die die Perlen auf gewünschte Weise festhält. Die Relativanteile des Oberflächenschichtvorläufers und der Perlen können auf der Grundlage vielfältiger Faktoren variieren, darunter z. B. der gewünschten Morphologie der resultierenden aufgerauhten Oberflächenschicht und der Beschaffenheit des Vorläufers.
  • In einem weiteren exemplarischen Verfahren zur Bildung einer Perlenschicht kann das Substrat oder das Reflexionspolarisationselement selbst zur Haftungsverbesserung grundiert werden. Zu exemplarischen Grundierungstechniken zählen chemisches Grundieren, Koronaoberflächenbehandlung, Flammenoberflächenbehandlung, Blitzlampenbehandlung u. a. Danach kann die Mischung auf die behandelte Oberfläche mit Hilfe typischer Lösungsmittelauftragsmaschinen aufgetragen, z. B. durch Lufttrocknen getrocknet und verfestigt werden. Mitunter kann die Verfestigung der Perlenschicht durch UV-Härten durchgeführt werden. Sobald die Perlenschicht erstarrt ist, kann der optische Artikel auf zusätzliche Schichten laminiert werden. Allerdings können in anderen Ausführungsformen zusätzliche Schichten zu unterschiedlichen Zeiten zugefügt werden, z. B. vor Anordnen der Perlenschicht auf dem Substrat oder während der Koextrusion.
  • Dem Fachmann wird problemlos klar sein, daß diese Verfahren lediglich exemplarisch sind und jede geeignete Anzahl und Kombination der zuvor beschriebenen Schritte in jeder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden kann, um exemplarische Ausführungsformen der Offenbarung herzustellen. Bei Bedarf können zusätzliche Schritte zum Einsatz kommen.
  • BEISPIELE
  • Im folgenden wird die Offenbarung anhand der nachstehenden Beispiele näher veranschaulicht, die Eigenschaften einiger exemplarischer optischer Filme darstellen, die offenbarungsgemäß aufgebaut sind.
  • Beispiel 1
  • Rohmaterialien für die Perlenschichtmischung:
  • Tabelle 1
    Komponente Beschreibung Handelsname Firma
    Perlen Copolymer von Methylmethacrylat und Ethylenglycoldimethacrylat MBX-20 Sekisui Chemical
    Bindemittel aliphatisches Urethanacrylatoligomer Photomer 6010 Cognis
    Zusatzstoffe Copolyacrylat-Egalisiermittel Perenol F-45 Cognis
    Zusatzstoffe flüssiger rheologischer Zusatzstoff (Lösung einer modifizierten Harnstoffs) BYK 411 BYK Chemie
    Initiator polymerisches Hydroxyketon Esacure One Lamberti
    Lösungsmittel Isopropylalkohol IPA
    Substrat mehrschichtiger PEN/coPEN-Reflexionspolarisator mit coPEN-Außenschichten DBEF 3M
  • Der als Substrat im Beispiel 1 verwendete Reflexionspolarisator (RP) war ein mehrschichtiger PEN/coPEN-Reflexionspolarisator mit coPEN-Außenschichten und ohne Deckschichten.
  • Die Formulierung der Perlenschichtmischung ist in Tabelle 2 gezeigt: Tabelle 2
    Gewichtsteile Dichte Volumenteile
    Bindemittel 100,0 1,08 92,6
    Initiator 4,0 1,12 3,6
    Zusatzstoff 1 (F45) 2,0 0,94 2,1
    Zusatzstoff 2 (BYK 411) 2,0 1,1 1,8
    Perlen 183,9 1,2 153,2
    IPA 356,8 0,787 453,3
    Gew.-% Vol.-%
    Perlengehalt 63,0% → 60,5%
    Feststoffe 45,0% → 35,9%
  • Die Perlenschichtmischung von Tabelle 2 wurde mit Hilfe einer Düsenspritzpumpe vom Schlitztyp aufgetragen. Die Beschichtungsbreite betrug 4 Inch, und die Substratbahn wurde mit der Geschwindigkeit von 15 Fuß/m vorwärts bewegt. Das Beschichtungsgewicht wurde durch Steuern der aus der Spritzpumpe ausgebrachten Materialmenge, gekennzeichnet als Durchfluß, gesteuert. Dadurch wurden fünf unterschiedliche Proben (1–5) mit unterschiedlichen Beschichtungsgewichten hergestellt, was zu unterschiedlichen mittleren Dickewerten des Bindemittels führte.
