在藍(lán)綠光與紅黃光LED價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)白熱化的形勢(shì)下，眾多LED廠商急于尋找新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，UVLED由此進(jìn)入人們的視野。近年來(lái)，隨著紫外LED技術(shù)的進(jìn)步，其市場(chǎng)應(yīng)用迅速拓展，未來(lái)發(fā)展前景十分廣闊。

 國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)格局

我國(guó)UVLED技術(shù)應(yīng)用近年來(lái)發(fā)展迅速。一方面，不少科研院所在此領(lǐng)域成果豐碩；另一方面，國(guó)內(nèi)LED企業(yè)也在紫外LED市場(chǎng)嶄露頭角。在上游近紫外LED芯片領(lǐng)域，西安中為光電、亞威朗光電、華磊光電等企業(yè)均有涉足。要知道，紫外LED芯片發(fā)光波長(zhǎng)越短，技術(shù)難度越大，而在深紫外LED芯片方面，我國(guó)也有青島杰生這樣的優(yōu)秀企業(yè)代表。

中游封裝企業(yè)中，以國(guó)星光電、鴻利光電為代表的公司紛紛推出紫外LED產(chǎn)品。去年，鴻利光電與青島杰生在廣州達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將攜手開(kāi)發(fā)波長(zhǎng)在260 - 320nm之間的深紫外LED市場(chǎng)，開(kāi)啟了紫外市場(chǎng)上中游全面合作的新局面。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的晶電、新世紀(jì)、光鋐、榮創(chuàng)等LED企業(yè)也都開(kāi)始在紫外LED產(chǎn)品上布局。

 國(guó)外產(chǎn)業(yè)格局

日本憑借在藍(lán)光LED領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，在UVLED領(lǐng)域成績(jī)斐然，日亞化學(xué)與DOWA等是其主要的UVLED企業(yè)。美國(guó)曾在深紫外研究方面領(lǐng)先，代表企業(yè)是SETI公司，但近年有被日本超越之勢(shì)，如日本日機(jī)裝（NIKKISO）從2015年春季開(kāi)始量產(chǎn)特定波長(zhǎng)范圍的深紫外LED。韓國(guó)的首爾半導(dǎo)體與LG Innotek也在積極研發(fā)UVLED。

與藍(lán)光LED不同，UVLED目前處于技術(shù)發(fā)展階段，專利和知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制較少，這為占領(lǐng)和引領(lǐng)未來(lái)技術(shù)高地創(chuàng)造了有利條件。中國(guó)在UVLED的裝備、材料和器件方面已有一定積累，正朝著應(yīng)用模塊方向發(fā)展。不過(guò)，在UVLED形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)前，還需國(guó)家引導(dǎo)和支持，以在核心技術(shù)上搶占先機(jī)。

 芯片研究課題

1. 熒光材料與封裝材料

當(dāng)前市場(chǎng)上的白光LED多是通過(guò)藍(lán)光LED激發(fā)黃色熒光粉實(shí)現(xiàn)，而UVLED可分別激發(fā)紅、綠、藍(lán)熒光材料產(chǎn)生白光LED，且這種方式得到的白光LED在顯示指數(shù)和色純度等方面更優(yōu)，因此不少研究小組從藍(lán)色LED開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向紫外LED研究。研究數(shù)據(jù)表明，400nm波長(zhǎng)的外部量子效率是380nm的近2倍，使用400nm波長(zhǎng)有望提高熒光體的RGB轉(zhuǎn)換效率。但一般LED芯片封裝用的環(huán)氧樹(shù)脂在紫外光下性能易惡化，且目前還未找到400nm附近理想的光激發(fā)熒光材料。所以，開(kāi)發(fā)400nm附近光激勵(lì)的熒光材料和抗紫外光性能惡化的封裝材料是當(dāng)前400nm紫外LED用于白色LED面臨的課題。

2. 提升發(fā)光效率

紫外LED芯片面臨的問(wèn)題是，目前幾乎都用氧化銦錫做透明導(dǎo)電層，它對(duì)紫外光吸收明顯，且紫外芯片正向電壓比藍(lán)綠光芯片高。晶元光電聯(lián)合其他機(jī)構(gòu)，計(jì)劃用更適合LED的透明電極材料石墨烯取代氧化銦錫，以解決紫外LED發(fā)光效率降低問(wèn)題。

未來(lái)研究方向

基于紫外LED芯片的研究現(xiàn)狀，其未來(lái)研究發(fā)展方向包括：高質(zhì)量深紫外材料外延生長(zhǎng)技術(shù)、高Al組分AlGaN材料生長(zhǎng)與摻雜技術(shù)、深紫外LED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、波長(zhǎng)300nm以下LED器件芯片制作與封裝技術(shù)、面向醫(yī)療等應(yīng)用領(lǐng)域的紫外光源模塊開(kāi)發(fā)、近紫外LED激發(fā)熒光粉制備高性能白光LED。

未來(lái)技術(shù)問(wèn)題

未來(lái)要解決的技術(shù)問(wèn)題眾多，如藍(lán)寶石襯底上高質(zhì)量AlN模板的MOCVD外延生長(zhǎng)、AlGaN量子阱發(fā)光機(jī)制與結(jié)構(gòu)控制、P型高Al組分AlGaN摻雜技術(shù)、低歐姆接觸電極制作、電流擁堵效應(yīng)解決、紫外LED出光效率提高、熒光材料高效合成、耐熱抗紫外封裝材料研究、深紫外LED器件工藝與封裝、深紫外LED應(yīng)用模塊研制等。在全球紫外LED研究者的共同努力下，其應(yīng)用前景值得期待。