用于印刷圖形的自發(fā)光標(biāo)牌的制作方法
【專利說(shuō)明】用于印刷圖形的自發(fā)光標(biāo)牌
【背景技術(shù)】
[0001] 印刷圖形已經(jīng)用于廣告、安全和個(gè)人用途許多年。該些顯示已如此常見(jiàn)，W致于其 可通常難W使消息在一組此類標(biāo)志中被注意到。該種情況的一種常用解決方案為有源地從 背后照亮數(shù)字或靜態(tài)圖形，W便吸引更多注意。然而，該種有源的從背后照亮可帶來(lái)需要更 多能量和電子器件W及在給定環(huán)境中產(chǎn)生更多熱的代價(jià)，所有該些可為不可取的。因此，需 要照亮或W其他方式將更多注意力吸引到靜態(tài)圖形標(biāo)牌的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 符合本發(fā)明的自發(fā)光背照式標(biāo)記包括具有用W重定向光的結(jié)構(gòu)化表面的轉(zhuǎn)向膜、 提供在至少一個(gè)方向上的漫射的漫射器、W及漫射器上的圖形。轉(zhuǎn)向膜通過(guò)結(jié)構(gòu)化表面將 光引向圖形的觀察者W便無(wú)源地照亮標(biāo)記。
[0003] 符合本發(fā)明的自發(fā)光前照式標(biāo)記包括在至少一個(gè)方向上提供漫射的漫射器、漫射 器上的圖形、具有用W重定向光的結(jié)構(gòu)化表面的轉(zhuǎn)向膜、W及轉(zhuǎn)向膜上的反射器。轉(zhuǎn)向膜通 過(guò)結(jié)構(gòu)化表面將光引向圖形的觀察者W便無(wú)源地照亮標(biāo)記。
[0004] 符合本發(fā)明的另一種自發(fā)光前照式標(biāo)記包括具有用W重定向光的結(jié)構(gòu)化表面的 轉(zhuǎn)向膜、位于轉(zhuǎn)向膜上并且提供在至少一個(gè)方向上的漫射的漫射器、轉(zhuǎn)向膜上的圖形、W及 漫射器上的反射器。轉(zhuǎn)向膜通過(guò)結(jié)構(gòu)化表面將光引向圖形的觀察者W便無(wú)源地照亮標(biāo)記。
【附圖說(shuō)明】
[0005] 附圖包含在本說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，并且它們結(jié)合【具體實(shí)施方式】闡 明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和原理。在該些附圖中，
[0006] 圖1為自發(fā)光背照式標(biāo)牌的側(cè)面剖視圖；
[0007] 圖2為示出了用于圖1的標(biāo)牌的光線跟蹤的圖；
[000引圖3為自發(fā)光前照式標(biāo)牌的側(cè)面剖視圖；
[0009] 圖4是圖3的標(biāo)牌的替代構(gòu)造的側(cè)面剖視圖；并且
[0010] 圖5為示出了用于圖3的標(biāo)牌的光線跟蹤的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 本發(fā)明的實(shí)施例利用環(huán)境照明或遠(yuǎn)程定位照明來(lái)為觀察者提供下述感知，即圖形 具有附接到其的供電背光源。具體地，標(biāo)牌利用轉(zhuǎn)向膜和提供受控漫射的一個(gè)或多個(gè)漫射 器，W便將光引向圖形的觀察者?？蒞多種方式利用該種圖形標(biāo)牌，諸如橫幅應(yīng)用、廣告、購(gòu) 買點(diǎn)標(biāo)牌、通信標(biāo)牌、或者可期望點(diǎn)亮圖形而沒(méi)有有源供電背光源的任何種類的圖形。
