隨著LED照明的采用率不斷攀升，照明制造商正在追求照明應(yīng)用傳統(tǒng)材料之外的材料，以推動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和外形、提高效率、克服持續(xù)的成本障礙。雖然傳統(tǒng)上制造商在固態(tài)照明(SSL)應(yīng)用中使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)- 接著是玻璃。現(xiàn)在，聚碳酸酯樹脂(PC)越來越多地成為透鏡、燈罩、燈管、導(dǎo)管柱、擴(kuò)散器和反射器。今天，大約90%的替代白熾燈的改裝LED燈由PC材料制成。

　　LED設(shè)計(jì)人員通過選擇PC(而非玻璃和PMMA)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括更強(qiáng)的抗沖擊性和耐熱性、可燃性等級(jí)提高和增加設(shè)計(jì)靈活性。雖然玻璃和PMMA由于其高透光率和強(qiáng)耐候性而與PC保持競(jìng)爭(zhēng)，但是最新的專業(yè)PC正在迅速縮小差距。作為LED設(shè)備的候選材料，聚碳酸酯對(duì)玻璃和PMMA構(gòu)成了巨大的挑戰(zhàn)，并且正在推動(dòng)住宅、商業(yè)和戶外LED設(shè)計(jì)的進(jìn)步。

　　PC打開住宅市場(chǎng)

　　許多國家已經(jīng)開始過渡，遠(yuǎn)離傳統(tǒng)照明源，這要?dú)w功于消費(fèi)者對(duì)節(jié)能減排的高度關(guān)注，以及政府法規(guī)推動(dòng)逐步淘汰低效率的燈泡。但是，要想全面替代白熾燈和緊湊型熒光燈(CFL) ，LED必須解決成本問題，成本仍然是其進(jìn)入大眾住宅市場(chǎng)的主要障礙之一。由于需求增長，消費(fèi)者需要看到并了解投資有更長使用壽命的技術(shù)帶來的好處。

　　耐用性和耐沖擊性是住宅環(huán)境中的重要標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榫用癜惭b燈時(shí)掉落或?qū)Ω鼡Q燈處理不當(dāng)?shù)那闆r很常見。PC提供的耐沖擊性，在實(shí)驗(yàn)室中抗彎沖擊打破樣品時(shí)用kJ/m2(千焦耳/平方米)進(jìn)行測(cè)量，明顯高于玻璃和PMMA。在實(shí)際沖擊測(cè)量中，PC的性能超過PMMA的10倍，玻璃的30倍。

　　使用PC生產(chǎn)的LED裝置也比使用PMMA生產(chǎn)的更安全，后者在阻燃性和耐熱性方面表現(xiàn)不佳。根據(jù)UL 94標(biāo)準(zhǔn)，某些PC獲得了“5VA”等級(jí)，這是阻燃性的最高等級(jí)。另一方面，PMMA獲得UL 94評(píng)級(jí)的“HB”，這是排名中最低的。此外，PC可以在高達(dá)130°C的溫度下連續(xù)使用，而PMMA只能達(dá)到90°C。表1總結(jié)了PC和PMMA的重要特性，供固態(tài)照明產(chǎn)品開發(fā)人員參考。

　　表1. PC和PMMA的規(guī)格比較。

　　產(chǎn)生更柔和的固態(tài)照明

　　為了在住宅環(huán)境中增加對(duì)LED的需求，照明設(shè)計(jì)師還必須解決LED照明設(shè)備的質(zhì)量問題，使燈光更柔和，更接近于白熾燈泡。具有乳白色或磨砂效果的擴(kuò)散材料可以屏蔽LED光源，有助于均勻分布光線并減少眩光。假如沒有擴(kuò)散，LED光源會(huì)產(chǎn)生刺眼的白色亮點(diǎn)。

　　同時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須平衡柔和白光的美學(xué)需求與光傳播之間的關(guān)系。太多的擴(kuò)散可能意味著過度的光照度損失，使燈泡效率降低。

　　PC擅長在擴(kuò)散與光傳播之間取得微妙的平衡。新一代聚碳酸酯可以屏蔽熱點(diǎn)而不影響光透射。當(dāng)用于LED球罩或透鏡蓋時(shí)，PC提供有效的擴(kuò)散，無需二次鏡片或組件，從而消除成本、復(fù)雜性和重量。使用PMMA制造的擴(kuò)散器通常需要多個(gè)組件，增加了LED設(shè)計(jì)的重量和復(fù)雜性。

　　表2顯示了當(dāng)今LED設(shè)計(jì)人員可用的PC級(jí)別提供的透射和光散射。透明級(jí)別的SABIC的LEXAN LUX C樹脂產(chǎn)品提供了1 mm 91.5%的光傳輸，比傳統(tǒng)PC的89%有顯著的改善，僅次于92%的PMMA。對(duì)于需要更大擴(kuò)散的照明應(yīng)用，LEXAN LUX C樹脂擴(kuò)散級(jí)可將光線擴(kuò)散(表2所示)為光散射度(DLD)，或觀察到入射光亮度的一半的角度，而不顯著減少光傳輸。

　　表2.透明和擴(kuò)散PC等級(jí)的透光率和光散射度。

　　創(chuàng)造照明均勻性和一致性也給工業(yè)和商業(yè)用LED帶來困難，但PC已經(jīng)證明在這些環(huán)境中是有效的。Intematix公司是一家LED照明熒光材料和光學(xué)器件的制造商，該公司選擇了SABIC的透明、擴(kuò)散和反射級(jí)別的LEXAN LUX樹脂，來制作ChromaLit線性照明系統(tǒng)(圖1)。

　　圖1. Intematix公司的ChromaLit照明系統(tǒng)使用遠(yuǎn)程熒光粉技術(shù)和基于聚碳酸酯的光學(xué)元件。

　　ChromaLit采用遠(yuǎn)程熒光粉技術(shù)，該技術(shù)使用與藍(lán)色LED能源分離的熒光粉組件，以產(chǎn)生更好的光擴(kuò)散。熒光粉與能量源的分離產(chǎn)生了更好的照明均勻性。ChromaLit線性系統(tǒng)提供自然均勻的高品質(zhì)光，與最有效率的藍(lán)色LED一起使用時(shí)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換功效可高達(dá)215 lm/w或高達(dá)163 lm/W。