侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

【极智课堂】升谱光电尹辉:大健康产业催生LED细分市场创新应用

当前,新型冠状病毒仍在持续,对产业及企业造成了一定程度的影响,也牵动着各行各业人们的心。在此形势下,中国半导体照明网、极智头条,在国家半导体照明工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟指导下,开启疫情期间知识分享,帮助企业解答疑惑。助力我们LED照明企业和产业共克时艰!

本期,我们邀请到宁波升谱光电股份有限公司副总经理尹辉带来了“大健康产业催生LED细分市场创新应用”的精彩主题分享,以下为主要内容:

一、UVC LED器件封装技术

以升谱光电的产业发展,主要服务于四大市场,包括照明、汽车、工业电器、非视觉(智能、物联、大健康)。其中,照明领域已算是比较成熟的市场,在此基础上,如何在消费升级过程中,通过提高光品质,倡导健康照明,提供健康光色、无蓝光光谱、全光谱、近太阳光色等来寻找更好的机会和客户需求。

大健康领域来看,这次新冠肺炎疫情对于UVC LED的应用起到了催化剂的作用,升谱光电在紫外LED布局中,将重点放在半导体技术开发、UVC器件封装技术、提供模组设计及解决方案、提供创新应用方面的技术支持。

公司UVC产品路线中包括小功率、中功率和大功率系列,封装结构尺寸有2016、和3535系列,UVCUVA+UVC集成封装器件,列有明确的性能提升计划和产品推广步骤。

UVC产品路线图

升谱光电UVC器件封装采用无机材料、共晶工艺封装,技术较先进,产品性能稳定,技术指标行业内居前列,可靠性比较好。

UVC产品工艺技术对比

其中在UVC器件封装核心工艺中,采用创新技术和工艺:共晶技术,可有效提升产品的可靠性、使用寿命、耐高温性能等。

研发工程师对UVC器件进行的测试对比,其中客户提供的台湾厂家封装之产品光功率测试参数偏低,有可能是不同时期产品,比如可能半年前或一年前产品,不能以此判断友商产品性能不好,一直比较尊敬台湾半导体行业,他们的技术水平一流。

UVC器件封装参数对比

二、UVC LED细分市场创新应用

1大健康产业催生UVC LED细分市场创新应用

健康产业是一个巨大的产业,且未来随着人们对健康更加珍视,也将会有更多的机会,健康产业是一个永恒的朝阳产业。目前紫外杀菌主要包括气体杀菌、液体杀菌和固体杀菌,气体杀菌如我们对空气净化杀菌以及很多空间性场合杀菌,液体杀菌主要针对饮用水、消费品上的水通道、城市废水方面,固体杀菌主要涉及我们目前多数的接触物表面杀菌。

在很多细分领域比如厨电、家电、智能马桶、净水器、一些消费品中已经搭载了UVC的杀菌功能,产品更有卖点,涌现出了很多有创意的设计,市场推广应用速度很快。UVC LED凭借自身的功率小、体积小、便于设计等诸多优点让很多跨界产品实现了功能集成,增加了产品的价值链。

2.UVC及杀菌原理

UVC LED技术诞生之前或者说能用于商业应用之前,市场上都是用汞灯的紫外线杀菌,汞灯紫外灯用来杀菌已经使用了100多年。在紫外线杀菌中,真正有杀菌功能的UVC波段是200-300nm,尤其以265-280 nm光线最佳,这个波段更容易被微生物体的DNARNA吸收,破坏微生物体的DNARNA分子结构造成生长性和再生性细胞死亡,从而达到杀菌的目的。

目前市场上只有汞灯紫外灯的杀菌标准,还没有UVC LED的杀菌标准,所以人们在应用 UVC LED时会套用汞灯的标准,而汞灯紫外灯的主波长是253.7nm,这是由汞灯的固有特性,由其材料所决定,所以我们在选UVC LED时无需要254 nm波长,DNA或者RNA吸收UVC光谱能量的中心位置是270nm左右。

