ISSN0913-0020

The Japan Research and Development Center for Metals

財団法人

金属系材料研究開発センター

2009.12No.278

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地方大学における鉄鋼材料研究の推進に向けてばかりかじったマイクロメカニックスの知識も生き、鉄鋼材料の研究が俄然面白くなった。新鮮な研究テーマは学生の共感を呼び、意欲的な学生が研究室に集まりすばらしい研究成果を出してくれている。
「装置が貧弱で実験ができないし、理論だけでは勝負できない」場合は、世界最高性能を誇る外部の 2 ᐕߊࠄ޿೨
茨城大学理工学研究科共同実験施設を利用することを考えたい。マンパ
ワーのない地方大学では、たとえ大型実験装置を導෹↰ 㓁㧔ߣ߽ߚ ࠃ߁㧕
応用粒子線科学専攻
੩ㇺᄢቇᄢቇ㒮Ꮏቇ⎇ⓥ⑼ୃ჻⺖⒟ୃੌ(1972 ᐕ㧕ᓟ‫⨙ޔ‬ၔᄢቇᎿቇㇱഥᚻ‫ޔ‬ഥᢎ᝼ࠍ⚻ߡ
入できても、その維持管理・高度化に投資して成果
教授1991 ᐕᢎ᝼‫ޔ‬1978
友田ᐕᎿඳ㧔੩ᄢ㧕᧚ᢱᒝᐲ‛ᕈቇ‫࡞ࠕ࡝࠹ࡑࠦࠛߦ․ޔ‬㐿⊒ߣਛᕈሶ࿁᛬
陽を出し続けるのはきわめてむずかしい。一方、研究ߩᔕ↪⎇ⓥߦᓥ੐‫ޕ‬
拠点では拠点機関だけの努力で世界的な成果を出し鉄鋼研究を活発にするには、核となる研究拠点の続けるのは困難であり、広い裾野のユーザーを有す存在のみでなく裾野の広さが重要である。筆者は、 ることが必須であると思う。本年 10 月に中性子と大学の卒業研究で「ステンレス鋼のマルテンサイト放射光を用いた材料の力学的評価（MECASENS-5）
変態誘起塑性現象」のテーマをもらい、諸先輩からの国際会議を水戸で開催した。参加者 186 名のう熱処理や試料研磨等の手ほどきを受けて以来、ずっち外国人参加者が 85 名で、欧米の研究者による発と鉄鋼材料の研究から離れることはなかった。複合表の質の高さが目立った。会議終了後に外国人参加材料、金属間化合物、傾斜機能材料等にも手を出し者から「会議に参加して、また前後に SPring8, PFたが、常に「鉄鋼材料研究の奥の深さと面白さ」をおよび J-PARC の世界的に優れた装置群を見て回り、再認識することになった。「鉄鋼では研究費が獲れ日本にはこのような装置を使ってリアルタイム解析ない」と聞くことがある。筆者も科学研究費補助金のできる眠れるユーザーが多く存在することを知っに応募して不採択が続く時代があったが、今になった。現在、欧米豪では互いに協力し合って研究を進て考えると、それは拙い研究計画が原因であって鉄めており日本の参加・貢献に期待する」旨のメール
鋼材料をテーマとしたためではなかった。不採択にをもらった。「従来は見えなかったものが見えるよ
なった申請書をある著名な先生のところに持参してうになる実験手法（ふぇらむ 2010 年 1 月号参照）」
助言をお願いしたところ、幾多の欠点を指摘され努は、種々な研究課題にブレークスルーをもたらすと力不足がよくわかった。お陰で最近の 10 年間は、 期待される。
基盤 A あるいは B が途切れることなく、加えて萌芽世界の鉄鋼生産量は過去に類を見ない急激な増加や特定領域、他の研究資金に恵まれ、研究室の大学を示している。鉄鋼マテリアルフローにおける地球院生達を毎年のように国際会議に出張させている。
環境負荷低減のためには、新しい技術の導入が必須
鉄鋼材料研究の特徴は、膨大な過去の蓄積がありであり、その実現には過去の例から 50 年の研究開
壁に突き当たっている研究課題が明らかになってい発期間が必要である。中性子実験等の利用を個々のることである。解くべき質の高い課題が豊富な研究企業が個別に競争しながら行うよりは、基盤となる成果に基づいて設定されているが、壁を乗り越える部分は大学等とオール日本でチームを組んで推進すには新しい視点で新規な手法を導入する必要があることが効果的である。企業間の国際競争は益々厳る。筆者の場合は、エコマテリアル研究会の発足にしくなり、一方、大学等では留学生受け入れを含む参加させてもらい地球環境負荷低減の広い視点から教育研究の国際ネットワーク化が進むと思われるの
鉄鋼材料を考え、まったく知識のなかった中性子散で、「健全な協力と競争」の共通認識が産学共同研乱・回折を実験手法として取り入れることで、少し究と国際連携の推進の鍵になると思う。
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JRCM REPORT

