発光ダイオード (LED) は半導体の一種です。 LEDは1907年に発見され、1950年代から赤、オレンジ、黄緑のLEDが実用化され、主に表示灯などの表示用途に使用されています。
1993年に青色発光LEDが商品化され、1993年の青色発光ダイオードの発明によりLEDが広く使われるようになり、1996年には3年かけて白色発光ダイオードが完成し、照明やディスプレイ用途に注目が集まりました。これまでは白熱灯や蛍光灯が主流でしたが、LED照明は省エネで長寿命です。現在では住宅照明として広く使用されています。
ＬＥＤは、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接続されたＰＮ接合を含む。 LED チップに順方向電圧が印加されると、正孔と電子が P 型半導体と N 型半導体の界面で衝突して再結合し、電流が流れると LED が発光します。
LED ライトには次のような特徴があります。
半導体としての LED は、非常に小型で耐久性があり、寿命がはるかに長いソリッドステート デバイスです。さらに、従来のガラス球で作られたライトよりも耐衝撃性に優れています。
抵抗を利用して赤熱を発生させる白熱灯や、放電によって蛍光塗料を発光させる蛍光灯とは異なり、半導体は自ら光を発します。したがって、LED ライトはエネルギーを節約し、最大 90% のエネルギーを熱ではなく光に変換できます。半導体に電力を供給するシンプルな機構により、ちらつきや光の強さも簡単に制御できます。
LEDの一種にOLEDがあります。 OLEDは「Organic Light-Emitting Diode」の略で、有機エレクトロルミネッセンスデバイスとして説明されます。有機エレクトロルミネッセンス有機材料を使用し、電気を使用すると発光します。
有機ELの構造は、透明パネル上に電極、輸送層、発光層が積層された構造となっています。この層に電圧を印加すると発光層が発光します。
OLEDと有機エレクトロルミネセンス物質を使用した発光ポリマーの2種類があります。
使用されているもう 1 つの新しいテクノロジーは量子ドットです。これは、半導体結晶材料を使用して、入射光を異なる波長の光に変換して色を作り出します。
有機エレクトロルミネッセンスを利用したディスプレイでは、有機EL素子の前にカラープレートを配置して色を作ります。一方、量子ドットでは色を発光することができます。
OLEDとLEDの原理は同じです。どちらの場合も、基板上に形成された電極に挟まれた物質に電流を流すことで発光します。ただし、放出される物質が有機か無機かによって異なります。
OLEDは有機材料を光源として使用し、電気によって発光します。無機LEDは、従来の照明用LEDと同じ無機材料を使用しています。
レーザー ダイオード (LD) は、半導体レーザーとも呼ばれ、電流を流すとレーザー光を発振する半導体デバイスです。 LDの発光メカニズムは発光ダイオード（LED）と同じです。
LDはLED照明が商品化された1950年頃に登場しました。装置として実用化されたのは1970年代後半になってからです。
LDは他のレーザー発振器に比べて小型、安価、低消費電力です。これらは産業用途だけでなく、私たちが日常的に使用する多くの機器にも使用されています。レーザーダイオードはレーザーポインターにも使用されています。
動作面では、レーザー ダイオード (LD) は誘導放出によって発光し、LED は自然放出によって発光します。レーザーは、スペクトル幅が狭い単一波長で構成され、波の位相が揃っていて指向性が高いという特徴があるという点で従来の光とは異なります。
このため、LDは発振するレーザーのエネルギーを制御しやすい特性を持っています。
青色発光ダイオードの発明以来、LED の用途は大幅に増加しました。このセクションでは、主な用途に応じて、基本的な LED と LD を比較します。
LED は、電子機器や家電製品の電力信号によく使用されます。単純なデバイスでは、LED が整流器または電源スイッチとして使用されることがあります。
青色発光ダイオードの発明により、屋内照明だけでなく、車のヘッドライト、街路灯、信号機など多くの用途が実現しました。
環境配慮の観点から、LED照明はエネルギー消費量が比較的低く、最も有望な技術と考えられています。 LDは電飾やディスプレイなどの懐中電灯としても広く使用されています。
サイズとコストの向上により、レーザー ダイオードは情報機器でますます普及しています。レーザーの応用例としては、読み取り/書き込み用の光ディスクレーザーやレーザーマウスなどがあります。 ILD は、レーザー マーカーや飛行時間 (TOF) センサーなどの距離計にも使用されます。
