LEDの種類と特徴について分かり易く解説！

省エネで消費電力も少なくて済むＬＥＤ。実はＬＥＤにはいくつかの種類があるのを皆様はご存知でしょうか？

街中で見かける信号機や自転車のライト、イルミネーション、おうちの中だと携帯電話やパソコン、オーディオ機器など、普段何気なく目にするものに多く採用されているＬＥＤですが、それぞれ種類がいくつかに分かれています。

そこで今回は、ＬＥＤの種類や特徴、それぞれの用途などについてわかりやすく解説していきます。

ＬＥＤ照明の種類と特徴

ＬＥＤ照明は発光ダイオードを用いた光源で、照明用・センサ用・スイッチ用といった用途のほかに、特殊用途として殺菌用・専門医療用・農業用その他の植物育成用・光触媒用・超低温利用用などの用途があるなど、非常に幅広い用途で使われています。

どのＬＥＤも共通している特徴として

・省電力、省エネルギー

・高耐久性

・水銀が出ない

・点灯するまでの時間が短い

この4点が挙げられます。
そして、照明用の輝度の高いＬＥＤは形状で分類すると、

①砲弾型ＬＥＤ

②表面実装型（ＳＭＤ）

③チップオンボード

の３種類があり、それぞれの形状に合わせて特徴と用途があります。

かつては、ＬＥＤというと、①の２端子型の砲弾型ＬＥＤのことを指していましたが、ＬＥＤの開発が進むにつれて、②、③が登場してきました。

メーカーが③のチップオンボード型の製造販売を始めたのは２０１６年ともっとも歴史の浅いＬＥＤです。

最近はＬＥＤ電球も広く普及し、模型などのホビーや、ＤＩＹインテリアなど、生活全般の身近なところでもよく見るようになっているＬＥＤです。

では、①～③のＬＥＤはどのような特徴があり、どのような用途で使われているのでしょうか。

①砲弾型ＬＥＤ

砲弾型ＬＥＤは、その名の通り、光る部分が砲弾のような形をしたＬＥＤで、ＬＥＤ照明の形状においては代表的なものです。アノード（プラス）とカソード（マイナス）の２端子を持ち、表面のドーム型モールドの中に、半導体であるダイオードを端子に固定して光源として格納しています。

主な用途
照明用、交通信号機、植物工場、表示用機器、自動車照明用等

特徴
特徴としては、もっとも歴史が古いＬＥＤであるだけに、価格の単価・製造原価という点で３種類の中で最も安価です。

このことから、パッケージの数を多く必要とする照明に使われやすくなっています。

細い電極と小さい形状により、アーチ状の場所や狭い場所での使用に向いており、明るさよりデザイン性を求めるライトに最適です。

ウィンカーやバックライトなどのカー用品、インジケーター、スイッチ等の光源、サインディスプレイやアミューズメント機器、イルミネーション等、各種の照明といった用途に広く使われ、街中でも屋内でも一番よく目にするＬＥＤです。

シンガポールやスウェーデンでは交通信号が１００％ＬＥＤ化され、日本でもＬＥＤ信号の導入が進められています。
信号用にはこの砲弾型ＬＥＤをレンズ付きで使っているもので、３ｍｍから５ｍｍの砲弾型ＬＥＤを密集させ、大きな光束にしています。

一つのパッケージに一つの光源を持つ構造であることから、調光性・調色性にも制限がなく、自由な照明による表現が可能です。

なお、２端子型ではない４端子の「フラックス」が砲弾型のバリエーションとしてありますが、これは流せる電流量が標準の砲弾型の２－３倍と多いため、より明るい照明を必要とする場合に用いることができます。

これらの性質から大規模のイルミネーションなどにも向いている照明といえます。

ただし、砲弾型ＬＥＤはエポキシ樹脂をパッケージに使用しており、紫外線と熱には弱いとされています。

紫外線と熱による劣化で、明るさが落ちてしまうため、耐久性には他の形状のＬＥＤより劣る面があります。
連続５１２時間で約３０％パワーが落ちてしまうとのデータもあります。

②表面実装型（ＳＭＤ　Surface Mount Device）

表面実装型LEDは、薄いチップ型のLEDで砲弾型LEDよりも明るく広い角度を照らすことができます。照明に使われているLEDとしては一番主流です。

主な用途
携帯用電子機器などの精密機器用、照明用、自動車用、鉄道模型等のホビー用など

特徴
モノの表面に実装することが可能で、車・バイク・さまざまな模型・携帯電話やオーディオ機器等の精密機器などの光源に幅広く利用されています。

さらに、センサ・スイッチ系の部品としても頻繁に利用されます。

調光性・調色性は、ほぼ砲弾型と同じ自由度・柔軟性を持っています。

薄く、平たい四角い形状から、光を多方向に拡散して放射することが可能です。照射角度は、砲弾型ＬＥＤの４０～６０度に対して、最大で１４０度まで広げることが出来ます。
また、大きさを極限まで小さくして製造することが可能ですので、精密機器への搭載にはもっともすぐれています。

大量生産にも、もっとも適したＬＥＤです。

パッケージにシリコン樹脂を使用していますが、シリコン樹脂は紫外線・耐熱性に強く、変色・変性・劣化を起こしにくい性質を持ちます。
連続５万時間使用可能と言われています。

③チップオンボード（COB）

チップオンボードは、通常９個以上のLEDチップを１つのパッケージに密集させたマルチチップのＬＥＤです。

主な用途
照明用

特徴
３つの形状のＬＥＤの中では、開発の歴史が最も浅いＬＥＤです。

チップオンボードＬＥＤの特徴は、従来のＬＥＤと比べて、少ない部品で構成することができ、各ＬＥＤチップの発熱量を減らすことができます。また、チップごとのはんだ付けが不要になるので障害が起こる確率も減らすことができます。さらに、照明可能な範囲と量も増やすことができます。チップオンボードＬＥＤの欠点として色のバラエティが少ないということが挙げられます。

３種類のＬＥＤの特徴を知って、正しい用途に利用しましょう

今回の記事では3種類のＬＥＤとその特徴について詳しく述べてきました。最も多くの用途に使われている砲弾型ＬＥＤ、精密機器などに応用できる表面実装型、少ない部品数で効率的な運用ができるチップオンボードＬＥＤ、それぞれの特徴を理解して用途に応じて最適なＬＥＤを選んでください。

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