LED 照明普及の歩み（財）金属系材料研究開発センター 前専務理事 （ LED 照明推進協議会 前専務理事 ）小島
１．はじめに最近の LED 照明に関する社会の関心は、世界的な地球環境問題への高まりの中で、日本においては各社が相次いで高効率の照明器具を市場に投入し、本格的な市場競争が開始されたこともあり、極めて高まった。
つい数年前までは「LED、それって何？」というような状況の中で、日本で開発された LED 技術を社会へ普及し、社会全体で技術開発の成果を具現化しない限り、技術は社会へインパクトを与えることはできないと考え、研究開発推進団体である「金属系材料研究開発センター」が中核となり、LED の普及に力を入れ、LED の普及推進団体である「LED 照明推進協議会」を設立するに至った。設立に携わった関係者の一人として、LED 新時代の今、これまでの歩みを振り返ってみる。
２．我が国発の技術
LED はわが国が世界に先駆けて青色や白色の LED を開発したことからも伺われるように、わが国のオリジナル技術である。
現在のような技術が確立されるのは、1960 年代以降のことで、光の三原色（RGB）の内、赤色と緑色が最初に開発され、70 年代に黄色、90 年代には日本のメーカーによって青色が開発され三原色が揃った。
96 年には白色が開発され、表示用のみならず、照明も視野に入れて応用分野が拡大するようになった。
LED の特色を示すと以下のような点である。ポイントは省エネルギーである。特に地球環境問題への対策として、LED への期待はまことに強い。
①省エネルギーへの期待：表示用途
では電球を凌駕、LED 交通信号機や自動車のリア・コンビ・ランプなど大きな省エネが実現。照明用途では、これまで蛍光灯には及ばなかったが、技術進歩により遜色のないものが出現。更なる技術進歩により効率向上が期待され
JRCM NEWS No.278

彰ている。
②長寿命：40,000 時間程度の耐久時間が可能。これにより光源取替え作業が回避される。高所設置、無人メンテナンスなど、取替えに伴う公共コストの削減や高齢者の転倒リスク削減などに貢献できる。
③低環境負荷：水銀など有害物質を含まないクリーン・イメージや光源取替えに伴う廃棄物の減少。
④小型化：微小光源による新たな照明デザインの実現や省スペースによる製品の機能性向上。
⑤制御性：調光制御による最適照明が可能。自然採光と組み合わせた照明の省エネルギー。
⑥応答性：オンオフの早い応答特性。信号伝達手段として最適。
こうした特性を受けて、LED の用途も以下のように多岐にわたっている。
①交通標識：交通信号機、トンネル灯、各種信号標識、情報表示版②各種ディスプレイ：屋内・屋外表示板、立体ディスプレイ
③自動車：リア・コンビ・ランプ、ヘッドランプ、室内灯、インパネ・バックライト④バックライト（小型から大型）：携帯電話、液晶テレビ⑤照明器具（特殊照明）：足下灯、読書灯、街路灯⑥照明器具（一般照明）⑦通信：携帯電話、ファクシミリ、
光通信⑧医療：医療検査機、医療用ゴーグ
ル、内視鏡⑨農業：成長促進光源、植物工場用
光源⑩漁業：灯疑似餌、集魚灯⑪健康：エステ用光源⑫アミューズメント：バックライ
ト、雰囲気醸成、遊戯機器⑬防犯・防災：非常灯、煙感知器、防犯灯
LED の特色は半導体なのでタマ切れを起こさない、メンテナンスが容易、器具の軽量小型化が可能、デザイン性が良い、など使う人の立2