[00。]背照式梳牌
[0013] 圖1為自發(fā)光背照式標(biāo)牌10的側(cè)面剖視圖。標(biāo)牌10包括轉(zhuǎn)向膜12、第一漫射器 14、第二漫射器16和圖形20。標(biāo)牌10任選地包括漫射器14和16之間的氣隙18。另選地， 漫射器14和16可處于物理接觸狀態(tài)，或者（除了氣隙）可由光學(xué)透明材料隔開(kāi)。標(biāo)牌10 的膜或部件可任選地被保持在一起并且被通常圍繞膜邊緣的條帶或框架22和24邊封?？?將圖形20印刷在漫射器16上或者印刷在施加到（例如層合在）漫射器16上的透明件上。
[0014] 可例如利用60°棱鏡膜或者具有用W重定向光的結(jié)構(gòu)化表面的其他類型的光重 定向膜來(lái)實(shí)施轉(zhuǎn)向膜12。可利用透鏡狀漫射膜，例如利用面朝或遠(yuǎn)離圖形20的觀察者的透 鏡狀件來(lái)實(shí)施漫射器14和16?？蛇x的氣隙18可有助于防止在將透鏡狀漫射膜用于漫射 器時(shí)對(duì)透鏡狀件的損壞。氣隙還提供折射率差。漫射器14在至少一個(gè)方向上提供漫射同 時(shí)漫射器16在不同方向上提供漫射。當(dāng)利用透鏡狀漫射膜實(shí)施時(shí)，漫射器14優(yōu)選地具有 在基本上平行于轉(zhuǎn)向膜12的棱鏡的相同方向上延伸的透鏡狀件。優(yōu)選地，漫射器14和16 在正交方向上提供漫射，如圖1所示，W提供照亮圖形20更好的均勻度。除了兩個(gè)漫射器， 可另選地利用僅一個(gè)漫射器14或16。另外，漫射器14和16可由單個(gè)非對(duì)稱漫射器代替。 漫射膜14的透鏡狀件可任選地與轉(zhuǎn)向膜12的棱鏡對(duì)準(zhǔn)，該可提供更大增益。用于將微復(fù) 制型特征結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)在膜的相對(duì)側(cè)面上的系統(tǒng)在美國(guó)專利號(hào)7, 165, 959中有所公開(kāi)，所述專 利的全部?jī)?nèi)容W引用方式全文并入本文。
[0015] 在使用中，轉(zhuǎn)向膜12的特征結(jié)構(gòu)角棱鏡）將來(lái)自光源26(諸如室內(nèi)燈）的光 引導(dǎo)到圖形20W便為觀察者21無(wú)源地照亮標(biāo)牌。圖2為示出圖1標(biāo)牌的光線跟蹤的圖， 所述光線跟蹤由線28代替，其示出了轉(zhuǎn)向膜12如何將來(lái)自室內(nèi)燈26的光引導(dǎo)到圖形20 和觀察者21W用于無(wú)源照明。
[OOW前照式梳牌
[0017] 圖3為自發(fā)光前照式標(biāo)牌30的側(cè)面剖視圖。標(biāo)牌30包括轉(zhuǎn)向膜32、反射器34、 漫射器36和圖形40。標(biāo)牌30任選地包括轉(zhuǎn)向膜32和圖形40之間的氣隙38。另選地，轉(zhuǎn) 向膜32和圖形40可處于物理接觸狀態(tài)，或者（除了氣隙）可由光學(xué)透明材料隔開(kāi)。標(biāo)牌 30的膜或部件可任選地被保持在一起并且被通常圍繞膜邊緣的條帶或框架42和44邊封。 可將圖形40印刷在漫射器36上或者印刷在施加到（例如層合在）漫射器36上的透明件 上。
