Qual é a aplicação da película de difusão da luz?

A principal função da película de difusão de luz é modular a intensidade da luz do feixe incidente no espaço, ou seja, através da reflexão, dispersão, refração e difração da luz e da película de difusão, pode obter-se a distribuição do campo de luz difusa que satisfaz os requisitos de uma determinada aplicação. As películas de difusão ótica são amplamente utilizadas na modelação de feixes, na tecnologia de ecrã plano (ecrã plano, FPD) e na nova iluminação de estado sólido (incluindo díodos emissores de luz orgânicos/inorgânicos e dispositivos fotovoltaicos).

No domínio dos ecrãs, a tecnologia dos ecrãs planos desenvolveu-se rapidamente nos últimos anos. O ecrã de cristais líquidos (LCD) ocupa a posição dominante na tecnologia de ecrã plano devido à sua leveza e espessura, ao baixo consumo de energia, à baixa radiação, ao facto de não necessitar de alta temperatura e alta pressão e ao seu ecrã suave.

A figura 1-1 mostra a aplicação do LCD em smartphones, tablets, ecrãs de automóveis, ecrãs médicos e muitos outros domínios. Atualmente, são necessárias 1-2 películas de difusão, nomeadamente a película de difusão inferior (difusor inferior) e a película de difusão superior (difusor superior), no módulo de retroiluminação LCD. A película de difusão inferior está próxima da placa de guia de luz e a sua principal função é converter a fonte de luz não uniforme emitida pela placa de guia de luz numa fonte de luz de superfície uniformemente distribuída e cobrir o ponto de impressão da placa de guia de luz. A película de difusão superior está localizada na parte superior do módulo de retroiluminação, que tem as caraterísticas de alta transmitância, grande ângulo de visão, alta uniformidade e pode proteger a película do prisma. Desta forma, depois de passar pela placa de guia de luz, a luz emitida pela fonte de iluminação é transformada numa fonte de luz de superfície uniforme e suave através da película de difusão de luz e, finalmente, entra no campo de visão das pessoas utilizando o efeito de focagem da película de prisma. Atualmente, a película de difusão ótica é amplamente utilizada pelos fabricantes de LCD no mercado. Indicadores comuns da película de difusão: transmitância da película de difusão superior 90%, neblina 29%; transmitância da película de difusão inferior 84%, neblina 90%.

No domínio da iluminação, o LED, como um novo tipo de iluminação economizadora de energia, tem sido amplamente utilizado em sinais de trânsito, fontes de luz de projeção, iluminação automóvel, etc. Em comparação com a fonte de luz comum, a fonte de luz LED tem as vantagens de longa duração, baixo valor calorífico e brilho no domínio da iluminação. Como um novo tipo de iluminação de poupança de energia, o LED tem sido amplamente utilizado em sinais de trânsito, fonte de luz de projeção e iluminação automóvel. Em comparação com a fonte de luz comum, a fonte de luz LED tem as vantagens de longa duração, baixo poder calorífico e brilho.

A tecnologia de formação do feixe refere-se à alteração da amplitude complexa, da intensidade ou da distribuição de fase do feixe laser incidente para a amplitude complexa, a intensidade ou a distribuição de fase pretendidas para atingir o objetivo de formação do feixe. A tecnologia de suavização do feixe laser é a tecnologia de modelação do feixe mais utilizada, ou seja, o ponto do feixe laser é modelado num quadrado, círculo ou outra forma com uma distribuição uniforme da intensidade. Dickey et al utilizam um conjunto de microlentes para resolver o problema da modelação de lasers multimodo [16]. O seu princípio de funcionamento é dividir a sobreposição do feixe e do subfeixe, mas este método também tem alguns defeitos. A sobreposição do subfeixe produz manchas de interferência na superfície do alvo, o que afecta a qualidade da modelação.

A película de difusão holográfica para modelação de feixes (Light Shaping Diffusers, referida como película de difusão de luz LSD) foi desenvolvida pela Luminit Company dos Estados Unidos. A difusão direcional é realizada através da conceção da estrutura da superfície. A película LSD com difusão direcional pode ser utilizada em sistemas aéreos de deteção e alcance laser, ecrãs montados na cabeça, leitores de códigos de barras, leitores biométricos, leitores de fotocopiadoras, cirurgia oftalmológica a laser e projectores direcionais.

Atualmente, a aplicação prática da película de difusão ótica tem sido alargada aos domínios da energia, da química, da medicina e outros, pelo que tem despertado o interesse de muitos académicos e industriais. Em dispositivos fotovoltaicos, J. Yoon et al. revestiram uma camada de película de matriz de lentes microcilíndricas de éster silílico em células solares flexíveis à base de silício monocristalino, o que aumentou a eficiência da célula em 2,5 vezes. Wei et al. revestiram a superfície do OLED com uma película de matriz de microlentes para melhorar a eficiência de extração quântica do OLED em mais de 20%.

A película de difusão têxtil flexível proporciona uma intensidade de radiação adequada para a terapia fotodinâmica de baixa dose (terapia fotodinâmica PDT). A película de difusão rotativa é utilizada para eliminar as manchas compostas no projetor laser tricolor de silício de cristais líquidos. O sistema de imagem assistida por película de difusão no domínio do tempo permite o exame de tumores da mama e a monitorização da quimioterapia no diagnóstico clínico. Os sensores ópticos baseados em películas de difusão são utilizados para detetar a fração volumétrica e a composição das proteínas. Por conseguinte, a realização do objetivo de aplicação e da multifuncionalidade da película de difusão ótica é a direção da investigação futura.