现在大家最关心的是UVC能否杀死新冠肺炎病毒,这个目前只能通过类比SARS病毒及MERS病毒的热敏感度来推论紫外线对新冠肺炎病毒杀死的有效性,因为这些病毒都是属于新冠病毒、都是RNA结构,因此推测个人认为是有效的。国家相关部门最新发布的新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第六版中,还是把紫外线杀菌列入针对新冠病毒最有效的杀菌方式。目前新冠肺炎病毒很多实验室还没有办法去做实验。

3.UVC杀菌效率

4.UVA应用原理

UVAUVC一起使用,一方面是UVC为不可见光,其在杀菌过程中是否有效是否在正常工作人们是看不见的,缺少体验感,所以要增加UVA的光线,主要是增加应用产品的体验感。另外一方面UVA也有一定的杀菌功能,原理和UVC不同,如下图。

5.水俣公约UV LED

水俣公约以史上最严重的汞中毒事件命名(20世纪中期日本水俣湾),水俣公约共有128个缔约方,公约于2017816日生效。水俣公约相关(汞)禁令将于2020年实施。这个公约对UVC LED的推广应用将起到非常好的促进作用,而不是决定性作用,UVC LED市场应用还是要靠自身的技术进、成本下降和在产品设计端具备的独特优势来决定的,目前和汞灯紫外灯属于优势互补,和之前我们推进半导体照明的进程非常类似。

水俣公约特点

6.UVC应用案例

这些应用端美的的林总前期在会上作报告时展示过,UVC LED应用前景比较广。

UVC应用很广,可有效杀灭病菌,对健康有帮助,但UVC也同样属于对人体对很多物体会产生伤害的光线,所以我们在产品设计应用上,在终端的使用指导上,都需要格外注意,不能盲目去用,也不能夸大宣传。

三、照明健康光色器件封装技术

照明产业是一个万亿级大产业,光源与灯具也是属于消费类产品,照明之于健康而言非常重要,因为我们平时每天几乎有10小时以上的时间在人造光源中度过,所以照明光线的品质对我们的身体、视力、心情、工作热情、睡眠等都有很重要的关系。所以我们要倡导照明领域消费升级,人们对美好生活的追求离不开优秀照明环境的体验,我们的健康生活需要健康照明的呵护。

健康照明关注点主要包括与人体安全和舒适度有关的光环境设计参数指标。

1.LED蓝光危害

大自然中臭氧层会有效地阻隔UVC 光线,UVB UVA 眼睛晶状体会阻隔,只有蓝光(主要是450-460nm波长)可以到达视网膜,长时间照射引起黄斑等疾病,对视力也有伤害。

需要注意的是,Ra(显色指数)高并不代表就是好光,Ra具有一定的欺骗性。实际应用中,对于所谓的LED蓝光危害,比如引起近视等,个人认为有些被夸大,照明环境对视力对人体的伤害远不及手机、IPAD、电脑之类的危害那么大。

2.LED健康光谱

目前LED做出的太阳光谱与自然太阳光谱接近,这样的光谱用来照明对健康非常好。同时利用新技术,可以降低LED照明产品中的蓝光含量,其危害可以忽略不计,目前无蓝光产品在教室领域推广较多。近太阳光光谱的产品,虽然品质较高,但目前成本较高,光效也偏低的,市场应用还不是主流,但未来非常可期。

高端光品质LED—好光好色好品质

以往影响光品质的诸多因素,包括色温(TC)、显色指数(Ra)、颜色一致性(Duv/SDCM)、色飘等问题,5年前我们会重点关注这些因素,当前行业已经做的非常好。健康照明中CRIRfRg指标比较重要,技术难度也较高,需要重点关注。

3.健康照明 LED器件

四、照明领域消费升级催生的健康光色机会

照明消费升级催生的健康光色机会,会带来更多的新市场,包括原有的照明灯具替换、新型照明灯具的应用等。

一些创新应用



关于宁波升谱光电股份有限公司简单介绍

问答环节

1.您提到在辐射强度是30mW/cm2 的条件下很多微生物不到一秒就能杀掉,这个相当于贵司几颗灯珠的光辐射强度?消费端的杀菌灯一般的辐射强度是多少市面上销售的UVLED杀菌灯会把非紫外LED的灯珠混合封装,导致UV辐射强度不够,微生物其实没有被杀死吗?(因为实际生活中也无法检测)

