電球の発明は一般にトーマス・エジソンの功績とされています。1879年10月21日、エジソンは炭化させた綿の繊維をフィラメントに用いた電球を設計し、市場へ投入しました。しかし実際には、後の訴訟で先取権が認められたジョセフ・スワンこそが電球発明の元祖だったのです。両者はいずれも電球の製造を認められ、その後数十年にわたって電球は変遷と改良を重ねてきました。その進化の歩みは、今日でも多くの研究機関が注力し続けるテーマとなっています。
電球を発明したのは誰?
電球は1879年、イギリスのジョセフ・スワンによって発明され、その後アメリカのトーマス・エジソンの研究によって改良されました。スワンはバヨネット式の口金を、エジソンはねじ込み式の口金を採用しています。また、エジソンが日本産の竹をフィラメントに使った電球の特許を出願していたことでも知られています。
初期の電球は炭素を焼いたフィラメントを使用していましたが、後に融点の高いタングステンが主流となりました。タングステンのフィラメントを真空または希ガス(クリプトンやアルゴン)の中で白熱させて光らせるのが、従来型白熱電球の基本的な仕組みです。しかしこの方式には弱点がありました。フィラメントが過熱すると素材が劣化して球の内側に付着し、時間の経過とともに電球が黒ずんで不透明になってしまうのです。そして数百時間ほど点灯を続けると、フィラメントはついに切れてしまいます。
ハロゲン電球(1959年)から省エネ電球(1983年)へ
ハロゲン電球は、ゼネラル・エレクトリック(GE)の二人の技術者、エドワード・ズブラーとフレデリック・モスビーによって開発されました。その仕組みは白熱電球とよく似ていますが、封入ガスにハロゲンガスを含む混合ガスを使う点が大きく異なります。この技術により、フィラメントはより高い温度に耐えられるようになり、寿命が格段に延びただけでなく、消費電力の低減にもつながりました。
一方、省エネ型電球(電球型蛍光灯)は、工業用で広く知られる蛍光ランプの家庭用バージョンです。寿命は白熱電球のほぼ10倍に達し、消費電力は約5分の1で済みます。1983年にフィリップス社から発売されましたが、価格が非常に高く、サイズも大きかったため、普及は限定的でした。とはいえ、現在では生産コストが下がっており、さらに2012年以降は、いわゆる「従来型」電球に取って代わる製品として位置づけられています。
LED照明の発明(2014年)
LEDランプ(LED照明)は、照明技術における最新のイノベーションです。その原理自体は19世紀初頭にはすでに実証されていましたが、実用化への道を開いたのは、高輝度の青色LEDを開発した三人の日本人研究者――赤崎勇、天野浩、中村修二――です。彼らはこの画期的な業績により、2014年のノーベル物理学賞を受賞しました。
LEDの最大の魅力はその性能にあります。少ない消費電力でありながら、高い発光効率を実現できるのです。環境負荷が小さいうえ、多彩な色の表現も可能です。さらに近年はスマート化が進み、スマートホーム(ホームオートメーション)に組み込まれたLED電球が、暮らしを彩るトレンドアイテムとなっています。
電球の発明について、さらに知りたい方へ
『発明の驚くべき歴史――火の制御から不死へ』(Dunod、2018年)
ジェラール・ボルヴォン『電気の歴史――琥珀から電子へ』(Vuibert、2009年)