近年 UV-LED 重要应用领域的探索足迹
文章来源:恒光电器
发布时间:2016-01-04
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相比于UV放电灯，UV-LED具有众多优点：不含汞，CCC认证，无环境污染，无健康风险；寿命长；辐射衰减小；便于控制和调节等。因此UV-LED具有广阔的应用前景，可用于固化、检测、医疗、美容、杀菌、消毒、通信等众多领域。
医疗（光疗法）
Inada等用紫外LED（365 nm）对Jurkat肿瘤细胞进行了照射。通过比对，室外照明，用紫外LED和传统光源系统照射后细胞凋亡和坏死的数量是近似一致的。这证明，紫外LED具有作为光疗用的全新光源的潜力和可能性，可以替代系统笨重、寿命短暂、能耗较大的传统紫外荧光灯。
荧光检测（生物检测）
针对荧光检测中连续UV光激发难以提供周期性响应、无法形成清晰的荧光分析图像，且有机物的荧光强度随曝光时间而衰减等问题，恒光电器,照亮您的生活，Huang等人使用了一个可调脉冲控制模块来实现有机染料BL-ORT的荧光测试。该系统结构如下图所示， LED置换工程，脉冲控制模块的周期可调范围为1~1 000 ms，用来提高电源稳定性以及光源辐射的均匀性。LED模组采用了6个3W的405 nm UV-LED和6个3 W的375 nm UV-LED用于荧光检测，并装有3个白光LED来提供可见图像的一般照明。当BL-ORT被周期30 ms的脉冲UV-LED光激发时，可以获得大部分的完整荧光数据。而且这种脉冲激发光源的能耗可降低至50%。该系统可用于生化反应、安保、工业、农业等领域的荧光检测。
污水处理（杀菌消毒）
Chevremont等以废水中的细菌和化学指标来评估UV-A或UV-C LED及两者结合对城市污水的处理效果。实验监测了城市污水中排泄物生物指标的残存率和肌酸酐和苯酚的氧化率，结果表明，与单独使用一种UV-LED相比，结合使用UV-A和UV-C两种LED能够更有效地减少废水中微生物的含量，且可以氧化37%的肌酸酐和苯酚，该结果堪比使用诸如TiO2等光催化剂的效果。这种方法能够有效再生利用城市废水，对于很多水资源匮乏的国家而言具有重要的意义。
化合物降解（光降解）
Roddick等研究了255 nm UV-LED与H2O2结合的间歇式反应器对于处理高盐的城市污水中的反渗透浓缩物的效果。以溶解有机碳（DOC）浓度、颜色以及酸碱度（pH值）作为检测指标。研究结果表明，恒光电器,照亮您的生活，该反应器能够造成发色团化学键断裂并改变分子结构，将高分子量的化合物降解为低分子量化合物。凝结物导致DOC浓度、颜色等指标减小， led亮化工程，而后续的UVC/H2O2处理造成这些参数进一步降低。这证明UV-LED在反渗透浓缩物降解处理领域具有潜在的应用前景。
印刷光刻（光固化）
紫外固化是目前UV-LED应用产业的主要方向之一。博林格林州立大学的研究组在2007年比较了UV-LED与传统UV光源用于丙烯酸酯固化的效果，研究了两者的聚合速率以及生成的涂层性能，证实了UV-LED可以替代传统UV光源用于各种固化应用领域。
Huang等评估了在电路板印制过程中用高功率紫外LED替代传统紫外灯的可能性。该文介绍了两种光模块：第1种包含6个1 W的UV-LED，排列成直径为50 mm的环形；第2种包含12个3 W的LED，焊接于一个直径为100 mm的MC-PCB上。两种模块都能发射峰值波长为400 nm的光谱。为了得到平行光源，第1种光模块使用了抛物线反射器，使得光强增加了6~10倍并将光束角从140°减小到了30°。为了接近实际的过程，LED照明工程，只将紫外光源替换成UV-LED模块，自动化系统上的其他所有参数保持不变，高亮度，3c认证，在刻蚀完成后，行业资讯，观察图案并用图像测量软件进行测量。根据PCB标准，只有相对误差低于15%的样品才能被接受。结果显示，紫外LED在PCB印刷中的使用具备可行性。
哈立法大学研究组开发了一个低成本的便携式UV-LED光刻系统，采用172个主波长380 nm的InGaN UV-LED阵列封装在3×3 in2的区域，LED天花灯，如下图所示。系统的曝光时间和功率可以由电子控制器精确调控，最小特征尺寸约为5 μm。与传统接触式光刻相比， led室内照明，UV-LED光刻系统价格更低廉，可以使用现有设备改建，装修照明，且操作设备简单。UV-LED光刻降低了系统成本和复杂性，可以作为大制程窗口微型结构光刻的1种理想备选方案，非常适合微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，口碑，MEMS）、微流体应用等。
芯片性能
近年来，UV-LED的芯片性能得到了快速提高。
NUV-LED的辐射效率已达到30%以上，单颗LED的辐射功率已达到十几瓦，并且在进一步提高。随着封装功率密度的提高以及系统设计的改进，大功率NUV-LED有望真正实际应用于各种紫外领域，成为传统UV放电灯的补充和替代品。在光固化行业可以实现大幅度节能、提升涂层品质，具有极大的应用前景。
DUV-LED受制备工艺技术的限制，芯片效率较低，目前批量产品的辐射效率小于2%。降低有源层位错密度、提高外量子效率是DUV-LED芯片研究的主要方向。
UV-LED在医疗、检测、杀菌、消毒、降解、光刻等领域的应用效果已得到了验证和改进。
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