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技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明主題涉及背光式照明標(biāo)志,其具有用于穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)透射光的照明源,該膜結(jié)構(gòu)帶有標(biāo)記或其他信息。更具體地,本發(fā)明主題涉及與這種照明源相關(guān)的可安裝的光漫射的著色膜結(jié)構(gòu),以促進(jìn)來(lái)自照明源的光的均勻分布。
背景技術(shù):
背光式照明標(biāo)志一般包括標(biāo)志牌,其通常包含具有黏附于其上的紙或聚合物膜的透明構(gòu)件。如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“透明的”指材料或膜不吸收大量的可見(jiàn)輻射,且不反射大量的可見(jiàn)輻射;更恰當(dāng)?shù)卣f(shuō),可見(jiàn)輻射穿過(guò)材料透射。紙或聚合物膜結(jié)構(gòu)可以包括其上的所期望圖像、信息、標(biāo)記或消息。一般來(lái)說(shuō),背光或背光應(yīng)用是其中標(biāo)志牌從聚合物膜結(jié)構(gòu)一側(cè)(即背側(cè))被照明的那些,該側(cè)與旨在從其觀察到標(biāo)志牌的一側(cè)(即前側(cè))相反。該標(biāo)志牌也可以從前面或在一些情況下從側(cè)面或邊緣被照明。
在背光應(yīng)用中,聚合物膜結(jié)構(gòu)一般是透明的、半透明的或半透光的。一般地,包括膜結(jié)構(gòu)的標(biāo)志牌固定在光源的前面,光源從后面照明標(biāo)志牌。盡管這種背光標(biāo)志或顯示器大體上是可接受的,它們確實(shí)具有某些限制和/或缺點(diǎn)。例如,當(dāng)照明源包括多點(diǎn)光源例如發(fā)光二極管(LED)陣列時(shí),來(lái)自照明源的光可不均勻地照明標(biāo)志牌。
發(fā)明概述
本發(fā)明的膜結(jié)構(gòu)和相關(guān)組合與方法解決了與以往已知手段和策略相關(guān)的困難與缺點(diǎn)。
一方面,本發(fā)明的主題提供半透明著色的膜結(jié)構(gòu),其包括著色層、膠黏層和光漫射顆粒。著色層包括分散在材料中的顏料顆粒。膠黏層包括膠黏組合物。滿足以下至少一項(xiàng):a)光漫射顆粒分散在限定光漫射層的基質(zhì)中,所述光漫射層不含特意加入的膠黏組分,且與著色層和膠黏層分開(kāi)且不同,分散在光漫射層基質(zhì)中的光漫射顆粒具有不同于基質(zhì)的折射率;b)光漫射顆粒分散在著色層中,分散在著色層中的光漫射顆粒具有低于材料的折射率;c)光漫射顆粒分散在膠黏層中,分散在膠黏層中的光漫射顆粒具有高于膠黏組合物的折射率。
在另一方面,本發(fā)明的主題提供了一種標(biāo)志牌,其包括透明或半透明的基底以及黏附于基底的膜結(jié)構(gòu)。膜結(jié)構(gòu)包括著色層、膠黏層和光漫射顆粒,著色層包含分散在基本上透明的材料中的顏料顆粒,膠黏層包含基本上透明的膠黏組合物,膠黏層將膜結(jié)構(gòu)黏附于基底上。滿足以下至少一項(xiàng):a)光漫射顆粒包含于限定光漫射層的基質(zhì)中,所述光漫射層不含特意加入的膠黏組分,且與著色層和膠黏層分開(kāi)且不同,分散在光漫射層基質(zhì)中的光漫射顆粒具有不同于基質(zhì)的折射率;b)光漫射顆粒分散在著色層中,分散在著色層中的光漫射顆粒具有低于材料的折射率;c)光漫射顆粒分散在膠黏層中,分散在膠黏層中的光漫射顆粒具有高于膠黏組合物的折射率。
在另一方面,本發(fā)明的主題提供了一種背光標(biāo)志,其包括框架、照明源和膜結(jié)構(gòu)??蚣馨ㄍ该骰虬胪该鞯臉?gòu)件。照明源設(shè)置于構(gòu)件的后側(cè),并配置為穿過(guò)構(gòu)件透射光。膜結(jié)構(gòu)包括半透明的著色層、將膜結(jié)構(gòu)黏附于構(gòu)件的膠黏層和光漫射顆粒。滿足以下至少一項(xiàng):a)光漫射顆粒包含于限定光漫射層的基質(zhì)中,所述光漫射層不含特意加入的膠黏組分,且與著色層和膠黏層分開(kāi)且不同,分散在光漫射層基質(zhì)中的光漫射顆粒具有不同于基質(zhì)的折射率;b)光漫射顆粒分散在著色層中,分散在著色層中的光漫射顆粒具有低于材料的折射率;c)光漫射顆粒分散在膠黏層中,分散在膠黏層中的光漫射顆粒具有高于膠黏組合物的折射率。
在又一方面,本發(fā)明的主題提供一種制造著色半透明膜結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括提供著色層,其包含分散在基本上透明的材料中的顏料顆粒。著色層限定了第一面和反向的第二面。該方法包括將包含膠黏組合物的膠黏層設(shè)置在最接近著色層第二面的著色層一側(cè)。膠黏層配置為將膜結(jié)構(gòu)黏附于基底。該方法包括將光漫射顆?;烊胍韵轮辽僖环N:a)基質(zhì),以由此限定光漫射層,該光漫射層不含特意加入的膠黏組分,并且設(shè)置在著色層和膠黏層之間的著色層第二面上,其中分散在光漫射層基質(zhì)中的光漫射顆粒具有不同于基質(zhì)的折射率,b)著色層,其中分散在著色層中的光漫射顆粒具有低于材料的折射率,c)膠黏層,其中分散在膠黏層中的光漫射顆粒具有高于膠黏組合物的折射率。
在又一方面,本發(fā)明的主題提供一種顯示可視信息的方法。該方法包括提供照明源、膜結(jié)構(gòu)和可視信息。該膜結(jié)構(gòu)包括含有分散在材料中的顏料顆粒的著色層、包含膠黏組合物的任選的膠黏層以及光漫射顆粒。滿足以下至少一項(xiàng):a)光漫射顆粒包含于限定光漫射層的基質(zhì)中,該光漫射層不含特意加入的膠黏組分,且與著色層和任選的膠黏層分開(kāi)且不同,分散在光漫射層基質(zhì)中的光漫射顆粒具有不同于基質(zhì)的折射率;b)光漫射顆粒分散在著色層中,分散在著色層中的光漫射顆粒具有低于材料的折射率;c)膜結(jié)構(gòu)包括膠黏層并且光漫射顆粒分散在膠黏層中,分散在膠黏層中的光漫射顆粒具有高于膠黏組合物的折射率。該方法還包括將膜結(jié)構(gòu)和照明源中的一個(gè)布置為使得來(lái)自照明源的光穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)透射。該方法還包括將信息與穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)透射的光排布在一條線以由此顯示信息。
如會(huì)意識(shí)到的,本文描述的主題能夠?qū)崿F(xiàn)其他且不同的實(shí)施方式,其幾種細(xì)節(jié)能夠在多方面修改而不偏離所要求保護(hù)的主題。因此,附圖和描述被認(rèn)為是示例性的而并非限制性的。
附圖說(shuō)明
通過(guò)本發(fā)明主題的示例性實(shí)施方式連同附圖的以下更詳細(xì)的描述,會(huì)更徹底地理解并領(lǐng)會(huì)本發(fā)明主題的這些以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明主題的膜結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明主題的另一膜結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明主題的又一膜結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明主題的背光標(biāo)志的示意性剖視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明主題的背光標(biāo)志的示意性正視圖。
具體實(shí)施方式
本文描述的主題提供適用于背光式顯示器的膜結(jié)構(gòu),其能夠充分漫射來(lái)自照明源如LED陣列的光,從而提供均勻照明的標(biāo)志牌。
