塑料加工技術(shù)為L(zhǎng)ED照明降身價(jià)

6月12日，第17屆廣州國(guó)際照明展覽會(huì)落下帷幕，在2600多家參展商中，涉及發(fā)光二極管(LED)照明產(chǎn)業(yè)鏈的展商就有1900多家。照明行業(yè)對(duì)于LED的熱情可見(jiàn)一斑。而記者在采訪中了解到，由于我國(guó)在LED封裝和塑料配光材料加工技術(shù)上還存在著瓶頸，高端材料主要依賴進(jìn)口，LED燈具價(jià)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(jìn)入尋常百姓家還需降低“身價(jià)”。對(duì)此，塑料加工業(yè)業(yè)內(nèi)專家則表示，先進(jìn)塑料加工技術(shù)有望解決LED燈具配光材料技術(shù)瓶頸和高成本的問(wèn)題。

　　核心技術(shù)缺失 成本居高不下

LED憑借節(jié)能的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為我國(guó)照明產(chǎn)業(yè)中一顆耀眼的新星。但業(yè)內(nèi)人士也坦言，LED燈具要想進(jìn)入尋常百姓家，除了標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，成本是一個(gè)必須打破的瓶頸。北京照明學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)汪猛介紹說(shuō)，目前我國(guó)LED照明領(lǐng)域核心技術(shù)大部分掌握在國(guó)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(shù)上有所突破，才能使高成本的現(xiàn)狀有所改觀。

創(chuàng)興精細(xì)化學(xué)(上海)有限公司總經(jīng)理方亮元認(rèn)為，目前我國(guó)LED芯片、光擴(kuò)散材料、固態(tài)電容等大部分需要從國(guó)外進(jìn)口，這是LED燈具成本居高不下的主要原因。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在LED照明材料研發(fā)技術(shù)上與世界先進(jìn)水平的差距較大，缺乏定價(jià)權(quán)。

　　散熱眩光掣肘 塑料加工解圍

“實(shí)際上，LED照明亟待要解決的主要技術(shù)問(wèn)題集中在散熱和眩光上?！北本┗ご髮W(xué)機(jī)電學(xué)院副院長(zhǎng)吳大鳴表示。

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

目前，市場(chǎng)上大多數(shù)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(guó)際上有人開(kāi)發(fā)成功了高導(dǎo)熱塑料替代金屬材料，美國(guó)Coolpolymer公司研發(fā)的以ABS、聚酰胺、液晶高分子、聚醚醚酮等為基礎(chǔ)樹(shù)脂的導(dǎo)熱塑料，其導(dǎo)熱系數(shù)最高可以提高100倍。但隨著導(dǎo)熱系數(shù)的提高，塑料的加工性能下降，限制了其導(dǎo)熱系數(shù)的進(jìn)一步提高。而我國(guó)正在研發(fā)的熱管式及微通道散熱技術(shù)，一旦取得突破，將使散熱能力提高3~5個(gè)數(shù)量級(jí)。

炫目問(wèn)題也是LED進(jìn)入家庭和辦公領(lǐng)域的一大障礙。據(jù)汪猛介紹，LED在室外景觀和酒店等公共場(chǎng)所應(yīng)用時(shí)，炫目問(wèn)題不是很突出，但一旦進(jìn)入家庭或辦公場(chǎng)所，炫目就成了大問(wèn)題。LED是點(diǎn)光源，極易產(chǎn)生眩光，讓人感覺(jué)不舒服。

“采用塑料光學(xué)配光材料可以消除LED眩光問(wèn)題。”吳大鳴介紹，目前，光學(xué)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(jí)光學(xué)透鏡陣列散射板、微發(fā)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(wèn)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(wèn)題，北京化工大學(xué)利用微納制造技術(shù)研發(fā)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(shí)，也顯著減少了光能損失。

　　市場(chǎng)前景誘人 研發(fā)生產(chǎn)跟進(jìn)

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(xué)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(jià)值約占燈具總價(jià)值的10%以上。根據(jù)中國(guó)照明電器協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)，2015年我國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將達(dá)到5000億元，按此計(jì)算LED塑料制件的價(jià)值超過(guò)500億元。

面對(duì)巨大的市場(chǎng)潛力，一方面，我國(guó)的科研單位正在努力尋找技術(shù)的突破口，力爭(zhēng)開(kāi)發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，擺脫受制于人的尷尬局面，以國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口，從而降低LED燈具的生產(chǎn)成本;另一方面，也有嗅覺(jué)靈敏的企業(yè)，盯上了這塊綠色的蛋糕，開(kāi)始大舉進(jìn)軍LED塑料配件產(chǎn)業(yè)，希望在節(jié)能照明市場(chǎng)上分得一杯羹。

河南濟(jì)源市京豐科技有限公司已經(jīng)捷足先登。該公司董事長(zhǎng)陳加山告訴記者，公司計(jì)劃在未來(lái)3年內(nèi)投資20億元，新增土地350畝，建設(shè)100萬(wàn)套LED照明燈具、100萬(wàn)平方米LED微結(jié)構(gòu)配光材料、50萬(wàn)套微結(jié)構(gòu)高效散熱元件的生產(chǎn)基地。同時(shí)，公司還與北京化工大學(xué)共建京豐——北化先進(jìn)節(jié)能技術(shù)研發(fā)中心，積極推進(jìn)基于微結(jié)構(gòu)的先進(jìn)配光材料技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

李杰