WO2020085102A1 - 発電機能付照明装置 - Google Patents

発電機能付照明装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020085102A1
WO2020085102A1 PCT/JP2019/040019 JP2019040019W WO2020085102A1 WO 2020085102 A1 WO2020085102 A1 WO 2020085102A1 JP 2019040019 W JP2019040019 W JP 2019040019W WO 2020085102 A1 WO2020085102 A1 WO 2020085102A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
thermoelectric element
lighting device
led
electrode portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/040019
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
後藤　博史
坂田　稔
Original Assignee
株式会社Ｇｃｅインスティチュート
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｇｃｅインスティチュート filed Critical 株式会社Ｇｃｅインスティチュート
Priority to US17/286,871 priority Critical patent/US11221133B2/en
Priority to EP19875979.7A priority patent/EP3872393A4/en
Priority to CN201980069148.1A priority patent/CN112912664A/zh
Priority to JP2020553127A priority patent/JP7105001B2/ja
Publication of WO2020085102A1 publication Critical patent/WO2020085102A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/237—Details of housings or cases, i.e. the parts between the light-generating element and the bases; Arrangement of components within housings or cases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/238—Arrangement or mounting of circuit elements integrated in the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27—Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • F21K9/275—Details of bases or housings, i.e. the parts between the light-generating element and the end caps; Arrangement of components within bases or housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27—Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • F21K9/278—Arrangement or mounting of circuit elements integrated in the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/04—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a generator
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J45/00—Discharge tubes functioning as thermionic generators