背光式照明標(biāo)志已用于一般性廣告,其可能需要高視覺(jué)沖擊的復(fù)雜圖像,且其可能需要有時(shí)變化內(nèi)容。這種標(biāo)志已廣泛用于許多戶外和室內(nèi)的公共場(chǎng)所,例如機(jī)場(chǎng)、火車站、公共汽車站、酒店大堂、劇院、地下步行通道等。
普遍使用的背光式顯示器由背面具有光源的框架或箱體、以及在箱體前面固定圖像的前構(gòu)件。前構(gòu)件可以是透明的,圖像可以是半透明膜上的標(biāo)記或信息。半透明的膜是彈性的,以使其能夠更容易安裝和從前構(gòu)件移除。將彈性半透明膜用于圖像媒體也使得多種方法可以用于將圖像或其他標(biāo)記或信息賦予膜上。
由多點(diǎn)光源如發(fā)光二極管(LED)照明的背光式顯示器一般可以使用100個(gè)或更多個(gè)LED,其在行、列和線中以約1/2英寸至約1英寸間距布置,該行、列和線位于標(biāo)志箱體的前構(gòu)件(即前蓋)后面。盡管這種密集堆積的LED構(gòu)造可以均勻地照明標(biāo)志,但由于使用了太多LED,其建造是昂貴的且復(fù)雜的。為了減少成本,可以減少LED數(shù),剩下的LED或其他燈傳播得稍微更遠(yuǎn),但在亮度上大量降低,由于其相比于例如相當(dāng)尺寸的霓虹燈顯得暗淡,這使得標(biāo)志不太有用,且使得該標(biāo)志具有較小的市場(chǎng)吸引力。
另外,當(dāng)多點(diǎn)光源向外傳播時(shí),一些標(biāo)志的亮度在標(biāo)志的不同部分之間不同,這產(chǎn)生標(biāo)志牌上的亮區(qū)域(本文稱為“熱點(diǎn)”)和暗區(qū)域。當(dāng)這發(fā)生時(shí),多點(diǎn)光源正前方的背光式顯示器區(qū)域看起來(lái)比其他稍遠(yuǎn)區(qū)域更亮,整個(gè)照明圖像具有令人不快的不均勻照明外觀。該結(jié)果并不令人滿意,因?yàn)榉蔷鶆蛘彰鳂?biāo)志是不理想的。
減少LED背光標(biāo)志中熱點(diǎn)的另一個(gè)選擇是增加標(biāo)志牌半透明膜中顏料顆粒的濃度。然而,經(jīng)由半透明膜的光透射度是重要的,這是因?yàn)槿绻胪该髂げ牧线^(guò)于不透明,其上的圖像會(huì)顯得陰暗,顏色會(huì)失去其活力。
產(chǎn)生均勻照明的背光標(biāo)志的其他嘗試涉及將照明源布置在遠(yuǎn)離標(biāo)志箱體前構(gòu)件的位置。照明源在標(biāo)志箱體前構(gòu)件的這種布置不會(huì)減少熱點(diǎn),并可進(jìn)一步導(dǎo)致增加標(biāo)志箱體的深度,這可使得它們不適用于需要較薄標(biāo)志箱體的很多應(yīng)用。
為了解決這些限制,本文公開(kāi)了適用于圖形顯示背光標(biāo)志的膜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的主題提供了二合一的膜結(jié)構(gòu),其在一個(gè)膜結(jié)構(gòu)中提供了顏料顆粒和光漫射顆粒。即,該膜結(jié)構(gòu)由光漫射顆粒制成半透明的以漫射透射光,同時(shí)也由顏料顆粒制成著色的以向透射光提供顏色。由此,二合一的膜結(jié)構(gòu)為穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)的透射光提供了著色和漫射,而不需要使用兩個(gè)單獨(dú)的膜實(shí)現(xiàn)這兩種功能。
本發(fā)明的主題提供混入二合一的膜結(jié)構(gòu)中的光漫射顆粒,使得由顏料顆粒提供的色相和膠黏組分提供的黏附不受到混入光漫射顆粒的負(fù)面影響。
通過(guò)實(shí)施例的方式并參考附圖更詳細(xì)地描述本文公開(kāi)的設(shè)備和方法。除非另外指出,圖中相同的數(shù)字表明參照貫穿附圖的相同、相似或相應(yīng)的元件。應(yīng)理解,所公開(kāi)的和所描述的實(shí)施方式可以被調(diào)整,并且具體應(yīng)用可需要進(jìn)行調(diào)整。具體細(xì)節(jié)或?qū)嵤├恼f(shuō)明不旨在且不應(yīng)理解為強(qiáng)制性的或限制性的,除非明確指出是這樣。
一般地,參考圖1-5,顯示了根據(jù)本發(fā)明主題的膜結(jié)構(gòu)1的示例性構(gòu)造。一般地,該膜結(jié)構(gòu)限定了第一面2和反向的第二面3,且包括光漫射層10、著色層20、膠黏層30和任選的且可移除的離型襯墊40。這種膜結(jié)構(gòu)1適用于背光式顯示器和標(biāo)志以減少或消除熱點(diǎn)。在幾個(gè)實(shí)施方式中,光漫射層10與著色層20和膠黏層30是分開(kāi)且不同的,由此其不會(huì)負(fù)面地影響這些層20、30中任何一個(gè)的功能。就此,光漫射層10可能不影響著色層20為顯示器提供某種色相的能力或膠黏層30為基底提供強(qiáng)黏附的能力。
具體來(lái)說(shuō),膜結(jié)構(gòu)1也可以包括在其上被印刷、層壓或以其他方式形成的所需圖像。例如,圖像可以包括但不限于文本、圖形、照片和/或前述的任意組合。在其上的圖像可以是多色的、黑白的或其他單色的。
適當(dāng)?shù)?,?dāng)安裝在背光式顯示器100或標(biāo)志之中、之上或安裝到背光式顯示器100或標(biāo)志時(shí),膜結(jié)構(gòu)1由一個(gè)或更多個(gè)光源70選擇性地照明。任選地,顯示器100或標(biāo)志可以被用于背光式應(yīng)用、前光式應(yīng)用或側(cè)光式應(yīng)用或邊緣光式應(yīng)用。光源70任選地包括LED 71或多個(gè)LED的集合(即LED陣列)。LED 71可以是傳統(tǒng)LED或有機(jī)LED?;蛘撸梢允褂闷渌娭掳l(fā)光材料作為光源70,或可以使用其他傳統(tǒng)光源,例如,白熾燈或日光燈。任選地,提供各自以不同波長(zhǎng)發(fā)光的多個(gè)光源,或提供能夠以多個(gè)不同波長(zhǎng)發(fā)光的單一光源。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中,還能夠選擇性地控制照明的強(qiáng)度。
膜結(jié)構(gòu)1提供了背光式顯示器100,其事實(shí)上沒(méi)有或者基本上沒(méi)有熱點(diǎn)或在經(jīng)由膜結(jié)構(gòu)1發(fā)出的光量上的其他令人不快的變化,同時(shí),膜結(jié)構(gòu)1使背光式標(biāo)志100能夠具有前部52和后部53之間的陰影深度54。
在一個(gè)實(shí)施方式中,如圖1所示,光漫射層10設(shè)在著色層20和膠黏層30之間。著色層20包含分散在材料22例如聚合物中的顏料顆粒21。著色層20可以包含半透明薄膜。著色層20顯示為包括第一面23和反向的第二面24。膜結(jié)構(gòu)1的第一側(cè)2由第一面23界定。光漫射層10包括分布在基質(zhì)材料12中的光漫射顆粒11。光漫射層10設(shè)置于著色層20的第二面24上。膠黏層30位于光漫射層10的一側(cè),與著色層20相反。圖1中的膜結(jié)構(gòu)1包括覆蓋膠黏層30的任選的離型襯墊40。
根據(jù)本發(fā)明主題的另一個(gè)膜結(jié)構(gòu)在圖2中描述。在該實(shí)施方式中,膜結(jié)構(gòu)1包括相結(jié)合的著色層和光漫射層10、20,其中光漫射顆粒11和顏料顆粒21兩者基本上遍及相結(jié)合的光漫射層和著色層10、20均勻分布。由相結(jié)合的光漫射層和著色層10、20界定膜結(jié)構(gòu)1的第一側(cè)2。膜結(jié)構(gòu)1包括設(shè)置在相結(jié)合的光漫射層和著色層10、20與離型襯墊40之間的膠黏層30,該離型襯墊40覆蓋膠黏層30并界定膜結(jié)構(gòu)1的第二側(cè)3。
