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株式会社マイクラフト
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LEDの寿命と劣化【切れる・暗くなる原因】

LEDの寿命とは具体的にはどれくらいなのか。本当に長寿命なのか。他の光源とはどれくらい違うのか。 そして、本当にお得なのか?また、LEDの寿命を縮めてしまう要因などについても詳しくご紹介していきます。

LEDはずっと持つ?寿命と劣化

半導体であるLED(発光ダイオード)の素子そのものは、原理的には半永久的に光ると言われていますが、 製品としては、人が歳をとるように、物も劣化していきますので、ずっと使えるというわけではありません。

LEDは、白熱電球のように切れて突然点かなくなる、いわゆる「球切れ」にはなりませんが、 長く使っていると、発光部であるLEDチップや蛍光体、樹脂などの材料が劣化して、 次第に明るさが弱くなっていきます(光束減退)。

LED自体は、故障等がなければ明るさが落ちるものの、長く使い続けることができますが、 照明器具などの場合は、発光部のLED以外にも様々なパーツを使って構成されていますので、それらの構成材料の寿命や劣化も、 製品自体の寿命や性能の低下に影響します。

LEDの寿命の定義

そこで、LEDの照明器具に関しては、「初期の明るさから、70%に落ちるまでの使用可能時間」としましょうと規定されました。

※「光束維持率が初期全光束の70%までに低下した時点」(社)日本照明器具工業会
 光束維持率:最初の明るさに比べ、どれくらいに明るさが維持されているかを示す割合。
LEDの寿命、すなわち70%に明るさが落ちるまでの時間は、一般的におよそ40,000時間くらいと言われています。 (最近では60,000時間くらいの品質のLED電球なども増えています)
40,000時間ということは、1日に10時間使用しても10年〜11年くらい持つ計算になります。

※一般照明用のLED電球の場合、明るさが70%に落ちてもまだ使えるんじゃないか?とも思われますが、 使われている器具の劣化や、内部の回路・部品の劣化・寿命も考慮して、8年から10年位での交換が推奨されています。

※この定義(光束維持率70%)は、白色LED照明器具に限ったものなので、照明用途以外のカラーLEDや表示用途、装飾用途などの場合は、 光束維持率50%など、異なる寿命設定がされます。
なお、白熱電球の寿命は約1,000〜2,000時間、蛍光灯・HIDランプの寿命は6,000〜12,000時間くらい、と一般的に言われていますので、 LEDの寿命が群を抜いて優れていることが分かります。

白熱電球 約1,000〜2,000時間・・・・・3ヶ月〜6ヶ月くらい
蛍光灯 約6,000〜12,000時間・・・・・1年8ヶ月〜3年3ヶ月くらい
LED電球 約40,000時間・・・・・10〜11年程度

※寿命の比較(期間は、それぞれ1日10時間使用した場合)

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LEDが「切れる」原因とは?

LEDは、ある日突然点かなくなる、いわゆる「球切れ」にはなりません。
LEDが点かなくなるとすれば、「LED自体が何らかの原因で壊れる」「LEDへ電力が供給できなくなる(回路の故障や断線など)」 といった、寿命というより故障が主な原因になります。

LEDの弱点としては、「熱に弱い」「静電気に弱い」「湿気に弱い」などがあります。
故障や劣化の原因の中で、最も考えられるのは「熱」によるものです。

「LEDは熱くならない」という一般的なイメージがありますが、照明用のLED製品は、内部に小さなLEDチップが大量に敷き詰められた構造になっており、 これらを大出力で一斉点灯させるため、内部のLED発光部や電源基板部では大きな熱が発生します。

照明器具はLEDや電源部から発生した熱を、外部へ効率よく伝導して放熱するよう設計されていますが、周囲温度の高い環境や器具が密閉された状態での長時間点灯など、 様々な要因により熱がこもった場合に、基板部のコンデンサーなどの熱に弱い部品が壊れたり、発光部であるLED素子自体が壊れてしまったり、 素子を電気的に接続しているワイヤーが断線したりなど、不点灯になる様々な内部不具合が起こる事も考えられます。

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LED照明が「暗くなる」原因とは?

