?UV-LED趨勢(shì)化分析及行業(yè)應(yīng)用

?

導(dǎo)讀：近年來(lái)UV-LED固化技術(shù)受到了全世界的高度關(guān)注，在許多應(yīng)用領(lǐng)域中都逐漸采用UV-LED光源取代傳統(tǒng)的汞燈光源。UV-LED是一種電致發(fā)光二極管，相比于傳統(tǒng)的UV汞燈，更為環(huán)保、高效且能耗低，是真正面向可持續(xù)發(fā)展的綠色工業(yè)技術(shù)。

單波長(zhǎng)，發(fā)光效率高，能耗低

UV-LED能將電能直接轉(zhuǎn)換成UV光，且發(fā)出的是單波段紫外光，光線(xiàn)能量高度集中在特定紫外光波段，現(xiàn)在市場(chǎng)上有成熟應(yīng)用的是365nm、385nm、395nm、405nm這幾個(gè)波段。而傳統(tǒng)UV汞燈的發(fā)射光譜很寬，真正起有效固化作用的紫外光譜段只占其中的一部分，同時(shí)光電轉(zhuǎn)換效率低，能源消耗大。2

不產(chǎn)生紅外線(xiàn)及臭氧

傳統(tǒng)汞燈會(huì)產(chǎn)生紅外線(xiàn)，并發(fā)出大量熱量，易對(duì)熱敏感基材造成損傷。而UV-LED為冷光源，能有效避免基材因過(guò)熱而產(chǎn)生收縮變形，對(duì)材料的適應(yīng)性更廣。同時(shí)用于紫外固化的UV-LED通常是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紫外光，因此在固化過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生臭氧，能夠保持良好的工作環(huán)境，相對(duì)傳統(tǒng)汞燈更安全、更環(huán)保。3

即點(diǎn)即亮，電子化控制

UV-LED無(wú)需像汞燈那樣預(yù)熱，也不需要為了維持燈管壽命和工作效率而將燈管一直常開(kāi)。UV-LED可瞬間開(kāi)(關(guān))燈，輸出的能量也可以自由設(shè)定，并可隨機(jī)器速度而自動(dòng)調(diào)整，非常節(jié)能，控制簡(jiǎn)單方便。4

使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低

UV-LED燈的使用壽命可達(dá)1萬(wàn)-5萬(wàn)小時(shí)以上，是傳統(tǒng)汞燈的10倍以上，且光衰減得很慢，使用壽命不受開(kāi)關(guān)次數(shù)影響。同時(shí)LED光源沒(méi)有汞，也沒(méi)有燈罩等附件，所以幾乎不需要維護(hù)，降低了維護(hù)成本。5

使用靈活性高，系統(tǒng)尺寸小

UV-LED光源可分為點(diǎn)光源、線(xiàn)光源、面光源，可定制有效照射區(qū)域。光源設(shè)備尺寸小、照射裝置與相關(guān)配套裝置非常緊湊，無(wú)需以往那種較大的機(jī)械安裝空間以及管道施工。這樣的特點(diǎn)使其能夠適應(yīng)各類(lèi)生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程也更高效。

據(jù)TechNavio調(diào)研，UV-LED市場(chǎng)最近七八年來(lái)一直保持著非常高速的增長(zhǎng)，從2008年的2,000萬(wàn)美元增長(zhǎng)至2014年的9,000萬(wàn)美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率高達(dá)28.5%。2016年由于紫外光LED產(chǎn)品積極導(dǎo)入光固化、殺菌與凈化市場(chǎng)等各項(xiàng)應(yīng)用，預(yù)估產(chǎn)值將至1.66億美元，其中LED應(yīng)用于光固化市場(chǎng)產(chǎn)值將達(dá)到8,100萬(wàn)美元。而到2020年，全球UV-LED技術(shù)市場(chǎng)的復(fù)合年均增長(zhǎng)率將達(dá)39%。

?2015年，紫外光固化市場(chǎng)占UV-LED技術(shù)市場(chǎng)的48.14%。印刷行業(yè)對(duì)UV-LED固化設(shè)備的需求增加，用于UV-LED芯片的通量密度大幅改進(jìn)使得紫外線(xiàn)固化占據(jù)了UV-LED技術(shù)市場(chǎng)的很大一部分,同時(shí)印刷業(yè)已發(fā)展成為UV-LED固化設(shè)備的一大用戶(hù)。UV-LED技術(shù)在噴墨領(lǐng)域取得了巨大成功，推動(dòng)了UV-LED技術(shù)在整個(gè)印刷行業(yè)中的應(yīng)用。

亞洲市場(chǎng)的UV-LED技術(shù)

歐洲UV-LED技術(shù)將從2015年的3,628萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2020年的1.902億美元。歐洲對(duì)有害物質(zhì)實(shí)行環(huán)境監(jiān)管和對(duì)汞燈的禁止使得歐洲市場(chǎng)成為全球UV-LED市場(chǎng)收入的重要貢獻(xiàn)者。由于UV-LED為環(huán)保型且耗電量少，在歐洲的醫(yī)療、粘合劑、印刷固化市場(chǎng)有著大量應(yīng)用，這些應(yīng)用也成為歐洲市場(chǎng)增長(zhǎng)的一大重要因素。

北美市場(chǎng)的UV-LED技術(shù)

UV-LED技術(shù)占北美市場(chǎng)份額的26.8%。TechNavio預(yù)測(cè)，北美UV-LED技術(shù)市場(chǎng)將從2015年的3,433萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2020年的1.7906億美元。由于市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，北美洲的平面藝術(shù)行業(yè)正越來(lái)越多地使用紫外固化設(shè)備和技術(shù)。其他UV-LED光固化應(yīng)用涉及醫(yī)療保健行業(yè)、通信設(shè)備行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、建材行業(yè)等。?

