专利名称：发光装置、照明装置、照明系统、发光二极管电路、搭载基板及发光二极管的发光方法
技术领域：
本发明涉及使用了发光二极管的发光装置、照明装置、具备其的照明系统、发光二 极管电路、发光二极管搭载基板、发光二极管的发光方法。
背景技术：
近年来，代替电灯泡和/或荧光灯，提出了利用可期待高效率、长寿命的发光二极 管(Light Emitting Diode，以下简记为LED)作为照明器具的技术。这样的LED，具有当电 流在正向流动时发光、当电流在反向流动的情况下不发光的特性。此外，已知的是，LED与 一般的整流用二极管相比较，对于在反向施加的电压(反向电压)的耐受性低。在此，因为一般的电网电源采用交流，所以在直接将LED连接于交流的情况下，有 可能周期地对LED施加过大的反向电压，引起LED的发光不良。因此，提出了各种在将电网电源等交流变换为直流之后，供给至LED的技术。作为公报记载的技术，存在如下技术例如在使用二极管桥电路对电网交流电源 进行全波整流并供给至串联连接的多个LED的交流电源用发光装置中，相对于串联连接的 多个LED并联连接电容器，抑制各LED的明灭(闪烁)(参照专利文献1)。此外，作为另一公报记载的技术，存在如下技术例如在使用二极管桥电路对交流 电源进行全波整流并供给至串联连接的多个发光二极管的发光二极管显示元件中，设置用 于使交流电源与二极管桥电路电连接、电断开的开关，通过开关的接通、断开而使各发光二 极管点亮、熄灭(参照专利文献2)。专利文献1 特开2007-U808号公报专利文献2 特开平5-66718号公报可是，在将交流变换为直流而对LED进行供给的情况下，例如在以不使LED发光的 方式使得开关断开的期间，有时会产生对LED施加反向电压的现象。而且，若产生这样的现象，则串联连接的多个LED之中，配置于连接方向的两端侧 的LED有可能变得不发光。
发明内容
本发明的目的在于抑制对于串联连接的多个发光二极管的反向电压的施加及伴 随于此的发光二极管的发光不良的产生。在这样的目的下，应用本发明的照明系统包括多个发光二极管；基板，其将多个 发光二极管以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列；壳体，其安装前述基板且电 接地；交直流变换部，其将从交流电源经由第1馈电线及第2馈电线供给的交流变换为直 流，并供给至发光二极管列；开关，其使第2馈电线电连接及电断开；以及导电部件，其配置 于基板与壳体之间，与壳体电绝缘，与从第1馈电线至设置于第2馈电线的开关之间的电路 的任一部位电连接。
在这样的照明系统中，能够使特征为导电部件，与从第1馈电线至发光二极管列 的阳极端部之间或从设置于第2馈电线的开关至发光二极管列的阴极端部之间的任一部 位电连接。此外，能够使特征为导电部件与第1馈电线电连接。此外，能够使特征为导电 部件与发光二极管列的任一个端部电连接。进而，能够使特征为交直流变换部是不使连接 于交流电源的初级侧与连接于发光二极管列的次级侧绝缘的非绝缘型。进而，此外能够使 特征为交直流变换部包括二极管桥电路。在该情况下，能够使特征为二极管桥电路具备 分别连接于第1馈电线及第2馈电线的2个输入连接部和连接于发光二极管列的2个输出 连接部；在2个输出连接部之间连接电容器。此外，能够使特征为进一步包括分别设置 于导电部件与基板之间及导电部件与壳体之间的绝缘部件。而且，能够使特征为导电部件 与基板一体化。此外，若从另一观点领会，则应用本发明的照明系统包括多个发光二极管；基 板，其将多个发光二极管以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列；壳体，其安装基 板且电接地；交直流变换部，其将从交流电源经由第1馈电线及第2馈电线供给的交流变换 为直流，并供给至发光二极管列；开关，其使第2馈电线电连接及电断开；以及导电部件，其 与基板一体化并以与壳体对置的方式设置，与壳体电绝缘，与从第1馈电线至设置于第2馈 电线的开关之间的电路的任一部位电连接。在这样的照明系统中，能够使特征为导电部件与设置于基板的、将多个发光二极 管连接的布线连接。此外，能够使特征为导电部件与发光二极管列的任一个端部电连接。进而，若从另一观点领会，则应用本发明的照明装置包括多个发光二极管；基 板，其将多个发光二极管以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列；壳体，其安装基 板且电接地；以及散热部件，其配置于基板与壳体之间，将由多个发光二极管产生的热经由 基板传递至壳体；其中，散热部件具备具有绝缘性且设置于与壳体接触的一侧的第1绝缘 部件；具有绝缘性且设置于与基板接触的一侧的第2绝缘部件；以及具有导电性且设置于 第1绝缘部件与第2绝缘部件之间的导电部件。在这样的照明装置中，能够使特征为对发光二极管列，供给对从交流电源经由第 1馈电线及设置有开关的第2馈电线供给的交流进行变换而得到的直流；导电部件与第1 馈电线电连接。此外，能够使特征为壳体兼作对从多个发光二极管出射的光进行反射的反 射部件。进而，若从另一观点领会，则应用本发明的发光装置包括多个发光二极管；基 板，其将多个发光二极管以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列；以及导电部件， 其与基板一体化而形成于基板的多个发光二极管的安装面的背后，并连接于将多个发光二 极管连接的布线。