Cyn ymchwilio i dechnoleg UV-LED, yn gyntaf rhaid inni egluro sawl cysyniad craidd er mwyn sicrhau ein bod yn trafod yr un pwnc. Bydd hyn yn atal camddehongliadau a chyfathrebu traws-bwrpas. Yma,UVyn cyfeirio at ddeunyddiau UV y gellir eu gwella megis haenau UV, inciau UV, a gludyddion UV;LEDyn benodol yn dynodi ffynonellau golau uwchfioled LED; aUV-LED yn cael ei ddiffinio fel"halltu deunyddiau UV gan ddefnyddio ffynonellau golau uwchfioled LED fel ffynhonnell arbelydru".
Fel y gwyddom oll, y ffynhonnell golau halltu confensiynol ar gyfer haenau UV yw'r lamp mercwri pwysedd canolig a gwasgedd uchel. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, wedi'i gyrru gan bolisïau cadwraeth ynni a diogelu'r amgylchedd, ynghyd â datblygiad cyflym technoleg UVLED (LED uwchfioled) sydd wedi gosod y sylfaen ar gyfer cymwysiadau ar raddfa ddiwydiannol, mae'r farchnad wedi gweld ymchwydd ymchwydd mewn mabwysiadu UV LED. Mae technolegau newydd bob amser yn denu sylw a brwdfrydedd eang. Fodd bynnag, fel ymarferwyr diwydiant, mae dealltwriaeth glir o UV-LED yn hanfodol. Yma, hoffem rannu ein profiad ymchwil ym maes UV-LED dros y ddwy flynedd ddiwethaf.
Mae'r newid mewn ffynonellau golau (bydd y gwahaniaethau rhwng LEDs a lampau mercwri yn cael eu ymhelaethu yn ddiweddarach) wedi arwain at drawsnewidiad mewn systemau ffurfio cotio UV yn ogystal â chwyldro yn y prosesau cotio a halltu cyfan. Ar gyfer y system UV-LED, rydym yn nodi pum cyfeiriad ymchwil allweddol sy'n rhychwantu dimensiynau technegol a marchnad.
Ymchwil ar Ffotograffu UV-LED
Fel y diffiniwyd yn gynharach, mae lluniadu UV-LED yn dibynnu argolau LED uwchfioledffynonellau i wella deunyddiau UV. Felly, cyflawni halltu effeithiol yw prif amcan pob ymdrech ymchwil. Mae angen dwy gydran anhepgor ar gyfer lluniadu: golau (y ffynhonnell ynni) a deunyddiau UV (y derbynnydd). Mae newid yn y ffynhonnell golau yn anochel yn amharu ar gydbwysedd y system gyfan, gyda'r craidd yn gorwedd yn yr ymchwil a datblygu rhyngddisgyblaethol i alinio haenau UV â ffynonellau golau LED.
Cydnabyddir yn eang bod tonfeddi LED byrrach yn cyfateb i lefelau ynni uwch a chostau uwch. I'r gwrthwyneb, mae ffoto-ysgogwyr sydd angen egni cyffroi is yn cynnwys tonfeddi amsugno hirach a hefyd yn hawlio prisiau uwch. Mae hyn yn creu-perthynas tebyg i si-so rhwng ffynonellau golau a chychwynwyr. Felly, mae ehangu ffiniau perfformiad y ddau a nodi'r cydbwysedd gorau posibl rhwng ffynonellau golau LED a deunyddiau UV wedi dod yn ffocws i fentrau ymchwil a datblygu UV-LED.
Ymchwil ar Systemau Ffynhonnell Golau LED
Mae technoleg lampau mercwri yn aeddfed iawn o ran datblygiad a chymhwysiad, ac fe'i hystyriwyd ers amser maith fel y ffynhonnell golau safonol. Mewn cyferbyniad, mae technoleg uwchfioled LED yn dal yn ei ddyddiau cynnar, gyda photensial enfawr ar gyfer twf yn y dyfodol. Yn ogystal, mae cadwyn diwydiant LED yn helaeth iawn, gan gwmpasu twf grisial, deisio sglodion, pecynnu sglodion, integreiddio modiwlau ffynhonnell golau, yn ogystal â rheoli cyflenwad pŵer a dylunio system afradu gwres. Mae pob cam yn cael effaith hollbwysig ar ansawdd y cynnyrch terfynol-ffynhonnell golau UVLED. Felly, mae deall ac ehangu ffiniau perfformiad LEDs yn hanfodol ar gyfer hyrwyddo'r ecosystem UV LED gyfan.
