傳統(tǒng)的照明技術(shù)是在電真空技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,由于半導(dǎo)體技術(shù)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(chǎn)品與傳統(tǒng)的照明產(chǎn)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(nèi)正快速發(fā)展。我國是LED產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展較為完整的國家之一,LED的應(yīng)用走在了世界各國的前列。

　　在目前技術(shù)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(chǎn)品。

　　由于日亞、歐司朗等公司在這一領(lǐng)域起步較早,研發(fā)工作較為系統(tǒng),在白光LED領(lǐng)域形成了壟斷和專利封鎖。假如中國的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)無法走出自主知識產(chǎn)權(quán)的新路,必將重蹈中國DVD產(chǎn)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(shù)路線或關(guān)鍵材料方面取得突破。據(jù)國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計,我國半導(dǎo)體照明領(lǐng)域所申請的專利大部分屬于產(chǎn)業(yè)鏈下游技術(shù)。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(chǎn)權(quán)的外延材料很難在短時間內(nèi)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(jīng)過光的轉(zhuǎn)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(chǎn)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(guān)鍵材料之一。

　　日亞、豐田合成等公司在白光LED熒光粉領(lǐng)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(chǎn)技術(shù);在早期技術(shù)積累的基礎(chǔ)上,美、歐等大公司也形成了自己獨特的熒光粉體系及技術(shù);隨著產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移、技術(shù)的擴散以及早期積累起的電子技術(shù),臺灣近10年來在LED領(lǐng)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(chǎn)企業(yè)和以弘大為代表的熒光粉生產(chǎn)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(nèi)也有不少廠家從事這方面的研究,并且占領(lǐng)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(xué)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(chǎn)品的性能甚至超過了臺灣的產(chǎn)品,其技術(shù)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(chǎn)品的發(fā)光性能及降低成本是非常有利的。

　　由于化學(xué)元素的多樣性和化學(xué)反應(yīng)的多樣性,在芯片制造技術(shù)短期內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)權(quán)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)已經(jīng)有了較大的進步、并且形成了成熟的產(chǎn)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(chǎn)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(shù);二是新型熒光粉體系開發(fā)和涂敷技術(shù)。三是要通過產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游的聯(lián)合攻關(guān),尋求整體的優(yōu)化和指標領(lǐng)先。

　　南京工業(yè)大學(xué)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(guān),開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)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(yù)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(chǎn)主要材料生產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換物質(zhì),所起的作用是至關(guān)重要的,它直接影響白光LED產(chǎn)品的主要指標。隨著LED芯片技術(shù)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(chǎn)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(xué)性能更加穩(wěn)定、制備工藝更為簡單的熒光粉。

　　由于化學(xué)物質(zhì)的多樣性,在熒光粉領(lǐng)域可能開發(fā)原始創(chuàng)新性技術(shù),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(chǎn)業(yè)化道路。