Sebelum mendalami teknologi UV-LED, kami mesti menjelaskan beberapa konsep teras terlebih dahulu untuk memastikan kami membincangkan perkara yang sama. Ini akan mengelakkan salah tafsir dan-komunikasi silang tujuan. di sini,UVmerujuk kepada bahan UV-boleh dirawat seperti salutan UV, dakwat UV dan pelekat UV;LEDsecara khusus menandakan sumber cahaya LED ultraviolet; danUV{0}}LED ditakrifkan sebagai"pengawetan bahan UV menggunakan sumber cahaya LED ultraviolet sebagai sumber penyinaran".
Seperti yang kita sedia maklum, sumber cahaya pengawetan konvensional untuk salutan UV ialah lampu merkuri-tekanan sederhana dan{1}}tinggi. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, didorong oleh penjimatan tenaga dan dasar perlindungan alam sekitar, ditambah pula dengan kemajuan pesat teknologi UVLED (ultraviolet LED) yang telah meletakkan asas untuk-aplikasi skala industri, pasaran telah menyaksikan peningkatan yang tinggi dalam penggunaan UV-LED. Teknologi baru muncul sentiasa menarik perhatian dan semangat yang meluas. Walau bagaimanapun, sebagai pengamal industri, pemahaman yang jelas tentang-LED UV adalah penting. Di sini, kami ingin berkongsi pengalaman penyelidikan kami dalam medan UV-LED sepanjang dua tahun yang lalu.
Peralihan sumber cahaya (perbezaan antara LED dan lampu merkuri akan dihuraikan kemudian) telah membawa kepada transformasi dalam sistem perumusan salutan UV serta revolusi dalam keseluruhan proses salutan dan pengawetan. Untuk sistem LED-UV, kami mengenal pasti lima hala tuju penyelidikan utama yang merangkumi kedua-dua dimensi teknikal dan pasaran.
Penyelidikan tentang UV-Pengawetan Foto LED
Seperti yang ditakrifkan sebelum ini, pengawetan foto UV-LED bergantung padalampu LED ultraungusumber untuk menyembuhkan bahan UV. Oleh itu, mencapai pengawetan yang berkesan adalah objektif utama semua usaha penyelidikan. Pengawetan foto memerlukan dua komponen yang sangat diperlukan: cahaya (sumber tenaga) dan bahan UV (reseptor). Perubahan dalam sumber cahaya tidak dapat dielakkan mengganggu keseimbangan keseluruhan sistem, dengan teras terletak dalam R&D antara disiplin untuk menjajarkan salutan UV dengan sumber cahaya LED.
Ia diakui secara meluas bahawa panjang gelombang LED yang lebih pendek sepadan dengan tahap tenaga yang lebih tinggi dan kos yang lebih tinggi. Sebaliknya, fotoinisiator yang memerlukan tenaga pengujaan yang lebih rendah mempunyai panjang gelombang penyerapan yang lebih panjang dan juga mempunyai harga yang lebih tinggi. Ini mewujudkan hubungan seperti jungkat-jungkit-antara sumber cahaya dan pemula. Oleh itu, memperluaskan sempadan prestasi kedua-duanya dan mengenal pasti keseimbangan optimum antara sumber cahaya LED dan bahan UV telah menjadi tumpuan inisiatif R&D UV-LED.
Penyelidikan mengenai Sistem Sumber Cahaya LED
Teknologi lampu merkuri sangat matang dari segi pembangunan dan aplikasi, dan telah lama dianggap sebagai sumber cahaya standard. Sebaliknya, teknologi LED ultraungu masih di peringkat awal, mempunyai potensi besar untuk pertumbuhan masa depan. Selain itu, rantaian industri LED adalah sangat luas, merangkumi pertumbuhan kristal, potong dadu cip, pembungkusan cip, penyepaduan modul sumber cahaya, serta kawalan bekalan kuasa dan reka bentuk sistem pelesapan haba. Setiap peringkat memberikan kesan kritikal terhadap kualiti produk akhir-sumber cahaya UVLED. Oleh itu, memahami dan mengembangkan sempadan prestasi LED adalah penting untuk memajukan keseluruhan-ekosistem LED UV.
