TWI621107B - 用於印刷圖形之自我照明招牌 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於一印刷圖形之自我照明背照式及前照式招牌。該招牌包括：一轉向膜，其具有用於重導向光之一結構化表面；一漫射器，其提供漫射；及一印刷圖形。該轉向膜從一環境光源接收光，且經由該結構化表面朝向該圖形之一檢視者導向該光，以便被動地照明該招牌。

Description

用於印刷圖形之自我照明招牌
印刷圖形已用於廣告、安全性及個人用途達許多年。此等顯示已變得如此常見，使得常常可能難以使訊息在一群此等告示牌中被注意到。一種對此發生之普通解決方案係主動地背照數位或靜態圖形以便吸引較多注意力。然而，達到此主動背照(active backlighting)所要付出的代價可為需要較多能量及電子件且在給定環境中產生較多熱，其皆可不合乎需要。因此，需要用以照明靜態圖形招牌或以其他方式引起對靜態圖形招牌之較多注意力的方式。
依據本發明，一種自我照明背照式告示牌包括：一轉向膜，其具有用於重導向光之一結構化表面；一漫射器，其提供在至少一方向上之漫射；及一圖形，其在該漫射器上。該轉向膜經由該結構化表面朝向該圖形之一檢視者導向光，以便被動地照明該告示牌。
依據本發明，一種自我照明前照式告示牌包括：一漫射器，其用於提供在至少一方向上之漫射；一圖形，其在該漫射器上；一轉向膜，其具有用於重導向光之一結構化表面；及一反射器，其在該轉向膜上。該轉向膜經由該結構化表面朝向該圖形之一檢視者導向光，以便被動地照明該告示牌。
依據本發明，另一種自我照明前照式告示牌包括：一轉向膜，其具有用於重導向光之一結構化表面；一漫射器，其在該轉向膜上且 提供在至少一方向上之漫射；一圖形，其在該轉向膜上；及一反射器，其在該漫射器上。該轉向膜經由該結構化表面朝向該圖形之一檢視者導向光，以便被動地照明該告示牌。
10‧‧‧自我照明背照式招牌
12‧‧‧轉向膜
14‧‧‧第一漫射器
16‧‧‧第二漫射器
18‧‧‧氣隙
20‧‧‧圖形
21‧‧‧檢視者
22‧‧‧膠帶或框架
24‧‧‧膠帶或框架
26‧‧‧光源/室內光
28‧‧‧線
30‧‧‧自我照明前照式招牌
32‧‧‧轉向膜
34‧‧‧反射器
36‧‧‧漫射器
38‧‧‧氣隙
40‧‧‧圖形
41‧‧‧檢視者
42‧‧‧膠帶或框架
44‧‧‧膠帶或框架
46‧‧‧光源/室內光
48‧‧‧線
50‧‧‧前照式自我照明招牌
52‧‧‧轉向膜
54‧‧‧反射器
56‧‧‧漫射器
58‧‧‧氣隙
59‧‧‧氣隙
60‧‧‧圖形
61‧‧‧檢視者
62‧‧‧邊緣膠帶或框架
64‧‧‧邊緣膠帶或框架
66‧‧‧光源
隨附圖式併入於本說明書中且構成本說明書之部分，且連同【實施方式】一起解釋本發明之優勢及原理。在圖式中，圖1為自我照明背照式招牌之側剖視圖；圖2為說明用於圖1之招牌之射線追蹤的圖解；圖3為自我照明前照式招牌之側剖視圖；圖4為圖3之招牌之替代性構造的側剖視圖；及圖5為說明用於圖3之招牌之射線追蹤的圖解。
本發明之實施例利用環境光照或遠端定位式光照以向檢視者給出圖形具有附接至其之電動背光的感覺。詳言之，招牌使用一轉向膜及一或多個漫射器，一或多個漫射器提供受控制漫射，以便朝向圖形之檢視者導向光。此圖形招牌可以多種方式而使用，諸如，用於橫幅應用、廣告、購買點招牌、交通招牌，或可需要光照圖形而無主動電動背光的任何種類之圖形
背照式招牌
