学研（がっけん）サイエンスキッズ

図形（ずけい）や文字（もじ）を動（うご）かしたり点（てん）めつさせたりする電光（でんこう）掲示板（けいじばん）や、イルミネーション、信号機（しんごうき）の明（あ）かりをよく見（み）ると、いくつものつぶが光（ひかり）を出（だ）して図形（ずけい）や文字（もじ）を表現（ひょうげん）しているものがある。このひとつひとつのつぶが「発光（はっこう）ダイオード（LED）」だ。発光（はっこう）ダイオードは、電気（でんき）を流（なが）すと光（ひかり）を放（はな）つチップが、とう明（めい）樹脂（じゅし）のケースに入（はい）っているだけの簡単（かんたん）なつくりで、大（おお）きさはわずか5mmくらいだ。小（ちい）さく、うすくしやすいので、携帯電話（けいたいでんわ）やデジタルカメラなどの液晶（えきしょう）画面（がめん）用（よう）のバックライトなどにも利用（りよう）されている。

発光（はっこう）ダイオードを使（つか）ったイルミネーション。

樹木（じゅもく）に巻き付（まきつ）けられた発光（はっこう）ダイオード。熱（ねつ）をあまり放出（ほうしゅつ）しないので、樹木（じゅもく）を傷（いた）める心配（しんぱい）がない。

家（いえ）や学校（がっこう）などの照明（しょうめい）は、白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）やけい光灯（こうとう）がほとんどだね。白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）は、熱（ねつ）に強（つよ）い金属（きんぞく）でできたフィラメントに電気（でんき）を流（なが）し、高温（こうおん）にして発光（はっこう）させている。また、けい光灯（こうとう）は、菅（かん）のはしについたフィラメントに電気（でんき）を流（なが）し、菅（かん）の中（なか）で発生（はっせい）した紫外線（しがいせん）が、けい光（こう）物質（ぶっしつ）にぶつかることで光（ひか）る。ところが、発光（はっこう）ダイオードの発光（はっこう）のしくみは、白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）やけい光灯（こうとう）とまったくちがうんだ。発光（はっこう）ダイオードのチップは、電圧（でんあつ）によって電気（でんき）を通（とお）したり通（とお）さなかったりする性質（せいしつ）を持（も）つ半導体（はんどうたい）が2個（こ）くっついてできてる。そのチップに電気（でんき）を流（なが）すと、2個（こ）の半導体（はんどうたい）から2種類（しゅるい）の電気（でんき）の性質（せいしつ）をもつものが出（だ）され、2つが合体（がったい）して光（ひかり）が放出（ほうしゅつ）される。つまり、発光（はっこう）ダイオードは、白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）やけい光灯（こうとう）とちがって、電気（でんき）を直接（ちょくせつ）光（ひかり）に変（か）えるしくみなんだ。電気（でんき）を効率（こうりつ）よく光（ひかり）に変（か）えられるので、消費（しょうひ）電力（でんりょく）が少（すく）なくてすむよ。

発光（はっこう）ダイオードのしくみと発光（はっこう）原理（げんり）のイメージ図（ず）。P型（がた）とN型（がた）の2つの半導体（はんどうたい）から、
2種類（しゅるい）の電気（でんき）の性質（せいしつ）をもつものが出（で）て合体（がったい）し発光（はっこう）する。
提供（ていきょう）：新（しん）エネルギー・産業（さんぎょう）技術（ぎじゅつ）総合（そうごう）開発（かいはつ）機構（きこう）（NEDO）

また、白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）やけい光灯（こうとう）は使（つか）い続（つづ）けていると、フィラメントが熱（ねつ）によって蒸発（じょうはつ）していき、細（ほそ）くなって切（き）れてしまう。使（つか）い終（お）わった白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）やけい光灯（こうとう）をふると聞（き）こえるカラカラという音（おと）は、切（き）れてしまったフィラメントの音（おと）なんだ。でも、発光（はっこう）ダイオードは、ケースのとう明（めい）度（ど）が低（ひく）くなって光（ひかり）が弱（よわ）くなることはあっても、チップそのものが発光（はっこう）するので、光（ひかり）を出（だ）さなくなることはない。白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）の寿命（じゅみょう）が1000～1500時間（じかん）、けい光灯（こうとう）の寿命（じゅみょう）が6000～1万（まん）5000時間（じかん）なのに対（たい）して、発光（はっこう）ダイオードは、約（やく）10万（まん）時間（じかん）も使（つか）える。