Perbezaan Antara Sumber Cahaya LED dan Lampu Merkuri (Kebaikan, Kelemahan dan Salah Tanggapan Biasa Mengenai LED)
Untuk mengatasi persaingan pasaran, pemahaman yang menyeluruh tentang kekuatan sendiri dan kelemahan pesaing adalah penting. Memandangkan kami berhasrat untuk menggantikan lampu merkuri tradisional dengan UVLED, adalah penting untuk membandingkan kedua-dua teknologi terlebih dahulu dan menganalisis kelebihan, kelemahan dan batasan masing-masing.
Salutan UV menyembuhkan kerana fotoinisiator dalam rumusannya menyerap cahaya ultraviolet dengan panjang gelombang tertentu, menghasilkan radikal bebas (atau kation/anion) yang memulakan pempolimeran monomer. Untuk menggambarkan prinsip ini, kita akan terlebih dahulu mengkaji spektrum pelepasan lampu merkuri dan LED ultraungu.
Carta ini ialah perbandingan klasik dan biasa dilihat bagi spektrum pelepasan LED UV dan lampu merkuri. Seperti yang boleh diperhatikan dari rajah, spektrum pelepasan lampu merkuri adalah berterusan, menjangkau dari ultraungu hingga julat inframerah. Khususnya, keamatan cahaya tertumpu pada jalur UVB kepada-gelombang UVA pendek. Sebaliknya, spektrum pelepasan LED agak sempit, dengan dua jalur gelombang yang paling biasa menampilkan panjang gelombang puncak pada 365 nm dan 395 nm (termasuk 385 nm, 395 nm, dan 405 nm).
Pada masa ini, yang utamacahaya UVdengan kebolehgunaan industri termasuk dalam jalur UVA, khususnya sumber cahaya LED dengan panjang gelombang 365 nm dan 395 nm seperti yang digambarkan dalam Rajah 1. Dalam julat panjang gelombang ini, kebanyakan fotoinisiator mempamerkan pekali kepupusan molar yang agak rendah. Akibatnya, sistem UV-LED biasanya mengalami kecekapan permulaan yang rendah dan perencatan oksigen yang teruk, yang memudaratkan pengawetan permukaan.
Nota: Tuntutan yang kerap dibuat oleh banyak pengeluar UVLED atau pembekal salutan UV LED tentang "kebolehpasir cemerlang salutan UV LED" adalah, secara tegasnya, hasil langsung daripada pengawetan permukaan yang tidak mencukupi. Cabaran sebenar bukan terletak pada mencapai kebolehpasir yang baik, tetapi dalam mendayakan kebolehpasir yang boleh dikawal-mencapai keseimbangan antara rintangan haus dan kemudahan mengempelas. Tambahan pula, sesetengah pengeluar menggunakan amalan menipu: memasang lampu merkuri di belakang tatasusunan LED, di mana lampu merkuri sebenarnya memainkan peranan pengawetan yang dominan.
Walau bagaimanapun, kami juga ambil perhatian bahawa dalam jalur gelombang 365 nm dan 395 nm, LED memberikan keamatan cahaya yang jauh lebih tinggi daripada lampu merkuri, yang memudahkan pengawetan lapisan-dalam bagi bahan UV.
(Untuk rujukan, banyak sistem pengawetan UV tradisional menggabungkan lampu galium (dengan panjang gelombang pelepasan dominan 415 nm) bersama lampu merkuri, tepatnya untuk meningkatkan-keberkesanan pengawetan lapisan dalam.)
