為奪取正在快速成長的UVLED市場，以通過提高發(fā)光效率、建立量產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)成本化為目標(biāo)，全球掀起了白熱化的技術(shù)開發(fā)競爭。一馬當(dāng)先的是3家日本企業(yè)：日機裝、旭化成和德山。近幾年來，他們在UVLED方面年年有重大進(jìn)展。

1、日機裝(Nikkiso)

日機裝是日本生產(chǎn)工業(yè)泵等產(chǎn)品的大型企業(yè)，很早就開始將深紫外LED作為一項新業(yè)務(wù)著手開發(fā)。為了將2014年諾貝爾物理學(xué)獎得主赤崎勇和天野浩等人的AlGaN類LED研究成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，日本名城大學(xué)于2006年創(chuàng)辦了風(fēng)險企業(yè)“創(chuàng)光科學(xué)”，從該公司成立之初，日機裝就向其出資，并于2012年將其納為子公司。也就是說，2006年以后，日機裝就在以共同研究的形式接受赤崎和天野兩位前輩的指導(dǎo)。

2014年10月，日機裝在光技術(shù)及產(chǎn)品展會“InterOpto 2014”上展示了發(fā)光波長為255～350nm的深紫外LED相關(guān)產(chǎn)品，2015年春季開始量產(chǎn)。日機裝稱，相關(guān)產(chǎn)品在殺菌及皮膚治療等醫(yī)療及生命科學(xué)領(lǐng)域、檢測及化學(xué)物質(zhì)分解等環(huán)境領(lǐng)域、樹脂硬化及粘接等工業(yè)領(lǐng)域都存在替換汞燈的需求。

日機裝最先研發(fā)的深紫外LED標(biāo)準(zhǔn)品有發(fā)光波長為265nm、285nm、300nm的三個品種，可以根據(jù)客戶的要求提供定制品。發(fā)光波長為285nm和300nm的品種在輸入電流為350mA時的輸出功率為30mW，發(fā)光波長為265nm的品種在輸入電流為350mA時的輸出功率為12mW。

上個月10月14日，日機裝官網(wǎng)宣布兩則重大消息，世界最高輸出的50 mW深紫外線LED的量產(chǎn)化成功，并開發(fā)出深紫外線LED用小型、耗電量低的水殺菌模塊。而據(jù)日本媒體日經(jīng)在線和臺灣媒體digitimes消息，日機裝2016年1月將推出波長285nm、輸出功率50mW的樣品，預(yù)定于春季量產(chǎn)，只要讓水以每分鐘2~10公升速度流過50mW的深紫外光有效范圍內(nèi)，便有99.9%殺菌效果。

日機裝有能力為客戶提供深紫外LED監(jiān)測功能，作為在日本擁有最高市場份額的人工透析裝置的選配件。向該裝置的管道內(nèi)流動的透析液廢液連續(xù)照射深紫外光，測量吸光度的變化，就能掌握廢棄物的清除進(jìn)度。在醫(yī)療領(lǐng)域，還有望應(yīng)用于利用波長為308nm的紫外線的皮膚治療等。

日機裝曾經(jīng)在2014年加大對UV LED的研發(fā)力度，并設(shè)立了新的工廠，UVB和UVC LED光源年產(chǎn)能超過100萬組。日機裝強調(diào)，其專利氮化鋁稼技術(shù)使其UVB 和UVC LED比紫外燈更具優(yōu)勢，比如不含汞、小巧輕便、發(fā)光波長靈活、定向發(fā)光、以及低電壓操作等。

2、旭化成(Asahi Kasei)

