LED新材料和设备技术的挑战与机遇

      在广州琶洲会展中心B区8号会议厅南厅顺利举办，此次峰会由中国科学院苏州纳米所的梁秉文博士担纲主持，来自德国默克公司全球战略营销经理叶家和先生、道康宁(中国)投资有限公司光学有机硅材料研发经理中田稔树先生、北京中村宇极科技有限公司副总工程师鲁路先生、浙江大学光电工程系的牟同升教授、广东大族粤铭激光科技股份有限公司技术副总经理王军先生分别发表了精彩的演讲，并在最后的互动讨论环节与现场观众进行互动，就LED的新材料与新技术的话题展开探讨，现场观众也参与到话题讨论中，纷纷向现场嘉宾发问，气氛热烈。

LED蓝光危害对人体的伤害究竟有多大?能使LED产品达到高显色性的新材料技术目前是怎样的?哪些LED检测设备比较适合灯具企业的实验室配置？封装企业要做高光效的产品，在材料的选择上应该注意些什么？荧光粉技术未来将会面临哪些新的挑战和机遇？这些问题，在讨论环节嘉宾一一作了解答。

      以下为讨论环节实录：

      梁秉文：刚才我们讲了材料和设备非常重要，如果没有我们需要的材料和设备，那实际上很多事情是没办法做的，这是目前LED产业所处的一种窘态。包括大家知道的很多关键设备，很多主要的设备还是进口的，我们这里有很多厂商都是主要的供应商，这是非常重要的。

首先我想问一下牟老师，前段时间新闻媒体讲了很多蓝光对人眼危害的事情，您能不能从您的专业角度为我们分享一下蓝光什么情况下有伤害?究竟有多严重?我们需要注意什么?激光技术应用于LED对企业成本的控制有何影响？

      牟同升：确实，在网上，包括人大都有提案，对LED产品蓝光要进行严格的考量，从我们目前的测试，因为我们刚刚有一年多，按照国家标准管理委员会我们制定标准的要求，对于市场的产品进行摸底，我们选了大概7-8种，好几十种样品，包括管型、球泡等等。我可以告诉大家，目前绝大部分室内照明产品应当是安全的。所谓的安全就是我们测试的结果是零类和一类，按照国际的规则，我们二类的产品没有做到标志，这个产品使用时不要长期的盯着看，我们目前测试比较明显的主要是第*个是手电筒，第二个就是在户外用的灯，可能会达到二类。很简单，类似很多的投影仪，我们在前方去看的话，很多投影仪已经达到了二类要求。然而这并不表示二类的马上就会损伤，二类的意味着什么?假如在8个小时里面，你连续看100秒，那可能会导致潜在的光化学损伤，但是，我们人眼睛有自动回避的，所以，一般健康的人对折投影仪都是没问题的。

      导读：LED蓝光危害对人体的伤害究竟有多大?能使LED产品达到高显色性的新材料技术目前是怎样的?哪些LED检测设备比较适合灯具企业的实验室配置？封装企业要做高光效的产品，在材料的选择上应该注意些什么？荧光粉技术未来将会面临哪些新的挑战和机遇？这些问题，在讨论环节嘉宾一一作了解答。

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　　观众提问：我刚才听了新材料技术之后，我有一个问题，我听到有一些厂说有一些高显色性的产品应用，因为目前我们这边也在研究一些UV的技术，我想了解一下现在的过程和演进的状况怎么样?

　　鲁路：我们现在开发的荧光粉有UV加荧光粉的，我们开发了由紫光激发的荧光粉，也就是400nm左右的紫光激发红绿蓝三色的荧光粉，我们做到非常高的显色指数，应该是CRI98，每个R值都是在90以上，它的光谱非常接近太阳光谱。这里面有一个好处就是：蓝光的峰不是很强，跟蓝光芯片激发的荧光粉不一样，它蓝光的峰很弱，只是荧光粉发出的光。但是，紫光会有一个小峰，这个峰做成灯具之后，就会被灯吸收。所以说，我们虽然有一个紫光峰，但是，做成灯具产品之后紫光的峰就消失了，是一条非常完美的曲线，非常接近于太阳光。

　　叶家和：刚才鲁总提到了紫光部分加上荧光粉后，在光色的展现、显指部分达到得非常好(的效果)，我补充的是：其实以将来的技术来说确很多人在关注，有些国际上的大厂商也看到这样的产品。但是，目前我想处于试水的阶段，因为现阶段蓝色的芯片其实效率非常高。

