全球LED照明应用进展神速 日本三企抢占UV LED市场先机
为夺取正在快速成长的UVLED市场以通过提高发光效率建立量产技术实现成本化为目标全球掀起了白热化的技术开发竞争一马当先的是3家日本企业日机装旭化成和德山近几年来他们在UVLED方面年年有重大进展
1日机装Nikkiso
日机装是日本生产工业泵等产品的大型企业很早就开始将深紫外LED作为一项新业务着手开发为了将2014年诺贝尔物理学奖得主赤崎勇和天野浩等人的AlGaN类LED研究成果转化成产品日本名城大学于2006年创办了风险企业创光科学从该公司成立之初日机装就向其出资并于2012年将其纳为子公司也就是说2006年以后日机装就在以共同研究的形式接受赤崎和天野两位前辈的指导
2014年10月日机装在光技术及产品展会InterOpto2014上展示了发光波长为255～350nm的深紫外LED相关产品2015年春季开始量产日机装称相关产品在杀菌及皮肤治疗等医疗及生命科学领域检测及化学物质分解等环境领域树脂硬化及粘接等工业领域都存在替换汞灯的需求
日机装最先研发的深紫外LED标准品有发光波长为265nm285nm300nm的三个品种可以根据客户的要求提供定制品发光波长为285nm和300nm的品种在输入电流为350mA时的输出功率为30mW发光波长为265nm的品种在输入电流为350mA时的输出功率为12mW
上个月10月14日日机装官网宣布两则重大消息世界最高输出的50mW深紫外线LED的量产化成功并开发出深紫外线LED用小型耗电量低的水杀菌模块而据日本媒体日经在线和中国台湾媒体digitimes消息日机装2016年1月将推出波长285nm输出功率50mW的样品预定于春季量产只要让水以每分钟2~10公升速度流过50mW的深紫外光有效范围内便有99.9%杀菌效果
日机装有能力为客户提供深紫外LED监测功能作为在日本拥有最高市场份额的人工透析装置的选配件向该装置的管道内流动的透析液废液连续照射深紫外光测量吸光度的变化就能掌握废弃物的清除进度在医疗领域还有望应用于利用波长为308nm的紫外线的皮肤治疗等
日机装曾经在2014年加大对UVLED的研发力度并设立了新的工厂UVB和UVCLED光源年产能超过100万组日机装强调其专利氮化铝稼技术使其UVB和UVCLED比紫外灯更具优势比如不含汞小巧轻便发光波长灵活定向发光以及低电压操作等
2旭化成AsahiKasei
旭化成是日本化合物半导体设备全球制造商业务涉及化学医疗电子纺织建材等领域旭化成在UVLED领域引起业界强烈关注大概始于2011年底其收购美国杀菌LED技术开发公司CrystalISCrystalIS与旭化成合并后成为旭化成的全资子公司CrystalIS得以利用旭化成在产品工程和卓越制造方面的优势加速UVCLED的商业化而对于旭化成来说由CrystalIS取得的在固态UVC技术方面的进展可以将清洁的安全消毒技术引进众多市场的水空气和物体表面应用领域
利用CrystalIS的技术旭化成成功将基板材料变更为了氮化铝旭化成是在2014年兴建可量产的具有杀菌效果的紫外线LED测试性产线年产能虽不明但据传旭化成计划对子公司富士支社投下数十亿日圆导入适用于量产的设备为达成2020年度营收300亿日圆的目标
据报道旭化成已经成功制出高纯度氮化铝基板预定于2016年4月发售的产品输出功率虽仅20mW但1mW单价相比其他厂商的2~3美元降低为0.5~1美元而且可能进一步降低到0.25美元将以低价快速打开家电市场应用
3德山Tokuyama
日本德山株式会社是生产烧碱水泥多晶硅PVC气相二氧化硅等产品的著名综合化学公司日机装的UVLED事业依托日本名城大学而德山则是与东京农工大学合作波长260nm左右的深紫外线LED灯的亮度发光效率和使用寿命受到基板结晶的影响东京农工大学和德山组成的联合研究小组曾经研发出一种能制成高纯度氮化铝结晶的技术进而获得了高性能的基板结晶保证了LED灯的灭菌效果和使用寿命
该联合研究小组称他们成功研发出了一种新型高效的深紫外线杀菌LED灯和传统的低压水银灯相比具有体积小省电环保寿命长等优势这种新型深紫外线LED灯只使用干电池就能工作可用于便携型杀菌装置和培养液杀菌等这一技术在日本和美国已经取得了基本专利
如今德山在UVLED领域的研发好像又上了一个新台阶氮化铝有一个明显的缺点就是氮化铝的折射率高LED内部产生的光线大部分会在平坦的基板表面发生反射封闭在LED内部因此德山与日本信息通信研究机构从改变基板分子架构方向下手制作光子晶体结构然后形成混合结构（如下图）使光提取效率提高到了过去2倍左右上文提到日机装官网在10月14日宣布世界最高输出的50mW深紫外线LED的量产化成功而日本媒体日经在线和中国台湾媒体digitimes报道德山研发出了世界上输出功率最高超过90mW的深紫外LED预定在2016年内可达量产上市水平
目前已投产深紫外LED的企业还不多日本企业在LED光源市场上价格不敌中国和韩国但是他们在UVLED领域占尽了先机掌握了很多相关的优势技术中国企业如果错失最近几年的大好时机那么将很难再赶上
