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2005.09.22

asahi.com: 青色ダイオード、消費電力9割減 中村教授ら成功?-?サイエンス

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青色発光ダイオード(LED)の消費電力を10分の1にできる材料の開発に、中村修二・米カリフォルニア大サンタバーバラ校教授らが成功した。同大のほか、筑波大などが参加する科学技術振興機構(JST)の「ERATO中村不均一結晶プロジェクト」の成果として、21日、東京都内で発表した。

 中村教授が90年代に開発した青色LEDは、明るく消費電力が少ないため携帯電話のバックライト用などに普及した。しかし、現在の製造法では、理論的にエネルギー効率に限界があることがわかっていた。

 プロジェクトでは、従来使っている窒化ガリウム半導体を、工夫した基板の上で結晶成長させ、新しい半導体膜を開発。この膜なら発光の効率が10倍にできるとわかった。

 窒化ガリウムに別の物質を混ぜることで青より波長の長い黄色などを出すようにできるが、従来の半導体膜では暗くなるため実用化に至らなかった。新しい半導体膜は発光効率が落ちず、黄色や赤色LEDやレーザーダイオードの開発も可能という。ほかの化合物の赤色LEDより高い発光効率が期待できる。

 グループは、この技術を使い、信頼性の高い長寿命の青色レーザーダイオードも開発中だ。次世代DVDの読み取り装置への応用が期待される。また、信号に使われているLEDをこれに置き換えることができれば、消費電力が少なくてすむ。自動車のヘッドライトなど、とくに明るい光が必要な分野にも応用の可能性が開けるという。

 「1、2年で実用につながるだろう」と中村教授は話す。

引用以上。

これって、白色LEDの発光効率を向上させる技術にもつながるのかな?
まぁ、波長の種類に関する可能性はあまり期待せずに、青色+黄色で白色を作るとして、黄色の蛍光体を使うとする。でもこの場合ですら、元となる青色の発光効率が上がれば熱による蛍光体の劣化も遅くなるだろうから、パワーLEDも放熱の悩みから開放されそう。
それならば、従来技術の延長でもLED照明の構成の簡素化が狙えるほか、寿命も延び、アッセンブリ価格も低下するかもしれない。
いよいよLED照明の時代になるか??
技術革新がなかなか現れないと言われる材料の分野が一歩前に進むと、身を取り巻く世界は急速に変貌する可能性がある。
青色の高効率化はちょっと夢を与えてくれる話だ。

9月 22, 2005 太陽光発電のニュース |

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コメント

青色LEDは夢のお話でしたよね。
青LEDの価格はまだ割高なのでしょうか?

光の世界といえば、ブラウン管の製造全工程に14年もかかわった事がありましたが、ブラウン管に使用されている赤の蛍光体が高価なために一度塗布して洗い流された物の真空回収装置を設計したことがありました。でもこれからは半導体の時代で我らの習得した技術は不要の産物となりましたね。

投稿: kk | 2005/09/22 6:56:27

kkさんこんにちは。
青LEDも気づくと、あちこちで見かけるようになりましたね。でも青の発光はどうも、生理的に不快に感じます。デパートなどの床に埋め込まれているのや、パソコン。LEDの単波長に落ち着きの無さを感じるのは私だけでしょうか。

小生、ブラウン管の仕組みを、ちゃんと知りません。キドカラーなんてのがありましたが、希土類が高かったのかな?

投稿: よしどみ | 2005/09/22 9:13:26

よしどみさん こんばんわ
少し長文を書いていたのですが、間違ってESCキーを叩いて文章は天国へ、もう同じ文章を書く事は至難の業(よっぱ)なのです。

そうそう陰極線管(CRT)技術そのものはGMからのプラント輸入でしたのでアメちゃんの技術なのですね。もうこの話をしだしたら小生のような馬鹿でも1冊の本が書けてしまいます。
防衛庁のレーダーや航空機などに搭載されるので信頼性は大変なのですね、1本のCRTを生産するのに300人以上の人間が関わるのですから。

