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照明：“新民生”和第三代半导体( 三 )


相比汞灯 ， 深紫外LED杀菌有诸多优势：高效杀菌性 ， 深紫外LED所发出的UV段紫外光对细菌、病毒杀灭作用一般在几秒以内 ， 传统方法 ， 达到相同效率一般需要20分钟至1小时；广泛杀菌性 ， 对几乎所有细菌和病毒都能高效率杀灭；安全环保（不含汞）；功耗较低 ， 体积小、设计灵活、安装方便 ， 可以应用在传统紫外汞灯无法应用的狭小空间 。紫外线指的是电磁波谱中波长从10nm～400nm 辐射的总称 ， 而深紫外光一般指短于300nm的紫外光 。
如在《“新国防“与第三代半导体》一文中所说 ， 受限于外延材料和芯片技术 ， 目前深紫外LED的外量子效率还比较低 。日本理化学研究所平山秀树教授课题组深紫外LED研发全球领先 ， 实验室最高效率达到20.3％ ， 但是深紫外LED整体水平在10%以下 ， 商业化水平在1%-3% 。有深紫外专家预测 ， 10%的发光效率是商业化是第一道门槛 ， 才会真正启动规模应用；效率达到20% ， 才具备替代低压汞灯的能力 。当前 ， 深紫外LED的效率太低 ， 要获得相同的功率 ， 成本是低压汞灯的200倍 ， 在大功率杀菌场合完全无法使用 。如 ， 效率3%的深紫外LED ， 在紫外光功率为96W时 ， 需要电功率3200W ， 加上光学、驱动和散热 ， 共计要20万元 ， 成本是低压汞灯的200～400倍 。
新冠疫情催发的巨大杀菌消毒需求 ， 促使相关企业和单位在围绕深紫外LED杀菌的产品进行研发 ， 比如空调、加湿器、除湿烘干器等空气类 ， 冰箱、消毒柜等食品类、饮用水类、口罩等医疗防护器械类各种杀菌用品 。各种有意思的杀菌产品涌现 ， 比如手机消毒盒、杀菌毛巾架、电梯手扶消毒器等 。我觉得紫外LED相对汞灯的优势不仅仅体现在技术进步 ， 而安全可靠和体积小巧的特征则赋予其更大的设计空间和艺术美感 。这对于产品的推广应用也很重要 。紫外杀菌还包括UVA波段紫外催化杀菌技术和产品 。
国内基于AlGaN基紫外材料和器件相关研究机构有中科院半导体所、北京大学、广东半导体产业技术研究院、华中科大、厦门大学、西安电子科大、河北工业大学等 ， 及中科潞安、湖北深紫、青岛杰生电气、三安光电等企业 。受益于新冠疫情带来的紫外杀菌消毒的较大市场需求驱动 ， AlGaN基深紫外LED器件的技术将快速进步 ， 广大的杀菌消毒市场将徐徐开启 。
新型显示：激光/Mini LED/Micro LED
GaN基LED和激光器在光电显示应用中作用巨大 。光电显示可分为主动显示和被动显示：前者包括AMOLED、QLED和Micro-LED ， 指每个发光芯片直接作为一个像素 ， 后者主要是液晶显示（LCD） 。但液晶本身不发光 ， 而是通过加电控制液晶分子的扭转朝向 ， 从而控制光在那个像素点的通过与否 。液晶显示需要背光源 。最开始的液晶显示的背光源为CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp ， 冷阴极荧光灯管） ， LED因其高效环保体积小的特点 ， 取代CCFL作为LCD的背光源 ， 这就是液晶电视厂家广告宣传的“LED电视”—严格上是指“LED背光的LCD电视” 。根据LED背光源的位置 ， 分为直下式（LED在LCD的正下方）和侧入式（LED在LCD的侧面） ， 都需要导光板、匀光板等其他光学组件 ， 侧入式更加有利产品更轻薄化 。
最近很火的Mini-LED主要也是作为LCD的背光源 ， 但是Mini LED 背光比传统直下式LED背光 ， 光学距离（OD）更短 ， 同时可以实现更小范围内的区域调光（Local Dimming）、更高色彩对比度、更好亮度均匀性 ， 终端产品超薄、高显色性、省电 ， 比侧入式LED背光导光系统简单 ， 光源分布更加均匀 ， 同时终端产品能够拥有侧入式的轻薄和直下式的无边框 。Mini LED 背光是8K高清的选择 ， 而传统LED比较粗放式的背光达不到（见汪炼成 ， 《 Mini LED为何如此之火？》一文） 。
Micro-LED是LED显示屏的“微缩化” ， 因在效率、可靠性、响应速度、对比度、色域等方面的绝对优势 ， 而被视为显示的终极技术 。但是Micro-LED显示目前还受限于芯片本身的侧壁效应、发光效率、光束调控和相位偏振控制等挑战 ， 以及Micro-LED芯片巨量转移技术的效率、良率和彩色化、检测、修复等关键技术 。但这不影响显示产业上下游的频频动作 ， 三安+TCL华星、 美国Daktronics （达科电子）+X-Display Company (XDC)、苹果+晶电、Facebook+Plessey ， 三安+TCL华星、华灿+京东方、利亚德+晶电各种强强联合组队完毕 ， Micro-LED显示大战一触即发 。Micro-LED和VR/AR/MR是“炸鸡啤酒”般的绝配 。


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