  • Das Beschichtungsgewicht wurde durch direkte Messung bestimmt. Das Gewicht einer Probe mit einer Perlenschicht wurde mit dem Gewicht des Substrats der gleichen Größe und aus demselben Los verglichen. Die Beschichtungsgewichtsmessung wurde für die getrocknete und gehärtete Beschichtung vorgenommen.
  • Gewinnmessung
  • Im folgenden wird das allgemeine Prüfverfahren für den relativen Gewinn beschrieben, um die optische Leistung der erfindungsgemäßen optischen Artikel zu quantifizieren. Obwohl der Vollständigkeit halber spezifische Einzelheiten angegeben sind, sollte leicht erkannt werden, daß ähnliche Ergebnisse mit Hilfe von Abwandlungen des nachfolgenden Vorgehens mit anderer handelsüblicher Technik erhalten werden können. Die optische Leistung der Filme wurde mit einem Spektralkolorimeter SpectraScanTM PR-650 mit einer Linse MS-75 gemessen, das von Photo Research, Inc., Chatsworth, CA zu beziehen ist. Die optischen Artikel wurden auf der Oberseite eines diffus durchlässigen hohlen Lichtkastens plaziert. Die diffuse Transmission und Reflexion des Lichtkastens läßt sich als Lambertsche beschreiben. Der Lichtkasten war ein sechsseitiger Hohlkubus mit den Maßen von etwa 12,5 cm × 12,5 cm × 11,5 cm (L × B × H), der aus diffusen PTFE-Platten mit etwa 6 mm Dicke hergestellt war. Eine Fläche des Kastens wird als Probenoberfläche ausgewählt. Der hohle Lichtkasten hatte eine diffuse Reflexion von etwa 0,83 in der Messung an der Probenoberfläche (z. B. etwa 83%, gemittelt über den Wellenlängenbereich von 400–700 nm, Meßverfahren für die Kastenreflexion später beschrieben). Während der Gewinnprüfung wird der Kasten von innen durch ein etwa 1 cm großes kreisförmiges Loch im Boden des Kastens beleuchtet (entgegengesetzt zur Probenoberfläche, wobei das Licht von innen zur Probenoberfläche gerichtet ist). Bereitgestellt wird diese Beleuchtung mit Hilfe einer stabilisierten Breitband-Glühlichtquelle, die an einem faseroptischen Bündel angebracht ist, das zum Richten des Lichts verwendet wird (Fostec DCR-II mit Faserbündelverlängerung von etwa 1 cm Durchmesser von Schott-Fostec LLC, Marlborough, MA und Auburn, NY). Ein linearer Standardabsorptionspolarisator (z. B. Melles Griot 03 FPG 007) wird zwischen dem Probenkasten und der Kamera plaziert. Die Kamera wird auf die Probenoberfläche des Lichtkastens in einem Abstand von etwa 34 cm fokussiert, und der Absorptionspolarisator wird etwa 2,5 cm von der Kameralinse plaziert.
  • Die Leuchtdichte des beleuchteten Lichtkastens, gemessen mit dem Polarisator an Ort und Stelle und ohne optischen Probenartikel, betrug > 150 cd/m2. Gemessen wird die Probenleuchtdichte mit dem PR-650 bei senkrechtem Einfall auf die Ebene der Kastenprobenoberfläche, wenn die optischen Proben artikel parallel zur Kastenprobenoberfläche plaziert sind, wobei die Probenartikel in allgemeinem Kontakt mit dem Kasten stehen. Der Relativgewinn wird berechnet, indem diese Probenleuchtdichte mit der Leuchtdichte verglichen wird, die auf die gleiche Weise vom Lichtkasten allein gemessen wird. Die gesamte Messung wurde in einem schwarzen Gehäuse durchgeführt, um Streulichtquellen zu eliminieren. Bei der Prüfung des Relativgewinns optischer Artikel, die Reflexionspolarisationselemente enthielten, war die Durchlaßachse des Reflexionspolarisationselements zur Durchlaßachse des Absorptionspolarisators des Prüfsystems ausgerichtet.
