JP2020113694A

JP2020113694A - Light emitting device with power generation function, lighting apparatus and display apparatus

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Publication number: JP2020113694A
Application number: JP2019005073A
Authority: JP
Inventors: 後藤　博史; Hiroshi Goto; 博史後藤; 坂田　稔; Minoru Sakata; 稔坂田
Original assignee: GCE Institute Co Ltd
Current assignee: GCE Institute Co Ltd
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-27

Abstract

To provide a light emitting device with power generation function which can suppress the increase in the manufacturing cost and the size.SOLUTION: A light emitting device with power generation function includes: a thermoelectric element 1 which includes a housing part 10 having a mounting surface 10aa and an open surface 10ab; wires 215a, 215b which are provided on the mounting surface 10aa; and an LED chip 211 which is electrically connected to the wires 215a, 215b and provided on the mounting surface 10aa. The thermoelectric element 1 includes: the housing part 10 which has a storage part 10d; a first electrode part 11 in the storage part 10d; a second electrode part 12 which has a work function different from that of the first electrode part 11; and an intermediate part 14 which includes nanoparticles having an intermediate work function between the work function of the first electrode part 11 and the work function of the second electrode part 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、発電機能付発光装置、照明装置、及び表示装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device with a power generation function, a lighting device, and a display device.

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。 Recently, effective use of heat accompanying light emission of a light emitting element such as an LED has attracted attention. For example, Patent Document 1 discloses a lighting device that generates electric power by utilizing 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. ..

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。 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. Fill the space between the electrodes separated by the spherical nano-beads with the metal nano-particle dispersion liquid that has a work function intermediate between the layer and the collector electrode layer, and that has metal nanoparticles with a smaller particle size than the spherical nano-beads dispersed. The disclosed thermoelectric element is disclosed.

特表２０１４−５０２０１５号公報Special table 2014-502015 gazette 特許第６１４７９０１号公報Japanese Patent No. 6147901

特許文献１に開示された照明装置は、ＬＥＤ素子と、熱電素子と、を有する発電機能付発光装置に準ずる、と考えられる。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。 It is considered that the lighting device disclosed in Patent Document 1 conforms to a light emitting device with a power generation function including an LED element and a thermoelectric element. In the thermoelectric element described in Patent Literature 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.

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、発電機能付発光装置の部品点数が増え、製造コストが増大する。また、発電機能付発光装置は、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、発電機能付発光装置の中には、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。 However, in 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 light emitting device with a power generation function increases, and the manufacturing cost increases. Further, since the light emitting device with a power generation function includes the LED element, the thermoelectric element, the low temperature material, and the chiller, the size thereof also increases. Moreover, in the light emitting device with a power generation function, an area for mounting a low temperature material and a chiller in addition to the LED element and the thermoelectric element must be newly increased. This also helps increase the size.

発電機能付発光装置における製造コストの増大は、そのまま、発電機能付発光装置を使用した２次製品、例えば、照明装置や表示装置の製造コストを増大させる。また、大型化した発電機能付発光装置は、２次製品の大型化を招く。このため、２次製品のサイズの現状維持すら難しくするばかりか、小型化の推進も難しくする。これらの事情により、発電機能付発光装置の、２次製品への組み込みを断念せざるを得なくなる状況も想定される。 The increase in the manufacturing cost of the light-emitting device with a power generation function increases the manufacturing cost of a secondary product using the light-emitting device with a power generation function, for example, a lighting device or a display device. In addition, the light-emitting device with a power generation function, which has been increased in size, causes the secondary product to be increased in size. Therefore, it is difficult not only to maintain the current size of the secondary product, but also to promote miniaturization. Due to these circumstances, a situation in which the light emitting device with a power generation function has to be abandoned to be incorporated in a secondary product may be assumed.

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、熱電素子と、熱電素子以外の電気的素子とを、製造コストの増大、並びに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。 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, there is no suggestion in Patent Document 2 that a thermoelectric element and an electric element other than the thermoelectric element can be mixedly mounted while suppressing an increase in manufacturing cost and an increase in size.

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発光装置、そのような発電機能付発光装置を備えた照明装置、及びそのような発電機能付発光装置を備えた表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a light emitting device with a power generation function capable of suppressing an increase in manufacturing cost and an increase in size, and a light emitting device with such a power generation function. An object is to provide a lighting device and a display device including such a light emitting device with a power generation function.

第１発明に係る発電機能付発光装置は、電気エネルギーを光エネルギーに変換するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップ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発光装置であって、搭載面、及び前記搭載面と対向した開放面を有する筐体部を含む前記熱電素子と、前記搭載面上に設けられた配線と、前記配線と電気的に接続され、前記搭載面上に設けられた前記ＬＥＤチップと、を備え、前記熱電素子は、収容部を有する前記筐体部と、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、を含むことを特徴とする。 A light emitting device with a power generation function according to a first aspect of the invention includes a light emitting device with a power generation function, which includes an LED chip that converts electric energy into light energy and a thermoelectric element that converts thermal energy emitted from the LED chip into electric energy. The thermoelectric element including a housing surface having a mounting surface and an open surface facing the mounting surface, wiring provided on the mounting surface, and the wiring electrically connected to the mounting surface. The thermoelectric element is provided with the LED chip provided on a surface, the thermoelectric element is provided in the housing portion, the first electrode portion provided in the housing portion, A second electrode portion that faces the first electrode portion with a distance in the first direction and has a work function different from that of the first electrode portion; and the first electrode portion and the second electrode portion in the accommodating portion. And an intermediate part containing nanoparticles having a work function between the work function of the first electrode part and the work function of the second electrode part.

第２発明に係る発電機能付発光装置は、第１発明において、前記ＬＥＤチップ及び前記搭載面を覆う透光性封入樹脂をさらに備え、前記ＬＥＤチップは、前記搭載面に接して設けられることを特徴とする。 A light emitting device with a power generation function according to a second invention is the first invention, further comprising a translucent encapsulating resin covering the LED chip and the mounting surface, wherein the LED chip is provided in contact with the mounting surface. Characterize.

第３発明に係る発電機能付発光装置は、第１発明において、前記搭載面上に設けられた金属層と、前記金属層と、前記配線との間に設けられた絶縁層と、をさらに備え、前記ＬＥＤチップは、前記絶縁層に接して設けられることを特徴とする。 A light emitting device with a power generation function according to a third aspect of the present invention further comprises the metal layer provided on the mounting surface, and the insulating layer provided between the metal layer and the wiring in the first aspect. The LED chip is provided in contact with the insulating layer.

第４発明に係る発電機能付発光装置は、第１発明〜第３発明のいずれか１つにおいて、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。 The light-emitting device with a power generation function according to a fourth aspect of the present invention is the light-emitting device with a power generation function according to any one of the first aspect to the third aspect of the invention, which is electrically connected to the first electrode portion and has the first electrode portion outside the accommodating portion. The first electrode part further includes: a first connection wire that is led out; and a second connection wire that is electrically connected to the second electrode part and leads the second electrode part out of the accommodating part. And a second electrical contact between the second electrode portion and the second connection wiring, and a first electrical contact between the first connection wiring and the second connection wiring, respectively. ..

第５発明に係る発電機能付発光装置は、第４発明において、前記筐体部は、前記開放面と、前記開放面と対向する第１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外部筐体端子と、前記第２接続配線と電気的に接続された第２外部筐体端子と、を、さらに備え、前記第１外部筐体端子及び前記第２外部筐体端子のそれぞれは、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。 A light emitting device with a power generation function according to a fifth aspect of the present invention is the light emitting device with a power generating function according to the fourth aspect, wherein the casing portion includes a first substrate having the open surface and a first main surface facing the open surface. A first external housing terminal electrically connected to the first connection wiring; and a second external housing terminal electrically connected to the second connection wiring, the first external housing terminal And each of the second external housing terminals are provided on the first main surface of the first substrate.

第６発明に係る発電機能付発光装置は、第１発明〜第５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。 In the light emitting device with a power generation function according to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first aspect to the fifth aspect, the thermoelectric element includes at least one of a parallel plate type thermoelectric element and a comb tooth type thermoelectric element. Is characterized by.

第７発明に係る発電機能付発光装置は、第１発明〜第６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チップへ出力する電源回路を、さらに備えることを特徴とする。 The light emitting device with a power generation function according to a seventh aspect of the present invention is the light emitting device according to any one of the first aspect to the sixth aspect of the invention, wherein each of the external input power supplied from the outside and the auxiliary input power supplied from the thermoelectric element is input. It is characterized by further comprising a power supply circuit capable of converting the external input power and the auxiliary input power into LED input power and outputting the LED input power to the LED chip.

第８発明に係る発電機能付発光装置は、第７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チップのアノード、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。 In the light emitting device with a power generation function according to an eighth invention, in the seventh invention, 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 chip 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. ..

第９発明に係る発電機能付発光装置は、第８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チップのアノードは、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。 A light emitting device with a power generation function according to a ninth invention is the light emitting device with a power generation function in the eighth invention, wherein the power supply circuit further includes a first switch, a second switch, and a current limiting circuit, and the high potential side output node is The one electrode is electrically coupled to the one electrode via a first switch, the cathode of the thermoelectric element is electrically coupled to the one electrode via a second switch, and the anode of the LED chip is coupled to the one electrode. It is characterized in that it is electrically coupled to the electrodes through a current limiting circuit.