場によってその評価される点は異なるが、最大の特色は電気から光への変換効率が高く、それだけ省エネルギーが期待されることである。
現在、蛍光灯並みの水準へ近づきつつある状況の中で今後の課題は、低価格化、光の質の向上と、利用が進むにつれて新たな課題の克服が焦点となっている。これと併せて、新たな照明を社会へ定着させるための技術的インフラ、すなわち、標準化や電気用品や住宅設備に関する法令など様々な技術法制との調和を図ることも大きな課題となっている。
３．JRCM と LED( 財）金属系材料研究開発センター（JRCM）が LED に関わりを持ったのは、JRCM が経済産業省の国家プロジェクトである「21 世紀のあかり」計画を推進することに始まる。
もっともこの計画が JRCM を中心として開始された背景としては、調査研究として、山口大学の田口教授を主査にして化合物半導体についての勉強を行ってきたことも挙げられる。
「21 世紀のあかり」計画は平成11 年から平成 15 年までの５カ年間に 65 億円の開発費を投入し、本格的な白色 LED 照明技術を開発する極めて野心的な開発であった。この計画では半導体の効率を高めるための基礎的研究とともに、半導体結晶のエピタキシャル成長技術、結晶の研磨加工技術、蛍光体開発技術、照明光源のパッケージ技術と照明実現のための要素技術について内外の 13 社が参加して実施された。「21 世紀のあかり」計画は世界で初めて国が LED 照明技術にコミットするプログラムとして世界的に注目を集めた。サンフランシスコで毎年開催される LED についての国際会議でもこの計画についての質問が相次ぐなど、各国技術者の関心の的であった。しかしながら、研究開発を進めていくうちに技術の開発と普及に大きなギャップが䌌䌅䌄ᾖ᣿ផㅴද⼏ળ䋨JLEDS䋩⸳┙✚ળ(2004.6.9)あることに気づかされた。
４．新技術の普及
日本発の新技術なのに、実は普及面では日本は遅れていたのである。
交通信号機の例がそれを物語っている。信号機を LED 化すると、光源の消費電力は 70w から 15w へと1/5 に低減する。これにより、大きな省エネルギーが期待される。試算
すると、日本全体ではタンカー１隻に相当する 25 万 kl 程度の原油量の節減が期待され、二酸化炭素の発生抑制に大きな効果がある。最近でこそ、一般的に普及してきたが、わずか５年前はわが国の普及率は数％であり、ほぼ 100％の普及率であったシンガポールや 50％の台湾等と比べて大きく後れを取っていた。
こうした状況に対応するために、関係者が協力して公的部門に働きかけて、新技術の有するメリットを訴え、政策決定者の認識を変えてもらう必要があった。我々は当局（警察庁、自治体警察本部）へ LED 信号機の採用を働きかけた。具体的には、地球環境にやさしい製品を公共部門が積極的に採用することを促進する「グリーン購入法」の対象品目へ採用するよう環境省へ申請書を提出するとともに、国土交通省、警察庁へ働きかけをした。
我々の動きも受けて、経済産業省と警察庁による LED の普及のための政策が始まった。すなわち、平成 16 年度から都道府県警察が進めて い る 信 号 機 の LED 化 に 対 し て、
NEDO 技術開発機構から設置費用の半額を助成する制度が動き出し、初年度で 40 都府県に対して助成が行われた。この制度はその後変遷を遂
げたが、LED 信号機のメリットは社会的に共有され、都道府県レベルで普及のスピードが加速された。
幸い LED 信号機についてはうまく進展したが、考えてみると照明は社会に無くてはならないもので、それだけ社会の諸制度との調和が取れないとせっかく開発してもそれがうまく普及しないことになる。
前述のように、新技術の開発と普及は別問題であることが多い。確かに民生用であれば、よい製品が低価格で市場メカニズムで普及していく。
一方公的機関が関与する部分については、普及のためのアクションが必要である。自動車用ランプは安全基準での対応で公的規制を受けるし、信号機、道路航空管制表示灯などは公共調達分野である。
公共調達分野での需要は限られているという指摘もあるが、逆に広告塔としての役割も大きい。たとえば ,LED 信号機は東京では銀座中央通に設置された。一般の人も当
初は、何となく信号が見やすくなった程度の印象であったが、よく見るとランプから粒々に変わっていたという声を聞いた。一般の人にとって粒々イコール LED なのであった。
毎日目にする信号機で LED が使われているということで LED に対する社会一般の取り上げ方に変化が現れた。
技術競争では各社が競争し、しのぎを削っているが、普及については各社の協力が得られるのでないか、半導体原料から組み立て加工、製品まで LED 照明に関連する企業を垂直的に連携することによって LEDに関連する技術情報がより効率的に共有され、開発を促進させられるのではないか、こうした考えの下に LED 照明推進協議会設立への動きが始まった。
５．LED 照明推進協議会の発足
当時の経済産業省非鉄金属課の青山課長の指導を受けて、設立への準備会が組織され、半年ほど議論を行い、活動の内容、予算など基本的な項目を整理し、これらを簡単に整理した説明書を持って関係企業へ参加の要請を行った。この間は、関東のみならず、関西に地盤を持つ企業も多く、出張が相次ぐ毎日であった。その結果、当初の目標としていた 20 社の参加が確保されたので設立に向けた作業に取り組んだ。
平成 16 年６月９日に設立総会が開催され、任意団体としてではあったが、LED 照明推進協議会（JLEDS)が正式に発足した。会員企業は発足当初、20 社を上回る 32 社であった。会長には日本大学大谷義彦教授が選任され、副会長企業には、豊田合成、パナソニック電工、東芝
ライテック、シャープ、サンユレッ
クの５社が選任された。
協議会の主たる活動としては、以下のとおりであるがこれらは固定