[0018] 可例如利用銀齒狀棱鏡膜或者具有用W重定向光的結(jié)構(gòu)化表面的其他類型的光 重定向膜來(lái)實(shí)施轉(zhuǎn)向膜32。例如，除了銀齒狀棱鏡膜，可利用線型菲涅爾膜?？衫苗R面反 射器，例如來(lái)自3M公司（3MCompany)的增強(qiáng)鏡面反射器巧SR)膜來(lái)實(shí)施反射器34。在一 些情況下，鏡面反射器可為結(jié)構(gòu)化的W便提供有限量的角傳播。具有結(jié)構(gòu)的鏡面反射器包 括例如金屬化微結(jié)構(gòu)化膜。在一些情況下，反射器本質(zhì)上可為半鏡面的，其中反射器提供入 射在反射器上光的小量的傳播或者有限量的漫射。半鏡面反射器包括例如ESR膜上的輕微 漫射涂層?？衫猛哥R狀漫射膜例如利用布置成相對(duì)于轉(zhuǎn)向膜32的棱鏡成45°的透鏡狀 件來(lái)實(shí)施漫射器36。當(dāng)利用透鏡狀漫射膜實(shí)施時(shí)，透鏡狀件可面向或遠(yuǎn)離圖形40的觀察 者。除了透鏡狀漫射膜，可利用非對(duì)稱漫射器來(lái)實(shí)施漫射器36?？蛇x的氣隙38可有助于防 止對(duì)轉(zhuǎn)向膜32的棱鏡的損壞。氣隙還提供折射率差。
[0019] 在使用中，轉(zhuǎn)向膜32中的特征結(jié)構(gòu)（例如銀齒狀棱鏡）將來(lái)自光源46的光（諸 如室內(nèi)燈）引導(dǎo)到圖形40W便為觀察者41無(wú)源地照亮標(biāo)牌。圖5為示出用于圖3的標(biāo)牌 的光線跟蹤的圖，所述光線跟蹤由線48代替，其示出了轉(zhuǎn)向膜32如何將來(lái)自室內(nèi)燈46的 光引導(dǎo)到圖形40和觀察者41W用于無(wú)源照明。
[0020] 圖4為前照式自發(fā)光標(biāo)牌50的側(cè)面剖視圖，所述前照式自發(fā)光標(biāo)牌50為標(biāo)牌30 的另選構(gòu)造。標(biāo)牌50包括轉(zhuǎn)向膜52、反射器54、漫射器56和圖形60。標(biāo)牌50還可包括轉(zhuǎn) 向膜52和漫射器56之間可選的氣隙58,W及轉(zhuǎn)向膜52和圖形60之間可選的氣隙59?？?選的邊緣條帶或框架62和64可用于標(biāo)牌50的邊緣周圍。在該種另選的構(gòu)造中，漫射器被 放置在轉(zhuǎn)向膜（反射器和轉(zhuǎn)向膜之間）后面，其中圖形60從觀察者透視角度上保留在轉(zhuǎn)向 膜前面。在該種另選的構(gòu)造中，可通過(guò)層合或微復(fù)制工藝將漫射器附接到轉(zhuǎn)向膜，其中使漫 射器的背側(cè)金屬化W消除對(duì)獨(dú)立反射器的需求?？衫蒙衔淖R(shí)別的標(biāo)牌30的部件來(lái)實(shí)施 標(biāo)牌50的部件。在使用中，轉(zhuǎn)向膜52將來(lái)自光源66的光引導(dǎo)到圖形60和觀察者61W便 無(wú)源地照亮標(biāo)牌。
[0021] 對(duì)于上文所述的標(biāo)牌，遠(yuǎn)程定位或環(huán)境光可取向在圖形的前面或后面，W及可能 地取向成高角度（取決于特定標(biāo)牌設(shè)計(jì)）。用于標(biāo)牌的光源26, 46, 66被視為鄰近標(biāo)記，僅 為了進(jìn)行示意性說(shuō)明；光源可位于用于前照式標(biāo)記的標(biāo)記前面或者背照式標(biāo)記的標(biāo)記后面 的多個(gè)位置和距離處，包括定位成相對(duì)于標(biāo)記的多個(gè)角度。除了室內(nèi)照明，光源可包括例如 從窗口入射的太陽(yáng)光。光源還可包括大面積準(zhǔn)直光源。標(biāo)牌為自發(fā)光的，是指它利用無(wú)源 照明并且不包含其自身有源光源。
