thumb|260px|right|クリアタイプの白熱電球に似せた形状の機種も開発されている。写真はPanasonic LDA4L/CPanasonic公式サイト LED電球 4.4W (電球色相当) LDA4LC 2011年発売。。 thumb|260px|電球型(E26口金)LED照明(LED電球)。2009年発売の製品。
LED照明(エルイーディーしょうめい、)は、発光ダイオード (LED) を使用した照明器具のことである。
LEDを使用しているため、低消費電力で長寿命といった特徴を持つ。定格範囲内で使用する限り発光素子自身は比較的長寿命であり、。
LEDは、1970年代から普及している発光素子だが、当初は赤色や黄緑色といった、比較的波長の長い光しか出すことができなかった。その後、1990年代に青色LEDや純緑色LEDが発明されたことにより、光の三原色が揃い、一般的な照明に求められる白色の発色が可能となったため、照明としての応用が始まり、照明器具の主力光源となっている。
特徴
LED照明は、蛍光灯や白熱電球といった従来型の照明器具と比較すると以下の特徴を備える。
長寿命・高信頼性 白熱電球や蛍光灯の数倍以上の設計寿命で、一度設置すれば管球交換のような頻繁な交換の手間が省け、LED照明が寿命を迎えるまでの管球の購入費用を削減できるLED照明器具には「発光部が器具と一体化した機種」と「ランプ交換が可能な機種」とに二分されており、前者の場合・ちらついて寿命を迎えた場合は、器具ごと交換となる(蛍光灯と異なり、LED素子のみの交換は不可)。。 低消費電力・低発熱性 供給される電力の多くが発光に使われる(発光効率が高い)ため、消費電力が少ない。また、ジュール熱となって失われる電力が少ないため、熱くなりにくい。 高価格 2023年現在、白色を放つ高輝度LED製造には高価な半導体製造装置と高度な技術が必要とされ、LED照明そのものの生産・販売数が少ないことも量産効果を生まず、高価格である理由の1つとなっている。また、電源回路を必要とし放熱板や配光用のレンズ、散乱パネル等も器具全体を高価格にしている。LED電球については、価格の低廉化がみられるものの、直管蛍光灯形のLED照明や円形蛍光灯のLED照明については、まだ市場規模もLED電球ほど大きくなっておらず、技術的・生産コスト的にも発展途上の市場であり、特にLED電球が白熱電球と比較されるのに対し、蛍光灯との比較となり、価格競争力が弱い。しかしこちらも、価格の低下、発光効率の改善や生産性の改善が進み、従来の蛍光灯からの置き換えが進みつつある。 RoHSに対する高い順応性 LED照明は、RoHS指令で定められた6種類の人体・環境汚染物質を使用せずに生産できる。蛍光灯は性質上、水銀を使用しなければならず、代替物質もないが、LED照明は水銀を使用していない。 耐衝撃性 真空管やフィラメントを必要としないため、衝撃に対して比較的強い。 小型・点光源 点光源のため発光部が小さく作れる。設置空間を小さくできるためデザイン上も利点ではあるが、放熱の工夫や配光角、すなわち光の照射範囲を広くする設計が求められる。比較的古くから存在する「下方向タイプ」などと称されるものの配光角は約120度しかなかった。これは配光角が約330度の白熱灯の1/3にも及ばず、部屋全体を見ると暗かった。その後の技術の進展はめざましいもので、2011年末にはパナソニックが約300度を達成したと発表、2015年現在では最大で約350度にまで向上している。その一方で、120度の製品は淘汰されていない。 高速応答性 熱慣性がほとんど無いLED照明は、供給電源が断続すれば、それに応じて高速度で明滅するLED素子は10-6秒程度で明滅する。ため、蛍光灯、白熱電球や水銀灯と比較すると極めて高速で明滅するほか、明滅を繰り返すような場所にも効果がある。