用于灯光显示显示板的制作方法

专利名称：用于灯光显示显示板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于灯光显示的显示板，显示板包括一基板，该基板由透光材料制成，在透光基板的至少一侧具有一不透明的反射层或涂层，不透明的反射层的某些区域被镂空，当显示板受到光照射时，这些区域就代表所要显示的消息、艺术品或其他内容或信息的图形或形状，在基板的相对侧上有一相应的图形但材料用的是光反射材料，显示板还包括一从光源吸收且散射光的光散射层。通过使不透明表面和反射表面相对于光散射层和邻近的光源的特定安排，控制来自光源的、可见光形式的电磁辐射，以提供辉光，来增强在显示板的显示内容周围所形成的光轮廓或外廓。
在美国专利第5，009，019中揭示了具有这种特性的一种灯光显示板。在该发明中，显示板所显示的图形的轮廓周围有辉光存在，这种辉光是由完全覆盖在显示板上的不透明层中的镂空区域的荧光材料形成的，荧光材料是从荧光塑料片上按照图形的样子切割下来的，并覆盖在与具有镂空区域的不透明层或涂层的表面相对的透光基板的表面上，这些区域与所希望显示的图形相一致。荧光塑料图形可以通过诸如切割机之类的机器从塑料片上切割下来。当图形覆盖到基板的表面上时，这个图形是凸出在基板表面上的。在该发明中，凸出在显示板的前面，即当显示板使用时显示板朝向观看者的一面。
光源指向显示板的后面，即显示板背向观看者的一面，在该发明中，当光源是紫外光时，可得到最有效的结果，光线经不透明层的镂空区域的开孔穿过基板，然后进入荧光材料中，由此进入荧光材料中，由此激发荧光材料。
一不透明反射材料层设置在面对观看者的凸出的荧光材料的前表面上，该不透明反射材料的尺寸最好小于镂空的区域，这样光线仅沿光反射材料的边缘射出，产生所显示的图形的轮廓或外廓。来自被激发的荧光材料的一部分光线穿过荧光材料暴露的边缘，而其他光线被光反射层反射回荧光材料，由此通过透光基板回到它的后面，射在基板后面上的不透明反射层的前面，从那里，光线朝着观看者向前反射，这些被反射的光线在轮廓周围形成辉光。
对于面向显示板的观看者来说，该结构所提供的效果是围绕诸如文字或图形或艺术作品之类所显示的内容的四周有发亮的轮廓和辉光存在。
在美国专利第5，009，019提出它的申请之初，该发明是对已知的已有技术的一种较大的改进。例如，于1989年3月23日根据专利公开合作条约WO-A-89，02637公开的丹麦专利申请第4729/87号，揭示了一种透明的或半透紫外线的板或片，其前侧用紫外不透明层或涂层覆盖，并相应于文字或图形镂空其上的某些区域。在透明显示板上围绕这些区域的部分要开设凹槽，还要把荧光塑料线条嵌设在凹槽内，这两个步骤实现时都有一定难度，而且浪费时间。
美国专利第5，009，019号的发明也是对Berger的美国专利第3，978，599号的一种改进，在美国专利第3，978，599号中，文字材料背离观看者而向光源方向即向后凸出，以收集光线和增加观看者直接可看到的光的数量，从而显示不透明层中的镂空区域的整个图形，在这些镂空区域的开孔上没有覆盖反射表面，所以观看者看见的只是整个发亮的文字，而不是围绕文字的轮廓和辉光。
美国专利第5，009，019号的发明也是对Spencer等的美国专利第2.071，239号所揭示的显示板的一种改进，美国专利第2，071，239号中，利用挖掘操作(最好通过喷砂来进行)在玻璃固体中形成图案、字母或说明，这些图案、字母或说明以醒目的凸纹从通过喷砂操作留下的粗糙的临时表面上凸出，形成相对于对比字体或符号的背景的醒目的凸纹凸出的、类似透镜的半透明或透明材料体，似乎由于环境光线从所得到的不同表面上反射各不相同，因此产生了某些影响。
美国专利第5，009，019号的发明也是对Schenkel的美国专利第1，887，523号的一种改进，Schenkel的文献利用不透明的(黑的)层，黑色挡住光线但不反射光线，Schenkel的文献显示挡住光线以得到深度和阴影效果的错觉的几种方法，从而模拟挡住光线的字母或充气管(第1栏、第32至34行)，但文献没有显示或提出用反射表面来引导光线，增强效果，例如在所要显示的内容的轮廓或外廓四周形成辉光。
与这些文献的设备相比，美国专利第5，009，019号所揭示的结构生产起来比较容易且比较便宜，另外还具有这些设备所没有的效果。美国专利第5，009，019号的结构产生特别醒目的轮廓而且在所显示的内容周围有辉光存在，尤其是如果在基板的前侧的凸出的荧光材料的侧缘与在基板后侧的镂空区域的图形基本对准，而且如果侧缘相对于显示板的前表面是倾斜时，更是如此。在这一点上，倾斜边缘相对于显示板的前表面最好形成约120°至150°的角度。
