2010年03月28日

LED照明の性能も進歩している 3

3月24日の「環境メディア」で「LEDの発光、世界最高効率で取り出し――産総研が成功」が紹介されており目をひいた。LED照明については昨日の当ブログでも紹介したが、さらに性能が改善されるという朗報である。概要を自分なりに纏めると以下のようになる。
1.産業技術総合研究所は、LEDの内部で発生した光を、従来の1.5倍以上という世界最高効率で空気中に取り出せることを発見し、そのメカニズムを解明した。LEDをはじめ、様々な半導体光デバイスの高効率化に結び付く可能性がある。表面にリッジ(うねり)構造を作製し、さらに酸化シリコン薄膜をコーティングすることで実現する。LEDをはじめ、様々な半導体光デバイスの高効率化に結び付く可能性がある。
2.次世代型省エネ照明として注目されるLEDの普及により、今後20年、世界で消費されている電気エネルギーの10%以上が削減でき、1200億ドル相当の省エネ効果があると予測されている。
3.半導体材料の屈折率は一般に空気より大きく、半導体と空気との界面では、光の全反射現象が起こることが多いため、半導体の中で発生した光を高い効率で空気中に取り出すことが極めて難しい。例えば、平坦な基板上に形成した半導体発光材料では、全発光量の数%しか空気中に取り出せない。これが、LEDの実質的な発光効率の向上を妨げる要因の1つとなっている。LEDの本格的普及のため、高効率で低コストな光取り出し技術の開発が強く望まれていた。
4.これまで、表面に微小なリッジ構造を作製することで光の取り出し効率が向上することを見出していた。今回さらに、表面上に半導体より屈折率の小さい酸化シリコンなどの薄膜を堆積させるという簡単な方法で、発光を従来比で1.5倍以上の効率で外部に取り出せることを発見した。
5.今回作製した試料は、微小なV字型の溝を持つヒ化ガリウム基板上に、有機金属気相成長法を用いてヒ化アルミニウム・ガリウム系のナノ構造を形成したものである。隣接する2つのV字型溝の間に、1つの平坦面と2つの傾斜面によって構成される微小なリッジ構造が形成されている。この試料の表面に厚さ約150ナノメートルの酸化シリコン膜をプラズマCVD法によって成膜した。東海大学湘南キャンパスで3月20日に開催された応用物理学関係連合講演会で発表された。
6.今後、可視光LEDに使われる材料で同様な現象を発現させ、それを利用した光取り出し効率の極めて高い超高効率LEDの開発が進められている。


yuji5327 at 07:08トラックバック(0) 
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池上湖心 プロフィール
○略歴
大東文化大卒、
在学中 上條信山に師事
書象会に所属、書象会理事
審査会々員
○作品展の開催
・主宰している「さざ波会」
 作品展を毎年8月開催
(於:稲毛ギャラリー)
・土曜会(グループ展)
 作品展を毎年10月開催
(於:銀座大黒屋)
○公募展の受賞、入選
・日展入選
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