แสงอัลตราไวโอเลตเกิดขึ้นระหว่างสเปกตรัมที่มองเห็นและรังสีเอกซ์ ช่วงความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตถูกระบุเป็น 10 นาโนเมตรถึง 400 นาโนเมตร; อย่างไรก็ตาม บริษัท optoelectronic หลายแห่งยังพิจารณาความยาวคลื่นสูงถึง 430nm เพื่อให้อยู่ในช่วง UV แสงอัลตราไวโอเลตได้ชื่อมาจากสี "ม่วง" ที่ผลิตในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมแม้ว่าแสงยูวีจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า
สเปกตรัมสีที่เน้น UV-A, UV-B และ UV-C
UV LEDs มีการเติบโตอย่างมากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา นี่ไม่ใช่แค่ผลลัพธ์ของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการผลิตอุปกรณ์โซลิดสเตทยูวีเท่านั้น แต่ยังเป็นความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องสำหรับวิธีการผลิตแสงยูวีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งปัจจุบันถูกครอบงำด้วยหลอดปรอท ข้อเสนอปัจจุบันของ UV LEDs ในตลาด optoelectronics ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ตั้งแต่ประมาณ 265nm - 420nm พร้อมรูปแบบบรรจุภัณฑ์ที่หลากหลายรวมถึงรูเจาะพื้นผิวและ COB (Chip-On-Board) มีแอพพลิเคชั่นพิเศษมากมายสำหรับตัวปล่อย UV LED; อย่างไรก็ตาม แต่ละรายการจะขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นและกำลังขับอย่างมาก โดยทั่วไปแล้ว แสงยูวีสำหรับ LED สามารถแบ่งออกเป็น 3 ส่วนทั่วไป เหล่านี้จัดอยู่ในประเภท UV-A, UV-B และ UV-C (ดูแผนภูมิด้านล่าง)
การใช้งาน อุปกรณ์ประเภท UVA “บน” มีวางจำหน่ายตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1990 ไฟ LED เหล่านี้เคยถูกใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น การตรวจจับหรือตรวจสอบการปลอมแปลง (สกุลเงิน ใบขับขี่ เอกสาร ฯลฯ) และนิติเวช (การสืบสวนที่เกิดเหตุ) เป็นต้น ความต้องการเอาท์พุตพลังงานสำหรับการใช้งานเหล่านี้ต่ำมาก และความยาวคลื่นจริงที่ใช้อยู่ในช่วง 390 นาโนเมตร – 420 นาโนเมตร ในเวลานั้นความยาวคลื่นที่ต่ำกว่าไม่สามารถใช้ในการผลิตได้ เนื่องด้วยอายุการใช้งานยาวนานในตลาดและความง่ายในการผลิต ไฟ LED ประเภทนี้จึงหาซื้อได้ง่ายจากแหล่งต่างๆ และราคาถูกที่สุดของผลิตภัณฑ์ UV ทั้งหมด พื้นที่ส่วนประกอบ LED UVA "ระดับกลาง" มีการเติบโตมากที่สุดในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การใช้งานส่วนใหญ่ในช่วงความยาวคลื่นนี้ (ประมาณ 350 นาโนเมตร - 390 นาโนเมตร) ใช้สำหรับบ่มด้วยแสงยูวีของวัสดุทั้งในเชิงพาณิชย์และทางอุตสาหกรรม เช่น กาว สารเคลือบ และหมึกพิมพ์ LED มีข้อได้เปรียบเหนือเทคโนโลยีการบ่มแบบดั้งเดิม เช่น ปรอทหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ เนื่องจากประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น ต้นทุนในการเป็นเจ้าของที่ต่ำลง และการย่อขนาดระบบ แนวโน้มการใช้ LED สำหรับการบ่มเพิ่มขึ้นเนื่องจากห่วงโซ่อุปทานกำลังผลักดันให้นำเทคโนโลยี LED มาใช้อย่างต่อเนื่อง แม้ว่าค่าใช้จ่ายของช่วงความยาวคลื่นนี้จะสูงกว่าพื้นที่ UVA ด้านบนอย่างมาก แต่ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในการผลิตและปริมาณที่เพิ่มขึ้นก็ส่งผลให้ราคาตกต่ำลงอย่างต่อเนื่อง ช่วง UVA "ล่าง" และ "ด้านบน" UVB (ประมาณ 300 นาโนเมตร - 350 นาโนเมตร) เป็นช่วงแนะนำล่าสุดสู่ตลาด อุปกรณ์เหล่านี้มีศักยภาพในการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการบ่มด้วยแสงยูวี ชีวการแพทย์ การวิเคราะห์ DNA และการตรวจจับประเภทต่างๆ มีการเหลื่อมกันอย่างมีนัยสำคัญในช่วงสเปกตรัมยูวีทั้ง 3 ช่วง; ดังนั้น เราต้องพิจารณาไม่เฉพาะสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันเท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาด้วยว่าวิธีใดคือโซลูชันที่คุ้มค่าที่สุด