UV LED

定义

　　UV LED是LED的一种，是单波长的不可见光，一般在400nm以下。通过专门设计使UV LED能发出一个完整连续紫外光带，满足封边，印刷等领域的生产需要。线光源有超长的寿命、冷光源、无热辐射、寿命不受开闭次数影响、能量高、照射均匀提高生产效率，不含有毒物物质比传统的光源更安全、更环保。

　　组成

　　UVLED（紫外LED）由夹在较薄GaN三明治结构中给一个或多个InGaN量子阱组成，形成的有源区为覆层。通过改变InGaN量子阱中InN-GaN的相对比例，发射波长可由紫光变到其他光。AlGaN通过改变AlN比例能用于制作UVLED中的覆层和量子阱层，但这些器件的效率和成熟度较差。如果有源量子阱层是GaN，与之相对是InGaN或AlGaN合金，则器件发射的光谱范围为350~370nm。

　　当蓝色InGaN发光二极管泵处短的电子脉冲时，则产生紫外线辐射。含铝的氮化物，特别是AlGaN和AlGaInN可以制作更短波长的器件，获得系列波长的UVLED。波长可达247nm的二极管已经商业化，基于氮化铝、可发射210nm紫外线辐射的LED已研制成功，250~270nm波段的UVLED也在大力研制中。

　　III-V族金属氮化物基的半导体非常适合于制作紫外辐射源。以AlGaInN为例，在室温下，随着各组分比例的变化，电子和空穴在复合时所辐射的能量在1.89~6.2eV。如果LED的活性层单纯由GaN或AlGaN构成，则其紫外辐射效率很低，因为电子和空穴之间的复合为非辐射复合。如果在该层当中掺杂少量的金属In，活性层局部的能级就会发生变化，此时，电子和空穴就会发生辐射复合。因此，当在活性层中掺杂了金属铟之后，380nm处的辐射效率要比不掺杂的高大约19倍。

特点

　　1. 冷光源，无热辐射，适用于热敏材料的粘接

　　2. 即开即关，无需预热，照射强度可达8000mW/c㎡ 以上

　　3. 外形小巧，使得设备能轻而易举的整合到全自动生产线和设备中

　　4. UV LED无红外辐射、无有害气体产生，符合ROHS标准。相对传统汞灯更安全、更环保

　　5.寿命达20000小时以上，可大幅削减运行成本和维护工时

　　6.连接线为耐弯曲电缆，随意安装在可动部，满足反复移动的需要

优点

　　·冷光源、无热辐射，被照物品表面温升低，解决光通讯、液晶生产中长期存在的热伤害问题，特别适合液晶封边、薄膜印刷等要求温升小的场合适用。发热量小，可解决汞灯喷绘设备发热量大、工作人员难以忍受的问题。并且，LED-UV光源，发出的是高纯度单波段紫外光，几乎没有红外线的输出，它属于冷光源，加工件不会因受热而变形。

　　·效率高：LED-UV的光线能量高度集中在具有有效固化作用的某紫外光谱段，实际使用效果和光强为1000～2000mW/cm2的传统高压汞灯UV光源的固化效果不相上下，从而使固化时间缩短。传统的汞灯UV光看上去亮度很高，但热量很高，因为它的光谱很宽，真正起有效固化作用的紫外光谱段只占其中的一部分能量，有相当大一部分是在可见光段(杂光)和红外光谱度(导致热量产生)，对操作者的眼睛损伤严重并且容易使加工工件热变形。

　　（1）超长寿命：LED-UV灯的使用寿命是传统汞灯的10倍以上，且使用寿命不受开关次数影响。

　　（2）瞬间开关，不需要预热即可达到最大功率紫外输出，关闭后可以瞬间重新开机。

　　（3）能量高，光输出稳定，照射均匀效果好，提高生产效率。

　　（4）可定制有效照射区域，长度从20mm到1000mm。

　　（5）不含汞，也不会产生臭氧，是替代传统光源技术的一种更安全、更环保的选择。

　　（6）能耗低，耗电量仅为传统汞灯式固化机的10%，能节约90%电量。

　　（7）维护成本几乎为零，采用UV-LED固化设备每年至少节约10000元/台的耗材费。

　　（8）由于紫外线照射装置与相关配套装置非常紧凑，无需以往那种较大的机械安装空间以及管道施工，设置简单容易。可以说LED-UV固化系统进一步增强了传统UV固化系统的环境协调性。LED-UV技术是原有UV技术的升级。[2]

分类

　　不同的应用领域需要不同尺寸的UV LED光源，一般可分为UV LED点光源、UV LED线光源和UV LED面光源，就光强度而言，三者依次递减。

　　1.UV LED点光源：分为UV LED风扇式点光源和UV LED笔式点光源，光斑直径可分为3mm 4mm 6mm 8mm和12mm。

　　2.UV LED线光源：光源形状为线形，线形长度可定制。

　　3.UV LED面光源：光源为平面，光源面积可定制，应用较为普遍。