CN112912664A - 带发电功能的照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供带发电功能的照明装置，能够抑制制造成本的增大和尺寸的大型化。照明装置(400)具有发光装置(200)、在内部具有空腔部(401b)的散热器(401)、透光性罩(402)以及热电元件(1)。热电元件(1)包含：壳体部(10)，其具有收纳部；第1电极部，其设置在收纳部内；第2电极部，其具有与第1电极部不同的功函数；以及中间部，其包含具有第1电极部的功函数与第2电极部的功函数之间的功函数的纳米粒子。壳体部(10)设置在散热器(401)的空腔部(401a)的内表面(401b)上。

Description

带发电功能的照明装置
技术领域
本发明涉及带发电功能的照明装置。
背景技术
近年来，与LED等发光元件的发光相伴的热的有效利用正备受关注。例如，在专利文献1中，公开了利用与发光元件的发光相伴的热来进行发电的照明装置。专利文献1记载的照明装置具有：LED元件；热电元件，其使热电元件中产生温度差而发电；以及低温材料，其使热电元件中产生温度差。
在专利文献2中，公开了一种热电元件，该热电元件具有以亚微米间隔隔开发射电极层和集电极层的电绝缘性的球状纳米珠，并且使发射电极层的功函数比集电极层的功函数小，将分散有具有发射电极层与集电极层的中间的功函数并且粒子径比球状纳米珠小的金属纳米粒子的金属纳米粒子分散液填充到由球状纳米珠隔开的电极间的空间中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2014-502015号公报
专利文献2：日本特许第6147901号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的热电元件中，热电元件中的电极对中的一个电极变热，另一个电极变冷。通过这样在2个电极间产生温度差，热电元件发电。
但是，在专利文献1中，为了实际发电，除了LED元件及热电元件之外，还另外需要使热电元件中产生温度差的低温材料、冷却低温材料的冷却器。因此，带发电功能的照明装置的部件数量增加，制造成本增大。并且，带发电功能的照明装置具有LED元件、热电元件、低温材料以及冷却器，因此其尺寸也大型化。而且，在带发电功能的照明装置中，除了LED元件及热电元件之外，还必须新增加搭载低温材料或冷却器的区域。这也促进了尺寸的大型化。
在专利文献2所公开的热电元件中，使发射电极层的功函数比集电极层的功函数小，将金属纳米粒子分散液填充到由球状纳米珠隔开的电极间的空间中。由此，即使不使热电元件中产生温度差，热电元件也能够发电。专利文献2公开了这样的热电元件的构造。但是，在专利文献2中，没有教导抑制照明装置的制造成本的增大及尺寸的大型化并且能够混搭热电元件的内容。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够抑制制造成本的增大及尺寸的大型化的带发电功能的照明装置。
用于解决课题的手段
第1发明的带发电功能的照明装置具有将电能转换为光能的LED元件和将从所述LED元件释放的热能转换为电能的热电元件，其特征在于，该带发电功能的照明装置具有：发光装置，其包含热传导性LED基板和所述LED元件，该热传导性LED基板包含热传导性基体和基板布线，该热传导性基体具有搭载面和与所述搭载面对置的开放面，该基板布线在所述搭载面上设置成与所述热传导性基体电绝缘，所述LED元件与所述基板布线电连接；散热器，其在内部具有空腔部，并且该散热器在所述热传导性基体的开放面上设置成与所述热传导性基体电绝缘并与所述热传导性基体热结合；透光性罩，其设置在所述散热器上，收纳所述发光装置；以及热电元件，其在所述散热器的所述空腔部内设置成与所述散热器电绝缘并与所述散热器热结合，所述热电元件包含：壳体部，其具有收纳部；第1电极部，其设置在所述收纳部内；第2电极部，其设置在所述收纳部内，与所述第1电极部沿第1方向分离并对置，并且具有与所述第1电极部不同的功函数；以及中间部，其设置在所述收纳部内的所述第1电极部与所述第2电极部之间，包含具有所述第1电极部的功函数与所述第2电极部的功函数之间的功函数的纳米粒子，所述壳体部设置在所述散热器的所述空腔部的内表面上。
第2发明的带发电功能的照明装置的特征在于，在第1发明中，该带发电功能的照明装置还具有：第1连接布线，其与所述第1电极部电连接，将所述第1电极部向所述收纳部之外导出；以及第2连接布线，其与所述第2电极部电连接，将所述第2电极部向所述收纳部之外导出，所述第1电极部与所述第1连接布线的第1电接点和所述第2电极部与所述第2连接布线的第2电接点分别设置在所述收纳部内。
第3发明的带发电功能的照明装置的特征在于，在第2发明中，所述壳体部包含第1基板，该第1基板具有第1主面和第2主面，该第2主面与所述第1主面对置，并与所述热传导性基体的所述开放面相对，所述壳体部还具有：第1外部端子，其与所述第1连接布线电连接；以及第2外部端子，其与所述第2连接布线电连接，所述第1外部端子和所述第2外部端子分别设置在所述第1基板的所述第1主面上。
第4发明的带发电功能的照明装置的特征在于，在第1发明～第3发明的任意1个发明中，所述热电元件包含平行平板型热电元件和梳齿型热电元件中的至少1个。
第5发明的带发电功能的照明装置的特征在于，在第1发明～第4发明的任意1个发明中，该带发电功能的照明装置还具有电源电路，该电源电路能够进行从外部供给的外部输入电力和从所述热电元件供给的辅助输入电力的各自的输入，并且将所述外部输入电力和所述辅助输入电力分别转换为LED输入电力，将所述LED输入电力向所述LED元件输出。
第6发明的带发电功能的照明装置的特征在于，在第5发明中，所述电源电路包含电容器，该电容器具有一个电极和另一个电极，所述一个电极与所述外部输入电力的高电位侧输出节点、所述LED元件的阳极以及所述热电元件的阴极分别电结合，所述另一个电极与所述电源电路的低电位侧布线电结合。
第7发明的带发电功能的照明装置的特征在于，在第6发明中，所述电源电路还包含：第1开关；第2开关；以及电流限制电路，所述高电位侧输出节点经由第1开关而与所述一个电极电结合，所述热电元件的阴极经由第2开关而与所述一个电极电结合，所述LED元件的阳极经由电流限制电路而与所述一个电极电结合。
发明效果
根据第1发明的带发电功能的照明装置，在热电元件的壳体部的收纳部内包含第1电极部、第2电极部以及中间部，该第2电极部具有与第1电极部不同的功函数，该中间部包含具有第1电极部的功函数与第2电极部的功函数之间的功函数的纳米粒子。由此，即使不在热电元件中产生温度差，热电元件也能够发电。因此，不需要低温材料、冷却低温材料的冷却器。作为不需要低温材料和冷却低温材料的冷却器的结果，能够抑制带发电功能的照明装置的制造成本的增大。并且，能够抑制带发电功能的照明装置的尺寸的大型化。热电元件1的壳体部设置在散热器的空腔部的内表面上。在照明装置中，空腔部是死区。热电元件利用照明装置的死区而组装于照明装置。由此，不必在照明装置中新确保搭载热电元件的区域，能够抑制照明装置的尺寸的增大。
根据第2发明的带发电功能的照明装置，将第1、第2电接点分别设置在收纳部内。由此，在将热电元件组装于照明装置时，例如，在热电元件的操作中、热电元件的安装作业中等，能够抑制第1、第2电接点断裂或损伤。由此，能够减少在照明装置的制造中有可能产生的热电元件的损失。