第１０発明に係る照明装置は、発電機能付発光装置を備えた照明装置であって、前記発電機能付発光装置は、搭載面、及び前記搭載面と対向した開放面を有する筐体部を含む熱電素子と、前記搭載面上に設けられる配線と、前記配線と電気的に接続され、前記搭載面上に設けられたＬＥＤチップと、を備え、前記熱電素子は、収容部を有する前記筐体部と、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、を含むことを特徴とする。 An illumination device according to a tenth aspect of the present invention is an illumination device including a light emitting device with a power generation function, wherein the light emitting device with a power generation function includes a housing surface and a housing portion having an open surface facing the mounting surface. A casing having a thermoelectric element, wiring provided on the mounting surface, and an LED chip electrically connected to the wiring and provided on the mounting surface, wherein the thermoelectric element has a housing portion Portion, a first electrode portion provided in the housing portion, and a work function different from that of the first electrode portion provided in the housing portion, facing the first electrode portion with a space in the first direction. Of a second electrode part having a work function of the first electrode part and a work function of the second electrode part, which is provided between the first electrode part and the second electrode part in the accommodating part. And an intermediate portion containing nanoparticles having a work function in between.

第１１発明に係る表示装置は、発電機能付発光装置を備えた表示装置であって、前記発電機能付発光装置は、搭載面、及び前記搭載面と対向した開放面を有する筐体部を含む熱電素子と、前記搭載面上に設けられた配線と、前記配線と電気的に接続され、前記搭載面上に設けられたＬＥＤチップと、を備え、前記熱電素子は、収容部を有する前記筐体部と、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、を含むことを特徴とする。 A display device according to an eleventh aspect of the present invention is a display device including a light emitting device with a power generating function, wherein the light emitting device with a power generating function includes a housing portion having a mounting surface and an open surface facing the mounting surface. A thermoelectric element, a wiring provided on the mounting surface, and an LED chip electrically connected to the wiring and provided on the mounting surface, wherein the thermoelectric element has the housing. A body part, a first electrode part provided in the accommodating part, a part provided in the accommodating part, facing the first electrode part with a space in the first direction, and performing a work different from that of the first electrode part. A second electrode part having a function, and a work function of the first electrode part and a work function of the second electrode part, which are provided between the first electrode part and the second electrode part in the accommodating part. And an intermediate portion including nanoparticles having a work function of between.

第１発明に係る発電機能付発光装置によれば、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、発電機能付発光装置の製造コストの増大を抑制できる。また、発電機能付発光装置のサイズの大型化を抑制できる。さらに、ＬＥＤチップは、熱電素子の搭載面上に設けられる。これにより、熱電素子を搭載するエリアを、発電機能付発光装置に新たに増やさずに済み、発電機能付発光装置のサイズの増大を抑制できる。 According to the light emitting device with a power generation function of the first invention, 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. An intermediate portion including nanoparticles having a work function between the work function of the one electrode portion and the work function of the second electrode portion. As a result, the thermoelectric element can generate power without causing a temperature difference in the thermoelectric element. Therefore, a low temperature material and a chiller for cooling the low temperature material are unnecessary. As a result of eliminating the need for a low temperature material and a chiller for cooling the low temperature material, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the light emitting device with a power generation function. Further, it is possible to suppress the size increase of the light emitting device with a power generation function. Further, the LED chip is provided on the mounting surface of the thermoelectric element. As a result, the area where the thermoelectric element is mounted does not have to be newly added to the light emitting device with a power generation function, and the increase in size of the light emitting device with a power generation function can be suppressed.

第２発明に係る発電機能付発光装置によれば、ＬＥＤチップは、搭載面に接して設けられる。このため、ＬＥＤチップから発生する熱が、熱電素子に直接伝達される。これにより、熱電素子の発電効率を向上させることが可能となる。また、ＬＥＤチップの発光に伴う温度上昇を抑制することができる。これにより、ＬＥＤチップの劣化を抑制することが可能となる。 According to the light emitting device with a power generation function of the second invention, the LED chip is provided in contact with the mounting surface. Therefore, the heat generated from the LED chip is directly transferred to the thermoelectric element. This makes it possible to improve the power generation efficiency of the thermoelectric element. In addition, it is possible to suppress a temperature rise due to light emission of the LED chip. This makes it possible to suppress deterioration of the LED chip.

第３発明に係る発電機能付発光装置によれば、金属層は搭載面上に設けられる。このため、ＬＥＤチップから発生する熱が、金属層を介して熱電素子に伝達される。これにより、熱電素子の発電効率を向上させることが可能となる。また、ＬＥＤチップの発光に伴う温度上昇を抑制することができる。これにより、ＬＥＤチップの劣化を抑制することが可能となる。 According to the light emitting device with a power generation function of the third invention, the metal layer is provided on the mounting surface. Therefore, the heat generated from the LED chip is transferred to the thermoelectric element via the metal layer. This makes it possible to improve the power generation efficiency of the thermoelectric element. In addition, it is possible to suppress a temperature rise due to light emission of the LED chip. This makes it possible to suppress deterioration of the LED chip.

第４発明に係る発電機能付発光装置によれば、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、ＬＥＤチップを、搭載面上に設けるとき、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、発電機能付発光装置の製造条件を容易にすることができる。 According to the light emitting device with a power generation function of the fourth invention, each of the first and second electrical contacts is provided in the housing portion. Thereby, when the LED chip is provided on the mounting surface, it is possible to prevent the first and second electrical contacts from being broken or damaged. This can facilitate the manufacturing conditions of the light emitting device with a power generation function.

第５発明に係る発電機能付発光装置によれば、筐体部は、開放面と、開放面と対向する第１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。これにより、例えば、熱電素子と、配線等とを接続する工程を容易にすることができる。 According to the light emitting device with a power generation function of the fifth invention, the housing portion includes the first substrate having the open surface and the first main surface facing the open surface. Then, 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 section. Thereby, for example, the step of connecting the thermoelectric element and the wiring or the like can be facilitated.

第６発明に係る発電機能付発光装置によれば、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。 According to the light emitting device with a power generation function of the sixth invention, the thermoelectric element includes any one of a parallel plate type thermoelectric element and a comb tooth type thermoelectric element. Thereby, one structural example of the thermoelectric element is embodied.

第７発明に係る発電機能付発光装置によれば、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チップへ出力する。これにより、発電機能付発光装置の消費電力を減らすことができる。 According to the light emitting device with a power generation function of the seventh invention, the power supply circuit is further provided. The power supply circuit converts the external input power supplied from the outside and the auxiliary input power supplied from the thermoelectric element into LED input power and outputs the LED input power to the LED chip. As a result, the power consumption of the light emitting device with a power generation function can be reduced.

第８発明に係る発電機能付発光装置によれば、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チップのアノード、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チップのカソード、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。 According to the light emitting device with a power generation function of the eighth invention, 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 chip, and the cathode of the thermoelectric element. Also, the other electrode is electrically coupled to the low potential node, the cathode of the LED chip, and the anode of the thermoelectric element. As a result, one circuit example of the power supply circuit is embodied.

第９発明に係る発電機能付発光装置によれば、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チップのアノードは、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。 According to the light emitting device with a power generation function of the ninth invention, 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 chip is electrically coupled to the one electrode via a current limiting circuit. As a result, a more specific circuit example of the power supply circuit is realized.

第１０発明に係る照明装置によれば、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発光装置を備えた照明装置を提供できる。 According to the lighting device of the tenth aspect of the present invention, it is possible to provide a lighting device including a light emitting device with a power generation function that can suppress an increase in manufacturing cost and an increase in size.

第１１発明に係る表示装置によれば、製造コストの増大、及びサイズの大型化を抑制しつつ、２次製品に組み込み可能な発電機能付発光装置を備えた表示装置を提供できる。 According to the display device of the eleventh invention, it is possible to provide a display device including a light emitting device with a power generation function that can be incorporated into a secondary product while suppressing an increase in manufacturing cost and an increase in size.

図１（ａ）は、第１実施形態に係る発電機能付発光装置に含まれるＬＥＤ素子の一例を示す模式斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ線に沿う模式断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）中の１Ｃ−１Ｃ線に沿う模式断面図である。FIG. 1A is a schematic perspective view showing an example of an LED element included in the light emitting device with a power generation function according to the first embodiment, and FIG. 1B is 1B-1B in FIG. 1A. 1C is a schematic cross-sectional view taken along the line, and FIG. 1C is a schematic cross-sectional view taken along the line 1C-1C in FIG. 図２は、第１実施形態に係る発電機能付発光装置の一例を分解して示した模式分解断面図である。FIG. 2 is a schematic exploded sectional view showing an exploded example of the light emitting device with a power generation function according to the first embodiment. 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、熱電素子の一例を示す模式図である。FIG. 3A and FIG. 3B are schematic diagrams showing an example of a thermoelectric element. 図４は、接合の一例を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of joining. 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。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. 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図である。FIG. 6A to FIG. 6C are schematic views showing an example of the thermoelectric element according to the first modification. 図７は、接合の一例を示す模式断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of joining. 図８は、スリットの一例を示す模式断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the slit. 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。9A and 9B are schematic cross-sectional views showing an example of solvent injection. 図１０は、第２変形例に係る発光装置の一例を示す模式平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing an example of a light emitting device according to the second modification. 図１１は、第３変形例に係る発光装置の一例を示す模式平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view showing an example of a light emitting device according to the third modification. 図１２（ａ）は、第２実施形態に係る照明装置の第１例を示す模式図である。図１２（ｂ）は、第２実施形態に係る照明装置の第１例の一部を透視して示した模式図である。FIG. 12A is a schematic diagram showing a first example of the illumination device according to the second embodiment. FIG. 12B is a schematic view showing a part of the first example of the illumination device according to the second embodiment in a see-through manner. 図１３（ａ）は、第２実施形態に係る照明装置の第２例を示す模式図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿う模式断面図である。FIG. 13A is a schematic diagram showing a second example of the illumination device according to the second embodiment. FIG. 13B is a schematic cross-sectional view taken along the line XIIIB-XIIIB in FIG. 図１４は、第３実施形態に係る表示装置の第１例を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing a first example of the display device according to the third embodiment. 図１５は、第３実施形態に係る表示装置の第２例を示す模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram showing a second example of the display device according to the third embodiment. 図１６は、第４実施形態に係る発電機能付発光装置の一例を示す模式ブロック図である。FIG. 16 is a schematic block diagram showing an example of a light emitting device with a power generation function according to the fourth embodiment. 図１７は、第４実施形態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。FIG. 17 is a schematic circuit diagram showing an example of a light emitting device with a power generation function according to the fourth embodiment. 図１８は、第４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。FIG. 18 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 fourth embodiment. 図１９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。FIG. 19 is a schematic diagram schematically showing the relationship between temperature and luminous efficiency and the relationship between temperature and power generation efficiency. 図２０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。FIG. 20 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. 図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、第１実施形態に係る発電機能付発光装置の他の例を示す模式図である。21A and 21B are schematic diagrams showing another example of the light emitting device with a power generation function according to the first embodiment. 図２２は、第１実施形態に係る発電機能付発光装置のさらに他の例を示す模式図である。FIG. 22 is a schematic view showing still another example of the light emitting device with a power generation function according to the first embodiment. 図２３は、電源回路の一例を示す模式図である。FIG. 23 is a schematic diagram showing an example of a power supply circuit.

