(57)【要約】【課題】発光ダイオードを消灯状態とした場合に微弱電流による微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュール、照明装置、および発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法を提供する。【解決手段】発光ダイオードモジュール１は、金属製基材１１上に絶縁層１２を介して形成された配線パターン１３を有するプリント基板１４と、配線パターン１３によって直列に接続された複数の発光ダイオード１５とを備え、点灯回路２０を介して交流電源ＡＣＳに接続される。配線パターン１３の面積Ｓは、配線パターン１３による寄生容量Ｃによって発光ダイオード１５を流れる微弱電流Ｉｓが、外部から視認される微弱発光を発光ダイオード１５に生じさせる限界値としての微弱発光限界電流Ｉｗより小さくなるように設定される。【選択図】図１
2009194174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製基材上に絶縁層を介して形成された配線パターンを有するプリント基板と、前記配線パターンによって直列に接続された複数の発光ダイオードとを備え、点灯回路を介して交流電源に接続される発光ダイオードモジュールであって、
前記配線パターンは、前記発光ダイオードを消灯状態としたときに前記配線パターンによって生じる寄生容量を介して前記発光ダイオードに流れる微弱電流が、外部から視認される微弱発光を前記発光ダイオードに生じさせる微弱発光限界電流より小さくなる面積に設定してあること
を特徴とする発光ダイオードモジュール。
【請求項２】
金属製の照明器具本体と、直列に接続された複数の発光ダイオードを有し前記照明器具本体に取り付けられた発光ダイオードモジュールと、交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して前記発光ダイオードモジュールを点灯する点灯回路とを備える照明装置であって、
前記発光ダイオードモジュールは、請求項１に記載の発光ダイオードモジュールであること
を特徴とする照明装置。
【請求項３】
金属製基材上に絶縁層を介して形成された配線パターンを有するプリント基板と、前記配線パターンによって直列に接続された複数の発光ダイオードとを備え、点灯回路を介して交流電源に接続される発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法であって、
外部から視認される微弱発光を前記発光ダイオードに生じさせる微弱発光限界電流を検出する微弱発光限界電流検出過程と、
前記発光ダイオードを消灯状態としたときに前記配線パターンによって生じる寄生容量を介して前記発光ダイオードに流れる微弱電流が前記微弱発光限界電流より小さくなる前記配線パターンの面積を算出するパターン面積算出過程と、
算出した前記配線パターンの面積および前記プリント基板上に配置する発光ダイオード相互の間隔に基づいて前記配線パターンの形状を設定するパターン形状設定過程とを備えること
を特徴とする発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯回路を介して交流電源に接続される発光ダイオードモジュール、発光ダイオードモジュールを備える照明装置、および発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）の開発が進み、白色発光が可能な技術が開発されたことから、発光ダイオードを照明灯の光源として利用することが提案されている。
【０００３】
しかし、１個の発光ダイオードでは、光量が少ないことから照明灯としては不十分な状況にある。そこで、複数の発光ダイオードを実装した発光ダイオードモジュールを搭載した照明灯が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００４】
図５は、従来例に係る発光ダイオードモジュールの平面状態を示す平面図である。
【０００５】
従来例に係る発光ダイオードモジュール１０１は、金属製基材１１１上に絶縁層１１２を介して形成された配線パターン１１３を有するプリント基板１１４と、配線パターン１１３によって直列に接続された複数（例えば５個）の発光ダイオード１１５とを備え、点灯回路１２０（図６参照）を介して交流電源ＡＣＳ（図６参照）に接続される。
【０００６】
プリント基板１１４は、例えば、金属製基材１１１としてアルミニウム、絶縁層１１２としてエポキシ樹脂、配線パターン１１３として銅箔が採用され、これらを積層して構成されている。
【０００７】
発光ダイオード１１５は、配線パターン１１３に接続された端子電極１１５ｔおよび端子電極１１５ｔを固定して発光ダイオード素子部を封止する封止部１１５ｐを有する。また、端子電極１１５ｔは、配線パターン１１３に対して半田付けしてある。
【０００８】
発光ダイオード１１５は、外周が円形に形成された金属製基材１１１の外周に沿って環状に配置された配線パターン１１３によって相互に直列接続してある。配線パターン１１３ｐは、例えばプラス側とされ点灯回路１２０の出力プラス端子１２２ｐ（図６参照）に接続され、配線パターン１１３ｍは、例えばマイナス側とされ点灯回路１２０の出力マイナス端子１２２ｍ（図６参照）に接続され、点灯回路１２０から電力が供給される。
【０００９】
配線パターン１１３は、配線抵抗の低減などを考慮して比較的大きな面積で形成される。したがって、配線パターン１１３は、配線パターン１１３と金属製基材１１１との間の絶縁層１１２によって寄生容量Ｃ（図６参照）を生じる。
