[發明專利]一種植物生長燈

有效

• 申請號: 201710831417.6
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN108302368B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 郭志豪;劉晨敏;杜沛昕;涂寧;許美美
• 申請（專利權）人: 納米及先進材料研發院有限公司
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V9/30;F21V14/00;A01G7/04;F21Y115/10
• 代理公司: 44378 深圳永慧知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 黃鑫<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種植物生長燈，該植物生長燈包括藍光LED燈和設置在藍光LED燈出光面外側的光轉換膜。本發明植物生長燈的光轉換膜可更換，通過單類LED背光激發不同光轉換膜即可實現光譜的切換和調節，滿足不同品種和生長階段植物的光譜顏色需求。

技術領域

本發明涉及一種植物生長燈。

背景技術

植物生長燈是一種人造光源，其通過設計發射適合光合作用的電磁波譜(400-700nm)來刺激植物生長。光合作用是一個植物轉換太陽能的過程，其中葉片中的葉綠素吸收陽光以提供植物所需的全部能量。

植物色素的顏色決定了植物對不同波長的選擇性吸收。最常見的植物色素是葉綠素、類胡蘿卜素、花色素苷等。在光合作用過程中，占主導地位的植物吸收峰是可見光中的藍光和紅光部分。植物光合作用的主要色素為葉綠素和類胡蘿卜素，它們吸收藍光和紅光；花青素是決定植物顏色的另一重要色素，主要吸收綠光。不同的植物色素吸收不同波長的可見光。葉綠素a在665nm和430nm附近有吸收峰，葉綠素b在640nm和450nm附近有吸收峰，類胡蘿卜素在440nm和360nm附近有吸收峰，花青素在540nm附近有吸收峰。其中，葉綠素a和葉綠素b是綠色植物中主要的色素，葉綠素a可吸收650-700nm波長的光，葉綠素b可吸收380-500nm、530-650nm波長的光，而510-620nm波長的光不能被吸收、反射，造成光能浪費。可見，大多數植物僅吸收可見光譜中的某些特定光。

根據相關研究，紅光有利于植物開花和結果，而藍光則促進植物生長。對于植物生長，紅光和藍光的大致比例如下：在植物生長階段紅光和藍光的比例大約為3:1；在植物開花結果階段，紅光和藍光的比例大約為8:1。因此，需定制更適合植物培育所需光譜的植物生長燈。根據培育的植物類型或培育階段(例如發芽/植物生長階段或植物開花/結果階段)，施用特定范圍的光譜。

在傳統的植物生長燈行業，植物生長燈的光譜只能通過電子設計控制，其需使用一個系統來控制紅光LED和藍光LED的數量，以提供生長所需的紅燈和藍燈的特定比例。當然，這種設計也可發展成目標光譜，例如紅色:藍色為3:1或5:1，但是，由于光不能均勻分散以及LED的照明角度有限，采用該系統產生的光的光譜均勻性不夠高。

目前，大多數市售的植物生長燈是紅光、綠光、藍光和白光LED組合的植物生長燈，其發射的光譜實質上是單個R/G/B/W光譜的組合，該光譜在短距離范圍內出光不均勻，導致植物從生長燈的不同相對位置吸收的光譜不同。而不均勻的出光條件會引起植物在不同受照位置生長狀況發生差異，對同批次出產植物的質量均一性產生影響。為了避免這種狀況，植物生長燈在結構設計和/或使用操作上較為復雜，不能很好地在植物生長中起到促進作用。

工業中通常使用的另一類型的植物生長燈是寬頻HID(high-intensitydischarge)或高功率T8熒光管。但寬頻HID或T8熒光管非常耗電，長時間使用這種類型的植物生長燈會浪費大量能量，非常不劃算，而且其光譜是不可更換/改變的。因此，研發一種能夠在植物不同生長階段實現光譜精準控制且出光均勻，并且可簡化植物生長燈結構，降低能耗的產品和/或方法成了本領域研究的重點。

量子點(quantum dot,QD)或微納米熒光粉(micron/nano-phosphor)具有獨特的光轉換屬性，可使光從高能量轉到低能量，其在植物生長燈上的應用也已有報道。目前QD或熒光粉與LED的集成通常是在LED生產過程中將QD或熒光粉加入LED發光腔體中(封裝在LED內)，但由于LED芯片發熱較大，封裝在發光腔內的QD或熒光粉的壽命將因該高發熱量，而受到嚴重影響。