　　普遍会被问到的问题是，紫光的芯片它的效率经过荧光粉转换之后，能不能跟现行的蓝光芯片作比较，这是一个很大的问题，我觉得这是发展上的技术首先要面临的问题。另外会面临搭配上的荧光粉，它表现的性能是不是每个荧光粉都有同样的需求，这是一个很大的疑问。我觉得最终还是要看市场的需求，不过方向是不变的。所谓显色指数已经是LED照明发展的方向。所以，大家也在从现有的蓝光芯片或者是紫光的芯片，不同的技术来看看它的可能性以及发展的快速性大概怎么样的。我想紫光的部分会牵涉到整个产业供应链的变化，这是我们持续关注的重点。默克也会持续看整个终端市场的发展，除了了解整个市场的变化，整个市场的需求以外，我们很重要的会搜集客户的声音。

      梁秉文：谢谢，通过刚才两位专家的介绍，我的理解就是，可能不是UV，可能是紫光比较现实。另外，可能要考虑到最后的光效和成本的问题。

　　刚才王总提到激光网点，不只是一般的切割，我对激光非常有兴趣，看来激光可以做很多事情，你刚才说可以打网点，为什么不能做图形衬底，也是做一些图形达到这种效果，外延现在有没有这方面的工作?

　　王军：因为我们目前这一块还没有进入研发，我们目前还是集中在面板这一块，因为还有一个背光源的部分，外延这一块，我们公司目前在探讨，还没有相关的研发。

　　梁秉文：也许我们可以一起合作。

　　观众提问：我想问一下中田稔树先生，因为现在一些封装厂的，做灯珠的，怎么去选择一些高的光效，比如说通过胶水、荧光粉，有什么好的建议?还有一个情况就是，现在流行一种LED钨丝灯，从胶水选择和荧光粉的选择上有什么好的建议?

　　中田稔树：我们要看一看封装的设计，看你用的是哪种荧光粉，可能很难直接的回答你的问题。但是，我觉得我们的产品其实非常丰富，要看一看你到底需要达到一个什么样的结果，比如说它的稳定性，还有每一个公司制定的标准不一样，所以我们必须要综合考虑它整个高温下的表现。我自己会推荐，如果是COB，非常高功率的，那我们就会推荐硅酮，因为它比较软，比较有弹性。所以，我觉得很难去回答，但是我们可以详细探讨具体的需求。

　　梁秉文：一般可能很难讲，可能有很多细节，他觉得很难讲。但是他举了几个例子，如果是COB的，功率密度很高，温度很高，高折射率的硅胶可能比较难用，因为高温稳定性可能会有问题，所以他希望你用低折射率的硅胶产品会比较适合比较高的电流密度，温度比较高的情况下。如果你非常注重光效的话，可能就需要高折的，但是有一定的限制。大概就是这个意思。”

　　另外，刚才这位朋友也问到了你有没有什么建议?

      中田稔树：其实硅酮我们现在很难保证它的形状，可以去混合一些其他的材料，比如说换一些硅酮还有你们自己合成的颗粒，或者在市场上找到一些其他的封装的材料。其实高折和低折都可以用，但是成本不同。我觉得还需要去考量出光率，我觉得成本不一样。

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　　梁秉文：中田稔树先生说高折、低轴都可以用，没有什么问题。我的评价就是，可能成本还是有些差别。

　　观众提问：我刚才听到中田稔树讲到有开发SNC在LED的，还有EMC，可能市面上有一些陶瓷的，我想听听您的观点，这三种未来的发展趋势是怎样的?

　　中田稔树：EMC广泛应用高性能的，陶瓷是高端LED的应用，硅胶其实是新出现的，主要是基于目的，你希望达到什么样的目标。如果是非常关键的，那需要高成的光的输出。那陶瓷和硅胶就是比较好的选择。我觉得仍然需要花些时间去取代EMC或者取代陶瓷，它是广泛使用的。LED的功率在不断增加，它的要求也越来越严，所以我觉得，MNC可能不久的将来可能会越来越流行。

　　梁秉文：陶瓷主要是用于高功率的，其他的有可能会逐步的提高。

　　观众提问：我想问一下它们之间的价钱差异大概怎样?