Gwahaniaethau rhwng Ffynonellau Golau LED a Lampau Mercwri (Manteision, Anfanteision, a Chamdybiaethau Cyffredin Am LEDs)
Er mwyn bod yn drech na chystadleuaeth y farchnad, mae dealltwriaeth drylwyr o'ch cryfderau eich hun a gwendidau eich cystadleuwyr yn hanfodol. Gan ein bod yn anelu at ddisodli lampau mercwri traddodiadol â UVLEDs, mae'n hanfodol cymharu'r ddwy dechnoleg yn gyntaf a dadansoddi eu manteision, anfanteision a chyfyngiadau priodol.
Mae haenau UV yn gwella oherwydd bod ffoto-ysgogwyr yn eu fformwleiddiadau yn amsugno golau uwchfioled o donfeddi penodol, gan gynhyrchu radicalau rhydd (neu gasiynau / anionau) sy'n cychwyn polymeriad monomer. I ddangos yr egwyddor hon, byddwn yn gyntaf yn archwilio sbectra allyriadau lampau mercwri a LEDau uwchfioled.
Mae'r siart hon yn gymhariaeth glasurol a welir yn gyffredin o sbectra allyriadau LEDau UV a lampau mercwri. Fel y gwelir o'r diagram, mae sbectrwm allyriadau lamp mercwri yn barhaus, yn ymestyn o'r uwchfioled i'r ystod isgoch. Yn benodol, mae'r arddwysedd golau wedi'i ganoli yn yr UVB i-fand UVA tonnau byr. Mewn cyferbyniad, mae sbectrwm allyriadau LED yn gymharol gul, gyda'r ddau fand ton mwyaf cyffredin yn cynnwys tonfeddi brig ar 365 nm a 395 nm (gan gynnwys 385 nm, 395 nm, a 405 nm).
Ar hyn o bryd, y cynraddGolau UVgyda chymhwysedd diwydiannol yn dod o fewn y band UVA, yn benodol y ffynonellau golau LED gyda thonfeddi o 365 nm a 395 nm fel y dangosir yn Ffigur 1. O fewn yr ystod tonfedd hon, mae'r rhan fwyaf o ffoto-ysgogwyr yn arddangos cyfernodau difodiant molar cymharol isel. O ganlyniad, mae systemau UV-LED yn gyffredinol yn dioddef o effeithlonrwydd cychwyn isel ac ataliad ocsigen difrifol, sy'n niweidiol i halltu arwyneb.
Sylwer: Mae'r honiad a wneir yn aml gan lawer o weithgynhyrchwyr UVLED neu gyflenwyr cotio UV LED am "dywodadwyedd rhagorol haenau UV LED", yn fanwl gywir yn ganlyniad uniongyrchol i halltu arwyneb annigonol. Nid cyflawni tywodadwyedd da yw'r her wirioneddol, ond galluogi tywodadwyedd y gellir ei reoli-daro cydbwysedd rhwng ymwrthedd i draul a rhwyddineb sandio. Ar ben hynny, mae rhai gweithgynhyrchwyr yn troi at arferion twyllodrus: gosod lamp mercwri y tu ôl i'r arae LED, lle mae'r lamp mercwri mewn gwirionedd yn chwarae'r rôl halltu amlycaf.
Wedi dweud hynny, rydym hefyd yn nodi, yn y bandiau tonnau 365 nm a 395 nm, bod LEDs yn darparu dwyster golau sylweddol uwch na lampau mercwri, sy'n hwyluso halltu haenau dwfn o ddeunyddiau UV.
(I gyfeirio ato, mae llawer o systemau halltu UV traddodiadol yn ymgorffori lamp gallium (gyda thonfedd allyriadau dominyddol o 415 nm) ochr yn ochr â lampau mercwri, yn union i wella effeithlonrwydd halltu haenau dwfn.)
Mae'r camsyniad hwn fel arfer yn deillio o'r rhagdybiaeth boddim ond 30% o'r golau a allyrrir gan lampau mercwri sy'n uwchfioled (UV), tra bod UVLEDs yn allyrru golau UV 100%. Fodd bynnag, gwir benderfynyddion y defnydd o ynni ar lefel y system yw effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol ac effeithlonrwydd golau effeithiol. Mewn gwirionedd mae gan lampau mercwri effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol uchel-mae eu diffyg yn gorwedd yn y ffaith bod cyfran fawr o'r golau a allyrrir yn cynnwys pelydrau gweladwy ac isgoch, gyda golau UV (yr unig gydran sy'n ddefnyddiol ar gyfer halltu deunyddiau UV) yn cyfrif am ddim ond 30%. Mewn cyferbyniad, mae gan UVLEDs effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol sylweddol is, ar hyn o bryd yn hofran tua 30% ar gyfer tonfeddi UVA (sy'n cyfateb yn fras i effeithlonrwydd golau UV lampau mercwri).