根据第3发明的带发电功能的照明装置，壳体部包含第1基板，该第1基板具有第1主面和与第1主面对置并与热传导性基体的开放面相对的第2主面。而且，将第1、第2外部壳体端子分别设置在第1基板的第1主面上。第1主面例如与壳体部的侧面相比，能够向第1、第2外部壳体端子分别提供较大的面积。并且，与壳体部的侧面相比，作业者容易进行视觉辨认，或者作业机器人容易提取工作点。由此，例如，能够使热电元件与照明装置的电连接作业容易化，例如，能够提高照明装置的生产率。并且，还提高了具有热电元件的照明装置的组装的可靠性。
根据第4发明的带发电功能的照明装置，热电元件包含平行平板型热电元件和梳齿型热电元件中的任意1个。由此，热电元件的一个构造例被具体化。
根据第5发明的带发电功能的照明装置，还具有电源电路。电源电路能够将从外部供给的外部输入电力和从所述热电元件供给的辅助输入电力分别转换为LED输入电力并向LED元件输出。由此，能够减少带发电功能的照明装置的电力消耗。
根据第6发明的带发电功能的照明装置，电源电路包含具有一个电极和另一个电极的电容器。一个电极与高电位节点、LED元件的阳极以及热电元件的阴极电结合。并且，另一个电极与低电位节点、LED元件的阴极以及热电元件的阳极电结合。由此，电源电路的一个电路例被具体化。
根据第7发明的带发电功能的照明装置，电源电路还包含第1开关、第2开关以及电流限制电路。高电位节点经由第1开关而与一个电极电结合。热电元件的阴极经由第2开关而与一个电极电结合。LED元件的阳极经由电流限制电路而与一个电极电结合。由此，电源电路的更具体的一个电路例被具体化。
附图说明
图1的(a)是示出第1实施方式的带发电功能的照明装置的一例的示意图。图1的(b)是将图1的(a)的一部分用剖面示出的示意图。
图2是将第1实施方式的带发电功能的照明装置的一例分解而示出的示意性分解剖视图。
图3的(a)和图3的(b)是示出热电元件的第1例的示意性剖视图。
图4是示出接合的一例的示意性剖视图。
图5的(a)是示出中间部的一例的示意性剖视图。图5的(b)是示出中间部的其他例的示意性剖视图。
图6的(a)～图6的(c)是示出第1变形例的热电元件的一例的示意性剖视图。
图7是示出接合的一例的示意性剖视图。
图8是示出缝隙的一例的示意性剖视图。
图9的(a)和图9的(b)是示出溶剂注入的一例的示意性剖视图。
图10是示出热传导性基体的第1例的示意性俯视图。
图11是示出热传导性基体的第2例的示意性俯视图。
图12的(a)是示出第1变形例的照明装置的一例的示意图。图12的(b)是示出沿着图12的(a)中的XIIB-XIIB线的示意性剖视图。
图13是示出第2实施方式的带发电功能的照明装置的一例的示意性框图。
图14是示出第2实施方式的带发电功能的照明装置的一例的示意性电路图。
图15是示出第2实施方式的第1变形例的带发电功能的照明装置的一例的示意性电路图。
图16是示意性地示出温度与发光效率的关系以及温度与发电效率的关系的示意图。
图17是示出第2实施方式的第2变形例的带发电功能的发光装置的一例的示意性电路图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。另外，在各图中，将高度方向设为第1方向Z，将与第1方向Z交叉例如垂直的1个平面方向设为第2方向X，将与第1方向Z及第2方向X分别交叉例如垂直的另一个平面方向设为第3方向Y。并且，在各图中，对于共同的部分，标注共同的参照标号并省略重复的说明。
(第1实施方式)
<带发电功能的照明装置>
图1的(a)是示出第1实施方式的带发电功能的照明装置的一例的示意图。图1的(b)是将图1的(a)的一部分用剖面示出的示意图。图2是将第1实施方式的带发电功能的照明装置的一例分解而示出的示意性分解剖视图。
如图1的(a)、图1的(b)及图2所示，第1实施方式的带发电功能的照明装置(以下，简称为照明装置)400具有LED(Light Emitting Diode)元件210和热电元件1。LED元件210将电能转换为光能。热电元件1将从LED元件210释放的热能转换为电能。照明装置400包含发光装置200、散热器401、透光性罩402以及热电元件1。在照明装置400中，还包含电源电路300。
<发光装置>
发光装置200包含LED元件210和热传导性LED基板220。热传导性LED基板220包含热传导性基体221、第1基板布线222a以及第2基板布线222b。热传导性基体221具有搭载面221a及与搭载面221a对置的开放面222b。第1、第2基板布线222a及222b在搭载面221a上与热传导性基体221电绝缘地设置。LED元件210与第1、第2基板布线222a及222b电连接。
<散热器>
散热器401设置在热传导性基体221的开放面221b上。散热器401与热传导性基体221电绝缘，并与热传导性基体221热结合。散热器401例如是筒状，在内部具有空腔部401a。散热器401使用热传导度高的材料。作为材料的例子，可举出铝、铜或铝与铜的合金等。
<透光性罩>
透光性罩402设置在散热器401上。透光性罩402收纳发光装置200。
<热电元件>
热电元件1设置在散热器401的空腔部401a的内表面401b上。由此，热电元件1被收纳在散热器401的空腔部401a内。热电元件1例如被粘接部件30粘接在内表面401b上。热电元件1与散热器401电绝缘，并与散热器401热结合。热电元件1输出辅助输入电力Pina。热电元件1作为照明装置400的例如辅助电源来使用。
<电源电路>
电源电路300例如被收纳在散热器401的空腔部401a内。电源电路300构成为能够进行外部输入电力Pin和辅助输入电力Pina的各自的输入。外部输入电力Pin是从发光装置200的外部供给的电力。外部输入电力Pin是从外部电源例如商用电源310供给的。外部电源即商用电源310可以是电池。辅助输入电力Pina是从热电元件1供给的。电源电路300将外部输入电力Pin和辅助输入电力Pina分别转换为LED输入电力Pout，并将LED输入电力Pout输出到LED元件210。
<<照明装置：第1例>>
发光装置200作为照明装置400的光源来使用。照明装置400的第1例是电球型LED灯。第1例的电球型LED灯例如包含电源电路300和灯头部403。灯头部403设置在散热器401的与发光装置200的安装侧相反的一侧的部分。灯头部403与未图示的灯座装卸自如，并且能够电连接。灯头部403与散热器401电绝缘。
电源电路300包含电路基板320、电子部件330以及第1外部端子331a～第6外部端子331f。电子部件330设置在电路基板320上。电子部件330是构成电源电路300的电路元件。作为电路元件的例子，可举出电阻、电容器、线圈、二极管、晶体管、变压器以及调节器等。另外，如图2所示，电子部件330例如有时利用电路基板320的正面和背面的各个面设置在电路基板320上。第1～第6外部端子331a～331f的各个外部端子设置在电路基板320上。第1外部端子331a经由第1引线321a而与灯头部403的外壳410电连接。第2外部端子331b经由第2引线321b而与灯头部403的孔眼411电连接。第3外部端子331c经由第3引线321c而与热电元件1的阴极K电连接。第4外部端子331d经由第4引线321d而与热电元件1的阳极A电连接。第5外部端子331e经由第5引线321e而与LED元件210的阳极A电连接。第6外部端子331f经由第6引线321f而与LED元件210的阴极K电连接。第1～第6引线321a～321f的各个引线设置在空腔部401a内。
<<发光装置：热传导性LED基板>>