在这样的发光装置中，能够使特征为导电部件遍及基板的基本整面而形成。此 外，能够使特征为导电部件与发光二极管列的任一个端部电连接。进而，能够使特征为 导电部件形成于基板的背面。进而，能够使特征为基板具备安装多个发光二极管的第1 基板；以及与第1基板的安装多个发光二极管的面相反侧的面相对配置的第2基板；其中， 导电部件形成于第1基板与第2基板之间。此外，应用本发明的发光二极管电路具有基板；多个发光二极管，其在基板的 表面上经由布线串联连接而搭载；交直流变换电路，其使直流电流从多个发光二极管的阳极侧向阴极侧流动；活性侧端子及中性侧端子，其对交直流变换电路供给交流电压；以及 导电层，其形成于基板的安装多个发光二极管的表面的背面侧，并连接于发光二极管的阳 极侧或阴极侧；其中，使用导电层抑制从多个发光二极管经由浮动电容流至接地侧的泄漏 电流。在此，使特征为导电层在基板上遍及安装发光二极管的面的背后的基本整面而 形成。此外，使特征为交流电压的电源是电网电源。另一方面，应用本发明的发光二极管搭载基板包括基板；多个发光二极管，其在 基板的表面上经由布线串联连接而搭载；导电层，其在基板上遍及安装发光二极管的面背 后的基本整面而形成；以及连接部件，其用于使导电层与多个发光二极管的阳极侧或阴极 侧直流地连接；其中，该发光二极管搭载基板构成为，使直流电流从多个发光二极管的阳极 侧向阴极侧流动。此外，应用本发明的发光二极管的发光方法，其通过使直流电流从多个发光二极 管的阳极侧向阴极侧流动而使该多个发光二极管发光，所述多个发光二极管在基板的表面 上经由布线串联连接而搭载，所述直流电流是对所接受的交流电压进行变换而得到的直流 电流，该方法使用导电层抑制从多个发光二极管经由浮动电容流至接地侧的泄漏电流，该 导电层在基板上设置于安装发光二极管的面背后。根据本发明，能够抑制对于串联连接的多个发光二极管的反向电压的施加及伴随 于此的发光二极管的发光不良的产生。
图1是表示应用实施方式1的照明系统的整体结构的一例的图。图2是用于说明照明装置的结构的一例的图。图3是用于说明散热部件的结构的一例的图。图4(a)是发光芯片的顶面图，(b)是(a)的IVB-IVB剖面图。图5是用于说明发光装置的电路结构的一例的图。图6是表示本实施方式的照明系统的等价电路的图。图7是表示用于比较的照明系统的等价电路的图。图8是表示应用实施方式2的照明系统的整体结构的一例的图。图9 (a)是发光装置的顶面图，(b)是发光装置的侧面图，(C)是发光装置的另一例 子的侧面图。符号的说明10...照明装置，11...发光装置，12...遮光器，13...散热部件，14...螺钉，
20...电网电源，30...交直流变换装置，31...第1 二极管，32...第2 二极管，33...第3 二极管，34...第4 二极管，35... 二极管桥电路，36...电容器，40...开关，51...基板， 51a...第1基板，51b...第2基板，52...发光芯片，53...导电层，61...壳体，66...蓝色 LED, 69...密封部，131...第1散热片，132...导电片，133...第2散热片。
具体实施例方式以下，参照附图，关于本发明的实施方式详细地进行说明。<实施方式1>图1是表示应用实施方式1的照明系统的整体结构的一例的图。该照明系统具备例如用作为路灯和/或室内灯的照明装置10 ；作为使用第1馈 电线21及第2馈电线22进行AC100V (有效值)的电力供给的交流电源的一例的电网电源 20 ；将从电网电源20供给的交流电压变换为直流电压的、作为发光二极管电路的构成要件 的交直流变换装置30 ；和将电网电源20与交直流变换装置30电连接及电断开的开关40。作为交直流变换部、交直流变换电路的一例的交直流变换装置30，具备由4个二 极管即第1 二极管31、第2 二极管32、第3 二极管33及第4 二极管34构成的二极管桥电 路35。在此，在二极管桥电路35中，第1 二极管31的阴极与第2 二极管32的阴极连接， 第2 二极管32的阳极与第4 二极管34的阴极连接，第4 二极管34的阳极与第3 二极管33 的阳极连接，第3 二极管33的阴极与第1 二极管31的阳极连接。另外，在以下的说明中， 将第1 二极管31的阳极与第3 二极管33的阴极的连接部称为第1输入连接部37a，将第2 二极管32的阳极与第4 二极管34的阴极的连接部称为第2输入连接部37b。此外，将第1 二极管31的阴极与第2 二极管32的阴极的连接部称为第1输出连接部38a，将第3 二极管 33的阳极与第4 二极管34的阳极的连接部称为第2输出连接部38b。另外，在本实施方式 中，第1输入连接部37a及第2输入连接部37b作为2个输入连接部而起作用，此外，第1 输出连接部38a及第2输出连接部38b作为2个输出连接部而起作用。此外，交直流变换装置30进一步具备2个输入端子即第1输入端子71及第2输 入端子72 ；和3个输出端子即第1输出端子73、第2输出端子74及第3输出端子75。在 此，第1输入端子71连接于第1馈电线21，并经由内部布线连接于二极管桥电路35的第1 输入连接部37a和第3输出端子75。