ヒトの目では感知できないが、点滅速度は電源が交流の場合、商用電源周波数に依存するため、ビデオカメラで映像として記録した場合に、問題となることもあるLEDの高速応答性が欠点となる例では、交通信号機に使用されるLEDの光が車載の画像記録機「ドライブレコーダー」に映らないこと等である。。 直流低電圧駆動 1つ1つのLED発光素子は直流低電圧の電源によって発光するので、100V交流の商用電源に接続する、通常の照明のように使用するためには(基本的には)複雑な電源回路設計が必要になる。家庭の照明器具の場合は電源回路を内蔵しており、基本的に大電流をかけて高輝度発光を行うため、発熱によって素子自身や周囲の封止パッケージが劣化して行き、最悪の場合にはLED素子が損傷を受け、発光不良を起こす。これを避けて長寿命・高信頼性を実現するには、放熱性の高い筐体設計や外周に冷却用のフィンを備え付けるなど正しい放熱が求められるLED照明推進協議会 『LED照明信頼性ハンドブック』 日刊工業新聞社 2008年2月25日初版1刷発行 。そのため、LED電球は、発熱が放熱を上回らない限界の「白熱電球100W相当」ルーメンのものが目安上限として市販されている産業用では、それ以上のルーメンの製品もあるが、放熱に特別に配慮しており、高価である。。 その他 他の特徴として、内蔵した各色LEDの発光を切り替えることで、発光色を容易に変えられる。そのほか、赤外線を出さないため、放射熱も出さない。また、紫外線を出さないことで紫外線を好む虫類がほとんど寄ってこない利点がある町田勝彦シャープ会長兼CEO 『「DC」の旗の下に集結せよ 夢物語ではなくなる』 日経エレクトロニクス 2009年3月23日号。
基本的な発色
LED素子の帯域はレーザーのような線スペクトルほどではないが、既存の光源に比べるとずっと狭く、単一のLEDで白色光を出すことはできない市場に出回っている「白色LED」は、蛍光体を使ったり、2色(互いに補色)または3色(おおよそ光の三原色)の光源を組み合わせることで白色光を出している。。
ただし、蛍光体により短波長の光を長波長の光に変換することができるので、LED自体は青色のみにして他の色は蛍光によって出すこともできる。いずれも青色LEDが必須であり、青色LEDの発明によって初めてLED照明は現実的となった。
青色LEDと黄色蛍光体を使ったものが最も普及している。いわゆる「疑似白色」である。このタイプのスペクトル分布は青の460nm近辺に鋭いピークがあり、蛍光体による500~600nmあたりを中心とした緩やかなピークをもつ(蛍光体のピーク位置やピークのなだらかさは蛍光体に依存する)。昼光色タイプだと青のピークが圧倒的に高く、黄色蛍光体のピークは低くなる。一方、電球色タイプは蛍光体のピークが青のピークよりも高い。
数は非常に少ないが、青色LED+赤・緑色蛍光体、もしくは近紫外(もしくは紫)LED+赤・緑・青色発光体を使ったものもある。このタイプはRGB3色による発光となるため演色性が高い反面、一番発光効率の悪い赤色蛍光体に合わせて他の蛍光体の量を決めるため、総体として擬似白色に比べて効率が悪い。
以上は、単体LEDチップを用いた例だが、赤・緑・青の単色LEDを組み合わせたマルチチップタイプのLEDも存在する。このタイプはコストが高く、かつ白色を実現するには複雑な駆動回路を必要とするため、蛍光体の改良が進むに連れて照明への応用例としてはほとんど見なくなった。
照明器具の比較 各種照明器具同士の比較を表で示す。