热传导性LED基板220包含热传导性基体221、第1基板布线222a以及第2基板布线222b。热传导性基体221使用热传导度高的材料。作为材料的例子，可举出铝、铜或铝与铜的合金等。热传导性基体221的沿着第1方向Z的厚度例如为1mm以上且10mm以下。热传导性基体221具有搭载面221a和开放面221b。开放面221b与搭载面221a对置。第1、第2基板布线222a和222b分别在热传导性基体221的搭载面221a上被设置成与热传导性基体221电绝缘。例如，在热传导性基体221的搭载面221a上设置有绝缘物223。第1、第2基板布线222a和222b例如分别设置在绝缘物223上。由此，第1、第2基板布线222a和222b分别与热传导性基体221电绝缘。作为绝缘物223的材料的例子，可举出耐热性优异的绝缘性陶瓷或耐热性优异的绝缘性树脂等。绝缘性陶瓷的一例是铝氧化物。绝缘性树脂的例子是环氧树脂、PEEK(PolyEther Ether Ketone)或PEI(Poly Ether Imide)等。
另外，热传导性LED基板220可以使用公知的基板。
<<发光装置：LED元件>>
LED元件210与第1、第2基板布线222a和222b电连接。LED元件210在热传导性基体221上设置有1个以上。LED元件210包含LED芯片211、封装基板212、反射器213、透光性封入树脂214、第1电极布线215a以及第2电极布线215b。LED元件210是LED封装。
LED芯片211设置在封装基板212上。反射器213设置在封装基板212上，并包围LED芯片211的周围。透光性封入树脂214将LED芯片211封入。在LED元件210为白色LED的情况下，至少1个单色的LED芯片211是以封装基板212为底并以反射器213为壁同时通过透光性封入树脂214而封入的。在白色LED的情况下，在透光性封入树脂214中分散有荧光体。并且，在LED元件210为全彩LED的情况下，与红、绿、蓝(RGB)分别对应的至少3个LED芯片211是以封装基板212为底并以反射器213为壁同时通过透光性封入树脂214而封入的。在全彩LED的情况下，在透光性封入树脂214中也可以不分散有荧光体。第1电极布线215a设置在封装基板212上。第1电极布线215a将LED芯片211的例如阳极(A)向反射器213和透光性封入树脂214之外导出。第1电极布线215a与第1基板布线222a电连接。第2电极布线215b设置在封装基板212上。第2电极布线215b将LED芯片211的例如阴极(K)向反射器213和透光性封入树脂214之外导出。第2电极布线215b与第2基板布线222b电连接。
另外，在LED元件210中可以使用公知的LED元件。
<<热电元件：第1例>>
图3的(a)和图3的(b)是示出热电元件的第1例的示意性剖视图。图3的(a)所示的示意性剖面沿着图3的(b)中的IIIA-IIIA线。图3的(b)所示的示意性剖面沿着图3的(a)中的IIIB-IIIB线。图4是示出接合的一例的示意性剖视图。图4对应图3的(a)所示的示意性剖面。
如图3的(a)和图3的(b)所示，热电元件1包含壳体部10、第1电极部11、第2电极部12以及中间部14。壳体部10设置在热传导性基体221的开放面221b上。壳体部10例如通过粘接部件30粘接在开放面221b上(图2)。或者，壳体部10通过焊锡等焊料固定在开放面221b上。热电元件1的沿着第1方向Z的厚度Tz为约20μm～约6mm(图2)。
壳体部10在热电元件1中包含第1基板10a和第2基板10b。第1、第2基板10a和10b各自的沿着第1方向Z的厚度例如为10μm以上且2mm以下。作为第1、第2基板10a和10b各自的材料，能够选择具有绝缘性的板状的材料。作为绝缘性的材料的例子，可举出硅、石英、派热克斯(注册商标)等玻璃以及绝缘性树脂等。第1、第2基板10a和10b除了薄板状之外，例如也可以是柔性的膜状。例如，在使第1、第2基板10a或10b为柔性的膜状的情况下，例如能够使用PET(polyethylene terephthalate)、PC(polycarbonate)以及聚酰亚胺等。并且，第1、第2基板10a和10b也可以不是绝缘性的。例如，也可以通过绝缘膜来包覆半导体基板或金属基板的表面。作为这样的带绝缘被膜的基板，例如可举出在硅(Si)基板的表面形成有硅氧化物(例如，SiO2)膜的基板。
第1基板10a例如包含第1支承部13a。第1支承部13a从第1基板10a沿着第1方向Z朝向第2基板10b延伸。第1支承部13a的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。第2基板10b例如包含第2支承部13b。第2支承部13b从第2基板10b沿着第1方向Z朝向第1基板10a延伸。第2支承部13b的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。第1、第2支承部13a和13b各自的沿着第1方向Z的厚度例如为10nm以上且10μm以下。第2支承部13b和第1支承部13a例如隔着两个缝隙17a和17b而分离。
第1、第2支承部13a和13b可以分别与第1、第2基板10a和10b一体地设置，也可以分别设置。在一体设置的情况下，第1、第2支承部13a和13b各自的材料是与第1、第2基板10a和10b相同的材料。在分别设置的情况下，作为第1、第2支承部13a和13b的材料的例子，可举出硅氧化物和聚合物等。作为聚合物的例子，可举出聚酰亚胺、PMMA(Polymethylmethacrylate)以及聚苯乙烯等。
缝隙17a和17b分别通过密封部件31a和31b而被密封。密封部件31a和31b也可以是一体的。在该情况下，密封部件31a和密封部件31b成为1个密封部件31，沿着第1、第2支承部13a和13b各自的外侧面呈环状设置。作为密封部件31a和31b的材料的例子，可举出绝缘性树脂。作为绝缘性树脂的例子，可举出氟系绝缘性树脂。
第1电极部11设置在收纳部10d内。第1电极部11在热电元件1中设置在第1基板10a上。第2电极部12设置在收纳部10d内。第2电极部12在热电元件1中设置在第2基板10b上。第1电极部11和第2电极部12构成1对平行平板型电极对。热电元件1是平行平板型热电元件。
在热电元件1中，第1电极部11例如包含铂(功函数：约5.65eV)。第2电极部12例如包含钨(功函数：约4.55eV)。功函数大的电极部作为阳极A(集电极)来发挥功能，功函数小的电极部作为阴极K(发射电极)来发挥功能。在热电元件1中，第1电极部11是阳极A，第2电极部12是阴极K。在这样的热电元件1中，可利用在具有功函数差的第1电极部11与第2电极部12之间产生的由绝对温度引起的电子发射现象。因此，即使在第1电极部11与第2电极部12的温度差小的情况下，热电元件1也能够将热能转换为电能。此外，即使在第1电极部11与第2电极部12之间不存在温度差的情况下，热电元件1也能够将热能转换为电能。另外，也可以将第1电极部11作为阴极K，将第2电极部12作为阳极A。
第1、第2电极部11和12各自的沿着第1方向Z的厚度例如为1nm以上且1μm以下。更优选1nm以上且50nm以下。第1、第2电极部11和12各自的材料例如能够从以下所示的金属选择。
铂(Pt)
钨(W)
铝(Al)
钛(Ti)
铌(Nb)
钼(Mo)
钽(Ta)
铼(Re)
在热电元件1中，只要在第1电极部11与第2电极部12之间产生功函数差即可。因此，在第1电极部11和12的材料中可以选择上述以外的金属。并且，在第1、第2电极部11和12的材料中，除了上述金属之外，还可以选择合金、金属间化合物以及金属化合物。金属化合物是金属元素与非金属元素化合而得的化合物。作为金属化合物的例子，例如可举出六硼化镧(LaB6)。
作为第1、第2电极部11和12的材料，也可以选择非金属导电物。作为非金属导电物的例子，可举出硅(Si：例如p型Si或n型Si)以及石墨烯等碳系材料等。