Kesalahpahaman ini biasanya timbul daripada premis bahawahanya 30% cahaya yang dipancarkan oleh lampu merkuri adalah ultraviolet (UV), manakala UVLED memancarkan 100% cahaya UV. Walau bagaimanapun, penentu sebenar penggunaan tenaga tahap-sistem ialah kecekapan penukaran fotoelektrik dan kecekapan cahaya yang berkesan. Lampu merkuri sebenarnya mempunyai kecekapan penukaran fotoelektrik yang tinggi-kelemahannya terletak pada hakikat bahawa sebahagian besar cahaya yang dipancarkan terdiri daripada sinaran yang boleh dilihat dan inframerah, dengan cahaya UV (satu-satunya komponen yang berguna untuk mengawetkan bahan UV) menyumbang hanya 30%. Sebaliknya, UVLED mempunyai kecekapan penukaran fotoelektrik yang jauh lebih rendah, kini berlegar sekitar 30% untuk panjang gelombang UVA (yang secara kasarnya bersamaan dengan kecekapan cahaya UV lampu merkuri).
Mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga, baki 70% tenaga elektrik ditukar kepada haba. Ini menerangkan dua perbezaan utama antara kedua-dua teknologi:
LED memperoleh reputasinya sebagai "sumber cahaya sejuk" kerana haba yang dijana hilang dari bahagian belakang panel lampu, menjadikan permukaan pemancar cahaya{0}}sejuk apabila disentuh. Sebaliknya, lampu merkuri memancarkan haba ke hadapan melalui pemantul dan pelepasan inframerah.
Inilah sebabnya mengapa sumber cahaya UVLED secara amnya memerlukan-sistem penyejukan udara, dan-UVLED berkuasa tinggi malah mewajibkan unit penyejukan air-bersaiz untuk mengendalikan 70% kuasa elektrik sumber cahaya untuk pelesapan haba kepala lampu.
Kelebihan penjimatan tenaga-tulen LED berpunca daripada dua ciri unik: keupayaan hidup/mati segera dan penyinaran ketepatan melalui reka bentuk optik, yang meningkatkan kecekapan cahaya yang berkesan. Walau bagaimanapun, memanfaatkan faedah ini memerlukan penyepaduan dengan pengesanan inframerah dan sistem kawalan pintar-teknologi yang kebanyakan pengeluar peralatan LED UV di pasaran tidak mempunyai kapasiti R&D untuk dibangunkan.
Penjanaan Ozon: Spektrum pelepasannya termasuk jauh-cahaya ultraungu di bawah 200 nm, yang menghasilkan sejumlah besar ozon. (Ini adalah punca bau pedas yang dilaporkan oleh pekerja kilang yang mengendalikan sistem lampu merkuri.)
Pencemaran Merkuri daripada Pelupusan: Lampu merkuri mempunyai hayat perkhidmatan yang pendek hanya 800–1000 jam. Pelupusan lampu terpakai yang tidak betul membawa kepada pencemaran merkuri sekunder, masalah yang masih sukar diatasi sehingga hari ini.
Laporan menunjukkan bahawa tenaga yang diperlukan setiap tahun untuk merawat sisa merkuri adalah bersamaan dengan gabungan kapasiti penjanaan dua Empangan Three Gorges. Lebih teruk lagi, pada masa ini tiada teknologi yang berdaya maju untuk penghapusan merkuri sepenuhnya daripada aliran sisa.
LED UV sepenuhnya bebas daripada isu ini. Sejak Konvensyen Minamata mengenai Mercury secara rasmi berkuat kuasa di China pada 16 Ogos 2017, fasa-kehabisan lampu merkuri telah diletakkan dalam agenda rasmi. Walaupun Konvensyen termasuk pengecualian untuk lampu pendarfluor merkuri industri di mana tiada alternatif wujud, ia juga menetapkan bahawa pihak penandatangan boleh mencadangkan untuk menambah produk tersebut ke senarai terhad sebaik sahaja pengganti yang berdaya maju tersedia. Oleh itu, garis masa untuk fasa penuh-kehabisan lampu merkuri dalam aplikasi pengawetan UV bergantung sepenuhnya pada kemajuan teknologi dan perindustrian penyelesaian LED UV.
Ia menyokong pengawetan ketepatan setempat untuk aplikasi seperti percetakan 3D.
