DE69912125T2

DE69912125T2 - Verlustarme flächige diffusionsfolien für eine hintergrundbeleuchtete anzeige und verfahren für deren anwendung

Info

Publication number: DE69912125T2
Application number: DE69912125T
Authority: DE
Inventors: G. David FREIER; T. Neal STRAND; R. Scott KAYTOR; L. Frank DEYAK
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2019-02-18
Also published as: US6282821B1; CN1306624A; DE69912125D1; CN1165780C; EP1088247B1; BR9911484A; EP1088247A1; JP2002519708A; AU3296699A; KR100608528B1; KR20010053089A; WO1999067663A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Diffusionsfolien zur Verwendung in beleuchteten Anzeigen, um deren Leuchtwirkungsgrad zu erhöhen.
Stand der Technik
Beleuchtete Anzeigen gibt es überall in modernen Ländern. Die Anzeige kann der Bildung, Unterhaltung, Unterrichtung bzw. der Warnung des Betrachters dienen. Die Anzeige kann für Nah- oder Fernbetrachtung ausgelegt sein. Eine Beleuchtung wird deswegen vorgesehen, damit der Betrachter die jeweilige Information mit Sicherheit wahrzunehmen vermag, besonders an dämmerigen Tagen oder bei Nacht.
Beleuchtungen benötigen zu ihrem Betrieb Energie. Während in modernen Ländern der erforderliche Strom problemlos bereitgestellt werden kann, besteht bei den Energiezahlern stets der Wunsch, Stromversorgung und Stromverbrauch wirksamer gestalten zu können. Zum Betrieb einer beleuchteten Anzeige erforderliche Energie sollte aus wirtschaftlichen und Umweltschutz-Gründen nicht verschwendet werden.
Beleuchtete Anzeigen können front- oder hintergrundbeleuchtet sein. Im erstgenannten Falle handelt es sich in aller Regel um Schilder wie Reklametafeln oder sonstige Anzeigen, bei denen das Licht vom Rand der Anzeige unter einem Winkel auf die Anzeige geworfen wird. Im letzteren Falle ist norma lerweise eine lichtdurchlässige Vorderseite vorgesehen, durch die das Licht sichtbar ist und auf der sich die Information bzw. Abbildung befindet. Die Gleichmäßigkeit des von der durchsichtigen Vorderseite ausgehenden Lichts ist wichtig. Oft enthält die lichtdurchlässige Oberfläche gewisse Elemente, die das Licht streuen und damit die Erkennung der punktförmigen bzw. linearen Lichtquelle im Anzeigenkasten durch den Betrachter beeinträchtigten. Weiter lassen die typischen hintergrundbeleuchteten Anzeigen heute nur den Austritt von weniger als 30% des Lichts aus dem Inneren der Anzeige zum Zwecke der Betrachtung zu. Hiermit ist klar, dass ein wirksameres Beleuchtungssystem benötigt wird.
Die beleuchtete Anzeige kann jede beliebige Ausführung aufweisen: so können die Lichtquellen in Neon-, Fluoreszenz-, Glüh-, Halogen-, Hochleistungsentladungs-, Leuchtdioden- oder Lichtfaserausführung vorgesehen sein. Die Anzeige kann fester Bestandteil eines Bauwerks, an einem Bauwerk befestigt, freistehend oder Bestandteil einer sonstigen Apparatur oder Einrichtung sein. Das Licht kann kontinuierlich, periodisch, episodisch oder unregelmäßig bereitgestellt werden. Bei beleuchteter Anzeige sollte die eingesetzte Energie nicht verschwendet werden.
Der beleuchtete Anzeigenhohlraum kann jede beliebige geometrische Form aufweisen.
Beleuchtete Anzeigen mit geometrisch komplexer Umfangsform zur Übermittlung der gewünschten Information sind völlig verschieden von solchen beleuchteten Anzeigen, die auf einer euklidischen Geometrie beruhen und bei denen die zu vermittelnde Information sich innerhalb des Umfangs befindet. In der Industrie wird ein Beispiel der erstgenannten Anzeigenausführung „Kanalbuchstaben" bezeichnet und kann im allgemeinen als „komplex geformte beleuchtete Anzeigen" bezeichnet werden. Bei den letztgenannten Ausführungen handelt es sich um sogenannte „An zeigenkästen", weil der Umfang der Anzeige für die zu vermittelnde Information nicht relevant ist.
Zu den in einem nicht einschränkenden Sinne zu verstehenden Beispielen für Anzeigekästen gehören rechteckige, ovale, kreisrunde, elliptische und sonst wie euklidisch geometrische Formen. Die keinerlei Einschränkung ableitenden Beispiele für komplex geformte beleuchtete Anzeigen beinhalten Buchstaben, Profile, Silhouetten, Zeichen oder jedes von einem Kunden gewünschte sonstige Element, das zur Verkaufsförderung, Unterrichtung, Warnung oder dergleichen beiträgt.
Die Beleuchtung von euklidisch geometrischen Anzeigenkästen ist besser vorausplanbar als die von komplex geformten beleuchteten Anzeigen, weil eine gleichmäßige Lichtverteilung ziemlich schwer zu erreichen ist, wenn die Lichtquelle nicht eine im Wesentlichen gleiche Form wie der Betrachtungsbereich der Anzeige aufweist.
Beispiele konventioneller beleuchteter Anzeigen sind in der US-A-4 989 933 beschrieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine beleuchtete Anzeige nach Anspruch 1.
Auf dem Gebiet der beleuchteten Anzeigen wird eine Diffusionsschicht zum Einsatz in Verbindung mit der lichtdurchlässigen Oberfläche einer beleuchteten Anzeige benötigt, welche den Luminanzwirkungsgrad und damit die Helligkeit der beleuchteten Anzeige verbessert, den Stromverbrauch reduziert bzw. eine Kombination dieser Vorteile zu gewährleisten vermag.
„Luminanzwirkungsgrad" bedeutet den die lichtdurchlässige Oberfläche einer beleuchteten Anzeige anregenden gesamten Lichtstrom (in Lumen) einer beleuchteten Anzeige dividiert durch den von der Lichtquelle (den Lichtquellen) innerhalb des beleuchteten Innenraums emittierten gesamten Lichtstrom.
Ein Element der Erfindung ist eine verlustarme, teilweise diffus reflektive und teilweise diffus durchlässige Diffusionsfolie, die zur Sicherstellung der strukturellen Integrität wahlweise auf ein klares und nicht streuendes Substrat laminiert ist, und die in Verbindung mit wenigstens einem Teil einer lichtdurchlässigen Oberfläche eines beleuchteten Anzeigenhohlraums mit Innenflächen, die zumindest so reflektieren wie mit Anstrich versehene Wände sind, zum Einsatz kommt, wobei die Diffusionsfolie eine Erhöhung des Luminanzwirkungsgrades dieser beleuchteten Anzeige gegenüber einer solchen ohne diese Folie bewirkt.
Sind zur Herstellung der strukturellen Integrität Co-Laminate vorhanden, so ist die verlustarme Diffusionsfolie als die dem Innern der Anzeigebox zunächstliegende Schicht vorzusehen.
