塑料应用在LED照明市场上的空间探索分析

塑料应用在LED照明市场上的空间探索分析
2011-10-12 14:52:10 慧聪网行业:其它浏览

　　中国LED产业的80%在封装领域，很多是OEM厂家，在上游核心技术方面，芯片、外延片的自有技术与国外先进水平差距还很大，而传统的LED封装无法满足照明的要求，这为材料提供商提供了一展拳脚的大舞台。

　　半导体照明（LED发光二极管照明）具有节能、环保、寿命长等显著技术优势，与现有节能灯相比可以节能40%以上，被视为新一代照明器材，极具发展前景。

　　作为现代工业的重要基础材料，塑料在LED照明业的发展中也将发挥重要作用，如LED光学、封装及散热系统的应用等。

　　未来光源：灯泡中的发光二极管（LED），它们是通电後能发光的半导体。新型塑料将在未来照明发挥重要作用

　　炙手可热的LED照明市场

　　中国是世界照明灯具的生产第一大国，出口第二大国，但国内节能型灯具的应用量却不及欧洲的一个小国，市场潜力亟待发掘。根据目前技术和市场的发展势头，行业的主流预测均倾向于LED照明将在2014-2015年间出现爆炸式发展，主要是进入家用照明，到2020年可望占据照明市场的半数以上。

　　光学级PC受市场欢迎

　　LED普通照明应用环境中面临着一些问题，如散热、能效、消除刺眼的眩光等，这些问题对灯罩提出了新的要求。LED灯罩可选用的材料有很多，如玻璃、聚碳酸酯（PC：透明PC、开有条纹的透明PC或磨砂PC）或钛白粉+PC，但这些材料存在各种缺陷，玻璃易碎，透明或磨砂PC仍刺眼，加了钛白粉的PC更脆、寿命更短。

　　灯罩为满足内部新设计和减重的要求而变得愈来愈薄，同时随着功率的增加，市场越来越需要能符合更严格阻燃性标准的材料。

　　纵观市场，通过改性而得的光学级PC能满足LED照明的各种需求，成为当前市场新宠之一。PC材料本身具有优异的力学性能，如耐老化、不破裂、热变形温度高等，重要的是光学级PC对点光源的扩散能力强，能将点光源变成面光源，从而获得柔和的照明效果。

　　目前，沙伯基础创新塑料、拜耳材料科技、日本帝人、三菱、韩国LG等是这一技术的主要提供商。另据了解，位于中国广州的金园聚合物挤出成型科技有限公司也开发了光扩散PC，据介绍，其透光率在完全看不到LED分立灯珠的情况下达到85%，分散度为60°。

　　高扩散PC营造宜人照明效果

　　LED光线很刺眼，但是光能很强，采用光扩散材料，可使光线更柔和、更均匀的向空间发散（点光源变面光源），而不会产生刺眼的状况。沙伯基础创新塑料总裁兼首席执行官CharlieCrew曾在接受本刊采访时指出：“随着取代低效率白炽灯的趋势在全球范围内的兴起，消费者正积极寻求物美价廉且耐用、节能的替代品。沙伯基础创新塑料提供一些列全新的特种树脂和复合材料产品系列，用以优化LED照明灯泡的性能、寿命及外观，从而有力地推动全球LED照明产业的升级。”

　　伦敦博物馆这面LED显示墙采用了透明模克隆管，内装有线性LED单元，保护显示墙免受外界的影响灯罩为满足内部新设计和减重的要求而变得愈来愈薄，同时随着功率的增加，市场越来越需要能符合更严格阻燃性标准的材料。

　　沙伯基础创新塑料最新技术成果――各种规格的LexanLUXPC树脂专为满足新一代LED照明设备不断变化的要求而开发。LexanLUX高扩散材料已被中国元晖光电有限公司选用，为其客户奥的亮照明国际有限公司（Optiled）生产LED照明设备。

　　由于LexanLUX聚碳酸酯(PC)材料提供各种个性化的透光率、光通量和扩散效果，并且具有无氯无溴阻燃性，奥的亮公司正将这一刚刚商业化的材料用作住宅与办公室照明设备的外罩。元晖光电有限公司高级总监ThomasChaung表示，“这种特定高扩散规格可以有效地柔化这些灯管中的LED光斑，从而营造光线均匀且舒适宜人的灯光效果。另外，这些材料不添加有害物质就能提供先进的阻燃性。”