Definitions

  • This invention relates to a lighting device with a power generation function.
  • Patent Document 1 discloses a lighting device that generates electric power by using heat generated by light emission of a light emitting element.
  • the lighting device described in Patent Document 1 includes an LED element, a thermoelectric element that generates a temperature difference in the thermoelectric element to generate electricity, and a low-temperature material that causes a temperature difference in the thermoelectric element. .
  • Patent Document 2 includes electrically insulating spherical nano-beads that separate the emitter electrode layer and the collector electrode layer at submicron intervals, and the work function of the emitter electrode layer is made smaller than that of the collector electrode layer. Filling the space between electrodes separated by spherical nano-beads with a dispersion liquid of metallic nanoparticles having a work function intermediate between the layer and the collector electrode layer, and in which metallic nanoparticles having a smaller particle size than the spherical nano-beads are dispersed.
  • the disclosed thermoelectric element is disclosed.
  • thermoelectric element In the thermoelectric element described in Patent Document 1, one electrode of the electrode pair in the thermoelectric element is heated and the other electrode is cooled. By causing a temperature difference between the two electrodes in this way, the thermoelectric element generates electricity.
  • Patent Document 1 in order to actually generate power, in addition to the LED element and the thermoelectric element, a low temperature material that causes a temperature difference in the thermoelectric element and a chiller that cools the low temperature material are separately required. Therefore, the number of parts of the lighting device with a power generation function increases, and the manufacturing cost increases. Moreover, since the lighting device with a power generation function includes the LED element, the thermoelectric element, the low temperature material, and the chiller, the size thereof is also increased. Moreover, in the lighting device with a power generation function, it is necessary to newly increase the area where the low temperature material and the chiller are mounted in addition to the LED element and the thermoelectric element. This also helps increase the size.
  • thermoelectric element In the thermoelectric element disclosed in Patent Document 2, the work function of the emitter electrode layer is made smaller than that of the collector electrode layer, and the metal nanoparticle dispersion liquid is filled into the space between the electrodes separated by the spherical nanobeads. . As a result, the thermoelectric element can generate power without causing a temperature difference in the thermoelectric element.
  • Patent Document 2 discloses a structure of such a thermoelectric element. However, Patent Document 2 does not suggest that the thermoelectric element can be mixedly mounted while suppressing an increase in manufacturing cost of the lighting device and an increase in size.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a lighting device with a power generation function capable of suppressing an increase in manufacturing cost and an increase in size.
  • a lighting device with a power generation function includes a lighting device with a power generation function, which includes an LED element that converts electrical energy into light energy, and a thermoelectric element that converts thermal energy emitted from the LED element into electrical energy.
  • a thermal conductive base having a mounting surface and an open surface facing the mounting surface; and a board wiring electrically insulated from the thermal conductive base on the mounting surface.
  • a heat-conducting LED substrate including, a light-emitting device including the LED element electrically connected to the substrate wiring, a cavity inside, and the heat-conducting material on the open surface of the heat-conducting base.
  • thermoelectric element electrically insulated from the base and thermally coupled to the heat conductive base; a translucent cover provided on the heat sink for housing the light emitting device;
  • thermoelectric element electrically insulated from the heat sink and thermally coupled to the heat sink in the hollow portion of the heat sink; and the thermoelectric element includes a housing portion having a housing portion, and A first electrode portion provided in the housing portion, a second electrode provided in the housing portion, facing the first electrode portion with a space in the first direction and having a work function different from that of the first electrode portion; An electrode part and a work function provided between the first electrode part and the second electrode part in the accommodating part and between the work function of the first electrode part and the work function of the second electrode part. And an intermediate portion including nanoparticles having a.
  • the housing portion is provided on an inner surface of the hollow portion of the heat sink.
  • a lighting device with a power generation function is, in the first aspect, a first connection wiring electrically connected to the first electrode portion and leading the first electrode portion out of the housing portion.
  • a second connection wiring electrically connected to the second electrode portion and leading out the second electrode portion to the outside of the accommodating portion; and a second connection wiring between the first electrode portion and the first connection wiring.
  • Each of the one electrical contact point and the second electrical contact point between the second electrode section and the second connection wiring is provided in the housing section.
  • a lighting device with a power generation function is the illumination device according to the second aspect of the present invention, wherein the housing section faces the first main surface and the first main surface and faces the open surface of the heat conductive base.
  • a lighting device with a power generation function according to a fourth invention is the lighting device with a power generation function according to any one of the first to third inventions, wherein the thermoelectric element includes at least one of a parallel plate type thermoelectric element and a comb tooth type thermoelectric element. Characterize.
  • the illumination device with a power generation function according to a fifth aspect of the present invention is the illumination device with a power generation function according to any one of the first to fourth aspects, wherein the external input power supplied from outside and the auxiliary input power supplied from the thermoelectric element are respectively input. It is characterized by further comprising a power supply circuit that converts each of the external input power and the auxiliary input power that are possible into LED input power and outputs the LED input power to the LED element.
  • the power supply circuit includes a capacitor having one electrode and the other electrode, and the one electrode is a high potential side output node of the external input power.
  • the anode of the LED element and the cathode of the thermoelectric element are electrically coupled, and the other electrode is electrically coupled to the low potential side wiring of the power supply circuit. .
  • the power supply circuit further includes a first switch, a second switch, and a current limiting circuit, wherein the high-potential-side output node is The one electrode is electrically coupled via the first switch, the cathode of the thermoelectric element is electrically coupled to the one electrode via the second switch, and the anode of the LED element is coupled to the one electrode. It is characterized in that it is electrically coupled to the electrodes through a current limiting circuit.
  • the first electrode portion, the second electrode portion having a work function different from that of the first electrode portion, and the second electrode portion are provided in the housing portion of the housing portion of the thermoelectric element.
  • thermoelectric element 1 is provided on the inner surface of the cavity of the heat sink.
  • the cavity is a dead space.
  • the thermoelectric element is incorporated in the lighting device by utilizing its dead space. Accordingly, it is not necessary to newly secure an area for mounting the thermoelectric element in the lighting device, and it is possible to suppress an increase in size of the lighting device.
  • each of the first and second electrical contacts is provided in the housing portion.
  • the housing has a first main surface and a second main surface facing the first main surface and facing the open surface of the heat conductive base.
  • a first substrate is included.
  • each of the first and second external housing terminals is provided on the first main surface of the first substrate.
  • the first main surface can provide a larger area for each of the first and second external housing terminals than the side surface of the housing part, for example. Further, it is easier for the operator to visually recognize the work point or to extract the work point by the work robot, as compared with the side surface of the housing. As a result, for example, the electrical connection work between the thermoelectric element and the lighting device can be facilitated, and, for example, the throughput of the lighting device can be improved. Further, the reliability of assembling the lighting device including the thermoelectric element is also improved.
  • the thermoelectric element includes any one of a parallel plate type thermoelectric element and a comb tooth type thermoelectric element.
  • thermoelectric element is embodied.
  • a power circuit is further provided.
  • the power supply circuit converts external input power supplied from the outside and auxiliary input power supplied from the thermoelectric element into LED input power and outputs the LED input power to the LED element. Thereby, the power consumption of the lighting device with a power generation function can be reduced.
  • the power supply circuit includes a capacitor having one electrode and the other electrode. Meanwhile, the electrode is electrically coupled to the high potential node, the anode of the LED element, and the cathode of the thermoelectric element. The other electrode is electrically coupled to the low potential node, the cathode of the LED element, and the anode of the thermoelectric element.
  • the power supply circuit further includes a first switch, a second switch, and a current limiting circuit.
  • the high potential node is electrically coupled to the one electrode through the first switch.
  • the cathode of the thermoelectric element is electrically coupled to the one electrode via the second switch.
  • the anode of the LED element is electrically coupled to the one electrode via a current limiting circuit.
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing an example of a lighting device with a power generation function according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a schematic view showing a part of FIG. 1A as a cross section.
  • FIG. 2 is a schematic exploded cross-sectional view showing an exploded example of the lighting device with a power generation function according to the first embodiment.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are schematic cross-sectional views showing a first example of the thermoelectric element.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of joining.
  • FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing an example of the intermediate portion.
  • FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing another example of the intermediate portion.
  • FIG. 6C are schematic cross-sectional views showing an example of the thermoelectric element according to the first modification.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of joining.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the slit.
  • 9A and 9B are schematic cross-sectional views showing an example of solvent injection.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing a first example of the heat conductive base.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing a second example of the heat conductive base.
  • FIG. 12A is a schematic diagram showing an example of a lighting device according to the first modification.
  • FIG. 12B is a schematic cross-sectional view taken along the line XIIB-XIIB in FIG.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram which shows an example of the illuminating device with a power generation function which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic circuit diagram showing an example of a lighting device with a power generation function according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic circuit diagram which shows an example of the illuminating device with a power generation function which concerns on the 1st modification of 2nd Embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic diagram schematically showing the relationship between temperature and luminous efficiency and the relationship between temperature and power generation efficiency.
  • FIG. 17 is a schematic circuit diagram showing an example of a light emitting device with a power generation function according to a second modification of the second embodiment.
  • the height direction is the first direction Z and intersects the first direction Z, for example, one orthogonal plane direction is the second direction X, and intersects each of the first direction Z and the second direction X.
  • another plane direction orthogonal to each other is defined as a third direction Y.
  • common parts are designated by common reference numerals, and overlapping description will be omitted.
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing an example of a lighting device with a power generation function according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a schematic view showing a part of FIG. 1A as a cross section.
  • FIG. 2 is a schematic exploded cross-sectional view showing an exploded example of the lighting device with a power generation function according to the first embodiment.
  • an illumination device with a power generation function (hereinafter, abbreviated as an illumination device) 400 according to the first embodiment includes an LED (Light Emitting Diode) element 210. And thermoelectric element 1.
  • the LED element 210 converts electric energy into light energy.
  • the thermoelectric element 1 converts the thermal energy emitted from the LED element 210 into electric energy.
  • the lighting device 400 includes the light emitting device 200, a heat sink 401, a translucent cover 402, and the thermoelectric element 1.
  • the lighting device 400 further includes a power supply circuit 300.
  • the light emitting device 200 includes an LED element 210 and a heat conductive LED substrate 220.
  • the heat conductive LED substrate 220 includes a heat conductive base 221, a first substrate wiring 222a, and a second substrate wiring 222b.
  • the heat conductive base 221 has a mounting surface 221a and an open surface 222b facing the mounting surface 221a.
  • the first and second substrate wirings 222a and 222b are provided on the mounting surface 221a while being electrically insulated from the heat conductive base 221.
  • the LED element 210 is electrically connected to the first and second substrate wirings 222a and 222b.
  • the heat sink 401 is provided on the open surface 221b of the heat conductive base 221.
  • the heat sink 401 is electrically insulated from the heat conductive base 221, and is thermally coupled to the heat conductive base 221.
  • the heat sink 401 has, for example, a cylindrical shape and has a hollow portion 401a inside.
  • the heat sink 401 is made of a material having high thermal conductivity. Examples of the material include aluminum, copper, an alloy of aluminum and copper, and the like.
  • the translucent cover 402 is provided on the heat sink 401.
  • the translucent cover 402 houses the light emitting device 200.
  • thermoelectric element 1 is provided on the inner surface 401b of the cavity 401a of the heat sink 401. As a result, the thermoelectric element 1 is housed in the hollow portion 401a of the heat sink 401. The thermoelectric element 1 is bonded to the inner surface 401b with, for example, the bonding member 30. The thermoelectric element 1 is electrically insulated from the heat sink 401 and is thermally coupled to the heat sink 401. The thermoelectric element 1 outputs the auxiliary input power Pina. The thermoelectric element 1 is used as, for example, an auxiliary power source of the lighting device 400.
  • the power supply circuit 300 is housed, for example, in the hollow portion 401 a of the heat sink 401.
  • the power supply circuit 300 is configured to be able to input each of the external input power Pin and the auxiliary input power Pina.
  • the external input power Pin is power supplied from outside the light emitting device 200.
  • the external input power Pin is supplied from an external power supply, for example, a commercial power supply 310.
  • the external power source and the commercial power source 310 may be a battery.
  • the auxiliary input power Pina is supplied from the thermoelectric element 1.
  • the power supply circuit 300 converts each of the external input power Pin and the auxiliary input power Pina into the LED input power Pout, and outputs the LED input power Pout to the LED element 210.
  • the light emitting device 200 is used as a light source of the lighting device 400.
  • a first example of the lighting device 400 is a light bulb type LED lamp.
  • the light bulb type LED lamp according to the first example includes, for example, a power supply circuit 300 and a base 403.
  • the base portion 403 is provided on a portion of the heat sink 401 opposite to the side where the light emitting device 200 is attached.
  • the base portion 403 is detachable from and electrically connectable to a socket (not shown).
  • the base 403 is electrically insulated from the heat sink 401.
  • the power supply circuit 300 includes a circuit board 320, an electronic component 330, and first to sixth external terminals 331a to 331f. including.
  • the electronic component 330 is provided on the circuit board 320.
  • the electronic component 330 is a circuit element that constitutes the power supply circuit 300. Examples of circuit elements include resistors, capacitors, coils, diodes, transistors, transformers, and regulators. Note that the electronic component 330 may be provided on the circuit board 320 by using, for example, the front surface and the back surface of the circuit board 320, as illustrated in FIG. 2.
  • Each of the first to sixth external terminals 331a to 331f is provided on the circuit board 320.
  • the first external terminal 331a is electrically connected to the shell 410 of the base 403 via the first lead wire 321a.
  • the second external terminal 331b is electrically connected to the eyelet 411 of the base 403 via the second lead wire 321b.
  • the third external terminal 331c is electrically connected to the cathode K of the thermoelectric element 1 via the third lead wire 321c.
  • the fourth external terminal 331d is electrically connected to the anode A of the thermoelectric element 1 via the fourth lead wire 321d.
  • the fifth external terminal 331e is electrically connected to the anode A of the LED element 210 via the fifth lead wire 321e.
  • the sixth external terminal 331f is electrically connected to the cathode K of the LED element 210 via the sixth lead wire 321f.
  • Each of the first to sixth lead wires 321a to 321f is provided in the cavity 401a.
  • the heat conductive LED substrate 220 includes a heat conductive base 221, a first substrate wiring 222a, and a second substrate wiring 222b.
  • a material having high heat conductivity is used for the heat conductive base 221. Examples of the material include aluminum, copper, an alloy of aluminum and copper, and the like.
  • the thickness of the heat conductive base 221 along the first direction Z is, for example, 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the heat conductive base 221 has a mounting surface 221a and an open surface 221b. The open surface 221b faces the mounting surface 221a.
  • Each of the first and second substrate wirings 222a and 222b is provided on the mounting surface 221a of the heat conductive base 221 and electrically insulated from the heat conductive base 221.
  • an insulator 223 is provided on the mounting surface 221a of the heat conductive base 221.
  • Each of the first and second substrate wirings 222a and 222b is provided on the insulator 223, for example.
  • the first and second substrate wirings 222a and 222b are electrically insulated from the heat conductive base 221.
  • an insulating ceramic having good heat resistance, an insulating resin having good heat resistance, or the like can be given.
  • An example of an insulating ceramic is aluminum oxide.
  • the insulating resin are epoxy resin, PEEK (Poly Ether Ether Ketone), PEI (Poly Ether Imide), and the like.
  • a well-known one can be used for the heat conductive LED substrate 220.
  • the LED element 210 is electrically connected to the first and second substrate wirings 222a and 222b.
  • One or more LED elements 210 are provided on the heat conductive base 221.
  • the LED element 210 includes an LED chip 211, a package substrate 212, a reflector 213, a transparent encapsulating resin 214, a first electrode wiring 215a, and a second electrode wiring 215b.
  • the LED element 210 is an LED package.
  • the LED chip 211 is provided on the package substrate 212.
  • the reflector 213 is provided on the package substrate 212 and surrounds the LED chip 211.
  • the translucent encapsulating resin 214 encapsulates the LED chip 211.
  • the LED element 210 is a white LED
  • at least one monochromatic LED chip 211 is encapsulated by the translucent encapsulating resin 214 while the package substrate 212 is the bottom and the reflector 213 is the wall.
  • a phosphor is dispersed in the transparent encapsulating resin 214.
  • the LED element 210 is a full-color LED
  • at least three LED chips 211 corresponding to red, green, and blue (RGB) each have a package substrate 212 as a bottom, a reflector 213 as a wall, and a translucent encapsulation. It is encapsulated by resin 214. In the case of a full-color LED, the translucent encapsulating resin 214 may not have the phosphor dispersed therein.
  • the first electrode wiring 215a is provided on the package substrate 212.
  • the first electrode wiring 215a guides, for example, the anode (A) of the LED chip 211 to the outside of the reflector 213 and the transparent encapsulating resin 214.
  • the first electrode wiring 215a is electrically connected to the first substrate wiring 222a.
  • the second electrode wiring 215b is provided on the package substrate 212.
  • the second electrode wiring 215b guides, for example, the cathode (K) of the LED chip 211 to the outside of the reflector 213 and the transparent encapsulating resin 214.
  • the second electrode wiring 215b is electrically connected to the second substrate wiring 222b.
  • a well-known LED element 210 can be used.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are schematic cross-sectional views showing a first example of the thermoelectric element.
  • the schematic cross section shown in FIG. 3A is taken along the line IIIA-IIIA in FIG.
  • the schematic cross section shown in FIG. 3B is taken along the line IIIB-IIIB in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of joining.
  • FIG. 4 corresponds to the schematic cross section shown in FIG.
  • the thermoelectric element 1 includes a housing portion 10, a first electrode portion 11, a second electrode portion 12, and an intermediate portion 14.
  • the housing 10 is provided on the open surface 221b of the heat conductive base 221.
  • the housing unit 10 is adhered onto the open surface 221b by, for example, an adhesive member 30 (FIG. 2).
  • the casing 10 is fixed to the open surface 221b with a brazing material such as solder.
  • the thickness Tz of the thermoelectric element 1 along the first direction Z is about 20 ⁇ m to about 6 mm (FIG. 2).
  • the housing unit 10 includes a first substrate 10a and a second substrate 10b.
  • the thickness of each of the first and second substrates 10a and 10b along the first direction Z is, for example, 10 ⁇ m or more and 2 mm or less.
  • a plate-shaped material having an insulating property can be selected. Examples of the insulating material include silicon, quartz, glass such as Pyrex (registered trademark), insulating resin, and the like.
  • the first and second substrates 10a and 10b may be, for example, a flexible film, as well as a thin plate.
  • first and second substrates 10a or 10b are formed into a flexible film
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • polyimide or the like