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。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, 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. , And another plane direction orthogonal to each other is defined as a third direction Y. Further, in each drawing, common parts are denoted by common reference numerals, and overlapping description will be omitted.

（第１実施形態）
＜発電機能付発光装置＞
図１は、第１実施形態に係る発電機能付発光装置の一例を示す模式図である。図２は、第１実施形態に係る発電機能付発光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）は、第１実施形態に係る発電機能付発光装置に含まれるＬＥＤ素子の一例を示す模式斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ線に沿う模式断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）中の１Ｃ−１Ｃ線に沿う模式断面図である。 (First embodiment)
<Light emitting device with power generation function>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a light emitting device with a power generation function according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic exploded sectional view showing an exploded example of the light emitting device with a power generation function according to the first embodiment. FIG. 1A is a schematic perspective view showing an example of an LED element included in the light emitting device with a power generation function according to the first embodiment, and FIG. 1B is 1B-1B in FIG. 1A. FIG. 1C is a schematic cross-sectional view taken along the line, and FIG. 1C is a schematic cross-sectional view taken along the line 1C-1C in FIG.

図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る発電機能付発光装置（以下、発光装置と略記）２００は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子２１０を有する。ＬＥＤ素子２１０は、ＬＥＤチップ２１１と、熱電素子１とを含む。ＬＥＤチップ２１１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チップ２１１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。発光装置２００では、例えば熱伝導性ＬＥＤ基板２２０を、さらに含んでもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, a light emitting device with a power generation function (hereinafter, abbreviated as a light emitting device) 200 according to the first embodiment includes an LED (Light Emitting Diode) element 210. The LED element 210 includes the LED chip 211 and the thermoelectric element 1. The LED chip 211 converts electric energy into light energy. The thermoelectric element 1 converts the thermal energy emitted from the LED chip 211 into electric energy. The light emitting device 200 may further include a heat conductive LED substrate 220, for example.

＜＜ＬＥＤ素子：２１０＞＞
ＬＥＤ素子２１０は、ＬＥＤチップ２１１と、熱電素子１と、リフレクタ２１３と、透光性封入樹脂２１４と、配線（第１電極配線２１５ａ、及び第２電極配線２１５ｂ）と、を含む。ＬＥＤ素子２１０は、ＬＥＤパッケージであり、例えばＣＯＢ（Chip On Board）として形成される。 <<LED element: 210>>
The LED element 210 includes an LED chip 211, a thermoelectric element 1, a reflector 213, a translucent encapsulating resin 214, and wiring (first electrode wiring 215a and second electrode wiring 215b). The LED element 210 is an LED package, and is formed as, for example, a COB (Chip On Board).

ＬＥＤチップ２１１は、熱電素子１の搭載面１０ａａ上に設けられる。ＬＥＤチップ２１１は、配線２１２を介して、第１、第２電極配線２１５ａ及び２１５ｂと電気的に接続される。ＬＥＤチップ２１１は、例えば搭載面１０ａａに複数設けられてもよい。この場合、各ＬＥＤチップ２１１は、配線２１２を介して並列又は直列に接続されるほか、例えば搭載面１０ａａ上に配置された配線２１２にボンディングされてもよい。ＬＥＤチップ２１１は、例えば搭載面１０ａａに接して設けられる。 The LED chip 211 is provided on the mounting surface 10aa of the thermoelectric element 1. The LED chip 211 is electrically connected to the first and second electrode wirings 215a and 215b via the wiring 212. A plurality of LED chips 211 may be provided on the mounting surface 10aa, for example. In this case, the LED chips 211 may be connected in parallel or in series via the wiring 212, or may be bonded to the wiring 212 arranged on the mounting surface 10aa, for example. The LED chip 211 is provided, for example, in contact with the mounting surface 10aa.

リフレクタ２１３は、熱電素子１の搭載面１０ａａ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及び搭載面１０ａａの少なくとも一部を覆い、リフレクタ２１３に囲まれる。 The reflector 213 is provided on the mounting surface 10aa of the thermoelectric element 1 and surrounds the LED chip 211. The transparent encapsulating resin 214 covers at least a part of the LED chip 211 and the mounting surface 10aa and is surrounded by the reflector 213.

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、熱電素子１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、熱電素子１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。 When 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 thermoelectric element 1 is the bottom and the reflector 213 is the wall. In the case of a white LED, a phosphor is dispersed in the translucent encapsulating resin 214. When the LED element 210 is a full-color LED, at least three LED chips 211 corresponding to red, green, and blue (RGB) respectively have the thermoelectric element 1 as the bottom, the reflector 213 as the 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.

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１、第２電極配線２１５ａ及び２１５ｂは、配線２１２を介して、ＬＥＤチップ２１１と電気的に接続される。 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 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 first and second electrode wirings 215a and 215b are electrically connected to the LED chip 211 via the wiring 212.

第１、第２電極配線２１５ａ及び２１５ｂは、例えば図１（ｃ）に示すように、熱電素子１の搭載面１０ａａから側面を介して開放面１０ａｂまで延在する。第１、第２電極配線２１５ａ及び２１５ｂは、例えば図２１（ａ）に示すように、熱電素子１を貫通して搭載面１０ａａから開放面１０ａｂまで延在するほか、例えば図２１（ｂ）に示すように、搭載面１０ａａ上のみに設けられてもよい。
なお、熱電素子１を除くＬＥＤ素子２１０には、周知のものを使用することができる。 For example, as shown in FIG. 1C, the first and second electrode wirings 215a and 215b extend from the mounting surface 10aa of the thermoelectric element 1 to the open surface 10ab via the side surface. The first and second electrode wirings 215a and 215b extend from the mounting surface 10aa to the open surface 10ab by penetrating the thermoelectric element 1 as shown in FIG. 21(a), for example, as shown in FIG. 21(b). As shown, it may be provided only on the mounting surface 10aa.
In addition, as the LED element 210 excluding the thermoelectric element 1, known ones can be used.

例えば図２２に示すように、ＬＥＤ素子２１０は、金属層２１６と、絶縁層２１７と、をさらに含んでもよい。金属層２１６は、搭載面１０ａａ上に設けられる。絶縁層２１７は、金属層２１６と、配線（第１、第２電極配線２１５ａ及び２１５ｂ）との間に設けられる。金属層２１６及び絶縁層２１７は、例えば第２方向Ｘ及び第３方向Ｙと並行な平面状に形成される。この場合、ＬＥＤチップ２１１は、絶縁層２１７に接して設けられる。 For example, as shown in FIG. 22, the LED element 210 may further include a metal layer 216 and an insulating layer 217. The metal layer 216 is provided on the mounting surface 10aa. The insulating layer 217 is provided between the metal layer 216 and the wiring (first and second electrode wirings 215a and 215b). The metal layer 216 and the insulating layer 217 are formed, for example, in a plane shape parallel to the second direction X and the third direction Y. In this case, the LED chip 211 is provided in contact with the insulating layer 217.

金属層２１６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。絶縁層２１７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。金属層２１６及び絶縁層２１７の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１０μｍ以上１０ｍｍ以下である。 A material having high thermal conductivity is used for the metal layer 216. Examples of the material include aluminum, copper, an alloy of aluminum and copper, and the like. As an example of the material of the insulating layer 217, 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. Examples of the insulating resin are epoxy resin, PEEK (Poly Ether Ether Ketone), PEI (Poly Ether Imide), and the like. The thickness of the metal layer 216 and the insulating layer 217 along the first direction Z is, for example, 10 μm or more and 10 mm or less.

＜＜熱伝導性ＬＥＤ基板：２２０＞＞
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。 << Thermally 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. A material having a high thermal conductivity is used for the thermal 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. For example, 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. As a result, the first and second substrate wirings 222a and 222b are electrically insulated from the heat conductive base 221. As an example of the material of the insulator 223, 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. Examples of 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 as the heat conductive LED substrate 220.

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。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、第２基板配線２２２ｂと電気的に接続される。第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂは、例えば熱電素子１の第１、第２外部筐体端子１０１及び１０２のいずれかと電気的に接続される。この場合、例えば図示しない接続配線を介して電気的に接続されるほか、例えば第１、第２電極配線２１５ａ及び２１５ｂを介して、第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂが、第１、第２外部筐体端子１０１及び１０２のいずれかと電気的に接続されてもよい。 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 first electrode wiring 215a is electrically connected to the first substrate wiring 222a. The second electrode wiring 215b is electrically connected to the second substrate wiring 222b. The first and second substrate wirings 222a and 222b are electrically connected to, for example, one of the first and second external housing terminals 101 and 102 of the thermoelectric element 1. In this case, for example, the first and second substrate wirings 222a and 222b are electrically connected to each other via, for example, the first and second electrode wirings 215a and 215b, in addition to being electrically connected via a connection wiring (not shown). 2 It may be electrically connected to either of the external housing terminals 101 and 102.

