CN104871323A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
具备:发出激励光的发光元件、和被所述发光元件的激励光激励而发出在700nm~800nm的范围内具有峰值波长的光的远红色荧光体,所述远红色荧光体的中值直径为1~20μm的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置。
背景技术
有时蔬菜或水果等的植物的生产量/供应量起因于气候变动、害虫受灾等而减少。此外,近年来重视食品安全、粮食自给率的提升,期望可以稳定地提供安全的植物。为此,不利用太阳光而在工厂设施内培育植物的技术不断发展起来。
为了在工厂设施(植物工厂)内培育植物,需要成为太阳光替代品的光(光源)。近年来,作为植物培育用照明装置的光源使用的是LED(发光二极管)等的发光元件。
可是,已知为了在植物工厂内有效率地培育植物,而在多个波长区域内具有峰值波长(在光谱分布中相对辐射强度成为极大的波长)的光是有效的。具体而言,在光合作用所需的波长600nm~700nm的范围以及叶子的正常形态形成所需的波长400nm~480nm的范围内具有峰值波长的光是有效的。
在专利文献1中公开了具备分别在不同的波长区域内具有峰值波长的多个发光元件的照明装置。根据该构成,可以向植物照射在多个波长区域内具有峰值波长的光。然而,在具备多个发光元件的构成中,由于各个发光元件的电气特性/温度特性所致的驱动电路的复杂化、部件个数的增加,使得成本变高。此外,在波长600nm~700nm的范围内具有峰值波长的发光元件以不耐湿度的GaAlP等的化合物来制作的情形较为常见,在植物培育环境下这样的高湿度环境中需要采取湿度对策。
在专利文献2中公开了具备蓝色LED、GGG(钆·镓·石榴石)荧光体(远红色荧光体)、红色荧光体的照明装置。根据该构成,除了蓝色光之外,还被蓝色LED的激励光激励而从远红色荧光体以及红色荧光体发出远红色光、红色光。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-29098号公报
专利文献2:国际公开2010/053341号公报
发明内容
发明要解决的课题
根据专利文献2,通过组合在特定的波长区域内具有峰值波长的一个发光元件和多个荧光体,由此生成在多个波长区域内具有峰值波长的光。然而,GGG荧光体却存在如下问题,即:若其中值直径(平均粒径)较小,则结晶生长不充分,光量减少,从而植物的培育效率下降;若中值直径较大,则易于生成异常生长的粗大粒子,不实用。
本发明的目的在于,提供能效率良好地培育植物的廉价的发光装置。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明的发光装置的特征在于,具备:发光元件,其发出激励光;和远红色荧光体,其被所述发光元件的激励光激励而发出在700nm~800nm的范围内具有峰值波长的光,所述远红色荧光体的中值直径为1μm~20μm的范围内。
此外,在上述构成的发光装置中,期望还具备:红色荧光体,其被所述发光元件的激励光激励而发出在600nm~700nm的范围内具有峰值波长的光。
此外,在上述构成的发光装置中,期望形成包含所述远红色荧光体以及所述红色荧光体在内的荧光体层,以便抑制所述远红色荧光体对从所述红色荧光体发出的光的吸收。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述荧光体层具有:所述红色荧光体的浓度比所述远红色荧光体的浓度高的第1荧光体层、和所述远红色荧光体的浓度比所述红色荧光体的浓度高的第2荧光体层。
此外,在上述构成的发光装置中,期望与第2荧光体层相比第1荧光体层配置在向所述发光元件的激励光的照射方向远离的位置。
此外,在上述构成的发光装置中,期望第1荧光体层和第2荧光体层相对于所述发光元件的激励光的射出方向而配置在垂直方向。
此外,在上述构成的发光装置中,期望第1荧光体层和第2荧光体层在俯视下配置为带状,以便抑制从第1荧光体层以及第2荧光体层当中的一方的荧光体层向另一方的荧光体层照射的光的量。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述远红色荧光体的比重大于所述红色荧光体的比重。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述远红色荧光体的比重为6.5~7.5,所述红色荧光体的比重为2.0~4.0。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述发光元件具有:对第1荧光体层发出激励光的第1发光元件组;和对第2荧光体层发出激励光的第2发光元件组,第1发光元件组和第2发光元件组能单独地进行点亮/熄灭控制。
