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「光・ひかり」の豆知識 LED電球技術解説

LED電球技術解説

LED電球の特長

LED電球の特長

白熱電球や蛍光ランプ比較して長寿命であることが一番の特長です。赤外放射、紫外放射が殆ど含まれていません。点滅による寿命劣化は起こりません。頻繁に点滅するところでもご使用いただけます。(電球蛍光灯と比較した場合。)スイッチONですぐに明るくなります。(電球蛍光灯と比較した場合。)発光色は「電球色相当、「昼白色(白色)相当」の2色を取り揃えている場合が多いです。

寿命比較

比較対象

寿命の長さ

vs.白熱電球

10〜40倍

vs.電球蛍光ランプ

2〜6倍

特に交換が困難な箇所の照明に使用すると、大幅に交換の手間が省けます。

LED電球の特長

LED電球の構造

LEDは直流電流で点灯します。LED電球の場合は口金を給電部分として交流の商用電源を直流電圧に変換する回路をランプ内部に搭載しています。専用の直流電源を必要とせずにLEDを点灯させることができます。

LED電球の構造

白色LEDの発光方式

照明用で採用している白色LEDの発光原理は大きく3つの方式があります。現在製品化しているLED電球は下記の1の方式のものが殆どです。

白色LEDの発光方式

青色LEDにより、黄色蛍光体を光らせる
3方式の中で一番発光効率が高い方式です。LEDの青色光と、その光で励起される補色の黄色を発光する蛍光体の組み合わせで白色を作り出しています。赤色領域の不足が指摘されていますが、近年は不足しがちな赤色や青緑成分を補った改良型も開発されつつあります。

「光の3原色」のLED(赤・緑・青)を組み合わせる
見た目には白色光を得られますが、放射エネルギーのない波長域がある為に、物の見え方が不自然になることもあります。一般的には品物を照らす照明ではなく、光を直接見せるディスプレイや大型映像装置などに使用されます。

近紫外または紫色LEDにより、赤・緑・青の3色の蛍光体を光らせる
3波長蛍光ランプと同じ発光形式で、青色よりも波長の短いLED光源で赤・緑・青の蛍光体を励起させます。きわめて美しい白色光を得られる反面、発光効率がやや低いです。

白色LEDの発光方式

LED電球の諸特性

寿命特性

LEDは固体発光方式の為、従来の光源のようにフィラメントの断線により不点灯になることは殆ど起こりませんが、使用材料の劣化などにより、点灯時間の経過に沿って、徐々に光量が減少していきます。LEDの寿命につきましては、(社)日本照明器具工業会規格JIL5006「白色LED照明器具性能要求事項」の中で「一般用照明器具の光源として使用する場合のLED寿命は全光束が初期全光束の70%、又は光度が初期の70%に低下するまでの時間とする。」と定義しています。これにならい、初期全光束の70%に達した時を寿命として表記しています。この数値につきましては飽く迄もLEDの「設計寿命」であり、その寿命を保証するものではありません。

寿命の定義

電源電圧特性

現在商品化されているLED電球は定電流方式を採用しており、電源電圧変動に対する出力は一定制御方式となります。推奨使用は、電圧範囲94〜106Vでの寿命、光出力変動は殆どありません。

電源電圧特性

周囲温度特性

LED自体が温度上昇により効率が低下する傾向にあり、LED電球の明るさは温度によって変化します

周囲温度特性

分光分布特性

白色LED電球の光(青色LED+黄色蛍光体の構造のものが殆ど。)のスペクトルは、右図のように、エネルギーの大部分が可視光域の範囲なので、赤外放射や紫外放射を殆ど含みません。その為、赤外放射や紫外放射に対してデリケートな商品への熱や退色によるダメージを軽減できます。

分光分布特性