另一方面，第2输入端子72连接于第2馈电线22，并 通过内部布线连接于二极管桥电路35的第2输入连接部37b。此外，第1输出端子73经由 内部布线连接于二极管桥电路35的第1输出连接部38a。另一方面，第2输出端子74经由 内部布线连接于二极管桥电路35的第2输出连接部38b。进而，交直流变换装置30进一步具备连接于二极管桥电路35的第1输出连接部 38a和第2输出连接部38b的电容器36。从而，电容器36连接在第1输出端子73与第2 输出端子74之间。另外，电容器36由电解电容器构成。此外，交直流变换装置30的第1输出端子73经由第1输出线81、第2输出端子 74经由第2输出线82、第3输出端子75经由第3输出线83分别连接于照明装置10。此外，在该交直流变换装置30中，将从电网电源20经由第1馈电线21及第2馈 电线22输入来的AC100V的输入电压直接变换为直流的输出电压。因此，交直流变换装置 30并不具有用于暂时将AC100V变换为其他交流电压的变压器，结果，初级侧(电网电源20 侧)与次级侧(照明装置10)成为不被变压器等所绝缘的非绝缘型。在此，直流的输出电 压以第1输出端子73为正极、以第2输出端子74为负极而供给至照明装置10。另外，非绝缘型的交直流变换装置30，包括除了通过对初级侧与次级侧由例如变 压器进行连接而绝缘且关于控制电路也通过对初级侧与次级侧由例如光耦合器进行连接 而绝缘的结构以外的全部结构。
此外，开关40由所谓单刀开关构成，该单刀开关在来自电网电源20的电力供给中 所使用的第1馈电线21、第2馈电线22之中的第2输入端子侧即第2馈电线22的连接及 断开。图2(a)、(b)是用于说明照明装置10的结构的一例的图。在此，图2 (a)是从被照 射侧看照明装置10的正面图，图2(b)是照明装置10的侧面图。该照明装置10具备发光装置11和遮光器12，所述发光装置11具备形成有布线和 /或通孔等的基板51和安装于基板51的表面的多个发光芯片52，所述遮光器12具有凹字 状的剖面形状并构成为在凹部内侧的底部安装发光装置11。此外，照明装置10进一步具备 以夹置于发光装置11的基板51的背面与遮光器12的凹部内侧的底部之间的方式配置的 散热部件13。而且，发光装置11及散热部件13通过金属制的螺钉14安装、固定于遮光器 12。因此，在基板51，形成有与螺钉14的安装位置对应的螺钉孔(未图示)。另外，在照明 装置10，根据需要，也可以设置用于使从发光芯片52出射的光变得均勻的漫射透镜等。基板51例如由玻璃布基材环氧树脂覆铜层叠板(环氧玻璃基板)等构成，具有长 方形的形状。而且，在基板51的内部形成有用于对多个发光芯片52进行电连接的布线，且 在基板51的表面涂敷形成有白色抗蚀剂膜。此外，为了使基板51的表面、背面散热性都好， 使其成为残留有尽可能大面积的铜箔的布线，表背面由通孔获得电、热的导通。另外，也可 以代替白色抗蚀剂涂膜，而通过蒸镀等形成金属膜。此外，发光芯片52在基板51的表面，在基板51的宽度方向3列且在长度方向14 列共计安装42个。进而，作为壳体及反射部件的一例的遮光器12，例如由弯折加工而成的金属板构 成，其凹部内侧涂漆为白色。而且，遮光器12，当构成照明装置10时电接地。另外，在遮光 器12的凹部内侧，也可以代替白色涂膜，而通过蒸镀等形成金属膜。图3(a)、(b)是用于说明散热部件13的结构的图。在此，分别地，图3(a)表示散 热部件13的顶面图，图3(b)表示图3(a)的IIIB-IIIB剖面图。散热部件13具备设置于与遮光器12(参照图2)接触的一侧的、作为第1绝缘部 件的一例的第1散热片131 ；设置于第1散热片131上的、作为导电部件的一例的导电片132 ； 和在导电片132上设置于与发光装置11的基板51 (参照图2)的背面接触的一侧的、作为第 2绝缘部件的一例的第2散热片133。也就是说，散热部件13具有通过第1散热片131和第 2散热片133夹持导电片132而成的结构。另外，在本实施方式中，第1散热片131及第2散 热片133作为绝缘部件而起作用。在此，第1散热片131及第2散热片133例如由片状热传 导凝胶(夕^力公司制，C0H-4000，厚度Imm)等热传导性高且绝缘性也高的材料构成。另一 方面，导电片132例如由铜箔和/或铝箔等热传导性高且导电性也高的材料构成。此外，散热部件13的导电片132，在构成图2所示的照明装置10的情况下，经由图 1所示的第3输出线83与交直流变换装置30的第3输出端子75电连接。而且，在散热部件13，在对角的位置贯通形成有2个穿孔130。2个穿孔130，在将 图2所示的发光装置11及散热部件13安装于遮光器12时，形成于螺钉14所贯通的位置。 另外，穿孔130的直径设定得比螺钉14的直径大，在使用螺钉14将发光装置11及散热部 件13安装于遮光器12时，螺钉14不接触于导电片132。另外，在穿孔130的内壁，也可以 形成使用了树脂等的绝缘保护层。