　　中田稔树：陶瓷和EMC设计略有不同，你可以获得比较低成本的陶瓷，但是，如果你要获得比较好的，就比较贵了，EMC和MNC可能就可以，主要是取决于设备的设计，像EMC，这种应该是比较合理的。

观众提问：第*个问题提给牟教授，我们都知道照明的检测在杭州厂商比较集中，我的问题是，您对于一般的灯具照明研发企业来说，配置一套实验室设备您有什么建议?因为现在厂商很多，有些厂商的宣传有些可能夸大了，您有什么建议?另外，浙大三色有什么比较优势或者比较好的设备推荐?

　　第二个问题提给王总，刚才听讲到激光加工和打印这一块，我们知道照明行业的毛利并不是很高，激光设备及加工方面有没有一些优势?我感觉激光设备就是做一些点来画线做一些图形，那么效率是不是很高?如果效率不高，也会涉及成本，我们知道照明的成本方面相对比较有压力，激光用在照明是不是有一些优势或者有些什么方面的特点?

　　牟同升：那么我来回答第*个问题，您刚才提到了作为一个企业的检测设备，我觉得非常重要的是看你的定位和需求。从目前的检测来看，目前主要集中在杭州，因为我们浙江大学在杭州，这是非常重要的。目前的设备应当是包括检测，在杭州是以光学检测设备为主，在国内95%的设备都是国产化的，我觉得这也是非常大的变化。检测设备有两类，一个是实验室的检测设备，一个是生产检测的设备，我们三色目前主要是以实验室的检测设备为主，所以目前在各大国家实验室、各大认证公司，包括国外的，我们有非常强的实力，我们的客户也有很多。

　　第二，作为生产的检测设备，我们相对弱一些，我们去年也收购了杭州的星谱光电技术有限公司，他专门做工厂生产的，而且在广东有非常多的客户，目前是我们的全资全子公司。所以我们也希望很大的发展生产建设，包括自动线简单的检测，LED是高附加值的，而且是批量化的生产。未来手机的每一个产品都需要检测，我们照明产品以前是选的，取样的，未来我想LED的灯具可能也会做到每个产品的测试，包括产线的设备。我们已经有很多新的举措了，我想具体的，因为大家又是朋友又是竞争，我想不能太多去讲谁好与谁不好，有时间的话我们也可以仔细探讨，你也可以做一些比较测试。谢谢!

　   王军：关于激光加工，我们的客户是非常聪明的，我们有位浙江的客户问我们的激光器能使用多长时间，我们说3-6年，为什么我们的很多客户不断地买激光设备，我就以面板灯的厚度为例，刚开始是400mm到300mm，现在我们给欧普代工商做的，他一听这个价格马上走了。面板模组的价格在不断的下降，但是，有一点，它的材料在不断的变薄，它整个成本在不断下降。我们感觉到市场价格在下降，但实际上它的利润还是保持了。

　　激光加工的特点就是，跟CE比，它的配比面比较高，光的均匀性和亮度也能达到，激光加工有非常多的优势。成本这一块我们这边有详细的控制方法，我这边就不给你一一列举了。我有一个客户，他刚开始买的是两台设备、三台设备，公司不断增大，设备不断购入，就是说，它还是给客户创造了价值。

导读：LED蓝光危害对人体的伤害究竟有多大?能使LED产品达到高显色性的新材料技术目前是怎样的?哪些LED检测设备比较适合灯具企业的实验室配置？封装企业要做高光效的产品，在材料的选择上应该注意些什么？荧光粉技术未来将会面临哪些新的挑战和机遇？这些问题，在讨论环节嘉宾一一作了解答。

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　　观众提问：激光加工的方式成本上，效率跟辅助消耗的东西相比，实际上还是有一定的优势。我刚才的问题就是，激光由加工的方式决定，由一点去走线，然后做出一个面，看起来很慢，但是时间的成本会补充到价格的成本上去，这个效率很慢，成本就会上升，是不是加工的方式所决定的，是不是加工会很慢，生产率会比较低?

　　王军：我不知道你有没有见过打点的设备，在LED的应用的确是比较慢，但是，现在速度进步了非常快，我们以600mm的面板灯为例，我们现在加工只要30多秒就可以完成一个600mm面板灯的加工了，比以前有非常大的进展。

　　梁秉文：有没有可能做成两维的，直接两维的点一下子打出来?需要非常高功率?