  • the first and second substrates 10a and 10b do not have to be insulative.
  • the surface of the semiconductor substrate or the metal substrate may be covered with, for example, an insulating film.
  • a substrate with an insulating film for example, a substrate in which a silicon oxide (for example, SiO 2 ) film is formed on the surface of a silicon (Si) substrate can be mentioned.
  • the first substrate 10a includes, for example, a first support portion 13a.
  • the first support portion 13a extends from the first substrate 10a along the first direction Z toward the second substrate 10b.
  • the planar shape of the first support portion 13a is an L-shape that extends in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z.
  • the second substrate 10b includes, for example, the second support portion 13b.
  • the second support portion 13b extends from the second substrate 10b along the first direction Z toward the first substrate 10a.
  • the planar shape of the second support portion 13b is an L shape extending in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z.
  • each of the first and second support portions 13a and 13b along the first direction Z is, for example, 10 nm or more and 10 ⁇ m or less.
  • the 2nd support part 13b and the 1st support part 13a are separated, for example via two slits 17a and 17b.
  • the first and second support portions 13a and 13b may be provided integrally with the first and second substrates 10a and 10b, or may be provided separately.
  • the materials of the first and second support portions 13a and 13b are the same as those of the first and second substrates 10a and 10b.
  • examples of the material of the first and second support portions 13a and 13b include silicon oxide and polymer.
  • examples of polymers include polyimide, PMMA (Polymethylmethacrylate), polystyrene, and the like.
  • the slits 17a and 17b are sealed by sealing members 31a and 31b, respectively.
  • the sealing members 31a and 31b may be integrated.
  • the sealing member 31a and the sealing member 31b become one sealing member 31, and are provided in an annular shape along the outer side surfaces of the first and second support portions 13a and 13b.
  • An insulating resin can be mentioned as an example of the material of the sealing members 31a and 31b.
  • An example of the insulating resin is a fluorine-based insulating resin.
  • the first electrode portion 11 is provided inside the housing portion 10d.
  • the first electrode portion 11 is provided on the first substrate 10a.
  • the 2nd electrode part 12 is provided in the accommodating part 10d.
  • the second electrode portion 12 is provided on the second substrate 10b.
  • the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 form a pair of parallel plate type electrode pairs.
  • the thermoelectric element 1 is a parallel plate type thermoelectric element.
  • the first electrode portion 11 contains, for example, platinum (work function: about 5.65 eV).
  • the second electrode portion 12 contains, for example, tungsten (work function: about 4.55 eV).
  • the electrode part having a large work function functions as the anode A (collector electrode), and the electrode part having a small work function functions as the cathode K (emitter electrode).
  • the first electrode portion 11 is the anode A and the second electrode portion 12 is the cathode K.
  • the electron emission phenomenon due to the absolute temperature, which occurs between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 having a work function difference, is used.
  • thermoelectric element 1 can convert thermal energy into electrical energy even when the temperature difference between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 is small. Furthermore, the thermoelectric element 1 can convert thermal energy into electrical energy even when there is no temperature difference between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12.
  • the first electrode portion 11 may be the cathode K and the second electrode portion 12 may be the anode A.
  • each of the first and second electrode portions 11 and 12 along the first direction Z is, for example, 1 nm or more and 1 ⁇ m or less. More preferably, it is 1 nm or more and 50 nm or less.
  • the respective materials of the first and second electrode portions 11 and 12 can be selected from the following metals, for example. Platinum (Pt) Tungsten (W) Aluminum (Al) Titanium (Ti) Niobium (Nb) Molybdenum (Mo) Tantalum (Ta) Rhenium (Re) In the thermoelectric element 1, a work function difference may be generated between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12. Therefore, it is possible to select a metal other than the above as the material of the first electrode portions 11 and 12.
  • alloys, intermetallic compounds, and metal compounds can be selected as the materials for the first and second electrode portions 11 and 12.
  • the metal compound is a combination of a metal element and a non-metal element.
  • metal compounds include lanthanum hexaboride (LaB 6 ).
  • non-metal conductive material examples include silicon (Si: for example, p-type Si or n-type Si), and carbon-based materials such as graphene.
  • the refractory metal is, for example, W, Nb, Mo, Ta, or Re.
  • Pt is used for the first electrode portion (anode A) 11, for example, it is preferable to use at least one of Al, Si, Ti, and LaB 6 for the second electrode portion (cathode K) 12.
  • the melting points of Al and Ti are lower than those of the above high melting point metals. Therefore, it is possible to obtain the advantage that each of Al and Ti is easier to process than the above-mentioned refractory metal.
  • thermoelectric element 1 is easier to form than the above refractory metals. Therefore, from Si, in addition to the ease of processing, the productivity of the thermoelectric element 1 can be further improved.
  • the melting point of LaB 6 is higher than Ti and Nb.
  • the melting point of LaB 6 is lower than W, Mo, Ta, and Re.
  • LaB 6 is easier to process than W, Mo, Ta, and Re.
  • the work function of LaB 6 is about 2.5 to 2.7 eV.
  • LaB 6 is more likely to emit electrons than the refractory metal. Therefore, the advantage that the power generation efficiency of the thermoelectric element 1 can be further improved can be further obtained from LaB 6 .
  • each of the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 may be a single layer structure containing the above material or a laminated structure containing the above material.
  • the thermoelectric element 1 further includes a first connection wiring 15a and a second connection wiring 16a.
  • the first connection wiring 15a is electrically connected to the first electrode portion 11 inside the housing portion 10d.
  • the first electrical contact 11a between the first electrode portion 11 and the first connection wiring 15a is provided inside the housing portion 10d.
  • the planar shape of the first connection wiring 15a is an L-shape extending in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z. is there. This is almost the same as the planar shape of the first support portion 13a.
  • the first connection wiring 15a is bonded to the first bonding metal 18a between the first support portion 13a and the second substrate 10b.
  • the first bonding metal 18a is provided on the second substrate 10b.
  • the planar shape of the first bonding metal 18a is an L-shape that extends in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z. This is almost the same as the planar shape of the first connection wiring 15a on the board bonding surface 13aa.
  • the second connection wiring 16a is electrically connected to the second electrode portion 12 inside the housing portion 10d.
  • the second electrical contact 12a between the second electrode portion 12 and the second connection wiring 16a is provided inside the housing portion 10d.
  • the planar shape of the second connection wiring 16a is an L-shape extending in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z. is there. This is almost the same as the planar shape of the second support portion 13b.
  • the second connection wiring 16a is bonded to the second bonding metal 18b between the second support portion 13b and the first substrate 10a.
  • the second bonding metal 18a is provided on the first substrate 10a.
  • the planar shape of the second bonding metal 18b is an L shape extending in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z. This is almost the same as the planar shape of the second connection wiring 16a on the board bonding surface 13ba.
  • the first and second bonding metals 18a and 18b include, for example, a metal that can be bonded to the first and second connection wirings 15a and 16a.
  • the second substrate 10b is bonded by the first connection wiring 15a and the first bonding metal 18a, and the second connection wiring 16a and the second bonding metal 18b. It can be bonded to the first substrate 10a.
  • the housing portion 10 is provided with the housing portion 10d.
  • the first and second connection wirings 15a and 16a and the first and second bonding metals 18a and 18b are respectively It can be joined to the first and second joining metals 18a and 18b by thermocompression bonding.
  • Each of the first and second connection wirings 15a and 16a and the first and second bonding metals 18a and 18b may be, for example, a metal or alloy capable of thermocompression bonding, eutectic bonding, etc., in addition to gold. Can be used.
  • the work function of the metal or alloy used for each of the first and second connection wirings 15a and 16a and the first and second bonding metals 18a and 18b is the work function of the first electrode unit 11 and the work function of the second electrode. It is preferably between the work function of the electrode portion 12 and, for example, from the viewpoint of suppressing a decrease in power generation efficiency.
  • the work function of the generated intermetallic compound is the same as the work function of the first electrode unit 11 It is preferably between the work function of the two-electrode part 12.
  • the first connection wiring 15a is further provided on each of the inner side surface of the first supporting portion 13a, the board bonding surface 13aa, and the outer side surface of the first supporting portion 13a.
  • the first connection wiring 15a leads the first electrode portion 11 out of the housing portion 10d.
  • the second connection wiring 16a is further provided on the inner side surface of the second support portion 13b and on the substrate bonding surface 13aa.
  • the second connection wiring 16a leads the second electrode portion 12 out of the housing portion 10d.
  • the first substrate 10a has a first main surface 10af and a second main surface 10ab.
  • the second main surface 10ab faces the first main surface 10af and faces the open surface 221b of the heat conductive base 221.
  • the second main surface 10ab is bonded to the open surface 221b by, for example, the adhesive member 30.
  • the second main surface 10ab is fixed on the open surface 221b by, for example, a brazing material.
  • Each of the first external housing terminal 101 and the second external housing terminal 102 is provided on the first main surface 10af of the first substrate 10a.
  • the first external housing terminal 101 is electrically connected to the first connection wiring 15a.
  • the second external housing terminal 102 is electrically connected to the second connection wiring 16a.
  • the first main surface 10af has, for example, a portion protruding outward from each of the first and second support portions 13a and 13b.
  • the first external housing terminal 101 is provided, for example, in a portion protruding outward from the first support portion 13a of the first main surface 10af.
  • the second external housing terminal 102 is provided, for example, in a portion of the first main surface af that projects outward from the second support portion 13b.
  • the first external housing terminal 101 uses the pattern of the first connection wiring 15a and is made of the same conductive material as the first connection wiring 15a.
  • the second external housing terminal 102 uses the pattern of the second bonding metal 18b and is made of the same conductive material as the second bonding metal 18b.
  • FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing an example of the intermediate portion.
  • FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing another example of the intermediate portion.
  • the intermediate portion 14 is provided between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 in the housing portion 10d.
  • the intermediate portion 14 includes nanoparticles having a work function between that of the first electrode portion 11 and that of the second electrode portion 12.
  • the intermediate portion 14 is, for example, a portion that moves the electrons emitted from the second electrode portion (cathode K) 12 to the first electrode portion (anode A) 11.
  • An inter-electrode gap G is set between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 along the first direction Z.
  • the inter-electrode gap G is set by the thickness of each of the first and second support portions 13a and 13b along the first direction Z.
  • An example of the width of the interelectrode gap G is, for example, a finite value of 10 ⁇ m or less. The smaller the width of the inter-electrode gap G, the more efficiently electrons e can be emitted from the second electrode portion (cathode K) 12, and the second electrode portion 12 to the first electrode portion (anode A) 11, It can be moved efficiently. Therefore, the power generation efficiency of the thermoelectric element 1 is improved.
  • the width of the interelectrode gap G is preferably narrow.
  • the width of the interelectrode gap G is more preferably, for example, 10 nm or more and 100 nm or less.
  • the width of the inter-electrode gap G and the thickness of the first supporting portion 13a to the third supporting portion 13c along the first direction Z are substantially equivalent.
  • the intermediate portion 14 includes, for example, a plurality of nanoparticles 141 and a solvent 142.
  • the plurality of nanoparticles 141 are dispersed in the solvent 142.
  • the intermediate portion 14 is obtained, for example, by filling the gap portion 140 with the solvent 142 in which the nanoparticles 141 are dispersed.
  • the particle diameter of the nanoparticles 141 is smaller than the interelectrode gap G.
  • the particle diameter of the nanoparticles 141 is, for example, a finite value that is 1/10 or less of the interelectrode gap G.
  • the intermediate portion 14 including the nanoparticles 141 can be easily formed in the gap portion 140. This improves workability in producing the thermoelectric element 1.
  • the nanoparticles 141 include, for example, a conductive material.
  • the work function value of the nanoparticles 141 is, for example, between the work function value of the first electrode portion 11 and the work function value of the second electrode portion 12.
  • the work function value of the nanoparticles 141 is in the range of 3.0 eV or more and 5.5 eV or less.
  • At least one of gold and silver can be selected as an example of the material of the nanoparticles 141.
  • the work function value of the nanoparticles 141 may be between the work function value of the first electrode portion 11 and the work function value of the second electrode portion 12. Therefore, as the material of the nanoparticles 141, it is possible to select a conductive material other than gold and silver.
  • the particle diameter of the nanoparticles 141 is, for example, a finite value that is 1/10 or less of the interelectrode gap G. Specifically, the particle diameter of the nanoparticles 141 is 2 nm or more and 10 nm or less. Further, the nanoparticles 141 may have a particle diameter of, for example, an average particle diameter (for example, D50) of 3 nm or more and 8 nm or less.
  • the average particle size can be measured by using, for example, a particle size distribution measuring device.
  • a particle size distribution measuring device using a laser diffraction scattering method for example, Nanotrac Wave II-EX150 manufactured by Microtrac BEL may be used.
  • the nanoparticles 141 have, for example, an insulating film 141a on the surface thereof.
  • At least one of an insulating metal compound and an insulating organic compound can be selected as an example of the material of the insulating film 141a.
  • the insulating metal compound include silicon oxide and alumina.
  • the insulating organic compound include alkanethiol (for example, dodecanethiol) and the like.
  • the thickness of the insulating film 141a is a finite value of 20 nm or less, for example.
  • the electrons e are, for example, between the second electrode portion (cathode K) 12 and the nanoparticles 141, and between the nanoparticles 141 and the first electrode portion. It is possible to move between (Anode A) 11 by utilizing the tunnel effect. Therefore, for example, improvement in power generation efficiency of the thermoelectric element 1 can be expected.
  • the solvent 142 for example, a liquid having a boiling point of 60 ° C. or higher can be used. Therefore, in the environment of room temperature (for example, 15 ° C. to 35 ° C.) or higher, the vaporization of the solvent 142 can be suppressed even when the thermoelectric element 1 is used. Thereby, the deterioration of the thermoelectric element 1 due to the evaporation of the solvent 142 can be suppressed.
  • the liquid at least one of an organic solvent and water can be selected. Examples of organic solvents include methanol, ethanol, toluene, xylene, tetradecane, and alkanethiol.
  • the solvent 142 is preferably a liquid having a high electric resistance value and an insulating property.
  • the intermediate portion 14 may not include the solvent 142 but may include only the nanoparticles 141. Since the intermediate portion 14 includes only the nanoparticles 141, it is not necessary to consider vaporization of the solvent 142 even when the thermoelectric element 1 is used in a high temperature environment. This makes it possible to suppress the deterioration of the thermoelectric element 1 in a high temperature environment.
  • thermoelectric element 1 When thermal energy is applied to the thermoelectric element 1, electrons e are emitted from the second electrode portion (cathode K) 12 toward the intermediate portion 14, for example. The emitted electrons e move from the intermediate portion 14 to the first electrode portion (anode A) 11. The current flows from the first electrode portion 11 toward the second electrode portion 12. In this way, thermal energy is converted into electrical energy.
  • the thermoelectric element 1 includes the first electrode portion 11 and the second electrode portion having a work function different from that of the first electrode portion 11 in the housing portion 10d of the housing portion 10. 12 and an intermediate portion 14 including nanoparticles 141 having a work function between the work function of the first electrode portion 11 and the work function of the second electrode portion 12.
  • the thermoelectric element 1 can generate electricity without causing a temperature difference in the thermoelectric element 1. Therefore, a low temperature material and a chiller for cooling the low temperature material are unnecessary. As a result of eliminating the need for the low-temperature material and the chiller for cooling the low-temperature material, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the lighting device 400 and an increase in the size of the lighting device 400.
  • thermoelectric element 1 is provided on the inner surface 401b of the cavity 401a of the heat sink 401.
  • the hollow portion 401a is a dead space. Therefore, the thermoelectric element 1 is incorporated in the lighting device 400 by utilizing its dead space. Accordingly, it is not necessary to newly secure an area in which the thermoelectric element 1 is mounted in the lighting device 400, and it is possible to suppress an increase in size of the lighting device 400.
  • thermoelectric element 1 is incorporated into the lighting device 400, for example, during handling of the thermoelectric element 1, during mounting work of the thermoelectric element 1, the first and second electrical contacts 11a and 12a are broken, It is possible to suppress damage. Accordingly, it is possible to reduce the loss of the thermoelectric element 1 that may occur during the manufacturing of the lighting device 400.
  • the casing 10 includes a first substrate 10a having a first main surface 10af and a second main surface 10ab that faces the first main surface 10af and faces the open surface 221b of the heat conductive base 221. Including. Then, each of the first and second external housing terminals 101 and 102 is provided on the first main surface 10af of the first substrate 10a.
  • the first main surface 10af can provide a larger area for each of the first and second external housing terminals 101 and 102 than the side surface of the housing unit 10, for example. Further, as compared with the side surface of the casing 10, it is easier for the operator to visually recognize the work point or to extract the work point by the work robot.
  • the electrical connection work between the thermoelectric element 1 and the lighting device 400 can be facilitated, and, for example, the throughput of the lighting device 400 can be improved. Further, the reliability of assembling the lighting device 400 including the thermoelectric element 1 is also improved. In addition, when the lighting device 400 further includes the power supply circuit 300, the electrical connection work between the thermoelectric element 1 and the power supply circuit 300 can be facilitated.
  • the power supply circuit 300 converts the external input power Pin supplied from the outside and the auxiliary input power Pina supplied from the thermoelectric element 1 into LED input power and outputs the LED input power to the LED element 210. As a result, the power consumption of the lighting device 400 can be reduced.
  • the auxiliary input power Pina generated by the thermoelectric element 1 can be used as an emergency power source.
  • a lighting device 400 can be turned on without a power source during a power failure. That is, according to the lighting device 400, for example, the lighting device 400 can be turned on without a power source for a period of time determined by the Fire Service Law of Japan or longer. Accordingly, the lighting device 400 can be used as a light source for emergency lighting such as an evacuation passage or a guide light. Moreover, in the event of a power failure, it can be lit for a longer period of time as compared with a regular-emergency combined illumination device that has a built-in battery or storage battery that can be lit only during a dischargeable time.
  • the first modified example relates to the modification of the thermoelectric element.
  • FIGS. 6A to 6C are schematic cross-sectional views showing an example of the thermoelectric element according to the first modification.
  • the schematic cross section shown in FIG. 6A is along the line VIA-VIA in FIG.
  • the schematic cross section shown in FIG. 6B is taken along the line VIB-VIB in FIG. 6C.
  • the schematic cross section shown in FIG. 6C is taken along the line VIC-VIC in FIGS. 6A and 6B.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of joining.
  • FIG. 7 corresponds to the schematic cross section shown in FIG.
  • thermoelectric element 1b according to the first modification is different from the thermoelectric element 1 in that the planar shape of the first electrode portion 11 viewed from the first direction Z is as follows.
  • planar shape of the second electrode portion 12 viewed from the first direction Z is a comb tooth shape.
  • the respective comb tooth portions of the first and second electrode portions 11 and 12 extend along the third direction Y.
  • the directions of the comb teeth of the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 are opposite to each other.
  • the comb-teeth portion of the first electrode portion 11 and the comb-teeth portion of the second electrode portion 12 mesh with each other while being separated from each other.
  • the inter-electrode gap G is defined between the comb tooth portion of the first electrode portion 11 and the comb tooth portion of the second electrode portion 12.
  • the direction in which the inter-electrode gap G is defined is the two directions of the second direction X (inter-electrode gap Gx) and the third direction Y (inter-electrode gap Gy) (FIG. 10 (c)). ).
  • thermoelectric element 1b having a comb tooth type electrode in addition to the thermoelectric element 1 having a parallel plate type electrode, the thermoelectric element 1b having a comb tooth type electrode can be used.
  • thermoelectric element 1b since the first and second electrode portions 11 and 12 are comb-teeth type, as compared with the parallel plate type thermoelectric element 1, the variation in the inter-electrode gap G due to the heat of the LED element 210 is further reduced. Less. Thereby, for example, the thermoelectric element 1b can further obtain the advantage that it is easy to suppress a minute variation in the power generation efficiency as compared with the thermoelectric element 1.
