旭宇光电:一波爆发式增长当前, UV led将成照明行业下一个风口?

编辑时间: 07-03    关键字:

 LED的出现,为社会产生巨大的能源效益,让人类生活更加便利和环保,为人类作出了巨大贡献。近几年来,LED 照明因节能环保、安全、寿命长、低功耗等特点受到青睐,被称为是 21 世纪最有发展前景的绿色照明光源。

根据数据统计,2016年全球LED产业市场规模高达6996亿元,增长率为8.6%。国外专家预计,全球LED行业未来几年增长将持放缓趋势。然而就中国市场来说,2016年则是LDE行业波澜壮阔的一年,LED照明产值首次突破五千亿大关,并稳步增长。其中UV LED异军突起,近几年其市场和应用快速发展,UV固化技术更是受到全世界的高度关注,相比传统的UV汞灯,UV LED 能将电能直接转换成UV光,且发出的是单波段紫外光,光线能量高度集中在特定紫外光波段,目前已广泛应用于胶粘剂、油漆、油墨、涂料等等领域。业内人士认为,UVLED高效、环保且真正做到耗能低,是真正的绿色工业技术,不少LED企业积极布局,转型做UVLED细分领域,推出相关应用产品,UV LED将成为照明行业的下一个风口已是大势所趋。

 

为何UV—LED如此受欢迎?

 

UV LED受欢迎的国际背景追溯到2013年,《关于汞的水俣公约》正式签署通过,在这份公约中,有专门的条款明文限制汞的排放,包括禁止生产和进出口含汞类产品,在这些产品清单中,电池、开关、继声器、肥皂和化妆品等等都是人们生活常用品。虽然LED在照明领域很快取代了高耗能的白炽灯,但在照明领域的其他地方,如印刷、固化、医疗等还未实现完全禁用水银。UVLED的出现无疑是希望的曙光,它不仅能取代含汞类的紫外光源,还能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)是一种能够直接将电能转化为紫外光线的固态的半导体器件。UV-LED光源工作温度通常在100℃以下,具有使用寿命长、可靠性高、发光效率高、耗电量少、无热辐射、有利于环保等特性,近几年来在UV固化中逐渐得到了应用。

UV-LED特点:

• 使用寿命长:超过20000小时;

• 节能效果显著,可达90% 

• 无红外热辐射:不会引起工件热应力及热变形;

• 体积小巧,配置灵活:体积仅为0.1cm3 

• 能量集中:98%以上的光输出都在紫外波段;

• 主波峰狭窄单一: 90%以上光输出集中在主波峰附近±10nm范围内;

• 直流低压驱动:适合便携UV设备;

• 输出功率稳定、连续可调;

• 瞬间出光:不需要预热时间,响应时间为微秒级;

• 开闭次数不影响使用寿命,不需要快门; 

• 环保:符合RoHS、不含汞。

 

UV-LED固化应用广阔,各大领域均有涉及

 

 

据行业调研,UVLED在近七八年保持着爆发式的增长,复合年均增长率高达28.5%,尤其在2016年,光固化、杀菌、净化市场等各项应用技术逐渐成熟,UV LED市场已成为LED行业新蓝海。那么,UV LED将在哪些应用领域大显身手呢?

首先我们需要了解紫外光谱的范围划分,因为每个波段的光源都有独特的属性,能经过生产,制作成不同的LED封装产品。

UVA波段,波长320-420nm,称为长波黑斑效应紫外线,它有很强的穿透率。

UVB 波段,波长275320nm,称为中波红斑效应紫外线,中等穿透力。

UVC波段,波长200275nm,称为短波灭菌紫外线,它的穿透能力最弱。

UVD波段,波长100200nm,又称为真空紫外线。

旭宇光电(深圳)股份有限公司作为国内知名LED封装企业,助力环保,助力LED紫外封装,在传统LED照明领域取得了不俗的成绩。目前在紫外LED领域厚积薄发,进行了一系列研发创新,以目前推出行业主流产品35355050陶瓷紫外molding封装为例,它们作为炙手可热的LED产品,品质和应用上已经实现了重大突破,以下为产品样图及参考系数。

