LEDの基礎
LEDの種類
LEDは発光する波長によって3種類に分類されます。それぞれ用途が異なり、目に見える光から不可視光まで幅広い領域をカバーしています。
LEDの波長帯と分類
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紫外LED(Ultraviolet LED)
紫外線を発するLED。レジスト(樹脂)の硬化、偽札識別機、殺菌・滅菌など特殊な用途に使用される。波長が短いほどエネルギーが高い。
用途：硬化・殺菌・識別
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可視光LED
人間の目で色として認識できる光を発するLED。赤・橙・黄・緑・青・白など多様な色が揃い、インジケーター・照明・ディスプレイなど最も幅広く使われるタイプ。
用途：一般表示・照明・バックライト
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赤外LED(Infrared LED)
人の目には見えない不可視の赤外線を発するLED。リモコンの送信、各種センサーの照明光、防犯カメラ、顔認証などに広く利用される。
用途：センサー・リモコン
色の表現と色度図
色の組み合わせによってさまざまな色の表現が可能です。LEDの発光色はCIE色度図のxy座標で管理され、白色LEDの色温度ばらつきの管理などにも使われます。
CIE色度図(概念図)
色度図の読み方
色度座標とは
LEDの発光色を数値(x, y)で表した座標系です。馬蹄形(スペクトル軌跡)の内側にすべての色が収まります。
三原色の組み合わせ
赤・緑・青のLEDを組み合わせることで、その三角形の内側にある色すべてを表現できます。これがフルカラーLEDディスプレイの原理です。
白色LEDの管理
白色LEDは色温度(暖白〜昼白〜昼光)や色のばらつきを色度座標で管理します。照明製品では同一ランクのLEDをそろえることが重要です。
LEDの主な特徴
LEDは従来の白熱電球・蛍光灯と比べて多くの優れた特性を持ちます。これらの特長が、さまざまな用途での採用拡大を後押ししています。
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省エネ
白熱電球に比べて消費電力が約1/8〜1/10程度。電力の大部分を光に変換するため、熱ロスが少なく高効率。
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長寿命
一般的なLEDの寿命は40,000〜50,000時間以上。白熱電球(約1,000時間)や蛍光灯(約6,000〜10,000時間)と比べて格段に長持ちする。
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低温でも発光効率が低下しにくい
蛍光灯は低温環境(冷凍庫・屋外など)で輝度が落ちやすいが、LEDは低温でも安定した発光効率を維持できる。
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調光・点滅が自在
電流量を変えるだけで明るさを細かく調整できる。また、高速な点滅応答が可能なため、通信や信号用途にも対応。
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小型・軽量
チップサイズは数mm以下から対応。薄型・小型機器への搭載が容易で、デザインの自由度が高い。
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環境対応
蛍光灯のような有害な水銀を使用しない。省エネによるCO₂削減効果も高く、環境負荷の低減に貢献する。
LEDの主な用途
省エネ・長寿命・小型という特長から、現代のあらゆる電子機器・インフラに採用されています。
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スマートフォン・家電
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照明・看板
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自動車
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産業機器・電源
LEDパッケージの種類
LEDの「パッケージ」とは、発光チップを基板に実装・保護するための外装形状です。実装方式や用途によって3つのタイプが使い分けられています。
砲弾型(LAMP)
実装方法：スルーホール実装
- 最も歴史が長いパッケージ
- 比較的安価で入手しやすい
- リフロー実装には不向き
- 幅広い業界で使用
基板タイプ(SMD)
実装方法：表面実装
- 様々なサイズ・形状に対応可能
- 自動実装(リフロー)に対応< /li>
- 小型・薄型設計が容易
- 幅広い業界で使用
PLCCタイプ
実装方法：表面実装(高輝度)
- リフレクター構造のため高輝度
- 光の取り出し効率が高い
- 車載用インジケーターに使用
- 液晶バックライトにも採用
| パッケージ | 実装方式 | 特長 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| 砲弾型(LAMP) | スルーホール | 安価・歴史が長い・リフロー不可 | 汎用インジケーター、試作品 |
| 基板タイプ(SMD) | 表面実装 | 小型・多サイズ対応・自動実装可 | 各種インジケーター、バックライト |
| PLCCタイプ | 表面実装 | リフレクター構造・高輝度・高効率 | 車載インジケーター、液晶バックライト |