  • thermoelectric element 1b has been further devised as follows.
  • the housing 10 includes the first substrate 10a and the lid 10c-The first electrode portion 11, the second electrode portion 12, the first connection wiring 15a, and the second connection wiring 16a, respectively. Being Provided on First Main Surface 10af
  • thermoelectric element 1b will be described in more detail.
  • the lid 10c includes a third support portion 13c.
  • the third support portion 13c extends from the lid body 10c along the first direction Z toward the first substrate 10a.
  • the planar shape of the third support portion 13a is a frame shape when viewed in the first direction Z.
  • the lid 10c may be provided integrally with the third support portion 13c or may be provided separately.
  • Each of the first and second electrode portions 11 and 12 is provided inside the housing portion 10d.
  • the housing portion 10d encloses a flat surface extending in the second direction X and the third direction Y with the lid body 10c, and encloses the flat surface extending in the second direction X and the third direction Y with the third support portion 13c to form a housing. Obtained in part 10.
  • the first connection wiring 15a is electrically connected to the first electrode portion 11 inside the housing portion 10d.
  • the second connection wiring 16a is electrically connected to the second electrode portion 12 inside the housing portion 10d.
  • the second electrical contact 12a between the second electrode portion 12 and the second connection wiring 16a is provided inside the housing portion 10d.
  • the planar shape of the first connection wiring 15a is an L-shape extending in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z. is there.
  • the first connection wiring 15a is joined to the first joining metal 18a between the third support portion 13c and the first substrate 10a.
  • the first bonding metal 18a is provided on the substrate bonding surface 13ca of the lid 10c.
  • the planar shape of the first bonding metal 18a is an L-shape that extends in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z. This is almost the same as the planar shape of the first connection wiring 15a on the substrate bonding surface 13ca.
  • the planar shape of the second connection wiring 16a is an L-shape extending in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z. is there.
  • the second connection wiring 16a is bonded to the second bonding metal 18b between the third support portion 13c and the first substrate 10a.
  • the second bonding metal 18b is provided on the substrate bonding surface 13ca of the lid 10c.
  • the planar shape of the second bonding metal 18b is an L shape extending in each of the second direction X and the third direction Y when viewed from the first direction Z. This is almost the same as the planar shape of the second connection wiring 16a on the board bonding surface 13ca.
  • the lid body 10c is connected to the first connection wiring 15a and the first bonding metal 18a by bonding, and the second connection wiring 16a and the second bonding metal 18b by bonding. It can be bonded to one substrate 10a. Then, the housing portion 10 is provided with the housing portion 10d.
  • the first connection wiring 15a and the second connection wiring 16a are separated from each other on the first main surface 10af via slits 17a and 17b so as not to contact each other.
  • the first and second bonding metals 18a and 18b may be electrically connected to the first and second connection wirings 15a and 16a, respectively.
  • the first joining metal 18a and the second joining metal 18b may be separated via the slits 17a and 17b so as not to contact each other. Good. Accordingly, it is possible to suppress a short circuit between the first connection wiring 15a and the second connection wiring 16a via the first and second bonding metals 18a and 18b.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the slit.
  • the schematic cross section shown in FIG. 8 is taken along the line VIII-VIII in FIG.
  • the slits 17a and 17b generate a minute clearance 17c in the thermoelectric element 1b. Therefore, the solvent 142 injected into the gap 140 may leak from the minute gap. Therefore, as shown in FIG. 10C, even if the sealing members 31a and 31b are provided between the first substrate 10a and the lid 10c and the slits 17a and 17b are closed by the sealing members 31a and 31b, respectively. Good. This can prevent the solvent 142 from leaking through the slits 17a and 17b.
  • thermoelectric element 1b a gap Gel1 along the first direction Z is provided between the first electrode portion 11 and the lid 10c, and a gap Gel2 is provided between the second electrode portion 12 and the lid 10c. ing.
  • the first and second electrode portions 11 and 12 are housed in the housing portion 10d without causing a gap between the lid body 10c and the first substrate 10a.
  • the length of the gap Gel1 and the length of the gap Gel2 may be set to be equal to each other or may be set to be different from each other. In the latter case, for example, in order to increase the difference between the work function of the first electrode portion 11 and the work function of the second electrode portion 12, coating or surface modification is performed on the surface of one of the electrode portions. It is seen when surface treatment such as. Alternatively, it is seen when the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 made of different materials are simultaneously formed by one etching process.
  • FIG. 9A and 9B are schematic cross-sectional views showing an example of solvent injection.
  • the schematic cross section shown in FIG. 9A corresponds to the schematic cross section shown in FIG.
  • the schematic cross section shown in FIG. 9B corresponds to the schematic cross section shown in FIG.
  • the lid 10c may be provided with a first filling hole 71a and a second filling hole 71b.
  • the first and second filling holes 71a and 71b are used, for example, for injecting the solvent 142 into the gap portion 140.
  • the solvent 142 causes the solvent 142 to pass through the gaps Gel1 and Gel2. It comes to wrap around between 11 and the 2nd electrode part 12. Thereby, the advantage that the solvent 142 is easily filled between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 can be obtained.
  • the solvent 142 is injected into the gap portion 140 from the first filling hole 71a, for example.
  • the other second filling hole 71b is used, for example, as an air vent hole. Further, the solvent 142 may be injected from the first filling hole 71a while evacuating the inside of the gap 140 via the second filling hole 71b.
  • thermoelectric element 1b having the comb tooth type electrodes in addition to the thermoelectric element 1 having the parallel plate type electrodes, the thermoelectric element 1b having the comb tooth type electrodes can be used.
  • the second modification relates to the deformation of the heat conductive base.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing a first example of the heat conductive base.
  • the planar shape of the heat conductive base 221 of the light emitting device 200b according to the second modification viewed from the first direction Z is, for example, a circle.
  • a plurality of LED elements 210 are arranged, for example, in an annular shape on the circular heat conductive base 221.
  • the number of LED elements 210 arranged is arbitrary. Further, the arrangement pattern of the LEDs is not limited to the ring shape, but is arbitrary.
  • the heat conductive base 221 may be a heat conductive base having a circular planar shape.
  • the third modification example relates to a modification of the light emitting device.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing a second example of the light emitting device according to the third modification.
  • the planar shape of the heat conductive base 221 of the light emitting device 200c according to the third modification as viewed from the first direction Z is a rectangle.
  • a plurality of LED elements 210 are arranged, for example, in a matrix on the rectangular heat conductive base 221.
  • the plurality of LED elements 210 are arranged in 2 rows ⁇ 4 columns.
  • the number of LED elements 210 arranged is arbitrary.
  • the arrangement pattern of the LEDs is not limited to the ring shape of 2 rows ⁇ 4 columns.
  • the heat conductive base 221 may be a heat conductive base having a rectangular planar shape.
  • FIG. 12A is a schematic diagram showing an example of a lighting device according to the first modification.
  • FIG. 12B is a schematic cross-sectional view taken along the line XIIB-XIIB in FIG.
  • a lighting device 400b is a straight tube LED lamp.
  • the straight tube LED lamp includes a light emitting device 200, a heat sink 401, a translucent cover 402, a pair of base portions 403a and 403b, a thermoelectric element 1, and a power supply circuit 300.
  • the heat sink 401 is provided on the open surface 221b.
  • the power supply circuit 300 is housed, for example, in at least one of the base portions 403a and 403b or in the hollow portion 401a.
  • the thermoelectric element 1 is provided on the inner surface 401b of the cavity 401a of the heat sink 401. As a result, like the lighting device 400, the thermoelectric element 1 is housed in the hollow portion 401 a of the heat sink 401.
  • the lighting device may be, for example, a straight tube LED lamp like the lighting device 400b.
  • examples of the lighting device include, for example, a light bulb type LED lamp and a straight tube type LED lamp, and a backlight used as lighting for a display. Further, the lighting device includes a lighting fixture. Examples of the lighting equipment include LED downlights, LED spotlights, LED floodlights, LED street lights, LED base lights, and LED ceiling lights. As described above, the lighting device 400 can be applied to various lights.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram which shows an example of the illuminating device with a power generation function which concerns on 2nd Embodiment.
  • the power supply circuit 300 is provided on the circuit board 320, for example.
  • first external terminals 331a to sixth external terminals 331f are provided on the circuit board 320.
  • the first external terminal 331a and the second external terminal 331b are electrically connected to an external power source, for example, a commercial power source 310.
  • the external input power Pin is input to the power supply circuit 300 via the first and second external terminals 331a and 331b.
  • the third external terminal 331c and the fourth external terminal 331d are electrically connected to the thermoelectric element 1.
  • the auxiliary input power Pina is input to the power supply circuit 300 via the third and fourth external terminals 331c and 331d.
  • the third external terminal 331c is electrically connected to the cathode K of the thermoelectric element 1.
  • the fourth external terminal 331d is electrically connected to the anode A of the thermoelectric element 1.
  • the fifth external terminal 331e and the sixth external terminal 331f are electrically connected to the LED element 210.
  • the power supply circuit 300 outputs the LED input power Pout via the fifth and sixth external terminals 331e and 331f.
  • the fifth external terminal 331e is electrically connected to the anode A of the LED element 210.
  • the sixth external terminal 331f is electrically connected to the cathode K of the LED element 210.
  • FIG. 14 is a schematic circuit diagram showing an example of a lighting device with a power generation function according to the second embodiment.
  • the power supply circuit 300 includes a converter 332.
  • the converter 332 is an AC-DC converter (rectifier circuit).
  • the external power supply is a battery
  • converter 332 is a DC-DC converter.
  • the converter 332 is an AC-DC converter, it rectifies AC power into DC power.
  • the rectified DC power is supplied to the current limiting circuit 333.
  • the current limiting circuit 333 limits the direct current and generates and outputs the LED input power Pout.
  • the high potential side output node N1 of the converter 332 is electrically coupled to the high potential side input node N2 of the current limiting circuit 333 via the first switch 334.
  • the connection node N3 between the first switch 334 and the high potential side input node N2 is electrically coupled to the low potential side wiring 335 of the power supply circuit 300 via the capacitor 336.
  • the capacitor 336 is a smoothing capacitor.
  • a resistor 337 is connected in parallel with the capacitor 336.
  • the resistor 337 is a discharge resistor.
  • the connection node N3 is electrically coupled to the cathode K of the thermoelectric element 1 via the second switch 338. Transistors are used for the first and second switches 334 and 338, for example.
  • the high potential side output node N4 of the current limiting circuit 333 is electrically coupled to the anode A of the LED element 210.
  • the cathode K of the LED element 210 and the anode A of the thermoelectric element 1 are electrically coupled to the low potential side wiring 335.
  • the first switch 334 When turning on the light emitting device 200, the first switch 334 is turned on and the second switch 338 is turned off.
  • the high potential side output node N1 is electrically connected to one electrode of the capacitor 336, and the capacitor 336 is charged. After the capacitor 336 is completely charged, the high potential side output node N1 is electrically connected to the high potential side input node N2.
  • the converter 332 supplies a current to the current limiting circuit 333.
  • the current limiting circuit 333 limits the supplied current to generate and output the LED input power Pout. As a result, the LED element 210 is turned on.
  • thermoelectric element 1 When the LED element 210 lights up, the LED element 210 generates heat. The heat is transferred to the thermoelectric element 1. Eventually, the thermoelectric element 1 will be in a state capable of generating power, for example, a state capable of generating a current capable of charging the capacitor 336. After the thermoelectric element 1 is ready to generate electricity, the second switch 338 is turned on. The cathode K of the thermoelectric element 1 is electrically connected to one electrode of the capacitor 336. The thermoelectric element 1 supplies a current to the current limiting circuit 333 together with the converter 332. As a result, the LED element 210 continues to light up.
  • thermoelectric element 1 it is possible to select either the high potential side output node N1 or the cathode K of the thermoelectric element 1 to be connected to one electrode of the capacitor 336 by the first switch 334 and the second switch 338. it can.
  • the first switch 334 is turned on and the second switch 338 is turned off to turn on the light emitting device 200 using the external input power Pin.
  • a state in which the external input power Pin is used for lighting is referred to as a normal energy mode for convenience.
  • thermoelectric element 1 After lighting, for example, when the thermoelectric element 1 is in a state capable of generating a current capable of charging the capacitor 336, the first switch 334 is turned off and the second switch 338 is turned off.
  • the power supply source is switched from the external input power Pin to the auxiliary input power Pina.
  • the operation mode of the light emitting device is switched from the normal energy mode to the energy saving mode using the auxiliary input power Pina from the thermoelectric element 1.
  • Switching from the normal energy mode to the energy saving mode can be performed automatically or manually.
  • the energy saving mode generally means reducing the brightness of the light emitting device 200 to reduce the power consumption of a commercial power source or a battery.
  • the energy saving mode in the fourth embodiment means switching to the auxiliary input power Pin different from the normal energy mode. Therefore, the decrease in brightness of the light emitting device 200 is suppressed even in the energy saving mode.
  • thermoelectric element 1 can be connected to the power supply circuit 300 by using the existing circuit element in the power supply circuit 300. This can suppress an increase in the number of circuit elements and electronic components 330 required for the power supply circuit 300.
  • FIG. 15 is a schematic circuit diagram showing an example of a light emitting device with a power generation function according to a first modification of the second embodiment. It is assumed that the electric power generated by the thermoelectric element 1 cannot secure a sufficient voltage for lighting the LED element 210. In such a case, the thermoelectric element 1 may be connected to the power supply circuit 300 via the booster circuit 350.
  • FIG. 18 shows a schematic circuit showing an example of the booster circuit 350.
  • the booster circuit 350 includes, for example, a diode 351, a coil 352, and a third switch 353.
  • the cathode of diode 351 is electrically coupled to one electrode of capacitor 336 via second switch 338.
  • the anode of the diode 351 is electrically coupled to the cathode K of the thermoelectric element 1 via the coil 352.
  • the coil 352 is a choke coil.
  • the connection node N5 between the anode of the diode 351 and the coil 352 is electrically coupled to the low potential side wiring 335 via the third switch 353.
  • a transistor is used for the third switch 353, for example.
  • the operation of the booster circuit 350 boosts the voltage of the auxiliary input power Pina as follows.
  • the second switch 338 is turned on to electrically couple the cathode K of the thermoelectric element 1 to one electrode of the capacitor 336.
  • the third switch 353 is turned on. A current flows from the cathode K of the thermoelectric element 1 to the low potential side wiring 335 via the coil 352. Then, the third switch 353 is turned off. The current from coil 352 does not immediately go to zero. Therefore, current flows from the coil 352 to the connection node N3 at once through the diode 351 and the second switch 338.
  • the diode 351 prevents the reverse flow of the current from the connection node N3. By repeating turning on and off the third switch 353 in this manner, the voltage of the auxiliary input power Pina is boosted.
  • thermoelectric element 1 may be connected to the power supply circuit 300 via the booster circuit 350.
  • the booster circuit is not limited to the booster circuit 350 shown in FIG.
  • a known booster circuit such as a transformer can be used as the booster circuit.
  • the booster circuit can be provided in the power supply circuit 300.
  • the anode A of the LED element 210 is electrically coupled to one electrode of the capacitor 336 via the current limiting circuit 333.
  • the LED element 210 can be dimmed.
  • the light emitting efficiency of the LED element 210 decreases as the temperature of the LED chip 211 increases.
  • the current limiting circuit 333 performs dimming so that the brightness of the LED element 210 decreases, an increase in temperature of the LED chip 211 is suppressed and a decrease in light emission efficiency can be suppressed.
  • thermoelectric element 1 the power generation efficiency improves as the temperature around each of the first and second electrode portions 11 and 12 rises. Therefore, the current limiting circuit 333 causes the temperature around the LED element 210 to flow to the LED element 210 so that the luminous efficiency of the LED element 210 and the power generation efficiency of the thermoelectric element 1 are maintained in a good temperature range. Try to limit the current.
  • FIG. 16 is a schematic diagram schematically showing the relationship between temperature and luminous efficiency and the relationship between temperature and power generation efficiency.
  • a line i in FIG. 16 shows the relationship between the temperature of the LED element 210 and the luminous efficiency.
  • a line ii in FIG. 16 shows the relationship between the temperature of the thermoelectric element 1 and the power generation efficiency.
  • the LED element 210 has, for example, a temperature T1 at which the light emission efficiency of the LED element 210 is not desired to be further lowered or a temperature T1 at which the temperature of the LED element 210 is not desired to be further raised.
  • the thermoelectric element 1 has, for example, a temperature at which sufficient power generation is possible in actual use, or a temperature T2 at which the power generation efficiency is desired or higher in actual use.
  • the temperature around the LED element 210 is preferably maintained in a temperature zone T0 in which the temperature T1 is the upper limit and the temperature T2 is the lower limit, for example.
  • the temperature around the LED element 210 is detected using a temperature sensor or the like. This detection result is fed back to the current limiting circuit 333 as, for example, a control signal. Based on the fed back control signal, the current limiting circuit 333 limits the current flowing to the LED element 210 so that the temperature around the LED element 210 is maintained in the temperature zone T0, for example.
  • the power supply circuit 300 is located around the LED element 210. Therefore, the temperature sensor can be provided in the power supply circuit 300.
  • a thermistor can be cited as an example of the temperature sensor.
  • the thermistor is an element whose resistance value increases as the temperature rises.
  • the temperature around the LED element 210 can be detected by using, for example, a thermistor.
  • FIG. 17 is a schematic circuit diagram showing an example of a light emitting device with a power generation function according to a second modification of the fourth embodiment.
  • the temperature detection circuit 370 includes a resistor 371, a thermistor 372, and a detection circuit 373.
  • One end of the resistor 371 is electrically coupled to the cathode K of the thermoelectric element 1.
  • One end of the thermistor 372 is electrically coupled to the anode A of the thermoelectric element 1.
  • a connection node N6 between the other end of the resistor 371 and the other end of the thermistor 372 is electrically coupled to the input terminal of the detection circuit 373.
  • the output terminal of the detection circuit 373 is electrically coupled to the current limiting circuit 333.
  • the detection circuit 373 outputs the control signal S to the current limiting circuit 333.
  • the resistance value of the thermistor 372 increases as the temperature around the LED element 210 rises. Therefore, the voltage of the connection node N6 increases as the temperature around the LED element 210 increases.
  • the detection circuit 373 detects the voltage of the connection node N6.
  • the detection circuit 373 enables the control signal S output to the current limiting circuit 333 when the temperature around the LED element 210 rises and the voltage of the connection node N6 becomes equal to or higher than the set value. As a result, the current limiting circuit 333 limits the current flowing to the LED element 210.
  • the detection circuit 373 disables the control signal S output to the current limiting circuit 333 when the temperature around the LED element 210 decreases and the voltage of the connection node N6 becomes less than the set value. As a result, the current limiting circuit 333 releases the limitation on the current flowing through the LED element 210.
  • the control signal S output to the current limiting circuit 333 is re-enabled.
  • the detection circuit 373 repeats enabling and disabling of the control signal S based on the change in the resistance value of the thermistor 372.
  • the temperature around the LED element 210 can be maintained in the temperature zone T0, for example.
  • the thermoelectric element 1 can simultaneously suppress an increase in the temperature around the LED element 210 and a decrease in the luminous efficiency of the LED element 210 while securing a sufficient amount of power generation.
  • the temperature detection circuit 370 uses the input auxiliary power Pina from the thermoelectric element 1 as a power source. For example, the temperature detection circuit 370 using the thermistor 372 keeps the current flowing while the LED element 210 is lit in order to detect the temperature around the LED element 210. This consumes external input power Pin from a commercial power source or a battery. In this respect, by using the input auxiliary voltage Pina as the power supply of the temperature detection circuit 370, the consumption of external input power can be suppressed. Therefore, according to the temperature detection circuit 370, an advantage that a temperature detection circuit with lower power consumption can be obtained can be obtained.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