[0022] 對(duì)于自發(fā)光標(biāo)牌，當(dāng)膜或部件被描述為位于另一膜或部件上時(shí)，膜或部件可直接 位于其他膜或部件上（與其他膜或部件物理接觸），鄰近但不與其他膜或部件物理接觸，或 者部分地直接在其他膜或部件上并且部分地鄰近其他膜或部件。
[0023]包括圖形的標(biāo)牌可為基本上平面的（如圖所示）或者任選地彎曲的。對(duì)于彎曲的 標(biāo)牌，可彎曲可選的框架W將標(biāo)牌的膜保持成彎曲布置。用于標(biāo)記的圖形可包括例如文本、 商標(biāo)、圖示、圖像、品牌形狀、照片或任何其他靜態(tài)信息?？蓪㈧o態(tài)信息提供成任何類型的基 本上透明和基本上非漫射基板（例如聚合物膜或透明無(wú)機(jī)玻璃）上的印記。在一些實(shí)施例 中，靜態(tài)信息可包括實(shí)色表面，所述實(shí)色表面任選地還可為結(jié)構(gòu)化表面。在一些實(shí)施例中， 靜態(tài)信息可包括多色表面，所述多色表面任選地還可為結(jié)構(gòu)化表面。圖形信息包含于標(biāo)牌 上并且沒(méi)有投射到標(biāo)牌上。然而，標(biāo)牌的自發(fā)光可提供投射圖像的外觀，原因在于圖形的照 明。另外，根據(jù)用于標(biāo)牌的漫射器或其他膜的類型，圖形可具有3D或浮動(dòng)圖像的外觀。
[0024]前照式標(biāo)記的另選的構(gòu)造可包括上文所述的設(shè)計(jì)，不同之處在于所述標(biāo)記能夠W重復(fù)圖案合并彎曲，W便總是具有主要面向光源的特征結(jié)構(gòu)的有源面。重復(fù)棱鏡圖案的曲 率半徑中屯、可為使得它主要處于位于標(biāo)記正上方的光源的投射中屯、處。該種設(shè)計(jì)可產(chǎn)生單 個(gè)光點(diǎn)，表明鏡面反射被很好的控制。漫射器可用于將輸出傳播成可用寬度。該種構(gòu)造可 與用作光源的近源一起使用。
[0025] 連例
[0026]制備并測(cè)試樣品W顯示自發(fā)光標(biāo)記相對(duì)己締樹(shù)脂標(biāo)記的亮度增益。該些實(shí)例僅僅 為了進(jìn)行示意性的說(shuō)明。
[0027]測(cè)試方法-亮麼測(cè)量
[002引將樣品放置在利用人造光照亮的室內(nèi)邊緣上。利用美能達(dá)亮度計(jì)LS-IOO(可購(gòu)自 柯巧卡美能達(dá)傳感新加坡私人有限公司化onicaMinoltaSensingSingaporePteLtd)) 進(jìn)行亮度測(cè)量。對(duì)于前照式實(shí)例，測(cè)量未印刷（無(wú)顏色）的10. 2cm直徑區(qū)域。對(duì)于背照式 實(shí)例，測(cè)量未印刷（無(wú)顏色）的7.6cm直徑區(qū)域。亮度值Wcd/m2為單位進(jìn)行表示并且記 錄在表1中。通過(guò)利用樣品的亮度值除W相關(guān)聯(lián)的對(duì)比白色己締樹(shù)脂樣品的亮度值來(lái)計(jì)算 增益，并且將結(jié)果記錄在表I中。
[002引圖形房
[0030] 利用MimakiUJV-160UV大幅面印刷機(jī)（可購(gòu)自喬治亞州蘇萬(wàn)巧市的米馬克美國(guó) (MimakiUSA,Suwanee,GA))，在 50. 8 微米透明