根据美国专利第5，009，019号，如果在前光反射层上附加设置一彩色层，尤其是如果该色彩不同于显示板的其余部分的色彩，则文字或图案或艺术作品将特别清楚。因此，在该发明的最佳结构中，不透明层设置在基板或透光板的后面，但在透光板的后表面和不透明的前表面之间首先设有一彩色层，该结构使色彩从前面通过透光板而看到，给显示板提供一基本色彩。该发明的不透明层也可以是一种光反射材料，或在其后面至少包括一光反射层，以反射来自光源的光，增加显示板工作时从显示板发出的总的光的数量。
然而，使用美国专利第5，009，019号设备的经验表明，其中有一些方面应该加以改进，例如，在该发明中灯源要用紫外线(看不见的)光才可以得到最佳效果，换句话说，在低亮度或黑暗环境中，根据该发明制成的显示板才是最有效的。在室内灯光和日光条件下，它的量度比较低，辉光也不显著。而且，将荧光塑料通过切割形成所希望的图形，包括在切割前、后的准备阶段，是一种需要较多劳动和比较慢的过程，影响产生的成本和快速、价廉地提供样品的能力。即使切割加工自动化，或者通过模制或铸造可以降低一些劳动力方面的支出，但将荧光材料设置在显示板上是要手工做的，而且需要精细和熟练的手工工艺。
因此，人们希望提供一种具有更高生产率、更大的灵活性的和成本较低的方法来生产可提供更亮的光输出量的显示板，使这种显示板可以在较暗的环境下工作，也可以在日光环境下工作，从而使之成为市场上更受欢迎的产品。整个显示箱所占据的空间也是一个要考虑的因素。在美国专利第5，009，019号中的灯源，如果要发挥最佳效果，灯源与显示板的后表面以及不透明层之间要有一段距离，以使更多的光线通过不透明层的镂空区域的开孔，穿过基板的厚度，到达且激发基板前侧上的荧光塑料。当然，灯源和基板之间的空间限制了包含显示板和灯源的显示箱的结构，使之不能达到最小的厚度或深度。
因此，本发明的目的是提供一种改进的、用于灯光显示的显示板，它制造费用较低，输出光量较大，可使整个显示板深度或厚度更小，其结构和内部的东西更灵活且可利用市售的材料和已知的方法制造。
结合附图看了下面的详细描述后，本发明的其他目的和优点将更为明显，而且可以更好地理解本发明，其中


图1是现有技术中的显示板的透视图;
图2是沿图1中线“2-2”剖截现有技术的显示板的部分剖视图;
图3是本发明的显示板的透视图;
图4是沿图3中线“4-4”剖截本发明的显示板的部分剖视图;
图5是图3和4中的部分显示板的放大的局部视图，详细显示不透明的反光层11的一种可能的构造，其中角部向后剥开以露出复合层;
图6是图3中的部分显示板的放大的局部视图，显示本发明的另一个实施例;
图7是沿图6中线“7-7”剖截本发明所示的另一实施例的显示板的部分剖视图;
图8是用于本发明另一实施例的后布局板和相应的前罩板的平面视图;
图9是图8的实施例在显示板组装时的分解端视图;
图10是图8的实施例在显示板组装后的端视图。
现参见附图，根据现有技术，图1显示一种包括可以透过紫外线的透光板9的显示板，透光板9形成显示板的基本结构，透光板9可以用透紫外线的聚丙烯塑料制成，该板在其一表面上具有不透明的反射层11。顶面，如图1和2所示，是置于板的前面或前表面，是当显示板和显示用的光源一起装在箱中或其他合适的结构中时观看者可看见的一面。在图2中，不透明层11设置在透光板9的背面或后表面上。
在图1中透明板9的前面上的字“text”代表当显示板安装和受灯光照射时所显示的内容。除字母之外，显示的内容也可以是图案、装饰品、说明等。形成所显示的内容的部分是在整个不透明层11上的镂空区域13，镂空区域形成所显示的内容的形状，与该镂空区域的形状对准的是相对于板9的前表面形成凸出细节的凸出部分15，凸出部15最好由荧光材料制成，如荧光聚丙烯塑料，凸出部15可以通过任何合适的方法对准镂空区域13而固定，如通过聚丙烯粘结剂粘接到板9的前表面上。
该凸出部15具有倾斜的侧边(缘)17，凸出部15的底部宽度最好略宽于反射层11上镂空区域13的宽度。凸出部15的形状与镂空区域13的形状相配，因此略富余的宽度确保镂空区域13被凸出部15完全盖住。当板9的后面受光照射时，光线通过不透明层11的镂空区域13，穿过基板9，然后激发凸出部15的荧光材料。凸出部15的前面(即面对观看者的表面)上具有反光层19，该层19可以是用合适的装置涂覆的不透明油墨，或是一箔片。而且，彩色层21覆盖在反光层19的前面。
在显示板9的后面上，夹在显示板9的后表面和反射层11之间的是彩色层23，彩色层23通过显示板9的透明性决定显示板的基底色彩，前彩色层21可以选择得与基底彩色层23相协调。