由此，散热部件13的导电片132，在构成图2所示的照明装置10时，与螺钉14及 接地的遮光器12电绝缘，置于非接地状态。另一方面，发光装置11的基板51经由螺钉14 及遮光器12而接地。图4(a)、(b)是用于说明发光芯片52的结构的图。在此，分别地，图4(a)表示发 光芯片52的顶面图，图4(b)表示图4(a)的IVB-IVB剖面图。该发光芯片52具备在一侧形成有凹部61a的壳体61 ；包括形成于壳体61的引 线框的第1引线部62及第2引线部63 ；安装于凹部61a的底面的蓝色LED66 ；和以覆盖凹 部61a的方式设置的密封部69。另外，在图4(a)中，省略了密封部69的记载。壳体61通过将白色热可塑性树脂注塑成型于包括第1引线部62及第2引线部63 的金属引线部而形成。第1引线部62及第2引线部63是具有0. Imm 0. 5mm左右的厚度的金属板，通 过以作为加工性、热传导性优异的金属的例如铁/铜合金为基底，在其上作为电镀层而层 叠几μ m的镍、钛、金、银等而构成。而且，在本实施方式中，第1引线部62及第2引线部63的一部分露出于凹部61a 的底面。此外，第1引线部62及第2引线部63的一端部侧露出于壳体61的外侧，且从壳 体61的外壁面弯曲至背面侧。金属引线部之中第2引线部63延伸设置至底面的中央部，第1引线部62在底面 延伸设置至未到达中央部的部位。而且，蓝色LED66其背面侧通过未图示的粘接膏固定于 第2引线部63。此外，第1引线部62与设置于蓝色LED66的顶面的阳电极(未图示)通过 金线电连接。另一方面，第2引线部63与设置于蓝色LED66的顶面的阴电极(未图示)通 过金线电连接。此外，作为发光二极管的一例的蓝色LED66的发光层具有包含GaN(氮化镓)的结 构，射出蓝色光。而且，在本实施方式中使用的蓝色LED66，当在25°C的环境下施加+3. 2V 的正向电压Vf时，流动20mA的正向电流IF。此外，蓝色LED66的反向电压Vk的最大绝对额 定值为"5. OV。密封部69由在可见光区域的波长下光透射率高、此外折射率高的透明树脂构成。 此外，密封部69的表面侧成为平坦面。作为构成密封部69的满足耐热性、耐环境性及机械 强度高的特性的树脂，例如能够使用环氧树脂和/或硅树脂。而且，在本实施方式中，使构 成密封部69的透明树脂含有将从蓝色LED66出射的蓝色光的一部分变换为绿色光及红色 光的荧光体。另外，也可以代替这样的荧光体，而含有将蓝色光的一部分变换为黄色光的荧 光体或者将蓝色光的一部分变换为黄色光及红色光的荧光体。图5是用于说明发光装置11的电路结构的一例的图。发光装置11，如上所述具有42个发光芯片52。另外，在以下的说明中，将42个发 光芯片52称为第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42。此外，发光装置11具有电力供给用的2个电极、即第1电极M和第2电极55。 而且，第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42从第1电极M朝向第2电极55，按编号 顺序串联连接。此时，第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42，以其各自所具有的蓝色 LED66的阳极即第1引线部62侧(参照图4)成为第1电极M侧、阴极即第2引线63侧成 为第2电极55侧的方式，在极性一致的状态下依次连接。从而，在发光装置11中，作为发光二极管列而起作用的共计42个蓝色LED66，在一个方向串联连接。另外，在第1电极M 与第2电极55之间，根据需要，也可以串联地连接限流电阻和/或恒流二极管(CRD)或者 使用了晶体管的晶体管电路等。而且，第1电极M经由图1所示的第1输出线81与交直流变换装置30的第1输 出端子73电连接，第2电极55经由图1所示的第2输出线82与交直流变换装置30的第 2输出端子74电连接。对图1所示的照明系统的工作参照上述的图1 图5进行说明。最初，通过使开关40接通，使第2馈电线22导通，将电网电源20与交直流变换 装置30电连接。由此，电网电源20经由第1馈电线21 (第1输入端子71)及第2馈电线 22 (第2输入端子7 对交直流变换装置30供给AC100V。接着，交直流变换装置30的二极管桥电路35将经由第1输入连接部37a (第1输 入端子71)及第2输入连接部37b (第2输入端子72)供给来的AC100V，通过进行全波整 流而变换为直流，并经由第1输出连接部38a及第2输出连接部38b输出。但是，因为来自 二极管桥电路35的输出为纹波大的脉动电流，所以交直流变换装置30用电容器36将该脉 动电流平滑化，并从第1输出端子73及第2输出端子74输出至照明装置10。另外，在对 AC100V进行全波整流的情况下，变换后的直流电压成为DC141V(理论值)。而且，对照明装置10的发光装置11，以经由第1输出线81连接于第1输出端子73 的第1电极M为正极、以经由第2输出线82连接于第2输出端子74的第2电极55为负 极，供给DC141V。于是，对串联连接于第1电极M及第2电极55的第1发光芯片52_1 第42发光芯片52-42施加DC141V，在从第1发光芯片52_1朝向第42发光芯片52-42的 方向，流动直流的正向电流IF。其结果，设置于第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42 的蓝色LED66分别以蓝色发光。而且，在第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42中，存 在于密封部69内的荧光体将从蓝色LED66出射的蓝色光的一部分变换为绿色及红色。