市場(chǎng)：稀土發(fā)光材料在LED產(chǎn)業(yè)的應用現狀及潛力

　　固體白光發(fā)光二極管(LED照明)將成為21世紀新一代的節能光源。要實(shí)現白光發(fā)射的重要途徑之一是利用稀土發(fā)光材料的熒光轉換技術(shù)，2014年以來(lái)，中國在稀土行業(yè)陸續公布了多項政策和措施，以推動(dòng)稀土行業(yè)快速走出底部。隨著(zhù)WTO裁決中國稀土案敗訴，新的稀土管控措施正在制定中。稀土發(fā)光材料在LED產(chǎn)業(yè)發(fā)揮的潛力越來(lái)越明顯。

　　稀土發(fā)光材料的發(fā)光特性

　　稀土發(fā)光是由稀土4f電子在不同能級間躍出而產(chǎn)生的，因激發(fā)方式不同，發(fā)光可區分為光致發(fā)光、陰極射線(xiàn)發(fā)光、電致發(fā)光、放射性發(fā)光、X射線(xiàn)發(fā)光、摩擦發(fā)光、化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光等。稀土發(fā)光具有吸收能力強，轉換效率高，可發(fā)射從紫外線(xiàn)到紅外光的光譜，特別在可見(jiàn)光區OFweek半導體照明網(wǎng)有很強的發(fā)射能力等優(yōu)點(diǎn)。稀土發(fā)光材料已廣泛應用在顯示顯像、新光源、X射線(xiàn)增光屏等各個(gè)方面。

　　稀土發(fā)光材料的發(fā)光譜帶窄，色純度高，色彩鮮艷;光吸收能力強，轉換效率高;發(fā)射波長(cháng)分布區域寬;而且熒光壽命從納秒到毫秒，達到6個(gè)數量級;物理和化學(xué)性能穩定，耐高溫，能承受大功率電子束，高能輻射和強紫外光的作用。正是這些優(yōu)異的性能，使稀土化合物成為探尋高技術(shù)材料的主要研究對象。而隨著(zhù)現代科學(xué)研究的不斷深入。

　　對稀土發(fā)光材料的研究已經(jīng)開(kāi)始趨向納米化，將稀土發(fā)光材料納米化無(wú)疑能在上述原始特性的基礎上賦予它們納米粒子的一些新的特性，如量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀(guān)隧道效應等?？梢?jiàn)，將稀土發(fā)光材料納米化將會(huì )給這方面的科學(xué)研究注入新的活力，將更有利于發(fā)現新的發(fā)光材料和新的發(fā)光特性。

　　稀土發(fā)光材料在LED產(chǎn)業(yè)中應用現狀

　　正是因為稀土發(fā)光材料具有一般發(fā)光材料無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)，所以它正廣泛地應用于電光源照明、電視機顯色材料、農用轉換材料、X射線(xiàn)熒光粉、發(fā)光涂料及發(fā)光油墨等方面。其中電光源照明是其應用的最主要方面，燈用熒光粉的產(chǎn)量在所有熒光粉中占據首位。

　　目前全球白熾燈、鹵粉熒光燈和節能燈的應用比例目前約為4：3：1，我國約為8：9：1。節能燈是目前應用技術(shù)最成熟的環(huán)保節能照明產(chǎn)品，是當前照明領(lǐng)域實(shí)施節能減排、加快淘汰白熾燈、實(shí)現節能照明的主要應用和推廣對象。目前，我國是世界照明產(chǎn)品生產(chǎn)第一大國，2009年，我國白熾燈產(chǎn)量27.3億只，熒光燈產(chǎn)量35億只，其中，節能燈產(chǎn)量約30億只，占熒光燈總產(chǎn)量的85%以上。因此，面對巨大的存量市場(chǎng)和增量市場(chǎng)，全球范圍內淘汰白熾燈、推廣節能燈舉措的實(shí)施和鹵粉熒光燈的加速替代，將帶動(dòng)我國節能燈生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展。

　　稀土發(fā)光材料當前產(chǎn)量減少，但技術(shù)有較大提升，2009年，我國節能熒光燈(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“節能燈OFweek半導體照明網(wǎng)”)用稀土發(fā)光材料銷(xiāo)量6，160噸，占稀土發(fā)光材料行業(yè)總銷(xiāo)量的74.13%，從2010年至2013年，我國發(fā)光材料中稀土應用從5000噸降至2600噸，占稀土總消耗比例從5.78%降至3.1%。但稀土發(fā)光材料技術(shù)得到提升，2013年國產(chǎn)LED粉的市場(chǎng)占有率超過(guò)了進(jìn)口粉，不過(guò)與國外技術(shù)還有一定的差距。隨著(zhù)逐漸淘汰白熾燈計劃實(shí)施，LED將實(shí)現爆發(fā)式增長(cháng)，滲透率可達20%，2013年LED燈具產(chǎn)量超過(guò)8.1億只。