通过使显示板9受位于显示板后面的(图1和2所示的视图的下面)光源(图中未画出)照射，最好是紫外线光源照射，一些光线将从显示板9后表面上的反射层11直接反射回来，其他的紫外光线将通过反射层11上的镂空区域13进入透明板9和凸出部15，以激发荧光材料，使其发光。从激发的荧光材料中产生的部分光线将通过倾斜的侧缘17逸出，当从前面看时，看到的是所显示的内容的图形的清晰的受光照射的轮廓。这样，由于材料的不透明性，图形的中部是暗的，只有图形的轮廓或边界区域是被照亮的。
从激发的荧光材料中产生的其他紫外光线被反射层19反射，射在反射层11的前表面上，再反射至显示板的前面。这些光线形成在彩色的背景23下的、围绕所显示的内容的图形的辉光，当不透明层11覆盖在与板的前面相对的板9的后面上时，辉光增强。因此，总的来说，附图中所示的结构是较好的，层11最好既是不透明的，又是可反射的。
如前面所述的，荧光材料的形状可以用自动加工进行机加工，或者可以进行模制或铸造，或用切割机切割。切割机的优点是容易调节割表面17的角度。即使制备这种图形和将其凸出地固定在显示面的前表面上是对前面所述的诸文献的一种改进，但人们还是希望改进美国专利第5，009，019号制造显示板的结构和方法，以增加显示板受光照射时的亮度，降低生产显示板的成本，缩小整个显示板外壳，使显示板的生产更灵活，而且使显示更能够具有创造性。
根据这种希望，图3和4示出了本发明的一个实施例，它产生类似于美国专利第5，009，019号中的光效果，即具有发亮的轮廓，且围绕字母、图案和图样产生辉光。在另一方面，该实施例与美国专利第5，009，019号中的荧光塑料凸出部相比在显示板12的两表面上设计成基本上平的表面。而且，一光散射层，可以是荧光材料制成的或至少包括荧光材料，与美国专利第5，009，019号中前表面上荧光材料凸出部相比，可以仅是一覆盖在显示板12后表面上的薄层或涂层。如将看到的，本发明也更有效地利用了通过反射引导光束的原理，甚至利用反射以抵消、增加和改变色彩，在显示板的设计和使用中提供更多的创造性。这些和其他的特性和优点看了下面对本发明的详细描述后将更为清楚。
参见图3和4，本发明的显示板12的最佳实施例包括作为显示板基本结构的透光板9，该透光板9可以由诸如透明塑料或玻璃之类的透光材料片制成，作为举例，塑料可以是Rohm和Hass公司出售的、商标为“Plexiglass”的固体树脂材料片，然而，许多其他的材料也适于该用途，并不受上面例子的限制。在透光板9的一表面上具有不透明反射层11，图3中所示的顶面是显示板12的前面或前表面14，它是当受光照射的显示板和显示用的灯源一起装在箱子或其他合适的构件(图中未画出)中时，观看者所看到的一面。在图4中，不透明反射层11覆盖在透光板9的背面或后表面16上。
在图3中，字“display”和任意的图样18显示在透光板9的前表面14上，这些就代表显示的内容，当包括该内容的整个显示板安装和受光照射时，该内容可以通过显示板12显示而看见。除了已提到的显示内容外，显示内容还可包括图案、装饰品和说明等等。
形成所显示的内容的部分是在整个不透明反射层11上的镂空区域13，镂空区域形成所要显示的消息或内容的图形，不透明反射层11和镂空区域13最好在透光板9的后表面16上。
本发明一很重要的方面是能够控制和引导光线，以用最少的材料就可得到某些合意的第三组和/或彩色的效果。例如，通过使用板本身的厚度，而不是通过在板表面上粘接附加的材料在透光板9内形成(视)错觉效果。下面的几段描述怎样控制和引导光线产生这些效果的方法。
与区域13对准设置在相对侧或前表面14上的是另一层10，层10至少是一反射层且其形状与区域13的形状相一致。因此，例如，如果区域表示字“display”，那么在观看者看到的板的前表面14上的反射层10的图形也表示字“display”。不言而喻，不透明反射层11具有不透明性和反射性的特性，这些特性可以通过使用印刷油墨、丝网涂料和箔片等得到，例如，可以使用的材料是具有许多色彩的、可买到的聚氯乙烯粘合箔。这样，箔片已有彩色基底，具有反射性能，而且至少一侧包括具有材料色彩的粘合涂层。当这种箔片用于提供反射和彩色基底时，它的不透明性可能不够。因此，如果也希望是不透明的，可以将诸如深色涂料或油墨之类的不透光层可以设置在箔片的非粘合侧上，该层带来不透明特性，但深色层不一定具有反射性。一般来说，反射色彩的薄层没有遮光性(不透光性)，而深色和黑色则不能反射。板后面层11的后表面上可以不需要反射表面，但如果要，可以不透光层上再设置一层反射层。
可以构成不透明反射层11的这些组分层的一个例子如图5所示，其中基本的粘合箔(粘合侧向下，图中未画出)由标号27表示，不透光层由标号29表示，附加的反射层由标号31表示。