其 结果，从第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42的密封部69，出射包含蓝色光、绿色光 及红色光的白色光。而且，从第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42出射的白色光，直 接或者在由基板51和/或遮光器12进行了反射之后，朝向空间或者对象物照射。另一方面，伴随着发光而由各发光芯片52的蓝色LED66产生的热，经由安装各发 光芯片52的第2引线部63传递至基板51的表面，进而经由贯通形成于基板51的通孔(未 图示)传递至基板51的背面。而且，传递至了基板51的背面的热，经由散热部件13即第 2散热片133、导电片132及第1散热片131向遮光器12传递，散热至外部。其后，若使开关40断开，则因为第2馈电线22变为非导通状态，所以在照明装置 10的构成发光装置11的所有发光芯片52中，蓝色LED66熄灭。另外，在该例子中，在发光工作中，在串联连接的42个蓝色LED66中，流动20mA的 正向电流IF。从而，在作为发光装置11整体来看的情况下，在第1电极M与第2电极55 之间，产生3. 2VX42个=134. 4V的电压下降。即，在发光装置11整体产生的电压下降的 大小，与从交直流变换装置30供给的DC141V基本一致。由此，在该照明系统中，不需要用 于使从电网电源20供给的AC100V在交直流变换装置30中交直流变换之前进行升压或降 压的变压器。例如在日本一般使用的电网电源20、即单相2线式的AC100V电源，通常经过如下的顺序供给。首先，用柱上变压器和/或室内外的变压设备等将使用输电线以高压(6600V) 等供给的交流电压，作为包括接地电位的单相3线式的AC200V供电至办公室和/或一般家 庭。然后，将该单相3线式的AC200V经由中点分离为2系统的单相2线式的AC100V，并供 电至上述的照明装置10等各种电气、电子设备。而且，单相2线式的交流电源的2线之中 的一方作为中性线(中性(neutral)侧)而在变电设备中接地，另一方作为活性线(活性 (live)侧)而成为AC100V的活电线。此时，中性侧始终维持为基本OV的电位，相对于此， 活性侧以士 141V为峰值呈现电位正弦波状地变动的行为。此外，在本实施方式的照明系统中，如图1所示，开关40由所谓单刀开关构成。虽 然一般优选开关40连接于电网电源20的活性侧，但是有时也连接于中性侧。在此，在图1所示的照明系统中，假定开关40连接于电网电源20的中性侧且开关 40被设定为断开的状态。并且，关于交直流变换装置30及照明装置10在该条件下的行为 进行说明。图6 (a)表示开关40连接于电网电源20的中性侧且开关40被设定为断开的情况 下的照明系统的等价电路。在这样的条件下，交直流变换装置30的第2输入端子72 (参照 图1)成为开放状态。从而，在等价电路上，能够忽视构成图1所示的二极管桥电路35的第 2 二极管32及第4 二极管34的存在。此外，在本实施方式所使用的照明装置10中，遮光器12接地，另一方面在遮光器 12与发光装置11的基板51之间，设置有具备导电片132的散热部件13。因此，在基板51 上的第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42 (蓝色LED66)与导电片132之间，存在浮 动电容。另外，在以下的说明中，将存在于构成第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42 的各蓝色LED66与导电片132之间的浮动电容分别称为第1浮动电容Cl 第43浮动电容 C43。此外，同样地，在导电片132与遮光器12之间也存在浮动电容(未图示)。图6(b)表示图6(a)所示的等价电路中的第1输入端子71 ( 二极管桥电路35的 第1输入连接部37a)的电位。在开关40连接于电网电源20的中性侧的情况下，即使开关 40处于被设定为断开的状态，对第1输入端子71，也以与电网电源20的频率对应的周期 施加士 141V的交流电压。从而，连接于第1输入端子71的第1输入连接部37a的电位在 士 141V的范围周期地变动。图6(c)表示图6(a)所示的等价电路中的散热部件13的导电片132的电位。导电 片132，如上所述经由交直流变换装置30的第3输出端子75连接于第1输入连接部37a。 因此，导电片132的电位，与图6(b)所示的第1输入连接部37a的电位同步，在士 141V的 范围周期地变动。从而，在哪一定时，基板51上的各发光芯片52(蓝色LED66)的电位与导电片132 的电位之差都基本为0。由此，在本实施方式的照明装置10中，难以从基板51侧经由第1 浮动电容Cl 第43浮动电容C43至导电片132流动泄漏电流。在此，用于比较，关于在图1所示的照明系统中使用不具有导电片132的散热部件 13而构成照明装置10的情况下的交直流变换装置30及照明装置10的行为进行说明。图7(a)表示上述结构中与图6(a)相同条件下的照明系统的等价电路。从而，与 图6(a)同样，在等价电路上，能够忽视构成图1所示的二极管桥电路35的第2 二极管32 及第4 二极管34的存在。