作为第1、第2电极部11以及第2电极部12的材料，当选择高熔点金属(refractorymetal)以外的材料时，还能够得到以下说明的优点。在本说明书中，高熔点金属例如是W、Nb、Mo、Ta及Re。在第1电极部(阳极A)11例如使用了Pt的情况下，在第2电极部(阴极K)12中优选使用Al、Si、Ti以及LaB6中的至少1个。
例如，Al和Ti的熔点比上述高熔点金属低。因此，能够从Al和Ti分别得到与上述高熔点金属相比容易加工的优点。
例如，Si与上述高熔点金属相比，其形成更容易。因此，除了上述容易加工的优点之外，还能够从Si得到可进一步提高热电元件1的生产性的优点。
例如，LaB6的熔点比Ti和Nb高。但是，LaB6的熔点比W、Mo、Ta及Re低。LaB6与W、Mo、Ta以及Re相比容易加工。而且，LaB6的功函数约为2.5～2.7eV。LaB6与上述高熔点金属相比容易释放电子。因此，还能够从LaB6得到可进一步提高热电元件1的发电效率的优点。
另外，第1电极部11和第2电极部12各自的构造除了包含上述材料的单层构造之外，也可以是包含上述材料的层叠构造。
热电元件1还包含第1连接布线15a和第2连接布线16a。
第1连接布线15a在收纳部10d内与第1电极部11电连接。由此，第1电极部11与第1连接布线15a的第1电接点11a设置在收纳部10d内。在第1支承部13a的基板接合面13aa上，第1连接布线15a的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。这与第1支承部13a的平面形状大致相同。第1连接布线15a在第1支承部13a与第2基板10b之间与第1接合金属18a接合。第1接合金属18a设置在第2基板10b上。第1接合金属18a的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。这与基板接合面13aa上的第1连接布线15a的平面形状大致相同。
第2连接布线16a在收纳部10d内与第2电极部12电连接。由此，第2电极部12与第2连接布线16a的第2电接点12a设置在收纳部10d内。在第2支承部13b的基板接合面13ba上，第2连接布线16a的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。这与第2支承部13b的平面形状大致相同。第2连接布线16a在第2支承部13b与第1基板10a之间与第2接合金属18b接合。第2接合金属18a设置在第1基板10a上。第2接合金属18b的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。这与基板接合面13ba上的第2连接布线16a的平面形状大致相同。
第1、第2接合金属18a和18b包括例如能够与第1、第2连接布线15a和16a接合的金属。由此，例如，如图4所示，第2基板10b通过第1连接布线15a与第1接合金属18a的接合以及第2连接布线16a与第2接合金属18b的接合，能够与第1基板10a接合。而且，在壳体部10中可得到收纳部10d。在第1、第2连接布线15a和16a以及第1、第2接合金属18a和18b分别例如使用了Au的情况下，能够将第1、第2连接布线15a和16a分别通过热压接而与第1、第2接合金属18a和18b接合。在第1、第2连接布线15a和16a以及第1、第2接合金属18a和18b的各自中，除了金以外，例如只要是能够进行热压接、共晶接合等的金属或合金就能够使用。
另外，例如，从抑制发电效率降低的观点来看，优选在第1、第2连接布线15a和16a以及第1、第2接合金属18a和18b中分别使用的金属或合金的功函数处于第1电极部11的功函数与第2电极部12的功函数之间。并且，在通过共晶接合等金属彼此的接合而在接合部分生成金属间化合物的情况下，也优选所生成的金属间化合物的功函数处于第1电极部11的功函数与第2电极部12的功函数之间。
第1连接布线15a还分别设置在第1支承部13a的内侧面上、基板接合面13aa上以及第1支承部13a的外侧面上。第1连接布线15a将第1电极部11向收纳部10d之外导出。第2连接布线16a还分别设置在第2支承部13b的内侧面上和基板接合面13aa上。第2连接布线16a将第2电极部12向收纳部10d之外导出。
第1基板10a具有第1主面10af和第2主面10ab。第2主面10ab与第1主面10af对置，并与热传导性基体221的开放面221b相对。第2主面10ab例如通过粘接部件30粘接在开放面221b上。或者，第2主面10ab例如通过焊料固定在开放面221b上。第1外部壳体端子101和第2外部壳体端子102分别设置在第1基板10a的第1主面10af上。第1外部壳体端子101与第1连接布线15a电连接。第2外部壳体端子102与第2连接布线16a电连接。第1主面10af例如具有从第1、第2支承部13a和13b分别向外侧伸出的部分。第1外部壳体端子101例如设置在第1主面10af的从第1支承部13a向外侧伸出的部分。第2外部壳体端子102例如设置在第1主面af的从第2支承部13b向外侧伸出的部分。在热电元件1中，第1外部壳体端子101是利用第1连接布线15a的图案并通过与第1连接布线15a相同的导电物得到的。并且，第2外部壳体端子102是利用第2接合金属18b的图案并通过与第2接合金属18b相同的导电物得到的。
图5的(a)是示出中间部的一例的示意性剖视图。图5的(b)是示出中间部的其他例的示意性剖视图。
如图5的(a)所示，中间部14设置在收纳部10d内的第1电极部11与第2电极部12之间。中间部14包含具有第1电极部11的功函数与第2电极部12的功函数之间的功函数的纳米粒子。中间部14例如是使从第2电极部(阴极K)12释放的电子向第1电极部(阳极A)11移动的部分。
在第1电极部11与第2电极部12之间沿着第1方向Z设定有电极间间隙G。在热电元件1中，电极间间隙G根据第1、第2支承部13a和13b各自的沿着第1方向Z的厚度来设定。电极间间隙G的宽度的一例例如是10μm以下的有限值。电极间间隙G的宽度越窄，越能够从第2电极部(阴极K)12高效地释放电子e，并且能够使电子e从第2电极部12向第1电极部(阳极A)11高效地移动。因此，提高了热电元件1的发电效率。并且，电极间间隙G的宽度越窄，越能够使热电元件1的沿着第1方向Z的厚度变薄。因此，例如，电极间间隙G的宽度越窄越好。电极间间隙G的宽度例如更优选为10nm以上且100nm以下。另外，电极间间隙G的宽度和第1支承部13a～第3支承部13c的沿着第1方向Z的厚度大致等价。
中间部14例如包含多个纳米粒子141和溶剂142。多个纳米粒子141分散在溶剂142内。中间部14例如是通过将分散有纳米粒子141的溶剂142填充到间隙部140内而得到的。纳米粒子141的粒子径比电极间间隙G小。纳米粒子141的粒子径例如为电极间间隙G的1/10以下的有限值。当使纳米粒子141的粒子径为电极间间隙G的1/10以下时，容易在间隙部140内形成包含纳米粒子141的中间部14。由此，在生产热电元件1时，作业性提高。
纳米粒子141例如包含导电物。纳米粒子141的功函数的值例如处于第1电极部11的功函数的值与第2电极部12的功函数的值之间。例如，纳米粒子141的功函数的值为3.0eV以上且5.5eV以下的范围。由此，能够使释放到中间部14的电子e经由纳米粒子141而例如从第2电极部12向第1电极部11移动。由此，与在中间部14内不存在纳米粒子141的情况相比，能够进一步增加电能的产生量。
作为纳米粒子141的材料的例子，可以选择金和银中的至少1个。另外，纳米粒子141的功函数的值只要处于第1电极部11的功函数的值与第2电极部12的功函数的值之间即可。因此，在纳米粒子141的材料中，也可以选择金和银以外的导电性材料。
