专利名称：用于背景标记的低损耗表面散射膜及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种用于标记工业以增加照明效率的散射膜。
背景技术：
在现代国家中照明的标记随处可见。标记能够对观看者提供训练、娱乐、信息或警告。标记能设计成近看的和远看的。提供照明，以确保观看者能够看见这个消息，特别是在昏暗日照的白天或夜间。
照明需要能量供给。现代国家易提供这种功率，但是那些为能量支付费用的国家一直在寻求更加有效的能量传输，以及更加有效的能量利用。为照亮的标记提供功率所需的能量由于经济上以及环境原因而不应该被浪费。
照亮的标记能够是“前面照明”或“背景照明”的。前者典型地包括诸如布告板或其它显示装置之类的标记(其中，光以朝着标记的角度从标记的周围发光)。后者典型地具有半透明表面，通过该半透明表面看见光，并且将消息或图像放置在其上。从半透明表面发出的光的均匀性是重要的。半透明表面经常包括一些元素，它们使光漫射，以减少在标记箱内点光源或线性光源被观察者辨认出来。此外，当今的典型背景标记允许少于30％的光从标记内逸出，以用于观察。清楚地，需要更加有效的照明系统。
照亮的标记能够是各种配置的光源能够是氖、荧光、白炽、卤素、高强度放电(HID)、光发射二极管(LED)或光纤。标记能够与建筑物为一整体，安装作为建筑物上的固定设备，独立的、或其它设备或装置的一部分。光可以是连续地、周期地、一段式地或不规则地供电。当标记照亮时，不应该浪费所使用的功率。
照亮的标记的腔体可以是任何几何的配置。
照亮的标记(它具有复杂的几何周边形状来传达需要的消息)完全是与依赖于欧几里得几何的照亮的标记不同的类型的标记，其中需要的消息在周边之中。在该工业中，形成前面一种标记类型的例子称为“沟道字母(channelletters)”，并且一般可以称为“复杂形状照亮标记”。后者称为“标记柜”，因为标记的周边与正在传达的消息无关。
标记柜非限制的例子包括矩形、卵形、圆形、椭圆形或其它欧几里得几何形状。形状复杂的照亮的标记的非限制的例子包括字母、剖面、轮廓、字符或消费者需要的其它任何形状(它们有助于广告、教育、警告等等)。
欧几里得几何标记柜比形状复杂的照亮的标记更加容易预言，因为除非光源具有和标记的观察区域相同的形状，否则很难得到光的分布。
发明概述照亮的标记技术需要的是散射体层，与照亮的标记的半透明表面一起使用，这样能够改进照亮的标记的亮度效率，并且增加亮度，减小功率损耗，或者达到这些优点的结合。
“亮度效率”意思是照亮的标记腔体的半透明表面出射的总通量(流明)除以照亮的标记腔体中的光源发射的总通量。
本发明的一个方面是一种低损耗、部分漫反射和部分漫射透射的散射膜，如果需要，可选择地层叠到透明、无散射基片上以提供整体结构，与照亮的标记腔体的半透明表面的至少一部分联合使用，所述照亮的标记腔体具有至少和油漆的壁一样是反射的内部表面，其中散射膜在其中不施加这种膜的照亮的标记上增加照亮的标记的亮度效率。
较好地，当层叠体结构上为整体时，作为最接近于标记柜的内部的层，发生低损耗散射膜。
从照亮的标记腔体内部照射到本发明的散射膜的光由散射膜部分反射和部分透射。反射光返回到照亮的标记的腔体。透射的光通过散射膜和一同的层叠体(可以选择地，如果有的话)，并将照亮的标记辐射给观察者，而不再反射。
本发明的散射膜提供亮度效率，因为当这种光到达本发明的低损耗散射膜时，光没有显著吸收。
由此，“低损耗”意思是当这种光从照亮的标记内侧到达这种膜时，在本发明的散射膜中光没有吸收现象。
本发明的散射膜是低损耗的，即使它可能部分透射和部分反射。对于达到散射膜的每100流明，有58流明可能反射和返回到照亮的标记腔体，有41流明可能透射通过半透明表面。但是，只有1流明可以考虑由散射膜吸收，并使损耗亮度效率。这意思是使用本发明散射膜的亮度效率导致99的亮度效率。通过这种意外的亮度效率，考虑能量消耗、照明效率或它们两者能够重写照亮的标记的整个工程学科，以取得这种极好的亮度效率。
