CN101300616A

CN101300616A - 显示设备

Info

Publication number: CN101300616A
Application number: CNA2006800379929A
Authority: CN
Inventors: M·D·穆伦贝尔特
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: DK1938298T4; ES2640878T3; US7841733B2; NL2000273C2; WO2007043886A1; JP2009511984A; PL2390866T3; PL2779146T3; ES2388997T3; PL1938298T5; NL2000273A1; EP2390866B1; EP1938298B2; EP2779146A2; NL1030161C2; EP2779146A3; CN101300616B; DK2390866T3; EP3188164A3; PL1938298T3

Abstract

一种显示设备如灯箱包括：外罩；在该外罩中容纳的光源；和至少一个由来自光源的光照明的弥漫半透明显示面。取向装置加入到光源中以得到光源发射的光的方向特性，以使光源几乎专门照射到至少一个壁上。该至少一个壁是漫反射的，以使其上入射光的一部分被反射到显示面上。由此得到了几乎均匀的照明。

Description

显示设备

本发明涉及一种显示设备，例如用于广告照明的灯箱、交通灯、路标、照明天花板、TFT屏幕、LCD屏幕、钟表或测量仪表的刻度盘，该设备包括：外罩；该外罩中容纳的光源；和至少一个由来自该光源的光照明的弥漫半透明(diffusely translucent)显示面。

这样的显示器件在许多实施例中是已知的。

在前序中描述的这种类型的器件例如可以从US-A-5457615获知。由此已知的显示设备，利用许多全向(omnidirectional)光源照明弥漫半透明(diffusely translucent)显示面。内表面采用反射的形式。通过弥漫半透明板，这里指散射体，由灯发射的在显示面方向上的光被截取并被该弥漫半透明板漫射。

US-A-5457615没有给出任何关于过弥漫半透明板的光通路的扩散程度的指示。然而，应当认为光源对于在设备外侧的观察者是可见的，根据本发明这是不希望的。因此光源发射光的大部分通过弥漫半透明板直接到达了显示面。光源发射光的剩余部分以镜面反射的方式通过外罩的高度镜面反射内表面被反射，在多次反射后以一种方式(不作进一步说明)到达显示面。由于镜面反射，不可能防止光源在显示面的外表面上可见，由此形成暗区和亮区。人眼能很容易地看出它们之间的转换。如果对比度转换在短距离上超出了确定值，这会使显示器的显示令人很不舒服。这方面将在下面进行讨论。

根据US-A-5457615的结构是这样，这样来自伸长光源的末端区域的光能够直接到达显示面。

应当注意，从说明书可以知道或本领域技术人员可以理解，存在多种可能性，用于辐照设弥漫半透明面使得其外表面上的亮度尽可能均匀。

1、能利用具有相当厚度和/或非常有限的光透射的弥漫半透明显示面。应当理解，通过这种方法对于例如白玻璃或与功能上与弥漫半透明塑料对应的材料，能得到一定的均匀度。这种方法的缺点在于光能的损失很大。这意味着为了得到确定的亮度，必须使用消耗相对大量能量的光源。

2、可选择地，可以使用多个弥漫半透明板，彼此以一定距离隔开放置且例如等于或类似于显示面。由于这些板之间的相互距离，提高了显示面外表面上的亮度均匀度。这种表面上好的解决方法也具有导致光能大量损失的缺点。

3、由于光源到显示面的距离增加，将会提高该显示面外表面上的亮度均匀性。这种解决方法的缺点在于外壳会变得更大，特别是需要很大的深度，这是不希望的，并且对于特殊应用来说甚至是不可接受的。还应当假定，必须吸收未由光源直接指向显示面的光，因为否则可能发生不可预见的反射效应，这导致亮度增加但对均匀性有负面影响。

4、可以使用具有大的辐照表面的光源。例如可以设想具有类似于小光源(例如卤素灯或LED)的栅格图案的表面。尽管通过好的设计，这种解决方法能在显示面外表面上产生比较好的均匀度，但高成本是不允许的。

