AlGaN 深紫外LED の進展と今後の展望

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理化学研究所 平山 秀樹、前田 哲利、藤川 紗知恵、豊田 史朗、金澤 裕也
埼玉大学 鎌田 憲彦
パナソニック 椿 健治,阪井 淳、高野 隆好、美濃 卓哉、野口 憲路

1.はじめに

AlGaN 深紫外LED(deep-UV(DUV)-LED)は殺菌への応用が可能であり、今後の幅広い市場展開が期待されている。DUV-LED の効率は最近5〜10 % 程度に達し、殺菌用途として実用化がいよいよ可能になってきた。これまでDUV-LED の発光効率は、青色LED などに比べ非常に低いことが問題であったが、AlN 結晶の高品質化による発光効率の向上や電子注入効率の向上などの技術開発を経て、高効率化が可能になってきた。また、本稿で述べるように、最後に問題となっている光取出し効率に関しても解決しつつある。光取出しに関して遜色ない構造が実現すれば、今後、DUVLEDの効率は青色LED の効率に追従し、数十%のオーダーに向上させることが可能である。本稿では、DUV-LED のこれまでの開発の経緯と今後の展望を述べ、さらに、理研とパナソニックで共同開発に成功した殺菌用DUV-LED モジュールの市販品に関しても紹介する。

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年 代

技 術

1970年代

日米欧で研究開発が始まる。

1980

日本から光造形法の特許出願。

1986

米国で光造形法の特許成立。

1987

世界初の3Dプリンタ発売。

1988

米国で熱溶融積層法の特許成立。

2005

英国でRepRapプロジェクト発足。

2008

熱溶解積層法の特許が失効し、主にパーソナル用途にさまざまなメーカが参入。

2012

米国で3Dプリンタの研究機構(NAMII)設立。

2013

オバマ大統領が3Dプリンタによる米国の製造業回帰を一般教書演説。

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方 式

特 徴

光造形法

光硬化性樹脂を用い、レーザ光を集光して2次元走査し、樹脂を一層ずつ固化させる。大型の試作品の製造も可能。

熱溶解積層法

熱で溶かした樹脂を型に押し付けて成型する。熱可塑性樹脂を用いることができる。

粉末焼結法

高出力レーザ光を集光し、樹脂や金属などの粉末を部分的に固化させる。

粉末接着法

主に石膏粉からなる粉末をノズルから噴出する接着剤によって部分的に固化する。

面露光法

光造形法の一種である。一層のデータをプロジェクタによって一括照射して固化させる。

インクジェット法

光造形法の一種である。インクジェットノズルによって樹脂を塗布し、露光して固化させる。

 

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