Ultimate Guide to Light Guide Plate Structure & Uniform Light

1. materialfundament: utmärkt prestanda för transparenta material av optisk kvalitet

Ljusledarplatta är inte på något sätt en vanlig transparent kropp. Det krävs att materialet har extremt hög ljusgenomsläpplighet (vanligtvis >92%), låg spridningshastighet och utmärkt mekanisk stabilitet. Polymetylmetakrylat (PMMA) och polykarbonat (PC) har blivit mainstream. PMMA har en ljustransmittans på upp till 93% och ett brytningsindex på cirka 1,49, vilket är en idealisk hörnsten för att uppnå effektiv totalreflektion; PC används i tuffa miljöer som fordon på grund av dess starkare slagtålighet (mer än 10 gånger så hög som PMMA). Renheten och den optiska likformigheten hos själva materialet är den grundläggande garantin för ljusets "disciplinära" resa inuti det. Auktoritativa organisationer som t.ex. SPIE (Internationella sällskapet för optisk teknik) tillhandahålla en hel del banbrytande forskningsdata om prestanda för optiska polymerer.

2. kärnan i strukturen: ett fyrskiktat samordnat ljus "kommandosystem"

Ljusledarplattans effektivitet kommer från dess exakt utformade struktur med fyra lager:

• Infallande yta: ljusets intelligenta ingång - nära ljuskällan, ofta med en mikrostruktur (t.ex. ett V-spår eller en mikrolinsmatris). Dessa strukturer är inte till för att dekorera. Deras kärnfunktion är att exakt styra ljusets initiala infallsvinkel (t.ex. öka den till nära den kritiska vinkeln) för att lägga grunden för efterföljande effektiv totalreflektion.
• Reflektionsyta: osynlig "vägg" i ljusbanan - Bottenytan och vissa sidor är ofta täckta med material med hög reflektionsförmåga (t.ex. vitt reflekterande bläck eller precisionsmikrostrukturer). Enligt forskningen från Optical Society of America (OSA) kan det optimerade reflektionsskiktet öka ljusets utnyttjandegrad till mer än 95%, vilket vida överstiger vanlig reflektion.
• Lysande yta: det enhetliga ljusets födelseplats - Detta är ljusledarplattans "arbetsyta". Exakt utformade spridande prickar eller mikrostrukturer (t.ex. lasergraverad punktmatris) är ofta inbäddade på dess yta eller inuti. Dessa strukturer är som otaliga mikro-"ljusventiler", som exakt förstör totalreflektion enligt positions- och densitetsalgoritmen och leder ljuset att fly efter behov.
• Utgångsytan: den slutliga "formaren" av ljuskvaliteten - Den övre ytan kan förses med en diffusionsfilm, ett prisma eller ett mikrostrukturlager (t.ex. malögonstruktur). De kontrollerar fint vinkelfördelningen av det utsända ljuset (t.ex. kontroll av betraktningsvinkeln) och jämnar ytterligare ut de små ljusskillnaderna för att säkerställa den ultimata enhetligheten i det mänskliga ögats uppfattning.

3. nyckeln till principen: den utsökta dansen med total reflektion och refraktion

Ljusets väg genom ljusledarplattan är en känslig fysisk dans. Ljuset kommer in från den infallande ytan och får en större initialvinkel på grund av mikrostrukturen. När det når den reflekterande ytan eller den lysande ytan, när infallsvinkeln är större än den kritiska vinkeln (t.ex. ca 42° vid PMMA/luft-gränssnittet), uppstår totalreflektion, precis som att studsa förlustfritt i ett slätt rör. Otaliga reflektioner sprider ljuset över hela tavlan. När ljuset träffar den förinställda mikrostrukturen på den lysande ytan reduceras infallsvinkeln avsiktligt till under den kritiska vinkeln och refraktionsprincipen träder i kraft, vilket gör att ljuset kan "fly" ut i rymden på ett elegant och jämnt sätt. Den slutliga justeringen av utgångsytan säkerställer att ljuset tjänar människor i den mest idealiska formen.

