UV（紫外線）LED

UV（紫外線）LEDとは

紫外線照射装置技術ナビを運営するARK TECHでは、UV（紫外線）LEDを光源とした照射装置を数多く開発しています。露光・接着・洗浄など、多様な用途で使用されるUV（紫外線）LEDですが、当ページでは、UV（紫外線）LEDとは何かについて、ご説明いたします。

そもそもLEDとは

LEDとは、英語の「Light Emitting Diode」の略語で、光を発するダイオードという意味です。日本語では発光ダイオードとも呼ばれており、電子部品としてはダイオードの分類に入ります。一般的にダイオードと言うと一方向にしか電流を流すことができない部品として知られています。

LEDの発光原理

LEDの構造は、P(Positive)型半導体とN(Negative)型半導体が接合されたPN接合で構成されています。
P型半導体には正孔が多くあり、N型半導体には電子が多くあります。そこに順方向の電圧をかけると電子と正孔がおのおの移動し電流が流れます。電圧をかけるとプラスの正孔とマイナスの電子が接合部で衝突(再結合)し、安定な状態に戻ります。その際、それぞれがもともと持っていたエネルギーより余分なエネルギーが光として放出されます。

UV（紫外線）LEDの種類や特徴

LEDは、PN接合を構成する化合物で発光波長が決まります。つまり、UV（紫外線）LEDとは、紫外線の波長域（10～380nm）の光を発するものをいいます。波長405nmは、可視光なので青色LEDですが、近紫外としてUV（紫外線）LEDとして扱う場合もあります。従来、紫外線を得るためには水銀キセノンランプや超高圧水銀ランプなど、水銀を含むランプが使用されてきました。そのような背景もあり、紫外線を利用した製造装置には、水銀の輝線スペクトルを利用したものが数多くあります。

特に水銀の輝線スペクトルで、波長365nm（i線）と呼ばれる波長で発光するUV（紫外線）LEDは、露光やUV硬化樹脂による接着および封止等の製造や印刷などの生産業用途で利用されています。また、環境負荷軽減の時流においては、水銀を利用しない環境にやさしい紫外線の発光源と言えます。
UV（紫外線）LEDは、従来のUVランプに対して、多くのメリットがありますが、UV（紫外線）LED単体としての紫外線量には限界があるため、複数個のUV（紫外線）LEDを配置して使用しなければなりません。
複数のUV（紫外線）LEDを一体化した発光源にするには、光学特性に合わせたレンズや点灯方式の選定、熱ストレスを軽減するための放熱機構など実用性に配慮したトータル的な設計が必要となります。　

利用価値の高い光深紫外LED

UV（紫外線）LEDの中で100～280nmの光を発するLEDを深紫外LEDと呼びます。現在入手可能なLEDの波長として、265nmと280nmなどがあります。波長365nm同様、水水銀の輝線スペクトルになぞれば、波長254nm付近の光は、産業用途で非常に利用価値が高い光となります。

半導体製造業では、深紫外線のLEDを使用することで波長365nmのLEDでは対応しきれない波長域の処理を従来ランプ方式から代替できる可能性が期待されます。また、深紫外LEDの波長域は、殺菌やバイオ分野での利用が可能となり、更なるLEDの利用分野を広げることが期待されています。

＞＞UV（紫外線）の波長域の254nmについて、主な使用用途はこちら！

UV（紫外線）LEDに関する技術情報・技術コラム

UV（紫外線）LEDを用いたアプリケーション

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