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【技術/照明】 東大がシリコン製LED開発 明るさ3倍、材料コスト40分の1 早期実用化を目指す

1 :モグモグプフーφ ★:2012/03/26(月) 07:42:13.53 ID:???

東大がシリコン製LED、明るさ3倍 早期実用化目指す

 東京大学の大津元一教授と川添忠特任研究員らは、シリコン製の発光ダイオード(LED)を開発した。現在の窒化ガリウム製に比べ、3倍明るく、
材料コストも40分の1になる。今後、照明器具メーカーなどと組み、早期の実用化を目指す。

 LEDは通常、微量のインジウムが入った窒化ガリウムの基板を用いている。研究チームは大規模集積回路(LSI)などに使うシリコン結晶を基板に使った。

 シリコンは電気を流しても光らない構造をしているが、ホウ素を微量加えるなどの工夫で光るようにした。黄色と赤色発光の2タイプのLEDを試作。
シリコンに似た材料の炭化ケイ素の基板を使い、青色に光るLEDも作製した。

 1平方センチ当たり1アンペアの電流を流し、電力1ワット当たりの明るさを市販のLEDと比べた。市販品の青色が0.2ルーメン(ルーメンは光源の明るさの単位)
なのに対し、0.6ルーメンだった。

 窒化ガリウムなどで作ったLEDは点状に光るが、シリコン製は面状に光るため、照明器具を作りやすい。
http://www.nikkei.com/tech/news/article/g=96958A9C889DE1EBEAE5E1EAE2E2E0E7E2E1E0E2E3E086989FE2E2E2


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278 :名無しのひみつ:2012/04/13(金) 10:04:08.63 ID:FsKJtSgi
照明器具用には、シリコンよりも高温に耐える半導体の方が良いだろうよ。
シリコンカーバイトとかどうなんだろうか?

279 :名無しのひみつ:2012/04/13(金) 10:53:24.62 ID:JrqN2N1R
>>278
>>1くらい読め

280 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 08:47:11.05 ID:hwlJVuhr
>>182
>(2) ドレスト光子はフォノンと強く結合する 

なんてことは一般には成り立たないのだが、そのための微細構造をアニール時のレー
ザー光照射でうまいこと作ったって所が味噌じゃね?

281 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 11:22:39.19 ID:A2WS/qmT
>>1
色づきのダイオードをルーメンで語るなよ、混乱のもとだ
光出力はミリワットで語ってくれ

282 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 11:46:53.64 ID:A2WS/qmT
>>253
現在、LEDのコストの半分が透明シリコンだから、中のチップがゼロになったとしても
半額がやっと
透明シリコンに日本製かドイツ製を使わなければならないのがネック
ここで中華のローカルもの透明シリコンを使うと半年で白濁して照度が落ちてくる

283 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 12:32:28.70 ID:jdgH62V3
おっぱいにシリコン入れてる人も光らせれば便利だな

284 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 12:53:47.13 ID:twZHzh7f
文献読んでないけど、intelのSiレーザーと似た構造なのかね

285 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 12:59:33.06 ID:A2WS/qmT
>>284
精密に作ればレーザー、雑に作ればLEDだよ

286 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 13:18:07.61 ID:gJLmHT3L
前の彼女がシリコンで膨らませてた関係で、軽いトラウマ。
できれば他の材料で頼みたい。

287 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 13:21:38.65 ID:01XWXwys
シリコーンとシリコンは違うと何度言ったら

288 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 13:32:03.55 ID:A2WS/qmT
シリコーンってシリコン樹脂だろ
間違ってないぞ
で、チップがシリコン半導体
オールシリコンだわな

289 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 13:33:05.36 ID:MVJ3Asxd
>>282
中の人きたーそのシリコンとは封入パッケージの事ですか?
照明用はパッケージレスでチップがびっしり並んでるから大幅に安くなったりしないかななんて