例如，假设显示板12的设计希望如图3所示的情况，背景白色，选择一片白色的聚氯乙烯粘合箔27。商业上箔片是卷绕在辊筒上的，粘合面用薄衬纸(图中未画出)盖住，当箔片要加在透光板9的表面上时，可以将薄衬纸撕去。接着，将不透光层29设置在箔片27与粘合/薄衬纸相对的那一表面上，如果需要，然后将附加的反射层31设置在不透光层29上。
在薄衬纸仍盖住粘合表面时，用已知的方法，如通过计算机控制的绘图器从箔片上切出图样和字母，以在箔片上形成所希望显示的信息和/或图样的镂空区域图形。然后，剥下并除去不放在透光板9上的切下的内容。一所谓的工作箔片(也叫做贴片)设置在围绕图形的剩下的材料顶部，“工作箔片”上的粘合剂略强于薄衬纸上的粘合剂，剩下的材料粘到“工作箔片”上使镂空的图形区域保持原样。绘图器是很精确的，只切割过材料，但不切割过盖住粘合层的薄衬纸纸，这样，工作箔片可以从薄衬纸上撕下围绕图形的所要的剩下部分，露出剩下部分的粘合层，把它直接贴到透光板9的后表面16上。然后具有该剩下部分的工作箔片通过其粘合侧粘接到后表面16上而设置在透光板9的后表面16上，且牢固地压贴在板9上。现在在板上的粘合力强于工作箔片的粘合力，使工作箔片能从剩下部分上除去。这样，不透明反射层11上图形镂空的开口处的位置就在透光板9的后表面上得到确立，对用来控制光线且实现显示板的目的以完成显示板制作的其他有关的反射层形成了对照或参照的基础。
现在对层10采用一相反的操作，以使其设置到透光板9的前表面14上，层10的图形例如也由计算机控制的绘图器切割。在这种情况下，在另一“工作箔片”小心地粘贴到切下的图形上并将其从薄衬纸上取下之前，首先从薄衬纸上剥下除所显示的图形以外的所有部分。整个图形由工作箔片保持完整，然后以此作为参照，用以基本上与透光板9的后表面16上的镂空开口区域13对准的情况下将图形设置在前表面14上。
应该理解，这些前、后图形也可以用已知的印刷工艺和已知的网丝漏印工艺来设置。印刷工艺尤其适用于成批生产，当生产大量具有相同信息和图样的显示板时优点尤其突出。切割箔片的方法则对样品和少量生产较为普遍和有用。
然后，光散射层25设置在透光板9的后表面16上的至少由图形的镂空区域暴露的板表面上，光散射层25的主要用途是散射和大致均匀地分布从光源发出的集中的光，这样，光源本身不会被观看者看见，仅看见来自显示板后面的均匀传送的光。该光散射层25可以是一乳白色的半透明材料形式的塑料层。
在当仅希望白色轮廓的情况下，乳白色材料的光散射层25能提供一工作标志。然而，该光散射层的另外的特征是同样增加色彩且增强从显示板前面发出的光。涂料层、油墨层或塑料层本身中的荧光色彩可以满足所有这些所希望的特征，即光散射、色彩和光亮度。当荧光材料被光源激发时，将增强人眼可见的某些频率的可见光，发出具有材料色彩的光。因此，仅为这些目的，可以仅用荧光材料层，而不需乳白色层，但通过将乳白色层与荧光彩色层一起使用，还可以提供人们很希望的、特有的第三维效果，这在后面将加以描述。
因此，光散射层25可以是乳白色半透明材料，或仅是荧光层22，或这两种层的复合层，层25最好还包括一层可以设置到乳白色塑料上的荧光材料22，它可以用如使用荧光丝网涂料的丝网漏印工艺、使用荧光涂料的喷涂工艺、使用荧光油墨的印刷工艺之类的装置，甚至通过将荧光塑料薄片固定到乳白色塑料上而实现。复合层设置在板9上，荧光材料的色彩可以选择得适于与显示板12的其他彩色层相结合实现显示板(图中未画出)最终所希望的效果。
应该看到，图4和7中的层10、11、21、22和25是为了说明方便而将其横截面放大的，并不代表各层的相对厚度，实际上，各层可以仅是一薄膜，但为了能理解附图，层的横截面给放大了，这样较容易描述。
与图2中荧光材料以比较厚的凸出部15设置在显示板的前面上的现有技术装置相比，本发明的也可以包括荧光层22的光散射层25设置在板的后表面16上，直接盖住镂空区域13。由于散射层及荧光层(如果加上的话)，通过完全暴露于在透光板9后面的任何种类的光源而被直接和大致均匀地激发，因此该结构相对于所示的现有技术的装置具有特别的优点。该结构是这样的有效，以致光源甚至可以非常靠近层22和25，而不会使与光源相距一定距离的那部分图形失去亮度。
在这方面，光源可以是任何种类的灯，如白炽灯、荧光灯、霓虹灯、紫外线灯、发光二极管(LEDs将电能转换成电磁辐射的整流半导体器件)和电致(场致)发光(加电场于一材料，通常为固体，如荧光塑料板)。在电致发光的情况下，与荧光板结合的被电激发材料本身可以是发光源，而代替光源。当光散射层是由乳白色材料制成时，通过使用所希望色彩的霓虹灯与光散射层25相结合，可以省去荧光层22，而仍能得到良好的发光(照明)效果。然而，由于霓虹灯的敏感性和它经常需要的维修，一般还是以避免使用这种方法为好。
