JP5192672B2 - Ｌｅｄユニット - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤユニットに関するものである。

従来、ＬＥＤユニットを用いた照明装置として図２３に示すような回路構成を有するものが提供されている（例えば特許文献１参照）。

この照明装置は、ＬＥＤユニット１００と、ＬＥＤユニット１００に定電流を供給する直流電源装置２００とで構成されている。ＬＥＤユニット１００は複数個の発光ダイオードＬＥＤを直列接続して構成されており、直流電源装置２００から定電流が供給されて、点灯するようになっている。発光ダイオードＬＥＤは順方向に流れる電流値によって光出力を制御することができ、複数個の発光ダイオードＬＥＤの光出力を同時に制御することができるので、図２３に示すように複数個の発光ダイオードＬＥＤを直列接続する構成がＬＥＤユニット１００として一般的に採用されている。

近年、発光ダイオードの発光効率の向上に伴い、発光ダイオードが様々な照明用途に使用されるようになってきたが、現状では依然として絶対的な光量が足りていないため、発光ダイオードに流す電流を増やし、光出力を増大させて使用している。しかしながら、発光ダイオードに流す電流を増やしすぎると、発光ダイオードの発熱が増大し、発光ダイオード内部の封止樹脂が劣化して光出力が逆に低下してしまう可能性があった。発光ダイオードの寿命はその光出力で定義されるため、結果的に発光ダイオードの寿命が短くなる可能性があった。

そこで、図２４に示すように金属板の表面に絶縁層を貼り合わせた金属基板１０１を用い、この金属基板１０１上に発光ダイオード１０２を実装して放熱性を高め、発光ダイオード１０２の発熱を抑制することで、発光ダイオード１０２の寿命を延ばしたＬＥＤユニット１００が従来提案されている（例えば特許文献２参照）。

このＬＥＤユニット１００は持ち運びが簡単で施工し易いといった利点があるが、その利点ゆえに様々な用途や場所で使用されることになり、その結果、ＬＥＤユニット１００が少なからず静電気を受けることになる。ＬＥＤユニット１００に実装された発光ダイオード１０２は半導体部品であり、比較的静電気に弱いため、ＬＥＤユニット１００に静電気が印加されると、発光ダイオード１０２に過大なストレスがかかっていた。

そのため、図２５（ａ）に示すような静電気対策を行ったＬＥＤユニット１００Ａが従来提案されている（例えば特許文献３参照）。このＬＥＤユニット１００Ａでは、端子１０３ａから端子１０３ｂに電流が流れる向きに複数個の発光ダイオード１０２を直列接続してあり、静電気対策として複数個の発光ダイオード１０２と並列にダイオード１０４を接続してある。なおダイオード１０４はカソードを端子１０３ａ側、アノードを端子１０３ｂ側にして接続されており、端子１０３ｂに正の静電気の電圧が印加された場合には、この静電気がダイオード１０４を介して端子１０３ａ側に流れるので、複数個の発光ダイオード１０２に静電気の電圧が印加されることはなく、静電気によって発光ダイオード１０２が破壊されるのを防止することができる。なお上記特許文献３には、ダイオード１０３に代えて、複数個の発光ダイオード１０２の両端間にツェナーダイオードを逆並列接続したものや、バリスタを接続したものも提案されている。

また静電気対策を行ったＬＥＤユニット１００Ｂとして、図２５（ｂ）に示すように各々の発光ダイオード１０２と直列に抵抗１０５とダイオード１０６とを接続したものも従来提案されている。このＬＥＤユニット１００Ｂでは、静電気印加時に発光ダイオード１０２に流れる過電流を、この発光ダイオード１０２に直列接続された抵抗１０５とダイオード１０６とで制限することによって、発光ダイオード１０２の破損を防止するようになっている。
特開２００５−１４２１３７号公報（段落［００１９］−［００２０］、及び、第１図） 特開２００２−２９９６９７号公報（段落［００１６］−［００１９］、及び、第１図） 特開２００５−３２９１７３号公報（段落［００２８］−［００４５］、及び、第２図−第４図） 特開２０００−１５５５３３号公報（段落［００２２］−［００２８］、及び、第１図）

上述のように静電気対策を行ったＬＥＤユニットして種々のものが提案されており、図２５（ａ）に示すＬＥＤユニットＡでは、複数個の発光ダイオード１０２の両端間に接続されたダイオードやツェナーダイオードやバリスタが、発光ダイオード１０２に印加された逆向きの静電気を逃がすことによって、発光ダイオード１０２の破壊を防止しているのであるが、ダイオードやツェナーダイオードやバリスタなどの半導体部品には静電気に対する反応速度にばらつきがあり、これらの半導体素子が静電気を逃がすよりも前に、発光ダイオード１０２に静電気が印加されて、発光ダイオード１０２が破損してしまう虞があった。

また、図２５（ｂ）に示すＬＥＤユニットＢでは、発光ダイオード１０２に流れる電流が抵抗１０５およびダイオード１０６に流れるため、抵抗１０５やダイオード１０６による損失が大きく、効率が低下するばかりか、抵抗１０５およびダイオード１０６の発熱によって発光ダイオード１０２の温度が上昇してしまい、発光ダイオード１０２の寿命が短くなる虞があった。特に発光ダイオードに大電流を流すＬＥＤユニットの場合は、抵抗１０５やダイオード１０６による損失が増大するため、このようなＬＥＤユニットには不向きであった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、静電気対策を確実に行えるＬＥＤユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、直列接続された複数個の発光ダイオードと、個々の発光ダイオードに直接並列接続された複数個のコンデンサと、金属板の表面に絶縁層が形成された金属基板とを備え、絶縁層の表面に、外部より電源が供給される入力端子と、入力端子間に複数個の発光ダイオードを直列接続するための導電パターンと、個々の発光ダイオードにコンデンサを直接並列接続するための導電パターンとがそれぞれ設けられ、導電パターンが、過電圧又は過電流の少なくとも何れか一方を吸収する電子部品を介して金属板に電気的に接続されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、各発光ダイオードは、１乃至複数のＬＥＤチップを１つのパッケージに内蔵して形成されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、各発光ダイオードの静電気耐量をｎ（Ｖ）とした場合に、個々の発光ダイオードに直接並列接続するコンデンサの静電容量値を５／ｎ（μＦ）以上としたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、各発光ダイオードのカソードにアノードが接続されるとともに各発光ダイオードのアノードにカソードが接続されるツェナーダイオード、又は、バリスタの内少なくとも何れか一方を各発光ダイオードに並列接続したことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、各発光ダイオードのカソードにアノードを、各発光ダイオードのアノードにカソードをそれぞれ接続するようにして、ツェナー電圧が各発光ダイオードの順方向電圧以上のツェナーダイオードを、各発光ダイオードに並列接続したことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１つの発明において、電子部品と金属板とが、金属基板に設けたスルーホールを介して電気的に接続されたことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１つの発明において、電子部品がコンデンサ、バリスタ、ツェナーダイオード又は抵抗の内の少なくとも何れか１つからなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、直列接続された複数個の発光ダイオードの各々にコンデンサを直接並列接続しているので、発光ダイオードに印加された静電気をコンデンサに流すことで、発光ダイオードにかかるストレスを低減できるという効果がある。しかも、発光ダイオード点灯時にコンデンサで損失が生じないため、発熱による温度上昇で発光ダイオードの発光効率が低下する虞もなく、発熱によって発光ダイオードの寿命が短くなるのを防止できるという効果がある。さらに、個々の発光ダイオードにコンデンサを直接並列接続しているので、複数個の発光ダイオードの両端間に静電気が印加された場合だけでなく、何れか２つの発光ダイオードの接続点に静電気が印加された場合でも、コンデンサを通して静電気を流すことで、発光ダイオードにストレスがかかるのを防止でき、発光ダイオードの破損を確実に防止できるという効果がある。しかも、導電パターンと金属板とが絶縁層を介して容量結合しているので、導電パターンと金属板との間に形成される容量成分を介して静電気を逃がすことができる。さらに、導電パターンに溜まった電荷によって導電パターンと金属板との間に電位差が発生した場合でも、電子部品を介して導電パターンに溜まった電荷を金属板に放電させることで、導電パターンと金属板との間で放電が発生するのを防止でき、放電により発光ダイオードが破損するのを確実に防止できる。