在另一個(gè)實(shí)施方式中,如圖3所示,膜結(jié)構(gòu)1包括類似于圖1中所描述和繪示的著色層20,還包括相結(jié)合的光漫射層和膠黏層10、30。膜結(jié)構(gòu)1界定了第一側(cè)2和反向的第二側(cè)3。膜結(jié)構(gòu)1包括著色層20,其包含分散在材料22例如聚合物材料中的顏料顆粒21。著色層20包括第一面23和反向的第二面24,其中著色層20的第一面23界定膜結(jié)構(gòu)1的第一側(cè)2。在該實(shí)施方式中,膜結(jié)構(gòu)1顯示為包括相結(jié)合的光漫射層和膠黏層10、30,其中光漫射顆粒11設(shè)置在包含膠黏組分的基質(zhì)12中。
在如圖3所示的實(shí)施方式和如圖2所示的實(shí)施方式中,光漫射層10不會(huì)形成為獨(dú)立的與膜結(jié)構(gòu)的其他層20、30分開(kāi)并遠(yuǎn)離的光漫射層10,而更恰當(dāng)?shù)卣f(shuō),光漫射層10包括于著色層20和膠黏層30中的一個(gè)中。具體地,光漫射顆粒11與多個(gè)其他層20、30相結(jié)合,使得相結(jié)合的層10、20(圖2)或10、30(圖3)不僅執(zhí)行光漫射功能。以這種方式,相結(jié)合的光漫射層和膠黏層10、30(圖3)具有分散光的功能,也具有將膜結(jié)構(gòu)1黏附于基底的功能。在圖2中,相結(jié)合的光漫射層和著色層10、20具有分散光和經(jīng)由膜結(jié)構(gòu)1透射著色光的功能。應(yīng)理解,圖1-3中示出的膜的層的任意組合或排布可以包括于根據(jù)本發(fā)明主題的膜結(jié)構(gòu)1中,其中,光漫射顆粒11可以在著色層20、光漫射層10和膠黏層30的一個(gè)或更多個(gè)中。
圖1-3描述了離型襯墊40,然而,應(yīng)理解,根據(jù)本發(fā)明的主題并非必需包括離型襯墊40,在本發(fā)明的主題中膜結(jié)構(gòu)1可不包括離型襯墊40。另外,本文描述的膜結(jié)構(gòu)1可以包括設(shè)在本文詳述的層10、20、30、40附近和/或之間的額外的和其他的層。也應(yīng)理解,根據(jù)本發(fā)明的主題,膜結(jié)構(gòu)1的第一側(cè)2和第二側(cè)3可以由其他和多個(gè)額外的層界定,而不是由圖中描述的那些10、20、30、40界定,且其可以包括在膜結(jié)構(gòu)1中。
此外,本發(fā)明的主題不特別地限定膜結(jié)構(gòu)1的多個(gè)層10、20、30、40相對(duì)于彼此的相對(duì)位置。因此,應(yīng)理解,在幾個(gè)實(shí)施方式中描述的多個(gè)層10、20、30、40可以相對(duì)于彼此不同地排布,且圖中描述的這種排布僅為示例?,F(xiàn)在,下文會(huì)更詳細(xì)地描述著色層20、光漫射層10、膠黏層30和離型襯墊40。
在一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射層10能夠彎曲、成形、折疊、拉伸、形成波狀或以其他方式通過(guò)熱成型步驟處理。在一個(gè)方面,整個(gè)多層膜結(jié)構(gòu)1(包括光漫射層10)能夠彎曲、成形、折疊、拉伸、形成波狀或以其他方式通過(guò)熱成型步驟處理。應(yīng)理解,在該實(shí)施方式中,可以單獨(dú)將光漫射層10、或?qū)ü饴鋵?0的多層膜結(jié)構(gòu)1層壓在塑料片上,例如含聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的片,以及與塑料片一起共熱成型以制得波狀結(jié)構(gòu)或三維結(jié)構(gòu),其可以用于背光照明應(yīng)用的平表面或柔性表面。
著色層
根據(jù)本發(fā)明的主題,著色層20是界定為包括分散在材料22中的顏料顆粒21的層。包含分散于其中的顏料顆粒的材料22可以形成為薄膜例如以使得形成著色層20,其中材料22用作著色層20的連續(xù)相,顏料顆粒21用作著色層20的非連續(xù)相。著色層20是表現(xiàn)出低于100%(例如,至少約20%至90%的光透射水平)光透射的層,或形成一系列透光率值低于100%的層,其吸收的波長(zhǎng)范圍使得來(lái)自光源70的光譜由于其穿過(guò)著色層20而改變。例如,如果光源70發(fā)出典型的“白光”光譜,那么在光穿過(guò)著色層20之后,透射光的光譜可以在與顏色相關(guān)的波長(zhǎng)范圍中的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)。換句話說(shuō),穿過(guò)著色層20的光的顏色會(huì)從原始顏色(例如白色)變?yōu)榻Y(jié)果顏色(例如黃色),然后其可以作為結(jié)果顏色被觀察者看到。
顏料顆粒21可以包含任何有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料,其可以將顏色賦予膜結(jié)構(gòu)1以及穿過(guò)其透射的光。顏料可以是有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料,包括例如金屬顏料、金屬薄片、金屬氧化物顏料、基于重金屬的顏料或不含重金屬的顏料。
在一個(gè)方面,顏料顆粒21是適用于賦予背光式顯示器100所需顏色的那些。例如,在著色層20中使用的顏料顆粒21可以包含不同類型顏料中的一種或更多種,不同類型顏料包括不同顏色的顏料和不同類別的顏料,例如熒光顏料、磷光顏料和發(fā)光顏料。顏料顆粒21可以隨機(jī)分散在著色層20中,或可以被限制地或選擇性地分布于著色層20的某些區(qū)域或區(qū)塊。另外,膜結(jié)構(gòu)1可以包括根據(jù)本發(fā)明主題的超過(guò)一個(gè)的著色層20,以使其當(dāng)光透射穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1時(shí)賦予所顯示的多種顏色。如果使用超過(guò)一個(gè)著色層20,多個(gè)著色層可以設(shè)置為互相疊加以形成多層著色結(jié)構(gòu),或可以彼此相鄰排布以形成單層著色膜。
在多個(gè)實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的主題,顏料顆粒21也可以起到在背光式顯示器100中散射所透射的光的作用,使得著色層20顯示半透明而不是透明。該特征可以與光漫射層10的散射效應(yīng)相結(jié)合,以減少或消除背光式顯示器100中的熱點(diǎn)。然而,應(yīng)理解,本發(fā)明的主題也包括透明的(即基本上不散射光)且著色的著色層20,其中光的散射基本由光漫射層引起。在一個(gè)實(shí)施方式中,著色層包括光漫射顆粒11。以下會(huì)更詳細(xì)地描述光漫射顆粒。在一個(gè)方面,包含在著色層中的光漫射顆粒具有低于材料22折射率的折射率。
相對(duì)于著色層20的總重量,在著色層20中使用的顏料顆粒21的重量百分比(重量%)并沒(méi)有特別限制,可以是約2重量%至約90重量%之間的任意范圍。在一個(gè)實(shí)施方式中,顏料顆粒21包含著色層20的約5重量%至約25重量%,在另一個(gè)實(shí)施方式中,包含著色層20的約7重量%至約15重量%。
本發(fā)明的主題也不特別地限制顏料顆粒21的尺寸。在此情況下,顏料顆粒21可以具有的中值最大尺寸為約0.01微米(μm)至約10μm,在另一個(gè)方面為約0.1μm至約3μm。在中值最大尺寸為0.1μm至3μm時(shí),顏料顆粒21提供了足夠的波長(zhǎng)選擇性吸收,以將顏色賦予透射光,同時(shí)也充分地散射透射光,使得著色層20是半透明的且消除或減少背光式顯示器100中的熱點(diǎn)。應(yīng)理解,本發(fā)明的主題包括包含在著色層20中的顏料顆粒21的其他量和其他尺寸,其可以針對(duì)具體應(yīng)用而調(diào)整。
本發(fā)明的主題并不特別地限制用作著色層20連續(xù)相的材料22,在一個(gè)方面,該材料22包括顏料顆粒21可以分散于其中且可以形成薄膜或片的聚合物。在一個(gè)方面,材料22是會(huì)形成基本透明的膜材料的聚合物。盡管事實(shí)上材料基本上是透明的,然而當(dāng)其與顏料顆粒21結(jié)合時(shí),其可以形成半透明的著色層20。在其他方面,僅材料22(即不含顏料顆粒21)可以是半透明材料。
