(57)【要約】【課題】不点になりにくく、また、ＬＥＤを高密度に配設しているＬＥＤ装置およびＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ装置１は、透光性部材５と、透光性部材５の内部に互いに対向するようにして配設されている一対の導電体３，３と、一対の導電体３，３の一方に電気的に接続されている給電部１４，１４を有し、透光性部材５の端部に設けられている口金４と、一方の電極部が一方の導電体３上に位置し、他方の電極部が他方の導電体３と電気的に接続されると共に、一対の導電体３，３に対して互いに並列的に接続されている複数個の発光ダイオード２を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状または棒状に形成されている透光性部材と；
透光性部材の内部に互いに対向するようにして配設されている一対の導電体と；
一対の導電体の一方に電気的に接続されている給電部を有し、透光性部材の端部に設けられている口金と；
一方の電極部が一方の導電体上に位置し、他方の電極部が他方の導電体と電気的に接続されると共に、一対の導電体に対して互いに並列的に接続されている複数個の発光ダイオードと；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ装置。
【請求項２】
管状または棒状に形成されている透光性部材と；
給電部を有し、透光性部材の端部に設けられている口金と；
透光性部材の内部に配設されている管状または棒状の基台と；
基台の外表面に個別の電極および当該外表面より内方側に共通の電極が形成されている複数個の発光ダイオードと；
口金の一方の給電部および共通の電極を電気的に接続している第１の導電部材と、口金の他方の給電部および個別の電極を電気的に接続している第２の導電部材を有する導電体と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のＬＥＤ装置と；
このＬＥＤ装置を配設しているＬＥＤ照明装置本体と；
ＬＥＤ装置の発光ダイオードを発光させる点灯装置と；
を具備していることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードを光源として用いたＬＥＤ装置およびＬＥＤ照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】青色発光ダイオードの発明により、近年、青色発光ダイオードにＹＡＧ蛍光体を用いて白色光を出射する照明装置が提供されている。発光ダイオードを光源として用いると、蛍光ランプに比べて熱損失が小さく、低電力で長寿命であるという利点がある。そして、蛍光ランプに代替可能なＬＥＤランプは、例えば登録実用新案公報第３０７５９９６号（従来技術）に開示されており、その構成は図５に示すとおりである。
【０００３】
図５に示すＬＥＤランプ５０は、複数個のＬＥＤ５１を薄い金属板からなる可撓性部材５２によって連鎖させてＬＥＤ連鎖体５３に形成し、このＬＥＤ連鎖体５３を透明アクリル樹脂で形成されたチューブ５４内に挿通して構成されている。そして、チューブ５４の両端に一本の接続ピン５５，５５を備えた口金５６，５６が設けられ、ＬＥＤ連鎖体５３の両端は、接続ピン５５，５５に電気的かつ機械的に接続されている。
【０００４】
そして、ＬＥＤランプ５０は、ＬＥＤ５１で発光された光をチューブ５４に混入または塗布された蛍光材や燐光材で２次的に放射させ、または、拡散材や反射材で拡散、反射させることにより、チューブ５４の全面に亘って発光させると記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、ＬＥＤ５１が可撓性部材５２により直列接続されているので、１個のＬＥＤ５１と可撓性部材５２が電気的に非接続状態になると、ＬＥＤランプ５０は不点になるという欠点を有する。
【０００６】
また、近年、ＬＥＤランプは、全光束の大きい放射光を得るためにＬＥＤを高密度に配設しているものが要望されており、この場合、チューブ５４内に複数本のＬＥＤ連鎖体５３を配設することが困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、不点になりにくく、また、ＬＥＤを高密度に配設しているＬＥＤ装置およびＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のＬＥＤ装置の発明は、管状または棒状に形成されている透光性部材と；透光性部材の内部に互いに対向するようにして配設されている一対の導電体と；一対の導電体の一方に電気的に接続されている給電部を有し、透光性部材の端部に設けられている口金と；一方の電極部が一方の導電体上に位置し、他方の電極部が他方の導電体と電気的に接続されると共に、一対の導電体に対して互いに並列的に接続されている複数個の発光ダイオードと；を具備していることを特徴とする。