  • Die diffuse Reflexion des Lichtkastens wurde mit Hilfe einer mit Spectralon beschichteten integrierenden Kugel (Ulbrichtkugel) mit 15,25 cm (6 Inch) Durchmesser, einer stabilisierten Breitband-Halogenlichtquelle und einer Stromversorgung für die Lichtquelle gemessen, die alle von Labsphere (Sutton, NH) stammten. Die Ulbrichtkugel hatte drei Öffnungsanschlüsse, einen Anschluß für das Eingangslicht (mit 2,5 cm Durchmesser), einen bei 90 Grad entlang einer zweiten Achse als Detektoranschluß (mit 2,5 cm Durchmesser) und den dritten bei 90 Grad entlang einer dritten Achse (d. h. orthogonal zu den ersten beiden Achsen) als Probenanschluß (mit 5 cm Durchmesser). Ein Spektralkolorimeter PR-650 (wie zuvor) wurde auf den Detektoranschluß in einem Abstand von etwa 38 cm fokussiert. Der Reflexionswirkungsgrad der Ulbrichtkugel wurde mit Hilfe eines kalibrierten Reflexionsstandards von Labsphere mit etwa 99% diffuser Reflexion gemessen (SRT-99-050). Der Standard war von Labsphere kalibriert und auf einen NIST-Standard (SRS-99-020-REFL-51) zurückführbar. Berechnet wurde der Reflexionswirkungsgrad der Ulbrichtkugel wie folgt: Kugelhelligkeitsverhältnis = 1/(1 – RKugel·RStandard).
  • In diesem Fall ist das Kugelhelligkeitsverhältnis das Verhältnis der am Detektoranschluß gemessenen Leuchtdichte, wobei die Referenzprobe den Probenanschluß abdeckt, dividiert durch die am Detektoranschluß gemessene Leuchtdichte, wenn keine Probe den Probenanschluß abdeckt. Kennt man dieses Helligkeitsverhältnis und die Reflexion des kalibrierten Standards (RStandard), läßt sich der Reflexionswirkungsgrad der Ulbrichtkugel RKugel berechnen. Danach wird dieser Wert wieder in einer ähnlichen Gleichung verwendet, um die Reflexion einer Probe zu messen, in diesem Fall des PTFE-Lichtkastens: Kugelhelligkeitsverhältnis = 1/(1 – RKugel·RProbe)
  • Hierbei wird das Kugelhelligkeitsverhältnis als Verhältnis der Leuchtdichte am Detektor mit der Probe am Probenanschluß, dividiert durch die ohne die Probe gemessene Leuchtdichte, gemessen. Da RKugel aus der vorstehenden Darstellung bekannt ist, läßt sich RProbe einfach berechnen. Diese Reflexionswerte wurden in Wellenlängenabständen von 4 nm gemessen und als Mittel über den Wellenlängenbereich von 400–700 nm registriert.
  • Der Relativgewinn g berechnet sich durch Vergleichen der Probenleuchtdichte mit der Leuchtdichte, die auf die gleiche Weise vom Lichtkasten allein gemessen wird, d. h.: g = Lf/Lo,wobei Lf die gemessene Leuchtdichte mit dem Film an Ort und Stelle und Lo die gemessene Leuchtdichte ohne den Film ist. Die Messungen wurden in einem schwarzen Gehäuse durchgeführt, um Streulichtquellen zu eliminieren. Die allein vom Lichtkasten gemessene "reine" Leuchtdichte, wobei der Absorptionspolarisator des Prüfsystems an Ort und Stelle ist und keine Proben über dem Lichtkasten liegen, betrug etwa 275 Candela je m2. Proben wurden auf eine Größe von 3 Inch × 5 Inch geschnitten. Die lange Richtung war mit der Durchlaßachse des Reflexionspolarisators kollinear.
