LEDの発光色について

質問

こんにちは。
ぜひ知りたいので質問させてください。

LEDには青色とか白色とかたくさん種類がありますよね。
でも多く見かけるのはひとつのLEDで単色発光のものです。

前にひとつのLEDで七色発光できるような複数の色の光を出せるのがあったような記憶があるんです。

これってどういう構造になっているのでしょうか？
調べても単色LEDのことは出てきますが、複数の色を出せるLEDのことは分かりませんでした。友達とも話したんですが、確かにあるのはあるみたいなんですがそれがどういう訳で複数の光を出せるのか、なぜ違う波長（色）の光を放つことが出来るのか知りたいんです。

分かる方いましたらぜひ教えてください。

回答No.2

inara1 · ベストアンサー

人間が感じるほとんどの色は、赤と緑と青の３つの色を混ぜ合わせることで作り出すことができます。多色発光のLEDの中には、赤と緑と青色光だけ出せるLEDが１個ずつ入っていて、それぞれのLEDの発光強度を調整することでいろいろな色を出せるようにしてあります。液晶テレビの画素も、近くで見ると、この３つの色のマス目でできています。

なぜ３つの色だけでいろいろな色を作れるのかというのは説明しにくいのですが、何色と何色を混ぜるとどんな色になるのかというのは、色度図（しきどず）というものを使えば分かります。参考URLにある図形がそれです。色のついた馬蹄形（左に傾いた∩の形）の内部の位置で（x-y座標で）全ての色が表わせます。右端が赤色、上端（∩の頂点）が緑色、左下が青色になります。∩の中心位置が白色で、中心に近いほど白っぽい色になります。∩の内部でなく曲線上のところの色は、レーザ光などの単色光に相当します。単色光は１つの波長でしか光っていないので、色純度の良い（鮮やか）色になります。線上のところのに数字が書いてありますが、それが単色光の波長を表わしています。

２つの色を混ぜたときの色は、２つの色の位置を結んだ線分上の色になります。同じ明るさの色を混ぜ合わせたとき、その線分の中点の色になるわけではないのですが、２つの色の混合比率を連続的に変えると、その線分上のどんな色でも作ることができます（線分の外側の色は作れません）。ですから、赤色と緑色を混ぜると、その間にあるオレンジ色、黄色、黄緑色を作ることができます。黄色と青色をうまく混ぜると白色を作ることができます（市販の白色LEDはこの原理で、青色LEDと黄色の蛍光体の２色で白色を作っています）。赤と青を混ぜると紫色作ることができますが、実は紫色というのは１つのLED（単色光）では作れない色です（∩の底辺には波長の数字が書かれていないのはこのため）。

３つの色を混ぜたときの色は、３つの色の位置を頂点とする三角形とその内部の色になります。ですから、３つの色の位置を∩の右端と上端と左下端の色（赤・緑・青）にすれば、三角形の範囲が最も大きくなるので、作り出すことのできる色の範囲を最も広くすることができます。したがってカラーＴＶの画素はこの位置にある色を色の素（３原色）としています。この三角形の頂点が∩の中心に近いほど（個々の光源の色純度が悪いほど）、３色で作れる色の範囲が狭くなります（鮮やかな色は作れない）。３色で作ることのできる色は三角形の範囲内だけなので、その外側の色は３色だけでは作ることはできません。三角形だと、頂点の位置をどこにしても、∩の内部を全て覆い尽くすことはできません。三角形外部の色は３色だけでは作れない色です。

∩は曲線なので、その内部の色をできるだけ多く作ろうとすると、三角形でなく多角形にする必要があります（４色以上のLEDが必要）。しかも、その頂点は∩の曲線上になければなりません。LED光は発光波長に幅があるで、∩の曲線上ではなく、少し内側の色になります（∩の曲線上の色はレーザ光です）。液晶TVの画素の３原色（白色色にカラーフィルタを通して作っている）も幅があるのでLEDと同様、∩の曲線から少し内側の色になります。しかし、現実にはこの３色で作れる色の範囲で充分なので、フルカラーディスプレイの画素は３色になっています。

参考URL：

http://www.seiwa.co.jp/dbps_data/_material_/top/OPT/html/Diagram/_res/200803_P2.pdf

お礼

回答ありがとうございます。
色度図の説明すごく分かりやすかったです。
また知識が増えました。

回答No.4

Massy57

皆様が回答されているように、ひとつのLEDで七色を発光させるには一つのパッケージ内に、RGBを発光させる３LEDがパッケージされているだけです　現在のLEDがパッケージは発光層の組成が定まると、発光する波長は一義的にさだまり、外部から自由に波長を制御することはできません。したがって一つのLEDで外部から波長を変更させる事は出来ないためこのような構造をとらざるを得ません。ちなみに白色はこのRGBを一つのパッケージにいれたものでRGBを同時点灯させて発光させているものと青色LEDのパッケージのエポキシ部に青色で励起されて黄色を発光する蛍光材料を混ぜたものの二種類が存在します　もちろんその外側に着色層をおけばその色が発光します。

お礼

回答ありがとうございます。
みなさんの説明で理解できました。
ありがとうございました♪

回答No.3

rukuku

はじめまして
回答の趣旨は、No2のinara1さん同様「赤、緑、青」をうまく混ぜ合わせているです。テレビのブラウン管や携帯電話の液晶ディスプレーも同じです。

分かりやすく説明しているサイトがありますので紹介します。

もばいるのつくりかた」第4回　7色LEDのつくりかた
http://plusd.itmedia.co.jp/mobile/rensai/howtomake/04/

お礼

回答ありがとうございます。
よく理解できました☆

回答No.1

SAYKA

http://www.google.co.jp/search?hl=ja&lr=lang_ja&q=%E5%A4%9A%E8%89%B2%20LED%20%E6%A7%8B%E9%80%A0
基本的には1つ(の梱包)に複数詰め込んであるだけじゃない？

CPUも「1つ」に見えるけど「足」は一杯あるからね。

お礼

回答ありがとうございました☆
CPUの例分かりやすかったです。