＜＜電源回路：３００＞＞
発光装置２００では、例えば図２３に示す電源回路３００を、さらに含んでもよい。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。商用電源３１０は、電池であってもよい。補助入力電力Ｐｉｎａは、例えば第１、第２外部筐体端子１０１及び１０２を介して、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、第１、第２電極配線２１５ａ及び２１５ｂを介して、ＬＥＤ入力電力ＰｏｕｔをＬＥＤチップ２１１へ出力する。 <<Power supply circuit: 300>>
The light emitting device 200 may further include the power supply circuit 300 shown in FIG. 23, for example. 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 source, for example, a commercial power source 310. The commercial power source 310 may be a battery. The auxiliary input power Pina is supplied from the thermoelectric element 1 via the first and second external housing terminals 101 and 102, for example. The power supply circuit 300 converts the external input power Pin and the auxiliary input power Pina into LED input power Pout, and outputs the LED input power Pout to the LED chip 211 via the first and second electrode wirings 215a and 215b. ..

電源回路３００は、回路基板３２０と、電子部品３３０と、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、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。 The power supply circuit 300 includes a circuit board 320 and an electronic component 330. 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. The electronic component 330 may be provided on the circuit board 320 by using, for example, each of the front surface and the back surface of the circuit board 320.

＜＜熱電素子：１＞＞
熱電素子１は、ＬＥＤチップ２１１の実装基板として用いられる。熱電素子１は、例えば熱伝導性ベース２２１と電気的に絶縁される。熱電素子１は、例えば第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂと電気的に接続されてもよい。 << thermoelectric element: 1 >>
The thermoelectric element 1 is used as a mounting substrate for the LED chip 211. The thermoelectric element 1 is electrically insulated, for example, from the heat conductive base 221. The thermoelectric element 1 may be electrically connected to the first and second substrate wirings 222a and 222b, for example.

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、熱電素子の一例を示す模式図である。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。 FIG. 3A and FIG. 3B are schematic diagrams showing an example of a thermoelectric element. The schematic cross section shown in FIG. 3A is along the line IIIA-IIIA in FIG. The schematic cross section shown in FIG. 3B is 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.

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、例えば熱伝導性ベース２２１の搭載面２２１ａ上に設けられている。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）。 As shown in FIGS. 3A and 3B, 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, for example, on the mounting surface 221a of the heat conductive base 221. The thickness Tz of the thermoelectric element 1 along the first direction Z is about 20 μm to about 6 mm (FIG. 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。 In the thermoelectric element 1, the housing 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 μm or more and 2 mm or less. As each material of the first and second substrates 10a and 10b, 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), and an insulating resin. The first and second substrates 10a and 10b may be in the form of thin plates or flexible films, for example. For example, when the first and second substrates 10a or 10b are formed into a flexible film shape, PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), polyimide, or the like can be used, for example. Further, 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 an insulating film, for example. As such 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.

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。 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. The thickness of 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 μm or less. The 2nd support part 13b and the 1st support part 13a are separated, for example via two slits 17a and 17b.

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。 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. When provided integrally, 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. When provided separately, 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 (Polymethyl methacrylate), polystyrene and the like.

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。 The slits 17a and 17b are sealed by sealing members 31a and 31b, respectively. The sealing members 31a and 31b may be integrated. In this case, 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.

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。 The 1st electrode part 11 is provided in the accommodating part 10d. In the thermoelectric element 1, the first electrode portion 11 is provided on the first substrate 10a. The 2nd electrode part 12 is provided in the accommodating part 10d. In the thermoelectric element 1, 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.

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。 In the thermoelectric element 1, 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 an anode A (collector electrode), and the electrode part having a small work function functions as a cathode K (emitter electrode). In the thermoelectric element 1, the first electrode portion 11 is the anode A and the second electrode portion 12 is the cathode K. In such a thermoelectric element 1, 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. Therefore, the 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 electric 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.

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。 The thickness of 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 μm 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. In addition to the above metals, 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. Examples of the metal compound include lanthanum hexaboride (LaB ₆ ).

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。 It is also possible to select a non-metal conductive material as the material of the first and second electrode portions 11 and 12. Examples of non-metal conductive materials include silicon (Si: for example, p-type Si or n-type Si), and carbon-based materials such as graphene.

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。 When a material other than refractory metal is selected as the material of the first and second electrode portions 11 and 12, the advantages described below can be further obtained. In the present specification, the refractory metal is, for example, W, Nb, Mo, Ta, or Re. For example, when Pt is used for the first electrode portion (anode A) 11, it is preferable to use at least one of Al, Si, Ti, and LaB ₆ for the second electrode portion (cathode K) 12.

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。 For example, the melting points of Al and Ti are lower than those of the refractory metals. Therefore, it is possible to obtain an advantage that each of Al and Ti is easier to process than the above-mentioned refractory metal.

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。 For example, Si is easier to form than the refractory metal. Therefore, from Si, in addition to the ease of processing, the advantage that the productivity of the thermoelectric element 1 is further improved can be further obtained.

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。 For example, the melting point of LaB ₆ is higher than that of Ti and Nb. However, 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. Moreover, 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 .

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。 In addition, each structure of the 1st electrode part 11 and the 2nd electrode part 12 may be made into the laminated structure containing the said material other than the single layer structure containing the said material.

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。 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. As a result, the first electrical contact 11a between the first electrode portion 11 and the first connection wiring 15a is provided inside the housing portion 10d. On the substrate bonding surface 13aa of the first support portion 13a, 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 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 first connection wiring 15a on the board bonding surface 13aa.

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１８ｂ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。 The second connection wiring 16a is electrically connected to the second electrode portion 12 inside the housing portion 10d. As a result, the second electrical contact 12a between the second electrode portion 12 and the second connection wiring 16a is provided inside the housing portion 10d. On the substrate bonding surface 13ba of the second support portion 13b, 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 18b 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.

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。 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. As a result, for example, as shown in FIG. 4, the second substrate 10b is formed by joining the first connection wiring 15a and the first joining metal 18a and joining the second connection wiring 16a and the second joining metal 18b. It can be bonded to the first substrate 10a. Then, the housing portion 10 is provided with the housing portion 10d. When Au is used for each of the first and second connection wirings 15a and 16a and the first and second bonding metals 18a and 18b, the first and second connection wirings 15a and 16a 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 an alloy capable of thermocompression bonding, eutectic bonding, etc. other than gold. Can be used.

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。 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 portion 11 and the work function of the second electrode. It is preferable that it is between the work function of the electrode portion 12 and, for example, from the viewpoint of suppressing a decrease in power generation efficiency. In addition, when an intermetallic compound is produced at the joining portion by joining metals such as eutectic joining, the work function of the produced 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.

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。 The first connection wiring 15a is further provided on the inner side surface of the first support portion 13a, the substrate bonding surface 13aa, and the outer surface of the first support 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.

第１基板１０ａは、開放面１０ａｂと、第１主面１０ａｆと、を有する。開放面１０ａｂは、第１主面１０ａｆと対向する。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１０ａｆ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。 The first substrate 10a has an open surface 10ab and a first main surface 10af. The open surface 10ab faces the first main surface 10af. 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 10af that extends outward from the second support portion 13b. In the thermoelectric element 1, 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.

図５（ａ）は、中間部１４の一例を示す模式断面図である。図５（ｂ）は、中間部１４の他の例を示す模式断面図である。 FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing an example of the intermediate portion 14. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing another example of the intermediate portion 14.

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。 As shown in FIG. 5A, the intermediate portion 14 is provided between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12 inside the housing portion 10d. The intermediate portion 14 includes nanoparticles 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 intermediate portion 14 is, for example, a portion that moves electrons emitted from the second electrode portion (cathode K) 12 to the first electrode portion (anode A) 11.

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。 An inter-electrode gap G is set along the first direction Z between the first electrode portion 11 and the second electrode portion 12. In the thermoelectric element 1, 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 inter-electrode gap G is, for example, a finite value of 10 μm 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. Further, the narrower the width of the inter-electrode gap G, the thinner the thickness of the thermoelectric element 1 along the first direction Z can be made. Therefore, for example, 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.

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。 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 size of the nanoparticles 141 is, for example, a finite value that is 1/10 or less of the interelectrode gap G. When the particle diameter of the nanoparticles 141 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.

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。 The nanoparticles 141 include, for example, a conductive material. The value of the work function of the nanoparticles 141 is, for example, between the value of the work function of the first electrode portion 11 and the value of the work function of the second electrode portion 12. For example, the work function value of the nanoparticles 141 is in the range of 3.0 eV or more and 5.5 eV or less. Thereby, the electrons e emitted to the intermediate section 14 can be moved from the second electrode section 12 to the first electrode section 11 via the nanoparticles 141, for example. This makes it possible to further increase the amount of generated electric energy as compared with the case where the nanoparticles 141 do not exist in the intermediate portion 14.

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。 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.

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。 The particle size 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. Moreover, 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. As the particle size distribution measuring device, for example, 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.

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。 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. Examples of the insulating metal compound include silicon oxide and alumina. Examples of 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. When such an insulating film 141a is provided on the surface of the nanoparticles 141, 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.

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。 As the solvent 142, for example, a liquid having a boiling point of 60° C. or higher can be used. Therefore, under the environment of room temperature (for example, 15° C. to 35° C.) or higher, even when the thermoelectric element 1 is used, vaporization of the solvent 142 can be suppressed. Thereby, the deterioration of the thermoelectric element 1 due to the evaporation of the solvent 142 can be suppressed. As an example of the liquid, at least one of an organic solvent and water can be selected. Examples of the organic solvent 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.

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。 Further, as shown in FIG. 5B, the intermediate portion 14 may not include the solvent 142 and 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.

＜熱電素子１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。 <Operation of thermoelectric element 1>
When thermal energy is applied to the thermoelectric element 1, for example, electrons e are emitted from the second electrode portion (cathode K) 12 toward the intermediate portion 14. 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.