  • Gemessene Relativgewinndaten der Proben 1–5, aufgetragen als Funktion des Beschichtungsgewichts, sind in 6 gezeigt. 7 zeigt die gleiche Datenkurve (Quadrate) zusammen mit einer nichtlinearen Näherungsfunktion (durchgezogene Linie) mit der folgenden Gleichung: y = –0,0003x2 + 0,014x + 1,7629, wobei y = Gewinn, x = Beschichtungsgewicht sind.
  • Trübungs-/Durchlässigkeitsmessung
  • Die Messung von Trübung und Durchlässigkeit (Transmission) erfolgte mit Hilfe des Standardverfahrens ASTM D1003 mit dem Titel "Standardprüfverfahren für Trübung und Lichtdurchlässigkeit durchsichtiger Kunststoffe". Proben wurden auf eine Größe von 3 Inch × 5 Inch geschnitten. Daten für die gemessene Trübung (Quadrate) und Durchlässigkeit (Kreise) der Proben 1–5, aufgetragen als Funktion des Beschichtungsgewichts, sind in 8 gezeigt.
  • Messung des Hohlraumflächenverhältnisses
  • In Abhängigkeit von Beschichtungsformulierung und -bedingungen können Hohlraumbereiche (Hohlräume) auf der Oberfläche der Substrate gebildet sein, die keine Perlen enthalten. Das Vorhandensein dieser Hohlräume kann den Gewinn und andere optische Eigenschaften des Films beeinflussen. Definitionsgemäß ist das Hohlraumflächenverhältnis die Summe der Oberflächengröße aller Hohlraumbereiche, dividiert durch die Gesamtoberflächengröße der Probe.
  • Abgeschlossen wurde die Messung des Hohlraumflächenverhältnisses durch Analysieren einer Probe eines optischen Artikels der Erfindung mit Hilfe eines optischen Mikroskops (von Zeiss Co.) im Transmissionsmodus. Die Probe wurde auf eine Größe von 3 Inch × 5 Inch geschnitten und auf der Transmissionsstufe plaziert sowie mit einer Stärke hintergrundbeleuchtet, die ausreicht, die Probe mit Hilfe einer 10X-Objektivlinse klar zu beleuchten. Das Bild der Probe wurde mit Hilfe von Bildanalysesoftware (Image Pro PlusTM, Version 6 für Windows, hergestellt von Media Cybernetics, Inc., 8484 Georgia Ave., Silver Spring, MD 20910) erfaßt. Die Software Image ProTM verglich den Kontrast zwischen den mit Perlen beschichteten Flächen und den Hohlräumen. Geprüft wurden fünf Wiederholungsproben, und die einzelnen Werte wurden für den Endwert gemittelt. Dieser Wert ist die mittlere Querschnittfläche der Hohlraumfläche. Das resultierende Hohlraumflächenverhältnis der Proben 1–5, aufgetragen als Funktion des Beschichtungsgewichts, ist in 9 gezeigt. 10A und 10B zeigen Mikroaufnahmen zweier Proben einer offenbarungsgemäßen Perlenschicht mit 4,25% Hohlraumflächenverhältnis bzw. 0,78% Hohlraumflächenverhältnis, wobei die Hohlraumflächen weiß sind. Die beiden Proben hatten einen Gewinn von 1,90 bzw. 1,85.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Mehrschichtige PEN/coPEN-Reflexionspolarisatoren ohne Deckschichten:
  • Optische Leistung
    • Gewinn: 1,697
    • Trübung: 1,11%
    • Durchlässigkeit: 50,7%
  • Zusammenfassung der Daten
  • In Tabelle 3 sind die Ergebnisse der o. g. Charakterisierungen von Proben von offenbarungsgemäßen optischen Artikeln mit Perlenschichten (Proben 1–5) zusammengefaßt: Tabelle 3
    Probe Beschichtungsgewicht (g/m2) Gewinn Durchlässigkeit Trübung Hohlraumflächenverhältnis % Mittlere bedeckte Fläche %
    1 12,9 1,888 58,2 93,7 7,57 92,43
    2 19,1 1,902 58,6 95,8 4,11 95,89
    3 27,0 1,896 59,1 97,8 0,84 99,16
    4 29,8 1,880 59,8 98,9 0,25 99,75
    5 32,4 1,856 58,9 99,1 0,14 99,86
  • Obwohl die optischen Artikel und Bauelemente der Offenbarung anhand von spezifischen exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wurden, wird der Fachmann leicht erkennen, daß Änderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.