Dengan memasangkan LED dengan fotoinisiator yang berbeza, ia membolehkan kawalan tepat ke atas darjah pengawetan dan kedalaman.
LED Konfigurasi Sumber Cahaya Boleh Disesuaikan menampilkan reka bentuk manik lampu modular, yang membolehkan pelarasan fleksibel panjang, lebar dan sudut penyinaran. Fleksibiliti ini membolehkan penciptaan sumber cahaya titik, sumber cahaya garisan dan sumber cahaya kawasan, disesuaikan untuk memenuhi keperluan khusus proses pengawetan yang pelbagai.
Keperluan Parameter Sumber Cahaya untuk Pengawetan Bahan UV
Panjang gelombang:365 nm, 395 nm
Sinaran (Keamatan Cahaya, Ketumpatan Kuasa Optik): mW/cm²
Jumlah Dos Tenaga: mJ/cm²
Proses pengawetan foto tidak boleh diteruskan tanpa tiga parameter teras yang dinyatakan di atas: panjang gelombang, keamatan cahaya dan jumlah dos tenaga. Panjang gelombang menentukan sama ada fotoinisiator boleh diaktifkan; keamatan cahaya menentukan kecekapan permulaan UV dan secara langsung memberi kesan kepada pengawetan permukaan (rintangan perencatan oksigen) dan prestasi pengawetan dalam; manakala jumlah dos tenaga memastikan pengawetan menyeluruh bahan.
Berbanding dengan lampu merkuri, kelebihan LED yang paling menonjol terletak pada sifatnya yang boleh dirumus dan dilaras. Dalam had prestasi LED itu sendiri, parameternya boleh dioptimumkan sepenuhnya untuk memenuhi keperluan pengawetan khusus. Dalam eksperimen pengawetan foto UV-LED, objektif teras adalah untuk terus mengembangkan sempadan prestasi kedua-dua sumber cahaya dan bahan UV serta mengenal pasti keseimbangan optimum antara keduanya. Khusus untuk LED, ini bermakna menentukan parameter sumber cahaya LED yang ideal berdasarkan rumusan salutan untuk mencapai hasil pengawetan yang optimum.
Prinsip Luminescence LED dan Status Pembangunan Semasa Cip UVLED
Berdasarkan prinsip peralihan elektron (perincian ditinggalkan; pembaca yang berminat boleh merujuk kepada sumber dalam talian untuk mendapatkan maklumat lanjut), apabila elektron dalam atom kembali dari keadaan teruja ke keadaan dasar, ia membebaskan tenaga dalam bentuk sinaran pada panjang gelombang yang berbeza (iaitu, memancarkan gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang yang berbeza-beza).
Oleh itu, terdapat dua pendekatan utama untuk menghasilkan sumber cahaya pemancar UV-:
Pendekatan pertama adalah untuk mengenal pasti atom yang perbezaan tenaga elektronnya antara keadaan teruja dan keadaan tanah berada tepat dalam spektrum ultraungu. Lampu merkuri tradisional adalah sumber cahaya UV yang paling banyak digunakan berdasarkan prinsip ini.
Pendekatan kedua memanfaatkan prinsip luminescence semikonduktor (butiran ditinggalkan; pembaca yang berminat boleh merujuk kepada sumber dalam talian untuk mendapatkan maklumat lanjut). Secara ringkas, apabila voltan ke hadapan digunakan pada semikonduktor pemancar cahaya-cahaya, lubang yang disuntik dari kawasan P-ke rantau N-dan elektron yang disuntik dari rantau N-ke rantau P-bergabung semula dengan elektron dalam beberapa rantau N-berhampiran mikrometer{{7} masing-masing Persimpangan PN, menghasilkan sinaran pendarfluor spontan.
