イルミネーションもLEDで!『LEDの基礎知識』

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イルミネーションもLEDで!『LEDの基礎知識』

 

 毎年、年末前になると、街のあちこちでイルミネーションを見ることができます。寒い冬の夜も、キラキラと輝く明かりをみていると、少し心が和やかになったり、もう一年が経ってしまったのかと、年末を実感してしみじみ思ったりするものです。
 
最近は節電のために、LED以外の電球でのイルミネーションは少なくなりました。電球よりもエネルギー消費量が少なく、寿命が長いLEDは、ノーベル賞を受賞するほど、人類にとって大きな発明でした。これほど有名な発明であり、毎日の生活に欠かせないものでありながら、LEDの仕組を説明できるかと問われると、自信がない方も少なくないのではないでしょうか。

 

 少し難しい用語も出てきますが、LEDについて、ご説明しましょう。LEDは、マイナスの電子が余っているN型半導体と、マイナスの電子が足りないP型半導体とを接合して、片方向へ電流が流れるように開発されたダイオードです。P型半導体に接続された、プラスの電極(アノード)から、N型半導体に接続された、マイナスの電極(カソード)へ電流が流れると、電子がP型半導体内の正孔(ホール)と結合して、エネルギーが発生して光となるのです。要するに、電流の流によって、光を発しているということです。この発光現象は、1907年にサンドペーパーの研磨剤である「カーボンランダム」に電圧を加えた際に。なんと偶然発見されたものだそうです。

 

Photo by Spiegel

Photo by Spiegel


 LEDには、発熱がほとんどなく、白熱電球の30倍、蛍光灯比でも3倍の長寿命であり、発光効率が非常に高い、画期的な照明技術です。半導体などの研究開発も進み、一般的な製品として登場したのは、約半世紀前の1962年のことだといわれています。

 

 最初に開発されたLEDは、赤色LEDでした。その後、1968年に緑色LED、1993年に青色LED、1996年に白色LEDが開発されました。LEDは、半導体を構成する化合物を、さまざまなものに変化させることによって、「赤、黄、橙、、緑、青」といった光の色を表現しています。

 

 今年ノーベル賞を受賞したのは、青色LEDの発見に対してでした。その理由は、白色LEDは、青色LEDが開発されたからこそ、初めて実現した色だったからです。白色LEDの実現によって、街や部屋で使用している大部分の電球の役目であった白色の光を、LEDが代わりに照らすことができるようになりました。

 

 光の色は、赤・青・緑を混ぜ合わせ、さまざまに表現することができ、これを光の三原色といいます。白色は、光の波長として存在していませんが、三元色に青色LEDを混ぜ合わせることで白色に見えるよう人工的に作られた色なのです。海外でも、青色LEDはエジソンを超える発明だとの声もあるそうです。

 

 節電に取り組みつつも、LEDのイルミネーションの明かりを見つめることで、未来に貢献できる自分なりの何かを探してみたいですね。

 

※参考資料:

『LEDの発明、開発の歴史』

http://www.kc-lightech.com/knowledge/genri

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