　　稀土發(fā)光材料在LED產(chǎn)業(yè)的應用前景

　　稀土長(cháng)余輝發(fā)光材料是一種新型環(huán)保節能材料，它能在吸收太陽(yáng)光和燈光的能量之后，將部分能量?jì)Υ嫫饋?lái)，然后緩慢地把儲存的能量以可見(jiàn)光的形式釋放出來(lái)，在光源撤除后仍能長(cháng)時(shí)間地發(fā)出可見(jiàn)光，且還具有耐高溫、耐摩擦、高強度、耐刻劃、阻燃、高化學(xué)穩定性等優(yōu)良特性，是理想的節能環(huán)保長(cháng)壽命光學(xué)材料，在建筑、交通和國防等領(lǐng)域有重要的價(jià)值。

　　在光轉換農膜方面，將發(fā)光材料作為太陽(yáng)光的轉光劑，加入到農用塑料薄膜中制成農膜，可以改善光合作用的光質(zhì)，提高農作物光能利用率，從而可以促進(jìn)農作物的早熟和增產(chǎn)。

　　在照明領(lǐng)域，享有第四代照明光源美譽(yù)的固體白光LED，以其節能、環(huán)保和長(cháng)壽命的突出優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多科研人員的關(guān)注，LED將成為21世紀新一代的環(huán)保節能光源。正是因為其有著(zhù)其它照明光源無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)，包括中國、美國、日本和歐洲在內的世界各國都加大了對這一領(lǐng)域的研究，都爭相搶占開(kāi)發(fā)這一領(lǐng)域的知識產(chǎn)權。

　　鑒于節能燈在光效、壽命等方面的卓越性能，在全球應對氣候變化和能源緊缺的背景下，近年來(lái)全球多個(gè)國家或地區先后推出了禁止使用白熾燈、推廣使用節能燈計劃。從全球范圍看，節能燈取代白熾燈的發(fā)展趨勢不可逆轉。

　　與鹵粉熒光燈相比，應用了稀土發(fā)光材料的節能燈(稀土熒光燈)的光效更高、顯色性更好、使用壽命也更長(cháng)，節能燈能夠在鹵粉熒光燈的基礎上節能30%-50%，顯色指數提高15%-40%，使用壽命增加3倍以上。

　　據了解，現有的LED照明光源使用直流電作為驅動(dòng)，在工作時(shí)必須經(jīng)交、直流電源轉換，能耗大、散熱差、成本高，因此，開(kāi)發(fā)可直接使用交流電驅動(dòng)的新型LED照明產(chǎn)品是造福百姓、推進(jìn)LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求。另外，目前，該系列產(chǎn)品已通過(guò)我國的相關(guān)認證，以及美國保險商實(shí)驗室(UL)、美國聯(lián)邦通信委員會(huì )(FCC)、歐洲統一(CE)和歐盟環(huán)保(RoHS)等認證，銷(xiāo)往美國、加拿大、墨西哥、西班牙、巴西等多個(gè)國家，并已取得顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。

　　2013年6月，中科院長(cháng)(財苑)春應用化學(xué)研究所與成都四川新力光源股份有限公司合作研發(fā)的“發(fā)光余輝壽命可控稀土LED發(fā)光材料研發(fā)及其在半導體照明中的應用”成果，近日通過(guò)由中科院組織的成果鑒定。專(zhuān)家組認為，該原創(chuàng )性稀土發(fā)光材料有效解決了國際上一直未能攻破的交流LED照明設備頻閃問(wèn)題，并實(shí)現了從基礎研究到產(chǎn)業(yè)化的跨越，達到了國際領(lǐng)先水平，使中國成為世界上唯一掌握通過(guò)稀土熒光粉生產(chǎn)低頻閃交流LED產(chǎn)品的國家。

　　節能燈用稀土熒光粉的需求量不斷加增，原因主要有兩方面：一是近年來(lái)發(fā)展低碳經(jīng)濟成為全球熱點(diǎn)，節能燈的使用能夠在很大程度上降低碳排放，各電光源廠(chǎng)商紛紛加大了LED節能燈的生產(chǎn)力度;二是由于我OFweek半導體照明網(wǎng)國近年加強了對稀土原材料出口的控制，國外廠(chǎng)家生產(chǎn)成本提高，逐漸退出了低利潤的節能燈用稀土發(fā)光材料市場(chǎng)。未來(lái)幾年隨著(zhù)各國白熾燈淘汰政策的執行和下游平板顯示屏市場(chǎng)需求的增加，稀土發(fā)光材料在LED照明應用市場(chǎng)發(fā)展前景良好，增長(cháng)潛力不斷擴大。

　　總結：

　　伴隨著(zhù)節能照明崛起，稀土發(fā)光材料在LED行業(yè)內新技術(shù)新產(chǎn)品層出不窮，稀土發(fā)光材料的產(chǎn)業(yè)應用出現爆發(fā)式增長(cháng)，稀土發(fā)光材料已經(jīng)成為節能照明和特種光源生產(chǎn)中不可或缺的基礎材料。隨著(zhù)應用領(lǐng)域的不斷拓展，稀土發(fā)光材料行業(yè)未來(lái)在LED照明行業(yè)將發(fā)揮巨大的潛力。