【００１０】
図６は、図５に示した従来例に係る発光ダイオードモジュールを備えた照明装置の概略構成を説明するブロック図である。
【００１１】
従来例に係る照明装置１３０は、直列に接続された複数の発光ダイオード１１５（図６では、発光ダイオードＬＥＤ１、発光ダイオードＬＥＤ２として示す。）を有する発光ダイオードモジュール１０１と、交流電源ＡＣＳに接続され交流電源ＡＣＳから供給された交流電力を直流電力に変換して発光ダイオードモジュール１０１に供給し、発光ダイオードモジュール１０１を点灯する点灯回路１２０とを備える。なお、発光ダイオードモジュール１０１は、照明器具本体１３０ｂに取り付けてある。
【００１２】
点灯回路１２０は、例えば、交流を整流して直流とする整流回路と、整流回路で得られた直流を降圧するチョッパ回路（直流／直流変換回路）とで構成される。
【００１３】
点灯回路１２０は、交流電力を直流電力に変換し、発光ダイオードモジュール１０１に直流電力を供給する。つまり、点灯回路１２０の出力側に配置された出力プラス端子１２２ｐを発光ダイオードＬＥＤ１のプラス端子に接続し、点灯回路１２０の出力側に配置された出力マイナス端子１２２ｍを発光ダイオードＬＥＤ２のマイナス端子に接続してある。また、発光ダイオードＬＥＤ１と発光ダイオードＬＥＤ２とは直列接続してある。
【００１４】
発光ダイオードモジュール１０１（照明器具本体１３０ｂ）は、図５で示した発光ダイオードモジュール１０１をそのまま適用してある。なお、理解を容易にするために、発光ダイオードモジュール１０１を構成する発光ダイオード１１５は、発光ダイオードＬＥＤ１、発光ダイオードＬＥＤ２の２個の場合として説明する。
【００１５】
発光ダイオードＬＥＤ１のプラス端子には、配線パターン１１３ｐ（図５参照）が形成してあり、寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃａ）が存在する。発光ダイオードＬＥＤ１と発光ダイオードＬＥＤ２とは配線パターン１１３（面積Ｓ）を介して接続されていることから、寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃｂ）が存在する。また、発光ダイオードＬＥＤ２のマイナス端子には、配線パターン１１３ｍが形成してあり、寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃｃ）が存在する。
【００１６】
交流電源ＡＣＳは、商用の交流電源であり、需要者の安全性を考慮して一方の端子を接地（中性点接地）して接地側端子ｔｎとし、他方の端子は、非接地側端子ｔａとしてある。点灯回路１２０の入力側の電源接続端子１２１には、非接地側端子ｔａが接続され、電源接続端子１２１ｇには、接地側端子ｔｎがスイッチ１２５を介して接続してあり、交流電源ＡＣＳから交流電力の供給を受けている。
【００１７】
スイッチ１２５は、交流電源ＡＣＳの接地側端子ｔｎと電源接続端子１２１ｇとの間の配線に設けられ、いわゆる片切りスイッチとして構成してある。この形態のスイッチでは、スイッチ１２５を切断して発光ダイオード１１５を消灯した状態でも、アース電位ＧＮＤ（発光ダイオードモジュール１０１の金属製基材１１１に対応する。）と非接地側端子ｔａに接続された配線、点灯回路１２０、および寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃｂ）を介して電流経路を生じ、寄生電流としての微弱電流Ｉｓ（微弱電流Ｉｓｐ、微弱電流Ｉｓｍ）が流れる。
【００１８】
つまり、微弱電流Ｉｓｐは、交流電源ＡＣＳが正の半波波形（正の半波電圧）のとき、交流電源ＡＣＳの非接地側端子ｔａ→電源接続端子１２１→出力プラス端子１２２ｐ→発光ダイオードＬＥＤ１→寄生容量Ｃｂ→アース電位ＧＮＤ→交流電源ＡＣＳの接地側端子ｔｎの経路で流れる。
【００１９】
他方、微弱電流Ｉｓｍは、交流電源ＡＣＳが負の半波波形（負の半波電圧）のとき、交流電源ＡＣＳの接地側端子ｔｎ→アース電位ＧＮＤ→寄生容量Ｃｂ→発光ダイオードＬＥＤ２→出力マイナス端子１２２ｍ→電源接続端子１２１→交流電源ＡＣＳの非接地側端子ｔａの経路で流れる。
【００２０】
本願発明者は、発光ダイオードモジュール１０１の開発を進める過程で、スイッチ１２５を切断して発光ダイオード１１５を消灯した状態でも寄生容量Ｃによる微弱電流Ｉｓが発光ダイオード１１５に流れ、それに伴って発光ダイオード１１５（発光ダイオードＬＥＤ１、発光ダイオードＬＥＤ２）が完全消灯しないで微弱発光する場合があることを見出した。
【００２１】
つまり、交流電源ＡＣＳの接地側（接地側端子ｔｎ）への接続を接地線側のスイッチ１２５で切断した状態の場合に、発光ダイオード１１５に微弱電流Ｉｓが流れる状態となり、外部から視認される微弱な微弱発光を生じる現象を確認した。
【００２２】
スイッチ１２５を切断して発光ダイオード１１５を消灯した状態での微弱点灯は、接地を実施する照明装置１３０の場合に発生しやすく、接地をしない場合でも操作者が手で触れたりしたときに発生しやすいことを確認した。
【００２３】
また、スイッチ１２５を切断せず、リモートコントローラで点灯回路１２０の動作を停止させることによって消灯する場合でも同様の問題を生じることを確認した。
【００２４】
点灯／消灯の切り替えは、照明灯（照明装置）にとって基本的な機能であり、消灯状態としたときに、寄生容量に起因する微弱発光を生じることは、照明灯としての信頼性、機能性、視認性の観点から大きな問題となる場合がある。
【００２５】