請求項２の発明によれば、１つのパッケージに１乃至複数のＬＥＤチップを内蔵しているので、使用用途や使用場所などに応じた光量や消費電流の発光ダイオードを使用することができる。

また、各発光ダイオードの静電気耐量がｎ（Ｖ）であれば、個々の発光ダイオードに直接並列接続するコンデンサの静電容量値を５／ｎ（μＦ）以上とすることが好ましく、各発光ダイオードに並列接続されるコンデンサの静電容量を十分大きくとることで、ＬＥＤユニットに印加される静電気によって、発光ダイオードが過大なストレスがかかるのを防止することができる。

請求項４の発明によれば、静電気が印加された場合にコンデンサに蓄積された電荷によって発光ダイオードに電圧が印加されるのであるが、各発光ダイオードと並列にツェナーダイオード又はバリスタを接続することによって、ツェナー電圧又はバリスタが導通するときの電圧（しきい値電圧）以上の電圧が発光ダイオードの両端間に印加されるのを防止できるので、発光ダイオードにかかるストレスを低減して、発光ダイオードの破損を確実に防止できるというという効果がある。

請求項５の発明によれば、静電気が印加された場合にコンデンサに蓄積された電荷によって発光ダイオードに電圧が印加されるのであるが、発光ダイオードの両端間にツェナー電圧以上の電圧が印加されるのを防止できるので、発光ダイオードにかかるストレスを低減して、発光ダイオードの破損を防止できるというという効果がある。しかも、発光ダイオードが通常点灯する間はツェナーダイオードに電流が流れないから電力が消費されることはなく、そのためツェナーダイオードで損失が発生することがないので、ツェナーダイオードの発熱によって発光ダイオードの寿命が短くなるのを防止できる。

ここにおいて電子部品と金属板とはスルーホールを介して接続することが好ましく、金属基板に電子部品を実装するだけで、電子部品と金属板との間を電気的に接続することができるので、別途の接続作業や部品が不要であるという効果がある。

また、電子部品としてはコンデンサ、バリスタ、ツェナーダイオード又は抵抗の内の少なくとも何れか１つを用いることが好ましく、これらの電子部品を介してコンデンサに蓄積された電荷を金属板に放電させることで、導電パターンと金属板との間で放電が発生するのを防止できるという効果がある。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図４に基づいて説明する。図１はＬＥＤユニット１の外観斜視図であり、このＬＥＤユニット１は、金属板（例えば銅板）２ａの表面に絶縁層２ｂを貼り合わせて形成された金属基板２を有し、この金属基板２の一表面に面実装タイプの発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４とコンデンサＣ１〜Ｃ４と一対の入力端子ｔ１，ｔ２とを実装してあり、金属基板２の表面に形成された導電パターン３を介して各部品間を電気的に接続してある。そして、入力端子ｔ１，ｔ２にはそれぞれ外部の直流電源（図示せず）に接続するためのリード線４，４が接続されている。なお各発光ダイオードＬＥＤ１…は同様の構成を有しており、個別の発光ダイオードについて説明するときは発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２…と称し、全般的な説明を行うときは発光ダイオードＬＥＤと記載する。

このＬＥＤユニット１の等価回路図を図２に示す。なお図２中の実線部分が金属基板２上に形成された実際の回路を示している。このＬＥＤユニット１では、入力端子ｔ１，ｔ２間に複数個（例えば４個）の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が直列接続されており、個々の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にはそれぞれ面実装タイプの積層セラミックコンデンサよりなるコンデンサＣ１〜Ｃ４が直接並列接続されている。また、金属基板２の上面に形成された導電パターン３が、金属板２ａと絶縁層２ｂを介して容量結合している。その等価回路を図２中に点線で図示してあり、図２中のＣ５〜Ｃ９は導電パターン３と金属板２ａとの間の容量成分を示している。なお各発光ダイオードＬＥＤは、１つのパッケージ１０内に１つずつＬＥＤチップ１１を内蔵したものでも良いし、１つのパッケージ１０内に複数のＬＥＤチップ１１を内蔵したものでも良く、使用用途や使用場所に応じた光量或いは消費電流のものを使用することができる。

ここで、入力端子ｔ１，ｔ２間にはリード線４を介して直流電源５が接続されており、直流電源５から発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に直流電流が供給されると、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が点灯するのである。なおＬＥＤ点灯時には、個々の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に並列接続されたコンデンサＣ１〜Ｃ４に電流が流れることはなく、コンデンサＣ１〜Ｃ４で損失が発生しないため、コンデンサＣ１〜Ｃ４が発熱することもない。したがってコンデンサＣ１〜Ｃ４の発熱による温度上昇で発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の温度が上昇して発光効率が低下する虞はなく、また温度上昇により発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の寿命が低下することもない。

ところで、金属基板２を取り扱う際には、金属基板２に実装された電子部品（発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４やコンデンサＣ１〜Ｃ４など）に触れないように注意して取り扱えば、金属基板２に静電気が印加される虞は殆ど無いが、入力端子ｔ１，ｔ２に接続されたリード線４，４は先端の被覆が剥かれているため、運搬途中やリード線４を電源に接続する場合などに静電気が印加される可能性がある。ここで、静電気が印加された場合に、電流が流れるモードとしては以下に示すようなパターンが考えられる。