【０００９】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【００１０】
透光性部材は、管状の透光性バルブであってもよく、バルブ内を透光性の充填材で充填してもよい。また、発光ダイオードや導電体の周囲をモールドして棒状にしてもよい。また、管状または棒状の形状は問わない。
【００１１】
「一方の電極部が一方の導電体上に位置される」とは、一対の導電体のどちらか一方に位置していることを意味する。すなわち、全ての発光ダイオードが１個の導電体上に位置してもよく、少なくとも１個の発光ダイオードが残余の発光ダイオードと異なる導電体上に位置していてもよい。
【００１２】
「電極部」とは、発光ダイオードにおいて、発光ダイオードの電極に電気的に接続している電源入力部を意味する。
【００１３】
口金の給電部は、一対の導電体の一方、他方にそれぞれ電気的に接続される２つを有している。そして、透光性部材の両端部にそれぞれ口金を設け、各口金が１つの給電部を有するようにしてもよく、透光性部材の一端部に口金を設け、この口金に２つの給電部を有するようにしてもよい。
【００１４】
ＬＥＤ装置は、所望の波長の光を放射するように構成されていればよく、発光ダイオードが発光する光も特に限定されないものである。例えば、発光ダイオードは青色光を発光し、透光性部材の外表面あるいは外表面の近傍の内方にＹＡＧ蛍光体を設けて、ＬＥＤ装置から白色光を放射するように構成してもよく、または、発光ダイオードは紫外線を発し、同じく透光性部材に紫外線を吸収し可視光を放射する蛍光材（例えばハロリン酸カリウムなど）を設けて、ＬＥＤ装置から可視光を放射するように構成してもよい。あるいは、発光ダイオードが白色光を放射するものであってもよい。
【００１５】
本発明によれば、複数個の発光ダイオードは一対の導電体に対して互いに並列的に接続されているので、複数個のうちの１個以上の発光ダイオードが不点となっても、残余の発光ダイオードが発光し、この光または波長変換された光が透光性部材を通過して外部へ放射される。
【００１６】
請求項２に記載のＬＥＤ装置の発明は、管状または棒状に形成されている透光性部材と；給電部を有し、透光性部材の端部に設けられている口金と；透光性部材の内部に配設されている管状または棒状の基台と；基台の外表面に個別の電極および当該外表面より内方側に共通の電極が形成されている複数個の発光ダイオードと；口金の一方の給電部および共通の電極を電気的に接続している第１の導電部材と、口金の他方の給電部および個別の電極を電気的に接続している第２の導電部材を有する導電体と；を具備していることを特徴とする。
【００１７】
口金の給電部は、第１および第２の導電部材にそれぞれ電気的に接続される２つを有している。そして、透光性部材の両端部にそれぞれ口金を設け、各口金がそれぞれ一方の給電部、他方の給電部を有するようにしてもよく、透光性部材の一端部に口金を設け、この口金に一方および他方の給電部を有するようにしてもよい。
【００１８】
複数個の発光ダイオードは、共通の電極が第１の導電部材に接続され、個別の電極が第２の導電部材に接続されているので、第１および第２の導電部材に対して並列的に接続されている。したがって、例え不点となった発光ダイオードが発生しても、残余の発光ダイオードは発光する。
【００１９】
本発明によれば、管状または棒状の基台の透光性部材に沿う外表面に高密度に多数の発光ダイオードが形成され、全光束の大きい光が放射される。
【００２０】
請求項３に記載のＬＥＤ照明装置の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤ装置と；このＬＥＤ装置を配設しているＬＥＤ照明装置本体と；ＬＥＤ装置の発光ダイオードを発光させる点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【００２１】
ＬＥＤ照明装置とは、ＬＥＤ装置の放射光を利用するあらゆる装置を含む広い概念であり、例えば照明器具、液晶などのバックライト装置およびこれを組み込んだパーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、ＧＰＳ機器などの各種情報機器、画像読取装置のＬＥＤ照明装置およびこれを組み込んだ複写機、ファクシミリ、スキャナなどのＯＡ機器などのＬＥＤ照明装置を含む。
