PLEXIGLAS LED (früher EndLighten T) Technische Information

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1 (früher EndLighten T) Technische Information

2 Inhalt # Das Produkt 3 Die Anwendungen Transparente Anwendungen 4 Nicht transparente Anwendungen 5 Die Funktionsweise Das Funktionsprinzip 6 Die Materialeigenschaften Empfohlene Sorten in Bezug auf die Leuchtstrecke 7 Leuchtdichte 8 Effizienz und Homogenität 8 Umformung von 9 Hinweise zur optimalen Nutzung von Transparente Anwendungen 10 Nicht transparente Anwendungen 11 Kantenbeleuchtung mit LEDs 12 Umgang mit Oberflächenkratzern 12 Optimale Lichtnutzung mit Wichtige Informationen im Überblick 13 Häufig gestellte Fragen (FAQs) 14 2

3 Das Produkt ist die perfekte Lösung für kantenbeleuchtete Anwendungen. Das Licht wird über die Kante in das hoch transparente Material eingespeist und gleichmäßig über die Fläche ausgekoppelt. Gegenüber dem bekannten weist das neue Material keine Trübung auf und das Licht wird deutlich stärker im rechten Winkel zur Oberfläche abgestrahlt. Bei frontaler Betrachtung der Platte wird die Helligkeit um 250% gesteigert. Beispiel einer nicht transparenten Anwendung Transparente Anwendung mit und ohne Licht 3

4 Die Anwendungen Transparente Anwendungen ist das ideale Material, um eine transparente Fläche mit LEDs gleichmäßig auszuleuchten. Die Oberfläche leuchtet in der jeweiligen Farbe der verwendeten LED. Transparent Ohne Lichteinspeisung gewährt das Material ungestörte Durchsicht ohne störende optische Effekte durch Trübung, Rasterdruck oder geritzte Strukturen. Daher ist das Material perfekt geeignet für die Bereiche Architektur und Design sowie Möbel-, Laden- und Messebau, z.b. als beleuchtete Raumteiler oder Türfüllungen oder im Bereich der ambienten Beleuchtung. 4

5 Nicht transparente Anwendungen Bei nicht transparenten Anwendungen ist das ideale Material für sehr flache und großflächig leuchtende Displays und Bilderrahmen, Leuchtdecken und Leuchtwände, Citylight Poster uvm. Bei der gezeigten Anwendung (Tresen) wird Licht über die Kante der Platte eingekoppelt. Als Motivscheibe wird hier PLEXIGLAS Reflections (früher PLEXIGLAS RADIANT) verwendet. Bei dieser nicht transparenten Anwendung wird Licht in die Kante der PLEXIGLAS LED Platte eingekoppelt und über die Fläche abgegeben. Als Streuscheibe wird PLEXIGLAS Satinice 0D010 DF verwendet. Die Farbe der Fläche wird durch die Farbe der LEDs gesteuert. 5

6 Die Funktionsweise Das Funktionsprinzip PLEXIGLAS EndLighten T Durch die Einbettung von farblosen, Licht streuenden Partikeln in PMMA werden die an der Kante eintretenden Lichtstrahlen abgelenkt. Die Totalreflexion im Lichtleiter wird überwunden und die Lichtstrahlen treten gezielt aus der Plattenoberfläche aus. Durch diesen Effekt wird eine gleichmäßig leuchtende Fläche erzeugt. PLEXIGLAS Farblos Bohrer Für handelsübliche Spiral- Wendelbohrer (für Metall) gilt bei deren Verwendung mit Acrylglas grundsätzlich, dass sie zuvor werkstoffgerecht umgeschliffen werden. Stichsägen Farbloses PLEXIGLAS leitet Licht durch Totalreflexion. Lichtstrahlen bleiben in der Platte und treten nur an den Kanten aus. PLEXIGLAS EndLighten T In eingebettete Streupartikel lenken die Lichtstrahlen ab, so dass die Totalreflexion überwunden wird. Lichtstrahlen können die Platte auch an den Oberflächen verlassen. 6