圖1為自我照明背照式招牌10之側剖視圖。招牌10包括轉向膜12、第一漫射器14、第二漫射器16及圖形20。招牌10視情況包括在漫射器14與漫射器16之間的氣隙18。替代性地，漫射器14與漫射器16可進行實體接觸，或代替氣隙，可藉由光學清晰材料而分離。招牌10之膜或組件可視情況固持在一起，且藉由通常環繞該等膜之邊緣的膠帶或框架22及24進行邊緣密封。圖形20可印刷於漫射器16上，或印刷於施加至漫射器16(例如，層壓於漫射器16上)之透明物上。
可運用(例如)60°稜鏡膜或具有用於重導向光之結構化表面的其他類型之光重導向膜來實施轉向膜12。可運用雙凸透鏡狀漫射膜(例如，運用面向或背對圖形20之檢視者的雙凸透鏡)來實施漫射器14及16。選用氣隙18可幫助防止當將雙凸透鏡狀漫射膜用於漫射器時對雙凸透鏡之損壞。氣隙亦提供折射率差。漫射器14提供在至少一方向上之漫射，而漫射器16提供在一不同方向上之漫射。當運用雙凸透鏡狀漫射膜進行實施時，漫射器14較佳地具有在實質上平行於轉向膜12之稜鏡之相同方向上延伸的雙凸透鏡。較佳地，漫射器14及16提供在正交方向上之漫射(如圖1所說明)，以提供照明圖形20之較好均一性。代替兩個漫射器，可替代性地使用僅一個漫射器14或16。又，可藉由單一不對稱漫射器來替換漫射器14及16。可視情況使漫射器14之雙凸透鏡與轉向膜12之稜鏡對齊，此情形可提供較多增益。美國專利第7,165,959號中揭示一種用於使膜之相對側上之微複製特徵對齊的系統，該專利就好像被完全地闡明一樣而以引用方式併入本文中。
在使用中，轉向膜12中之特徵(三角形稜鏡)將光自光源26(諸如，室內光)導向至圖形20，以便為檢視者21被動地照明招牌。圖2為說明用於圖1之招牌之射線追蹤的圖解，該射線追蹤係由線28表示，線28展示轉向膜12如何將光自室內光26導向至圖形20及檢視者21以用於被動照明。
前照式招牌
圖3為自我照明前照式招牌30之側剖視圖。招牌30包括轉向膜32、反射器34、漫射器36及圖形40。招牌30視情況包括在轉向膜32與圖形40之間的氣隙38。替代性地，轉向膜32與圖形40可進行實體接觸，或代替氣隙，可藉由光學清晰材料而分離。招牌30之膜或組件可視情況固持在一起，且藉由通常環繞該等膜之邊緣的膠帶或框架42及44進行邊緣密封。圖形40可印刷於漫射器36上，或印刷於施加至漫射 器36(例如，層壓於漫射器36上)之透明物上。
可運用(例如)鋸齒形稜鏡膜或具有用於重導向光之結構化表面的其他類型之光重導向膜來實施轉向膜32。舉例而言，可使用線性菲涅耳(Fresnel)膜以代替鋸齒形稜鏡膜。可運用鏡面反射器(例如，來自3M Company之增強型鏡面反射器(Enhanced Specular Reflector,ESR)膜)來實施反射器34。在一些狀況下，鏡面反射器可經結構化以便提供有限量之角擴展。具有結構之鏡面反射器包括(例如)金屬化微結構化膜。在一些狀況下，反射器在性質上可為半鏡面，其中反射器針對入射於反射器上之光提供少量之擴展或有限量之漫射。半鏡面反射器包括(例如)在ESR膜上之輕微漫射塗層。可運用雙凸透鏡狀漫射膜(例如，運用相對於轉向膜32之稜鏡以45°而配置之雙凸透鏡)來實施漫射器36。當運用雙凸透鏡狀漫射膜進行實施時，雙凸透鏡可面向或背對圖形40之檢視者。代替雙凸透鏡狀漫射膜，可運用不對稱漫射器來實施漫射器36。選用氣隙38可幫助防止對轉向膜32之稜鏡之損壞。氣隙亦提供折射率差。