【課題】製造コストの増大、及びサイズの大型化を抑制可能な発電機能付照明装置を提供すること。 【解決手段】 照明装置（４００）は、発光装置（２００）と、内部に空洞部（４０１ｂ）を有したヒートシンク（４０１）と、透光性カバー（４０２）と、熱電素子（１）と、を備える。熱電素子（１）は、収容部を有する筐体部（１０）と、収容部内に設けられた第１電極部、及び第１電極部とは異なった仕事関数を有する第２電極部と、第１電極部の仕事関数と第２電極部の仕事関数との間の仕事関数を有するナノ粒子を含む中間部と、を含む。筐体部（１０）は、ヒートシンク（４０１）の空洞部（４０１ａ）の内面（４０１ｂ）上に設けられている。

Description

発電機能付照明装置
　この発明は、発電機能付照明装置に関する。
　近時、ＬＥＤ等の発光素子の発光に伴う熱の有効利用が注目されている。例えば、特許文献１には、発光素子の発光に伴う熱を利用して発電する照明装置が開示されている。特許文献１に記載された照明装置は、ＬＥＤ素子と、熱電素子の中に温度差を生じさせて発電する熱電素子と、熱電素子の中に温度差を生じさせる低温材料と、を備えている。
　特許文献２には、エミッタ電極層とコレクタ電極層とをサブミクロン間隔で離間する電気絶縁性の球状ナノビーズを備え、エミッタ電極層の仕事関数をコレクタ電極層の仕事関数よりも小さくし、エミッタ電極層とコレクタ電極層との中間の仕事関数を有し、かつ球状ナノビーズよりも粒子径が小さい金属ナノ粒子が分散された金属ナノ粒子分散液を、球状ナノビーズにより離間された電極間の空間に充填した熱電素子が開示されている。
特表２０１４－５０２０１５号公報 特許第６１４７９０１号公報
　特許文献１に記載の熱電素子では、熱電素子の中の電極対のうち、１つの電極は熱くし、もう１つの電極は冷たくする。このように２つの電極間に温度差を生じさせることで、熱電素子は発電する。
　しかし、特許文献１において、実際に発電させるためには、ＬＥＤ素子及び熱電素子の他、熱電素子の中に温度差を生じさせる低温材料や、低温材料を冷やすチラーが別途必要となる。このため、発電機能付照明装置の部品点数が増え、製造コストが増大する。また、発電機能付照明装置は、ＬＥＤ素子、熱電素子、低温材料、及びチラーを備えるため、そのサイズも大型化する。しかも、発電機能付照明装置の中には、ＬＥＤ素子及び熱電素子の他、低温材料やチラーを搭載するエリアを、新たに増やさなければならない。このことも、サイズの大型化を助長する。
　特許文献２に開示された熱電素子では、エミッタ電極層の仕事関数を、コレクタ電極層の仕事関数よりも小さくし、金属ナノ粒子分散液を、球状ナノビーズで離間された電極間の空間に充填する。これにより、熱電素子の中に温度差を生じさせなくても、熱電素子は発電できる。特許文献２は、そのような熱電素子の構造を開示する。しかし、特許文献２には、熱電素子を、照明装置の製造コストの増大、及びサイズの大型化を抑制しつつ混載可能にすることに関する示唆はない。
　この発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、その目的は、製造コストの増大、及びサイズの大型化を抑制可能な発電機能付照明装置を提供することにある。
　第１発明に係る発電機能付照明装置は、電気エネルギーを光エネルギーに変換するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子から放出された熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子と、を有する発電機能付照明装置であって、搭載面、及び前記搭載面と対向した開放面を有する熱伝導性ベースと、前記搭載面上に、前記熱伝導性ベースと電気的に絶縁されて設けられた基板配線と、を含む熱伝導性ＬＥＤ基板、並びに前記基板配線と電気的に接続された前記ＬＥＤ素子を含む発光装置と、内部に空洞部を有し、前記熱伝導性ベースの開放面上に、前記熱伝導性ベースと電気的に絶縁され、前記熱伝導性ベースと熱的に結合されて設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンク上に設けられた、前記発光装置を収容する透光性カバーと、前記ヒートシンクの前記空洞部内に、前記ヒートシンクと電気的に絶縁され、前記ヒートシンクと熱的に結合されて設けられた熱電素子と、を備え、前記熱電素子は、収容部を有する筐体部と、前記収容部内に設けられた第１電極部と、前記収容部内に設けられ、前記第１電極部と第１方向に離間して対向し、前記第１電極部とは異なった仕事関数を有する第２電極部と、前記収容部内の、前記第１電極部と前記第２電極部との間に設けられ、前記第１電極部の仕事関数と前記第２電極部の仕事関数との間の仕事関数を有するナノ粒子を含む中間部と、を含み、前記筐体部は、前記ヒートシンクの前記空洞部の内面上に設けられていることを特徴とする。
　第２発明に係る発電機能付照明装置は、第１発明において、前記第１電極部と電気的に接続され、前記第１電極部を前記収容部の外に導出する第１接続配線と、前記第２電極部と電気的に接続され、前記第２電極部を前記収容部の外に導出する第２接続配線と、を、さらに備え、前記第１電極部と前記第１接続配線との第１電気的接点、並びに前記第２電極部と前記第２接続配線との第２電気的接点のそれぞれは、前記収容部内に設けられていることを特徴とする。
　第３発明に係る発電機能付照明装置は、第２発明において、前記筐体部は、第１主面と、前記第１主面と対向し、前記熱伝導性ベースの前記開放面と向き合う第２主面と、を有する第１基板を含み、前記第１接続配線と電気的に接続された第１外部端子と、前記第２接続配線と電気的に接続された第２外部端子と、を、さらに備え、前記第１外部端子及び前記第２外部端子のそれぞれは、前記第１基板の前記第１主面上に設けられていることを特徴とする。
　第４発明に係る発電機能付照明装置は、第１～第３発明のいずれか１つにおいて、前記熱電素子は、平行平板型熱電素子、及び櫛歯型熱電素子の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
　第５発明に係る発電機能付照明装置は、第１～第４発明のいずれか１つにおいて、外部から供給される外部入力電力、及び前記熱電素子から供給される補助入力電力のそれぞれの入力が可能な、前記外部入力電力及び前記補助入力電力のそれぞれをＬＥＤ入力電力に変換し、前記ＬＥＤ入力電力を前記ＬＥＤ素子へ出力する電源回路を、さらに備えることを特徴とする。
　第６発明に係る発電機能付照明装置は、第５発明において、前記電源回路は、一方電極、及び他方電極を有するコンデンサを、含み、前記一方電極は、前記外部入力電力の高電位側出力ノード、前記ＬＥＤ素子のアノード、及び前記熱電素子のカソードのそれぞれと、電気的に結合され、前記他方電極は、前記電源回路の低電位側配線と、電気的に結合されていることを特徴とする。
　第７発明に係る発電機能付照明装置は、第６発明において、前記電源回路は、第１スイッチと、第２スイッチと、電流制限回路と、を、さらに含み、前記高電位側出力ノードは、前記一方電極と、第１スイッチを介して電気的に結合され、前記熱電素子のカソードは、前記一方電極と、第２スイッチを介して電気的に結合され、前記ＬＥＤ素子のアノードは、前記一方電極と、電流制限回路を介して電気的に結合されていることを特徴とする。
　第１発明に係る発電機能付照明装置によれば、熱電素子の筐体部の収容部内に、第１電極部と、第１電極部とは異なった仕事関数を有する第２電極部と、第１電極部の仕事関数と第２電極部の仕事関数との間の仕事関数を有するナノ粒子を含む中間部と、を含む。これにより、熱電素子の中に温度差を生じさせなくても、熱電素子は発電できる。よって、低温材料や、低温材料を冷やすチラーが不要となる。低温材料、及び低温材料を冷やすチラーが不要となる結果、発電機能付照明装置の製造コストの増大を抑制できる。また、発電機能付照明装置のサイズの大型化を抑制できる。熱電素子１の筐体部は、ヒートシンクの空洞部の内面上に設ける。照明装置において、空洞部は、デッドスペースである。熱電素子は、照明装置に、そのデッドスペースを利用して組み込まれる。これにより、熱電素子を搭載するエリアを、照明装置に新たに確保せずに済み、照明装置のサイズの増大を抑制できる。
　第２発明に係る発電機能付照明装置によれば、第１、第２電気的接点のそれぞれを、収容部内に設ける。これにより、熱電素子を、照明装置に組み込む際、例えば、熱電素子のハンドリング中や、熱電素子の取り付け作業中等において、第１、第２電気的接点が破断したり、損傷したりすることを抑制できる。これにより、照明装置の製造中に発生する可能性がある、熱電素子のロスを減らすことができる。
　第３発明に係る発電機能付照明装置によれば、筐体部は、第１主面と、第１主面と対向し、熱伝導性ベースの開放面と向き合う第２主面と、を有する第１基板を含む。そして、第１、第２外部筐体端子のそれぞれを、第１基板の第１主面上に設ける。第１主面は、例えば、筐体部の側面と比較して、第１、第２外部筐体端子のそれぞれに、広い面積を提供できる。また、筐体部の側面と比較して、作業者による視認、あるいは作業ロボットによるワークポイントの抽出がしやすい。これらにより、例えば、熱電素子と、照明装置との電気的な接続作業を容易化でき、例えば、照明装置のスループットを向上できる。また、熱電素子を備えた、照明装置の組み立ての確実性も向上する。
　第４発明に係る発電機能付照明装置によれば、熱電素子は、平行平板型熱電素子、及び櫛歯型熱電素子のいずれか１つを含む。これにより、熱電素子の一構造例が、具現化される。
　第５発明に係る発電機能付照明装置によれば、電源回路を、さらに備える。電源回路は、外部から供給される外部入力電力、及び前記熱電素子から供給される補助入力電力のそれぞれをＬＥＤ入力電力に変換してＬＥＤ素子へ出力する。これにより、発電機能付照明装置の消費電力を減らすことができる。
　第６発明に係る発電機能付照明装置によれば、電源回路は、一方電極、及び他方電極を有するコンデンサを、含む。一方電極は、高電位ノード、ＬＥＤ素子のアノード、及び熱電素子のカソードと電気的に結合される。また、他方電極は、低電位ノード、ＬＥＤ素子のカソード、及び熱電素子のアノードと電気的に結合される。これにより、電源回路の一回路例が具現化される。
　第７発明に係る発電機能付照明装置によれば、電源回路は、第１スイッチと、第２スイッチと、電流制限回路と、を、さらに含む。高電位ノードは、一方電極と、第１スイッチを介して電気的に結合される。熱電素子のカソードは、一方電極と、第２スイッチを介して電気的に結合される。ＬＥＤ素子のアノードは、一方電極と、電流制限回路を介して電気的に結合される。これにより、電源回路の、さらに具体的な一回路例が具現化される。
図１（ａ）は、第１実施形態に係る発電機能付照明装置の一例を示す模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を断面として示した模式図である。 図２は、第１実施形態に係る発電機能付照明装置の一例を分解して示した模式分解断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、熱電素子の第１例を示す模式断面図である。 図４は、接合の一例を示す模式断面図である。 図５（ａ）は、中間部の一例を示す模式断面図である。図５（ｂ）は、中間部の他の例を示す模式断面図である。 図６（ａ）～図６（ｃ）は、第１変形例に係る熱電素子の一例を示す模式断面図である。 図７は、接合の一例を示す模式断面図である。 図８は、スリットの一例を示す模式断面図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、溶媒注入の一例を示す模式断面図である。 図１０は、熱伝導性ベースの第１例を示す模式平面図である。 図１１は、熱伝導性ベースの第２例を示す模式平面図である。 図１２（ａ）は、第１変形例に係る照明装置の一例を示す模式図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）中のＸＩＩＢ－ＸＩＩＢ線に沿う模式断面図である。 図１３は、第２実施形態に係る発電機能付照明装置の一例を示す模式ブロック図である。 図１４は、第２実施形態に係る発電機能付照明装置の一例を示す模式回路図である。 図１５は、第２実施形態の第１変形例に係る発電機能付照明装置の一例を示す模式回路図である。 図１６は、温度と発光効率との関係、並びに温度と発電効率との関係を模式的に示す模式図である。 図１７は、第２実施形態の第２変形例に係る発電機能付発光装置の一例を示す模式回路図である。
　以下、この発明の実施形態のいくつかを、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、高さ方向を第１方向Ｚとし、第１方向Ｚと交差、例えば直交する１つの平面方向を第２方向Ｘとし、第１方向Ｚ及び第２方向Ｘのそれぞれと交差、例えば直交する別の平面方向を第３方向Ｙとする。また、各図において、共通する部分については、共通する参照符号を付し、重複する説明は省略する。
（第１実施形態）
　＜発電機能付照明装置＞
　図１（ａ）は、第１実施形態に係る発電機能付照明装置の一例を示す模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を断面として示した模式図である。図２は、第１実施形態に係る発電機能付照明装置の一例を分解して示した模式分解断面図である。
　図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図２に示すように、第１実施形態に係る発電機能付照明装置（以下、照明装置と略記）４００は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子２１０と、熱電素子１と、を有する。ＬＥＤ素子２１０は、電気エネルギーを光エネルギーに変換する。熱電素子１は、ＬＥＤ素子２１０から放出された熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。照明装置４００は、発光装置２００と、ヒートシンク４０１と、透光性カバー４０２と、熱電素子１と、を含む。照明装置４００では、電源回路３００を、さらに含む。
　＜発光装置＞
　発光装置２００は、ＬＥＤ素子２１０と、熱伝導性ＬＥＤ基板２２０と、を含む。熱伝導性ＬＥＤ基板２２０は、熱伝導性ベース２２１と、第１基板配線２２２ａと、第２基板配線２２２ｂと、を含む。熱伝導性ベース２２１は、搭載面２２１ａ、及び搭載面２２１ａと対向した開放面２２２ｂを有する。第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂは、搭載面２２１ａ上に、熱伝導性ベース２２１と電気的に絶縁されて設けられている。ＬＥＤ素子２１０は、第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂと電気的に接続されている。
　＜ヒートシンク＞
　ヒートシンク４０１は、熱伝導性ベース２２１の開放面２２１ｂ上に設けられている。ヒートシンク４０１は、熱伝導性ベース２２１と電気的に絶縁され、熱伝導性ベース２２１と熱的に結合されている。ヒートシンク４０１は、例えば、筒状であり、内部に空洞部４０１ａを有する。ヒートシンク４０１は、熱伝導度が高い材料が用いられる。材料の例としては、アルミニウム、銅、又はアルミニウムと銅との合金等を挙げることができる。
　＜透光性カバー＞
　透光性カバー４０２は、ヒートシンク４０１上に設けられている。透光性カバー４０２は、発光装置２００を収容する。
　＜熱電素子＞
　熱電素子１は、ヒートシンク４０１の空洞部４０１ａの内面４０１ｂ上に設けられている。これにより、熱電素子１は、ヒートシンク４０１の空洞部４０１ａ内に収容される。熱電素子１は、内面４０１ｂ上に、例えば、接着部材３０によって接着されている。熱電素子１は、ヒートシンク４０１と電気的に絶縁され、ヒートシンク４０１と熱的に結合されている。熱電素子１は、補助入力電力Ｐｉｎａを出力する。熱電素子１は、照明装置４００の、例えば、補助電源として使用される。
　＜電源回路＞
　電源回路３００は、例えば、ヒートシンク４０１の空洞部４０１ａ内に収容される。電源回路３００は、外部入力電力Ｐｉｎ、及び補助入力電力Ｐｉｎａのそれぞれの入力が可能に構成される。外部入力電力Ｐｉｎは、発光装置２００の外部から供給される電力である。外部入力電力Ｐｉｎは、外部電源、例えば、商用電源３１０から供給される。外部電源は、商用電源３１０は、電池であってもよい。補助入力電力Ｐｉｎａは、熱電素子１から供給される。電源回路３００は、外部入力電力Ｐｉｎ及び補助入力電力ＰｉｎａのそれぞれをＬＥＤ入力電力Ｐｏｕｔに変換し、ＬＥＤ入力電力ＰｏｕｔをＬＥＤ素子２１０へ出力する。
　＜＜照明装置：第１例＞＞
　発光装置２００は、照明装置４００の光源として使用される。照明装置４００の第１例は、電球型ＬＥＤランプである。第１例に係る電球型ＬＥＤランプは、例えば、電源回路３００と、口金部４０３と、を含む。口金部４０３は、ヒートシンク４０１の、発光装置２００の取付側とは反対側の部分に設けられている。口金部４０３は、図示せぬソケットと着脱自在、かつ、電気的に接続可能である。口金部４０３は、ヒートシンク４０１と電気的に絶縁されている。
　電源回路３００は、回路基板３２０と、電子部品３３０と、第１外部端子３３１ａ～第６外部端子３３１ｆと、を含む。を含む。電子部品３３０は、回路基板３２０上に設けられる。電子部品３３０は、電源回路３００を構成する回路素子である。回路素子の例としては、抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオード、トランジスタ、トランス、及びレギュレータ等を挙げることができる。なお、電子部品３３０は、図２に示すように、例えば、回路基板３２０の表面及び裏面のそれぞれを利用して、回路基板３２０上に設けられることがある。第１～第６外部端子３３１ａ～３３１ｆのそれぞれは、回路基板３２０上に設けられる。第１外部端子３３１ａは、口金部４０３のシェル４１０と、第１リード線３２１ａを介して電気的に接続されている。第２外部端子３３１ｂは、口金部４０３のアイレット４１１と、第２リード線３２１ｂを介して電気的に接続されている。第３外部端子３３１ｃは、熱電素子１のカソードＫと、第３リード線３２１ｃを介して電気的に接続されている。第４外部端子３３１ｄは、熱電素子１のアノードＡと、第４リード線３２１ｄを介して電気的に接続されている。第５外部端子３３１ｅは、ＬＥＤ素子２１０のアノードＡと、第５リード線３２１ｅを介して電気的に接続されている。第６外部端子３３１ｆは、ＬＥＤ素子２１０のカソードＫと、第６リード線３２１ｆを介して電気的に接続されている。第１～第６リード線３２１ａ～３２１ｆのそれぞれは、空洞部４０１ａ内に設けられる。
　＜＜発光装置：熱伝導性ＬＥＤ基板＞＞
　熱伝導性ＬＥＤ基板２２０は、熱伝導性ベース２２１と、第１基板配線２２２ａと、第２基板配線２２２ｂと、を含む。熱伝導性ベース２２１には、熱伝導度が高い材料が用いられる。材料の例としては、アルミニウム、銅、又はアルミニウムと銅との合金等を挙げることができる。熱伝導性ベース２２１の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。熱伝導性ベース２２１は、搭載面２２１ａと、開放面２２１ｂとを有する。開放面２２１ｂは、搭載面２２１ａと対向する。第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂのそれぞれは、熱伝導性ベース２２１の搭載面２２１ａ上に、熱伝導性ベース２２１と電気的に絶縁されて設けられている。例えば、熱伝導性ベース２２１の搭載面２２１ａ上には、絶縁物２２３が設けられている。第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂのそれぞれは、例えば、絶縁物２２３上に設けられている。これにより、第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂのそれぞれは、熱伝導性ベース２２１と電気的に絶縁される。絶縁物２２３の材料の例としては、耐熱性が良い絶縁性セラミック、又は耐熱性が良い絶縁性樹脂等を挙げることができる。絶縁性セラミックの一例は、アルミニウム酸化物である。絶縁性樹脂の例は、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）、又はＰＥＩ（Poly Ether Imide）等である。　
　なお、熱伝導性ＬＥＤ基板２２０には、周知のものを使用することができる。
　＜＜発光装置：ＬＥＤ素子＞＞
　ＬＥＤ素子２１０は、第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂと電気的に接続されている。ＬＥＤ素子２１０は、熱伝導性ベース２２１上に、１つ以上設けられる。ＬＥＤ素子２１０は、ＬＥＤチップ２１１と、パッケージ基板２１２と、リフレクタ２１３と、透光性封入樹脂２１４と、第１電極配線２１５ａと、第２電極配線２１５ｂと、を含む。ＬＥＤ素子２１０は、ＬＥＤパッケージである。
　ＬＥＤチップ２１１は、パッケージ基板２１２上に設けられている。リフレクタ２１３はパッケージ基板２１２上に設けられ、ＬＥＤチップ２１１の周囲を囲む。透光性封入樹脂２１４は、ＬＥＤチップ２１１を封入する。ＬＥＤ素子２１０が白色ＬＥＤの場合、少なくとも１つの単色のＬＥＤチップ２１１が、パッケージ基板２１２を底とし、リフレクタ２１３を壁としつつ、透光性封入樹脂２１４によって封入される。白色ＬＥＤの場合、透光性封入樹脂２１４には、蛍光体が分散される。また、ＬＥＤ素子２１０がフルカラーＬＥＤの場合、赤、緑、青（ＲＧＢ）のそれぞれに対応した少なくとも３つのＬＥＤチップ２１１が、パッケージ基板２１２を底とし、リフレクタ２１３を壁としつつ、透光性封入樹脂２１４によって封入される。フルカラーＬＥＤの場合、透光性封入樹脂２１４には、蛍光体が分散されなくてもよい。第１電極配線２１５ａは、パッケージ基板２１２上に設けられている。第１電極配線２１５ａは、ＬＥＤチップ２１１の、例えば、アノード（Ａ）を、リフレクタ２１３及び透光性封入樹脂２１４の外へ導出する。第１電極配線２１５ａは、第１基板配線２２２ａと電気的に接続される。第２電極配線２１５ｂは、パッケージ基板２１２上に設けられている。第２電極配線２１５ｂは、ＬＥＤチップ２１１の、例えばカソード（Ｋ）を、リフレクタ２１３及び透光性封入樹脂２１４の外へ導出する。第２電極配線２１５ｂは、第２基板配線２２２ｂと電気的に接続される。　
　なお、ＬＥＤ素子２１０には、周知のものを使用することができる。
　＜＜熱電素子：第１例＞＞
　図３（ａ）及び図３（ｂ）は、熱電素子の第１例を示す模式断面図である。図３（ａ）に示す模式断面は、図３（ｂ）中のＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線に沿う。図３（ｂ）に示す模式断面は、図３（ａ）中のＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線に沿う。図４は、接合の一例を示す模式断面図である。図４は、図３（ａ）に示す模式断面に対応する。
　図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、熱電素子１は、筐体部１０と、第１電極部１１と、第２電極部１２と、中間部１４と、を含む。筐体部１０は、熱伝導性ベース２２１の開放面２２１ｂ上に設けられている。筐体部１０は、開放面２２１ｂ上に、例えば、接着部材３０によって接着される（図２）。あるいは、筐体部１０は、開放面２２１ｂ上に、はんだ等のろう材によって固着される。熱電素子１の第１方向Ｚに沿った厚さＴｚは、約２０μｍ～約６ｍｍである（図２）。
　筐体部１０は、熱電素子１では、第１基板１０ａと、第２基板１０ｂと、を含む。第１、第２基板１０ａ及び１０ｂのそれぞれの第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１０μｍ以上２ｍｍ以下である。第１、第２基板１０ａ及び１０ｂのそれぞれの材料としては、絶縁性を有する板状の材料を選ぶことができる。絶縁性の材料の例としては、シリコン、石英、パイレックス（登録商標）等のガラス、及び絶縁性樹脂等を挙げることができる。第１、第２基板１０ａ及び１０ｂは、薄板状であるほか、例えばフレキシブルなフィルム状でもよい。例えば、第１、第２基板１０ａ又は１０ｂを、フレキシブルなフィルム状とする場合には、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、及びポリイミド等を用いることができる。また、第１、第２基板１０ａ及び１０ｂは、絶縁性でなくてもよい。半導体基板や金属基板の表面を、例えば、絶縁膜によって被覆してもよい。このような絶縁被膜付基板としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板の表面に、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ２）膜を形成したものを挙げることができる。