通过使显示板12受光源(图中未画出)照射(光源最好面对显示板12的后表面16设置)光线将射到整个荧光层22上且直接激发荧光层22和/或直接照亮散射层25，它们两个或其中的一个可以仅主要盖住镂空区域13。被激发的荧光层发出的光和/或直接盖住反射层11的镂空区域13的散射层发出的光将穿过透明板9，这些光线的一部分将沿前反射层10的侧缘直接传给观看者，向观看者显示出图形的轮廓或外廓。
对于这种轮廓或外廓，根据本发明，层10可以是一不透明反射层或单单是一反射层。在任何一种情况下，来自后表面16的一些光线将从层10的反射表面反射回不透明反射层11，从那里再向前射向观看者，形成围绕轮廓的辉光。然而，层10是否具有不透明性对轮廓内中央区域20的外观是有不同的，如果层10包括不透光层29而具有不透明性，那么轮廓内的中央区域20将仅靠环境中前面的光照亮，而且中央区域20的色彩将是层10前表面的色彩(可以是前彩色层21的色彩)。在另一方面，如果层10没有不透光层29，那么来自后面的一些光将会影响中央区域20，在一定程度上照亮它，而且如果中央区域也包括荧光材料(下面将描述)，就连同着层10中荧光彩色材料的色彩。由于层10具有反射性而反射光线，与从中央区域20的边缘四周的光线直接射到观看者的情况相比，被光照的中央区域的亮度是较低的，这样，出现图形的轮廓，但它和中央区域之间的对比度比当中央区域是不透明的时候要差一些。
或者，层10也可以是一反射来自层22和25的光线且由光线激发使中央区域20产生荧光的荧光层，随着所选色彩的不同，这可以产生有趣的色彩组合。例如，如果后荧光层22是蓝的，而在层10位置上的前荧光层是红的，观看者会看见具有蓝色轮廓的红色和蓝色混合(紫色)的中央区域20;如果后荧光层20是白的，而前层是黄的，那么观看者会看见具有白色轮廓的黄色中央区域。在每一情况下的辉光也会受由层11的色彩决定的显示板的基底色彩的影响。
可以通过对不透明反射层11、荧光层22、反射层10和附加的前彩色层21的任意组合的色彩的选择来达到种种特别效果，在这方面，已知根据色彩的选择和亮度，一种光的色彩可以用于与另一光的色彩相交，以有效地抵消、增强或改变最终的色彩，该技术可以有效地用于本发明的结构中。
本发明的另一重要的方面可以设置可变色彩基底。其方式方法相信以前是没有谁用过的。当使用荧光层22时，色彩可以沿层逐渐地变化，例如，可以设置一段荧光蓝，然后，从该蓝色的中部设置一段荧光红，其中半段盖住蓝色，另半段在露出的乳白色材料上。这样，在整个设置的条状荧光彩色层中，色彩会多蓝色变成紫色，再变成红色，而在色彩之间没有明确的分界线。其他所希望的色彩也可以设置。这种变色对显示板长度上的作用是使轮廓和辉光的色彩从这一位置到另一位置发生变化。用这种方法，在显示板上可采用或多用或少的色彩变化。
将层11的一边在沿镂空区域13的一边处与前表面14上的层10边缘上的相应点相连的假想线的角度将形成与图2所示的现有技术装置的倾斜侧缘17相等同的视错觉(错视)，该角度可以分别通过减少或增加层10的图形相应的尺寸而增加或减少，这种错视(视错觉)是在没有现有技术装置的板12的前表面14上的凸出部15的情况下获得的。
根据透光基板9所选择的材料厚度，斜侧缘的错视的厚度可以控制在0.0毫米至20毫米或20毫米以上。而且，前彩色层21可以设置在层10的前面，该彩色层21可以选择得如所希望的那样与不透明反射层11的背景色彩，即显示板的基底色彩相配合。
前表面上的字母、图案、图样或艺术作品与后表面上的镂空区域的图形相对应，根据本发明，前面的图形的尺寸可以比后面的图形小些、相同或大些。来自光源通过镂空区域的光线仍形成围绕前面图形的轮廓。除非前面的图形的尺寸故意大大超过后面的图形，以有效地消除轮廓(不是消除辉光)。然而，当前面的尺寸不大于后面图形的尺寸且最好是较小时，倾斜的边缘和第三维的错视将是最有效的。为了使某一显示板达到特定的目的，倾斜侧缘的错视，辉光的第三维或深度，和许多达到特定目的可能的色彩的诸效应可以通过控制下面将讨论的几个因素而产生。现在只要说考虑了这些因素后，为前面图形的宽度选择尺寸，而且用已经描述的方法从另一片上切割出层10的图形就够了。
除了本发明中倾斜侧缘的错视可以与图2所示的现有技术的实际的倾斜边缘17相比以外，还有观看者可以看到透光基板9“内部”的深度或第三维的效果。如已指出的，该板最好是透明塑料和半透明的。当透过透明塑料看乳白色层时，物体最好是“在焦点外”的。当考虑第三维效果的质量时，这是所希望的。
