Светоизлучающее устройство, источник света на основе сида (светоизлучающего диода) для растениеводства и промышленное предприятие по выращиванию растений

Светоизлучающее устройство, источник света на основе сида (светоизлучающего диода) для растениеводства и промышленное предприятие по выращиванию растений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к светоизлучающему устройству для излучения света, поглощаемого растениями или водорослями, для роста которых требуется свет для фотосинтеза, и к источнику света на основе СИД для растениеводства и для промышленного предприятия по выращиванию растений. В частности, настоящее изобретение относится к светоизлучающему устройству для эффективного культивирования таких организмов, как, например, растения и водоросли, и к источнику света, основанному на СИДе для растениеводства и для промышленного предприятия по выращиванию растений.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Одним из примеров обычного источника света, основанного на СИДе для растениеводства, который может использоваться на промышленных предприятиях по выращиванию растений и т.д., является устройство для роста растений, раскрытое в патентной литературе 1.

Как показано на чертеже Фиг. 11, устройство 100 для роста растений, раскрытое в патентной литературе 1, включает в себя (i) светоизлучающий блок 110, предназначенный для излучения света для роста растений, (ii) блок 120 источника питания для подачи электричества в светоизлучающий блок 110 с возможностью изменения спектра излучаемого света, (iii) блок 131 определения, предназначенный для определения типа культивируемого растения 101, и (iv) блок 132 задания спектра светового излучения, предназначенный для задания спектра светового излучения путем регулирования блока 120 источника питания в соответствии с типом растения 101, определенным блоком 131 определения.

Светоизлучающий блок 110 (i) состоит из большого количества СИДов 112, расположенных на одной поверхности плоской подложки 111, причем этими СИД-ами 112 являются СИДы множества типов, излучающие свет различных спектров, и (ii) расположен так, что свет, излученный СИД-ами 112, направлен к растению 101. Каждый из СИД-ов 112 имеет, например, пулевидную форму.

Другим примером обычного источника света на основе СИД для растениеводства является источник света на основе СИД для растениеводства, который раскрыт в патентной литературе 2.

Источник 200 света на основе СИД для растениеводства, раскрытый в патентной литературе 2, может быть присоединен к крышке контейнера для выращивания растений, и состоит, как показано на чертеже Фиг. 12, из (i) вывода 201 катода, (ii) вывода 202 анода, (iii) светоизлучающего чипа 203, и (iv) линзы 204 из эпоксидной смолы. источник 200 света на основе СИД (источник света, основанный на СИДе) для растениеводства излучает свет 205, цвет которого соответствует типу светоизлучающего чипа 203.

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ДОКУМЕНТОВ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Патентная литература 1

Публикация заявки на патент Японии № Tokukai 2004-344114 А (дата публикации: 9 декабря 2004 г. )

Патентная литература 2

Публикация заявки на патент Японии № Tokukaihei 9-252651 А (1997) (дата публикации: 30 сентября 1997 г. )

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

Однако, как показано на чертеже Фиг. 2 из патентной литературы 2, красный СИД, используемый в обычном СИД-ом источнике 200 света для растениеводства, раскрытом в патентной литературе 2 (который показан на чертеже Фиг. 12), имеет диапазон длин волн от 630 нм до 680 нм и предпочтительно имеет пиковую длину волны, приблизительно, 660 нм. Кроме того, синий СИД, предназначенный для использования в обычном СИД-ом источнике 200 света для растениеводства, имеет диапазон длин волн от 380 нм до 480 нм и предпочтительно имеет пиковую длину волны, приблизительно, 450 нм.

В патентной литературе 2 количество света от синих СИД-ов регулируют так, чтобы оно не превышало 50% от количества света от красных СИД-ов. Как правило, красные СИДы и синие СИДы используют совместно; однако, в зависимости от типа растения, можно использовать только красные СИДы.

Однако, в том случае, когда красные СИДы и синие СИДы используют совместно, или в том случае, когда используют только красные СИДы, возникают следующие проблемы.

(1) Трудно разместить красные СИДы и синие СИДы при их совместном использовании. В частности, красные СИДы и синие СИДы занимают очень большую площадь. Кроме того, трудно равномерно разместить эти СИДы в углу.