Yn ôl y gyfraith cadwraeth ynni, mae'r 70% sy'n weddill o ynni trydanol yn cael ei drawsnewid yn wres. Mae hyn yn esbonio dau wahaniaeth allweddol rhwng y ddwy dechnoleg:
Mae LEDs yn ennill eu henw fel "ffynonellau golau oer" oherwydd bod y gwres a gynhyrchir yn gwasgaru o gefn y panel lamp, gan adael yr arwyneb sy'n allyrru golau yn oer i'r cyffyrddiad. I'r gwrthwyneb, mae lampau mercwri yn pelydru gwres ymlaen trwy eu hadlewyrchyddion a'u hallyriadau isgoch.
Dyma'n union pam mae ffynonellau golau UVLED yn gyffredinol angen systemau oeri aer, a-pŵer uchel UVLEDs hyd yn oed unedau oeri maint i drin 70% o bŵer trydanol y ffynhonnell golau ar gyfer afradu gwres pen lamp.
Mae manteision arbed ynni gwirioneddol - LEDs yn deillio o ddwy nodwedd unigryw: gallu ymlaen/i ffwrdd yn syth ac arbelydru manwl trwy ddyluniad optegol, sy'n gwella effeithlonrwydd golau effeithiol. Fodd bynnag, er mwyn manteisio ar y buddion hyn, mae angen integreiddio â thechnolegau canfod isgoch a systemau rheoli deallus nad oes gan y rhan fwyaf o weithgynhyrchwyr offer UV LED ar y farchnad y gallu ymchwil a datblygu i'w datblygu ar hyn o bryd.
Cynhyrchu Osôn: Mae eu sbectrwm allyriadau yn cynnwys llawer o olau uwchfioled o dan 200 nm, sy'n cynhyrchu symiau sylweddol o osôn. (Dyma achos sylfaenol yr aroglau llym a adroddwyd gan weithwyr ffatri sy'n gweithredu systemau lampau mercwri.)
Llygredd Mercwri o Warediad: Mae gan lampau mercwri oes gwasanaeth byr o ddim ond 800-1000 awr. Mae gwaredu lampau sydd wedi darfod yn amhriodol yn arwain at lygredd mercwri eilaidd, problem sy'n parhau i fod yn anhydrin hyd heddiw.
Mae adroddiadau'n nodi bod yr ynni sydd ei angen bob blwyddyn i drin gwastraff mercwri yn cyfateb i gapasiti cynhyrchu cyfunol dwy Argae'r Tri Cheunant. Yn waeth byth, ar hyn o bryd nid oes unrhyw dechnoleg ymarferol ar gyfer dileu mercwri yn gyfan gwbl o ffrydiau gwastraff.
Mae LEDs UV yn gwbl rydd o'r materion hyn. Ers i Gonfensiwn Minamata ar Fercwri ddod i rym yn ffurfiol yn Tsieina ar Awst 16, 2017, mae'r cam-allan o lampau mercwri wedi'i roi ar yr agenda swyddogol. Er bod y Confensiwn yn cynnwys esemptiad ar gyfer lampau fflworoleuol mercwri diwydiannol lle nad oes unrhyw ddewisiadau eraill yn bodoli, mae hefyd yn amodi y gall partïon llofnodol gynnig ychwanegu cynhyrchion o'r fath at y rhestr gyfyngedig unwaith y bydd amnewidion hyfyw ar gael. Felly, mae'r amserlen ar gyfer y cyfnod llawn o lampau mercwri mewn cymwysiadau halltu UV yn dibynnu'n llwyr ar ddatblygiad technolegol a diwydiannu datrysiadau UV LED.
Mae'n cefnogi halltu manwl lleol ar gyfer cymwysiadau megis argraffu 3D.
Trwy baru LEDs â gwahanol ffoto-ysgogwyr, mae'n caniatáu rheolaeth fanwl ar raddau a dyfnderoedd halltu.