此外,在上述构成的发光装置中,期望还含有:峰值波长具有与所述远红色荧光体以及所述红色荧光体被所述发光元件的激励光激励而发出的光的峰值波长不同的波长的荧光体、以及/或者防沉降剂。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述红色荧光体包含:具有CaAlSiN3∶Eu系、(Sr,Ca)AlSiN3∶Eu系、3.5MgO·0.5MgF2·GeO2∶Mn、(Ca,Sr)S∶(Eu,Ce,K)、M2Si5N8∶Eu(M为从Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素)的成分的红色荧光体当中的至少一种红色荧光体。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述红色荧光体被所述发光元件的激励光激励而发出在620nm附近具有峰值波长的光。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述远红色荧光体是由化学式(Ln1-xCrx)3M5O12表示的荧光体(Ln是从Y、La、Gd、Lu中选择的至少一种元素,M是从Al、Ga、In中选择的至少一种元素,x为满足下式0.005≤x≤0.2的数)。
此外,期望上述构成的发光装置被用于植物栽培用。
发明效果
根据本发明,具有被发光元件的激励光激励而发出远红色光的远红色荧光体,远红色荧光体的中值直径被最优化为1μm~20μm。通过具备这种远红色荧光体,从而结晶生长得适当,因此不会出现结晶生长变得不充分或者生成异常生长的粗大粒子的情形,从发光装置发出的光变得明亮,植物的培育效率得到提升。此外,形成包含远红色荧光体或红色荧光体在内的荧光体层以便抑制远红色荧光体对从红色荧光体发出的光的吸收,从发光装置发出的光变得明亮,植物的培育效率得到提升。
附图说明
图1是表示第1实施方式的发光装置的顶视图。
图2是图1所示的发光装置的A-A处的XY剖面下的侧视图。
图3是表示在第1实施方式中安装于基板上的LED的顶视图。
图4是表示在第1实施方式中安装于基板上的LED的侧视图。
图5是表示第2实施方式的发光装置的顶视图。
图6是图5所示的发光装置的A-A处的XY剖面下的侧视图。
图7是表示第3实施方式的发光装置的顶视图。
图8是图7所示的发光装置的B-B处的XY剖面下的侧视图。
图9是表示在第3实施方式中安装于基板上的LED的顶视图。
图10是表示荧光体层和LED的位置关系的示意图。
图11是表示第4实施方式的发光装置的顶视图。
图12是图11所示的发光装置的A-A处的XY剖面下的侧视图。
图13是表示第5实施方式的发光装置的顶视图。
图14是表示第6实施方式的发光装置的顶视图。
图15是图14所示的发光装置的C-C处的XY剖面下的侧视图。
图16是表示在第6实施方式中安装于杯状物上的LED的顶视图。
图17是表示第5实施方式所示的发光装置的射出光的光谱分布的图。
具体实施方式
<第1实施方式>
在说明本发明的发光装置的第1实施方式之前,简单对植物的培育进行说明。光作为发芽、开花、茎的伸长等的刺激源、信息源来发挥作用。植物的光合作用通过叶绿素(chlorophyll)吸收光来进行。叶绿素对光的吸收变为峰值的波长区域有2处,第1区域为波长400nm~500nm的范围(更详细而言为波长450nm附近),第2区域为波长600nm~700nm(更详细而言为波长660nm附近)的范围。
第1区域的光(蓝色光)为叶子等的正常形态形成所需的光,第2区域的光(红色光)为光合作用所需的光。此外,在对植物照射混合光的情况下,节距的伸长、发芽形成需要远红色光。植物中所含的光敏色素以可逆的方式对在波长600nm~700nm的范围的红色光具有光接受域的光敏色素Pr型、和在波长700nm~800nm的范围的远红色光具有光接受域的光敏色素Pfr型之间进行光变换,来接受各光。即,通过调整所接受的光,从而节距的伸长、发芽形成等的光形态形成功能被抑制或被促进。
此外,伸长作用也受红色光的光强度(R)和远红色光的光强度(FR)的比率R/FR左右,通过有选择地或任意地对红色光和远红色光进行比率调整,从而可以实现伸长抑制、伸长促进等的控制。详细而言,若红色光的光强度(R)和远红色光的光强度(FR)的比率R/FR变得高于自然光环境(1.1~1.2),则伸长被抑制,若低于自然光环境(1.1~1.2),则伸长被促进。
以下,参照附图来说明本发明的第1实施方式。图1是表示第1实施方式的发光装置的顶视图。图2是图1所示的发光装置的A-A处的XY剖面下的侧视图。图3是表示在第1实施方式中安装于基板上的LED的顶视图。图4是表示在第1实施方式中安装于基板上的LED的侧视图。图3以及图4分别等于表示在图1以及图2中除荧光体层以及树脂框之外的构成的图。
另外,为使图简化,在图1中未图示图2、图3以及图4所示的LED,但后述的硅酮树脂具有透明性,在图1中也可以视觉辨别LED。在后述的图5、图7、图11、图13、图14中也同样。
本实施方式的发光装置1具备:基板2、布线图案3、电极焊盘4、发光元件(LED)5、荧光体层6、以及树脂框7。基板2为在俯视下呈大致矩形状的陶瓷基板。但是,基板2并不限于陶瓷基板,也可以为玻璃基板、印刷基板等。布线图案3(3a、3k)在基板2上通过丝网印刷方法等形成为相互对置。布线图案3a、3k分别在俯视下构成大致矩形状。另外,布线图案的形状并不限于此,例如也可以在俯视下构成切除圆环一部分的圆弧形状。
在基板2安装有后述的LED5并与布线图案3连接,因此发光装置1是所谓的板上芯片型的发光装置。
电极焊盘4(4a、4k)作为电源供应用的电极而以Ag-Pt等的材质通过丝网印刷方法等形成在基板2上。电极焊盘4a为阳极电极焊盘,电极焊盘4k为阴极电极焊盘。电极焊盘4a经由引出用布线而与布线图案3a连接,电极焊盘4k经由引出用布线而与布线图案3k连接。
