LED用藍寶石的市場分析和應用前景
[導讀]一、藍寶石的介紹藍寶石(Sapphire)是一種氧化鋁(α-Al2O3)的單晶，又稱為剛玉。藍寶石作為一種重要的技術(shù)晶體，已被廣泛地應用于科學技術(shù)、國防與民用工業(yè)的許多領(lǐng)域。藍寶石晶體具有優(yōu)異的光學性能、機械性能和化學
一、藍寶石的介紹
藍寶石(Sapphire)是一種氧化鋁(α-Al2O3)的單晶，又稱為剛玉。藍寶石作為一種重要的技術(shù)晶體，已被廣泛地應用于科學技術(shù)、國防與民用工業(yè)的許多領(lǐng)域。藍寶石晶體具有優(yōu)異的光學性能、機械性能和化學穩(wěn)定性，強度高、硬度大、耐沖刷，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作。藍寶石晶體具有獨特的晶格結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學性能、良好的熱學性能。
二、藍寶石晶體的主要用途
廣泛的應用于紅外軍事裝置、衛(wèi)星空間技術(shù)、高強度激光的窗口材料。成為實際應用的半導體GaN/Al2O3發(fā)光二極管(LED)、大規(guī)模集成電路SOI和SOS及超導納米結(jié)構(gòu)薄膜等最為理想的襯底材料。
用于半導體照明產(chǎn)業(yè)，如LED，LED能使發(fā)光效率提高近10倍，壽命是傳統(tǒng)燈具的20倍以上，兼有綠色、環(huán)保等優(yōu)點。目前能用于商品化的襯底只有兩種，即藍寶石和碳化硅襯底。目前全球80%LED企業(yè)采用藍寶石襯底，其原因是碳化硅價格昂貴。
用于民用航天、軍工等，如透波窗口、整流罩、光電窗口、護板、陀螺、耐磨軸承等部件。軍用光電設備，如：光電吊艙、光電跟蹤儀、紅外警戒系統(tǒng)、潛艦光電桅桿等。
藍寶石晶體在民用領(lǐng)域的應用，如條碼掃描儀的掃描窗口，永不磨損型雷達表的表蒙，紡織工業(yè)的纖維導絲器，照相機外護鏡頭，耐磨軸承。
三、世界各國的LED產(chǎn)業(yè)政策：
LED是新一代光源，被公認為是21世紀最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域。目前，世界各個主要國家和地區(qū)紛紛制定LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃。
日本在1998年就制定了“21世紀光計劃”；歐盟從2000年7月，實施了“彩虹計劃”，在此基礎上，與2004年7月又啟動了“固態(tài)照明研究項目”，成立了“歐盟光電產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”；韓國在2000年制定了“氮化鎵半導體開發(fā)計劃”，成立了光產(chǎn)業(yè)振興會；美國在2001年啟動的“下一代照明計劃（NGLI）”及2002年設立的“國家半導體照明研究計劃”列入了能源法案；中國在2003年6月17日正式啟動了“國家半導體照明計劃”；2006年10月，中國科技部啟動“十一五”半導體照明工程“863”計劃，對半導體照明產(chǎn)業(yè)以更大的支持。
四、藍寶石晶體的主要原料及其生產(chǎn)方法
生產(chǎn)藍寶石晶體主要原料為5N高純氧化鋁。氧化鋁原料純度是最重要的參數(shù)，純度5N的原料和4N6的長晶原理上說自然是雜質(zhì)要少，可以減少一定的位錯密度和顯色等。
五、全球照明政策
在各國LED照明政策的推動下，白熾燈的淘汰已經(jīng)在進行。白熾燈禁用法律已經(jīng)在全球開始實行。
2011年：阿根廷、澳大利亞、新西蘭、法國、意大利和菲律賓生效；
2012年：英國、芬蘭、荷蘭生效；
2013年：在日本和加拿大生效；
2014年：在美國生效；
2017年：在中國生效。
六、藍寶石在半導體照明產(chǎn)業(yè)的應用
筆記本電腦、液晶電視、照明、手機顯示器的背光源。
七、高純氧化鋁的生產(chǎn)方法
目前國內(nèi)生產(chǎn)高純氧化鋁的主流技術(shù)。
1、多重結(jié)晶法：硫酸鋁銨熱解法和碳酸鋁銨熱解法
2、醇鹽水解法：異丙醇鋁法和膽堿法