5、可以使用光学装置，特别是透镜、镜面或它们的组合，设计它们以使显示面外表面上的亮度在一定限度内保持恒定。然而，这种系统的设计很复杂，完全依靠于相关的尺寸测定，并且相应地较为昂贵。

用于广告目的的显示设备集成一个或多个荧光灯作为光源是众所周知的。这种显示设备很明显具有高光输出的优点。然而这又被实际中的主要缺点所抵消，所述缺点即弥漫半透明显示面在距离荧光灯相对短距离的区域中具有高的光强度。然而随着显示面被照明区域相对于荧光灯距离的减小，该光强度迅速减小。这意外地导致以下的现象，即尽管在所述第一区域得到了高的光强度，由于与次强照明区域的差异，经常会感觉总可读性(readability，清晰度)很差。

已采取措施通过使用多个荧光层或其它光源以避免这种已知的问题，但是其不能令人满意地避免所述的强照明区域与次强照明区域形成对比的缺点。在下面所述附图的预见中，在这方面参见附图1、2、3、8A和13以及与所述附图有关的描述。

已经试图通过设置具有特殊级数(progression)的栅格来减小强度上的差异，所述栅格很大程度或较小程度上局部遮蔽了来自光源的光。甚至没有通过这样，就能得到预期的效果。

本发明的目的是实现一种显示设备，以使显示面在相对严格的容差内被均匀地辐照。测试表明，决定显示面上信息的可见度，例如其上显示的文本的可读性，不仅是亮度，而且更重要的是亮度均匀性。对于灯箱，可以采用例如在约10-5000勒克斯(lux)范围内的亮度。很清楚，特别是对于某些所述应用，例如广告标志或交通标志中，这是非常重要的。

在上述考虑的基础上，本发明提供了一种在前序中所描述类型的显示设备，其具有这样的特征：取向装置(orienting means)加入到光源以得到光源发射光的方向特性，使光源几乎全部例如超过75％地直接照射到至少一个壁上；并且至少一个壁为漫反射以使其上入射光的一部分反射到显示面。

参考下面附图的描述，在图24中对术语“漫反射”进行了说明。该图以二维方式示出了与漫反射对应的基本球状的方向特性。所画的坐标系统的原点，即[x＝0；y＝0]是光入射到漫反射表面上的点。光将根据所画的方向图反射，基本与光入射方向无关。最大部分的光将会垂直地即在y轴方向上离开该表面。在x轴方向上的部分基本为零。中间的相对值由原点和球面之间的距离决定，该球面以二维圆圈示出。通过箭头示意性示出了这些值。

推荐根据本发明的显示设备，其中由光源直接指向显示面并穿过显示面离开的光的光能部分总计少于光源发射光的总光能的10％。这防止了光源对于观察者可见。

强烈推荐一个实施例，其中显示面外表面上亮度的位置的一阶导数除以亮度局部值在任何方向上具有约1.0-1.2m^-1的最大值。测试已经示出，所述值形成了人眼识别的良好均匀性和亮度差别可辨别性之间的过渡。随着所述归一化的一阶导数的值变得更大，对比度将变得更加能够分辨，并最终增加到令人不快甚至不可接受的比例。

这里应当注意亮度是考虑了人眼主观性能的度量。

重要的是，取向装置保证尽可能多的光源发射光到达漫反射壁。取向装置可以是添加到光源的分离装置。可选择地，显示设备可以具有特殊特征，即取向装置与光源集成。

根据本发明的具体方面，显示设备具有特殊特征，即取向装置包括从镜面装置和透镜装置构成其一部分的组中选出的光学装置。

应当注意，用于现有显示设备的已知显示面设置为板，例如来自奶白色塑料或玻璃，其在两面上都是完全光滑的。根据光学原理，在超过所谓的Brewster角度的情况下，以基本从垂直入射变化的角度入射到光滑表面上的光束将不会进入媒介中。在这种情况下，可以通过使光源发射光的一部分直接入射到显示面内表面，但是以一定角度入射以使所述光在理论上被全反射并在反射后到达所述漫反射壁。将参考图9c进一步讨论这个方面。