LED5为安装于基板2上的发光元件(半导体发光元件)。LED5发出在波长400nm~480nm的范围、更详细而言为波长450nm附近具有峰值波长的光,由温度以及湿度特性良好的氮化镓系的蓝色LED芯片51来构成。构成LED5的LED芯片51的数量并不特别限定,可以由单一的LED芯片51来构成,但在本实施方式中由多个LED芯片51来构成。
LED5将串联地电连接为与基板2的一边(X方向)大致平行的3个LED芯片51以并排的方式排列6列,并将各列并联地电连接来构成。即,LED5由合计18个LED芯片51构成。另外,LED5中的LED芯片51的电连接方法、排列方式并不限于此。
各列的LED芯片51相互由导电性引线52来连接,此外各列的两端的LED芯片51由导电性引线52而与布线图案3连接。另外,在本实施方式中,虽然设为LED5发出在波长400nm~480nm的范围具有峰值波长的光,但并不限于此,也可以设为发出在包含紫外光的小于400nm的区域具有峰值波长的光。
荧光体层6为被填充到后述的树脂框7的内侧且覆盖LED5的树脂层。荧光体层6被从LED5发出的光(激励光)激励而发出在给定范围具有峰值波长的光。荧光体层6构成为在由硅酮树脂构成的密封树脂中含有被LED5的激励光激励而发出在波长700nm~800nm的范围具有峰值波长的光的远红色荧光体(在图1等中为附有符号11并用○标记来表示的荧光体)。
本实施方式作为远红色荧光体使用的是被LED5的激励光激励而发出在波长715nm附近具有峰值波长的光的钆·镓·石榴石系远红色荧光体,但远红色荧光体的种类并不限于此。另外,作为钆·镓·石榴石系远红色荧光体,并不限于化学式Gd3Ga5O12∶Cr或其通式即(Ln1-xCrx)3M5O12(Ln为3价的金属元素,是从Y、La、Gd、Lu中选择的至少一种元素;M为3价的金属元素,是从Al、Ga、In中选择的至少一种元素;x为满足下式0.005≤x≤0.2的数)所记载的情形,可以在维持其性质的范围内使组成的比率(例如M∶O=5∶12)发生变化、或者将构成元素置换为类似的元素、或者加入其他元素,也可以由此来提升可靠性、或者对发光光谱/吸收光谱进行调整/增减。在本实施方式中,假设远红色荧光体为Gd3Ga5O12∶Cr。
远红色荧光体的粒径优选中值直径在1μm~20μm的范围内,进一步优选中值直径在2μm~18μm的范围内,最优选中值直径在3μm~15μm的范围内。其原因在于,若钆·镓·石榴石系荧光体的中值直径超过20μm,则易于生成异常生长的粗大粒子,难以利用。
树脂框7是包围荧光体层6的周围以使荧光体层6不会从一定的范围漏出的树脂。树脂框7形成为矩形环状以便覆盖布线图案3(在图1中由于被树脂框7覆盖,因此用虚线来表示布线图案3)。另外,树脂框的形状并不限于此,例如也可以根据布线图案3的形状而设为能够覆盖布线图案3的形状。即,如上所述,如果布线图案3是切除圆环一部分的圆弧形状,则树脂框7形成为圆环状即可。LED5配置在树脂框7的内侧,电极焊盘4配置在树脂框7的外侧。
以下,有时将LED5发出的光称作蓝色光,将远红色荧光体11被LED5的激励光激励而发出的光称作远红色光。
使LED5发光时的蓝色光、远红色光的光强度的比例可以通过调整密封树脂中的远红色荧光体11的含有比例来调整。
另外,在本实施方式中,从发光装置1发出的光为蓝色光和远红色光。但是,远红色光是相对可见度极低且人眼不易感觉到明亮度的光,蓝色光较之于远红色光,相对可见度高出几十倍,来自本发光装置的发光人眼可看成蓝色光。直视该光较为困难,会发生移开视线等的防御反应。因此,较之于仅发出远红色光的光源,能够防止远红色光给人眼带来的不良影响。
根据本实施方式,具有被发光元件的激励光激励而发出远红色光的远红色荧光体,远红色荧光体的中值直径被最优化为1μm~20μm。这种远红色荧光体不会出现结晶生长不充分或者具有异常生长的粗大粒子的情形,从本实施方式的发光装置发出的光变得明亮,植物的培育效率得到提升。
由此,发光装置成为以简单结构来发出远红色光的发光装置,能够进行植物的开花促进以及开花抑制等的开花控制。此外,在光照阶段结束后能够短时间照射远红色光,因此利用便利性高。因此,除了适合利用于完全封闭型工厂中所采用的人工光源之外,即便在太阳光利用型植物工厂中也可以作为辅助光源来利用。
此外,由于发光元件是发出在400nm~480nm的范围内具有峰值波长的光的LED元件,因此能够向植物照射对于植物的培育而言重要的蓝色光。在此,LED5也可以为一个。此外,LED5也可以为多个,连接方法可以为串联连接、并联连接。搭载基板上至少搭载一个发光装置1。
也可以在荧光体层6中混合有:被LED5的激励光激励而发出在波长700nm~800nm的范围具有峰值波长的光的远红色荧光体(在图1等中为用○标记来表示的荧光体)、和被LED5的激励光激励而发出在波长650nm附近具有峰值波长的光的红色荧光体(CaAlSiN3∶Eu系荧光体)。进而,也可以混合有被LED5的激励光激励而发出在波长620nm附近具有峰值波长的光的红色荧光体((Sr,Ca)AlSiN3∶Eu系荧光体)。
