LEDとは

現在、LEDは、携帯電話やデジタルビデオカメラ、ノートPC、ポップ看板などの電子機器のバックライト、大型ディスプレイ、道路表示器などの自発光素子として様々なジャンルの製品に使用されていますまたLEDの持つ省電力性そして品質の安定性(超寿命:耐振動性)により多くの交通信号灯を始めとして、自動車用ランプ、一般照明にも利用されています

そもそもLEDは非常に日本人と関わりの深い商品であり、LED前身であるダイオードの開発(江崎氏による江崎ダイオードの開発)、そして光の三原色の難関だった青色高輝度LEDの開発(当時日亜化学工業に在籍した中村氏による)等等我々日本人に非常に深い関わりを持っています
LEDの歴史を辿れば、そもそもLEDは1960年代初旬に赤色発光素子が開発され、様々な電気製品のインジケーターランプとして採用されるようになりました、その後1960年末には緑色のLEDも開発され完全にインジケーターランプとしてのポジションを確立しました、しかし当時のLEDの輝度はとても目を引く十分な明るさが得られない事からインジケーターランプ以外の使用法はあまり普及しませんでした
その後1980年前半に国内外のLEDメーカー各社から高輝度と呼ばれる赤色LEDが発売され、新たにLED文字放送媒体というジャンルが誕生し、一般商店向けの小型サイズの製品や広告収入を目的とした大型タイプの文字放送メディアも数多く沿道沿いに設置されるようになりました
その後1980年中期には緑色のLEDを相当数実装し屋外で認識出来る集合球の誕生により屋外広告メディアは、赤・緑・アンバーの3色発光による製品が主流となり同時に画面もアニメーションを主体とした画面的な物に変化しました
LED広告媒体以外の分野では、赤外船リモコン、赤外線通信機器、センサー、自動車用ハイマウントブレーキランプ等が高輝度化の恩恵によって高性能化した一方、自発光素材として小型機器の照明、携帯電話用バックライト キースイッチランプがLED市場の主役となりました
1993年には青色LEDが開発された事により屋外LED広告メディアは一揆にフルカラー時代に突入し、同時に国内外の様々なLEDメーカーがこぞって青色LED及び大型屋外用フルカラービジョンの生産に着手しました、また同時に青色LED及び青色LEDの進化(青色LEDに黄色フィルターを被せた白色発光LED)に関わる特許抗争も熾烈を極めました
現在様々な特許抗争の後クロスライセンス、また新技術による生産により多くのメーカーがフルカラーに対応した様々なタイプのLEDの生産を行っています
環境汚染素材を使用しないLEDはその省電力性能、そして長寿命性能を売りに本格的な一般照明市場へ採用されつつあります、日本ではパテントに関わる費用が必然的に上乗せされる為、まだまだ他の照明と比較して割高感が有りますが、今後更なるコストダウンそして特許期限を境に照明市場は一揆にLED化するのでは無いかと予想されます

LEDの発光原理

LEDチップに順方向の電圧をかけると、LEDチップの中を電子と正孔が移動し電流が流れます。移動の途中で電子と正孔がぶつかると結合(この現象を再結合という)し、再結合された状態では、電子と正孔がもともと持っていたエネルギーよりも、小さなエネルギーになります。その時に生じた余分なエネルギーが光のエネルギーに変換され発光します。これがLEDの発光原理です。それではLEDにはどうして赤や青、緑の光を発するものがあるのでしょう。その秘密はLEDチップに使われる化合物にあります。Ga(ガリウム)、N(窒素)、In(インジウム)、Al(アルミニウム)、P(リン)など、半導体を構成する化合物によって、放出される光の波長が異なります。 光の波長は下にも示すとおり450nm前後が青色、520nm前後が緑色、660nm前後が赤色に見えます。この波長の違いが、LEDの発光色を決めているのです。白色光は2色以上の光を混ぜて白色に見せる手法をと りますが、補色を混色するより、赤、青、緑の3原色を混色したほうが、より自然な白色に見えます。


