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关于UVC LED在家用杀菌以及市场的应用
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关于UVC LED在家用杀菌以及市场的应用

  • 分类:行业动态
  • 作者:台铭光电电子商务部
  • 来源:
  • 发布时间:2019-12-23 09:56
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【概要描述】     UVC LED打开家用杀菌市场的前提是有需求,这一问题我们要辩证地看待:人们对卫生条件的要求随生活水平上升而提高,由此观之,消费者对家用杀菌的需求不仅真实存在,而且非常巨大;但换一个角度,人类用于家用杀菌的手段几千年来变化甚微,仍旧依靠日晒和开水烫,清洁剂、消毒液也是工业时代到来后的产物,再言之,人类和细菌的平衡共存是自然法则,谁也别想一举消灭谁,打破平衡意味着引发负面效应,全面的家用杀

关于UVC LED在家用杀菌以及市场的应用

【概要描述】广东11选五5开奖结果走势图     UVC LED打开家用杀菌市场的前提是有需求,这一问题我们要辩证地看待:人们对卫生条件的要求随生活水平上升而提高,由此观之,消费者对家用杀菌的需求不仅真实存在,而且非常巨大;但换一个角度,人类用于家用杀菌的手段几千年来变化甚微,仍旧依靠日晒和开水烫,清洁剂、消毒液也是工业时代到来后的产物,再言之,人类和细菌的平衡共存是自然法则,谁也别想一举消灭谁,打破平衡意味着引发负面效应,全面的家用杀

  • 分类:行业动态
  • 作者:台铭光电电子商务部
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     UVC LED打开家用杀菌市场的前提是有需求,这一问题我们要辩证地看待:人们对卫生条件的要求随生活水平上升而提高,由此观之,消费者对家用杀菌的需求不仅真实存在,而且非常巨大;但换一个角度,人类用于家用杀菌的手段几千年来变化甚微,仍旧依靠日晒和开水烫,清洁剂、消毒液也是工业时代到来后的产物,再言之,人类和细菌的平衡共存是自然法则,谁也别想一举消灭谁,打破平衡意味着引发负面效应,全面的家用杀菌既不是刚需,也没有必要。

因此,家用杀菌的需求不是随处都有、随时存在,深挖场景、找准痛点才能抓住机会,UVC LED打开家用杀菌市场也就无往而不利。接下来,我们就来逐层剖析UVC LED之于家用杀菌的价值。

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三大优势:小型化、无毒害、使用便捷

UVC LED芯片和模组的小型化使得杀菌元器件有了足够广阔的设计空间,它小巧的体型,令其足以植入多型家用电器充当幕后英雄(如冰箱、空调、洗衣机),它也能依附各种生活器皿随身携带(如水杯、饭盒、牙刷),UVC LED的出现使得从前的许多杀菌死角得以覆盖,也满足了对卫生条件有特定需求的人群。

无毒害是对比汞灯而言的,汞是致命的重金属,用于工业都要慎之又慎,何况家用?UVC LED的出现打消了这一顾虑,无毒害风险使得深紫外杀菌可以直接进入净水器、饮水机内部,即便出现在家中各个角落,也不会造成消费者恐慌。在《水俣公约》生效之际,凭借无毒害、无污染的特性,UVC LED也成为了汞灯的合法继承人。

使用便捷不仅得益于UVC LED的小型化,更来自它强大的杀菌效率,以目前的功率和光电转化率来看,UVC LED的杀菌时长基本控制在“秒”的尺度内,操作只需拨动开关。相比之下,洗洁剂、消毒液、光触媒等杀菌方式不仅耗时费力,显得麻烦,还有外在的条件约束(洗洁剂、消毒液要有清水,光触媒要有光照和空气流动)。

明确UVC LED的优势后,发挥自身长处补齐其他杀菌方式的短板,以此姿态进入家用市场,更易占到先机。

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三个共识:提升杀菌效率、改善散热、降低成本

尽管在现阶段UVC LED还有诸多不确定性,但围绕它的努力方向,业界已经达成了三个不成文的共识,那就是提升杀菌效率、改善散热、降低成本。

1.提升杀菌效率

提升杀菌效率,波段的选取至关重要,由于265nm紫外线对生物细胞中的DNA和RNA分子结构的破坏力最强,因此理论上杀菌效果更好,外延阶段都会尽可能地往这一波长靠。但由于越靠近短波段,难度越大、良率越低、成本越高,不少芯片厂止步于270~280nm之间,转而专注提高功率,以谋求整体杀菌效率的提升。单颗芯片也从从最初的1mW到10mW,再到50mW、100mW,经历了从低功率到中功率,再到大功率的成长过程。

不过,单颗UVC LED功率的提升现阶段并非主要依赖芯片发光效率,而是靠更大尺寸的芯片来实现。然而,尺寸越大的芯片就越易碎,这就导致圆片的切割难度大、良率低,功率越大的UVC LED芯片就越贵。对此,业内出现了一种解决办法,采用多颗小功率芯片集成实现大功率,如青岛杰生就采用4颗芯片集成达到100mW,并将成本控制在了100元左右。

