稀土發(fā)光材料技術(shù)現(xiàn)狀及展望

陳鴻耀　張恒毅

摘 要：本文章主要探討稀土發(fā)光材料技術(shù)現(xiàn)狀及未來展望，主要分析國家的技術(shù)研發(fā)趨勢，合理研究企業(yè)的專利技術(shù)布局和市場強(qiáng)度。如果從微觀層面預(yù)測稀土發(fā)光材料未來的技術(shù)走向的話，分析結(jié)果表明，中國目前在稀土發(fā)光材料領(lǐng)域申請專利的數(shù)據(jù)量已經(jīng)成為全球第一，美國在專利質(zhì)量方面占有一定的優(yōu)勢。因此中國企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分利用節(jié)能照明工程方面的優(yōu)勢，重視該領(lǐng)域的高技術(shù)水平發(fā)展，同時還應(yīng)當(dāng)不斷發(fā)揮稀土礦的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：稀土發(fā)光材料;技術(shù)現(xiàn)狀;未來展望

前 言

對于稀土材料來說，稀土發(fā)光材料屬于稀土功能材料中的一種，在照明產(chǎn)業(yè)、節(jié)能產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)中都有著非常廣泛的運用。我國國內(nèi)外中的學(xué)者針對稀土專利技術(shù)已經(jīng)開展了相應(yīng)的分析研究，對具體的稀土發(fā)光材料這項專利技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望也進(jìn)行了研究。在專利方面，國內(nèi)外學(xué)者通過研究五大專利組織的專利文獻(xiàn)，分析了大多數(shù)國家稀土專利技術(shù)研發(fā)的方向，對具有前景的技術(shù)方向進(jìn)行了預(yù)測。由于相關(guān)稀土專利的分析研究具有非常大的數(shù)據(jù)收集范圍，因此對稀土相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有著較大的借鑒作用。

一、稀土發(fā)光材料技術(shù)正在不斷的升級換代

稀土發(fā)光材料可以說是稀土中一個非常重要的運用領(lǐng)域，按照稀土發(fā)光材料不同的用途，因此分為三大類。在照明領(lǐng)域，我國已經(jīng)是世界上稀土發(fā)光材料的主要產(chǎn)地，稀土燈用熒光粉產(chǎn)能位居全球前列，其中大部分的電視機(jī)都出自我國，其次，全球很多實用稀土發(fā)光材料的終端產(chǎn)品，大多數(shù)都在我國進(jìn)行生產(chǎn)。現(xiàn)如今隨著半導(dǎo)體照明的崛起，白光LED逐漸取代了稀土三基色節(jié)能燈，已經(jīng)成為當(dāng)前照明的主流技術(shù)之一，因此燈用稀土熒光粉的產(chǎn)量正在逐年下降，但是由于人們對照明質(zhì)量的需求，因此現(xiàn)在稀土三基色節(jié)能燈仍然保持一定程度的使用，因此我國相應(yīng)發(fā)光材料也在進(jìn)行一定量的生產(chǎn)。

在顯示領(lǐng)域中，CRT曾經(jīng)是稀土熒光粉最大的運用領(lǐng)域，可是現(xiàn)在已經(jīng)慢慢的退出了顯示平臺。作為平板顯示領(lǐng)域的佼佼者，等離子電視顯示質(zhì)量較高、圖像中的層次感強(qiáng)，曾經(jīng)一度是彩電市場中非常搶手的存在。但是等離子電視內(nèi)在結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，耗能較高，因此在2005年前后，很多國家都退出了等離子電視產(chǎn)業(yè)。從那時之后，其它國家漸漸應(yīng)用液晶顯示，因此我國PDP產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到了一定的阻礙。

對于液晶分子來說，液晶分子本身無法發(fā)光，液晶顯示中需要運用背光源進(jìn)行發(fā)光。由于背光源因為節(jié)能、環(huán)保等方面的優(yōu)勢已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的冷陰極熒光燈。現(xiàn)階段已經(jīng)成為了液晶顯示首選背光源之一。LED背光源液晶顯示則在液晶背光源的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，已經(jīng)逐漸成為彩色電視的主流，我國LED顯示中的關(guān)鍵技術(shù)可以和國際中同行業(yè)的先進(jìn)水平達(dá)到一致。對于稀土發(fā)光材料技術(shù)中的OLED來說，OLED具有光強(qiáng)較大、厚度薄、成本低等較多優(yōu)勢，國內(nèi)外研究學(xué)者在稀土配合物方面已經(jīng)做了大量的研究，OLED已經(jīng)成為稀土中一塊重要的運用領(lǐng)域。全球中的OLED產(chǎn)業(yè)仍然處在產(chǎn)業(yè)化初期，因此雖然我國具有一定的OLED基礎(chǔ)，但是相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈并沒有及時完善，我國自主研發(fā)的上游產(chǎn)品競爭力較弱。市場中的上游產(chǎn)品主要掌握在外國廠商手中。