旭化成是日本化合物半導(dǎo)體設(shè)備全球制造商，業(yè)務(wù)涉及化學(xué)、醫(yī)療、電子、紡織、建材等領(lǐng)域。旭化成在UV LED領(lǐng)域引起業(yè)界強烈關(guān)注，大概始于2011年底其收購美國殺菌LED技術(shù)開發(fā)公司Crystal IS。Crystal IS與旭化成合并后成為旭化成的全資子公司。Crystal IS得以利用旭化成在產(chǎn)品工程和卓越制造方面的優(yōu)勢，加速UVC LED的商業(yè)化;而對于旭化成來說，由Crystal IS取得的在固態(tài)UVC技術(shù)方面的進(jìn)展，可以將清潔的安全消毒技術(shù)引進(jìn)眾多市場的水、空氣和物體表面應(yīng)用領(lǐng)域。

利用Crystal IS的技術(shù)，旭化成成功將基板材料變更為了氮化鋁。旭化成是在2014年興建可量產(chǎn)的具有殺菌效果的紫外線LED測試性產(chǎn)線，年產(chǎn)能雖不明，但據(jù)傳旭化成計劃對子公司“富士支社”投下數(shù)十億日圓，導(dǎo)入適用于量產(chǎn)的設(shè)備，為達(dá)成2020年度營收300億日圓的目標(biāo)。

據(jù)報道，旭化成已經(jīng)成功制出高純度氮化鋁基板。預(yù)定于2016年4月發(fā)售的產(chǎn)品，輸出功率雖僅20mW，但1mW單價，相比其他廠商的2~3美元，降低為0.5~1美元，而且可能進(jìn)一步降低到0.25美元，將以低價快速打開家電市場應(yīng)用。

3、德山(Tokuyama)

日本德山株式會社是生產(chǎn)燒堿、水泥、多晶硅、PVC、氣相二氧化硅等產(chǎn)品的著名綜合化學(xué)公司。日機裝的UVLED事業(yè)依托日本名城大學(xué)，而德山則是與東京農(nóng)工大學(xué)合作。波長260nm左右的深紫外線LED燈的亮度、發(fā)光效率和使用壽命受到基板結(jié)晶的影響。東京農(nóng)工大學(xué)和德山組成的聯(lián)合研究小組，曾經(jīng)研發(fā)出一種能制成高純度氮化鋁結(jié)晶的技術(shù)，進(jìn)而獲得了高性能的基板結(jié)晶，保證了LED燈的滅菌效果和使用壽命。

該聯(lián)合研究小組稱，他們成功研發(fā)出了一種新型高效的深紫外線殺菌LED燈，和傳統(tǒng)的低壓水銀燈相比，具有體積小、省電、環(huán)保、壽命長等優(yōu)勢。這種新型深紫外線LED燈只使用干電池就能工作，可用于便攜型殺菌裝置和培養(yǎng)液殺菌等。這一技術(shù)在日本和美國已經(jīng)取得了基本專利。

如今，德山在UV LED領(lǐng)域的研發(fā)好像又上了一個新臺階。氮化鋁有一個明顯的缺點，就是氮化鋁的折射率高，LED內(nèi)部產(chǎn)生的光線，大部分會在平坦的基板表面發(fā)生反射，封閉在LED內(nèi)部。因此，德山與日本信息通信研究機構(gòu)從改變基板分子架構(gòu)方向下手，制作“光子晶體結(jié)構(gòu)”，然后形成“混合結(jié)構(gòu)”(如下圖)，使光提取效率提高到了過去2倍左右。上文提到日機裝官網(wǎng)在10月14日宣布世界最高輸出的50 mW深紫外線LED的量產(chǎn)化成功，而日本媒體日經(jīng)在線和臺灣媒體digitimes報道，德山研發(fā)出了世界上輸出功率最高、超過90mW的深紫外LED，預(yù)定在2016年內(nèi)可達(dá)量產(chǎn)上市水平。

目前，已投產(chǎn)深紫外LED的企業(yè)還不多。日本企業(yè)在LED光源市場上價格不敵中國和韓國，但是他們在UV LED領(lǐng)域占盡了先機，掌握了很多相關(guān)的優(yōu)勢技術(shù)。中國企業(yè)如果錯失最近幾年的大好時機，那么將很難再趕上。