図３（ａ）は高電位側の入力端子ｔ１に静電気が印加された場合のモードを示し、図中の矢印Ａ０は静電気の印加場所を、矢印Ａ１は電流が流れる方向をそれぞれ示している。このモードでは、導電パターン３と金属板２ａの間の容量成分Ｃ５〜Ｃ９を通じて金属板２ａに電流が流れようとする。電流の流れる経路の途中には発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が存在するが、個々の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４には低インピーダンスのコンデンサＣ１〜Ｃ４が直接並列接続されているので、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４には電流が流れずに、コンデンサＣ１〜Ｃ４を通じて電流が流れる。そのため静電気が印加された場合でも発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に過電流が流れず、ストレスがかかることも無い。また各コンデンサＣ１〜Ｃ４には電流が流れ込むことによって電荷が溜まり、電圧が発生するが、静電容量値を大きくとることで、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にかかるストレスを実用上問題ないレベルまで低減することができる。ここで、入力端子ｔ１に印加された静電気によって、電流が流れる経路は以下の通りである。すなわち入力端子ｔ１−コンデンサＣ５−金属板２ａの経路と、入力端子ｔ１−コンデンサＣ１−コンデンサＣ６−金属板２ａの経路と、入力端子ｔ１−コンデンサＣ１−コンデンサＣ２−コンデンサＣ７−金属板２ａの経路と、入力端子ｔ１−コンデンサＣ１−コンデンサＣ２−コンデンサＣ３−コンデンサＣ８−金属板２ａの経路と、入力端子ｔ１−コンデンサＣ１−コンデンサＣ２−コンデンサＣ３−コンデンサＣ４−コンデンサＣ９−金属板２ａの経路の５通りの経路で電流が流れるのである。なお入力端子ｔ２に静電気が印加される場合も、上述と同様にコンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量値を大きくとることで、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にかかるストレスを実用上問題ないレベルまで低減することができる。

また、図３（ｂ）はリード線４，４間（つまり入力端子ｔ１，ｔ２間）に静電気が印加された場合のモードを示し、図中の矢印は電流が流れる方向を示している。入力端子ｔ２をアースした状態で入力端子ｔ１に静電気を印加すると、静電気は殆ど低インピーダンスのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を通して流れ、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に過電流が流れてストレスが加わることは無い。またコンデンサＣ１〜Ｃ４に電流が流れ込むことによって、電荷が溜まり電圧が発生するが、静電容量値を大きくとることで、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にかかるストレスを実用上問題ないレベルまで低減することができる。なお、入力端子ｔ１をアースした状態で入力端子ｔ２に静電気を印加した場合でも、上述と同様に発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にかかるストレスを実用上問題ないレベルまで低減することができる。

また更に、金属板２ａが電気的に浮いた状態で何れかのリード線４に静電気が印加される場合もあり、この場合は静電気がどのような経路で流れるか特定できないが、個々の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にそれぞれコンデンサＣ１〜Ｃ４を直接並列接続しているので、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に過電流が流れてストレスがかかることはない。

ここで、図１に示すＬＥＤユニット１において、板厚が約１ｍｍの銅板（金属板２ａ）に比誘電率εｒ≒７、厚みが約１００μｍの絶縁層２ｂを貼り合わせて金属基板２を形成し、この金属基板２上に静電気耐量が５０Ｖの発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を実装した場合に以下の試験条件で試験を行い、コンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量と発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の故障の有無との関係を調べたところ、表１に示す試験結果が得られた。なお、表１中の「−」を記入した欄は試験を実施していないことを示しており、以下の他の表についても同様である。また発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の静電気耐量の逆数と、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が故障しないためのコンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量との関係をグラフ化したところ図４に示す結果が得られた。なお静電気の印加条件はＡ〜Ｆの６通りとする。条件Ａ：入力端子ｔ２をアースした状態で入力端子ｔ１に静電気を印加する。条件Ｂ：入力端子ｔ１をアースした状態で入力端子ｔ２に静電気を印加する。条件Ｃ：金属板２ａをアースした状態で入力端子ｔ１に静電気を印加する。条件Ｄ：金属板２ａをアースした状態で入力端子ｔ２に静電気を印加する。条件Ｅ：ＬＥＤユニット１を電気的に浮かせた状態で入力端子ｔ１に静電気を印加する。条件Ｆ：ＬＥＤユニット１を電気的に浮かせた状態で入力端子ｔ２に静電気を印加する。このようなＡ〜Ｆの各条件でノイズ研究所製の静電気試験機（型番ＥＳＳ−６３０Ａ）を用いて±１０ｋＶの電圧を３０回ずつ印加して試験を行った。なおコンデンサＣ１〜Ｃ４には、松下電器産業株式会社製の一般電子機器用のチップ型積層セラミックコンデンサＥＣＪシリーズを用い、その容量値は３．３ｎＦ〜２２０ｎＦとする。サンプル数は、コンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量および発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の静電気耐量の各条件毎に各５台とする。但し、静電気の印加は連続して行わず、静電気印加後にイオナイザーにて導電パターン３上の電荷をゼロにした後、次の静電気を印加する。

図４に示すグラフより、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の静電気耐量をｎ（Ｖ）とした場合に、コンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量値が５／ｎ（μＦ）以上であれば、１０ｋＶ程度の静電気が印加されたとしても、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が故障することはないことが判明した。なお、表１は４個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が直列接続されたＬＥＤユニット１についての試験結果であるが、発光ダイオードＬＥＤの個数が４個以外の場合でも略同様の結果が得られている。よって図１のＬＥＤユニット１において、板厚が約１ｍｍの銅板２ａに比誘電率εｒ≒７、厚みが約１００μｍの絶縁層２ｂを貼り合わせて金属基板２を形成し、この金属基板２上に静電気耐量が５０Ｖの発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を実装した場合には、０．１μＦのコンデンサＣ１〜Ｃ４を各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に直接並列接続すれば、静電気による発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の故障を防止することができる。なおコンデンサＣ１〜Ｃ４としてはチップ型積層セラミックコンデンサを用いれば良く、例えば松下電器産業製の型番ＥＣＪ２ＶＢ１Ｅ１０４などが好ましい。

本実施形態では個々の発光ダイオードＬＥＤ１…にコンデンサＣ１…を直接並列接続することで、静電気による発光ダイオードＬＥＤ１…の破損を防止しており、安価で小型のチップ型積層セラミックコンデンサよりなるコンデンサＣ１…を並列接続するだけで良いので、ＬＥＤユニット１のコスト高を招くことは無く、またコンデンサＣ１…は点灯時に損失が発生しないため、発熱の心配もない。したがって、消費電力を増やすこともなく、また発熱によって発光ダイオードＬＥＤ１…の寿命が短くなることもない。また入力端子ｔ１，ｔ２に静電気が印加される場合だけでなく、各部品間を電気的に接続する導電パターン３に静電気が印加された場合でも各発光ダイオードＬＥＤ１…にストレスがかからず、発光ダイオードＬＥＤ１…が故障することがないので、ＬＥＤユニット１の取り扱いが非常に容易になるという利点もある。

