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LED荧光粉迎来政策红利期
浏览: 发布日期:2018-10-11

 中国工信部发布《稀土行业发展规划(2016-2020年)》。规划提出,到2020年,形成合理开发、有序生产、高效利用、科技创新、协同发展的稀土行业新格局,行业整体迈入以中高端应用、高附加值为主的发展阶段,充分发挥稀土应用功能的战略价值。

 

  《规划》指出,过去几年稀土发光材料的应用产业规模不断扩大。LED器件发光效率由90流明/瓦提高到150流明/瓦以上。

 

  《规划》指出目前面临的主要挑战:一是稀土初级产品生产能力过剩,违法开采、违规生产屡禁不止,导致稀土产品价格低迷,未体现稀缺资源价值,迫切要求进一步规范行业秩序,严格控制增量,优化稀土初级产品加工存量,淘汰落后产能。

 

  二是我国稀土产业整体处于世界稀土产业链的中低端,高端材料和器件与先进国家仍存在较大差距,缺乏自主知识产权技术,产业整体需要由低成本资源和要素投入驱动,向扩大新技术、新产品和有效供给的创新驱动转变,优化产业结构,重点发展稀土高端材料和器件产业。

 

  三是清洁生产水平不能满足国家生态文明建设要求,行业发展的安全环保压力和要素成本约束日益突出,供给侧结构性改革、提质增效、绿色可持续发展等任务艰巨。

 

  《规划》提出,到2020年,形成合理开发、有序生产、高效利用、科技创新、协同发展的稀土行业新格局,行业整体迈入以中高端应用、高附加值为主的发展阶段,充分发挥稀土应用功能的战略价值。

 

  其中,在高性能稀土发光材料方面,开发高性能稀土发光材料及器件,满足高能量密度激发光源、全光谱照明及广色域高清显示应用需要;开发高性能生物农业照明材料及器件,满足植物光合作用等光生理过程需要,实现在农业大棚和植物工厂的示范应用。

 

  全光谱照明

 

  众所周知,目前常用的白光LED主要是靠蓝光激发荧光粉产生多种颜色混合而成,因荧光粉可以补充LED芯片发光波长以外的不同光谱需求,搭配产生不同光色,荧光粉的质量对于白光LED起关键性作用。

 

  为切合终端用户需求,下游芯片级封装企业也对上游LED荧光粉材料提出了更高的要求。如高显色性、全光谱波长、激发效率、粒径分布的均匀性、耐高温特性及长时间老化的颜色漂移离散性等。

 

  此外,目前市面上的LED光源所搭配使用的LED荧光粉在450-460nm的蓝光下激发时,其蓝光吸收转换效率不足,主要缺少480nm-505nm的蓝绿光和660nm-700nm的深红光。尤其是色温达到5000K以上的高色温白光,会出现大量蓝光未能被有效转化的情况。

 

  高显色全光谱LED光源与常规LED光源光谱对比,两者最大的区别在于前者增加了490nm、660nm左右发射峰,补足了常规LED光源缺少的光谱部分,使得整体光谱连续性大大增加,从而接近于太阳光全光谱。

 

  目前,全光谱LED荧光粉的主要应用分为两种:第一种是针对性提高显色指数和光效,目前其显色指数Ra可达到97甚至98以上,而在同样显指的前提下,其光效可比目前市面上的双粉方案提升约2%,这种应用主要是追求性能优先,但光谱连续性不够完美。

 

  第二种应用是追求最佳的发射光谱,模拟太阳光光谱,其光谱缺陷可以降到最低,有效降低蓝光危害,但在光效上会略微下降。

 

  广色域高清显示应用

 

  广色域提供LCD背光显示整体上更宽广的色域以及更真实的红色。

 

  这项技术让屏幕制造商能够打造最亮且色彩最灿烂的LED HD显示屏幕,能够应用于多种装置,涵括下一代的手机装置和高动态范围成像(HDR)电视。

 

  这项技术可以提供最窄波段的红色光到LED背光中,能形成品质比标准显是更好的画面。这种突破性的品质提升为LED背光显示带来了更宽广的整体颜色,加强红色饱和度(Saturation),以及更强烈的对比。

 

  要达到完美的红色效果一直是LED显示器厂商的挑战之一,因为这代表要在屏幕亮度和外表上做出取舍,因为红色效果会看起来偏橘或者较暗。使用广色域清晰的颜色,以提升画面品质。

 

  高性能生物农业照明材料及器件

 

  LED农业光照市场,与现代农业的发展息息相关,然而,现阶段植物工厂等设施农业自身发展仍有不少难点,对LED光源的应用并不十分充分。

 

  植物工厂是LED农业光照应用的主要领域之一,如今大大小小规模的植物工厂数量也很多。

 

  LED作为第4代新型照明光源,具有许多不同于其他电光源的特点,这也使其成为节能环保光源的首选。

 

  应用于植物培养领域的LED有以下特征:波长类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合;频谱波宽度半宽窄,可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱;可以集中特定波长的光均衡地照射作物;不仅可以调节作物开花与结实,而且还能控制株高和植物的营养成分。

 

  目前农业照明LED的大功率灯具可以达到1000W,这对LED的灯具设计提出了挑战。更重要的是LED植物生长灯的光谱设计要求也比较高,相对传统光源其发光波段更为集中,目前比较可行的是五波段合成的LED生长灯。

 

  LED作为植物照明光源具有促进植物生长、调节植物形态建成和节能环保等多方面优势,可以广泛用于植物栽培、温室补光、植物组培、植物工厂以及航天航空等众多领域,是未来植物照明光源的重要发展方向。