　第１基板１０ａは、例えば、第１支持部１３ａを含む。第１支持部１３ａは、第１基板１０ａから第１方向Ｚに沿って第２基板１０ｂに向かって延びる。第１支持部１３ａの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。第２基板１０ｂは、例えば、第２支持部１３ｂを含む。第２支持部１３ｂは、第２基板１０ｂから第１方向Ｚに沿って第１基板１０ａに向かって延びる。第２支持部１３ｂの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。第１、第２支持部１３ａ及び１３ｂのそれぞれの第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下である。第２支持部１３ｂと、第１支持部１３ａとは、例えば、２つのスリット１７ａ及び１７ｂを介して離れている。
　第１、第２支持部１３ａ及び１３ｂは、それぞれ、第１、第２基板１０ａ及び１０ｂと一体に設けられてもよいし、別々に設けられてもよい。一体に設ける場合、第１、第２支持部１３ａ及び１３ｂのそれぞれの材料は、第１、第２基板１０ａ及び１０ｂと同じ材料となる。別々に設ける場合、第１、第２支持部１３ａ及び１３ｂの材料の例としては、シリコン酸化物、及びポリマー等を挙げることができる。ポリマーの例としては、ポリイミド、ＰＭＭＡ（Polymethyl methacrylate）、及びポリスチレン等を挙げることができる。
　スリット１７ａ及び１７ｂは、それぞれ、封止部材３１ａ及び３１ｂによって封止される。封止部材３１ａ及び３１ｂは、一体であってもよい。この場合、封止部材３１ａと封止部材３１ｂとは、１つの封止部材３１となり、第１、第２支持部１３ａ及び１３ｂのそれぞれの外側面に沿って、環状に設けられる。封止部材３１ａ及び３１ｂの材料の例としては、絶縁性樹脂を挙げることができる。絶縁性樹脂の例としては、フッ素系絶縁性樹脂を挙げることができる。
　第１電極部１１は、収容部１０ｄ内に設けられる。第１電極部１１は、熱電素子１では、第１基板１０ａ上に設けられる。第２電極部１２は、収容部１０ｄ内に設けられる。第２電極部１２は、熱電素子１では、第２基板１０ｂ上に設けられる。第１電極部１１と、第２電極部１２とは、１対の平行平板型電極対を構成する。熱電素子１は、平行平板型熱電素子である。
　熱電素子１では、第１電極部１１は、例えば白金（仕事関数：約５．６５ｅＶ）を含む。第２電極部１２は、例えばタングステン（仕事関数：約４．５５ｅＶ）を含む。仕事関数が大きい電極部はアノードＡ（コレクタ電極）として機能し、仕事関数が小さい電極部はカソードＫ（エミッタ電極）として機能する。熱電素子１では、第１電極部１１がアノードＡであり、第２電極部１２がカソードＫである。このような熱電素子１では、仕事関数差を有する第１電極部１１と第２電極部１２との間に発生する、絶対温度による電子放出現象が利用される。このため、熱電素子１は、第１電極部１１と第２電極部１２との温度差が小さい場合であっても、熱エネルギーを電気エネルギーに変換できる。さらに、熱電素子１は、第１電極部１１と第２電極部１２との間に温度差がない場合であっても、熱エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。なお、第１電極部１１をカソードＫとし、第２電極部１２をアノードＡとしてもよい。
　第１、第２電極部１１及び１２のそれぞれの第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１ｎｍ以上１μｍ以下である。より好ましくは、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。第１、第２電極部１１及び１２のそれぞれの材料は、例えば、以下に示す金属から選ぶことができる。　
　　白金（Ｐｔ）　　　　
　　タングステン（Ｗ）　
　　アルミニウム（Ａｌ）
　　チタン（Ｔｉ）　　　
　　ニオブ（Ｎｂ）　　　
　　モリブデン（Ｍｏ）　
　　タンタル（Ｔａ）　　
　　レニウム（Ｒｅ）　　
　熱電素子１では、第１電極部１１と第２電極部１２との間に仕事関数差が生じればよい。したがって、第１電極部１１及び１２の材料には、上記以外の金属を選ぶことが可能である。また、第１、第２電極部１１及び１２の材料には、上記金属の他、合金、金属間化合物、及び金属化合物を選ぶことも可能である。金属化合物は、金属元素と非金属元素とが化合したものである。金属化合物の例としては、例えば六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）を挙げることができる。
　第１、第２電極部１１及び１２の材料として、非金属導電物を選ぶことも可能である。非金属導電物の例としては、シリコン（Ｓｉ：例えばｐ型Ｓｉ、あるいはｎ型Ｓｉ）、及びグラフェン等のカーボン系材料等を挙げることができる。
　第１、第２電極部１１及び第２電極部１２の材料として、高融点金属（refractory metal）以外の材料を選ぶと、以下に説明される利点を、さらに得ることができる。本明細書において、高融点金属は、例えば、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、及びＲｅとする。第１電極部（アノードＡ）１１に、例えばＰｔを用いた場合、第２電極部（カソードＫ）１２には、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、及びＬａＢ６の少なくとも１つを用いることが好ましい。
　例えば、Ａｌ及びＴｉの融点は、上記高融点金属より低い。したがって、Ａｌ及びＴｉのそれぞれからは、上記高融点金属に比較して、加工しやすい、という利点を得ることができる。
　例えば、Ｓｉは、上記高融点金属に比較して、その形成が、さらに容易である。したがって、Ｓｉからは、上記加工のしやすさに加え、熱電素子１の生産性がより向上する、という利点を、さらに得ることができる。
　例えば、ＬａＢ６の融点は、Ｔｉ及びＮｂより高い。しかし、ＬａＢ６の融点は、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、及びＲｅより低い。ＬａＢ６は、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、及びＲｅに比較して加工しやすい。しかも、ＬａＢ６の仕事関数は、約２．５～２．７ｅＶである。ＬａＢ６は、上記高融点金属に比較して電子を放出させやすい。したがって、ＬａＢ６からは、熱電素子１の発電効率の更なる向上が可能、という利点を、さらに得ることができる。
　なお、第１電極部１１、及び第２電極部１２のそれぞれの構造は、上記材料を含む単層構造の他、上記材料を含む積層構造とされてもよい。
　熱電素子１は、第１接続配線１５ａと、第２接続配線１６ａと、を、さらに含む。　
　第１接続配線１５ａは、収容部１０ｄ内において、第１電極部１１と電気的に接続されている。これにより、第１電極部１１と第１接続配線１５ａとの第１電気的接点１１ａは、収容部１０ｄ内に設けられる。第１支持部１３ａの基板接合面１３ａａ上において、第１接続配線１５ａの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。これは、第１支持部１３ａの平面形状と、ほぼ同じである。第１接続配線１５ａは、第１支持部１３ａと、第２基板１０ｂとの間において、第１接合金属１８ａと接合される。第１接合金属１８ａは、第２基板１０ｂ上に設けられている。第１接合金属１８ａの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。これは、基板接合面１３ａａ上における第１接続配線１５ａの平面形状と、ほぼ同じである。
　第２接続配線１６ａは、収容部１０ｄ内において、第２電極部１２と電気的に接続されている。これにより、第２電極部１２と第２接続配線１６ａとの第２電気的接点１２ａは、収容部１０ｄ内に設けられる。第２支持部１３ｂの基板接合面１３ｂａ上において、第２接続配線１６ａの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。これは、第２支持部１３ｂの平面形状と、ほぼ同じである。第２接続配線１６ａは、第２支持部１３ｂと、第１基板１０ａとの間において、第２接合金属１８ｂと接合される。第２接合金属１８ａは、第１基板１０ａ上に設けられている。第２接合金属１８ｂの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。これは、基板接合面１３ｂａ上における第２接続配線１６ａの平面形状と、ほぼ同じである。
　第１、第２接合金属１８ａ及び１８ｂは、第１、第２接続配線１５ａ及び１６ａと接合可能な、例えば、金属を含む。これにより、例えば、図４に示すように、第２基板１０ｂは、第１接続配線１５ａと第１接合金属１８ａとの接合、並びに第２接続配線１６ａと第２接合金属１８ｂとの接合によって、第１基板１０ａと接合することができる。そして、筐体部１０には、収容部１０ｄが得られる。第１、第２接続配線１５ａ及び１６ａ、並びに第１、第２接合金属１８ａ及び１８ｂのそれぞれに、例えば、Ａｕを用いた場合には、第１、第２接続配線１５ａ及び１６ａを、それぞれ、第１、第２接合金属１８ａ及び１８ｂと熱圧着によって接合することができる。第１、第２接続配線１５ａ及び１６ａ、並びに第１、第２接合金属１８ａ及び１８ｂのそれぞれには、金以外にも、例えば、熱圧着、共晶接合等が可能な金属、又は合金であれば用いることができる。
　なお、第１、第２接続配線１５ａ及び１６ａ、並びに第１、第２接合金属１８ａ及び１８ｂのそれぞれに用いた金属、又は合金の仕事関数は、第１電極部１１の仕事関数と、第２電極部１２の仕事関数との間にあることが、例えば、発電効率の低下を抑制する観点から好ましい。また、共晶接合等、金属どうしの接合によって、接合部分に金属間化合物が生成される場合には、生成された金属間化合物の仕事関数についても、第１電極部１１の仕事関数と、第２電極部１２の仕事関数との間にあることが好ましい。
　第１接続配線１５ａは、第１支持部１３ａの内側面上、基板接合面１３ａａ上、及び第１支持部１３ａの外側面上のそれぞれに、さらに設けられている。第１接続配線１５ａは、第１電極部１１を収容部１０ｄの外に導出する。第２接続配線１６ａは、第２支持部１３ｂの内側面上、及び基板接合面１３ａａ上のそれぞれに、さらに設けられている。第２接続配線１６ａは、第２電極部１２を収容部１０ｄの外に導出する。
　第１基板１０ａは、第１主面１０ａｆと、第２主面１０ａｂと、を有する。第２主面１０ａｂは、第１主面１０ａｆと対向し、熱伝導性ベース２２１の開放面２２１ｂと向き合う。第２主面１０ａｂは、例えば、接着部材３０によって、開放面２２１ｂ上に接着される。あるいは、第２主面１０ａｂは、例えば、ろう材によって、開放面２２１ｂ上に固着される。第１外部筐体端子１０１及び第２外部筐体端子１０２のそれぞれは、第１基板１０ａの第１主面１０ａｆ上に設けられている。第１外部筐体端子１０１は、第１接続配線１５ａと電気的に接続されている。第２外部筐体端子１０２は、第２接続配線１６ａと電気的に接続されている。第１主面１０ａｆは、例えば、第１、第２支持部１３ａ及び１３ｂのそれぞれから外側に張り出した部分を有する。第１外部筐体端子１０１は、例えば、第１主面１０ａｆの第１支持部１３ａから外側に張り出し部分に設けられる。第２外部筐体端子１０２は、例えば、第１主面ａｆの第２支持部１３ｂから外側に張り出した部分に設けられる。熱電素子１では、第１外部筐体端子１０１は、第１接続配線１５ａのパターンを利用し、第１接続配線１５ａと同じ導電物で得ている。また、第２外部筐体端子１０２は、第２接合金属１８ｂのパターンを利用し、第２接合金属１８ｂと同じ導電物で得ている。
　図５（ａ）は、中間部の一例を示す模式断面図である。図５（ｂ）は、中間部の他の例を示す模式断面図である。
　図５（ａ）に示すように、中間部１４は、収容部１０ｄ内の、第１電極部１１と第２電極部１２との間に設けられている。中間部１４は、第１電極部１１の仕事関数と第２電極部１２の仕事関数との間の仕事関数を有するナノ粒子を含む。中間部１４は、例えば、第２電極部（カソードＫ）１２から放出された電子を、第１電極部（アノードＡ）１１へと移動させる部分である。
　第１電極部１１と第２電極部１２との間には、第１方向Ｚに沿って電極間ギャップＧが設定される。熱電素子１では、電極間ギャップＧは、第１、第２支持部１３ａ及び１３ｂのそれぞれの第１方向Ｚに沿った厚さによって設定される。電極間ギャップＧの幅の一例は、例えば、１０μｍ以下の有限値である。電極間ギャップＧの幅は狭いほど、電子ｅを第２電極部（カソードＫ）１２から効率よく放出させることができ、かつ、第２電極部１２から第１電極部（アノードＡ）１１へ、効率よく移動させることができる。このため、熱電素子１の発電効率が向上する。また、電極間ギャップＧの幅は狭いほど、熱電素子１の第１方向Ｚに沿った厚さを薄くできる。このため、例えば、電極間ギャップＧの幅は狭い方がよい。電極間ギャップＧの幅は、例えば、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましい。なお、電極間ギャップＧの幅と、第１支持部１３ａ～第３支持部１３ｃの、第１方向Ｚに沿った厚さとは、ほぼ等価である。
　中間部１４は、例えば、複数のナノ粒子１４１と、溶媒１４２と、を含む。複数のナノ粒子１４１は、溶媒１４２内に分散されている。中間部１４は、例えば、ナノ粒子１４１が分散された溶媒１４２を、ギャップ部１４０内に充填することで得られる。ナノ粒子１４１の粒子径は、電極間ギャップＧよりも小さい。ナノ粒子１４１の粒子径は、例えば、電極間ギャップＧの１／１０以下の有限値とされる。ナノ粒子１４１の粒子径を、電極間ギャップＧの１／１０以下とすると、ギャップ部１４０内に、ナノ粒子１４１を含む中間部１４を形成しやすくなる。これにより、熱電素子１の生産に際し、作業性が向上する。
　ナノ粒子１４１は、例えば導電物を含む。ナノ粒子１４１の仕事関数の値は、例えば、第１電極部１１の仕事関数の値と、第２電極部１２の仕事関数の値との間にある。例えば、ナノ粒子１４１の仕事関数の値は、３．０ｅＶ以上５．５ｅＶ以下の範囲とされる。これにより、中間部１４に放出された電子ｅを、ナノ粒子１４１を介して、例えば、第２電極部１２から第１電極部１１へと移動させることができる。これにより、中間部１４内にナノ粒子１４１がない場合に比較して、電気エネルギーの発生量を、さらに増加させることが可能となる。
　ナノ粒子１４１の材料の例としては、金及び銀の少なくとも１つを選ぶことができる。なお、ナノ粒子１４１の仕事関数の値は、第１電極部１１の仕事関数の値と、第２電極部１２の仕事関数の値との間にあればよい。したがって、ナノ粒子１４１の材料には、金及び銀以外の導電性材料を選ぶことも可能である。
　ナノ粒子１４１の粒子径は、例えば、電極間ギャップＧの１／１０以下の有限値とされる。具体的には、ナノ粒子１４１の粒子径は、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。また、ナノ粒子１４１は、例えば、平均粒径（例えばＤ５０）３ｎｍ以上８ｎｍ以下の粒子径を有してもよい。平均粒径は、例えば粒度分布計測器を用いることで、測定することができる。粒度分布計測器としては、例えば、レーザー回折散乱法を用いた粒度分布計測器（例えばMicrotracBEL製Nanotrac WaveII-EX150等）を用いればよい。
　ナノ粒子１４１は、その表面に、例えば絶縁膜１４１ａを有する。絶縁膜１４１ａの材料の例としては、絶縁性金属化合物及び絶縁性有機化合物の少なくとも１つを選ぶことができる。絶縁性金属化合物の例としては、例えば、シリコン酸化物及びアルミナ等を挙げることができる。絶縁性有機化合物の例としては、アルカンチオール（例えばドデカンチオール）等を挙げることができる。絶縁膜１４１ａの厚さは、例えば２０ｎｍ以下の有限値である。このような絶縁膜１４１ａをナノ粒子１４１の表面に設けておくと、電子ｅは、例えば、第２電極部（カソードＫ）１２とナノ粒子１４１との間、並びにナノ粒子１４１と第１電極部（アノードＡ）１１との間を、トンネル効果を利用して移動できる。このため、例えば、熱電素子１の発電効率の向上が期待できる。
　溶媒１４２には、例えば、沸点が６０℃以上の液体を用いることができる。このため、室温（例えば１５℃～３５℃）以上の環境下において、熱電素子１を用いた場合であっても、溶媒１４２の気化を抑制することができる。これにより、溶媒１４２の気化に伴う熱電素子１の劣化を抑制することができる。液体の例としては、有機溶媒及び水の少なくとも１つを選ぶことができる。有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、トルエン、キシレン、テトラデカン、及びアルカンチオール等を挙げることができる。なお、溶媒１４２は、電気的抵抗値が高く、絶縁性である液体がよい。
　また、図５（ｂ）に示すように、中間部１４は、溶媒１４２を含まず、ナノ粒子１４１のみを含むようにしてもよい。中間部１４が、ナノ粒子１４１のみを含むことで、例えば、熱電素子１を、高温環境下で用いる場合であっても、溶媒１４２の気化を考慮する必要が無い。これにより、高温環境下における熱電素子１の劣化を抑制することが可能となる。
　＜熱電素子の動作＞
　熱エネルギーが熱電素子１に与えられると、例えば、第２電極部（カソードＫ）１２から中間部１４に向けて電子ｅが放出される。放出された電子ｅは、中間部１４から第１電極部（アノードＡ）１１へと移動する。電流は、第１電極部１１から第２電極部１２に向かって流れる。このようにして、熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。
　このような照明装置４００であると、熱電素子１は、筐体部１０の収容部１０ｄ内に、第１電極部１１と、第１電極部１１とは異なった仕事関数を有する第２電極部１２と、第１電極部１１の仕事関数と第２電極部１２の仕事関数との間の仕事関数を有するナノ粒子１４１を含む中間部１４と、を含む。これにより、熱電素子１の中に温度差を生じさせなくても、熱電素子１は発電できる。よって、低温材料や、低温材料を冷やすチラーが不要となる。低温材料、及び低温材料を冷やすチラーが不要となる結果、照明装置４００の製造コストの増大、及び照明装置４００のサイズの大型化のそれぞれを抑制できる。
　さらに、照明装置４００によれば、以下のような利点を、さらに得ることができる。
　（１）　熱電素子１の筐体部１０は、ヒートシンク４０１の空洞部４０１ａの内面４０１ｂ上に設ける。照明装置４００において、空洞部４０１ａは、デッドスペースである。したがって、熱電素子１は、照明装置４００に、そのデッドスペースを利用して組み込まれる。これにより、熱電素子１を搭載するエリアを、照明装置４００に新たに確保せずに済み、照明装置４００のサイズの増大を抑制できる。
　（２）　第１、第２電気的接点１１ａ及び１２ａのそれぞれを、収容部１０ｄ内に設ける。これにより、熱電素子１を、照明装置４００に組み込む際、例えば、熱電素子１のハンドリング中や、熱電素子１の取り付け作業中等において、第１、第２電気的接点１１ａ及び１２ａが破断したり、損傷したりすることを抑制できる。これにより、照明装置４００の製造中に発生する可能性がある、熱電素子１のロスを減らすことができる。
　（３）　筐体部１０は、第１主面１０ａｆと、第１主面１０ａｆと対向し、熱伝導性ベース２２１の開放面２２１ｂと向き合う第２主面１０ａｂと、を有する第１基板１０ａを含む。そして、第１、第２外部筐体端子１０１及び１０２のそれぞれを、第１基板１０ａの第１主面１０ａｆ上に設ける。第１主面１０ａｆは、例えば、筐体部１０の側面と比較して、第１、第２外部筐体端子１０１及び１０２のそれぞれに、広い面積を提供できる。また、筐体部１０の側面と比較して、作業者による視認、あるいは作業ロボットによるワークポイントの抽出がしやすい。これらにより、例えば、熱電素子１と、照明装置４００との電気的な接続作業を容易化でき、例えば、照明装置４００のスループットを向上できる。また、熱電素子１を備えた、照明装置４００の組み立ての確実性も向上する。また、照明装置４００が、電源回路３００を、さらに備える場合には、熱電素子１と電源回路３００との電気的な接続作業を容易化できる。
　（４）　電源回路３００は、外部から供給される外部入力電力Ｐｉｎ、及び熱電素子１から供給される補助入力電力ＰｉｎａのそれぞれをＬＥＤ入力電力に変換してＬＥＤ素子２１０へ出力する。これにより、照明装置４００の消費電力を減らすことができる。
　（５）　照明装置４００では、熱電素子１が発生させる補助入力電力Ｐｉｎａを、非常用電源として活用することも可能である。このような照明装置４００は、停電時において、無電源にて点灯させることが可能である。即ち、照明装置４００によれば、例えば、日本国消防法で定められた時間以上、無電源にて点灯させることもできる。これにより、照明装置４００は、避難通路等の非常照明や誘導灯の光源としても使用できる。しかも、停電時において、放電可能な時間しか点灯できない電池や蓄電池を内蔵した常用－非常用兼用型照明装置と比較して、より長時間の点灯が可能である。
　（第１実施形態：第１変形例）
　次に、第１実施形態の第１変形例を説明する。第１変形例は、熱電素子の変形に関する。
　図６（ａ）～図６（ｃ）は、第１変形例に係る熱電素子の一例を示す模式断面図である。図６（ａ）に示す模式断面は、図６（ｃ）中のＶＩＡ－ＶＩＡ線に沿う。図６（ｂ）に示す模式断面は、図６（ｃ）中のＶＩＢ－ＶＩＢ線に沿う。図６（ｃ）に示す模式断面は、図６（ａ）及び図６（ｂ）中のＶＩＣ－ＶＩＣ線に沿う。図７は、接合の一例を示す模式断面図である。図７は、図６（ｂ）に示す模式断面に対応する。
　図６（ａ）～図６（ｃ）に示すように、第１変形例に係る熱電素子１ｂが、熱電素子１と異なるところは、第１電極部１１の第１方向Ｚから見た平面形状、及び第２電極部１２の第１方向Ｚから見た平面形状のそれぞれが、櫛歯型であること
である。
　第１、第２電極部１１及び１２のそれぞれの櫛歯部は、第３方向Ｙに沿って延びる。櫛歯の向きは、第１電極部１１と第２電極部１２とで、互いに反対である。第１電極部１１の櫛歯部と、第２電極部１２の櫛歯部とは、互いに離間しながら噛み合う。これにより、第１電極部１１の櫛歯部と、第２電極部１２の櫛歯部との間に、電極間ギャップＧが規定される。熱電素子１ｂにおいて、電極間ギャップＧが規定される方向は、第２方向Ｘ（電極間ギャップＧｘ）と、第３方向Ｙ（電極間ギャップＧｙ）との２方向になる（図１０（ｃ））。
　熱電素子には、平行平板型電極を持つ熱電素子１の他、櫛歯型電極を持つ熱電素子１ｂを用いることもできる。
　熱電素子１ｂでは、第１、第２電極部１１及び１２を櫛歯型とするので、平行平板型の熱電素子１と比較して、ＬＥＤ素子２１０の熱による電極間ギャップＧの変動が、より少なくなる。これにより、例えば、熱電素子１ｂは、熱電素子１と比較して、発電効率の微小な変動を抑制しやすい、という利点を、さらに得ることができる。
　さらに、熱電素子１ｂにおいては、下記のさらなる工夫がなされている。
　　・筐体部１０が、第１基板１０ａと、蓋体１０ｃと、を含むこと
　　・第１電極部１１、第２電極部１２、第１接続配線１５ａ、及び第２接続配線１６ａのそれぞれが、第１主面１０ａｆ上に設けられていること
　以下、熱電素子１ｂについて、より詳細に説明する。
　蓋体１０ｃは、第３支持部１３ｃを含む。第３支持部１３ｃは、蓋体１０ｃから第１方向Ｚに沿って第１基板１０ａに向かって延びる。第３支持部１３ａの平面形状は、第１方向Ｚから見て、枠状である。蓋体１０ｃは、第３支持部１３ｃと、一体に設けられてもよいし、別々に設けられてもよい。
　第１、第２電極部１１及び１２のそれぞれは、収容部１０ｄ内に設けられる。収容部１０ｄは、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに広がる平面を蓋体１０ｃによって囲み、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに沿って第３支持部１３ｃによって囲むことで、筐体部１０に得られる。
　第１接続配線１５ａは、収容部１０ｄ内において、第１電極部１１と電気的に接続されている。これにより、第１電極部１１と第１接続配線１５ａとの第１電気的接点１１ａは、収容部１０ｄ内に設けられる。第２接続配線１６ａは、収容部１０ｄ内において、第２電極部１２と電気的に接続されている。これにより、第２電極部１２と第２接続配線１６ａとの第２電気的接点１２ａは、収容部１０ｄ内に設けられる。
　第３支持部１３ｃの基板接合面１３ｃａ上において、第１接続配線１５ａの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。第１接続配線１５ａは、第３支持部１３ｃと、第１基板１０ａとの間において、第１接合金属１８ａと接合される。第１接合金属１８ａは、蓋体１０ｃの基板接合面１３ｃａ上に設けられている。第１接合金属１８ａの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。これは、基板接合面１３ｃａ上における第１接続配線１５ａの平面形状と、ほぼ同じである。