  • Zusammenfassung
  • Optischer Artikel mit einer Perlenschicht
  • Ein optischer Artikel hat ein Substrat, das ein Reflexionspolarisationselement aufweist, das Licht mit einem ersten Polarisationszustand bevorzugt reflektiert und Licht mit einem zweiten Polarisationszustand bevorzugt durchläßt, und eine auf dem Substrat angeordnete Perlenschicht. Die Perlenschicht weist durchsichtiges Bindemittel und mehrere darin dispergierte durchsichtige Perlen auf. Ein Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht ist im Vergleich zu einem Normalwinkelgewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, erhöht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (38)

  1. Optischer Artikel mit: einem Substrat, das ein Reflexionspolarisationselement aufweist, das Licht mit einem ersten Polarisationszustand bevorzugt reflektiert und Licht mit einem zweiten Polarisationszustand bevorzugt durchläßt; und einer auf dem Substrat angeordneten Perlenschicht, wobei die Perlenschicht durchsichtiges Bindemittel und mehrere darin dispergierte durchsichtige Perlen aufweist; wobei die Perlen in einer Menge von etwa 100 bis etwa 210 Gewichtsteilen je etwa 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorhanden sind; wobei eine mittlere Bindemitteldicke über einen linearen Inch innerhalb von etwa 60% eines mittleren Radius der Perlen liegt; und wobei ein Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht im Vergleich zu einem Normalwinkelgewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, erhöht ist.
  2. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei die mittlere Bindemitteldicke über einen linearen Inch innerhalb von etwa 40% eines mittleren Radius der Perlen liegt.
  3. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei die mittlere Bindemitteldicke über zwei lineare Inch innerhalb von etwa 60% eines mittleren Radius der Perlen liegt.
  4. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei ein mittlerer Teilchendurchmesser der Perlen etwa 12 bis etwa 30 Mikrometer beträgt.
  5. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei die Perlen eine allgemeine Kugelform haben.
  6. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei die Perlen in einer Menge von etwa 120 bis etwa 210 Gewichtsteilen je etwa 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorhanden sind.
  7. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei die Perlen und das Bindemittel Polymermaterialien aufweisen.
  8. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei das Bindemittel ein UV-härtbares Material, thermoplastisches Material, Klebermaterial oder eine Kombination daraus aufweist.
  9. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei eine Brechzahl des Bindemittels so angepaßt ist, daß sie innerhalb von etwa 0,1 einer Brechzahl der Perlen liegt.
  10. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei das Reflexionspolarisationselement aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem mehrschichtigen Reflexionspolarisator, einem diffus reflektierenden Polarisator, einem Drahtgitter-Reflexionspolarisator und einem cholesterischen Reflexionspolarisator besteht.
  11. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei der optische Artikel ferner eine zusätzliche Schicht aufweist.
  12. Optischer Artikel nach Anspruch 11, wobei die zusätzliche Schicht aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer durchsichtigen Polymerschicht, einer Kleberschicht, einer Diffusorschicht, einer steifen Platte und einer matten Schicht besteht.
  13. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei die Perlen mindestens etwa 50% je Flächeneinheit einer Hauptfläche des optischen Artikels bedecken.
  14. Optischer Artikel nach Anspruch 1, wobei der Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht im Vergleich zum Gewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, um mindestens etwa 5% erhöht ist.
  15. Optischer Artikel mit: einem Substrat, das ein Reflexionspolarisationselement aufweist, das Licht mit einem ersten Polarisationszustand bevorzugt reflektiert und Licht mit einem zweiten Polarisationszustand bevorzugt durchläßt; und einer auf dem Substrat angeordneten Perlenschicht, wobei die Perlenschicht durchsichtiges Bindemittel und mehrere darin dispergierte durchsichtige Perlen aufweist; wobei die Perlen in einer Menge von etwa 100 bis etwa 210 Gewichtsteilen je etwa 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorhanden sind; wobei ein Trockengewicht der Perlenschicht etwa 5 bis etwa 50 g/m2 beträgt; und wobei ein Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht im Vergleich zu einem Gewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, erhöht ist.