LEDに関わるパテント

◆No.113(2001年7月14/17日報道) 日亜化学工業は、京都大、大阪大などの研究グループの技術移転機関である関西TLO(京都市)と発光ダイオード(LED)関連技術の特許使用契約を結んだ。 研究グループが共同開発した新型の蛍光体を利用し、同社の青色LEDと組み合わせ、従来の蛍光灯に置き換えられる白色LEDの開発を目指す。(日本経済新聞/日経産業新聞)
◆No.148(2001年11月14日報道) 豊田合成は、欧州3社と共同で白色発光ダイオード(LED)の新製品「TGホワイトHi」を開発、12月中旬からサンプル出荷すると発表した。 LEDの最大市場である携帯電話のカラー液晶のバックライト用では、現在白色が主流だが、同社は白色の開発に出遅れたため、ライバルの日亜化学工業がほぼ独占状態となっている。豊田合成は、新製品投入で先行する日亜科学を追撃する。(日刊工業新聞)
◆No.158(2002年1月9日報道) 蛍光体大手の日亜化学工業(徳島県阿南市)とシチズン電子は、白色発光ダイオード(L ED)の製造・販売で提携すると発表した。携帯電話のバックライトユニット用などに需要が急増している同分野を強化したい両者の思惑が一致した。LED特許の囲い込みを続けてきた日亜にとっては初のライセンス供与で、事実上の戦略変換ともいえる。 (日本経済新聞/日経産業新聞/日刊工業新聞)
◆No.165(2002年2月1日報道) 朝日ラバーは、窒化カリウム系青色LEDを白色光に変換する白色発光デバイスに関し、日亜化学工業から特許の実施許諾を受けた。 朝日ラバーは2000年2月、青色LEDの光を白色に変えるゴムキャップ「LEDホワイトキャップ」を完成したが、青色LEDを巡る日亜と豊田合成などの特許係争や、日亜が保有する同特許への抵触のおそれから発売できない状態が続いていた。今回の特許実施許諾を受け、市場投入が実現する。(日本経済新聞/日刊工業新聞/化学工業日報/電波新聞)
◆No.200(2002年6月26日報道) 日亜化学工業は、独オスラムグループとの間で、両者が保有する窒化ガリウムとインジウム・窒化ガリウム半導体に関する特許についてクロスライセンス契約を締結した。これにより、両者の間で数年に渡り繰り広げられていた特許係争について和解が成立した。 日亜化学は、シチズン電子と朝日ラバーの両社には技術供与を行っているが、青色LEDやLD半導体に関してクロスライセンスを結ぶのは初めてのこと。同社は、今後も相互のメリットがあれば同様な契約を結ぶ意向で、これをきっかけに技術公開戦略に転換することも予想される。(化学工業日報/電波新聞)
◆No.235(2002年10月29/31日報道) 日亜化学工業は、米ルミレッズライティング社(カリフォルニア州)とLED技術に関するそれぞれのIPを共有する包括的クロスライセンスを締結した。特許紛争を回避し、両社の技術を相互の新製品開発に活用することなどを狙いとしたもの。 ルミレッズは、広白色LEDでは、世界最高の10ワットの電球に匹敵する高輝度品を開発するなど、白色LEDのリーディングメーカー。(電波新聞/日経産業新聞/化学工業日報)
◆No.243(2002年11月14日報道) 日亜化学工業と米Cree社は、窒化ガリウム系オプトエレクトロニクス技術に関する特許クロスライセンス契約と訴訟の和解について合意した。 これにより、両者間のすべての訴訟を終結させ、両社は、次世代高輝度LEDやレーザーダイオード、LED照明技術開発により一層資源を集中させることが可能になる。(電波新聞)
◆No.252(2002年12月19日報道) ソニーと日亜化学工業は、次世代の大容量光ディスクの録画・再生に使う青色レーザーを共同開発すると発表した。両社が持つ特許を相互に活用し、2003年春までに量産技術を確立する。 両社の青色レーザーに関する技術力は世界トップクラス。日亜化学は青色レーザーの量産で、ソニーは同部品を組み込んだ録画再生機の量産でも先行を狙う。(日経産業新聞/日本経済新聞/朝日新聞/日刊工業新聞)