Mae ConfigurationLEDs Ffynhonnell Golau Customizable yn cynnwys dyluniad gleiniau lamp modiwlaidd, sy'n caniatáu addasiad hyblyg o hyd, lled ac ongl arbelydru. Mae'r amlochredd hwn yn galluogi creu ffynonellau golau pwynt, ffynonellau golau llinell, a ffynonellau golau ardal, wedi'u teilwra i fodloni gofynion penodol prosesau halltu amrywiol.
Gofynion Paramedr Ffynhonnell Ysgafn ar gyfer Curing Deunydd UV
Tonfedd:365 nm, 395 nm
Arbelydru (Dwysedd Ysgafn, Dwysedd Pŵer Optegol): mW/cm²
Cyfanswm Dos Ynni: mJ/cm²
Ni all y broses photocuring symud ymlaen heb y tri pharamedr craidd a grybwyllir uchod: tonfedd, dwyster golau, a chyfanswm dose.Wavelength ynni yn penderfynu a ellir photoinitiators yn cael ei actifadu; mae dwyster golau yn pennu effeithlonrwydd cychwyn UV ac yn effeithio'n uniongyrchol ar halltu arwyneb (gwrthiant atal ocsigen) a pherfformiad halltu dwfn; tra bod cyfanswm dos ynni yn sicrhau halltu trylwyr o'r deunydd.
O'i gymharu â lampau mercwri, mae mantais amlycaf LEDs yn gorwedd yn eu priodweddau ffurfadwy a thiwnadwy. O fewn terfynau perfformiad y LED ei hun, gellir optimeiddio ei baramedrau i'r graddau mwyaf i fodloni gofynion halltu penodol. Mewn arbrofion lluniadu UV-LED, yr amcan craidd yw ehangu ffiniau perfformiad y ffynhonnell golau a'r deunyddiau UV yn barhaus, a nodi'r cydbwysedd gorau posibl rhyngddynt. Yn benodol ar gyfer LEDs, mae hyn yn golygu pennu'r paramedrau ffynhonnell golau LED delfrydol yn seiliedig ar y ffurfiad cotio i gyflawni'r canlyniadau halltu gorau posibl.
Egwyddor luminescence LED a Statws Datblygu Presennol Sglodion UVLED
Yn seiliedig ar yr egwyddor o drawsnewid electronau (manylion wedi'u hepgor; gall darllenwyr â diddordeb gyfeirio at adnoddau ar-lein am ragor o wybodaeth), pan fydd electronau mewn atom yn dychwelyd o gyflwr cynhyrfus i gyflwr daear, maent yn rhyddhau egni ar ffurf ymbelydredd ar donfeddi gwahanol (hy, yn allyrru tonnau electromagnetig o donfeddi amrywiol).
Felly, mae dau brif ddull o weithgynhyrchu ffynonellau golau UV-:
Y dull cyntaf yw nodi atom y mae ei wahaniaeth egni electron rhwng y cyflwr cynhyrfus a'r cyflwr daear yn union o fewn y sbectrwm uwchfioled. Lampau mercwri traddodiadol yw'r ffynonellau golau UV a ddefnyddir fwyaf yn seiliedig ar yr egwyddor hon.
Mae'r ail ddull yn defnyddio'r egwyddor goleuder lled-ddargludyddion (manylion wedi'u hepgor; gall darllenwyr â diddordeb gyfeirio at adnoddau ar-lein am ragor o wybodaeth). Yn gryno, pan fydd foltedd ymlaen yn cael ei roi ar led-ddargludydd sy'n allyrru golau, mae tyllau sy'n cael eu chwistrellu o'r rhanbarth P i'r rhanbarth N ac electronau sy'n cael eu chwistrellu o'r rhanbarth N i'r rhanbarth P yn ailgyfuno ag electronau yn y rhanbarth N{.rhanbarth P{7} o fewn y micro-ranbarth ac yn agos i ychydig o dyllau yn y rhanbarth. cyffordd, gan gynhyrchu ymbelydredd fflwroleuol digymell.
Fel y gwyddys yn gyffredinol, mae bwlch bandiau deunyddiau lled-ddargludyddion grŵp III sy'n amrywio o alwminiwm nitrid i gallium nitride neu indium gallium nitride (InGaN) yn union o fewn y sbectrwm o olau glas i olau uwchfioled. Trwy addasu cymhareb ddeunydd alwminiwm indium gallium nitride, gallwn gynhyrchu ffynonellau golau uwchfioled a gweladwy ar draws ystod eang o donfeddi.
