Quelle est l'application du film de diffusion de la lumière ?

La fonction principale du film de diffusion de la lumière est de moduler l'intensité lumineuse du faisceau incident dans l'espace, c'est-à-dire qu'à travers la réflexion, la diffusion, la réfraction et la diffraction de la lumière et du film de diffusion, il est possible d'obtenir une distribution du champ lumineux diffus qui réponde aux exigences d'une certaine application. Les films de diffusion optique sont largement utilisés dans la formation de faisceaux, la technologie des écrans plats (écrans plats, FPD) et les nouveaux éclairages à semi-conducteurs (y compris les diodes électroluminescentes organiques/inorganiques et les dispositifs photovoltaïques).

Dans le domaine de l'affichage, la technologie des écrans plats s'est développée rapidement ces dernières années. L'affichage à cristaux liquides (LCD) occupe la position dominante de la technologie des écrans plats en raison de sa légèreté et de sa finesse, de sa faible consommation d'énergie, de son faible rayonnement, de l'absence de besoin de températures et de pressions élevées, et de la souplesse de son écran.

La figure 1-1 illustre les applications de l'écran LCD dans les smartphones, les tablettes, les écrans de voiture, les écrans médicaux et bien d'autres domaines. Actuellement, 1 ou 2 films de diffusion, à savoir le film de diffusion inférieur (diffuseur inférieur) et le film de diffusion supérieur (diffuseur supérieur), sont nécessaires dans le module de rétroéclairage LCD. Le film de diffusion inférieur est proche de la plaque de guidage de la lumière et sa fonction principale est de convertir la source de lumière non uniforme émise par la plaque de guidage de la lumière en une source de lumière superficielle uniformément répartie et de couvrir le point d'impression de la plaque de guidage de la lumière. Le film de diffusion supérieur est situé sur le côté le plus haut du module de rétroéclairage ; il présente les caractéristiques suivantes : transmittance élevée, grand angle de vision, grande uniformité, et peut protéger le film du prisme. Ainsi, après avoir traversé la plaque de guidage de la lumière, la lumière émise par la source d'éclairage est transformée en une source de lumière uniforme et douce à travers le film de diffusion de la lumière, et entre finalement dans le champ de vision des personnes en utilisant l'effet de focalisation du film à prisme. De nos jours, le film de diffusion optique est largement utilisé par les fabricants d'écrans LCD sur le marché. Indicateurs courants de film de diffusion : transmittance du film de diffusion supérieur 90%, flou 29% ; transmittance du film de diffusion inférieur 84%, flou 90%.

Dans le domaine de l'éclairage, les LED, en tant que nouveau type d'éclairage économe en énergie, ont été largement utilisées dans les feux de circulation, les sources lumineuses de projection, l'éclairage automobile, etc. Par rapport à une source lumineuse ordinaire, la source lumineuse LED présente les avantages d'une longue durée de vie, d'un faible pouvoir calorifique et d'une grande luminosité dans le domaine de l'éclairage. En tant que nouveau type d'éclairage à économie d'énergie, la LED a été largement utilisée dans les feux de circulation, les sources lumineuses de projection et l'éclairage automobile. Par rapport à la source lumineuse ordinaire, la source lumineuse à DEL présente les avantages d'une longue durée de vie, d'une faible valeur calorifique et d'une grande luminosité.

La technologie de mise en forme des faisceaux consiste à modifier l'amplitude complexe, l'intensité ou la distribution de phase du faisceau laser incident pour obtenir l'amplitude complexe, l'intensité ou la distribution de phase souhaitées afin d'atteindre l'objectif de la mise en forme des faisceaux. La technologie de lissage du faisceau laser est la technologie de mise en forme du faisceau la plus couramment utilisée, c'est-à-dire que le spot du faisceau laser est façonné en un carré, un cercle ou une autre forme avec une distribution uniforme de l'intensité. Dickey et al utilisent un réseau de microlentilles pour résoudre le problème de la mise en forme des lasers multimodes [16]. Son principe de fonctionnement consiste à diviser la superposition du faisceau et du sous-faisceau, mais cette méthode présente également quelques défauts. La superposition du sous-faisceau produit des taches d'interférence sur la surface de la cible, ce qui affecte la qualité de la mise en forme.

Le film holographique de diffusion de la forme du faisceau (Light Shaping Diffusers, appelé film de diffusion de la lumière LSD) a été mis au point par la société américaine Luminit. La diffusion directionnelle est réalisée en concevant la structure de la surface. Le film LSD à diffusion directionnelle peut être utilisé dans les systèmes de détection et de télémétrie laser aéroportés, les écrans montés sur la tête, les scanners de codes-barres, les scanners biométriques, les scanners de photocopieurs, la chirurgie ophtalmique au laser et les projecteurs directionnels.

À l'heure actuelle, l'application pratique des films de diffusion optique a été étendue aux domaines de l'énergie, de la chimie, de la médecine et autres, ce qui a suscité l'intérêt de nombreux chercheurs et industriels. Dans les dispositifs photovoltaïques, J. Yoon et al. ont appliqué une couche de film de lentilles microcylindriques en ester silylique sur des cellules solaires flexibles à base de silicium monocristallin, ce qui a permis d'augmenter l'efficacité de la cellule de 2,5 fois. Wei et al. ont recouvert la surface de l'OLED d'un film de réseau de microlentilles pour améliorer l'efficacité de l'extraction quantique de l'OLED de plus de 20%.

Le film de diffusion textile flexible fournit une intensité de rayonnement appropriée pour la thérapie photodynamique à faible dose (thérapie photodynamique PDT). Le film de diffusion rotatif est utilisé pour éliminer les taches composites dans le projecteur laser tricolore à cristaux liquides en silicium. Le système d'imagerie assisté par film de diffusion dans le domaine temporel permet d'examiner les tumeurs mammaires et de surveiller la chimiothérapie dans le cadre d'un diagnostic clinique. Les capteurs optiques basés sur des films de diffusion sont utilisés pour détecter la fraction volumique et la composition des protéines. Par conséquent, la réalisation de l'objectif d'application et de la multifonctionnalité du film de diffusion optique est la direction de la recherche future.