紫外线简报_20100224.ppt

1、紫外光(UV)簡介,陳文杰,中華民國99年02月25日,簡介項目,前言UV定義UV用途燈管種類產品運用介紹,前言,光度計量學(photometry)：是研究可見光區域內電磁輻射能(radiant energy)的計量科學。輻射度計量學(Radiometry)：研究輻射能測量，以及能量在光學系統中傳輸流動相關問題的學問。其討論範圍遍及整個輻射光譜區域。,輻射度學與光度學是相對應單位,輻射度學與光度學是相對應單位,UV定義-光波長範圍,光的組成是包含一個廣泛的光譜(x光,紫外線,可見光,紅外線,微波,無線電波),UV定義-紫光波長範圍,真空紫外光 (Vacuum UV) 名稱由來乃因此波段會被空氣

2、中的氧氣強力吸收、僅能在真空中使用。而 深紫外光 (DUV) 在照像平面印刷中泛指波長小於 300 nm 的紫外光。太陽光譜線包含 UVA 、UVB、UVC 三個電磁波段，但是 99% 的紫外光被地球的臭氧層所吸收，僅有少數的 UVA 可到達地面。,UV用途-UV波長定義,近紫外線（UVA）：長波紫外線A光，波長介於320400奈米，可穿透雲層、玻璃進入室內及車內，會射入皮膚的真皮層，造成曬紅和曬傷，也是皮膚老化和出現皺紋的主因。中紫外線（UVB）：中波紫外線B光，波長介於290320奈米，會被平流層的臭氧所吸收，會引起曬傷及皮膚紅腫熱痛，UVB致癌性最強。遠紫外線（UVC）：短波紫外線C光，

3、波長介於200280奈米，波長最短、最危險，可被臭氧層所阻隔不會到達地球表面，較不會侵害人體肌膚。,UV用途-紫外光殺菌原理,紫外光ULTRAVIOLET 能夠殺滅各種病毒、細菌，是因為它能輻射出253.7納米波長光譜，破壞病毒及細菌細胞中的遺傳物質DNA，導致整個病毒及細胞死亡，以達到消毒殺菌的目的。特點只有光射到的地方可以在半小時至一小時內全部將細菌殺滅， 殺菌效能達99.9%。,UV用途-臭氧殺菌原理,臭氧可使細胞膜通透性增加，細胞內物質溢出，細胞失去活力，破壞 RNA 和 DNA 和酶，導致新陳代謝障礙而死亡。特點紫外光射不到的地方，臭氧也可到達負起 殺菌的威力，同樣殺菌功能達99.9

4、%。,UV用途-UV光硬化(UV curing)處理,UV硬化的原理為不再使用傳統溶劑，取而代之的則是使用特殊的樹脂，並於其中加入感光起始劑(Photoinitiator)。當此種塗料或油墨受到UV光照射時，即產生自由基，這些自由基開始與單體稀釋劑及預聚合體發生連鎖反應，產生聚合現象，而令樹脂瞬間由液體變成固體。因而可立刻進行下一步之製程。UV光波長的選擇則視所使用感光起始劑而不同。兩者必須搭配，始可產生最佳效果。,燈管種類-低壓汞UV燈,亮燈中的汞蒸氣壓在110Pa、是185nm與254nm強力放射之光線光譜的光源。與以UV照射發生的臭氧同時使用，以促進氧化反應。,低壓汞UV燈-主要用途,基

5、板洗淨 光殺菌 光化學反應 水殺菌表面處理與殺菌 臭氧產生 分光器的校正等,燈管種類-高壓汞UV燈,點燈時的汞蒸氣壓為0.55MPa，具有廣泛紫外線領域的光線光譜，可應用於UV固化、或光化學反應試驗等各種領域。,高壓汞UV燈-主要用途,紫外線固化型墨水、塗料、接著劑的固化與乾燥 液晶基板之滴下貼合式的固化 CD與DVD的貼合 化學反應工廠的預備實驗 樹脂塗裝等,燈管種類-超高壓汞燈：,目前，工業上使用的UV設備所使用的光源，主要是氣體放電燈（汞燈）。依據燈內部腔體氣體的壓強的大小分為低壓、中壓、高壓、超高壓，工業的生產固化通常使用高壓汞燈管（熱態時，腔內壓力在0.1-0.5/MPa）。高壓汞燈

6、管可以產生輻射強烈的310nm 、365nm、410nm 等波長的特徵紫外光(UV)、可見光及紅外光（IR）其中365nm為主峰的波長是世界各國常用的、用於固化乾燥的波段（常規所稱謂的UV燈即指365nm的高壓汞燈）。,超壓UV燈-主要用途,半導體回路形成用光源 液晶回路形成用光源 彩色濾光片回路形成用光源 電漿顯示器回路形成用光源 印刷電路板回路形成用光源 MEMS回路形成用光源 其他新的曝光用途等,燈管種類-金屬鹵素燈：,工業的生產固化通常使用高壓汞燈管，由於高壓汞燈管是由單純汞蒸汽被激發，發出不連續特徵光譜，是不“豐富”的，在某些固化得不到理想的效率，故此在其燈管腔內加入相應的鹵化物金屬

