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LED应加快新材料新技术研发

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-12-02  来源:复旦大学电光源研究所  作者:刘 洋  浏览次数:2137
核心提示:作为新一代光源代表,理论上LED具有出色的性能,如亮度和光效都高;LED灯具功效较高、尺寸小、重量轻、牢固且寿命长;驱动电压低、易于驱动,适合多种场合的需要,如室内照明、道路照明、建筑照明、显示应用、交通信号照明、工业照明。我国LED产业经过发展初期、产业起步期、产业成长期后,目前处于关键技术发展期,也面临着很多问题和挑战。
摘要:作为新一代光源代表,理论上LED具有出色的性能,如亮度和光效都高;LED灯具功效较高、尺寸小、重量轻、牢固且寿命长;驱动电压低、易于驱动,适合多种场合的需要,如室内照明、道路照明、建筑照明、显示应用、交通信号照明、工业照明。我国LED产业经过发展初期、产业起步期、产业成长期后,目前处于关键技术发展期,也面临着很多问题和挑战。
关键词: LED  发展 新材料 研发
    一、无序发展影响着整个行业的发展
    应对“专利战”。自2010年开始,陆续有部分重要白光LED领域专利过期,LED产业在最近几年将陷入频繁的专利诉讼以及争夺战中。据不完全统计,目前全球申请的LED专利达12.4万件,其中美国占2万件、中国占2.5万件、日本占4.9万件。单从专利数量来看,我国LED技术并不逊色,但问题在于于中国的2.5万件LED专利,大多集中在整个产业链的中下游,多属于外观设计、实用新型专利,发明专利少之又少。在上游产业链上虽拥有些许外围专利,但核心专利掌握度较小。
    平衡产能增长和市场需求。据不完全统计,2010年仅上市公司在LED领域的投资就超过300亿元。2010年对于LED产业的投资中,有约37%投向上游芯片领域,52%投向下游应用领域,产能过剩的迹象初步显现。2011年1~7月,中国MOCVD设备增加超过200台,预计2012年中国LED芯片产能将为2010年的10倍。目前中国MOCVD设备超过500台,算上在建的96个项目,总台数达超过1600台。据统计,目前国内蓝宝石衬底生产企业41家,总投资规划447亿元,其中在建项目规划就达120.8亿元,在建项目年产能达10100万片。但是由于全球经济形势的不乐观,LED芯片需求量在下降。如何扩大LED普通照明市场,政府该如何扶持,市场该如何培育,这些问题都需要加以解决。
    避免无序竞争。之前LED热的时候引来的一些盲目投资导致的直接结果是恶性竞争,恶性竞争又导致一些企业罔顾产品质量,劣质产品败坏声誉,最终导致了一些企业倒闭。盲目投资的中小企业在这样的寒冬当中必定支撑不了多久。对于产业来讲,造成的负面影响如何改变?可能需要花费时间和成本慢慢消化这样一些影响。对于本来困难的LED行业来说,是不是又给我们增添了一些不利因素呢?
    二、着力新材料、新技术的研发
    应对原材料短缺,高亮度LED芯片是基于金属铟,其在地壳中含量排在第61位,战略金属排在第二位,全球储量不丰富。开发和应用日渐增长,价格不断增长,预期未来会出现周期性的短缺。若LED进入普通照明市场,带来的问题是原材料紧缺。目前,国外很多机构和企业已经开始在探索新的芯片材料,我国也应该重视这个问题,着手应对未来可能出现的原材料价格上涨,着手研发新的LED材料。
    要着力新技术的开发,如LED内量子效率的提升,还有封装结构的改变,以及新型荧光粉/量子点、透明衬底、接触材料、反射材料、二次光学/灯具反射器的设计、高性能驱动电源的开发等。
    来自OLED的挑战也不容忽视。LED和OLED各有所长,当LED被推向市场的时候,还面临“同胞”OLED的竞争。OLED目前显示技术已相对成熟,并已进入市场,照明技术正受到重视,已在快速发展。目前商品级白光OLED光效已达50lm/W,是普通白炽灯的2倍多,寿命已达到几万小时。而实验室研发的白光发光效率达到120lm/W,已接近美国能源部对照明材料要求的150lm/W。当然,目前OLED平面光源也面临一些问题:OLED发光材料通电后抗氧化能力极差、怕水,需要真空玻璃密封,这样就需要LTPSTFT基板,因此OLED应用在大尺寸领域仍处于较高成本;目前大尺寸OLED面板的良品率仍然不高,使OLED产品线的成本居高不下,同时也使得产量受到限制;由于发光材料性能不同,组件寿命受短板效应限制;同时面光源规格及其驱动电源标准还有待建立。
 
关键词: LED照明
 
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