◆No.340(2004年4月23日報道) ソニーと日亜化学工業は、青色レーザーに関する特許についてクロスライセンス契約を結んだと発表した。両社が持つ約800件の特許を相互利用する。 日亜化学は青色LEDではすでにシチズン電子や豊田合成などとクロスライセンス契約を結んでいるが、青色レーザーでは初めて。(日本経済新聞/日経産業新 聞/化学工業日報/産経新聞/電波新聞/日刊工業新聞/フジサンケイビジネスアイ)
◆No.384(2005年2月12日報道) 発光ダイオード(LED)製造大手の日亜化学工業と米国のLED製造大手のクリー社(ノースカロライナ州)は、白色LED開発でクロスライセンス契約を結んだ。(電波新聞)
◆No.453(2006年2月23日報道) アバゴ・テクノロジー(米)とオスラム・オプト・セミコンダクターズ(独)は、白色LED(オスラム所有)とLEDのカラー・マネジメント・システム(アバゴ所有)に関する特許クロスライセンス契約を結んだ。 (日経産業新聞)
◆No.543(2007年9月4日報道) 韓国のソウル半導体は、ドイツのオスラムとLED分野で特許を相互に提供するクロスライセンス契約を締結した。契約の範囲には白色LED、可視LEDに関連するハウジング特許などが含まれる。(化学工業日報/電波新聞)
◆No.547(2007年9月26日・10月3日報道) 豊田合成はドイツのオスラムとLEDにおけるⅢ-V族窒素化物化合物半導体LEDの特定技術について相互利用する契約を締結した。豊田合成はすでに米フィリップスルミレッズとも同様の契約を結んでいる。(日本経済新聞/中日新聞/日刊工業新聞/日経産業新聞)
◆No.581(2008年5月29日報道) 豊田合成は、米クリーと発光ダイオード(LED)関連特許を相互利用できる契約を締結した。両社が所有する特許を相互に活用し、LED製品の研究開発や商品化に生かす。(フジサンケイビジネスアイ/日刊工業新聞/化学工業日報/中日新聞)
◆No.584(2008年7月14日報道) 三星(サムスン)電機は、米コロンビア大のロスチャイルド名誉教授と、発光ダイオード(LED)及びレーザーダイオード(LD)のチップ製造工程に関する特許使用契約を締結したと明らかにした。 ロスチャイルド教授は、LED・LD関連の特許権者で、今年2月にソニー・三星電子・LG電子等、世界の電子企業34社が同氏の特許を侵害したとして、米国際貿易委員会(ITC)に輸入差し止めを求めている。 三星電機は提訴の対象に含まれていなかったが、今後、米市場で安定的なLED供給網を確保するためにも、事前に特許供与契約を結んだと説明している。(電子新聞)
◆No.598(2008年11月22日・24日報道) シャープは、日亜化学工業との間で、発光ダイオード(LED)と半導体レーザーに関する特許のクロスライセンス契約を結んだと発表した。これにより、両社が国内外で保有する約3500件の特許の相互利用が可能になる。(東京新聞/日本経済新聞/中日新聞/電波新聞)
◆No.599(2009年1月19日報道) 三菱化学は、発光ダイオード(LED)などに使う窒化ガリウム(GaN)基板の製法や製品に関する特許の全世界での独占実施権を米クリーから取得したと発表した。(日経産業新聞)
◆No.601(2009年2月4日報道) 日亜化学工業は、ソウル半導体(韓国)との間で争われていた発行ダイオード(LED)に関する特許訴訟について全面的に和解し、同時に両社は、LEDに関する特許のクロスライセンス契約を結んだ。(徳島新聞)
◆No.605(2009年2月19日報道) 豊田合成と昭和電工は、窒化物系化合物半導体からなるLEDチップの特定技術に関し、特許のクロスライセンス契約を締結した。(日刊自動車新聞)