应当清楚，根据本发明必须尽可能多地防止来自光源的光，例如与方向特性的旁瓣(side lobe)对应的光，不受控地直接落在显示面上。为了防止通常在大部分商业光源中产生的这种现象，在特殊实施例中本发明的设备包括设置在光源和显示面之间的屏蔽(shielding)装置，用于屏蔽由光源直接指向显示面的光。这里完全消除了光源中的缺陷的影响。

为了确保在窄范围(close limit)内照明的最大可能均匀性，显示设备可以具有特殊特征，即光源在显示面线性尺寸的至少约70％的距离上延伸。

非常简单的一个实施例，其中光源包括至少一个伸长的灯。

该实施例可以例如具有特殊特征，即灯是荧光型，例如荧光灯。

与灯泡等相比，毫无疑问荧光灯具有良好的效率，在许多色调上可商用。具有实际白色的荧光灯具有高效率并产生相对较少的热量，并且所发射的光的强度具有良好的均匀性。

已经发现，对于经常在实际中用于灯箱的约10-5000lux的强度范围，发射光的绝对强度在呈现信息的清晰度(visibility)中仅起到次要的作用，在显示面外表面上的亮度均匀性才是所实现品质的度量。在这个方面，显示设备可以具有根据优选实施例的特殊特征，即光源包括一个LED或至少一组在基本相同方向上延伸的LED。可以设置多个LED以使它们能保证期望的所述壁的照明均匀性在一定设置标准内。

其中，光源在显示面线性尺寸的至少70％的距离上延伸的实施例可以进一步具有特殊特征，即成排地(in a row)彼此相邻地设置一组LED。

根据本发明的另一方面，显示设备具有特殊特征，即这个或某个直接照明的第一壁至少在相对于显示面的大约横向方向上延伸。

利用包括至少一个第二漫反射壁的显示设备，进一步改善了弥漫显示面上入射光的均匀性，第二漫反射壁接收第一漫反射壁反射的光的一部分并将其中的一部分引导到显示面上。

根据本发明的显示设备也可以具有特殊特征，即方向特性是这样：光源至少大约均匀地照明这个或某个直接照明的壁，或确保该直接照明的壁形成至少大约均匀的线源。为此，可以例如使用光学装置，包括透镜装置和/或镜面装置，其保证所希望的方向特性。这方面，进一步参考图4以及相关描述。

根据本发明的另一方面，显示设备具有特殊特征，即至少一个壁具有有浅色的尤其是基本呈白色的覆盖层，所述覆盖层由来自下述材料构成的组中的材料构成：无光涂料、具有灯黑(satin gloss)的涂料、白纸、LEF膜(3M公司的商标)。

通过这些材料，结合光吸收的低颜色相关性，能获得足够高的反射系数。

应当进一步注意WO-A-99/67663。如上所述，通过利用弥漫半透明显示面的相对大厚度和/或低的光透射率，改善显示面外部的亮度均匀性。所述现有技术文献利用了这一点。尤其在图5和相关说明中提到了能用于灯箱的材料。已经发现，在使用如363570的材料的情况下，光输出很高，但是显示面上存在以令人不快的方式连接在一起的更亮和更暗的区域。只有当使用其它材料，特别是材料P645和P945，才能得到可以接受的亮度均匀性。这需要的牺牲是大量损失了光能。