可以在共同层叠体(即将本发明的散射膜粘合和支持到照亮的标记的半透明表面上的可以需要的可选择的粘合剂和基片层)中发生照亮的标记的半透明表面中显著的吸收。
此外，显著的吸收仅仅影响由散射膜透射的光。光从膜背部反射到照亮的标记腔体内，而没有显著吸收。
当散射膜的反射率R大于大约50百分比时，由照亮的标记腔体中的光源发射的光平均起来由面和壁反射为照亮的标记的半透明表面出射之前的几倍。当需要半透明表面的表面上透射的光的均匀照明时，照亮的标记腔体中光的反复循环是严重的。
本发明的散射膜使亮度效率的损耗最小，并且基本上意外地增加了在照亮的标记腔体中反射的光的反复循环过程的效率。
但是较好地，可以选择地，将本发明的低损耗散射膜与衬垫照亮的标记腔体的壁的漫反射膜一起使用，漫反射多层偏光镜和镜子、多微孔膜(诸如热感应相分离膜)。
简单地说，将这种膜施加到照亮的标记外壳的内部表面的至少一部分。它捕获从光源来的光的流明或者从光柜的散射平面或侧面和背部反射回来的光的流明，或者由半透明表面反射的流明，并再次以小损耗发射这种光，直到这种光最后离开标记外壳的半透明表面。
较好地，从由部分透射和部分反射的膜构成的组中选出本发明的散射膜。这种膜的不受限制的例子包括ScotchcalTM3635-30和70散射膜和ScotchcalTM3630-20散射膜。
“膜”意思是在接触照亮的标记腔体或其半透明表面以前有的薄、能变形的薄片。
“漫反射膜”意思是反射的膜，不是镜面表面。“反射的”是名词”反射”的形容词，以由美国材料测试协会在标准ASTME1164-94中指定的工业标准表示。
“流明均匀性”意思是从半透明表面发射的光的流明在表面上的大部分位置上基本上均匀的，产生一个标记，它不明显地确定标记外壳内光源的位置。均匀性最佳是1.0，是在照亮的标记腔体的半透明表面上两个不同点的亮度的极值之间的比值的函数。
可选择地，但是较好的，衬垫照亮的标记腔体的内部表面的膜包含漫反射膜，如使用ASTME1164-94测量，该漫反射膜反射率为至少80％，并且该漫反射膜是从由有白色颗粒的聚烯烃膜；不相容聚合体的混合物；聚烯烃多层膜；微孔的聚烯烃和聚酯膜；氟化的聚烯烃膜；填有白色颗粒的氯乙烯聚合膜；填有白色颗粒的丙烯酸膜；以及与乙烯-醋酸乙烯脂膜共同挤压出的聚烯烃膜及其组合中选出的膜。
本发明的另一个方面是具有半透明表面和内部表面的照亮的标记，包含(a)施加到半透明表面的上述散射膜，和(b)施加到内部表面的至少一部分的膜，其中，如使用ASTME1164-94测量膜具有至少80％的反射率。
本发明的另一个方面是一种推算照亮的标记腔体的亮度效率以选择理想的膜，来衬垫照亮的标记腔体，并用作照亮的标记腔体的半透明表面上的散射膜的方法，其特征在于包含以下步骤(a)收集数据，解出公式(1)ϵ=(1-α)(1-R-A)1-(1-f)(1-RN)1-R+R(1-RN)--(1)]]>其中，ε=照亮的标记的亮度效率R=腔体的内壁的总反射率R=散射膜的总反射率A=散射膜的总吸收率α=粘合剂和基片层(如果有)的总吸收率f=由光源发射的入射到面上而不先反射离开壁的光的分数N=连续与面相遇之间反射离开壁的平均数(b)使用对照亮的标记腔体的给定几何尺寸使亮度效率最大的膜构成照亮的标记腔体。
对公式(1)的使用解决了照亮的标记工业的主要问题。半透明表面流明的均匀性是照亮的标记工业中必须的。背面照亮标记的设计传统地聚焦在影响均匀性的光学特性上。已经出现几个标准以确保适当的均匀性1．反射率(面和壁)和透射率(只有面)的角分布应该是与镜子相对散开的。
2．面的反射率R应该至少60百分比。基本上大于60百分比的反射率还增强了均匀性，但是以低效率为代价。作为设计目标，采用R≌0.60。对于通过加散射微粒(诸如TiO2)达到R≌0.60的面材料，R≌0.60通常确保了反射率和透射率的漫射角分布。
3．通过直路径入射到表面的光的分数(f)应该尽可能小。可以得到的最小值由截面的柜子的纵横比规定。典型地以深的柜实现小到0.25的值，它由自含式沟道字母概括。浅的柜(由传统的标记柜概括)典型地具有接近于0.50的值。