3、直接水解法：鋁跟水直接反應生成氫氧化鋁，水解過程在全密閉有機內(nèi)襯環(huán)境中進行，不添加任何催化劑。
藍寶石(Sapphire)是一種氧化鋁(α-Al2O3)的單晶，又稱為剛玉。藍寶石作為一種重要的技術(shù)晶體，已被廣泛地應用于科學技術(shù)、國防與民用工業(yè)的許多領(lǐng)域。藍寶石晶體具有優(yōu)異的光學性能、機械性能和化學穩(wěn)定性，強度高、硬度大、耐沖刷，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作。藍寶石晶體具有獨特的晶格結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學性能、良好的熱學性能。
二、藍寶石晶體的主要用途
廣泛的應用于紅外軍事裝置、衛(wèi)星空間技術(shù)、高強度激光的窗口材料。成為實際應用的半導體GaN/Al2O3發(fā)光二極管(LED)、大規(guī)模集成電路SOI和SOS及超導納米結(jié)構(gòu)薄膜等最為理想的襯底材料。
用于半導體照明產(chǎn)業(yè)，如LED，LED能使發(fā)光效率提高近10倍，壽命是傳統(tǒng)燈具的20倍以上，兼有綠色、環(huán)保等優(yōu)點。目前能用于商品化的襯底只有兩種，即藍寶石和碳化硅襯底。目前全球80%LED企業(yè)采用藍寶石襯底，其原因是碳化硅價格昂貴。
用于民用航天、軍工等，如透波窗口、整流罩、光電窗口、護板、陀螺、耐磨軸承等部件。軍用光電設備，如：光電吊艙、光電跟蹤儀、紅外警戒系統(tǒng)、潛艦光電桅桿等。
藍寶石晶體在民用領(lǐng)域的應用，如條碼掃描儀的掃描窗口，永不磨損型雷達表的表蒙，紡織工業(yè)的纖維導絲器，照相機外護鏡頭，耐磨軸承。
三、世界各國的LED產(chǎn)業(yè)政策：
LED是新一代光源，被公認為是21世紀最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域。目前，世界各個主要國家和地區(qū)紛紛制定LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃。
日本在1998年就制定了“21世紀光計劃”；歐盟從2000年7月，實施了“彩虹計劃”，在此基礎上，與2004年7月又啟動了“固態(tài)照明研究項目”，成立了“歐盟光電產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”；韓國在2000年制定了“氮化鎵半導體開發(fā)計劃”，成立了光產(chǎn)業(yè)振興會；美國在2001年啟動的“下一代照明計劃（NGLI）”及2002年設立的“國家半導體照明研究計劃”列入了能源法案；中國在2003年6月17日正式啟動了“國家半導體照明計劃”；2006年10月，中國科技部啟動“十一五”半導體照明工程“863”計劃，對半導體照明產(chǎn)業(yè)以更大的支持。
四、藍寶石晶體的主要原料及其生產(chǎn)方法
生產(chǎn)藍寶石晶體主要原料為5N高純氧化鋁。氧化鋁原料純度是最重要的參數(shù)，純度5N的原料和4N6的長晶原理上說自然是雜質(zhì)要少，可以減少一定的位錯密度和顯色等。
五、全球照明政策
在各國LED照明政策的推動下，白熾燈的淘汰已經(jīng)在進行。白熾燈禁用法律已經(jīng)在全球開始實行。
2011年：阿根廷、澳大利亞、新西蘭、法國、意大利和菲律賓生效；
2012年：英國、芬蘭、荷蘭生效；
2013年：在日本和加拿大生效；
2014年：在美國生效；
2017年：在中國生效。
六、藍寶石在半導體照明產(chǎn)業(yè)的應用
筆記本電腦、液晶電視、照明、手機顯示器的背光源。
七、高純氧化鋁的生產(chǎn)方法
目前國內(nèi)生產(chǎn)高純氧化鋁的主流技術(shù)。
1、多重結(jié)晶法：硫酸鋁銨熱解法和碳酸鋁銨熱解法
2、醇鹽水解法：異丙醇鋁法和膽堿法
3、直接水解法：鋁跟水直接反應生成氫氧化鋁，水解過程在全密閉有機內(nèi)襯環(huán)境中進行，不添加任何催化劑。
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