近年来,UV-LED异军突起,近几年的市场和应用(yòng)快速发展,UV固化技术更是受到全**的高度注意,相比传统的UV汞灯,UV-LED能(néng)将電(diàn)能(néng)直接转换成UV光,且发出的是单波段紫外光,光線(xiàn)能(néng)量高度集中在特定紫外光波段。目前已广泛应用(yòng)于胶粘剂、油漆、油墨、涂料等等领域,业内人士认為(wèi),UV-LED**、环保且真正做到耗能(néng)低,是真正的绿色工业技术,不少LED企业积极布局,转型做UV-LED细分(fēn)领域,推出相关应用(yòng)产品,UV-LED将成為(wèi)照明行业的下一个风口已是大势所趋。
LED的出现,為(wèi)社会产生巨大的能(néng)源效益,让人类生活更加便利和环保,為(wèi)人类作出了巨大贡献。近几年来,LED照明因节能(néng)环保、**、寿命長(cháng)、低功耗等特点受到青睐,被称為(wèi)是21世纪*有(yǒu)发展前景的绿色照明光源。
1、為(wèi)何UV-LED如此受欢迎?
UV-LED受欢迎的國(guó)际背景追溯到2013年,《关于汞的水俣公约》正式签署通过,在这份公约中,有(yǒu)专门的条款明文(wén)限制汞的排放,包括禁止生产和进出口含汞类产品,在这些产品清单中,電(diàn)池、开关、继電(diàn)器、肥皂和化妆品等等都是人们生活常用(yòng)品。虽然LED在照明领域很(hěn)快取代了高耗能(néng)的白炽灯,但在照明领域的其他(tā)地方,如印刷、固化、医疗等还未实现禁用(yòng)水银。
UV-LED的出现无疑是希望的曙光,它不仅能(néng)取代含汞类的紫外光源,还能(néng)将其经济效益和社会效益进一步提升。
UV-LED(即UV Light Emitting Diode、紫外发光二极管)是一种能(néng)够直接将電(diàn)能(néng)转化為(wèi)紫外光線(xiàn)的固态的半导體(tǐ)器件。UV-LED光源工作温度通常在100℃以下,具有(yǒu)使用(yòng)寿命長(cháng)、可(kě)靠性高、发光效率高、耗電(diàn)量少、无热辐射、有(yǒu)利于环保等特性,近几年来在UV固化中逐渐得到了应用(yòng)。
2、UV-LED固化应用(yòng)广阔,各大领域均有(yǒu)涉及
据行业调研,UV-LED在近七八年保持着爆发式的增長(cháng),复合年均增長(cháng)率高达28.5%,尤其在2016年,光固化、**、净化市场等各项应用(yòng)技术逐渐成熟,UV-LED市场已成為(wèi)LED行业新(xīn)蓝海。那么,UV-LED将在哪些应用(yòng)领域大显身手呢(ne)?
首先我们需要了解紫外光谱的范围划分(fēn),因為(wèi)每个波段的光源都有(yǒu)独特的属性,能(néng)经过生产,制作成不同的LED封装产品。
UVA波段,波長(cháng)320-420nm,称為(wèi)長(cháng)波黑斑效应紫外線(xiàn),它有(yǒu)很(hěn)强的穿透率。
UVB 波段,波長(cháng)275~320nm,称為(wèi)中波红斑效应紫外線(xiàn),中等穿透力。
UVC波段,波長(cháng)200~275nm,称為(wèi)短波**紫外線(xiàn),它的穿透能(néng)力*弱。
UVD波段,波長(cháng)100~200nm,又(yòu)称為(wèi)真空紫外線(xiàn)。
以上两款产品有(yǒu)如下优异特点:
1.全部采用(yòng)镀金陶瓷基板,产品抗老化性能(néng)强,无需担心产品硫化发黑。
2.产品发光角度可(kě)提供120°/60°两种选择。
3.双向Zener Diodes提供*好的静電(diàn)防能(néng)力。
4.高辐射通量:700mA可(kě)提供1000mW以上的紫外辐射通量。
5.波長(cháng):提供365/385/395/405nm各种标准波長(cháng)。
6.应用(yòng)范围广泛:UV印刷、UV曝光、UV固化、UV防伪、UV灭蚊灯美甲灯等。
从上面两款产品,我们能(néng)窥见UV-LED巨大的产业价值和应用(yòng)价值,它在印刷、曝光、防伪、固化等领域都有(yǒu)不俗的表现,未来,我们将见证UV-LED应用(yòng)到更广阔的领域。
当然,UV-LED固化机和汞灯一样可(kě)以提供紫外光線(xiàn),还具有(yǒu)寿命長(cháng)、无热辐射、耗電(diàn)少、使用(yòng)成本低、功率**可(kě)调、體(tǐ)积小(xiǎo)巧、光源形状可(kě)以定制等汞灯不具备的特性,已在许多(duō)工业装配领域成功应用(yòng):
LCD制造业、照相机等光學(xué)产品制造业、光盘制造业、手表制造业、蜂鸣器、手机按键的装配、電(diàn)子線(xiàn)路板的制造、偏光部件的制造、微電(diàn)机的装配等電(diàn)子部件制造;此外,UV-LED紫外固化机在民(mín)用(yòng)方面的应用(yòng)也在逐步的发展中:
