LED熒光粉迎來政策紅利期,稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃2020怎么看?

工信部今日印發(fā)《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》。規(guī)劃提出,到2020年,形成合理開發(fā)、有序生產(chǎn)、高效利用、科技創(chuàng)新、協(xié)同發(fā)展的稀土行業(yè)新格局,行業(yè)整體邁入以中高端應(yīng)用、高附加值為主的發(fā)展階段,充分發(fā)揮稀土應(yīng)用功能的戰(zhàn)略價值。

《規(guī)劃》指出,過去幾年稀土發(fā)光材料的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大。LED器件發(fā)光效率由90流明/瓦提高到150流明/瓦以上。

《規(guī)劃》指出目前面臨的主要挑戰(zhàn):一是稀土初級產(chǎn)品生產(chǎn)能力過剩,違法開采、違規(guī)生產(chǎn)屢禁不止,導(dǎo)致稀土產(chǎn)品價格低迷,未體現(xiàn)稀缺資源價值,迫切要求進(jìn)一步規(guī)范行業(yè)秩序,嚴(yán)格控制增量,優(yōu)化稀土初級產(chǎn)品加工存量,淘汰落后產(chǎn)能。

二是我國稀土產(chǎn)業(yè)整體處于世界稀土產(chǎn)業(yè)鏈的中低端,高端材料和器件與先進(jìn)國家仍存在較大差距,缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù),產(chǎn)業(yè)整體需要由低成本資源和要素投入驅(qū)動,向擴大新技術(shù)、新產(chǎn)品和有效供給的創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),重點發(fā)展稀土高端材料和器件產(chǎn)業(yè)。

三是清潔生產(chǎn)水平不能滿足國家生態(tài)文明建設(shè)要求,行業(yè)發(fā)展的安全環(huán)保壓力和要素成本約束日益突出,供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、提質(zhì)增效、綠色可持續(xù)發(fā)展等任務(wù)艱巨。

《規(guī)劃》提出,到2020年,形成合理開發(fā)、有序生產(chǎn)、高效利用、科技創(chuàng)新、協(xié)同發(fā)展的稀土行業(yè)新格局,行業(yè)整體邁入以中高端應(yīng)用、高附加值為主的發(fā)展階段,充分發(fā)揮稀土應(yīng)用功能的戰(zhàn)略價值。

其中,在高性能稀土發(fā)光材料方面,開發(fā)高性能稀土發(fā)光材料及器件,滿足高能量密度激發(fā)光源、全光譜照明及廣色域高清顯示應(yīng)用需要;開發(fā)高性能生物農(nóng)業(yè)照明材料及器件,滿足植物光合作用等光生理過程需要,實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)大棚和植物工廠的示范應(yīng)用。

全光譜照明

眾所周知,目前常用的白光LED主要是靠藍(lán)光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生多種顏色混合而成,因熒光粉可以補充LED芯片發(fā)光波長以外的不同光譜需求,搭配產(chǎn)生不同光色,熒光粉的質(zhì)量對于白光LED起關(guān)鍵性作用。

為切合終端用戶需求,下游芯片級封裝企業(yè)也對上游LED熒光粉材料提出了更高的要求。如高顯色性、全光譜波長、激發(fā)效率、粒徑分布的均勻性、耐高溫特性及長時間老化的顏色漂移離散性等。

此外,目前市面上的LED光源所搭配使用的LED熒光粉在450-460nm的藍(lán)光下激發(fā)時,其藍(lán)光吸收轉(zhuǎn)換效率不足,主要缺少480nm-505nm的藍(lán)綠光和660nm-700nm的深紅光。尤其是色溫達(dá)到5000K以上的高色溫白光,會出現(xiàn)大量藍(lán)光未能被有效轉(zhuǎn)化的情況。

高顯色全光譜LED光源與常規(guī)LED光源光譜對比,兩者最大的區(qū)別在于前者增加了490nm、660nm左右發(fā)射峰,補足了常規(guī)LED光源缺少的光譜部分,使得整體光譜連續(xù)性大大增加,從而接近于太陽光全光譜。

目前,全光譜LED熒光粉的主要應(yīng)用分為兩種:第一種是針對性提高顯色指數(shù)和光效,目前其顯色指數(shù)Ra可達(dá)到97甚至98以上,而在同樣顯指的前提下,其光效可比目前市面上的雙粉方案提升約2%,這種應(yīng)用主要是追求性能優(yōu)先,但光譜連續(xù)性不夠完美。

第二種應(yīng)用是追求最佳的發(fā)射光譜,模擬太陽光光譜,其光譜缺陷可以降到最低,有效降低藍(lán)光危害,但在光效上會略微下降。

廣色域高清顯示應(yīng)用

廣色域提供LCD背光顯示整體上更寬廣的色域以及更真實的紅色。

這項技術(shù)讓屏幕制造商能夠打造最亮且色彩最燦爛的LED HD顯示屏幕,能夠應(yīng)用于多種裝置,涵括下一代的手機裝置和高動態(tài)范圍成像(HDR)電視。

這項技術(shù)可以提供最窄波段的紅色光到LED背光中,能形成品質(zhì)比標(biāo)準(zhǔn)顯是更好的畫面。這種突破性的品質(zhì)提升為LED背光顯示帶來了更寬廣的整體顏色,加強紅色飽和度(Saturation),以及更強烈的對比。

要達(dá)到完美的紅色效果一直是LED顯示器廠商的挑戰(zhàn)之一,因為這代表要在屏幕亮度和外表上做出取舍,因為紅色效果會看起來偏橘或者較暗。使用廣色域清晰的顏色,以提升畫面品質(zhì)。

高性能生物農(nóng)業(yè)照明材料及器件

LED農(nóng)業(yè)光照市場,與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān),然而,現(xiàn)階段植物工廠等設(shè)施農(nóng)業(yè)自身發(fā)展仍有不少難點,對LED光源的應(yīng)用并不十分充分。

植物工廠是LED農(nóng)業(yè)光照應(yīng)用的主要領(lǐng)域之一,如今大大小小規(guī)模的植物工廠數(shù)量也很多。

LED作為第4代新型照明光源,具有許多不同于其他電光源的特點,這也使其成為節(jié)能環(huán)保光源的首選。

應(yīng)用于植物培養(yǎng)領(lǐng)域的LED有以下特征:波長類型豐富、正好與植物光合成和光形態(tài)建成的光譜范圍吻合;頻譜波寬度半寬窄,可按照需要組合獲得純正單色光與復(fù)合光譜;可以集中特定波長的光均衡地照射作物;不僅可以調(diào)節(jié)作物開花與結(jié)實,而且還能控制株高和植物的營養(yǎng)成分。

目前農(nóng)業(yè)照明LED的大功率燈具可以達(dá)到1000W,這對LED的燈具設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。更重要的是LED植物生長燈的光譜設(shè)計要求也比較高,相對傳統(tǒng)光源其發(fā)光波段更為集中,目前比較可行的是五波段合成的LED生長燈。

LED作為植物照明光源具有促進(jìn)植物生長、調(diào)節(jié)植物形態(tài)建成和節(jié)能環(huán)保等多方面優(yōu)勢,可以廣泛用于植物栽培、溫室補光、植物組培、植物工廠以及航天航空等眾多領(lǐng)域,是未來植物照明光源的重要發(fā)展方向。