従来とはまったく異なるLED～世界も注目する革新的技術～

LEDが光る原理

LEDが光るのは、P型半導体とN型半導体を接合させて電気を流すと、両者の間にエネルギーの落差が生じ、それが光に変換されるからです。R（赤）G（緑）B（青）という三原色の光を組み合わせると、すべての色を再現できます。街中で見かける大型LEDディスプレイでは、赤／緑／青色LEDを1組（ピクセル）とし、画像や映像を表示しています。ここで、緑色LEDには2014年にノーベル物理学賞を受賞した青色LEDの技術が使われていますが、その延長線上で赤色LEDを作ることができません。そのため、現状の赤色LEDには青／緑色LEDとは異なる半導体が使われています。

LEDの欠点を解決する新しいLED

従来のLEDの問題点は、温度や流す電流により発光色が変化することです。これは発光原理の本質に関わり、避けることができません。希土類イオンに紫外線を照射すると、いろいろな色で光ることは古くから知られており、例えば、蛍光灯として日常生活で広く用いられています。青／緑色LEDに使われているのと同じ半導体に希土類イオンを添加することにより、新しいタイプの赤色LEDが発明されました。この赤色LEDでは発光スペクトルが針のように鋭く、発光色が温度や電流に対して極めて安定という、従来のLEDでは想像もできなかった理想的な特性を示します。

次世代マイクロLEDディスプレイを可能に

情報科学と融合した「スマート社会」の実現に向けて、仮想現実(VR)や拡張現実(AR)に使える超小型・超高精細なディスプレイが求められています。その候補として、映像が綺麗で低消費電力であるマイクロLEDディスプレイが世界的に脚光を浴びています。作製にあたり、数ミクロンサイズの赤／緑／青色LEDをタイルのように敷き詰める必要がありますが、この新しい赤色LEDを使って、１チップに３原色LEDを集積できることが実証されました。これは次世代マイクロLEDディスプレイを可能とする重要な技術して国内外の注目を集めています。

参考資料

ＬＥＤで狙う次世代ディスプレー（2020年4月16日　毎日新聞）

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先生情報 / 大学情報

大阪大学工学部応用理工学科マテリアル生産科学科目名誉教授藤原康文先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

電子材料学、半導体光デバイス学

先生が目指すSDGs

メッセージ

天才と呼ばれる人でも、夢をかなえるために大変な努力をしています。私は若い人に、何事も少しだけ背伸びをしようと言っています。その積み重ねで大きな夢をかなえることができます。新しい赤色LEDの発明も、そんな少しだけ背伸びした結果だと思っています。また、世界中の研究者との共同研究を通じて、国境を越えた、かけがえのない多くの友を得ることもできました。
私は、田舎で生まれ育ち、自宅と学校を往復するだけの平凡な高校生でした。天才でなくても夢はかないます。ぜひあなたにも夢をかなえてほしいと思います。

先生への質問

先生の学問へのきっかけは？
先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

大阪大学に関心を持ったあなたは

自由な学風と進取の精神が伝統である大阪大学は、学術研究でも生命科学をはじめ各分野で多くの研究者が世界を舞台に活躍、阪大の名を高めています。その理由は、モットーである「地域に生き世界に伸びる」を忠実に実践してきたからです。阪大の特色は、この理念に全てが集約されています。また、大阪大学は、常に発展し続ける大学です。新たな試みに果敢に挑戦し、異質なものを迎え入れ、脱皮を繰り返すみずみずしい息吹がキャンパスに満ち溢れています。