LED熒光粉材料不可或缺 中國初步突破國外專(zhuān)利限制

白光LED具有高光效、長(cháng)壽命、節能環(huán)保等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，在綠色照明和信息顯示等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。目前，商用白光LED的核心材料有藍光LED芯片和熒光粉兩種，缺一不可。盡管還有許多可選的技術(shù)方案，但從發(fā)展趨勢來(lái)看，采用熒光粉結合藍光LED芯片將一直是白光LED的主流生產(chǎn)方式。因此，熒光粉對LED照明和液晶顯示產(chǎn)業(yè)而言至關(guān)重要，各國政府、研究機構和產(chǎn)業(yè)界都對此十分重視，投入了大量的人力、物力進(jìn)行研發(fā)。

　　初步突破國外專(zhuān)利限制

　　目前，以稀土鈰激活的石榴石結構鋁酸釔黃色熒光粉搭配藍光LED方式產(chǎn)生白光的發(fā)光效率最好，然而由于該熒光粉的發(fā)光在紅色部分嚴重短缺，造成白光LED產(chǎn)品顯色性較差，無(wú)法利用該單一熒光粉制備低色溫、高顯色的白光LED。這種藍光芯片黃粉產(chǎn)品作為照明光源時(shí)，在視覺(jué)感覺(jué)上過(guò)分陰冷；作為液晶背光源時(shí)，顯示色域窄，全彩效果不好。采用藍光芯片黃粉紅粉制作的白光LED器件的顯示指數雖有大幅度提高（80以上），但是若要獲得更高的顯示指數（90以上），還必須加入綠色熒光粉。

　　在LED熒光粉開(kāi)發(fā)過(guò)程中，硫化物、硫氧化物、鎢鉬酸鹽、鍺酸鹽、砷酸鹽、鈧硅酸鹽等都曾被開(kāi)發(fā)和嘗試應用，但因這些體系的熒光粉各自存在穩定性差、激發(fā)效率低、成本高等缺點(diǎn)，均未被廣泛應用。目前，鋁酸釔黃粉以其高光效以及優(yōu)良的結構和化學(xué)穩定性仍將發(fā)揮不可替代的作用，氮化物和氮氧化物熒光粉以其獨特的結構、優(yōu)異的發(fā)光性能和穩定性能成為目前白光LED紅色和綠色熒光粉的研發(fā)和推廣應用重點(diǎn)。

　　由于我國專(zhuān)門(mén)、系統開(kāi)展對LED熒光粉的研制開(kāi)發(fā)起步較晚，國外在LED熒光粉專(zhuān)利方面占據了有利地位。如具有石榴石結構的鋁酸釔熒光粉是較為傳統的熒光粉材料，因其超短余輝特性，在20世紀60年代曾被廣泛用于飛點(diǎn)掃描儀，因而該熒光粉本身并不存在專(zhuān)利問(wèn)題。而1997年，日亞采用GaN芯片搭配該熒光粉獲得白光并申請了專(zhuān)利。再如在液晶背光源白光LED中普遍使用的硅酸鹽體系材料在早期被廣泛用做長(cháng)余輝材料，但后來(lái)在LED用硅酸鹽熒光粉專(zhuān)利布局方面，國外又走在了前面。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，國內的有研稀土和大連路明分別在鋁酸鹽黃粉、硅酸鹽綠粉方面初步突破了國外的專(zhuān)利限制，產(chǎn)品質(zhì)量也基本與國外水平相當。氮化物/氮氧化物熒光粉因具有激發(fā)和發(fā)射范圍寬、發(fā)光效率高、化學(xué)和熱穩定性好等優(yōu)點(diǎn)，作為L(cháng)ED紅色和綠色熒光粉具有很好的市場(chǎng)前景。在氮化物 /氮氧化物體系專(zhuān)利方面，日本三菱化學(xué)等國外企業(yè)占據了優(yōu)勢，而有研稀土等單位對氮化物/氮氧化物熒光粉的組成、制備工藝進(jìn)行了系統研究，也申請了一系列專(zhuān)利。

　　關(guān)注質(zhì)量而非價(jià)格

　　與節能燈用三基色熒光粉不同，LED熒光粉有其獨特性。一是LED熒光粉僅占白光LED 器件成本的1%～2%，LED封裝廠(chǎng)家首先關(guān)注的是產(chǎn)品質(zhì)量，而非價(jià)格，因而LED熒光粉市場(chǎng)上只有一流產(chǎn)品能生存；二是LED芯片和封裝技術(shù)在不斷進(jìn)步，同時(shí)要求熒光粉性能相應持續進(jìn)步和變革，只有具有深厚研發(fā)積累和較強持續創(chuàng )新能力的企業(yè)才能生存；三是目前中國LED產(chǎn)品大部分是出口而非內銷(xiāo)，對熒光粉有專(zhuān)利方面的要求，沒(méi)有專(zhuān)利的熒光粉很難進(jìn)入市場(chǎng)?；谏鲜鲈?，盡管?chē)鴥饶壳奥暦Q(chēng)可以生產(chǎn)LED熒光粉的廠(chǎng)家不下20家，除有研稀土等少數企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)外，白光LED熒光粉的市場(chǎng)卻基本為日本根本化學(xué)（市場(chǎng)品牌為臺灣弘大）和美國英特美所占領(lǐng)，國產(chǎn)白光LED熒光粉的市場(chǎng)占有率不到20%。近年來(lái)，日本三菱化學(xué)借助氮化物紅粉的優(yōu)勢也在迅速搶占市場(chǎng)份額，并且最近又宣布在西安投資設廠(chǎng)生產(chǎn)LED熒光粉。

　　有研稀土從事熒光粉的研發(fā)已有40多年的歷史，從事LED熒光粉的研發(fā)也有10多年的歷史，已在鋁酸鹽、硅酸鹽、鋁硅酸鹽、氮化物等熒光粉體系及相關(guān)LED器件方面申請了30多項中國發(fā)明專(zhuān)利和10多項外國發(fā)明專(zhuān)利，已有10多項中國發(fā)明專(zhuān)利和5項美國等外國的發(fā)明專(zhuān)利獲得了授權。通過(guò)專(zhuān)利的實(shí)施許可，保障了國內許多封裝大廠(chǎng)的出口權益。

　　根據業(yè)內人士的經(jīng)驗，要提升國產(chǎn)LED熒光粉的市場(chǎng)占有率，不僅要在現有熒光粉體系上進(jìn)行努力，而且要進(jìn)一步加快新型熒光粉的開(kāi)發(fā)，并取得自主知識產(chǎn)權，這樣才可能在市場(chǎng)上獲得更多的話(huà)語(yǔ)權，進(jìn)而進(jìn)一步保障我國LED產(chǎn)業(yè)的健康和可持續發(fā)展。