赤（あか）、緑（みどり）、青（あお）の3つの光（ひかり）を混（ま）ぜると、白（しろ）をふくむほとんどの色（いろ）を再現（さいげん）できる。これを「光（ひかり）の三原色（さんげんしょく）」という。
提供（ていきょう）：新（しん）エネルギー・産業（さんぎょう）技術（ぎじゅつ）総合（そうごう）開発（かいはつ）機構（きこう）（NEDO）

テレビ画面（がめん）には、さまざまな色（いろ）が映（うつ）し出（だ）されているのに、画面（がめん）をかく大（だい）して見（み）ると、赤（あか）、緑（みどり）、青（あお）の3色（いろ）しか映（うつ）っていない。実（じつ）はほとんどの色（いろ）は、赤（あか）、緑（みどり）、青（あお）の「光（ひかり）の3原色（げんしょく）」の組（く）み合（あ）わせによってできているんだ。だから、この3色（いろ）を発光（はっこう）できれば、組（く）み合（あ）わせによってほとんどの色（いろ）が再現（さいげん）できる。

発光（はっこう）ダイオードが開発（かいはつ）されたのは1960年代（ねんだい）で、最初（さいしょ）に開発（かいはつ）された色（いろ）は赤（あか）と黄緑（きみどり）だった。発光（はっこう）する色（いろ）は、半導体（はんどうたい）の材料（ざいりょう）で決（き）まるけど、この時（とき）は青（あお）や緑（みどり）の光（ひかり）を発（はっ）する材料（ざいりょう）が見（み）つかっていなかった。その後（ご）、研究（けんきゅう）が進（すす）められ、1993年（ねん）に日本人（じん）によって青色（あおいろ）が、1995年（ねん）には緑色（みどりいろ）が開発（かいはつ）されて3色（いろ）がそろい、色（いろ）を混（ま）ぜることで、白色（はくしょく）をふくむさまざまな色（いろ）を表現（ひょうげん）できるようになった。

すでにいろいろな分野（ぶんや）で利用（りよう）されている発光（はっこう）ダイオード。これまで、信号機（しんごうき）の明（あ）かりには電球（でんきゅう）が使（つか）われていたけれど、近年（きんねん）は、発光（はっこう）ダイオードを使（つか）った信号機（しんごうき）につけかえられている。長（なが）く使（つか）える発光（はっこう）ダイオードにかえることで、1年（ねん）に1回（かい）の割合（わりあい）で行（おこな）われていた点検（てんけん）が、数年（すうねん）に1回（かい）ですむようになったんだ。また、電球（でんきゅう）の光（ひかり）が広（ひろ）がりやすいのに対（たい）して、発光（はっこう）ダイオードは光（ひかり）の広（ひろ）がりが小（ちい）さく、直進（ちょくしん）する性質（せいしつ）を持（も）っているので、遠（とお）くからでも確認（かくにん）しやすく、自動車（じどうしゃ）のドライバーから見（み）やすいという長所（ちょうしょ）もある。

発光（はっこう）ダイオード式（しき）信号機（しんごうき）。遠（とお）くからでもくっきり見（み）える。

発光（はっこう）ダイオードは白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）に比（くら）べて、熱（ねつ）や紫外線（しがいせん）の放出（ほうしゅつ）がとても少（すく）ないので、イルミネーションの照明（しょうめい）に使（つか）われても、樹木（じゅもく）を傷（いた）める心配（しんぱい）がない。また、熱（ねつ）や紫外線（しがいせん）による色（いろ）あせが少（すく）ないので、美術品（びじゅつひん）やショーケースの照明（しょうめい）にも都合（つごう）がよい。

発光（はっこう）ダイオードを利用（りよう）した技術（ぎじゅつ）の中（なか）で、期待（きたい）されているのが白色（はくしょく）発光（はっこう）ダイオードを利用（りよう）した照明（しょうめい）だ。消費（しょうひ）電力（でんりょく）が少（すく）なく、長持（ながも）ちする発光（はっこう）ダイオードは、白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）やけい光灯（こうとう）に代（か）わる照明（しょうめい）として研究（けんきゅう）が進（すす）められている。まだ照明器具（しょうめいきぐ）としては発光（はっこう）効率（こうりつ）が低（ひく）いことや、価格（かかく）が白熱（はくねつ）電球（でんきゅう）やけい光灯（こうとう）より高（たか）いことなど、解決（かいけつ）しなければならない問題（もんだい）もあるけれど、近（ちか）い将来（しょうらい）、日本を照（て）らす新（あたら）しい光（ひかり）になるかもしれないよ。