现在将参考附图说明本发明，其中：

图1是示出了现有技术显示设备的部分剖开透视图；

图2是示出了另一现有技术显示设备的部分剖开透视图；

图3是示出了根据图2的显示设备的部分正面图；

图4是示出了本发明显示设备的与图1相一致的视图；

图5是示出了根据图4的显示设备的部分剖开正面图；

图6是示出了变体的与图5相一致的视图；

图7是示出了图6实施例的修改实例的与图6相一致的视图；

图8A是示出了根据图1的显示设备的截面图；

图8B是示出了根据图1和8A的实施例中在两个显示面上的光强度分布的图形表示；

图9A示出了根据图4的显示设备的截面；

图9B示出了根据图4和9A的显示设备的两个显示面上的光强度分布；

图9C示出了一个实施例的与图9A相一致的图，其中光源具有孔径角以使弥漫半透明显示面部分地被光源直接照明。

图10是示出了另一实施例的部分剖开视图；

图11示出了根据图10的光源的一部分；

图12A示出了穿过用于制造能够屏蔽散射光的光源的模具的纵向截面；

图12B示出了穿过根据图12A的模具的截面；

图13A示出了具有一个荧光灯的现有显示设备的剖开正面视图；

图13B示出了穿过如图13A中的显示设备的截面；

图13C示出了根据图13A和13B的显示设备的两个半透明表面上的光强度分布；

图14A示出了根据图10的本发明显示设备的与图13A相对应的视图；

图14B示出了穿过根据图14A的显示设备的截面；

图14C示出了根据图10、14A和14B的显示设备的显示面上的光强度分布；

图15示出了红、绿和蓝LED的光谱分布的示图；

图16示出了由确定类型的LED发射的冷白光的光谱分布；

图17示出了由不同类型的LED发射的冷白光的光谱分布；

图18示出了由暖白光LED发射的光的光谱分布；

图19A示出了穿过根据本发明的灯箱的截面，所述灯箱两侧具有成行的光源；

图19B示出了作为显示面外侧上位置的函数的所测量亮度的曲线，在图中水平方向上测量；

图19C示出了根据图19B的曲线，其中也包括用于计算归一化亮度的一阶导数的指示；

图20A示出了现有技术灯箱的与图19A对应的视图，其中使用了四个荧光灯作为光源；

图20B示出了作为位置的函数的亮度的与图19B对应的图；

图20C示出了根据图20B的曲线的与图19C相对应的示图；

图21分别示出在水平方向上的根据图20A的灯箱的正视图和部分剖开的侧视图，其中显示面在不同距离处示出，对于引入的测量，测量结果在图21B中表示；

图21B示出了六条曲线，其中灯箱显示面的外表面上的亮度根据图21A绘制，其中显示面距离起始点的距离作为参数；

图21C示出了在显示面设置在0.5m距离处的情况下，作为位置的函数的亮度的图示，其中具有用于计算归一化亮度的一阶导数的指示；

图21D示出了显示面设置在0.6m距离处的情况下与图21C相对应的图示；

图22A示出了灯箱的正视图，侧视图和顶视图，灯箱内表面被LEF(3M公司的商标)膜覆盖。

图22B示出了根据22A的灯箱的显示面的外表面上的亮度分布；

图22C示出了根据图22B的曲线图，其中包括用于计算归一化亮度的一阶导数的必要数据；

图23示出了一个图示，其中图19A、19B、20A、20B(以两种形式)、21A、21B、22A和22B的所有亮度曲线通过说明本发明灯箱较好的品质来表示；并且

图24示出了在二维表示中的漫反射表面的方向特性。

下面描述的附图示意性地示出了其中具有相关测量结果的测量设置。所有的测量都在相同条件下进行，因此是可以进行比较的。因此对于所有测量的显示设备，都使用相同的显示面。对于下面所述的测量，对于显示面，在每一种情况下都使用了荷兰Vink公司的具有光滑表面的乳色丙烯酸盐板100-27006。该材料具有29％的光透射系数。在荷兰这是用于灯箱的常用材料。

图1示出了现有技术的显示设备1。该设备包括外罩2，仅示出了其顶和底壁。外罩中容纳的是包括三个荧光灯3、4、5的光源。在正面和背面上分别有显示面6、7。这些能包括半透明或不透明光学信息图案，例如显标志信息或广告。

