稀土發光材料技術現狀及展望

陳鴻耀　張恒毅

摘 要：本文章主要探討稀土發光材料技術現狀及未來展望，主要分析國家的技術研發趨勢，合理研究企業的專利技術布局和市場強度。如果從微觀層面預測稀土發光材料未來的技術走向的話，分析結果表明，中國目前在稀土發光材料領域申請專利的數據量已經成為全球第一，美國在專利質量方面占有一定的優勢。因此中國企業應當充分利用節能照明工程方面的優勢，重視該領域的高技術水平發展，同時還應當不斷發揮稀土礦的優勢。

關鍵詞：稀土發光材料;技術現狀;未來展望

前 言

對于稀土材料來說，稀土發光材料屬于稀土功能材料中的一種，在照明產業、節能產業、信息產業中都有著非常廣泛的運用。我國國內外中的學者針對稀土專利技術已經開展了相應的分析研究，對具體的稀土發光材料這項專利技術發展現狀及未來展望也進行了研究。在專利方面，國內外學者通過研究五大專利組織的專利文獻，分析了大多數國家稀土專利技術研發的方向，對具有前景的技術方向進行了預測。由于相關稀土專利的分析研究具有非常大的數據收集范圍，因此對稀土相關行業的發展有著較大的借鑒作用。

一、稀土發光材料技術正在不斷的升級換代

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

在顯示領域中，CRT曾經是稀土熒光粉最大的運用領域，可是現在已經慢慢的退出了顯示平臺。作為平板顯示領域的佼佼者，等離子電視顯示質量較高、圖像中的層次感強，曾經一度是彩電市場中非常搶手的存在。但是等離子電視內在結構較為復雜，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業。從那時之后，其它國家漸漸應用液晶顯示，因此我國PDP產業的發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光，液晶顯示中需要運用背光源進行發光。由于背光源因為節能、環保等方面的優勢已經逐漸取代了傳統的冷陰極熒光燈。現階段已經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上進行了優化，已經逐漸成為彩色電視的主流，我國LED顯示中的關鍵技術可以和國際中同行業的先進水平達到一致。對于稀土發光材料技術中的OLED來說，OLED具有光強較大、厚度薄、成本低等較多優勢，國內外研究學者在稀土配合物方面已經做了大量的研究，OLED已經成為稀土中一塊重要的運用領域。全球中的OLED產業仍然處在產業化初期，因此雖然我國具有一定的OLED基礎，但是相關產業鏈并沒有及時完善，我國自主研發的上游產品競爭力較弱。市場中的上游產品主要掌握在外國廠商手中。

激光顯示現如今已經成為新時代的顯示技術，其中主要顯示性能的優勢已經引起了生產領域較大的關注度，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到可以全面廣泛運用的標準。激光顯示主要運用熒光色輪產生其他光纖，最終經過混合得到光源。此種技術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半導體光源的優勢，并可以及時降低激光光源的成本。因此我國正在進一步改進激光技術，使激光技術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，但是我國現如今已經形成了非常完整的產業鏈，相關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射線稀土發光材料發展的較早，其本身存在的缺陷不容易克服，因此隨著計算機技術的不斷更新，X射線稀土發光材料已經漸漸退出市場。自身具有多種顏色的稀土長余輝熒光粉可以用于探測領域和太陽能電池增效的發光材料，也可以有效促進動植物生產。稀土長余輝熒光粉運用領域較為廣泛，因此非常有可能成為大量、面積廣的特種稀土發光材料。

二、稀土發光材料的市場需求

現如今照明的主流技術已經變成白光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。我國相關人員考慮到現階段大功率白光LED仍然存在一定的技術瓶頸，因此研究方向開始轉向發光玻璃和配套的新型封裝技術，這也是因為其更加適合照明市場的發展趨勢。目前顯示技術主要是以LED為背光源的液晶顯示，因此摻雜進稀土的液晶顯示LED背光源成為顯示領域發光材料的主要研究目的。對于特種發光材料來說，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，高性能稀土在醫療行業中也具有一定的運用。在新能源領域，太陽能電池中相關的稀土發光材料已經成為國內外學者研究的重點。在探測領域，我國閃爍體材料現在已經取得了非常長遠的發展，會飛速成為探測技術所需要的熱門材料。

三、稀土發光材料未來的展望

稀土發光材料主要具有色彩鮮艷、光吸收能力強、熒光使用壽命長等特點。可以說稀土發光材料有著其他發光材料無法比較的特點，因此稀土發光材料已經逐漸成為高新技術材料的重要研究對象。目前我國稀土發光材料已經廣泛運用在照明、顯示、醫學領域中。已經逐漸形成了較大的工業生產及消費市場中的規模，并正在逐步向其他新興技術領域發展。稀土發光材料已經成為未來一種不可或缺的材料，業內也正在對具有極大應用前景的稀土發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中試基地。這也在不斷推動我國稀土發光材料技術的充分提升，進一步促進我國從稀土發光材料的大國向強國進行轉變。我國應當充分加強發光材料在下游運用領域的良好開發，在LED照明、OLED、激光顯示器等多方面進行開發，不斷形成具有中國核心知識產權的民族重要品牌，不斷提升我國的相關產品在國際中的市場競爭力。

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