LEDの特長
読み方 : エルイーディー
スペル : Light Emitting Diode
発光ダイオードは、半導体を用いたpn接合と呼ばれる構造で作られている。
発光はこの中で電子の持つエネルギーを直接、光エネルギーに変換することで行われ、巨視的には熱や運動の介在を必要としない。電極から半導体に注入された電子と正孔は異なったエネルギー帯(伝導帯と価電子帯)を流れ、禁制帯を越えて再結合する。再結合時に、バンドギャップ(禁制帯幅)にほぼ相当するエネルギーが光として放出される。放出される光の波長は材料のバンドギャップによって決められ、これにより赤外線領域から可視光線領域、紫外線領域まで様々な発光を得られる。青色、赤色、緑色(光の三原色)の発光ダイオードを用いることであらゆる色(フルカラー)を表現可能である。
また、青色または紫外線を発する発光ダイオードの表面に蛍光塗料を塗布することで、白色や電球色などといった様々な中間色の発光ダイオードも製造されている。
白色のLEDの登場により、LEDはわたしたちの生活により身近になっています。
極性を持っており、カソード(陰極)に対しアノード(陽極)に正電圧を加えて使用する。電圧が低い間は電圧を上げても電流が増えず、発光もしない。ある電圧を超えると電圧上昇に対する電流の増え方が急になり、電流量に応じて光を発するようになる。この電圧を「順方向降下電圧 (VF)」というが、一般的なシリコンダイオードと比較すると、発光ダイオードは順方向降下電圧が高い。発光色によって違うが、赤外では1.4V程度。赤色・橙色・黄色・緑色では2.1V程度。白色・青色では3.5V程度。紫外線LEDは最もVFが高く、4.5から6Vが必要である。
■LED【発光ダイオード】
蛍光灯と比較するとこんなに違いが。
・恐るべき省電力!
蛍光灯:40Wの消費電力
LED :18Wの消費、蛍光灯に比べて約半分
・びっくりするほどの寿命性!
蛍光灯:100%
LED:300%の寿命、蛍光灯に比べて3倍
・ すごい小型化!
蛍光灯:蛍光管が大きい事とすぐに熱を持つので大きくなる
LED:形が小さく発熱も小さいので小型化で薄くできる
・まばゆいほどの指向性!
蛍光灯:60ヘルツなので1秒間に60回点滅して目に悪い、光の指向性がばらばら。
LED:直流なので目にまったく影響がなく、所定角度の範囲で指向性を持って発光するので、光の有効活用が可能です。明るくしたいところを、光害問題への対策としても有効です。
・電磁波が無い!
蛍光灯:電磁波有り
LED :無し
■蛍光灯の3倍の寿命!
光源を利用した案内板及び、表示パネル類の比較
蛍光灯
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冷陰極管
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LED他社
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LED当社
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形状 | 蛍光管が大きい事と熱を持つので大きくなる | 蛍光管よりは小さく出来る | 形が小さく発熱も小さいので小型化で薄くできる |
左記に同じ
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寿命 | 蛍光灯を100%とする |
150%
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300%
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300%
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消費電力 |
〃
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50%(※1)
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25%(※1)
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17%(※1)
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目への影響 | 交流を絶えず放電しているので目には見えませんが、悪影響を及ぼしている | 蛍光管程ではありませんが、放電しているので悪影響を及ぼしている |
直流なので全く影響無い
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左記に同じ
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電磁波 |
有り
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左記より多い
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無し
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無し
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製造原価 | 蛍光管を100%とする | 150% 導光板は印刷方式なので接着面だけで反射しているので反射面積が小さく効率が非常に悪い |
130% 左記に同じ |
90% 導光板はレーザー彫刻でVカットしてありますので、反射面積が広く反射効率が良い当社実験比率では1.5倍の違いが出ていました。尚、LED部は当社独自のレーザーしか出来ない加工方法をしてLEDの発光量を効率良くアクリルに通しています。 |
色変化 (2色交互等) |
不可
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不可
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可能
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可能
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ソフト変化 (サインカーブ) |
不可
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技術的には可能ですが、非常に高度の技術とコストアップが有り現実的には商品化は難しい
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可能
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可能
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多重層色表示 |
不可
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不可
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不可
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可能(特許審査請求中)
アクリルを何枚も重ねそれぞれに彫刻されたアクリルにLEDを配置し、LEDを変化させる事により多彩な絵柄や文字を表現する事が出来る |
点滅スピードの変化 |
不可
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不可
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可能
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可能
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完成防水型 船舶ナンバープレート |
市販無し
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市販無し
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市販無し
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可能(特許審査請求中)
上記に書かれた技術を応用し遠方からでも視認出来るようサンプルは完成しました。 |
木製又はプラスチック製額縁に入れられたウェルカムボード等の表示パネル |
〃
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〃
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〃
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販売中(特許審査請求中)
ウェルカムボードは15年前から販売しておりますが、新規に縁起物、有名な言葉シリーズの商品化を進めています。 |