显示面6、7直接由荧光灯3、4、5照明。

图8A示出了显示设备1的截面。

图8B示出了显示面6、7各自的外表面61、62上的光强度分布。如图清楚所示，光强度的中心值大约为1000lux，存在+30％和-30％的变化。在短距离上，这样大的变化经常会被认为是令人不快的。

为了减小所述的大变化，有时使用根据图2的装置。在该实施例中，这里示出的显示设备8包括四个荧光灯9、10、11、12，设置其，以使强度分布能导致稍微均匀的图像。在实际中发现这种解决方法并不是很有效。在中心处存在一个区域，其中灯的强度或多或少地累积，其导致了在中心强度有峰值，而在边缘处存在相对照明较弱的区域，与图8中示出的在末端的衰减一致。

图3示出了具有荧光灯9、10、11、12、13、14的完整显示设备8。所述交叠区域用15表示。相对弱照明的末端边缘区域用附图标记16表示。

图4以示例的方式示出了根据本发明的显示设备19。在底壁17上具有一排基本等距离分布的LED20，其共同形成了用于显示设备19的光源。透镜装置添加到LED20中，其保证在所示方式中LED在相对的顶壁18的纵向方向上具有约25°的孔径角，在横向方向上具有约4°的孔径角。这个选择以及外罩尺寸实现了，实际上仅仅只有顶壁18的内表面被LED20或多或少均匀照明了，基本上没有直接来自LED20的光入射到显示面6、7上。用具有向上箭头的虚线表示了相关光束。

为了实现LED20的期望的大约椭圆方向特性，其中在主方向上具有约25°的孔径角以及在垂直方向上具有约4°的孔径角，可以例如使用Carclo Precision光学公司(www.carclo-optics.com)的光学设备，零件号码10049。

应当注意，半透明背壁7可以例如由不透明壁代替。该壁也可以具有漫反射特性并且由此可以对入射到壁6上的光的强度和均匀性做一定贡献。在本说明书中示出和描述的其它显示设备可以根据需要仅具有一个或两个显示面。

图5示出了完整的显示设备19。

图6示出了不同实施例中的显示设备21，其中LED 23的行位于顶壁18上，与在底壁17上的LED 20直接相对。由此获得的强度将变大两倍。这些LED改善了显示的外部的亮度均匀性。

图7示出了显示设备22，其中LED 23设置在顶壁18上，相对于在底壁17上的LED20偏移了半个节距。

图9A示出了显示设备19。

图9B示出了显示面6和7各自的外表面61、62上光的强度分布。其大约等于140lux，具有最大+10％和-10％的变化。这里应当注意，更小，甚至小得多的强度也能产生所希望的效果。例如可以采用50lux以及更小数量级的光强。

图9C示出了与图9A基本一致(correspond with)的显示设备。作为取向装置(orienting means)(例如透镜)添加到其上的结果，在该实施例中光源20具有增加的孔径角以使光源20发射的部分光以相对于法线N的入射角γ入射到显示面6和7的光滑内表面上。所讨论的角度大于Brewster角度这一事实的结果是，相关的光将按照箭头所表示的图形被反射并入射到漫反射壁18上。该壁18然后开始用作照明弥漫半透明显示面6和7的第二散射源，以使它们由此在其表面上具有如外部所测量的非常恒定的亮度。

图10示出了具有延长载体25的显示设备125，其中载体具有分别向上和向下交替取向的LED26、27。这些LED照明弯曲的、不透明的、漫反射背面壁28和形成其一部分的边缘，即下边缘29和上边缘30。LED26和27的相关辐射图案分别由椭圆31、32指示。

为了防止来自LED26、27的光直接入射到显示面33上，在本实施例中使用了伸长屏41，其拦截并吸收或反射直接来自LED26、27的光，在这种情况下优选地漫反射之。

