Qu’est-ce qu’une plaque guide de lumière ?

Une plaque guide de lumière (LGP, light guide plate) est une plaque transparente, en général en acrylique (PMMA) ou en polycarbonate, qui reçoit la lumière de LED placées le long de son chant et la répartit de façon homogène sur toute sa surface. Un motif de points ou de rainures sur la plaque renvoie la lumière vers l’observateur.

Comment le motif d’une plaque guide de lumière est-il réalisé ?

De cinq façons principales : points imprimés en sérigraphie, points gravés au laser, rainures en V taillées directement dans la plaque, motifs moulés par injection, ou motifs pressés par des rouleaux gravés pendant l’extrusion. Les grandes dalles lumineuses utilisent souvent des plaques imprimées, gravées au laser ou rainurées en V ; les petits écrans, surtout des plaques moulées.

Comment sont fabriqués les moules des plaques guides de lumière ?

Les micro-motifs des moules et des rouleaux sont souvent taillés avec des outils en diamant monocristallin sur des machines d’ultra-précision : des outils en V à pointe vive pour les rainures et les prismes, qui coupent des surfaces nickelées ou en cuivre. La forme de l’arête de l’outil devient la forme de chaque rainure.

Pourquoi le chant d’une plaque guide de lumière doit-il être poli ?

Le chant est l’endroit où la lumière des LED entre dans la plaque. Un chant rugueux ou irrégulier diffuse la lumière et crée des points brillants et des zones sombres. Le chant est donc fraisé ou poli optiquement transparent et plan.

Peut-on polir à la flamme le chant d’une plaque guide de lumière ?

Le polissage à la flamme rend vite brillants les chants en acrylique, mais la chaleur peut créer des tensions et une légère déformation, ce qui convient mal à un chant optique. Le fraisage ou le polissage au diamant donne un chant transparent et plan, sans chaleur.

Savoir-faire · Écrans et rétroéclairage

Comment sont fabriquées les plaques guides de lumière : motifs, découpe et polissage des chants

Une plaque guide de lumière est une plaque transparente en acrylique ou en polycarbonate qui répartit la lumière d’une rangée de LED de façon homogène sur une surface plane. On la trouve derrière les écrans LCD, dans les dalles LED minces et dans les enseignes lumineuses. L’homogénéité de son éclairage dépend de deux choses : le motif de sa surface et la qualité du chant par lequel la lumière entre. Ce guide explique comment les deux sont réalisés.

Surface de moule plane sous une machine d’ultra-précision, un petit outil diamant taillant de fines rainures en V parallèles

Ce que fait une plaque guide de lumière

Les LED sont de petits points de lumière très brillants. Pour qu’un écran ou une dalle entière s’éclaire de façon homogène, il faut répartir cette lumière. Dans un éclairage par la tranche, une rangée de LED éclaire le chant d’une plaque transparente. Dans la plaque, la lumière rebondit entre les deux faces et la traverse, piégée par réflexion totale interne. Un motif sur l’une des faces rompt cette réflexion de façon contrôlée et renvoie la lumière vers l’observateur : un peu près des LED, davantage plus loin, pour que toute la surface paraisse également lumineuse.

La plaque est en général en acrylique (PMMA), très transparent, ou en polycarbonate quand il faut plus de résistance. Un film réflecteur se trouve derrière, des films diffuseurs et prismatiques devant.

Cinq façons de réaliser le motif lumineux

Méthode	Comment le motif est réalisé	Usage typique
Points imprimés	Des points d’encre blanche sont sérigraphiés sur la face arrière	Dalles lumineuses, enseignes, grands rétroéclairages
Points laser	Un laser grave de petits points dans la surface	Dalles lumineuses, enseignes, petites séries
Rainurage en V	Des rainures en V sont taillées directement dans la plaque sur une machine de rainurage	Dalles lumineuses et rétroéclairages
Moulage par injection	Le motif est moulé dans la plaque à partir d’un insert de moule gravé	Téléphones, ordinateurs portables, moniteurs, écrans automobiles
Pressage par rouleau	Un rouleau gravé imprime le motif dans la plaque pendant l’extrusion	Production de plaques en grand volume

L’impression et la gravure laser ne demandent aucun outillage et conviennent à une production flexible. Le rainurage en V donne un motif net, sans encre. Le moulage et le pressage par rouleau sont les voies du grand volume, et leur qualité dépend entièrement du moule ou du rouleau.

