Ultraviolett ljus uppstår mellan det synliga och röntgenspektrumet. Ultraviolett våglängdsområde anges som 10 nm till 400 nm; men många optoelektroniska företag anser också att våglängder så höga som 430nm är i UV-området. Ultraviolett ljus får sitt namn på grund av den "violetta" färgen den producerar i den synliga delen av spektrumet även om mycket av uv-ljusets utgång inte är synlig för det mänskliga ögat.
Färgspektrum som belyser UV-A, UV-B och UV-C
UV-lysdioder har haft en enorm tillväxt under de senaste åren. Detta är inte bara resultatet av tekniska framsteg inom tillverkning av UV-enheter med fast tillstånd, utan också den ständigt ökande efterfrågan på miljövänliga metoder för att producera UV-ljus som för närvarande domineras av kvicksilverlampor. Det nuvarande utbudet av UV-lysdioder på optoelektronikmarknaden består av produkter från cirka 265nm - 420nm med en mängd olika förpackningsstilar inklusive genomgående hål, ytmontering och COB (Chip-On-Board). Det finns många unika applikationer för UV LED-sändare; Var och en är dock starkt beroende av våglängd och uteffekt. I allmänhet kan UV-ljus för lysdioder delas upp i 3 allmänna områden. Dessa klassificeras som UV-A, UV-B och UV-C. (Se diagram nedan)
Tillämpningar De "övre" UVA-typenheterna har varit tillgängliga sedan slutet av 1990-talet. Dessa lysdioder har traditionellt använts i applikationer som förfalskad upptäckt eller validering (Valuta, körkort, dokument etc) och kriminalteknik (Brottsplatsundersökningar) för att nämna några. Uteffektkraven för dessa applikationer är mycket låga och de faktiska våglängderna som används ligger i intervallet 390nm - 420nm. Lägre våglängder var inte tillgängliga vid den tiden för produktionsanvändning. Som ett resultat av deras livslängd på marknaden och den enkla tillverkningen är dessa typlampor lätt tillgängliga från en mängd olika källor och den billigaste av alla UV-produkter. Det "mellersta" UVA LED-komponentområdet har sett den största tillväxten under de senaste åren. Majoriteten av applikationerna i detta våglängdsområde (cirka 350nm - 390nm) är för UV-härdning av både kommersiella och industriella material som lim, beläggningar och bläck. Lysdioder erbjuder betydande fördelar jämfört med traditionell härdningsteknik som kvicksilver eller fluorescerande på grund av ökad effektivitet, lägre ägandekostnad och systemminiaturisering. Trenden att använda lysdioder för härdning ökar i takt med att leveranskedjan ständigt driver på för att införa LED-teknik. Även om kostnaderna för detta våglängdsområde är betydligt större än det övre UVA-området, driver snabba framsteg inom tillverkning och ökande volymer stadigt ner priserna. De "lägre" UVA- och "övre" UVB-intervallen (cirka 300nm - 350nm) är den senaste introduktionen till marknaden. Dessa enheter erbjuder potential att användas i en mängd olika tillämpningar, inklusive UV-härdning, biomedicinsk, DNA-analys och olika typer av avkänning. Det finns betydande överlappning i alla 3 av UV-spektralområdet; Därför måste man överväga inte bara vad som är bäst för applikationen, men också vad som är den mest kostnadseffektiva lösningen, eftersom ju lägre i våglängd, vanligtvis desto högre LED-kostnad. De "lägre" UVB- och "övre" UVC-intervallen (cirka 250nm - 300nm) är ett område som fortfarande är mycket i sin linda, men det finns stor entusiasm och efterfrågan på denna produkt i luft- och vattenreningssystem. Det finns för närvarande bara en handfull företag som kan tillverka UV-lysdioder i detta våglängdsområde och till och med en mindre mängd som producerar produkter med tillräcklig livslängd, tillförlitlighet och prestandaegenskaper. Som ett resultat är kostnaderna för enheter i UVC / B-sortimentet fortfarande mycket höga och kan vara kostnadsöverkomliga i vissa applikationer. Införandet av det första kommersiella UVC LED-baserade desinfektionssystemet 2012 har bidragit till att föra marknaden framåt till där många företag nu på allvar rensar LED-baserade produkter. Försiktighetsåtgärder En vanlig fråga om ultravioletta lysdioder är: Utgör de några säkerhetsrisker? Som beskrivits ovan finns det olika nivåer av UV-ljus. En av de vanligaste och mest kända källorna för att producera UV-utgång är den "svarta glödlampan". Denna produkt har använts i årtionden för att producera en glödande eller fluorescenspåverkan på specifika typer av affischer samt för andra applikationer som autentisering av målningar och valuta. Ljuset som produceras genom att förstå ultravioletta LED-applikationer och försiktighetsåtgärder
dessa glödlampor är vanligtvis i det "övre" UVA-spektrumet som är närmast i våglängd till det synliga området med relativt låg energi. Denna del av UVA-spektrumet är den säkraste av de tre olika spektra av UV-ljus, även om hög exponering har kopplats till hudcancer hos människor samt andra potentiella problem som accelererande hudåldring. Lysdioder (i motsats till vanliga glödlampor eller fluorescerande glödlampor) är också mycket riktade med mycket smala betraktningsvinklar. Att titta direkt i en UV-LED kan vara skadligt för ögonen. Det är bäst att begränsa exponeringen för UVA-producerande produkt. UVC och en stor del av UVB-spektrumen av ljus används främst för bakterie- och steriliseringsändamål. Ljus som produceras vid dessa våglängder är inte bara skadligt för mikroorganismer, men är farliga för människor och andra former av liv som kan komma i kontakt med det. Dessa LED-lampor ska alltid vara avskärmade och aldrig synliga för blotta ögat även om det kan tyckas att lite eller inget ljus kommer från enheten . Exponering för dessa våglängder kan orsaka hudcancer och tillfällig eller permanent synförlust eller försämring. Alla UV-enheter ska ha varningsetiketter som liknar etiketten nedan (tillhandahålls av Marktech Optoelectronics). Dessutom, innan de köper en UVC- eller UVB-LED, kräver många tillverkare att varje kund undertecknar ett dokument som anger att de förstår och samtycker till försiktighetsåtgärderna för användning och hantering av dessa produkter.
Bild 3, Schematisk standard-LED.
Av Vincent C. Forte – januari 2014 är Vincent Chief Technology Officer för Marktech Optoelectronics i Latham, New York. Han har varit inom optoelektronikområdet i nästan 30 år och har författat eller varit medförfattare till flera artiklar om LED-teknik. Många betydande förbättringar av lysdioder och deras applikationer har direkt resulterat från Vincents input och praktiska erfarenhet
