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塑料加工技術為LED照明降“身價”
2012-12-26  
6月12日,第17屆廣州國際照明展覽會落下帷幕,在2600多家參展商中,涉及發光二極管(LED)照明產業鏈的展商就有1900多家。照明行業對于LED的熱情可見一斑。而記者在采訪中了解到,由于我國在LED封裝和塑料配光材料加工技術上還存在著瓶頸,高端材料主要依賴進口,LED燈具價格一直居高不下,比普通燈具高出幾倍甚至幾十倍。LED照明想要進入尋常百姓家還需降低“身價”。對此,塑料加工業業內專家則表示,先進塑料加工技術有望解決LED燈具配光材料技術瓶頸和高成本的問題。


  核心技術缺失 成本居高不下


  LED憑借節能的優勢已經成為我國照明產業中一顆耀眼的新星。但業內人士也坦言,LED燈具要想進入尋常百姓家,除了標準化問題,成本是一個必須打破的瓶頸。北京照明學會理事長汪猛介紹說,目前我國LED照明領域核心技術大部分掌握在國外公司手里,LED燈具要想大面積地推廣,就必須在芯片封裝以及塑料配光材料加工的核心技術上有所突破,才能使高成本的現狀有所改觀。


  創興精細化學(上海)有限公司總經理方亮元認為,目前我國LED芯片、光擴散材料、固態電容等大部分需要從國外進口,這是LED燈具成本居高不下的主要原因。目前國內企業在LED照明材料研發技術上與世界先進水平的差距較大,缺乏定價權。


  散熱眩光掣肘 塑料加工解圍


  “實際上,LED照明亟待要解決的主要技術問題集中在散熱和眩光上!北本┗ご髮W機電學院副院長吳大鳴表示。


  他解釋說,LED光源屬于冷光源,其產生的熱量不能通過光線散走,只能通過熱傳導方式將熱量傳出并散走,而芯片面積狹小給散熱帶來了較大困難。而如果冷卻不充分,這部分熱能就會造成LED芯片老化和熒光粉衰變,從而縮短LED壽命。


  目前,市場上大多數LED燈具的散熱材料多采用鋁或鋁合金材料,不僅笨重而且散熱效果不佳。國際上有人開發成功了高導熱塑料替代金屬材料,美國Coolpolymer公司研發的以ABS、聚酰胺、液晶高分子、聚醚醚酮等為基礎樹脂的導熱塑料,其導熱系數最高可以提高100倍。但隨著導熱系數的提高,塑料的加工性能下降,限制了其導熱系數的進一步提高。而我國正在研發的熱管式及微通道散熱技術,一旦取得突破,將使散熱能力提高3~5個數量級。


  炫目問題也是LED進入家庭和辦公領域的一大障礙。據汪猛介紹,LED在室外景觀和酒店等公共場所應用時,炫目問題不是很突出,但一旦進入家庭或辦公場所,炫目就成了大問題。LED是點光源,極易產生眩光,讓人感覺不舒服。


  “采用塑料光學配光材料可以消除LED眩光問題!眳谴篪Q介紹,目前,光學配光材料主要包括摻雜散射粒子的聚合物散射板、不同折射率聚合物共混材料散射板、毫米級光學透鏡陣列散射板、微發泡漫反射板等。這些塑料配光材料雖然解決了LED光照均勻性的問題,但卻損失了15%~40%的光能。怎樣才能既提高LED光源的舒適度又盡量減少光損失呢?為了解決上述瓶頸問題,北京化工大學利用微納制造技術研發了基于微透鏡陣列的高效散射材料和高效漫反射材料,在提高了LED照明舒適度的同時,也顯著減少了光能損失。


  市場前景誘人 研發生產跟進


  采訪中記者還了解到,LED燈具中用到大量的塑料制件,包括LED芯片的封裝元件、LED光學透鏡、光散射元件、高效散熱元件、光反射和光漫射板等。這些塑料制件的價值約占燈具總價值的10%以上。根據中國照明電器協會的預測,2015年我國LED照明產業的產值將達到5000億元,按此計算LED塑料制件的價值超過500億元。


  面對巨大的市場潛力,一方面,我國的科研單位正在努力尋找技術的突破口,力爭開發出自主知識產權的技術,擺脫受制于人的尷尬局面,以國產替代進口,從而降低LED燈具的生產成本;另一方面,也有嗅覺靈敏的企業,盯上了這塊綠色的蛋糕,開始大舉進軍LED塑料配件產業,希望在節能照明市場上分得一杯羹。


  河南濟源市京豐科技有限公司已經捷足先登。該公司董事長陳加山告訴記者,公司計劃在未來3年內投資20億元,新增土地350畝,建設100萬套LED照明燈具、100萬平方米LED微結構配光材料、50萬套微結構高效散熱元件的生產基地。同時,公司還與北京化工大學共建京豐——北化先進節能技術研發中心,積極推進基于微結構的先進配光材料技術的產業化進程。

 

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