 

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以上两款产品有如下优异特点:

1.  全部采用镀金陶瓷基板,产品抗老化性能强。无需担心产品硫化发黑。

2.  产品发光角度可提供120°/60°两种选择。

3.  双向Zener Diodes提供最好的静电防能力。

4.  高辐射通量:700mA可提供1000mW以上的紫外辐射通量。

5.  波长:提供365/385/395/405nm各种标准波长。

6.  应用范围广泛: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,我们能窥见UVLED巨大的产业价值和应用价值,它在印刷、曝光、防伪、固化等领域都有不俗的表现,未来,我们将见证UV LED应用到更广阔的领域。

当然,UV-LED固化机和汞灯一样可以提供紫外光线,还具有寿命长、无热辐射、耗电少、使用成本低、功率精确可调、体积小巧、光源形状可以定制等汞灯不具备的特性,已在许多工业装配领域成功应用:

LCD制造业、照相机等光学产品制造业、光盘制造业、手表制造业、蜂鸣器、手机按键的装配、电子线路板的制造、偏光部件的制造、微电机的装配等电子部件制造;

此外,UV-LED紫外固化机在民用方面的应用也在逐步的发展中:

日用品领域,主要应用在家庭用品的制造、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。

 

UV-LED点光源和线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是点光源。

UV-LED发光单元外尺寸只有几毫米,发光体多为边长1mm的正方体,发光点小,非常适合通过光路系统实现良好聚光效果,实现小光斑高强度紫外照射。

点光源适用于固化面积只有几个毫米,同时要求紫外照射强度很高的点状固化场合,例如:激光头、光纤连接器、光纤耦合器、LCDOLED、硬盘、智能卡、传感器、微型马达、编码器制造、焊点补强等。

UV-LED线光源发出的光线多是狭窄细长的直线光线。需要设计专用光路系统将一排UV-LED发出的多个光斑汇聚成狭窄、均匀、高强度的线状光线。

UV-LED具有众多的优点,但是仍有许多制约UV-LED普及的地方,目前的UV-LED线光源存在着成本高、单颗功率小、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普及应用的主要方面,线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量集中、均匀的,从而减小被固化工件变形和减小固化应力,提高固化精度;照射强度高、使固化更效率;特殊形状线光源,更具适应性,满足更多工位需求,使其应用更加普及;更加节能环保和更加低成本。

a) UV-LED线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能量高、光输出稳定、照射均匀,使得生产更加快捷高效。

b) 由于UV-LED是冷光源,无热辐射,温升小,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线光源进行液晶封边,并对FPC和液晶屏连接进行线缆补强,简单快速高效。

c) UV-LED线光源配合UV油墨的使用可以应用在印刷领域中。

d) 注射器针头制造。

e) 耳机、麦克制造。

f) 传感器封装。

 

面光源成本颇高发展受限

 

 

UV-LED面光源同样没有热辐射,固化炉内温度可以控制在室温;众多LED发光点均匀分布,多组为紫外照射优化设计的专业镜头组,照射均匀性好,边缘和中心的照射强度一致性极佳。并且可以根据用户需求定制发光区域形状和大小。

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面光源应用及普及主要突破口在小型面光源上,现在小型面光源的照射强度可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,小型面光源能量集中且没有热辐射,因此它的散热系统和整个照射系统都趋于小型化,应用更加方便。

相较点光源和线光源,面光源成本高,制约了面光源的应用和发展。

 

UV LED的广泛应用将满足社会各领域需求 

 

随着UV-LED成本的不断降低,UV-LED的普及应用程度正从点光源向线光源过渡(面光源的普及还需要一段时间),在工业装配领域和日用品领域中,线光源都将获得更多的应用。线光源的发展趋势是细化,即根据使用场合的不同(波长、照射区域形状、照射强度等)出现各种分类,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的应用会更加广泛,优势也会越来越明显,企业对该细分领域的布局将势在必行。另一方面,国家一直倡导节能环保,为新能源相关行业提供各种利好,鼓励高科技企业大胆创新。UVLED日趋成熟,企业有责任和义务挑起UVLED发展的重任,努力为社会创造价值。


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