Vom Innern des beleuchteten Anzeigenraums auf die erfindungsgemäße Diffusionsfolie fallendes Licht wird zum Teil von der Diffusionsfolie reflektiert und zum Teil durchgelassen. Das reflektierte Licht wird in den Hohlraumraum der beleuchteten Anzeige zurückgeführt. Das durchgelassene Licht geht durch die Diffusionsfolie und wahlweise durch etwa vorhandene Co-Laminate und tritt ohne weitere Reflexion von der beleuchteten Anzeige her zum Betrachter hin aus.
Ein verbesserter Luminanzwirkungsgrad wird von der erfindungsgemäßen Diffusionsfolie deswegen bereitgestellt, weil keine wesentliche Absorption von Licht vorhanden ist, wenn das Licht die erfindungsgemäße verlustarme Diffusionsfolie erreicht.
Damit bedeutet „verlustarm" das Fehlen von Absorption von Licht in der erfindungsgemäßen Diffusionsfolie, wenn das Licht aus dem Innern einer beleuchteten Anzeige heraus auf die Folie trifft. Eine erfindungsgemäße Diffusionsfolie ist verlustarm, obgleich sie teilweise durchlässig und teilweise reflektiv sein kann. Pro 100 Lumen, welche die Diffusionsfolie erreichen, können 58 Lumen reflektiert und in das Innere der beleuchteten Anzeige zurückgeführt werden und 41 Lumen die lichtdurchlässige Oberfläche passieren. Lediglich 1 Lumen jedoch ist als von der Diffusionsfolie absorbiert und für den Luminanzwirkungsgrad als verloren zu betrachten. Dies bedeutet, dass sich beim Einsatz erfindungsgemäßer Diffusionsfolien ein Luminanzwirkungsgrad von 99 ergibt. Aufgrund dieses unerwarteten Luminanzwirkungsgrades lässt sich die gesamte Leuchtanzeigentechnik unter Berücksichtigung dieses überlegenen Luminanzwirkungsgrades im Hinblick auf Energieverbrauch, Leuchtwirkung oder beides revidieren.
Jegliche wesentliche Absorption in der lichtdurchlässigen Oberfläche einer beleuchteten Anzeige könnte innerhalb irgendeiner der Co-Laminate der auf diese Oberfläche aufgebrachten Folie erfolgen, nämlich in wahlweisen Kleber und Substratschichten, welche erforderlich sein könnten, um die erfindungsgemäße Diffusionsschicht auf die lichtdurchlässige Oberfläche einer beleuchteten Anzeige aufzubringen bzw. zu fixieren.
Weiter beeinträchtigt eine wesentliche Absorption nur das von der Diffusionsfolie übertragene Licht. Die Reflexion von Licht von der Folieninnenseite in das Innere der beleuchteten Anzeige erfolgt ohne wesentliche Absorption.
Ist die Reflektivität R der Diffusionsfolie größer als etwa 50%, so wird das von der Quelle im beleuchteten Anzeigenhohlraum emittierte Licht im Durchschnitt mehrmals von der Oberfläche und den Wänden reflektiert, bevor die lichtdurchlässige Oberfläche der beleuchteten Anzeige aktiviert wird. Dieses Recycling von Licht innerhalb des beleuchteten Anzeigenhohlraums ist kritisch, wenn eine gleichmäßige Verteilung des übertragenen Lichts über die Oberfläche des lichtdurchlässigen Bereichs gefordert ist. Die erfindungsgemäßen Diffusionsfolien minimieren den Verlust an Luminanzwirkungsgrad und bewirken eine wesentliche und unerwartete Erhöhung des Recycling-Wirkungsgrads bei dem im beleuchteten Anzeigenhohlraum reflektierten Licht.
Wahlweise, aber bevorzugt, wird die erfindungsgemäße verlustarme Diffusionsfolie in Verbindung mit auf die Wände im Innern der beleuchteten Anzeige aufgebrachten diffus reflektiven Folien, diffus reflektierenden mehrschichtigen Polarisatoren und Spiegeln, mikroporösen Membranen (beispielsweise wärmeinduzierten phasengetrennten Membranen) eingesetzt.
Kurz gesagt wird eine derartige Folie auf wenigstens einen Teil einer Innenfläche in einem beleuchteten Anzeigenhohlraum aufgebracht. Sie erfasst die Lumen des Lichts aus der Lichtquelle, die Lumen des von einer diffundierenden Platte bzw. den Seiten und rückwärtigen Flächen des Lichtkastens zurückgeworfenen Lichts oder die Lumen des von der lichtdurchlässigen Oberfläche reflektierten Lichts und sendet dieses Licht mit geringem Verlust erneut aus, bis es schließlich aus der durchsichtigen Oberfläche des Anzeigengehäuses austritt.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Diffusionsfolie aus der Gruppe sowohl teilweise durchlässiger als auch teilweise reflektiver Folien ausgewählt. Zu den keinerlei Beschränkung ableitenden Beispielen solcher Folien gehören die Diffusionsfolien Scotchcal^TM3635-30 und 70 sowie die Diffusionsfolie Scotchcal^TM3630-20.
„Folie" bedeutet eine vor dem Kontakt mit dem beleuchteten Anzeigenhohlraum oder der lichtdurchlässigen Oberfläche derselben dünne, flexible Bahn.
„Diffus reflektive Folie" bedeutet eine Folie, die ohne eine spiegelnde Oberfläche zu sein, reflektiv ist. „Reflektiv" ist das Adjektiv zu dem Substantiv „Reflektivität" gemäß der Industrienorm ASTM E1164-94 der American Society for the Testing of Materials (ASTM).
„Luminanzgleichmäßigkeit" bedeutet, dass die Lumen von aus einer lichtdurchlässigen Oberfläche kommendem Licht an vielen Stellen auf der Oberfläche im Wesentlichen gleichmäßig sind und eine Anzeige ergeben, bei welcher die Position(en) der Lichtquelle(n) im Innern des Anzeigengehäuses nicht deutlich erkennbar ist (sind). Die Gleichmäßigkeit liegt optimal bei 1,0, einer Funktion des Verhältnisses zwischen Luminanzextrema an zwei verschiedenen Punkten der lichtdurchlässigen Oberfläche des beleuchteten Anzeigenhohlraums.
Wahlweise, jedoch stärker bevorzugt, weisen die die Innenflächen in der beleuchteten Anzeige abdeckende Folie ein diffus reflektives Material mit einer Reflektivität von wenigstens 80% bei Messung nach ASTM E1164-94 auf, die der mit Weißteilchen gefüllten Polyolefinfolien, Mischungen von inkompatiblen Polymeren, Polyolefin-Mehrschichtfolien, Polyolefin- und Polyesterfolien mit Mikrohohlräumen, Fluorpolyolefinfolien, mit Weißteilchen gefüllten Vinylchlorid-Polymerfolien, mit Weißteilchen gefüllten Acrylfolien mit Ethylen-Vinylacetatfolien coextrudierten Polyolefinfolien, sowie Kombinationen derselben bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine beleuchtete Anzeige mit einer lichtdurchlässigen Oberfläche und einer Innenfläche mit (a) einer auf die lichtdurchlässige Oberfläche aufgebrachten Diffusionsfolie wie vorbeschrieben und (b) einer auf mindestens einen Teil der Innenfläche aufgebrachten Folie, wobei das Folienmaterial eine Reflektivität von wenigstens 80% gemessen nach ASTM E1164-94 aufweist.