从荧光体层6中含有的红色荧光体发出的红色光(波长为620nm附近的红色光)的一部分将被混合含有的远红色荧光体11(在图1等中用○标记来表示的荧光体)吸收。但是,由于荧光体层6中含有发出在波长620nm附近具有峰值波长的光的红色荧光体((Sr,Ca)AlSiN3∶Eu系荧光体),因此能够将红色光的光强度的减少抑制为最小限度。以下,记载在荧光体层6中含有红色荧光体的实施方式。
<第2实施方式>
图5是表示第2实施方式的发光装置的顶视图。图6是图5所示的发光装置的A-A处的XY剖面下的侧视图。安装于基板上的LED由于与第1实施方式相同,因此省略图示。此外,关于构成与第1实施方式相同的部分将省略一部分说明。
荧光体层6为被填充到后述的树脂框7的内侧以覆盖LED5的树脂层。荧光体层6被从LED5发出的光(激励光)激励而发出在给定范围具有峰值波长的光。荧光体层6由第1荧光体层61和第2荧光体层62构成。第1荧光体层61构成为在由硅酮树脂构成的密封树脂中含有第1荧光体10(图5等中以△标记来表示的荧光体),第2荧光体层62构成为在由硅酮树脂构成的密封树脂中含有第2荧光体11(图5等中以○标记来表示的荧光体)。
第1荧光体层61和第2荧光体层62相对于基板2的安装面而在垂直方向(Y方向)上层叠为2层,第1荧光体层61形成在第2荧光体层62的上方。第1荧光体10是被LED5的激励光激励而发出在波长600nm~700nm的范围具有峰值波长的光的红色荧光体。第2荧光体11是被LED5的激励光激励而发出在波长700nm~800nm的范围具有峰值波长的光的远红色荧光体。
本实施方式设定作为红色荧光体使用的是被LED5的激励光激励而发出在波长650nm附近具有峰值波长的光的CaAlSiN3∶Eu系荧光体,但红色荧光体的种类并不限于此。
此外,作为远红色荧光体使用的是被LED5的激励光激励而发出在波长715nm附近具有峰值波长的光的钆·镓·石榴石系远红色荧光体,但远红色荧光体的种类并不限于此。另外,作为钆·镓·石榴石系远红色荧光体,并不限于化学式Gd3Ga5O12∶Cr或其通式即(Ln1-xCrx)3M5O12(Ln为3价的金属元素,是从Y、La、Gd、Lu中选择的至少一种元素;M为3价的金属元素,是从Al、Ga、In中选择的至少一种元素;x为满足下式0.005≤x≤0.2的数)所记载的情形,可以在维持其性质的范围内使组成的比率(例如M∶O=5∶12)发生变化、或者将构成元素置换为类似的元素、或者加入其他元素,也可以由此来提升可靠性、或者对发光光谱/吸收光谱进行调整/增减。在本实施方式中,假设远红色荧光体为Gd3Ga5O12∶Cr。
远红色荧光体的粒径优选中值直径在1μm~20μm的范围内,进一步优选中值直径在2μm~18μm的范围内,最优选中值直径在3μm~15μm的范围内。其原因在于,若钆·镓·石榴石系荧光体的中值直径超过20μm,则易于生成异常生长的粗大粒子,难以利用。
以下,有时将第1荧光体10称作红色荧光体10,将第2荧光体11称作远红色荧光体11。此外,有时将LED5发出的光称作蓝色光,将红色荧光体10被LED5的激励光激励而发出的光称作红色光,将远红色荧光体11被LED5的激励光激励而发出的光称作远红色光。
使LED5发光时的蓝色光、红色光、远红色光的光强度的比例可以通过调整密封树脂中的红色荧光体10以及远红色荧光体11的含有比例来调整。
如上所述,远红色荧光体11在红色光区域具有强的吸收峰值,但如本实施方式那样通过将第1荧光体层61形成在第2荧光体层62的上方,从而能够降低被远红色荧光体11吸收的红色光。即,第1荧光体层61较之于第2荧光体层62而配置在从LED5朝向LED5的光的照射方向远离的位置,因此能够抑制被第2荧光体层62吸收的从第1荧光体层61发出的光的光量。
将第1荧光体层61和第2荧光体层62作为如上述那样的2层构造来形成荧光体层6的方法并不特别限定,以下例示形成方法。荧光体层6的第1形成方法为将含荧光体树脂的涂覆工序划分为多次的方法。即,首先在基板2上形成第2荧光体层62以覆盖LED5,然后在第2荧光体层62的上方形成第1荧光体层61。
荧光体层6的第2形成方法为利用了比重差的方法。即,Gd3Ga5O12∶Cr的比重为6.5~7.5,相对于此,CaAlSiN3∶Eu的比重为2.0~4.0(在本实施方式中为3.2)。如此,通过使用比红色荧光体的比重更重的远红色荧光体,从而在制造时密封树脂中含有两荧光体,并且通过如图6所示那样载置(以基板2为下的方式进行载置),从而在未固化的密封树脂内荧光体的沉降速度将产生差,能够分离为2层。另外,在此情况下,难以将2层完全分离,第1荧光体层61以及第2荧光体层62均含有红色荧光体10和远红色荧光体11,但可以不完全分离。
只要第1荧光体层61中的红色荧光体10的浓度比远红色荧光体11的浓度高,第2荧光体层62中的远红色荧光体11的浓度比红色荧光体10的浓度高即可。根据该构成,从第2荧光体层62中少量含有的红色荧光体10发出的红色光的一部分将被第1荧光体层61中少量含有的远红色荧光体11吸收。然而,因为在第1荧光体层61中含有大部分的红色荧光体10,所以能够将红色光的光强度的减少抑制在最小限度。
另外,在本实施方式中,从发光装置1发出的光为红色光、蓝色光和远红色光。远红色光是相对可见度极低且人眼不易感觉到明亮度的光,但由于存在红色光和蓝色光,因此直视该光较为困难,会发生移开视线等的防御反应。因此,较之于仅发出远红色光的光源,能够防止远红色光给人眼带来的不良影响。