Er yn ddamcaniaethol, gellir cynhyrchu golau unrhyw donfedd trwy addasu cyfansoddiad deunyddiau luminescent, mae'r ystod o sglodion UVLED sydd ar gael ar gyfer cynhyrchu masnachol yn parhau i fod yn eithaf cyfyngedig oherwydd cyfyngiadau amrywiol. Yn y bôn, mae sglodion pŵer uchel sy'n addas ar gyfer cymwysiadau diwydiannol wedi'u crynhoi yn y band UVA (365-415 nm). Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae technolegau UVB ac UVC hefyd wedi gweld datblygiad egnïol, ond yn y bôn maent wedi'u cyfyngu i farchnadoedd sifil a defnyddwyr pŵer isel fel diheintio a sterileiddio.
Mae yna nifer o resymau allweddol am hyn:
Mae Strwythur Deunydd Grisial yn Pennu Effeithlonrwydd Goleuol (Effeithlonrwydd Trosi Ffotodrydanol) Gallium Nitride (GaN) ac effeithlonrwydd uchel Gellir defnyddio InGaN Gallium Nitride (InGaN) ar gyfer yr ystod 365-405 nm o fewn UVA. Mewn cyferbyniad, mae sglodion UVB ac UVC yn dibynnu'n gyfan gwbl ar Alwminiwm Gallium Nitride (AlGaN)-deunydd ag effeithlonrwydd luminous yn gynhenid isel-yn lle'r GaN ac InGaN a ddefnyddir yn fwy cyffredin. Mae hyn oherwydd bod GaN ac InGaN yn amsugno golau uwchfioled o dan 365 nm. O ganlyniad, mae effeithlonrwydd goleuol sglodion UVB a UVC yn hynod o isel. Er enghraifft, dim ond 2% o effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol sydd gan sglodyn 278 nm LG.
Heriau Gwasgaru Gwres sy'n Deillio o Effeithlonrwydd Isel Yn ôl y gyfraith cadwraeth ynni, mae effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol o 2% yn golygu bod 98% o'r ynni trydanol yn cael ei drawsnewid yn wres. Ar ben hynny, mae bywyd gwasanaeth ac effeithlonrwydd goleuol sglodion LED mewn cyfrannedd gwrthdro â thymheredd. Mae cynhyrchu gwres mor uchel yn gosod gofynion llym iawn ar systemau afradu gwres. Gyda thechnolegau oeri presennol, yn syml, mae'n amhosibl cyflawni afradu gwres effeithiol ar gyfer sglodion UVB ac UVC pŵer uchel.
Trosglwyddiad UV Isel o Ddeunyddiau Pecynnu a LensI amddiffyn sglodion LED, mae amgáu yn hanfodol. Gan fod LEDs yn allyrru golau yn omnidirectionally, mae angen lensys i ganolbwyntio'r pelydr golau. Fodd bynnag, ar wahân i wydr cwarts, mae gan y rhan fwyaf o ddeunyddiau drosglwyddiad UV isel iawn-ac mae trawsyriant yn gostwng yn sydyn wrth i'r donfedd fyrhau. O ganlyniad, er bod effeithlonrwydd goleuol cynhenid sglodion UVB / UVC eisoes yn isel, mae cyfran sylweddol o'r golau yn cael ei amsugno gan y lensys, gan arwain at allbwn golau defnyddiadwy hynod o wan sydd prin yn ddigonol ar gyfer cymwysiadau diwydiannol.
Cynnyrch Crisial Isel a Chostau Cynhyrchu Uchel Cynhyrchir sglodion UVB ac UVC cyfredol gan ddefnyddio'r un adweithyddion â sglodion UVA. Yn ogystal â diffygion deunydd cynhenid, mae materion megis cyfernodau ehangu thermol anghymharol rhwng y swbstrad a'r grisial yn arwain at gynnyrch grisial hynod o isel, sydd yn ei dro yn cadw costau cynhyrchu yn rhy uchel.
Yn gyffredinol, oherwydd effeithlonrwydd goleuol isel, costau uchel, a gofynion afradu gwres llym technolegau UVB ac UVC, datblygiad pŵer uchel.UVB ac UVC golaubydd ffynonellau ar gyfer cymwysiadau diwydiannol yn parhau i fod yn anodd dod o hyd iddynt hyd nes y cyflawnir datblygiadau technolegol mawr.