(2) Необходимо регулировать соотношения между количеством света в синей области спектра и в красной области спектра. Для этого, если соотношения между количеством света регулируют путем изменения количества синих СИД-ов или количества красных СИД-ов, то эти соотношения будут иметь отклонения от желательных соотношений, когда СИДы используют в течение длительного времени, вследствие различия между характеристиками ухудшения свойств синих СИД-ов и красных СИД-ов вследствие старения.

Кроме того, чтобы количество света от синих СИД-ов не превышало 50% от количества света от красных СИД-ов, необходимы следующие операции:

(A) вызывают излучение яркого света красными СИД-ами (увеличивают ток возбуждения);

(B) увеличивают количество чипов СИД-ов, предусмотренных для каждого из красных СИД-ов;

(C) увеличивают количество красных СИД-ов;

и/или аналогичные операции.

Однако, в приведенном выше случае (А) различие между характеристиками ухудшения свойств чипов синих СИД-ов и чипов красных СИД-ов вследствие старения становится более сильным, и, таким образом, соотношения между количеством света отклоняются от желательных соотношений в большей степени при использовании чипов СИД-ов в течение длительного времени. Кроме того, поскольку необходимо осуществлять электрическое регулирование количества света, то необходима электрическая схема управления и т.д., и, следовательно, конфигурация усложняется. В приведенном выше случае (В) размер каждого из красных СИД-ов увеличивается, и, следовательно, усложняется, например, регулировка характеристик направленности в широком угле. В приведенном выше случае (С) количество синих СИД-ов является относительно малым, и, следовательно, даже если синие СИДы являются равноотстоящими друг от друга или имеют характеристики направленности в широком угле, световое излучение в красной области спектра и световое излучение в синей области спектра не могут полностью смешиваться, и, таким образом, вероятно возникновение неравномерности цвета.

(3) Трудно смешать свет от синих СИД-ов и свет от красных СИД-ов, и, следовательно, трудно получить смешанный цвет, необходимый для растениеводства. В частности, в случае использования множества отдельных синих СИД-ов и красных СИД-ов очень трудно удовлетворить заданным соотношениям света и одновременно реализовать свет равномерно смешанного цвета без пространственной неравномерности.

Настоящее изобретение было создано с учетом вышеизложенных традиционных проблемы, и задачей настоящего изобретения является создание светоизлучающего устройства, способного легко регулировать соотношения количества света в синей области спектра и в красной области спектра несмотря на наличие всего лишь простой конфигурации и на то, что оно занимает небольшую площадь, источника света на основе СИД для растениеводства и для промышленного предприятия по выращиванию растений.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

Для достижения вышеупомянутой задачи светоизлучающее устройство из настоящего изобретения включает в себя: по меньшей мере, один чип первого СИДа, который излучает первый свет в коротковолновой области спектра, соответствующий первой пиковой длине волны, которая находится в относительно коротковолновой области спектра, из множества пиковых длин волн, поглощаемого растением или водорослью, для роста которого (которой) необходим свет для фотосинтеза; и герметизирующую смолу, содержащую люминофор, которой покрыт упомянутый, по меньшей мере, один чип первого СИДа, а люминофор, содержащийся в герметизирующей смоле, содержащей люминофор, излучает свет в длинноволновой области спектра после поглощения первого света в коротковолновой области спектра, излучаемого из упомянутого, по меньшей мере, одного чипа СИДа, причем свет в длинноволновой области спектра соответствует пиковой длине волны, которая находится в более длинноволновой области спектра, чем первая пиковая длина волны из множества пиковых длин волн.

В частности, во многих случаях для роста фотосинтезирующих организмов, таких как, например, растения и водоросли, необходим свет, имеющий (i) первую пиковую длину волны в относительно коротковолновой области спектра и (ii) пиковую длину волны в более длинноволновой области спектра, чем первая пиковая длина волны. С учетом этих обстоятельств, светоизлучающее устройство из настоящего изобретения включает в себя (а) по меньшей мере, один чип первого СИДа, который излучает первый свет в коротковолновой области спектра, соответствующий первой пиковой длине волны, и (b) герметизирующую смолу, содержащую люминофор, которой покрыт, по меньшей мере, один чип первого СИДа.

Люминофор, содержащийся в герметизирующей смоле, содержащей люминофор, излучает свет в длинноволновой области спектра, соответствующий пиковой длине волны в более длинноволновой области спектра, чем первая пиковая длина волны.