在著色層20中用作連續(xù)相材料22的聚合物的實(shí)例包括聚氯乙烯(PVC)、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、茂金屬聚乙烯(mPE)、聚苯乙烯、聚乳酸(PLA)、尼龍、乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、纖維素酯(例如,三乙酸纖維素、醋酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、三丙酸纖維素和二醋酸纖維素)、聚烯烴(例如,聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯聚合物)、聚酯(例如,聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯)、聚碳酸酯、環(huán)烯烴共聚物、聚芳酯、聚砜、乙烯基聚合物(例如,聚乙烯醇)、聚酰胺、聚酰亞胺、環(huán)烯烴共聚物、丙烯酸類聚合物、苯乙烯丙烯酸類聚合物、聚氨酯(PU)、聚氨酯-丙烯酸酯共聚物、聚氨酯-丙烯酸酯共混物、尿烷-丙烯酸酯混雜聚合物、及其組合。
并且,著色層20可以包括透明材料22,其具有固有的可印刷性,或可以是通過(guò)使用例如電暈處理、火焰處理或等離子處理成為可印刷的(通過(guò)商業(yè)印刷方法),由此在處理步驟期間調(diào)整膜結(jié)構(gòu)1的第一側(cè)2的表面能和組成。具有固有的可印刷性的透明材料的實(shí)例可以包括,例如,PVC膜??梢酝ㄟ^(guò)電暈處理、火焰處理或等離子處理成為可印刷的透明材料的實(shí)例可以包括,例如雙向拉伸聚丙烯(“BOPP”)。根據(jù)本發(fā)明的主題,可以使用要么具有固有的可印刷性的,要么通過(guò)處理成為可印刷的其他這種透明材料。
著色層20也可以是非拉伸膜、單向拉伸膜或雙向拉伸膜,其通過(guò)在膜平面上在多個(gè)方向牽引膜而制備以實(shí)現(xiàn)令人滿意的機(jī)械和物理性質(zhì)的組合。
也不特別限定著色層20的厚度,其可以取決于著色層20中使用的顏料顆粒21的重量%。在一個(gè)實(shí)施方式中,著色層20的厚度可以為約10μm至約200μm,在另一個(gè)方面為約30μm至60μm。如所描述的一個(gè)實(shí)施方式中,例如,在圖4-5中,著色層20也可以包括多個(gè)應(yīng)用于著色層20的第一面23的各種印刷標(biāo)記、信息或圖像83。
在一個(gè)實(shí)施方式中,著色層20的連續(xù)相材料22包括聚氯乙烯(PVC)。PVC適用于著色層20的連續(xù)相材料22,這是由于其在暴露于環(huán)境條件如陽(yáng)光、雨、熱和冷時(shí)的光學(xué)透明度以及耐用性。在一個(gè)方面,著色層20包括基于PVC的膜,其厚度為約30μm至約60μm,其中具有0.1μm至3μm的中值最大尺寸的無(wú)機(jī)顏料顆粒21在其中是隨機(jī)分散的。
光漫射層
如上所述,本發(fā)明的主題的膜結(jié)構(gòu)1包括光漫射層10,其要么與著色層20和膠黏層30中的一個(gè)相結(jié)合,要么與這兩個(gè)層20、30分開(kāi)且不同。在本文描述的不同實(shí)施方式中,光漫射顆粒11可以分散在與著色層20和膠黏層30兩者是分開(kāi)且不同的光漫射層10中、分散在著色層20和膠黏層30中的一個(gè)或更多個(gè)中、或分散在包括分散在分開(kāi)且不同的光漫射層10和著色層20和膠黏層30之一或兩者中的層的組合中。在幾個(gè)實(shí)施方式中,其中光漫射層10與著色層20和膠黏層30兩者是分開(kāi)和不同的,光漫射層10可以不含特意添加的膠黏組分。
根據(jù)本發(fā)明的主題,光漫射層10限定為包含分散在基質(zhì)材料12中的光漫射顆粒11,其中光漫射顆粒11的折射率不同于基質(zhì)12的折射率。具有分散于其中的光漫射顆粒11的材料12可以形成為薄膜或薄層以形成光漫射層10。然而,不受任何具體理論約束地,認(rèn)為由于通過(guò)在光漫射顆粒11和基質(zhì)12之間的界面上的光漫射顆粒11對(duì)光的漫反射,和/或穿過(guò)漫反射顆粒11的光的漫透射,當(dāng)光穿過(guò)光漫射層10被透射時(shí)光被漫射(即被散射)。認(rèn)為漫反射和漫透射之一或兩者是由于漫反射顆粒11具有不同于漫反射顆粒11分散于其中的基質(zhì)材料12的折射率。還認(rèn)為光散射的量或程度與光漫射顆粒11和基質(zhì)12之間界面的總面積直接相關(guān)。
因?yàn)楣饴漕w粒11具有不同于基質(zhì)12的折射率,光漫射顆粒11以該方式能夠提供穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1透射的足夠光散射,以給予光漫射層10半透明(霧化的或模糊的)外觀,光可以穿過(guò)光漫射層10透射,并使得減少或消除背光式顯示器100中的熱點(diǎn)。光漫射層是半透明層,其具有至少50%的霧度值百分比(即漫透射/總透射*100),且其提供了至少約50%的總光透射。
當(dāng)光漫射顆粒11包含于光漫射層10中時(shí),光漫射顆粒11可以具有高于或低于漫反射顆粒11分散在其中的基質(zhì)12的折射率,其中光漫射層10與著色層20和膠黏層30兩者是分開(kāi)和不同的。相反,分散在膠黏層30(圖3)中以形成相結(jié)合的光漫射層和膠黏層10、30的光漫射顆粒11可以具有高于漫反射顆粒11分散在其中的膠黏組合物的折射率。另外,分散在著色層20(圖2)中以形成相結(jié)合的光漫射層和著色層10、20的光漫射顆粒11可以具有低于漫反射顆粒11分散在其中的材料22的折射率。
分散在膠黏層30的光漫射顆粒11具有約1.6至約2.8中任意范圍、或更高的折射率,使得光漫射顆粒11具有高于漫反射顆粒11分散在其中的膠黏組合物的折射率。分散在著色層20的光漫射顆粒11具有約1.0至約1.5中任意范圍、或更低的折射率,使得光漫射顆粒11具有低于漫反射顆粒11分散在其中的材料22的折射率。在另一個(gè)方面,當(dāng)光漫射顆粒11分散于不含膠黏組分的基質(zhì)以形成與著色層20和膠黏層30兩者分開(kāi)且不同的光漫射層10時(shí),光漫射顆粒11的折射率可以是約1.0至約1.5中的任意范圍,在一些情況下為約1.3至約1.5,在其他情況下下限為約1.4至約1.45,上限為約1.6至約2.8。在這些范圍內(nèi),光漫射顆粒11具有不同于(例如,低于或高于)漫反射顆粒11分散在其中的基質(zhì)12的折射率。如本文所使用的,基底的反射率應(yīng)理解為在黃色鈉D光雙線下用常規(guī)的589納米波長(zhǎng)所測(cè)量。
在一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射顆粒11為白色或黑色,或基本為白色或基本為黑色。在另一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射顆粒11是透明的,或基本上是透明的。在另一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射顆粒11可以包含白色顆?;蚧緸榘咨念w粒、黑色顆?;蚧緸楹谏念w粒、透明顆?;蚧緸橥该鞯念w粒中的一種或更多種。當(dāng)使用白色、黑色、或透明的光漫射顆粒11時(shí),穿過(guò)著色層20透射的顏色可以保持基本不變。以這種方式,在著色層20中使用以向膜結(jié)構(gòu)1提供顏色的顏料顆粒21的效力不會(huì)減弱,且色相基本不會(huì)由于包含光漫射顆粒11而改變??梢允褂冒咨蛲该鞯墓饴漕w粒11以使得著色層20提供的顏色不陰暗(即變暗),而使用黑色的光漫射顆粒11則可能發(fā)生。在一個(gè)方面,光漫射顆粒11為白色或基本為白色。