（実施形態２）
本発明の実施形態２を図５に基づいて説明する。実施形態１では１枚の金属基板２に複数個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４とコンデンサＣ１〜Ｃ４とを全て実装しているのに対して、本実施形態では図５（ａ）に示すように厚みが約１．６ｍｍガラスエポキシ基板からなる複数（例えば３個）の基板２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備え、各々の基板２Ａ〜２Ｃ上に発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３とコンデンサＣ１〜Ｃ３とを１個ずつ実装してある。各々の基板２Ａ〜２Ｃでは、コンデンサＣ１〜Ｃ３が各基板２Ａ〜２Ｃ上に形成された導電パターン３を介して発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３に直接並列接続されている。そして、各々の基板２Ａ〜２Ｃに形成された回路はリード線４を介して電気的に接続されており、３個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３は互いに直列に接続されている。図５（ｂ）はこのＬＥＤユニット１の等価回路図を示している。

本実施形態においても実施形態１と同様に直列接続された複数個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の各々に、コンデンサＣ１〜Ｃ３が直接並列接続されているので、ＬＥＤユニット１のどの部位に静電気が印加されたとしても、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３に過電流が流れて、ストレスがかかることはない。

なお本実施形態では、発光ダイオードＬＥＤ１…とコンデンサＣ１…とが１個ずつ実装された基板２Ａ…を３個直列に接続した例について説明を行ったが、基板２Ａ…の数を３個に限定する趣旨のものではなく、基板２Ａ…（すなわち発光ダイオードＬＥＤ１…）が複数直列接続されていれば良い。また各々の基板２Ａ〜２Ｃをガラスエポキシ基板で構成しており、実施形態１のように金属基板で構成されるものだけでなく、非金属基板で構成される場合にも本発明は有効であるが、本実施形態において各基板２Ａ〜２Ｃを金属基板で構成しても良いことは言うまでもない。

（実施形態３）
本発明の実施形態３を図６〜図９に基づいて説明する。図６は実施形態１のＬＥＤユニット１においてリード線４，４間に静電気を印加した場合に電流が流れる経路を示しており、まずコンデンサＣ１−コンデンサＣ２−コンデンサＣ３−コンデンサＣ４を通って電流が流れ（矢印Ａ１の経路）、その後各コンデンサＣ１〜Ｃ４に溜まった電荷は矢印Ａ２の経路で放電することになる。このような放電経路は、静電気の印加場所から接地箇所までの間に発光ダイオードＬＥＤのみの電流経路が存在する場合のみ可能であり、図３や図７に示すように、矢印Ａ０で示す静電気の印加場所から接地箇所までの間に発光ダイオードＬＥＤのみの電流経路が存在せず、コンデンサＣ１〜Ｃ４や容量成分Ｃ５〜Ｃ９が存在している場合には、電荷が抜けるループが存在しないため、電荷が導電パターン３上に残ることになる。

そのため導電パターン３上に電荷が残った状態でリード線４の先端部分や導電パターン３に手で触れたり、手を近づけたりすると、放電（所謂デバイス帯電モデルの放電）が発生し、急激な放電現象によって発光ダイオードＬＥＤに過大なストレスが加わる可能性がある。

そこで、図１に示すＬＥＤユニット１を用い、静電気の印加後に強制的に電荷を放電させて、デバイス帯電モデルの放電を発生させ、発光ダイオードＬＥＤの故障を防止できるコンデンサの容量値を検証する試験を行った。ここで金属基板２としては、板厚が約１ｍｍの銅板２ａに比誘電率εｒ≒７、厚みが約１００μｍの絶縁層２ｂを貼り合わせたものを用い、この金属基板２上に静電気耐量が５０Ｖの発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を実装した場合と、静電気耐量が２００Ｖの発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を実装した場合とでそれぞれ以下の試験条件で試験を行ったところ、表２に示す試験結果が得られた。なお静電気の印加条件はＡ〜Ｄの４通りとする。条件Ａ：金属板２ａをアースした状態で入力端子ｔ１に静電気を印加し、静電気印加後入力端子ｔ２を接地して放電させる。条件Ｂ：金属板２ａをアースした状態で入力端子ｔ２に静電気を印加し、静電気印加後入力端子ｔ１を接地して放電させる。条件Ｃ：ＬＥＤユニット１を電気的に浮かせた状態で入力端子ｔ１に静電気を印加、静電気印加後入力端子ｔ２を接地して放電させる。条件Ｄ：ＬＥＤユニット１を電気的に浮かせた状態で入力端子ｔ２に静電気を印加、静電気印加後入力端子ｔ１を接地して放電させる。また直列接続する発光ダイオードＬＥＤ１…の個数を４個、８個、１２個の３通りとし、Ａ〜Ｄの各条件でノイズ研究所製の静電気試験機（型番ＥＳＳ−６３０Ａ）を用いて±１０ｋＶの電圧を３０回ずつ印加して試験を行った。コンデンサＣ１…には、松下電器産業株式会社製の一般電子機器用のチップ型積層セラミックコンデンサＥＣＪシリーズを用いる。サンプル数は、コンデンサＣ１…の静電容量および発光ダイオードＬＥＤの個数の各条件毎に各５台とする。

表２の結果より、静電気耐量が５０Ｖの発光ダイオードＬＥＤを使用した場合に、直列接続する発光ダイオードＬＥＤの個数ｍと、発光ダイオードＬＥＤが故障しないためのコンデンサＣ１…の静電容量との関係は図８で示され、コンデンサＣ１…の静電容量値は、Ｃ＝０．０３１×ｍ＋０．０９０（μＦ）となる。また表３は、静電気耐量が５０Ｖの発光ダイオードＬＥＤを使用した場合と、静電気耐量が２００Ｖの発光ダイオードＬＥＤを使用した場合とで、発光ダイオードＬＥＤが故障しないためのコンデンサＣ１…の静電容量値を示しており、発光ダイオードＬＥＤの静電気耐量が２００Ｖの場合には、静電気耐量が５０Ｖの場合に比べて５０／２００＝０．２５倍の静電容量で十分であり、発光ダイオードＬＥＤの静電気耐量に比例した静電容量のコンデンサＣ１…を選定すればよいことが判明した。

以上より図１に示すＬＥＤユニット１において、静電気耐量がｎ（Ｖ）の発光ダイオードＬＥＤをｍ個使用した場合には、個々の発光ダイオードＬＥＤに直接並列接続するコンデンサＣ１…の静電容量Ｃが、Ｃ＝（０．０３１×ｍ＋０．０９０）×５０／ｎ（μＦ）以上であれば、静電気による発光ダイオードＬＥＤ１の破損を確実に防止することができる。