纳米粒子141的粒子径例如为电极间间隙G的1/10以下的有限值。具体来说，纳米粒子141的粒子径为2nm以上且10nm以下。并且，纳米粒子141例如也可以具有平均粒径(例如D50)3nm以上且8nm以下的粒子径。平均粒径能够通过使用例如粒度分布计测器来测定。作为粒度分布计测器，例如只要使用利用了激光衍射散射法的粒度分布计测器(例如MicrotracBEL制Nanotrac WaveII-EX150等)即可。
纳米粒子141在其表面例如具有绝缘膜141a。作为绝缘膜141a的材料的例子，能够选择绝缘性金属化合物和绝缘性有机化合物中的至少1个。作为绝缘性金属化合物的例子，例如，可举出硅氧化物及氧化铝等。作为绝缘性有机化合物的例子，可举出烷硫醇(例如十二烷硫醇)等。绝缘膜141a的厚度例如为20nm以下的有限值。当预先在纳米粒子141的表面设置这样的绝缘膜141a时，电子e例如能够利用隧道效应在第2电极部(阴极K)12与纳米粒子141之间以及纳米粒子141与第1电极部(阳极A)11之间移动。因此，例如，能够期待热电元件1的发电效率的提高。
在溶剂142中，例如可以使用沸点60℃以上的液体。因此，在室温(例如15℃～35℃)以上的环境下，即使在使用了热电元件1的情况下，也能够抑制溶剂142的气化。由此，能够抑制与溶剂142的气化相伴的热电元件1的劣化。作为液体的例子，能够选择有机溶剂及水中的至少1个。作为有机溶剂的例子，可举出甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯、十四烷以及烷硫醇等。另外，溶剂142可以是电阻值高的绝缘性的液体。
并且，如图5的(b)所示，中间部14可以仅包含纳米粒子141而不包含溶剂142。通过中间部14仅包含纳米粒子141，例如，即使在高温环境下使用热电元件1的情况下，也无需考虑溶剂142的气化。由此，能够抑制高温环境下的热电元件1的劣化。
<热电元件的动作>
当热能被赋予给热电元件1时，例如，从第2电极部(阴极K)12向中间部14释放电子e。所释放的电子e从中间部14向第1电极部(阳极A)11移动。电流从第1电极部11向第2电极部12流动。这样，热能被转换为电能。
根据这样的照明装置400，热电元件1在壳体部10的收纳部10d内包含：第1电极部11；第2电极部12，其具有与第1电极部11不同的功函数；以及中间部14，其包含具有第1电极部11的功函数与第2电极部12的功函数之间的功函数的纳米粒子141。由此，即使在热电元件1中不产生温度差，热电元件1也能够发电。因此，不需要低温材料或冷却低温材料的冷却器。作为不需要低温材料及冷却低温材料的冷却器的结果，能够分别抑制照明装置400的制造成本的增大及照明装置400的尺寸的大型化。
此外，根据照明装置400，还能够得到以下的优点。
(1)热电元件1的壳体部10设置在散热器401的空腔部401a的内表面401b上。在照明装置400中，空腔部401a是死区。因此，热电元件1利用该照明装置400的死区而组装于照明装置400。由此，不必在照明装置400中新确保搭载热电元件1的区域，能够抑制照明装置400的尺寸的增大。
(2)将第1、第2电接点11a和12a分别设置在收纳部10d内。由此，在将热电元件1组装于照明装置400时，例如在热电元件1的操作中或热电元件1的安装作业中等，能够抑制第1、第2电接点11a和12a断裂或损伤。由此，能够减少在照明装置400的制造中可能产生的热电元件1的损失。
(3)壳体部10包含第1基板10a，该第1基板10a具有第1主面10af和与第1主面10af对置并与热传导性基体221的开放面221b相对的第2主面10ab。而且，将第1、第2外部壳体端子101和102分别设置在第1基板10a的第1主面10af上。第1主面10af例如与壳体部10的侧面相比，能够向第1、第2外部壳体端子101和102分别提供更大的面积。并且，与壳体部10的侧面相比，作业者容易视觉辨认，或者作业机器人容易提取工作点。由此，例如，能够使热电元件1与照明装置400的电连接作业容易化，例如，能够提高照明装置400的生产率。并且，也提高了具有热电元件1的照明装置400的组装的可靠性。并且，在照明装置400还具有电源电路300的情况下，能够使热电元件1与电源电路300的电连接作业容易化。
(4)电源电路300将从外部供给的外部输入电力Pin和从热电元件1供给的辅助输入电力Pina分别转换为LED输入电力并向LED元件210输出。由此，能够减少照明装置400的电力消耗。
(5)在照明装置400中，也可以将由热电元件1产生的辅助输入电力Pina活用作紧急用电源。这样的照明装置400在停电时能够无电源地点亮。即，根据照明装置400，例如还能够以日本消防法所规定的时间以上的时间无电源地点亮。由此，照明装置400也能够作为避难通道等的紧急照明或引导灯的光源来使用。而且，在停电时，与内置有只能在可放电的时间点亮的电池或蓄电池的常用-紧急用兼用型照明装置相比，能够进行更长时间的点亮。
(第1实施方式：第1变形例)
接着，对第1实施方式的第1变形例进行说明。第1变形例涉及热电元件的变形。
图6的(a)～图6的(c)是示出第1变形例的热电元件的一例的示意性剖视图。图6的(a)所示的示意性剖面沿着图6的(c)中的VIA-VIA线。图6的(b)所示的示意性剖面沿着图6的(c)中的VIB-VIB线。图6的(c)所示的示意性剖面沿着图6的(a)和图6的(b)中的VIC-VIC线。图7是示出接合的一例的示意性剖视图。图7对应图6的(b)所示的示意性剖面。
如图6的(a)～图6的(c)所示，第1变形例的热电元件1b与热电元件1的不同之处在于，第1电极部11的从第1方向Z观察时的平面形状和第2电极部12的从第1方向Z观察时的平面形状分别为梳齿型。
第1、第2电极部11和12各自的梳齿部沿着第3方向Y延伸。梳齿的方向在第1电极部11和第2电极部12中互相相反。第1电极部11的梳齿部和第2电极部12的梳齿部互相分开并啮合。由此，在第1电极部11的梳齿部与第2电极部12的梳齿部之间限定出电极间间隙G。在热电元件1b中，限定电极间间隙G的方向为第2方向X(电极间间隙Gx)和第3方向Y(电极间间隙Gy)这两个方向(图10的(c))。
在热电元件中，除了具有平行平板型电极的热电元件1之外，还可以使用具有梳齿型电极的热电元件1b。
在热电元件1b中，由于使第1、第2电极部11和12为梳齿型，所以与平行平板型的热电元件1相比，由LED元件210的热引起的电极间间隙G的变动更少。由此，例如，热电元件1b与热电元件1相比，能够进一步得到容易抑制发电效率的微小变动的优点。
此外，在热电元件1b中，进行了下述的进一步研究。
·壳体部10包含第1基板10a和盖体10c
·第1电极部11、第2电极部12、第1连接布线15a以及第2连接布线16a分别设置在第1主面10af上
以下，对热电元件1b进行更详细地说明。
盖体10c包含第3支承部13c。第3支承部13c从盖体10c沿着第1方向Z朝向第1基板10a延伸。第3支承部13a的平面形状在从第1方向Z观察时呈框状。盖体10c可以与第3支承部13c一体地设置，也可以分别设置。
第1、第2电极部11和12分别设置在收纳部10d内。收纳部10d通过盖体10c包围沿第2方向X和第3方向Y扩展的平面，并且沿着第2方向X和第3方向Y分别被第3支承部13c包围，由此可在壳体部10中得到该收纳部10d。
第1连接布线15a在收纳部10d内与第1电极部11电连接。由此，第1电极部11与第1连接布线15a的第1电接点11a设置在收纳部10d内。第2连接布线16a在收纳部10d内与第2电极部12电连接。由此，第2电极部12与第2连接布线16a的第2电接点12a设置在收纳部10d内。