　　王军：我们现在实际上就是，我们有高速的扫描跟进，这个实际上就是两维的，它是通过传统的XY的方式来进行。我可以高速来跑，一秒钟*高可以达到500个点，我们做过统计。

观众提问：我请教中田先生一个问题，现在有些人为了降低成本，不是用金线，而是用银线或者铜线，金线是*好，但有成本的压力，所以越来越多的客户使用铜线，您能否跟我们分享一些*新的消息。

　　中田稔树：对，有些客户使用银线或者铜线，里面有硫，银线不是特别稳定，另外还要考虑保护方面的问题。所以我们要进一步提升它的气密性。另外一个挑战，铜线并不是那么强，像热循环方面的挑战。对于客户来讲，他们会面临这样的挑战，我们试图用更好的材料。说到热循环稳定性的方面，避免线会断。

　　梁秉文：中田先生的回答就是，银线可能会有一些腐蚀的等问题。我这里再问一个问题，关于CSP，科锐做了很多年了，目前相对比较成熟，在国内可能比较新，去年才得到很多的关注，所以在这方面的话，在荧光粉、在激光切割，包括检测方面会带来一些什么新的机会和挑战?

　　叶家和：这是一个很好的问题，荧光粉和其他的厂商必须要作密切的合作。目前在做封装的客户和做芯片的厂商都积极在发展这一块，原则上，各种胶材跟荧光粉混合之后的厚度，荧光粉的颗粒大小，荧光粉添加的难度我想都是可以探讨制程上的参数。所以现在也会发展出一些新的制程，可能程压等方式，目前还没有大家认同的在成本上或者在操作性上是比较好的做法，很多厂商都在努力。我想在台湾或者是国内，甚至在韩国、日本很多厂商现在也在看，什么样的技术才能最快地达到比较好的性价比，当然我们也会有相关的一些荧光粉的产品来符合需求。

　　鲁路：关于这方面的工作，已经有机构在和我们开展合作了，我们是解决荧光粉这一块的，对我们荧光粉有热稳定性等方面的要求。我们现在还有一个合作的机构，他们现在提出这样的概念，我不知道进展怎么样，就是使用长晶体的方式，直接在芯片上加覆荧光粉的薄膜，通过这种方式做出来。

　　牟同升：刚才讲到荧光粉的新工艺，从我个人的感觉，荧光粉确实是材料发展的重要方向，包括整个LED结构上可能都会有一些创新。从我们光学来看，从光性能的表现上，显然要好得多，我觉得这是非常值得探讨的问题。我就不知道价格上是不是有一定的优势，从目前来看，价格也是很大的问题。

　　鲁路：荧光粉膜应该是生长荧光膜，这是比较困难的，它的成本比较高，但是，比荧光粉要低。实际上在荧光粉本身的使用中，它的用量并没有增加。但是，由于是在芯片表面直接涂覆荧光粉的话，对荧光粉的要求比较高，均匀性还有大小，这样的话，荧光粉本身的其他效应会下降，现在这一块还没有解决。

　　王军：刚才你问了关于激光切割这一块，我们自己有那种切割的设备，应该说，激光用的环境比较多，我们现在也在LED方面跟相关厂商进行合作开发，我相信未来会用在更多LED相关的设备。

　　梁秉文：请问中田稔树先生，在道康宁的产品未来有哪些挑战?

　　中田稔树：第*个是工艺的挑战，首先，铜，我们要有一些不同的封装，还是LED的设计。当然，硅是可以使用的，结合荧光粉，可以做出CSB，但是，必须要在整个工艺过程中对荧光粉有非常严格的控制，这点对于某些特定的硅的材质来说是比较困难的，而且也有可能成本比较高，也可以采用冲压等其他工艺来降低成本。

　　梁秉文：中田先生讲的是CSB也就是是芯片级封装会带来一些新的工艺问题，包括因为不是用原来的支架，所以在工艺上等等方面都会有一些新东西。所以在这方面需要有大量的开发工作，不一定用某种方法，可能会有成本的优势，其他的工艺来做。

      导读：LED蓝光危害对人体的伤害究竟有多大?能使LED产品达到高显色性的新材料技术目前是怎样的?哪些LED检测设备比较适合灯具企业的实验室配置？封装企业要做高光效的产品，在材料的选择上应该注意些什么？荧光粉技术未来将会面临哪些新的挑战和机遇？这些问题，在讨论环节嘉宾一一作了解答。