此外，在使用不具有导电片132的散热部件13的照明装置10中，因为不存在导电 片132，所以在基板51上的第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42 (蓝色LED66)与遮 光器12之间产生浮动电容。另外，在以下的说明中，将存在于构成第1发光芯片52-1 第42发光芯片52-42的各蓝色LED66与遮光器12之间的浮动电容分别称为第1浮动电容 Cl， 第43浮动电容C43，。图7(b)表示图7(a)所示的等价电路中的第1输入端子71 ( 二极管桥电路35的 第1输入连接部37a)的电位。与使用图6(b)所说明的情况同样，在开关40连接于电网电 源20的中性侧的情况下，即使开关40处于被设定为断开的状态，对第1输入端子71，也以 与电网电源20的频率对应的周期施加士 141V的交流电压。从而，连接于第1输入端子71 的第1输入连接部37a的电位在士 141V的范围周期地变动。图7(c)表示图7(a)所示的等价电路中的遮光器12的电位。在此，因为遮光器12 接地，所以遮光器12的电位始终基本为0V。从而，在基板51上的各发光芯片52 (蓝色LED66)与遮光器12之间产生电位差。 由此，在使用不具有导电片132的散热部件13的照明装置10中，经由第1浮动电容Cl’ 第43浮动电容C43’在基板51与遮光器12之间流动泄漏电流。SP，通过由图7(b)图示的正电位(期间Tl)，从基板51至第1浮动电容Cl’ 第 43浮动电容C43’流动充电电流，反之，通过负电位(期间T2)，在相反方向流动放电电流。 另外，由于在对电容分量施加的电压与电流上存在相位差和/或发光芯片52自身也具有电 容(结电容)等情况的影响，在由图7(b)图示的T1、T2的电压与第1浮动电容Cl’ 第43 浮动电容C43’的充放电电流的相位上会产生差异，它们在时间上未必一致。这样，若在基板51与遮光器12之间流动电流，则在发光芯片52也流动电流。一般在发光二极管中，即使在流动微小的电流的情况下，也认为会产生明确的电 压下降。例如，在一般的蓝色LED中，即使在1 μ A左右的微小的电流下，也会产生2V以上 的电压下降。在此，若通过由图7 (b)图示的正电位(期间Tl)，从基板51至第1浮动电容Cl’ 第43浮动电容C43’流动充电电流，则在大部分发光芯片52中在正方向流动电流，在发光 芯片52的正-负极间产生电位差。因此，在发光芯片52中，在位于最靠近正极侧的第1发 光芯片52-1中电位最高，随着成为负极侧而电位下降。另一方面，作为整流二极管的第1 二极管31的正极侧与第3 二极管33的负极侧 为等电位，电位变得最高。从而，在从第1 二极管31经由第1发光芯片52-1 第42发光 芯片52-42并到达第3 二极管33的电路中，在某处会产生最低电位，在比该处靠负极侧的 蓝色LED66中施加反向电压。同样地，在通过由图7(b)图示的负电位(期间T2)，从基板51至第1浮动电容 Cl’ 第43浮动电容C43’流动放电电流的情况下，也在上述的电路的某处会产生最低电 位，在比该处靠正极侧的蓝色LED66中施加反向电压。这样，在使用不具有导电片132的散热部件13的照明装置10中，成为能够向对于 反向电压的耐受性低的蓝色LED66施加反向电压的结构，会产生蓝色LED66的耐久性下降 的问题。另外，虽然在本实施方式中，使导电片132连接于第1馈电线21，但是并不限于此，例如也可以连接于在交直流变换装置30中设置的二极管桥电路35的第1输入连接部37a、 第2输入连接部37b、第1输出连接部38a或者第2输出连接部38b。此外，也可以使导电 片132例如连接于在交直流变换装置30中设置的第1输出端子73或者第2输出端子74。进而，在构成为使导电片132连接于在发光装置11中设置的42个发光芯片52的 任一个的情况下，也可得到与连接于第1馈电线21的情况同样的效果。另外，虽然关于导 电片132的连接部位无妨适宜设定，但是优选连接于发光二极管列的两端、即构成第1发 光芯片52-1的蓝色LED66的阳极侧或者构成第42发光芯片52-42的蓝色LED66的阴极 侧。另外，在采用了将发光二极管列与导电片132连接的结构的情况下，因为能够由照明装 置10内的布线实现结构，所以能够使装置结构简化。(实施方式2)图8是表示应用实施方式2的照明系统的整体结构的一例的图。该照明系统的基本结构与在实施方式1中说明的结构基本相同，但是在交直流变 换装置30中不设置第3输出端子75这一点与实施方式1不同。此外，照明装置10的结构 也与在实施方式1中说明的结构基本相同，但是散热部件13(参照图3)不具备导电片132 而由例如包含片状热传导凝胶的散热片构成这一点与实施方式1不同。另外，在实施方式 2中，关于与实施方式1相同处，附加相同符号而省略其详细的说明。图9(a) (c)是表示在本实施方式的照明装置10中使用的发光装置11的结构 的图。在此，分别地，图9 (a)表示发光装置11的顶面图，图9(b)表示发光装置11的侧面 图。作为发光二极管搭载基板而起作用的发光装置11，与实施方式1同样，具备长方 形状的基板51和在基板51的表面侧排列的42个发光芯片52。此外，在基板51的背面、即 基板51的多个发光芯片52的安装面的背后，除了螺钉14用的穿孔形成部位以外，基本遍 及整面而形成有作为导电部件的一例的导电层53。在此，导电层53由贴附于基板51的铜 箔构成，基板51及导电层53 —体化。