なお、微弱発光に言及したものとして、例えば特許文献３があるが、スイッチの両端に入れられたインピーダンス素子を介して微弱電流が流れ、発光ダイオードが微弱発光するのを防止することを課題とするものであり、本願とは全く異なるものである。
【特許文献１】特開２００６−２９５０８５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９５００７号公報
【特許文献３】特開２００４−２９６２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、金属製基材上に絶縁層を介して形成された配線パターンを有するプリント基板と、配線パターンによって直列に接続された複数の発光ダイオードとを備え、点灯回路を介して交流電源に接続される発光ダイオードモジュールであって、配線パターンは、発光ダイオードを消灯状態としたときに配線パターンによって生じる寄生容量を介して発光ダイオードに流れる微弱電流（寄生電流）が、外部から視認される微弱発光を発光ダイオードに生じさせる微弱発光限界電流より小さくなる面積に設定してあることにより、発光ダイオードを消灯状態としたときに、微弱電流による微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュールを提供することを目的とする。
【００２７】
また、本発明は、発光ダイオードモジュールを備える照明装置であって、発光ダイオードモジュールを本発明に係る発光ダイオードモジュールとすることにより、発光ダイオードを消灯状態としたときに、発光ダイオードを流れる微弱電流が微弱発光限界電流より小さくなるように抑制して、微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い照明装置を提供することを他の目的とする。
【００２８】
また、本発明は、本発明に係る発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法であって、微弱発光を発光ダイオードに生じさせる微弱発光限界電流を検出する微弱発光限界電流検出過程と、微弱電流が微弱発光限界電流より小さくなる配線パターンの面積を算出するパターン面積算出過程と、配線パターンの面積およびプリント基板上に配置する発光ダイオード相互の間隔に基づいて配線パターンの形状を設定するパターン形状設定過程とを備えることにより、発光ダイオードを消灯状態としたときに、微弱電流による微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュールの配線パターンの形状を容易かつ高精度に設定することが可能な発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明に係る発光ダイオードモジュールは、金属製基材上に絶縁層を介して形成された配線パターンを有するプリント基板と、前記配線パターンによって直列に接続された複数の発光ダイオードとを備え、点灯回路を介して交流電源に接続される発光ダイオードモジュールであって、前記配線パターンは、前記発光ダイオードを消灯状態としたときに前記配線パターンによって生じる寄生容量を介して前記発光ダイオードに流れる微弱電流が、外部から視認される微弱発光を前記発光ダイオードに生じさせる微弱発光限界電流より小さくなる面積に設定してあることを特徴とする。
【００３０】
この構成により、配線パターンによる寄生容量を抑制し、微弱電流を低減できるので、発光ダイオードを消灯状態としたときに、発光ダイオードに流れる微弱電流による微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュールとすることが可能となる。
【００３１】
また、本発明に係る照明装置は、金属製の照明器具本体と、直列に接続された複数の発光ダイオードを有し前記照明器具本体に取り付けられた発光ダイオードモジュールと、交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して前記発光ダイオードモジュールを点灯する点灯回路とを備える照明装置であって、前記発光ダイオードモジュールは、本発明に係る発光ダイオードモジュールであることを特徴とする。
【００３２】
この構成により、発光ダイオードを消灯状態としたときに発光ダイオードに流れる微弱電流を生じる寄生容量を抑制して微弱電流が微弱発光限界電流より小さくなるようにし、微弱点灯を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い照明装置とすることができる。
【００３３】
また、本発明に係る発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法は、金属製基材上に絶縁層を介して形成された配線パターンを有するプリント基板と、前記配線パターンによって直列に接続された複数の発光ダイオードとを備え、点灯回路を介して交流電源に接続される発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法であって、外部から視認される微弱発光を前記発光ダイオードに生じさせる微弱発光限界電流を検出する微弱発光限界電流検出過程と、前記発光ダイオードを消灯状態としたときに前記配線パターンによって生じる寄生容量を介して前記発光ダイオードに流れる微弱電流が前記微弱発光限界電流より小さくなる前記配線パターンの面積を算出するパターン面積算出過程と、算出した前記配線パターンの面積および前記プリント基板上に配置する発光ダイオード相互の間隔に基づいて前記配線パターンの形状を設定するパターン形状設定過程とを備えることを特徴とする。
