塑料加工技术为LED照明降身价

塑料加工技术为LED照明降身价

6月12日，第17届广州国际照明展览会落下帷幕，在2600多家参展商中，涉及发光二极管(LED)照明产业链的展商就有1900多家。照明行业对于LED的热情可见一斑。而记者在采访中了解到，由于我国在LED封装和塑料配光材料加工技术上还存在着瓶颈，高端材料主要依赖进口，LED灯具价格一直居高不下，比普通灯具高出几倍甚至几十倍。LED照明想要进入寻常百姓家还需降低“身价”。对此，塑料加工业业内专家则表示，先进塑料加工技术有望解决LED灯具配光材料技术瓶颈和高成本的问题。

核心技术缺失成本居高不下

LED凭借节能的优势已经成为我国照明产业中一颗耀眼的新星。但业内人士也坦言，LED灯具要想进入寻常百姓家，除了标准化问题，成本是一个必须打破的瓶颈。北京照明学会理事长汪猛介绍说，目前我国LED照明领域核心技术大部分掌握在国外公司手里，LED灯具要想大面积地推广，就必须在芯片封装以及塑料配光材料加工的核心技术上有所突破，才能使高成本的现状有所改观。

创兴精细化学(上海)有限公司总经理方亮元认为，目前我国LED芯片、光扩散材料、固态电容等大部分需要从国外进口，这是LED灯具成本居高不下的主要原因。目前国内企业在LED照明材料研发技术上与世界先进水平的差距较大，缺乏定价权。

散热眩光掣肘塑料加工解围

“实际上，LED照明亟待要解决的主要技术问题集中在散热和眩光上。”北京化工大学机电学院副院长吴大鸣表示。

他解释说，LED光源属于冷光源，其产生的热量不能通过光线散走，只能通过热传导方式将热量传出并散走，而芯片面积狭小给散热带来了较大困难。而如果冷却不充分，这部分热能就会造成LED芯片老化和荧光粉衰变，从而缩短LED寿命。

目前，市场上大多数LED灯具的散热材料多采用铝或铝合金材料，不仅笨重而且散热效果不佳。国际上有人开发成功了高导热塑料替代金属材料，美国Coolpolymer公司研发的以ABS、聚酰胺、液晶高分子、聚醚醚酮等为基础树脂的导热塑料，其导热系数最高可以提高100倍。但随着导热系数的提高，塑料的加工性能下降，限制了其导热系数的进一步提高。而我国正在研发的热管式及微通道散热技术，一旦取得突破，将使散热能力提高3~5个数量级。

炫目问题也是LED进入家庭和办公领域的一大障碍。据汪猛介绍，LED在室外景观和酒店等公共场所应用时，炫目问题不是很突出，但一旦进入家庭或办公场所，炫目就成了大问题。LED是点光源，极易产生眩光，让人感觉不舒服。

“采用塑料光学配光材料可以消除LED眩光问题。”吴大鸣介绍，目前，光学配光材料主要包括掺杂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、毫米级光学透镜阵列散射板、微发泡漫反射板等。这些塑料配光材料虽然解决了LED光照均匀性的问题，但却损失了15%~40%的光能。怎样才能既提高LED光源的舒适度又尽量减少光损失呢?为了解决上述瓶颈问题，北京化工大学利用微纳制造技术研发了基于微透镜阵列的高效散射材料和高效漫反射材料，在提高了LED照明舒适度的同时，也显著减少了光能损失。

市场前景诱人研发生产跟进

采访中记者还了解到，LED灯具中用到大量的塑料制件，包括LED芯片的封装元件、LED光学透镜、光散射元件、高效散热元件、光反射和光漫射板等。这些塑料制件的价值约占灯具总价值的10%以上。根据中国照明电器协会的预测，2015年我国LED照明产业的产值将达到5000亿元，按此计算LED塑料制件的价值超过500亿元。

面对巨大的市场潜力，一方面，我国的科研单位正在努力寻找技术的突破口，力争开发出自主知识产权的技术，摆脱受制于人的尴尬局面，以国产替代进口，从而降低LED灯具的生产成本;另一方面，也有嗅觉灵敏的企业，盯上了这块绿色的蛋糕，开始大举进军LED塑料配件产业，希望在节能照明市场上分得一杯羹。

河南济源市京丰科技有限公司已经捷足先登。该公司董事长陈加山告诉记者，公司计划在未来3年内投资20亿元，新增土地350亩，建设100万套LED照明灯具、100万平方米LED微结构配光材料、50万套微结构高效散热元件的生产基地。同时，公司还与北京化工大学共建京丰——北化先进节能技术研发中心，积极推进基于微结构的先进配光材料技术的产业化进程。