UV LED进展神速 未来将可“秒杀”细菌 - 全文

　　外线LED的发展主流为UV-A LED与UV-C LED，其中UVA LED多聚焦于光固化市场应用，UVC则可应用在食物保鲜、空气净化、水净化等市场。在LED行业供过于求和低毛利的大背景下，各大企业都在积极夺取正快速成长的、高利润驱动的UV LED市场，高校也纷纷开始着手相关研究。

　　来看看下面三项最新进展。

　　（一）265 nm - 275 nm波长 UVC LED 封装产品推出 大大缩短杀菌时间

　　UVC 深紫外光消毒杀菌市场应用广泛，2016年 UVC LED杀菌与净化应用的市场产值达2，800万美元，2021年将达2.57亿美元，年复合成长率高达56%。台系 LED 厂光鋐、研晶看好 UVC LED 潜在应用与商机，合资打造品牌“Bioraytron”整合产业上下游技术优势，推出 265 nm 至 275 nm 波长的 UVC LED 封装产品，并计划循序导入民生消费型、医疗杀菌与检测仪器、工业与高科技类水杀菌处理等产业领域。

Bioraytron UVC LED 封装产品

　　Bioraytron 产品由光鋐和研晶技术分工，光鋐负责生产制造 UVC LED 磊晶与芯片，独家供应给研晶进行封装完成 UVC LED 元件和模组产品后，透过 Bioraytron 品牌销售予深紫外 UVC 产业客户。

　　UVC 波段为 200 nm 至 280 nm，最主要功能是消毒杀菌与检测物质，可广泛应用于空气／水／表面净化、医疗检测仪器、食物保鲜等市场，潜在需求惊人。但UV-C LED 产品技术门坎相当高，不论在磊晶、芯片技术、封装与市场接受程度等都面临诸多挑战。

　　研晶光电董事长暨总经理魏志宏博士指出，消毒杀菌的重点有二，一是选择正确波长，需符合细菌与微生物的吸收波谱约 264 nm；二是剂量（Dose）要够，才能有效发挥杀菌消毒的作用。“剂量（mJ/c㎡）＝ UVC 辐射强度（mW/c㎡）x 时间（Sec）”，UVC 辐射强度愈高，杀菌时间就会相对愈短，因此若要达到“秒杀”程度，UVC LED 光强度就必须提升。

　　光鋐科技总经理许明森表示，时间是进入民生消费型应用市场的关键，一旦选择对的波长就可以缩短消毒杀菌时间，而 UV LED 效能提升，包括提高光强、缩小角度等，灭菌能力也会更好。Bioraytron 的 UVC LED 产品针对 265 nm 至 275 nm 杀菌波段，在照射距离 10 mm 及输入功率 1.2 W 程度下，能达到全球最高辐射光强 25mW/c㎡ 以上，竞争力领先 UVC LED 美日厂，能有效缩短杀菌时间，而且产品设计自由度也更高。

　　目前 Bioraytron 的 UVC LED 封装产品价格，已达光输出每毫瓦（mW）1 到 4 美元，接下来会往更高性价比努力。Bioraytron 会在 2017 年优先导入民生消费型产业，预估 UVC LED 年产能可达 500 万颗；接下来也将陆续导入医疗杀菌与检测仪器、工业水杀菌处理等产业，2020 年产能可望成长突破 5，000 万颗，此外也将同步发展 UVB LED 领域应用。

　　（二）中功率UV LED 推出 用于杀菌消毒和健康治疗

　　深紫外LED器件和消毒系统解决方案领导者美国RayVio公司，近日宣布推出其XE系列中功率紫外（UV）LED，其额定输出功率为6毫瓦（mW），采用超小型3535封装。凭借280和310纳米的光谱输出，RayVio的XE系列将使细菌、病毒和其他病原体的DNA失去活性，并藉此预防疾病。

RayVio的XE系列UV LED

　　ayVio的XE系列是最小的商用紫外LED，这一特性赋予了该产品无与伦比的灵活性，能够与一系列产品进行整合，包括自动消毒水瓶和医院表面清洁器等。由于XE系列的光功率输出是相同大小UV LED的2倍以上，因此可以节省电池寿命，它几乎可以在任何解决方案中使用。

　　与传统的，易碎且含有汞的紫外光源不同，RayVio的XE系列是一种紧凑的数字光源，它比传统光源更安全，并推动模拟光向数字照明应用的过渡，从而实现连接，效率和移动网的革命性提升。

　　XE系列的发射器版本是一种表面贴装器件，可以使用行业标准拾取和放置设备进行组装。Star Board选件包括一个安装在金属芯PCB上的发射器，可简化原型设计并提供更高的散热能力。来自RayVio的XE系列波长为280纳米的紫外光可杀死水，空气和表面上的细菌。在310纳米，来自XE系列的UV光可以帮助治疗皮肤疾病，包括银屑病，湿疹，rets病和黄疸。

　　RayVio的紫外线LED组合包括XE系列和XP系列。XP系列号称是业界最强大的紫外LED，采用标准6565封装，也可以安装在星形板上。XP系列适用于需要每个发射器高达60mW的更高输出的应用。

　　（三）研究人员开发出全新纳米薄膜技术   有望带来重量更轻的深紫外LED

　　俄亥俄州立大学的工程师们不久前开发出了一种柔性、轻量、基于LED的深紫外薄膜原型。它能够包覆在物品上，然后特别有效地杀死有害微生物。

　　研究人员称，这项技术未来有望商业化，带来价格更低、重量更轻、对环境也更友好的深紫外LED。

　　目前，紫外真正最大的潜在市场是320nm以下的深紫外，该校材料科学与工程系副教授Roberto Myers表示：“当前如果你想制作一台深紫外灯，就必须要用到汞灯。水银的毒性众所周知，而这种灯泡不仅笨重、效率也低。另一方面，LED的效率很高，所以如果我们把UV LED做得便携、安全、还廉价，那就随时可以喝到安全的饮用水了。”

　　通常任何类型的紫外光都可以很好地杀死有害微生物，比如波音就在飞机厕所上用到了紫外消毒系统（以及某些真空吸尘器）。

　　俄亥俄大学的研究人员们，使用了基于分子束外延方法的全新纳米薄膜技术。借助半导体行业的生长方法（分子束外延），他们在上面培植了一片紧密的铝氮化镓线（其高度在200nm、直径在20-50nm左右），然后用钛、钽材料制成柔性导电纤维。

　　研究人员在测试中发现，在向纳米导线施加电流时，其发出的光线和在生硬的单晶硅上一样亮。Myers表示：“人们总说纳米光子学的商业化没那么重要，其实只是没能将它规模化。不过现在，我们已经能够做到。”

　　有关这项研究的具体内容，已经发表在近日出版的《应用物理快报》（Applied Physics Letters）上。