【００３４】
この構成により、配線パターンによる寄生容量を抑制して微弱電流を低減できる発光ダイオードモジュールを形成することができるので、発光ダイオードを消灯状態としたときに微弱電流による微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュールの配線パターンの形状を容易かつ高精度に設定することが可能となる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る発光ダイオードモジュールによれば、金属製基材上に絶縁層を介して形成された配線パターンを有するプリント基板と、配線パターンによって直列に接続された複数の発光ダイオードとを備え、点灯回路を介して交流電源に接続される発光ダイオードモジュールであって、配線パターンは、発光ダイオードを消灯状態としたときに配線パターンによって生じる寄生容量を介して発光ダイオードに流れる微弱電流が、外部から視認される微弱発光を発光ダイオードに生じさせる微弱発光限界電流より小さくなる面積に設定することから、発光ダイオードを消灯状態としたときに微弱電流による微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュールを実現するという効果を奏する。
【００３６】
また、本発明に係る照明装置によれば、本発明に係る発光ダイオードモジュールを備えることから、発光ダイオードを消灯状態としたときに生じる微弱電流を微弱発光限界電流より小さくして、微弱点灯を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い照明装置を実現するという効果を奏する。
【００３７】
また、本発明に係る発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法によれば、外部から視認される微弱発光を発光ダイオードに生じさせる微弱発光限界電流を検出する微弱発光限界電流検出過程と、発光ダイオードを消灯状態としたときに配線パターンによって生じる寄生容量を介して発光ダイオードに流れる微弱電流が微弱発光限界電流より小さくなる配線パターンの面積を算出するパターン面積算出過程と、算出した配線パターンの面積およびプリント基板上に配置する発光ダイオード相互の間隔に基づいて配線パターンの形状を設定するパターン形状設定過程とを備えることから、発光ダイオードを消灯状態としたときに微弱電流による微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュールの配線パターンの形状を容易かつ高精度に設定することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３９】
＜実施の形態１＞
図１に基づいて、本実施の形態に係る発光ダイオードモジュールについて説明する。
【００４０】
図１は、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオードモジュールを説明する説明図であり、（Ａ）は平面状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの端面を示す端面図である。なお、端面図でのハッチングは図の見易さを考慮して省略してある。以下の図においても同様とする。
【００４１】
本実施の形態に係る発光ダイオードモジュール１は、金属製基材１１上に絶縁層１２を介して形成された配線パターン１３を有するプリント基板１４と、配線パターン１３によって直列に接続された複数（例えば５個）の発光ダイオード１５とを備え、点灯回路２０（図４参照）を介して交流電源ＡＣＳ（図４参照）に接続される。
【００４２】
プリント基板１４は、金属製基材１１上に絶縁層１２を介して形成された配線パターン１３を有している。つまり、プリント基板１４は、金属製基材１１として例えば厚さ１ないし２ｍｍ程度のアルミニウム板、絶縁層１２として１００μｍ程度のエポキシ系樹脂、配線パターン１３として銅箔を例えば３５あるいは７０μｍとして積層することによって形成することが可能である。
【００４３】
照明器具本体３０ｂ（図３参照）の平面的な大きさは必要とされる発光面積によって規定され、発光ダイオード１５の個数は必要とされる光量によって規定される。発光ダイオード１５は、発光の均一性、発光ダイオード１５の有効利用などを考慮してプリント基板１４の外周に沿って等間隔で配置してある。したがって、配線パターン１３の長さ（隣接する発光ダイオード１５相互間の間隔）は、発光ダイオード１５（封止部１５ｐ）に比較して長くなることがある。
【００４４】
本実施の形態での配線パターン１３は、照明器具本体３０ｂ（プリント基板１４）の外周部に沿って均等に配置された５個の発光ダイオード１５を直列接続するように４個の均等のパターンとして配置してある。なお、５個の発光ダイオード１５のうち、両端に位置する発光ダイオード１５に対しては、一方に配線パターン１３ｐ、他方に配線パターン１３ｍが配置され、点灯回路２０に接続できるように構成してある。
【００４５】
発光ダイオード１５は、配線パターン１３に接続された端子電極１５ｔおよび端子電極１５ｔを固定すると共に内蔵する発光ダイオード素子部（不図示）を封止する封止部１５ｐを有する。端子電極１５ｔは配線パターン１３に対して容易に半田付けすることが可能であり、交換も容易に実施することが可能である。したがって、発光ダイオードモジュール１は、高い信頼性を有することが可能となる。
【００４６】
