LEDについて

質問

いままでLEDは光を熱に全く変えずに光に変えるものだと思ってましたが
光に変える効率は２５％くらいだそうです

残りは熱に変えられるらしいですが熱くはならないような気がします
どのような形で熱を出しているのでしょうか？

回答No.3

parts · ベストアンサー

まず、一般的なライト（白熱球）などは、電熱線に電気を通し、それを加熱することで発光します。そのため、必ず球（電球）は暫く点灯していると熱くなります。これが、今までの電球です。（尚、電球の中心の温度は数百度～千度以上に達します。）

それに対して、発光ダイオード(LED)は、属性の異なる２つの半導体技術の接合点で発生するエネルギーギャップによって発光する現象を利用したものです。この方法は、熱エネルギーを使って発光している訳ではありません。要は、半導体を流れる電気の特性を利用して、光を放つという仕組みが使われているのです。

では、熱はどこから生まれるかというと、これはPCなどと似ており、高めの電流(特に高輝度化はこちらが一般的）や指定より僅かに高い電圧を掛けて多くの輝度を得ようとすると、熱が急速に増える傾向があります。そのため、極めて明るい光をLEDで取り出そうと高い電流で電圧はあまり変化させずに駆動させると、急速に熱量が増加します。これは、いわゆるリーク（漏れ）電流と呼ばれるものです。（他にも理由はありますが、最大の理由はこれですので、ここでは割愛します）

要は、明るさに重点を置いた電球では、熱が急速に増えるのです。それでも、白熱球ほど大きくなることはありません。何故か？
半導体は、基本的に熱量が大きいと回路破損のリスクが高くなり、安定駆動しなくなるためです。そのため、発熱の範囲は実用寿命が保てる範囲にとどめているのが一般的で、熱量が少なくなるようにある程度は調整しています。

尚、一部高輝度のスポットライト器具などは、60度～90度ぐらいまで熱くなることがあります。これらは、多少寿命を犠牲にしてでも明るさが必要な場合に使われますが、こういった機材の多くは、中央のライトから、少し離れた場所にガラスカバーが貼られているため、白熱球などほど熱を感じにくい傾向があります。

最後に、光らなかった残りが全て熱になるかというと・・・厳密にはこの回答は状況によるというのが答えです。通常は熱でも良いのですが・・・。たまには答えてみます。説明が正直面倒で、教えるのは簡単ではありません。

LEDの仕組みは結構複雑で、光を発生させる仕組みは、先にエネルギーギャップによると書いている通りなのですが詳しく書くと。
これは、2種の半導体が繋がっている部分で2種類の半導体から放たれる異なる電気が、そこ（二つのつなぎ目）でぶつかるとお互いが持っていたエネルギーが一緒になり、消える（中和される）現象が起きます。しかし、その際にエネルギーの一部を衝撃で失うと思ってください。それが光になります。
ぶつかる際に、車などでも衝突すると部品が落ちることがあります。その部品が光だと思ってくれれば良いかな？

そのときに、落ち込み（部品の脱落）の割合が高いほど光はより強くなるのです。即ち部品がより多く脱落した方が光になると思ってください。ぶつかり方がよりダイナミックで脱落する部品が多いほど沢山光る訳です。

こういう物理学的な現象がありまして、発光ダイオードの輝度効率を高めるとうい概念で言えば、これまでの光とは少し異なります。

尚熱と回答するのは、光効率の概念における根本の理由ではありません。高輝度時のリークによって発生する熱や駆動（スイッチング）で発生する熱の場合などに主に使われます。これは、流す電流を増やし、明るさを高めると、リーク熱が増加するため、結果的に光効率が低下します。これが、熱だと言われる所以といえるでしょう。

お礼

詳しくありがとうございました
結構発熱するんですね

回答No.2

ORUKA1951

いえいえ、とっても熱くなります。
【引用】＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ここから
発熱が少ないとはいえ、高出力品では相応に発熱する。熱に弱いので、放熱の必要性は白熱球や蛍光灯よりむしろ高い。ヒートシンクなどで適切に放熱しないと効率の低下や寿命の短縮で発光ダイオードの利点が失われる他、発煙・発火などの事故に繋がる事がある。
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ここまで［発光ダイオード - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%99%BA%E5%85%89%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89#.E4.BD.BF.E7.94.A8.E3.81.AB.E5.BF.85.E8.A6.81.E3.81.AA.E7.9F.A5.E8.AD.98 )］より

回答No.1

Macpapa10

LED電球は結構熱いですよ。