在使用中，轉向膜32中之特徵(例如，鋸齒形稜鏡)將光自光源46(諸如，室內光)導向至圖形40，以便為檢視者41被動地照明招牌。圖5為說明用於圖3之招牌之射線追蹤的圖解，該射線追蹤係由線48表示，線48展示轉向膜32如何將光自室內光46導向至圖形40及檢視者41以用於被動照明。
圖4為前照式自我照明招牌50之側剖視圖，前照式自我照明招牌50為招牌30之替代性構造。招牌50包括轉向膜52、反射器54、漫射器56及圖形60。招牌50亦可包括在轉向膜52與漫射器56之間的選用氣隙58，及在轉向膜52與圖形60之間的選用氣隙59。選用邊緣膠帶或框架62及64可用於招牌50之邊緣周圍。在此替代性構造中，漫射器置放於轉向膜後方(在反射器與轉向膜之間)，其中根據檢視者之觀點，圖形 60保持於轉向膜前方。在此替代性構造中，漫射器可經由層壓或微複製程序而附接至轉向膜，其中漫射器之背側經金屬化以消除針對分離反射器之需要。可運用上文針對招牌30所識別之組件來實施招牌50之組件。在使用中，轉向膜52將光自光源66導向至圖形60及檢視者61，以便被動地照明招牌。
對於上文所描述之招牌，取決於特定招牌設計，遠端定位式光或環境光可定向於圖形前方抑或後方且可能地以高角度而定向。僅出於說明性目的而將用於招牌之光源(26、46、66)展示為緊接於告示牌；光源可針對前照式告示牌而在告示牌前方或針對背照式告示牌而在告示牌後方位於多種位置及距離處，包括相對於告示牌以各種角度而定位。撇開室內光照暫且不談或除了室內光照以外，光源亦可包括(例如)來自窗之陽光。光源亦可包括大面積準直光源。招牌係自我照明，此意謂其使用被動照明且不含有其自己的主動光源。
對於自我照明招牌，當將一膜或組件敍述為在另一膜或組件上時，該膜或組件可直接地在該另一膜或組件上(與該另一膜或組件進行實體接觸)、鄰近於該另一膜或組件但不與該另一膜或組件進行實體接觸，或部分地直接地在該另一膜或組件上且部分地鄰近於該另一膜或組件。
包括圖形之招牌可實質上平坦(如所展示)，或視情況彎曲。對於彎曲招牌，選用框架可彎曲以使該招牌之膜保持於彎曲配置。用於告示牌之圖形可包括(例如)文字、標誌、圖式、影像、品牌形狀、相片或任何其他靜態資訊。靜態資訊可被提供為在任何類型之實質上透明或實質上非漫射基板(例如，聚合膜或透明無機玻璃)上的印像。在一些實施例中，靜態資訊可包含素色表面，素色表面亦可視情況為結構化表面。在一些實施例中，靜態資訊可包含多色表面，多色表面亦可視情況為結構化表面。用於圖形之資訊含於招牌上且不投影至招牌 上。然而，歸因於圖形之光照，招牌之自我照明可提供經投影影像之外觀。又，取決於招牌中使用之漫射器或其他膜的類型，圖形可具有3D或浮動影像之外觀。
前照式告示牌之一替代性構造可包括上文所描述之設計，惟告示牌可將彎曲併入於重複圖案中以便始終使特徵之作用面主要地面向光源除外。重複稜鏡圖案之曲率半徑的中心可使得其主要地處於直接地位於告示牌上方的光源之經投影中心。此設計可產生單一亮點，從而指示出鏡面反射受到良好地控制。可使用漫射器以將輸出擴展至可用寬度。此構造可與附近源一起用作光源。
實例
製造及測試樣本以展示自我照明告示牌相比於乙烯基告示牌之亮度增益。此等實例係僅僅出於說明性目的。
測試方法-明度量測
將樣本直立著置放於運用人工光而光照之室中。使用Minolta明度計LS-100(可購自Konica Minolta Sensing Singapore Pte Ltd)來進行明度量測。針對前照式實例來量測無印刷(無色彩)之10.2cm直徑區域。針對背照式實例來量測無印刷(無色彩)之7.6cm直徑區域。以cd/m2為單位來表達明度值，且表1中記錄明度值。藉由將樣本之明度值除以關聯比較性白色乙烯基樣本之明度值來計算增益，且表1中記錄結果。
