紫外线(UV)波长的辐射可用于治疗材料、消毒饮用水和帮助法医分析，以列举一些应用。传统的UV源，如水银蒸气和荧光灯，是许多应用的现有技术，但UV LED现在正在作为替代品特别是在UV固化应用中取得重大进展。IFE和环境友好。
UV LED也正在寻找新的应用领域，例如传统的紫外线灯无法使用的便携式设备。这些应用包括手机消毒系统、小型仿冒探测器和手电筒。如果这些和其他新用途开始起飞，根据市场研究公司YoelDeExpPress，UV LED市场将达到3亿美元2017，预计近期市场将以43%的复合年增长率(CGR)扩大。这与传统UV灯市场相比，预计在同一预测年内，其复合年增长率将达到10%，再次根据Yeld DePrEpPrimest.
紫外光谱具有100～400纳米(nm)的波长，进一步分为UV-A、UV-B和UV-C两种波长范围，其中UV-A覆盖315～400 nm(称为长波紫外线)、UV-B 280-315nm(中波紫外线)和UV-C 100-280nm(短波UV)。
目前在这些组中的UV LED应用包括：光学传感器(230～400 nm);ID验证(230～280nm);表面区域的消毒和水的净化(240-280nm);体液检测/分析(250~405nm);蛋白质分析(270～300 nm);医用光治疗(300～320nm)。以及聚合物和油墨印刷(300～365nm)。
本文将重点讨论目前比UV-B和UV-C更先进的UV-A LED，目前，UV-A的效率高达45至50%，而UV-B和UV-C仍然具有低得多的效率，通常在单个数字中。虽然UV LED技术的发展遇到了障碍，如有限的磁通密度和缺乏设计灵活性，这导致了一些路障采用，LED制造商继续解决这些问题，通过提供更小的设计与新产品，提供更高的磁通密度，更高的效率，更好的热管理。
目前用于UV LED的最大应用之一是材料固化(油墨、涂料、聚合物等)，传统上使用汞蒸气灯(见图1中的波长比较)。在UV-A LED的使用中影响最大的两个因素是通量密度，这是UV固化在生产应用中所需要的，并且更高的整体效率。
紫外LED灯和汞灯的图像
图1：波长比较：UV LED灯和汞灯。
“通量密度和效率是改善UV LED技术的两个关键领域，有助于驱动采用，”飞利浦LUMIDES的UV LED营销总监Kurosh Hashemi说。他指出，在过去的五年里，效率提高了一倍多，甚至在去年，效率的上限从30%提高到50%。“典型的效率等级很宽，从10%到50%不等，而且非常依赖波长，”Hashemi解释说。例如，385纳米UV LED比405 nm UV LED效率要低得多，即使它们的波长很近。“这与LED的材料有关。降低到380纳米，您可以使用与蓝色LED相同的配方——铟镓氮化物(InGaN)-但是，材料在380纳米左右下降，因此性能急剧下降。这对许多公司来说是一个挑战。”
“然而，UV LED的改进，而在蓝色LED技术的几年之后，加速了在许多应用中的采用，”Hashemi指出。
一个例子是飞利浦LUMIDES的Luxeon UV LED，Hashemi说：“改变密度方程，因为它是第一个封装的LED，大大增加了磁通密度。封装的LED比市场上任何其他封装的LED小五倍，并且可以将它们紧密地组装在一起，这会推动UV光的密度，并使一些真正强大的固化。
固化需要大功率LED，可以布置成紧密排列，所以可以紧密地组装在一起的LED越多，其密度越小。Luxeon UV LED覆盖紫外线(380-400 nm)和紫外光(400～430nm)光范围。这些封装的LED据说提供最小的占地面积(2.2毫米)，大约是市场上可竞争的UV和紫色LED的五分之一。这意味着器件可以紧密封装，以实现高功率密度(W/CM)紫外系统的设计。Hashemi说，它们可以组装成紧凑的阵列，间距为200微米，以实现最高的功率密度系统(图2)。