7 Die Materialeigenschaften Leuchtstrecke Als Maß für die Lichtleitergröße hat es sich als hilfreich erwiesen, die sogenannte Leuchtstrecke zu definieren. Die Leuchtstrecke bezeichnet: den entferntesten Abstand mehrerer Lichtquellen voneinander oder bei nur einer Lichtquelle den Abstand der Lichtquelle zur gegenüberliegenden, nicht beleuchteten Kante PLEXIGLAS EndLighten LED T Leuchtstrecke Detailzeichnungen zur Definition der Leuchtstrecke Leuchtstrecke Leuchtstrecke Leuchtstrecke Einseitige Einkopplung des Lichts Zweiseitige Einkopplung des Lichts Vierseitige Einkopplung des Lichts Sortenempfehlungen für eine möglichst helle und gleichmäßige Ausleuchtung Leuchtstrecke bei zweiseitiger Beleuchtung in mm Leuchtstrecke bei einseitiger Beleuchtung in mm Stärke in mm Empfohlene Sorte/Sortenbezeichnung Bis 300 Bis F10 SM , 6, 8, 10 0F11 L , 6, 8, 10 0F12 XL , 10 0F13 XXL 7

8 Leuchtdichte Abhängig von der Größe des Lichtleiters werden verschiedene Varianten angeboten. Im nebenstehenden Diagramm sind die gemittelten Leuchtdichten* aufgetragen. Bei den Varianten SM und L wird eine größere Leuchtdichte erreicht als bei Variante XL oder XXL, da die gleiche Menge an Licht, die an der Kante eingekoppelt wird, über eine kleinere Oberfläche verteilt wird. Für die optimale und möglichst gleichmäßige Lichtausbeute ist es sehr wichtig, den jeweils empfohlenen Typ PLEXIGLAS LED SM bis XXL einzusetzen siehe dazu auch Seite 7 *bei beidseitiger Beleuchtung (einseitig eingekoppelter Lichtstrom: 1734 lm/m) unter Verwendung eines Reflektors und einem weißen Poster Mittlere Leuchtdichte der Varianten Leuchtdichte in cd/m SM L XL XXL Leuchtstrecke in mm Effizienz und Homogenität Die Effizienz beschreibt, wie viel eingekoppeltes Licht über die Oberfläche abstrahlt. Die Homogenität beschreibt die gleichmäßige Ausleuchtung der Platte, also das Verhältnis von minimaler und maximaler Leuchtdichte. Untenstehende Diagramme sind gemessen bei den empfohlnen Maximallängen der jeweiligen Sorte. Messungen ergeben, dass sich Homogenität und Effizienz gegenläufig verhalten, dahingehend wurden die Einstellungen der Sorten optimiert. Da das menschliche Auge die Helligkeit logarithmisch wahrnimmt, kann es Homogenitätsunterschiede von etwa % nicht erkennen. * den Graphen in untenstehenden Diagrammen liegen Messwerte mit einem einseitig eingekoppelten Lichtstrom von etwa 1734 lm/m zugrunde. Effizienz Homogenität L_min/L_max Effizienz in % SM 80 L 70 XL 60 XXL Leuchtstrecke in mm Homogenität in % SM L XL XXL Leuchtstrecke in mm 8

9 Verformung von lässt sich thermisch verformen, beispielsweise wölben (siehe Abbildung unten). Dabei bleiben die lichttechnischen Eigenschaften nahezu erhalten. Es ist darauf zu achten, dass der Krümmungsradius r den für die jeweilige Materialstärke d kritischen Wert nicht unterschreitet. Lichtstrahlen, die näher am Krümmungsmittelpunkt in die Kante eingekoppelt werden treffen aufgrund der gebogenen Oberfläche in einem Winkel, der kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion auf die Oberfläche. Somit wird das Licht an dieser Stelle nicht im Innern der Platte weitergeleitet, sondern gelangt ungewollt über die Oberfläche nach außen. An dieser Stelle strahlt die Oberfläche hell auf, während weiter entfernt von der Einkoppelstelle dieses Licht fehlt ß 42,2 und nicht mehr über die Streupartikel an die Oberfläche gelangen kann. a 42,2 Die Folge ist eine ungleichmäßig leuchtende Oberfläche. Daher muss folgende Formel beachtet werden: Math. Grenzwert: r 3,2 d Wir empfehlen für die Praxis einen Krümmungsradius r 6x Materialstärke d r ß 42,2 a 42,2 ß 42,2 a 42,2 Lichtverlust minimal r 3,2 d Große Lichtverluste bei r 3,2 d d r d r Bereich mit großem Lichtverlust ß 42,2 a 42,2 Freiformen Neben Rechtecken lassen sich z.b. auch runde Displays herstellen. Es ist allerdings darauf zu achten, welchen Mechanismus der Lichtleiter nutzt, um das Licht zu leiten und zu verteilen, damit das Licht gleichmäßig nach vorne abgegeben wird. Einfach lässt sich in einem solchen Fall mit r d verfahren, weil das Material keine Muster verwendet, um den Streueffekt zu erzielen und es somit keine Vorgabe bezüglich der Richtung der Lichteinkopplung gibt. Die Streuscheibe muss lediglich in die vom Frontdisplay vorgegebene Form geschnitten werden (Materialempfehlungen s. Seite 11). Reflektor aus weiß gedecktem PLEXIGLAS Motivträger Schutzscheibe aus transparentem PLEXIGLAS Als Lichtquelle verwendet man in diesen Fällen am besten LED-Module, die auf flexible Leiterbahnen aufgebracht sind, um die Kontur nachzuführen. Dadurch gelingt es, das Licht in einfacher Weise in die Kante der Streuscheibe einzukoppeln. Flexible LED Module 9