Ein Verfahren für die Vorherbestimmung des Luminanzwirkungsgrades eines beleuchteten Anzeigenhohlraums zur Auswahl der jeweils optimalen Folie(n) für die Auskleidung des beleuchteten Anzeigenhohlraums und zum Einsatz als Diffusionsfolie auf der lichtdurchlässigen Oberfläche des beleuchteten An zeigenhohlraums Innenraums würde die folgenden Schritte aufweisen:

(a) Erfassen von Daten zur Lösung der Gleichung (1):
wobei: ε = der Luminanzwirkungsgrad der beleuchteten Anzeige R = die Gesamtreflektivität der Innenwandflächen des Hohlraums R = die Gesamtreflektivität der Diffusionsfolie A = das Gesamtabsorptionsvermögen der Diffusionsfolie α = das Gesamtabsorptionsvermögen der Kleber- und Substratschichten (soweit vorhanden) f = der Anteil des von der Quelle ausgegebenen Lichts, der auf die Fläche auftrifft, ohne von den Wänden reflektiert worden zu sein N = die mittlere Zahl der Reflexionen von den Wänden zwischen aufeinanderfolgenden Auftreffen auf die Oberfläche und
(b) Herstellen eines beleuchteten Anzeigenhohlraums unter Verwendung einer Folie (von Folien) zur Maximierung des Luminanzwirkungsgrads für eine vorgegebene Geometrie des beleuchteten Anzeigenhohlraums.

Mit der Gleichung (1) wird ein Hauptproblem auf dem Gebiet der beleuchteten Anzeigen gelöst. Hier ist eine gleichmäßige Beleuchtung der lichtdurchlässigen Oberfläche ein absolutes Muss. Bei der konstruktiven Gestaltung hintergrundbeleuchteter Anzeigen wird traditionsgemäß das Hauptaugenmerk auf diejenigen optischen Eigenschaften gelegt, welche die Gleichmäßigkeit beeinträchtigen. Mehrere Normen sind erarbeitet worden, um eine ausreichende Gleichmäßigkeit sicherzustellen:

1. Die Winkelverteilungen der Reflektivität (Oberfläche und Wände) und die Durchlässigkeit (nur Oberfläche) sollten so sein, dass ein diffuser statt spiegelnder Zustand hergestellt wird.
2. Die Reflektivität (R) der Oberfläche sollte wenigstens 60% betragen. Wesentlich über 60% liegende Reflektivitäten verbessern die Gleichmäßigkeit, jedoch auf Kosten eines niedrigen Wirkungsgrades. R ≅ 0,60 wird üblicherweise als Auslegungsziel angesetzt. Bei Oberflächenmaterialien, die durch Einbringen von Streuteilchen (beispielsweise TiO₂) den Wert R 0,60 erreichen, wird mit R ≅ 0,60 normalerweise eine diffuse Winkelverteilung der Reflektivität und Durchlässigkeit sichergestellt.
3. Der auf direkten Wegen auf die Oberfläche treffende Lichtanteil (f) sollte möglichst gering sein. Der erreichbare Mindestwert wird normalerweise durch das Seitenverhältnis des Kastens im Querschnitt bestimmt. Werte von nur 0,25 werden in aller Regel in tiefen Kästen für die Darstellung durch autonome Kanalbuchstaben erreicht. Flache Kästen für traditionelle Anzeigen besitzen normalerweise näher bei 0,50 liegende Werte.

Der Wert N wird zum großen Teil ebenfalls durch das Seitenverhältnis des Kastens im Querschnitt bestimmt. N ≅ 2,5 gilt als repräsentativ für tiefe Kästen. Werte von nur 1,0 sind in extrem flachen Kästen möglich.
Die übrigen optischen Eigenschaften (die nicht der Forderung nach Gleichmäßigkeit unterliegen) sind die Reflektivität der Wände (R) und die Absorptionsvermögen der Diffusionsschicht (A) sowie aller wahlweisen Kleber- und Substratschichten (α). Der Wirkungsgrad nimmt mit dem größer werdenden Wert R und mit den kleiner werdenden Werten A und α zu.
Durch die Anwendung der Gleichung (1) bei der vorliegenden Erfindung soll eine wesentliche Reduzierung von A unter Beibehaltung von α ≅ 0 bewirkt werden.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die erfindungsgemäßen Diffusionsfolien verlustarm sind und mit diffus reflektierenden Folien auf den Innenflächen eines beleuchteten Anzeigenhohlraums so kombiniert werden können, dass der Luminanzwirkungsgrad unerwartet erhöht wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung von Diffusionsfolien, welche den Luminanzwirkungsgrad in lichtdurchlässigen Oberflächen eines beleuchteten Anzeigenhohlraums erhöhen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Möglichkeit, die Gleichung (1) für die Auswahl der Folien bzw. für die Auslegung einer beleuchteten Anzeige mit reduziertem Wert A unter Beibehaltung von α ≅ 0 zur Erhöhung des Luminanzwirkungsgrades einzusetzen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung finden sich in der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den nachstehend aufgeführten Zeichnungen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Diffusionsfolienlaminats auf der lichtdurchlässigen Oberfläche eines beleuchteten Anzeigenhohlraums;
2 eine Querschnittsansicht eines beleuchteten Anzeigenhohlraums, welche die Gleichung (1) der vorliegenden Erfindung erläutert;
3 ein Diagramm für die Vorausbestimmung des Luminanzwirkungsgrades „tiefer" beleuchteter Anzeigenhohlräume un ter Verwendung verschiedener Diffusionsfolien und Anwendung der Gleichung (1);
4 ein Diagramm zur Vorausbestimmung des Luminanzwirkungsgrades „flacher" beleuchteter Anzeigenhohlräume unter Einsatz verschiedener Diffusionsfolien und Anwendung der Gleichung (1);
5 ein Diagramm effektiver Messergebnisse für einen beleuchteten Anzeigenhohlraum aus Aluminium bei Einsatz verschiedener Diffusionsfolien; und
6 ein Diagramm effektiver Messergebnisse für einen beleuchteten Anzeigenhohlraum, dessen Innenflächen mit einer diffus reflektiven Folie aus den verschiedensten Diffusionsfolien versehen sind.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt den wahlweisen Aufbau eines als lichtdurchlässige Oberfläche bzw. Vorderseite eines beleuchteten Anzeigenhohlraums dienenden Diffusionsfolienlaminats. Das Laminat 10 weist eine Diffusionsfolie 12, eine Kleberschicht 14 und ein Substrat 14 auf. Das Substrat 16 und die Kleberschicht 14 sind nur dann erforderlich, wenn es der Folie 12 an ausreichender struktureller Integrität mangelt oder die Folie nicht haltbar genug ist, um den bei beleuchteten Anzeigen gegebenen Umweltverhältnissen wie Wind, Sonne, Regen, Hitze, Kälte und dergleichen standhalten zu können.
