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2016年版10月21日はあかりの日。由来やあかり、電球の歴史について紹介

公開日: : はやりもの


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こんにちは、ヒロです。

10月21日はあかりの日です。由来やあかりや電球の歴史について紹介します。

あかりの日


日本電気協会・日本電球工業会等が1981(昭和56)年に制定。

1879年のこの日、エジソンが日本・京都産の竹を使って白熱電球を完成させた。

あかりのありがたみを認識する日。


あかりの歴史

1600年以前 ロウソク、オイルランプの使用

1700年 ガス灯発明(1792年)

1800年 ガス灯の普及
    アーク灯発明(1808年)
    白熱灯発明(1879年)

1910年 ネオンサインの発明(1910年)
    日本での白熱灯の普及開始

1930年 ナトリウムランプの発明(1932年)
    高圧水銀ランプの発明(1934年)
    蛍光灯の発明(1938年)

1950年 ハロゲンランプ発明(1959年) 田中敦子が《電気服》を発表(1956)

1960年 赤色LED発明(1962年)
    高圧ナトリウムランプ開発(1963年)
    メタルハライドランプ発明(1964年)
    日本での蛍光灯の普及開始 ダン・フレイヴィンが蛍光灯の作品を発表(1963)

1970年 三波長形蛍光灯開発(1977年)

1980年 電球形蛍光灯発売(1980年)
   小型メタルハライドランプ開発(1981年)
   有機EL発明(1987年)
   青色LED開発(1989年) 宮島達男がLEDによるデジタルカウンターの作品を発表(1987)

1990年 白色LED開発(1996年)
    有機ELディスプレイ実用化(1999年)

2002年 RGB蛍光体による白色LED開発

2004年 低コストの青色LED開発

2008年 一部メーカーの普通形白熱ランプ製造中止
    電球形蛍光灯の普及

2009年 住宅・施設へのLEDの普及

2012年 住宅・施設へのLEDの主照明化


LED電球の仕組み

img_principle_01

LEDの発光原理

img_principle_02


LEDは、発光のための物質と入出力のための電極を透明な樹脂で覆った光源です。発光部には半導体(電気を通す導体と、通さない絶縁体の間に位置するもの)が使われており、電気の(+)が動くp型半導体と(-)が動くn型半導体を合わせて通電することで(+)と(-)が衝突し接合面が発光します。





LEDの外形形状


LEDには、大きく分類して砲弾型と表面実装型があります。


表面実装型LED

img_principle_03


エポキシやシリコーンなどの樹脂を封入したタイプです。内側の面は、反射板としてテーパー状になっています。エポキシやシリコーン樹脂、ガラスなどで形成したレンズを取り付けて指向性を高めたもの、底面にヒートシンクを取り付けて放熱性を高めた大電流対応型もあります。





砲弾型LED

img_principle_04


リードフレームとLEDチップを一体化したタイプです。周囲は、エポキシ樹脂で固められています。光を効率よく取り出すために空気とLEDチップ間に屈折率を有しています。





LED照明の内部構造


LED照明は、複数の表面実装型LEDが基板上に配置されて構成されています。ただし、複雑なパーツ構成ではなく、これらを取り巻くボディ、光誘導部のシンプルな構成で組み立てられています。
LED単体の背面には並列回路とともにアルミ板がついており、発光時に発生する背面の熱に対しては放熱グリスを経由してボディ一体型の放熱板で放熱します。


LED照明のパーツ構成


LED照明は、外部からの衝撃に強いパーツが使われています。発光光源は、赤外線の放出が少ないため、実際に手を近づけてみてもやんわりと暖かい程度です。照射面の温度上昇が少ないことから、室内空調における冷却効率が向上し、照明のエネルギー消費だけでなく空調コストの節減も実現します。

レンズ(光誘導部)樹脂でできた半球レンズが数十個ついています。表面実装型LEDLEDを知るでも解説している発光体が数十個ついています。基板LED単体を並列で繋いでいます。ボディ(兼ヒートシンク)鋳物のボディは放熱板としても機能します。

LEDの歴史



LED単体の歴史


LEDは、固体物質に電圧を掛けたときにさまざまな色に発光することが分かった1907年以来、新しい発光の仕組みとして研究されてきました。明かりの世界では、ろうそくから始まり、白熱灯(電球)、放電灯(蛍光灯)に続く「第4世代の明かり」としてLED照明が注目されています。

1907年固体物質に電圧を掛けたときにさまざまな色に発光することが分かる。1962年赤色LEDが登場。1972年黄色LEDが登場。1985年桃色LEDが登場。1993年青色LEDが登場。1995年緑色LEDが登場。1997年白色LED(蛍光体による)が登場。

LED製品化の歴史


1993年頃自動車のテールランプ・ブレーキランプ、インジケータ、LEDディスプレイ、信号機。1999年頃~2005年頃特殊照明器具、カラー携帯電話機用バックライト、カメラ付き携帯電話用フラッシュ、一般照明器具。2005年以降家庭・工事用照明、医療用照明、自動車のヘッドライト、液晶用バックライト。

まとめ

LEDは、昔からの電球に対してかなり期待の持てるものですが、現在は、値段が高いというデメリットがある。
また、LEDの光源より先に基板が壊れて使えなくなるというもったいない状況になっている。
基板に負担をかけない作りをすることで本当の意味で長寿命なLED電球の開発に期待したいですね。





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