应当注意，特别是从辐射图图案32可以看出，没有直接来自LED27的光入射到显示面33上。这对于光强度分布的均匀性有很大的负作用。

图11示出了伸长的载体25。LED 26、27利用它们的末端(为了方便全部都用35表示)，通过锡焊、焊接或其它导电方式连接到在绝缘载体25的侧面上的导电条。载体25的朝向显示面33的侧面上的铜条36彼此绝缘并相对于载体背面上的功能相应的导电带37偏移地放置。在背面上的端子(不可见)连接到这些条37。清楚的是，以这种方式实现了LED的串联。

载体可以通过已知方式实施为印刷电路板，例如用玻璃环氧树脂。可以通过锡焊(soldering)、滚点焊接(roll-spot welding)或其它适当的方式实现LED端子和所述条之间的连接。

图12A示意性地示出了一种方式，其中具有LED26、27的载体25可以放置在模具38、39中以实现正确的相互定位。

图12B示出模具38、39可以包括附加的孔，其例如可以被填充环氧树脂40。在制造所述导电连接后，所述孔可以被填充环氧树脂，由此形成图12B中清楚可见的结构。在本实施例中，大概呈圆柱状的环氧树脂块提供了对横向散射光的有效屏蔽，由此根据图10的屏41不再是必要的。

图13A示意性地示出了具有一个荧光灯43的显示设备42。

图13B示出了截面。

图13C示出了强度分布。可以清楚看到，其具有非常不均匀的特征。强度在边缘区域100lux的值和中心区域400lux值之间变化。现有技术的显示设备具有这些缺点，而本发明旨在提供解决方法。

图14以比较的方式表示了根据图10的显示设备125以及与此得到的结果。

图14A示出了显示设备125剖开的视图。

图14B示出了截面。如图所示，在这种情况下LED 26、27的孔径角处于8°的量级。

图14C示出了在显示面33上的光强度分布。很清楚，当强度显著低于使用根据图13的荧光灯直接照明所得到的强度时，其具有显著改善的均匀性。该均匀性是显示设备质量的衡量标准。

图15示出了三种不同颜色的LED的相对光谱能量分布。曲线44对应于蓝光；曲线45对应于绿光，曲线46对应于红光。

应当注意，这三种颜色的光组合能形成白光。可以利用这个性质通过对红色、绿色和蓝色LED组的切换和强度控制来实现显示设备的几乎任何期望的颜色。

图16示出了商业上可得到的、发射冷和稍微带蓝色白光的LED的相对光谱能量分布。

图17示出了商业上可得到的也发射冷白光的LED的相对光谱能量分布。该LED可从Nichia公司获得，并例如非常适合于交通信号应用。

图18示出了从Lumiled公司商业获取的LED发射的暖白光的相对光谱能量分布。这种颜色通常被认为是非常舒适的，并且在红色范围中包括比蓝色范围更大的部分。对于在显示面上表现包括红色的信息，使用这种类型的LED是非常重要的。通过利用冷白光(图16和17)辐射，由于条件配色(metamerism，位变异构)，红色效应终归可以消除，因此降低了所述显示器的逼真性(true-to-life)。

对于一般应用，有可能采用一种组合，平均起来即两个冷白光LED对一个暖白光LED的比例。

对于确定应用，当然也可以采用其他颜色或颜色组合的LED。

图19A示出了根据本发明灯箱的示例实施例。箱体的外部尺寸定为1.15m×0.7m。具有透镜的5个LED位于两个短的侧面，以使LED 20发出的光指向各自相对的壁，其上定位有其它的LED行。该壁是漫反射性的。