在透光板9的后侧上的物体或层通过透明塑料清楚且清晰可见，光散射层25的用途是使光均匀地分布，这使光成为散射的或散焦的光，且通过图形的倾斜边缘而看见，以便观看者不能发现至光源的距离。另一方面，即使后反射层11和前面的层10之间不直接关连，它们之间的距离也可以实现。当光激发散射层时，观看者看出后反射层和前反射层之间的空间差异，但不能看出至光源的距离。现在好象光线连接前层和后层，为其提供额外的第三维和整体的外观。光源散射得越差，这个特别的外观就越少。这种效应近似乎“无底”深度的错视。这样，色彩的混合可能例如以类似北极光景观的发光现象出现在空间中，色彩好像是在板本身的内部，后面的乳白色散射层25与来自层10反射光线相交也会产生有趣的三维效果，尤其是如果层10如前所述也是荧光材料制成的就更是如此。因此，如果希望产生所希望的不同寻常的深度效果，乳白色光散射层25与荧光彩色层22一起是最佳的。
当前表面上的图形与后表面的图形的镂空区域对准时，可以得到另一有趣的效果。通过将两个图形彼此之间稍作横向移动或偏移可以在每一字符上形成部分轮廓，例如，字符在左侧可以做得没有轮廓，但有辉光;而右侧既有轮廓，又有辉光，根据切割图形时初选的相对尺寸的大小，轮廓可以变得更宽些。
本发明的这种灵活性的优点在于，如这里所示的，可以使用比较廉价的生产方法和材料，形成第三维效果时不需要用实际上真的第三维物体就可以显示板内形成良好的第三维效果。观看者希望他如触摸显示板时摸到的是显示板的第三维的前表面而不希望摸到它具有的基本上平的表面，而且观看者将不知道至光源的距离。
图6和7显示本发明的另一实施例，图3和4已描述的原理同样适用于本实施例，而且，本实施例在原理的使用上更灵活，例如，对于本实施例来说，可以具有如上所述艺术设计图样的轮廓显示，而同时在艺术设计图样顶部或中部间具有一显示(传递)信息的字母层，反之也可，实际上，在一点上，其中一个可以是前景(在前面)，另一个是后景(在后面);而在另一点上则可以相反。这是通过在另一“轮廓加辉光”的边界内或在其顶部或中间形成一个“辉光加轮廓”而产生的。
举一个例子说明这种灵活性。请参阅图7。通过将显示板12的后表面16暴露在光源(图中未画出)中，光线将激发或激励光散射层25(最好包括荧光彩色层22)，使其均匀发光。通过激发荧光材料产生的在如图7所示的空间偏移的不透明反射层11和反射层10和10a的大致相对的侧缘之间的区域的一部分光线将直接射向观看者，在这些相对的边缘之间通过的这种光线如前面所解释的那样形成轮廓。光线也从反射层10和10a上反射的事实意味着一些光线将从偏移层10a的更前面反射回到层10和11的前表面，从那里再向前反射给观看者。这些从不透明反射层10反射的光线提供形成在层10a边缘的轮廓四周的辉光，围绕层10的外边缘还有另一个轮廓存在，且具有如前所述的从层11的前表面反射来的辉光，这在另一具有辉光加轮廓或外廓的边界内或中间形成了具有辉光的轮廓或外廓。
前面业已指出，彩色层21可以设置在前不透明反射层10a的前表面上，以除层11、10和10a的色彩外，再提供一特别的色彩效果。不透明反射层本身可以具有一种有用的色彩，但各层之间色彩的混合可以产生更有趣的效果。另外，任一反射层的前侧可以包括一彩色层21(不只是10a)，进一步形成不同色彩的层，以带来这些所希望的色彩效果。如果彩色层21不同于来自光散射/荧光层22和25的色彩，那么观看所产生的辉光看起来将不同于由直接从荧光材料通向观看者所形成的轮廓的色彩。而且，如已经提出的，光散射层25上的荧光材料彩色层22可以沿其表面变化，以增加趣味性;而且，大家知道，彩色光是可以用于与另一彩色光直接相交，以抵消、增加或改变所得到的色彩的。这种结构正好为这种色彩的使用提供一良好的实践场所。因此，可以看到，该结构允许进行许多新的创造。
图8至10示出了又一实施例，该显示板显示的效果是或可以是与已描述的实施例相同的，但该显示板实施后使根据本发明构造的显示板在使用时具有另一些灵活性。在此显示板中，不是将不透明反光层通过粘合材料直接设置到透光板9的后表面16上，而是字母、图案和/或艺术图样直接印刷在例如厚度从0.2至0.5毫米的透明的、薄的塑料箔片或薄膜上。可以用已知的印刷技术以及用标准的格式、字母、图案和字符进行这种印刷，这样，与丝网漏印和其他特别或习用的方法相比，就可以降低印刷的费用。作为使用这种显示板的一个例子是用在条件经常变化和显示的内容需要随情况而变化的场合，变化周期可以是几天一次，甚至仅几小时一次，一个具体的例子是饭店显示一天或一餐的菜单。
在图8中示出了后箔片或薄膜33，其中用不透明且反射的彩色油墨印刷背景，但留出光线可通过的、如镂空区域13一样的显示图形的开口。图中同时示出了与薄膜33相反的前箔片或薄膜35，其上是要与薄膜33对准的显示图形，前箔片35具有带透明背景的不透明的显示图形。
如图9所示，诸层，包括薄膜33和35，结合在一起，形成叠置的分离层的夹心层，与根据前面所述的实施例的整体叠层不同，其中的分离层以夹心层的形式使分离的、可拆卸的层保持在一起。