尹辉:相当于我们产品10mW15mW两颗左右就可以。UV 杀菌与距离有非常大的关系。很多表面杀菌距离非常近,杀菌时间也相对较少。

30mW/cm2是比较强的光辐射强度,可能大家参考了以前的汞灯标准,很多产品如果达不到这么高的强度,可以通过延长杀菌时间来实现杀菌的目的,产品在设计过程中,也会考虑到用第三方检测来确认光功率、杀菌时间是否能达到指标杀菌率。

30mW/cm2是以前高压汞灯的标准,比如高压汞灯,一米距离,UVC光辐射强度在90mW/cm2的情况下,三十分钟可以杀死病毒,保险起见,有些认为60分钟更好。距离如果比较短,有些不需要达到这么高的功率,时间也不需要那么长。

UVC杀菌工作时,肉眼是看不到的,为了增加UVC产品的使用体验性,我们会把UVAUVC一起封装,因为UVA工作时会发出紫光,会很好的被识别,给人的体验性也不同。并不会出现互相影响辐射强度的问题。

2.目前升谱光电在LED车灯领域有哪些突破性进展?

尹辉:目前LED车灯部分,包括前装和后装领域,后装推进非常快,竞争也非常激烈,目前后装市场我们算是主要的大灯器件供应商。前装市场,目前更多集中在汽车转向灯、高位刹车灯、标志灯、日行灯应用,表现为中小功率应用。也有一部分的前装大灯在运用,这部分需要共晶封装的高功率产品。车灯领域的供应链,随着国内技术的进步和成熟、以及终端对成本下降的需求,必然会逐步从国外转向国内,或者一部分供应链转移,尤其是国产品牌、电动车品牌会更快采用。

3.UVC封装器件芯片主要来自哪家?目前国内外芯片性价比差异大不大?

尹辉:芯片确实比较关键,芯片部分,国外的主要有日本、韩国等几家品牌公司DOWALG、首尔等,国内而言,也有一些企业做的挺好,比如三安光电、中科潞安、湖北深紫等。

目前电光转化效率,基本水平一般在1%-3%,做的比较好的,会在3%-5%。升谱光电主要以台湾和大陆为主,韩国、日本品牌芯片也会用到。

4.对于UVC LED封装,客户最关心哪些技术指标?目前市场上UVC 1mW大致价格多少?

尹辉:客户主要关心的技术指标有几个:一是光功率,二是UVC的波长,UVC LED的波长一般在275nm左右, 也有很多客户,比较关注封装技术,比如是不是无机封装,封装器件的稳定性、寿命,是采用锡膏封装,还是金属焊接,共晶技术等,这些也是客户比较关注的核心点。

1mW产品的市场价格,跨度很大,国内可能有些会比较便宜,比如几块钱等级。国外价格会高一些,有专利的价格可能会更贵一些,市场价格没法一概而论。

5.目前MiniMicroLED技术大热,升谱有没有意向涉足新型显示领域?

尹辉:升谱光电主要服务于照明、汽车、工业电器、非视觉(智能、物联网和健康领域)几大市场,也将专注于这几大核心领域,做好、做强。具体没有涉及MiniMicroLED新型显示领域。

6.目前有紫光激发荧光粉的LED产品吗?

尹辉:产品已经有了,现在市场上也有很多应用产品,比如小孩用的台灯等,还有些高端照明场合,其实技术已经很好,只是产品价格还比较贵。

7. VCSEL部分,升谱光电有何发展计划?

尹辉:VCSEL主要是3D人脸识别、3D感测等用途,智能物联是我们重点发展领域,我们主要是做器件封装,做与客户一些配套的设计方案,也是后期重点发展的领域。与LED其他应用相比,该领域业务尚处于初级阶段,和终端接触相对较少。

8.教育照明防蓝光部分,用紫光激发是否用410纳米,激发的效果好?会不会损害视网膜?

尹辉:400nm405 nm410 nm激发都有,各家侧重点不同,都可以. 5000K左右的色温,防蓝光小于470nm )比较麻烦,但是可以通过材料手段取得好效果。一般不会损害视网膜,光线很少,器件都通过IEC62778测试,达到RG0级。

声明: 本文系OFweek根据授权转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号