【００２２】
発光ダイオードを発光（点灯）させるＡＣ−ＤＣ変換装置や電圧調整装置などの点灯装置は、ＬＥＤ照明装置本体内に設けてもよく、ＬＥＤ照明装置と別置であってもよい。
【００２３】
本発明によれば、請求項１または２記載のＬＥＤ装置の作用を有するＬＥＤ照明装置が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２５】
図１〜図２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１はＬＥＤ装置の概略正面図、図２は発光ダイオードの概略縦断面図である。
【００２６】
図１において、ＬＥＤ装置１は、発光ダイオード２、導電体３、口金４および透光性部材５を有して構成されている。
【００２７】
発光ダイオード２は、図２に示すように、半導体発光素子６、第１の蛍光体７、第２の蛍光体８およびワイヤ９を有して構成されている。
【００２８】
半導体発光素子６は、絶縁性の基板上に積層されたｐ型層およびｎ型層のそれぞれの表面に図示しない一対の電極（電極部）が形成されており、この電極（電極部）の一方は導電体３に電気的に接続され、他方はワイヤ９に電気的に接続されている。そして、半導体発光素子６は、ｐ型層とｎ型層との間のｐ−ｎ接合域を発光層として光を発光するように構成され、例えばＧａＮ／ＩｎＧａＮからなっている。また、半導体発光素子６上に、第１の蛍光体７および第２の蛍光体８が積層されている。第１の蛍光体７および第２の蛍光体８は、それぞれ６ＭｇＯＡｓ２Ｏ５：Ｍｎ４＋蛍光体（マンガン付活６ＭｇＯＡｓ２Ｏ５の蛍光体）、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｇｄ３＋，Ｃｅ３＋蛍光体（ガドリニウム、セリウム付活Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２の蛍光体）である。
【００２９】
発光ダイオード２の一対の電極（電極部）間に直流電圧例えばＤＣ３．４Ｖが印加されると、半導体発光素子６が４００〜５００ｎｍにピーク波長（４５０ｎｍ）を有する光（青色）を発光する。そして、半導体発光素子６が発光した４００〜５００ｎｍの光の一部により、第１の蛍光体７および第２の蛍光体８が励起される。すなわち、第２の蛍光体８は、Ｇｄ３＋，Ｃｅ３＋が励起され、主として５００〜６００ｎｍの波長の光（黄色）を発光する。また、第１の蛍光体７は、Ｍｎ４＋が励起され、主として６００〜７００ｎｍの波長の光（赤色）を発光する。半導体発光素子６、第１の蛍光体７および第２の蛍光体８が発光したそれぞれの光は、混色されて白色光となり、発光ダイオード２の前方に出射される。
【００３０】
発光ダイオード２は、図１に示すように、複数個が一対の導電体３，３に対して互いに並列的に接続されている。
【００３１】
導電体３，３は、薄く細長い金属板例えば銅板からなり、互いに対向するようにして配設され、一方の導電体３上に発光ダイオード２を位置している。すなわち、発光ダイオード２は、導電性接着材により一方の導電体３上に固着されており、半導体発光素子６の下面に露出している一方の電極部が導電性接着材を介して導電体３と電気的に接続されている。また、他方の導電体３は、ワイヤ９の先端が溶接され、ワイヤ９と電気的に接続されている。そして、一対の導電体３，３の一端は、それぞれ口金４，４の給電部に電気的かつ機械的に接続されている。
【００３２】
口金４，４は、それぞれ有底の円筒体１３およびこの円筒体１３の底部１３ａに配設された給電部としての接続ピン１４を有して構成されている。円筒体１３は、例えば肉厚０．３ｍｍのアルミニウムからなり、接続ピン１４は、例えば黄銅からなっている。そして、接続ピン１４は、円筒体１３の底部１３ａに絶縁材１５を介して固着され、底部１３ａの外表面から外方に向かって突設されている。すなわち、円筒体１３と接続ピン１４は電気的に絶縁されている。また、接続ピン１４は、円筒体１３の内部において、溶接等により導電体３の一端に機械的および電気的に接続している。そして、口金４，４は、棒状に形成された透光性部材５の両端部にそれぞれ設けられている。
【００３３】