  16. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei ein mittlerer Teilchendurchmesser der Perlen etwa 12 bis etwa 30 Mikrometer beträgt.
  17. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei die Perlen eine allgemeine Kugelform haben.
  18. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei die Perlen in einer Menge von etwa 120 bis etwa 210 Gewichtsteilen je etwa 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorhanden sind.
  19. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei die Perlen und das Bindemittel Polymermaterialien aufweisen.
  20. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei das Bindemittel ein UV-härtbares Material, thermoplastisches Material, Klebermaterial oder eine Kombination daraus aufweist.
  21. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei eine Brechzahl des Bindemittels so angepaßt ist, daß sie innerhalb von etwa 0,1 einer Brechzahl der Perlen liegt.
  22. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei das Reflexionspolarisationselement aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem mehrschichtigen Reflexionspolarisator, einem diffus reflektierenden Polarisator, einem Drahtgitter-Reflexionspolarisator und einem cholesterischen Reflexionspolarisator besteht.
  23. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei der optische Artikel ferner eine zusätzliche Schicht aufweist.
  24. Optischer Artikel nach Anspruch 23, wobei die zusätzliche Schicht aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer durchsichtigen Polymerschicht, einer Kleberschicht, einer Diffusorschicht, einer steifen Platte und einer matten Schicht besteht.
  25. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei die Perlen mindestens etwa 50% je Flächeneinheit einer Hauptfläche des optischen Artikels bedecken.
  26. Optischer Artikel nach Anspruch 14, wobei der Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht im Vergleich zum Gewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, um mindestens 5% erhöht ist.
  27. Optischer Artikel mit: einem Substrat, das ein Reflexionspolarisationselement aufweist, das Licht mit einem ersten Polarisationszustand bevorzugt reflektiert und Licht mit einem zweiten Polarisationszustand bevorzugt durchläßt; und einer auf dem Substrat angeordneten Perlenschicht, wobei die Perlenschicht durchsichtiges Bindemittel und mehrere darin dispergierte durchsichtige Perlen auf weist; wobei die Perlen in einem Volumenanteil von etwa 45 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-% der Beschichtung vorhanden sind; wobei eine mittlere Bindemitteldicke über einen linearen Inch innerhalb von etwa 60% eines mittleren Radius der Perlen liegt; und wobei ein Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht im Vergleich zu einem Gewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, erhöht ist.
  28. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei ein mittlerer Teilchendurchmesser der Perlen etwa 12 bis etwa 30 Mikrometer beträgt.
  29. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei die Perlen eine allgemeine Kugelform haben.
  30. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei die Perlen in einer Menge von etwa 120 bis etwa 210 Gewichtsteilen je etwa 100 Gewichtsteile des Bindemittels vorhanden sind.
  31. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei die Perlen und das Bindemittel Polymermaterialien aufweisen.
  32. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei das Bindemittel ein UV-härtbares Material, thermoplastisches Material, Klebermaterial oder eine Kombination daraus aufweist.
  33. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei eine Brechzahl des Bindemittels so angepaßt ist, daß sie innerhalb von etwa 0,1 einer Brechzahl der Perlen liegt.
  34. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei das Reflexionspolarisationselement aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem mehrschichtigen Reflexionspolarisator, einem diffus reflektierenden Polarisator, einem Drahtgitter-Reflexionspolarisator und einem cholesterischen Reflexionspolarisator besteht.
  35. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei der optische Artikel ferner eine zusätzliche Schicht aufweist.
  36. Optischer Artikel nach Anspruch 35, wobei die zusätzliche Schicht aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer durchsichtigen Polymerschicht, einer Kleberschicht, einer Diffusorschicht, einer steifen Platte und einer matten Schicht besteht.
  37. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei die Perlen mindestens etwa 50% je Flächeneinheit einer Hauptfläche des optischen Artikels bedecken.
  38. Optischer Artikel nach Anspruch 27, wobei der Normalwinkelgewinn des optischen Artikels mit der Perlenschicht im Vergleich zum Gewinn des gleichen optischen Artikels, aber ohne die Perlenschicht, um mindestens etwa 5% erhöht ist.
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