中国LED产业突破瓶颈 打破日德白光LED专利壁垒

　　目前业内的白光LED通常用两种方法制成：一是将红光、绿光和蓝光三种LED混合封装在一个基板上，通过调节这三种颜色的比例来合成白光；二是在蓝光LED的表面涂覆一层黄色荧光粉来生成白光LED。

　　第一种方法的优点是可以做出真正的白光LED，但缺点是成本太高和封装所需面积较大，因为比第二种方法至少多用了绿光和红光LED。第二种方法的优点是低成本和小体积，但缺点是需要高质量的黄 色荧光粉。

　　目前中国绝大多数封装厂（包括台湾封装厂）都采用第二种方法来生产白光LED，但是荧光粉大部分依靠进口产品，因为铝酸盐黄 色荧光粉是日本日亚公司的专利，我们没有自己的专利产品，这也是为什么中国封装厂在出口白光LED产品时会遇到日本和德国专利壁垒的原因所在。

　　幸运的是，成立于2005年的北京宇极科技发展有限公司最近成功开发出了新型氮氧化物黄 色荧光粉，并成功获得了国家专利。该专利打破了中国缺乏新型、高端白光LED用荧光粉核心技术的现状，成功消除了中国LED产业发展的瓶颈，因为中国LED封装厂基于它做出来的白光LED在出口时将可规避日本和德国的专利壁垒，不会再受侵犯专利的困扰。

　　目前LED用荧光粉材料主要可分为以下四类：氮氧化物荧光粉、铝酸盐（YAG）荧光粉、硅酸盐荧光粉和钡镁铝酸盐（BAM）荧光粉，YAG只能做出黄粉，硅酸盐只能做出绿粉和橙粉，BAM只能做出绿粉，只有氮氧化物能做出红粉、绿粉和黄粉，覆盖从蓝色到红色的全部色域，是未来的一个主流发展趋势。

　　高显色灯光下拍摄照片

　　普通灯光下拍摄照片

　　北京宇极科技发展有限公司副总工程师王海嵩博士表示：“虽然氮氧化物荧光粉目前的效率还低于铝酸盐和硅酸盐荧光粉，但它的发展历史还只有5-6年，未来发展空间还很大。反观铝酸盐，其发展可说已到极致，而且它不可能做出欧洲市场所需要的高暖白色白光LED。”

　　目前宇极的氮氧化物黄 色荧光粉已通过LG Innotek、LG Display、三星、香港真明丽、广东健隆达和厦门华联等厂商的试用，反应非常良好。

　　宇极科技是目前国内唯一拥有氮氧化物黄 色荧光粉技术的LED封装厂，除了这一技术优势外，宇极还拥有其它五个技术优势，包括：共晶导热技术、高显色技术、光取出效率优化、光色控制技术和外延片结构设计。

　　共晶导热技术可实现低温共晶金属熔接，从而可将LED器件热阻降低到5℃/W以下，有效降低LED芯片光衰，提高LED芯片寿命，降低LED照明成本。例如，实验数据表明，宇极0.1W以下小功率白光LED的光衰在2400小时以内均为0，寿命可达到3万小时；1W以上大功率白光LED的光衰在6000小时以内均为0，寿命可达到5万小时。该技术可用于制造3W和5W以上LED芯片和模组。

　　光取出效率优化是封装过程中的一项特殊工艺，与常规工艺方法相比，它可将光输出提高15-20%。王海嵩说：“宇极生产的1W白光LED的输出光通量已可达到110-120流明，3W白光LED的输出光通量可达到200-210流明。”

　　宇极通过其掌握的荧光粉混合调配技术和特殊工艺，可以生产的不同色温批量白光LED产品的显色指数大于95，这使得宇极的白光LED特别适用于需要高显色指数的特殊应用场合，如LCD-TV背光。因为背光源所能达到的色域越广，LCD-TV的色彩表现越逼真艳丽。普通白光LED的色域一般在70%左右，但宇极SMD5630功率型白光LED的色域大于90%，已与三星的水平差不多。

　　SMD5630采用贴片封装，目前月产能为30-40kk，主要应用于灯条产品，瞄准的是大尺寸LCD-TV背光市场。宇极另一款最近推出的产品是单芯片3W白光LED，月产能为8KK，主要针对汽车照明和通用照明市场。模组产品正在开发中，预计不久即可面市。

　　宇极由于目前产能还不够大，因此重点市场放在黄 色荧光粉、高显色要求市场和特殊应用市场，例如LED植物生长灯。宇极LED植物生长灯已获得2010“南海杯”国家半导体照明创新大赛进取奖。

　　我们知道，能促进植物进行光合作用的光源主要含有波长为610-720nm的红、橙光和波长为410-510nm的蓝、紫光，并且红蓝光要具有一定的能量比例。目前植物工厂中的传统灯源一般用荧光灯，荧光灯的光谱中促进植物生长需要的光谱成分比较少，大部分为红外或远红外光，光源光谱的利用率低，同时也造成了能源的浪费。荧光灯的发光效率比较低，使用时使环境温度上升，需要另外使用空调来维持环境温度。此外，它的寿命也比较短，需要经常更换。

　　LED光源可以很好地解决上述问题，正在进行大范围推广应用。目前普通的LED植物生长灯采用蓝光450nm和红光660nm的单色LED按特定比例组合来实现光合作用所需光谱，其灯具设计难度很高，且难以保证照射范围内光谱的一致性。另外，波长在660nm的红光LED芯片效率低、成本高。

　　宇极这次获奖的LED植物生长灯基于荧光粉技术，采用蓝光450nm芯片激发波长为650nm的荧光粉，通过调整荧光粉的比例来实现规定的红蓝光比例，使每一颗光源都符合光合作用的光谱要求，保证整个灯具的光照一致性。同时，由于荧光粉相对于LED芯片价格低廉，因此可大幅降低整个灯具成本，在植物工厂中具有极高使用价值和应用前景。