+照明器具の比較2023年12月現在LED照明推進協議会 『LED照明ハンドブック』 日刊工業新聞社 2006年7月1日初版1刷発行 特性LED照明白熱電球蛍光灯HIDランプ発光強度2023年 普及型810lm(7.3W)800lm(60W)3,100lm(40W)40,000lm(400W)発光効率63% (200lm/W製品)8 - 14%25%20 - 40%エネルギー変換率発光スペクトル470nmと575nmにピーク400nmから700nmまで増加蛍光体の2つのピークと400nm、550nm、570nmに水銀の輝線がある色温度2,700 - 15,000K2,400 - 3,000K4,200 - 6,500K3,800 - 6,000K演色性(平均演色評価数)73~9510061 - 7465 - 70寿命2万 - 8万時間1000時間1万2000時間1万2000時間発熱熱損失37%(200lm/W製品)熱損失+赤外放射90%熱損失+赤外放射75%熱損失+赤外放射80%応答性100ナノ秒以下0.15 - 0.25秒1 - 2秒安定まで数分指向性光拡散機構により可変等方性電流 - 光出力(光出力∝電流n)比例関係n<1n=6程比例関係n<1比例関係n>1温度 - 光出力温度依存性小温度依存性大温度依存性小
パナソニック電工によれば、白熱灯に比べて約87%、蛍光灯に比べて約30%消費電力が削減できるとされ、初期費用についても消費電力の削減によって2 - 3年で回収できるとしている。
高輝度LEDの構造
高輝度LEDの外形形状は、シングルチップの砲弾型と表面実装型(SMD型)、マルチチップの表面実装型と多様な形態に大別できる。LEDは逆電圧に弱いため、逆接ダイオードを備えたり、静電気に対して保護素子を内蔵するものもある。 砲弾型 砲弾型では直径3mmや5mmのものが多い。配線の極性は砲弾型ではアノード側(プラス側)がリード線が長く、表面実装型ではカソード側(マイナス側)に印が入っていることが多いが例外もあるので注意が必要である。
+ 5種のLEDと発光色素材GaAsP系GaP系AlGaAs系AlGaInP系InGaN系発光色110px110px110px110px110px構造概略90px90px90px90px190px発光効率0.2 - 1.0lm/W2.0 - 3.0lm/W6 - 12lm/W15 - 40lm/W10 - 50lm/W
表面実装型 表面実装型(SMD型)は多様な形状が存在する。2009年現在登場している「パワーLED」と呼ばれる新たな照明用LEDのパッケージは、放熱性や発光特性に考慮して各社で異なるため、それらの形状はまちまちである。パッケージの背面に放熱板(ヒートシンク)が密着して取り付けられるので、放熱には有利となる。
基本的に表面実装型では、配線が描かれた小型基板の上にリフレクタが取り付けられ、その中央に素子が置かれてダイ・ボンディングされ、素子と基板の間がワイヤ・ボンディングで接続される。蛍光体と樹脂がリフレクタで囲まれた上に注がれ素子を覆っている。小型基板は樹脂、金属、セラミックが使用される。
thumb|380px|right|InGaN系LED半導体の構造概略薄黄色で示した電極パッドにワイヤがボンデングされる。
SMD(surface mount device)型は、一般にフェース・アップ実装とフリップチップ実装のものがある。これらの他に、チップの新たな構造として、張り合わせタイプがある。
フェース・アップ実装 フェース・アップ実装では、素直に素子上面を外面に向けてパッケージのリードやサブストレートに実装し、ワイヤ・ボンディングするものである。樹脂の熱歪でワイヤが断線する危険がある。ワイヤが邪魔で発光効率を下げる。発光素子のサファイヤ基板は熱伝導率が低いため放熱はボンディングされたワイヤにも頼るが、それでも熱を外に逃がし難い。 フリップチップ実装 フリップチップ実装では、発光素子をサブマウント上にフリップチップ実装した後、サブマウントをパッケージのリードやサブストレートに実装する。ワイヤ・ボンティングはサブマウントに対して行う。発光素子は上下が逆になるため、光はサファイヤ基板を透過して外面に向かう。発光によって熱が生じる活性層はサブマウント近くになるため、バンプを通じての放熱が行いやすい。ただし発光素子をバンプでサブマウントに付ける時に、熱と超音波振動が加えられるために素子や周辺に負担がかかる。 バンプ バンプは金線を使用したワイヤ・ボンディングを利用して作る。トーチで金線の先端を加熱しボールを作る。ボールをキャピラリで発光素子の配線パッド上に押し付け、荷重と超音波、加熱により配線パッドと金線を合金化するとともにバンプを形成する。キャピラリを配線パッドから離し、バンプだけを残す。加熱はバンプ形成では約230℃である。