本發(fā)明的主題不具體限制光漫射顆粒11的組成,對(duì)于高折射率的應(yīng)用(例如,折射率值為1.6至2.8),光漫射顆粒11可以包含二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、碳酸鈣(CaCO3)、硫酸鋇(BaSO4)等。這些高折射率的顆粒提供了良好的光漫射性質(zhì),能夠減少或消除背光式顯示器100上的熱點(diǎn)。
在光漫射顆粒11具有的折射率(例如1.0至1.5折射率值)小于漫反射顆粒11分散在其中的基質(zhì)12的折射率的實(shí)施方式中,光漫射顆粒11可以包括含有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物、或中空結(jié)構(gòu)或中空顆粒的材料,有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物例如硅酮樹(shù)脂、聚四氟乙烯(PTFE)、毛面石英、涂層乳白玻璃等;中空結(jié)構(gòu)或中空顆粒例如中空玻璃珠或中空樹(shù)脂珠、或由其他材料制得的中空結(jié)構(gòu)。當(dāng)這種低折射率的顆粒混入具有高折射率的基質(zhì)中時(shí),該顆粒具有良好的光漫射性質(zhì)。同時(shí),相比高折射率顆粒如TiO2顆粒、SiO2顆粒、CaCO3顆粒或BaSO4顆粒,這些低折射率的光漫射顆粒11也提供了較低的消光系數(shù)。這意味著相比例如TiO2顆粒、SiO2顆粒和BaSO4顆粒,這些低折射率的光漫射顆粒11吸收較少的光。相反,相比于例如TiO2顆粒、SiO2顆粒和BaSO4顆粒,穿過(guò)包含這些低折射率的光漫射顆粒11的層透射更多的光。因此,這種低折射率的光漫射顆粒11為其混入的膜結(jié)構(gòu)提供了高的光透射水平,同時(shí)也為穿過(guò)其透射的光提供所需的漫射以防止或減少背光式顯示器100上熱點(diǎn)的出現(xiàn)。使用具有這種低折射率的光漫射顆粒11的光漫射層10的膜結(jié)構(gòu)1可以因此提供更明亮的、均勻照明的背光式顯示器。
適用于本發(fā)明主題的硅酮樹(shù)脂的實(shí)例包括可從日本東京100-0004千代田區(qū)大手町2丁目6番1號(hào)的Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.獲得的KMP-590,可從Momentive獲得的Tospearl 120以及可從Dow Corning獲得的的9701和EP-9801。適用于本發(fā)明主題的PTFE顆粒的實(shí)例包括可從DE 19898威明頓市N Market街1007號(hào)的Dupont de Nemours獲得的適用于本發(fā)明主題的中空結(jié)構(gòu)的實(shí)例包括可從GA 30096德盧斯市Northmont Parkway240號(hào)的AkzoNobel Pulp and Performance Chemicals Inc.獲得的Expancel珠,和可從MI 48674米德蘭市陶氏中心2030號(hào)的Dow Chemical Company獲得的Ropaque珠。Ropaque珠是粒徑為0.61μm的苯乙烯/丙烯酸共聚物珠。例如Expancel珠和Ropaque珠的珠具有充滿空氣的中空內(nèi)部,其可以提供低的折射率和低的消光系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的主題,其他組合物可以用于光漫射顆粒11,只要適合于所需的具體應(yīng)用。
相對(duì)于光漫射層10或其他層20、30的總重量,不具體限定在光漫射層10或其他層20、30中使用的光漫射顆粒11的重量百分比,其可以根據(jù)需要以任何充分減少背光式顯示器100中熱點(diǎn)的量提供。然而,光漫射顆粒11的量會(huì)影響光漫射顆粒11和基質(zhì)12之間界面的面積,由此影響歸因于光漫射層10或組合層10、20和10、30的光散射的量。一般來(lái)說(shuō),隨著光漫射顆粒11的量減少,光漫射顆粒11和基質(zhì)12之間界面的面積會(huì)減少,這可導(dǎo)致較少的光散射。相反,隨著光漫射顆粒11的量增加,光漫射顆粒11和基質(zhì)12之間界面的面積會(huì)增加,這可導(dǎo)致較多的光散射。
此外,在光漫射層10或其他層20、30中使用的光漫射顆粒11的量可以與含光漫射顆粒11的光漫射層10或其他層20、30的厚度相關(guān),其中,當(dāng)使用較薄的光漫射層10時(shí),需要較高量的光漫射顆粒11,當(dāng)使用較厚的光漫射層10時(shí),需要較少量的光漫射顆粒11。為此,光漫射顆粒11可以占光漫射層10或其他層20、30的總重量的約2重量%至約90重量%中的任意范圍。在一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射顆粒11占光漫射層10的約5重量%至約25重量%,在另一個(gè)實(shí)施方式中,占光漫射層10的約10重量%至約20重量%。
本發(fā)明的主題不特別地限制光漫射顆粒11的尺寸。然而,光漫射顆粒11的尺寸會(huì)影響光漫射顆粒11和基質(zhì)12之間界面的面積,由此影響歸因于光漫射層10的光散射的量。一般來(lái)說(shuō),隨著光漫射顆粒11的尺寸減小到某一尺寸,光漫射顆粒11和基質(zhì)12之間界面的面積會(huì)增加,這可以導(dǎo)致較多的光散射。相反,隨著光漫射顆粒11的尺寸增加,光漫射顆粒11和基質(zhì)12之間界面的面積會(huì)減少,這可導(dǎo)致較少的光散射。
在這種情況下,光漫射顆粒11可以具有所需的使光充分散射的中值最大尺寸。在一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射顆粒11的中值最大尺寸是約0.01μm至約10μm。在另一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射顆粒11具有約0.1μm至約3μm的中值最大尺寸。在顆粒尺寸為約0.01μm至約10μm或約0.1μm至約3μm時(shí),光漫射顆粒11提供了所透射光的充分散射,使得光漫射層10可以最小化或消除背光式顯示器100上的熱點(diǎn)。
應(yīng)理解,本發(fā)明的主題包括包含在光漫射層10中的光漫射顆粒11的其他量和其他尺寸,其可以針對(duì)具體應(yīng)用而調(diào)整。
在一個(gè)方面,光漫射顆粒是適用于防止或減少背光式顯示器100的熱點(diǎn)的那些。在光漫射層10中使用的光漫射顆粒11可以包含不同類型光漫射顆粒11中的一種或更多種,該不同類型的光漫射顆粒11包括兩種或更多種具有不同折射率且包含不同類型材料的顆粒。例如,第一種可以具有約1.0至約1.5的折射率,第二種可以具有約1.6至約2.8的折射率。光漫射顆粒11可以隨機(jī)分散在光漫射層10中,或可以被限制于或選擇性地分布于光漫射層10的某些區(qū)域或區(qū)塊。另外,根據(jù)本發(fā)明的主題,膜結(jié)構(gòu)1可以包括超過(guò)一個(gè)光漫射層10,使得當(dāng)光穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1透射時(shí)賦予多種衍射效應(yīng)。如果使用超過(guò)一個(gè)光漫射層10,多個(gè)光漫射層可以設(shè)置為互相疊加以形成多層光漫射結(jié)構(gòu),或可以彼此相鄰排布以形成單層光漫射膜。
本發(fā)明的主題并不具體限制光漫射層10的基質(zhì)材料12,在一個(gè)實(shí)施方式中,其包括能夠使光漫射顆粒11分散于其中并且能夠形成為薄層或薄膜的透明聚合物材料?;|(zhì)材料12可以包含能夠充分地透射光并包含光漫射顆粒11的任何材料?;|(zhì)材料12可以是透明或半透明的,可以包括例如聚合物材料。為此,基質(zhì)材料12可以包括適用于著色層20的連續(xù)相材料的所列出的任何聚合物材料。在一個(gè)實(shí)施方式中,與膠黏層30和著色層20分開(kāi)且不同的光漫射層10的基質(zhì)材料12不含特意加入的膠黏組分。