根据本实施方式,起到与第1实施方式同样的效果。除此之外,具备被发光元件的激励光激励而发出红色光的红色荧光体。因此,成为以简单结构来发出远红色光和红色光的发光装置,能够促进利用了埃默森效应(光合作用的作用光谱在长波长侧急剧下降,但通过与红色光以及/或者蓝色光同时照射远红色光,从而植物的光合作用被促进的效应)的有效的光合作用。因此,进而除了能够适合利用于完全封闭型工厂中所采用的人工光源之外,即便在太阳光利用型植物工厂中也可以作为辅助光源来利用。
此外,因为形成了包含远红色荧光体以及红色荧光体在内的荧光体层以便抑制远红色荧光体对从红色荧光体发出的光的吸收,因此能够抑制红色光被远红色荧光体吸收。
此外,荧光体层具有:红色荧光体的浓度比远红色荧光体的浓度高的第1荧光体层、和远红色荧光体的浓度比红色荧光体的浓度高的第2荧光体层。因此,从第2荧光体层发出的红色光的光强度为0或少量,第1荧光体层中未含有或少量含有的远红色荧光体对红色光的吸收所致的红色光的光强度的衰减极其有限。
此外,将第1荧光体层配置在比第2荧光体层更朝向发光元件的激励光的照射方向远离的位置,由此能够抑制从第1荧光体层朝向第2荧光体层照射的光的量。根据该构成,还能够抑制第2荧光体层对红色光的吸收。
<第3实施方式>
图7是表示第3实施方式的发光装置的顶视图。图8是图7所示的发光装置的B-B处的XY剖面下的侧视图。图9是表示在第3实施方式中安装于基板上的LED的顶视图。图10是表示荧光体层和LED的位置关系的示意图。另外,图10省略了表示第1荧光体10的△标记以及表示第2荧光体11的○标记,以便易于理解荧光体层和LED的位置关系。
在上述第2实施方式中,通过将第1荧光体层61层叠在第2荧光体层62的上方,由此来抑制第2荧光体层62对红色光的吸收。在本实施方式中,不使第1荧光体层和第2荧光体层层叠来抑制第2荧光体层对红色光的吸收。
本实施方式的发光装置1具备:基板2、布线图案3、电极焊盘4、发光元件(LED)5、荧光体层6、以及树脂框7。基板2为在俯视下呈大致矩形状的陶瓷基板。但是,基板2并不限于陶瓷基板,也可以为玻璃基板、印刷基板等。布线图案3由布线图案31a、31k、32a、32k构成,布线图案31a和31k、以及布线图案32a和32k分别在基板2上通过丝网印刷方法等形成为相互对置。布线图案31a、31k、32a、32k分别在俯视下构成切除圆环一部分的圆弧形状。另外,布线图案的形状并不限于此,例如也可以如第1实施方式所示那样在俯视下构成大致矩形状。
在基板2安装有后述的LED5并与布线图案3连接,因此发光装置1是所谓的板上芯片型的发光装置。
电极焊盘4(41a、41k、42a、42k)作为电源供应用的电极而以Ag-Pt等的材质通过丝网印刷方法等形成在基板2上。电极焊盘41a、42a为阳极电极焊盘,电极焊盘41k、42k为阴极电极焊盘。电极焊盘41a经由引出用布线而与布线图案31a连接,电极焊盘41k经由引出用布线而与布线图案31k连接。此外,电极焊盘42a经由引出用布线而与布线图案32a连接,电极焊盘42k经由引出用布线而与布线图案32k连接。
LED5为安装于基板2上的发光元件(半导体发光元件)。LED5发出在波长400nm~480nm的范围、更详细而言为波长450nm附近具有峰值波长的光,由温度以及湿度特性良好的氮化镓系的蓝色LED芯片51来构成。构成LED5的LED芯片51的数量并不特别限定,可以由单一的LED芯片51来构成,但在本实施方式中由多个LED芯片51来构成。
LED5将串联地电连接为与基板2的一边(X方向)大致平行的N个(N为自然数)LED芯片51以并排的方式排列14列,并将各列并联地电连接来构成。以下,有时将“被串联地电连接的N个LED芯片51”称作“LED芯片列511”。在本实施方式中,LED芯片列511并排地排列14列,将各列设为LED芯片列511#1~511#14(参照图10)。
各列的LED芯片51相互由导电性引线52来连接,此外各列的两端的LED芯片51由导电性引线52而与布线图案3连接。另外,在本实施方式中,虽然设为LED5发出在波长400nm~480nm的范围具有峰值波长的光,但并不限于此,也可以设为发出在包含紫外光的小于400nm的区域具有峰值波长的光。
荧光体层6是被填充到后述的树脂框7的内侧以覆盖LED5的树脂层。荧光体层6被从LED5发出的光(激励光)激励而发出在给定范围具有峰值波长的光。荧光体层6由第1荧光体层63和第2荧光体层64构成。第1荧光体层63构成为在由硅酮树脂构成的密封树脂中含有第1荧光体10(在图7等中用△标记来表示的荧光体),第2荧光体层64构成为在由硅酮树脂构成的密封树脂中含有第2荧光体11(在图7等中用○标记来表示的荧光体)。
第1荧光体10是被LED5的激励光激励而发出在波长600nm~700nm的范围具有峰值波长的光的红色荧光体。第1荧光体11是被LED5的激励光激励而发出在波长700nm~800nm的范围具有峰值波长的光的远红色荧光体。
本实施方式作为红色荧光体使用的是被LED5的激励光激励而发出在波长650nm附近具有峰值波长的光的CaAlSiN3∶Eu系荧光体,但红色荧光体的种类并不限于此。