Als in einem nicht einschränkenden Sinne zu betrachtende Beispiele für Diffusionsfolien 12 wären Scotchcal^TM3635-30, 3635-70 sowie 3630-20, Panaflex^TM 930, 945, 600, 635, 645 sowie diffuse Hartplastiksubstrate aus Acryl, Polycarbonat und PETG zu nennen. Darüber hinaus lassen sich weiter bevorzugt mikroporöse Membrane der in den US PS 4 539 256 (Shipman et al), 4 726 989 (Mrozinski) und 5 120 594 (Mrozinski) beschriebenen Art verwenden.
Die Folien 12 können Dicken im Bereich zwischen ca. 0,01 mm und ca. 6,35 mm und vorzugsweise zwischen 0,02 mm und ca. 0,7 mm aufweisen. Am meisten bevorzugt sind diese Folien mit einer Dicke im Bereich zwischen ca. 0,05 mm und ca. 0,08 mm.
Die Reflektivität der Folien 12 kann zwischen ca. 0,50 und ca. 0,70, vorzugsweise zwischen ca. 0,55 und ca. 0,65, betragen.
Der Durchlässigkeitsgrad der Folien kann zwischen ca. 0,30 und ca. 0,50, vorzugsweise ca. 0,35 und ca. 0,45, liegen.
Das Absorptionsvermögen der Folien 12 liegt im Bereich zwischen ca. 0,00 und ca. 0,15, vorzugsweise ca. 0,00 und ca. 0,03.
Als in einem nicht einschränkenden Sinne zu betrachtende Beispiele für die Kleber 14 wären die Acrylatkleber und weitere druckempfindliche Kleber der bei Satas, Ed., Handbook of Pressure Sensitive Adhesives, Second Edition (Van Nostrand, New York, 1989) beschriebenen Art zu nennen. Die Kleberschicht 14 kann eine Dicke zwischen ca. 0,002 mm und ca. 0,10 mm, vorzugsweise ca. 0,1 mm und ca. 0,10 mm, aufweisen.
Weiter stehen für die Kleberschicht 14 je nach Ausführung der infrage stehenden Anzeige, der Beschaffenheit des Substrats und anderen dem Fachmann wohlbekannten Faktoren ausgewählte Kleber zur Verfügung. So kann beispielsweise für einige Anwendungen ein druckempfindlicher Kleber erwünscht sein, wobei neben den druckempfindlichen Eigenschaften auch die Möglichkeit, den Artikel vor dem Härten oder Trocknen des Klebers verschieben oder lagemäßig umsetzen zu können, von Vorteil sein kann. Überlegene handelsübliche druckempfindliche Kleber für Anzeigengrafiken sind auf Bildgrafikbändern erhältlich, die unter der Handelsbezeichnung Scotchcal^TM und Scotchcal^TM Plus der 3M, St. Paul, Minnesota, USA, vertrieben werden. Druckempfindliche Kleber dieser Beschaffenheit sind in einer Reihe von Patenten beschrieben. Hierzu gehören die in den US PS 5 141 790 (Calhoun et al), 5 229 207 (Paquette et al), 5 296 277 (Wilson et al), 5 362 516 (Wilson et al) sowie den PCT-Schriften WO 97/18246, WO 97/31076, WO 97/31077 und WO 98/29516 beschriebenen Kleber. Zum Schutze der Kleberschicht bis zu ihrer Verwendung kann auch eine Abziehauflage bzw. ein Liner vorgesehen sein.
Als in einem nicht einschränkenden Sinne zu betrachtende Beispiele für die wahlweisen Substrate 16 wären zu nennen Polycarbonat (z. B. Polycarbonat mit der Handelsbezeichnung Lexan^TM der General Electric Co., Pittsfield, MA, USA, das stoßfeste Acrylplattenmaterial Implex^® Plus der Atohaas Americas Inc. sowie das Copolymer Spectar^TM der Eastman Chemical, Johnston City, Tennessee). Das Substrat 16 kann eine Dicke zwischen ca. 0,02 mm und ca. 6,3 mm, vorzugsweise zwischen ca. 2,54 mm und ca. 5,1 mm, aufweisen.
2 ist eine Querschnittsansicht einer beleuchteten Anzeige 20 und veranschaulicht den Einsatz eines Diffusionsfolienlaminats bei der Herstellung einer beleuchteten Anzeige. Weiter ist aus 2 ersichtlich, wie die Gleichung (1) zur Bestimmung der für die Herstellung eines den Luminanzwirkungsgrad maximierenden beleuchteten Anzeigenhohlraums auszuwählenden Folien angewandt werden kann.
Eine Anzeige 20 weist ein generell mit der Bezugsziffer 22 bezeichnetes Gehäuse mit einer lichtdurchlässigen Vorderseite 24, zwei innenliegenden Seitenwandflächen 26 und einer inneren Rückfläche 28 sowie eine Lichtquelle 30 auf.
Die verlustarme Diffusionsfolie 12 kann wenigstens einen Teil der lichtdurchlässigen Vorderseite 24 in jeder beliebigen Größe bilden, sollte jedoch vorzugsweise den gesamten Vorderseitenbereich 24 abdecken. Der etwaige Rest der Vorderseite 24 kann aus Substrat 16 bestehen.
Wahlweise, jedoch bevorzugt, sind die Innenflächen 26 und 28 aus jedem Material herstellbar, welches die Reflektivität R auf wenigstens etwa 0,60 verbessert. Vorzugsweise sollte die Reflektivität wenigstens ca. 0,80 betragen, was durch mit einer TiO₂ enthaltenden Farbe gestrichene Flächen erzielbar ist. Weiter bevorzugt sollte die Reflektivität bei wenigstens 0,90 liegen, wobei dieser Wert durch Verwendung der in den mit übertragenen US PS 4 539 256 (Shipman et al), 4 726 989 (Mrozinski) und 5 120 594 (Mrozinski) beschriebenen diffus reflektiven Folien erreicht werden kann.
Weiter stehen für die Flächen 26 und 28 zur Auswahl: die in den PCT-Schriften WO 97/01774 und WO 97/0178 offenbarten Folien; mit Weißteilchen gefüllte Polyolefinfolien (beispielsweise das Folienprodukt Teslin^TM der PPG Pittsburgh, PA, USA); Gemische aus inkompatiblen Polymeren (beispielsweise Polyester-/Polypropylenfolien Melinex^TM von DuPont, Wilmington, Delaware, USA); Polyesterfolien mit Mikrohohlräumen; Polyester-Mehr-schichtfolien (wie die von DuPont, Wilmington, Delaware, USA, vertriebenen Polyolefinfolien Marke Tyvek^TM); fluorierte Polyolefinfolien (beispielsweise Folien aus Polytetrafluorethylen); mit Weißteilchen gefüllte Vinylchloridpolymerfolien; mit Weißteilchen gefüllte Acrylfolien; mit Ethylenvinylacetatfolien coextrudierte Polyolefinfolien (wie in der ebenfalls anhängigen und mit übertragenen PCT-Anmeldung Nr. US97/18295 beschrieben); und Folien mit einer ersten doppelbrechenden Phase und einer zweiten Phase mit unterschiedlichem Brechungsindex wie in den PCT-Schriften WO 97/32224, WO 97/32225, WO 97/32227 und WO 97/32230 beschrieben.
Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Materialien um thermisch induzierte phasengetrennte Folien wie in den US PS 4 539 256 (Shipman et al), 4 726 989 (Mrozinski) und 5 120 594 (Mrozinski) offenbart.
Bei den Folien für die Flächen 26 und 28 ist normalerweise eine Hauptfläche mit Kleber beschichtet. Der Kleber befindet sich im Allgemeinen auf der Unterseite der Folie (durchgängig oder abschnittsweise je nach Ausführungsform) und ermöglicht eine sichere Befestigung der Folie auf einer Anzeigengehäusewand, einer Tafel oder Platte, einem Tisch, einem Boden, einem Ballastwiderstand, einem Transformator oder dergleichen Substrat. Die Art des Klebers wird je nach Ausführung der infrage stehenden Anzeige, der Beschaffenheit des Substrats und anderen dem Fachmann wohlbekannten Faktoren gewählt. So kann beispielsweise für einige Anwendungen ein druckempfindlicher Kleber erwünscht sein, wobei neben den druckempfindlichen Eigenschaften auch die Möglichkeit, den Artikel vor dem Härten oder Trocknen des Klebers verschieben oder lagemäßig umsetzen zu können, von Vorteil sein kann. Überlegene handelsübliche druckempfindliche Kleber für Anzeigengrafiken sind auf Bildgrafikbahnen erhältlich, die unter der Handelsbezeichnung Scotchcal^TM und ScotchcalTM Plus der 3M, St.
Paul, Minnesota, USA, vertrieben werden. Druckempfindliche Kleber dieser Güte sind in einer Reihe von Patenten beschrieben. Hierzu gehören die in den US PS 5 141 790 (Calhoun et al), 5 229 207 (Paquette et al), 5 296 277 (Wilson et al), 5 362 516 (Wilson et al) sowie den PCT-Schriften WO 97/18246, WO 97/31076, WO 97/31077 und WO 98/29516 beschriebenen Kleber. Zum Schutze der Kleberschicht bis zu ihrer Verwendung kann auch eine Abziehauflage vorgesehen sein.
Alternativ zu Klebern können auch mechanische Befestigungsmittel eingesetzt werden, wenn sie in bekannter Art und Weise auf die gegenüberliegende Hauptfläche der Diffusionsfolie auflaminiert werden. Als in einem nicht einschränkenden Sinne zu betrachtende mechanische Befestigungselemente wären die Befestigungssysteme Scotchmate^TM und Dual Lock^TM zu nennen, wie diese in der PCT-Anmeldung Nr. 08/930957 (Loncar) offenbart sind.
Mit Kleber haben diese Folien eine Dicke von ca. 50 μm bis ca. 500 μm, vorzugsweise ca. 75 μm bis ca. 375 μm. Diese Dicke gestattet es, die mit Kleber beschichtete Folie auf jede der Innenflächen 26 und 28 des in 2 dargestellten Gehäuses 22 aufzubringen, ohne dass die Innenabmessung des Gehäuses für die Anzeige 20 wesentlich verändert werden muss, um in Einklang mit elektrischen und sonstigen Normvorschriften zu bleiben.
Die Lichtquelle 30 kann ein- oder mehrfach und in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungen vorgesehen sein. Für jedes Lumen (L) aus der Lichtquelle 30 austretenden Lichts gilt als lichttechnische Zielsetzung, die die Anzeige 20 durch die lichtdurchlässige Vorderseite 24 hindurch aktivierende Lumenzahl (L) zu maximieren. Wie jeweils anhand eines Lumens 1 in 2 dargestellt, wird das von den Innenflächen 26 und 28 reflektierte Licht R und das von der lichtdurchlässigen Vorderseite 24 reflektierte Licht R innerhalb der Anzeige 20 reflektiert. Das Absorptionsvermögen A der Diffusionsfolie 12 (sowie jedes Absorptionsvermögen α der wahlweisen Kleber- und Substratschichten 14 bzw. 16 – in 2 nicht dargestellt) sollte für den Durchlass T von Lichtlumen durch die Vorderseite 24 hindurch zum Betrachter minimiert werden.
2 ist eine einfache Darstellung einer rechtwinklig geformten beleuchteten Anzeige 20. Jeweiligen Marktanforderungen entsprechend lassen sich beleuchtete Anzeigenhohlräume in vielen Formen und Tiefen mit den erfindungsgemäßen Folien und den Vorausbestimmungsgleichungen gestalten. So wurde beispielsweise der Wirkungsgrad eines rundzylindrischen Gehäuses von 17,145 cm (6¾ Zoll) Durchmesser und 12,065 cm (4¾ Zoll) Tiefe mit einer Oberfläche von 17,145 cm (6¾ Zoll) für jede Kombination von vier bekannten Werten von R, drei bekannten Werten von R, A und α sowie einem einzelnen bekannten Wert f, gemessen. Diese Werte entsprachen der Vorgabe nach Gleichung (1) innerhalb eines Versuchsfehlers (Δε ~ +/–0,05) bei der Wahl von N für die bestmögliche Entsprechung mit allen 12 gemessenen Wirkungsgraden. Der so erhaltene Schätzwert N (N = 2,5) entsprach den Erwartungen auf Basis der Geometrie des Gehäuses und des diffus reflektiven Charakters der Wände 26 und 28 sowie der Vorderseite 24. Damit stellt die Gleichung (1) ein hervorragendes Vorausbestimmungsmodell dar, mit dem sich die Auswirkung der vorliegenden Erfindung oder jeder sonstigen Anzeigentechnik feststellen lässt.
Mit den nachfolgenden Beispielen werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter gekennzeichnet.
Beispiele und Zweckmäßigkeit der Erfindung:
Die nachstehenden Beispiele zeigen die unerwarteten Vorteile der vorliegenden Erfindung unter Verwendung verlustarmer Diffusionsfolien. Insbesondere erhöhen Diffusionsfolien in der Kombination mit diffus reflektiven Folien unerwartet den Luminanzwirkungsgrad. Im Einzelnen nimmt der Luminanzwirkungsgrad ε geometrisch entsprechend der vorstehenden Formel (1) und in von dieser vorherbestimmter Weise zu, wenn sich die Reflektivität R über 0,9 erhöht und sich dem Wert 0,98 annähert. Anders gesagt kommt der Luminanzwirkungsgrad durch die bevorzugte Kombination der Diffusionsfolien 12 mit die Innenflächen 26 und 28 abdeckenden diffus-reflektiven Folien bei sowohl flachen als auch tiefen Kästen an den Wert 100% heran.
