臺研發(fā)“微結(jié)構(gòu)擴散片” 讓LED亮光均勻鋪灑路面

你有這樣的經(jīng)驗嗎?窗前滿是光，疑是月亮光，舉頭望路燈，低頭睡不深。

為推動節(jié)能減碳，LED路燈漸漸取代傳統(tǒng)路燈。然而，看似明亮的LED路燈，其實光學(xué)利用率只有20~45%，其他的光會因照往上空或其他角度而成為無效照明，不僅浪費能源，過亮的燈頭形成眩光還會干擾鄰近住戶(尤其是往水平照射的光)，成為光害。

一般防止眩光的做法是使用間接照明，也就是“把燈藏起來”，例如埋在燈箱中或在燈外加燈罩，但這么做只會降低光學(xué)利用率。另一種做法是加裝擴散片(diffuser)，這是一層黏附于壓克力板的薄膜，經(jīng)由薄膜上特殊的光學(xué)設(shè)計，調(diào)整光射出的角度與方向，讓光均勻發(fā)散。不過，傳統(tǒng)的擴散片是在薄膜添加擴散粒子，雖然光會往前后發(fā)散，看起來較不刺眼，但能量效益仍然低。

中央大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)系教授孫慶成與永豐興科技公司、贏創(chuàng)晶盛材料公司共同研發(fā)的“微結(jié)構(gòu)擴散片”，是在薄膜上形成凹陷的溝槽陣列，讓光經(jīng)由這些溝槽而折射，藉由不同形式的溝槽設(shè)計，就能調(diào)控出不同的光形與均勻度。如此可讓路燈發(fā)出矩形光形，較一般LED路燈打出的圓形光形更符合路面設(shè)計，讓整條路看起來燈源亮度低但路面明亮、光線分布均勻，光學(xué)利用率也可提高到55~80%。相較于傳統(tǒng)路燈約有20%、一般LED路燈最多達10%的光往上空和水平照射，此設(shè)計讓往這些方向的光降低至2%，大幅減少光害。

此項技術(shù)的困難處在于要從薄膜上深挖出如此細微的結(jié)構(gòu)，是一般精密機械探頭或雷射雕刻無法做到的。孫慶成的做法是，先以一般材料制作等比例放大、具有凹槽的模具，將此母模填入玻璃砂，制作出具有凸起物的子模，再利用玻璃砂在高溫下水份蒸散后會縮小的特性，以子模為新的母模，之后用玻璃砂反覆制模，直到比例縮小成所需尺寸的凸起狀模具，即可拿去壓膜。研發(fā)歷時七年，研究結(jié)果陸續(xù)發(fā)表在2012和2013年美國光學(xué)學(xué)會的《光學(xué)快遞》。此裝置可搭配各式LED及不同裝設(shè)位置、照明面積與用途，包括路燈、地?zé)?、車燈等，最快?014年可于市區(qū)路面安裝。