発光ダイオード１５は、外周が円形に形成されたプリント基板１４の外周に沿って環状に配置された配線パターン１３によって相互に直列接続してある。配線パターン１３ｐは、例えばプラス側とされ点灯回路２０の出力プラス端子２２ｐ（図４参照）に接続され、配線パターン１３ｍは、例えばマイナス側とされ点灯回路２０の出力マイナス端子２２ｍ（図４参照）に接続され、点灯回路２０から電力が供給される。
【００４７】
また、発光ダイオード１５が内蔵する発光ダイオード素子部は、例えば蛍光体を適用して白色発光できるように構成してある。なお、発光色は適宜調整することが可能である。
【００４８】
配線パターン１３は、交流電源ＡＣＳの接地側端子ｔｎ（図４参照）に対する点灯回路２０の接続をスイッチ２５（図４参照）で切断して発光ダイオード１５を消灯した状態（消灯状態）のときに、配線パターン１３によって生じる寄生容量Ｃ（図４参照）を介して発光ダイオード１５に流れる微弱電流Ｉｓ（図４参照）が、外部から視認される微弱な発光としての微弱発光を発光ダイオード１５に生じさせる限界値としての微弱発光限界電流Ｉｗ（詳細は実施の形態４で説明する。）より小さくなる面積Ｓに設定してある（面積Ｓの設定についての詳細は実施の形態２、実施の形態５で説明する。）。
【００４９】
つまり、本実施の形態に係る発光ダイオードモジュール１では、配線パターン１３の面積Ｓを抑制することによって、配線パターン１３と金属製基材１１との間の絶縁層１２による寄生容量Ｃを抑制でき、微弱電流Ｉｓを低減できるので、交流電源ＡＣＳを切断して発光ダイオード１５を消灯状態としたときに、微弱電流Ｉｓによって微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュール１とすることが可能となる。
【００５０】
本実施の形態では、寄生容量Ｃは、配線パターン１３と金属製基材１１との間の絶縁層１２によって生じるが、配線パターン１３に起因する寄生容量Ｃであれば該当し、これに限るものではない。
【００５１】
なお、面積Ｓと寄生容量Ｃとの関係については、実施の形態２で説明する。
【００５２】
また、金属製基材１１上に絶縁層１２を介して形成された配線パターン１３に対して発光ダイオード１５を実装することから、放熱性の良い発光ダイオードモジュール１とすることが可能となる。
【００５３】
＜実施の形態２＞
図２に基づいて、本実施の形態に係る発光ダイオードモジュールについて説明する。
【００５４】
図２は、本発明の実施の形態２に係る発光ダイオードモジュールを説明する説明図であり、（Ａ）は平面状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの端面を示す端面図である。
【００５５】
実施の形態１では、発光ダイオード１５は環状に配置されたが、本実施の形態に係る発光ダイオードモジュール１では、発光ダイオード１５を直線状に例えば２個配置してある。
【００５６】
プリント基板１４（金属製基材１１、絶縁層１２、配線パターン１３）、発光ダイオード１５（端子電極１５ｔ、封止部１５ｐ）など、平面図での配置状態が異なるだけで、基本的な構成は実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００５７】
なお、配線パターン１３による寄生容量Ｃは、次のようにして算出することが可能である。
【００５８】
配線パターン１３の面積をＳ、絶縁層１２の厚さをｄ、真空の誘電率をε（０）、比誘電率をε（ｒ）としたときに、寄生容量Ｃ＝ε（０）・ε（ｒ）・Ｓ／ｄとして算出することができる。したがって、配線パターン１３の寄生容量Ｃを高精度に算出することが可能となり、微弱発光の生じない発光ダイオードモジュール１を容易に構成することができる。なお、単位は例えば面積Ｓ（ｍｍ2）、厚さｄ（ｍ）、真空の誘電率ε（０）＝８．８５４×１０-12（Ｆ／ｍ）とすることができる。また、エポキシ系樹脂の比誘電率ε（ｒ）は例えば５とすることが可能である。
【００５９】
したがって、面積Ｓ＝５０（ｍｍ2）、厚さｄ＝０．１（ｍｍ）、比誘電率ε（ｒ）＝５とした場合、寄生容量Ｃ＝２２．１（ｐＦ）として算出できる。また、他の条件を同一として面積Ｓ＝３０（ｍｍ2）とした場合は、寄生容量Ｃ＝１３．３（ｐＦ）として算出できる。面積Ｓは、矩形状とした場合は、隣接する２辺の長さを用いて単純に算出すれば良く、曲線で構成した場合は、適宜の方程式を適用して算出すれば良い。
【００６０】
＜実施の形態３＞
図３に基づいて、本実施の形態に係る発光ダイオードモジュールおよび照明装置について説明する。本実施の形態に係る発光ダイオードモジュールは、実施の形態１、実施の形態２に係る発光ダイオードモジュール１と同様であるので、適宜説明を省略する。
【００６１】
図３は、本発明の実施の形態３に係る発光ダイオードモジュールおよび照明装置での部材の配置状態を示す透視側面図である。
【００６２】
本実施の形態に係る照明装置３０は、実施の形態１、実施の形態２に係る発光ダイオードモジュール１（金属製基材１１）を照明装置３０の筐体としての金属製の照明器具本体３０ｂに絶縁性伝熱シート１８を介して取り付けてある。つまり、発光ダイオードモジュール１（金属製基材１１）は、照明装置３０の筐体（照明器具本体３０ｂ）に取り付けられる構成としてあり、プリント基板１４、絶縁性伝熱シート１８、照明器具本体３０ｂの順に配置してある。
【００６３】
金属製基材１１と照明器具本体３０ｂとの間に絶縁性伝熱シート１８を設けてあることから、配線パターン１３と照明器具本体３０ｂとの間での絶縁性の信頼性を向上させ、優れた実装性を有し、絶縁性、放熱性の良い照明装置を製造することが可能な照明装置３０とすることができる。
【００６４】