　第３支持部１３ｃの基板接合面１３ｃａ上において、第２接続配線１６ａの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。第２接続配線１６ａは、第３支持部１３ｃと、第１基板１０ａとの間において、第２接合金属１８ｂと接合される。第２接合金属１８ｂは、蓋体１０ｃの基板接合面１３ｃａ上に設けられている。第２接合金属１８ｂの平面形状は、第１方向Ｚから見て、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙのそれぞれに延在したＬ字状である。これは、基板接合面１３ｃａ上における第２接続配線１６ａの平面形状と、ほぼ同じである。
　これにより、例えば、図７に示すように、蓋体１０ｃは、第１接続配線１５ａと第１接合金属１８ａとの接合、並びに第２接続配線１６ａと第２接合金属１８ｂとの接合によって、第１基板１０ａと接合することができる。そして、筐体部１０には、収容部１０ｄが得られる。
　第１接続配線１５ａと、第２接続配線１６ａとは、第１主面１０ａｆ上において、互いに接触しないようにスリット１７ａ及び１７ｂを介して離れている。第１、第２接合金属１８ａ及び１８ｂは、それぞれ、第１、第２接続配線１５ａ及び１６ａと電気的に接続されることがある。このような場合には、図６（ｃ）に示したように、第１接合金属１８ａと、第２接合金属１８ｂとを、互いに接触しないように、スリット１７ａ及び１７ｂを介して離しておけばよい。これにより、第１、第２接合金属１８ａ及び１８ｂを介した、第１接続配線１５ａと、第２接続配線１６ａとの短絡を抑制することができる。
　図８は、スリットの一例を示す模式断面図である。図８に示す模式断面は、図６（ｃ）中のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う。　
　図８に示すように、スリット１７ａ及び１７ｂは、熱電素子１ｂに微小なすきま１７ｃを生じさせる。このため、ギャップ部１４０に注入された溶媒１４２が、微小なすきまから漏れる可能性がある。そこで、図１０（ｃ）に示すように、第１基板１０ａと蓋体１０ｃとの間に封止部材３１ａ及び３１ｂを設け、スリット１７ａ及び１７ｂを、それぞれ、封止部材３１ａ及び３１ｂで塞いでもよい。これにより、スリット１７ａ及び１７ｂを介した、溶媒１４２の漏れを抑制することができる。
　熱電素子１ｂでは、さらに、第１電極部１１と蓋体１０ｃとの間に、第１方向Ｚに沿ったギャップＧｅｌ１を設け、第２電極部１２と蓋体１０ｃとの間に、ギャップＧｅｌ２設けている。ギャップＧｅｌ１及びＧｅｌ２を設けることにより、蓋体１０ｃと第１基板１０ａとの間にすきまを生じさせることなく、第１、第２電極部１１及び１２のそれぞれを、収容部１０ｄ内に収容することが可能となる。ギャップＧｅｌ１の長さと、ギャップＧｅｌ２の長さとは、互いに等しくなるように設定されてもよいし、互いに異なるように設定されてもよい。後者の場合は、例えば、第１電極部１１の仕事関数と、第２電極部１２の仕事関数との差を大きくするために、いずれか一方の電極部の表面に、コーティングや、表面改質等の表面処理が行われた場合に見られる。あるいは、互いに材料が異なる第１電極部１１と、第２電極部１２とを、１つのエッチング工程によって、同時に形成した場合に見られる。
　図９（ａ）及び図９（ｂ）は、溶媒注入の一例を示す模式断面図である。図９（ａ）に示す模式断面は、図６（ａ）に示す模式断面に対応する。図９（ｂ）に示す模式断面は、図６（ｂ）に示す模式断面に対応する。
　図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、蓋体１０ｃには、第１充填孔７１ａ及び第２充填孔７１ｂを設けることもできる。第１、第２充填孔７１ａ及び７１ｂは、例えば、ギャップ部１４０内への溶媒１４２の注入に利用される。溶媒１４２の注入に、第１、第２充填孔７１ａ及び７１ｂを利用するとき、ギャップＧｅｌ１及びＧｅｌ２がギャップ部１４０内にあると、溶媒１４２が、ギャップＧｅｌ１及びＧｅｌ２を介して、第１電極部１１と第２電極部１２との間に廻り込むようになる。これにより、第１電極部１１と第２電極部１２との間に、溶媒１４２を充填しやすくなる、という利点を得ることができる。
　溶媒１４２は、例えば、第１充填孔７１ａから、ギャップ部１４０内へ注入される。このとき、もう１つの第２充填孔７１ｂは、例えば、エア抜きの孔として利用される。また、第２充填孔７１ｂを介して、ギャップ部１４０内を真空引きしながら、第１充填孔７１ａから溶媒１４２を注入してもよい。
　第１変形例ように、熱電素子には、平行平板型電極を持つ熱電素子１の他、櫛歯型電極を持つ熱電素子１ｂを用いることもできる。
　（第１実施形態：第２変形例）
　第２変形例は、熱伝導性ベースの変形に関する。
　図１０は、熱伝導性ベースの第１例を示す模式平面図である。
　図１０に示すように、第２変形例に係る発光装置２００ｂの熱伝導性ベース２２１の第１方向Ｚから見た平面形状は、例えば、円形である。円形の熱伝導性ベース２２１上には、複数のＬＥＤ素子２１０が、例えば、環状に配置されている。配置されるＬＥＤ素子２１０の数は、任意である。また、ＬＥＤの配置パターンは、環状に限らず、任意である。
　第２変形例のように、熱伝導性ベース２２１には、平面形状が円形である熱伝導性ベースを用いることもできる。
　（第１実施形態：第３変形例）
　第３変形例は、発光装置の変形に関する。　
　図１１は、第３変形例に係る発光装置の第２例を示す模式平面図である。
　図１１に示すように、第３変形例に係る発光装置２００ｃの熱伝導性ベース２２１の第１方向Ｚから見た平面形状は、矩形である。矩形の熱伝導性ベース２２１上には、複数のＬＥＤ素子２１０が、例えば、行列に配置されている。例えば、発光装置２００ｃでは、複数のＬＥＤ素子２１０が、２ロウ×４カラムに配置されている。第２変形例においても、配置されるＬＥＤ素子２１０の数は、任意である。また、ＬＥＤの配置パターンは、２ロウ×４カラムに環状に限られることはない。
　第３変形例のように、熱伝導性ベース２２１には、平面形状が矩形である熱伝導性ベースを用いることもできる。
　（第１実施形態：第４変形例）
　第４変形例は、照明装置の変形に関する。　
　図１２（ａ）は、第１変形例に係る照明装置の一例を示す模式図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）中のＸＩＩＢ－ＸＩＩＢ線に沿う模式断面図である。
　図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、第１変形例に係る照明装置４００ｂは、直管型ＬＥＤランプである。直管型ＬＥＤランプは、発光装置２００と、ヒートシンク４０１と、透光性カバー４０２と、一対の口金部４０３ａ及び４０３ｂと、熱電素子１と、電源回路３００と、を含む。
　直管型ＬＥＤランプにおいても、ヒートシンク４０１は、開放面２２１ｂ上に設けられている。直管型ＬＥＤランプでは、電源回路３００は、例えば、口金部４０３ａ及び４０３ｂの少なくとも１つ、あるいは空洞部４０１ａ内に収容される。熱電素子１は、ヒートシンク４０１の空洞部４０１ａの内面４０１ｂ上に設けられている。これにより、照明装置４００と同様に、熱電素子１は、ヒートシンク４０１の空洞部４０１ａ内に収容される。
　照明装置は、照明装置４００ｂのように、例えば、直管型ＬＥＤランプとすることもできる。
　なお、照明装置の例としては、例えば、電球型ＬＥＤランプ及び直管型ＬＥＤランプの他、ディスプレイの照明として利用されるバックライト等を挙げることができる。さらに、照明装置は、照明器具を含む。照明器具としては、例えば、ＬＥＤダウンライト、ＬＥＤスポットライト、ＬＥＤ投光器、ＬＥＤ街路灯、ＬＥＤベースライト、及びＬＥＤシーリングライト等を挙げることができる。このように、照明装置４００は、様々な照明に適用することができる。
（第２実施形態）
　第２実施形態は、第１実施形態に係る照明装置に使用可能な電源回路の例に関する。　
　図１３は、第２実施形態に係る発電機能付照明装置の一例を示す模式ブロック図である。
　図１３に示すように、電源回路３００は、例えば、回路基板３２０上に設けられる。回路基板３２０上には、例えば、第１外部端子３３１ａ～第６外部端子３３１ｆが設けられている。第１外部端子３３１ａ及び第２外部端子３３１ｂは、外部電源、例えば、商用電源３１０と電気的に接続される。これにより、電源回路３００には、第１、第２外部端子３３１ａ及び３３１ｂを介して、外部入力電力Ｐｉｎが入力される。第３外部端子３３１ｃ及び第４外部端子３３１ｄは、熱電素子１と電気的に接続される。これにより、電源回路３００には、第３、第４外部端子３３１ｃ及び３３１ｄを介して、補助入力電力Ｐｉｎａが入力される。第３外部端子３３１ｃは、熱電素子１のカソードＫと電気的に接続されている。第４外部端子３３１ｄは、熱電素子１のアノードＡと電気的に接続されている。第５外部端子３３１ｅ及び第６外部端子３３１ｆは、ＬＥＤ素子２１０と電気的に接続される。これにより、電源回路３００は、第５、第６外部端子３３１ｅ及び３３１ｆを介して、ＬＥＤ入力電力Ｐｏｕｔを出力する。第５外部端子３３１ｅは、ＬＥＤ素子２１０のアノードＡと電気的に接続されている。第６外部端子３３１ｆは、ＬＥＤ素子２１０のカソードＫと電気的に接続されている。
　図１４は、第２実施形態に係る発電機能付照明装置の一例を示す模式回路図である。　
　図１４に示すように、電源回路３００は、コンバータ３３２を含む。外部電源が商用電源３１０である場合、コンバータ３３２は、ＡＣ－ＤＣコンバータ（整流回路）となる。外部電源が電池である場合には、コンバータ３３２は、ＤＣ－ＤＣコンバータとなる。コンバータ３３２がＡＣ－ＤＣコンバータである場合、交流電力を直流電力に整流する。整流された直流電力は、電流制限回路３３３に供給される。電流制限回路３３３は、直流電流を制限してＬＥＤ入力電力Ｐｏｕｔを生成し、出力する。
　コンバータ３３２の高電位側出力ノードＮ１は、電流制限回路３３３の高電位側入力ノードＮ２と、第１スイッチ３３４を介して電気的に結合されている。第１スイッチ３３４と高電位側入力ノードＮ２との接続ノードＮ３は、電源回路３００の低電位側配線３３５と、コンデンサ３３６を介して電気的に結合されている。コンデンサ３３６は、平滑コンデンサである。また、コンデンサ３３６には、抵抗３３７が並列に接続されている。抵抗３３７は、放電用抵抗である。接続ノードＮ３は、第２スイッチ３３８を介して熱電素子１のカソードＫと電気的に結合されている。第１、第２スイッチ３３４及び３３８には、例えば、トランジスタが使用される。電流制限回路３３３の高電位側出力ノードＮ４は、ＬＥＤ素子２１０のアノードＡと電気的に結合される。ＬＥＤ素子２１０のカソードＫ、及び熱電素子１のアノードＡは低電位側配線３３５と電気的に結合されている。
　発光装置２００を点灯させるとき、第１スイッチ３３４をオン、第２スイッチ３３８をオフさせる。高電位側出力ノードＮ１は、コンデンサ３３６の一方電極と電気的に接続され、コンデンサ３３６が充電される。コンデンサ３３６の充電完了後、高電位側出力ノードＮ１は、高電位側入力ノードＮ２と電気的に接続される。コンバータ３３２は、電流を電流制限回路３３３に供給する。電流制限回路３３３は、供給された電流を制限してＬＥＤ入力電力Ｐｏｕｔを生成し、出力する。これにより、ＬＥＤ素子２１０は、点灯する。
　ＬＥＤ素子２１０が点灯すると、ＬＥＤ素子２１０は発熱する。熱は、熱電素子１へ伝わる。やがて、熱電素子１は、発電可能な状態、例えば、コンデンサ３３６を充電可能な電流を生成可能な状態となる。熱電素子１が発電可能な状態となった後、第２スイッチ３３８をオンさせる。熱電素子１のカソードＫは、コンデンサ３３６の一方電極と電気的に接続される。熱電素子１は、コンバータ３３２とともに、電流を電流制限回路３３３に供給する。これにより、ＬＥＤ素子２１０は、点灯を続ける。
　また、第１スイッチ３３４、及び第２スイッチ３３８によって、コンデンサ３３６の一方電極に、高電位側出力ノードＮ１を結合するか、熱電素子１のカソードＫを結合するかのいずれかを選択することもできる。
　例えば、発光装置２００を点灯させるとき、第１スイッチ３３４をオン、第２スイッチ３３８をオフさせて、発光装置２００を、外部入力電力Ｐｉｎを用いて点灯させる。外部入力電力Ｐｉｎを用いて点灯された状態を、便宜上、通常エネルギーモードと呼ぶ。
　点灯後、例えば、熱電素子１が、コンデンサ３３６を充電可能な電流を生成可能な状態となったら、第１スイッチ３３４をオフ、第２スイッチ３３８をオフさせる。電力の供給元は、外部入力電力Ｐｉｎから、補助入力電力Ｐｉｎａに切り替わる。これにより、発光装置の動作モードは、通常エネルギーモードから、熱電素子１からの補助入力電力Ｐｉｎａを用いた省エネルギーモードへと切り替わる。通常エネルギーモードから省エネルギーモードへの切り替えは、自動、もしくは手動により行うことができる。省エネルギーモードは、一般的には、発光装置２００の明るさを低下させて、商用電源、もしくは電池の消費電力を下げることをいう。しかし、第４実施形態における省エネルギーモードは、通常エネルギーモードとは別の補助入力電力Ｐｉｎに切り替えることをいう。このため、省エネルギーモードであっても、発光装置２００の明るさ低下は、抑制される。
　また、コンデンサ３３６には、電源回路３００中に設けられている平滑コンデンサを利用することもできる。平滑コンデンサを利用した場合には、電源回路３００中の既存回路素子を利用して、熱電素子１を電源回路３００に接続できる。これにより、電源回路３００に必要な回路素子や電子部品３３０の増加を抑制できる。
　（第２実施形態：第１変形例）
　図１５は、第２実施形態の第１変形例に係る発電機能付発光装置の一例を示す模式回路図である。　
　熱電素子１が発生する電力では、ＬＥＤ素子２１０を点灯させるのに、十分な電圧を確保できない場合も想定される。このような場合には、熱電素子１を、昇圧回路３５０を介して、電源回路３００と接続するようにしてもよい。図１８には、昇圧回路３５０の一例を示す模式回路が示されている。
　図１５に示すように、昇圧回路３５０は、例えば、ダイオード３５１と、コイル３５２と、第３スイッチ３５３と、を含む。ダイオード３５１のカソードは、第２スイッチ３３８を介してコンデンサ３３６の一方電極と電気的に結合されている。ダイオード３５１のアノードは、コイル３５２を介して熱電素子１のカソードＫに電気的に結合されている。コイル３５２は、チョークコイルである。ダイオード３５１のアノードと、コイル３５２との接続ノードＮ５は、低電位側配線３３５と、第３スイッチ３５３を介して電気的に結合されている。第３スイッチ３５３には、例えば、トランジスタが使用される。
　昇圧回路３５０の動作は、以下のようにして、補助入力電力Ｐｉｎａの電圧を昇圧する。まず、第２スイッチ３３８をオンさせて、熱電素子１のカソードＫを、コンデンサ３３６の一方電極と電気的に結合させる。この状態で、第３スイッチ３５３をオンさせる。熱電素子１のカソードＫから、電流がコイル３５２を介して低電位側配線３３５に流れる。次いで、第３スイッチ３５３をオフさせる。コイル３５２からの電流は、すぐにはゼロにはならない。このため、コイル３５２から、ダイオード３５１、及び第２スイッチ３３８を介して、接続ノードＮ３に電流が、一気に流れる。ダイオード３５１は、接続ノードＮ３からの電流の逆流を防ぐ。このように第３スイッチ３５３のオンとオフとを繰り返すことで、補助入力電力Ｐｉｎａの電圧は、昇圧される。
　このように、熱電素子１を、昇圧回路３５０を介して、電源回路３００と接続するようにしてもよい。なお、昇圧回路は、図１２に示した昇圧回路３５０に限られるものでもない。昇圧回路には、例えば、トランス等、周知の昇圧回路を用いることができる。また、昇圧回路は、電源回路３００中に設けることができる。
　（第２実施形態：第２変形例）
　図１４に示したように、ＬＥＤ素子２１０のアノードＡは、コンデンサ３３６の一方電極と、電流制限回路３３３を介して電気的に結合される。電流制限回路３３３を利用し、ＬＥＤ素子２１０へ流す電流を制限すると、ＬＥＤ素子２１０を調光することができる。ＬＥＤ素子２１０は、ＬＥＤチップ２１１の温度が上がるにつれて、発光効率が低下する。電流制限回路３３３によって、ＬＥＤ素子２１０の明るさが下がるように調光すると、ＬＥＤチップ２１１の温度の上昇が抑制され、発光効率の低下を抑制することができる。
　また、熱電素子１は、第１、第２電極部１１及び１２それぞれの周囲の温度が上がるにつれて、発電効率が向上する。そこで、電流制限回路３３３は、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度を、ＬＥＤ素子２１０の発光効率と、熱電素子１の発電効率とのバランスが良い温度帯で維持されるように、ＬＥＤ素子２１０へ流す電流を制限するようにする。
　図１６は、温度と発光効率との関係、並びに温度と発電効率との関係を模式的に示す模式図である。図１６中の線ｉは、ＬＥＤ素子２１０の温度と発光効率との関係を示す。図１６中の線ｉｉは、熱電素子１の温度と発電効率との関係を示す。
　図１６に示すように、ＬＥＤ素子２１０には、例えば、ＬＥＤ素子２１０の発光効率をこれ以上低下させたくない温度、もしくはＬＥＤ素子２１０の温度をこれ以上上昇させたくない温度Ｔ１がある。また、熱電素子１には、例えば、実使用上、十分な発電が可能となる温度、もしくは実使用上、望まれる発電効率以上となる温度Ｔ２がある。ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度は、例えば、温度Ｔ１を上限とし、温度Ｔ２を下限とする温度帯Ｔ０で、維持させることが好ましい。
　例えば、温度センサ等を用いて、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度を検出する。この検出結果を、電流制限回路３３３に、例えば、制御信号としてフィードバックする。フィードバックされた制御信号に基づき、電流制限回路３３３は、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度が、例えば、温度帯Ｔ０で維持されるように、ＬＥＤ素子２１０へ流す電流を制限する。
　電源回路３００は、ＬＥＤ素子２１０の周囲にある。したがって、温度センサは、電源回路３００中に設けることができる。温度センサの一例としては、サーミスタを挙げることができる。サーミスタは、温度の上昇により抵抗値が増加する素子である。ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度は、例えば、サーミスタを用いることで検出できる。
　図１７は、第４実施形態の第２変形例に係る発電機能付発光装置の一例を示す模式回路図である。
　図２０に示すように、温度検出回路３７０は、抵抗３７１と、サーミスタ３７２と、検出回路３７３と、を含む。抵抗３７１の一端は、熱電素子１のカソードＫと電気的に結合されている。サーミスタ３７２の一端は、熱電素子１のアノードＡと電気的に結合されている。抵抗３７１の他端と、サーミスタ３７２の他端との接続ノードＮ６は、検出回路３７３の入力端子と電気的に結合されている。検出回路３７３の出力端子は、電流制限回路３３３と電気的に結合されている。検出回路３７３は、制御信号Ｓを、電流制限回路３３３へ出力する。
　サーミスタ３７２は、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度が上がるにつれて、抵抗値が増す。このため、接続ノードＮ６の電圧は、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度が上がるにつれて高まる。検出回路３７３は、接続ノードＮ６の電圧を検出する。
　検出回路３７３は、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度が上がり、接続ノードＮ６の電圧が設定された値以上となると、電流制限回路３３３へ出力する制御信号Ｓをイネーブルする。これにより、電流制限回路３３３は、ＬＥＤ素子２１０へ流す電流を制限する。検出回路３７３は、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度が下がり、接続ノードＮ６の電圧が設定された値未満となると、電流制限回路３３３へ出力する制御信号Ｓをディセーブルする。これにより、電流制限回路３３３は、ＬＥＤ素子２１０へ流す電流の制限を、解除する。ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度が再び上がり、接続ノードＮ６の電圧が設定された値以上となると、電流制限回路３３３へ出力する制御信号Ｓを、再度イネーブルする。
　このように検出回路３７３は、サーミスタ３７２の抵抗値の変化に基づき、制御信号Ｓのイネーブルとディセーブルとを繰り返す。これにより、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度は、例えば温度帯Ｔ０に維持することができる。この結果、熱電素子１には、例えば、十分な発電量を確保したまま、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度の上昇、並びにＬＥＤ素子２１０の発光効率の低下のそれぞれを、同時に抑制できる。
　また、温度検出回路３７０は、電源として、熱電素子１からの入力補助電力Ｐｉｎａを利用する。例えば、サーミスタ３７２を用いた温度検出回路３７０は、ＬＥＤ素子２１０の周囲の温度を検出するために、ＬＥＤ素子２１０が点灯している間、電流を流し続ける。これは、商用電源や電池からの外部入力電力Ｐｉｎを消費する。この点、温度検出回路３７０の電源として、入力補助電圧Ｐｉｎａを用いることで、外部入力電力の消費を抑制することができる。したがって、温度検出回路３７０によれば、より低消費電力な温度検出回路が得られる、という利点を得ることができる。
　以上、この発明の実施形態のいくつかを説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、これらの実施形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。また、この発明は、上記いくつかの実施形態の他、様々な新規な形態で実施することができる。したがって、上記いくつかの実施形態のそれぞれは、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更が可能である。このような新規な形態や変形は、この発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明、及び特許請求の範囲に記載された発明の均等物の範囲に含まれる。
１、１ｂ：熱電素子
　１０：筐体部
　　１０ａ：第１基板
　　１０ａｆ：第１主面
　　１０ａｂ：第２主面
　　１０ｂ：第２基板
　　１０ｃ：蓋体
　　１０ｄ：収容部
　１１：第１電極部
　　１１ａ：第１電気的接点
　１２：第２電極部
　　１２ａ：第２電気的接点
　１３ａ：第１支持部
　　１３ａａ：基板接合面
　１３ｂ：第２支持部
　　１３ｂａ：基板接合面
　１３ｃ：第３支持部
　　１３ｃａ：基板接合面
　１４：中間部
　　１４０：ギャップ部
　　１４１：ナノ粒子
　　１４２：溶媒
　１５ａ：第１接続配線
　１６ａ：第２接続配線
　１７ａ、１７ｂ：スリット
　１８ａ：第１接合金属
　１８ｂ：第２接合金属
３０：接着部材
３１ａ、３１ｂ：封止部材
１０１、１０２：第１外部筐体端子、第２外部筐体端子
２００、２００ｂ、２００ｃ：発光装置
　２１０：ＬＥＤ素子
　　２１１：ＬＥＤチップ
　　２１２：パッケージ基板
　　２１３：リフレクタ
　　２１４：透光性封入樹脂
　　２１５ａ：第１電極配線
　　２１５ｂ：第２電極配線
　２２０：熱伝導性ＬＥＤ基板
　　２２１：熱伝導性ベース
　　　２２１ａ：搭載面
　　　２２１ｂ：開放面
　　２２２ａ：第１基板配線
　　２２２ｂ：第２基板配線
　　２２３：絶縁物
３００：電源回路
　３１０：商用電源
　３２０：回路基板
　　３２１ａ～３２１ｆ：第１～第６リード線
　３３０：電子部品
　　３３１ａ～３３１ｆ：第１～第６外部端子
　　３３２：コンバータ
　　３３３：電流制限回路
　　３３４：第１スイッチ
　　３３５：低電位側配線
　　３３６：コンデンサ
　　３３７：抵抗
　　３３８：第２スイッチ
　３５０：昇圧回路
　　３５１：ダイオード
　　３５２：コイル
　　３５３：第３スイッチ
　３７０：温度検出回路
　　３７１：抵抗
　　３７２：サーミスタ
　　３７３：検出回路
４００、４００ｂ：照明装置
　４０１：ヒートシンク
　　４０１ａ：空洞部
　　４０２ｂ：内面
　４０２：透光性カバー
　４０３、４０３ａ、４０３ｂ：口金部
　　４１０：シェル
　　４１１：アイレット
Ｐｉｎ：外部入力電力
Ｐｉｎａ：補助入力電力
Ｐｏｕｔ：ＬＥＤ入力電力
Ａ：アノード
Ｋ：カソード
Ｇ：電極間ギャップ
　Ｇｘ：電極間ギャップ
　Ｇｙ：電極間ギャップ
Ｇｅｌ１：第１電極－蓋体間ギャップ
Ｇｅｌ２：第２電極－蓋体間ギャップ
Ｎ１～Ｎ５：ノード
Ｔ０：温度帯
Ｔ１、Ｔ２：温度
Ｓ：制御信号
Ｘ：第２方向
Ｙ：第３方向
Ｚ：第１方向

