[實用新型]集成陣列封裝式植物生長燈單元、器件及其植物生長燈

有效

• 申請號: 201420788244.6
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN204348759U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 馬亮;胡兵;李金權
• 申請（專利權）人: 北京中科天順信息技術有限公司
• 主分類號: H01L33/62
• 分類號: H01L33/62;H01L33/50;A01G9/20;F21S2/00;F21Y101/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本實用新型涉及一種集成陣列封裝式植物生長燈單元、器件及其植物生長燈，特別涉及一種基于LED倒裝芯片的集成陣列封裝式植物生長燈單元、器件及其植物生長燈，屬于LED光電子器件的制造技術領域。

背景技術

用于植物生長的人工光源已廣泛用于溫室內蔬菜、水果、花卉等作物的栽培。這些人工光源可以在沒有日光條件下單獨使用，或者在日光不足的條件下作為補光使用，幫助植物正常生長。它們的應用甚至包括某些特殊領域，如為宇航員提供新鮮果蔬的外太空作物栽培。常見的人工光源有白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈或汞燈等。但是，這些傳統植物生長光源的光譜功率分布固定，光通量強度的可調范圍較小，并不能與植物生長所需的理想光源條件相匹配，更何況不同植物在不同生長階段對光源的需求也存在差異，這樣便造成了光源的浪費。此外，這些人工光源在電光轉換效率和使用壽命等方面也存在劣勢。

日光連續光譜中280～800nm波段范圍對植物生長具有重要意義。植物生長需求能量比重最大的為藍光波段(是390～500nm)和紅光波段(600～800nm)，主要用于進行光合作用和植物主要性狀的正常表達。其中，390～700nm波段為光合作用活躍輻射區，是植物生長最主要的光源區域；700～800nm遠紅光波段主要影響植物性狀的正常表達，植物生長對其的需求量相對較少。而紫外光、綠光波段的吸收比重很低，它們對植物生長的影響很有限。

另一方面，各種波段光源之間的比例也會影響植物生長。比如，藍光與紅光的光子數比例對光合作用有決定性影響；而紅光和遠紅光的光子數比例則對種子發芽、秧苗生根、避蔭反應、成花誘導等產生影響。光譜組成和各組成的功率或功率比表現為光源的光譜功率分布。

除光譜功率分布外，光源到達植物表面的光子通量強度和光周期(周期為24小時)也會對植物生長產生重要影響。

相比上述傳統植物生長光源，LED光源在諸多方面都表現出明顯的優勢，如節能、環保、長壽命、體積小、抗震、防水防潮、低壓直流驅動、可脈寬調制(PWM)輸出等優點，已大量用于LCD背光源、顯示屏、信號燈、景觀照明、普通照明等領域。LED是一種光譜較窄，單色性較好的半導體固態光源，其光譜半高寬約為15～30nm，光譜峰值波長覆蓋從紫外光到近紅外光的所有區域范圍。LED的理論電光轉換效率為100％，目前氮化物Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x,y≤1；x+y≤1)藍光LED的外量子效率可以達到70％以上。并且，單顆藍光LED的發光功率已達到3W以上。根據Haitz定理，未來LED產業將以每10年光功率增加20％、價格下降10％的方式快速增長。因此，LED光源不僅可以克服傳統植物生長光源的缺點，而且具有良好的市場發展潛力。

使用LED作為植物生長光源已有許多外國專利、中國專利進行過報道。如專利號為US6921182B2的美國專利EFFICIENT?LED?LAMP?FOR?ENHACING?COMMERCIAL?AND?HOME?PLANT?GROWTH公開了由兩種不同光束角、不同峰值波長的紅光LED和藍光LED組成的促進植物生長燈；又如公開號為CN1596606A的中國專利《高效節能LED植物生態燈》公開了一種由藍光LED或紅光LED或藍光和紅光LED組合形成的植物生長光源；公開號為CN101387379A的中國專利《一種用于蘭科植物組培的LED混光燈具》公開了一種由藍光與紅光LED可調的蘭科植物生長光源。

可以看到，除了LED光源的高能效、長壽命等優點外，采用LED固態光?源可以通過輔助的驅動控制器或控制系統對植物生長光源的光子通量強度和光周期進行準確控制。