图19B示出了作为在根据图19A的灯箱长侧方向上位置的函数的亮度。可以清楚看出，亮度在53cd/m²和62cd/m²之间变化。

从图19B可以清楚看出亮度在灯箱的整个宽度上变化很小。

图19C证实了这个定量的观测。

在归一化(normalized，标准化)亮度的位置的一阶导数最大值的区域，亮度差ΔI1在一定的路径(route)上确定，这里相关的Δx1也被确定。根据本发明归一化亮度位置的一阶导数的值被认为是代表性的。根据图19C，通过对ΔI1进行第一归一化来以有限范围近似该导数，其中通过用在相应间隔中的平均强度I01除ΔI1，并且通过用关联的间隔Δx1除因此得到的归一化亮度差来对ΔI1进行所述第一归一化。

在这种情况下，平均亮度为58.0cd/m²。

ΔI1＝4.5cd/m²

Δx1＝0.105m

以此为基础，重要量的值Q＝Δ(I₁/I₁₀)/Δx＝0.74m^-1。

后面的值比根据本发明通过取向确定的1.1m^-1数量级的标准值更低，并且甚至低得多。这意味着必须认为出射光的质量非常好。眼睛将观察不到任何亮度转变。

应当注意，图19B和19C表示在边缘处产生了轻微的亮度增加。这应当归因于小部分来自LED的直射光。即使利用特殊的透镜附加装置作为取向装置，仍然发现所采用的LED具有小的旁瓣(side lobe)，由此在紧挨着LED的显示面的亮度增加了几个百分点。从确定的Q值可以清楚地看到，这种小部分的表面上不希望的光是完全无害的。如果需要，甚至可以通过屏蔽所述旁瓣消除该小的不希望的影响。

图20A示出了具有四个荧光灯的灯箱。该箱体具有0.7m×0.7m的内部尺寸。荧光灯相互之间以0.2m的节距设置。

根据图20A的箱体具有0.2m的深度。荧光灯设置在相对于显示面距离约为0.1m的中心距处。

图20B示出了作为位置的函数的亮度。用小圆圈标记的曲线涉及常用或标准的灯箱，其内壁由通用的、未处理的一般质量的铝构成。未标记的曲线涉及其中背面覆盖有LEF膜(3M公司的商标)的实施例。

图20C再次示出了根据图20B的曲线图，但在该图中对两个所述实施例都计算了量Q的值。

对于标准灯箱，平均亮度等于I03925cd/m²。

ΔI3＝106cd/m²

Δx＝0.06m

在这些值的基础上Q＝1.91m^-1。很清楚，该值说明通过裸眼可以识别强度上的较大差别。这些差别是如此之大以至于在实际中是令人不快甚至是难以接受的。

具有LEF膜的灯箱具有974cm/m²的平均亮度。

ΔI＝130cd/m²

ΔX＝0.09m

Q＝1.48m^-1

图21A涉及显示面在不同位置的放置。图21A示出了在两个位置的显示面，使得荧光灯的距离以0.1m的差率逐渐增大。

图21B示出了结果。

未标记的图涉及由图21A中实线示出的情况，其中显示面位于距离其标准位置0.1m的距离处。很清楚，在边缘处损失了大量的光。相对于中心区域，边缘区域由此将处于次照明状态，而中心区域自身将在短距离上显示出大的亮度差。

由圆圈标记的曲线涉及0.2m的距离。

由方块标记的曲线涉及0.3m的距离。

由三角形标记的曲线涉及0.4m的距离。

由星号标记的曲线涉及0.5m的距离。

由实心圆圈标记的曲线涉及0.6m的距离。

图21C示出了对于0.5m距离的Q的确定。该值等于1.37m^-1。虽然与本发明标准相比还不理想，该梯度值对于一些应用仍然是可以接受的。

图21D涉及0.6m的距离。在该设置中，Q具有0.75m^-1的值。这必须认为是非常好的。然而，这里应当注意，高质量是通过使用四个荧光灯获得的，每个荧光灯的标称功率约为30W，其意味着净能耗约为120W。然后扼流圈(choke)的能量损耗也必须被加上。根据本实施例，这达到了例如每个荧光灯5至10瓦。与LED(根据本发明的具有可比较结果的LED棒将消耗约15至30W的能量)相比，这个非常高的能耗对于确定的应用来说仍然可能是可接受的，但是很清楚，具有0.7m量级的深度的灯箱不适于任何实际的应用。