提升杀菌效率对于封装端而言,意味着提高透光率,在确保可靠性的前提上,尽可能采用透光率更高的封装材料,是这一环节共同的使命。而到了杀菌模组设计阶段,主要的考虑在于优化模组内部紫外光反射,以减少光功率损耗。

2.改善散热

UVC LED的电光转化效率极低,以WPE来衡量,Bolb做到了9.5%,Crystal IS在8%,这已经是非常高的水平了,目前业内普遍还在2%~5%左右。由于只有少部分电能转化为紫外光,大部分都以热能的形式流失,这就导致UVC LED芯片发热异常严重,直接影响了UVC LED产品的寿命和可靠性。

由于UV LED电光转化效率低的根源在外延阶段,技术上又遭遇瓶颈难以突破,因此改善散热的任务就转嫁到了下游的封装和模组。(该问题在叶国光的《UV LED:身价比黄金还贵的职业“杀手”》一文中讲得很详尽,这里不多作赘述)

在封装材料的选择上,业内主要采用导热系数出色的氮化铝基板和陶瓷基板,随着封装技术难点逐渐被攻克,目前单颗UVC LED封装器件的寿命和可靠性已经不成问题。与此同时,由于上文提到的多芯片集成大功率UVC LED的出现,又给发光组件的散热带来了新挑战:集成芯片越多,散热性就越差,有的甚至要加装小风扇。而在杀菌模组的设计上,根据慧亿科技孟楠博士的观点,UV LED杀菌模组的结构设计优先考虑的就是散热这一点。

3.降低成本

从技术和功能上看,UV LED用在饮水机、净水器、加湿器、空气净化器上是非常匹配的,但这类热门小家电的价格区间都在几百到一千不等,本身并不贵,而1颗100mW的UVC LED芯片价格降到100元已经是当前的极限,成本上增加太多,消费者不愿意买单,终端家电厂商更不能接受。如果采用便宜的低功率芯片,面对动态出水口和流动空气,杀菌效果又不尽人意。

用在空调、洗衣机这类产品价值本身足够高的家电中,UVC LED的价格依然很难达到普通消费者的接受范围。以空调为例,进风口、出风口和内部能量交换的磁片上各配1颗芯片,假设用杀菌效率更强的100mW,成本无形之中就增加了300元,用在洗衣机滚筒内壁和夹层中所需芯片或许更多,成本也更高。

最能打动终端家电厂的是高功率UVC LED,但昂贵的价格又让他们望而却步。低价高效始终是终端厂商共同的追求,这就倒逼着上游尤其是芯片端,不断通过完善技术、提高良率、扩大产能来压缩成本。

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两大分野:265nm和270~280nm波段之争

上文中讲到了265nm对细胞分子结构的破坏力更强,理论上杀菌效率更高,但顾及技术实力或者成本、良率,不少企业也将产品波段定位于270~280nm,技术分野由此产生。

被旭化成收购的Crystal IS芯片波段就在265nm;Lumens也倾向于使用260~270nm的芯片。

日亚近期推出的UVC LED芯片在280nm;三安的用于杀菌抑菌的深紫外芯片波段在270nm~286nm;中科潞安的UVC LED芯片波段也在280nm。

首尔每隔10nm设计一型产品,255nm、265nm、275nm都在做,但目前主要用到的还是275nm;LG则保持两个方向并行,一方面波段从265nm往263nm降,另一方面尽可能提高278nm的功率,并且认为采用265nm在成本上不占优势,278nm更能满足现实;青岛杰生起初产品在280nm,后来逐渐靠向270nm,尽管255nm也有涉及,但成本太高,出货量很少。

总体上看,在270~280nm的芯片上逐步提高功率,是目前大多数企业的选择,看起来这也是UVC LED加快商业化步伐最行之有效的途径。

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四大战场:表面、静态水、流动水、空气

UV LED界根据被杀菌物体的物理性质将杀菌场景分为四类:表面、静态水、流动水和空气。那么,在这四类场景中,哪一类的应用更具潜力呢?

尽管表面杀菌对UVC LED的要求最低,几mW功率就能满足,但我们也忽视一个事实,在表面杀菌的战场上,UVC LED最容易被替代,日晒、水洗加清洁剂、消毒液的组合已经提前占领了用户心智,培养起牢固的使用习惯。另外,UVC LED只满足了消毒的需求,但不能去除残留污垢,最后人们还是要回到传统的清洁方式。

尽管如此,UVC LED在表面杀菌上并非毫无作为,生活中的一些清洁死角就是它的用武之地,例如洗衣机滚筒夹层、冰箱和饮水机内部,此外一些特殊场景也会用得到,如母婴用品、旅游用品、户外装备等。最近出现的一款折叠电动牙刷就满足了以上条件,折叠时启动杀菌,展开后关闭,避免了紫外光照射眼睛,携带时更加卫生,设计有创意又实用,是值得被看好的一款产品。

http://duliuzhou.com 详情请咨询台湾台铭光电官网 http://duliuzhou.com

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