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技術・品質情報

LED(可視発光ダイオード)

概要

電流を光に変換するデバイスとして発光ダイオードがあります。P型半導体とN型半導体を組み合わせたダイオードの接合部にP型に+、N型に-の電圧を印加して電流を流すことにより発光するデバイスで、一般にLED(Light Emitting Diode)と呼んでいます。 LEDチップ(発光チップ)を構成する材料元素の組み合わせを変えることで発光色が赤外光から可視光の赤、黄緑、緑へと変化します。 LEDは従来、電流から光への変換効率が低く、輝度の点で用途が限られていましたが、近年では四元素系(GaAlInP)のチップが開発され輝度が大幅に向上するとともにアセンブリに適した形状の開発によりビルの壁面の大型ディスプレイや駅、高速道路などの情報板、携帯電話のキーボタンの照明などの光源として急速に用途を広げています。 また高輝度赤色、高輝度緑色に続いて高輝度青色のLEDが開発されたことにより光の三原色が揃いフルカラーの表示も可能になり、より一層用途の広がりが期待されます。 この他にもLEDと蛍光体の組み合わせによる白色光源も液晶のバックライト用光源を初めとする新たな用途展開も始まろうとしています。

特長

  • 長寿命
  • 軽量、コンパクト
  • 振動衝撃に対して強い
  • 低消費電力

発光ダイオードの基本構造

用途

種類 用途
LEDランプ 各種電気製品の動作確認ランプ/電光表示板/
自動車のハイマウントストップランプ 等
チップLED 各種電気製品の動作確認ランプ/
携帯電話のキー照明用、ディスプレイバックライト用

用語の説明

1.絶対最大定格
LEDの信頼性を保証するために一瞬たりとも越えてはならない限界値です。
2.順電流(IF)、せん頭順電流(IFM)
LEDを発光させるための電流です。通電によりLEDはある程度発熱し、寿命に影響するため順電流低減曲線で規制されます。
3. 逆電圧(VR)
LEDの逆方向に加えることが出来る電圧です。LEDは発光特性を主目的にしたダイオードであり、一般のダイオードと異なり、PN接合の濃度を変えて逆耐圧を制御出来ません。このため、3V以上の逆バイアスが加わる場合は保護回路をつけるなどの対策が必要です。
4. 許容損失(P)
LEDの内部消費電力の最大値です。周囲温度やケース温度が高くなると、この値は小さくなります。仕様書の低減曲線内で使用下さい。
5. 動作温度(Topr)
LEDの動作時の温度範囲を示します。パッケージ材料に支障が生じない条件での使用が望まれます。LEDを動作させる事が出来る周囲温度の範囲を示します。但し、順電流や許容損失が温度により変わる為、仕様書にて確認下さい。
6. 保存温度(Tstg)
LEDの非動作時の温度範囲を示します。LEDのパッケージは基本的に光を取り出すことが重要で、ICなどのパッケージのように充填物の含有量を変えて温度特性を改善出来ません。従って、素子自身ではなくパッケージ材料の温度特性に依存します。LEDの非動作状態での周囲温度の範囲です。長時間保存する場合は、常温下で保管下さい。
7. ケース温度(Tc)
LEDの動作時のパッケージ温度範囲を示します。LEDを動作させることが出来るパッケージ温度の範囲を示します。パッケージ温度の測定ポイントは個別に指定していますので、確認の上、ご使用下さい。
8. 順電圧(VF)
LEDに順方向電流を流した時の電極間電圧で、結晶材料や添加不純物などにより異なります。
9. 逆電流(IR)
逆電圧を加えた時の電流で、順電流に比べ十分小さい値ですが、逆バイアスが加わるような回路は避けることが望まれます。
10. 光度(IV)
発光部より1フィートの距離で測定した明るさを示します。一般的に単位は、μcd又はmcdが使用されます。数値の高さと見た目の明るさは必ずしも一致せず、実際には、コントラスト・輝度・光量などを総合して判断する必要があります。
11. スペクトル半値幅(△λ)、ピーク発光波長(λp)、ドミナント波長(λd)
スペクトル半値幅(△λ): 結晶材料や添加不純物により異なります。
ピーク発光波長: 発光強度が最大となる波長のことです。
ドミナント波長: 人間が目で見たときに感じる単波長に相当します。
12. 指向特性、指向角半値幅
LEDの明るさ強度の方向依存性を相対光度値で表したものです。一般的に、明るさ強度は正面光軸方向が最大であり、光軸方向に対する角度が大きくなるに従い減少します。明るさ強度がピーク値の50%である角度を、指向角半値幅と呼び、指向特性の鋭さを表す目安として用います。
      

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