N的值也大部分通过截面的柜的纵横比确定。考虑由N≌2.5表示深的柜。在极浅的柜中，1.0那么小的值是可能的。
剩下的光学特性(不由均匀性的需要强迫要求)是壁的反射率R以及散射层吸收率(A)和任何可以选择的粘合剂以及基片的吸收率(α)。效率随着增加R和减小A和α而增加。
使用本发明的公式(1)直接导致基本上在保持α≌0时减小A。
本发明的一个特点是本发明的散射膜是低损耗的，并且可以以一种方式在照亮的标记腔体的内部表面上与漫反射膜结合，从而意外增加亮度效率。
本发明的一个优点是使用散射膜，这增加了照亮的标记腔体的半透明表面中亮度效率。
本发明的另一个优点是使用公式(1)选择膜以构成照亮的标记，该照亮的标记减小A，同时保持α≌0，以增加亮度效率。
在结合下面的附图对本发明的实施例的描述中，可以发现本发明的其它特点和优点。
附图概述
图1是散射膜层制品的一个实施例在照亮的标记的腔体的半透明表面上的截面图；图2是本发明说明等式(1)的照亮的标记腔体的截面图；图3是利用等式(1)，使用各种散射膜的预期“深”照亮的标记腔体的亮度效率的曲线图；图4是利用等式(1)，使用各种散射膜的预期“浅”照亮的标记腔体的亮度效率的曲线图；图5是使用各种散射膜的铝照亮的标记腔体的实际测量曲线图；
图6是使用各种散射膜的，其内部表面上具有漫反射膜的照亮的标记腔体的实际测量的曲线图。
本发明的实施例图1示出了用作照亮的标记腔体的半透明表面的散射膜层制品的一个可以选择的结构。层制品10包含散射膜12、粘合剂14以及基片16。基片16和粘合剂14只有在散射膜12缺乏充分的结构完整性或不能持久以抵档由照亮的标记受到的周围条件影响(如风、阳光、雨、热、寒冷等)时才需要。
散射膜12的非限制的例子包括ScotchcalTM3635-30,3635-70,3630-20,PanaflexTM930,945,600,635,645和漫射丙烯酸硬塑料、聚碳酸酯和PETG基片。较好地，也可以使用其它多微孔模(揭示在第4,539,256号美国专利(Shipman等人)，4,726,989号美国专利(Mrozinski等人)，和5,120,594号美国专利(Mrozinski等人))。
膜12能够具有从大约0.01mm到大约6.35mm，较好是从大约0.02mm到大约0.7mm的范围内的厚度。最好地，这种膜能够具有从大约0.05mm到大约0.08mm的范围的厚度。
膜12能够具有从大约0.50到大约0.70，最好是从大约0.55到大约0.65范围的反射率。
膜12能够具有从大约0.30到大约0.50，最好是从大约0.35到大约0.45范围内的透射率。
膜12能够具有从大约0.00到大约0.15，最好是从大约0.00到大约0.03范围内的吸收率。
粘合剂14的非限制的例子包括丙烯酸盐粘合剂和其它压敏粘合剂(揭示在Stas,Ed的压敏粘合剂手册，第二版，(VanNostrand,NewYork,1989)中)。粘合剂层14能够具有从大约0.002mm到大约0.10mm，最好是从大约0.1mm到大约0.10mm范围内的厚度。
粘合剂层14的其它选择包括根据有关标记、基片的种类以及其它熟悉现有技术的人知道的因素选择出来的。例如，对于某些应用可以需要压敏粘合剂，并且除了压敏特性以外，在设置和固化粘合剂之前使制品滑动和重新配置也是有利的。商业上用于标记图形的出色的压敏粘合剂可以在图象图形网上买到(由3M(St.paul,Minnesota)的USA,ScotchcalTM和ScotchcalTMPlusbrands)。具有这种用途的压敏粘合剂在各种专利中有揭示。在这些粘合剂中，有在第5,141,790号美国专利(Calhoun等人)；5,229,207号美国专利(Paquette等人)；5,296,277(wilson等人.)；5,362,516(wilson等人.)；PCT专利公报WO97/18246；WO97/31076；WO97/31077；and WO98/29516中揭示的那些粘合剂。根据需要，还可以提供释放衬垫，用于保护粘合剂层。
