UV-LED硬化の利用技術と今後の応用展望

第1部. UV-LED用光硬化開始剤の種類、特徴と選択方法

(2016年3月18日 13:00〜14:30)

　これまで、光硬化には水銀ランプやメタルハライドランプのような露光光源が使用されてきましたが、近年、紫外線領域に発光を持つ高出力のUV-LEDを光源として利用した光硬化が行われるようになってきました。UV-LED光源は、長寿命で硬化物へ与える熱ダメージが少ないといった利点がある反面、発光波長領域が狭いという特徴があります。そのため、UV-LED光源を使用した光硬化では、狭い発光波長領域に適した光硬化開始剤の選択が必要であり、従来のランプ方式の露光光源とは異なる視点からの処方設計が必要となります。 　本講座では、光硬化技術および光開始剤の基礎について概説し、UV-LED光源に適した開始剤の設計と選択法について、分かりやすく、かつ徹底解説します。

1. はじめに
   1. 光硬化技術 (その利点およ用途)
   2. 感光波長と露光光源 (UV-LED光源の特徴)
   3. 光硬化樹脂組成物
   4. 光硬化機構とその特徴
2. 光硬化開始剤の役割と要求項目
   1. 光硬化特性を決定する因子
   2. 光硬化開始剤への要求特性 (UV-LED光源への適用)
   3. 光硬化開始剤の2次特性
3. 光硬化開始剤の特徴及びUV-LEDへの適用 (ラジカル硬化型)
   1. 単分子開裂型光硬化開始剤
   2. 分子間水素引抜型光硬化開始剤
   3. 分子間電子移動型光硬化開始剤
4. 光硬化開始剤の特徴及びUV-LEDへの適用 (カチオン硬化型)
   1. オニウム塩型光カチオン硬化開始剤
   2. オニウム塩の光増感反応の利用および増感剤の選定
5. 光硬化開始剤の最適使用法 (UV-LED用開始剤の選定)
   • 各種硬化条件での最適選定及び最適使用
6. おわりに
   • UV-LED用光硬化開始剤の選定における問題点と課題

第2部. UV-LEDの高効率化技術と応用展望

(2016年3月18日 14:40〜16:10)

　水俣条約は2020年以降水銀の製造及び輸出入を原則禁止、更にCOP21 に於いて温暖化ガス排出削減で合意したことに伴い、効率が低く、水銀を含む紫外線ランプ代替光源としてUV-LEDの役割が重要になる。 　UV-LED単体の光出力は、波長365nmで5ワット (4A) と10年前の100倍以上に達し、それに伴い単価も大幅に下落した。UV-LEDは、画像処理、樹脂硬化、露光、空気清浄に応用されるだけでなく、その特徴を生かしてバイオ、医療、MEMS等、新たなアプリケーション、更には新たな産業を切り拓くことが期待されている。 　本講では、UV-LEDの発光原理から高効率化技術を中心に、アプリケーションと応用展開までわかりやすく解説する。

1. UV-LEDの市場
   1. 2019年予測600億円うち深紫外は数十億円
2. UV-LEDの発光原理
   1. エネルギーバンドギャップ
   2. 化合物半導体の材料
   3. 効率と波長の関係
   4. 青色LEDの発光原理
   5. UV-LEDの発光原理
3. UV-LEDの製造工程
   1. 結晶成長
   2. チッププロセス
   3. パッケージ
4. UV-LED高効率化の問題点
   1. 短波長化による結晶性悪化
   2. In組成揺らぎ効果の低下
   3. GaN層 (バッファ層) によるUV光吸収
5. UV-LEDのアプリケーション
   1. 画像処理センサー
   2. 樹脂・UVインク硬化
   3. 露光
   4. 空気清浄
   5. MEMS
   6. 医療・バイオ
   7. UV-RGB白色