　　为满足内部新设计和减重的要求，灯罩变得愈来愈薄，同时随着功率的增加，市场越来越需要能符合更严格阻燃性标准的材料。LexanLUX9610、LUX9612和LUX9616树脂从同类产品中脱颖而出，所有颜色规格的材料都经过了UL1.5毫米的黄卡认证，同时也符合欧盟的《限制使用有害物质指令》(RoHS)与《报废电子电气设备指令》(WEEE)关于不使用溴化及氯化的要求。

　　另外，这些材料还具有较高的RTI值（高达125/115/125），能适应LED照明应用的较高温度环境。

　　客户可以选择透明的LexanLUX9610树脂，这种树脂在2毫米时具有89%的透光度和低雾度，也可以在两种可定制光扩散规格的树脂中进行选择。LexanLUX9612树脂具有较低的光扩散性，而LexanLUX9616树脂则具有较高的光扩散性和与之平衡的透光率。

　　透明PC透镜集中光线通道照明优势显著

　　在室内外照明应用领域，仅凭潜在成本和节能优势就能使LED成为优于其它照明技术的明智之选。此外，LED技术还可以根据需要来调节光线色彩，显著改善对比度和色彩渲染效果，从而在黑暗环境中实现更好的视觉效果。

　　在拜耳位于奥地利维也纳的分公司，其立面照明充分利用了这些特性。总部位于维也纳的LEDworx股份有限公司开发的LED聚光灯取代了先前使用的金属卤化物灯。改用LED灯旨在改善建筑物前的照明状况，建造更安全的人行通道。LED灯具自安装以来收到许多积极的反馈。

　　全新的LED灯具在通道亮度方面具备显著优势，且整个区域的照明也十分均匀。最为重要的是，接电负荷降低25%仍然可实现这些优势。换言之，节能与提升质量并不相悖。

　　与拜耳携手合作，CarlcoOptics公司目前正在试验全新的透明聚碳酸酯模克隆LED2643材料，并将其用于生产该项目中使用的透镜。该材料专为固态照明（SSL）器具开发，透光性极高，并可出色地抵抗LED灯发出的光线。针对LED照明灯具的透镜应用，拜耳材料科技专门开发了模克隆LED专用的系列产品和其它产品。采用该材料制成的透镜可确保光线被有效集中和定向。

　　伦敦博物馆这面LED显示墙采用了透明模克隆管，内装有线性LED单元，保护显示墙免受外界的影响。

　　透明模克隆还可起到保护敏感灯具的作用。全球最大的城市历史博物馆伦敦博物馆的赛克勒大厅内设有一面十分引人注目的椭圆形LED显示墙，高1.6米，周长48米。该系统能够将循环变化的消息和讯息流转化为连续影像显示效果。

　　这面LED显示墙采用了拜耳材料科技研发的透明模克隆管，其内装有线性LED单元，能够保护显示墙免受外界的影响。

　　更透亮的宝克力打造理想边光照明

　　赢创专为透明LED边光照明模组设计了宝克力LED系列。这款材料是在宝克力LED牌号产品的基础上开发而成的，与前一款产品相比，新产品更加清澈透亮并能透出更加明亮的光。

　　位于德国莱比锡的Nova Eventis商场的灯光每年随着季节的变换而调节。整套照明的最大亮点是这座12米高的发光球体，由宝克力LED系列产品制成。

　　前一款产品的优点在于可以使光线从四周均匀散开，但材料略微有些雾状。而新款宝克力LED系列产品可使物体正面亮度提升高达250%，十分适合用于家具、店铺货架、展台以及照明设计品的透明区域。

　　当没有光源的情况下，材质相对浑浊的产品不会呈现出完全透亮的特点。其他同类产品则需要耀眼的半色印刷、激光切割矩阵或内切结构才能达到相同的效果。而这款产品看上去是透明的，拥有92%的透光率。当采用RGB-LED进行边光照明时，宝克力LED系列材料会以选定的LED色彩将光线均匀的散射到整个表面。