Les moules et les rouleaux : là où travaille l’outil diamant

Les motifs moulés ou pressés sont des copies d’une surface maîtresse. Ce maître, un insert de moule ou un rouleau, est souvent usiné avec des outils en diamant monocristallin sur des machines d’ultra-précision. Des outils diamant en V à pointe vive taillent des rainures et des prismes fins, de quelques microns de profondeur, dans des surfaces nickelées ou en cuivre. La forme et l’acuité de l’arête deviennent la forme de chaque rainure, et donc l’homogénéité de la lumière. La même technique sert pour les rouleaux qui produisent les films prismatiques, les films d’amélioration de la luminosité de nombreux écrans.

Comme un seul moule produit des millions de plaques, l’outil doit couper tout le motif avec une arête constante. Un diamant qui s’use ou s’ébrèche pendant un long motif laisse des rainures qui changent d’un côté du moule à l’autre, et cela se voit sous forme de luminosité irrégulière.

La découpe de la plaque

Les plaques sont découpées dans de grandes feuilles par sciage ou détourage CNC. Cela laisse des chants rugueux et blancs. Sur trois côtés, ce n’est pas toujours gênant, car ils sont couverts par un ruban réflecteur ou un cadre. Le chant d’entrée de la lumière, lui, est différent.

Le chant d’entrée de la lumière

Toute la lumière entre dans la plaque par son chant : celui-ci doit donc être optiquement transparent et plan. Un chant rugueux diffuse la lumière à l’entrée et crée des points chauds devant chaque LED et des zones sombres entre elles. Il existe trois façons courantes de le finir :

Le fraisage ou le polissage des chants au diamant : une machine équipée d’une fraise en diamant monocristallin coupe le chant transparent et plan en une passe, sans chaleur. C’est le choix habituel pour les chants optiques.
Le polissage à la flamme : rapide et brillant, mais la chaleur peut créer des tensions et une légère déformation, ce qui convient mal à un chant optique.
Le polissage au disque : possible, mais lent, et il tend à arrondir le chant.

Plaque d’acrylique transparente épaisse sur une polisseuse de chants, avec un chant poli transparent comme du verre

Pour en savoir plus sur la finition des chants en acrylique, voir notre guide polir le plexiglas.

Où se situe Bulunmaz

Bulunmaz fabrique des outils en diamant monocristallin pour les plaques guides de lumière, en diamant naturel et en MCD : outils pour rainures en V et micro-prismes destinés aux moules et aux rouleaux, outils de tournage de moules à rouleaux et fraises pour le chant d’entrée de la lumière, en standard ou sur plan, et les réaffûte. Tailler des rainures en V directement dans la plaque sur une machine de rainurage est un autre travail : envoyez-nous les données de votre machine et de vos plaques, nous étudierons votre cas. Voir nos outils diamant pour plaques guides de lumière et moules.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qu’une plaque guide de lumière ?: Une plaque guide de lumière (LGP, light guide plate) est une plaque transparente, en général en acrylique (PMMA) ou en polycarbonate, qui reçoit la lumière de LED placées le long de son chant et la répartit de façon homogène sur toute sa surface. Un motif de points ou de rainures sur la plaque renvoie la lumière vers l’observateur.
Comment le motif d’une plaque guide de lumière est-il réalisé ?: De cinq façons principales : points imprimés en sérigraphie, points gravés au laser, rainures en V taillées directement dans la plaque, motifs moulés par injection, ou motifs pressés par des rouleaux gravés pendant l’extrusion. Les grandes dalles lumineuses utilisent souvent des plaques imprimées, gravées au laser ou rainurées en V ; les petits écrans, surtout des plaques moulées.
Comment sont fabriqués les moules des plaques guides de lumière ?: Les micro-motifs des moules et des rouleaux sont souvent taillés avec des outils en diamant monocristallin sur des machines d’ultra-précision : des outils en V à pointe vive pour les rainures et les prismes, qui coupent des surfaces nickelées ou en cuivre. La forme de l’arête de l’outil devient la forme de chaque rainure.
Pourquoi le chant d’une plaque guide de lumière doit-il être poli ?: Le chant est l’endroit où la lumière des LED entre dans la plaque. Un chant rugueux ou irrégulier diffuse la lumière et crée des points brillants et des zones sombres. Le chant est donc fraisé ou poli optiquement transparent et plan.
Peut-on polir à la flamme le chant d’une plaque guide de lumière ?: Le polissage à la flamme rend vite brillants les chants en acrylique, mais la chaleur peut créer des tensions et une légère déformation, ce qui convient mal à un chant optique. Le fraisage ou le polissage au diamant donne un chant transparent et plan, sans chaleur.

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