なお、発光ダイオードモジュール１（プリント基板１４）は、例えば、ネジ締め、接着などによって金属製の照明器具本体３０ｂに取り付けてある。また、絶縁性伝熱シート１８としては、シリコーンゴムシート、シリコーンゲルシートなどを適用することが可能である。
【００６５】
本実施の形態に係る照明装置３０は、直列に接続された複数の発光ダイオード１５を有する発光ダイオードモジュール１と、交流電源ＡＣＳから供給された交流電力を直流電力に変換して発光ダイオードモジュール１を点灯する点灯回路２０（図４参照）とを備える。
【００６６】
また、配線パターン１３の面積Ｓでの絶縁層１２（厚さｄ１）による寄生容量Ｃに対して、金属製基材１１と照明器具本体３０ｂとの間での絶縁性伝熱シート１８（厚さｄ２）による寄生容量Ｃが直列に寄与することから、合計としての寄生容量Ｃを抑制することが可能となる。
【００６７】
なお、絶縁層１２（厚さｄ１）と絶縁性伝熱シート１８（厚さｄ２）とを適用した場合の寄生容量Ｃの算出は、電気理論に従って適宜算出すれば良いので説明は省略する。いずれが支配的になるかは実際に使用する部材の種類、厚さなどによって決定される。しかし、いずれの場合であっても、配線パターン１３に起因する寄生容量Ｃとして把握することが可能である。
【００６８】
また、絶縁性伝熱シート１８を用いずに金属製基材１１と照明器具本体３０ｂとを一体化することも可能である。この場合は、照明器具本体３０ｂを金属製基材１１として扱うことが可能である。
【００６９】
＜実施の形態４＞
図４に基づいて、本実施の形態に係る発光ダイオードモジュールおよび照明装置について説明する。本実施の形態に係る発光ダイオードモジュールは、実施の形態１ないし実施の形態３に係る発光ダイオードモジュール１と同様であるので、適宜説明を省略する。
【００７０】
図４は、本発明の実施の形態４に係る発光ダイオードモジュールを備えた照明装置の概略構成を説明するブロック図である。
【００７１】
本実施の形態に係る照明装置３０は、直列に接続された複数の発光ダイオード１５（同図では、発光ダイオードＬＥＤ１、発光ダイオードＬＥＤ２として示す。）を有する発光ダイオードモジュール１と、交流電源ＡＣＳに接続され交流電源ＡＣＳから供給された交流電力を直流電力に変換して発光ダイオードモジュール１に供給し、発光ダイオードモジュール１を点灯する点灯回路２０とを備える。
【００７２】
点灯回路２０は、例えば、交流を整流して直流とする整流回路と、整流回路で得られた直流を降圧するチョッパ回路（直流／直流変換回路）とで構成される。適宜の回路を適用することが可能であるので、説明は省略する。
【００７３】
点灯回路２０は、上述したとおり、交流電力を直流電力に変換し、発光ダイオードモジュール１に直流電力を供給する。つまり、点灯回路２０の出力側に配置された出力プラス端子２２ｐを発光ダイオードＬＥＤ１のプラス端子に接続し、点灯回路２０の出力側に配置された出力マイナス端子２２ｍを発光ダイオードＬＥＤ２のマイナス端子に接続してある。また、発光ダイオードＬＥＤ１と発光ダイオードＬＥＤ２とは直列接続してある。
【００７４】
発光ダイオードモジュール１は、実施の形態１ないし実施の形態３で説明した発光ダイオードモジュール１をそのまま適用してある。なお、理解を容易にするために、発光ダイオードモジュール１を構成する発光ダイオード１５は、発光ダイオードＬＥＤ１、発光ダイオードＬＥＤ２の２個の場合として説明する。
【００７５】
また、本実施の形態に係る照明装置３０は、発光ダイオードモジュール１を装着する金属製の照明器具本体３０ｂと、照明器具本体３０ｂと発光ダイオードモジュール１との間に配置された絶縁性伝熱シート１８とを備える（図３参照）。
【００７６】
発光ダイオードＬＥＤ１のプラス端子には、配線パターン１３ｐ（実施の形態１参照）が形成してあり、寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃａ）が存在する。発光ダイオードＬＥＤ１と発光ダイオードＬＥＤ２とは配線パターン１３（面積Ｓ）を介して接続されていることから、寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃｂ）が存在する。また、発光ダイオードＬＥＤ２のマイナス端子には、配線パターン１３ｍが形成してあり、寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃｃ）が存在する。
【００７７】
交流電源ＡＣＳは、例えば商用の交流電源であり、需要者の安全性を考慮して一方の端子を接地（中性点接地）して接地側端子ｔｎとし、他方の端子は、非接地側端子ｔａとしてある。点灯回路２０の入力側の電源接続端子２１には、非接地側端子ｔａが接続され、電源接続端子２１ｇには、接地側端子ｔｎがスイッチ２５を介して接続してあり、交流電源ＡＣＳから交流電力の供給を受けることが可能となっている。
【００７８】
スイッチ２５は、交流電源ＡＣＳの接地側端子ｔｎと電源接続端子２１ｇとの間の配線に設けられ、いわゆる片切りスイッチとして構成してある。従来例で説明したとおり、この形態のスイッチでは、スイッチ２５を切断して発光ダイオード１５を消灯状態としたときでも、アース電位ＧＮＤ（実施の形態１、実施の形態２での発光ダイオードモジュール１の金属製基材１１あるいは実施の形態３での照明器具本体３０ｂに対応する。）と非接地側端子ｔａに接続された配線、点灯回路２０、および寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃｂ）を介して電流経路を生じ、微弱電流Ｉｓ（微弱電流Ｉｓｐ、微弱電流Ｉｓｍ）が流れる。