Seperti yang diketahui secara meluas, jurang jalur bahan semikonduktor kumpulan III-V daripada aluminium nitrida kepada gallium nitride atau indium gallium nitride (InGaN) berada dengan tepat dalam spektrum daripada cahaya biru kepada cahaya ultraungu. Dengan melaraskan nisbah bahan aluminium indium gallium nitride, kita boleh menghasilkan sumber cahaya ultraungu dan boleh dilihat merentasi pelbagai panjang gelombang.
Walaupun secara teorinya, cahaya dari sebarang panjang gelombang boleh dihasilkan dengan melaraskan komposisi bahan bercahaya, julat cip UVLED yang tersedia untuk pengeluaran komersil kekal agak terhad disebabkan oleh pelbagai kekangan. Cip kuasa tinggi-yang sesuai untuk aplikasi industri pada asasnya tertumpu pada jalur UVA (365–415 nm). Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, teknologi UVB dan UVC juga telah menyaksikan perkembangan yang pesat, tetapi ia pada dasarnya terhad kepada-pasaran awam dan pengguna yang berkuasa rendah seperti pembasmian kuman dan pensterilan.
Terdapat beberapa sebab utama untuk ini:
Struktur Bahan Kristal Menentukan Kecekapan Bercahaya (Kecekapan Penukaran Fotoelektrik)Gallium Nitride (GaN) dan{0}}tinggi Indium Gallium Nitride (InGaN) masih boleh digunakan untuk julat 365–405 nm dalam UVA. Sebaliknya, cip UVB dan UVC bergantung sepenuhnya pada Aluminium Gallium Nitride (AlGaN)-bahan dengan kecekapan cahaya yang rendah-dan bukannya GaN dan InGaN yang lebih biasa digunakan. Ini kerana GaN dan InGaN menyerap cahaya ultraviolet di bawah 365 nm. Akibatnya, kecekapan bercahaya cip UVB dan UVC adalah sangat rendah. Sebagai contoh, cip 278 nm LG mempunyai kecekapan penukaran fotoelektrik 2% sahaja.
Cabaran Pelesapan Haba Timbul daripada Kecekapan RendahMenurut undang-undang pemuliharaan tenaga, kecekapan penukaran fotoelektrik sebanyak 2% bermakna 98% daripada tenaga elektrik ditukar kepada haba. Selain itu, hayat perkhidmatan dan kecekapan bercahaya cip LED adalah berkadar songsang dengan suhu. Penjanaan haba yang tinggi sedemikian mengenakan keperluan yang sangat ketat pada sistem pelesapan haba. Dengan teknologi penyejukan sedia ada, adalah mustahil untuk mencapai pelesapan haba yang berkesan untuk cip UVB dan UVC kuasa tinggi-tinggi.
Pemindahan UV Rendah Pembungkusan dan Bahan KantaUntuk melindungi cip LED, enkapsulasi adalah penting. Memandangkan LED memancarkan cahaya ke semua arah, kanta diperlukan untuk menumpukan pancaran cahaya. Walau bagaimanapun, selain daripada kaca kuarza, kebanyakan bahan mempunyai ketransmisian UV yang sangat rendah-dan ketransmisian menurun secara mendadak apabila panjang gelombang semakin pendek. Akibatnya, walaupun kecekapan bercahaya sedia ada bagi cip UVB/UVC sudah rendah, sebahagian besar cahaya diserap oleh kanta, menghasilkan keluaran cahaya boleh guna yang sangat lemah yang hampir tidak mencukupi untuk aplikasi industri.
Hasil Kristal Rendah dan Kos Pengeluaran Tinggi Cip UVB dan UVC semasa dihasilkan menggunakan reaktor yang sama seperti cip UVA. Selain kecacatan bahan yang wujud, isu seperti pekali pengembangan terma yang tidak sepadan antara substrat dan kristal membawa kepada hasil kristal yang sangat rendah, yang seterusnya mengekalkan kos pengeluaran yang tinggi.
Secara keseluruhannya, disebabkan oleh kecekapan cahaya yang rendah, kos yang tinggi dan keperluan pelesapan haba yang ketat bagi teknologi UVB dan UVC, pembangunan kuasa-tinggiCahaya UVB dan UVCsumber untuk aplikasi perindustrian akan kekal sukar difahami sehingga kejayaan teknologi utama dicapai.
