発光ダイオード(はっこうダイオード)は、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子のことである。LED (エルイーディー:Light Emitting Diode) とも呼ばれ、発光原理はエレクトロルミネセンス (EL) 効果を利用している。有機EL(Organic light-emitting diodes (OLEDs))も分類上はLEDに含まれる。
寿命は白熱電球に比べてかなり長く、素子そのものはほとんど永久に使える。LEDが使用不能になるほとんどの場合は、電極部分の金属の酸化・劣化、過熱や衝撃で内部の金線が断線するものである。製品寿命は、封止樹脂の劣化により透光性が落ち、発光量が一定以下になった時点をいう。
発光色は用いる材料によって異なり、赤外線領域から可視光域、紫外線領域で発光するものまで製造することができる。イリノイ大学のニック・ホロニアックによって1962年に最初に開発された。今日では様々な用途に使用され、今後蛍光灯や電球に置き換わる光源として期待されている。
目次
1 原理
2 電気的特性
3 光の特性
4 物理的特性
5 使用に必要な知識
6 材料
7 青色発光ダイオード
7.1 歴史
8 白色発光ダイオード
8.1 蛍光体方式
8.1.1 擬似白色発光ダイオード
8.1.2 高演色白色発光ダイオード
8.2 3色LED方式白色発光ダイオード
8.3 白色発光ダイオードの課題
8.3.1 ガリウムの資源問題
9 製造
9.1 製品の外観
10 応用
10.1 信号機
10.2 鉄道交通関連・その他の電光掲示板
10.3 ディスプレイのバックライト
10.4 乗用車のランプ
10.5 各種照明用
10.6 その他
10.6.1 模型製作・改造用光源として
11 関連項目
12 外部リンク
13 脚注
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発光ダイオードは、半導体を用いたpn接合と呼ばれる構造で作られている。発光はこの中で電子の持つエネルギーを直接、光エネルギーに変換することで行われ、巨視的には熱や運動の介在を必要としない。 電極から半導体に注入された電子と正孔は異なったエネルギー帯(伝導帯と価電子帯)を流れ、PN接合部付近にて禁制帯を越えて再結合する。