В результате, в светоизлучающем устройстве не требуется использование чипов СИД-ов двух типов (отдельно предусмотренного чипа синего СИДа и чипа красного СИДа) для излучения света, соответствующего пику поглощения света в синей области спектра и пику поглощения света хлорофиллом и т.д. в красной области спектра, причем такой свет необходим для роста таких организмов, как, например, растения и водоросли, и оно способно излучать такой свет с использованием чипа СИДа только одного типа (чип синего СИДа). Следовательно, светоизлучающее устройство не занимает большую площадь. Кроме того, поскольку в этой конфигурации красный люминофор должен быть диспергирован в слое смолы, то красный люминофор может быть диспергирован в смоле с заданным соотношением компонентов смеси. Путем изменения соотношения компонентов смеси можно изменять количество света в синей области оптического спектра и количество света в красной области оптического спектра.

Соответственно, может быть создано светоизлучающее устройство, которое, несмотря на то, что оно имеет исключительно простую конфигурацию и занимает небольшую площадь, способно (i) легко регулировать соотношения количества света в синей области оптического спектра и света в красной области оптического спектра и (ii) излучать синий свет, смешанный с красным светом, с небольшой пространственной неравномерностью цвета.

Светоизлучающее устройство из настоящего изобретения может дополнительно включать в себя, по меньшей мере, один чип второго СИДа, который излучает второй свет в коротковолновой области спектра, соответствующий второй пиковой длине волны, которая находится в относительно коротковолновой области спектра, но имеет иную длину волны, чем первая пиковая длина волны, из множества пиковых длин волн.

Это позволяет создать светоизлучающее устройство, которое надлежащим образом стимулирует рост таких организмов, как, например, растения и водоросли, даже при наличии следующих двух пиковых длин волн в относительно коротковолновой области спектра: первой длины волны в пике излучения и второй длины волны в пике излучения.

Для достижения вышеупомянутой задачи источник света на основе СИД для растениеводства согласно настоящему изобретению, включающий в себя описанное выше светоизлучающее устройство, включает в себя: по меньшей мере, один чип синего СИДа, имеющий пик излучения в диапазоне от 400 нм до 480 нм, который соответствует пику поглощения света хлорофиллом в синей области спектра; красный люминофор, который, после приема возбуждающего светового излучения из упомянутого, по меньшей мере, одного чипа синего СИДа, излучает свет с длиной волны в пике излучения в диапазоне от 620 нм до 700 нм, которая соответствует пику поглощения света хлорофиллом в красной области спектра; и слой смолы, в котором диспергирован красный люминофор и которым покрыт упомянутый, по меньшей мере, один чип синего СИДа.

Согласно этой конфигурации, источник света на основе СИД для растениеводства включает в себя (i) по меньшей мере, один чип синего СИДа и (ii) слой смолы, в котором диспергирован красный люминофор и которым покрыт, по меньшей мере, один чип синего СИДа. В этой конфигурации, по меньшей мере, один чип синего СИДа способен излучать свет с длиной волны от 400 нм до 480 нм, соответствующей пику поглощения света хлорофиллом в синей области спектра. Красный люминофор, после приема возбуждающего светового излучения, по меньшей мере, из одного чипа синего СИДа, излучает свет, имеющий пиковую длину волны в диапазоне от 620 нм до 700 нм, который соответствует пику поглощения света хлорофиллом в красной области спектра.

В результате в источнике света на основе СИД для растениеводства не требуется использование один чипов СИД-ов двух типов (отдельно предусмотренного чипа синего СИДа и отдельно предусмотренного чипа красного СИДа) для излучения света, соответствующего пику поглощения света хлорофиллом в синей области спектра и пику поглощения света хлорофиллом в красной области спектра, который необходим для роста растений, и он способен излучать такой свет с использованием чипа СИДа только одного типа (чипа синего СИДа). Следовательно, источник света на основе СИД для растениеводства не занимает большую площадь. Кроме того, поскольку в этой конфигурации красный люминофор должен быть диспергирован в слое смолы, то красный люминофор может быть диспергирован в смоле при заданном соотношении компонентов смеси. Путем изменения соотношения компонентов смеси можно изменять количество света в синей области оптического спектра и количество света в красной области оптического спектра.