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図１

LED 照明推進協議会（JLEDS）
設立総会 (2004.6.9)

的なものではなく、社会からの要請に対して柔軟に対応することとした。
① LED 関連企業の製品・技術の紹介、データベース構築などによる広報活動② LED 普及戦略・技術ロードマッ
プの策定③シンポジウム開催、各種展示イベントによる普及広報活動④会員向け研修会の実施⑤関係団体と協力した標準化推進
活動⑥ LED ハンドブックの作成と広報⑦関係省庁への働きかけ
平成 16 年には、協議会の設立を記念して 11 月８日に記念シンポジウムを東京平河町の海運クラブで開催したところ、350 名以上の参加者があり、盛会に終えることができた。この実績を踏まえて、毎年11 月に LED シンポジウムを行うことが恒例となった。
また、平成 17 年には、愛知県で国際博覧会が地球環境問題をテーマにして開催された。地球環境問
題こそ LED に相応しいテーマである。会場の照明、イルミネーション、表示関係に多くの LED が用いられたが、それだけにとどまらず積極的に万博を活用しよう、万博の舞台こそ、日本発の LED 普及の良いチャンスであると考え、NEDO、電気事業連合会、トヨタグループの絶大な協力を得て、照明デザイナーの石井幹子氏のプロデュースにより、日本国際博覧会で、５月 12 日から22 日まで「光未来展」が開催され、日本の進んだ光技術が紹介された。
その会場を覆うようにして設置された大観覧車には、真中に巨大な LED 表示パネルが設置され、人の目を引いた。これも、わが国のLED 紹 介 の 好 事 例 で あ る。 ま た、
小学生を対象にした LED 工作教室
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図 2 キッコロライト工作教室（豊田合成株式会社 提供）