透光性部材５は、例えば透光性のエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂またはガラスなどからなり、一対の導電体３，３および発光ダイオード２を包囲（モールド）して棒状に形成されたものである。また、透光性部材５は、一対の導電体３，３が透光性部材５に沿い透光性部材５の内部に互いに対向するようにして配設されるように形成されている。そして、一対の導電体３，３および発光ダイオード２が包囲（モールド）されることにより、一対の導電体３，３の撓みや一対の導電体３，３および発光ダイオード２の振動等が防止されるので、発光ダイオード２が導電体３上から取り外れることが防止される。
【００３４】
そして、上述のように構成されたＬＥＤ装置１は、口金４，４の接続ピン１４，１４が給電されると、発光ダイオード２から白色光が放射され、透光性部材５の外表面から出射される。
【００３５】
そして、複数個の発光ダイオード２は、一対の導電体３，３に対して互いに並列的に接続されているので、そのうちの１個以上の発光ダイオード２が不点となっても、残余の発光ダイオード２は発光される。すなわち、複数個の発光ダイオード２のうち、不点の発光ダイオード２が発生しても、ＬＥＤ装置１から継続して白色光が放射される。
【００３６】
なお、一対の導電体３，３は、捻転して配設してもよく、この場合、複数個の発光ダイオード２の放射方向を異ならせることができる。また、発光ダイオード２は、導電体３の一方の面（表面）に限らず、裏面にも配設してよい。これにより、ＬＥＤ装置１の放射光の出射方向の範囲が広がる。
【００３７】
また、透光性部材５は、管状のバルブを用いてもよく、内部が中空であってもよい。また、口金４は、接続ピン１４を設けず、円筒体１３に導電体３を電気的および機械的に接続してもよい。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態について述べる。
【００３９】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ装置の概略斜視図である。なお、図１と同一部分および同一部分に相当する部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００４０】
図３に示すＬＥＤ装置１６は、基台１７、発光ダイオード１８、導電体１９、口金４および透光性部材５を有して構成されている。
【００４１】
基台１７は、略円筒体に形成された管状の導電性樹脂からなり、透光性部材５に沿い透光性部材５の内部に配設されている。
【００４２】
発光ダイオード１８は、基台１７の外表面にマトリックス状に個々に形成されている。また、発光ダイオード１８は、基台１７上に、図２に示す半導体発光素子６、第１の蛍光体７および第２の蛍光体８が積層されて形成されている。そして、基台１７の外表面には、各発光ダイオード１８の個別の電極１８ａが形成され、基台１７の外表面より内方側には、各発光ダイオード１８の共通の電極１８ｂが形成されている。そして、複数個の発光ダイオード１８は、透光性部材５に沿う列毎に個別の電極１８ａがワイヤ９により直列接続されて第２の導電部材１９ｂに電気的に接続されている。また、共通の電極１８ｂは、基台１７により第１の導電部材１９ａに電気的に接続されている。
【００４３】
導電体１９は、例えば銅からなる棒状の第１の導電部材１９ａおよび第２の導電部材１９ｂからなっている。そして、基台１７の一方の端部１７ａに第１の導電部材１９ａが配設され、他方の端部１７ｂに図示しない絶縁材を介して第２の導電部材１９ｂが配設されている。すなわち、第１の導電部材１９ａは、基台１７と電気的に接続され、第２の導電部材１９ｂは、基台１７と絶縁されている。そして、第１および第２の導電部材１９ａ，１９ｂは、口金４，４の給電部としての接続ピン１４，１４に機械的および電気的に接続され、基台１７を口金４，４に支持している。これにより、第１の導電部材１９ａは、口金４の一方の接続ピン１４および発光ダイオード１８の共通の電極１８ｂを電気的に接続し、第２の導電部材１９ｂは、口金４の他方の接続ピン１４および発光ダイオード１８の個別の電極１８ａを電気的に接続している。したがって、複数個の発光ダイオード１８は、透光性部材５に沿う列毎に、第１および第２の導電部材１８ａ，１８ｂに対して並列的に接続されている。
【００４４】
上述のように構成されたＬＥＤ装置１６は、口金４，４の接続ピン１４，１４が給電されると、発光ダイオード１８から白色光が放射され、透光性部材５の外表面から出射される。そして、発光ダイオード１８は、管状の基台１７の透光性部材５に沿う外表面に高密度に多数形成されるので、全光束の大きい放射光が得られる。
【００４５】