Соответственно, может быть создан источник света на основе СИД для растениеводства, который, несмотря на то, что он имеет исключительно простую конфигурацию и занимает небольшую площадь, способен (i) легко регулировать соотношения количества света в синей области оптического спектра и количества света в красной области оптического спектра и (ii) излучать синий свет, смешанный с красным светом, с небольшой пространственной неравномерностью цвета.

Для достижения вышеупомянутой задачи промышленное предприятие по выращиванию растений согласно настоящему изобретению включает в себя описанный выше источник света на основе СИД для растениеводства.

Эта конфигурация позволяет создать промышленное предприятие по выращиванию растений, включающее в себя источник света на основе СИД для растениеводства, который способен, несмотря на то, что он имеет исключительно простую конфигурацию и занимает небольшую площадь, легко регулировать соотношения количества света в синей области оптического спектра и количества света в красной области оптического спектра.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как было описано выше, светоизлучающее устройство из настоящего изобретения включает в себя: по меньшей мере, один чип первого СИДа, который излучает первый свет в коротковолновой области спектра, соответствующий первой пиковой длине волны, находящейся в относительно коротковолновой области спектра, из множества пиковых длин волн света, поглощаемого растением или водорослью, для роста которого (которой) требуется свет для фотосинтеза; и герметизирующую смолу, содержащую люминофор, которой покрыт упомянутый, по меньшей мере, один чип первого СИДа, причем люминофор, содержащийся в герметизирующей смоле, содержащей люминофор, излучает свет в длинноволновой области спектра после поглощения первого света в коротковолновой области спектра, излученного из упомянутого, по меньшей мере, одного чипа первого СИДа, причем этот свет в длинноволновой области спектра, соответствующий пиковой длине волны, находится в более длинноволновой области спектра, чем первая пиковая длина волны из множества пиковых длин волн.

Как было описано выше, источник света на основе СИД для растениеводства согласно настоящему изобретению включает в себя: по меньшей мере, один чип синего СИДа, имеющий пик излучения в диапазоне от 400 нм до 480 нм, который соответствует пику поглощения света хлорофиллом в синей области спектра; красный люминофор, который, после приема возбуждающего светового излучения из упомянутого, по меньшей мере, одного чипа синего СИДа, излучает свет с длиной волны в пике излучения в диапазоне от 620 нм до 700 нм, которая соответствует пику поглощения света хлорофиллом в красной области спектра; и слой смолы, в котором диспергирован красный люминофор и которым покрыт упомянутый, по меньшей мере, один чип синего СИДа.

Как было описано выше, промышленное предприятие по выращиванию растений из настоящего изобретения включает в себя источник света, основанный на СИДе для растениеводства.

Соответственно, могут быть созданы светоизлучающее устройство, которое, несмотря на то, что оно имеет исключительно простую конфигурацию и занимает небольшую площадь, способно легко регулировать соотношения количества света в синей области оптического спектра и количества света в красной области оптического спектра, источник света на основе СИД для растениеводства и промышленное предприятие по выращиванию растений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах Фиг. 1(a) и Фиг. 1(b) проиллюстрирован один из вариантов осуществления источника света на основе СИД для растениеводства из настоящего изобретения, причем на каждом из чертежей Фиг. 1(a) и Фиг. 1(b) на виде в поперечном разрезе показана конфигурация источника света на основе СИД для растениеводства, сформированного на подложке.

На чертеже Фиг. 2(a) на виде сверху показана конфигурация источника света на основе СИД для растениеводства, сформированного на подложке, до формирования слоя смолы.

На чертеже Фиг. 2(b) на виде сверху показана конфигурация источника света на основе СИД для растениеводства, сформированного на подложке, после формирования слоя смолы.

На чертеже Фиг. 3(a) изображен график, на котором показан спектр излучения источника света на основе СИД для растениеводства, наблюдаемый в том случае, когда соотношение компонентов смеси красного люминофора со смолой составляет 0,05:1.

На чертеже Фиг. 3(b) изображен график, на котором показан спектр излучения источника света на основе СИД для растениеводства, наблюдаемый в том случае, когда соотношение компонентов смеси красного люминофора со смолой составляет 0,10:1.

На чертеже Фиг. 4(a) изображен график, на котором показан спектр излучения источника света на основе СИД для растениеводства, наблюдаемый в том случае, когда соотношение компонентов смеси красного люминофора со смолой составляет 0,15:1.