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　　牟同升：我有一个问题要问两位做荧光粉的嘉宾：从生物健康方面来看，荧光粉其实非常关键的，我们需要更丰富的光谱。我们知道，不同的光谱对我们人体组织的作用不一样，我看你们的红粉基本上做到630纳米。但是从光生物学来看，我想给大家对未来产业的一个思考：其实希望波长更长，因为大家要关注人眼睛视网膜摄取氧化酶的能量的代谢的动力，其实需要红光来提升我们人眼睛上皮色素的功能。这是我个人从健康的角度来看未来可能是一个非常大的挑战。当能耗和健康有时候是一个平衡，我们从健康的角度又需要，尤其是小孩使用(灯具)那么长时间，我不知道你们做得最长的红光是多少?

　　鲁路：我们做到了650纳米。我们从610-650纳米，每隔5纳米会有一款荧光粉，这是顺应客户不同显色指数的不同需求，因为有些客户要求每个R值都很高，所以我们要提供宽封的荧光粉。另外有些客户只要求亮度的时候，RA比较高，可是R9可以忽略，所以我们提供窄型的荧光粉，牺牲热量。

      叶家和：默克在生产上的考量，目前我们比较致力于荧光粉部分，其实这也是我们曾经讨论的一个问题，长短波的一个效应的问题，其实针对人体健康的部分，德国有一些专门的大学研究这一块，我们在他们举办的座谈会上也对他们的研究提供了一些建议。回归到现在的产业状况，大家都在提所谓的性价比，最终还是会被应用性价比的需求。这部分对健康和对人类的影响反而被认为是比较次要的。我觉得除非就是，等着产业标准化的制定出来。这部分也是我们在开发的方向，我们会顺应市场的需求来做出客户需要的产品。

　　梁秉文：谢谢，我们也非常期待。实际上牟老师的问题是生物方面的，我也刚从美国回来的，我见到的生物的生长灯，短波长大概是430-490(纳米)，长波长是630-690(纳米)，那有没有更高效的660-690(纳米)?

　　牟同升：这个波长的效率是一个缺失，目前我们LED的光谱里有两个，第*个我印象中大概490纳米、480纳米的缺失，第二个是690纳米、680纳米，也是这个缺失。但是，这两个不一样，我完全是从生物学、人体的医学的角度去考虑。我们现在的短波把蓝光分到这里，显色指数一定不影响，光效会提高，但是对眼睛的氧化就会大大下降。但是，长波的话，实际上是很大的问题，我希望比较长，您刚才讲的非常对，目前比较关注能效、价格，由于这些因素，因为我们的标准还没有出来，不能与研究接轨，不能改善我们人的健康，但是对整个产业来说，制定标准这也是我们的工作。

　　梁秉文：660(纳米)、690有没有比较好的?

　　鲁路：对于我们来说，我们的650(纳米)红粉已经非常宽了，已经涵盖到了700纳米，效率比较低，我们一直在做改进。根据客户的反馈，他们不仅仅需要红光，他们需要再补一点绿光，因为植物不仅仅是需要蓝光和红光，有些时候需要一些绿光，甚至在植物生长不同的周期他们会更换植物灯进行调整。

　　还有蓝光480(纳米)、490(纳米)的问题，这个我们也一直在改进。前面我说到我们紫光激发的，红粉波长是在450(纳米)左右。饱和蓝光的R值可以达到90的，如果只用蓝光芯片，在480-500(纳米)左右，肯定有一个缺口。

　　叶家和：这部分我们在台湾有些客户都有提到这方面的需求，特别是在绿光上的需求，我们也有进行测试。

观众提问：请问中田稔树先生在COB封装有没有可能中折的硅?

　　中田稔树：有可能，你完全可以选择中折的，我们也会开发新的产品，不仅仅是对于芯片级的封装。因为这样的话可以更好的保护线材，而且也非常柔软。有些时候出于保护，我们必须用金线。如果我们采用的是硅，它不仅仅是解决容易断的问题，还有颜色变化的问题。所以，可以在低轴和高轴之间选择中值，我们也会研究相关的产品。我们现在还在开发阶段，希望能够继续优化这个材料，我们很快就能投放到市场一些中轴的产品。

　　梁秉文：谢谢，今天上午的峰会到此结束，我们以热烈的掌声感谢台上的嘉宾。