例えば図９に示すように板厚が約１ｍｍの銅板２ａに比誘電率εｒ≒７、厚みが約１００μｍの絶縁層２ｂを貼り合わせて金属基板２を形成し、この金属基板２上に静電気耐量が５０Ｖの発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２を１２個直列接続する形で実装した場合には、０．４７μＦ以上の静電容量を有するコンデンサＣ１〜Ｃ１２を各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２に直接並列接続する形で実装すれば、静電気による発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２の故障を防止することができる。なおコンデンサＣ１〜Ｃ４としてはチップ型積層セラミックコンデンサを用いれば良く、例えば松下電器産業製の型番ＥＣＪ２ＦＢ１Ｃ４７４などが好ましい。

本実施形態のＬＥＤユニット１では、各コンデンサＣ１…の静電容量値を十分大きくとることで、静電気が印加された後にデバイス帯電モデルの放電が発生することによってＬＥＤユニット１が発生するのを防止できるから、デバイス帯電モデルの放電によるＬＥＤユニット１の故障を考慮する必要が無く、ＬＥＤユニット１の取り扱いがさらに容易になるという利点がある。

（実施形態４）
本発明の実施形態４を図１０〜図１２に基づいて説明する。尚、ＬＥＤユニット１の構成は実施形態１とほぼ同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１０に示すように、実施形態１で説明したＬＥＤユニット１の入力端子ｔ１をアースに落とした状態で、入力端子ｔ２に静電気を印加すると、まず矢印Ａ１で示すように低インピーダンスのコンデンサＣ４−コンデンサＣ３−コンデンサＣ２−コンデンサＣ１を通って電流が流れ、その後各コンデンサＣ１〜Ｃ４に蓄積された電荷がゆっくりと放電を開始し、矢印Ａ２で示すように発光ダイオードＬＥＤ４−ＬＥＤ３−ＬＥＤ２−ＬＥＤ１の経路で電流が流れる。このとき各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にとっては逆方向に電流がリークすることになり、放電には長時間を必要とする。その結果、コンデンサＣ１〜Ｃ４の電荷を放電するのに長時間を必要とし、入力端子ｔ２に静電気が連続して印加されると、コンデンサＣ１〜Ｃ４の電圧が徐々に高くなり、その結果発光ダイオードＬＤ１〜ＬＥＤ４に過大なストレスがかかる可能性があった。

そこで本実施形態では、図１１に示すように直列接続された複数個のＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の各々にコンデンサＣ１〜Ｃ４を直接並列接続するとともに、個々のＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４を直接並列接続してある。なお各々のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４は、アノードを発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のカソードに、カソードを発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のアノードにそれぞれ接続してある。発光ダイオードＬＥＤの順方向と逆向きにツェナーダイオードＺＤ１…或いはダイオードを接続することを逆並列接続と言う。

ここで、入力端子ｔ１をアースに落とした状態で、入力端子ｔ２に静電気を印加した場合、まず矢印Ａ１で示すように低インピーダンスのコンデンサＣ４−コンデンサＣ３−コンデンサＣ２−コンデンサＣ１を通って電流が流れ、その後矢印Ａ２に示すように各コンデンサＣ１〜Ｃ４に蓄積された電荷がツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４を通じて放電される。ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４としては、ツェナー電圧が４Ｖ以上のものが好ましく、例えば松下電器産業株式会社製の型番ＭＡＺ８０５１のチップ型ツェナーダイオード等を用いれば良い。

本実施形態によれば入力端子ｔ２に連続して静電気を印加したとしても、コンデンサＣ１…に蓄積した電荷をすぐに放電することが出来るので、コンデンサＣ１…の電圧が上昇することはなく、発光ダイオードＬＤ１…にストレスがかかるのを防止して、発光ダイオードＬＤ１…の故障を確実に防止することが出来る。またツェナーダイオードＺＤ１…として、ツェナー電圧が４Ｖ以上のものを用いれば、発光ダイオードＬＥＤの順方向電圧（白色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤでは３．０Ｖ〜３．８Ｖ）以上となり、ＬＥＤ点灯時にはツェナーダイオードＺＤ１…に電流が流れることがないから電力が消費されることがない。そのため、ＬＥＤ点灯時にツェナーダイオードＺＤ１…で損失が発生することがないから、発熱の心配がない。したがって、消費電力が増えることは無く、発熱によってＬＥＤの寿命が短くなるのを防止できる。

なお本実施形態では、直列接続された発光ダイオードＬＥＤ１…の各々にコンデンサＣ１…を直接並列接続するとともに、個々の発光ダイオードＬＥＤ１…にツェナーダイオードＺＤ１…を直接並列接続しているが、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４の代わりにダイオードＤ１〜Ｄ４を逆並列に接続したり（図１２（ａ）参照）、バリスタＺＮＲ１〜ＺＮＲ４を並列接続しても良く（図１２（ｂ）参照）、ツェナーダイオードＺＤ１…を接続した場合と同様の効果がある。

（実施形態５）
本発明の実施形態５を図１３に基づいて説明する。尚、ＬＥＤユニット１の構成は実施形態１とほぼ同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１３（ａ）は実施形態１で説明したＬＥＤユニット１の平面図である。このＬＥＤユニット１では、充電部である導電パターン３において金属基板２の外縁部に最も近い部位（点Ｐａ）と、金属基板２の外縁部との距離が非常に短い場合、入力端子ｔ１，ｔ２或いは導電パターン３に直接静電気を印加すると、静電気を印加した瞬間に点Ｐａと金属板２ａの外縁部との間でも同時に放電することがある。このような放電が発生した場合、上述した各実施形態の対策では、金属板２ａの外縁部への放電のエネルギーによって発光ダイオードＬＥＤにストレスがかかるのを完全には防げないことが実験的に判明している。

一般的にコンデンサの静電容量は、コンデンサを構成する電極の面積、および、電極間に挟み込まれた誘電体の比誘電率にそれぞれ比例し、また電極間に挟み込まれた誘電体の厚みに反比例する。図１３（ａ）に示すＬＥＤユニット１では、導電パターン３と金属板２ａとが絶縁層２ｂを介して等価的にコンデンサを形成している。その結果、図２の等価回路図に示すように基板上の導電パターン３と金属板２ａとは絶縁層２ｂを介して容量結合することになるが、絶縁層２ｂの比誘電率が低いために導電パターン３と金属板２ａとの間の容量値は非常に小さいものになる。したがって、静電気が印加されると、導電パターン３と金属板２ａとの間の電位差が大きくなり、絶縁距離が非常に小さい点Ｐａで放電することになる。

ここで、図１３（ａ）に示すＬＥＤユニット１において、金属基板２の絶縁層２ｂとして比誘電率εｒ≒７、厚みが約１００μｍのものを使用した場合、導電パターン３から金属板２ａへの放電が起こらないような絶縁距離を実験的に求めた結果を図１４に示す。放電が起こらないような導電パターン３から金属板２ａの外縁部までの絶縁距離ｙは、導電パターン３の総面積Ｓ（ｍｍ^２）に比例し、距離ｙ＝−２．０×１０^−３×Ｓ＋４．９（ｍｍ）以上であれば、放電が発生しないことが実験により確認された。