На чертеже Фиг. 4(b) изображен график, на котором показан спектр излучения источника света на основе СИД для растениеводства, наблюдаемый в том случае, когда соотношение компонентов смеси красного люминофора со смолой составляет 0,20 к 1.

На чертеже Фиг. 5 показаны (i) спектры поглощения, которые имеет хлорофилл, и (ii) примеры областей применения источника света на основе СИД из данного варианта осуществления изобретения.

На чертеже Фиг. 6 изображен график, на котором показана температурная характеристика источника света на основе СИД по сравнению с температурной характеристикой обычного источника света.

На каждом из чертежей Фиг. 7(a) и Фиг. 7(b) на виде сверху показана конфигурация источника света на основе СИД для растениеводства, применяемого для освещения.

На чертеже Фиг. 7(c) изображен график, на котором показан спектр излучения источника света на основе СИД для растениеводства.

На чертеже Фиг. 8 приведен пояснительный чертеж, на котором проиллюстрирован пример применения источника света на основе СИД для растениеводства на промышленном предприятии по выращиванию растений.

На чертеже Фиг. 9(a) на виде в поперечном разрезе показана конфигурация источника света на основе СИДа пулевидной формы для растениеводства, наблюдаемая в том случае, когда соотношение компонентов смеси красного люминофора со смолой составляет 0,05:1.

На чертеже Фиг. 9(b) на виде в поперечном разрезе показана конфигурация источника света на основе СИД пулевидной формы для растениеводства, наблюдаемая в том случае, когда соотношение компонентов смеси красного люминофора со смолой составляет 0,20:1.

На чертеже Фиг. 10(a) показан другой вариант осуществления источника света на основе СИД для растениеводства из настоящего изобретения, и на нем, на виде в поперечном разрезе показана конфигурация источника света на основе СИД для растениеводства, сформированного на подложке.

На чертеже Фиг. 10(b) на виде сверху показана конфигурация источника света на основе СИД для растениеводства, сформированного на подложке, до формирования слоя смолы.

На чертеже Фиг. 11 показана конфигурация обычного источника света на основе СИД для растениеводства.

На чертеже Фиг. 12 показана конфигурация другого обычного источника света на основе СИД для растениеводства.

[Первый вариант осуществления изобретения]

В приведенном ниже описании рассмотрен один из вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи Фиг. 1-Фиг. 8.

(Конфигурация источника света на основе СИД для растениеводства)

Конфигурация источника света на основе СИД для растениеводства из данного варианта осуществления изобретения рассмотрена со ссылкой на чертежи Фиг. 2(a) и Фиг. 2(b). На чертеже Фиг. 2(a) на виде сверху показан источник света на основе СИД для растениеводства, сформированный на подложке, до введения смолы, содержащей красный люминофор, а на чертеже Фиг. 2(b) на виде сверху показан источник света на основе СИД для растениеводства, сформированный на подложке, после введения смолы, содержащей красный люминофор.

Источник 10 света на основе СИДа, сформированный на подложке, из данного варианта осуществления изобретения состоит из (i) керамической подложки 1 (подложки), (ii) множества чипов 2 синих СИД-ов, расположенных на керамической подложке 1, и (iii) вертикальной стенки 3, выполненной из смолы и расположенной вокруг множества чипов 2 синих СИД-ов (см. чертеж Фиг. 2(a)).

В данном варианте осуществления изобретения чипами 2 синих СИД-ов являются, например, двадцать четыре чипа синих СИД-ов, скомпонованных так, что три столбца, каждый из которых включает в себя восемь чипов 2 синих СИД-ов, электрически соединенных друг с другом параллельно, соединены последовательно. Следует отметить, что в настоящем изобретении количество чипов 2 синих СИД-ов не обязательно должно быть равным двум или большему количеству, и их количество может быть равным одному. Кроме того, в том случае, когда предусмотрено наличие множества чипов 2 синих СИД-ов, их количество не обязательно должно быть равным 24. Кроме того, отсутствует какое-либо ограничение на то, каким образом следует располагать множество чипов 2 синих СИД-ов. Кроме того, способ их электрического соединения не ограничен вышеизложенным способом их электрического соединения.

В пространстве внутри вертикальной стенки 3 каждый из чипов 2 синих СИД-ов соединен монтажными проводами 5, соответственно, со схемой 4а разводки и со схемой 4b разводки, которые предусмотрены с обеих сторон столбца, к которому относится этот чип 2 синего СИДа. Схема 4а разводки и схема 4b разводки электрически соединены, соответственно, с контактной площадкой 6а катода и с контактной площадкой 6b анода, которые расположены на керамической подложке 1, но снаружи вертикальной стенки 3.