10 Hinweise zur optimalen Nutzung von Transparente Anwendungen Verstärkte Helligkeit bei transparenten Anwendungen enthält speziell optimierte Streupartikel, die die Lichtstrahlen deutlich effektiver umlenken als andere Streupartikel. Hierdurch treten Lichtstrahlen steiler aus der Plattenoberfläche des Lichtleiters aus. Daher ist die Leuchtdichte bei senkrechter Betrachtung um 250%* höher als bei herkömmlichem, die Platte erscheint also 2 ½ mal so hell. * Dieser Vergleich gilt für transparente Anwendungen, also bei Verwendung von ohne Reflektor und/oder Diffusor. Vergleich der Leuchtdichten (Variante L; beidseitige Beleuchtung) Leuchtdichte in cd/m Position in mm L= 239 cd/m 2 L= 95 cd/m 2 (EndLighten T) (EndLighten) Leuchtdichtevergleich bei 300 mm Abstrahlung und Aufbau Bei transparenten Anwendungen kann der komplette Randbereich der beleuchteten Platte z.b. in einen Alurahmen eingebracht werden. Insbesondere an den Stellen der Lichteinkopplung muss auf eine entsprechende Abdeckung geachtet werden, sodass das Einlaufen der LEDs nicht zu sehen ist. Schutzplatte aus transparentem PLEXIGLAS Bei einer transparenten Anwendung entfällt die Verwendung von Reflektor und Diffusor. Das Licht strahlt somit beidseitig aus den Plattenoberflächen aus. nutzbare Lichtmenge LED Lichtquelle polierte Kante Schutzplatte aus transparentem PLEXIGLAS Optimierter Aufbau einer transparenten Anwendung Durch Verschmutzung der Platte wie z.b. Fingerabdrücke, aber auch durch Kratzer auf der Oberfläche kann die Licht leitende Funktion von gestört werden. Licht wird an diesen Stellen gebrochen und tritt dadurch verstärkt aus. Um dies zu vermeiden, sollte je nach Anwendung ein- oder beidseitig zusätzlich eine dünne, transparente PLEXIGLAS Platte angebracht werden. Da diese Schutzplatte die Lichtleitfunktion von nicht beeinflusst, leuchten Verunreinigungen oder Kratzer nicht auf! Materialempfehlung für eine transparente Schutzplatte: PLEXIGLAS Farblos UV 100 AR (reflexfrei) 0A570AR PLEXIGLAS MR (kratzfest) Farblos 0A000MR2 10

