紫外光發光二極體（UV LED）

Posted on 2011/08/21 in 物理, 現代科技簡介 Introductory Modern Technology, 現代科技簡介 Introductory Modern Technology with 尚無留言 8,201 views

紫外光發光二極體（UV LED）
台中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

所謂紫外光發光二極體指的是發光波長在紫外光區域的發光二極體。紫外光發光二極體又可以區分為三種波段:第一段是 UVA、第二段是 UVB、第三段式 UVC。

UVA 指的是發光波長在 $$320～$$400$$ 奈米。UVB 指的是發光波長在 $$280$$～$$320$$ 奈米、UVC 指的是發光波長在 $$280$$ 奈米以下。

UVA 因為最接近紫光，所以又可被稱為近紫外光(Near UV, NUV)。UVC因為接近X光，遠離紫光，所以被稱為深紫外光(Deep UV, DUV)。

UVA因為相對於其他紫外光而言波長較長，再加上核酸與蛋白質對這個波段的吸收比較低，因此近紫外光對生物體的損害較輕的紫外光。

紫外光發光二極體在照明方面可以用來做成白光發光二極體(white LED)，裡用紫外光激發不同螢光粉，而發出紅綠藍三種光，就可以形成白光。這種白光具有眼色性佳與轉換效率高的優點。因此是深具市場潛力的白光發光二極體候選人，但是缺點是目前還有發光效率夠高的紫外光發光二極體，因此仍有一段路要走。

除了在照明應用以外，紫外光發光二極體還可以用在偽鈔或骨董的鑑定、螢光物質洩漏調查檢驗、消毒殺菌、調查人或動物的流體、礦物寶石發光檢驗與油汙測試幾方面，是極具潛力的新興光電產品。但因為紫外光發光二極的發光波段屬於紫外光，因此在使用上必須特別小心，盡量避免眼睛直視，或暴露在紫外光源過長的時間，以面造成眼睛的傷害。

就材料而言，近紫外光發光二極體可以用氮化銦鎵(InGaN)來當成量子井(quantum well)的材料，而以氮化鎵(GaN)作為井障(barrier)的材料，但是這種紫外光發光二極體的井深很淺，因此電子溢流(electron leakage)相當嚴重，因此一直無法提升發光性能。

而在深紫外光發光二極的部分，可以用氮化鋁鎵(AlGaN)來當作量子井的材料，而以氮化鎵作為井障的材料，但是這種紫外光發光二極體因為採用的鋁原子極容易氧化，而使得高品質的氮化鋁鎵晶體無法達成，因此晶體品質不好，造成缺陷過多而影響性能。

目前日亞(Nichia)公司是世界上製造紫外光發光二極體的領先者之一，所製造出的紫外光發光二極體，操作電壓在 $$3$$～$$4$$ 伏特 $$(V)$$，電流約在 $$20$$～$$30$$ 毫安培 $$(mA)$$，價格每顆約在數百元不等。