傳統(tǒng)的照明技術是在電真空技術的基礎上發(fā)展起來的,由于半導體技術的發(fā)展,電子管的電子元件逐步被晶體管所替代。和晶體管元件一樣,固態(tài)照明產品與傳統(tǒng)的照明產品相比,有明顯的優(yōu)勢。隨著節(jié)能、環(huán)保型照明需求的日益提高, 白光LED在全世界范圍內正快速發(fā)展。我國是LED產業(yè)鏈發(fā)展較為完整的國家之一,LED的應用走在了世界各國的前列。

　　在目前技術條件下,白光LED的實現(xiàn)主要有四種方法：一是藍光芯片涂敷黃色熒光粉;二是紫外光芯片涂敷三基色熒光粉;三是三基色芯片組合發(fā)光;四是ZnSe芯片獨立發(fā)光。目前發(fā)光效率最高和商業(yè)化程度最高的是采用藍光芯片涂敷黃色熒光粉的產品。

　　由于日亞、歐司朗等公司在這一領域起步較早,研發(fā)工作較為系統(tǒng),在白光LED領域形成了壟斷和專利封鎖。假如中國的半導體照明產業(yè)無法走出自主知識產權的新路,必將重蹈中國DVD產業(yè)的覆轍。

　　要突破國外白光LED專利封鎖,需要在實現(xiàn)的技術路線或關鍵材料方面取得突破。據(jù)國家半導體照明工程研發(fā)和產業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計,我國半導體照明領域所申請的專利大部分屬于產業(yè)鏈下游技術。由于尋找具有實用價值新外延材料的難度很大,研發(fā)具有自主知識產權的外延材料很難在短時間內取得突破性進展。

　　熒光粉材料成突破專利壁壘有效途徑。

　　白光LED實現(xiàn)的四種方法中,前兩種方法都是通過非白光芯片激發(fā)熒光粉材料后,經過光的轉換和混合后得到白光的。其中藍光芯片涂敷黃色熒光粉體系可以得到目前發(fā)光效率最高和商業(yè)化程度最高的白光LED產品。因此,熒光粉材料成為影響白光LED發(fā)光效率、使用壽命、顯色指數(shù)、燈光色溫等光源主要指標的關鍵材料之一。

　　日亞、豐田合成等公司在白光LED熒光粉領域起步較早,研發(fā)工作較為系統(tǒng),他們都擁有十分成熟的熒光粉生產技術;在早期技術積累的基礎上,美、歐等大公司也形成了自己獨特的熒光粉體系及技術;隨著產業(yè)的轉移、技術的擴散以及早期積累起的電子技術,臺灣近10年來在LED領域異軍突起,目前已形成了以臺積電、億光等公司為代表的芯片生產企業(yè)和以弘大為代表的熒光粉生產企業(yè),他們在大陸市場都占有一定的市場份額。目前大陸大部分封裝廠家采用的熒光粉都是由臺灣進口。

　　近幾年國內也有不少廠家從事這方面的研究,并且占領了部分市場,例如：北京中村宇極、北京有色金屬研究院、南京工業(yè)大學電光源材料研究所、蘇州intematix、大連路明、常熟江南等,他們在氮化物紅粉、鋁酸鹽及硅酸鹽黃粉方面都取得了較為顯著的成果,部分產品的性能甚至超過了臺灣的產品,其技術也已接近以日亞為代表的世界先進水平,這對提高我國LED產品的發(fā)光性能及降低成本是非常有利的。

　　由于化學元素的多樣性和化學反應的多樣性,在芯片制造技術短期內無法打破專利壁壘的情況下,采用新型熒光粉材料將成為我國白光LED產業(yè)突破國外專利壁壘的一條更為現(xiàn)實的道路。歐司朗公司就曾采用TAG替代YAG,有效規(guī)避了日亞公司的專利限制并能夠在與日亞公司的知識產權訴訟中勝出,成為突破日亞公司專利壁壘的一個成功案例。

　　另外,我國有著得天獨厚的優(yōu)勢豐富的稀土資源。據(jù)統(tǒng)計,我國的稀土儲量占世界的60%,產量更是占80%以上,并且品種齊全,能夠提供熒光粉科研及生產所需的各種原料,例如Y、Eu、Ce,Tb等,這是日、韓等國所無法比擬的。

　　所以,在我國發(fā)展新型熒光粉材料很有可能成為成突破國外封鎖的最有效地途徑。國產熒光粉發(fā)展需走自主創(chuàng)新之路

　　雖然我國的熒光粉技術已經有了較大的進步、并且形成了成熟的產品,但還是以仿制為主,無法規(guī)避國外市場的專利壁壘。

　　在這種情況下,國產熒光粉的發(fā)展要注重以下幾個方面：一是發(fā)展熒光粉制備及后處理技術;二是新型熒光粉體系開發(fā)和涂敷技術。三是要通過產業(yè)鏈上、中、下游的聯(lián)合攻關,尋求整體的優(yōu)化和指標領先。

　　南京工業(yè)大學電光源材料研究所在這方面也進行了有效的探索。通過與外延、芯片、硅膠、封裝等單位的聯(lián)合攻關,開發(fā)出具有自主知識產權的鎢鉬酸鹽的紅粉材料,該熒光粉能夠和藍光芯片較好的匹配,并且和YAG熒光粉有效配合封裝,達到降低色溫、提高顯色性的目的。開發(fā)出預制型熒光粉涂裝新工藝,改善了熒光粉與芯片的匹配性和熒光粉的耐熱性。使用國產主要材料生產出的白光LED光效超過每瓦100流明,光源成本每流明低于6分錢,主要指標達到國際先進水平。

　　熒光粉涂敷光轉變法是目前制造白光LED的主要途徑。在這種方法中,熒光粉作為光的轉換物質,所起的作用是至關重要的,它直接影響白光LED產品的主要指標。隨著LED芯片技術的突破,LED發(fā)光效率將逐步接近其理論發(fā)光效率,熒光粉的性能好壞將直接決定LED光源的產品性能。目前能夠匹配藍光、近紫外光或其它芯片的熒光粉還不多,要開發(fā)發(fā)光效率高、使用壽命長、顯色指數(shù)高、物理性能和化學性能更加穩(wěn)定、制備工藝更為簡單的熒光粉。

　　由于化學物質的多樣性,在熒光粉領域可能開發(fā)原始創(chuàng)新性技術,形成自主創(chuàng)新的專利,從而打破國外的專利封鎖,走出一條中國自己的白光LED產業(yè)化道路。