Кроме того, источник 10 света на основе СИДа из данного варианта осуществления изобретения, сформированный на подложке, снабжен слоем 7 смолы, которым заполнено пространство внутри вертикальной стенки 3 и которым покрыто множество чипов 2 синих СИД-ов (как показано на чертеже Фиг. 2(b)). В слой 7 смолы подмешан и диспергирован красный люминофор.

Каждый из чипов 2 синих СИД-ов из данного варианта осуществления изобретения излучает свет (первый свет) с длиной волны от 400 нм до 480 нм, которая соответствуют пику поглощения света хлорофиллом в синей области спектра. С другой стороны, красный люминофор 7b представляет собой люминофор, который, после поглощения света из чипов 2 синих СИД-ов, излучает второй свет, имеющий пиковую длину волны в диапазоне от 620 нм до 700 нм, который соответствует пику поглощения света хлорофиллом в красной области спектра.

Следует отметить, что каждый из чипов 2 синих СИД-ов не ограничен тем чипом, который излучает только свет (первый свет) с длиной волны от 400 нм до 480 нм, соответствующей пику поглощения света в синей области спектра, и им может являться чип, который излучает свет, соответствующий диапазону длин волн от синего света до ультрафиолетового.

(Регулирование соотношений количества света в синей области оптического спектра и количества света в красной области оптического спектра)

В приведенном ниже описании, со ссылкой на чертежи Фиг. 1(a), Фиг. 1(b) и Фиг. 3, рассмотрено то, как источник 10 света на основе СИДа из данного варианта осуществления изобретения, сформированный на подложке, регулирует соотношения количества света в синей области оптического спектра и количества света в красной области оптического спектра. На чертежах Фиг. 1(a) и Фиг. 1(b) на виде в поперечном разрезе показаны источник 10 (10А) света на основе СИДа, сформированный на подложке, и СИД-ный источник (источник на основе СИД) 10 (10D), света сформированный на подложке, которые отличаются друг от друга соотношением компонентов смеси красного люминофора и кремнийорганической смолы.

Как показано на чертеже Фиг. 1(a), в источнике 10 света на основе СИД из данного варианта осуществления изобретения, сформированном на подложке, слой 7 смолы состоит из (i) смолы 7а (смолы), изготовленной из кремнийорганической смолы, и (ii) красного люминофора 7b, содержащегося в смоле 7а. Следовательно, путем изменения соотношения красного люминофора 7b и смолы 7а можно создать источники 10А и 10D света на основе СИДа, сформированные на подложке, которые излучают свет с соответственно различными длинами волн.

Например, в качестве красного люминофора 7b использован CaAlSinN₃:Eu, и, как описано ранее, чипы 2 синих СИД-ов излучают свет, имеющий пиковую длину волны в диапазоне от 400 нм до 480 нм. При этой конфигурации происходит излучение первого света с длиной волны от 400 нм до 480 нм и второго света с длиной волны от 620 нм до 700 нм. Следует отметить, что CaAlSinN₃:Eu представляет собой нитридный красный люминофор, содержащий двухвалентный европий (Eu) в качестве активатора, и является одним из люминофоров, имеющих устойчивые температурные характеристики и высокую светоотдачу.

В частности, в случае СИД-ого источника 10А света, сформированного на подложке (см. чертеж Фиг. 1(a)), в котором соотношение компонентов смеси красного люминофора 7b и смолы 7а равно 0,05:1, полученный спектр имеет (i) пиковую длину волны (интенсивность излучения: 1,0), равную 440 нм, и (ii) пиковую длину волны(интенсивность излучения: 0,3), равную 640 нм (см. чертеж Фиг. 3(a)). С другой стороны, в случае СИД-ого источника 10В света, сформированного на подложке, в котором соотношение компонентов смеси красного люминофора 7b и смолы 7а равно 0,10:1, полученный спектр имеет (i) пиковую длину волны(интенсивность излучения: 1,0), равную 440 нм, и (ii) пиковую длину волны(интенсивность излучения: 0,8), равную 640 нм (см. чертеж Фиг. 3(b)).

