Ultrafiolett lys oppstår mellom det synlige og røntgenspekteret. Det ultrafiolette bølgelengdeområdet er spesifisert som 10 nm til 400 nm; Imidlertid anser mange optoelektroniske selskaper også bølgelengder så høye som 430nm for å være i UV-området. Ultrafiolett lys har fått navnet sitt på grunn av den "fiolette" fargen det produserer i den synlige delen av spekteret, selv om mye av utgangen av UV-lys ikke er synlig for det menneskelige øyet.
Fargespekter som fremhever UV-A, UV-B og UV-C
UV-lysdioder har sett en enorm vekst de siste årene. Dette er ikke bare et resultat av teknologiske fremskritt innen produksjon av solid state UV-enheter, men den stadig økende etterspørselen etter miljøvennlige metoder for å produsere UV-lys som for tiden domineres av kvikksølvlamper. Det nåværende tilbudet av UV-lysdioder i optoelektronikkmarkedet består av produkter fra omtrent 265 nm – 420 nm med en rekke pakkestiler, inkludert gjennomgående hull, overflatemontering og COB (Chip-On-Board). Det er mange unike bruksområder for UV LED-emittere; hver er imidlertid sterkt avhengig av bølgelengde og utgangseffekt. Generelt kan UV-lys for LED deles inn i 3 generelle områder. Disse er klassifisert som UV-A, UV-B og UV-C. (Se diagrammet nedenfor)
Applikasjoner De "øvre" UVA-typene har vært tilgjengelige siden slutten av 1990-tallet. Disse lysdiodene har tradisjonelt blitt brukt i applikasjoner som forfalskning eller validering (valuta, førerkort, dokumenter osv.) og etterforskning (kriminalitetsundersøkelser) for å nevne noen. Kravene til utgangseffekt for disse applikasjonene er svært lave, og de faktiske bølgelengdene som brukes er i området 390nm – 420nm. Lavere bølgelengder var ikke tilgjengelig på den tiden for produksjonsbruk. Som et resultat av deres lange levetid på markedet og den enkle produksjonen, er disse LED-lysene lett tilgjengelige fra en rekke kilder og den billigste av alle UV-produkter. Området for "midt" UVA LED-komponenter har hatt den største veksten de siste årene. De fleste bruksområdene i dette bølgelengdeområdet (omtrent 350nm – 390nm) er for UV-herding av både kommersielle og industrielle materialer som lim, belegg og blekk. LED gir betydelige fordeler i forhold til tradisjonelle herdeteknologier som kvikksølv eller fluorescerende på grunn av økt effektivitet, lavere eierkostnader og systemminiatyrisering. Trenden med å bruke LED for herding øker ettersom forsyningskjeden kontinuerlig presser på for å ta i bruk LED-teknologi. Selv om kostnadene for dette bølgelengdeområdet er betydelig større enn det øvre UVA-området, driver raske fremskritt i produksjonen samt økende volumer stadig ned prisene. De "nedre" UVA- og "øvre" UVB-områdene (omtrent 300nm – 350nm) er den siste introduksjonen til markedet. Disse enhetene tilbyr potensialet til å brukes i en rekke applikasjoner, inkludert UV-herding, biomedisinsk, DNA-analyse og ulike typer sensing. Det er betydelig overlapping i alle 3 UV-spektralområdene; derfor må man vurdere ikke bare hva som er best for applikasjonen, men også hva som er den mest kostnadseffektive løsningen, siden jo lavere bølgelengde, typisk jo høyere er LED-kostnaden. De "nedre" UVB- og "øvre" UVC-områdene (omtrent 250nm – 300nm) er et område som fortsatt er veldig i sin spede begynnelse, men det er stor entusiasme og etterspørsel etter dette produktet i luft- og vannrensesystemer. Det er for tiden bare en håndfull selskaper som er i stand til å produsere UV-lysdioder i dette bølgelengdeområdet og til og med en mindre mengde som produserer produkter med tilstrekkelig levetid, pålitelighet og ytelsesegenskaper. Som et resultat er kostnadene for enheter i UVC/B-serien fortsatt svært høye og kan være uoverkommelige i noen applikasjoner. Introduksjonen av det første kommersielle UVC LED-baserte desinfeksjonssystemet i 2012 har bidratt til å flytte markedet videre til der mange selskaper nå seriøst søker etter LED-baserte produkter. Forholdsregler Et vanlig spørsmål angående ultrafiolette lysdioder er: Utgjør de noen sikkerhetsrisiko? Som beskrevet ovenfor er det forskjellige nivåer av UV-lys. En av de mest brukte og kjente kildene for å produsere UV-effekt er den "svarte lyspæren". Dette produktet har blitt brukt i flere tiår for å produsere en glødende eller fluorescerende effekt på spesifikke typer plakater så vel som for andre bruksområder som autentisering av malerier og valuta. Lyset som produseres av Understanding Ultraviolet LED Applications and Precautions
disse pærene er vanligvis i det "øvre" UVA-spekteret som er nærmest i bølgelengde til det synlige området med relativt lav energi. Denne delen av UVA-spekteret er den sikreste av de tre forskjellige spektrene av UV-lys, selv om høy eksponering har vært knyttet til hudkreft hos mennesker, så vel som andre potensielle problemer som akselererende aldring av huden. LED (i motsetning til standard glødelamper eller lysrør) er også svært retningsbestemte med svært smale synsvinkler. Å se direkte inn i en UV-LED kan være skadelig for øynene. Det er best å begrense eksponeringen for UVA-produserende produkter. UVC og mye av UVB lysspektrene brukes primært til bakteriedrepende og steriliseringsformål. Lys som produseres ved disse bølgelengdene er ikke bare skadelig for mikroorganismer, men er farlig for mennesker og andre former for liv som kan komme i kontakt med det. Disse LED-lampene skal alltid være skjermet og aldri være synlige for det blotte øye selv om det kan se ut som om det kommer lite eller intet lys fra enheten. Eksponering for disse bølgelengdene kan forårsake hudkreft og midlertidig eller permanent synstap eller svekkelse. Alle UV-enheter bør ha advarselsetiketter som ligner på etiketten vist nedenfor (levert av Marktech Optoelectronics). I tillegg, før de kjøper en UVC eller UVB LED, krever mange produsenter at hver kunde signerer et dokument som sier at de forstår og godtar forholdsreglene angående bruk og håndtering av disse produktene.
Figur 3, skjematisk standard LED.
Av Vincent C. Forte – januar 2014 Vincent er Chief Technology Officer for Marktech Optoelectronics i Latham, New York. Han har vært innen optoelektronikk i nesten 30 år og har skrevet eller medforfatter flere artikler knyttet til LED-teknologi. Mange betydelige forbedringer av lysdioder og deres applikasjoner er direkte et resultat av Vincents innspill og praktiske erfaring