例えば図１３（ａ）に示すＬＥＤユニット１において、金属基板２の絶縁層２ｂが比誘電率εｒ≒７、厚みが約１００μｍで、導電パターン３の総面積が１２００（ｍｍ^２）であれば、図１３（ｂ）に示すように導電パターン３と金属板２ａの外縁部との最短距離ｄを２．５（ｍｍ）以上離せば、放電が発生することはなく、発光ダイオードＬＥＤに過大なストレスがかかるのを防止できることが確認できた。

またコンデンサの静電容量は、絶縁層の比誘電率に比例し、その厚みに反比例する。そして静電気が印加された場合の導電パターン３と金属板２ａとの間の電位差は、コンデンサの静電容量に反比例するため、使用する金属基板２の絶縁層２ｂの比誘電率や厚みが分かれば、導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間の絶縁距離を求めることができる。

例えば金属基板２の絶縁層２ｂが比誘電率εｒ≒７、厚みが約２００μｍで、導電パターン３の総面積が１０００（ｍｍ^２）であれば、以下に示すように導電パターン３と金属板２ａの外縁部との最短距離ｙを２．０（ｍｍ）以上とすれば良いことが分かる。

ｙ≧（−２．０×１０^−３×１０００＋４．９）×７／２０×２００／１００≒２．０（ｍｍ）
本実施形態によれば金属基板２を使用した場合に、導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間に必要な最短距離を求めることができ、必要な絶縁距離を確保することによって、ＬＥＤユニット１に静電気が印加された場合でも、基板上の充電部と金属板２ａの外縁部との間での放電が発生するのを防止できるから、発光ダイオードＬＥＤに過大なストレスが加わることがなく、ＬＥＤユニット１の取り扱いが楽になる。

また導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間の距離を、放電が起きないような最短距離に設定することができるから、金属基板２を必要以上に大きくする必要が無く、製造コストの低減を図るとともに、本ＬＥＤユニット１を装着する照明器具の小型化を図ることができる。

ところで、図１３（ａ）のＬＥＤユニット１では、導電パターン３と金属板２ａとの絶縁距離が最短となる点が導電パターン３の角部となっているが、角部のように先の尖った部分は電界が集中して放電が発生しやすいため、図１５に示すように金属板２ａとの絶縁距離が最短となる導電パターン３の部位３ａを曲線状に形成しても良く、先の尖った部分を無くすことで、放電が発生する確率を低減することができる。

（実施形態６）
本発明の実施形態６を図１６に基づいて説明する。実施形態５では、導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間の距離を所定距離以上に設定することで、導電パターン３から金属板２ａの外縁部への放電を防止しているが、導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間に必要な距離を確保できない場合には、導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間に絶縁性を有する遮蔽物を設置することで、沿面距離をかせぐことも有効である。

例えば図１６（ａ）の例では、金属板２ａの外縁部との間の距離が最短となる導電パターン３の部位と金属基板２の外縁部との間に遮蔽物として絶縁壁６を設けてあり、この絶縁壁６によって沿面距離を確保している。また図１６（ｂ）の例では、金属板２ａの外縁部との間の距離が最短となる導電パターン３の部位を絶縁性の樹脂膜７で覆っており、この樹脂膜７で絶縁性を確保している。なお樹脂膜７の材料としてはシリコーン樹脂などが好ましい。

本実施形態によれば、実施形態５で説明したＬＥＤユニット１のように、導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間に放電が起きないような距離を確保する必要がないから、金属板２ａの外形寸法を小さくでき、コストダウンを図ることが出来る。またＬＥＤユニット１を小型化することで、ＬＥＤユニット１を用いる照明器具の小型化も図ることができ、照明器具の使用用途を増やすことが出来る。

（実施形態７）
本発明の実施形態７を図１７に基づいて説明する。図１７（ａ）はＬＥＤユニット１の平面図であり、本実施形態では、実施形態１で説明した図１のＬＥＤユニット１において、入力端子ｔ２と発光ダイオードＬＥＤ４とを接続する導電パターン３にチップ型の積層セラミックコンデンサＣ１０の一端を接続するとともに、このコンデンサＣ１０の他端を金属基板２に設けたスルーホール２ｃに電気的に接続してあり、コンデンサＣ１０の他端がスルーホール２ｃを介して金属板２ａに電気的に接続されている。また基板上の各導電パターン３は金属板２ａと容量結合されており（Ｃ５〜Ｃ９）、図１７（ｂ）に本実施形態の等価回路図を示す。尚、コンデンサＣ１０以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態のＬＥＤユニット１に静電気が印加されたとしても、金属板２ａと導電パターン３との間にコンデンサＣ１０が接続されているので、コンデンサＣ１０の静電容量を十分大きくとることで、金属板２ａと導電パターン３との間の電位差を小さくでき、金属基板２の充電部（導電パターン３）と金属板２ａの外縁部との間で放電が発生するのを抑制することができ、取り扱いが楽になる。また実施形態５で説明したＬＥＤユニット１のように、導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間に放電が起きないような距離を確保する必要がないから、金属基板２の外形寸法を小さくでき、コストダウンを図ることができる。

なおコンデンサＣ１０は、金属板２ａと導電パターン３との間の電位差を小さくするために設けているので、コンデンサＣ１０の一端側を金属板２ａに接続すれば、コンデンサＣ１０の他端側は導電パターン３のどの部位に接続しても良く、上述と同様の効果が得られる。

ところで、本実施形態のＬＥＤユニット１において、図１８（ａ）に示すようにコンデンサＣ１０と並列に抵抗Ｒ１を接続しても良い。このＬＥＤユニット１では、静電気が印加された後に導電パターン３に溜まった電荷を抵抗Ｒ１を通じて金属板２ａに放電することができるので、金属板２ａと導電パターン３との間の電位差をほぼ０Ｖとすることができる。このように、導電パターン３に溜まった電荷を放電することで、金属板２ａと導電パターン３との間の電位差をほぼ０Ｖにすることができるから、金属板２ａの外縁部で静電気が放電することはなく、発光ダイオードＬＥＤに過大なストレスがかかるのを防止することができる。なお通常発光ダイオードＬＥＤが点灯している場合には抵抗Ｒ１に電流が流れないので、抵抗Ｒ１で損失が発生することはなく、抵抗Ｒ１の発熱による温度上昇で発光ダイオードＬＥＤの寿命が短くなることはない。

また、図１７のＬＥＤユニット１において、図１８（ｂ）に示すようにコンデンサＣ１０の代わりにツェナーダイオードＺＤ１を接続しても良い。この場合には導電パターン３と金属板２ａとの間の電位差がツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧に達すると、ツェナーダイオードＺＤ１に電流が流れるので、導電パターン３と金属板２ａとの間にはツェナー電圧以上の電圧が発生しない。また最終的には導電パターン３に溜まった電荷がツェナーダイオードＺＤ１を通じて全て放電されるため、コンデンサＣ１０を接続した場合のように放電抵抗Ｒ１を設ける必要がない。なおツェナーダイオードＺＤ１としては例えば松下電器産業株式会社製の型番ＭＡＺ８０５１のチップ型ツェナーダイオード等を用いれば良い。

