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UV-LED

深紫外LED光源モジュール
Deep UV LED Light Module

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液晶バックライト・照明分野で培った高輝度青色LED技術を応用し、深紫外領域における高性能UV-LED光源モジュールを開発。
深紫外LEDに必要な放熱対策・耐湿度対策を施した光源モジュールを提供します。

Developed high performance UV-LED Light Module in Deep UV region, by applying high brightness blue LED technology cultivated in the field of liquid crystal backlight and lighting.
We offer thermal controled and water protected Light Module.

「第6回 紫外線フェア」に出展致します

紫外線(UV)波長と応用分野

可視光線よりも波長の短い光を紫外線(UV)と呼び、その波長によりUV-A,B,Cに分類されます。
これらの波長帯によって異なる応用分野が存在します。UVC波長は深紫外とも呼ばれています。

弊社はInGaN系青色LEDで培った技術を活用し、AlGaN系であるUV-C LED及び応用製品を提案致します。

UV-LEDの応用分野

UV殺菌(不活化)のメカニズム

UVによる殺菌作用のメカニズムは、未だに解明されていない部分もありますが、おおよそ以下のように言われています。

殺菌作用は、280nm未満のUVC領域において顕著にその効果を発現します。

生物中の核酸物質の紫外線吸収特性は、UVC領域にあります(図1)。

細菌内部の核酸が紫外線吸収し、化学変化を起こし、新陳代謝を阻害し、やがては原形質破壊するとされています(図2)。

紫外線の殺菌能力は、菌の種類、温度や湿度などの環境条件によって変わりますが、

紫外線照射エネルギー(mJ/㎠)すなわち、紫外線照度(mW/㎠)と照射時間(秒)との掛け算にて表すことができます。

  • 紫外線照射エネルギー(mJ/㎠)=紫外線照度(mW/㎠)×照射時間(秒)

また、UVCの光は微生物を不活化する能力があり、飲料水等の殺菌ニーズでは、大腸菌などの不活化だけでなく、塩素では不活化できない有害な微生物である「クリプトスポリジウム」を不活化させることができます。

その為、UVC光源が「安全な水供給」の一助となる事が期待されています。

図1:紫外領域における核酸の吸収スペクトル

図2:UV光による核酸破壊のイメージ

紫外線による殺菌・不活化

殺菌能力の実例として、UV-C LED(発光波長280nm、紫外線出力3mW)を用いた大腸菌NBRC3972への照射試験結果を示します。

一定量に希釈した菌液の入った容器の上面22mmよりLED照射を行い、菌液を寒天培地にて培養し、生菌数測定から不活化率を求めました(表1・図3)。
3mWといった、比較的紫外線照度の低い条件下であっても、大腸菌の不活化効果が顕著に現れております。

表1:紫外線照射試験結果

試験実施:(一財)日本食品分析センター

照射時間 未照射 30秒 60秒 120秒 300秒 600秒
紫外線照度(㎽/㎠) 0.163mW/㎠
紫外線照度エネルギー(mJ/㎠) 5.01 10.02 20.04 50.1 100.2
生菌数 9.0×105 5.6×105 1.6×105 4 <1 <1
不活化率 38% 82% 99.999% ≥99.999% ≥99.999%

図3:大腸菌NBRC3972への紫外線照射試験後の培養結果

従来のUV光源(水銀ランプ) との比較

  UV-LED 水銀ランプ
①環境負荷 水銀フリー 水銀使用
②点灯 瞬時点灯 点灯までに時間かかる
(ウォームアップタイム必要)
③光源・電源 大きさ 小型 大型
④発光波長 単一波長
(弊社ご提案 : 270~280nm)
複数波長混在
(DUV領域以外も含む)
⑤動作電圧 低電圧
数 V
高電圧
100 ~ 数万 V
⑥発熱 素子自体が発熱 管球発熱
⑦耐水・耐湿性 光源に防水・防湿対策必要 口金以外は防水されている

UV-LEDは、水銀ランプと比較して優れた特徴(①~⑤)が多くあります。
しかし、⑥発熱⑦耐水・耐湿性という点で課題があり、ユーザー側で放熱設計、密閉設計(UVC波長を透過する密閉ハウジング設計)を施す必要がありました。
弊社はこの課題を解決する光源モジュールをご提案致します。

深紫外LED光源モジュールのご紹介

高湿度条件下など使用環境に対応した設計を実施。
表面殺菌、流水殺菌、空気清浄に適した、最新の高出力深紫外光を手軽に使用できる光源モジュールです。

  • 発光波長:275/280nm
  • 出力:Typ. 40mW (IF=350mA)
  • ウイルス・各種殺菌不活化、カビ発生防止に有効

特長

  1. 放熱設計不要

    • Ta=40℃まで対応したヒートシンク放熱設計(@350mA)
  2. 耐湿・耐水設計不要

    • UV-LEDを高湿度条件下にて保護する密閉構造。
  3. 光学設計可能

    • 配光制御のご相談も承ります。

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