LED関連用語
LEDの種類・分類
LEDは「Light Emitting Diode（発光ダイオード）」の略で、電流を流すと光を発する半導体素子です。
発光する波長によって可視LED・赤外LED・紫外LEDに分類されます。
LEDの波長帯と分類
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LED(発光ダイオード)
Light Emitting Diode
光を発する半導体・ダイオード素子。
電流を順方向に流すと、PN接合部（アクティブ層）で電子と正孔が結合して発光するのが基本原理。
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紫外LED(Ultraviolet LED)
400nm未満の波長の光を発するLED。殺菌・滅菌（UV-C）、硬化（UV硬化樹脂）、蛍光検査、偽札検知などに使用される。
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可視光LED
400〜780nmの波長の光を発するLED。
人間の目で色として認識できる光域。赤・橙・黄・緑・青・白など多様な色が揃っている。
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赤外LED(Infrared LED)
780nmを超える波長の光を発するLED。人の目には見えない不可視光。
リモコン信号、センサー照明、顔認証、LiDAR、防犯カメラなどに広く利用される。
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受光デバイス
Photodetector / Light-Receiving Device
光を受けることで光電流が流れるデバイス。フォトダイオード、フォトトランジスタなどがある。
LEDと組み合わせてセンサーや通信システムを構成する。フォトカプラの出力側にも使用される。
LEDパッケージの種類と特徴
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。
挿入実装（スルーホール）用。リードフレームにLED素子を搭載し、砲弾型に樹脂封止。レンズ一体型でシンプルな構造。パネルランプやインジケーターに最適。
基板やリードフレームにLED素子を載せて樹脂封止する表面実装タイプ。基板タイプ・PLCCタイプがある。自動実装に対応し、小型化・薄型化が可能。
7本のセグメント（発光部）を組み合わせることで0〜9の数字や一部のアルファベットを表示できるLED。計測器・時計・デジタル表示パネルなどに使用。
光学特性に関する用語
LEDのデータシートには多くの光学特性が記載されています。それぞれの意味を理解することで、用途に合った製品選定が可能になります。
スペクトル分布と主要用語の関係
| 用語 | 意味・解説 |
|---|---|
| 光度 | 光軸上の単位立体角あたりの光量（単位：mcd）。「明るさ」の指標として最もよく使われる。赤外LEDでは「放射強度（mW/sr）」として表記される。 |
| 光束 | 全方向への総光量（単位：lm）。空間全体にどれだけの光を出しているかを表す。照明用途で重要。赤外LEDでは「放射束（mW）」として表記される。 |
| ドミナント波長 | 人間の目で感じる色の波長を数値化したもの（単位：nm）。ピーク波長とは異なり、人間の視覚感度を加味した「見た目の色」を表す指標。 |
| ピーク波長 | 発光スペクトル分布において光出力が最大となる波長（単位：nm）。光学フィルターの設計などに使用される物理的な指標。 |
| スペクトル半値幅 | ピーク波長に対し相対強度が50%以上となる波長の範囲（単位：nm）。値が小さいほど単色性が高い。VCSELなどのレーザーは半値幅が非常に狭い。 |
| 色度座標 | LED発光色の刺激値をCIE xy座標系で表したもの。白色LEDの色温度管理や色調のばらつき管理に使用される。 |
| 指向特性 | 中心軸を原点とした空間各方向への光の放射分布特性。どの角度にどれだけ光が出るかを示す。光源の「広がり方」を表す。 |
| 指向半値角 | 中心軸の光強度に対し相対50%となる方向の内角（単位：°）。値が小さいほど指向性が高く（スポット照射）、大きいほど広範囲を照らす。 |
ランク・配光に関する用語
LEDは製造ばらつきがあるため、光度や色調によってランク分けして出荷されます。用途に合ったランクを指定することが重要です。
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光度ランク
Luminous Intensity Rank
光度値（明るさ）によるランク選別。同じ型番でも製造ロットごとにばらつきがあるため、光度の範囲ごとにランク分けされる。複数素子を組み合わせる際はランク統一が重要。
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色調ランク
Color Rank / Bin
ドミナント波長による選別ランク。発光色により設定が異なる。白色LEDでは色温度と色度座標でのビン（Bin）分けが一般的。ディスプレイ・照明器具では色のばらつきを抑えるためにランク指定が重要。
電気特性に関する用語
LEDを安全・適切に駆動するために必要な電気特性の用語です。定格を超えた使用は素子の劣化・破損の原因になります。
| 用語 | 意味・解説 |
|---|---|
| 順電圧（VF） | 順方向電流を流した時のアノード・カソード間の電圧降下値（単位：V）。LEDに必要な「駆動電圧」。電流制限抵抗の計算に使用する。 |
| スタティック点灯（DC駆動） | 直流で連続的に電流を流し点灯させる方式。シンプルで設計が容易。常時点灯のインジケーターやバックライトに適する。 |
| ダイナミック点灯（パルス駆動） | 周期的に電流を流す時分割駆動方式。複数のLEDを順番に点灯させることで、使用ピン数を減らせる。7セグや大型LEDディスプレイに多用される。 |
| デューティー比 | 1周期に対しLEDがONしている時間の割合（単位：%）。デューティー比50%なら、半分の時間だけ点灯している状態。低デューティーではピーク電流を大きくできる。 |
| 逆電流（IR） | 逆バイアス印加時に発生するわずかな電流値（単位：μA）。この値が大きいと逆方向の漏れ電流が多いことを示す。 |
| 最大順電流（IF max） | 連続的に流すことができる電流の最大値（単位：mA）。この値を超えると素子の劣化・破損を招く。通常は定格の70〜80%以下で使用することを推奨。 |
| 最大パルス順電流（Ifp） | パルス幅・デューティー比で規定された最大順電流（単位：mA）。パルス駆動では定格を超えた大電流を短時間流せるため、DC駆動より高輝度が得られる。 |
| 順電流低減率 | 規定温度を超えた場合の許容順方向電流の低減率（単位：mA/℃）。高温環境では電流を絞らないと素子を傷める。放熱設計と合わせて考慮が必要。 |
| 最大許容損失（Pd） | 周囲温度25℃における最大許容消費電力値（単位：mW）。「順電圧 × 順電流」がこの値を超えないよう設計する。 |
熱・静電気に関する用語
LEDの寿命や信頼性に大きく影響する熱管理と静電気（ESD）対策に関する用語です。
🛡️
熱抵抗
hermal Resistance
熱の伝わりにくさを表す係数（単位：℃/W）。値が高いほど放熱性が悪く、ジャンクション温度が上昇しやすい。高出力LEDでは放熱設計が特に重要。
🔥
熱伝導率
Thermal Conductivity
物質固有の熱移動の起こりやすさを表す係数（単位：W/m·K）。値が高いほど熱を逃がしやすい素材。放熱基板・サーマルパッドの選定に関係する。
🌡️
ジャンクション温度（Tj）
Junction Temperature
電気エネルギーが光に変換されるPN接合部の温度（単位：℃）。直接測定できないため、周囲温度・熱抵抗・消費電力から算出する。Tjが高いほど寿命が短くなる。
⚡
ESD（静電気放電）
Electrostatic Discharge
静電気を持つ物体から電荷が短時間に流れる現象。LEDは静電気に弱く、瞬間的な高電圧で内部が破壊されることがある。取り扱い時は静電気対策（アース・手袋等）が必須。