可选择的基片16的非限制的例子包括聚碳酸酯(诸如来自通用电气公司的LexanTMbranded聚碳酸酯，Pittsfield,MA,USA，来自Atohaas AmericasInc的ImplexPlus紧压丙烯酸生片，和来自Eastman Chemical的SpectarTMcopolymer,Johnston City,Tennessee)。基片16能够具有从大约0.02mm到大约6.3mm，最好是从大约2.54mm到大约5.1mm范围内的厚度。
图2揭示了照亮的标记20的截面图，它说明了在照亮的标记的结构中散射膜层制品的使用。图2还表明了如何能够将等式(1)用于确定构成使亮度效率最大的照亮的标记腔体的膜的选择。标记20包含外壳，一般由22表示，具有半透明的前面24，两个侧壁内部表面26，一个后壁内部表面28，以及光源30。
低损耗散射膜12能够成为该半透明表面24的至少一部分(表面面积的任何量)，但是最好是表面24的整个表面区域上。表面24如果有剩余面积，可由基片16制成。
可以选用，但最好是用内部表面26和28能够由反射率R改进到至少大约0.60的材料构成。最好地，反射率应该是至少大约0.80，它通过使用含有TiO2的油漆的表面提供。更好地，反射率应该是至少大约0.90，它可以通过使用漫反射膜提供，这在第__号待批的PCT专利申请(Deyak等人)，以及第4,539,256号美国专利(Shipman等人.)，第4,726,989号美国专利(Mrozinski)，和第5,120,594(Mrozinski)号美国专利中揭示。
在第WO97/01774 and WO97/0178号PCT专利申请公告中揭示了表面26和28的膜的其它选择；填有白色颗粒的聚烯烃膜(诸如TeslinTMbrand膜，由Pittsburgh,PA,USA的PPG销售)；不相容聚合体的混合物(诸如来自DuPontofwilmington,Delaware,USA的MelinexTMbranded聚酯/聚丙烯膜)；微孔的聚酯膜；聚烯烃多层膜(诸如可以从DuPontof Wilmington,Delaware,USA买到的TyvekTMbranded聚烯烃膜)；与氟素化合的聚烯烃膜(诸如聚四氟乙烯)；填有白色颗粒的氯乙烯聚合膜；填有白色颗粒的丙烯酸膜；以及与乙烯-醋酸乙烯脂膜共同挤压出的聚烯烃膜(诸如在待批的第US97/18295、WO97/32225、WO97/32227和WO97/32230号PCT专利申请中揭示的，以及如在第WO97/32224号PCT专利申请中揭示的膜，它具有不同折射指数的第一双折射相位以及第二相位。
较好地，这种膜是热感应相分离膜，揭示在第4,539,256号美国专利(Shipman等人)，4,726,989(Mrozinski)，和5,120,594(Mrozinski)号美国专利中。
表面26和28的膜典型地具有一个由粘合剂覆盖的主表面。这种粘合剂一般将在膜的底部发现(根据有关实施例连续或部分的)，并允许膜安全地粘附到标记柜壁、平面、平台、底面、镇流器、变压器或其它基片。根据有关标记、基片种类以及熟悉现有技术的人已知其它因素选择粘合剂种类。例如，对于某些应用可以需要压敏粘合剂，并且除了压敏性能，在设定和固化粘合剂之前使制品滑动或重新配置的能力是有利的。标记图形的商业上出众的压敏粘合剂可以在图象图形网上买到，来自3M的St.Paul,Minnesota,USA(3M)的ScotchcalTM和ScotchcalTMPlusbrands。具有这种用途的压敏粘合剂揭示在各种专利中。在这些粘合剂中有揭示在第5,141,790号美国专利(Calhoun等人.)；5,229,207号美国专利(Paquette等人.)；5,296,277号美国专利(Wilson等人.)；5,362,516号美国专利(Wilson等人.)；第WO97/18246；WO97/31076；WO97/31077和WO98/29516号PCT专利公告中。根据需要，也提供释放衬垫以保护粘合剂。