Fokus R&D Utama Sistem Sumber Cahaya LED
Cip LED hanyalah satu komponen penting bagi sumber cahaya LED. Apabila menjalankan R&D pada sumber cahaya LED, kita mesti mengamalkan asistematik,pendekatan holistik. Di luar penalaan panjang gelombang LED, skop R&D merangkumi satu siri proses hiliran termasuk teknologi pembungkusan, reka bentuk optik, sistem pelesapan haba, sistem bekalan kuasa dan sistem kawalan pintar.
Pada masa ini, terdapat empat struktur pembungkusan arus perdana untuk cip LED:
Struktur Gunung Menegak
Balikkan-Struktur Cip
Struktur Menegak
Struktur Menegak 3D
Cip LED konvensional biasanya menggunakan struktur pelekap menegak dengan substrat nilam. Struktur ini menampilkan reka bentuk yang ringkas dan proses pembuatan yang matang. Walau bagaimanapun, nilam mempunyai kekonduksian terma yang lemah, menyukarkan haba yang dijana oleh cip untuk dipindahkan ke sink haba- had yang mengehadkan penggunaannya dalam-sistem LED berkuasa tinggi.
Pembungkusan cip -terbalik mewakili salah satu aliran pembangunan semasa. Tidak seperti struktur lekap menegak, haba dalam reka bentuk cip-tidak perlu melalui substrat nilam cip. Sebaliknya, ia terus dipindahkan ke substrat dengan kekonduksian terma yang lebih tinggi (seperti silikon atau seramik) dan kemudian dihamburkan ke dalam persekitaran luaran melalui tapak logam. Selain itu, memandangkan struktur cip terbalik-menghapuskan keperluan untuk wayar emas luaran, ia membolehkan ketumpatan penyepaduan cip yang lebih tinggi dan kuasa optik yang dipertingkatkan bagi setiap unit luas. Walau bagaimanapun, kedua-dua struktur cip pelekap menegak dan{7}}terbalik berkongsi kecacatan yang sama: elektrod P dan N LED terletak pada bahagian yang sama pada cip. Ini memaksa arus mengalir secara mendatar melalui lapisan n-GaN, membawa kepada kesesakan semasa, terlalu panas setempat dan akhirnya mengehadkan ambang atas arus pemacu.
Cip cahaya-struktur biru{1}}menegak berkembang daripada teknologi pelekap menegak. Dalam reka bentuk ini, cip substrat nilam-konvensional dibalikkan dan diikat pada substrat konduktif yang sangat terma, diikuti dengan daya angkat laser-dari substrat nilam. Struktur ini secara berkesan menangani kesesakan pelesapan haba, tetapi melibatkan proses pembuatan yang kompleks- terutamanya langkah pemindahan substrat yang mencabar- yang mengakibatkan hasil pengeluaran yang rendah. Namun begitu, dengan teknologi yang semakin maju, pembungkusan menegak untuk LED UV telah menjadi semakin matang.
Struktur menegak 3D baru telah dicadangkan baru-baru ini. Berbanding dengan cip LED struktur-menegak tradisional, kelebihan utamanya termasuk penghapusan ikatan wayar emas, membolehkan profil pakej yang lebih nipis, prestasi pelesapan haba yang dipertingkatkan dan penyepaduan arus pemacu tinggi yang lebih mudah. Walau bagaimanapun, banyak halangan teknikal mesti diatasi sebelum struktur menegak 3D boleh dikomersialkan.
Memandangkan UVLED secara amnya mempamerkan kecekapan bercahaya yang lebih rendah berbanding dengan LED pencahayaan umum, pembungkusan struktur menegak adalah pilihan pilihan untuk memaksimumkan kecekapan pengekstrakan cahaya.
