据 LEDinside《2018 紫外线 LED 应用市场报告──固化、医疗、杀菌》显示，UV LED 市场产值 2017 年成长至 2.23 亿美元，预估 2022 年将达 12.24 亿美元，2017~2022 年复合成长率达 33%。除固化市场稳定成长外，表面杀菌、静止水杀菌、流动水杀菌为未来 5 年（2018~2022）主要成长动能。
今天，就来谈谈这些主要成长动能的核心选手：UVC LED。
1. 何为 UV?
首先复习一下 UV。UV 即 Ultraviolet，也就是紫外线，为波长在 10~400 奈米的电磁波。不同波段的 UV 又可分为 UVA、UVB、UVC。
UVA：波长较长，波长介于 320~400 奈米，可穿透云层、玻璃进入室内及车内，可穿透至皮肤真皮层，会造成晒黑。UVA 可再细分为 UVA-2（320~340 奈米）与UVA-1（340~400 奈米）。
UVB：波长居中，波长介于 280~320 奈米，会被臭氧层吸收，会引起晒伤及皮肤红、肿、热及痛，严重者还会起水泡或脱皮。
UVC：波长介于 100~280 奈米，但由于 200 奈米以下的波长为真空紫外线，故可被空气吸收，因此 UVC 可穿越大气层的波长介于 200~280 奈米，波长越短越危险，但又由于可被臭氧层阻隔，只有少量会到达地球表面。
2. UV 杀菌的机制？
UV 能破坏微生物的 DNA（去氧核糖核酸）或 RNA（核糖核酸）分子结构，使细菌死亡或不能繁殖，达到杀菌目的。
3. UV 杀菌波段？
根据国际紫外线协会的说法，“对于水和空气消毒非常重要的紫外线光谱（杀菌区域）是被 DNA（某些病毒为 RNA）吸收的范围。这个杀菌波段约是 200~300 奈米”。
已知杀菌波长延伸到 280 奈米以上，现在一般认为延伸到 300 奈米，然而这也可能随着更多的研究而改变。科学家已经证明，波长在 280~300 奈米的紫外光也可用于杀菌。
4. 杀菌最适合的波长？
有一误读认为 254 奈米是杀菌的最佳波长，因为低压汞灯的峰值波长（仅由灯的物理学决定）为 253.7 奈米。实质如上所述，一定范围的波长都有杀菌作用。但一般认为 265 奈米波长最佳，因此波长为 DNA 吸收曲线的峰值。所以 UVC 是最适合杀菌的波段。
5. 历史为何选择 UVC LED？
从历史看，汞灯曾是 UV 杀菌的唯一选择。但《水俣公约》自 2017 年 8 月 16 日起正式生效，公约要求 2021 年 1 月 1 日起，禁止生产和进出口规定的含汞产品，汞灯也在此列。所以留给汞灯的时间不多了，而 UVC LED 是目前看来唯一可靠的替代方案。
当然，这种转变大家喜闻乐见，UVC LED 元件小型化特点为应用场景带来更多想像空间，很多传统汞灯无法做到。此外，UVC LED 还有启动快速、允许开关次数更多、可用电池供电等诸多优势。
6. UVC LED 应用场景？
据 LEDinside《2018 紫外线 LED 应用市场报告──固化、医疗、杀菌》显示，表面杀菌、静止水杀菌、流动水杀菌将成为未来 5 年固化市场之外（2018~2022）主要成长动能。按照不同的应用场景，未来在这些应用我们或许就能见到 UVC LED 的身影：
- 表面杀菌：医疗器具、母婴用品、智慧马桶、冰箱、餐具橱柜、保鲜盒、智慧垃圾桶、保温杯、电扶梯扶手及自动售票机按钮等高频公共接触表面等。
- 静止水杀菌：饮水机水箱、加湿器、制冰机。
- 流动水杀菌：流动水杀菌模组、饮水机。
- 空气杀菌：空气净化器、空调。
7. 如何选择 UVC LED？
可从光功率、峰值波长、寿命、出光角等参数选择。
光功率：当前市场供选择的 UVC LED 光功率档从 2mW、10mW 到100mW 不等，不同应用对功率需求不一。一般来说，可结合照射距离、动态需求或静态需求搭配光功率。照射距离越大，越是动态需求，所需光功率越大。
峰值波长：如上所述，265 奈米是杀菌的最佳波长，但考虑到各厂商峰值波长均值差异不大，实际上光功率才是衡量杀菌效率的最重要指标。
寿命：依据具体应用的使用时间考量寿命需求，找到最匹配的 UVC LED，适合的才最好。
出光角：采用平面透镜封装的灯珠出光角通常在 120º~140º，采用圆球透镜封装的出光角在 60º~140º 可调。其实无论选用多大出光角的 UVC LED，都可以透过设计够多 LED 完全覆盖需要的杀菌空间。杀菌范围不敏感的场景，小出光角可使光线更集中，杀菌时间更短。
8. UVC LED 面临的技术挑战？
纵观上文，UVC LED 似乎一切都很好。
但也如一切发展中事物，面临成长的烦恼。从外延到芯片再到封装，UVC LED 无不面临挑战，一关过了还有一关。
9. 目前 UVC LED 应用的最大挑战？
就因 UVC LED 有诸多技术难题，导致 UVC LED 成本居高不下，从芯片到材料无不如此。阻碍 UVC LED 应用的最大挑战，可用一字总结：贵。
当然，随着未来技术发展，UVC LED 进入寻常百姓家也只是时间问题。但需要多久，以何种姿态，也是值得商榷的事。
（本文由 LEDinside 授权转载；首图来源：Unsplash）
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