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LED電球
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LED電球
【概要】
LED(発光ダイオード)を用いて、白熱電球などの代用として口金をソケットに直接装着できるようにした光源装置。
LED(Light Emitting Diode)は半導体素子の一つ。
LED(Light Emitting Diode)は半導体素子の一つ。
小さくて、軽く、長寿命で、消費電力が小さいために、電気代が安くすみ、環境にもやさしい。
これまで信号機や携帯電話のバックライトなどに利用されてきたが、省エネ性を重視する家庭照明用として注目されている。
東芝ライテックの売り出した白熱電球用の口金をそのまま使えるLED電球の場合、40ワットの白熱電球と同じ明るさのもので
寿命は4万時間（白熱電球の約40倍）。1日10時間使っても、10年以上交換の必要がない。
これまで信号機や携帯電話のバックライトなどに利用されてきたが、省エネ性を重視する家庭照明用として注目されている。
東芝ライテックの売り出した白熱電球用の口金をそのまま使えるLED電球の場合、40ワットの白熱電球と同じ明るさのもので
寿命は4万時間（白熱電球の約40倍）。1日10時間使っても、10年以上交換の必要がない。
一般に、照明には白色光が求められる。しかしながら、LEDの発光原理は、一定の電荷を与えることで
単一波長の光が放出されるエレクトロルミネッセンス効果による。
このためLEDからは、その素子の素材の特性により定まる特定の色の光しか得ることができない。
その対策として、LED電球では、蛍光灯と同様に短い波長の光を蛍光塗料に照射するなどの方法によって複数の波長の光を発生させ、
これらを混合して白色光の代用としている。また、単体のLED素子の光量は限られているので、
これらを多数並べて照明に足る実用的な明るさを得ている。
単一波長の光が放出されるエレクトロルミネッセンス効果による。
このためLEDからは、その素子の素材の特性により定まる特定の色の光しか得ることができない。
その対策として、LED電球では、蛍光灯と同様に短い波長の光を蛍光塗料に照射するなどの方法によって複数の波長の光を発生させ、
これらを混合して白色光の代用としている。また、単体のLED素子の光量は限られているので、
これらを多数並べて照明に足る実用的な明るさを得ている。
LEDには主に次のような利点がある。
白熱電球とは異なり、原理上は光を出すために熱を必要としないので、効率がよく消費電力が少ない。
フィラメントなどの消耗部品が無いので長寿命である。素子が小型であるため器具のコンパクト化が容易である。
光の3原色を発光するLEDがそれぞれ開発されているので、多様な色を表現できる。
白熱電球とは異なり、原理上は光を出すために熱を必要としないので、効率がよく消費電力が少ない。
フィラメントなどの消耗部品が無いので長寿命である。素子が小型であるため器具のコンパクト化が容易である。
光の3原色を発光するLEDがそれぞれ開発されているので、多様な色を表現できる。
これらのことから、信号灯や電光掲示板、懐中電灯など多方面に利用が広がっている。
白熱電球などに代わる照明用の光源としても有望視され、経済産業省により、「高効率電光変換化合物半導体開発(21世紀のあかり計画)」が策定された。
これによれば、民生用エネルギーの2割を占める照明用エネルギーの一部をLED照明に置き換えることで、大きな省エネルギー効果を期待できるとしている。
白熱電球などに代わる照明用の光源としても有望視され、経済産業省により、「高効率電光変換化合物半導体開発(21世紀のあかり計画)」が策定された。
これによれば、民生用エネルギーの2割を占める照明用エネルギーの一部をLED照明に置き換えることで、大きな省エネルギー効果を期待できるとしている。
【機能】
LED素子の帯域はレーザーのような線スペクトルほどではないが在来の光源に比べるとずっと狭く、
単一のLEDで白色光を出すことはできない。
単一のLEDで白色光を出すことはできない。
白色LEDは実際には、2色（互いに補色）または3色（おおよそ光の三原色）の光源を組み合わせて白色にしている。
