基于熒光粉光譜可調(diào)控的led植物補光燈及制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈及制作工藝，其技術(shù)方案是：殼體的上部固定燈罩，所述的殼體的外部設(shè)有多條支撐筋支撐固定LED支架，所述的殼體的外部設(shè)有與內(nèi)部連通的散熱孔，所述的LED支架的上部固定LED藍(lán)光芯片，LED藍(lán)光芯片通過導(dǎo)線連接電極，所述的LED藍(lán)光芯片上設(shè)有熒光粉層，藍(lán)光芯片的峰值發(fā)射波長介于425~475nm之間，熒光粉層包括峰值發(fā)射波長位于480~700nm；本發(fā)明的有益效果是：可以實現(xiàn)可調(diào)控的不同光譜發(fā)射的適用于植物生長的LED植物燈，其中藍(lán)紅光的比例從1:3到1:10連續(xù)可調(diào)，本發(fā)明LED植物補光燈光譜更寬，并可通過熒光粉與藍(lán)光芯片的數(shù)量比對光譜進行調(diào)控。
【專利說明】
基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈及制作工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種LED植物補光燈，特別涉及基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈及制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]光是植物生長的關(guān)鍵要素之一，植物離不開光，光是植物生長必不可少的能量來源，對植物的光合作用、生長發(fā)育、形態(tài)建成和物質(zhì)代謝等都有調(diào)控作用。隨著人們對植物光合作用研究的不斷深入，人工補光已經(jīng)成為了種植領(lǐng)域不可或缺的一環(huán)，由此帶來更高的產(chǎn)量、反季節(jié)蔬菜、成色更優(yōu)的花卉等，極大地豐富了人們的物質(zhì)文化、精神文化生活。
[0003]傳統(tǒng)植物補光所用到的光源一般是熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈以及白熾燈等。這些光源是依據(jù)人眼感光的特性而研制的，不僅能耗高、發(fā)熱量大，而且光譜成分與植物光合作用所需不匹配，對植物生長的促進作用非常小。
[0004]LED植物補光燈，是一種以LED為基礎(chǔ)發(fā)光體，給植物光合作用提供所需光照條件的特殊用途燈具。相比傳統(tǒng)的植物補光光源，LED植物燈具有諸多優(yōu)勢:
(1)光譜性能好，可按照需要組合獲得純正單色光與復(fù)合光譜，波長正好與植物光合成和光形態(tài)建成的光譜范圍吻合；
(2)光能有效利用率可達(dá)80%?90%，并能對不同光質(zhì)和發(fā)光強度實現(xiàn)單獨控制；
(3)作為冷光源，可以近距離地照射植物，大大提高空間的利用效率，可用于多層栽培立體組合系統(tǒng)，實現(xiàn)了低熱負(fù)荷和生產(chǎn)空間小型化；
(4)LED耐沖擊，不易破碎，不含汞，無污染，廢棄物可回收利用，使用壽命是普通光源的數(shù)十倍，特強的耐用性也降低了運行成本。
[0005]正因為LED植物燈節(jié)能、環(huán)保、壽命長的特點，以及光譜可調(diào)、補光效率高等諸多優(yōu)勢，越來越廣泛地應(yīng)用于蔬菜、瓜果和花卉種植領(lǐng)域。
[0006]LED植物補光燈還處于一個新興的概念階段，雖然已經(jīng)有LED植物補光燈產(chǎn)品上市，但都缺乏核心技術(shù)做支撐，產(chǎn)品品質(zhì)高低不一、魚目混雜，簡單的抄襲和復(fù)制現(xiàn)象極為普遍。市場上LED植物補光燈，主要是通過單一的紅、藍(lán)光芯片的不同數(shù)量組合得到不同比例的紅藍(lán)光來實現(xiàn)。LED芯片發(fā)光有一個特性就是發(fā)射光譜的半峰寬非常窄，寬度一般不超過15nm，屬于窄帶發(fā)射，由此該種純芯片發(fā)光的LED植物補光燈的光譜覆蓋范圍就非常窄。而研究數(shù)據(jù)表明，植物光合作用需要一個覆蓋范圍很寬的紅、藍(lán)光，加之不同作物以及同種作物不同生長時期，對光照的需求也是不一樣的，因此傳統(tǒng)純芯片發(fā)光的LED植物燈的適用作物種類非常有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈及制作工藝，克服了傳統(tǒng)熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈以及白熾燈等作為植物補光光源的不足，具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢;相比純芯片發(fā)光的LED植物燈而言，本發(fā)明LED植物補光燈光譜更寬，并可通過熒光粉與藍(lán)光芯片的數(shù)量比對光譜進行調(diào)控，因此適用的植物種類更多，可以更好地滿足植物不同時期的光照需求，具有更廣的適用性。