290 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 13:43:44.30 ID:nHs5fXN6
>>278
SiCって昔は青色LEDの本命で20〜30年前は三洋やスタンレーが製品化してたよ。
しかしあまりに暗すぎてダメだった
他の色は直視できないぐらいに明るいのが東北大の技術で実用化されていたから
高輝度の青色は名大だったな。製品化は日亜の中村氏だけど

291 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 13:45:05.07 ID:CeNNzPwb
安いイコール暗いを、早く払拭してくれ

292 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 13:51:03.02 ID:A2WS/qmT
>>289
照明用でもシリコン半導体むき出しなんてのはないですよ
必ず透明シリコン樹脂が必要です
さらに青色発光ダイオードには黄色と赤の蛍光体が被せてあって、白色にしますが、
この赤の蛍光体がM化学独占でバカ高く、LEDコストの半分を占めます
だから、LEDは青白いのしかできません

だって、シリコン樹脂でコストの半分、赤色蛍光体でコストのあと半分持っていかれたら
LED半導体のコストがゼロでも利益ゼロです

クソ氏ね財閥系プラスチック屋と蛍光体屋

293 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 16:18:59.25 ID:RUxLgl0H
>>272
267が言ってるような、無粋な自治体とかはそんなの採用しない。
安物しか買わない(安物を癒着業者から市価の数倍で買う)。

294 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 16:22:18.70 ID:eTiwkBuw
江崎ダイオードも少量の不純物の混入がトンネル効果生み出したのではなかった


295 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 16:24:57.75 ID:eTiwkBuw
ダイヤモンドも光という違う性質とであって輝く

296 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 16:29:38.33 ID:eTiwkBuw
292 利用しだい。悔しかったら何か成果出せ

297 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 16:37:35.70 ID:GQxLiwf0
シナチョンが湧いてくるぞwwwwwww

298 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 17:31:56.81 ID:Nr0SJ79U
高効率の太陽電池とか開発されてるけど実用化はどうなるの?

299 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 18:00:21.59 ID:A2WS/qmT
>>298
今のままの雑な補助金システムだと安物が横行
いいものが世に出ない
品質基準を設け効率の率が悪いもの、寿命の短いものは補助金を出さないことにすべき

300 :名無しのひみつ:2012/04/22(日) 20:24:45.41 ID:qiFBh1Sc
長寿命化研究には金を出せないと?

301 :名無しのひみつ:2012/05/02(水) 17:46:48.53 ID:8NLmH8tk
青色って書いているけど
同じ波長なのかな?
ルーメンだと数nm違うだけで何倍も違うかも。

302 :名無しのひみつ:2012/05/02(水) 17:53:28.67 ID:pEAtG1K+
>>292
安い蛍光体は寿命が短いし、寿命がくると発光しなくなるんじゃなくて
濃く変色して光をさえぎってしまうのが問題なんだよね。

蛍光体は熱によわくLEDの寿命は熱で決まるのが常識になっている、
LED電球に大面積な放熱板部分があるのは製品使っているやつなら
誰でも知っている。あの放熱板部分だけでもコストをかなり上乗せしている

LEDは置き換えじゃなく専用照明か、バックライトあたりで我慢するべきだね。
放熱盤が安易な平面拡散タイプじゃないと寿命があやしい。

303 :名無しのひみつ:2012/05/02(水) 18:19:52.16 ID:fshlsZij
日本碍子 超高輝度LED光源用窒化ガリウムウエハーを開発
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20120426-00000042-mycomj-sci
今回開発したGaNウエハーは、当社独自の単結晶育成技術である液相成長法を用いることで、
ウエハー全面にわたる低欠陥密度と無色透明の両立を実現しています。
社外の研究機関の協力を得て、当社GaNウエハー上にLED素子を作製し、発光性能試験を実施した結果、
世界トップレベルの約90%の内部量子効率※(注入電流200mA時)を達成しました。
市販されているLED光源の2倍の発光効率(200ルーメン/W)を実現でき、
消費電力の50%削減や発熱の抑制による長寿命化、照明器具の小型化が可能になります。