Claims (7)

  1. 　電気エネルギーを光エネルギーに変換するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子から放出された熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子と、を有する発電機能付照明装置であって、
    　搭載面、及び前記搭載面と対向した開放面を有する熱伝導性ベースと、前記搭載面上に、前記熱伝導性ベースと電気的に絶縁されて設けられた基板配線と、を含む熱伝導性ＬＥＤ基板、並びに前記基板配線と電気的に接続された前記ＬＥＤ素子を含む発光装置と、
    　内部に空洞部を有し、前記熱伝導性ベースの開放面上に、前記熱伝導性ベースと電気的に絶縁され、前記熱伝導性ベースと熱的に結合されて設けられたヒートシンクと、
    　前記ヒートシンク上に設けられた、前記発光装置を収容する透光性カバーと、
    　前記ヒートシンクの前記空洞部内に、前記ヒートシンクと電気的に絶縁され、前記ヒートシンクと熱的に結合されて設けられた熱電素子と、
    　を備え、
    　前記熱電素子は、
    　　収容部を有する筐体部と、
    　　前記収容部内に設けられた第１電極部と、
    　　前記収容部内に設けられ、前記第１電極部と第１方向に離間して対向し、前記第１電極部とは異なった仕事関数を有する第２電極部と、
    　　前記収容部内の、前記第１電極部と前記第２電極部との間に設けられ、前記第１電極部の仕事関数と前記第２電極部の仕事関数との間の仕事関数を有するナノ粒子を含む中間部と、
    　を含み、
    　前記筐体部は、前記ヒートシンクの前記空洞部の内面上に設けられていること
    　を特徴とする発電機能付照明装置。
  2. 　前記第１電極部と電気的に接続され、前記第１電極部を前記収容部の外に導出する第１接続配線と、
    　前記第２電極部と電気的に接続され、前記第２電極部を前記収容部の外に導出する第２接続配線と、
    　を、さらに備え、
    　前記第１電極部と前記第１接続配線との第１電気的接点、並びに前記第２電極部と前記第２接続配線との第２電気的接点のそれぞれは、前記収容部内に設けられていること
    　を特徴とする請求項１に記載の発電機能付照明装置。
  3. 　前記筐体部は、
    　　第１主面と、前記第１主面と対向し、前記熱伝導性ベースの前記開放面と向き合う第２主面と、を有する第１基板
    　を含み、
    　前記第１接続配線と電気的に接続された第１外部端子と、
    　前記第２接続配線と電気的に接続された第２外部端子と、
    　を、さらに備え、
    　前記第１外部端子及び前記第２外部端子のそれぞれは、前記第１基板の前記第１主面上に設けられていること
    　を特徴とする請求項２に記載の発電機能付照明装置。
  4. 　前記熱電素子は、平行平板型熱電素子、及び櫛歯型熱電素子の少なくとも１つを含むこと
    　を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の発電機能付照明装置。
  5. 　外部から供給される外部入力電力、及び前記熱電素子から供給される補助入力電力のそれぞれの入力が可能な、前記外部入力電力及び前記補助入力電力のそれぞれをＬＥＤ入力電力に変換し、前記ＬＥＤ入力電力を前記ＬＥＤ素子へ出力する電源回路
    　を、さらに備えること
    　を特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発電機能付照明装置。
  6. 　前記電源回路は、
    　　一方電極、及び他方電極を有するコンデンサ
    　を、含み、
    　前記一方電極は、前記外部入力電力の高電位側出力ノード、前記ＬＥＤ素子のアノード、及び前記熱電素子のカソードのそれぞれと、電気的に結合され、
    　前記他方電極は、前記電源回路の低電位側配線と、電気的に結合されていること
    　を特徴とする請求項５に記載の発電機能付照明装置。
  7. 　前記電源回路は、
    　　第１スイッチと、
    　　第２スイッチと、
    　　電流制限回路と、
    　を、さらに含み、
    　前記高電位側出力ノードは、前記一方電極と、第１スイッチを介して電気的に結合され、
    　前記熱電素子のカソードは、前記一方電極と、第２スイッチを介して電気的に結合され、
    　前記ＬＥＤ素子のアノードは、前記一方電極と、電流制限回路を介して電気的に結合されていること
    　を特徴とする請求項６に記載の発電機能付照明装置。
PCT/JP2019/040019 2018-10-22 2019-10-10 発電機能付照明装置 WO2020085102A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/286,871 US11221133B2 (en) 2018-10-22 2019-10-10 Lighting device with electric power generation function
EP19875979.7A EP3872393A4 (en) 2018-10-22 2019-10-10 LIGHTING DEVICE WITH ENERGY GENERATION FUNCTION
CN201980069148.1A CN112912664A (zh) 2018-10-22 2019-10-10 带发电功能的照明装置
JP2020553127A JP7105001B2 (ja) 2018-10-22 2019-10-10 発電機能付照明装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-198456 2018-10-22
JP2018198456 2018-10-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020085102A1 true WO2020085102A1 (ja) 2020-04-30

Family

ID=70330611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/040019 WO2020085102A1 (ja) 2018-10-22 2019-10-10 発電機能付照明装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11221133B2 (ja)
EP (1) EP3872393A4 (ja)
JP (1) JP7105001B2 (ja)
CN (1) CN112912664A (ja)
WO (1) WO2020085102A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3863072A4 (en) * 2018-10-04 2022-06-29 GCE Institute Inc. Light-emitting device with power-generation function, lighting device, and display device
CN113552555B (zh) * 2021-07-28 2024-08-13 维沃移动通信有限公司 光发射模组及电子设备
US12096693B2 (en) 2022-03-28 2024-09-17 International Business Machines Corporation Temperature indicator powered by thermoelectric generator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6147901B2 (ja) 1979-02-21 1986-10-21 Kobe Steel Ltd
JP2002540636A (ja) * 1999-03-11 2002-11-26 エネコ インコーポレイテッド ハイブリッド熱電子エネルギー変換器およびその方法
US20110234107A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Altair Engineering, Inc. Led light with thermoelectric generator

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7832891B2 (en) * 2008-09-20 2010-11-16 Mig Technology Inc. Illuminating device which accesses natural energy
KR20110001838U (ko) * 2009-08-17 2011-02-23 주식회사 영동테크 엘이디 할로겐 램프
US20110235328A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Jian Xu Energy harvester for led luminaire
CA2817966A1 (en) 2010-11-16 2012-05-24 Photon Holding Llc Systems, methods and/or devices for providing led lighting
NL2007316C2 (en) * 2011-08-29 2013-03-04 Nobel Groep B V Lighting device, and lighting system.
JP2012099486A (ja) 2011-11-28 2012-05-24 Fujikura Ltd 照明装置
JP2013196900A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置およびその製造方法
JP5627801B2 (ja) * 2012-08-22 2014-11-19 パナソニック株式会社 発光装置、電球形ランプ及び照明装置
JP6147901B1 (ja) 2016-07-29 2017-06-14 株式会社Ｇｃｅインスティチュート 熱電素子及び熱電素子の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6147901B2 (ja) 1979-02-21 1986-10-21 Kobe Steel Ltd
JP2002540636A (ja) * 1999-03-11 2002-11-26 エネコ インコーポレイテッド ハイブリッド熱電子エネルギー変換器およびその方法
US20110234107A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Altair Engineering, Inc. Led light with thermoelectric generator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3872393A4

Also Published As

Publication number Publication date
US20210381685A1 (en) 2021-12-09
JP7105001B2 (ja) 2022-07-22
EP3872393A1 (en) 2021-09-01
US11221133B2 (en) 2022-01-11
EP3872393A4 (en) 2022-05-25
JPWO2020085102A1 (ja) 2021-09-16
CN112912664A (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020085102A1 (ja) 発電機能付照明装置
US20130049031A1 (en) Light-emitting device, light-emitting module, and lamp
JP2009135440A (ja) 散熱機能を有する発光デバイスとそのようなデバイスを製造するプロセス
KR101123497B1 (ko) 열전대를 이용한 매립형 광소자 패키지 모듈
US20100163890A1 (en) Led lighting device
WO2020184234A1 (ja) 発電機能付半導体集積回路装置
US8802460B2 (en) Method of mounting LED chip
WO2020184235A1 (ja) 発電機能付半導体集積回路装置
JP2012503335A (ja) 照明モジュール用光学カップ
TWM498387U (zh) 熱電分離的發光二極體封裝模組及電連接模組
JP5705323B2 (ja) 放熱特性が向上した高光力ｌｅｄ光源構造体
US8716943B2 (en) Light-emitting device and lighting apparatus provided with the same
TW201434134A (zh) 發光裝置、背光模組及照明模組
US9338837B2 (en) Lighting device
JP7181584B2 (ja) 発電機能付発光装置、照明装置、及び表示装置
WO2020071535A1 (ja) 発電機能付発光装置、照明装置、及び表示装置
US20120267645A1 (en) Light emitting diode module package structure
CN106465537B (zh) 印刷电路板和包括该印刷电路板的光发射器件
JP2020113694A (ja) 発電機能付発光装置、照明装置、及び表示装置
JP2020061479A (ja) 発電機能付発光装置、照明装置、及び表示装置
JP2023032709A (ja) 発光モジュール
JP7224015B2 (ja) 発電機能付発光装置、照明装置、及び表示装置
JP7261461B2 (ja) 発電機能付半導体集積回路装置
JP5966192B2 (ja) 照明装置、および車両用灯具
KR20120048996A (ko) 발광장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19875979

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020553127

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019875979

Country of ref document: EP

Effective date: 20210525