Кроме того, в случае источника 10C света на основе СИДа, сформированного на подложке, в котором соотношение компонентов смеси красного люминофора 7b и смолы 7а равно 0,15:1, полученный спектр имеет (i) пиковую длину волны(интенсивность излучения: 0.56), равную 440 нм, и (ii) пиковую длину волны(интенсивность излучения: 1,0), равную 640 нм (см. чертеж Фиг. 4(a)).

Кроме того, в случае источника 10D света на основе СИД, сформированного на подложке, в котором соотношение компонентов смеси красного люминофора 7b и смолы 7а равно 0,20:1 (см. чертеж Фиг. 1(b)), полученный спектр имеет (i) пиковую длину волны(интенсивность излучения: 0,4), равную 440 нм, и (ii) пиковую длину волны(интенсивность излучения: 1,0), равную 640 нм (см. чертеж Фиг. 4(b)).

Как описано выше, путем изменения соотношения компонентов смеси красного люминофора 7b и смолы 7а может быть легко отрегулированы соотношения количества света в синей области оптического спектра и количества света в красной области оптического спектра.

(Длины волн света, необходимые для роста растений)

В приведенном ниже описании рассмотрено, со ссылкой на чертеж Фиг. 5, то, какая длина волны света является необходимой для роста растений. На чертеже Фиг. 5 показаны характеристики поглощения света хлорофиллом и спектры света, излучаемого из источников 10 света на основе СИДа из данного варианта осуществления изобретения, сформированных на подложке.

Во-первых, хлорофилл, который играет главную роль в фотосинтезе растений, не поглощает свет равномерно; он имеет отчетливые пики поглощения на длинах волн, приблизительно, 660 нм (красный свет) и, приблизительно, 450 нм (синий свет) (см. чертеж Фиг. 5). В соответствии с этим, спектральная характеристика, необходимая для фотосинтеза, имеет второй пик на длине волны, приблизительно, 660 нм и первый пик на длине волны, приблизительно, 450 нм.

Следовательно, на этапе созревания, когда растения имеют листья и активно осуществляют фотосинтез, свет, имеющий обе составляющие: составляющую красного света и составляющую синего света, является эффективным для роста.

Между тем, синий свет, имеющий длину волны, приблизительно, 450 нм, также влияет на фотосистемы растений, именуемые системами реакции на высокую энергию, и, следовательно, является важным для нормального морфогенеза растений. Следовательно, на этапах проращивания семян и выращивания рассады составляющая синего света является особенно важной.

В этом отношении, из чертежа Фиг. 5 ясно, что среди Источников 10 света на основе СИДа из данного варианта осуществления изобретения, сформированных на подложке, (i) Источник 10А света на основе СИДа из данного варианта осуществления изобретения, сформированный на подложке, является пригодным для диапазона поглощения хлорофиллом синего света, и (ii) Источник 100 света на основе СИДа из данного варианта осуществления изобретения, сформированный на подложке, является пригодным для диапазона поглощения хлорофиллом красного света.

Из вышеизложенного ясно следующее: можно легко вызвать то, чтобы источник 10 света на основе СИДа из данного варианта осуществления изобретения, сформированный на подложке, был пригодным для характеристик поглощения света хлорофиллом просто путем изменения соотношения компонентов смеси красного люминофора 7b и смолы 7а.

Между тем, в области оптики количество света выражают, например, через плотность потока фотонов. Здесь следует отметить, что в том случае, когда вещество облучают солнечным светом, плотность потока фотонов равна величине, полученной путем деления количества фотонов, которыми облучается поверхность, в секунду на площадь поверхности вещества. ″Плотность потока фотонов″ выражается через количество фотонов. Следовательно, это количество является одинаковым в обоих случаях: в случае инфракрасного излучения и в случае ультрафиолетового излучения. С другой стороны, фотохимическая реакция происходит только тогда, когда приняты фотоны, которые может поглотить пигмент. Например, прием света, который хлорофилл не может поглотить, ничего не дает растениям. С учетом этого, в области фотосинтеза такие определения, как ″плотность потока фотонов фотосинтеза″ и ″поток фотонов фотосинтеза″ существуют только для диапазона длин волн от 400 нм до 700 нм, которые поглощает хлорофилл. Следует отметить, что поток фотонов фотосинтеза представляет собой величину, полученную путем умножения плотности потока фотонов фотосинтеза (PPFD) на площадь, принимающую свет. Эта величина не просто выражает длины волн в пике поглощения, который имеет хлорофилл в красной и в синей областях оптического спектра, выраженные через энергию, но выражает энергию (то есть энергию, необходимую для фотосинтеза), соответствующую спектрам поглощения в красной и в синей областях оптического спектра, которая выражена через количество фотонов, для того, чтобы найти интенсивность света, необходимую для роста растений. Поток фотонов фотосинтеза в синей может быть найден из спектральных характеристик источника света на основе СИД и энергии одного фотона на каждой длине волны.