激光顯示現(xiàn)如今已經(jīng)成為新時代的顯示技術(shù)，其中主要顯示性能的優(yōu)勢已經(jīng)引起了生產(chǎn)領(lǐng)域較大的關(guān)注度，但是仍然存在安全性較低、成本較高的缺點，因此激光顯示并沒有達(dá)到可以全面廣泛運用的標(biāo)準(zhǔn)。激光顯示主要運用熒光色輪產(chǎn)生其他光纖，最終經(jīng)過混合得到光源。此種技術(shù)不僅僅能夠有效解決激光消散問題，在使用壽命、安全性上都能夠繼承傳統(tǒng)半導(dǎo)體光源的優(yōu)勢，并可以及時降低激光光源的成本。因此我國正在進(jìn)一步改進(jìn)激光技術(shù)，使激光技術(shù)可以得到廣泛的運用。

因為稀土離子有著非常特殊的物理性能，因此稀土發(fā)光材料還廣泛的運用在除了顯示和照明之外的場合中。比如保健、探測和特種領(lǐng)域等等。雖然稀土長余輝熒光粉顏色具有單一化的缺點，初始亮度也需要有一定的提升，但是我國現(xiàn)如今已經(jīng)形成了非常完整的產(chǎn)業(yè)鏈，相關(guān)的研究也在逐漸深入。近幾年我國稀土長余輝熒光粉的市場比重正在不斷提升，由于X射線稀土發(fā)光材料發(fā)展的較早，其本身存在的缺陷不容易克服，因此隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷更新，X射線稀土發(fā)光材料已經(jīng)漸漸退出市場。自身具有多種顏色的稀土長余輝熒光粉可以用于探測領(lǐng)域和太陽能電池增效的發(fā)光材料，也可以有效促進(jìn)動植物生產(chǎn)。稀土長余輝熒光粉運用領(lǐng)域較為廣泛，因此非常有可能成為大量、面積廣的特種稀土發(fā)光材料。

二、稀土發(fā)光材料的市場需求

現(xiàn)如今照明的主流技術(shù)已經(jīng)變成白光LED，因此作為照明市場的主要需求，新型白光LED中需要運用更高性能的熒光粉。我國相關(guān)人員考慮到現(xiàn)階段大功率白光LED仍然存在一定的技術(shù)瓶頸，因此研究方向開始轉(zhuǎn)向發(fā)光玻璃和配套的新型封裝技術(shù)，這也是因為其更加適合照明市場的發(fā)展趨勢。目前顯示技術(shù)主要是以LED為背光源的液晶顯示，因此摻雜進(jìn)稀土的液晶顯示LED背光源成為顯示領(lǐng)域發(fā)光材料的主要研究目的。對于特種發(fā)光材料來說，其中用途最為廣泛的多種顏色的高性能稀土長余輝仍然保持一定程度的市場容量，而且近年來還在不斷提升，高性能稀土在醫(yī)療行業(yè)中也具有一定的運用。在新能源領(lǐng)域，太陽能電池中相關(guān)的稀土發(fā)光材料已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重點。在探測領(lǐng)域，我國閃爍體材料現(xiàn)在已經(jīng)取得了非常長遠(yuǎn)的發(fā)展，會飛速成為探測技術(shù)所需要的熱門材料。

三、稀土發(fā)光材料未來的展望

稀土發(fā)光材料主要具有色彩鮮艷、光吸收能力強(qiáng)、熒光使用壽命長等特點?？梢哉f稀土發(fā)光材料有著其他發(fā)光材料無法比較的特點，因此稀土發(fā)光材料已經(jīng)逐漸成為高新技術(shù)材料的重要研究對象。目前我國稀土發(fā)光材料已經(jīng)廣泛運用在照明、顯示、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。已經(jīng)逐漸形成了較大的工業(yè)生產(chǎn)及消費市場中的規(guī)模，并正在逐步向其他新興技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。稀土發(fā)光材料已經(jīng)成為未來一種不可或缺的材料，業(yè)內(nèi)也正在對具有極大應(yīng)用前景的稀土發(fā)光材料作為主要的研究對象，建造具有國際水平的制造技術(shù)中試基地。這也在不斷推動我國稀土發(fā)光材料技術(shù)的充分提升，進(jìn)一步促進(jìn)我國從稀土發(fā)光材料的大國向強(qiáng)國進(jìn)行轉(zhuǎn)變。我國應(yīng)當(dāng)充分加強(qiáng)發(fā)光材料在下游運用領(lǐng)域的良好開發(fā)，在LED照明、OLED、激光顯示器等多方面進(jìn)行開發(fā)，不斷形成具有中國核心知識產(chǎn)權(quán)的民族重要品牌，不斷提升我國的相關(guān)產(chǎn)品在國際中的市場競爭力。

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