張り合わせタイプではフリップチップの素子に似ているが形状が少し異なり、フリップした時に外部を向くサファイヤ層は除かれて反対に基部になる層として導電性基板が貼り付けられる。
パッケージへの直接実装 thumb|200px|right|6角形の白色LED発光モジュール フリップチップ実装によってセラミック製のパッケージに直接実装する方法も採られている。セラミック製のパッケージに直接実装すれば、サブマウントを省くことで工程の簡略化や信頼性の向上になる。このようなものはCOB(Chip on board)と呼ばれ、複数の素子を1つの大きなパッケージに直接実装したモジュールとすることで放熱性が高められる。
マルチチップの実装 マルチチップLEDは1つのパッケージ内に複数個のLED発光素子を搭載した複合構造のLEDである。マルチチップの実装では、表面実装型とそのほかの多様な形態のパッケージがある。シングルチップでは素子(チップ)は高光出力で大きさも1mm角以上と大きめのラージサイズチップが使用されることが多いが、マルチチップでは0.6mm角程度のミドルサイズチップや0.35mm角程度のノーマルサイズチップが使用されることが多い。
マルチチップでは素子自身の発光色の組み合わせによって2通りの構成がある。
すべて青色発光を行い、黄色系と赤色系の蛍光体からの色も含めた混色で白色を得る 複数の発光素子を利用してRGB各色の発光を行い、それらの混色で白色を得る
前者は演色性に問題が少なく、一般照明用途に向く。
後者は各色のスペクトルが狭く演色性に問題がある。一般照明用途に向かないがカラー液晶用のバックライトには適している複数の発光素子を使用する場合、発光色ごとに求められる電圧や電流の特性が異なり調整が個別に必要になる他、素子のボンディング位置が上下面のものと上面だけのものが混在すると取り付けに工夫が求められる。また、発光効率の面でも緑色LEDの効率が著しく低いためにすべてが青色発光のものに比べると効率で劣る。緑色LEDの発光効率は青色発光から蛍光体によって変換したほうが良いほどである。2009年7月16日に住友電気工業は純緑色光を出力できる半導体レーザの開発に成功したと発表した。この波長531mmで発光する素子はGaN(窒化ガリウム)結晶を使用しており、他の色の光から波長変換によって緑色を作る必要がなくなり、低消費電力、低発熱での純度の高い緑色が得られると期待される。住友電工プレスリリース「世界初の純緑色半導体レーザの発振に成功」2009年7月16日 。
マルチチップでは発熱源が分散できるが発熱が増えるのでシングルチップ以上に放熱が求められる。また、発熱部分が集中して温度が部分的に上昇し過ぎないように留意する必要がある。
蛍光体の充填 蛍光体を使用する白色LEDでは、蛍光体はリフレクタによる作られるくぼみなどに充填される。沈降などで発光素子の近くにだけ蛍光体の分子が濃密に分布しないよう均質に分散している必要があり、充填量もどの製品でも等しく正確な量でなければならない。これらが守られないと、製品は色ムラによる不良となる。