また、複数個の発光ダイオード１８は、透光性部材５に沿う列毎に、第１および第２の導電部材１９ａ，１９ｂに対して互いに並列的に接続されているので、ワイヤ９の切断等により不点の発光ダイオード１８が発生しても、その不点の発光ダイオード１８が位置する透光性部材５に沿う列以外の残余の発光ダイオード１８および不点の発光ダイオード１８よりも第２の導電部材１８ｂ側に位置する残余の発光ダイオード１８が発光してＬＥＤ装置１６から継続して白色光が放射される。
【００４６】
なお、基台１７は棒状に形成され、その端部１７ａ，１７ｂに第１および第２の導電部材１９ａ，１９ｂを接続してもよい。
【００４７】
また、口金４は、接続ピン１４を設けず、円筒体１３の底部１３ａに第１および第２の導電部材１９ａ，１９ｂを貫通させ、第１および第２の導電部材１９ａ，１９ｂを接続ピン１４の代替とするように形成してもよい。
【００４８】
また、上記第１または第２の実施形態において、透光性部材５は、その形状は限定されるものではなく、円柱状、角柱状の他、楕円形状などであってもよい。また、透光性部材５の外表面に凹凸などのレンズ機能を設けてもよい。これにより、発光ダイオード１８からの光を集光させることができる。
【００４９】
次に、本発明の第３の実施形態について述べる。
【００５０】
図４は、本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ照明装置を示し、（ａ）は一部切り欠き正面図、（ｂ）は一部切り欠き下面図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００５１】
図４に示すＬＥＤ照明装置は、台所等に配設される照明器具２０としての流し元灯である。照明器具２０は、ＬＥＤ照明装置本体としての照明器具本体２１の内部の両端側にランプソケット２２，２２が設けられ、これらランプソケット２２，２２間に図１に示すＬＥＤ装置１が装着されている。そして、照明器具本体２１の開口部には、アクリルからなる乳白色のセード２３が取り付けられている。また、照明器具本体２１は、内部の一端部側に点灯装置２４を配設している。点灯装置２４は、ＬＥＤ装置１の発光ダイオード２を発光させるものであり、回路基板２５に図示しない電子部品が実装されて構成されている。
【００５２】
そして、点灯装置２４に隣接してスイッチ２６が配設されている。スイッチ２６は、ロータリスイッチであり、紐２７を引っ張ると、点灯装置２４に商用交流電源から交流電圧が供給される。点灯装置２４は、交流電圧を直流電圧に変換してＬＥＤ装置１を全光点灯させる。さらに、紐２７を引っ張ると、点灯装置２４は直流電圧の出力を低下させて、ＬＥＤ装置１を調光点灯例えば７０％点灯させる。そして、さらに、紐２７を引っ張ると、ＬＥＤ装置１は消灯される。
【００５３】
照明器具２０は、ＬＥＤ装置１に不点の発光ダイオード２が発生しても、残余の発光ダイオード２が発光するので、継続して白色光による照明がなされる。
【００５４】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、複数個の発光ダイオードは一対の導電体に対して互いに並列的に接続されているので、不点の発光ダイオードが発生しても、残余の発光ダイオードを発光させることができ、ＬＥＤ装置から継続して放射光を得ることができる。
【００５５】
請求項２の発明によれば、管状または棒状の基台の透光性部材に沿う外表面に多数の発光ダイオードが形成可能であるので、全光束の大きい放射光を得ることができる。
【００５６】
請求項３の発明によれば、請求項１または２記載のＬＥＤ装置の作用を有するＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ装置の概略正面図。
【図２】同じく、発光ダイオードの概略縦断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ装置の概略斜視図。
【図４】本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ照明装置であり、（ａ）は一部切り欠き正面図、（ｂ）は一部切り欠き下面図。
【図５】従来技術のＬＥＤランプを示し、（ａ）はＬＥＤランプの構成図、（ｂ）はＬＥＤ連鎖体の構成図。
【符号の説明】
１，１６…ＬＥＤ装置、２，１８…発光ダイオード、３，１９…導電体、４…口金、５…透光性部材、１７…基台、２０…ＬＥＤ照明装置としての照明器具、２１…ＬＥＤ照明装置本体としての照明器具本体、２４…点灯装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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