UV-LED光源の発光の原理・仕組み

01 知ってほしいLEDのこと

UV-LEDとは

UV-LEDとは、LED（Light Emitting Diode、発光ダイオード）を使用した光源のことです。例えば、私たちの生活においては、LED電球が広く普及しており、実際使用しているご家庭も多いのではないでしょうか。

LED電球は、白熱電球や蛍光灯に代わる省エネルギーで長寿命な照明器具です。LEDと呼ばれる半導体素子が光を放出する特性を利用しています。

UV-LEDは、省エネルギーで長寿命、更に即時点灯・調光性にも優れているといった様々なメリットがあります。詳しくは下記をご確認ください。

UV-LED光源が発光する原理・仕組み

LEDの発光は、LED素子内において、PN接合で順方向の電圧をかけると正孔と電子がそれぞれPN接合部に移動し、衝突（再結合）することによって起こります。
電子がエネルギーの高い伝導体からエネルギーの低い価電子帯へ移動する際、余ったエネルギーが光に変換され、放出されます。

具体的には下図のように、p型半導体とn型半導体がLED素子内で接合されており、順方向の電流が流れると接合部にて電子とホールが再結合し、そのエネルギーが光として放出されます。

このとき発光波長（発光色）は、このエネルギーの差（バンドギャップ）の大小によって決まります。このエネルギー差は半導体の材料で異なり、この差が大きいほどエネルギーが高い光（短い波長の光）が放出されます。

UVランプ光源の発光原理との違い

UVランプ光源は、アーク放電により励起された金属蒸気が基底状態に戻る際、エネルギー差が光として放出される現象を主に利用します。

UVランプの構造としては、一般的(オプションによって構成は異なる）に、ランプを点灯させるためのランプ電源部、楕円ミラーを用いてランプの光を集光させるミラーユニット部、出射光量を調整する絞りユニット部、光の出射ON/OFFを制御するシャッターユニット部、光を目的位置へ伝搬するUVライトガイド部で構成されています。

＞＞UV光源の構造