4. bred tillämpning: från mikroskärm till bred belysning

Den strukturella utformningen av ljusledarplattan avgör direkt ljuskvaliteten hos terminalprodukten:

• Själen i LCD-bakgrundsbelysning (Liquid Crystal Display): Traditionella LCD-skärmar förlitar sig på ljusledande plattor för att omvandla LED/CCFL-linjeljuskällor i kanten till enhetligt ytljus. Kombinationen av det nedre reflekterande skiktet och den övre precisionsspridningsstrukturen är nyckeln till att övervinna skärmens "mörka hörn" och "heta punkter". Marknadsundersökningar visar att den globala leveransen av LCD-paneler är enorm och att tekniken med ljusledande plattor är det kontinuerliga stödet bakom den.
• Ett skarpt verktyg för LED-belysningens enhetlighet: I LED-panellampor sprider ljusledarplattan jämnt det ljus som avges av den punktformade LED-ljuskällan till hela den lysande ytan, vilket eliminerar bländning och skapar en bekväm miljö. Punktdesignen på den lysande ytan avgör direkt lampans enhetlighetsindex.
• Ett precisionsverktyg för att forma strålkastarmönstret: Moderna bilars varselljus och bakljus använder ofta ljusledarremsor. Genom komplex tredimensionell strukturell design och intern mikroreflektion / brytningskontroll kan ljusledarplattan forma ett skarpt, enhetligt och mycket igenkännligt ljusband, vilket förbättrar körsäkerheten och skönheten. För relevanta designstandarder, vänligen se SAE International (International Society of Automotive Engineers).

5. Innovationens blad: mikro-nanostrukturer graverar framtidens ljus

Nyckeln till tekniksprånget inom ljusledarplattor ligger i mikronanoiseringen och intelligensen i den strukturella designen:

• Precisionsbearbetning med laser: Modern lasergraveringsteknik kan skapa exakta prickar eller spårstrukturer på mikronivå eller till och med nanometernivå (t.ex. V-Cut) inuti eller på ytan av ljusledarplattor. Dessa strukturers form, storlek och densitetsgradientfördelning är de viktigaste algoritmerna för ljusets enhetlighet.
• Nanoimprinting-teknik: Komplexa optiska mikro-nano-strukturer (t.ex. gitter och mikroprismor) kan effektivt replikeras på ytan av ljusledarplattor för att uppnå mer exakt ljusstyrning, t.ex. ultratunn design eller specifikt ljusflöde. Institutioner som Massachusetts Institute of Technology (MIT) har bedrivit djupgående forskning inom detta område.
• Integrerad multifunktionell struktur: I framtiden kommer ljusledande plattor att tendera att integrera optiska funktioner i flera lager, t.ex. diffusion, uppljusning och kontroll av betraktningsvinkeln, i ett enda substrat genom en mer exakt mikrostrukturdesign, för att uppnå en tunnare enhet och bättre prestanda.

Sammanfattning:

Ljusledarplattan, den "ljushantverkare" som döljs mellan ljuskällan och synen, har ett värde som är långt större än en transparent platta. Dess utsökta strukturella design i fyra lager - intelligent infall, effektiv reflektion, exakt ljusutsläpp och elegant utsläpp, kombinerat med de fysiska lagarna för total reflektion och brytning, väver ett osynligt ljusnät som tämjer de ursprungligen oregerliga punkt- och linjeljuskällorna till ett enhetligt, mjukt och kontrollerbart ytljus. Från att lysa upp den klara världen på den lilla skärmen i våra händer till att belysa det stora utrymmet i rummet och vägen, ligger den strukturella skönheten hos ljusledarplattan i dess mikroskopiska precisionsordning, som formar det makroskopiska ljus som uppfattas av människor. Med utvecklingen av mikro-nano-tillverkningsteknik kommer denna "osynliga ryggrad" säkert att stödja en ny era av ljusare, smartare och effektivare visuell display och belysning i framtiden.