U由于UV-LED為單一波段的UV光源，引發(fā)劑吸收光譜需要與LED發(fā)射光譜匹配，目前市場(chǎng)上針對(duì)LED光源開(kāi)發(fā)的引發(fā)劑不多，可量產(chǎn)化的就更匱乏了。因此引發(fā)劑的匹配問(wèn)題一直是LED光固化的難點(diǎn)，目前可使用的光引發(fā)劑有TPO、TPO-L、ITX、DETX、BAPO等。而這些引發(fā)劑在365nm、385nm、395nm、405nm的波段并沒(méi)有非常強(qiáng)的吸收峰，因此引發(fā)效率不高。同時(shí)與傳統(tǒng)汞燈相比，其功率較低，輻照能量不高，尤其是油墨類(lèi)有色體系，若印刷速度快導(dǎo)致油墨固化不徹底鑒于引發(fā)劑匹配度和設(shè)備功率這兩方面的問(wèn)題，用于LED固化的光固化樹(shù)脂就必須有非常高的反應(yīng)活性，才能避免固化不良等問(wèn)題。目前市場(chǎng)可供選擇的UV-LED固化樹(shù)脂少很少主要受制于反應(yīng)活性和穩(wěn)定性這兩大問(wèn)題。

?

噴繪打印

目前，市場(chǎng)對(duì)UV-LED固化技術(shù)的關(guān)注度很高，其中噴墨領(lǐng)域的創(chuàng)新最多，而UV-LED固化的優(yōu)勢(shì)恰好能滿(mǎn)足這一領(lǐng)域的需求。

UV-LED噴墨優(yōu)勢(shì)：節(jié)能、高效、分辨率高、適應(yīng)多種基材。應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)或裝潢印刷、大幅面噴墨印刷、標(biāo)簽及包裝印刷。

涂布印刷

UV-LED涂布印刷與普通的UV印刷相比，在整個(gè)印刷生產(chǎn)過(guò)程中，更節(jié)能環(huán)保，壽命長(zhǎng)，可以減少高達(dá)70~80%的能源消耗，且對(duì)承印材料有著出眾的適應(yīng)性。

PCB曝光/綠油固化

??元件(電容,電感,各種插件,螺絲,芯片等)固定。

??防潮灌封和核心電路、芯片保護(hù)，抗氧化涂層保護(hù)。

??電路板保型(角)涂層。

??地線(xiàn),飛線(xiàn),線(xiàn)圈固定。

??波峰焊通孔掩膜。

家居建材

和傳統(tǒng)的涂裝方法相比，UV-LED不會(huì)對(duì)基材含水率產(chǎn)生影響，而且從封閉底、底漆、修色、面漆全面實(shí)現(xiàn)UV-LED快速固化的施工工藝，省去了傳統(tǒng)木器/大理石瓷磚底、面漆漫長(zhǎng)的干燥固化時(shí)間和低固含多道噴涂施工的繁雜工序，能夠?qū)崿F(xiàn)全線(xiàn)機(jī)械化、流水線(xiàn)式作業(yè)，對(duì)于工廠(chǎng)產(chǎn)能的提高有著極大的促進(jìn)作用。

微電子

使用UV-LED固化膠水有很多優(yōu)勢(shì),?比如低放熱，更低的能量需求，節(jié)省固化時(shí)間和位置，提升生產(chǎn)率，更容易自動(dòng)化。因此被廣泛用于微電子行業(yè)及醫(yī)療器械領(lǐng)域中，起到粘接、固定、保護(hù)等作用。

?美甲領(lǐng)域

采用低功率的UV-LED燈固化，使用過(guò)程放熱低，UV甲油膠固化效果佳，可以保持長(zhǎng)時(shí)間亮麗如新。

UV涂料

LED優(yōu)勢(shì)：冷光源、污染少、固化快、耗能低、成膜性能優(yōu)越；

應(yīng)用領(lǐng)域：手機(jī)、汽車(chē)涂料、光學(xué)透鏡、塑料涂層、光纖涂層。

光學(xué)鏡頭

1． 光學(xué)元件裝配（透鏡組,棱鏡,光學(xué)引擎裝配）

2． 圖像儀器裝配（顯微鏡,內(nèi)窺鏡,紅外儀,夜視儀,探頭等）

醫(yī)療器械

1． 麻醉面罩

2． 注射器

3． 導(dǎo)液管

4． 靜脈輸液管

5． 血管植入配件

6． 助聽(tīng)器

7． 探測(cè),監(jiān)控,以及圖像器械

8． 粘接PVC,?熱塑料（聚碳酸脂據(jù)和ABS）?

科研院所

1． 高分子化學(xué)(納米涂料,光固化樹(shù)脂,光敏劑,單體,UV油墨等)??

2． 醫(yī)療高分子材料(醫(yī)用塑料,導(dǎo)管),微生物

3． 光化學(xué)?(光催化,光激發(fā),光合作用等)????

4．半導(dǎo)體?(光加速蝕刻,切割,uv膠帶等)?

光通信

1．無(wú)源器件（波分復(fù)用器WDM,陣列光柵波導(dǎo)AWG,光分路器SPLITTER,光隔離器ISOLATOR,光耦合器COUPLOR等）,各種玻璃封裝結(jié)構(gòu)粘接或是灌封,微小元件的固定等。

2．有源器件（同軸器件TOSA/ROSA/BOSA,VCSEL，激光準(zhǔn)直器等）特別是FTTX低成本小型化塑料封裝結(jié)構(gòu)；

3．光纖光纜（外涂層,標(biāo)記、粘接、光纖陀螺儀）。