在日用(yòng)品领域,主要应用(yòng)在家庭用(yòng)品的制造、家具生产、玩具生产等;玻璃工艺领域,玻璃工艺品的组装;珠宝等装饰品的组装、镶嵌、定位以及印刷领域等。
3、UV-LED点光源和線(xiàn)光源普及面临挑战且前景光明
UV-LED首先得到接受和普及的应用(yòng)是点光源。
UV-LED发光单元外尺寸只有(yǒu)几毫米,发光體(tǐ)多(duō)為(wèi)边長(cháng)1mm的正方體(tǐ),发光点小(xiǎo),非常适合通过光路系统实现良好聚光效果,实现小(xiǎo)光斑高强度紫外照射。
点光源适用(yòng)于固化面积只有(yǒu)几个毫米,同时要求紫外照射强度很(hěn)高的点状固化场合,例如:激光头、光纤连接器、光纤耦合器、LCD、OLED、硬盘、智能(néng)卡、传感器、微型马达、编码器制造、焊点补强等。
UV-LED線(xiàn)光源发出的光線(xiàn)多(duō)是狭窄细長(cháng)的直線(xiàn)光線(xiàn)。需要设计专用(yòng)光路系统将一排UV-LED发出的多(duō)个光斑汇聚成狭窄、均匀、高强度的線(xiàn)状光線(xiàn)。
UV-LED具有(yǒu)众多(duō)的优点,但是仍有(yǒu)许多(duō)制约UV-LED普及的地方,目前的 UV-LED線(xiàn)光源存在着成本高、单颗功率小(xiǎo)、光路系统复杂、波峰狭窄与光引发剂匹配性差等问题。
成本和发光强度是制约UV-LED普及应用(yòng)的主要方面,線(xiàn)光源的开发设计思路应遵循以下几点:
光路系统是关键,好的光路系统应该是能(néng)量集中、均匀的,从而减小(xiǎo)被固化工件变形和减小(xiǎo)固化应力,提高固化精度;照射强度高、使固化更效率;特殊形状線(xiàn)光源,更具适应性,满足更多(duō)工位需求,使其应用(yòng)更加普及;更加节能(néng)环保和更加低成本。
a)UV-LED線(xiàn)光源与点胶机配合实现芯片的快速密封和流水作业,由于UV-LED能(néng)量高、光输出稳定、照射均匀,使得生产更加快捷**。
b)由于UV-LED是冷光源,无热辐射,温升小(xiǎo),满足液晶显示器生产的条件需求,液晶显示器制造过程中,通过UV-LED線(xiàn)光源进行液晶封边,并对FPC和液晶屏连接进行線(xiàn)缆补强,简单快速**。
c)UV-LED線(xiàn)光源配合UV油墨的使用(yòng)可(kě)以应用(yòng)在印刷领域中。
d)注射器针头制造。
e)耳机、麦克制造。
f)传感器封装。
4、面光源成本颇高发展受限
UV-LED面光源同样没有(yǒu)热辐射,固化炉内温度可(kě)以控制在室温;众多(duō)LED发光点均匀分(fēn)布,多(duō)组為(wèi)紫外照射优化设计的**镜头组,照射均匀性好,边缘和中心的照射强度一致性**。并且可(kě)以根据用(yòng)户需求定制发光區(qū)域形状和大小(xiǎo)。
UV-LED面光源在相同输入功率的情况下,相比汞灯,照射成本要贵;按输出功率计算,成本要贵于汞灯。
目前UV-LED面光源应用(yòng)及普及主要突破口在小(xiǎo)型面光源上,现在小(xiǎo)型面光源的照射强度可(kě)以达到几百到一千毫瓦每平方厘米以上,高照射强度带来更高的生产效率;另一方面,小(xiǎo)型面光源能(néng)量集中且没有(yǒu)热辐射,因此它的散热系统和整个照射系统都趋于小(xiǎo)型化,应用(yòng)更加方便。
相较点光源和線(xiàn)光源,面光源成本高,制约了面光源的应用(yòng)和发展。
5、UV-LED的广泛应用(yòng)将满足社会各领域需求
随着UV-LED成本的不断降低,UV-LED的普及应用(yòng)程度正从点光源向線(xiàn)光源过渡(面光源的普及还需要一段时间),在工业装配领域和日用(yòng)品领域中,線(xiàn)光源都将获得更多(duō)的应用(yòng)。線(xiàn)光源的发展趋势是细化,即根据使用(yòng)场合的不同(波長(cháng)、照射區(qū)域形状、照射强度等)出现各种分(fēn)类,满足不同工况的需求。
与此同时,一方面,随着光引发剂对UV-LED的适应性开发,UV-LED的应用(yòng)会更加广泛,优势也会越来越明显,企业对该细分(fēn)领域的布局将势在必行。另一方面,國(guó)家一直倡导节能(néng)环保,為(wèi)新(xīn)能(néng)源相关行业提供各种利好,鼓励高科(kē)技企业大胆创新(xīn)。UV-LED日趋成熟,企业有(yǒu)责任和义務(wù)挑起UV-LED发展的重任,努力為(wèi)社会创造价值。
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