如果以某种已知的方式层叠到散射膜的相对主表面上，可以使用机械扣件替代粘合剂。机械扣件的非限制的例子包括ScotchmateTM和Dual LockTM扣紧系统，如在第08/930957号PCT专利申请(Loncar)中揭示的。
对于粘合剂，这种膜的厚度范围从大约50um到大约500um，最好从大约75um到大约375um。这种厚度允许粘合剂一背面膜施加到外壳22的内部表面26和28(如图2中所示)，而不明显改变标记20的外壳内尺寸，以保持顺从电码和其它规则。
光源30可以是单个或多个，并且可以是上述的任何形状。对于从光源30发射出来的光的每一个流明(L)，照明技术的目的，是使通过半透明表面24的标记20出射的流明(L)的数量最大。如图2所示，以1流明为形式表达，从内部表面26和28的反射率R和从半透明表面24的反射率R在标记20内反射。散射膜12的吸收率A(以及图中未示的可选择的粘合剂14和基片16的吸收率α)应该最小化，以通过表面24将光的流明T透射到观察者。
图2是正交形的照亮的标记20的简单的描述。由于市场的需要，许多不同形状和深度的照亮的标记腔体受益于本发明的膜和推算公式。例如，对于4个已知的R值的组合、3个已知的R,A和α，和单个已知值f，测量17.145cm(6 英寸)直径，12.065cm(4 英寸)深圆柱柜(直径为17.145cm(6 inch))表面的效率。当选择N生产最佳可能与12个测量的效率一致时，这些值与公式(1)的推算一致，在实验误差内(Δε～+/-0.05)。如此得到的N的估计(N=2.5)与根据柜的几何以及壁26和28以及表面24的漫反射特性的预料是一致的。由此公式(1)提供了一种极好地推算模型，通过这种推算模型能够评估本发明的影响，或其它标记技术。
下面的例子进一步表示本发明的实施例的特点。
本发明的例子和有效性下面的例子证明了使用表现低损耗的散射膜的本发明的意外好处。更具体地说，与漫反射膜结合的散射膜意外地增加了亮度效率。再具体地说，当反射率R增加超过0.9并接近于0.98时，亮度效率ε根据公式(1)几何地增加，并由公式(1)预期的方式增加。换句话说，对于浅的和深的柜，散射膜12与漫反射膜衬垫内部表面26和28的较好的组合接近于100％亮度效率。
图3和4说明了对一般的深的(f=0.25,N=2.5)和浅的(f=0.50,N=1.0)单面标记柜的效率选择散射膜材料的预期效果。大部分柜预期落在这两个极端上或它们之间。
在每一个图中，将亮度效率ε图示为四个不同的散射膜的R函数。这些是Panaflex645可变形的标记基片(来自3M)；0.47cm(3/16英寸)散射胶质玻璃(丙烯酸)(从Young Electric标记公司得到，盐湖城，UT.)；3635-30半透明Scotchcal膜(得自3M)层叠到0.3lcm(1/8英寸)厚的透明的玻璃树脂生片；以及根据Shipman制备的0.07mm(3-mil)进油多微孔膜，并且上述Mrozinski专利也层叠到0.31cm的透明玻璃树脂。
Panaflex和玻璃树脂材料是用于今天的照亮的标记工业的普通表面材料。Scotchcal3635-30膜是一种现存的3M产品，它不是一般地用作表面材料。在Lambda-19分光光度计上测量每一个层制品的散射元件的反射率R和透射率T(1-R-A)，以及吸收率(A)，通过从1中减去计算得到。结果在表1中概述。
表1测量到的表面反射率和透射率散射膜RT A αPanaflex-645膜 0.6000.2400.1600树脂玻璃0.640(0.280) (0.120) 03635-30膜+树脂玻璃 0.6200.3600.0200进油膜+树脂玻璃 0.5780.0080.0080Panaflex和玻璃树脂都不需要层叠到结构基片，从而对于这些材料，α=0。玻璃树脂的吸收率无限制地小，从而对于Scotchcal膜以及进油膜，可以假设α≈0。
