LED照明の原理とは？白熱電球との違い・省エネの仕組み

1. LED照明が光る基本原理（仕組み）

LED（Light Emitting Diode：発光ダイオード）は、「半導体に電気を流したときに、電気エネルギーが直接光に変換される現象」を利用して発光します。

この現象をエレクトロルミネセンス（EL）と呼びます。

内部構造：P型半導体とN型半導体の「PN接合」

LEDの心臓部には、性質の異なる2つの半導体が合わさった「PN接合」と呼ばれる構造が存在します。

• P型半導体：電子を受け入れるための「穴（正孔/ホール）」が多い半導体

• N型半導体：マイナスの電気を帯びた「電子」が多い半導体

光が発生する3つのステップ

1. 電圧をかける：P型側にプラス、N型側にマイナスの電圧を順方向にかけます。

2. キャリアの移動：電子と正孔がそれぞれの半導体から中央の接合部へ移動します。

3. 再結合と発光：接合部で電子と正孔が出会い、ピッタリと結合（再結合）します。このとき、電子が持っていた余分なエネルギーが「光」として外部へ放たれます。

2. 光の色（波長）が決まる仕組みと白色LEDのつくり方

LEDチップ単体では、材料（バンドギャップエネルギー）の大きさによって「赤」「緑」「青」といった単色の光しか出せません。

現在、店舗やオフィスなどで広く使われている「白色LED」は、主に以下の技術によってつくられています。

青色LED ＋ 黄色蛍光体（主流の方式）

青色発光のLEDチップに、黄色く光る蛍光体を組み合わせる方法です。

青い光の一部が蛍光体を通ることで黄色に変わり、光の補色関係（青＋黄）によって目には鮮やかな白色として映ります。構造がシンプルで変換効率が高いため、一般的な照明用LEDの多くに採用されています。

3. なぜLED照明は「省エネ」で「長寿命」なのか？

熱を帯びる従来の白熱電球や蛍光灯と比較すると、LEDのエネルギー効率は圧倒的です。その理由は発光原理の違いにあります。

理由①：電気を「直接」光に変えるためエネルギーロスが少ない

白熱電球はフィラメントを熱して光を出すため、電気エネルギーの約90%以上が「熱」として逃げていました。

一方、LEDは電子の移動によるエネルギー変化で直接光を生み出すため、無駄な発熱が少なく電気代を大幅に削減可能です。

理由②：物理的な摩擦や消耗が少ない

蛍光灯のような電極の消耗や、フィラメントの断線（球切れ）が原理的に起こりません。

半導体の接合部で電子が再結合し続ける仕組みのため、約40,000時間という圧倒的な長寿命を実現しています。

4. 施設・工場・オフィスでのLED照明選びの注意点

LEDは非常に優れた照明ですが、設置環境に合わせた適切な機器選定が欠かせません。

• 高天井・工場環境：照度分布を考慮した配光設計や、耐熱・防塵仕様の専用LEDが必要

• 演色性（Ra）の考慮：商品や印刷物を扱う現場では、自然光に近い色再現性を持つ高演色LEDが推奨される

• 調光・制御システム：人感センサーやスケジュール調光を組み合わせることで、さらなる省エネ効果を発揮

5. LED照明の更新・導入は「小川電機」へご相談ください

「自社の工場やオフィスをLED化して電気代を削減したい」

「施設に最適な照明器具の選定や照度計算がわからない」

このようにお悩みの方は、電設資材・住設機器の総合卸商社「小川電機株式会社」へお任せください。

小川電機が選ばれる理由

1. 豊富なラインナップと最適提案：主要照明メーカーの製品を幅広く取り扱い、現場の用途や天井高、環境に合わせた最適なLEDシステムをご提案します。

2. 高天井・特殊環境にも対応：工場・倉庫・店舗・オフィスなど、あらゆる空間の実現化をサポートいたします。

3. 地域に密着した迅速なサポート：近畿エリアを中心に展開する豊富な拠点ネットワークを活かし、現場のご要望へスピーディーに対応します。

オフィスの省エネ改修から工場の大規模な照明更新まで、電気のプロがお客様のコスト削減と快適な空間づくりをお手伝いいたします。

まずはお近くのは Web サイトからお気軽にお問い合わせ・ご相談ください☺