工場用語辞典

発光ダイオード（LED: Light Emitting Diode）は、半導体材料を使って電気エネルギーを光に変換する電子部品です。通常のダイオードと同様に電流を一方向に流す性質を持ちながら、特定の条件下で発光するという特徴があります。

LEDは主にp型半導体とn型半導体を接合したpn接合構造でできており、順方向に電圧をかけると、電子と正孔（ホール）が接合部で再結合し、その際にエネルギーの一部が光として放出されます。この光の色は、使用される半導体の材料や結晶構造によって決まります。

従来の白熱電球が熱で光を出すのに対して、LEDは電気エネルギーの多くを直接光に変えるため、省エネかつ長寿命であるという大きな利点があります。

発光ダイオードの種類と用途

LEDの色と種類

LEDは発光する色の違いにより、赤色、緑色、青色、黄色など様々な種類があります。特に青色LEDの開発は画期的で、これが可能になったことで白色LEDの実用化が進みました。

• 赤色LED：信号機やリモコンの赤外線LEDに使われることが多い。
• 緑色LED：ディスプレイの表示や信号灯に用いられる。
• 青色LED：高輝度の照明や液晶ディスプレイのバックライトに利用。
• 白色LED：青色LEDに黄色蛍光体を組み合わせて作られ、現在の照明器具の主流。

主な用途例

LEDは、さまざまな分野で使われています。

• 照明器具：家庭用照明、街灯、車のヘッドライトなどに省エネで長寿命の白色LEDが広く使われています。
• ディスプレイ表示：スマートフォンやテレビのバックライト、広告看板の表示に利用。
• 信号機・交通表示：視認性が高く寿命も長いため交通信号機の標準光源に。
• 電子機器のインジケーター：電源のオンオフ表示や動作状態の確認に使われる小型LED。

具体例：

最近のスマートフォンは液晶や有機ELディスプレイに加え、通知ランプとして小型LEDを内蔵しているものが多く、着信やメール受信を光で知らせます。

LEDのメリット・デメリットと今後の展望

LEDのメリット

LEDは多くの利点があります。

• 省エネルギー：消費電力が白熱電球や蛍光灯に比べて非常に少ない。
• 長寿命：数万時間以上の使用が可能で、交換頻度を大幅に減らせる。
• 発熱が少ない：熱によるエネルギーロスが少なく、周囲温度の上昇を抑える。
• 小型・軽量：コンパクトな設計が可能で、多様な機器に組み込みやすい。
• 耐衝撃性・耐振動性：固体素子なので割れにくく、衝撃にも強い。

LEDのデメリット

一方、いくつかの課題もあります。

• 初期投資が高い：高品質なLED照明は初期費用が蛍光灯などより高め。
• 光の拡散が難しい：点光源であるため、広範囲を均一に照らすには工夫が必要。
• 温度管理が重要：高温になると寿命が短くなるため、放熱設計が不可欠。

今後の技術動向と展望

LED技術は急速に進歩しています。例えば、

• 高輝度・高効率化：より明るく、さらに消費電力を抑えたLEDが開発されている。
• 色の多様化：RGBフルカラーLEDの進化で、映像表示や照明の色調整が自在に。
• 有機LED（OLED）：柔軟で薄型、発色が良い新型LEDの普及も進んでいる。

また、スマート照明やIoTと連携したLED照明システムの普及により、快適性や利便性の向上が期待されています。