在一個(gè)方面,基質(zhì)材料12包含光漫射顆粒11分散于其中的PVC聚合物。在該方面,光漫射層10可以使用熱塑成形技術(shù)成形或者塑型??梢允褂冒ㄆ渌酆衔锘蛭镔|(zhì)的其他透明的或半透明的材料。當(dāng)光漫射顆粒11混入光漫射和著色層10、20(圖2)時(shí),基質(zhì)12可以是顏料顆粒21分散于其中的材料22。當(dāng)光漫射顆粒11包含于膠黏層30中時(shí),基質(zhì)材料12可以包括膠黏組分,例如壓敏的基于丙烯酸的膠黏劑。
在一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射顆粒11基本不影響由顏料顆粒21提供的著色層20的色相(即顏色)、色澤(加入顏色色相中的白色量)、色調(diào)(加入顏色色相中的灰色量)或明暗度(加入顏色色相中的黑色量),也基本不會(huì)影響膠黏層30的黏著性。在一方面,這可以通過(guò)將光漫射顆粒11包含于與膠黏層30和著色層20分開(kāi)且不同的光漫射層10中而實(shí)現(xiàn)。
如應(yīng)理解的,光漫射顆粒11的負(fù)載和光漫射層10的厚度可以取決于與照明源70有關(guān)的變量(例如用作照明源的燈的種類、數(shù)目和亮度)、照明源70與膜結(jié)構(gòu)1的距離、著色層20的半透明程度以及其他變量。由此,光漫射顆粒11的負(fù)載和光漫射層10的厚度可以根據(jù)具體應(yīng)用的需要變化。
膠黏層
本發(fā)明主題的膠黏層30用于將膜結(jié)構(gòu)1黏附于基底,例如圖4所示的背光式顯示器100的前構(gòu)件60的前側(cè)61。在一個(gè)實(shí)施方式,膠黏層30也包含光漫射顆粒11,由此也起到將光漫射層和膠黏層10、30結(jié)合以漫射光并將膜結(jié)構(gòu)1黏附于基底的作用。
本發(fā)明的主題并不具體限制用于形成膜結(jié)構(gòu)1膠黏層30的膠黏組分,其可以包含對(duì)具體應(yīng)用有用的任何膠黏劑。膠黏層30可以是半透明至透明的、或基本上半透明至基本上透明的,以維持經(jīng)由膜結(jié)構(gòu)1所透射光的量。在一個(gè)實(shí)施方式中,膠黏層包括光漫射顆粒11。本文已經(jīng)較為詳細(xì)地描述了光漫射顆粒。在一個(gè)方面,包含在膠黏層中的光漫射顆粒的折射率高于膠黏層的膠黏組合物的折射率。
本發(fā)明的主題并不具體限制包含在膠黏層30中的膠黏組合物,其可以包含干式膠黏劑、接觸型膠黏劑、熱熔膠黏劑、反應(yīng)型膠黏劑、天然膠黏劑或合成膠黏劑、或壓敏膠黏劑(PSA)中的任意數(shù)量或組合。
在這種情況下,膠黏層30中的膠黏組分或材料可以包含例如永久性的或可移除的壓敏膠黏劑(PSA)。在一個(gè)實(shí)施方式中,膠黏層30包含能夠使得膜結(jié)構(gòu)1選擇性應(yīng)用于基底并從基底移除的PSA。即,膜結(jié)構(gòu)1可以應(yīng)用于基底并黏附于其上,在稍后的時(shí)間還可以移除,使得膜結(jié)構(gòu)1可以改變位置,或使得出于廣告或其他目的,其他不同的膜結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于相同基底上。
PSA可以包含溶劑膠黏劑、紫外膠黏劑、100%固體膠黏劑、熱熔膠黏劑和乳液膠黏劑的任意組合,該乳液膠黏劑包括乳液丙烯酸膠黏劑或烯烴嵌段共聚物膠黏劑。適當(dāng)?shù)腜SA可以由含有或不含增粘劑的彈性體聚合物組成。多個(gè)聚合物可以用于制造合適的壓敏膠黏劑,例如,丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物、基于丁基橡膠的體系、硅酮、腈類、苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、尿烷、乙烯酯和酰胺、烯烴共聚物材料、天然或合成橡膠等及其組合??梢允褂闷渌麎好裟z黏劑,例如,包含聚氨酯聚合物的那些。
聚合物組合物一般的組成為約30重量%至約80重量%的聚合物以及余量的水或其他溶劑、少量的揮發(fā)性有機(jī)化合物和未反應(yīng)的單體表面活性劑、增粘劑等。這種水或溶劑可以以占膠黏組合物的約20重量%至約70重量%的量存在。
壓敏膠黏劑的含水混合物可以包含基于丙烯酸的聚合物基質(zhì)膠黏劑或基于橡膠的聚合物基質(zhì)膠黏劑,基于丙烯酸的聚合物基質(zhì)膠黏劑包含分散在含水介質(zhì)的丙烯酸聚合物顆粒。
根據(jù)本發(fā)明的主題,基于含水丙烯酸的聚合物可以包含多種丙烯酸單體的均聚物和共聚物,丙烯酸單體包括丙烯酸烷基酯,例如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異癸酯等;甲基丙烯酸烷基酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等。這些丙烯酸酯單體可以與乙烯基-不飽和單體如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯,苯乙烯單體如苯乙烯、甲基苯乙烯等,不飽和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸、富馬酸等,丙烯酰胺,乙烯基己內(nèi)酰胺等共聚合。在本發(fā)明的主題中使用的基于橡膠的壓敏膠黏劑聚合物基質(zhì)通常是基于苯乙烯和丁二烯無(wú)規(guī)聚合物及其混合物的壓敏膠黏基質(zhì)。在一個(gè)方面,膠黏層30包含透明的基于丙烯酸的PSA。
用于該主題的膠黏劑的共聚物可以通過(guò)使用UV穩(wěn)定劑和抗氧化劑對(duì)抗UV和氧化性降解而被穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明的主題,也可以添加填料、著色劑、增黏劑、增塑劑、油等。
膠黏層30可以是圖案化的、連續(xù)的或作為膠黏劑的離散島狀物被施用。膠黏層30可以具有相對(duì)均勻的厚度或可以變化。在一個(gè)實(shí)施方式中,膠黏層30包含具有相對(duì)均勻厚度的連續(xù)的層。
盡管膠黏層30在圖4中被描述為設(shè)置在著色層20的一側(cè)上或光漫射層10較為靠近膜結(jié)構(gòu)第二側(cè)3的一側(cè)上,應(yīng)理解,膠黏層30可以設(shè)置為在著色層20的一側(cè)上或光漫射層10較為靠近膜結(jié)構(gòu)1第一側(cè)2的一側(cè)上。例如,當(dāng)膜結(jié)構(gòu)1用于背光式顯示器100的前構(gòu)件60的后側(cè)62時(shí),這可以是有用的。
離型襯墊
在一個(gè)實(shí)施方式中,膜結(jié)構(gòu)1具有覆蓋膠黏層30的離型襯墊40。當(dāng)其存在時(shí),離型襯墊40從膠黏層30上移除,以在將膜結(jié)構(gòu)1應(yīng)用于基底如背光式標(biāo)志100的前構(gòu)件60之前暴露膠黏層30。離型襯墊40為膠黏層30提供保護(hù),防止膠黏層30過(guò)早暴露于周圍環(huán)境。離型襯墊40使其免受灰塵、液體或其他自然力暴露的污染。與環(huán)境條件的無(wú)意接觸或暴露可以降低膠黏層30的粘著性并阻礙所需的黏附。離型襯墊40因此維持了膠黏層30的膠黏黏著性,并在預(yù)期時(shí)間之前防止與基底的過(guò)早黏附。
離型襯墊40也使得膜結(jié)構(gòu)1在應(yīng)用于基底之前能夠被更積極的處理。例如,離型襯墊40為膠黏層30在層壓、印刷、轉(zhuǎn)化、包裝、處理或運(yùn)輸期間提供更多的保護(hù)。膜結(jié)構(gòu)1的處理可以包括例如使膜經(jīng)過(guò)包括輥、模切站、包裝站、印刷站和其他制造過(guò)程的轉(zhuǎn)化設(shè)備的操作。離型襯墊40為膜結(jié)構(gòu)1提供剛度便于進(jìn)行這些步驟。離型襯墊40可以覆蓋膠黏層30的全部或部分。