Ffocws Ymchwil a Datblygu Allweddol Systemau Ffynhonnell Golau LED
Dim ond un elfen hanfodol o ffynhonnell golau LED yw sglodyn LED. Wrth gynnal ymchwil a datblygu ar ffynonellau golau LED, rhaid inni fabwysiadu asystematig,ymagwedd gyfannol. Y tu hwnt i diwnio tonfedd LED, mae'r cwmpas Ymchwil a Datblygu yn cwmpasu cyfres o brosesau i lawr yr afon gan gynnwys technoleg pecynnu, dylunio optegol, systemau afradu gwres, systemau cyflenwad pŵer, a systemau rheoli deallus.
Ar hyn o bryd, mae pedwar strwythur pecynnu prif ffrwd ar gyfer sglodion LED:
Strwythur Mownt Fertigol
Flip{0}}Strwythur sglodion
Strwythur fertigol
Strwythur Fertigol 3D
Mae sglodion LED confensiynol fel arfer yn mabwysiadu strwythur mowntio fertigol gyda swbstrad saffir. Mae'r strwythur hwn yn cynnwys dyluniad syml a phrosesau gweithgynhyrchu aeddfed. Fodd bynnag, mae gan saffir ddargludedd thermol gwael, sy'n ei gwneud hi'n anodd i wres a gynhyrchir gan y sglodyn drosglwyddo i'r sinc gwres - cyfyngiad sy'n cyfyngu ar ei gymhwysiad mewn systemau LED pŵer uchel.
Mae pecynnu sglodion troi-yn cynrychioli un o'r tueddiadau datblygu cyfredol. Yn wahanol i strwythurau mowntio fertigol, nid oes angen i wres mewn dyluniadau sglodion fflip fynd trwy swbstrad saffir y sglodyn. Yn lle hynny, caiff ei drosglwyddo'n uniongyrchol i swbstradau â dargludedd thermol uwch (fel silicon neu seramig) ac yna'n cael ei wasgaru i'r amgylchedd allanol trwy sylfaen fetel. Yn ogystal, gan fod strwythurau sglodion fflip yn dileu'r angen am wifrau aur allanol, maent yn galluogi dwysedd integreiddio sglodion uwch a phŵer optegol gwell fesul ardal uned. Wedi dweud hynny, mae strwythurau mowntio fertigol a fflip-sglodion yn rhannu diffyg cyffredin: mae electrodau P ac N y LED wedi'u lleoli ar yr un ochr i'r sglodyn. Mae hyn yn gorfodi cerrynt i lifo'n llorweddol drwy'r haen n-GaN, gan arwain at orlenwi cerrynt, gorboethi lleol, ac yn y pen draw cyfyngu ar drothwy uchaf cerrynt gyriant.
Esblygodd sglodion golau fertigol-strwythur glas-o dechnoleg mowntio fertigol. Yn y dyluniad hwn, mae sglodyn swbstrad saffir confensiynol yn cael ei fflipio a'i fondio i is-haen sy'n dargludo'n thermol iawn, ac yna codi laser-oddi ar y swbstrad saffir. Mae'r strwythur hwn yn mynd i'r afael yn effeithiol â'r dagfa afradu gwres, ond mae'n cynnwys prosesau gweithgynhyrchu cymhleth- yn enwedig y cam heriol i drosglwyddo swbstrad- sy'n arwain at gynnyrch cynhyrchu isel. Serch hynny, gyda thechnoleg sy'n datblygu, mae pecynnu fertigol ar gyfer LEDau UV wedi dod yn fwyfwy aeddfed.
Mae strwythur fertigol 3D newydd wedi'i gynnig yn ddiweddar. O'i gymharu â sglodion LED strwythur fertigol traddodiadol, mae ei brif fanteision yn cynnwys dileu bondio gwifrau aur, galluogi proffiliau pecyn teneuach, gwell perfformiad afradu gwres, ac integreiddio cerrynt gyriant uchel yn haws. Fodd bynnag, rhaid goresgyn nifer o rwystrau technegol cyn y gellir masnacheiddio strwythurau fertigol 3D.
O ystyried bod UVLEDs yn gyffredinol yn arddangos effeithlonrwydd goleuol is o'i gymharu â goleuadau LED cyffredinol, pecynnu strwythur fertigol yw'r dewis gorau i wneud y mwyaf o effeithlonrwydd echdynnu golau.