このような発光装置２００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、発光装置２００の製造コストの増大、及び発光装置２００のサイズの大型化のそれぞれを抑制できる。 With such a light emitting device 200, 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 part 14 including nanoparticles 141 having a work function between the work function of the first electrode part 11 and the work function of the second electrode part 12. As a result, the thermoelectric element 1 can generate power 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 light emitting device 200 and an increase in the size of the light emitting device 200.

さらに、発光装置２００によれば、以下のような利点を、さらに得ることができる。 Furthermore, according to the light emitting device 200, the following advantages can be further obtained.

（１）熱電素子１の搭載面１０ａａ上には、ＬＥＤチップ２１１が設けられる。これにより、熱電素子１を搭載するエリアを、発光装置２００に新たに確保せずに済み、発光装置２００のサイズの増大を抑制できる。 (1) The LED chip 211 is provided on the mounting surface 10aa of the thermoelectric element 1. Accordingly, it is not necessary to newly secure an area for mounting the thermoelectric element 1 in the light emitting device 200, and it is possible to suppress an increase in the size of the light emitting device 200.

（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、ＬＥＤチップ２１１を、搭載面１０ａａ上に形成するとき、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、発光装置２００の製造条件を容易にすることができる。 (2) Each of the first and second electrical contacts 11a and 12a is provided in the housing portion 10d. Thereby, when the LED chip 211 is formed on the mounting surface 10aa, it is possible to prevent the first and second electrical contacts 11a and 12a from being broken or damaged. Thereby, the manufacturing conditions of the light emitting device 200 can be facilitated.

（３）筐体部１０は、開放面１０ａｂと、開放面１０ａｂと対向する第１主面１０ａｆ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。上記に加え、例えば発光装置２００が熱伝導性ベース２２１を含む場合、熱伝導性ベース２２１と、第１、第２外部筐体端子１０１及び１０２のそれぞれとを電気的に離間させることを、容易に実現することができる。これらにより、例えば、熱電素子１と、第１、第２基板配線２２２ａ及び２２２ｂとを接続する図示しない配線等を形成する工程を容易にすることができる。また、発光装置２００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。 (3) The housing unit 10 includes a first substrate 10a having an open surface 10ab and a first main surface 10af that faces the open surface 10ab. 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 as compared with 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. In addition to the above, for example, when the light emitting device 200 includes the heat conductive base 221, it is easy to electrically separate the heat conductive base 221 from each of the first and second external housing terminals 101 and 102. Can be realized. As a result, for example, the step of forming wirings (not shown) for connecting the thermoelectric element 1 and the first and second substrate wirings 222a and 222b can be facilitated. Further, when the light emitting device 200 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.

（４）電源回路３００は、外部から供給される外部入力電力、及び熱電素子１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チップ２１１へ出力する。これにより、発光装置２００の消費電力を減らすことができる。 (4) The power supply circuit 300 converts the external input power supplied from the outside and the auxiliary input power supplied from the thermoelectric element 1 into LED input power and outputs the LED input power to the LED chip 211. Thereby, the power consumption of the light emitting device 200 can be reduced.

（５）ＬＥＤチップ２１１は、例えば熱電素子１の搭載面１０ａａに接して設けられる。このため、ＬＥＤチップ２１１から発生する熱が、熱電素子１に直接伝達される。これにより、熱電素子１の発電効率を向上させることが可能となる。また、ＬＥＤチップ２１１の発光に伴う温度上昇を抑制することができる。これにより、ＬＥＤチップ２１１の劣化を抑制することが可能となる。 (5) The LED chip 211 is provided, for example, in contact with the mounting surface 10aa of the thermoelectric element 1. Therefore, the heat generated from the LED chip 211 is directly transferred to the thermoelectric element 1. As a result, the power generation efficiency of the thermoelectric element 1 can be improved. In addition, it is possible to suppress the temperature rise due to the light emission of the LED chip 211. This makes it possible to suppress the deterioration of the LED chip 211.

（６）金属層２１６は、例えば熱電素子１の搭載面１０ａａ上に設けられる。このため、ＬＥＤチップ２１１から発生する熱が、金属層２１６を介して熱電素子１に伝達される。これにより、熱電素子１の発電効率を向上させることが可能となる。また、ＬＥＤチップ２１１の発光に伴う温度上昇を抑制することができる。これにより、ＬＥＤチップ２１１の劣化を抑制することが可能となる。 (6) The metal layer 216 is provided on the mounting surface 10aa of the thermoelectric element 1, for example. Therefore, the heat generated from the LED chip 211 is transferred to the thermoelectric element 1 via the metal layer 216. As a result, the power generation efficiency of the thermoelectric element 1 can be improved. In addition, it is possible to suppress the temperature rise due to the light emission of the LED chip 211. This makes it possible to suppress the deterioration of the LED chip 211.

（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。 (1st Embodiment: 1st modification)
Next, a first modified example of the first embodiment will be described. The first modified example relates to the modification of the thermoelectric element.

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。 FIG. 6A to FIG. 6C are schematic 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. 6C. 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.

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。 As shown in FIGS. 6A to 6C, the 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 different. , And the planar shape of the second electrode portion 12 viewed from the first direction Z is a comb tooth shape.

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））。 Each comb tooth portion of the first and second electrode portions 11 and 12 extends 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 tooth portion of the first electrode portion 11 and the comb tooth portion of the second electrode portion 12 mesh with each other while being separated from each other. As a result, 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. In the thermoelectric element 1b, 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)). ).

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。 As the thermoelectric element, the thermoelectric element 1b having a comb-teeth type electrode can be used as well as the thermoelectric element 1 having a parallel plate type electrode.

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。 In the thermoelectric element 1b, since the first and second electrode portions 11 and 12 are comb-teeth-shaped, the variation in the inter-electrode gap G due to the heat of the LED element 210 is even greater than that in the parallel plate type thermoelectric element 1. Less. Thereby, for example, the thermoelectric element 1b can further obtain an advantage that it is easy to suppress a minute fluctuation of the power generation efficiency as compared with the thermoelectric element 1.

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。 Further, the 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 Hereinafter, the thermoelectric element 1b will be described in more detail.

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１３ｃ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。 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 13c 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.

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。 Each of the 1st, 2nd electrode parts 11 and 12 is provided in 10 d of accommodating parts. The housing portion 10d encloses a plane extending in the second direction X and the third direction Y with the lid body 10c, and encloses the third support portion 13c along each of the second direction X and the third direction Y to form a housing. Obtained in part 10.

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。 The first connection wiring 15a is electrically connected to the first electrode portion 11 inside the housing portion 10d. As a result, 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 second connection wiring 16a is electrically connected to the second electrode portion 12 inside the housing portion 10d. As a result, the second electrical contact 12a between the second electrode portion 12 and the second connection wiring 16a is provided inside the housing portion 10d.

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。 On the substrate bonding surface 13ca of the third support portion 13c, 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 bonded to the first bonding 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 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 first connection wiring 15a on the substrate bonding surface 13ca.

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。 On the substrate bonding surface 13ca of the third support portion 13c, 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 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 second connection wiring 16a on the board bonding surface 13ca.

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。 As a result, for example, as shown in FIG. 7, the lid body 10c is formed by joining 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 one substrate 10a. Then, the housing portion 10 is provided with the housing portion 10d.

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。 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. In such a case, as shown in FIG. 6C, if the first bonding metal 18a and the second bonding metal 18b are separated from each other via the slits 17a and 17b so that they do not contact each other. Good. As a result, 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.

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６（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。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the slit. The schematic cross section shown in FIG. 8 is along the line VIII-VIII in FIG.
As shown in FIG. 8, the slits 17a and 17b generate a minute clearance 17c in the thermoelectric element 1b. Therefore, the solvent 142 injected into the gap portion 140 may leak from the minute gap. Therefore, as shown in FIG. 6C, 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.

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を設けている。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。 In the thermoelectric element 1b, further, a gap Gel1 along the first direction Z is provided between the first electrode portion 11 and the lid body 10c, and a gap Gel2 is provided between the second electrode portion 12 and the lid body 10c. It is provided. By providing the gaps Gel1 and Gel2, each of the first and second electrode portions 11 and 12 can be accommodated in the accommodation portion 10d without causing a gap between the lid body 10c and the first substrate 10a. Is possible. 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.

また、各ギャップＧｅｌ１、Ｇｅｌ２を設けることで、第１電極部１１の上面及び第２電極部１２の上面が、中間部１４と接する。このため、各電極部１１、１２の対向する面に加え、各電極部１１、１２の上部（特に上面の角部）から中間部１４を介して電子ｅの享受を実現することが可能となる。これにより、電気エネルギーの発生量の増大を図ることが可能となる。 Further, by providing the gaps Gel1 and Gel2, the upper surface of the first electrode portion 11 and the upper surface of the second electrode portion 12 are in contact with the intermediate portion 14. Therefore, in addition to the facing surfaces of the electrode portions 11 and 12, it is possible to realize the reception of the electrons e from the upper portions of the electrode portions 11 and 12 (in particular, the corner portions of the upper surface) via the intermediate portion 14. .. This makes it possible to increase the amount of generated electric energy.

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。 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.

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。 As shown in FIGS. 9A and 9B, 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, to inject the solvent 142 into the gap portion 140. When the gaps Gel1 and Gel2 are in the gap portion 140 when the first and second filling holes 71a and 71b are used for injecting the solvent 142, 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.

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。 The solvent 142 is injected into the gap portion 140 from the first filling hole 71a, for example. At this time, 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 gap 140 via the second filling hole 71b.

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。 As in the first modification, as the thermoelectric element, the thermoelectric element 1b having comb-teeth type electrodes can be used in addition to the thermoelectric element 1 having parallel plate electrodes.

（第１実施形態：第２変形例）
第２変形例は、発光装置の変形に関する。
図１０は、第２変形例に係る発光装置の一例を示す模式平面図である。 (First Embodiment: Second Modification)
The second modification example relates to a modification of the light emitting device.
FIG. 10 is a schematic plan view showing an example of a light emitting device according to the second modification.

