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UV LED可以帶來哪些質(zhì)變和量變,?

 緣來不是你xfuf 2017-06-21

>>>屏氣凝神,看看那些看不見的光(下)

上次簡單地勾勒了IR的世界,,而在光譜的另一端,還有波長低于可見光的UV光(紫外光),,以及波長更短的X射線,、γ射線。UV光的部分依波長可再三分為UVA(315~400nm),、UVB(280~315nm),、UVC(200nm~280nm),不同波長的UV光,,能量強度不同,,應用的范圍也不一樣,市場涵蓋消毒殺菌,、防偽,、固化、曝光,、化學檢測,、顯示等,總產(chǎn)值加一加也有一億美金以上,,其實并不小,,怪只怪照明背光隨隨便便就是幾十億美金,連結(jié)的出??谟质堑湫蛣傂璧摹懊裆迸c動能強勁的“消費電子”,,自然把市場的目光與風采全奪了去。

對比可見光LED,、IR LED材料系統(tǒng)與制造工藝的成熟,,UV LED的制造難度更高,效率,、壽命又更差,,“偏高的技術(shù)門檻”結(jié)合“偏小的市場吸力”,就成了進入UV LED market的自然屏障,,越往低波長走,,剩下的參賽者就越少,。這名符其實的利基市場,對大公司來說可能是策略布局,、技術(shù)練兵的一環(huán),,對小公司來說,正是避開主戰(zhàn)場,,開拓新泉源的美麗綠洲,。

目前市場上的UV LED還是以UVA為主,波長有365nm,、375nm,、385nm nm、395 nm,、405 nm,,占整體UV LED產(chǎn)值九成左右,因為可承襲藍光本來的GaN系統(tǒng),,透過調(diào)整In的濃度或摻雜Al,,波長會藍移至不可見光,其實不算什么技術(shù)上的大突破,,能量也只比藍光強一些,,應用范圍以“光固化”為主,大量使用在曝光,、傳統(tǒng)印刷,、3D列印,以及讓女孩好開心,、男孩好迷惘的美甲機,。

圖:神奇美甲機,靜香好開心

順著波長往下走,,UV的能量也越來越強,,在280nm以下的波段稱為UVC,其具備了很強的破壞能力,,能斬斷多數(shù)化合物的化學鏈結(jié),,還能破壞細胞的RNA與DNA,使其立即死亡或失去繁殖能力,,幸運的是太陽光中的UVC在飛向地球時,,幾乎全被臭氧層給擋下來了,本來能燒盡一切的巨大能量球,,在破壞力大幅削減后,,抵達地球的低能量光(UVA/UVB),才得以孕育今日的萬千生命。

破壞力十足的UVC,,若好好的控制運用,,就成了消毒殺菌的理想光源,得以凈化水,、凈化空氣,,替餐具或任何生活用品消毒,如果光源又是小小的LED,,UVC就不須限制在大大一臺的清凈機,、濾水器,而能誕生出許多更適合攜帶使用的新產(chǎn)品與新應用,。

圖:臺灣工研院研發(fā)的“筷潔菌”,,能隨身攜帶,消毒時間只需要90秒,。

然而同樣是UV,,UVC的制造難度與UVA不可同日而語,磊晶難,、封裝也難,若用AlN襯底長晶,,各方面的條件是更好沒錯,,但材料價格是藍寶石(Sapphire)的數(shù)十倍,好傷心啊,,想要做好UVC磊晶又要節(jié)省成本,,沒有些功底跟經(jīng)驗,玩壞滿地的藍寶石只是剛剛好而已,;而且UVC的個性太強,、太剽悍,什么epoxy啦,、silicon啦,,擋在UVC的路上都是筋脈盡斷的下場,沒有商量的余地,。

要知道,,UVC有個混名叫“深紫外光”,深,,真的深,!昭告得明明白白的,一般的封裝根本服侍不起,,尊爵不凡的UVC,,于是被供奉在最高規(guī)格的陶瓷基板+石英玻璃的閣樓里。

效率呢?單顆UVC LED在350mA的大電流下,,能做到50mw的output那已經(jīng)是頂天了,,WPE還不到2%,即使代價高昂效率又不好,,UVC LED卻能讓紫外光改頭換面,,實現(xiàn)應用的開展與升級,鎖定的又是有技術(shù)門檻的市場,,而全身上下頂級配備的UVC,,并不是有錢任性就能擁有的,大戶如晶電,、宗師如Nichia,,到了280nm以下的世界,也得放下身段拋開包袱,,當個學徒淺心修練,、耐心耕耘。換個角度看,,UVC在光效提升,、成本下降的路上,還有非常大的改善空間,,這些都意味著未來發(fā)展的可能性,。

要讓技術(shù)往前走嘛,最好的方法沒有別的,,就是“給他市場”,。UV LED本身是替代光源,有如白光LED在照明替代熒光燈,、在背光取代CCFL,,UV LED要革命的對象,叫做“汞燈”,。

圖:UV LED與傳統(tǒng)UV燈(汞燈)對比

來源:Lumeniche

既然是替代市場,,那對比汞燈,UV LED可以帶來什么,?是質(zhì)變還是量變,?上表已經(jīng)說了個大概,我們只挑三個重點提提:

(1) Form factor

圖:汞燈與UV LED的form factor差異

來源:左-UVMAN/右-Nikkiso

圖示一目了然,,就不需要解釋了,,LED在應用上,能支援比燈管更彈性的工業(yè)設(shè)計,,更能滿足汞燈無法直接滿足的點光源需求,。

(2)波長集中且可調(diào)

汞燈的光譜是多峰的,,如果需要集中的特定波長,得靠濾光機制去掉不要的光,,對能量利用來說就是浪費,!LED則完全沒有這個問題,你要365就給你365,,你要280就給你280,,還能自由地選擇想要的波長,實在是腳踏實地的好賣家,!

圖:汞燈的發(fā)光波長

(3)環(huán)保

明擺著的,,你都叫“汞”燈了,一定是不得已才用你??!UV LED的登場讓應用端能正式脫離汞的包袱,本是順理成章,、風行草偃之事,,而去年中國第十二屆全國人大常委會第二十次會議批準了《關(guān)于汞的水俁公約》,讓這風勢更狂了,,本來在2013年拍板的聯(lián)合國“水俁公約”,,明確要求締約國自2020年起,全面禁止生產(chǎn)及進出口含汞的產(chǎn)品,,而美國加入了,,中國也跟了,這代表什么,?

還記得2009年“十城萬盞”的故事嗎?想讓寺廟里的和尚吃飽,,煮更多的粥當然是硬方法,,但米總有不夠多的時候,如能讓部分和尚離開寺廟,,結(jié)果也是相仿的,。

奔跑啊,!朝著風口奔去,!那呼嘯而過的聲響,喊的全是“政策紅利”,。

那么,,在美麗的夕陽襯托下,不可見光之歌也該暫時落幕了,,其實,,UV/IR的應用、技術(shù)有非常多值得深入探討的方向,從哪個角度切入總是不一而足,,僅能以兩篇淺顯的文章做個起手式,,讓原來不明白、不相干,、不感興趣的朋友,,也能隨口哼上一兩句UV與IR的浪漫與輕狂。

*注:本文由行家說APP與作家專欄作者囧史諾聯(lián)合出品,。謝絕任何未經(jīng)許可的轉(zhuǎn)載,。授權(quán)或者加入行家說顯示群,請聯(lián)系微信號:hangjia199

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