LED照明は省エネなどの観点からオフィスや工場、店舗などから一般家庭まで、今では世の中に広く浸透してきました。

東京都では、エネルギー消費量の３分の１を占める家庭部門の省エネ対策を推進していくために、
自宅で使用されていた白熱電球２個をLED電球１個に交換してくれる事業を実施していました。

「省エネ」という言葉がキーワードになっていますが、そもそもLEDとはどのようなものなのでしょうか。

「LED照明は省エネで長寿命」というのは聞いたことがあるが、それ以外のことは知らない
「そもそもなぜLED照明は他の電球よりも省エネなのか」という方も多いのではないでしょうか。

そこで、本日はLEDの特徴や白熱電球との違いなど、LEDについてご紹介いたします。

LEDとは　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

LEDは「Light Emitting Diode(ライト エミッティング ダイオード)」の略で、
一方向に電圧を加えたときに発光する半導体の単子(※)のことです。
日本語では発光ダイオードとも呼ばれます。

LEDから放たれる色の種類は様々で、赤・黄・桃・青・緑・白といった各色を発光しています。

(※)半導体とは
物質には銅やアルミニウムのように電気を通す導体(どうたい)と、ゴムやガラスのように
電気を通さない絶縁体(ぜつえんたい)があり、半導体はその中間の性質を備えた物質です。
半導体は、人間が与える条件によって、電気を通したり、通さなかったりします。

発光原理　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

LEDはどのようにして光っているのか。

簡単に言ってしまうと、LEDは電気を直接光に変化させる発光原理を持っています。

では、どのやって電気を光に変換させているのか。

その秘密は、LEDチップの構造にあります。LEDチップには電気の『＋(プラス)』が動くP型半導体と、
『－(マイナス)』が動くN型半導体の２種類が使われており、これらを合わせて通電することによって
『＋(プラス)』と『－(マイナス)』が衝突して接合面が発光しています。

LEDの特徴　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

LEDの特徴について、ご紹介いたします。

１．寿命が長い　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

LED照明の寿命は白熱電球の約４０倍、蛍光灯の約４倍の４００００～５００００時間。

２．消費電量が少ない　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

消費電力が白熱電球の約１/６、蛍光灯の約１/２のため電気代が安く経済的。

３．発熱量が少ない　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

LED照明は白熱電球や蛍光灯と比べて、光源が熱をほとんど持たないため発光効果も低下しません。

４．環境に優しい　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

LED照明はCO2(二酸化炭素)の排出量が少なく、水銀も使用していないので環境に優しい。

５．点灯までの時間が短い　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

蛍光灯はスイッチを入れてから点灯するまでに時間がかかる場合がありますが、LED照明は発光の応答時間が
非常に短いため、通電するだけで瞬時に点灯する。

６．頻繁に入・切しても寿命が縮まない　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

蛍光灯は点灯・消灯の繰り返しでエミッタが消耗し、１回点灯させることで１時間寿命が短くなるとされているが、
LED照明は頻繁に入・切をしても寿命が縮むことはありません。

７．紫外線・赤外線の放出が少ない　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

LED照明は紫外線や赤外線の放出が少ないので、虫が寄り付きにくく、
美術品などの展示物を変色させることもありません。

８．色のバリエーションが多い　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

光の三原色が揃ったことで、様々な色温度が選べるようになり、
LEDひとつであらゆる色合いを表現することができるようになりました。

９．振動に強い　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

LED照明はシリコン樹脂などでコーティングされているため、白熱電球・蛍光灯よりも衝撃に強く、
地震などで落下しても割れにくくなっています。

このように、LEDには様々な特徴がありますが、LED化するメリットとデメリットは
どういったことが挙げられるのでしょうか。

LED化のメリット　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

・上記で述べたように、LED照明は消費電力が少ないため電気代を安くすることができる。

・長寿命なため交換頻度も低くなり、他の電球と比べて手間がかからない。

・LEDは発熱量が少ないため室温が上がりにくく、間接的に空調の節電にも繋がる。

・工場、倉庫などで使用されている水銀灯や従来の蛍光灯は、明るくなるまでに時間がかかったり、
　頻度に入・切することで寿命が短くなったりしていた。
　そのため、点灯・消灯が簡単に行えずつけっぱなしにすることが多かったが、LED照明は瞬時に
　点灯し、頻繁に入・切しても寿命に影響しないので、節電に繋がる。

・LED照明は、紫外線放射だけでなく発熱量も少ないため、美術館や博物館などの貴重な展示物を損傷する恐れがない

このように、他の電球より経済的で環境にも優しいのです。

LED化のデメリット　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

・蛍光灯に比べて値段(コスト)が高い。

・電球と本体が一体構造となっており、電球だけの交換ができない。

・光に指向性があるため均一に光が放射できない。

・白熱電球や蛍光灯に比べ、最大輝度は暗い部類に入る。

・LED電球には、電源回路が入っているため、蛍光ランプなどと比較して重量が重い。

・熱に弱く、大電流を流すことによってLED単子が損傷を受ける可能性がある。

日常生活において、身近な存在となりつつあるLEDについてご紹介させていただきました。

近年では、電球の種類も増え、性能が向上してるので、消費電力が少なくなり電気代を抑えられたり、
寿命が長いため取り替えの手間を省くことができたり、省エネ効果が上がっています。