図１０に示すように、第２変形例に係る発光装置２００ｂは、熱伝導性ベース２２１を含む。熱伝導性ベース２２１の第１方向Ｚから見た平面形状は、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。 As shown in FIG. 10, the light emitting device 200b according to the second modification includes a heat conductive base 221. The planar shape of the heat conductive base 221 viewed from the first direction Z is circular. 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.

第２変形例のように、熱伝導性ベースには、平面形状が円形である熱伝導性ベース２２１を用いることもできる。 As in the second modification, the heat conductive base 221 having a circular planar shape can be used as the heat conductive base.

（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一例を示す模式平面図である。 (1st Embodiment: 3rd modification)
The third modification example relates to a modification of the light emitting device.
FIG. 11 is a schematic plan view showing an example of a light emitting device according to the third modification.

図１１に示すように、第３変形例に係る発光装置２００ｃは、熱伝導性ベース２２１を含む。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素子２１０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。 As shown in FIG. 11, a light emitting device 200c according to the third modification includes a heat conductive base 221. The planar shape of the heat conductive base 221 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. For example, in the light emitting device 200c, the plurality of LED elements 210 are arranged in 2 rows×4 columns. Also in the second modification, the number of LED elements 210 arranged is arbitrary. Further, the arrangement pattern of the LED elements 210 is not limited to the ring shape of 2 rows×4 columns.

第３変形例のように、熱伝導性ベースには、平面形状が矩形である熱伝導性ベース２２１を用いることもできる。 As in the third modification, the heat conductive base 221 having a rectangular planar shape can be used as the heat conductive base.

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態に係る発光装置を備えた照明装置の例に関する。
（第２実施形態：第１例）
図１２（ａ）は、第２実施形態に係る照明装置の第１例を示す模式図である。図１２（ｂ）は、第２実施形態に係る照明装置の第１例の一部を透視して示した模式図である。 (Second embodiment)
The second embodiment relates to an example of a lighting device including the light emitting device according to the first embodiment.
(Second embodiment: first example)
FIG. 12A is a schematic diagram showing a first example of the illumination device according to the second embodiment. FIG. 12B is a schematic view showing a part of the first example of the illumination device according to the second embodiment in a see-through manner.

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、第１例に係る照明装置は、電球型ＬＥＤランプ４００である。電球型ＬＥＤランプ４００は、発光装置２００と、ヒートシンク４０１と、透光性カバー４０２と、口金部４０３と、を含む。 As illustrated in FIGS. 12A and 12B, the lighting device according to the first example is a light bulb type LED lamp 400. The light bulb type LED lamp 400 includes a light emitting device 200, a heat sink 401, a translucent cover 402, and a base portion 403.

発光装置２００は、電球型ＬＥＤランプ４００の光源として使用される。発光装置２００は、ＬＥＤ素子２１０と、熱伝導性ＬＥＤ基板２２０と、電源回路３００と、を含む。ＬＥＤ素子２１０は、熱伝導性ＬＥＤ基板２２０の搭載面２２１ａ上に設けられた基板配線（図示せず）と電気的に接続されている。ＬＥＤ素子２１０に含まれるＬＥＤチップ２１１は、ＬＥＤ素子２１０に含まれる熱電素子１上に設けられる。電源回路３００は、外部から供給される外部入力電力、及び熱電素子１から供給される補助入力電力のそれぞれの入力が可能である。電源回路３００は、外部入力電力及び補助入力電力のそれぞれをＬＥＤ入力電力に変換し、ＬＥＤチップ２１１へ出力する。 The light emitting device 200 is used as a light source of the light bulb type LED lamp 400. The light emitting device 200 includes an LED element 210, a heat conductive LED substrate 220, and a power supply circuit 300. The LED element 210 is electrically connected to a board wiring (not shown) provided on the mounting surface 221a of the heat conductive LED board 220. The LED chip 211 included in the LED element 210 is provided on the thermoelectric element 1 included in the LED element 210. The power supply circuit 300 can input external input power supplied from the outside and auxiliary input power supplied from the thermoelectric element 1. The power supply circuit 300 converts each of the external input power and the auxiliary input power into LED input power and outputs the LED input power to the LED chip 211.

ヒートシンク４０１は、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。電源回路３００は、空洞部４０１ａ内に収容される。熱電素子１は、例えば空洞部４０１ａ内に配線された図示せぬリード線を介して、電源回路３００と電気的に接続されている。これにより、熱電素子１は、電源回路３００へ、補助入力電力を供給する。同様に、ＬＥＤチップ２１１も、例えば空洞部４０１ａ内に配線された図示せぬリード線を介して、電源回路３００と電気的に接続されている。これにより、電源回路３００は、ＬＥＤチップ２１１へ、ＬＥＤ入力電力を供給する。 The heat sink 401 is provided on the open surface 221b. 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 tubular shape and has a hollow portion 401a inside. The power supply circuit 300 is housed in the cavity 401a. The thermoelectric element 1 is electrically connected to the power supply circuit 300, for example, via a lead wire (not shown) wired in the cavity 401a. As a result, the thermoelectric element 1 supplies the auxiliary input power to the power supply circuit 300. Similarly, the LED chip 211 is also electrically connected to the power supply circuit 300 via, for example, a lead wire (not shown) provided in the cavity 401a. Thereby, the power supply circuit 300 supplies the LED input power to the LED chip 211.

透光性カバー４０２は、ヒートシンク４０１上に設けられ、発光装置２００を収容する。 The translucent cover 402 is provided on the heat sink 401 and houses the light emitting device 200.

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。口金部４０３は、電源回路３００と、空洞部４０１ａ内に配線された図示せぬリード線を介して電気的に接続されている。これにより、口金部４０３は、電源回路３００へ、外部入力電力を供給する。 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 a socket (not shown) and can be electrically connected. The base 403 is electrically insulated from the heat sink 401. The base portion 403 is electrically connected to the power supply circuit 300 via a lead wire (not shown) provided in the cavity portion 401a. As a result, the base portion 403 supplies the external input power to the power supply circuit 300.

このように、発光装置２００は、例えば、電球型ＬＥＤランプ４００に利用することができる。 Thus, the light emitting device 200 can be used for, for example, a light bulb type LED lamp 400.

（第２実施形態：第２例）
図１３（ａ）は、第２実施形態に係る照明装置の第２例を示す模式図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿う模式断面図である。 (Second embodiment: second example)
FIG. 13A is a schematic diagram showing a second example of the illumination device according to the second embodiment. FIG. 13B is a schematic cross-sectional view taken along the line XIIIB-XIIIB in FIG.

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、第２例に係る照明装置は、直管型ＬＥＤランプ４００ｂである。直管型ＬＥＤランプ４００ｂ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、を含む。 As shown in FIGS. 13A and 13B, the lighting device according to the second example is a straight tube LED lamp 400b. The straight tube LED lamp 400b includes a light emitting device 200, a heat sink 401, a translucent cover 402, and a pair of cap portions 403a and 403b.

直管型ＬＥＤランプ４００ｂ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４００ｂ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。 Also in the straight tube LED lamp 400b, the heat sink 401 is provided on the open surface 221b. In the straight tube LED lamp 400b, 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.

このように、発光装置２００は、例えば、直管型ＬＥＤランプ４００ｂに利用することができる。 Thus, the light emitting device 200 can be used for, for example, the straight tube type LED lamp 400b.

発光装置２００を、照明装置の光源として使用した場合には、上述した実施形態の利点に加え、例えば、以下のような利点を得ることができる。 When the light emitting device 200 is used as a light source of a lighting device, the following advantages can be obtained in addition to the advantages of the above-described embodiment.

（１）電源回路３００は、外部から供給される外部入力電力、及び熱電素子１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チップ２１１へ出力する。これにより、照明装置の消費電力を減らすことができる。 (1) The power supply circuit 300 converts the external input power supplied from the outside and the auxiliary input power supplied from the thermoelectric element 1 into LED input power and outputs the LED input power to the LED chip 211. As a result, the power consumption of the lighting device can be reduced.

（２）発光装置２００が、照明装置に組み込まれた場合には、補助入力電力を、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、照明装置を、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、発光装置は、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。 (2) When the light emitting device 200 is incorporated in a lighting device, the auxiliary input power can be used as an emergency power supply. Such a lighting device can be turned on without a power source during a power failure. That is, the lighting device can be turned on without a power source, for example, for a period of time specified by the Fire Service Law of Japan or longer. Accordingly, the light emitting device 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.

このように、発光装置２００は、照明装置、例えば、電球型ＬＥＤランプ４００や直管型ＬＥＤランプ４００ｂの光源として使用することができる。 In this way, the light emitting device 200 can be used as a light source of a lighting device, for example, a light bulb type LED lamp 400 or a straight tube type LED lamp 400b.

なお、照明装置の例としては、例えば電球型ＬＥＤランプ、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、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。発光装置２００は、照明器具の光源としても用いることができる。照明器具は、屋内型、及び屋外型のいずれであってもよい。 Note that examples of the lighting device include, for example, a light bulb type LED lamp, a straight tube type LED lamp, and a backlight used as lighting for a display. Further, the lighting device includes a lighting device. Examples of lighting equipment include LED downlights, LED spotlights, LED floodlights, LED street lights, LED base lights, and LED ceiling lights. The light emitting device 200 can also be used as a light source of a lighting fixture. The lighting fixture may be an indoor type or an outdoor type.

（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態に係る発光装置を備えた表示装置の例に関する。 (Third Embodiment)
The third embodiment relates to an example of a display device including the light emitting device according to the first embodiment.

（第３実施形態：第１例）
図１４は、第３実施形態に係る表示装置の第１例を示す模式図である。 (Third Embodiment: First Example)
FIG. 14 is a schematic diagram showing a first example of the display device according to the third embodiment.

