LED荧光粉材料不可或缺 中国初步突破国外专利限制

　　白光LED具有高光效、长寿命、节能环保等显著优点，在绿色照明和信息显示等领域具有广阔的应用前景。目前，商用白光LED的核心材料有蓝光LED芯片和荧光粉两种，缺一不可。尽管还有许多可选的技术方案，但从发展趋势来看，采用荧光粉结合蓝光LED芯片将一直是白光LED的主流生产方式。因此，荧光粉对LED照明和液晶显示产业而言至关重要，各国政府、研究机构和产业界都对此十分重视，投入了大量的人力、物力进行研发。

　　初步突破国外专利限制

　　目前，以稀土铈激活的石榴石结构铝酸钇黄色荧光粉搭配蓝光LED方式产生白光的发光效率最好，然而由于该荧光粉的发光在红色部分严重短缺，造成白光LED产品显色性较差，无法利用该单一荧光粉制备低色温、高显色的白光LED。这种蓝光芯片黄粉产品作为照明光源时，在视觉感觉上过分阴冷；作为液晶背光源时，显示色域窄，全彩效果不好。采用蓝光芯片黄粉红粉制作的白光LED器件的显示指数虽有大幅度提高（80以上），但是若要获得更高的显示指数（90以上），还必须加入绿色荧光粉。

　　在LED荧光粉开发过程中，硫化物、硫氧化物、钨钼酸盐、锗酸盐、砷酸盐、钪硅酸盐等都曾被开发和尝试应用，但因这些体系的荧光粉各自存在稳定性差、激发效率低、成本高等缺点，均未被广泛应用。目前，铝酸钇黄粉以其高光效以及优良的结构和化学稳定性仍将发挥不可替代的作用，氮化物和氮氧化物荧光粉以其独特的结构、优异的发光性能和稳定性能成为目前白光LED红色和绿色荧光粉的研发和推广应用重点。

　　由于我国专门、系统开展对LED荧光粉的研制开发起步较晚，国外在LED荧光粉专利方面占据了有利地位。如具有石榴石结构的铝酸钇荧光粉是较为传统的荧光粉材料，因其超短余辉特性，在20世纪60年代曾被广泛用于飞点扫描仪，因而该荧光粉本身并不存在专利问题。而1997年，日亚采用GaN芯片搭配该荧光粉获得白光并申请了专利。再如在液晶背光源白光LED中普遍使用的硅酸盐体系材料在早期被广泛用做长余辉材料，但后来在LED用硅酸盐荧光粉专利布局方面，国外又走在了前面。经过近几年的发展，国内的有研稀土和大连路明分别在铝酸盐黄粉、硅酸盐绿粉方面初步突破了国外的专利限制，产品质量也基本与国外水平相当。氮化物/氮氧化物荧光粉因具有激发和发射范围宽、发光效率高、化学和热稳定性好等优点，作为LED红色和绿色荧光粉具有很好的市场前景。在氮化物 /氮氧化物体系专利方面，日本三菱化学等国外企业占据了优势，而有研稀土等单位对氮化物/氮氧化物荧光粉的组成、制备工艺进行了系统研究，也申请了一系列专利。

　　关注质量而非价格

　　与节能灯用三基色荧光粉不同，LED荧光粉有其独特性。一是LED荧光粉仅占白光LED 器件成本的1%～2%，LED封装厂家首先关注的是产品质量，而非价格，因而LED荧光粉市场上只有一流产品能生存；二是LED芯片和封装技术在不断进步，同时要求荧光粉性能相应持续进步和变革，只有具有深厚研发积累和较强持续创新能力的企业才能生存；三是目前中国LED产品大部分是出口而非内销，对荧光粉有专利方面的要求，没有专利的荧光粉很难进入市场。基于上述原因，尽管国内目前声称可以生产LED荧光粉的厂家不下20家，除有研稀土等少数企业产品进入市场外，白光LED荧光粉的市场却基本为日本根本化学（市场品牌为台湾弘大）和美国英特美所占领，国产白光LED荧光粉的市场占有率不到20%。近年来，日本三菱化学借助氮化物红粉的优势也在迅速抢占市场份额，并且最近又宣布在西安投资设厂生产LED荧光粉。

　　有研稀土从事荧光粉的研发已有40多年的历史，从事LED荧光粉的研发也有10多年的历史，已在铝酸盐、硅酸盐、铝硅酸盐、氮化物等荧光粉体系及相关LED器件方面申请了30多项中国发明专利和10多项外国发明专利，已有10多项中国发明专利和5项美国等外国的发明专利获得了授权。通过专利的实施许可，保障了国内许多封装大厂的出口权益。

　　根据业内人士的经验，要提升国产LED荧光粉的市场占有率，不仅要在现有荧光粉体系上进行努力，而且要进一步加快新型荧光粉的开发，并取得自主知识产权，这样才可能在市场上获得更多的话语权，进而进一步保障我国LED产业的健康和可持续发展。