また更に、図１７のＬＥＤユニット１において、図１８（ｃ）に示すようにコンデンサＣ１０の代わりにバリスタＺＮＲ１を接続することも好ましい。この場合には導電パターン３と金属板２ａとの間の電位差が所定のしきい値に達すると、バリスタＺＮＲ１がオンして放電するため、そのしきい値以上の電圧が発生することはない。したがって、最終的には導電パターン３に溜まった電荷がバリスタＺＮＲ１を通じて全て放電されるから、コンデンサＣ１０を接続した場合のように放電抵抗Ｒ１を設ける必要がない。なおバリスタＺＮＲ１としては例えば松下電器産業株式会社製の型番ＥＺＪＺ１Ｖ１２０ＫＡなどを用いれば良い。

このように本実施形態では、導電パターン３が、過電圧又は過電流の少なくとも何れか一方を吸収する電子部品（コンデンサ、ツェナーダイオード、バリスタ又は抵抗のうちの少なくとも１つ）を介して金属板２ａに電気的に接続されているので、静電気が印加されることによって導電パターン３に溜まった電荷により、導電パターン３と金属板２ａとの間に電位差が発生した場合でも、上記電子部品を介して金属板２ａに電荷を放電させることで、導電パターン３と金属板２ａとの間で放電が発生するのを防止でき、放電により発光ダイオードＬＥＤに過大なストレスがかかるのを防止できる。

（実施形態８）
本発明の実施形態８を図１９に基づいて説明する。図１９（ａ）はＬＥＤユニット１の平面図であり、本実施形態では、実施形態１で説明した図１のＬＥＤユニット１において、入力端子ｔ１にチップ型の積層セラミックコンデンサＣ１０の一端を、入力端子ｔ２にチップ型の積層セラミックコンデンサＣ１１の一端をそれぞれ接続するとともに、コンデンサＣ１０，Ｃ１１の他端を共に金属基板２に設けたスルーホール２ｃに電気的に接続してある。すなわち入力端子ｔ１，ｔ２間にコンデンサＣ１０，Ｃ１１を直列に接続してあり、コンデンサＣ１０，Ｃ１１の中点がスルーホール２ｃを介して金属板２ａに導通している。また基板上の各導電パターン３は金属板２ａと容量結合されており（Ｃ５〜Ｃ９）、図１９（ｂ）に本実施形態の等価回路図を示す。尚、コンデンサＣ１０，Ｃ１１以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

このＬＥＤユニット１では、リード線４，４間（つまり入力端子ｔ１，ｔ２間）に静電気が印加された場合、静電気の印加点に最も近い距離にあるコンデンサＣ１０，Ｃ１１が静電気を効率良く吸収することができる。またコンデンサＣ１０，Ｃ１１の静電容量を十分大きくとることで、導電パターン３と金属板２ａの間の電位差を低く抑えることができ、導電パターン３と金属板２ａの外縁部との間で放電が起きにくくできる。

なお一方のリード線４と金属板２ａの間に静電気が印加された場合でも、コンデンサＣ１０，Ｃ１１が存在するため、上述と同様に導電パターン３と金属板２ａの間の電位差を低く抑えることができ、基板上の充電部（導電パターン３）と金属板２ａの外縁部との間で放電が起きにくくできる。

また、実施形態１で説明したように基板上のどの点に静電気が印加された場合でも、個々の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にコンデンサＣ１〜Ｃ４を直接並列接続しているので、低インピーダンスのコンデンサＣ１〜Ｃ４に静電気を流すことができ、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４にストレスがかかることはない。

ところで、上述した図１９（ｂ）に示すＬＥＤユニット１において、図２０に示すように直列接続された発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のアノードとカソードが接続されている全ての箇所（３箇所）にチップ型の積層セラミックコンデンサよりなるコンデンサＣ１２〜Ｃ１４の一端を接続するとともに、各コンデンサＣ１２〜Ｃ１４の他端を基板に設けたスルーホールなどを介して金属板２ａに接続するようにしても良い。この場合にも、基板上のどこに静電気が印加されたとしても、最も近い位置にあるコンデンサＣ１０〜Ｃ１４を介して電流が流れるため、上述と同様に導電パターン３と金属板２ａの間の電位差を低く抑えることができ、より安全性を高めることができる。

（実施形態９）
本発明の実施形態９を図２１に基づいて説明する。図２１（ａ）は本実施形態のＬＥＤユニット１の等価回路図であり、本実施形態では、実施形態８で説明した図１９（ｂ）のＬＥＤユニット１において、コンデンサＣ１０，Ｃ１１とそれぞれ並列に抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続してある。尚、抵抗Ｒ１，Ｒ２以外の構成は実施形態８と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

このＬＥＤユニット１では、コンデンサＣ１０，Ｃ１１に溜まった電荷により導電パターン３と金属板２ａの間に電位差が発生したとしても、コンデンサＣ１０，Ｃ１１にそれぞれ並列接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して電荷を放電することができるので、導電パターン３と金属板２ａの間の電位差を０Ｖとすることができ、静電気が印加されたことによって導電パターン３と金属板２ａとの間で放電する虞がなく、発光ダイオードＬＥＤに過大なストレスがかかるのを防止することができる。なお抵抗Ｒ１，Ｒ２としてはそれぞれ抵抗値が１ＭΩ程度のものを用いるのが好ましく、抵抗Ｒ１，Ｒ２での損失を略無視できる程度に小さくでき、そのため抵抗Ｒ１，Ｒ２の発熱による影響も殆ど無い。

ところで、本実施形態では、図１９（ｂ）のＬＥＤユニット１においてコンデンサＣ１０，Ｃ１１と並列に抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続しているが、図２１（ｂ）に示すようにコンデンサＣ１０，Ｃ１１の代わりにバリスタＺＮＲ１，ＺＮＲ２を接続しても良い。この場合にも、導電パターン３と金属板２ａとの間の電位差が所定のしきい値に達すると、バリスタＺＮＲ１，ＺＮＲ２がオンして放電するため、しきい値以上の電位差が発生することはない。また最終的にはバリスタＺＮＲ１を通じて導電パターン３に溜まった電荷が全て放電されるため、図２１（ａ）の回路のように放電抵抗Ｒ１，Ｒ２を設ける必要がない。