図１４に示すように、第１例に係る表示装置は、ディスプレイ４５１、又はディスプレイ４５１を含む電子機器、例えばパーソナルコンピュータ４５０である。ディスプレイ４５１は、バックライト４５２により照明される。バックライト４５２は、直下型であってもよく、エッジライト型であってもよい。発光装置２００は、バックライト４５２の光源として利用することができる。 As shown in FIG. 14, the display device according to the first example is a display 451 or an electronic device including the display 451 such as a personal computer 450. The display 451 is illuminated by the backlight 452. The backlight 452 may be a direct type or an edge light type. The light emitting device 200 can be used as a light source of the backlight 452.

ディスプレイ４５１は、パーソナルコンピュータ４５０のディスプレイに限られることはない。テレビ等のディスプレイであってもよい。 The display 451 is not limited to the display of the personal computer 450. It may be a display such as a television.

（第３実施形態：第２例）
図１５は、第３実施形態に係る表示装置の第２例を示す模式図である。 (Third Embodiment: Second Example)
FIG. 15 is a schematic diagram showing a second example of the display device according to the third embodiment.

図１５に示すように、第２例に係る表示装置は、フルカラーＬＥＤディスプレイ４６１、又はフルカラーＬＥＤディスプレイ４６１を含む電子機器、例えば、フルカラーＬＥＤ表示装置４６０である。フルカラーＬＥＤディスプレイ４６１は、画素４６２としてフルカラーＬＥＤ素子が使用される。発光装置２００は、画素４６２として利用することができる。 As shown in FIG. 15, the display device according to the second example is a full-color LED display 461 or an electronic device including the full-color LED display 461, for example, a full-color LED display device 460. In the full-color LED display 461, full-color LED elements are used as the pixels 462. The light emitting device 200 can be used as the pixel 462.

表示装置の例としては、鉄道、空港等で用いられるフルカラーＬＥＤ案内表示板等を挙げることができる。その他、スポーツ競技場や、イベント会場、及び公共広場で用いられるフルカラーＬＥＤスクリーンを挙げることができる。フルカラーＬＥＤスクリーンは、常設型、及び移動型の双方を含む。 Examples of the display device include a full-color LED guide display board used in railways, airports, and the like. Other examples include full-color LED screens used in sports stadiums, event venues, and public plazas. Full color LED screens include both permanent and mobile types.

（第４実施形態）
第４実施形態は、第１実施形態に係る発光装置に使用可能な電源回路の例に関する。 (Fourth Embodiment)
The fourth embodiment relates to an example of a power supply circuit that can be used in the light emitting device according to the first embodiment.

図１６は、第４実施形態に係る発電機能付発光装置の一例を示す模式ブロック図である。 FIG. 16 is a schematic block diagram showing an example of a light emitting device with a power generation function according to the fourth embodiment.

図１６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チップ２１１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チップ２１１の第１電極配線２１５ａ（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チップ２１１の第２電極配線２１５ｂ（カソードＫ）と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 16, the power supply circuit 300 is provided on the circuit board 320, for example. For example, the first external terminal 331a to the sixth external terminal 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. As a result, 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. As a result, 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 chip 211. As a result, 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 first electrode wiring 215a (anode A) of the LED chip 211. The sixth external terminal 331f is electrically connected to the second electrode wiring 215b (cathode K) of the LED chip 211.

図１７は、第４実施形態に係る発光装置の一例を示す模式回路図である。
図１７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。 FIG. 17 is a schematic circuit diagram showing an example of the light emitting device according to the fourth embodiment.
As shown in FIG. 17, power supply circuit 300 includes a converter 332. When the external power source is the commercial power source 310, the converter 332 is an AC-DC converter (rectifier circuit). When the external power supply is a battery, converter 332 is a DC-DC converter. When 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 to generate and output the LED input power Pout.

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チップ２１１のアノードＡと電気的に結合される。ＬＥＤチップ２１１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。 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 chip 211. The cathode K of the LED chip 211 and the anode A of the thermoelectric element 1 are electrically coupled to the low potential side wiring 335.

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チップ２１１は、点灯する。 When the light emitting device 200 is turned on, 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 to charge the capacitor 336. After the capacitor 336 is charged, the high potential side output node N1 is electrically connected to the high potential side input node N2. The converter 332 supplies 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 chip 211 is turned on.

ＬＥＤチップ２１１が点灯すると、ＬＥＤチップ２１１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チップ２１１は、点灯を続ける。 When the LED chip 211 lights up, the LED chip 211 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 chip 211 continues to light.

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。 In addition, the first switch 334 and the second switch 338 may 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. it can.

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。 For example, when turning on the light emitting device 200, 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. For convenience, the state of being turned on by using the external input power Pin is called a normal energy mode.

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Ｐｉｎａ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。 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. As a result, 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. However, the energy saving mode in the fourth embodiment means switching to the auxiliary input power Pina 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.

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。 Further, as the capacitor 336, a smoothing capacitor provided in the power supply circuit 300 can be used. When the smoothing capacitor is used, the 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.

（第４実施形態：第１変形例）
図１８は、第４実施形態の第１変形例に係る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チップ２１１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。 (Fourth Embodiment: First Modification)
FIG. 18 is a schematic circuit diagram showing an example of a light emitting device according to the first modification of the fourth embodiment.
It is assumed that the electric power generated by the thermoelectric element 1 may not ensure a sufficient voltage for lighting the LED chip 211. 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.

図１８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。 As shown in FIG. 18, the booster circuit 350 includes, for example, a diode 351, a coil 352, and a third switch 353. The cathode of the diode 351 is electrically coupled to one electrode of the capacitor 336 via the 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. A 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, for example, is used for the third switch 353.

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。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。 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. In this state, 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 the turning on and off of the third switch 353 in this manner, the voltage of the auxiliary input power Pina is boosted.

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１８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。 In this way, the 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. Further, the booster circuit can be provided in the power supply circuit 300.

（第４実施形態：第２変形例）
図１７に示したように、ＬＥＤチップ２１１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チップ２１１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。 (Fourth Embodiment: Second Modification)
As shown in FIG. 17, the anode A of the LED chip 211 is electrically coupled to one electrode of the capacitor 336 via the current limiting circuit 333. When the current flowing to the LED chip 211 is limited by using 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. When the current limiting circuit 333 adjusts the light so that the brightness of the LED element 210 is lowered, the rise of the temperature of the LED chip 211 is suppressed and the reduction of the luminous efficiency can be suppressed.

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チップ２１１へ流す電流を制限するようにする。 Further, in the 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 supplies the temperature around the LED element 210 to the LED chip 211 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.

図１９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１９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１９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。 FIG. 19 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. 19 shows the relationship between the temperature of the LED element 210 and the luminous efficiency. A line ii in FIG. 19 shows the relationship between the temperature of the thermoelectric element 1 and the power generation efficiency.

図１９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。 As shown in FIG. 19, the LED element 210 has, for example, a temperature at which it is not desired to further reduce the luminous efficiency of the LED element 210 or a temperature T1 at which the temperature of the LED element 210 is not desired to be further raised. Further, 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. It is preferable to maintain the ambient temperature of the LED element 210 in a temperature zone T0 in which the temperature T1 is the upper limit and the temperature T2 is the lower limit, for example.

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チップ２１１へ流す電流を制限する。 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 chip 211 so that the temperature around the LED element 210 is maintained in, for example, the temperature zone T0.

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。 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 given 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 a thermistor, for example.

図２０は、第４実施形態の第２変形例に係る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。 FIG. 20 is a schematic circuit diagram showing an example of a light emitting device according to a second modification of the fourth embodiment.
As shown in FIG. 20, 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.

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。 The resistance value of the thermistor 372 increases as the temperature around the LED element 210 increases. 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.

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チップ２１１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チップ２１１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。 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 chip 211. 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 chip 211. When the temperature around the LED element 210 rises again and the voltage of the connection node N6 becomes equal to or higher than the set value, the control signal S output to the current limiting circuit 333 is re-enabled.

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。 In this way, the detection circuit 373 repeatedly enables and disables the control signal S based on the change in the resistance value of the thermistor 372. Thereby, the temperature around the LED element 210 can be maintained in the temperature zone T0, for example. As a result, in the thermoelectric element 1, for example, it is possible to 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.

また、温度検出回路３７０は、電源として、熱電素子１からの補助入力電力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を消費する。この点、温度検出回路３７０の電源として、補助入力電力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。 Further, the temperature detection circuit 370 uses the auxiliary input 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 from a commercial power source or battery. In this regard, by using the auxiliary input power Pina as the power supply of the temperature detection circuit 370, the consumption of the 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.

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。 Although some of the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. For example, these embodiments can be implemented in an appropriate combination. Further, the present invention can be implemented in various novel modes other than the above-mentioned several embodiments. Therefore, each of the above-described several embodiments can be variously omitted, replaced, and changed without departing from the scope of the present invention. Such novel forms and modifications are included in the scope and gist of the present invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the scope of equivalents of the invention described in the claims.

