Ożywienie na rynku lamp UV LED

Dla porównania wartość rynku rtęciowych lamp UV - największych konkurentów ultrafioletowych lamp diodowych - zwiększy się w tym czasie z 309 mln dolarów do 507 mln dolarów, czyli co roku jedynie o 10%. W rezultacie w 2017 roku lampy UV LED będą stanowić prawie 35% rynku lamp ultrafioletowych, w porównaniu do niecałych 13% w roku 2012.

UV-A

Długość fali promieniowania ultrafioletowego mieści się w przedziale od 100 nm do 400 nm. Zakres ten podzielono na trzy podzakresy. Do pierwszego zaliczane jest promieniowanie typu UV-A o długości fali 315-400 nm. Najczęściej jest ono używane do utrwalania oraz utwardzania różnych materiałów światłoczułych, z których wykonywane są na przykład tusze, farby oraz kleje. Pod wpływem promieniowania ulegają one krzyżowej polimeryzacji, tworząc trwałą powłokę. W tym zastosowaniu wykorzystywane jest głównie promieniowanie o długości fali 395 nm, 385 nm lub 365 nm. Diody LED UV-A są również używane w systemach inspekcji. Światło błyskowe o długości fali w tym przedziale pozwala na przykład wykryć podrobione dokumenty lub banknoty.

UV-B, UV-C

Promieniowanie typu UV-B o długości fali w przedziale 280-315 nm również jest używane do utwardzania, utrwalania i inspekcji, a dodatkowo znajduje także zastosowanie w medycynie. Ma ono bowiem właściwości lecznicze, przede wszystkim odpowiada za syntezę witaminy D w organizmie ludzkim. Ponadto przyspiesza produkcję polifenoli w warzywach liściastych. Substancje te mają działanie przeciwulteniające, zapobiegają także różnym chorobom, m.in. nowotworom oraz schorzeniom układu krwionośnego. Lampy UV-B LED są dzięki temu coraz częściej montowane w szklarniach.

Promieniowanie UV-C o długości fali w zakresie 100–280 nm jest z kolei używane głównie do sterylizacji wody i powietrza oraz w sprzęcie analitycznym, na przykład w spektrofotometrach. W tym pierwszym zastosowaniu wykorzystywane jest głównie promieniowanie w zakresie 250-275 nm, które zabija mikroorganizmy oraz uniemożliwia ich rozmnażanie. Silne właściwości ma zwłaszcza promieniowanie o długości fali 275 nm, które najskuteczniej niszczy patogeny, takie jak bakterie E. coli w wodzie.

LED vs. lampy rtęciowe

W 2017 roku lampy UV LED będą stanowić prawie 35% rynku lamp ultrafi oletowych, w porównaniu do około 13% w roku 2012.

Lampy ledowe dopiero od niedawna zaczęto traktować jak liczącą się konkurencję dla ultrafioletowych lamp rtęciowych używanych do utwardzania i utrwalania. Było to możliwe dzięki zwiększeniu gęstości promieniowania tych pierwszych powyżej wartości stanowiącej próg opłacalności zastosowania danej metody w produkcji masowej, tzn. 4 W/cm².

Ponadto ledowych lamp UV nie dotyczą problemy znane użytkownikom utwardzających lamp rtęciowych. Do największych wad tych ostatnich w tym zastosowaniu zalicza się: krótki czas użytkowania (średnio od 2 tys. do 10 tys. godzin), wolne nagrzewanie się i ochładzanie oraz szeroki rozkład widma mocy promieniowania. Ponad 60% energii zasilającej lampę tego typu jest tracone na ciepło. To z kolei wpływa na sprawność procesu utrwalania, a dodatkowo ciepło emitowane do otoczenia może na przykład zmienić strukturę oświetlanego obiektu.

Ponadto materiał elektrod lampy z czasem paruje, osadzając się w jej wnętrzu i tłumiąc promieniowanie emitowane przez lampę. Trudno zatem po dłuższym użytkowaniu określić rzeczywistą moc lampy. Zaletą ledowych lamp UV jest również to, że materiały użyte do ich konstrukcji są bezpieczne dla środowiska oraz użytkowników.

Stan obecny i prognozy

Jeżeli zastosowań dla lamp UV LED będzie stale przybywać, wartość ich rynku w 2017 roku wyniesie 300 mln dol.

Największy, bo aż 89%, udział w rynku lamp UV LED mają wspólnie te emitujące promieniowanie typu UV-A oraz UV-B używane do utrwalania i utwardzania. Zapotrzebowanie na lampy UV-C LED dotychczas zgłaszały głównie instytucje badawczo-naukowe. Od kiedy jednak w zeszłym roku wprowadzono do sprzedaży pierwszy komercyjny system dezynfekcji oparty na lampach tego typu, popyt na nie stale rośnie. Yole Development przewiduje, że taka tendencja utrzyma się co najmniej przez dwa kolejne lata.

Dzięki kompaktowości, wytrzymałości oraz małym kosztom eksploatacji przybywa też nowych zastosowań dla ledowych lamp ultafioletowych, w których wcześniej lamp rtęciowych UV w ogóle nie brano pod uwagę. Są to głównie aplikacje zminiaturyzowane oraz przenośne. W 2012 roku na rynek wprowadzono kilka takich nowatorskich rozwiązań. Przykładami są: system dezynfekcji zainstalowany w telefonie komórkowym, urządzenie do utwardzania lakieru na paznokciach oraz miniaturowy detektor sfałszowanej gotówki.

Wiele podobnych koncepcji wciąż jest w fazie rozwoju. Yole Development prognozuje, że jeżeli nowych pomysłów będzie stale przybywać, to wartość rynku lamp UV LED w nowych zastosowaniach może w 2017 roku wynieść prawie 30 mln dolarów. Cały rynek tych urządzeń wzrośnie wówczas do 300 mln dolarów.

Monika Jaworowska