11 Nicht transparente Anwendungen Beidseitige oder einseitige Abstrahlung Leuchtschilder können ein- oder beidseitig abstrahlend aufgebaut werden. Bei einseitiger Abstrahlung ist die rückseitige Abdeckung lichtdicht und möglichst stark reflektierend zu gestalten. Dabei kann sowohl spiegelndes als auch diffus reflektierendes Material verwendet werden. Bei beidseitiger Abstrahlung sollten beide Abdeckungen bzw. Informationsträger möglichst aus dem gleichen Material bestehen. Die Verwendung von Diffusoren lenkt das Licht stärker in Richtung des Betrachters und erhöht so den Helligkeitseindruck. Aufbau In nebenstehender Abbildung ist ein optimierter Aufbau einer einseitig abstrahlenden Lichtwerbetafel zu sehen. Durch einen solchen Aufbau wird bei einer nicht transparenten Anwendung die nutzbare Lichtmenge, also das Licht, das nicht durch vorzeitiges Austreten an den Kanten oder der Oberfläche verloren geht, maximiert. Reflektor aus weiß gedecktem PLEXIGLAS nutzbare Lichtmenge polierte Kante Schutzplatte aus transparentem PLEXIGLAS LED Lichtquelle Optimierter Aufbau einer Lichtwerbetafel (gedeckte Anwendung) Aufbringen des Informationsträgers Die Abdeckungen bzw. die Informationsträger dürfen nicht auf die Platte aus vollflächig geklebt oder laminiert werden, da bei einem optischen Kontakt störende Aufhellungen oder Verdunklungen entstehen würden. Bei der Konstruktion ist daher auf eine Distanzierung zu achten. Optischer Kontakt Platte/Poster: optische Störungen Kein optischer Kontakt Platte/Poster: Licht wird nur durch die PLEXIGLAS LED Platte ausgekoppelt Auch ein Wassertropfen (siehe nebenstehendes Bild) beeinträchtigt die Lichtauskopplung, dadurch kommt es zu ungleichmäßigen Aufhellungen. Die Lichtbilanz ist stets ausgeglichen. Das bedeutet: Um eine gleichmäßige Verteilung zu erzielen, geht Licht an anderen Stellen verloren. Dementsprechend darf ein Poster aufliegen, aber nicht verklebt werden! Materialempfehlung für einen rückseitigen Reflektor: PLEXIGLAS GS WH01 PLEXIGLAS XT WN297 Diffusoren: WH14 PLEXIGLAS Satinice 0D010 DF PLEXIGLAS Satinice WM500 SC Transparente Schutzplatte: PLEXIGLAS MR (kratzfest) Farblos 0A000MR2 PLEXIGLAS Farblos UV 100 AR (reflexfrei) 0A570AR 11

12 Hinweise zur Kantenbeleuchtung mit LEDs Im Unterschied zu Leuchtstoffröhren sind LEDs punktförmige Lichtquellen. Im Bereich der Lichteinkopplung entsteht dadurch eine Aufhellung, die sich nach einigen Millimetern verliert. Daher sollte das Rahmensystem diesen Bereich verdecken. Als Regel für die Praxis gilt bei der Verwendung von LEDs: Die Abdeckung sollte so breit sein wie der Abstand der LEDs zueinander. In der Regel betragen die Abstrahlwinkel von LEDs Beispiel: Wenn der Abstand der LEDs zueinander 25 mm beträgt, sollte der Rahmen mit einer Breite von etwa 25 mm das einkoppelnde Licht verdecken. A Die LEDs sollten so dicht wie möglich an der Kante angebracht werden, damit das Licht optimal eingekoppelt wird. B B~A Beispielhafter Aufbau eines Rahmensystems Polieren der Materialkante: Alle Kanten sollten grundsätzlich poliert werden. Um die Streuverluste bei der Lichteinstrahlung zu minimieren, wird die Rauheit auf den Kantenoberflächen beispielsweise durch Diamantfräsen oder Flammpolieren geglättet. Ein Zuschneiden mit Hilfe von Laserschneidanlagen ergibt Kanten, die keiner weiteren Politur bedürfen. Umgang mit Oberflächenkratzern Kratzer lassen sich vollständig aus herauspolieren. Wird die Oberfläche durch äußere Einwirkungen beschädigt, dringt Licht verstärkt aus und die gleichmäßige Lichtverteilung ist gestört (siehe helle Flecken in nebenstehendem Bild). nicht poliert Lichttechnik gestört poliert Lichttechnische Eigenschaften wieder hergestellt Durch Polieren lassen sich die optischen Eigenschaften von PLEXIGLAS LED wieder vollständig herstellen. Das Licht wird wieder gleichmäßig in der Platte verteilt. Verkratzung stark Verkratzung mittel Verkratzung schwach 12

13 Optimale Lichtnutzung mit Wichtige Informationen im Überblick Für die optimale Lichtausbeute sollte der für die gewünschte Leuchtstrecke geeignete Typ SM bis XXL verwendet werden Siehe Seite 7 Bekleben, laminieren und bedrucken von stört die lichttechnischen Eigenschaften Siehe Seite 11 Alle Kanten sollten poliert sein, um Streuverluste zu minimieren Siehe Seite 12 Um Lichtverluste über die nicht beleuchteten Kanten zu vermeiden, sollten sie reflektierend ausgestattet werden, z.b. durch Weiß lackieren der Profilinnenflächen, welche die Plattenkanten umschließen. Die LEDs sollten möglichst dicht an der Kante anliegen, damit das Licht optimal eingekoppelt wird. Bei transparenten Anwendungen wird die Verwendung von transparenten Abdeckscheiben als Schutz vor Oberflächenkratzern empfohlen Siehe Seite 10 Bei nicht transparenten Anwendungen wird die Verwendung einer weißen Reflexionsplatte empfohlen Siehe Seite 11 13

