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手提式UV LED机可以带来哪些质变和量变分析?

时间:2017-07-13 08:32来源:未知点击:

上次简单的介绍了IR的世界(屏气凝神,看看那些看不见的光(上)),而在光谱的另一端,还有波长低于可见光的UV光(紫外光),以及波长更短的X射线、γ射线。UV光的部分依波长可再三分为

 

UVA(315~400nm)

UVB(280~315nm)

UVC(200nm~280nm)

 

不同波长的UV光,能量强度不同,应用的范围也不一样,市场涵盖消毒杀菌、防伪、固化、曝光、化学检测、显示等,总产值加一加也有一亿美金以上,其实并不小,怪只怪照明背光随随便便就是几十亿美金,连结的出海口又是典型刚需的“民生”与动能强劲的“消费电子”,自然把市场的目光与风采全夺了去。

 

手提式UV LED机可以带来哪些质变和量变分析? - 手提式UV LED机,光固化机,光固机,UV灯管

 

对比可见光LED、IR LED材料系统与制造工艺的成熟,UV LED的制造难度更高,效率、寿命又更差,“偏高的技术门槛”结合“偏小的市场吸力”,就成了进入UV LED market的自然屏障,越往低波长走,剩下的参赛者就越少。这名符其实的利基市场,对大公司来说可能是策略布局、技术练兵的一环,对小公司来说,正是避开主战场,开拓新泉源的美丽绿洲。

 

目前市场上的UV LED还是以UVA为主,波长有365nm、375nm、385nm nm、395 nm、405 nm,占整体UV LED产值九成左右,因为可承袭蓝光本来的GaN系统,透过调整In的浓度或掺杂Al,波长会蓝移至不可见光,其实不算什么技术上的大突破,能量也只比蓝光强一些,应用范围以“光固化”为主,大量使用在曝光、传统印刷、3D列印,以及让女孩好开心、男孩好迷惘的美甲机。

 

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图:神奇美甲机,静香好开心

 

顺着波长往下走,UV的能量也越来越强,在280nm以下的波段称为UVC,其具备了很强的破坏能力,能斩断多数化合物的化学链结,还能破坏细胞的RNA与DNA,使其立即死亡或失去繁殖能力,幸运的是太阳光中的UVC在飞向地球时,几乎全被臭氧层给挡下来了,本来能烧尽一切的巨大能量球,在破坏力大幅削减后,抵达地球的低能量光(UVA/UVB),才得以孕育今日的万千生命。

 

破坏力十足的UVC,若好好的控制运用,就成了消毒杀菌的理想光源,得以净化水、净化空气,替餐具或任何生活用品消毒,如果光源又是小小的LED,UVC就不须限制在大大一台的清净机、滤水器,而能诞生出许多更适合携带使用的新产品与新应用。

 

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图:台湾工研院研发的“筷洁菌”,能随身携带,消毒时间只需要90秒。

 

然而同样是UV,UVC的制造难度与UVA不可同日而语,磊晶难、封装也难,若用AlN衬底长晶,各方面的条件是更好没错,但材料价格是蓝宝石(Sapphire)的数十倍,好伤心啊,想要做好UVC磊晶又要节省成本,没有些功底跟经验,玩坏满地的蓝宝石只是刚刚好而已;而且UVC的个性太强、太剽悍,什么epoxy啦、silicon啦,挡在UVC的路上都是筋脉尽断的下场,没有商量的余地。

 

要知道,UVC有个混名叫“深紫外光”,深,真的深!昭告得明明白白的,一般的封装根本服侍不起,尊爵不凡的UVC,于是被供奉在最高规格的陶瓷基板+石英玻璃的阁楼里。

 

效率呢?单颗UVC LED在350mA的大电流下,能做到50mw的output那已经是顶天了,WPE还不到2%,即使代价高昂效率又不好,UVC LED却能让紫外光改头换面,实现应用的开展与升级,锁定的又是有技术门槛的市场,而全身上下顶级配备的UVC,并不是有钱任性就能拥有的,大户如晶电、宗师如Nichia,到了280nm以下的世界,也得放下身段抛开包袱,当个学徒浅心修练、耐心耕耘。换个角度看,UVC在光效提升、成本下降的路上,还有非常大的改善空间,这些都意味着未来发展的可能性。

 

要让技术往前走嘛,最好的方法没有别的,就是“给他市场”。UV LED本身是替代光源,有如白光LED在照明替代荧光灯、在背光取代CCFL,UV LED要革命的对象,叫做“汞灯”。

 

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图:UV LED与传统UV灯(汞灯)对比

來源:Lumeniche

 

既然是替代市场,那对比汞灯,UV LED可以带来什么?是质变还是量变?上表已经说了个大概,我们只挑三个重点提提:

 

 

(1)Form factor

 

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图:汞灯与UV LED的form factor差异

来源:左-UVMAN/右-Nikkiso

 

图示一目了然,就不需要解释了,LED在应用上,能支援比灯管更弹性的工业设计,更能满足汞灯无法直接满足的点光源需求。

 

 

(2)波长集中且可调

 

汞灯的光谱是多峰的,如果需要集中的特定波长,得靠滤光机制去掉不要的光,对能量利用来说就是浪费!LED则完全没有这个问题,你要365就给你365,你要280就给你280,还能自由地选择想要的波长,实在是脚踏实地的好卖家!

 

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图:汞灯的发光波长

 

 

(3)环保

 

明摆着的,你都叫“汞”灯了,一定是不得已才用你啊!UV LED的登场让应用端能正式脱离汞的包袱,本是顺理成章、风行草偃之事,而去年中国第十二届全国人大常委会第二十次会议批准了《关于汞的水俣公约》,让这风势更狂了,本来在2013年拍板的联合国“水俣公约”,明确要求缔约国自2020年起,全面禁止生产及进出口含汞的产品,而美国加入了,中国也跟了,这代表什么?

 

还记得2009年“十城万盏”的故事吗?想让寺庙里的和尚吃饱,煮更多的粥当然是硬方法,但米总有不够多的时候,如能让部分和尚离开寺庙,结果也是相仿的。

 

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奔跑啊!朝着风口奔去!那呼啸而过的声响,喊的全是“政策红利”。

 

那么,在美丽的夕阳衬托下,不可见光之歌也该暂时落幕了,其实,UV/IR的应用、技术有非常多值得深入探讨的方向,从哪个角度切入总是不一而足,仅能以两篇浅显的文章做个起手式,让原来不明白、不相干、不感兴趣的朋友,也能随口哼上一两句UV与IR的浪漫与轻狂。

 

那么,不可见光,也不是真的那么不可见了。

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