ではキッコロライトを組み立て、点灯させることで LED を身近なものとして感じてもらう試みを実施した。この企画は大当たりで、キッコロライトを目的に長蛇の行列ができ、関係者をはらはらさせるほどであった。
JLEDS 会員企業は発足当初 32 社であったが、LED が社会に定着するにつれ、会員企業は増加の一途をたどった。すなわち、17 年度期初で 62 社、18 年度期初で 77 社、19 年度期初で 81 社、20 年度期初で 91 社、21 年度期初で 107 社であり、21 年 11 月時点で 130 社となっている。
この間、任意団体の資格では社会的に責任のある活動に制約があるとの認識から、法人化を図ることなり、平成 19 年 7 月 12 日、東京都から特定非営利活動法人としての認証を受け、新たに「特定非営利活活動報告■非鉄材料研究部○窒化物半導体に関する国際会議への参加
2007 年度にスタートした「窒化物 系 化 合 物 半 導 体 基 板・ エ ピ タ キ
シャル成長技術の開発」プロジェク
トでの調査活動の一環として、韓国
済 州 島 で 2009/10/18-10/23 に 開催された窒化物半導体に関する国際会議 ：8th International Conferenceof Nitride Semiconductors (ICNS-8)に参加し、最新の窒化物半導体の研究開発状況について情報収集を行った。
本国際会議は、1995 年名古屋で開催された第 1 回から隔年で開催さ動法人 LED 照明推進協議会」として再発足をした。
特定非営利活動法人 LED 照明推進協議会が発足したこの３年間でLED はかなり日本の社会に定着してきた。この間 LED が実力以上に評価され、誤った認識が生まれるケースもあった。曰く、LED は永久に使える、LED は熱を出さないなど、こうした過大な評価、受け止め方はかえって健全な LED の普及拡大にはマイナスとなる恐れがある。
LED 照明の実用化を図る上での大きな課題が熱の放散である。電気と光の変換効率が 100％にならない以上、その差は熱となる。LED の変換効率は温度が上がると低下する、換言すると熱発生が増大する。
熱の放散は LED 照明の大きな課題である。また、現在の白色 LED は演色性が自然光に比べて劣る。このように、LED にとってはまだまだ解決すべき課題がある。LED の技術開発と健全な普及を図るためには LED のメリット、デメリットをよく認識し、そうしたことを社会に伝えながら、活動していくことが望まれる。
LED をより一層幅広い分野で活用するためには、標準化が必要である。白色 LED の標準化については電球工業会、照明器具工業会、照明委員会、照明学会の４団体とも協力して共通の作業計画を作って進めている。こうした関連団体の協力も重要である。
今後の新たな発展を睨んで、LEDの普及のために LED 信頼性ハンドブックの作成や新技術を加味したロードマップの検討などの課題にも JLEDS として取り組んできた。
LED 技術については幸い、わが国の優位性が確保されてはいるが、その立場を逆転されかねないほど、世界の技術開発競争は厳しい。台湾、韓国、中国が LED を戦略的に重要な技術として捉え、国家的な技術開発計画を進めてきた。欧米でも技術開発をめぐる動きは活発である。こうした中で新技術を早く社会へ定着させるためには、技術開発の競争と並行して技術普及の競争を行 う 必 要 が あ る。JLEDS の 使 命 は大きい。

れ今回で 8 回目、窒化物半導体の分野では世界最大規模の学会である。
回を追うごとに発表件数は増加しており、今回の参加者数は約 1000 人に 達 し た。 世 界 中 か ら 研 究 者 が 集まったが、日本からの参加者は 200名程度であり、日本がこの分野で重要な成果を挙げていることがうかがえる。
講演内容はバルク結晶成長、エピタキシャル成長、構造解析、光学特性、ナノ構造、デバイスと窒化物半導体の全てに渡るトピックスを網羅している。当プロジェクトからは、大阪大学森教授が招待講演において、「Na フラックス法で種結晶にＣ軸方向に伸びた針状結晶を用いると径方向に成長が進み棒状の結晶が得られる」との発表を行い、注目を集めた。Na フラックス法のライバルであるアモノサーマル法では、ポーランド Ammono 社から１インチφ× 12mm 厚のバルク状結晶が報告され、基板販売の開始も公表された。
ただ、成長速度が遅く（～３μ m/ｈ）、生産性には問題があるようである。また、無極性 / 半極性 LED のセッションが設けられ多数の発表がなされたが、全て有極性 GaN 結晶から切り出した小さな基板を使用しており、本プロジェクトで目指している無極性基板の大口径化が重要なテーマである事を再確認した。
尚、次回会議は 2011 年 10 月にイギリスのグラスゴーで開催される。
（松浦主席研究員）

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS ／第 278 号

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図3

JLEDS ハンドブック集

2009 年 12 月 1 日
小紫正樹
財団法人 金属系材料研究開発センター〒 105-0003 東京都港区西新橋一丁目 5 番 11 号 第 11 東洋海事ビル 6 階

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