14 FAQs Häufig gestellte Fragen Welche Vorteile hat die LED-Technologie? LEDs sind energieeffizient und sparen Strom. Die Lebensdauer von LEDs ist mehr als 4 mal höher als die von Leuchtstoffröhren. Nach Ablauf der Lebensdauer nimmt lediglich die Helligkeit ab. Das Display fällt also nicht aus. Mit RGB-LEDs können verschiedene Farbprogramme abgespielt werden. Das Licht kann in einfacher Weise in die Kante eingekoppelt werden. Dadurch gelangt nahezu das gesamte Licht in die Platte. Was passiert, wenn ich statt der empfohlenen Variante (XL) die größere Variante (XXL) verwende? Die Lichtausbeute ist geringer als bei dem Typ XL. Eine homogene Ausleuchtung ist weiterhin gegeben. Siehe Seite 8 Was passiert, wenn ich statt der empfohlenen Variante (XL) die kleinere Variante (L) verwende? Was passiert, wenn ich für eine nicht transparente Anwendung (EndLighten) statt (EndLighten T) verwende? Es ist kaum ein Unterschied erkennbar. Eine homogene Ausleuchtung ist auch bei Verwendung von (EndLighten) gegeben und die Helligkeit wird in etwa der bei der Verwendung von (EndLighten T) entsprechen. ist fertig eingebaut, beim Einschalten ist die Ausleuchtung jedoch nicht homogen. Die Kaschierfolie ist zum Schutz noch auf dem Material. Die Kaschierfolie muss vollständig abgezogen werden. Dann funktioniert die Lichtverteilung. Die Kaschierfolie stört die Lichtleitung durch den optischen Kontakt mit der Oberfläche. Die Homogenität der Ausleuchtung nimmt ab. Da die kleinere Variante auf kleinere Flächen optimiert wurde, gelangt das Licht nicht mehr in die Tiefe der Platte. Die Helligkeit würde im Ergebnis in der Mitte abnehmen. Siehe Seite 8 Welche Ursache kann eine ungewollte Aufhellung des Randbereiches haben? (Korona Effekt) Beim Einkoppeln des Lichts ist darauf zu achten, dass das Licht nur in die Kante der Platte einkoppelt wird und nicht in den Motivträger, die Abdeck-, Diffusor- oder Reflexionsplatte. Was passiert, wenn ich für eine transparente Anwendung (EndLighten) statt (EndLighten T) verwende? Die Anwendung erscheint trüber, weil die Transparenz nicht gegeben ist. Außerdem leuchtet (EndLighten) bei senkrechter Betrachtung weniger stark. Eine homogene Ausleuchtung ist weiterhin gegeben. 14

15 PLEXIGLAS ist eine eingetragene Marke der Evonik Röhm GmbH, Darmstadt, Deutschland. Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001 (Qualität) und DIN EN ISO (Umwelt) Unsere Informationen entsprechen unseren heutigen Kenntnissen und Erfahrungen nach unserem besten Wissen. Wir geben sie jedoch ohne Verbindlichkeit weiter. Änderungen im Rahmen des technischen Fortschritts und der betrieblichen Weiterentwicklung bleiben vorbehalten. Unsere Informationen beschreiben lediglich die Beschaffenheit unserer Produkte und Leistungen und stellen keine Garantien dar. Der Abnehmer ist von einer sorgfältigen Prüfung der Funktionen bzw. Anwendungsmöglichkeiten der Produkte durch dafür qualifiziertes Personal nicht befreit. Dies gilt auch hinsichtlich der Wahrung von Schutzrechten Dritter. Die Erwähnung von Handelsnamen anderer Unternehmen ist keine Empfehlung und schließt die Verwendung anderer gleichartiger Produkte nicht aus. Evonik Industries AG Acrylic Polymers Kirschenallee Darmstadt www evonik.de Kenn-Nr September 2011 xx/0911/09971 (de)