3 und 4 zeigen die vorhergesagte Wirkung der Auswahl von Diffusionsfolienmaterial auf den Wirkungsgrad von gattungsmäßig tiefen (f = 0,25, N = 2,5) bzw. flachen (f = 0,50, N = 1,0) einflächigen Anzeigenkästen auf. Für die meis ten Kästen kann angenommen werden, dass diese auf oder zwischen zwei Extreme fallen.
In jeder der 3 und 4 ist der Luminanzwirkungsgrad ε als Funktion von R für vier verschiedene Diffusionsfolien aufgetragen. Es handelt sich hierbei um das flexible Anzeigensubstrat Panaflex 645 von 3M, 0,47 cm (3/16 Zoll) dickes Diffusionsplexiglas (Acrylglas) der Young Electric Sign Co. in Salt Lake City, UT; auf 0,31 cm (1/8 Zoll) dickes klares Plexiglas auflaminierte lichtdurchlässige Folie Scotchal 3635-30 von 3M; und nach den vorstehend erwähnten Patenten von Shipman und Mrozinski hergestelltes sowie ebenfalls auf 0,31 cm dickes klares Plexiglas auflaminiertes ölhaltiges mikroporöses Membranmaterial von 0,07 mm (3 Mil) Dicke.
Panaflex und Plexiglas sind in der Leuchtanzeigenindustrie heute üblicherweise eingesetzte Auflagematerialien. Die Folie Scotchal 3635-30 ist ein bestehendes 3M-Produkt, das für gewöhnlich nicht als Auflage- oder Deckmaterial eingesetzt wird. Die Reflektivität R und die Durchlässigkeit T = (1 – R – A) der Diffusionskomponente eines jeden der Laminate wurden auf einem Lambda-19 Spektralphotometer gemessen und es wurde das Absorptionsvermögen (A) durch Subtraktion von Eins errechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1 Gemessene Reflektivitäten und Durchlässigkeiten der Oberfläche
Weder Panaflex noch Plexiglas müssen auf ein strukturelles Substrat auflaminiert werden, so dass α = 0 für diese Materialien gilt. Das Absorptionsvermögen von Plexiglas ist unmessbar gering, so dass α ≈ 0 auch für die Scotchal-Folie und das ölhaltige Membranmaterial angenommen werden kann.
In 3 sind die Reflektivität R von gut gestrichenen Innenwänden sowie die Reflektivität mehrerer Folien jeweils längs der Abszisse aufgetragen. Farbanstriche stellen die heute in der Industrie üblichsten Innenwandbehandlungen dar. 0,28 mm (11 Mil) dickes ölhaltiges mikroporöses Membranmaterial bzw. ein alternatives Material mit einer ähnlichen Reflektivität über 0,9 hat als repräsentativ für die am meisten bevorzugten Innenflächenbehandlungen zu gelten.
Nach 3 weisen viele der heutigen Kanalbuchstaben einen Luminanzwirkungsgrad von etwa 30% auf. Durch Beschichten der Innenwände einer derartigen Schrift mit einer 0,28 mm dicken ölhaltigen mikroporösen Membran wird der Wirkungsgrad auf 62% erhöht. Beim Ersatz der Plexiglasoberfläche durch die Folie 3635-30 erhöht sich der Wirkungsgrad auf 38%.
Mit der Kombination aus einer 0,28 mm dicken ölhaltigen mikroporösen Membran und einer Folie 3635-30 wird der Luminanzwirkungsgrad auf 76% erhöht. Diese Bezugsergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Das Auge des Betrachters ist in erster Linie empfindlich für relative Zunahmen der Helligkeit. Eine 50%ige Erhöhung liegt an der Schwelle der Wahrnehmbarkeit. Eine Zunahme von 100% ist gut wahrnehmbar. Ähnlich erfordert das Vorhalten der Helligkeit bei Ausschaltung einer Beleuchtungsreihe eine Erhöhung des Wirkungsgrades auf 50 (3-reihige Basislinie) bis 100% (2-reihige Basislinie). Die durch die ölhaltige mikroporöse Membran allein, eine verlust arme Diffusionsfolie allein und eine Kombination dieser beiden Komponenten gebotenen relativen Erhöhungen sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Nach dem vorbeschriebenen Kriterium sind die Vorteile der mikroporösen Membran in der Kombination mit einer erfindungsgemäßen verlustarmen Diffusionsfolie sind unerwartet bedeutsam und wesentlich größer. Diejenigen von verlustarmen Diffusionsfolien allein sind nicht so signifikant.
Die heutige Basislinie für konventionelle (flache) Anzeigenkästen sind nicht so gut definiert wie diejenige für Kanalbuchstaben (tiefe Buchstaben). Es sind Kästen sowohl mit Anstrich (R ≈ 0, 80) als auch ohne Anstrich (0, 60 < R < 0, 80) üblich genau so wie Plexiglas- und Panaflex-Oberflächen. Unter Voraussetzung einer Basislinie für hohen Wirkungsgrad (Gehäuse mit Anstrich, Plexiglasoberfläche) wird durch Verkleiden der Innenwände mit einer 0,28 mm dicken ölhaltigen mikroporösen Membran der Wirkungsgrad von 52% auf 71% erhöht. Wird das Plexiglas durch eine 3635-30 Folie ersetzt, erhöht sich der Wirkungsgrad auf 64%. Wird das Plexiglas durch eine Kombination aus einer 0,28 mm dicken ölhaltigen Membran und einer Folie 3635-30 ersetzt, so erhöht sich der Wirkungsgrad auf 87%. Diese Bezugsdaten sind zusammen mit den entsprechenden relativen Zunahmen in Tabelle 2 zusammengefasst.
Nach dem vorgenannten Kriterium sind weder die Vorteile von ölhaltigen Membranauflagen allein noch diejenigen von verlustarmen Diffusionsfolien allein in flachen Kästen signifikant, in der Kombination jedoch unerwartet groß. Im Einzelnen sind diese Ergebnisse von der gewählten Basislinie abhängig. Die Vorteile von ölhaltigen Membranen sind größer, wenn der Wert R der Basislinie kleiner ist, während diejenigen von verlustarmen Diffusionsfolien bei einem höheren Wert A der Basislinie größer sind. Spezifische alternative Szenarien lassen sich direkt aus 4 ableiten.
Tabelle 2 Bezugswirkungsgrade Tiefer und Flacher Kästen
Das nachfolgende Beispiel berücksichtigt die Vorteile von sowohl Innenflächen mit hoher Reflektivität als auch verlustarmen Diffusionsfolien-Oberflächen in flachen Kästen, wenn der Wert R der Basislinie niedrig und der Wert A derselben hoch ist. In dieser Situation sind die Vorteile von Belägen mit hoher Reflektivität allein, von verlustarmen Diffusionsfolien-Oberflächen allein und von Kombinationen derselben sämtlichst groß.
