Was ist eine Lichtleiterplatte?

Eine Lichtleiterplatte (LGP, light guide plate) ist eine klare Platte, meist aus Acryl (PMMA) oder Polycarbonat, die das Licht von LEDs an ihrer Kante aufnimmt und gleichmäßig über ihre ganze Fläche verteilt. Ein Muster aus Punkten oder Nuten auf der Platte lenkt das Licht zum Betrachter.

Wie wird das Muster einer Lichtleiterplatte erzeugt?

Auf fünf Hauptwegen: im Siebdruck gedruckte Punkte, mit dem Laser gesetzte Punkte, direkt in die Platte geschnittene V-Nuten, im Spritzguss abgeformte Muster oder bei der Extrusion mit gemusterten Walzen geprägte Muster. Große Leuchtpanels verwenden oft gedruckte, gelaserte oder genutete Platten, kleine Bildschirme meist spritzgegossene.

Wie werden Formen für Lichtleiterplatten hergestellt?

Die Mikrostrukturen von Formen und Walzen werden oft mit Werkzeugen aus monokristallinem Diamant auf Ultrapräzisionsmaschinen geschnitten: spitze V-Werkzeuge schneiden Nuten und Prismen in vernickelte oder Kupferflächen. Die Form der Schneide wird zur Form jeder Nut.

Warum muss die Kante einer Lichtleiterplatte poliert werden?

Die Kante ist die Stelle, an der das LED-Licht in die Platte eintritt. Eine raue oder ungleichmäßige Kante streut das Licht und erzeugt helle Flecken und dunkle Zonen. Die Kante wird deshalb optisch klar und plan gefräst oder poliert.

Kann man die Kante einer Lichtleiterplatte flammpolieren?

Flammpolieren lässt Acrylkanten schnell glänzen, doch die Hitze kann Spannungen und eine leichte Verformung erzeugen, die für eine optische Kante ungeeignet sind. Diamantfräsen oder Diamantpolieren ergibt ohne Wärme eine klare, plane Kante.

Wissen · Displays und Hintergrundbeleuchtung

Wie Lichtleiterplatten hergestellt werden: Muster, Zuschnitt und Kantenpolieren

Eine Lichtleiterplatte ist eine klare Platte aus Acryl oder Polycarbonat, die das Licht einer Reihe von LEDs gleichmäßig über eine ebene Fläche verteilt. Man findet sie hinter LCD-Bildschirmen, in flachen LED-Panels und in Leuchtschildern. Wie gleichmäßig sie leuchtet, hängt von zwei Dingen ab: dem Muster auf ihrer Fläche und der Qualität der Kante, durch die das Licht eintritt. Dieser Ratgeber erklärt, wie beides entsteht.

Eine ebene Formoberfläche unter einer Ultrapräzisionsmaschine; ein kleines Diamantwerkzeug schneidet feine parallele V-Nuten

Was eine Lichtleiterplatte leistet

LEDs sind kleine, sehr helle Lichtpunkte. Damit ein ganzer Bildschirm oder ein ganzes Panel gleichmäßig leuchtet, muss dieses Licht verteilt werden. Bei der Kantenbeleuchtung beleuchtet eine Reihe LEDs die Kante einer klaren Platte. In der Platte wird das Licht durch Totalreflexion gefangen und läuft zwischen den beiden Flächen hin und her. Ein Muster auf einer der Flächen stört diese Reflexion gezielt und schickt das Licht zum Betrachter: wenig in der Nähe der LEDs, mehr weiter entfernt, sodass die ganze Fläche gleich hell erscheint.

Die Platte besteht meist aus sehr klarem Acryl (PMMA) oder, wo mehr Festigkeit gefragt ist, aus Polycarbonat. Hinter ihr liegt eine Reflektorfolie, vor ihr Diffusor- und Prismenfolien.

Fünf Wege, das Lichtmuster zu erzeugen

Verfahren	Wie das Muster entsteht	Typischer Einsatz
Gedruckte Punkte	Weiße Tintenpunkte werden im Siebdruck auf die Rückseite gedruckt	Leuchtpanels, Schilder, große Hintergrundbeleuchtungen
Laserpunkte	Ein Laser setzt kleine Punkte in die Oberfläche	Leuchtpanels, Schilder, kleine Serien
V-Nuten	V-Nuten werden auf einer Nutmaschine direkt in die Platte geschnitten	Leuchtpanels und Hintergrundbeleuchtungen
Spritzguss	Das Muster wird von einem gemusterten Formeinsatz in die Platte abgeformt	Smartphones, Notebooks, Monitore, Fahrzeugdisplays
Walzenprägung	Eine gemusterte Walze prägt das Muster bei der Extrusion in die Platte	Plattenfertigung in großen Stückzahlen

Druck und Laser brauchen keine Form und passen zu flexibler Fertigung. V-Nuten ergeben ein klares Muster ohne Tinte. Spritzguss und Walzenprägung sind der Weg für große Stückzahlen, und ihre Qualität hängt ganz von der Form oder der Walze ab.

