斯坦雷电气株式会社（以下简称“斯坦雷电气”）正在加速开发265nm波长的深紫外LED。之所以推动本项开发，是因受到以新冠病毒为
首的各种细菌、病毒感染风险的威胁，除菌需求不断增加，市场不断扩大。除了已知的水除菌外，扩大的市场应用还包括空气除菌、表面除菌，例如净水器、空调、车载设备等。
斯坦雷电气在紫外市场有着通过UV-CCL（冷阴极管灯）应用积累的10年以上的除菌知识和经验，还通过活用车灯事业中的光学技术和
LED开发制造技术，持续进行深紫外LED的研究开发。作为解决除菌这一社会课题的方案，我们积极致力于已确认具有高除菌效果的
265nm发光波长的深紫外LED，以更高的除菌性能为目标，发布了200mW的高光功率产品。

✓ 200mW高输出 265nm深紫外LED系列✓ ZEUDE265（4芯片）和ZHUDE265（1芯片）✓ 采用圆顶型透镜的气密封装

265nm波长的除菌效果
随着新冠病毒疫情的蔓延，深紫外除菌技术受到广泛关注。深紫外线的除菌，除了需要考虑除菌对象以外，还必须考虑从光源到对象的距
离、光源的发热等，选择能够达到除菌目标值的、最适宜的深紫外LED。深紫外LED的“发光波长”、“光功率”、“寿命”等特性，均会对深
紫外LED的除菌效果产生很大影响。另外仅根据数据表上记载的规格值难以估算深紫外LED的除菌效果，因此在实际使用环境条件下比较除菌力较为重要。
深紫外LED发光波长不同其除菌效果不同紫外线除菌的原理是作用于微生物的DNA和RNA，抑制其增殖功能，剥夺感染力进行灭活。DNA等对于紫外线具有敏感性，敏感性因紫外线波长的不同呈现较大变化的趋势，敏感性越高的波长除菌效果越好。
下图是表示深紫外LED的发光光谱与DNA紫外线敏感性的关系，以及各发光波长的除菌效果。从这些曲线图可以看出，在265nm、275nm、280nm这三种波长中，DNA对265nm的紫外线的敏感性最高。相对于265nm波长的除菌效果，275nm及280nm的除菌效果则较差。

除菌性能的确认方法
灭活所需的能量（mJ）为“LED照度×照射时间”，除菌性能由“①光输出×②除菌效率×③实际使用时的光功率维持率”决定。
因为深紫外LED也比通常的LED发热量多，③实际使用时的光功率维持率也是重要的因素。因此，为了达到更高的除菌性能，以DNA的紫外线敏感性高的265nm发光波长，高输出且高温时光功率维持率高就很重要。

斯坦雷电气深紫外LED的特征
斯坦雷电气的深紫外LED，作为当前用于流水净化的水银灯的代替用途，设想主要在水除菌上应用，因此，采用了耐湿性高的气密封装。
另外，通过特殊的技术，在高除菌性能和可靠性上已实现优势。以下介绍用于其中的关键技术。
在说明之前，先介绍斯坦雷电气制深紫外LED的优势、剖面图以及LED芯片的放大图。

LED芯片：采用结晶缺陷少的基板材质
很多的深紫外LED基材，使用了在蓝色LED中使用的蓝宝石材质，但由于晶粒的间隔（晶格常数）大，基板的层叠容易产生龟裂，特别是像265nm那样的短波长的层叠比较难。如果出现龟裂，发光效率会下降，仅通过小电流LED芯片的温度就会变高，而导致效率降低。
斯坦雷电气为了达到做成效率高的265nm波长的LED，采用了由铝（Al）和氮（N）构成的AlN（氮化铝）基板。AlN基板的特点是，因为晶粒的间隔小，可形成整齐的层叠结构，故晶体缺陷少且不易发生龟裂。但是，因为制造上需要高度的技术，所以斯坦雷电气在2019年将拥有世界上少有的ALN基板技术的美国HexaTech公司纳入自己的子公司，以强化技术，因此能由自己公司制造ALN基板。由此，推进了高功率且高效率的265nm波长LED的开发。