此外,作为远红色荧光体使用的是被LED5的激励光激励而发出在波长715nm附近具有峰值波长的光的钆·镓·石榴石系远红色荧光体,但远红色荧光体的种类并不限于此。另外,作为钆·镓·石榴石系远红色荧光体,并不限于化学式Gd3Ga5O12∶Cr或其通式即(Ln1-xCrx)3M5O12(Ln为3价的金属元素,是从Y、La、Gd、Lu中选择的至少一种元素;M为3价的金属元素,是从Al、Ga、In中选择的至少一种元素;x为满足下式0.005≤x≤0.2的数)所记载的情形,可以在维持其性质的范围内使组成的比率(例如M∶O=5∶12)发生变化、或者将构成元素置换为类似的元素、或者加入其他元素,也可以由此来提升可靠性、或者对发光光谱/吸收光谱进行调整/增减。在本实施方式中,假设远红色荧光体为Gd3Ga5O12∶Cr。
关于远红色荧光体的粒径并没有特别限制,但优选中值直径在1μm~20μm的范围内,进一步优选中值直径在2μm~18μm的范围内,最优选中值直径在3μm~15μm的范围内。其原因在于,若钆·镓·石榴石系荧光体的中值直径超过20μm,则易于生成异常生长的粗大粒子,难以利用。
第1荧光体层63和第2荧光体层64在俯视下沿着布线图案3的长边方向(Z方向、或与LED5的激励光的射出方向(Y方向)垂直的方向)交替地形成为带状。即,第1荧光体层63和第2荧光体层64当中的一个荧光体层形成在被另一个荧光体层和树脂框7隔开的区域,第1荧光体层63由形成在4个区域的第1荧光体层63#1~63#4构成,第2荧光体层64由形成在3个区域的第2荧光体层64#1~64#3构成。
如图10所示,LED芯片列511的2列为一组,配置为向第1荧光体层63#1~63#4以及第2荧光体层64#1~64#3的各荧光体层照射激励光。换言之,在各荧光体层的正下方配置2列的LED芯片列511。例如,如图10所示,向第1荧光体层63#1照射主要来自LED芯片列511#1以及LED芯片列511#2的激励光。针对其他荧光体层也同样地,2列的LED芯片列511为一组地向各荧光体层照射激励光。
在向同一荧光体层照射激励光的2列的LED芯片列511中,一列LED芯片列511的LED芯片51和另一列LED芯片列511的导电性引线52配置为锯齿状,以便在与LED芯片列511中的LED芯片51的排列方向(X方向)垂直的方向(Z方向)上重叠。根据该构成,能够抑制从发光装置1发出的光的不均。
另外,在本实施方式中,虽然在4个区域形成了第1荧光体层63,在3个区域形成了第2荧光体层64,但分别在几个区域形成第1荧光体层63、第2荧光体层64并不限定。此外,在各第1荧光体层以及第2荧光体层的正下方配置几列的LED芯片列511并不限定,也可以为1列或者3列以上。
树脂框7是包围荧光体层6的周围以使荧光体层6不会从一定的范围漏出的树脂。树脂框7形成为大致圆环状以便覆盖布线图案3(在图7中由于被树脂框7覆盖,因此用虚线来表示布线图案3)。另外,树脂框的形状并不限于此,例如也可以根据布线图案3的形状而设为能够覆盖布线图案3的形状。即,如上所述,如果布线图案3为大致矩形状,则树脂框7形成为矩形环状即可。LED5配置在树脂框7的内侧,电极焊盘4配置在树脂框7的外侧。
以下,与第2实施方式同样地,有时将第1荧光体10称作红色荧光体10,将第2荧光体11称作远红色荧光体11。此外,有时将LED5发出的光称作蓝色光,将红色荧光体10被LED5的激励光激励而发出的光称作红色光,将远红色荧光体11被LED5的激励光激励而发出的光称作远红色光。
如上所述,远红色荧光体11在红色光区域具有较强的吸收峰值,但如本实施方式那样通过将第1荧光体层63和第2荧光体层64配置为带状,从而可抑制红色光被远红色荧光体11吸收的量。即,第1荧光体层63和第2荧光体层64可抑制从一方的荧光体层向另一方的荧光体层照射的光的量,因此可抑制第2荧光体层64对从第1荧光体层63发出的光的吸收,即远红色荧光体11对红色光的吸收得到抑制。
将第1荧光体层63和第2荧光体层64配置为如上述那样的带状来形成的方法并不特别限定,以下例示了形成方法。在本实施方式中,作为含有红色荧光体10以及/或者远红色荧光体11的密封树脂,使用的是触变性高且无流动性的硅酮树脂。以下,详细说明作为含有远红色荧光体11的密封树脂而使用了触变性高且无流动性的硅酮树脂的情况。
首先,在基板2上隔开给定的间隔地在3个区域形成带状的第2荧光体层64以覆盖LED5的一部分。该3个区域也可以使用铸模等来确定并形成区域,但如上所述由于第2荧光体层64由触变性高且无流动性的硅酮树脂构成,因此也可以是不使用铸模等的任意的3个区域。然后,使所形成的第2荧光体层64作为形成时的树脂壁来发挥功能,通过树脂框7和第2荧光体层64而形成了用于形成第1荧光体层63的区域。
然后,在形成于树脂框7与第2荧光体层64之间的3个区域内填充含有红色荧光体10的硅酮树脂,形成了第1荧光体层63。
与第2实施方式同样地,也可以设为第1荧光体层63以及第2荧光体层64均含有红色荧光体10、远红色荧光体11,但在此情况下,只要第1荧光体层63中的红色荧光体10的浓度比远红色荧光体11的浓度高,第2荧光体层64中的远红色荧光体11的浓度比红色荧光体10的浓度高即可。