Tabelle 3 zeigt die Auswirkung der Diffusionsfolie auf die gemessene mittlere Helligkeit der lichtdurchlässigen Oberfläche eines typischen flachen einflächigen Anzeigenkastens. Die Abmessungen dieses Kastens sind 1,23 m (4 Fuß) Breite × 1,23 m Höhe × 0,23 m (9 Zoll) Tiefe. Es wird beleuchtet durch vier parallele senkrechte 1,23 m (4 Fuß) Leuchtstoffröhren. Die Messungen erfolgten einmal für blanke innere Rück- und Seitenflächen aus Aluminium und zum anderen für innere Rück- und Seitenflächen, die mit einer 0,30 mm (12 Mil) dicken ölfreien Membran (R ≈ 0,99) verkleidet waren. Die Helligkeit wurde bei senkrechtem Einfall an 5 gleichmäßig beabstandeten Punkten über die lichtdurchlässige Oberfläche hinweg, an 19 gleichmäßig beabstandeten Punkten in der Mitte sowie an 5 gleichmäßig beabstandeten Punkten am Boden gemessen. Der engere Abstand in der Mitte soll die Auflösung der Lampen ermöglichen. Die mitt lere Helligkeit in Fuß Lambert (Candela/m² dividiert durch 3,426) wurde als arithmetisches Mittel der 29 Messungen errechnet. Messungen wurden für jede von sieben ausgewählten Diffusionsfolien durchgeführt, nämlich die Anzeigenflächen-Substrate des Typs Panaflex 945, Panaflex 645 und Panaflex 950, die Folien Sctochcal 3630-20, Scotchcal 3635-30 und Scotchcal 3635-70 sowie 0,07 mm (3 Mil) dickes mikroporöses Membranmaterial. Jede der Scotchcal-Folien und Membrane waren auf 3/16 Zoll dickes absorptionsfreies Plexiglas auflaminiert. Die Reflektivität und die Durchlässigkeit einer kleinen Probe eines jeden Diffusionsfolien-Kandidaten wurde mittels eines Lambda-19 Spektralphotometers gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Tabelle 3 Gemessene Relative Mittlere Helligkeit und Vorausbestimmter Wirkungsgrad
Die gemessene relative mittlere Helligkeit ist in den Spalten 6 und 7 der Tabelle 3 ausgewiesen. Die Basislinie ist für innere Rück- und Seitenflächen aus blankem Aluminium und eine lichtdurchlässige Oberfläche aus Panaflex 945 angenommen. Alle anderen Messungen wurden mit dieser Basislinie verglichen, wodurch die prozentuale Verbesserung leicht erkennbar ist. Die gemessenen mittleren Helligkeiten mit und ohne Membranauflage fallen in eine von drei Gruppen:

(1) Folien des Typs Panaflex 945, Panaflex 645 und Panaflex 950 besitzen vergleichsweise hohe Absorptionsvermögen und weisen gegenüber den anderen Diffusionskomponenten eine vergleichsweise geringe Helligkeit auf.
(2) Folien d es Typs Scotchcal 3630-20 und Scotchcal 3635-30 sowie 0,07 mm dickes ölhaltiges Membranmaterial besitzen vergleichsweise hohe Absorptionsvermögen und weisen vergleichsweise hohe Helligkeiten auf. Sie ergeben grob eine 2/3-Verbesserung gegenüber der Basislinie von Panaflex 945.
(3) Folien des Typs Scotchcal 3635-70 besitzen ein den Folien Scotchcal 3630-20 und 3635-30 sowie der 0,07 mm Membran vergleichbares Absorptionsvermögen und weisen dennoch eine wesentlich größere Helligkeit auf. Es ist dies ein Artefakt ihrer ungewöhnlich niedrigen Refletivität R, der niedrigsten aller Diffusionsfolienkandidaten. Von allen geprüften Materialien besitzt nur die Folie Scotchcal 3635-70 eine wesentlich unter 0,60 liegende Reflektivität R und weist nur diese Folie Scotchcal 3635-70, eine visuell erfassbare Ungleichmäßigkeit auf. Trotz ihrer hohen Helligkeit ist sie kein geeignetes Oberflächenmaterial, weil sie keine ausreichende Gleichmäßigkeit bietet.

Die Korrelation zwischen niedrigem Absorptionsvermögen und hoher Helligkeit für innere Rück- und Seitenflächen mit sowohl niedrigem als auch hoher Reflektivität ist den Ergebnissen in Tabelle 3 ohne Weiteres entnehmbar. Ebenfalls klar zu erkennen ist die Signifikanz der aufgrund des vorbeschriebenen Kriteriums erzielten Vorteile einer hoch reflektiven Auflage allein, einer verlustarmen Oberflächen-Diffusionsfolie allein sowie der Kombination dieser beiden Komponenten.
Der relative vorbestimmte Wirkungsgrad für jedes der sieben Oberflächenmaterialien ist in den Endspalten von Tabelle 3 angegeben. Es handelt sich hier um aus der vorstehenden Gleichung (1) unter Annahme von f = 0,50, N = 1,0 und R = 0,60 für blankes Aluminium bzw. R = 0,99 für die 0,30 mm dicke ölfreie Membran. Die gemessene mittlere Helligkeit ist proportional dem Wirkungsgrad. Solange die Proportionalitätskonstante fest liegt, sind die relative Helligkeit und der relative Wirkungsgrad gleich. Die Proportionalitätskonstante nimmt jedoch auf unerwartete Weise zu, wenn die Winkelverteilung des durch die lichtdurchlässige Oberfläche gehenden Lichts in der Vorwärtsstreurichtung spitzer wird. Und für die Winkelverteilung der Durchlässigkeit ist eine Zuspitzung bei abnehmender Reflektivität der lichtdurchlässigen Oberfläche zu erwarten. Dies ist vielleicht verantwortlich für die Diskrepanz zwischen relativer Helligkeit und relativem Wirkungsgrad bei der Folie Scotchcal 3635-70. Die übrigen Diskrepanzen liegen innerhalb der erwarteten Unsicherheiten der Vorherbestimmungsgleichung (1) und der Lambda-l9-Messungen von R und A. Diese erhärten den Nutzen der Gleichung 1 für die Vorherbestimmung des Luminanzwirkungsgrades flacher Kästen. In der Kombination mit der früher bereits erwähnten Gültigkeit für tiefe Kästen bestätigen sie den Nutzen der Gleichung 1 zur Vorherbestimmung des Wirkungsgrades von Kästen mit stark unterschiedlichen geometrischen Formen.
5 ist ein Diagramm, aus dem die Ergebnisse aktueller Luminanzmessungen in Fuß Lambert (Candela/m²/3,426) in Abständen von 6,4 cm über den gleichen Aluminium-Innenraum einer Anzeige (unter Einsatz eines direkt auf die lichtdurchlässige Oberfläche aufgelegten Leuchtdichtemessgeräts Modell LS 110 von Minolta) wie in Tabelle 3 für jede Diffusionsfolie ausgewiesen hervorgehen. Der Unterschied zwischen den drei vorstehend aufgezählten Kategorien ist aus dem Diagramm gemäß 5 klar ersichtlich. Die Folie 3635-70 ist für eine diffusionsbeleuchtete Anzeige nicht akzeptabel, weil die Lichtquellenpunkte durch die lichtdurchlässige Oberfläche der beleuchteten Anzeige hindurch deutlich sichtbar sind. Die Folien Panaflex 645, 945 und 950 gewährleisten eine gute Diffusion, jedoch mit weniger Helligkeit als die stärker bevorzugten Folien Scotchcal 3635-30 und 3630-20 sowie die 0,07 mm dicke mikroporöse Membran. Mit zunehmender Luminanz wird die Einbaustelle der Lichtquelle deutlicher erkennbar.
