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作者：蘇宇 由于具有體積小、成本低、控制回路設(shè)計(jì)簡單，藍(lán)光芯片+YAG鋁酸鹽黃色熒光粉是當(dāng)前白光LED的主流實(shí)現(xiàn)方式，也成為國內(nèi)大多LED封裝廠商跟隨的方式。然而，因YAG黃色熒光粉的白光LED封裝專利為日亞化學(xué)所有，中國廠商采用了該技術(shù)的白光LED產(chǎn)品在外銷時(shí)勢必會遭到其專利圍堵，而拖累市場。因此，要規(guī)避藍(lán)光LED+黃色熒光粉國際專利封鎖，需要在關(guān)鍵材料上獲得突破。 藍(lán)光LED+YAG熒光粉的原理是利用460nm波長的藍(lán)光芯片上涂一層YAG熒光粉，利用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉以產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的555nm波長黃光，并將互補(bǔ)的黃光、藍(lán)光混合得到白光。短期內(nèi)要在芯片制造/外延材料上取得突破顯得不現(xiàn)實(shí)，業(yè)界普遍認(rèn)同新型熒光粉材料是突破白光LED國際專利壁壘的有效途經(jīng)。比如，歐司朗的TAG鋁酸鹽黃色熒光粉就是突破YAG熒光粉專利的成功案例(其它用于實(shí)現(xiàn)白光LED的主要熒光粉技術(shù)還有豐田合成、英特美和 Tridonic的硅酸鹽系列熒光粉等)。而當(dāng)前中國市場上的黃色粉幾乎都是日亞專利的YAG鋁酸鹽熒光粉，因此要在白光LED市場取得主動(dòng)，中國需要自主的白光LED熒光粉技術(shù)。來自宇極芯光公司的王海嵩博士對《電子工程專輯》表示，氮化物黃色熒光粉有望取代YAG鋁酸鹽熒光粉以規(guī)避日亞化學(xué)相關(guān)的專利壁壘。 熒光粉是影響白光LED光效、使用壽命、演色指數(shù)、色溫等主要指標(biāo)的關(guān)鍵材料之一。色彩亮度不均主要是由于芯片發(fā)光層外熒光粉的覆蓋不均造成的，所以如何讓熒光粉均勻覆蓋在芯片發(fā)光層外部是白光LED封裝的重點(diǎn)，而熒光粉和封裝材料混合的均勻性更會影響LED所發(fā)白光的一致性。藍(lán)光芯片配以YAG黃色熒光粉的缺點(diǎn)是紅光譜的亮度和色度都不佳。據(jù)悉，宇極科技的氮化物黃色熒光粉獲得了2010年“南海杯”國家半導(dǎo)體照明產(chǎn)品創(chuàng)新獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)原因就是氮化物黃色熒光粉能比YAG鋁酸鹽和硅酸鹽熒光粉具備更高演色性并覆蓋更高色域，適合色彩豐富的場合。王海嵩介紹說，宇極科技的氮化物黃色熒光粉已申請國際專利，由于氮化物熒光粉的紅、藍(lán)色域較大，YAG和硅酸鹽都達(dá)不到，目前其目前主要的應(yīng)用在于YAG粉做不了的市場，比如該公司目前和國家農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作的高暖色、植物生長燈就屬于這類型。因?yàn)椴煌参飳庾V需求是不一樣的，為了達(dá)到相應(yīng)的藍(lán)光和紅光光譜，對光子數(shù)有一定比例要求，如果使用傳統(tǒng)的紅、藍(lán)光芯片，需要為其找到相關(guān)的光譜點(diǎn)，容易造成不均勻問題。而使用熒光粉的好處則是紅、藍(lán)光可以根據(jù)熒光粉的多寡來決定，即使 200顆LED照射出來的光都一致。 色域是指系統(tǒng)能產(chǎn)生的演色總和，我們知道背光源所能達(dá)到的色域越廣，LCD的色彩表現(xiàn)越逼真艷麗。王海嵩表示，用熒光粉解決背光源封裝問題，可解決發(fā)光發(fā)亮的一致性問題，該公司氮化物熒光粉覆蓋500nm到660nm波長，YAG和硅酸鹽熒光粉很多都做不到的LED背光源要求只有氮化物能夠做到，比如氮化物熒光粉可以實(shí)現(xiàn)YAG和硅酸鹽實(shí)現(xiàn)不了桃紅色。另外，宇極芯光的大功率LED主要針對攝影補(bǔ)光、醫(yī)療機(jī)械無影燈等高顯色指數(shù)應(yīng)用。因?yàn)閭鹘y(tǒng)光源的紅外部分會產(chǎn)生熱，對病人及其組織都是不利的，而采用高顯色LED的無影燈只包括可見光而不發(fā)熱。在高演色應(yīng)用中，產(chǎn)品良率可通過色溫控制等技術(shù)達(dá)到，其成本會相對較低。比如宇極芯光的大功率LED在攝影補(bǔ)光正白區(qū)5,800k附件只有總共 400k的偏差，而國家標(biāo)準(zhǔn)允許偏差范圍在1,000k的水平，其色溫要求不到國家標(biāo)準(zhǔn)偏差的一半，解決了色溫漂移問題，目前已大批量出貨。 王海嵩博士同時(shí)坦陳，YAG熒光粉的光效已達(dá)80%多，但氮化物熒光粉的效率目前相對較低，與其相差10%左右。但因光效效率影響的是亮度，通用照明會比較依賴，就諸如背光源應(yīng)用而言，需要的是更高的演色性和穩(wěn)定性，而不一定要求高亮度。而由于氮氧化物熒光粉作為新興熒光粉技術(shù)還有很大的潛力可挖，YAG鋁酸鹽的發(fā)展可謂到達(dá)了極致，因此王海嵩相信，未來5-6年氮氧化物熒光粉技術(shù)將走向成熟，提升到Y(jié)AG現(xiàn)在的水平，首先突破YAG熒光粉專利的壟斷。 |