また、図２１（ｃ）に示すように、図２１（ｂ）のＬＥＤユニット１において直列接続された発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４のアノードとカソードが接続されている全ての箇所（３箇所）にそれぞれバリスタＺＮＲ３〜ＺＮＲ５の一端を接続するとともに、各々のバリスタＺＮＲ３〜ＺＮＲ５の他端を基板に設けたスルーホールなどを介して金属板２ａに接続するようにしても良い。この場合、基板上のどこに静電気が印加されたとしても、最も近い位置にあるバリスタＺＮＲ１〜ＺＮＲ５がオンして、導電パターン３に溜まった電荷を金属板２ａに放電することができるので、図２１（ｂ）のＬＥＤユニット１に比べて、より安全性を高めることができる。

（実施形態１０）
本発明の実施形態１０を図２２に基づいて説明する。図２２（ａ）は本実施形態のＬＥＤユニット１の平面図であり、実施形態１で説明した図１のＬＥＤユニット１において、絶縁層２ｂの外周部に沿って他の導電パターン３に比べて幅広のリング状の導電パターン３ｂ（図２２（ａ）中の斜線部分）を各部品の実装部位の周りに形成してある。また、入力端子ｔ１にチップ型の積層セラミックコンデンサＣ１０の一端を、入力端子ｔ２にチップ型の積層セラミックコンデンサＣ１１の一端をそれぞれ接続するとともに、コンデンサＣ１０，Ｃ１１の他端を共に導電パターン３ｂに電気的に接続してある。尚、コンデンサＣ１０，Ｃ１１および導電パターン３ｂ以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図２２（ｂ）は本実施形態のＬＥＤユニット１の等価回路図であり、実線部分は実際の回路を示している。また基板上の各導電パターン３，３ｂは、図中に点線で示すように金属板２ａと容量結合されている（Ｃ５〜Ｃ９，Ｃ１２）。ここで、金属基板２の外周部の導電パターン３ｂは、他の部位の導電パターン３に比べて幅広に形成されており、パターン面積が特に大きいため、導電パターン３ｂと金属板２ａとの容量結合（Ｃ１２）は、他の部位の導電パターン３の容量結合（Ｃ５〜Ｃ９）に比べて特に大きな容量結合となっている。そのため、静電気が印加されたとしても、容量成分Ｃ１２の静電容量が十分大きければ、導電パターン３，３ｂと金属板２ａとの間の電位差が大きくならないため、導電パターン３，３ｂと金属板２ａの外縁部との間で放電が起こりにくくなる。なお金属基板２の大きさに余裕がある場合には、導電パターン３の面積を大きくとることも、静電気対策としては有効である。

また図２２に示すＬＥＤユニット１において、万が一、入力端子ｔ１に想定以上の静電気が印加された場合に、静電気が印加された瞬間に導電パターン３，３ｂと金属板２ａの外縁部との間で放電が発生したとしても、静電気が流れる経路は入力端子ｔ１−コンデンサＣ１０−容量成分Ｃ１２−金属板２ａとなり、静電気が印加されたことによって発光ダイオードＬＥＤに過電流が流れることはないので、発光ダイオードＬＥＤが故障することはない。なお入力端子ｔ２に静電気が印加された場合も同様である。

以上説明したように上述の各実施形態の対策によって、静電気が印加されたとしても金属板２ａの外縁部で放電が発生することはなく、放電による発光ダイオードＬＥＤの破損を防止することができる。

なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。

実施形態１のＬＥＤユニットの外観斜視図である。 同上の等価回路図である。 （ａ）（ｂ）は同上の動作説明図である。 同上の発光ダイオードの静電気耐量の逆数と、発光ダイオードが故障しないためのコンデンサの静電容量との関係を示す図である。 実施形態２のＬＥＤユニットを示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は等価回路図である。 実施形態３の動作を説明する説明図である。 同上の他の動作を説明する説明図である。 同上の発光ダイオードの個数と、発光ダイオードが故障しないためのコンデンサの静電容量との関係を示す図である。 同上の平面図である。 実施形態４の動作を説明する動作説明図である。 同上の等価回路図である。 （ａ）（ｂ）は同上の他の構成を示す等価回路図である。 実施形態５のＬＥＤユニットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部の断面図である。 同上の導電パターンの総面積と、導電パターンと金属板の外縁部との間の距離の関係を示す図である。 同上の金属基板の要部の平面図である。 （ａ）（ｂ）は実施形態６のＬＥＤユニットの要部断面図である。 実施形態７のＬＥＤユニットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は等価回路図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上の他の構成を示す等価回路図である。 実施形態８のＬＥＤユニットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は等価回路図である。 同上のＬＥＤユニットの他の構成を示す等価回路図である。 （ａ）〜（ｃ）は実施形態９のＬＥＤユニットの等価回路図である。 実施形態１０のＬＥＤユニットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は等価回路図である。 従来の照明装置のブロック回路図である。 従来のＬＥＤユニットの外観斜視図である。 （ａ）（ｂ）は従来の他のＬＥＤユニットの等価回路図である。

符号の説明

１ ＬＥＤユニット
２ 金属基板
２ａ 金属板
２ｂ 絶縁層
３ 導電パターン
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４ 発光ダイオード
Ｃ１〜Ｃ４ コンデンサ
ｔ１，ｔ２ 入力端子

Claims (7)

1. 直列接続された複数個の発光ダイオードと、個々の前記発光ダイオードに直接並列接続された複数個のコンデンサと、金属板の表面に絶縁層が形成された金属基板とを備え、前記絶縁層の表面に、外部より電源が供給される入力端子と、前記入力端子間に複数個の前記発光ダイオードを直列接続するための導電パターンと、個々の前記発光ダイオードに前記コンデンサを直接並列接続するための導電パターンとがそれぞれ設けられ、前記導電パターンが、過電圧又は過電流の少なくとも何れか一方を吸収する電子部品を介して前記金属板に電気的に接続されたことを特徴とするＬＥＤユニット。
2. 前記各発光ダイオードは、１乃至複数のＬＥＤチップを１つのパッケージに内蔵して形成されたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤユニット。
3. 前記各発光ダイオードの静電気耐量をｎ（Ｖ）とした場合に、個々の前記発光ダイオードに直接並列接続する前記コンデンサの静電容量値を５／ｎ（μＦ）以上としたことを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤユニット。
4. 前記各発光ダイオードのカソードにアノードが接続されるとともに前記各発光ダイオードのアノードにカソードが接続されるツェナーダイオード、又は、バリスタの内少なくとも何れか一方を前記各発光ダイオードに並列接続したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のＬＥＤユニット。
5. 前記各発光ダイオードのカソードにアノードを、前記各発光ダイオードのアノードにカソードをそれぞれ接続するようにして、ツェナー電圧が前記各発光ダイオードの順方向電圧以上のツェナーダイオードを、前記各発光ダイオードに並列接続したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のＬＥＤユニット。
6. 前記電子部品と前記金属板とが、前記金属基板に設けたスルーホールを介して電気的に接続されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のＬＥＤユニット。
7. 前記電子部品がコンデンサ、バリスタ、ツェナーダイオード又は抵抗の内の少なくとも何れか１つからなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のＬＥＤユニット。

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