[0008]—種基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈，其技術(shù)方案是:包括殼體、燈罩、支撐筋、熒光粉層、LED支架、LED藍(lán)光芯片和導(dǎo)線，殼體的上部固定燈罩，所述的殼體的外部設(shè)有多條支撐筋支撐固定LED支架，所述的殼體的外部設(shè)有與內(nèi)部連通的散熱孔，所述的LED支架的上部固定LED藍(lán)光芯片，LED藍(lán)光芯片通過導(dǎo)線連接電極，所述的LED藍(lán)光芯片上設(shè)有焚光粉層，藍(lán)光芯片的峰值發(fā)射波長介于425?475nm之間，焚光粉層包括峰值發(fā)射波長位于480?700nm，所述藍(lán)光芯片為是相同峰值波長的的芯片或者兩種以及以上不同峰值發(fā)射波長的芯片組合，所述熒光粉層為一種熒光粉或者兩種及以上熒光粉的組合。
[0009]所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于480?500nm之間的藍(lán)綠光熒光粉，所述的藍(lán)綠光熒光粉為BaSi202N2:Eu系列氮氧化物熒光粉。
[0010]所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于500?600nm之間的綠色以及橙黃色熒光粉，所述的綠色以及橙黃色熒光粉為(8&，510&)25丨04 511系列硅酸鹽熒光粉、(￥，1^)3(41，6&)5012: Ce系列招酸鹽熒光粉。
[0011 ]所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于600?700nm之間的紅色熒光粉，紅色熒光粉為(Ca，Sr)AlSiN3:Eu系列氮化物熒光粉。
[0012]所述的LED植物補光燈的藍(lán)光波段(400?500nm)與紅光波段(600?780nm)光譜積分面積的比例介于I: 3?1:10之間。
[0013]所述的用于支撐藍(lán)光芯片和熒光粉的LED支架可以是貼片SMD型，或者大功率COB型。
[0014]—種基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈的制作工藝，其特征在于:包括以下幾個步驟:
1)按照硅膠A:硅膠B:480?700nm的熒光粉按照(43.9-47.6份):(43.9-47.6份):(4.8-12.2份)質(zhì)量比稱取相應(yīng)原料，攪拌均勻，然后置于真空箱中抽真空，去除熒光粉膠中的氣泡；
2)將上述得到的熒光粉膠涂覆到包含有藍(lán)光芯片的LED支架上，通過熒光粉膠涂覆成LED燈珠，藍(lán)紅光的比例介于1:3?1:10之間；
3)將上述點好熒光粉膠的LED燈珠按照硅膠的固化溫度烘烤，進行固化；
4)將固化后的LED燈珠按照藍(lán)紅光比例進行分光處理，得到目標(biāo)藍(lán)紅光比例的成品LED植物補光燈燈珠；
5)將上述成品LED植物補光燈燈珠與LED燈各部件組合到一起，經(jīng)檢測合格，即為本發(fā)明LED植物補光燈。
[0015]上述的硅膠A型號為SK6130A，硅膠B型號為SK6130B。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是基于熒光粉的寬譜發(fā)射，熒光粉的發(fā)射波長介于480?700nm，采用峰值發(fā)射波長位于425?475nm之間的藍(lán)光芯片作為激發(fā)光源，可以實現(xiàn)可調(diào)控的不同光譜發(fā)射的適用于植物生長的LED植物燈，其中藍(lán)紅光的比例從1:3到1:10連續(xù)可調(diào)。相比傳統(tǒng)植物補光所用到的熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈以及白熾燈等，具有節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)勢。相比純芯片發(fā)光的LED植物補光燈，本發(fā)明LED植物補光燈光譜更寬，并可通過熒光粉與藍(lán)光芯片的數(shù)量比對光譜進行調(diào)控，因此適用的植物種類更多，可以更好地滿足植物不同時期的光照需求，具有更廣的適用性。
【附圖說明】
[0017]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是普通純芯片LED植物燈光譜；
附圖3是實施例1中LED植物燈的光譜圖；
附圖4是實施例2中LED植物燈的光譜圖；
上圖中:殼體1、燈罩2、支撐筋3、熒光粉層4、LED支架5、LED藍(lán)光芯片6和導(dǎo)線7。
【具體實施方式】
[0018]結(jié)合附圖1，對本發(fā)明作進一步的描述:
一種基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈，其技術(shù)方案是:包括殼體1、燈罩2、支撐筋3、熒光粉層4、LED支架5、LED藍(lán)光芯片6和導(dǎo)線7，殼體I的上部固定燈罩2，所述的殼體I的外部設(shè)有多條支撐筋3支撐固定LED支架5，所述的殼體I的外部設(shè)有與內(nèi)部連通的散熱孔，所述的LED支架5的上部固定LED藍(lán)光芯片6，LED藍(lán)光芯片6通過導(dǎo)線7連接電極，所述的LED藍(lán)光芯片6上設(shè)有熒光粉層4，藍(lán)光芯片的峰值發(fā)射波長介于425?475nm之間，熒光粉層4包括峰值發(fā)射波長位于480?700nm，所述藍(lán)光芯片為是相同峰值波長的的芯片或者兩種以及以上不同峰值發(fā)射波長的芯片組合，所述熒光粉層為一種熒光粉或者兩種及以上熒光粉的組合。
[0019]所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于480?500nm之間的藍(lán)綠光熒光粉，所述的藍(lán)綠光熒光粉為BaSi202N2:Eu系列氮氧化物熒光粉。
[0020]所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于500?600nm之間的綠色以及橙黃色熒光粉，所述的綠色以及橙黃色熒光粉為(8&，510&)25丨04 511系列硅酸鹽熒光粉、(￥，1^)3(41，6&)5012: Ce系列招酸鹽熒光粉。
[0021 ]所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于600?700nm之間的紅色熒光粉，紅色熒光粉為(Ca，Sr)AlSiN3:Eu系列氮化物熒光粉。
[0022]所述的LED植物補光燈的藍(lán)光波段(400?500nm)與紅光波段(600?780nm)光譜積分面積的比例介于I: 3?1:10之間。
[0023]所述的用于支撐藍(lán)光芯片和熒光粉的LED支架可以是貼片SMD型，或者大功率COB型。
[0024]實施例1:結(jié)合附圖2和附圖3
附圖2是普通純芯片LED植物燈光譜，紅藍(lán)光部分為窄帶發(fā)射，適用作物種類受限。附圖3中基于峰值發(fā)射波長位于660nm的(Ca，Sr)AlSiN3:Eu紅色氮化物熒光粉實現(xiàn)的紫羅蘭色LED植物燈光譜圖，藍(lán)紅光比為1:4。其中，紅光區(qū)域采用紅色熒光粉替代傳統(tǒng)的紅光芯片，實現(xiàn)了紅光區(qū)的寬譜發(fā)射，使用作物種類更廣。
[0025]紫羅蘭色LED植物燈的制作工藝:
按照硅膠 SK6130A，硅膠 SK6130B: 660nm 熒光粉(型號YGR660L-13 )=47.6%: 47.6%: 4.8%的質(zhì)量比稱取相應(yīng)原料；攪拌均勻，抽真空除氣泡后，將熒光粉膠均勻地涂覆在包含有450nm藍(lán)光芯片的LED支架上，使之藍(lán)紅光積分強度比為1:5;然后將點好熒光粉膠的LED燈珠，先后在80°C、150°C分別烘烤I小時、2小時，使熒光粉膠固化;然后對固化后的LED燈珠進行分光處理，只保留藍(lán)紅光比例為1:4的燈珠，作為成品燈珠;最后，將上述成品燈珠與LED部件組裝成器件，待檢測合格后，即為本發(fā)明所述基于熒光粉的LED植物補光燈;此實施例中的LED植物補光燈，實現(xiàn)了紅光區(qū)域的寬譜發(fā)射，相比純芯片發(fā)光而言，紅光成分更加豐富，適用作物種類更廣。
[0026]實施例2:結(jié)合附圖2和附圖4
附圖2是普通純芯片LED植物燈光譜，紅藍(lán)光部分為窄帶發(fā)射，適用作物種類受限。附圖4中基于峰值發(fā)射波長位于545nm的(Y，Lu)3(Al，Ga)5012:Ce鋁酸鹽熒光粉和峰值發(fā)射波長位于660nm的(Ca，Sr)AlSiN3:Eu紅色氮化物熒光粉實現(xiàn)的全光譜LED植物燈光譜圖，藍(lán)紅光比為1:4。其中，紅光區(qū)域采用紅色熒光粉替代傳統(tǒng)的紅光芯片，并且添加了綠粉彌補了傳統(tǒng)LED植物燈中綠光成分的缺失，實現(xiàn)全光譜LED植物燈，適用的作物種類進一步增多。
[0027]全光譜LED植物燈的制作工藝:
按照硅膠SK6130A，硅膠SK6130B:540nm熒光粉(型號YGG540-15):660nm熒光粉(型號YGR660L-13)=43.9%: 43.9%: 10.2%: 2.0%的質(zhì)量比稱取相應(yīng)原料;攪拌均勻，抽真空除氣泡后，將熒光粉膠均勻地涂覆在包含有440nm藍(lán)光芯片的LED支架上，使之藍(lán)紅光積分強度比為1:6;然后將點好熒光粉膠的LED燈珠，先后在800C ,150°C分別烘烤I小時、2小時，使熒光粉膠固化;然后對固化后的LED燈珠進行分光處理，只保留藍(lán)紅光比例為1:5的燈珠，作為成品燈珠;最后，將上述成品燈珠與LED部件組裝成器件，待檢測合格后，即為本發(fā)明所述基于熒光粉的LED植物補光燈;此實施例中的LED植物補光燈，實現(xiàn)了紅光區(qū)域的寬譜發(fā)射的同時，彌補了光譜中的綠光成分，作物種類更廣。