304 :名無しのひみつ:2012/05/03(木) 15:07:48.79 ID:akR6QXuA
>>292
凄い丁寧な説明の後のブチ切れ具合にワラタ
どこか参入できんものかね。そしたらシナチョン乞食がパクリそうだが。

白色にするために三原色それぞれのLEDを使ってるのかと思ってたが、
そうではないのか。

305 :名無しのひみつ:2012/05/03(木) 15:37:45.91 ID:2ORfVPCX
光るラブドールの実現がもうすぐそこに来ているのか

306 :名無しのひみつ:2012/05/03(木) 23:28:46.69 ID:/2prdhBh
>>304
特許切れるまでは独占だろうね
にしても、赤だけ赤色LED採用して反乱起こすメーカーは無いんだろうか


307 :名無しのひみつ:2012/05/04(金) 00:40:29.68 ID:2qkibYb1
ナノ蛍光体はどうなの?

308 :名無しのひみつ:2012/05/04(金) 05:31:59.83 ID:PW0qawKM
そこは、語尾をカタカナにしないと>>307

>>304 凄い丁寧× 凄く丁寧○

309 :名無しのひみつ:2012/05/04(金) 11:53:19.54 ID:tuKbYSKJ
>>304
シリコーンをシリコンと言ってたり、
蛍光体の色を間違えてたりしてるから、
292の話を全部鵜呑みにしないほうがいい。

310 :名無しのひみつ:2012/05/04(金) 19:38:20.28 ID:fD5ZehA2
今のLEDはまぶしいのに暗い。何とかしてくれるとありがたい。

311 :名無しのひみつ:2012/05/04(金) 21:33:00.08 ID:bSOS/1he
面発光にするしかない。
方法は既にわかっているけれど、コストがハンパなく上がるよ

312 :名無しのひみつ:2012/05/04(金) 23:25:07.55 ID:7Hfs9REZ
>>302
蛍光体が熱に弱いなら別体にすればいいような

313 :名無しのひみつ:2012/05/04(金) 23:37:32.45 ID:d4mQ8HSZ
>>308 凄く丁寧× 凄い丁寧○

表現に口出しするな

314 :名無しのひみつ:2012/05/05(土) 21:50:28.15 ID:iu/ak+P7
無印のLED電気スタンド買ったけどすぐにあっつあつになるけど
そういうもんなの?なんか期待していたのと違った...

315 :名無しのひみつ:2012/05/06(日) 03:50:49.17 ID:Ts1sFQ+Z
LEDの高い発光効率を活かすには、点灯回路にもお金をかけなければならないのです。
それでなくとも、粗悪品の白色LEDは 60lm/W 程度の発光効率しかない。
こういう低品質の素子を使い、加えて、電流制限回路が簡易型で、
定電流ダイオード1個だったり抵抗器1個だったりすると、
LEDの消費電力の4倍も5倍も、電流制限回路が消費してしまいます。
すると、総合効率ではたった 10〜12lm/W、エネルギー効率 1.5〜1.8% となり、
これは白熱電球より大幅に悪い値なのです。
もちろん無駄なエネルギーは全て熱になります。だから暗い割にものすごく発熱します。

そういうゴミも平気で売られているので、注意しましょう。

316 :名無しのひみつ:2012/05/07(月) 02:20:28.89 ID:/bsjmz6x
いやまて。回路側が4、5倍を消費するから
総合で60 lm/W程度、ということのはず

どっちにしろ、>302も触れてるように、電球のソケットごとにそれぞれ
AC100からの変換回路を持つというのは物量的に全然エコではないし、
電球のコストやサイズに収まる電源回路なんて質に限界があるし、
そちらの方で難詰できる

