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UV LED进展神速 未来将可“秒杀”细菌
作者:admin 点击数: 时间:2016-11-24 14:25:38

                                  UV LED进展神速 未来将可“秒杀”细菌

来源:中国之光网 作者:佚名2016年11月23日 15:31
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[导读] 外线LED的发展主流为UV-A LED与UV-C LED,其中UVA LED多聚焦于光固化市场应用,UVC则可应用在食物保鲜、空气净化、水净化等市场。在LED行业供过于求和低毛利的大背景下,各大企业都在积极夺取正快速成长的、高利润驱动的UV LED市场,高校也纷纷开始着手相关研究。本文分析了三项UV LED领域内最新的进展。
关键词:RayVioUV LEDLED

  外线LED的发展主流为UV-A LED与UV-C LED,其中UVA LED多聚焦于光固化市场应用,UVC则可应用在食物保鲜、空气净化、水净化等市场。在LED行业供过于求和低毛利的大背景下,各大企业都在积极夺取正快速成长的、高利润驱动的UV LED市场,高校也纷纷开始着手相关研究。

  来看看下面三项最新进展。

  (一)265 nm - 275 nm波长 UVC LED 封装产品推出 大大缩短杀菌时间

  UVC 深紫外光消毒杀菌市场应用广泛,2016年 UVC LED杀菌与净化应用的市场产值达2,800万美元,2021年将达2.57亿美元,年复合成长率高达56%。台系 LED 厂光鋐、研晶看好 UVC LED 潜在应用与商机,合资打造品牌“Bioraytron”整合产业上下游技术优势,推出 265 nm 至 275 nm 波长的 UVC LED 封装产品,并计划循序导入民生消费型、医疗杀菌与检测仪器、工业与高科技类水杀菌处理等产业领域。


Bioraytron UVC LED 封装产品

  Bioraytron 产品由光鋐和研晶技术分工,光鋐负责生产制造 UVC LED 磊晶与芯片,独家供应给研晶进行封装完成 UVC LED 元件和模组产品后,透过 Bioraytron 品牌销售予深紫外 UVC 产业客户。

  UVC 波段为 200 nm 至 280 nm,最主要功能是消毒杀菌与检测物质,可广泛应用于空气/水/表面净化、医疗检测仪器、食物保鲜等市场,潜在需求惊人。但UV-C LED 产品技术门坎相当高,不论在磊晶、芯片技术、封装与市场接受程度等都面临诸多挑战。

  研晶光电董事长暨总经理魏志宏博士指出,消毒杀菌的重点有二,一是选择正确波长,需符合细菌与微生物的吸收波谱约 264 nm;二是剂量(Dose)要够,才能有效发挥杀菌消毒的作用。“剂量(mJ/c㎡)= UVC 辐射强度(mW/c㎡)x 时间(Sec)”,UVC 辐射强度愈高,杀菌时间就会相对愈短,因此若要达到“秒杀”程度,UVC LED 光强度就必须提升。

  光鋐科技总经理许明森表示,时间是进入民生消费型应用市场的关键,一旦选择对的波长就可以缩短消毒杀菌时间,而 UV LED 效能提升,包括提高光强、缩小角度等,灭菌能力也会更好。Bioraytron 的 UVC LED 产品针对 265 nm 至 275 nm 杀菌波段,在照射距离 10 mm 及输入功率 1.2 W 程度下,能达到全球最高辐射光强 25mW/c㎡ 以上,竞争力领先 UVC LED 美日厂,能有效缩短杀菌时间,而且产品设计自由度也更高。

  目前 Bioraytron 的 UVC LED 封装产品价格,已达光输出每毫瓦(mW)1 到 4 美元,接下来会往更高性价比努力。Bioraytron 会在 2017 年优先导入民生消费型产业,预估 UVC LED 年产能可达 500 万颗;接下来也将陆续导入医疗杀菌与检测仪器、工业水杀菌处理等产业,2020 年产能可望成长突破 5,000 万颗,此外也将同步发展 UVB LED 领域应用。

  (二)中功率UV LED 推出 用于杀菌消毒和健康治疗

  深紫外LED器件和消毒系统解决方案领导者美国RayVio公司,近日宣布推出其XE系列中功率紫外(UV)LED,其额定输出功率为6毫瓦(mW),采用超小型3535封装。凭借280和310纳米的光谱输出,RayVio的XE系列将使细菌、病毒和其他病原体的DNA失去活性,并藉此预防疾病。


RayVio的XE系列UV LED

  ayVio的XE系列是最小的商用紫外LED,这一特性赋予了该产品无与伦比的灵活性,能够与一系列产品进行整合,包括自动消毒水瓶和医院表面清洁器等。由于XE系列的光功率输出是相同大小UV LED的2倍以上,因此可以节省电池寿命,它几乎可以在任何解决方案中使用。

    与传统的,易碎且含有汞的紫外光源不同,RayVio的XE系列是一种紧凑的数字光源,它比传统光源更安全,并推动模拟光向数字照明应用的过渡,从而实现连接,效率和移动网的革命性提升。

  XE系列的发射器版本是一种表面贴装器件,可以使用行业标准拾取和放置设备进行组装。Star Board选件包括一个安装在金属芯PCB上的发射器,可简化原型设计并提供更高的散热能力。来自RayVio的XE系列波长为280纳米的紫外光可杀死水,空气和表面上的细菌。在310纳米,来自XE系列的UV光可以帮助治疗皮肤疾病,包括银屑病,湿疹,rets病和黄疸。

  RayVio的紫外线LED组合包括XE系列和XP系列。XP系列号称是业界最强大的紫外LED,采用标准6565封装,也可以安装在星形板上。XP系列适用于需要每个发射器高达60mW的更高输出的应用。

  (三)研究人员开发出全新纳米薄膜技术   有望带来重量更轻的深紫外LED

  俄亥俄州立大学的工程师们不久前开发出了一种柔性、轻量、基于LED的深紫外薄膜原型。它能够包覆在物品上,然后特别有效地杀死有害微生物。

  研究人员称,这项技术未来有望商业化,带来价格更低、重量更轻、对环境也更友好的深紫外LED。

  目前,紫外真正最大的潜在市场是320nm以下的深紫外,该校材料科学与工程系副教授Roberto Myers表示:“当前如果你想制作一台深紫外灯,就必须要用到汞灯。水银的毒性众所周知,而这种灯泡不仅笨重、效率也低。另一方面,LED的效率很高,所以如果我们把UV LED做得便携、安全、还廉价,那就随时可以喝到安全的饮用水了。”

  通常任何类型的紫外光都可以很好地杀死有害微生物,比如波音就在飞机厕所上用到了紫外消毒系统(以及某些真空吸尘器)。

  俄亥俄大学的研究人员们,使用了基于分子束外延方法的全新纳米薄膜技术。借助半导体行业的生长方法(分子束外延),他们在上面培植了一片紧密的铝氮化镓线(其高度在200nm、直径在20-50nm左右),然后用钛、钽材料制成柔性导电纤维。

  研究人员在测试中发现,在向纳米导线施加电流时,其发出的光线和在生硬的单晶硅上一样亮。Myers表示:“人们总说纳米光子学的商业化没那么重要,其实只是没能将它规模化。不过现在,我们已经能够做到。”