在第3支承部13c的基板接合面13ca上，第1连接布线15a的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。第1连接布线15a在第3支承部13c与第1基板10a之间与第1接合金属18a接合。第1接合金属18a设置在盖体10c的基板接合面13ca上。第1接合金属18a的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。这与基板接合面13ca上的第1连接布线15a的平面形状大致相同。
在第3支承部13c的基板接合面13ca上，第2连接布线16a的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。第2连接布线16a在第3支承部13c与第1基板10a之间与第2接合金属18b接合。第2接合金属18b设置在盖体10c的基板接合面13ca上。第2接合金属18b的平面形状是从第1方向Z观察时沿第2方向X和第3方向Y分别延伸的L字状。这与基板接合面13ca上的第2连接布线16a的平面形状大致相同。
由此，例如，如图7所示，盖体10c能够通过第1连接布线15a与第1接合金属18a的接合以及第2连接布线16a与第2接合金属18b的接合而与第1基板10a接合。而且，在壳体部10中可得到收纳部10d。
第1连接布线15a和第2连接布线16a在第1主面10af上以互相不接触的方式隔着缝隙17a和17b而分离。第1、第2接合金属18a和18b有时分别与第1、第2连接布线15a和16a电连接。在这样的情况下，如图6的(c)所示，只要使第1接合金属18a和第2接合金属18b以互相不接触的方式隔着缝隙17a和17b分离即可。由此，能够抑制第1连接布线15a和第2连接布线16a经由第1、第2接合金属18a和18b的短路。
图8是示出缝隙的一例的示意性剖视图。图8所示的示意性剖面沿着图6的(c)中的VIII-VIII线。
如图8所示，缝隙17a和17b使热电元件1b产生微小的间隙17c。因此，注入到间隙部140的溶剂142有可能从微小的间隙泄漏。因此，如图10的(c)所示，也可以在第1基板10a与盖体10c之间设置密封部件31a和31b，并分别用密封部件31a和31b堵住缝隙17a和17b。由此，能够抑制溶剂142经由缝隙17a和17b的泄漏。
在热电元件1b中，还在第1电极部11与盖体10c之间设置有沿着第1方向Z的间隙Gel1，在第2电极部12与盖体10c之间设置有间隙Gel2。通过设置间隙Gel1和Gel2，能够将第1、第2电极部11和12分别收纳在收纳部10d内而不用在盖体10c与第1基板10a之间不产生空隙。间隙Gel1的长度和间隙Gel2的长度可以设定为互相相等，也可以设定为互相不同。在后者的情况下，例如可看成为了增大第1电极部11的功函数与第2电极部12的功函数的差而对任意一方的电极部的表面进行涂层、表面改质等表面处理的情况。或者，可看成通过1个蚀刻工序同时形成材料互相不同的第1电极部11和第2电极部12的情况。
图9的(a)和图9的(b)是示出溶剂注入的一例的示意性剖视图。图9的(a)所示的示意性剖面对应图6的(a)所示的示意性剖面。图9的(b)所示的示意性剖面对应图6的(b)所示的示意性剖面。
如图9的(a)和图9的(b)所示，也可以在盖体10c上设置第1填充孔71a和第2填充孔71b。第1、第2填充孔71a和71b例如用于溶剂142向间隙部140内的注入。在溶剂142的注入中，当利用第1、第2填充孔71a和71b时，如果间隙Gel1和Gel2位于间隙部140内，则溶剂142经由间隙Gel1和Gel2而绕进第1电极部11与第2电极部12之间。由此，可得到在第1电极部11与第2电极部12之间容易填充溶剂142的优点。
溶剂142例如是从第1填充孔71a向间隙部140内注入的。此时，另一个第2填充孔71b例如被用作排气孔。并且，也可以一边经由第2填充孔71b对间隙部140内抽真空，一边从第1填充孔71a注入溶剂142。
如第1变形例那样，在热电元件中，除了具有平行平板型电极的热电元件1之外，还可以使用具有梳齿型电极的热电元件1b。
(第1实施方式：第2变形例)
第2变形例涉及热传导性基体的变形。
图10是示出热传导性基体的第1例的示意性俯视图。
如图10所示，第2变形例的发光装置200b的热传导性基体221的从第1方向Z观察时的平面形状例如为圆形。在圆形的热传导性基体221上例如呈环状配置有多个LED元件210。所配置的LED元件210的数量是任意的。并且，LED的配置图案不限于环状，是任意的。
如第2变形例那样，在热传导性基体221中也可以使用平面形状为圆形的热传导性基体。
(第1实施方式：第3变形例)
第3变形例涉及发光装置的变形。
图11是示出第3变形例的发光装置的第2例的示意性俯视图。
如图11所示，第3变形例的发光装置200c的热传导性基体221的从第1方向Z观察时的平面形状是矩形。在矩形的热传导性基体221上例如呈矩阵状配置有多个LED元件210。例如，在发光装置200c中，多个LED元件210被配置为2行×4列。在第2变形例中，所配置的LED元件210的数量是任意的。并且，LED的配置图案不限于2行×4列且环状。
如第3变形例那样，在热传导性基体221中，也可以使用平面形状为矩形的热传导性基体。
(第1实施方式：第4变形例)
第4变形例涉及照明装置的变形。
图12的(a)是示出第1变形例的照明装置的一例的示意图。图12的(b)是沿着图12的(a)中的XIIB-XIIB线的示意性剖视图。
如图12的(a)和图12的(b)所示，第1变形例的照明装置400b是直管型LED灯。直管型LED灯包含发光装置200、散热器401、透光性罩402、一对灯头部403a和403b、热电元件1以及电源电路300。
在直管型LED灯中，散热器401也设置在开放面221b上。在直管型LED灯中，电源电路300例如被收纳在灯头部403a和403b中的至少1个或空腔部401a内。热电元件1设置在散热器401的空腔部401a的内表面401b上。由此，与照明装置400同样，热电元件1被收纳在散热器401的空腔部401a内。
如照明装置400b那样，照明装置例如也可以是直管型LED灯。
另外，作为照明装置的例子，例如，除了电球型LED灯及直管型LED灯之外，还可以举出作为显示器的照明而使用的背光灯等。此外，照明装置包含照明器具。作为照明器具，例如可举出LED筒灯、LED聚光灯、LED投光器、LED路灯、LED基础灯以及LED吸顶灯等。这样，照明装置400能够应用于各种照明。
(第2实施方式)
第2实施方式涉及第1实施方式的照明装置所能够使用的电源电路的例子。
图13是示出第2实施方式的带发电功能的照明装置的一例的示意性框图。
如图13所示，电源电路300例如设置在电路基板320上。在电路基板320上例如设置有第1外部端子331a～第6外部端子331f。第1外部端子331a和第2外部端子331b与外部电源例如商用电源310电连接。由此，经由第1、第2外部端子331a和331b向电源电路300输入外部输入电力Pin。第3外部端子331c和第4外部端子331d与热电元件1电连接。由此，经由第3、第4外部端子331c和331d向电源电路300输入辅助输入电力Pina。第3外部端子331c与热电元件1的阴极K电连接。第4外部端子331d与热电元件1的阳极A电连接。第5外部端子331e和第6外部端子331f与LED元件210电连接。由此，电源电路300经由第5、第6外部端子331e和331f来输出LED输入电力Pout。第5外部端子331e与LED元件210的阳极A电连接。第6外部端子331f与LED元件210的阴极K电连接。
图14是示出第2实施方式的带发电功能的照明装置的一例的示意性电路图。