【００７９】
なお、スイッチ２５を切断せず、リモートコントローラで点灯回路２０の動作を停止させることによって消灯する場合などについても同様に適用することが可能である。
【００８０】
次に、本実施の形態での寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃｂ。例えば、図１、図２で示した配線パターン１３に対応する。）による微弱電流Ｉｓについて説明する。
【００８１】
従来例で説明したとおり、交流電源ＡＣＳが正の半波波形（正の半波電圧）のとき、交流電源ＡＣＳの非接地側端子ｔａ→電源接続端子２１→出力プラス端子２２ｐ→発光ダイオードＬＥＤ１→寄生容量Ｃｂ→アース電位ＧＮＤ→交流電源ＡＣＳの接地側端子ｔｎの経路で微弱電流Ｉｓｐが流れる。
【００８２】
また、交流電源ＡＣＳが負の半波波形（負の半波電圧）のとき、交流電源ＡＣＳの接地側端子ｔｎ→アース電位ＧＮＤ→寄生容量Ｃｂ→発光ダイオードＬＥＤ２→出力マイナス端子２２ｍ→電源接続端子２１→交流電源ＡＣＳの非接地側端子ｔａの経路で微弱電流Ｉｓｍが流れる。
【００８３】
なお、微弱電流Ｉｓｐおよび微弱電流Ｉｓｍを区別する必要が無い場合には単に微弱電流Ｉｓとすることがある。
【００８４】
寄生容量Ｃ（ここでは、寄生容量Ｃｂ）をＣ（Ｆ）、交流電源ＡＣＳの電圧の実効値をＥ（Ｖ）、交流電源ＡＣＳの周波数をｆ（Ｈｚ）としたときに、寄生容量ＣによるインピーダンスＺｃはＺｃ＝１／（ωＣ）＝１／（２πｆＣ）で表され、微弱電流Ｉｓ（Ａ）が流れる経路でのインピーダンスによる電圧降下を無視すると、寄生容量Ｃ（インピーダンスＺｃ）の両端に交流電源ＡＣＳの電圧の実効値Ｅ（Ｖ）が印加された状態となる。
【００８５】
したがって、微弱電流Ｉｓ＝Ｅ／Ｚｃ＝２πｆＣＥ（Ａ）として算出することができる。つまり、簡単な式を適用することが可能であることから、高精度に微弱電流Ｉｓを算出することが可能となるので、寄生容量Ｃを抑制して微弱電流Ｉｓを抑制することによって微弱発光を確実に回避することができる。
【００８６】
また、発光ダイオードモジュール１の外部からわずかに視認される微弱な発光としての微弱発光を発光ダイオード１５に生じさせる限界値としての微弱発光限界電流Ｉｗは、次のようにして検出した（微弱発光限界電流検出過程）。
【００８７】
被験者を５人準備し、真っ暗な部屋で、発光ダイオード１５に電流を流して発光させ、その電流を１μＡから徐々に低減して観測させ、完全消灯と認識したときの電流値を調べた。その結果、０．２μＡでは全員が微弱点灯を認識し、０．１７μＡでは２名が完全消灯と認識し、０．１５μＡでさらに２名が完全消灯と認識し、０．１μＡで最後の１名が完全消灯と認識した。
【００８８】
したがって、本実施の形態では、発光ダイオード１５に微弱発光を生じさせる限界値としての微弱発光限界電流Ｉｗは０．１（μＡ）とした。つまり、微弱発光を生じる微弱発光限界電流Ｉｗを特定することによって微弱電流Ｉｓの許容値（微弱発光限界電流Ｉｗより小さい値）を把握でき、許容できる配線パターン１３の面積Ｓを求めることが可能となることから、配線パターン１３の面積Ｓを抑制して微弱発光を確実に回避することができる。
【００８９】
なお、微弱発光限界電流Ｉｗは、発光ダイオード１５に内蔵された半導体素子部（発光ダイオードＬＥＤ１、発光ダイオードＬＥＤ２）の特性によって定まるものであり、例えば、ｐｎ接合を構成する化合物半導体材料、ｐｎ接合の形状などの素子形状（素子特性）によって定まるものである。したがって、微弱発光限界電流は、採用する半導体素子部の特性に対応させて適宜実験的に求めることが必要である。
【００９０】
＜実施の形態５＞
本実施の形態では、実施の形態１ないし実施の形態４で説明した発光ダイオードモジュールの配線パターン設定方法について説明する。つまり、本実施の形態に係る配線パターン設定方法は、上述した微弱発光限界電流検出過程と、微弱発光限界電流検出過程での検出結果に基づいて実行されるパターン面積算出過程およびパターン形状設定過程とを備える。
【００９１】
先ず、微弱電流Ｉｓを微弱発光限界電流Ｉｗより小さくできる配線パターン１３の面積Ｓの算出方法（パターン面積算出過程）について説明する。なお、簡単のため実施の形態２で説明した寄生容量Ｃの算出式、および実施の形態４で説明した微弱電流Ｉｓの算出式を適宜用いて説明する。また、発光ダイオードモジュール１、照明装置３０、照明器具本体３０ｂの基本的な構成は、実施の形態１ないし実施の形態４と同様であるので適宜援用して説明する。
【００９２】
実施の形態２で説明した寄生容量Ｃの算出式、つまり寄生容量Ｃ＝ε（０）・ε（ｒ）・Ｓ／ｄ、実施の形態４で説明した微弱電流Ｉｓの算出式、つまり微弱電流Ｉｓ＝２πｆＣＥの２つの算出式から、微弱電流Ｉｓ＝２πｆ・ε（０）・ε（ｒ）・Ｓ・Ｅ／ｄが求まる。この微弱電流Ｉｓの式を面積Ｓの算出式に書き直すと、面積Ｓ＝ｄ・Ｉｓ／（２πｆ・ε（０）・ε（ｒ）・Ｅ）となる。
【００９３】
例えば、微弱発光限界電流Ｉｗに対応させた微弱電流Ｉｓ＝０．１（μＡ）、周波数ｆ＝５０Ｈｚ、真空の誘電率ε（０）＝８．８５４×１０-12Ｆ／ｍを面積Ｓ＝ｄ・Ｉｓ／（２πｆ・ε（０）・ε（ｒ）・Ｅ）に代入すると、面積Ｓ＝３６×ｄ／（ε（ｒ）×Ｅ）（ｍｍ2）となる。つまり、配線パターン１３の面積Ｓは、３６×ｄ／（ε（ｒ）×Ｅ）（ｍｍ2）より小さくする必要がある。
【００９４】
さらに、面積Ｓ＝３６×ｄ／（ε（ｒ）×Ｅ）（ｍｍ2）に対して、例えば、厚さｄ＝０．１（ｍｍ）、比誘電率ε（ｒ）＝５、実効値Ｅ＝１００Ｖを代入すると、面積Ｓ＝７．２（ｍｍ2）となる。
【００９５】