ただし、蛍光体により短波長の光を長波長の光に変換することができるので、LED自体は青色のみにして他の色は蛍光にすることもできる。
蛍光の帯域は広く、帯域が広いほうが演色性に優れた良質な照明なので、照明には主に蛍光体が使われる。
ただし、蛍光体により短波長の光を長波長の光に変換することができるので、LED自体は青色のみにして他の色は蛍光にすることもできる。
蛍光の帯域は広く、帯域が広いほうが演色性に優れた良質な照明なので、照明には主に蛍光体が使われる。
青色LEDと黄色発光体を使ったものが最も普及している。青色LEDと赤色・緑色発光体を使ったものもあり、
演色性には優れるが、高価でエネルギー効率に劣る。この方式の発光効率はRed:35 lm/W、Green:100 lm/W、Blue:38 lm/W 程度である。
演色性には優れるが、高価でエネルギー効率に劣る。この方式の発光効率はRed:35 lm/W、Green:100 lm/W、Blue:38 lm/W 程度である。
白色LEDでは他の照明と違って発光成分のほぼ全てが可視光領域であり紫外や赤外領域には無視できるほどしか発光していないため、
電力の変換効率は最大で34%と蛍光管の25%、白熱電球の10%と比べて効率がかなり良い。
電力の変換効率は最大で34%と蛍光管の25%、白熱電球の10%と比べて効率がかなり良い。
蛍光体を使うにせよ使わないにせよ、白色LEDには青色LEDが必須であり（蛍光では波長が元の光より長くなるので他の可視光LEDから青色を生むことはできない）、
青色LEDの発明により初めてLED照明は現実的になった。
青色LEDの発明により初めてLED照明は現実的になった。
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照明器具の比較（2005年10月現在）
| 特性 | LED照明 | 白熱電球 | 蛍光灯 | HIDランプ |
| 発光強度 | 30 - 60 lm（入力1 - 2W） | 800 lm(60W) | 3,100 lm(40W) | 40,000 lm(400W) |
| 発光効率 | 15 - 20% | 8 - 14% | 25% | 20 - 40% |
| エネルギー変換率 | 15 - 20% | 8 - 14% | 25% | 20 - 40% |
| 発光スペクトル | 470nmと575nmにピーク | 400nmから700nmまで増加 | 蛍光体の2つのピークと400nm、550nm、570nmに水銀の輝線がある | |
| 色温度 | 4,600 - 15,000K | 2,400 - 3,000K | 4,200 - 6,500K | 3,800 - 6,000K |
| 演色性（平均演色評価数） | 72 | 100 | 61 - 74 | 65 - 70 |
| 寿命 | 2万 - 6万時間 | 1000時間 | 1万2000時間 | 1万2000時間 |
| 発熱 | 熱損失80 - 90% | 熱損失+赤外放射90% | 熱損失+赤外放射75% | 熱損失+赤外放射80% |
| 応答性 | 100ナノ秒以下 | 0.15 - 0.25秒 | 1 - 2秒 | 安定まで数分 |
| 指向性 | レンズ付きは指向性あり | 等方性 | 等方性 | 等方性 |
| 電流・光出力（光出力∝電流n） | 比例関係n<1 | n=6程 | 比例関係n<1 | 比例関係n>1 |
| 温度・光出力 | 温度依存性小 | 温度依存性小 | 温度依存性大 | 温度依存性小 |
【価格帯】
- ￥290 ～ ￥28,620
【メーカー】
- シャープ/SHARP
- パナソニック/Panasonic
- 東芝/TOSHIBA
- アイリスオーヤマ
- 三菱電機/MITSUBISHI
- NECライティング
- ユニティ
- ライテックス/RITEX
- YAZAWA
- ELPA/朝日電器
- エス・ティー・イー
- エコリカ/Ecorica
- グリーンハウス
- 前田硝子
- 丸善電機
- エレコム/elecom
- 大塚商会
- ケンコー/Kenko
- サンジェルマン
- ツインバード/TWINBIRD