蛍光体も輸入していたし、ご指摘の蛍光体の輝度も調合しだいで色々変わるのです。この関係で特許も少々取得でも先のコメント文のようにもう消滅寸前の技術なのですね。

投稿: kk | 2005/09/22 19:30:55

昨日たまたま行った会社さんで、今月か来月に発売する電球ソケットタイプのLED照明を見てきました。消費電力が6Wで7万時間の耐久性があるそうです。明るさは結構使えるかな?って感じでしたけど、本体はアルミダイキャストでリサイクルする予定だそうです。
発売されたら見積工場のご成約の方にプレゼントしてモニタリングをしてもらおうと思っています。

投稿: なっちゃん | 2005/09/22 20:53:12

kkさん、こんばんは。書きかけのコメントが消滅したショックが伝わってきます(笑)
取得した特許が生きなくなるのもまた、技術革新の置き土産でしょうか。

なっちゃんさん、アルミダイキャストは放熱のためかな。E17サイズ?ナツメ球では無理ですよね。

投稿: よしどみ | 2005/09/23 0:22:26

訂正です
誤:GM→正:RCA・・・だいぶ酔っていたようです。

投稿: KK | 2005/09/23 5:59:56

まいどさまで~す。

「LED照明の時代になるか?」
なっちゃんさんからの情報にあるように、電球ソケットタイプのLED照明の機種が増えてますね。
当面はAC100Vのソケットタイプが主流となりそうですが、今後DC12Vの規格の物が登場すると、我が家では照明回路の電圧をDC12Vに変更して独立系の電源の使用も視野に入ってきます。(LED照明の場合、直流の方が効率が高そうなので)
今までは、配線の損失を防ぐため(電流を減らす)にAC100VよりAC200V、DC12VよりDC24Vと高電圧志向でしたが、LED照明に関しては劇的に電流が少ない訳ですから、考え方を変える必要もありそうですね、今後の普及が楽しみです。

投稿: aosam | 2005/09/23 9:33:14

いえいえ、蛍光体が技術はLEDにもいきてますよ。白色のはブルーにかぶせてあります。うまく光ると感心してます。いよいよ普通の電球にも手が届く価格で登場でしょうか。自動車のライトにも試作品が出来たようでし、球切れなんて昔話になってしまいそうですねぇ。
太陽電池を作ると電圧の高いものが作れるんだがいつになることやら。

投稿: 麒麟@尾張 | 2005/09/23 10:37:39

aosamさん、電流が少ないと劇的に扱いが良くなりますよね。既存の砲弾型やチップも、小電流・低電圧から扱える。これはLEDのとても良いところだとおもいます。青色が高効率化すれば、luxeonにあるような大電流LEDも簡単な放熱で済むでしょうか。

麒麟さん、アサヒコムでは、この実用化はあと2年後くらいと言っています。一方日経では1年後くらいと。どちらが本当だかわかりませんが。太陽電池は面積があるのでガリウムの資源量の問題にぶちあたりそうですね。薄いCIGSでなんとかなるのかな?

投稿: よしどみ | 2005/09/23 13:31:21

LEDに蛍光体が使われていたんですか、私はてっきり発光スペクトルそのものズバリ出ているものと思い込んでいました。足を洗ってら25年近くなりますのでその後の事は浦島太郎です麒麟さん。

投稿: KK | 2005/09/23 23:52:45

窒化ガリウムの青をベースに黄色の蛍光体を用いるのが日亜の白色LEDですね。
黄色の色合いと輝度のコントロールが難しいようです。選別品は腰が抜けるほど高いです。青の場合は発光スペクトルそのものズバリじゃないですか??

投稿: よしどみ | 2005/09/24 0:15:42

おっしゃる通りアルミダイキャストは放熱のためのようです。形も放熱しやすい形に加工してあります。E26サイズで100V~240V対応でした。照度などの詳細は近いうちに紹介できると思います。
個人的には使えるなという感じを持ちましたけど、実際に家で使ってみたいと思ってます。

投稿: なっちゃん | 2005/09/25 0:07:37

やっぱり放熱のためですか。既存品に5~10万時間程度の期待寿命が多いのは、熱による蛍光体劣化の問題があるからだと思います。目安として、現在技術のE26サイズLED球はトイレに使うのがいいですよ。健康な人の場合、3Wあれば十分です。

我が家のトイレははなぜか60Wくらいの白熱球(汗)。器具を交換しないとセードの形状のせいで、他の球がつかないんだよねーーー。トイレが我が家で一番明るい場所。参った。

投稿: よしどみ | 2005/09/25 1:36:16

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