Следовательно, источник 10 света на основе СИДа, сформированный на подложке, может быть выражен с точки зрения потока фотонов фотосинтеза следующим образом. В случае СИД-ного источника 10А света, сформированного на подложке (см. чертеж Фиг. 3(a)), поток фотонов фотосинтеза равен (i) 1 мкмоль/с (микромоль/секунда) в синей области оптического спектра от 400 нм до 480 нм и (ii) 1,3 мкмоль/с в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм. Следует отметить, что эти значения найдены, соответственно, из области длин волн от 400 нм до 480 нм на графике и из области длин волн от 620 нм до 700 нм на графике. Когда эти значения выражены через отношение, то отношение потока фотонов фотосинтеза в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм к потоку фотонов фотосинтеза в синей области оптического спектра от 400 нм до 480 нм равно 1,3:1.

С другой стороны, в случае источника 10D света на основе СИД, сформированного на подложке (см. чертеж Фиг. 4(b)), поток фотонов фотосинтеза равен (i) 0,2 мкмоль/с в синей области оптического спектра от 400 до 480 нм и (ii) 2,0 мкмоль/с в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм. Когда эти значения выражены через отношение, то отношение потока фотонов фотосинтеза в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм к потоку фотонов фотосинтеза в синей области оптического спектра от 400 нм до 480 нм равно 10:1.

В случае источника 10 В света, сформированного на подложке (см. чертеж Фиг. 3(b)), отношение потока фотонов фотосинтеза в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм к потоку фотонов фотосинтеза в синей области оптического спектра от 400 нм до 480 нм равно 3,5:1. Кроме того, в случае источника 10C света, сформированного на подложке (см. чертеж Фиг. 4(a)), отношение потока фотонов фотосинтеза в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм к потоку фотонов фотосинтеза в синей области оптического спектра от 400 нм до 480 нм равно 7,5:1.

То есть в данном варианте осуществления изобретения отношение потока фотонов фотосинтеза в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм к потоку фотонов фотосинтеза в синей области оптического спектра от 400 нм до 480 нм не выходит за пределы диапазона от 1,3:1: до 10:1. С учетом этого, Источник 10 света на основе СИДа, сформированный на подложке, предпочтительно сконфигурирован так, что Источник 10 света на основе СИДа, сформированный на подложке, является пригодным для проращивания семян, выращивания рассады и созревания растений.

В частности, каждый из СИД-ных источников 10А и 10В света, сформированных на подложке, предпочтительно сконфигурированы так, что в том случае, когда они предназначены для стеллажа для проращивания семян или для стеллажа для выращивания рассады, отношение потока фотонов фотосинтеза в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм к потоку фотонов фотосинтеза в синей области оптического спектра от 400 нм до 480 нм не выходит за пределы диапазона от 1,3:1 до 3,5:1. Это позволяет вызывать то, что СИД-ные источники 10А и 10B света, сформированные на подложке, являются пригодными для проращивания семян и для выращивания рассады растений.

Кроме того, в данном варианте осуществления изобретения СИД-ные источники 10C и 10D света, сформированные на подложке, предпочтительно сконфигурированы так, что в том случае, когда они предназначены для стеллажа для созревания, отношение потока фотонов фотосинтеза в красной области оптического спектра от 620 нм до 700 нм к потоку фотонов фотосинтеза в синей области оптического спектра от 400 нм до 480 нм не выходит за пределы диапазона от 7,5:1: до 10:1. Это позволяет вызывать то, что СИД-ные источники 10C и 10D света, сформированные на подложке, являются пригодными для созревания растений.

На чертеже Фиг. 6 показаны выраженные через относительный световой поток температурные характеристики СИД-ного источника 10 света, сформированного на подложке, из данного варианта осуществления изобретения и обычного одиночного к