เนื่องจากความยาวคลื่นที่ต่ำลง โดยปกติแล้ว ต้นทุน LED จะสูงขึ้น ช่วง UVB "ล่าง" และ "ด้านบน" UVC (ประมาณ 250 นาโนเมตร - 300 นาโนเมตร) เป็นพื้นที่ที่ยังคงอยู่ในวัยเด็กเป็นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม มีความกระตือรือร้นและความต้องการผลิตภัณฑ์นี้อย่างมากในระบบกรองอากาศและน้ำ ปัจจุบันมีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งที่สามารถผลิตหลอด UV LED ในช่วงความยาวคลื่นนี้ และแม้แต่ในจำนวนที่น้อยกว่าที่ผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีอายุการใช้งาน ความน่าเชื่อถือ และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่เพียงพอ ด้วยเหตุนี้ ต้นทุนของอุปกรณ์ในกลุ่ม UVC/B จึงยังคงสูงมากและอาจมีค่าใช้จ่ายสูงในบางการใช้งาน การเปิดตัวระบบฆ่าเชื้อด้วย UVC LED เชิงพาณิชย์เครื่องแรกในปี 2555 ได้ช่วยขับเคลื่อนตลาดให้ก้าวไปข้างหน้าไปยังที่ที่หลายๆ บริษัทกำลังดำเนินการหาผลิตภัณฑ์ที่ใช้ LED อย่างจริงจัง คำถามทั่วไปเกี่ยวกับ LED อัลตราไวโอเลตคือ: มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยหรือไม่? ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น แสงยูวีมีระดับต่างๆ แหล่งกำเนิดแสงยูวีที่คุ้นเคยและนิยมใช้กันมากที่สุดแหล่งหนึ่งคือ "หลอดไฟสีดำ" ผลิตภัณฑ์นี้ถูกใช้มานานหลายทศวรรษเพื่อสร้างเรืองแสงหรือเรืองแสงที่ส่งผลต่อโปสเตอร์บางประเภทตลอดจนสำหรับการใช้งานอื่นๆ เช่น การรับรองความถูกต้องของภาพวาดและสกุลเงิน แสงที่ผลิตขึ้นจากการทำความเข้าใจการใช้งานและข้อควรระวัง LED อัลตราไวโอเลต
หลอดไฟเหล่านี้มักอยู่ในสเปกตรัม UVA "ด้านบน" ซึ่งมีความยาวคลื่นใกล้เคียงที่สุดกับช่วงที่มองเห็นได้โดยมีพลังงานค่อนข้างต่ำ สเปกตรัม UVA ส่วนนี้เป็นสเปกตรัมที่ปลอดภัยที่สุดในบรรดาสเปกตรัมต่างๆ ของแสงยูวีทั้งสาม แม้ว่าการเปิดรับแสงในระดับสูงจะเชื่อมโยงกับมะเร็งผิวหนังในมนุษย์ รวมถึงปัญหาอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้น เช่น การเร่งอายุของผิวหนัง ไฟ LED (ซึ่งต่างจากหลอดไส้หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์มาตรฐาน) ก็มีทิศทางสูงด้วยมุมการรับชมที่แคบมาก การมองเข้าไปใน UV LED โดยตรงอาจเป็นอันตรายต่อดวงตา ทางที่ดีควรจำกัดการสัมผัสกับผลิตภัณฑ์ที่ผลิตรังสี UVA UVC และสเปกตรัมของแสง UVB ส่วนใหญ่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการฆ่าเชื้อโรคและฆ่าเชื้อ แสงที่ผลิตด้วยความยาวคลื่นเหล่านี้ไม่เพียงแต่เป็นอันตรายต่อจุลินทรีย์เท่านั้น แต่ยังเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นๆ ที่อาจสัมผัสกับแสงดังกล่าว หลอดไฟ LED เหล่านี้ควรได้รับการปกป้องเสมอและไม่ควรมองเห็นด้วยตาเปล่า แม้ว่าจะดูเหมือนว่าแสงเล็ดลอดออกมาจากอุปกรณ์เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยก็ตาม การสัมผัสกับความยาวคลื่นเหล่านี้อาจทำให้เกิดมะเร็งผิวหนังและการสูญเสียการมองเห็นชั่วคราวหรือถาวรหรือการด้อยค่า อุปกรณ์ UV ทั้งหมดควรมีป้ายเตือนคล้ายกับฉลากที่แสดงด้านล่าง (จัดทำโดย Marktech Optoelectronics) นอกจากนี้ ก่อนซื้อ LED UVC หรือ UVB ผู้ผลิตหลายรายกำหนดให้ลูกค้าแต่ละรายลงนามในเอกสารที่ระบุว่าเข้าใจและตกลงตามข้อควรระวังเกี่ยวกับการใช้และการจัดการผลิตภัณฑ์เหล่านี้
รูปที่ 3 แผนผังของ LED มาตรฐาน
โดย Vincent C. Forte – มกราคม 2014 Vincent เป็นประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของ Marktech Optoelectronics ในเมือง Latham รัฐนิวยอร์ก เขาทำงานด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์มาเกือบ 30 ปีแล้ว และได้เขียนหรือร่วมเขียนบทความหลายเรื่องเกี่ยวกับเทคโนโลยี LED การปรับปรุงที่สำคัญหลายประการสำหรับ LED และแอพพลิเคชั่นของพวกเขานั้นเป็นผลโดยตรงจากการป้อนข้อมูลและประสบการณ์จริงของ Vincent