Formen und Walzen: wo das Diamantwerkzeug arbeitet

Gegossene oder geprägte Muster sind Kopien einer Masterfläche. Diese Masterfläche, ein Formeinsatz oder eine Walze, wird oft auf Ultrapräzisionsmaschinen mit Werkzeugen aus monokristallinem Diamant bearbeitet. Spitze Diamant-V-Werkzeuge schneiden feine Nuten und Prismen von wenigen Mikrometern Tiefe in vernickelte oder Kupferflächen. Form und Schärfe der Schneide bestimmen die Form jeder Nut und damit die Gleichmäßigkeit des Lichts. Dieselbe Technik wird bei Walzen für Prismenfolien eingesetzt, den Helligkeitsverstärkerfolien vieler Bildschirme.

Weil eine einzige Form Millionen Platten fertigt, muss das Werkzeug das ganze Muster mit gleichbleibender Schneide schneiden. Ein Diamant, der während eines langen Musters verschleißt oder ausbricht, hinterlässt Nuten, die sich von einer Seite der Form zur anderen verändern, und das zeigt sich als ungleichmäßige Helligkeit.

Der Zuschnitt der Platte

Die Platten werden mit der Säge oder der CNC-Fräse aus großen Tafeln geschnitten. Das hinterlässt raue, weiße Kanten. An drei Kanten ist das nicht immer ein Problem, weil sie mit Reflektorband oder einem Rahmen abgedeckt werden. Die Lichteintrittskante ist etwas anderes.

Die Lichteintrittskante

Das gesamte Licht tritt durch die Kante in die Platte ein: Sie muss deshalb optisch klar und plan sein. Eine raue Kante streut das Licht schon beim Eintritt, mit heißen Flecken vor jeder LED und dunklen Zonen dazwischen. Es gibt drei gängige Wege, die Kante zu bearbeiten:

Diamant-Kantenfräsen oder -polieren: Eine Maschine mit Fräser aus monokristallinem Diamant schneidet die Kante ohne Wärme in einem Durchgang klar und plan. Die übliche Wahl für optische Kanten.
Flammpolieren: schnell und glänzend, doch die Hitze kann Spannungen und eine leichte Verformung erzeugen, die für eine optische Kante ungeeignet sind.
Schwabbeln: möglich, aber langsam und mit der Neigung, die Kante zu runden.

Eine dicke klare Acrylplatte auf einer Kantenpoliermaschine mit glasklar polierter Kante

Mehr zum Bearbeiten von Acrylkanten finden Sie in unserem Ratgeber Plexiglas polieren.

Wo Bulunmaz ins Spiel kommt

Bulunmaz fertigt Werkzeuge aus monokristallinem Diamant für Lichtleiterplatten, aus Naturdiamant und MKD: V-Nut- und Mikroprismen-Werkzeuge für Formen und Walzen, Drehwerkzeuge für Walzenformen und Fräser für die Lichteintrittskante, als Standard oder nach Zeichnung. Wir schleifen sie auch nach. V-Nuten direkt in Acrylplatten auf einer Nutmaschine zu schneiden, ist eine andere Aufgabe: Senden Sie uns Ihre Maschinen- und Plattendaten, wir prüfen Ihren Fall. Sehen Sie unsere Diamantwerkzeuge für Lichtleiterplatten und Formen an.

Häufige Fragen

Was ist eine Lichtleiterplatte?: Eine Lichtleiterplatte (LGP, light guide plate) ist eine klare Platte, meist aus Acryl (PMMA) oder Polycarbonat, die das Licht von LEDs an ihrer Kante aufnimmt und gleichmäßig über ihre ganze Fläche verteilt. Ein Muster aus Punkten oder Nuten auf der Platte lenkt das Licht zum Betrachter.
Wie wird das Muster einer Lichtleiterplatte erzeugt?: Auf fünf Hauptwegen: im Siebdruck gedruckte Punkte, mit dem Laser gesetzte Punkte, direkt in die Platte geschnittene V-Nuten, im Spritzguss abgeformte Muster oder bei der Extrusion mit gemusterten Walzen geprägte Muster. Große Leuchtpanels verwenden oft gedruckte, gelaserte oder genutete Platten, kleine Bildschirme meist spritzgegossene.
Wie werden Formen für Lichtleiterplatten hergestellt?: Die Mikrostrukturen von Formen und Walzen werden oft mit Werkzeugen aus monokristallinem Diamant auf Ultrapräzisionsmaschinen geschnitten: spitze V-Werkzeuge schneiden Nuten und Prismen in vernickelte oder Kupferflächen. Die Form der Schneide wird zur Form jeder Nut.
Warum muss die Kante einer Lichtleiterplatte poliert werden?: Die Kante ist die Stelle, an der das LED-Licht in die Platte eintritt. Eine raue oder ungleichmäßige Kante streut das Licht und erzeugt helle Flecken und dunkle Zonen. Die Kante wird deshalb optisch klar und plan gefräst oder poliert.
Kann man die Kante einer Lichtleiterplatte flammpolieren?: Flammpolieren lässt Acrylkanten schnell glänzen, doch die Hitze kann Spannungen und eine leichte Verformung erzeugen, die für eine optische Kante ungeeignet sind. Diamantfräsen oder Diamantpolieren ergibt ohne Wärme eine klare, plane Kante.

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