Gan fod LEDs yn allyrru golau yn omnidirectionally, ac mae eu heffeithlonrwydd goleuol cynhenid eisoes yn gymharol isel, mae angen dyluniad optegol gwyddonol a rhesymegol i wella effeithlonrwydd golau effeithiol (hy, effeithlonrwydd golau arbelydru blaen). Mae cydrannau optegol cyffredin yn cynnwys adlewyrchyddion, lensys cynradd, a lensys eilaidd.
Yn ogystal, mae golau uwchfioled yn cael ei wanhau'n fawr wrth basio trwy gyfryngau. Felly, rhaid gwerthuso ffactorau lluosog wrth ddewis deunyddiau lens-fel gwydr cwarts, gwydr borosilicate, a gwydr tymherus-gan roi blaenoriaeth i ddeunyddiau â thrawsyriant UV uchel. Mae hyn nid yn unig yn cynyddu allbwn golau ond hefyd yn atal cynnydd tymheredd gormodol a achosir gan amsugno golau materol o dan amlygiad UV hir.
Fel y crybwyllwyd yn flaenorol, yn ôl y gyfraith cadwraeth ynni, dim ond cyfran o ynni trydanol sy'n cael ei drawsnewid yn ynni golau, tra bod cyfran fawr yn cael ei wasgaru fel gwres. Ar gyfer y band UVA, y gymhareb trosi ynni nodweddiadol yw 10:3:7 ar gyfer trydan, golau a gwres yn y drefn honno. Mae cydberthynas agos rhwng bywyd gwasanaeth effeithiol sglodion LED â thymheredd eu cyffordd. Yn y broses lluniadu, mae dwysedd pŵer optegol uchel yn aml yn gofyn am integreiddio dwysedd uchel o sglodion LED, sy'n gosod gofynion llym ar systemau afradu gwres.
Felly, mae cyflawni afradu gwres effeithlon a sicrhau bod tymheredd cyffordd yr holl sglodion LED yn aros o fewn ystod resymol a chytbwys yn gofyn am ddyluniad gwyddonol trwyadl, efelychiad cyfrifiadurol, a phrofion ymarferol.
Ymchwil ar Fformwleiddiadau Cotio UV
Cyfyngiadau Ffoto-ysgogyddion a System A-Dull Lefel o Adweithedd Resin a Monomer Fel y dangoswyd yn y cyflwyniad blaenorol i dechnoleg LED, mae ffynonellau golau LED pŵer uchel sy'n addas ar gyfer cymwysiadau diwydiannol wedi'u cyfyngu ar hyn o bryd i'r band UVA, yn benodol donfeddi uwchlaw 365 nm. Ar ôl diffinio ffiniau perfformiad ffynonellau golau LED, gallwn nawr weld bod y dewis o ffoto-ysgogwyr cydnaws braidd yn gyfyngedig, gan fod y rhan fwyaf o ffoto-ysgogwyr yn arddangos cyfernodau difodiant molar isel ar donfeddi uwchlaw 365 nm.
Er mwyn mynd i'r afael â'r mater o effeithlonrwydd cychwyn isel o ffotolunwyr sy'n gydnaws â LED, ni ddylai ymdrechion ymchwil a datblygu gael eu cyfyngu i'r ffoto-ysgogwyr eu hunain. Yn lle hynny, mae angen i ni fabwysiadu persbectif lefel system sy'n integreiddio resinau, monomerau, ffoto-ysgogwyr a hyd yn oed ychwanegion ategol i mewn i fframwaith ymchwil cyfannol, gan wella effeithlonrwydd gwella systemau UV LED.
Dyluniad fformiwleiddiad a datblygu prosesau caenu ar gyfer halltu LED (Effeithiau Ffoto-ysgogyddion, Resinau, Monomers, Tymheredd, Sychder Arwyneb, Trwy Sychder, Pigmentau a Llenwyr) Er mwyn gwella amsugniad golau UV tonfedd hir gan ffotograffwyr, yn aml mae angen ymgorffori modrwyau bensen, nitrogen (N), ac adeileddau moleciwlaidd yn eu hatomau moleciwlaidd. Er bod yr addasiad hwn yn gwella -amsugniad UV tonfedd hir, mae hefyd yn arwain at fwy o liwio'r ffoto-ysgogwyr.
Ymhellach, oherwydd effeithlonrwydd amsugno golau isel y cychwynwyr hyn, rhaid ychwanegu llawer iawn o resinau a monomerau hynod adweithiol - resinau acrylig a monomerau sy'n nodweddiadol uchel - i gyflymu cyfradd adwaith cyffredinol y system cotio. Fodd bynnag, mae'r dull hwn yn tueddu i gynhyrchu haenau â chaledwch uchel ond hyblygrwydd gwael, sy'n cyfyngu ar eu hystod o gymwysiadau.
