UVLED持续深造未来可期

　　摘要：未来随着深紫外材料外延水平的进一步提升，芯片器件新技术的应用，深紫外LED的EQE有望进一步提升到25％，器件寿命将超过1万小时，届时深紫外 LED 将会获得更广泛的应用。

　　紫外LED一般指发光中心波长在400nm以下的LED，但有时将发光波长大于 80nm时称为近紫外LED，而短于 00nm时称为深紫外LED。因短波长光线的杀菌效果高，因此紫外LED常用于冰箱和家电等的杀菌及除臭等用途.

　　紫外LED(UV LED)主要应用在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)领域、计算机数据存储和军事等方面。而且随着技术的发展,新的应用会不断出现以替代原有的技术和产品,紫外LED有着广阔的市场应用前景,如紫外LED光疗仪是未来很受欢迎的医疗器械,但是目前技术还处于成长期。

　　目前全球紫外光源市场规模约为4.27亿美元，不过传统紫外汞灯仍然占据市场主导地位。

　　波长不足 00nm的深紫外LED的开发活动也很活跃。2008年理化学研究所和松下电工曾公布，采用GaN类半导体的InAlGaN开发出了发光中心波长为282nm，光输出功率为10mW的深紫外LED。波长更短的深紫外LED方面，NTT物性科学基础研究所采用AlN材料开发出了发光中心波长为210nm的深紫外LED。

　　半导体深紫外光源在照明、杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大应用价值。以AlGaN材料为有源区的深紫外LED的发光波长能够覆盖210- 65nm的紫外波段，是实现该波段深紫外LED器件产品的理想材料，具有其它传统紫外光源无法比拟的优势。

　　“十一五”国家86 计划新材料技术领域重大项目“半导体照明工程”课题“深紫外LED 制备和应用技术研究”经过持续攻关，在高铝组分材料研究和器件应用方面取得重要突破。

　　在国家86 计划支持下，课题研究团队集中开展了基于MOCVD的深紫外LED材料和器件研究工作，着重解决材料存在的表面裂纹、晶体质量差、铝组分低、无法实现短波长发光和结构材料设计等问题，在一些关键技术方面取得了突破，获得了高结晶质量无裂纹的高铝组分材料。在此基础上，课题在国内首次成功制备了 00nm以下的深紫外LED器件，实现了器件的毫瓦级功率输出，开发了深紫外杀菌模块，经测试杀菌率达到95%以上。

　　尽管目前深紫外LED的效率和功率还不是很理想，但是可以初步应用于不少健康领域，因此近年来不断涌现出采用深紫外LED的消毒牙刷、水杯等各种新型应用产品。实际上，毫瓦级的深紫外光在很多具体场景中就足以实现良好的杀菌消毒效果。其原理在于，深紫外光源通过破坏微生物的DNA和RNA阻止其繁殖，实现高效快速的广谱杀菌。数据显示，仅以 0mW/cm2的UVC紫外辐照强度，一秒钟即可对绝大部分细菌实现近乎100％的杀灭，效果非常显著，可以广泛应用于医疗卫生领域。在个人健康和家庭卫生领域，紫外光可以用于水杯碗筷消毒、空气净化除菌、杀灭螨虫、鞋袜杀菌除臭、婴儿奶瓶消毒等等，用武之地简直不可胜数。而对于UVB波段特定波长的紫外线，可以为银屑病、白癜风等皮肤病和一些难治的疾病提供了优良解决方案。

　　未来随着深紫外材料外延水平的进一步提升，芯片器件新技术的应用，深紫外LED的EQE有望进一步提升到25％，器件寿命将超过1万小时，届时深紫外 LED 将会获得更广泛的应用。过去的几年中UV LED的市场年增长率平均接近 0％，而在接下来的几年中将加速增长。随着在所有应用中逐步提高的普及率，UVA LED的市场将从2015年的1亿美元增长到2021年的远超 亿美元；同时，随着UVC LED技术的进步和价格的降低，紫外线消毒/净化市场将获得显著增长，UVC LED市场有望从2015年的700万美元增长到2021年的6亿美元。在不远的将来，光催化、杀菌消毒都有可能成长为数百亿级的市场，而用于治疗皮肤病的光疗则可能让UV-LED的应用系统成为千亿级的市场。