Memandangkan LED memancarkan cahaya omnidirectional, dan kecekapan bercahaya yang wujud sudah agak rendah, reka bentuk optik saintifik dan rasional diperlukan untuk meningkatkan kecekapan cahaya yang berkesan (iaitu, kecekapan cahaya penyinaran hadapan). Komponen optik biasa termasuk pemantul, kanta primer dan kanta sekunder.
Di samping itu, cahaya ultraviolet mengalami pengecilan tinggi apabila melalui media. Oleh itu, berbilang faktor mesti dinilai apabila memilih bahan kanta-seperti kaca kuarza, kaca borosilikat dan kaca terbaja-dengan keutamaan diberikan kepada bahan dengan ketransmisian UV yang tinggi. Ini bukan sahaja memaksimumkan keluaran cahaya tetapi juga menghalang kenaikan suhu yang berlebihan yang disebabkan oleh penyerapan cahaya bahan di bawah pendedahan UV yang berpanjangan.
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga, hanya sebahagian daripada tenaga elektrik ditukar kepada tenaga cahaya, manakala sebahagian besar dilesapkan sebagai haba. Untuk jalur UVA, nisbah penukaran tenaga biasa ialah 10:3:7 untuk elektrik, cahaya dan haba masing-masing. Hayat perkhidmatan berkesan cip LED berkait rapat dengan suhu simpangnya. Dalam proses pengawetan foto, ketumpatan kuasa optik yang tinggi selalunya memerlukan-penypaduan berketumpatan tinggi bagi cip LED, yang mengenakan keperluan yang ketat pada sistem pelesapan haba.
Oleh itu, mencapai pelesapan haba yang cekap dan memastikan suhu simpang semua cip LED kekal dalam julat yang munasabah dan seimbang memerlukan reka bentuk saintifik yang ketat, simulasi komputer dan ujian praktikal.
Penyelidikan tentang Formulasi Salutan UV
Pengehadan Pendekatan Tahap Photoinitiators & Sistem-kepada Resin dan Kereaktifan MonomerSeperti yang digambarkan dalam pengenalan sebelumnya kepada teknologi LED,-sumber cahaya LED berkuasa tinggi yang sesuai untuk aplikasi industri pada masa ini terhad kepada jalur UVA, khususnya panjang gelombang melebihi 365 nm. Setelah menentukan sempadan prestasi sumber cahaya LED, kita kini dapat melihat bahawa pemilihan fotoinisiator yang serasi agak terhad, kerana kebanyakan fotoinisiator mempamerkan pekali kepupusan molar yang rendah pada panjang gelombang melebihi 365 nm.
Untuk menangani isu kecekapan permulaan rendah bagi pemula foto yang serasi-LED, usaha R&D tidak seharusnya terhad kepada pemula foto itu sendiri. Sebaliknya, kita perlu menerima pakai sistem-perspektif peringkat yang menyepadukan resin, monomer, fotoinisiator dan juga bahan tambahan tambahan ke dalam rangka kerja penyelidikan holistik, dengan itu meningkatkan kecekapan pengawetan sistem UV LED.
Reka Bentuk Rumusan dan Pembangunan Proses Salutan untuk Pengawetan LED (Kesan Photoinitiators, Resin, Monomer, Suhu, Kekeringan Permukaan, Melalui Kekeringan, Pigmen dan Pengisi)Untuk meningkatkan penyerapan cahaya UV-panjang gelombang panjang oleh fotoinisiator, selalunya perlu untuk menggabungkan cincin benzena dan struktur atom fosforus (N) (N) yang lain. Walaupun pengubahsuaian ini meningkatkan-penyerapan UV panjang gelombang, ia juga membawa kepada peningkatan pewarnaan fotoinisiator.
Tambahan pula, disebabkan oleh kecekapan penyerapan cahaya yang rendah bagi pemula ini, kuantiti yang banyak resin dan monomer yang sangat reaktif-biasanya-resin akrilik dan monomer berfungsi tinggi-hendaklah ditambah untuk mempercepatkan kadar tindak balas keseluruhan sistem salutan. Walau bagaimanapun, pendekatan ini cenderung untuk menghasilkan salutan dengan kekerasan tinggi namun fleksibiliti yang lemah, yang mengehadkan julat aplikasinya.