Wedi dweud hynny, mae cyfernodau difodiant molar isel yn gyffredinol photoinitiators UV LED hefyd yn cynnig mantais unigryw: maent yn caniatáu trosglwyddiad golau UV uwch drwy'r haen cotio, sy'n ffafriol i halltu dwfn o ffilmiau trwchus.
Gofynion Perfformiad Cotio ar gyfer Gwahanol Storio, Cludiant, Amodau Adeiladu a Phrosesau CymhwysoYn y diwydiant cotio, mae technegau cymhwyso amrywiol fel cotio rholio, cotio chwistrellu a gorchudd llenni yn gosod gofynion gludedd penodol ar haenau. Yn y cyfamser, mae gwahanol swbstradau yn mynnu priodweddau cotio wedi'u teilwra o ran gwlybedd ac adlyniad. Yn ogystal, mae amodau cludo a storio amrywiol yn golygu bod angen lefelau cyfatebol o sefydlogrwydd storio ar gyfer y haenau. Felly, rhaid ystyried yr holl ffactorau hyn yn llawn wrth ddylunio llunio cotio.
Gofynion Perfformiad Ffilm Cotio ar gyfer Cymwysiadau Amrywiol Mae gwahanol feysydd cais yn gosod gofynion perfformiad amrywiol ar ffilmiau cotio, gan gynnwys glossiness, priodweddau lliwimetrig, caledwch, hyblygrwydd, ymwrthedd crafiadau a gwrthsefyll effaith. O ganlyniad, rhaid i ddatblygiad cotio sicrhau cydbwysedd rhwng effeithiolrwydd gwella a pherfformiad ffilm.
Ymchwil ar Brosesau Caenu
Mae cotio yn broses beirianneg systematig. Gall optimeiddio prosesau cotio ehangu ymhellach ffiniau cymhwyso technoleg UV-LED. Fel y dywed diwydiant,"Mae tair rhan yn dibynnu ar y cotio; mae saith rhan yn dibynnu ar y broses ymgeisio". Yn y pen draw, dim ond trwy gymhwyso cywir y mae haenau a ffynonellau golau yn cyflawni eu perfformiad arfaethedig.
Ar ben hynny, gall optimeiddio prosesau cotio ar y cyd â haenau UV a ffynonellau golau LED wneud iawn yn sylweddol am gyfyngiadau deunyddiau a ffynonellau golau. Er enghraifft, gall gwresogi leihau gludedd haenau cynnwys resin uchel sy'n rhy gludiog ar dymheredd ystafell, gan eu gwneud yn addas ar gyfer gwahanol ddulliau cymhwyso. Yn ogystal, gall gwresogi wella hylifedd y system cotio, gwella gweithgaredd moleciwlaidd, sicrhau adweithiau halltu cychwynnol mwy cyflawn a chynhyrchu arwynebau ffilm llyfnach.
Ymchwil ar Gadwyni Diwydiant i Fyny ac i Lawr yr Afon
Dros y ddwy flynedd ddiwethaf, mae prinder a phrisiau aruthrol ffoto-ysgogwyr a ysgogwyd gan ymgyrchoedd diogelu'r amgylchedd wedi achosi colledion diriaethol ar fentrau i lawr yr afon ac wedi rhwystro datblygiad technoleg UV LED yn ddifrifol. Mae hyn yn tanlinellu mai cysylltedd cadwyni diwydiant i fyny'r afon ac i lawr yr afon a llyfnder systemau cadwyn gyflenwi yw'r gwarantau sylfaenol ar gyfer datblygiad iach diwydiant a llwyddiant marchnad ei gynhyrchion a'i dechnolegau.
Er bod llawer o ddiwydiannau'n esblygu o'r dechrau trwy ddeinameg arloesi technolegol, datblygiad diwydiannol ac ymchwydd galw sy'n atgyfnerthu ei gilydd, rhaid gwerthuso'r ffactorau hyn yn gynhwysfawr yn ystod y broses farchnata.
At hynny, o safbwynt buddsoddi, gall cynnal ymchwil ar gadwyni diwydiant i fyny'r afon ac i lawr yr afon a'u defnyddio nid yn unig sicrhau cyflenwad sefydlog pan fydd cynhyrchion yn dod i mewn i'r farchnad, ond hefyd galluogi mentrau i rannu difidendau twf y diwydiant.