●LEDは長期間使っていると次第に暗くなる
LED製品に使われているLEDチップ(発光ダイオード)は、樹脂ケースに蛍光体の入った封止樹脂で覆われた構造になっていますが、 これらの材料が、長い期間使っているうちに徐々に劣化していき、LEDの明るさが少しずつ落ちて行きます。(光束減退)

つまり、LEDが使っているうちに、最初の頃より暗くなったのではと感じるのは、
「LED素子や蛍光体、樹脂などの素材自体が劣化してきている」ことが主な原因です。

●熱による劣化促進
LEDの変換効率(エネルギーを光に変換する割合)は、およそ20〜30%前後といわれています(白熱電球は、およそ10%程度)。 つまり、LEDに供給された電力のうち、30%が光として放出され、残りの70%は損失として直接熱になります。
LEDは熱に弱いため、高温に晒されるような環境で使用すると、LED素子そのものや蛍光体・樹脂などの材料が急速に劣化し、 本来長く持つはずの寿命を著しく縮めてしまう原因になります。

照明用LED製品は、大出力で大量のLEDチップを一斉に明るく点灯させる仕組みなので、内部では強く発熱します。 LEDは、その特性と構造上、熱放射(赤外線)や空気の対流による放熱はほぼ期待できないため、 ヒートシンク(放熱器)からの熱伝導により、いかに効率良く熱を外に逃がすかに大きく懸かっています。

放熱設計や回路がずさんな作りであったり、使われているLEDチップや蛍光体・樹脂の品質自体が良くなかったりすると、 本来長く持つはずのLEDが、短期間で暗くなってしまったり、故障や不具合が起きやすくなります。

LED製品の普及当初は、こうした熱対策が不十分で粗悪な海外製品もありましたが、 近年ではメーカー各社とも、この問題には特に力を入れて取り組んできたことで、放熱技術も格段に向上しています。

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LEDを長持ちさせるには?

●品質の良いものを使う
当然ながら、使われているLEDチップや蛍光体、樹脂などの材料自体の品質が良いものは長持ちします。 また、最新の放熱技術を取り入れたLED製品は、価格もそれなりにしますが、断然長持ちします。

●環境温度の高くなる場所は控える
LED製品は、高温に晒されると劣化が促進されますので、環境温度が高い場所や、放熱を妨げる密閉された場所への設置などは、 LED製品内部も高温になりやすく、寿命も短くなります。
また、温度が高いとLEDの発光効率も下がる傾向にあるため、悪循環にもなります。

●こまめに点灯消灯する場所に向いている
LED製品の寿命は、原則的として最初(新品の時)の明るさから70%に落ちるまでの使用時間で決まっていますので、 当然、1日に使う時間が少なければ、その分長く使えます。 また、トイレや廊下など、必要な時だけ点けたり消したりするような場所の場合は、長時間連続点灯しない分、 熱もこもりにくく、製品も長持ちする傾向にあり、LEDに向いた環境と言えます。

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工作用 小型LEDパーツ をお探しなら

● 工作用LEDパーツの種類 ●

チップ型LEDランプ
チップ型LEDランプ
丸型3mmLEDランプ
丸型3mmLEDランプ
丸型5mmLEDランプ
丸型5mmLEDランプ

コネクタ式LEDランプは、大きく分けて上の3タイプがあります。
すべてコネクタの抜き差しだけで簡単に使える超小型LEDパーツです。

● LEDパーツの点灯方法 ●

下記のように、使いたい点灯用パーツと組み合わせるだけで使用できます。

ボタン電池ケースで簡単点灯


使いたいLEDランプをボタン電池ケースにつなぐだけのコンパクトで手軽に使える点灯方法です。
スイッチで点灯ON/OFFを切り替えられます。
市販のボタン電池「CR1220」または「CR2032」を使う2種類のタイプがあります。

タイニィコントローラで簡単点灯



使いたいLEDランプをタイニィコントローラにつなぐだけでOK。4本まで接続できます。
タイニィコントローラ本体に、単3電池2本をセット。スイッチで点灯ON/OFF切り替えもできます。

LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。

コントローラ(ケース型)でまとめて点灯



使いたいLEDランプをコントローラ・電源につなぎ、まとめてたくさん点灯できる方法です。
好きなLEDランプを8本まで使えるタイプ、16本使えるタイプがあります。

配線を分岐するパーツを使って、さらに大量のLED一斉点灯も可能です。
LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。

miniコントローラでまとめて点灯



図のように4種類のパーツをつなぎ、まとめてたくさん点灯できる方法です。
miniコントローラは超小型なのでスペースを取らずに、たくさんのLEDを一斉点灯できる方法です。

LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。
LEDの光り方も、「ゆらぎ・点滅・ホタル」など様々な種類が選べます。
配線分岐で、さらに大量のLED一斉点灯も可能。

様々な用途に対応できる、組み合わせの自由度も高い設計になっています。

製品はすべてMade In Japan。プロの方でも安心の高品質です。
様々な工作に使える超小型LEDパーツをぜひご活用ください。

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