典型的襯墊材料是超級(jí)壓光機(jī)處理的牛皮紙、薄玻璃紙、黏土涂布的牛皮紙、機(jī)器加工的牛皮紙、機(jī)器上釉的紙、雙向拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、雙向拉伸聚丙烯膜、聚酯、丙烯酸、尼龍、纖維素衍生物、丁烯;異丁烯;高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯;乙烯醋酸乙烯酯;乙烯丙烯酸;乙烯甲基丙烯酸甲酯;乙烯丙烯酸丁酯;聚丙烯;乙烯/丙烯共聚物;抗沖擊的乙烯/丙烯共聚物及其組合。用于離型襯墊40的材料可以包括非粘性涂層,例如硅酮或聚四氟乙烯等以提高襯墊從膠黏層30的離型性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中,離型襯墊40包含硅酮化的聚酯襯墊。
離型襯墊40可以具有約5μm至約20μm或更高的厚度,在一個(gè)實(shí)施方式中具有約10μm的厚度。
任選的層和處理
本發(fā)明主題的膜結(jié)構(gòu)1可以包括用于預(yù)期目的或用途的其他層或處理,包括可印刷層或處理、疏水層或處理、額外膜層等。
膜結(jié)構(gòu)1的多個(gè)層可以包含一種或更多種穩(wěn)定劑以賦予對(duì)熱降解的耐受性。根據(jù)需要,可以使用纖維的或非纖維的無(wú)機(jī)填料。另外,在形成該多個(gè)層時(shí)可以使用其他添加劑,例如溶劑、稀釋劑、黏結(jié)劑等。該層也可以包括其他材料,例如抗氧化劑、光穩(wěn)定劑如(UV)光吸收劑和/或其他光穩(wěn)定劑、黏度調(diào)節(jié)劑、防結(jié)塊劑和/或助滑添加劑、增強(qiáng)劑、過(guò)程酸、礦物油等。
標(biāo)志牌和背光式顯示器
根據(jù)本發(fā)明的主題,本文公開(kāi)的多種膜結(jié)構(gòu)1可以被包括作為背光式顯示器100或標(biāo)志牌90的部件,或作為其他類型顯示器的部件,該顯示器可以是或可以不是背光式的。
現(xiàn)在進(jìn)一步參考圖4至5,對(duì)于這種顯示器給出示例性構(gòu)造,其包括之前在圖1中描述的膜結(jié)構(gòu)1。然而,應(yīng)理解,顯示器可以包括本文描繪或描述的其他膜結(jié)構(gòu)1,以及包括作為曲面或波形的標(biāo)志牌的其變體。
如圖4至5所示,背光式顯示器100包括箱體50或框架50,其支持或以其他方式支撐包含前構(gòu)件60和黏附于其上的膜結(jié)構(gòu)1的標(biāo)志牌90。膜結(jié)構(gòu)1顯示為類似于圖1中所示的,且其可以是選擇性地可從背光式顯示器100中移除的帶或標(biāo)簽的形式。膜結(jié)構(gòu)1可以通過(guò)模切、激光切割或其他已知形成尺寸的方法制成預(yù)期尺寸的大小。根據(jù)本發(fā)明主題,背光式顯示器100可以包括在圖1、2和3中任一個(gè)描述的膜結(jié)構(gòu)1的多種實(shí)施方式、變體及其結(jié)合。
在一個(gè)具體的實(shí)施方式中,如圖4所示,膜結(jié)構(gòu)1與外罩50相關(guān),其中膠黏層30黏附于外罩50的前構(gòu)件60上。在幾個(gè)方面中,前構(gòu)件60是半透明或透明的,或基本半透明或基本透明的。膠黏層30顯示為與前構(gòu)件60的前側(cè)61黏附。膜結(jié)構(gòu)1和前構(gòu)件60一起包含標(biāo)志牌90,其可以單獨(dú)用于外罩50和照明源70,或可以合并到其他類型的裝配件或框架中。
圖4中描述的膜結(jié)構(gòu)1基本上等同于缺少離型襯墊40的圖1中所描述的膜結(jié)構(gòu)。即,膜結(jié)構(gòu)1包括第一側(cè)2和第二側(cè)3。第一側(cè)2由著色層20的第一面23界定,膜結(jié)構(gòu)1的第二側(cè)3由膠黏層30的部分界定,該膠黏層30與外罩50的前構(gòu)件60相接觸。著色層20包含分散在材料22例如形成為薄膜的聚合物材料中的顏料顆粒21。著色層20具有第二面24,其與第一面23是反向的。光漫射層10直接設(shè)置在著色層20的第二面24上,且包含分散在基質(zhì)材料12中的光漫射顆粒11。膠黏層30設(shè)置在與著色層20相反的光漫射層10的一側(cè)上,且膠黏層30用于將膜結(jié)構(gòu)1黏附于前構(gòu)件60的前側(cè)61。
包括前構(gòu)件60的外罩50界定了背光式標(biāo)志箱50的內(nèi)部51。內(nèi)部51包括照明源70,且內(nèi)部51界定了前部52和后部53之間的箱體50的深度54。如圖4所示,前構(gòu)件60設(shè)置在外罩50的前部52上,并將膜結(jié)構(gòu)1與照明源70分隔。應(yīng)理解,本發(fā)明主題包括標(biāo)志牌90和/或背光式顯示器100,其中膜結(jié)構(gòu)1設(shè)置在前構(gòu)件60和照明源70之間。換句話說(shuō),膜結(jié)構(gòu)1可以黏附于前構(gòu)件60的后側(cè)62上,從而置于外罩50的內(nèi)部51。
圖4中的照明源70描述為包含LED陣列,其中單獨(dú)的LED71以距離72彼此間隔,并共同限定照明源70。應(yīng)理解,通過(guò)將膜結(jié)構(gòu)1納入到標(biāo)志箱體50中,LED71之間的距離72可以相比傳統(tǒng)構(gòu)造增加,這是因?yàn)槟そY(jié)構(gòu)1能夠減少或消除熱點(diǎn),這可能是由于這種多點(diǎn)光源71之間的間距72增加。照明源70可以包括各種燈中的一種或更多種,其以相對(duì)于膜結(jié)構(gòu)1的法線角或以偏離法線的角穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1發(fā)射光,這包括側(cè)照明或邊緣照明或光波導(dǎo)管。
從圖4中應(yīng)理解,照明源70和外罩50配置為使得從照明源70發(fā)出的光穿過(guò)前構(gòu)件60和膜結(jié)構(gòu)1(共同為“標(biāo)志牌”)以離開(kāi)外罩50的內(nèi)部51到達(dá)外罩50的前部52。此外,照明源70也可以提供來(lái)自燈箱體50的側(cè)面或邊緣的照明,而不是僅來(lái)自經(jīng)過(guò)膜結(jié)構(gòu)1的箱體50的后部53的光。應(yīng)理解,照明源70可以放置于朝向前構(gòu)件60的背面62或膜結(jié)構(gòu)1的第二側(cè)3的任何位置,不需要一定如圖4中描述的靠近外罩50后面放置。
盡管外罩50(包括前構(gòu)件60)在圖4中顯示為完全包圍內(nèi)部51,應(yīng)理解,背光式顯示器100不需要一定界定被完全包圍的內(nèi)部51,而可以包括僅部分包圍內(nèi)部51的框架50或其他結(jié)構(gòu)。
在其他實(shí)施方式中,背光式顯示器100可以簡(jiǎn)單地包括照明源70和膜結(jié)構(gòu)1。在這種情況下,膜結(jié)構(gòu)1可以不含膠黏層30,其中著色層20和光漫射層10可以延伸或關(guān)于照明源70來(lái)布置,使得來(lái)自照明源70的光穿過(guò)二合一的膜結(jié)構(gòu)1并由此使光漫射并著色。
圖4至5中的膜結(jié)構(gòu)1也包括標(biāo)記、信息或圖像83,其被印刷或以其他方式應(yīng)用于膜結(jié)構(gòu)1的第一側(cè)2以給觀察者提供可視指示80。所印刷的標(biāo)記83可以通過(guò)任何傳統(tǒng)印刷技術(shù)或其他應(yīng)用技術(shù)形成。所印刷的標(biāo)記83顯示為包括箭頭,也可以包括其他形式。例如,預(yù)期標(biāo)記83不一定直接印刷于膜結(jié)構(gòu)1,而是可以與膜結(jié)構(gòu)1有間距,并且預(yù)期標(biāo)記83可以包括放置在標(biāo)記牌90前面的三維物體。