使LED5发光时的蓝色光、红色光、远红色光的光强度的比例可以通过调整密封树脂中的红色荧光体10以及远红色荧光体11的含有比例来调整。除此之外,在本实施方式中,具备2个阳极电极焊盘(41a、42a)以及2个阴极电极焊盘(41k、42k),第1荧光体层63#1~63#4的正下方所配置的LED芯片列511的两端的LED51的一方与同一布线图案32a连接,另一方与同一布线图案32k连接。此外,第2荧光体层64#1~64#3的正下方所配置的LED芯片列511的两端的LED51的一方与同一布线图案31a连接,另一方与同一布线图案31k连接。
通过该构成,能够独立地驱动第1荧光体层63#1~63#4的正下方所配置的LED芯片列511(第1LED组)、和第2荧光体层64#1~64#3的正下方所配置的LED芯片列511(第2LED组)。因此,能够调整蓝色光的光强度,并且适当地调整红色光和远红色光的光强度的比例。由于能够根据植物的种类、培育状况等酌情实现最佳的光强度以及光强度的比例,因此植物易于生长。
另外,在本实施方式中,从发光装置1发出的光为红色光、蓝色光和远红色光。远红色光是相对可见度极低且人眼不易感觉到明亮度的光,但由于存在红色光和蓝色光,因此直视该光较为困难,会发生移开视线等的防御反应。因此,较之于仅发出远红色光的光源,能够防止远红色光给人眼带来的不良影响。
此外,在图9以及图10中,虽然将各列的LED全部以串联的方式各排列5个,但也可以按每个电源供应线(例如,在图9中在电极焊盘41a~41k间和42a~45k间)串联地配置不同数量的LED。
根据本实施方式,起到与第1实施方式以及第2实施方式同样的效果。除此之外,第1荧光体层和第2荧光体层在俯视下配置为带状以便抑制从一方荧光体层朝向另一方荧光体层照射的光的量,因此成为效率良好地发出红色光和远红色光的发光装置。
此外,由于能够独立地驱动向第1荧光体层照射激励光的发光元件和向第2荧光体层照射激励光的发光元件,因此能够容易地调整具有不同波长作为峰值波长的多个光(蓝色光、红色光、远红色光)的光强度以及光强度的比例。因此,能够根据植物的种类、培育状况等酌情实现最佳的光强度以及光强度的比例,因此植物易于生长。
<第4实施方式>
在上述第1实施方式中,荧光体层构成为含有远红色荧光体,在第2实施方式以及第3实施方式中,第1荧光体层构成为在密封树脂即硅酮树脂中含有第1荧光体(红色荧光体),第2荧光体层构成为在密封树脂即硅酮树脂中含有第2荧光体(远红色荧光体),但并不限于此,也可以包含其他物质。本实施方式作为第2实施方式的变形例来进行以下说明,但也可以适用于第1实施方式或者第3实施方式。
图11是表示第4实施方式的发光装置的顶视图。图12是图11所示的发光装置的A-A处的XY剖面下的侧视图。在图11以及图12中,防沉降剂12用☆标记来表示。防沉降剂12具有防止硅酮树脂内的荧光体的沉降的效果。即,若在硅酮树脂内荧光体发生沉降,则在硅酮树脂内荧光体的浓度将产生偏差,有时会产生颜色不均。为此,在本实施方式中,在硅酮树脂内不仅含有荧光体而且含有防沉降剂12,由此来防止硅酮树脂内的荧光体的沉降。
至少在第2荧光体层62内含有防沉降剂12即可。其原因在于,远红色荧光体11即Gd3Ga5O12∶Cr较之于红色荧光体10即CaAlSiN3∶Eu,比重更重,硅酮树脂内的沉降速度更快。在第2荧光体层62内含有防沉降剂12,从而第2荧光体层62内的远红色荧光体11的浓度变得大致均匀(远红色荧光体11分散在整个第2荧光体层62内),能够防止颜色不均的产生。另外,图11以及图12示出仅在第2荧光体层62含有防沉降剂12的情况下的发光装置1。
另外,作为防沉降剂12,只要使用氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSO4)、氢氧化铝(Al(OH)3)即可。
根据本实施方式,起到与第1实施方式以及第2实施方式同样的效果。除此之外,在硅酮树脂内含有防沉降剂来形成荧光体层,从而荧光体层内的荧光体的浓度变得均匀。因此,能够防止颜色不均的产生。
<第5实施方式>
在上述第1实施方式中,荧光体层构成为在密封树脂即硅酮树脂中含有远红色荧光体,在第2实施方式以及第3实施方式中,第1荧光体层构成为在密封树脂即硅酮树脂中含有第1荧光体(红色荧光体),第2荧光体层构成为在密封树脂即硅酮树脂中含有第2荧光体(远红色荧光体),但并不限于此,也可以包含其他荧光体(第3荧光体)。本实施方式作为第3实施方式的变形例来进行以下说明,但也可以适用于第1实施方式或者第2实施方式。
图13是表示第5实施方式的发光装置的顶视图。在图13中,第3荧光体13用□标记来表示。在第1荧光体层63以及第2荧光体层64当中的一者或者两者中含有第3荧光体13即可。另外,图13示出仅在第2荧光体层64含有第3荧光体13的情况下的发光装置1。
作为第3荧光体13,只要是被LED5的激励光激励而发出除了红色光以及远红色光以外的颜色的光的荧光体即可。例如,可以使用被LED5的激励光激励而发出黄色光的YAG∶Ce((Y1-xGdx)3Al5O12∶Ce、0≤x≤1),也可以使用被LED5的激励光激励而发出绿色光的LuAG∶Ce(Lu3Al5O12∶Ce、Lu的一部分可以置换为Y、Gd、Tb等)。
在第1荧光体层63以及第2荧光体层64当中的一者或者两者中含有第3荧光体13,从而除了蓝色光、红色光、远红色光之外还可发出黄色光、绿色光,从发光装置1发出的光变为更接近白色光的颜色。由此,能够在接近自然环境的环境中培育植物,适合于确认培育中的植物的叶子的样态等培育状况的情况、培育观赏用的植物的情况。