圖形層
使用Mimaki UJV-160 UV大格式印表機(可購自Mimaki USA,Suwanee,GA)而在50.8微米透明乙烯基膜#180C-151-114及50.8微米白色乙烯基膜#180C-151-010(皆可購自3M Company,St.Paul,MN)上創製圖形印像。
實例1-樣本構造前照式告示牌
在室溫下使以下20.3cm乘27.9cm膜(按以下次序而配置)傳遞通過3M 1174輥層壓機(可購自3M Company,St.Paul,MN)。
雙凸透鏡狀漫射器，由曲率半徑為0.054mm且間距為0.028mm之微複製線性透鏡特徵組成，以45度而定向於126微米PET膜之一個側上，其中結構化側向上。美國專利第7,224,529號中描述用以將結構賦予至膜之一或兩個側的程序。
光學清晰黏接轉印膠帶8171，厚度為25.4微米，可購自3M Company,St.Paul,MN。
圖形印像，在如上文所提到之透明乙烯基類上，其中墨水側朝黏接劑。
轉向膜，由微複製60度梯階組成，在126微米PET膜之一個側上為0.0825mm，其中結構化側向上。
光學清晰黏接轉印膠帶8171，厚度為25.4微米，可購自3M Company,St.Paul,MN。
VIKUITI ESR膜，可購自3M Company,St.Paul,MN
接著運用3M F9460PC VHB黏接轉印膠帶(可購自3M Company,St.Paul,MN)而將此膜堆疊密封於所有四個邊緣周圍。使用上文所描述之測試方法來測試樣本之明度。膜堆疊之雙凸透鏡狀漫射器表面面向量測裝置。表1中記錄結果。
比較性實例1-樣本構造前照式告示牌
使用圖形印像而在如上文所提到之白色乙烯基類上製造告示牌。使用上文所描述之測試方法來測試樣本之明度。膜之墨水表面面向量測裝置。表1中記錄結果。
實例2-樣本構造前照式告示牌
將告示牌建構為與實例1相同，但其中在圖形印像與轉向膜之間具有額外光學清晰黏接轉印膠帶8171層，厚度為25.4微米(可購自3M Company,St.Paul,MN)。使用上文所描述之測試方法來測試樣本之明度。膜堆疊之雙凸透鏡狀漫射器表面面向量測裝置。表1中記錄結果。
實例3-樣本構造背照式告示牌
在室溫下使以下20.3cm乘27.9cm膜(按以下次序而配置)傳遞通過3M 1174輥層壓機(可購自3M Company,St.Paul,MN)。
254微米厚PET膜。
對齊式2側轉向膜，稜鏡側面向上(參見圖1)，在76微米PET膜上，該轉向膜在美國專利第7,224,529中被描述為雙側稜鏡膜。
圖形印像，在如上文所提到之透明乙烯基類上，其中墨水側向下。
光學清晰黏接轉印膠帶8171，厚度為25.4微米，可購自3M Company,St.Paul,MN。
X軸雙凸透鏡狀漫射器，由曲率半徑為0.471mm且間距為0.254mm之微複製線性透鏡結構組成，在76微米PET之一個側上，其中結構側向上。
接著運用3M F9460PC VHB黏接轉印膠帶(可購自3M Company,St.Paul,MN)而將此膜堆疊密封於所有四個邊緣周圍。將61cm乘91cm鏡子置放於告示牌後下方。將鏡子置放成面向上。使用上文所描述之測試方法來測試樣本之明度。膜堆疊之X軸雙凸透鏡狀漫射器表面面向量測裝置。表1中記錄結果。