シングルチップとマルチチップ シングルチップとマルチチップでは形態だけでなく特性や用途も異なってくる。 特性 シングルチップのラージサイズチップでは比較的高出力が得られるが、発光効率は低くなる。反対にマルチチップのノーマルサイズチップは1つずつは高出力は得られないが、発光効率は高くなる。マルチチップでは放熱設計が楽になる傾向がある。 用途 シングルチップは光源が1つであるため光学設計が単純でありレンズや反射鏡を使用する照明に向いている。マルチチップは光源が複数になるので集光する用途などには向かないが、面を照らす照明や人の目に触れる照明には点光源ごとの輝度が低いので向いている。強い光を放つ点光源では影が強く出て、用途によっては嫌遠され、導光板や拡散板を使って面光源とすることもある。 工程での差 半導体素子は同じプロセスを経ているものでも製造する度ごとに微妙に特性が変化する。シングルチップを照明用途で並べる場合を考えれば発光色の波長や光強度にバラツキがあると使用に差し支えるため、製造工程でチップの発光特性だけはなるべく均一に保つようにしなければならない。チップをパッケージに実装する前に電流を流して光を分析して分別を行い、それぞれの特性を調整する蛍光体を加える必要がある。マルチチップでの1つのパッケージ内のチップ同士でも同様の問題があるが、特性の異なる複数のチップを組み合わせることで解決でき、手間のかかる蛍光体による調整は必要ない。
駆動回路 LEDは、極性のある直流によって発光し、適正電圧と耐圧がともに低いため、使用には専用の電源が必要となる。LEDはダイオードであるため、順方向電流と順電圧には相関があり、数ボルト程度の低い耐圧に応じた順電圧が少し上昇するだけで過大な順方向電流が流れて容易に損傷を受ける。これを回避するために、電流制限抵抗や定電流素子(定電流ダイオードや定電流ICなど)をLEDに直列に挿入して、電圧変動による影響を少なくする必要がある。
基本回路 一般にLED照明では複数のLED素子を使用するため、それらの接続方式には以下の3種がある。
直列方式 複数のLEDを直列に接続する。電流制限抵抗はただ1つを直列に挿入する。この直列接続方式では個別の電源回路や配線を設けずに済むが、1つがショートモードで故障すると順電圧の総和が下がって順電流が増加し、1つがオープンモードで故障するとその回路全体が消灯してしまう。ショート時の順電流増加を防ぐため、電流制限抵抗よりも定電流素子のほうが良い。 並列方式 複数のLEDを並列に接続する。電流制限抵抗は各LED素子ごとに1つずつ挿入する。1つの素子が故障しても、他の回路への影響が少ない。 直並列方式 直列方式と並列方式の両方式を取り入れ、いくつかの並列接続した群を直列に接続することで回路はハシゴ状になる。LED素子の1つがショートモードで故障しても他の並列群が発光を続け、1つがオープンモードで故障しても故障した以外のLED素子が発光を維持できることが期待できる。
上記のLED素子の単体の故障時に、たとえ発光が維持できても、規定した電流・電圧からは外れるため、照度や寿命を考慮すれば、故障したLED素子を交換する方が良い。
また、LEDの順電圧の総和が、電源電圧に近くなる数だけ直列接続すれば、電源回路を省いて100Vの交流商用電源に、そのまま接続することは可能であるが、素子数の制約だけでなく、LED素子は極めて耐圧が低いため、ちょっとしたサージで簡単に損傷する可能性があり、商用電源周波数の影響をまともに受け、人によってはチカチカと点滅を繰り返した照明となるため、商品としての設計には向いていない。
実用回路 LEDの駆動には電圧変動を少なくするために、定電圧回路による駆動が考慮される。また、順電圧には負の温度特性があり、温度が上がると順電圧が下がるので、温度特性による光量変化が避けたい場合には定電流回路で駆動することも考えられる。
他の照明器具では考慮する必要がないが、LEDは微弱な電流でもそれに相当する弱い光を放つため、消灯時には電源回路からの漏れ電流がLEDに加わらないようにする必要がある。数μA程の微弱な電流でも暗闇では点灯が判別できるので、電源回路の設計には注意が求められる。