如图3所示，良好地涂敷的内壁的反射率R，以及几个膜的反射率R沿每一个图的横坐标表示。油漆是在当今的工业中最常使用的内壁处理。0.28mm(11-mil)进油多微孔膜，或具有超过0.9的类似的反射率的替换材料表示最好的内部表面处理。
根据图3，许多现代沟道字母接近于30％亮度效率。给这种字母的内壁衬垫0.28mm进油多微孔膜将效率增加到62％。用3635-30膜代替玻璃树脂面将效率增加到38％。
在结合中，0.28mm进油膜和3635-30膜将亮度效率增加到76％。这些基准结果汇总在表2中。观察者的眼睛主要对于亮度中的相对增加敏感。50％的增加是在注意力的阈值。100％的增加是很令人注目的。类似的，保持亮度，消除一行流明需要50(3行基线)到100(2行基线)百分比的效率的增加。单由进油多微孔膜、低损耗散射膜、以及这两个的组合提供的相对增加包含在表2中。
通过上述标准，进油多微孔膜的优点是显然的。与本发明的低损耗散射膜组合的多微孔膜的优点意外地显著，并且非常大。那些只有低损耗散射膜的优点没有如此显著。
用于传统(浅的)标记柜的现代基线不如沟道(深的)字母那样好地确定。经油漆的(R≈0.80)和不油漆的(0.60＜R＜0.80)柜是公用的，如玻璃树脂和Panaflex面。假设高效率基线(油漆柜，玻璃树脂面)，给内壁衬垫0.28mm的进油膜从52增加到71百分比。用3635-30膜代替树脂玻璃增加了64百分比效率。在组合中，0.28mm进油膜和3635-30膜使效率增加到87百分比。这些基准，随同相应的增加，在汇总表2中。
通过上述标准，单单进油膜衬垫的优点和低损耗散射膜的优点在浅柜中都不显著。但是，组合起来，它们的优点意外显著。这一结果的详情依赖于基线的选择。当基线的R更小时，进油膜的优点越大；当基线的A更大时，低损耗散射膜的优点更大。从图4可以估计具体情况。
表2深浅柜的基准效率深柜浅柜效率Rel.增加效率Rel.增加基准30- 52-膜 62 107％ 71 37％散射器 38 27％ 64 23％两者76 155％ 87 67％下面的例子考虑当基线的R小，并且基线的A高时，浅柜中的高反射率内部表面和低损耗面散射体的优点。在这种情况下，单单高反射率衬垫的优点、单单低损耗散射体的优点，以及两者组合的优点都是显然的。
表3说明了根据测量的典型的浅单面标记柜的半透明表面的平均亮度的散射膜的效果。物体柜是1.23m(4英尺)宽×1.23m高×0.23m(9英寸)深。它由四个平行和垂直的1.23m(4英尺)荧光管照亮。通过光铝的内部后部和侧面，以及内部后部和侧面(有衬垫，0.30mm(12-mil)进油膜(R≈0.99))，进行测量。在穿过半透明表面的顶部的5个均匀间隔的点、穿过中间的19个均匀间隔的点，以及穿过底部的5个均匀间隔的点处测量亮度。中间的细的间隔允许灯泡的分辨率。以英尺朗伯(Candela/m2除以3.426)计算平均亮度，作为29个测量的算术平均。对7种散射膜中每一种进行测量。这7种是Panaflex-945,Panaflex-645,Panaflex-950标记面基片和Scotchcal3630-20膜，Scotchcal3635-30膜，Scotchcal3635-70膜，和0.07mm(3-mil)多微孔膜。将每一个Scotchcal膜和膜层叠到3/16英寸透明玻璃树脂(没有吸收率)。在Lambda-19分光光度计上测量每一个漫射膜候选者的小样品。结果包含在表3中。
