265nm-280nm高出力市販品の紫外C-LED(UVC-LEDs)の主な性能は、駆動電圧(5.5V)、駆動電流(350mA)において出力が50mW、電力光変換効率は2~3％程度である。電力光変換効率の内訳は、注入効率を含めた内部量子効率が60%、電圧効率が80％、光取出し効率は5％程度と見積もられる。光取出し効率が低い主な要因は、UVC光がp-GaNコンタクト層で吸収される事、LED素子と空気の界面で内部全反射が起こる事である。
現在光取出し効率を改善する方法として、UVC光に対して透明なp-AlGaNコンタクト層の導入、p-GaNコンタクト層におけるUVC光の吸収を抑制する反射型フォトニック結晶の形成、並びに光取出し面への半球レンズの直接接合など、様々な要素技術が開発されている。一方、市場においてはこの数年来、殺菌・水道水の浄化以外にもUVC樹脂硬化、環境、農業などへの適用事例が紹介されている。
本講演では、上記要素技術に関する産業実用化の可能性と用途適用に繋がるロードマップについて紹介する。

ここ数年UV-A LEDsは効率が60％を超えてコストが著しく低下している、これによりUV-LEDによる樹脂硬化を可能にし、ほとんどのLEDsに関して1-2 A/mm2動作が可能となった。同時に高出力を必要とする大容積3Dプリンティングのような新規用途が現れている。これらの用途に向けて、かつ、旧来用途のシステムスピードを改善する為に、Luminus Devicesは商品市場において最も電流密度の高い4 A/mm2動作を可能にするUV-A LEDsを開発いたしました。この次世代LEDsは4 A/mm2動作で信頼性があり、2 A/mm2動作より出力で74％まで高くすることが可能である。
今回は、次世代LEDsの性能・特徴と、斬新で新規な用途を可能にするロードマップを紹介する。また、UVC-LEDsは未だ電力光変換効率が2-4%と低く出力も100mW程度である。しかし、UVC-LEDsは水銀ランプの代替のみならず、全く新しい市場を創生しつつある。今回は、将来数年内に可能となる用途例に沿ってUVC-LEDsの現況を紹介する。

・UV-LED市場の低出力/高出力市場の展望

・UV-LED市場の技術ロードマップ

・UV-LED市場の市場展開までの課題

・有力メーカーの動向と参入メーカー一覧