つまり、交流電源ＡＣＳの周波数ｆ＝５０Ｈｚ、実効値Ｅ＝１００Ｖの場合に、厚さｄ＝０．１（ｍｍ）、比誘電率ε（ｒ）＝５の絶縁層１２を適用したプリント基板１４を適用するとき、微弱電流Ｉｓを微弱発光限界電流Ｉｗより小さくするための配線パターン１３の面積Ｓは、７．２（ｍｍ2）より小さくすることが必要である。
【００９６】
したがって、算出した配線パターン１３の面積Ｓおよびプリント基板１４上に配置する発光ダイオード１５相互の間隔（長さ）に基づいて配線パターン１３の形状を設定する（パターン形状設定過程）ことが可能となる。
【００９７】
例えば、配線パターン１３の面積Ｓ＝７．２（ｍｍ2）に対して配線パターン１３の長さＬ＝２０ｍｍとすれば、配線パターン１３の幅Ｗは０．３６ｍｍより小さくする必要がある。
【００９８】
なお、配線パターン１３の幅Ｗを小さくした場合に、導体抵抗の増大が問題になることが考えられる。その場合には、配線パターン１３の膜厚を大きくすることで解決することが可能である。
【００９９】
上述したとおり、照明装置３０（発光ダイオードモジュール１）では、配線パターン１３の面積Ｓを所定の算出値より小さく設定することから、交流電源ＡＣＳの接地側端子ｔｎに接続されたスイッチ２５によって点灯回路２０を交流電源ＡＣＳから切断して発光ダイオード１５を消灯した状態で、発光ダイオードモジュール１（発光ダイオードＬＥＤ１、発光ダイオードＬＥＤ２）に微弱電流Ｉｓを生じる寄生容量Ｃ（寄生容量Ｃｂ）を抑制することが可能となり、微弱電流Ｉｓを微弱発光限界電流Ｉｗより小さくなるように抑制して、微弱発光が生じない信頼性、機能性、および視認性の高い照明装置３０とすることができる。
【０１００】
上述したとおり、本実施の形態に係る発光ダイオードモジュール１の配線パターン設定方法は、金属製基材１１上に絶縁層１２を介して形成された配線パターン１３を有するプリント基板１４と、配線パターン１３によって直列に接続された複数の発光ダイオード１５とを備え、点灯回路２０を介して交流電源ＡＣＳに接続される発光ダイオードモジュール１の配線パターン１３設定方法であって、外部から視認される微弱発光を発光ダイオード１５に生じさせる微弱発光限界電流Ｉｗを検出する微弱発光限界電流検出過程と、発光ダイオード１５を消灯状態としたときに配線パターン１３によって生じる寄生容量Ｃを介して発光ダイオード１５に流れる微弱電流Ｉｓが微弱発光限界電流Ｉｗより小さくなる配線パターン１３の面積Ｓを算出するパターン面積算出過程と、算出した配線パターン１３の面積Ｓおよびプリント基板１４上に配置する発光ダイオード１５相互の間隔に基づいて配線パターン１３の形状を設定するパターン形状設定過程とを備える。
【０１０１】
したがって、配線パターン１３による寄生容量Ｃを抑制して、微弱電流Ｉｓを微弱発光限界電流Ｉｗより小さくできる発光ダイオードモジュール１を形成することができるので、発光ダイオードを消灯状態としたときに微弱電流Ｉｓによる微弱発光を生じない信頼性、機能性、および視認性の高い発光ダイオードモジュール１の配線パターン１３の形状を容易かつ高精度に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光ダイオードモジュールを説明する説明図であり、（Ａ）は平面状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの端面を示す端面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る発光ダイオードモジュールを説明する説明図であり、（Ａ）は平面状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの端面を示す端面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る発光ダイオードモジュールおよび照明装置での部材の配置状態を示す透視側面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る発光ダイオードモジュールを備えた照明装置の概略構成回路ブロックを説明する回路ブロック図である。
【図５】従来例に係る発光ダイオードモジュールの平面状態を示す平面図である。
【図６】図５に示した従来例に係る発光ダイオードモジュールを備えた照明装置の概略構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  発光ダイオードモジュール
１１  金属製基材
１２  絶縁層
１３  配線パターン
１４  プリント基板
１５  発光ダイオード
１５ｐ  封止部
１５ｔ  端子電極
１８  絶縁性伝熱シート
２０  点灯回路
２１  電源接続端子
２１ｇ  電源接続端子
２２ｍ  出力マイナス端子
２２ｐ  出力プラス端子
２５  スイッチ
３０  照明装置
３０ｂ  照明器具本体
ＡＣＳ  交流電源
Ｃ、Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ  寄生容量
ｄ、ｄ１、ｄ２  厚さ
ＧＮＤ  アース電位
Ｉｓ、Ｉｓｐ、Ｉｓｍ  微弱電流
ＬＥＤ１、ＬＥＤ２  発光ダイオード
Ｓ  面積
ｔａ  非接地側端子
ｔｎ  接地側端子
【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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【図６】
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