LED芯片：不论厚度如何都能达到高透过率的层叠基板的制成方法
关于LED芯片的第二种技术，是更有效地提高从芯片发出的光（出光效率）的技术。AlN基板发挥了类似LED芯片的窗口的作用，透过性越高，越能发出更多的光。另外，因为基板厚，可以降低在制造工艺中的操作难度。也就是说，基板具有“高透过率+厚度”是非常重要的。但是，在一般的晶体生长方法的“升华法”中，由于杂质进入晶体中会导致透过率降低，如果还具有厚度，则会进一步让透过率下降。
对于该课题，斯坦雷电气采用了“HVPE（氢化物气相外延）”这种技术。采用HVPE法的ALN基板，与过去的升华法ALN基板相比，波长300nm以下（下图的★标记，为除菌效果高的265nm附近）的透过率特别高，能够高效率地出光。这样一来可以实现高效地从芯片发出光。

封装结构：圆顶型透镜的使用和可靠性高的气密封装
LED封装，要求尽可能不损失芯片发出的光。一般的封装法是采用将平坦的玻璃透镜粘到基板的方式，但该封装方式的课题是光损耗较大。斯坦雷265nm深紫外LED，通过采用圆顶型玻璃透镜，解决了该课题。从该结构可以看到，相对于平面透镜的光损失和衰减较少（参照下图）。

另外，深紫外LED容易受到外部环境的影响，尤其是如果湿气进入封装内，有可能因突发的故障而不发光，或者功率急剧下降，因此须特别注意湿度。斯坦雷的深紫外LED，采用的不是一般的树脂粘接，而是用金属接合透镜和封装进行密封的气密封装构造，确保了高耐湿性
和可靠性。另外，还能保证产品的耐湿工作。

应用在水除菌用模块上的光学技术汽车前照灯所积累的技术：热管理
在以深紫外LED作为光源的除菌产品中，如何管理从LED释放的热，是模块或成品等产品化时应解决的技术课题之一。LED所损失的电力会变为热，导致LED的寿命缩短，因此，包括焊接LED的基板和周围的模块在内，热管理技术非常关键。
在深紫外LED反应器的散热器中，采用了汽车前照灯所积累的、在最大限度的小型轻量化的同时，提高散热性能的技术。通过该热管理技术的应用，做出了符合深紫外LED反应器的功能特性的小型且轻量的散热零件。

汽车前照灯所积累的技术：光学设计汽车前照灯的光学技术也被应用到深紫外线产品的开发中。紫外线在具有除菌效果的同时，还是可能会对人体造成不良影响的光，所以在活用上需顾及安全。
在上述的深紫外LED反应器中，控制照射使用的是反射镜技术，而不是树脂透镜。由于树脂透镜会因紫外线而老化，所以不能使用，于是就变为通过对应多个LED优化反射镜的配置，控制各LED的配光，对流过配管内的水等均匀地以深紫外线进行照射并除菌的机制。

运用和今后的应用
ZEUDE265和ZHUDE265，是为了实现高除菌性能而达成265nm的发光波长和200mW的高光功率的深紫外LED系列。主要应用在水除菌、空气除菌和表面除菌，尤其是设想代替以往长期使用于水除菌的水银灯用途。
与水银灯相比，其优点除了小型化、亮灯时的启动速度、能反复亮灯/熄灭外，还可以解决近年环境问题中的重要课题---无水银。另外，使氯不可能做到的有害微生物、隐孢子虫的灭活成为可能，深紫外线除菌作为一项能将安全、放心的水提供给全世界的技术，在今后广泛
的应用中被寄予厚望。
★相比水银灯的优点✓ 除菌性能高的发光波长（265nm的情况下）
✓ 小型化
✓ 无水银
✓ 亮灯时启动迅速✓ 可以反复ON/OFF点灯Applications

产品阵容ZEUDE265
（4芯片）

产品名单位

峰值发光波长

λp

265

nm

光功率

Po200mW

正向电压VF

28.07.5V

正向电流

IF400

1,700mA

接合温度

Tj

100

100℃

热电阻 (※1)

Rth(j-s)3.3

3.0℃/W

工作温度

Topr-30～+85℃

保存温度

Tstg

-40～+100℃

L×W×H

4.1×4.1×3.0mm

基本特性

最大额定

ZHUDE265
（1芯片）

外形尺寸
※上述规格有可能变更※1：接合-焊接部总结
斯坦雷电气以在汽车前照灯上所积累的技术力为基础，通过结合包括采用ALN基板的特殊的技术，实现了具有高除菌性能的深紫外LED。
深紫外LED作为紫外线光源，被期待能代替一直以来作为标准的水银灯，预计会被活用在各种应用领域。另一方面，还存在提高发光效率和进一步高功率化的课题。斯坦雷电气今后将在光源到模块、成品，充分利用自己公司拥有一条龙设计生产体制的优势，推进深紫外LED
的进一步高功率化，希望能在今后应用领域扩大的市场中，取得全球的高市场占有率。

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