UV LED可以帶來(lái)哪些質(zhì)變和量變?
在光譜的另一端,有波長(cháng)低于可見(jiàn)光的UV光(紫外光),以及波長(cháng)更短的X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)。UV光的部分依波長(cháng)可再三分為UVA(315~400nm)、UVB(280~315nm)、UVC(200nm~280nm),不同波長(cháng)的UV光,能量強度不同,應用的范圍也不一樣,市場(chǎng)涵蓋**、防偽、固化、曝光、化學(xué)檢測、顯示等,總產(chǎn)值加一加也有一億美金以上,其實(shí)并不小,怪只怪照明背光隨隨便便就是幾十億美金,連結的出海口又是典型剛需的“民生”與動(dòng)能強勁的“消費電子”,自然把市場(chǎng)的目光與風(fēng)采全奪了去。

對比可見(jiàn)光LED、IR LED材料系統與制造工藝的成熟,UV LED的制造難度更高,效率、壽命又更差,“偏高的技術(shù)門(mén)檻”結合“偏小的市場(chǎng)吸力”,就成了進(jìn)入UV LED market的自然屏障,越往低波長(cháng)走,剩下的參賽者就越少。這名符其實(shí)的利基市場(chǎng),對大公司來(lái)說(shuō)可能是策略布局、技術(shù)練兵的一環(huán),對小公司來(lái)說(shuō),正是避開(kāi)主戰場(chǎng),開(kāi)拓新泉源的美麗綠洲。
目前市場(chǎng)上的UV LED還是以UVA為主,波長(cháng)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(lái)的GaN系統,透過(guò)調整In的濃度或摻雜Al,波長(cháng)會(huì )藍移至不可見(jiàn)光,其實(shí)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、傳統印刷、3D列印,以及讓女孩好開(kāi)心、男孩好迷惘的美甲機。

圖:神奇美甲機,靜香好開(kāi)心
順著(zhù)波長(cháng)往下走,UV的能量也越來(lái)越強,在280nm以下的波段稱(chēng)為UVC,其具備了很強的破壞能力,能斬斷多數化合物的化學(xué)鏈結,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(yáng)光中的UVC在飛向地球時(shí),幾乎全被臭氧層給擋下來(lái)了,本來(lái)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(wàn)千生命。
破壞力十足的UVC,若好好的控制運用,就成了**的理想光源,得以?xún)艋艋諝猓娌途呋蛉魏紊钣闷?,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,*時(shí)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(yǔ),磊晶難、封裝也難,若用AlN襯底長(cháng)晶,各方面的條件是更好沒(méi)錯,但材料價(jià)格是藍寶石(Sapphire)的數十倍,好傷心啊,想要做好UVC磊晶又要節省成本,沒(méi)有些功底跟經(jīng)驗,玩壞滿(mǎn)地的藍寶石只是剛剛好而已;而且UVC的個(gè)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(chǎng),沒(méi)有商量的余地。
要知道,UVC有個(gè)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*規格的陶瓷基板+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(jià)高昂效率又不好,UVC LED卻能讓紫外光改頭換面,實(shí)現應用的開(kāi)展與升級,鎖定的又是有技術(shù)門(mén)檻的市場(chǎng),而全身上下*配備的UVC,并不是有錢(qián)任性就能擁有的,大戶(hù)如晶電、宗師如Nichia,到了280nm以下的世界,也得放下身段拋開(kāi)包袱,當個(gè)學(xué)徒淺心修練、耐心耕耘。換個(gè)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(zhù)未來(lái)發(fā)展的可能性。
要讓技術(shù)往前走嘛,*的方法沒(méi)有別的,就是“給他市場(chǎng)”。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UV燈(汞燈)對比
來(lái)源:Lumeniche
既然是替代市場(chǎng),那對比汞燈,UV LED可以帶來(lái)什么?是質(zhì)變還是量變?上表已經(jīng)說(shuō)了個(gè)大概,我們只挑三個(gè)重點(diǎn)提提:
(1) Form factor

圖:汞燈與UV LED的form factor差異
來(lái)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)設計,更能滿(mǎn)足汞燈無(wú)法直接滿(mǎn)足的點(diǎn)光源需求。
(2)波長(cháng)集中且可調
汞燈的光譜是多峰的,如果需要集中的特定波長(cháng),得靠濾光機制去掉不要的光,對能量利用來(lái)說(shuō)就是浪費!LED則完全沒(méi)有這個(gè)問(wèn)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(cháng),實(shí)在是腳踏實(shí)地的好賣(mài)家!

圖:汞燈的發(fā)光波長(cháng)