LED 特許抗争

現在も日本国内で販売が認められる白色LEDは中村修二氏(当時日亜科学在籍)(現在CREE社在籍)の発明による特許がその価格設定及び普及に大きな影響を及ぼしている、もちろん知的所有権は尊重されるべきであり当然の権利では有るが、その発明の偉大さがゆえに現在に至るまで様々な特許抗争が繰り広げられて来た事も事実です、近年多くのクロスライセンスが結ばれ白色LEDのパテントを持つ企業が増えて来ているが、やはりパテントの有効期限が切れる迄は相当額の費用が権利を持つ各社にもたらされる為、庶民が簡単に購入出来る価格までになるにはあとしばらく時間が必要であろう、簡単に過去のニュース報道から当時に特許抗争を振り返ってみると、 赤﨑勇氏により実用的な青色LEDが発明され、中村修二氏により実用化された。 そして赤﨑勇氏により更に高輝度の青色LEDが実現され、川崎雅司氏により新たな材質の青色LEDが発明された。 青色LEDの実用化まで当初は材質がSiCで、暗く、しかも高価で実用にならなかった。その後、赤﨑勇氏によりInGaN(インジウム・ガリウム・窒素)を材質とするものが発明されたが、量産が困難だった。 1990年代になって日亜化学工業(以下日亜)の中村修二氏により量産技術が発明され、実用化された。この発明は404特許と呼ばれ、エジソンの電球に匹敵するとも言われている。 こういった技術開発により、従来の赤のみならず、緑と青のLEDも低消費電力でかつ長寿命のものを作れるようになり、さらに赤・緑・青の三原色を合わせた白色光源も実現した。このため、将来的には電球は全てLEDに置き換えられると見られている。 青色LEDの技術青色LEDは将来性のある革命的技術ゆえに、熾烈な特許抗争が繰り広げられている。 InGaN素材の青色LEDに関する多くの技術は日亜の特許であり、同社がほぼ独占生産を行なっているため、赤や緑と比べ青は高価で、いつになっても価格が下がらない要因となっている。 また同じく青色LEDを製造する他社と泥沼の裁判劇が繰り広げられた。しかし中村修二氏退職後の日亜には力がなく、次々と訴訟で敗退した。 青色LEDの歴史青色LEDの改良時代日亜は1993(平成5)年に、中村の404特許を使った青色LEDを発売した。輝度は1000mcdである。 1995(平成7)年秋には豊田合成が、赤﨑勇氏の技術を用いた輝度2000mcdの青色LEDの量産を開始した。 裁判合戦時代1999(平成11)年から2000(平成12)年頃まで、日亜の敵は主に豊田合成だった。この頃は日亜が優勢で、泥沼の裁判劇で豊田合成の特許無効を勝ち取っている。 日亜の主張によると、この頃には既に404特許は使っていなかったらしい。 第三の材質2004(平成16)年12月、SiC、InGaNに次ぐ第三の材質として、酸化亜鉛ZnOを用いた青色LEDの開発に川崎雅司氏・東北大金属材料研究所教授らのグループが世界で初めて成功した。 「 毎日新聞より 」


LEDチップ及びアセンプリメーカー

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Vishay Telefunken www.vishay.com/leds/

Wilbrecht (LEDCO) www.wilbrecht.com

Wilycon Co., Ltd www.led-center.com

Yiow Chie Industrial Co., Ltd www.yiowchie.com.tw/profile.php

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