回路を略して正負を折り返しただけの脈流をそのままLEDへ
流すタイプはちらつきが酷くて使い物にならんし

317 :名無しのひみつ:2012/05/07(月) 02:45:41.30 ID:8YKA+kli
IF=20mA のとき VF=3.6VのLEDがあり、発光効率は 60lm/W とする。
いまこのLEDを5個直列にし、ブリッジ整流の後 20mAの定電流ダイオードで点灯する回路を考える。
電源電圧が100Vであれば、総消費電力は 100*20e-3=2Wである。
このときLEDの消費電力は3.6*5*20e-3=360mW である。
60lm/W なので光出力は 21.6lm である。したがって総発光効率は 10.8 lm/W である。
白熱電球はだいたい 15lm/W なので、その72%しかない。
ACを整流のみして平滑しない電源は脈動流なので、この計算は厳密ではないが、実用上ほ正しい。
>>315 で合っている。

318 :名無しのひみつ:2012/05/07(月) 05:27:45.82 ID:/bsjmz6x
そりゃ確かに
>ゴミ
部品を選りすぐればそうだろう。
だが電気屋で売ってるLED電球は電源効率も含めた総合で
60lm/W なら楽に越える物がいくらでも売っている

319 :名無しのひみつ:2012/05/07(月) 08:07:42.06 ID:aUGkaIUM
池上彰さんのTVでは
3000円のLEDは電気代で比較すると1年で元が取れる
と説明してました。
現在のLED電球は東芝やパナソニックでも1000円で買えますから、4か月で元が取れることになります。

また、寿命で考えても電球の40倍です。低く見積もっても20倍
電球1個が50円とすれば、LEDの寿命の間に1000〜2000円交換コストがかかります。

それに、交換する時間ももったいないですしね。
会社とかだと電球交換は無駄な人件費です
仕事ストップして、倉庫まで取りに行って、脚立を置いて、2人で交換する、そのあとゴミ捨て場まで捨てに行く・・・

320 :名無しのひみつ:2012/05/07(月) 08:20:15.76 ID:QhRSdmdx
それ、一日中電気付けてるオフィスとかの場合?
家庭の場合はかなり事情が違うよね?

321 :名無しのひみつ:2012/05/07(月) 10:19:57.67 ID:/bsjmz6x
半導体部分は問題ないと思うが
LED電球は電源や光学部品の寿命が疑わしい

322 :名無しのひみつ:2012/05/09(水) 08:04:55.13 ID:u6TZhqvC
>>247
フィラメントの支持線があるだろ?
あれ、多いほうが切れないんだよ。
安いので3本、屋外の外灯用で5本、値段倍以上する。寿命も倍以上。
流通量が少なく、生産ロットが小さいことが価格に反映れて高いのだろう。
支持線が増えるくらい、全体の製造コストに占めるコスト増は僅かなはずだ。
だが、それをメーカーがやれば、売上が確実に50%以下になる。商売にならない。

323 :名無しのひみつ:2012/05/10(木) 13:25:03.08 ID:7Qreocdd
透明シリコンって、クリスタルのことかしらん?

324 :名無しのひみつ:2012/05/11(金) 01:53:26.28 ID:F+fn60c/
>>319
蛍光灯は無視かw

325 :名無しのひみつ:2012/05/13(日) 01:22:28.34 ID:gHHpqBgg
炭化珪素や窒化ガリウムって、省エネのパワー素子向きの半導体だな。
最近量産できるようになったばかりで、インゴットのインチがまだ6インチ程度かそこらじゃないか?
面光源とするには、まだ価格が厳しいだろうね。

326 :名無しのひみつ:2012/05/25(金) 20:20:16.14 ID:kYZ9wY8Z
>>319
電球交換には3人が必要と聞いたが、、、

327 :名無しのひみつ:2012/05/25(金) 20:42:07.58 ID:7JDInZsS
現在のLEDを買いだめせずに待ってます。

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