[0028]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可能利用上述闡述的技術(shù)方案對本發(fā)明加以修改或?qū)⑵湫薷臑榈韧募夹g(shù)方案。因此，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所進行的任何簡單修改或等同置換，盡屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈，其特征是:包括殼體、燈罩、支撐筋、熒光粉層、LED支架、LED藍(lán)光芯片和導(dǎo)線，殼體的上部固定燈罩，所述的殼體的外部設(shè)有多條支撐筋支撐固定LED支架，所述的殼體的外部設(shè)有與內(nèi)部連通的散熱孔，所述的LED支架的上部固定LED藍(lán)光芯片，LED藍(lán)光芯片通過導(dǎo)線連接電極，所述的LED藍(lán)光芯片上設(shè)有熒光粉層，藍(lán)光芯片的峰值發(fā)射波長介于425?475nm之間，熒光粉層包括峰值發(fā)射波長位于480?700nm，所述藍(lán)光芯片為是相同峰值波長的的芯片或者兩種以及以上不同峰值發(fā)射波長的芯片組合，所述熒光粉層為一種熒光粉或者兩種及以上熒光粉的組合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熒光粉寬譜發(fā)射的LED植物補光燈，其特征在于:所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于480?500nm之間的藍(lán)綠光熒光粉，所述的藍(lán)綠光熒光粉為BaSi202N2:Eu系列氮氧化物熒光粉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熒光粉寬譜發(fā)射的LED植物補光燈，其特征在于:所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于500?600nm之間的綠色以及橙黃色熒光粉，所述的綠色以及橙黃色熒光粉為(8&，310&)23丨04 511系列硅酸鹽熒光粉、(￥丄11)3(41，6&)5012:06系列鋁酸鹽熒光粉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熒光粉寬譜發(fā)射的LED植物補光燈，其特征在于:所述的熒光粉為峰值發(fā)射波長位于600?700nm之間的紅色熒光粉，紅色熒光粉為(Ca ,Sr)AlSiN3:Eu系列氮化物熒光粉。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熒光粉寬譜發(fā)射的LED植物補光燈，其特征在于:所述的LED植物補光燈的藍(lán)光波段(400?500nm)與紅光波段(600?780nm)光譜積分面積的比例介于I: 3?1:10之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熒光粉寬譜發(fā)射的LED植物補光燈，其特征在于:所述的用于支撐藍(lán)光芯片和熒光粉的LED支架可以是貼片SMD型，或者大功率COB型。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的一種基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈的制作工藝，其特征在于:包括以下幾個步驟: 1)按照硅膠A:硅膠B:480?700nm的熒光粉按照(43.9-47.6份):(43.9-47.6份):(4.8-12.2份)質(zhì)量比稱取相應(yīng)原料，攪拌均勻，然后置于真空箱中抽真空，去除熒光粉膠中的氣泡； 2)將上述得到的熒光粉膠涂覆到包含有藍(lán)光芯片的LED支架上，通過熒光粉膠涂覆成LED燈珠，藍(lán)紅光的比例介于1:3?1:10之間； 3)將上述點好熒光粉膠的LED燈珠按照硅膠的固化溫度烘烤，進行固化； 4)將固化后的LED燈珠按照藍(lán)紅光比例進行分光處理，得到目標(biāo)藍(lán)紅光比例的成品LED植物補光燈燈珠； 5)將上述成品LED植物補光燈燈珠與LED燈各部件組合到一起，經(jīng)檢測合格，即為本發(fā)明LED植物補光燈。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于熒光粉光譜可調(diào)控的LED植物補光燈的制作工藝，其特征在于:所述的硅膠A型號為SK6130A，硅膠B型號為SK6130B。
【文檔編號】F21V9/16GK106051544SQ201610400128
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】劉小浪, 劉婧, 樸東明, 孫斌, 胡振亮, 王志珍, 劉泉林
【申請人】山東盈光新材料有限公司