照明和液晶電視推動白光LED的主要部材向新材料過渡

　　此前說起白光LED的熒光粉，主流是與藍色LED芯片組合使用的黃色熒光粉。而現(xiàn)在，正逐漸向發(fā)出紅色光和綠色光的熒光粉過渡。原因是，今后在液晶顯示器及照明用途領(lǐng)域，采用紅色和綠色熒光粉的白光LED的需求會迅速增加。圍繞這種新一代關(guān)鍵部材的競爭越來越激烈，相關(guān)企業(yè)紛紛強化業(yè)務或者開始涉足該領(lǐng)域。

　　點燃熒光粉向新材料過渡的導火索的是液晶電視背光源。該用途尤其要求具有高色彩表現(xiàn)性。而能滿足這一要求性能的是采用紅色及綠色熒光粉的白光LED（表1,圖1）。從2010年起，液晶電視中配備LED背光源的機型迅猛增加，預計用于該背光源的LED芯片也將以年均約120%的速度增長。正是這一迅速擴大的市場促進了主要熒光粉材料的更新?lián)Q代。

　圖1:采用紅色及綠色熒光粉實現(xiàn)高性能白光LED

　　將藍色LED芯片和紅色及綠色熒光粉相組合實現(xiàn)的白光LED,與將藍色LED芯片和黃色熒光粉YAG相組合而實現(xiàn)的普通白光LED的發(fā)光光譜不同。如果是用于背光源，藍色、綠色及紅色各色的光譜相互分離，色彩表現(xiàn)性提高。而在照明用途，則需要形成波長為500nm左右至650nm以內(nèi)，與太陽光接近的連續(xù)光譜。演色性比較高。（圖由本刊根據(jù)三菱化學的資料制作而成）

　　而在照明用途中，要求推出采用紅色及綠色熒光粉的白光LED的呼聲不斷高漲。理由是，與黃色熒光粉相比，紅色及綠色熒光粉有望實現(xiàn)高演色性。白光LED照明市場到2012年將達到近5000億日元的規(guī)模，這也將加速熒光粉材料的更迭。

　　三菱化學獨占市場

　　隨著熒光粉的改變，企業(yè)間的相互地位也在逐漸發(fā)生變化。用于白光LED的黃色熒光粉將由YAG類材料唱主角。在該領(lǐng)域中占據(jù)王座的是，在白光LED中全球市場份額超過30%的最大型企業(yè)日亞化學工業(yè)。

　　但如果變成紅色及綠色熒光粉，情況就完全不一樣了。目前，三菱化學在該領(lǐng)域占有絕對優(yōu)勢。該公司在用于白光LED的紅色熒光粉市場方面目前“幾乎占據(jù)100%”（該公司）的份額。在綠色熒光粉方面，截至2009年也占了近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熒光粉業(yè)務的緣故。比如在紅色熒光粉方面銷售CASN（CaAlSiN3:Eu）和SCASN（（Sr,Ca）AlSiN3:Eu），在綠色熒光粉方面銷售BSS和CSO等（表1,圖2）。其中能夠獨占紅色熒光粉市場的原因是，該公司與物質(zhì)材料研究機構(gòu)（NIMS）共同持有CASN及SCASN的相關(guān)基本專利，注1）。實際上，包括日亞化學工業(yè)在內(nèi)的很多LED廠商均從三菱化學采購CASN和SCASN.

　　憑借這一勢頭，三菱化學計劃擴大白光LED的熒光粉業(yè)務。目標是使該業(yè)務在2010年度實現(xiàn)55億日元的銷售額，2015年度達到2010年度近4倍的200億日元。與此同時，計劃在2015年度之前投資70億日元，將產(chǎn)能提高至2010年度的6倍。

　　圖2:即使在高溫下，發(fā)光強度也不會降低

　　與藍色LED芯片組合使用的綠色熒光粉CSO和紅色熒光粉CASN的穩(wěn)定性較高。例如，即使溫度上升，與普通的黃色熒光粉YAG相比，發(fā)光強度也不容易降低。（圖由本刊根據(jù)三菱化學的資料制作而成）

　　能否打破三菱化學獨占市場的狀況？

　　各廠商為了打破三菱化學獨占市場的現(xiàn)狀進行了不懈努力。在紅色熒光粉領(lǐng)域，日亞化學工業(yè)于2010年6月召開了新聞發(fā)布會，目的是宣布自己也與DOWA電子共同持有多項CASN和SCASN相關(guān)專利，注2）。毫無疑問，今后，除了限制新興廠商在未獲得許可的情況下不得生產(chǎn)紅色熒光粉之外，還會有很多動搖三菱化學穩(wěn)固地位的舉措出現(xiàn)。實際上，日亞化學工業(yè)打算以持有的專利為武器與三菱化學進行交涉，目的是讓三菱化學在CASN和SCASN的制造及使用等方面做出有利的讓步，注3）。例如，日亞化學工業(yè)也能自行制造CASN和SCASN,并用于白光LED中，等等。

　　在綠色熒光粉方面，很多企業(yè)相繼新涉足了該領(lǐng)域。例如，電氣化學工業(yè)從2009年開始制造并銷售“β-SiAlON”.特點是即使在高溫下亮度也不容易降低，據(jù)說已經(jīng)被夏普的液晶電視采用。

　　白光LED市場有望出現(xiàn)爆發(fā)性增長。由此，圍繞紅色和綠色熒光粉的競爭今后將會更加激烈。