表3相对测量的平均亮度和推算的效率散射膜 R T A∝ 测量的 测量的 推算效 推算亮度A1 亮度膜 率A1 效率膜Panaflex 0.642 0.225 0.133 0 1.001.891.00 2.10945Panaflex 0.606 0.245 0.149 0 0.981.951.05 2.08645Panaflex 0.624 0.259 0.117 0 1.112.031.13 2.30950SC 0.671 0.325 0.004 0 1.503.041.48 3.293630-20SC 0.630 0.362 0.008 0 1.653.251.59 3.273635-300.07mm 0.587 0.402 0.011 0 1.853.491.69 3.26膜SC 0.415 0.578 0.007 0 2.243.982.10 3.333635-70在表3的第6和第7栏中报告了相对测量的平均亮度。基线是光铝内部后背和侧面，具有Panaflex945半透明表面。将所有其它的测量结果与该基线比较，使进步的增长百分比容易看到。测量的有或没有膜衬垫的平均亮度落入三组中的一个内。
(1)Panaflex-945,Panaflex-645，和Panaflex-950膜具有相对于其它散射器可以比较的高吸收率，并表现可比较的低亮度。
(2)Scotchcal3630-20膜，Scotchcal3635-30膜和0.07mm厚的进油膜具有可比较的低吸收率，并表现出可比较的高亮度。它们相对于Panaflex945基线产生大约2/3增长因数。
(3)Scotchcal3635-70膜具有可以和Scotchcal3630-20膜，Scotchcal3635-30膜，and0.07mm膜比较的吸收率，并表现显著地更高的亮度。它是其异乎寻常地低反射率R、所有散射膜候选者中最低的一个的制品。在所有测试的材料中，只有Scotchcal3635-70膜具有大致上小于0.60的反射率R，并且只有Scotchcal3635-70膜表现出视觉上可见的不均匀性。不管其高亮度，它不是合适的表面材料，因为它不产生适当的均匀性。
对于低或高反射率内部背面和侧面，低吸收率和高亮度之间的相关性在表3的结果中是清楚和明显的。并且，通过上述的标准，单单高反射衬垫、单单低损耗面散射器，以及两者的结合的重要意义也是清楚和明显的。
在表3的最后一栏中示出7个面材料的每一个相对推算效率。这些是通过上面的公式(1)推算的，假设对于光铝，f=0.50,N=1.0,R=0.60，或者对于0.30mm出油膜，R=0.99。如测量的，平均亮度与效率成比例。只要比例常数是固定的，相对亮度和相对效率是相等的。但是，当通过半透明表面的光的角分布沿向前散射的方向更尖时，比例常数意外地增加。预料当半透明表面的反射率减小时透射的角分布更尖。或许这是Scotchcal 3635-70膜的相对亮度和相对效率的不一致的原因。剩余的差异落入推算公式(1)和R和A的Lambda-19测量的不确定性内。这些使公式1的使用有效，以推算浅的柜的功率效率。结合预先对深的柜的参考确认，它们使公式1的使用有效，以推算广泛变化的几何学的柜的效率。
对每一个散射膜在表3中报告的情况，图5是曲线图，以英尺朗伯(Candela/m2/3.426)示出亮度的实际测量结果，其中穿过如为在表3中报告相同的铝标记腔体为6.4cm的间隔(使用由Minolta制造的亮度尺LS110，直接搁在半透明表面上)。
从图5的曲线中，上述例举的三种类别的差别是显然的。对于散射照亮的标记，3635-70膜是不可接受的，因为光源的点通过照亮的标记的半透明面是清楚的。Panaflex645,945和950膜提供良好的散射，但是比较好的Scotchcal膜3635-30和3630-20以及0.07mm多微孔膜具有更低的亮度。当亮度增加时，光源的位置表现更加显然。
图6是标记腔体的曲线图，该标记腔体由与表3中确定的相同的散射膜候选者的模衬垫。如图5和表3中所示地产生相同的三组，但是两个关键和意外效果显然。
(1)所有的散射体候选者的亮度在它们在光铝标记腔体中的使用中增加；(2)光源的识别不明显得多，即，跨过照亮的标记的半透明面的宽度的亮度测量线变平。这种效果的优点对于那些上述较好的散射膜更加明显和有利。只有3635-70膜给出关于光源的任意指示。
图5和6的比较证明了许多本发明的意外优点，从所有散射膜的亮度的增加到本发明的较好的膜的散射体性质通过这种膜的吸收率，在不损失亮度情况下的可见的证据，使用本发明的亮度效率的证据。