6 ist ein Diagramm des Innenraums einer beleuchteten Anzeige, der mit Membranmaterial mit den gleichen Folienarten wie in Tabelle 3 aufgezeigt beschichtet ist. Es ergeben sich die gleichen drei Gruppierungen wie in 5 und Tabelle 3, doch werden zwei unerwartete charakteristische Wirkungen deutlich:

(1) Die Helligkeit sämtlicher Diffusionsfolienkandidaten nimmt über ihre Verwendung in einem Anzeigeninnenraum aus blankem Aluminium hinaus zu.
(2) Die Einbaustelle der Lichtquelle ist weit weniger erkennbar geworden, was bedeutet, dass die Kurven der Helligkeitsmessungen über die Breite der lichtdurchlässigen Oberfläche der beleuchteten Anzeige abgeflacht sind. Die Vorteile dieser Wirkung ist bei den vorstehend behandelten bevorzugten Diffusionsfolien ausgeprägter und vorteilhaft. Lediglich die Folie 3635-70 lässt die Lichtquelle erkennen.

Der Vergleich von 5 und 6 zeigt viele unerwartete Vorteile der vorliegenden Erfindung von einer Zunahme der Helligkeit für alle Diffusionsfolien bis hin zum sichtbaren Nachweis der Diffusionsqualitäten erfindungsgemäß bevorzugter Folien ohne Helligkeitsverlust aufgrund des Absorptionsvermögens dieser Folien – ein Beweis für den durch Anwendung der vorliegenden Erfindung erzielbaren höheren Luminanzwirkungsgrad.
In Kombination mit dem Einsatz der Gleichung (1) zeigen 5 und 6, dass die technische Konzipierung und Auslegung beleuchteter Anzeigen ohne Einschränkung durch die Art und Lage der Lichtquelle bzw. ohne Beschränkung des Luminanzwirkungsgrades in jede Richtung gehen kann. Frühere Beschränkungen sind ausgeschaltet.
Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es folgen die Ansprüche.

Claims

Beleuchtete Anzeige mit: einer lichtdurchlässigen Vorderseite, inneren Seitenwandflächen, einer inneren Rückwandfläche und einer Lichtquelle im Innern der beleuchteten Anzeige, wobei die Vorderseite einen verlustarmen partiell diffus reflektiven und partiell diffus durchlässigen Diffusionsfilm mit einer Reflektivität von 50% bis 70%, einer Durchlässigkeit von 30% bis 50 und einem Absorptionsvermögen von 0% bis 15% und die inneren Flächen eine nach ASTM E 1164-94 gemessene Reflektivität von mindestens 80% aufweisen, wobei der Diffusionsfilm eine Erhöhung des Luminanzwirkungsgrades der beleuchteten Anzeige gegenüber einer beleuchteten Anzeige ohne darin aufgebrachte Diffusionsfolie sicherstellt.
Beleuchtete Anzeige nach Anspruch 1, wobei die inneren Flächen einen Film aufweisen, der aus der aus TiO₂ enthaltende Anstrichfarbe, einem diffus reflektiven Film, einem halbspiegelnden reflektiven Film und einem spiegelnd reflektiven Film mit einem darauf auflaminierten oder aufgeschichteten diffus reflektiven Film bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Beleuchtete Anzeige nach Anspruch 2, wobei der innere Oberflächenfilm ein diffus reflektiver Film mit einer nach ASTM E 1164-94 gemessenen Reflektivität von mindestens 80% ist.
Beleuchtete Anzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zunahme des Luminanzwirkungsgrades in der Vorhersage gemäss der nachstehenden Gleichung (1) mindestens 50% beträgt:
wobei: ε = der Luminanzwirkungsgrad der beleuchteten Anzeige R = die Gesamtreflektivität der Innenwände des Hohlraums R = die Gesamtreflektivität des Diffusionsfilms A = das Gesamtabsorptionsvermögen des Diffusionsfilms α = das Gesamtabsorptionsvermögen der Kleber- und Substratschichten (soweit vorhanden) f = der Anteil des von der Quelle ausgegebenen Lichts, der auf die Vorderfläche auftrifft, ohne zuvor von den Wänden reflektiert worden zu sein N = die mittlere Zahl der Reflexionen von den Wänden zwischen aufeinanderfolgenden Auftreffen auf die Vorderfläche
Beleuchtete Anzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Diffusionsfilm eine ölhaltige mikroporöse Membran aufweist.
Beleuchtete Anzeige nach Anspruch 5, wobei auf eine größere Fläche der Membran eine druckempfindliche Kleberschicht aufgebracht ist und wobei die Dicke von Membran und Kleber im Bereich zwischen 0,012 und 6,45 mm liegt.
Beleuchtete Anzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Diffusionsfilm auf im Wesentlichen die gesamte Fläche der lichtdurchlässigen Oberfläche der beleuchteten Anzeige aufgebracht ist.
Beleuchtete Anzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Diffusionsfilm eine Dicke zwischen 0,01 mm und 6,35 mm aufweist.
Beleuchtete Anzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Reflektivität des Diffusionsfilms zwischen 55% und 65% beträgt.
Beleuchtete Anzeige nach Anspruch 1 bis 9, wobei der Diffusionsfilm eine Durchlässigkeit von 35% bis 45% aufweist.
Beleuchtete Anzeige nach Anspruch 1 bis 10, wobei der Diffusionsfilm ein Absorptionsvermögen von 3% oder weniger besitzt.
Beleuchtete Anzeige nach Anspruch 3, wobei der Film für die innere Oberfläche ein nach ASTM E 1164-94 gemessenes Reflexionsvermögen von wenigstens 90% aufweist und ein aus der folgenden Gruppe ausgewählter diffus reflektiver Film ist: mit Weißteilchen gefüllte Polyolefinfilme, Gemische aus inkompatiblen Polymeren, Polyolefin-Mehrschichtfilme, Polyolefin- und Polyesterfilme mit Mikrohohlräumen, fluorierte Polyolefinfilme, mit Weißteilchen gefüllte Vinylchloridpolymerfilme, mit Weißteilchen gefüllte Acrylfilme, mit Ethylen-Vinylacetatfilmen coextrudierte Polyolefinfilme und Kombinationen hiervon.
Beleuchtete Anzeige nach Anspruch 1, wobei die Innenfläche eine nach ASTM E 1164-94 gemessene Reflektivität von wenigstens 90% aufweist.
Beleuchtete Anzeige nach Anspruch 1, wobei die Innenoberfläche eine nach ASTM E 1164-94 gemessene Reflektivität von 98% aufweist.