１：熱電素子
１ｂ：熱電素子
１０：筐体部
１０ａ：第１基板
１０ａａ：搭載面
１０ａｂ：開放面
１０ａｆ：第１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
１４１ａ：絶縁膜
１４２：溶媒
１５ａ：第１接続配線
１６ａ：第２接続配線
１７ａ：スリット
１８ａ：第１接合金属
１８ｂ：第２接合金属
３１：封止部材
７１ａ：第１充填孔
７１ｂ：第２充填孔
１０１：第１外部筐体端子
１０２：第２外部筐体端子
２００：発光装置
２１０：ＬＥＤ素子
２１１：ＬＥＤチップ
２１２：配線
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
２１６：金属層
２１７：絶縁層
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
３３０：電子部品
３３１ａ：第１外部端子
３３１ｂ：第２外部端子
３３１ｃ：第３外部端子
３３１ｄ：第４外部端子
３３１ｅ：第５外部端子
３３１ｆ：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：電球型ＬＥＤランプ
４００ｂ：直管型ＬＥＤランプ
４０１：ヒートシンク
４０１ａ：空洞部
４０２：透光性カバー
４０３：口金部
４０３ａ：口金部
４５０：パーソナルコンピュータ
４５１：ディスプレイ
４５２：バックライト
４６０：フルカラーＬＥＤ表示装置
４６１：フルカラーＬＥＤディスプレイ
４６２：画素
Ｇ：電極間ギャップ
Ｇｅｌ１：ギャップ
Ｇｅｌ２：ギャップ
Ｇｘ：電極間ギャップ
Ｇｙ：電極間ギャップ
Ｚ：第１方向
Ｘ：第２方向
Ｙ：第３方向
ｅ：電子 1: Thermoelectric element 1b: Thermoelectric element 10: Case part 10a: First substrate 10aa: Mounting surface 10ab: Open surface 10af: First main surface 10b: Second substrate 10c: Lid 10d: Housing portion 11: First electrode Part 11a: 1st electrical contact 12: 2nd electrode part 12a: 2nd electrical contact 13a: 1st support part 13aa: Substrate joining surface 13b: 2nd support part 13ba: Substrate joining surface 13c: 3rd support part 13ca : Substrate bonding surface 14: Intermediate part 140: Gap part 141: Nanoparticle 141a: Insulating film 142: Solvent 15a: First connection wiring 16a: Second connection wiring 17a: Slit 18a: First bonding metal 18b: Second bonding metal 31: Sealing member 71a: First filling hole 71b: Second filling hole 101: First external housing terminal 102: Second external housing terminal 200: Light emitting device 210: LED element 211: LED chip 212: Wiring 213: Reflector 214: Translucent encapsulating resin 215a: First electrode wiring 215b: Second electrode wiring 216: Metal layer 217: Insulating layer 220: Thermal conductive LED substrate 221: Thermal conductive base 221a: Mounting surface 221b: Open surface 222a : First substrate wiring 222b: Second substrate wiring 223: Insulator 300: Power supply circuit 310: Commercial power supply 320: Circuit board 330: Electronic component 331a: First external terminal 331b: Second external terminal 331c: Third external terminal 331d : Fourth external terminal 331e: fifth external terminal 331f: sixth external terminal 332: converter 333: current limiting circuit 334: first switch 335: low potential side wiring 336: capacitor 337: resistor 338: second switch 350: step-up Circuit 351: Diode 352: Coil 353: Third switch 370: Temperature detection circuit 371: Resistor 372: Thermistor 373: Detection circuit 400: Light bulb type LED lamp 400b: Straight tube type LED lamp 401: Heat sink 401a: Cavity portion 402: Transparent Light cover 403: Base part 403a: Base part 450: Personal computer 451, Display 452: Backlight 460: Full color LED display device 461: Full color LED display 462: Pixel G: Gap between electrodes Gel1: Gap Gel2: Gap Gx: Electrode Inter-gap Gy: Inter-electrode gap Z: First direction X: Second direction Y: Third direction e: Electronic

Claims

電気エネルギーを光エネルギーに変換するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップ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発光装置であって、
搭載面、及び前記搭載面と対向した開放面を有する筐体部を含む前記熱電素子と、
前記搭載面上に設けられた配線と、
前記配線と電気的に接続され、前記搭載面上に設けられた前記ＬＥＤチップと、
を備え、
前記熱電素子は、
収容部を有する前記筐体部と、
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、
を含むこと
を特徴とする発電機能付発光装置。 A light emitting device with a power generation function, comprising: an LED chip that converts electrical energy into light energy; and a thermoelectric element that converts thermal energy emitted from the LED chip into electrical energy,
A thermoelectric element including a housing surface having a mounting surface and an open surface facing the mounting surface;
Wiring provided on the mounting surface,
The LED chip electrically connected to the wiring and provided on the mounting surface,
Equipped with
The thermoelectric element is
The casing having a housing,
A first electrode portion provided in the housing portion;
A second electrode portion provided in the housing portion, facing the first electrode portion with a space in a first direction, and having a work function different from that of the first electrode portion;
Nanoparticles provided between the first electrode portion and the second electrode portion in the housing portion and having a work function between the work function of the first electrode portion and the work function of the second electrode portion. An intermediate part including
A light-emitting device with a power generation function, including:

前記ＬＥＤチップ及び前記搭載面を覆う透光性封入樹脂をさらに備え、
前記ＬＥＤチップは、前記搭載面に接して設けられること
を特徴とする請求項１記載の発電機能付発光装置。 Further comprising a transparent encapsulating resin that covers the LED chip and the mounting surface,
The light emitting device with a power generation function according to claim 1, wherein the LED chip is provided in contact with the mounting surface.

前記搭載面上に設けられた金属層と、
前記金属層と、前記配線との間に設けられた絶縁層と、
をさらに備え、
前記ＬＥＤチップは、前記絶縁層に接して設けられること
を特徴とする請求項１記載の発電機能付発光装置。 A metal layer provided on the mounting surface,
An insulating layer provided between the metal layer and the wiring,
Further equipped with,
The light emitting device with a power generation function according to claim 1, wherein the LED chip is provided in contact with the insulating layer.

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１〜３のいずれか１項に記載の発電機能付発光装置。 A first connection wiring that is electrically connected to the first electrode portion and leads the first electrode portion out of the housing portion;
Second connection wiring that is electrically connected to the second electrode portion and leads the second electrode portion out of the housing portion;
Is further provided,
Each of the first electrical contact between the first electrode portion and the first connection wiring and the second electrical contact between the second electrode portion and the second connection wiring is provided in the accommodation portion. The light emitting device with a power generation function according to claim 1, wherein the light emitting device has a power generating function.

前記筐体部は、前記開放面と、前記開放面と対向する第１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外部筐体端子と、
前記第２接続配線と電気的に接続された第２外部筐体端子と、
を、さらに備え、
前記第１外部筐体端子及び前記第２外部筐体端子のそれぞれは、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４に記載の発電機能付発光装置。 The housing portion includes a first substrate having the open surface and a first main surface facing the open surface,
A first external housing terminal electrically connected to the first connection wiring;
A second external housing terminal electrically connected to the second connection wiring;
Is further provided,
5. The light emitting device with a power generation function according to claim 4, wherein each of the first external housing terminal and the second external housing terminal is provided on the first main surface of the first substrate. apparatus.

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１〜５のいずれか１項に記載の発電機能付発光装置。 The light emitting device with a power generation function according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermoelectric element includes at least one of a parallel plate type thermoelectric element and a comb tooth type thermoelectric element.

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チップ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１〜６のいずれか１項に記載の発電機能付発光装置。 Each of the external input power supplied from the outside and the auxiliary input power supplied from the thermoelectric element can be input. The external input power and the auxiliary input power are converted into LED input power, and the LED input is input. The light emitting device with a power generation function according to any one of claims 1 to 6, further comprising a power supply circuit that outputs electric power to the LED chip.

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チップのアノード、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７に記載の発電機能付発光装置。 The power supply circuit is
Including a capacitor having one electrode and the other electrode,
The one electrode is electrically coupled to each of a high potential side output node of the external input power, an anode of the LED chip, and a cathode of the thermoelectric element,
The light emitting device with a power generation function according to claim 7, wherein the other electrode is electrically coupled to the low potential side wiring of the power supply circuit.

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チップのアノードは、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８に記載の発電機能付発光装置。 The power supply circuit is
A first switch,
A second switch,
A current limiting circuit,
Further including,
The high potential side output node is electrically coupled to the one electrode through a first switch,
The cathode of the thermoelectric element is electrically coupled to the one electrode via a second switch,
The light emitting device with a power generation function according to claim 8, wherein the anode of the LED chip is electrically coupled to the one electrode via a current limiting circuit.

発電機能付発光装置を備えた照明装置であって、
前記発電機能付発光装置は、
搭載面、及び前記搭載面と対向した開放面を有する筐体部を含む熱電素子と、前記搭載面上に設けられる配線と、
前記配線と電気的に接続され、前記搭載面上に設けられたＬＥＤチップと、
を備え、
前記熱電素子は、
収容部を有する前記筐体部と、
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、
を含むこと
を特徴とする照明装置。 A lighting device comprising a light emitting device with a power generation function,
The light emitting device with a power generation function,
A mounting surface, and a thermoelectric element including a housing portion having an open surface facing the mounting surface, and wiring provided on the mounting surface,
An LED chip electrically connected to the wiring and provided on the mounting surface,
Equipped with
The thermoelectric element is
The casing having a housing,
A first electrode portion provided in the housing portion;
A second electrode portion provided in the housing portion, facing the first electrode portion with a space in a first direction, and having a work function different from that of the first electrode portion;
Nanoparticles provided between the first electrode portion and the second electrode portion in the housing portion and having a work function between the work function of the first electrode portion and the work function of the second electrode portion. An intermediate part including
A lighting device characterized by including.

発電機能付発光装置を備えた表示装置であって、
前記発電機能付発光装置は、
搭載面、及び前記搭載面と対向した開放面を有する筐体部を含む熱電素子と、
前記搭載面上に設けられた配線と、
前記配線と電気的に接続され、前記搭載面上に設けられたＬＥＤチップと、
を備え、
前記熱電素子は、
収容部を有する前記筐体部と、
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、
を含むこと
を特徴とする表示装置。 A display device having a light emitting device with a power generation function,
The light emitting device with a power generation function,
A thermoelectric element including a housing surface having a mounting surface and an open surface facing the mounting surface;
Wiring provided on the mounting surface,
An LED chip electrically connected to the wiring and provided on the mounting surface,
Equipped with
The thermoelectric element is
The casing having a housing,
A first electrode portion provided in the housing portion;
A second electrode portion 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;
Nanoparticles provided in the accommodating portion between the first electrode portion and the second electrode portion and having a work function between the work function of the first electrode portion and the work function of the second electrode portion. An intermediate part including
A display device characterized by including.