而且，导电层53经由未图示的通孔，与形成于基板51 内且对各发光芯片52进行连接的布线(未图示)经由通孔等电连接。另外，虽然关于导电 层53与设置于基板51的布线的连接部位无妨适宜选定，但是优选在设置于基板51的第1 电极讨与第1发光芯片52-1 (参照图5)之间或者第2电极55与第42发光芯片52-42 (参 照图5)之间连接。此外，导电层53与遮光器12绝缘。在本实施方式中，通过在基板51的背面形成导电层53并将该导电层53连接于电 网电源20的活性侧，难以从基板51经由未图示的浮动电容至导电层53流动泄漏电流。因 此，与实施方式1同样，在将开关40设定为断开的状态下，能够防止或者抑制对第1发光芯 片52-1 第42发光芯片52-42施加反向电压的情形。另外，虽然在本实施方式中，在基板51的背面形成有导电层53，但是并不限于此， 只要是基板51的多个发光芯片52的安装面的背后即可。在此，图9 (c)表示应用本实施方 式的发光装置11的另一侧面图。即，也可以如图9(c)所示，例如由安装各发光芯片52的 第1基板51a和设置于第1基板51a的背面侧的第2基板51b构成基板51，并在这些第1 基板51a与第2基板51b之间，夹入导电层53。此外，虽然在实施方式1、2中，关于使用发光装置11构成照明装置10的例子进 行了说明，但是并不限于此，而也能够将上述的发光装置11应用于例如信号机、液晶显示装置等背光源装置、扫描仪的光源装置、打印机的曝光装置、车载用的照明设备、使用了 LED 的点阵的LED显示装置等。此外，虽然在实施方式1、2中，关于1个发光芯片52搭载1个蓝色LED66的例子 进行了说明，但是并不限于此，而关于搭载于1个发光芯片52的蓝色LED66的数量，能够从 单个或多个适宜设计改变。此外，虽然在实施方式1、2中，以搭载有蓝色LED66的发光芯片52为例进行了说 明，但是并不限于此，而既可以搭载例如紫外线LED、绿色LED、红色LED或者红外线LED，此 外也可以搭载多个不同颜色的LED。此外，虽然在实施方式1、2中，使42个发光芯片52全都串联连接，但是并不限于 此，而也可以使一部分并联连接。此外，虽然在实施方式1、2中，在交直流变换装置30中，使用二极管桥电路35对 交流进行全波整流，但是并不限于此，而例如也可以使用2个二极管对交流进行半波整流。此外，虽然在实施方式1、2中，使用了仅由二极管桥电路35及电容器36构成的交 直流变换装置30，但是并不限于此，而也可以搭载用于使电流稳定的电路、例如限流电阻、 恒压电路和/或恒流电路。另外，本发明并非限定于上述的实施方式，而能够在其主旨的范围内进行各种变 形而实施。
权利要求
1.一种照明系统，包括 多个发光二极管；基板，其将前述多个发光二极管以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列； 壳体，其安装前述基板且电接地；交直流变换部，其将从交流电源经由第1馈电线及第2馈电线供给的交流变换为直流， 并供给至前述发光二极管列；开关，其使前述第2馈电线电连接及电断开；以及导电部件，其配置于前述基板与前述壳体之间，与该壳体电绝缘，与从前述第1馈电线 至设置于前述第2馈电线的开关之间的电路的任一部位电连接。
2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于前述导电部件，与从前述第1馈电线至前述发光二极管列的阳极端部之间或从设置于 前述第2馈电线的开关至前述发光二极管列的阴极端部之间的任一部位电连接。
3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于 前述导电部件与前述第1馈电线电连接。
4.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于 前述导电部件与前述发光二极管列的任一个端部电连接。
5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于前述交直流变换部是不使连接于前述交流电源的初级侧与连接于前述发光二极管列 的次级侧绝缘的非绝缘型。
6.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于 前述交直流变换部包括二极管桥电路。
7.根据权利要求6所述的照明系统，其特征在于前述二极管桥电路具备分别连接于前述第1馈电线及前述第2馈电线的2个输入连接 部和连接于前述发光二极管列的2个输出连接部； 在前述2个输出连接部之间连接电容器。
8.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，进一步包括分别设置于前述导电部件与前述基板之间及该导电部件与前述壳体之间的绝缘部件。
9.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于 前述导电部件与前述基板一体化。
10.一种照明系统，包括 多个发光二极管；基板，其将前述多个发光二极管以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列； 壳体，其安装前述基板且电接地；交直流变换部，其将从交流电源经由第1馈电线及第2馈电线供给的交流变换为直流， 并供给至前述发光二极管列；开关，其使前述第2馈电线电连接及电断开；以及导电部件，其与前述基板一体化并以与前述壳体对置的方式设置，与该壳体电绝缘，与 从前述第1馈电线至设置于前述第2馈电线的开关之间的电路的任一部位电连接。
