日亜化学工業

　産業技術総合研究所（産総研）と日亜化学工業は、LEDを使用した全方向に可視波長全域の光を放射する標準光源の試作品を共同開発した。照明産業の持続的な発展への貢献と、照明光源の評価の高精度化が期待される。

　照明光源の明るさの指標である全光束は、標準光源との比較測定で決定される。標準光源には、主に白熱電球形の標準電球が使われるが、全方向光放射に適した形状のフィラメントやガラスバルブなどは熟練職人の手作りである上、LED照明の普及による白熱電球生産の縮小・停止の影響もあり、代替の標準光源が必要とされている。

　標準光源には光強度の安定性や再現性、可視波長全域をカバーするスペクトル、光を全方向に放射する配光性が求められるが、これら全てを高い次元で満足する代替光源はまだない。

　両者は産総研の「スペクトルの定量的精密測定・解析技術」と日亜化学工業の「高度なLED製造技術」を組み合わせ、可視波長全域の光を前面に放射する標準LEDを2016年に開発。そこで培われた光強度安定化技術とスペクトル最適設計技術に特殊な光学系を組み込むことで、可視波長全域の光を全方向に均等に放射する全方向形標準LEDの試作品の開発に成功した。

　複数のLED素子と蛍光体の組み合わせを最適化し、広い可視波長範囲と安定した光強度、十分な光量を得た。温度制御機構で発光部の温度を一定に保つことで、連続点灯、複数回繰り返し点滅、周囲の温度変化に対する光強度の変動は、既存の標準電球と同程度だ。また、光を後方に導くキャップ型の光学系を組み込み、標準電球のフィラメント形状に起因する細かな凸凹のない、滑らかで均等に全空間に広がる配光を得た。

　こうして全光束測定用の標準光源として理想的な配光特性を実現できた。市販の電球形LEDランプの全光束測定を想定し、それと同程度の大きさだ。今後は、全光束値と光源の大きさのバランスを見極めつつ、必要な全光束値を得るための点灯電流レベルに応じた放熱機構を最適化し、実用化を目指す。また全方向形標準LEDでの測定精度を上げるため、全光束や分光測定方法の高度化を進める考えだ。

　日亜化学工業はこのほど、同社製280㎚深紫外LEDの新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）の不活化効果を確認したと発表した。徳島大学による実験の結果、新型コロナウイルスに対して30秒の紫外線照射で99.99％の不活化効果が得られた。新型コロナウイルスに対する代替消毒方法の有効性評価（経済産業省）では、除去効果については99.99％以上の感染価減少率を目安に有効性を判断している。

　流水での手洗いでは15秒で99％程度、消毒用アルコール（エタノール濃度77~81％）では30秒で99.99％とされる。しかし、流水では十分なもみ洗いが、消毒用アルコールでは十分量のアルコールの接触が必要で時間や手間を要するが、深紫外LEDでは短時間で手間なく高い殺菌効果が期待できる。深紫外LEDによる殺菌パワーは、波長別殺菌効果と光出力の積で求められる。波長別殺菌効果は、260㎚波長が100％で最も有効とされ、同社開発中の265㎚品は95％、280㎚品は60％だ。

　一方、光出力は、280㎚品の70㎽に対し、265㎚品は35㎽。従って、280㎚品の殺菌パワーは265㎚品の約1.3倍高い。またLEDの推定寿命は280㎚品が約2万時間と、265㎚品の約10倍だ。紫外線LEDは波長が短くなると出力、寿命などが低下し、電力変換効率が極端に低くなることを踏まえ、今回280㎚品で不活化実験を行った。照射距離5cm、照度1.7㎽/㎠の条件で、5秒で93.28％、10秒で98.42％、30秒で99.99％の不活化効果を示した。このピーク波長280㎚のLEDは、放射束70㎽、電力交換効率3.6％と業界最高レベルだが、今後、より殺菌効果の高い高出力深紫外LEDの開発に注力するとしている。