在这种情况下，夹心层还包括一光散射层25，这个散射层可以是具有荧光彩色层22的、用彩白色塑料制成的薄板，和两个如前所述的透光板9。印刷过的薄膜33和35设置在形成夹心层的诸层之间;后薄膜33是在层25和最后面的透光板9之间，前薄膜35是在最后面的透光板9和最前面的透光板9之间。所有的层都是对准的，但应该特别注意薄膜33和35的相对位置。根据前面的实施例，前印刷薄膜35的图形比印制在后薄膜33上的相应图形要窄些，尺寸上的差异使光线从受光源(图中未画出)激发的层25直接射过透光板9，传给观看者，形成围绕图形的轮廓或外廓。因此，薄膜应该对准，以使两图形分别大致对准。然而，如前面对其他实施例所述，顶部和底部的图形可以互相移位或横向偏移一定距离，以得到有趣的轮廓效果。
一旦对准以后，采用由夹具37代表的合适的装置将诸层固定在一起，以维持其夹心层关系，然后夹心层显示板可以放在其显示箱(图中未画出)内，在显示箱时，与灯源装在一起，这样就完成使用灯光的显示装置。
由于在该实施例中显示板的部件不是固定的整体，所以显示的内容可以很容易地加以改变。
和前面的实施例一样，为了说明和描述方便，图9和10中的诸层的宽度也是放大画出的，图中的诸层不代表实际层的相对厚度。也如前述实施例一样，这些图中显示板的后面(灯源的一侧)是右侧。
随着应用这些原理的人的创造性的不同，这里所揭示的显示板的原理可以有许多不同的用途。例如，除了将这些原理应用于艺术展示、信息传播、广告或其组合的常用用途外，这些原理也可以用于其他用途，如钟、凸形地图和地球仪的表面等。
这里所揭示的本发明有许多优点。本发明的结构使显示板的各种部件的标准化工作更为容易，该结构也提高了光输出的亮度，当用于有环境光的场合时，仍然能够非常有效。在生产上，它可以减少生产显示板所需的劳动时间，对于生产样品来说，可以很快地组装起来，如果想要变化一下，也很容易改变。几乎各种光源都可以使用，而且光源可以直接毗邻显示板的后表面，整个显示箱(框架、显示板和光源)可以做得很薄。引导光束的思想使在制造和使用显示板时可以有更多的创造性和灵活性。一般来说，所需的材料量也是较少的。
虽然本发明结合最佳实施例及其他实施例作了图示和描述，但可以理解对本领域的技术人员来说，在不脱离后面的权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，在形状和细节方面是完全可以做出种种改变和变化的。
权利要求
1.一种具有可视的显示内容的显示板，所述显示板用于一具有一照射可视的显示内容的光源的标志，显示板包括一透光材料片；一在所述透光材料片一侧上的不透明反光层；一通过镂空所述不透明反光层的区域在所述不透明反光层上形成的图形，所述图形即作为可视的显示内容；一至少基本上盖住所述图形的光散射层；和一在所述透光材料片相对于具有所述图形一侧上的反光层，所述反光层与所述图形的形状大致相同且大致与所述图形对准。
2.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述光散射层是一种乳白色半透明材料。
3.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述光散射层是一种荧光彩色材料。
4.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述光散射层包括一种乳白色半透明材料和一种荧光彩色材料。
5.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述不透明反光层包括一在一侧具有一粘结剂层的聚氯乙烯箔片。
6.如权利要求5所述的显示板，其特征在于，聚氯乙烯箔片包括一在无粘结剂一侧上的不透光层。
7.如权利要求6所述的显示板，其特征在于，具有不透光层的聚氯乙烯箔片还包括一邻接无粘结剂侧上的不透光层的反光层。
8.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述透光材料是透明塑料。
9.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述透光材料是玻璃。
10.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，在所述透光材料片的所述相对侧上的所述反光层还包括提供不透光性的不透光材料。
11.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述图形形状的所述反光层的宽度小于形成在所述不透明反光层上的所述图形的相应宽度。