如图14所示，电源电路300包含转换器332。在外部电源为商用电源310的情况下，转换器332为AC-DC转换器(整流电路)。在外部电源为电池的情况下，转换器332为DC-DC转换器。在转换器332为AC-DC转换器的情况下，将交流电力整流为直流电力。整流后的直流电力被供给到电流限制电路333。电流限制电路333对直流电流进行限制而生成并输出LED输入电力Pout。
转换器332的高电位侧输出节点N1经由第1开关334而与电流限制电路333的高电位侧输入节点N2电结合。第1开关334与高电位侧输入节点N2的连接节点N3经由电容器336而与电源电路300的低电位侧布线335电结合。电容器336是平滑电容器。并且，电容器336与电阻337并联连接。电阻337是放电用电阻。连接节点N3经由第2开关338而与热电元件1的阴极K电结合。在第1、第2开关334及338中例如使用晶体管。电流限制电路333的高电位侧输出节点N4与LED元件210的阳极A电结合。LED元件210的阴极K和热电元件1的阳极A与低电位侧布线335电结合。
在将发光装置200点亮时，使第1开关334接通，使第2开关338断开。高电位侧输出节点N1与电容器336的一个电极电连接，电容器336被充电。在电容器336的充电结束之后，高电位侧输出节点N1与高电位侧输入节点N2电连接。转换器332向电流限制电路333供给电流。电流限制电路333对所供给的电流进行限制而生成并输出LED输入电力Pout。由此，LED元件210点亮。
当LED元件210点亮时，LED元件210发热。热向热电元件1传递。不久，热电元件1成为能够发电的状态，例如成为能够生成可对电容器336进行充电的电流的状态。在热电元件1成为可发电的状态之后，使第2开关338接通。热电元件1的阴极K与电容器336的一个电极电连接。热电元件1与转换器332一起向电流限制电路333供给电流。由此，LED元件210持续点亮。
并且，通过第1开关334和第2开关338，还能够选择将电容器336的一方电极与高电位侧输出节点N1耦合，或者与热电元件1的阴极K耦合。
例如，在将发光装置200点亮时，使第1开关334接通，使第2开关338断开，使用外部输入电力Pin将发光装置200点亮。为了方便，将使用外部输入电力Pin点亮的状态称为通常能量模式。
在点亮后，例如，如果热电元件1成为能够生成可对电容器336进行充电的电流的状态，则使第1开关334断开，使第2开关338断开。电力的供给源从外部输入电力Pin切换为辅助输入电力Pina。由此，发光装置的动作模式从通常能量模式切换到使用来自热电元件1的辅助输入电力Pina的节能模式。从通常能量模式向节能模式的切换能够自动或通过手动进行。节能模式一般是指降低发光装置200的亮度而降低商用电源或电池的电力消耗。但是，第4实施方式的节能模式是指切换为与通常能量模式不同的辅助输入电力Pin。因此，即使在节能模式下，也抑制发光装置200的亮度降低。
并且，在电容器336中，也可以利用设置在电源电路300中的平滑电容器。在利用了平滑电容器的情况下，能够利用电源电路300中的现有电路元件将热电元件1与电源电路300连接。由此，能够抑制电源电路300所需的电路元件或电子部件330的增加。
(第2实施方式：第1变形例)
图15是示出第2实施方式的第1变形例的带发电功能的发光装置的一例的示意性电路图。
在热电元件1产生的电力中，也设想了不能确保使LED元件210点亮的充分的电压的情况。在这样的情况下，也可以将热电元件1经由升压电路350而与电源电路300连接。在图18中示出了表示升压电路350的一例的示意性电路。
如图15所示，升压电路350例如包含二极管351、线圈352以及第3开关353。二极管351的阴极经由第2开关338而与电容器336的一个电极电结合。二极管351的阳极经由线圈352而与热电元件1的阴极K电结合。线圈352是扼流线圈。二极管351的阳极与线圈352的连接节点N5经由第3开关353而与低电位侧布线335电结合。在第3开关353中，例如使用晶体管。
升压电路350的动作如下述那样对辅助输入电力Pina的电压进行升压。首先，使第2开关338接通而使热电元件1的阴极K与电容器336的一个电极电结合。在该状态下，使第3开关353接通。从热电元件1的阴极K经由线圈352向低电位侧布线335流过电流。接着，使第3开关353断开。来自线圈352的电流不会立即变为零。因此，电流从线圈352经由二极管351和第2开关338一口气流向连接节点N3。二极管351防止来自连接节点N3的电流的逆流。通过这样重复第3开关353的接通和断开，辅助输入电力Pina的电压被升压。
这样，也可以将热电元件1经由升压电路350而与电源电路300连接。另外，升压电路不限于图12所示的升压电路350。在升压电路中例如可以使用变压器等、公知的升压电路。并且，升压电路可以设置在电源电路300中。
(第2实施方式：第2变形例)
如图14所示，LED元件210的阳极A经由电流限制电路333而与电容器336的一个电极电结合。当利用电流限制电路333来限制流向LED元件210的电流时，能够对LED元件210进行调光。LED元件210随着LED芯片211的温度上升，发光效率降低。当通过电流限制电路333进行调光以使LED元件210的亮度降低时，能够抑制LED芯片211的温度的上升，能够抑制发光效率的降低。
并且，随着第1、第2电极部11和12各自的周围的温度上升，热电元件1的发电效率提高。因此，电流限制电路333对流向LED元件210的电流进行限制，将LED元件210的周围的温度维持在LED元件210的发光效率与热电元件1的发电效率的平衡良好的温度带。
图16是示意性地示出温度与发光效率的关系以及温度与发电效率的关系的示意图。图16中的线i表示LED元件210的温度与发光效率的关系。图16中的线ii表示热电元件1的温度与发电效率的关系。
如图16所示，在LED元件210中，例如存在不想使LED元件210的发光效率进一步降低的温度或不想使LED元件210的温度进一步上升的温度T1。并且，在热电元件1中，例如存在在实际使用上能够充分发电的温度或在实际使用上为期望的发电效率以上的温度T2。LED元件210的周围的温度例如优选维持在温度T1为上限且温度T2为下限的温度带T0。
例如，使用温度传感器等来检测LED元件210的周围的温度。将该检测结果例如作为控制信号反馈给电流限制电路333。基于所反馈的控制信号，电流限制电路333对流向LED元件210的电流进行限制，以使LED元件210的周围的温度例如维持在温度带T0。
电源电路300位于LED元件210的周围。因此，温度传感器能够设置在电源电路300中。作为温度传感器的一例，可举出热敏电阻。热敏电阻是电阻值随着温度的上升而增加的元件。LED元件210的周围的温度例如能够通过使用热敏电阻来检测。
图17是示出第4实施方式的第2变形例的带发电功能的发光装置的一例的示意性电路图。
如图20所示，温度检测电路370包含电阻371、热敏电阻372以及检测电路373。电阻371的一端与热电元件1的阴极K电结合。热敏电阻372的一端与热电元件1的阳极A电结合。电阻371的另一端与热敏电阻372的另一端的连接节点N6电结合于检测电路373的输入端子。检测电路373的输出端子与电流限制电路333电结合。检测电路373将控制信号S向电流限制电路333输出。
热敏电阻372的电阻值随着LED元件210的周围的温度上升而增加。因此，连接节点N6的电压随着LED元件210的周围的温度上升而变高。检测电路373检测连接节点N6的电压。
