UVC LED는 빛보다 열이 더 많습니다.

Cambridge Nanotherm의 John Cafferkey는 '빛보다 더 많은 열을 발생시킨다'는 주장에 대한 오래된 속담이 의료 기기, 물 및 기타 일상 소비재를 소독하는 데 사용되는 UVC LED 시장 성장에 따른 열 문제를 요약하고 있다고 썼습니다.

자외선 C(UVC) 기술은 수은 증기 램프가 처음 대량 생산된 20세기 초로 거슬러 올라갑니다.

UV 방출 램프는 1910년에 식수 소독에 사용되었습니다. 그러나 프로토타입 공장은 신뢰성이 떨어지는 것으로 판명되어 폐쇄되었습니다.

1950년대에 새로운 UVC 수처리 시스템이 시험되었고 1980년대 중반까지 유럽 전역에 약 1,500개의 공장이 있었습니다. 수처리 외에도 UVC는 의료 장비 및 병실 청소부터 난방, 환기 및 에어컨 소독에 이르기까지 다양한 응용 분야에 사용됩니다. HVAC) 시스템은 병원균의 확산을 방지합니다.

수은 증기 램프는 이러한 대규모 응용 분야에서 매우 효과적이지만 전구의 깨지기 쉬운 특성과 위험한 수은 사용으로 인해 휴대성이 뛰어나고 소비자 친화적인 응용 분야에는 적합하지 않습니다.

최근 몇 년 동안 LED 제조업체는 점점 더 효과적인 UVC LED를 개발했습니다. UVA LED(잉크 및 페인트 경화에 사용됨)만큼 효율적이지는 않지만 저전력 애플리케이션에 적합해지고 있습니다.

업계 분석가인 Yole Développement가 UVC LED 성장이 2015년 700만 달러에서 2021년 6억 1000만 달러로 폭발적으로 성장할 것으로 예측한 것은 바로 이러한 새로운 시장 진출입니다.

이러한 붐은 휴대용, 소비자 친화적인 UVC 애플리케이션 시장을 창출하는 UVC LED에 근거합니다. 예를 들어, 소비자는 스마트폰, 태블릿, 키보드와 같은 일상용품을 소독하는 데 사용할 수 있는 휴대용 소독 '완드'를 구입할 수 있습니다.

소비재 제조업체는 LED UVC 기술을 제품에 내장하여 자가 소독 품목을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 칫솔은 홀더에 다시 꽂은 후 스스로 소독할 수 있고, 아기 젖병은 버튼만 누르면 자체 살균될 수 있으며, 수도꼭지는 사용하는 동안 물을 살균할 수 있습니다. 가능성은 무궁무진합니다.

그러나 실제로 주목을 끄는 것은 UVC의 보다 심오한 응용 분야 중 일부입니다. 휴대용 물 살균 병은 소비 시점에서 물을 살균함으로써 개발도상국이 시민들에게 깨끗한 물을 제공하는 방식을 개선할 수 있습니다. 이는 중앙 집중식 물 살균 인프라가 존재하지 않는 지역이나 안전한 물을 신속하게 제공할 수 있는 재난 현장에서 특히 유용할 것입니다.

새로운 적용은 제쳐두고, 병원(수년간 UVC를 사용해 온)에서도 이점을 얻을 수 있습니다. 전 세계적으로 매년 700,000명 이상의 환자(환자 25명 중 1명에 해당)가 입원 중 감염으로 고통받고 있으며, 이로 인해 75,000명이 사망합니다. UVC 기술은 청진기나 메스와 같은 의료 도구에 내장되어 몇 초 만에 멸균될 수 있습니다.

UVC LED는 UVC의 살균력을 대중 시장에 선보일 수 있는 잠재력을 갖고 있으며 공중 보건에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

열 문제

이 기술은 아직 초기 단계에 있으며, 다른 과제 중 하나는 UVC LED의 열 관리입니다. 다른 전자 부품과 마찬가지로 LED도 열에 민감합니다.

UVC LED는 외부 양자 효율(EQE)이 특히 낮습니다. 즉, 입력 전력의 약 5%만 빛으로 변환합니다. 나머지 95%의 전력은 LED 접합부를 최대 작동 온도 미만으로 유지하기 위해 신속하게 제거해야 하는 열로 변환됩니다. LED 다이를 시원하게 유지하지 못하면 기껏해야 수명이 단축되고, 최악의 경우 치명적인 실패를 초래할 수 있습니다.

UVC LED가 더욱 강력해짐에 따라(최신 제품은 75mW) 제조업체는 이 문제를 해결하기 위한 새로운 방법을 모색해야 합니다. 문제는 UV LED의 높은 열 요구 사항을 처리하는 동시에 구성 요소가 비용 효율성, 내구성, 기계 가공성 및 UV 광원 자체의 내마모성을 유지하도록 보장하는 방법입니다.