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用傳統材料之外的材料，以推動創新設計和外形、提高效率、克服持續的成本障礙。雖然傳統上制造商在固態照明(SSL)應用中使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)- 接著是玻璃。現在，聚碳酸酯樹脂(PC)越來越多地成為透鏡、燈罩、燈管、導管柱、擴散器和反射器。今天，大約90%的替代白熾燈的改裝LED燈由PC材料制成。
LED設計人員通過選擇PC(而非玻璃和PMMA)實現了多項優勢，包括更強的抗沖擊性和耐熱性、可燃性等級提高和增加設計靈活性。雖然玻璃和PMMA由于其高透光率和強耐候性而與PC保持競爭，但是最新的專業PC正在迅速縮小差距。作為LED設備的候選材料，聚碳酸酯對玻璃和PMMA構成了巨大的挑戰，并且正在推動住宅、商業和戶外LED設計的進步。
PC打開住宅市場
許多國家已經開始過渡，遠離傳統照明源，這要歸功于消費者對節能減排的高度關注，以及政府法規推動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，成本仍然是其進入大眾住宅市場的主要障礙之一。由于需求增長，消費者需要看到并了解投資有更長使用壽命的技術帶來的好處。
耐用性和耐沖擊性是住宅環境中的重要標準，因為居民安裝燈時掉落或對更換燈處理不當的情況很常見。PC提供的耐沖擊性，在實驗室中抗彎沖擊打破樣品時用kJ/m2(千焦耳/平方米)進行測量，明顯高于玻璃和PMMA。在實際沖擊測量中，PC的性能超過PMMA的10倍，玻璃的30倍。
使用PC生產的LED裝置也比使用PMMA生產的更安全，后者在阻燃性和耐熱性方面表現不佳。根據UL 94標準，某些PC獲得了“5VA”等級，這是阻燃性的最高等級。另一方面，PMMA獲得UL 94評級的“HB”，這是排名中最低的。此外，PC可以在高達130°C的溫度下連續使用，而PMMA只能達到90°C。表1總結了PC和PMMA的重要特性，供固態照明產品開發人員參考。
表1. PC和PMMA的規格比較。
產生更柔和的固態照明
為了在住宅環境中增加對LED的需求，照明設計師還必須解決LED照明設備的質量問題，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。假如沒有擴散，LED光源會產生刺眼的白色亮點。
同時，設計人員必須平衡柔和白光的美學需求與光傳播之間的關系。太多的擴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而不影響光透射。當用于LED球罩或透鏡蓋時，PC提供有效的擴散，無需二次鏡片或組件，從而消除成本、復雜性和重量。使用PMMA制造的擴散器通常需要多個組件，增加了LED設計的重量和復雜性。
表2顯示了當今LED設計人員可用的PC級別提供的透射和光散射。透明級別的SABIC的LEXAN LUX C樹脂產品提供了1 mm 91.5%的光傳輸，比傳統PC的89%有顯著的改善，僅次于92%的PMMA。對于需要更大擴散的照明應用，LEXAN LUX C樹脂擴散級可將光線擴散(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.透明和擴散PC等級的透光率和光散射度。
創造照明均勻性和一致性也給工業和商業用LED帶來困難，但PC已經證明在這些環境中是有效的。Intematix公司是一家LED照明熒光材料和光學器件的制造商，該公司選擇了SABIC的透明、擴散和反射級別的LEXAN LUX樹脂，來制作ChromaLit線性照明系統(圖1)。
圖1. Intematix公司的ChromaLit照明系統使用遠程熒光粉技術和基于聚碳酸酯的光學元件。
ChromaLit采用遠程熒光粉技術，該技術使用與藍色LED能源分離的熒光粉組件，以產生更好的光擴散。熒光粉與能量源的分離產生了更好的照明均勻性。ChromaLit線性系統提供自然均勻的高品質光，與最有效率的藍色LED一起使用時，系統的轉換功效可高達215 lm/w或高達163 lm/W。
