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半導体が生み出す光、LED。

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2019/03/06

レッドではなく、エル・イー・ディー

LED。すでに広く定着していると思われますが、今も“レッド”と読む人がいるとかいないとか。正しくは、Light Emitting Diode(ライト・エミッティング・ダイオード)の略で、エル・イー・ディー。わが国では、発光ダイオードと表現されることもあります。

最も大きな特徴のひとつが、寿命が長いこと。一般的には、蛍光灯の4倍の4万時間と言われています。消費電力も白熱電球に比べてなんと10分の1。つまり、電気代も安く、省エネに効果があることから、東日本大震災以降、急速に普及しました。

このLEDとは、電気を流すと光る性質を持つ半導体のこと。少々難しいのですが、半導体とは、電気を通す「導体」と電気を通さない「絶縁体」の中間の性質を持つ物質で、条件次第で電気を通したり、通さなかったりできるのです。現在の日常生活では、この半導体の恩恵を受けない日がないと言ってもいいほどで、スマホをはじめ、さまざまなモノに利用されています。電気を通すと光るLEDもまた、生活に不可欠となった半導体製品の仲間というわけです。

二つの半導体がぶつかって、光る

なぜ、LEDは光るのか。科学の領域に少し足を踏み入れますが、おつきあいください。LEDは、pn接合という基本構造を持ち、「p型」と「n型」と呼ばれる2種類の半導体を接合して作られています。

LEDに順方向の電圧をかけると、電子がp型半導体の方向へ流れ、ホールと呼ばれるものにぶつかって結合します。この時に発生するエネルギーが光となるのです。

古くから使われていた白熱電球や蛍光灯は、電気を熱に変えてから光を発生させる仕組み。つまり、それだけ多くの電力を必要としていました。しかし、LEDは、流れる電気をそのまま光に変換するため、非常に効率が良いというわけです。

ちなみに、従来の電球の中には、電流を流し、光を放出する細い金属線のフィラメントというものがありますが、このフィラメントの寿命が来て、電球切れとなることもしばしば。LEDにはフィラメントがなく、長期間使用できるのもメリットです。

画期的な青色LEDは日本人が開発

さて、このLED、いつごろ開発されたものなのでしょうか。歴史をさかのぼってみましょう。

世界初のLEDは、1927年に当時のソ連で発表されました。それはまだ明るさもわずかなもので、実用化とは言い難いものだったようです。やがて、1962年にアメリカで赤色LEDが開発され、その後、1968年に黄緑色LED、1972年には黄色LED、さらに1985年に橙色LEDが開発されました。

この段階までは、単なる表示用光源として利用されていましたが、1993年に画期的な青色LEDが開発されました。これは、高輝度青色発光ダイオードと呼ばれ、当時世界的にも大きな話題となりました。じつは、その後の緑色LEDとともに、開発したのは日本のメーカー。この新しいLEDの開発によって、光の3原色がそろい、LEDの白色化やフルカラー化が夢ではなくなりました。そして、現在に至るまで明るいLEDの開発が進められ、今や、イオン各店舗はもちろん、さまざまな分野にLEDの用途が広がっています。

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