それ自身が発熱する電源回路は、熱に弱いLED素子の放熱を阻害しないように離して設置する必要があるが、供給電圧が低い場合にあまり両者を離すと、給電用電線の抵抗で電圧降下を起こしエネルギー損失と共に予定した光度が得られない可能性があるので、注意が求められる。
順方向電圧 以下はTa:25℃ If:20mA の時谷腰欣司著 『発光ダイオードの本』 日刊工業新聞社 2008年1月28日初版1刷発行 。 赤色LED:Vf:2.1 - 2.6V 緑色LED:Vf:3.3 - 3.9V 青色LED:Vf:3.2 - 4.0V 白色LED:Vf:3.1 - 4.0V
EMC対策 LED照明の使用中、電源回路からは電源コイルが発する磁力の影響により、ノイズが発生することが多い(回路によっては定電流ダイオード(CRD)を使用し、ノイズが発生しない構成を取るものもある技術の話 - 石塚電子 )。そのため電源回路にはノイズが漏洩しないよう、フィルタ回路で適切な電磁両立性(EMC)対策を施すことが求められる。
2012年7月より、日本国内においてはLED関連器具(LEDランプおよびLED電灯器具)が、電気用品安全法(PSE)の規制対象となり、製品安全試験に加え不要輻射(EMI測定)が必須要求となった。規制前は、主に格安製品を中心に、適切なEMC対策が施されていない物も少なくなかった。
このような製品は、LED照明が点灯している間は常にノイズが発生するため、中にはテレビ・ラジオなど無線通信の受信に悪影響が出る場合もあり、街路灯の光源を全てLED電球に交換したところ、テレビへの混信が発生したため、不要輻射対策品への再交換を行った事例もあるLED電球で「受信障害」、街路灯交換へ - 読売新聞・2010年4月7日 。
寿命 定格範囲内で使用する限り発光素子自身は比較的長寿命である発光素子単体の寿命はおおむね2万時間から6万時間程度とされている。。ただし、発光素子を取り囲む樹脂材料は強い光や発熱で劣化するため発光素子が正常でも比較的早期に透明度が失われて実用には適さなくなる。また発光部(LED)以外、例えば電源回路の受動部品(コンデンサ等)や電源供給用半導体、基板・配線等も主に温度・湿度の変化を受けて照明器具の寿命を決める要素となる。
照明器具全体での温度や湿度に対する耐久性が求められるが、その全体の寿命は発光部や電源回路だけでなく、スイッチや電線なども経年変化を受けるため、他の電気機器と同様に10年程度を目処に交換することが推奨される田口常正編 『白色LED 照明技術のすべて』、工業調査会、2009年4月30日初版1刷発行、JIS C 8105-1 解説 解説表2。
樹脂材料の劣化 白色LEDが登場した初期には、従来の赤色LEDと同様にエポキシ樹脂が用いられていたが、定格動作しただけで蛍光灯と同等かそれよりも早く劣化が進み、白色LEDの出力向上では一層それは顕著となった。いまではシリコーン樹脂を封止材料に選ぶことでかなりの改善が見られるが、依然として熱による劣化と透明度の低下がLED素子の寿命を決定している。 寿命の判定基準 従来のLEDが状態表示等に使われている限りは明るさの低下はその装置全体の性能の決定的な要素ではなかったが、照明器具としての白色LEDでは明るさの低下は使用者の利便を損なうだけでなくエネルギーの無駄となるため、明るさ低下の許容範囲は自ずと限られる。従来のLEDは電子部品の寿命として「輝度が初期の50%となるまで」と定義されているが、照明用途ではとても許容できない。例えば一般の蛍光灯では光束が初期の70%になるまでと定義されており、おそらく同様の規定になると考えられるJISCの標準仕様書においては、LED単体の寿命を規定条件下でLEDの全光束、もしくはCIE平均化LED光度が点灯初期の値に対して70%になるまでの総点灯時間とし、同様に、LEDモジュールと電球型照明用白色LEDの寿命を規定条件下でその全光束が点灯初期の値に対して70%になるまでの総点灯時間としている(LED照明推進協議会Webより)。。