12.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述图形形状的所述反光层的宽度等于形成在所述不透明反光层上的所述图形的相应的宽度。
13.如权利要求1所述的显示板，其特征在于，所述图形形状的所述反光层的宽度大于形成在所述不透明反光层上的所述图形的相应宽度。
14.一种具有可视的显示内容的显示板，所述显示板用于一具有一照射可视的显示内容的光源的标志，显示板包括形成显示板的基本结构的且当装上具有光源的标志时透射来自光源的光的透光装置;一当这样装配时在所述透光装置面对光源的一侧上的不透明反射层;在所述不透明反射层上、形成显示内容的通过光线的开口，当这样装配时所述开口使来自光源的光通过所述不透明层;当这样装配时介于所述光源和所述开口之间的散光装置;一当这样装配时位于所述透光装置的远离所述光源一侧上的、形成显示内容且与所述通过光线的开口大致对准的反光层，形成显示内容的所述反光层是一中央区域，来自光源的光线在中央区域周围通过，以形成一围绕显示内容的光亮的可视外廓，中央区域也从其表面将光线反射回所述不透明反射层，光线从不透明反射层再反射回来以形成一在光亮外廓周围的辉光。
15.一种具有可视的显示内容的显示板，所述显示板用于一具有一照射可视的显示内容的光源的标志，显示板包括多片透光材料片，当装配在标志中时诸透光材料片具有夹心层形式，它的基本上是互相平行的，当这样装配时，多片透光材料片面对光源的外侧是夹心层的后表面，多片透光材料片面对观看者的外侧是夹心层的前表面;一在至少后片后侧上的不透明反光层，当装在标志中时，该后片面对光源;一通过镂空所述不透明反光层的区域在所述不透明反光层上形成的图形，所述图形形成可视的显示内容;一至少基本上盖住形成在所述不透明反光层上的所述图形的光散射层;和一在所述多片透光材料片的相邻片中间的反光层和一在透光材料片的夹心层前侧上的反光层，每一反光层具有一互相结合起来形成与在所述不透明反光层上的所述图形大致相同且大致对准的图形。
16.如权利要求15所述的显示板，还包括可释放地夹持所述多片透光材料片的夹心层以便安装在标志中的夹持装置。
17.一种具有可视的显示内容的显示板，所述显示板用于一具有一照射可视的显示内容的光源的标志，显示板包括能在任何时候都可装入、取出和再装入形成一夹心层以形成和再形成显示板的多个层，包括一第一透光材料层;一在所述第一透光材料层的一侧上的不透明反射材料层;一通过在所述不透明反射材料层上的通过光线的开口所形成的图形，所述图形形成可视的显示内容;一基本上盖住所述开口的图形的光散射材料层;一在所述第一透光材料层相对于所述不透明反射材料层，一侧上的第一反光材料层，所述第一反光材料层具有至少一带状形式，该带状形式大致与所述图形的外廓相一致且在与外廓一致的大致平等的带状物之间留有间隙;一平行于所述第一透光材料层且毗邻所述第一反光材料层的第二透光材料层;一在所述第二透光材料层相对于所述第一反光材料层一侧上的第二反光材料层，所述第二反光材料层与所述第一反光层的诸带状物之间的间隙形状大致相同且大致与之对准;和在装配成夹心层的状态下可释放地将诸层夹持在一起的夹持装置，以与具有光源的标志进一步组合。
18.一种形成一具有可视的显示内容的显示板的方法，所述显示板用于一具有一照射可视的显示内容的光源的标志，该方法包括的步骤为提供一片透光材料片;提供一片不透明后射材料片;形成可视的显示内容的图形;在所述不透明反射材料片上形成开口状的图形;将带有所述开口状的图形的所述不透明反射材料片设置在所述透光材料片的一侧上，由此所述图形提供穿透所述不透明反射材料片的开口，以露出所述透光材料片的相应部分;在形成所述图形和露出所述透光材料片相应部分的基本上整个开口上设置一光散射层;在一反光材料片上形成一与在所述不透明反射材料片上的所述开口状的图形相对应的图形;和将形成在所述反光材料片上的所述图形设置在所述透光材料片相对于具有所述不透明反射材料片的一侧上且与在所述不透明反射材料片上的开口状的图形大致对准。
全文摘要
具有光源照明以作显示用的显示板包括在显示板的受光源的光线照射的一面上的不透明反射层，不透明反射层上与显示给观看者看的文字、图案和/或艺术作品的图形相对应的区域被镂空，该区域在光源的一侧用光散射层盖住，面对观看者且与光源相对的显示板表面包括具有相应图形的反射材料层，该图形大致与由镂空区域形成的图形对准且在光源一侧用光散射层盖住。
文档编号G09F13/18GK1073285SQ9211127
公开日1993年6月16日 申请日期1992年9月30日 优先权日1991年10月1日
发明者索格伊尔·丹尼尔·亚尔泰森 申请人:美国佳光有限公司