图22涉及的灯箱非常类似于WO-A-99/67663中描述的灯箱，其在上已经详细讨论了。

图22B示出位置与亮度的函数关系。

根据图22C，计算Q得到的结果为Q值＝1.75m^-1。很清楚，该结果还有许多待改进之处。

图23示出了十条曲线的集合，即对上面画出的曲线的总结。

用黑方块画的曲线是根据图19的亮度，于是该灯箱根据本发明的教导进行构造。

由黑三角形标记的曲线涉及根据图20的标准灯箱。

由黑对三角形(diabolo)标记的曲线涉及根据图20的标准灯箱，其中背面壁覆盖有LEF膜。

未标记的图涉及，根据图21显示面在0.1m处的情况。

由圆圈标记的曲线涉及0.2m的距离。

由方块标记的曲线涉及0.3m的距离。

由三角形标记的曲线涉及0.4m的距离。

由星号标记的曲线涉及0.5m的距离。

由实心圆圈标记的曲线涉及0.6m的距离。

由黑星标记的曲线涉及根据图22的灯箱。

根据上述比较，以及比较根据本发明选为标准量的Q值，清楚的是，仅仅标记有黑方块的曲线满足Q＜1.0-1.2m^-1的标准，并考虑了小的深度以及更低的能耗。可以得出，尽管本领域有很多技术人员公知的技术和知识，但是本发明能够使用简单的方法实现所述的目的。

Claims

1.显示设备，比如灯箱，例如用于照明广告、交通信号、路标、照明天花板、TFT屏幕、LCD屏幕、时钟或测量仪器的表盘，该设备包括：

外罩；

在该外罩中容纳的光源；和

至少一个由来自光源的光照明的弥漫半透明显示面；

其特征在于，

向所述光源增加取向装置，以取得光源发射光的方向特性，致使所述光源几乎专门地，例如多于75％地，直接照射至少一个壁；并且

该至少一个壁是漫反射的，使得其上入射光的一部分被反射到所述显示面。

2、如权利要求1所述的显示设备，其中由光源直接指向所述显示面并且通过显示面射出的光的那部分光能量少于所述光源发射的光的总光能量的10％。

3、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，其中显示面外表面上亮度的位置的一阶导数除以亮度局部值，在任何方向上具有约1.0-1.2m^-1的最大值。

4、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，其中所述取向装置与光源集成。

5、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，其中所述取向装置包括光学装置，该光学装置来自由镜面装置和透镜装置构成其一部分的组。

6、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，包括屏蔽装置，设置在光源和显示面之间，其为了屏蔽由光源直接指向显示面的光。

7、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，其中所述光源在显示面至少约70％的线性尺寸距离上延伸。

8、如权利要求7所述的显示设备，其中所述光源包括至少一个伸长的灯。

9、如权利要求8所述的显示设备，其中该灯是荧光类型的，例如荧光灯。

10、如权利要求7所述的显示设备，其中所述光源包括一个LED或至少一组在基本相同方向上延伸的LED。

11、如权利要求10所述的显示设备，其中成排地彼此相邻地设置一组LED。

12、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，其中这个或某个直接照明的第一壁至少大约在相对于显示面的横向方向上延伸。

13、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，包括至少一个第二漫反射壁，其接收部分由第一漫反射壁反射的光并将其一部分导向所述显示面。

14、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，其中所述方向性特性是：所述光源至少大约均匀地照明这个或某个直接照明的壁，或保证所述直接照明的壁形成至少大约均匀的线源。

15、如前述任意一个权利要求所述的显示设备，其中所述至少一个壁具有浅色的尤其是基本呈白色的覆盖层，所述覆盖层由来自包括以下材料的组的材料构成：无光涂料、具有灯黑的涂料、白纸、LEF膜(3M公司的商标)。