紫外LED技术探讨

紫外LED

关于紫外LED技术的探讨？首先紫外LED是什么意思？紫外LED是发射紫外光的二极管。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380nm时称为近紫外LED，而短于300nm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技术探讨

紫外LED正在受到照明设备厂商及液晶显示器厂商的广泛关注。因为通过配合使用紫外光与可将紫外光分别转换成红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）的荧光材料，有可能实现具有较强色彩再现力的白色LED。目前，市售的白色LED 大多使用的是蓝色LED以及将蓝色光转换成黄色光的荧光体材料，红色光成份较弱。将白色光照射在红色物质上时会显现出微弱的橙色。

                                          图1、紫外LED

如果要用于背光灯的话，就只好在彩色滤波器上想办法。但如果是紫外LED的话，就可以解决这些问题。不过，由于紫外LED的发光效率较使用蓝色LED的产品大约要低一半，因此亮度就成了紫外LED的一大课题。上述技术发表后，如何生产出具有与使用蓝色LED 相同亮度的白色LED，各LED厂商的解决方案一下子变得明朗了。

芯片尺寸与封装的关键所在

原因主要有两个：

其一，将封装LED芯片面积扩大到普通LED的10倍，即1mm×1mm。此举便使得功率远高于此前其它公司的产品。

其二是：为了解决LED因紫外光而出现的性能恶化现象，在封装过程中采用了不使用树脂材料的方法。通过将LED芯片装入金属封装内，不使用任何封装材料直接用金属盖封住。这种方法此前该公司一直在GaN类蓝紫色半导体激光器中采用。由于此前作为封装材料使用的环氧类树脂材料在紫外光的作用下，容易出现树脂性能恶化的现象，导致透明性降低，从而使得LED亮度也随之降低。另外，还有一个不可忽视的特点。

                                          图2、紫外LED

那就是将紫外 LED发光波长设定为380nm。在波长为405nm的产品中，已经存在具有更高输出功率的紫外LED。例如，美国Cree公司供应的紫外LED工业样品的输出功率为250mW。但是，考虑到目前使用的荧光材料，380nm波长LED的RGB 转换效率要更高一些。包括山口大学等院校参加的“21世纪照明工程”正在探讨使用400nm波长紫外LED的可行性。因为“波长380nm的光，在提高使用紫外LED制造的白色LED的发光效率时早晚都要面临极限”（该大学工学部教授、“21世纪照明工程”项目负责人田口常正）。

该工程主张最佳波长为 400nm的理由主要有两个。一个是紫外LED本身的外部量子效率在400nm附近最高。2002年3月7日、8日于东京召开的“白色LED与新照明系统的应用”论坛上三菱电线工业与Stanley电气、山口大学共同发布的数据显示，波长400nm的外部量子效率是380nm的近2倍。外部量子效率表示的是向LED内部注入1个电子时，从LED向外部放射的光子的数量。这一数值越高，输入LED的电能以热能扩散的可能性就越小。

另一个理由是使用400nm波长，有望提高荧光体的 RGB转换效率。其理由是RGB各自的波长与紫外光之间的波长差距较小。波长差距越大，波长转换前后的光能量差也就越大。这一能量差将转换成热量，最终会减少转换成光的能量。由于时间关系今天就先介绍到这里吧。