当LED元件210的周围的温度上升而使连接节点N6的电压成为所设定的值以上时，检测电路373对向电流限制电路333输出的控制信号S进行使能。由此，电流限制电路333限制流向LED元件210的电流。当LED元件210的周围的温度下降而使连接节点N6的电压小于所设定的值时，检测电路373禁止向电流限制电路333输出的控制信号S。由此，电流限制电路333解除流向LED元件210的电流的限制。当LED元件210的周围的温度再次上升而使连接节点N6的电压成为所设定的值以上时，对向电流限制电路333输出的控制信号S再次进行使能。
这样，检测电路373根据热敏电阻372的电阻值的变化，反复进行控制信号S的使能和禁止。由此，LED元件210的周围的温度例如能够维持为温度带T0。其结果是，在热电元件1中，例如能够在确保充分的发电量的状态下同时分别抑制LED元件210的周围的温度的上升以及LED元件210的发光效率的降低。
并且，温度检测电路370利用来自热电元件1的输入辅助电力Pina来作为电源。例如，使用了热敏电阻372的温度检测电路370为了检测LED元件210的周围的温度而在LED元件210点亮的期间持续流过电流。这会消耗来自商用电源或电池的外部输入电力Pin。关于该点，通过使用输入辅助电压Pina作为温度检测电路370的电源，能够抑制外部输入电力的消耗。因此，根据温度检测电路370，能够得到可获得更低电力消耗的温度检测电路的优点。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为示例而提示的，并非要限定发明的范围。例如，这些实施方式可以适当组合而实施。另外，本发明除了上述几个实施方式以外，还能够以各种新的方式实施。因此，上述几个实施方式分别能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这样的新的方式和变形包含在本发明的范围和主旨中，并且包含在权利要求书记载的发明和权利要求书记载的发明的等同物的范围中。
标号说明
1、1b：热电元件；10：壳体部；10a：第1基板；10af：第1主面；10ab：第2主面；10b：第2基板；10c：盖体；10d：收纳部；11：第1电极部；11a：第1电接点；12：第2电极部；12a：第2电接点；13a：第1支承部；13aa：基板接合面；13b：第2支承部；13ba：基板接合面；13c：第3支承部；13ca：基板接合面；14：中间部；140：间隙部；141：纳米粒子；142：溶剂；15a：第1连接布线；16a：第2连接布线；17a、17b：缝隙；18a：第1接合金属；18b：第2接合金属；30：粘接部件；31a、31b：密封部件；101、102：第1外部壳体端子、第2外部壳体端子；200、200b、200c：发光装置；210：LED元件；211：LED芯片；212：封装基板；213：反射器；214：透光性封入树脂；215a：第1电极布线；215b：第2电极布线；220：热传导性LED基板；221：热传导性基体；221a：搭载面；221b：开放面；222a：第1基板布线；222b：第2基板布线；223：绝缘物；300：电源电路；310：商用电源；320：电路基板；321a～321f：第1引线～第6引线；330：电子部件；331a～331f：第1外部端子～第6外部端子；332：转换器；333：电流限制电路；334：第1开关；335：低电位侧布线；336：电容器；337：电阻；338：第2开关；350：升压电路；351：二极管；352：线圈；353：第3开关；370：温度检测电路；371：电阻；372：热敏电阻；373：检测电路；400、400b：照明装置；401：散热器；401a：空腔部；402b：内表面；402：透光性罩；403、403a、403b：灯头部；410：外壳；411：孔眼；Pin：外部输入电力；Pina：辅助输入电力；Pout：LED输入电力；A：阳极；K：阴极；G：电极间间隙；Gx：电极间间隙；Gy：电极间间隙；Gel1：第1电极-盖体间间隙；Gel2：第2电极-盖体间间隙；N1～N5：节点；T0：温度带；T1、T2：温度；S：控制信号；X：第2方向；Y：第3方向；Z：第1方向。

Claims (7)

1.一种带发电功能的照明装置，其具有将电能转换为光能的LED元件和将从所述LED元件释放的热能转换为电能的热电元件，其特征在于，
该带发电功能的照明装置具有：
发光装置，其包含热传导性LED基板和所述LED元件，该热传导性LED基板包含热传导性基体和基板布线，该热传导性基体具有搭载面和与所述搭载面对置的开放面，该基板布线在所述搭载面上设置成与所述热传导性基体电绝缘，所述LED元件与所述基板布线电连接；
散热器，其在内部具有空腔部，并且该散热器在所述热传导性基体的开放面上设置成与所述热传导性基体电绝缘并与所述热传导性基体热结合；
透光性罩，其设置在所述散热器上，收纳所述发光装置；以及
热电元件，其在所述散热器的所述空腔部内设置成与所述散热器电绝缘并与所述散热器热结合，
所述热电元件包含：
壳体部，其具有收纳部；
第1电极部，其设置在所述收纳部内；
第2电极部，其设置在所述收纳部内，与所述第1电极部沿第1方向分离并对置，并且具有与所述第1电极部不同的功函数；以及
中间部，其设置在所述收纳部内的所述第1电极部与所述第2电极部之间，包含具有所述第1电极部的功函数与所述第2电极部的功函数之间的功函数的纳米粒子，
所述壳体部设置在所述散热器的所述空腔部的内表面上。
2.根据权利要求1所述的带发电功能的照明装置，其特征在于，
该带发电功能的照明装置还具有：
第1连接布线，其与所述第1电极部电连接，将所述第1电极部向所述收纳部之外导出；以及
第2连接布线，其与所述第2电极部电连接，将所述第2电极部向所述收纳部之外导出，
所述第1电极部与所述第1连接布线的第1电接点和所述第2电极部与所述第2连接布线的第2电接点分别设置在所述收纳部内。
3.根据权利要求2所述的带发电功能的照明装置，其特征在于，
所述壳体部包含第1基板，该第1基板具有第1主面和第2主面，该第2主面与所述第1主面对置，并与所述热传导性基体的所述开放面相对，
所述壳体部还具有：
第1外部端子，其与所述第1连接布线电连接；以及
第2外部端子，其与所述第2连接布线电连接，
所述第1外部端子和所述第2外部端子分别设置在所述第1基板的所述第1主面上。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的带发电功能的照明装置，其特征在于，
所述热电元件包含平行平板型热电元件和梳齿型热电元件中的至少1个。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的带发电功能的照明装置，其特征在于，
该带发电功能的照明装置还具有电源电路，该电源电路能够进行从外部供给的外部输入电力和从所述热电元件供给的辅助输入电力的各自的输入，并且将所述外部输入电力和所述辅助输入电力分别转换为LED输入电力，将所述LED输入电力向所述LED元件输出。
6.根据权利要求5所述的带发电功能的照明装置，其特征在于，
所述电源电路包含电容器，该电容器具有一个电极和另一个电极，
所述一个电极与所述外部输入电力的高电位侧输出节点、所述LED元件的阳极以及所述热电元件的阴极分别电结合，
所述另一个电极与所述电源电路的低电位侧布线电结合。
7.根据权利要求6所述的带发电功能的照明装置，其特征在于，
所述电源电路还包含第1开关、第2开关以及电流限制电路，
所述高电位侧输出节点经由第1开关而与所述一个电极电结合，
所述热电元件的阴极经由第2开关而与所述一个电极电结合，
所述LED元件的阳极经由电流限制电路而与所述一个电极电结合。
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