工信部今日印發《稀土行業發展規劃(2016-2020年)》 。規劃提出 ,到2020年 ,形成合理開發 、有序生產 、高效利用 、科技創新、協同發展的稀土行業新格局 ,行業整體邁入以中高端應用、高附加值為主的發展階段 ,充分發揮稀土應用功能的戰略價值 。
《規劃》指出 ,過去幾年稀土發光材料的應用產業規模不斷擴大 。LED器件發光效率由90流明/瓦提高到150流明/瓦以上 。
《規劃》指出目前麵臨的主要挑戰 :一是稀土初級產品生產能力過剩 ,違法開采 、違規生產屢禁不止 ,導致稀土產品價格低迷 ,未體現稀缺資源價值 ,迫切要求進一步規範行業秩序 ,嚴格控製增量 ,優化稀土初級產品加工存量 ,淘汰落後產能 。
二是我國稀土產業整體處於世界稀土產業鏈的中低端 ,高端材料和器件與先進國家仍存在較大差距 ,缺乏自主知識產權技術 ,產業整體需要由低成本資源和要素投入驅動 ,向擴大新技術 、新產品和有效供給的創新驅動轉變 ,優化產業結構 ,重點發展稀土高端材料和器件產業 。
三是清潔生產水平不能滿足國家生態文明建設要求 ,行業發展的安全環保壓力和要素成本約束日益突出,供給側結構性改革 、提質增效 、綠色可持續發展等任務艱巨 。
《規劃》提出 ,到2020年 ,形成合理開發 、有序生產 、高效利用 、科技創新 、協同發展的稀土行業新格局 ,行業整體邁入以中高端應用 、高附加值為主的發展階段 ,充分發揮稀土應用功能的戰略價值 。
其中 ,在高性能稀土發光材料方麵 ,開發高性能稀土發光材料及器件 ,滿足高能量密度激發光源 、全光譜照明及廣色域高清顯示應用需要 ;開發高性能生物農業照明材料及器件 ,滿足植物光合作用等光生理過程需要 ,實現在農業大棚和植物工廠的示範應用 。
全光譜照明
眾所周知 ,目前常用的白光LED主要是靠藍光激發熒光粉產生多種顏色混合而成 ,因熒光粉可以補充LED芯片發光波長以外的不同光譜需求,搭配產生不同光色 ,熒光粉的質量對於白光LED起關鍵性作用 。
為切合終端用戶需求 ,下遊芯片級封裝企業也對上遊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 ,目前市麵上的LED光源所搭配使用的LED熒光粉在450-460nm的藍光下激發時 ,其藍光吸收轉換效率不足 ,主要缺少480nm-505nm的藍綠光和660nm-700nm的深紅光 。尤其是色溫達到5000K以上的高色溫白光 ,會出現大量藍光未能被有效轉化的情況 。
高顯色全光譜LED光源與常規LED光源光譜對比 ,兩者最大的區別在於前者增加了490nm 、660nm左右發射峰 ,補足了常規LED光源缺少的光譜部分 ,使得整體光譜連續性大大增加 ,從而接近於太陽光全光譜 。
目前 ,全光譜LED熒光粉的主要應用分為兩種 :第一種是針對性提高顯色指數和光效 ,目前其顯色指數Ra可達到97甚至98以上 ,而在同樣顯指的前提下 ,其光效可比目前市麵上的雙粉方案提升約2% ,這種應用主要是追求性能優先 ,但光譜連續性不夠完美。
第二種應用是追求最佳的發射光譜 ,模擬太陽光光譜 ,其光譜缺陷可以降到最低 ,有效降低藍光危害 ,但在光效上會略微下降 。
廣色域高清顯示應用
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 。
這項技術讓屏幕製造商能夠打造最亮且色彩最燦爛的LED HD顯示屏幕 ,能夠應用於多種裝置 ,涵括下一代的手機裝置和高動態範圍成像(HDR)電視 。
這項技術可以提供最窄波段的紅色光到LED背光中,能形成品質比標準顯是更好的畫麵 。這種突破性的品質提升為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 。
要達到完美的紅色效果一直是LED顯示器廠商的挑戰之一 ,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 ,以提升畫麵品質 。
高性能生物農業照明材料及器件
LED農業光照市場 ,與現代農業的發展息息相關 ,然而 ,現階段植物工廠等設施農業自身發展仍有不少難點 ,對LED光源的應用並不十分充分 。
植物工廠是LED農業光照應用的主要領域之一 ,如今大大小小規模的植物工廠數量也很多 。
LED作為第4代新型照明光源 ,具有許多不同於其他電光源的特點 ,這也使其成為節能環保光源的首選 。
應用於植物培養領域的LED有以下特征 :波長類型豐富 、正好與植物光合成和光形態建成的光譜範圍吻合 ;頻譜波寬度半寬窄 ,可按照需要組合獲得純正單色光與複合光譜 ;可以集中特定波長的光均衡地照射作物 ;不僅可以調節作物開花與結實 ,而且還能控製株高和植物的營養成分 。
目前農業照明LED的大功率燈具可以達到1000W ,這對LED的燈具設計提出了挑戰 。更重要的是LED植物生長燈的光譜設計要求也比較高 ,相對傳統光源其發光波段更為集中 ,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植物生長 、調節植物形態建成和節能環保等多方麵優勢 ,可以廣泛用於植物栽培 、溫室補光 、植物組培 、植物工廠以及航天航空等眾多領域 ,是未來植物照明光源的重要發展方向 。
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