7、，如溴化鐵，可使燈的有效紫外線得到加強和豐富起來。,燈管種類-超高壓UV燈,最適合曝光製程的紫外線波長在紫外線波長中，USHIO的超高壓UV燈仍可有效運用3線（436nm405nm365nm)波長,是長效型、且具有穩定放射照度的高亮度光源。配合半導体、液晶彩色濾光片PDP以及印刷基板用線路成形等各用途的燈輸出,燈管種類-氙氣短弧燈,以具有連續光譜的高亮度點光源，放射出人工光源中最接近太陽光的光。從追求自然光的舞台，劇場照明與影像投影機開始，到應用於光學儀器用及加熱上。,氙氣短弧燈-主要用途,影像機器 分析裝置 測定儀器 光學機器 醫療機器 照明（聚光燈、探照燈） 太陽能模擬器 影像檢查裝置 光

8、學測量裝置 光加熱裝置等,燈管種類-準分子(Excimer)燈,封入氙氣的準分子(Excimer)燈（誘電體屏障放電Excimer燈）可有效放射波長180nm以下的VUV（真空紫外線），達到超越以往的化學反應與反應速度。,準分子(Excimer)燈-主要用途,HDD光碟洗淨 阻劑剝離 阻劑殘渣的剝離 塑膠基板的洗淨 金屬表面的清洗與重組 PDP螢光體評估分析評估前的洗淨 氣體分解 形成氧化膜 防止帶電 乾燥 玻璃膠膜的貼合 有機EL封裝管的接合性提升,氙氣(Xenon)說明準分子紫外光產生之原理：,一、首先必須將氣體原子及分子導入激發狀態(Excited state)。由於電子之質量輕，經過外

9、加電場加速後，撞擊氣體分子或原子後，將其激發。若是加諸於上之能量足夠，則可產生連鎖反應，成為電漿(Plasma)。eXeXe* + e二、此時一被激發之氙氣原子與一未被激發之中性氙氣原子碰撞，而產生Dimer state。發生Dimer state的機率則與氣體壓力成正比。Xe + Xe*Xe2*三、由於此狀態非常不穩定，其生命期短，跳回基態，並釋放172nm紫外光能量。Xe2*Xe + Xe + hv,專用波長的紫外光燈，分別為253.6nm及365nm，前者專用於殺菌用， 把有機物分解 ，而後者則用於鑑識用。紫外光在波長260nm，其光粒子能穿透細胞壁將細菌細胞內之核酸分子切斷分解，使細菌

10、喪失生活機能而死亡。,氙氣(Xenon)運用說明,一般低壓水銀燈紫外光有以下之缺點：,一、光譜之頻寬很廣：除了我們所需的紫外光外，尚有紅外光、可見光等；二、所發出紫外光之能量，僅佔全部能量之小部分；三、照射過程會產生高溫。,Excimer UV光源,具有單一波長(monochromatic)高能量輸出的光源，就是熟知的Excimer UV光源 Excimer UV之波長為100nm 360nm之間，其波長可破壞化學鍵結，將材料表面的特定鍵結打斷，因此產生一些特殊之應用。電漿(Plasma)可藉由多種不同電能(Electric Energy)的形式產生，譬如：DC、AC、RF或是微波等。,產品運

11、用介紹-無臭氧UV,此類UV燈較高壓汞燈管具備更優良的性能:即發出強UV光的同時,不產生臭氧,環保,安全,人性化。主要是在高壓汞燈管的基礎上,通過改變管壁材質組成,截止200nm以下波段紫外線光發出,同時對200nm以上紫外線光透過無影響,從而避免短波輻射產生高濃度臭氧,對使用環境及操作人員不利,此類UV燈是更為環保的理想產品之一。,產品運用介紹-光觸媒,現在的光觸媒基本上就是化學原料二氧化鈦，是利用紫外光照射時激發其表面的電子，而讓表面活化，轉而誘使空氣中的氧氣與水分子產生具強力活性的氫氧自由基。殺菌也好、分解有害成份也罷，皆是拜此氫氧自由基的特殊氧化能力所賜。但是一旦沒有紫外光激發，光觸媒本身是十分安定的化學物質，一點功用也沒有。,產品運用介紹-紫外光光照療法,窄頻紫外光B：從寬頻紫外光B又粹取出有療效的波長，為311313 nm，其主要的適應症為乾癬，異位性皮膚炎 (atopic dermatitis)，白斑症，嚴重脂漏症(seborrhic dermatitis)，慢性搔癢症，慢性溼疹，早期的蕈狀肉芽腫 (mycosis fungoides) 以及一些皮膚發炎疾病等，對於疾病的效果比寬頻紫外光B好，產生的副作用也小，是目前照光治療的主流。,產品運用介紹-捕蚊燈,國內捕蚊燈使用兩種不同捕蚊燈管，