À la tombée de la nuit, les caissons lumineux affichant des informations promotionnelles défilantes sur les extérieurs des centres commerciaux, les caissons lumineux publicitaires guidant les directions dans les stations de métro, et les caissons lumineux à enseignes clignotantes aux entrées des magasins de proximité... Ces dispositifs omniprésents émettant de la lumière sont depuis longtemps devenus une partie indispensable des scènes nocturnes urbaines. Pourquoi peuvent-ils émettre de la lumière en continu et uniformément pour présenter clairement des images ? Derrière cela se cache une « collaboration » exquise entre les sources lumineuses et les matériaux de transmission de la lumière.

Si l'on compare un caisson lumineux à un corps émetteur de lumière, alors la source lumineuse est son « cœur », responsable de fournir un apport continu d'énergie lumineuse. Avec le développement de la technologie, les sources lumineuses utilisées dans les caissons lumineux ont subi de multiples itérations, et actuellement, les principales sont les lampes fluorescentes et les lampes LED.

Les premiers caissons lumineux utilisaient principalement des lampes fluorescentes, qui génèrent des rayons ultraviolets par la décharge de vapeur de mercure dans le tube, excitant le phosphore sur la paroi du tube pour émettre de la lumière. Ce type de source lumineuse a un faible coût et une luminosité modérée, mais il présente des inconvénients évidents : une consommation d'énergie élevée, une courte durée de vie (généralement 5000 à 8000 heures) et une répartition inégale de la lumière, ce qui forme facilement des « points lumineux » sur la surface du caisson lumineux. De plus, les lampes fluorescentes contiennent du mercure, qui peut polluer l'environnement s'il n'est pas correctement éliminé après avoir été jeté. De nos jours, elles ont progressivement été remplacées par des lampes LED plus respectueuses de l'environnement.

La LED (Diode Électroluminescente) est actuellement la « force principale » des caissons lumineux. Elle émet de la lumière grâce à l'électrification d'une puce semi-conductrice et présente trois avantages majeurs : économie d'énergie, longue durée de vie et protection de l'environnement. Sa consommation d'énergie ne représente qu'environ 30 % de celle des lampes fluorescentes, sa durée de vie peut atteindre 50 000 à 100 000 heures, et elle ne contient pas de substances nocives telles que le mercure. Plus important encore, les lampes LED sont de petite taille et peuvent être disposées de manière flexible en bandes lumineuses ou en matrices de perles de lampe, qui peuvent être ajustées en fonction de la taille et de la forme du caisson lumineux pour rendre la répartition de la lumière plus uniforme. Par exemple, les grands caissons lumineux extérieurs utilisent souvent des bandes lumineuses LED haute densité pour garantir que chaque coin de l'image est éclairé ; tandis que les petits caissons lumineux d'enseignes peuvent répondre à la demande avec seulement quelques perles de lampe LED.

Avec « l'énergie » fournie par la source lumineuse, une couche de matériau de transmission de la lumière, comme une « peau », est nécessaire pour guider la lumière, permettant à l'image d'être présentée clairement et en douceur. Les fonctions principales des matériaux de transmission de la lumière sont la diffusion de la lumière (pour éviter l'éblouissement ou les points lumineux causés par la lumière directe de la source) et le transport des images (impression ou collage de contenu publicitaire). Les plus courants sont les panneaux en acrylique, les tissus pour caissons lumineux et les panneaux diffuseurs.

Les panneaux en acrylique (verre organique) sont des matériaux couramment utilisés pour les caissons lumineux intérieurs. Ils ont une transmission lumineuse de plus de 90 %, sont durs, résistants à l'usure et ont une surface lisse, ce qui peut faire diffuser la lumière uniformément et rendre les couleurs de l'image vives. Cependant, les panneaux en acrylique ont un coût élevé et une faible résistance aux chocs, ils ne conviennent donc pas aux environnements extérieurs difficiles et sont donc plus utilisés dans les scènes intérieures telles que les centres commerciaux et les hôtels.

Le tissu pour caisson lumineux est le « premier choix » pour les caissons lumineux extérieurs. Il est tissé à partir de matériaux en PVC et recouvert d'un revêtement spécial sur la surface. Il a non seulement une bonne transmission de la lumière (environ 70 % à 80 %), mais aussi une forte résistance aux intempéries - il peut résister aux conditions météorologiques extrêmes telles que les rayons ultraviolets, le vent et la pluie, et les températures élevées. Même dans des environnements de moins 30 °C ou de plus 60 °C, il n'est pas facile de se fissurer ou de se décolorer. De plus, le tissu pour caisson lumineux est souple et peut être transformé en grands caissons lumineux incurvés pour s'adapter à diverses façades de bâtiments irrégulières.

Les panneaux diffuseurs sont les « héros cachés ». Ils sont généralement installés entre la source lumineuse et le panneau en acrylique ou le tissu pour caisson lumineux. La surface présente de minuscules textures concaves-convexes, qui peuvent convertir la lumière directe de la source lumineuse en une lumière diffuse douce, éliminant complètement les points lumineux. Dans certains caissons lumineux avec des exigences élevées en matière d'uniformité de la lumière (tels que les caissons lumineux de visualisation de radiographies dans les hôpitaux), les panneaux diffuseurs sont des composants essentiels.

La « collaboration » entre la source lumineuse et le matériau de transmission de la lumière est essentielle pour équilibrer la luminosité et l'uniformité. Par exemple, si les perles de lampe LED sont directement face au tissu du caisson lumineux, des points lumineux évidents se formeront ; mais si un panneau diffuseur est ajouté entre eux, la lumière peut couvrir uniformément l'ensemble de l'image après la réfraction et la diffusion.

En même temps, différents scénarios ont des exigences différentes en matière de « collaboration » : les caissons lumineux extérieurs ont besoin de lampes LED à haute luminosité combinées à des tissus pour caissons lumineux résistants aux intempéries pour résister à la lumière directe du soleil ; tandis que les caissons lumineux d'exposition de reliques culturelles des musées nécessitent des lampes LED à faible ultraviolet associées à des panneaux en acrylique anti-éblouissement pour garantir l'effet d'affichage tout en évitant d'endommager les reliques culturelles.

Des panneaux d'affichage dans les rues et les ruelles aux équipements de précision dans les laboratoires, le secret de l'illumination des caissons lumineux est essentiellement le contrôle et l'utilisation de la lumière par l'homme. Lorsque l'énergie de la source lumineuse est parfaitement combinée avec le guidage des matériaux de transmission de la lumière, ces dispositifs émetteurs de lumière pratiques et esthétiques sont créés, illuminant silencieusement nos vies.