11.根据权利要求10所述的照明系统，其特征在于前述导电部件与设置于前述基板的、将前述多个发光二极管连接的布线连接。
12.根据权利要求10所述的照明系统，其特征在于 前述导电部件与前述发光二极管列的任一个端部电连接。
13.一种照明装置，其特征在于，包括 多个发光二极管；基板，其将前述多个发光二极管以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列； 壳体，其安装前述基板且电接地；以及散热部件，其配置于前述基板与前述壳体之间，将由前述多个发光二极管产生的热经 由该基板传递至该壳体；其中，前述散热部件具备具有绝缘性且设置于与前述壳体接触的一侧的第1绝缘部件；具有绝缘性且设置于与前述基板接触的一侧的第2绝缘部件；以及具有导电性且设置于前述第1绝缘部件与前述第2绝缘部件之间的导电部件。
14.根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于对前述发光二极管列，供给对从交流电源经由第1馈电线及设置有开关的第2馈电线 供给的交流进行变换而得到的直流；前述导电部件与前述第1馈电线电连接。
15.根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于前述壳体兼作对从前述多个发光二极管出射的光进行反射的反射部件。
16.一种发光装置，包括 多个发光二极管；基板，其将前述多个发光二极管以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列；以及导电部件，其与前述基板一体化而形成于该基板的前述多个发光二极管的安装面的背 后，并连接于将该多个发光二极管连接的布线。
17.根据权利要求16所述的发光装置，其特征在于 前述导电部件遍及前述基板的基本整面而形成。
18.根据权利要求16所述的发光装置，其特征在于 前述导电部件与前述发光二极管列的任一个端部电连接。
19.根据权利要求16所述的发光装置，其特征在于 前述导电部件形成于前述基板的背面。
20.根据权利要求16所述的发光装置，其特征在于 前述基板具备安装前述多个发光二极管的第1基板；以及与前述第1基板的安装前述多个发光二极管的面相反侧的面相对配置的第2基板； 其中，前述导电部件形成于前述第1基板与前述第2基板之间。
21.一种发光二极管电路，其特征在于，具有 基板；多个发光二极管，其在前述基板的表面上经由布线串联连接而搭载；交直流变换电路，其使直流电流从前述多个发光二极管的阳极侧向阴极侧流动； 活性侧端子及中性侧端子，其对前述交直流变换电路供给交流电压；以及 导电层，其形成于前述基板的安装前述多个发光二极管的前述表面的背面侧，并连接 于前述发光二极管的阳极侧或阴极侧；其中，使用前述导电层抑制从前述多个发光二极管经由浮动电容流至接地侧的泄漏电流。
22.根据权利要求21所述的发光二极管电路，其特征在于前述导电层在前述基板上遍及安装前述发光二极管的面背后的基本整面而形成。
23.根据权利要求21所述的发光二极管电路，其特征在于 前述交流电压的电源是电网电源。
24.一种发光二极管搭载基板，其特征在于，包括 基板；多个发光二极管，其在前述基板的表面上经由布线串联连接而搭载； 导电层，其在前述基板上遍及安装前述发光二极管的面背后的基本整面而形成；以及 连接部件，其用于使前述导电层与前述多个发光二极管的阳极侧或阴极侧直流地连接；其中，该发光二极管搭载基板构成为，使直流电流从前述多个发光二极管的阳极侧向 阴极侧流动。
25.一种发光二极管的发光方法，其通过使直流电流从多个发光二极管的阳极侧向阴 极侧流动而使该多个发光二极管发光，所述多个发光二极管在基板的表面上经由布线串联 连接而搭载，所述直流电流是对所接受的交流电压进行变换而得到的直流电流，其特征在 于，该发光方法使用导电层抑制从前述多个发光二极管经由浮动电容流至接地侧的泄漏电流，所述导 电层在前述基板上设置于安装前述发光二极管的面背后。
全文摘要
本发明提供发光装置、照明装置、照明系统、发光二极管电路、搭载基板及发光二极管的发光方法。照明系统具备各自具备蓝色LED的多个发光芯片(52)；将多个蓝色LED以极性一致的状态串联连接而形成发光二极管列的基板(51)；安装基板(51)且电接地的遮光器(12)；将从交流电源经由第1馈电线及第2馈电线供给的交流变换为直流，并供给至发光二极管列的交直流变换装置；配置于基板(51)与遮光器(12)之间，与基板(51)及遮光器(12)电绝缘，与第1馈电线电连接的导电片；以及使第2馈电线电连接及电断开的开关。由此，抑制对于串联连接的多个发光二极管的反向电压的施加及伴随于此的发光二极管的发光不良的产生。
文档编号H01L33/00GK102090149SQ20098012650
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月2日 优先权日2008年7月7日
发明者富田浩幸, 渡边岳男 申请人:昭和电工株式会社