環境特性 発熱 LED発光素子は光を除けばおおむね半導体の順方向電圧による電力消費とそれ以外の内部抵抗による電力消費によって発熱する。半導体部分の温度はジャンクション温度と呼ばれ、最も高温となる部位である。ジャンクション温度は以下の温度モデルで表現される。
LED発光素子のジャンクション温度の上昇が樹脂、蛍光体、はんだ、電極金属、半導体結晶などの劣化要素となるため、ジャンクション温度の抑制が寿命や不良低減に有効となる。ジャンクション温度の抑制には、上式が示す通り、消費電力、熱抵抗、環境温度のそれぞれを下げることが有効である。
低温環境 照明器具では低温環境での使用も考慮されなければならない。低温環境では高温による劣化といった負の効果は避けられるが、水分の浸透による凍結膨張や結露、ショート、水分吸収による部材の化学変化などに配慮する必要がある。
放熱 劣化は高温度によって加速されるため、熱を効率よく逃がして過度な高温状態とならないようにすることが求められる。このため照明用LEDは十分広い面積の放熱板に取り付けられることが推奨され、これが不可能な場合には強制空冷にするか駆動電流を減らして照度を小さくする、さもなくば寿命の短縮を甘受することになる。照明器具として利用する場合に、従来の白熱灯や蛍光灯、HIDランプと同等に施工業者が扱って放熱対策を万全に行わない時には、寿命が極端に短くなる恐れがある。
発光による劣化 従来の赤色LEDでは発光によってもそれほど劣化しなかったエポキシ樹脂も、青や紫外線での発光では光子のエネルギーが大きいために、局部的に黄変することが知られている。照明用途では光劣化を起こしにくいシリコーン樹脂の採用が求められる。
EMC ノイズ対策 外部の機器や電源ラインから侵入してくる「静電気」「過電圧」「電磁波」から、保護し故障や誤動作を引き起こさない性能が求められる。また、LED 照明自身が電源線や空間に外部に放出する電磁波(不要輻射)によって、周辺で使用される電気製品が誤動作したり、ラジオやテレビの受信障害を生じない性能も求められる。 静電気 一般に半導体素子は静電気に対して脆弱である。これは多くの半導体回路と同様、規模が微小であり静電気の放電によるジュール熱によって回路の一部が溶断などによる破壊を受けたり絶縁破壊を起こすためである。LED素子の静電気に対する耐電圧は200 - 2,000Vほどであるが、静電気放電時には数kV-30kVほどになる。この時の電流値によってはLED素子が破壊される可能性がある。そのため、LEDを駆動する電源を経由してくる静電気の電撃を遮断する回路を組み込んだり、LEDが直接・間接に接する配線や導体部分を外部からの静電気放電に曝されないよう遮蔽などによって保護しておく必要がある。 過電圧 電源線を通して侵入してくる過電圧から保護する為の対策が必要で有る。例えば、落雷、インバーター搭載機器の起動・停止に伴う電圧変動、変電所での配電(送電)経路の切替、開閉器の作動により様々な過電圧が生じている。
電磁波 外部から飛来(照射)し内部に侵入してくる電磁波と、LED照明が外部に放出する電磁波(不要輻射)の双方に対する対策が必要である。例えば、制御回路用とLED点灯回路に異なる電圧が必要な製品では、内部で使用する複数種類の直流電圧を発生させる回路で構成されているが、変換回路に発振器があった場合、電波障害を生じたり、電子機器に影響を与える周波数の電磁波が放出され、混信の源になる事がある。
比視感度 照明として使用されるLEDには人間の目にとって都合の良い白色光が使われる。白色LEDの発光原理はいくつかあるが、発光効率や波長に対する強度が異なるので、LED照明の使用目的に合わせて適する種類を選択する。
発光特性で考慮すべきなのは人間が照明として使用する場合、LEDの発光効率を単に物理的な光のエネルギーとして計測するだけでは不十分であり、人間の比視感度まで考慮する必要がある点である。