结合公式(1)，图5和6证明照亮的标记的技术能够取不被光源的类型、光源的位置或亮度效率的限制所限制的方向。消除了以前的限制。
本发明不限于上述实施例。其权利要求如下。
权利要求
1．一种制品，其特征在于包含低损耗、部分漫反射和部分漫射透射的散射膜，如果需要，可选择地层叠到透明、无散射基片上以提供整体结构，与照亮的标记腔体的半透明表面的至少一部分联合使用，所述照亮的标记腔体具有至少和油漆的壁一样是反射的内部表面，其中散射膜在其中不施加这种膜的照亮的标记上增加照亮的标记腔体的亮度效率。
2．如权利要求1所述的制品，其特征在于内部表面包含由含有TiO2的油漆、漫反射膜、半圆反射膜，以及具有层叠或涂敷到那里的漫反射膜的镜反射膜构成的组中选出的膜。
3．如权利要求1或2中的任一条所述的制品，其特征在于亮度效率的增加如由下面的公式(1)推算的，是大约至少50％，ϵ=(1-α)(1-R-A)1-(1-f)(1-RN)1-R+R(1-RN)--(1)]]>其中，ε=照亮的标记的亮度效率R=腔体的内壁的总反射率R=散射膜的总反射率A=散射膜的总吸收率α=粘合剂和基片层(如果有)的总吸收率f=由光源发射的入射到面上而不先反射离开壁的光的分数N=连续与面相遇之间反射离开壁的平均数。
4．如权利要求1到3任一条所述的制品，其特征在于散射膜包含进油多微孔膜。
5．如权利要求1到4任一条所述的制品，其特征在于膜的一个主表面上具有一层压敏粘合剂，其中膜和粘合剂的厚度从大约0.012mm到大约6.45mm。
6．如权利要求1到5任一条所述的制品，其特征在于将散射膜施加到照亮的标记的半透明表面的基本上整个区域上。
7．如权利要求1到6任一条所述的制品，其特征在于散射膜具有从大约0.5到大约0.7的反射率，其中，散射膜具有从大约0.3到大约0.5的透射率，并且其中散射膜具有从大约0.00到大约0.15的吸收率。
8．一种具有半透明表面和内部表面的照亮的标记，其特征在于包含(a)施加到半透明表面的如权利要求1到7任一条所述的散射膜，和(b)施加到内部表面的至少一部分的膜，其中如使用ASTME1164-94测量，所述膜反射率至少是80％。
9．如权利要求8所述的标记，其特征在于，如使用ASTME1164-94测量，内部表面膜的反射率至少90％，并且内部表面膜是从由填有白色颗粒的聚烯烃膜；不相容聚合体的混合物；聚烯烃多层膜；微孔的聚烯烃和聚酯膜；氟化的聚烯烃膜；填有白色颗粒的氯乙烯聚合膜；填有白色颗粒的丙烯酸膜；与乙烯-醋酸乙烯脂膜一起挤出的聚烯烃膜；及其组合构成的组中选出的漫反射膜。
10．一种推算照亮的标记腔体的亮度效率以选择理想的膜，来衬垫照亮的标记腔体，并用作照亮的标记腔体的半透明表面上的散射膜的方法，其特征在于包含以下步骤(a)收集数据，解出公式(1)ϵ=(1-α)(1-R-A)1-(1-f)(1-RN)1-R+R(1-RN)--(1)]]>其中，ε=照亮的标记腔体的亮度效率R=腔体的内壁的总反射率R=散射膜的总反射率A=散射膜的总吸收率α=粘合剂和基片层(如果有)的总吸收率f=由光源发射的入射到面上而不先反射离开壁的光的分数N=连续与面相遇之间反射离开壁的平均数(b)使用对照亮的标记腔体的给定几何对尺寸使亮度效率最大的膜构成照亮的标记腔体。
11．如权利要求10所述的方法，其特征在于施加步骤包含将膜粘附到半透明表面上。
全文摘要
将低损耗、散射膜提供给照亮的标记的半透明表面。膜具有低的吸收率,并具有部分透射率和部分分射率。亮度效率和亮度在用于背景标记的传统膜上显著改进。还提供了亮度效率推算公式,以有助于照亮的标记腔体的散射膜和内部表面的选择。散射膜和衬垫照亮的标记腔体的内部表面的漫反射膜效果的组合意外地大于它们各自工作的效果的总和。
文档编号G02B5/08GK1306624SQ99807698
公开日2001年8月1日 申请日期1999年2月17日 优先权日1998年6月25日
发明者D·G·弗赖尔, N·T·斯特兰德, S·R·凯特, F·L·戴阿克 申请人:美国3M公司