比較性實例2-樣本構造背照式告示牌
使用圖形印像而在如上文所提到之白色乙烯基類上製造告示牌。使用上文所描述之測試方法來測試樣本之明度。膜之墨水表面面向量測裝置。表1中記錄結果。
實例4-樣本構造背照式告示牌
在室溫下使以下35.5cm乘104.1cm膜(按以下次序而配置)傳遞通過3M 1174輥層壓機(可購自3M Company,St.Paul,MN)。
轉向膜，由微複製60度梯階組成，在76微米PET膜之一個側上為0.047mm，其中結構化側面向上。
光學清晰黏接轉印膠帶8171，厚度為25.4微米，可購自3M Company,St.Paul,MN。
X軸雙凸透鏡狀漫射器，由曲率半徑為0.471mm且間距為0.254mm之微複製線性透鏡結構組成，在76微米PET膜之一個側上，其中結構側向下。
Y軸雙凸透鏡狀漫射器，由曲率半徑為0.471mm且間距為0.254mm之微複製線性透鏡結構組成，在76微米PET膜之一個側上，其中結構側向上。
光學清晰黏接轉印膠帶8171，厚度為25.4微米，可購自3M Company,St.Paul,MN。
圖形印像，在如上文所提到之透明乙烯基類上，其中墨水側向下。
接著運用3M F9460PC VHB黏接轉印膠帶(可購自3M Company,St.Paul,MN)而將此膜堆疊密封於所有四個邊緣周圍。使用上文所描述之測試方法來測試樣本之明度。膜堆疊之圖形印像墨水表面面向量測裝置。表1中記錄結果。
比較性實例3-樣本構造背照式告示牌
使用圖形印像而在如上文所提到之白色乙烯基類上製造告示牌，其中墨水側向外。使用上文所描述之測試方法來測試樣本之明度。膜之墨水表面面向量測裝置。表1中記錄結果。

Claims (9)

  1. 一種自我照明前照式告示牌(front lit sign)，其包含：一轉向膜，其具有用於重導向光之一第一結構化表面及與該第一表面相對之一第二表面；一漫射器，其在該轉向膜之該第二表面上且提供在至少一方向上之漫射；一圖形(graphic)，其在該轉向膜之該第一結構化表面上；及一反射器，其在該漫射器的與該轉向膜相對之一側上，其中該轉向膜經由該第一結構化表面自該告示牌前方朝向該圖形之一檢視者導向光，以便被動地照明該告示牌，其中該告示牌並不包括用於照明該圖形之一主動光源。
  2. 如請求項1之告示牌，其進一步包含一氣隙，該氣隙在該漫射器與該轉向膜之間。
  3. 如請求項1之告示牌，其中該漫射器包含一不對稱漫射器。
  4. 如請求項1之告示牌，其進一步包含一氣隙，該氣隙在該圖形與該轉向膜之間。
  5. 一種自我照明前照式告示牌，其包含：一漫射器，其用於提供在至少一方向上之漫射；一圖形，其在該漫射器上；一轉向膜，其具有用於重導向光之一第一結構化表面及與該第一表面相對之一第二表面，其中該轉向膜在該圖形的與該漫射器相對之一側上，且該第一結構化表面面向該圖形；及一反射器，其在該轉向膜之該第二表面上，其中該轉向膜經由該第一結構化表面自該告示牌前方朝向該圖形之一檢視者導向光，以便被動地照明該告示牌。
  6. 如請求項5之告示牌，其中該圖形印刷於該漫射器上。
  7. 如請求項5之告示牌，其中該圖形印刷於附接至該漫射器之一膜上。
  8. 如請求項5之告示牌，其進一步包含一氣隙，該氣隙在該漫射器與該轉向膜之間。
  9. 如請求項5之告示牌，其中該漫射器包含一不對稱漫射器。
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