Walau bagaimanapun, pekali kepupusan molar yang umumnya rendah bagi fotoinisiator UV LED juga menawarkan kelebihan unik: ia membenarkan penghantaran cahaya UV yang lebih tinggi melalui lapisan salutan, yang kondusif untuk pengawetan filem tebal yang mendalam.
Keperluan Prestasi Salutan untuk Penyimpanan yang Berbeza, Pengangkutan, Keadaan Pembinaan dan Proses AplikasiDalam industri salutan, pelbagai teknik aplikasi seperti salutan penggelek, salutan semburan dan salutan langsir mengenakan keperluan kelikatan yang berbeza pada salutan. Sementara itu, substrat yang berbeza menuntut sifat salutan yang disesuaikan dari segi kebolehbasahan dan lekatan. Selain itu, keadaan pengangkutan dan penyimpanan yang berbeza-beza memerlukan tahap kestabilan penyimpanan yang sepadan untuk salutan. Oleh itu, semua faktor ini mesti dipertimbangkan sepenuhnya semasa reka bentuk perumusan salutan.
Keperluan Prestasi Filem Salutan untuk Aplikasi Pelbagai Medan aplikasi yang berbeza mengenakan keperluan prestasi yang berbeza-beza pada filem salutan, termasuk kelicinan, sifat kolorimetrik, kekerasan, kelenturan, rintangan lelasan dan rintangan hentaman. Akibatnya, pembangunan salutan mesti menyeimbangkan antara keberkesanan pengawetan dan prestasi filem.
Penyelidikan Proses Salutan
Salutan adalah proses kejuruteraan yang sistematik. Mengoptimumkan proses salutan boleh mengembangkan lagi sempadan aplikasi teknologi UV-LED. Bak kata pepatah industri,"Tiga bahagian bergantung pada salutan; tujuh bahagian bergantung pada proses permohonan". Akhirnya, kedua-dua salutan dan sumber cahaya mencapai prestasi yang dimaksudkan hanya melalui penggunaan yang betul.
Selain itu, mengoptimumkan proses salutan bersama-sama dengan salutan UV dan sumber cahaya LED boleh mengimbangi dengan ketara keterbatasan kedua-dua bahan dan sumber cahaya. Contohnya, pemanasan boleh mengurangkan kelikatan salutan kandungan-resin-tinggi yang terlalu likat pada suhu bilik, menjadikannya sesuai untuk kaedah aplikasi yang berbeza. Selain itu, pemanasan boleh meningkatkan kecairan sistem salutan, meningkatkan aktiviti molekul, memastikan tindak balas pengawetan awal yang lebih lengkap dan menghasilkan permukaan filem yang lebih licin.
Penyelidikan mengenai Rantaian Industri Huluan dan Hilir
Sepanjang dua tahun yang lalu, kekurangan dan harga pemula foto yang melambung tinggi yang dicetuskan oleh kempen perlindungan alam sekitar telah menyebabkan kerugian ketara kepada perusahaan hiliran dan sangat menghalang pembangunan teknologi UV LED. Ini menekankan bahawa ketersambungan rantaian industri huluan dan hiliran serta kelancaran sistem rantaian bekalan adalah jaminan asas untuk pembangunan sihat industri dan kejayaan pasaran produk dan teknologinya.
Walaupun banyak industri berkembang dari awal melalui dinamik inovasi teknologi, pembangunan industri dan lonjakan permintaan yang saling memperkukuh, faktor-faktor ini mesti dinilai secara menyeluruh semasa proses pemasaran.
Tambahan pula, dari perspektif pelaburan, menjalankan penyelidikan dan menggunakan rantaian industri huluan dan hiliran bukan sahaja dapat memastikan bekalan yang stabil apabila produk memasuki pasaran, tetapi juga membolehkan perusahaan berkongsi dividen pertumbuhan industri.