飞利浦LUMIDES Luxeon紫外LED图像
图2：飞利浦LUMIDES Luxeon UV LED可以组装成紧凑阵列，只有200微米的间距，这使得高功率密度(W/CM)系统(图片来源：凯利讯半导体)。
Luxeon UV LED提供最大驱动电流为1 A，从而导致更多的通量每LED。这些设备可用于广泛的应用范围以外的紫外线固化，如伪造检测，光谱学，医疗，安全/法医和特种照明，包括水族馆照明和夜光灯夜总会。
LED是基于Luxeon Z表面贴装设计，其使用倒装芯片组装，并将UV裸片与导热氮化铝(AlN)衬底直接接触，从而提供更好的热性能。热阻低至每瓦3.5 K。
另一个例子是VSUM3100紫外LED从Visavy互联技术的光电子集团(图3)。该UV LED封装在表面安装PLCC-2封装中，该封装被专门设计用于在生产固化操作中替代汞蒸气灯。VLMU3100的典型发光强度为11 MCD，在20毫安，具有典型的波长为405纳米，正向电压为3.2 V，用于低功耗。
VISHY VLMU3100图像
图3：VISHY VLMU3100具有较长的使用寿命和120 MW的功耗，克服了许多基于汞蒸气灯的紫外线系统的挑战(图片来源：凯利讯半导体)。
为长寿命设计，VLMU3100的PLC-2封装由一个引线框架，它嵌入在白色热塑性塑料中。这个封装内的反射器是用透明硅胶浇铸的，保证了寿命。
VLMU3100克服了与基于汞蒸气灯的系统相关的许多问题，根据VISHAY，其产生了显著的热并在其使用寿命上不可预知地降解。相比之下，VLMU3100的功耗为120毫瓦，使用寿命长，占地面积小，测量3.2×2.8×1.9毫米。
UV-LED固化灯的应用实例
随着UV LED的改进继续，汞蒸气灯的缺点变得更加明显。这种传统的紫外光源具有1000到2000小时的短寿命，高电压，慢加热时间约10分钟，并发射有害波长，飞利浦LuMules’HasHimi说。其他因素是高热量、安全和环境问题。
污染是另一个问题，所以灯需要经常清洗，或更换，由于其寿命短，扰乱工厂地板，Hashemi补充说。
如果一家公司尚未在汞蒸气灯上进行投资，因为它的固化过程是昂贵的，用UV-A LED进行紫外光固化是消除汞蒸气灯的许多问题的一种选择。UV LED是低电压器件，因此它们更安全地使用，具有20000至50000小时的长寿命，快速开启/关闭，并且用户确切地知道固化介质的功率电平是多少。
然而，其中一个障碍是成本。“对于新的UV LED固化系统，不到一年的回收期，但在改装系统中，由于支持设备的费用，可能包括2到3年的回收期，包括用于水银灯系统所需的光和安全设备的反射器。”Hashemi。
然而，UV固化灯的选择必须基于应用。“养护本身就是一个世界。有许多不同的固化系统涉及许多不同的化学物质，这取决于需要哪些波长以及LED在这些特定波长上有多好。“Hashemi说。
Hashemi说，UV-A LED正在获得的其他关键应用包括机器视觉检测系统和光谱仪，目前使用荧光灯。“人们正在使用UV LED来进行新的应用，而这些新的应用将无法解决传统的解决方案。它为许多新的应用打开了大门，”Hashemi说，并补充说：“这些可以从夜总会的黑光到CSI型的血液飞溅手电筒到一些农业和园艺应用。”
综上所述，在选择UV灯时，技术人员应始终考虑应用。作为一个例子，尽管它的缺点，汞蒸气灯可能是最适合的应用，需要大光源，如宽格式打印机。然而，汞蒸气可能不是需要使用显微镜的应用的最佳选择，例如用于测试水质。除了应用的大小之外，问问你自己：你想要一个更长的寿命的光源吗?什么是初始投资和总拥有成本?应用程序对光源方向性的要求是什么?你想处理安全问题吗?这是一些在最后选择之前需要回答的问题。