白光LED螢光粉材料的發展現狀與專利之爭

2020-12-05 OFweek維科網

  白光LED的螢光粉,主流是與藍色組合使用的黃色螢光粉。而現在,正逐漸向發出紅色光和綠色光的螢光粉過渡。原因是,今後在液晶顯示器及照明用途領域,採用紅色和綠色螢光粉的白光LED的需求會迅速增加。

  圍繞這種新一代關鍵部材的競爭越來越激烈,相關企業紛紛強化業務或者開始涉足該領域。點燃螢光粉向新材料過渡的導火索的是液晶電視。該用途尤其要求具有高色彩表現性。而能滿足這一要求性能的是採用紅色及綠色螢光粉的白光LED。

  從2010年起,液晶電視中配備LED背光源的機型迅猛增加,預計用於該背光源的LED晶片也將以年均約120%的速度增長。正是這一迅速擴大的市場促進了主要螢光粉材料的更新換代。

  採用紅色及綠色螢光粉實現高性能白光LED

  將藍色LED晶片和紅色及綠色螢光粉相組合實現的白光LED,與將藍色LED晶片和黃色螢光粉YAG相組合而實現的普通白光LED的發光光譜不同。如果是用於背光源,藍色、綠色及紅色各色的光譜相互分離,色彩表現性提高。而在照明用途,則需要形成波長為500nm左右至650nm以內,與太陽光接近的連續光譜。演色性比較高。

  三菱化學獨佔市場

  隨著螢光粉的改變,企業間的相互地位也在逐漸發生變化。用於白光LED的黃色螢光粉將由YAG類材料唱主角。在該領域中佔據王座的是,在白光LED中全球市場份額超過30%的最大型企業日亞化學工業。

  但如果變成紅色及綠色螢光粉,情況就完全不一樣了。目前,三菱化學在該領域佔有絕對優勢。該公司在用於白光LED的紅色螢光粉市場方面目前幾乎佔據100%;三菱化學的份額。在綠色螢光粉方面,截至2009年也佔了近40%的份額。

  三菱化學之所以擁有高份額,是因為該公司一直從事亮度高、而且即使溫度上升亮度也很難降低的紅色和綠色螢光粉業務的緣故。比如在紅色螢光粉方面銷售CASN(CaAlSiN3:Eu)和SCASN((Sr,Ca)AlSiN3:Eu),在綠色螢光粉方面銷售BSS和CSO等。其中能夠獨佔紅色螢光粉市場的原因是,該公司與物質材料研究機構(NIMS)共同持有CASN及SCASN的相關基本專利,(在日本的專利號為3837588)。實際上,包括日亞化學工業在內的很多LED廠商均從三菱化學採購CASN和SCASN. 與藍色LED晶片組合使用的綠色螢光粉CSO和紅色螢光粉CASN的穩定性較高。例如,即使溫度上升,與普通的黃色螢光粉YAG相比,發光強度也不容易降低。

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