在一方面,用可印刷墨水或涂料可以在膜結(jié)構(gòu)第一側(cè)2上形成標(biāo)記83,使得具有印刷于其上的標(biāo)記83的所印刷區(qū)域82對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)可以顯示為相比于未印刷區(qū)域81的較深區(qū)域;同時(shí),不具有印刷于其上的標(biāo)記83的未印刷區(qū)域81對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)顯示為相比印刷區(qū)域82的更亮區(qū)域,或可以顯示為與膜結(jié)構(gòu)1相同的顏色。例如,印刷區(qū)域82可以比未印刷區(qū)域81更加不透明。然而,未印刷區(qū)域81會(huì)由于著色層20而仍然顯示著色,由于光漫射層10而顯示半透明。較亮的未印刷區(qū)域81和較暗的印刷區(qū)域82的組合一起包含可視信息80,其在含有或不含標(biāo)志牌背光照明的情況下對(duì)觀察者均是可見(jiàn)的。
方法
本發(fā)明主題也提供了制備二合一的著色半透明膜結(jié)構(gòu)1的方法。著色半透明膜結(jié)構(gòu)1可以用于包括多點(diǎn)照明源70的背光式顯示器100,且可以有效減少或消除這種顯示器100上的熱點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)施方式中,這種方法包括提供如本文描述的著色層20,其包含分散于基本透明的材料22中的顏料顆粒21。顏料顆粒21是分散在連續(xù)相透明材料22中的不連續(xù)相。顏料顆粒21和透明材料22可以是本文描述的那些,其使得著色層20為穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1透射的光提供了色相。著色層20界定了第一面23和反向的第二面24。
制備二合一的著色半透明膜結(jié)構(gòu)1的方法可以包括將光漫射顆粒排布在如本文所述的光漫射層10中,并在著色層20的第二面24上。光漫射層10包括分散在基質(zhì)12中的光漫射顆粒11。在一個(gè)方面,光漫射層10形成于或直接放置于著色層20的第二面24上。如此,光漫射層10直接與著色層20鄰接或以其他方式緊密接觸。在其他實(shí)施方式中,光漫射層10可以不直接與著色層20鄰接。在某些方面,如之前于圖1至3或其組合中所描述或反映的,光漫射顆??梢苑稚⒃谥珜?、膠黏層、光漫射層或其組合中。
包含在與著色層和膠黏層分開(kāi)且不同的光漫射層10中的光漫射顆粒11具有不同于基質(zhì)12的折射率,使得穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1透射的光會(huì)充分地被光漫射層10漫射,且用作背光式顯示器100的部件時(shí),膜結(jié)構(gòu)1會(huì)充分地減少熱點(diǎn)的出現(xiàn)。在一個(gè)方面,光漫射顆粒11的折射率低于或高于基質(zhì)材料12的折射率。
制造二合一的著色半透明膜結(jié)構(gòu)1的方法包括將膠黏層30設(shè)置在光漫射層10之上,使得膠黏層30位于光漫射層10與著色層20相反的一側(cè)。在一個(gè)實(shí)施方式中,膠黏層30與光漫射層10緊密接觸或直接鄰接。在一個(gè)實(shí)施方式中,膠黏層30用于將膜結(jié)構(gòu)1黏附于基底例如背光式標(biāo)志的前構(gòu)件60,以形成背光式外罩50的標(biāo)志牌90。
制造著色半透明膜結(jié)構(gòu)1的方法可以包括將離型襯墊40放置在膠黏層30的暴露部分上,使得膠黏層30免受對(duì)于基底或其他環(huán)境污染的不期望的暴露。
在根據(jù)本發(fā)明主題的其他實(shí)施方式中,也提供了顯示可視信息80的方法。該方法包括提供照明源70、著色半透明膜結(jié)構(gòu)1和可視信息80。膜結(jié)構(gòu)1可以包括著色層20和光漫射層10。光漫射層10包括分散在基質(zhì)12中的光漫射顆粒11。光漫射顆粒11的折射率不同于基質(zhì)12的折射率。在一個(gè)實(shí)施方式中,光漫射層10不含膠黏組分,如此,光漫射層11可以具有高于或低于漫反射顆粒11分散在其中的基質(zhì)材料12折射率的折射率。在某些方面,如之前在圖1至3或其組合中所描述或反映的,光漫射顆??梢苑稚⒃谥珜?、膠黏層、光漫射層或其組合中。
顯示可視信息80的方法包括將膜結(jié)構(gòu)1和照明源70中的一個(gè)布置為使得由照明源70發(fā)出的光穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)透射。從照明源70并穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1透射的光會(huì)被著色并充分地漫射,以消除或減少來(lái)自照明源70的熱點(diǎn)。
顯示可視信息80的方法包括將可視信息80排布在從照明源70透射穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)的光所在直線上,其由此顯示可視信息80。該操作可以包括將標(biāo)記、信息或圖像83直接設(shè)置在膜結(jié)構(gòu)上,或與其有間隔,其中標(biāo)記、信息或圖像83會(huì)影響透射至觀察者的光的顏色或量。
在一個(gè)方面,標(biāo)記是部分透明的,其中經(jīng)由膜結(jié)構(gòu)1透射的光會(huì)照明標(biāo)記83,并會(huì)至少部分地穿過(guò)其透射。在另一方面,標(biāo)記83或其部分是不透明的,使得光不會(huì)穿過(guò)標(biāo)記83的不透明部分透射,且其中穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1透射的光會(huì)產(chǎn)生如觀察者所看到的標(biāo)記83的輪廓。標(biāo)記、信息或圖像83可以被印刷、繪制、或以其他方式直接應(yīng)用于膜結(jié)構(gòu)1,例如,在著色層20的第一面23或膜結(jié)構(gòu)1的其他層上。或者,標(biāo)記83可以與膜結(jié)構(gòu)1相間隔,或包含在與膜結(jié)構(gòu)1分開(kāi)的層或膜之上或之中。
顯示可視信息80的方法可以包括使用背光式外罩50,其中照明源70可以設(shè)置在外罩50的內(nèi)部51中,從照明源70產(chǎn)生的光穿過(guò)透明或半透明的前構(gòu)件60透射。在這方面,膠黏層30可以包括于膜結(jié)構(gòu)1中,其可以用于結(jié)合膜結(jié)構(gòu)1與前構(gòu)件60,使得來(lái)自照明源70的光可以穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1透射。在這方面,通過(guò)使得膜結(jié)構(gòu)1的膠黏層30與外罩50的前構(gòu)件60相接觸,以由此將膜結(jié)構(gòu)1黏附于前構(gòu)件60而布置膜結(jié)構(gòu)1,使得來(lái)自照明源70的光會(huì)穿過(guò)膜結(jié)構(gòu)1透射。在一個(gè)實(shí)施方式中,前構(gòu)件60置于膜結(jié)構(gòu)1和照明源70之間。
其他額外的操作或變體可以納入示例性方法中。
本發(fā)明主題包括本文描述的特征和方面的全部可操作組合。因此,例如如果結(jié)合實(shí)施方式描述了一個(gè)特征,且結(jié)合另一實(shí)施方式描述了與另一特征,應(yīng)理解,本發(fā)明主題包括具有這些特征的組合的實(shí)施方式。
通過(guò)該技術(shù)的未來(lái)應(yīng)用和發(fā)展,會(huì)使很多其他益處毫無(wú)疑問(wèn)地變得明顯。本文所附的全部專利、專利申請(qǐng)、標(biāo)準(zhǔn)和文章全部以其整體并入本文。
如本文以上所述,本發(fā)明主題解決了與之前的策略、系統(tǒng)和/或設(shè)備相關(guān)的很多問(wèn)題。然而,應(yīng)理解,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出有關(guān)本文已經(jīng)描述并示出用于解釋本發(fā)明主題本質(zhì)的細(xì)節(jié)、材料和組分安排的多種變化,而不背離如所附權(quán)利要求中所表述的所要求保護(hù)主題的原則和范圍。