　　此外，宝克力LED系列材料也可以用于非透明物体的边光照明，比如表面积较大的扁平式照明物体，如显示器、相框、发光天花板、墙壁和灯箱海报等。

　　作为一种内部装饰材料，宝克力材料的需求十分广泛。发光壁和发光体将逐渐取代传统的照明灯具。同样备受瞩目的还有渐变式宝克力纹理系列材料，这种带有纹理的材料首次运用七彩效果并以一种独特的方式对光线进行传播。物体表面的色彩会随着视角的变化而发生转变，因此非常引人注目。

　　带有渐变效果的宝克力纹理系列材料尤其适用于需要突出展示效果的应用领域，比如店铺和展台。该材料同样适用于酒吧、会所或休息室的内部装饰。运用这种新型材料制作而成的照明体在应用于天花板、地板以及照明灯具时能起到十分显著的视觉吸引效果。

　　此外，赢创也提供包裹LED透镜的塑料。赢创用聚甲基甲基丙烯酰胺（PMMI）制成的模塑化合物PLEXIMID是一种特别适合于制造透镜和光导的材料，可应用于汽车前灯，能够承受强力LED聚光灯产生的极端高热。

　　位于德国莱比锡的NovaEventis商场的灯光每年随着季节的变换而调节。整套照明的最大亮点是这座12米高的发光球体，由宝克力LED系列产品制成。

　　在这一应用中，良好的热加工成型稳定性和稳定的光学性能是必要的前提条件。PLEXIMID材料能够满足这些要求。而且，这一特殊的模塑化合物和AEROSIL材料制成的二氧化硅玻璃为设计提供了无限可能。

　　LED已成为户外灯箱必不可少的特色。由赢创独特的设计材料宝克力制成的灯光招牌早已遍及现代大都市。而宝克力LED系列产品专为今天的LED技术而设计，切合LED的各个色坐标，透光率高，光均匀性好。这使得装备了LED的电器与普通丙烯酸玻璃相比能耗降低多达40%。

　　赢创工业集团的功能聚合物业务部是全球聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）产品制造商。该产品以宝克力（PLEXIGLAS）商标在欧洲、亚洲、非洲和澳洲市场进行销售，并以ACRYLITE为商标在美洲销售。

　　全球首例大功率LED应用中的尼龙功臣

　　灯具散热系统一直以来都以铝作为材料。塑料由于导热系数很小，不能满足散热要求，所以不能用在LED散热领域。

　　目前，帝斯曼公司推出的新型导热塑料在保持一般塑料材料的优点基础上，增加了它的导热系数，使其导热系数达到一般塑料的10-50倍。

　　在飞利浦和帝斯曼的共同努力下，飞利浦MASTERLEDMR16新式灯具成为了全球首例大功率LED应用，其铝质外壳被一种具有热传导性能的塑料StanylTC所取代。

　　Stanyl还具有提高设计的灵活性，产品的耐久性，以及减轻产品重量等多个方面的优势。将来，这一可持续性解决方案将应用到飞利浦的整个LED新式灯具系列。

　　飞利浦MASTERLEDMR16是一款4瓦特的LED灯，可取代当前流行的低压卤素灯。它的光输出量与20瓦特的卤素MR16灯相当，因此，它最重要的优势就是可以节约高达80%的能源，而且使用寿命比卤素灯长40倍。

　　金属材料虽然作为散热系统技术方面已经比较成熟，但是，仍然存在一些不足之处，塑料导热材料相对金属来说存在诸多优点，如质量轻、更加环保和安全、提高设计自由度、加工方便、效率更高、启动系统简化等。

　　其他塑料供应商及材料

　　斯泰龙也为照明市场提供了8种定制的无溴无氯的CALIBRE聚碳酸酯、EMERGE树脂和TYRILSAN树脂，其中，CALIBRE301-58LT是最近针对LED照明发布的高性能树脂。

　　LED常用的塑料除PC、PMMA外，还有其他一些新的研究。日本工程塑料提供商宝理公司今年在CHINAPLAS上推出了耐温LCP在LED灯杯的应用。宝理工程塑料贸易（上海）有限公司董事总经理中村雅昭介绍说：“将LCP用于LED灯杯，是不同于其他公司的解决方案。以往的材料不耐高温，会老化变色，而使用耐温LCP不会变色。”

　　除以上案例外，塑料在LED照明市场的应用还有很多，如封装材料、反光材料、光学透镜、散射材料、匀光材料、散热材料等，都为塑料制造业提供了新的、重大的发展机遇。（编辑：LEDxume）

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