LED: 発光ダイオード
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発光ダイオードの略であるLEDは、 半導体 電圧をかけると光るダイオード。これらのデバイスは、電子機器、新しいタイプの照明、デジタル テレビ モニターなどあらゆる場所で使用されています。
LEDのしくみ
発光ダイオードの仕組みを古いものと比較する 白熱電球 .白熱電球は、ガラス球の中にあるフィラメントに電気を通すことで機能します。フィラメントが加熱されて光り、それが光を生み出します。ただし、大量の熱も発生します。白熱電球は、エネルギーを生成する熱の約 98% を失い、非常に効率が悪くなります。
LED は、固体照明と呼ばれる新しい照明技術ファミリーの一部です。 LEDは触ると涼しいです。 1 つの電球の代わりに、LED ランプには多数の小さな発光ダイオードがあります。
LED は、電気を加えると特定の材料が発光するエレクトロルミネッセンスの効果に基づいています。 LED には加熱するフィラメントがありませんが、半導体材料 (通常はアルミニウム - ガリウム - ヒ素) 内の電子の動きによって照明されます。光はダイオードの pn 接合から放出されます。 LED の仕組みは複雑ですが、詳細を調べれば理解できます。
バックグラウンド
LED 技術が構築される自然現象であるエレクトロルミネッセンスは、1907 年に英国のラジオ研究者およびアシスタントによって発見されました。 グリエルモ・マルコーニ 、ヘンリー・ジョセフ・ラウンド、シリコンカーバイドと猫のひげを実験中。
1920 年代、ロシアのラジオ研究者であるオレグ ウラジミロヴィチ ロセフは、ラジオ セットで使用されるダイオードのエレクトロルミネッセンス現象を研究していました。 1927 年に、彼は研究を詳述した「ルミナス カーボランダム [炭化ケイ素] 検出器と結晶による検出」という論文を発表しました。当時、彼の研究に基づいて実用的な LED は作成されていませんでしたが、彼の研究は将来の発明者に影響を与えました。
数年後の 1961 年、Robert Biard と Gary Pittman は Texas Instruments 向けに赤外線 LED を発明し、特許を取得しました。これが最初の LED でした。しかし、赤外線なので限界を超えていました。 可視光スペクトル .人間は見えない 赤外線ライト .皮肉なことに、ベアードとピットマンは、実際にレーザー ダイオードを発明しようとしていたときに、偶然に発光ダイオードを発明しただけでした。
可視LED
1962 年、ゼネラル エレクトリックのコンサルティング エンジニアであるニック ホロニャックは、最初の可視光 LED を発明しました。それは赤色 LED であり、ホロニャックはダイオードの基板としてリン化ヒ素ガリウムを使用していました。ホロニャックは、その貢献により「発光ダイオードの父」と呼ばれる栄誉を得ています。彼はまた、41 件の特許を取得しており、その他の発明には、レーザー ダイオードと最初の調光器が含まれます。
1972 年、電気技師の M ジョージ クラフォードは、ダイオードにリン化ヒ化ガリウムを使用して、モンサント社向けに最初の黄色 LED を発明しました。クラフォードは、ホロニャックの 10 倍明るい赤色 LED も発明しました。
モンサントは、可視光 LED を大量生産した最初の企業です。 1968 年、モンサントはインジケータとして使用される赤色 LED を製造しました。しかし、Fairchild Optoelectronics が製造業者向けに低コストの LED デバイス (それぞれ 5 セント未満) の生産を開始したとき、LED が一般的になったのは 1970 年代までではありませんでした。
1976 年、Thomas P. Pearsall は、光ファイバーおよび光ファイバー通信で使用する高効率で非常に明るい LED を発明しました。ピアソールは、光ファイバー伝送波長に最適化された新しい半導体材料を発明しました。 1994年、中村修司が窒化ガリウムを用いた初の青色LEDを発明。
最近では、2020 年 5 月の時点で、電子部品およびコンピューター製品に関連するサービスを提供するフォーチュン 500 企業である Arrow Electronics が、LED の最新の開発について次のように述べています。
'...科学者は、これを可能にする技術を開発しました シングルLED 3原色すべてを生成します。これは、アクティブ LED ディスプレイに大きな影響を与えます。アクティブ LED ディスプレイでは、通常、3 ～ 4 個の小さな個別の LED を互いに近くに配置して、全スペクトルをレンダリングする必要があります。」
ソース
- LEDの現状：最新のLED技術 . アロー.com 、2020 年 5 月 31 日
- Lossev、O.V..」 ルミナス カーボランダム検出器と結晶による検出。 The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 6(39), 1024–1044, 1 Nov. 1928. doi:10.1080/14786441108564683.