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「LED」 詳細解説

読み:
えるいーでぃー
英名:
Light Emitting Diode

19世紀末にエジソンなどが白熱電球を発明して以来、1930年代にはアメリカで蛍光灯が開発されるなど、人類はより明るく、寿命が長く、効率のよい照明器具の開発を進めてきた。LED(発光ダイオード)は、1960年代初めに米国の企業内研究者によって本格的に研究が行われるようになった発光体だ。Light(光)、Emitting(出す)、Diode(ダイオード)の頭文字をとった呼び名は「光り輝く半導体」を意味し、発光ダイオードと呼ばれる。

LEDはガリウムやリンなどの元素を組み合わせた半導体の一種で、プラスとマイナスの2極がある。電気を通すとそれぞれの電子が結合してエネルギーが光に変わる性質をもち、光の色は使用される元素の組み合わせによって決まる。白熱電球のような従来の発光体は、電気をいったん熱に変換した後で光に転換するが、LEDは電気を直接光に変えるためにエネルギーロスが少なく、効率が格段によい。このように、電気が直接光になる現象を「エレクトロルミネッセンス」といい、LEDは新たな発光体として注目を集めている。

LEDには、光を制御しやすい、効率がよい、寿命が長い、小型・軽量化が可能、省電力、割れにくいなどの優れた特長がある。なかでも電球よりも効率がよいことが大きな特長となっている。LED照明の寿命は、電球形の蛍光ランプと比べて約10倍、白熱電球と比べて約40倍も長く、交換の手間や捨てる電球の量を減らすことができる。しかも水銀など有害な材料を使わないことから、環境負荷の低い発光体として注目を集めている。近年、国内外で省エネ節電が求められていることもあり、LED照明が急速に普及している。

1960年代初めに米国で研究されていた頃は、まだ光が暗く実験段階にとどまっていた。1970年代に入ると、高輝度の明るく安定したLEDが日本人技術者の手により開発された。まず赤色と黄緑色のLEDが開発され、続いて黄色が開発されたが、3原色の残る1つである青色の開発が遅れていた。しかし、1993年に青色ダイオードが開発され、3原色がそろった。これにより、LED照明の用途は格段に広がり、フルカラー表示が可能になって、テレビや自動車のライトにLEDが使われるなど、幅広い用途に利用されるようになった。スマートフォンやブルーレイディスクプレーヤーなどの最新機器にも、LEDが活用されている。

2014年には、青色LEDを開発した赤崎勇・名城大学教授、天野浩・名古屋大学教授、中村修二・米カリフォルニア大学サンタバーバラ校教授の3人に、ノーベル物理学賞が贈られた。

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