根据本实施方式,起到与第1实施方式以及第2实施方式同样的效果。除此之外,在第1荧光体层以及第2荧光体层当中的一者或者两者中含有第3荧光体,由此从发光装置发出的光接近于白色光,因此能够以接近于本来颜色(自然环境下的颜色)的状态来确认/欣赏植物。
另外,也可以使第4实施方式和第5实施方式组合在一起。即,也可以在第1荧光体层63以及第2荧光体层64当中的一者或者两者中含有防沉降剂12以及第3荧光体13。
<第6实施方式>
在上述第1实施方式~第5实施方式中虽然示出板上芯片型的发光装置,但并不限于此。为此,在第6实施方式中示出安装引线杯型(mount/lead/cup)的发光装置。本实施方式作为第2实施方式的变形例来进行以下说明,但也可以适用于第1实施方式或者第3实施方式~第5实施方式。
图14是表示第6实施方式的发光装置的顶视图。图15是图14所示的发光装置的C-C处的XY剖面下的侧视图。图16是表示在第6实施方式中安装于杯状物上的LED的顶视图。图16等于表示在图14中除荧光体层以及密封树脂之外的构成的图。
本实施方式的发光装置1具备:引线框100、LED5、荧光体层6、散热器110、以及密封树脂120。引线框100是安装发光元件的安装部件。引线框100具有阴极引线101、阳极引线102、以及杯状物103。阳极引线102由绝缘层104来覆盖周围,相对于杯状物103而成为绝缘状态,从而阴极引线101和阳极引线102不会短路。另外,在本实施方式中,虽然由绝缘层104覆盖阳极引线102,但既可以由绝缘层来覆盖阴极引线101,也可以均由绝缘层来覆盖。杯状物103为上部开口的凹状体部,例如使用金属制的杯状物。
LED5是安装于杯状物103的内侧的底面103a的发光元件。LED5发出在波长400nm~480nm的范围、更详细而言在波长450nm附近具有峰值波长的光,由温度以及湿度特性良好的氮化镓系的蓝色LED芯片51来构成。构成LED5的LED芯片51的数量并不特别限定,也可以由单一的LED芯片51来构成,但在本实施方式中由多个LED芯片51来构成。
LED5将被串联地电连接的4个LED芯片51排列4列,并将各列并联地电连接来构成。即,LED5由合计16个LED芯片51构成。另外,LED5中的LED芯片51的电连接方法、排列方式并不限于此。
各列的LED芯片51相互由导电性引线52来连接,此外各列的两端的LED芯片51分别由导电性引线52而与阴极引线101、阳极引线102连接。另外,在本实施方式中,虽然设为LED5发出在波长400nm~480nm的范围具有峰值波长的光,但并不限于此,也可以设为发出在包含紫外色的蓝紫外色区域具有峰值波长的光。
荧光体层6是覆盖LED5的树脂层。荧光体层6被从LED5发出的光(激励光)激励而发出在给定范围具有峰值波长的光。荧光体层6由第1荧光体层65和第2荧光体层66构成。第1荧光体层65构成为在由硅酮树脂构成的密封树脂中含有第1荧光体10(在图14等中为用△标记来表示的荧光体),第2荧光体层66构成为在由硅酮树脂构成的密封树脂中含有第2荧光体11(在图14等中为用○标记来表示的荧光体)。
第1荧光体层65和第2荧光体层66相对于杯状物103的内侧的底面103a而在垂直方向(Y方向)上层叠为2层,第1荧光体层65形成在第2荧光体层66的上方。第1荧光体10是被LED5的激励光激励而发出在波长600nm~700nm的范围具有峰值波长的光的红色荧光体。第1荧光体11是被LED5的激励光激励而发出在波长700nm~800nm的范围具有峰值波长的光的远红色荧光体。
本实施方式作为红色荧光体使用的是被LED5的激励光激励而发出在波长650nm附近具有峰值波长的光的CaAlSiN3∶Eu系荧光体,但红色荧光体的种类并不限于此。
此外,作为远红色荧光体使用的是被LED5的激励光激励而发出在波长715nm附近具有峰值波长的光的钆·镓·石榴石系远红色荧光体,但远红色荧光体的种类并不限于此。另外,作为钆·镓·石榴石系远红色荧光体,并不限于化学式Gd3Ga5O12∶Cr或其通式即(Ln1-xCrx)3M5O12(Ln为3价的金属元素,是从Y、La、Gd、Lu中选择的至少一种元素;M为3价的金属元素,是从Al、Ga、In中选择的至少一种元素;x为满足下式0.005≤x≤0.2的数)所记载的情形,可以在维持其性质的范围内使组成的比率(例如M∶O=5∶12)发生变化、或者将构成元素置换为类似的元素、或者加入其他元素,也可以由此来提升可靠性、或者对发光光谱/吸收光谱进行调整/增减。在本实施方式中,假设远红色荧光体为Gd3Ga5O12∶Cr。
关于远红色荧光体的粒径并没有特别限制,但优选中值直径在1μm~20μm的范围内,进一步优选中值直径在2μm~18μm的范围内,最优选中值直径在3μm~15μm的范围内。其原因在于,若钆·镓·石榴石系荧光体的中值直径超过20μm,则易于生成异常生长的粗大粒子,难以利用。
散热器110具备使热(瞬变热等)吸收并扩散的功能。散热器110优选由铜或铜合金、或铝这样的热扩散性优异的金属来形成。散热器110对伴随着LED5的驱动而产生的热进行吸收并扩散。
密封树脂120是将阴极引线101以及阳极引线102当中的一端、荧光体层6等密封为炮弹型的密封树脂。作为密封树脂120使用的是环氧树脂。
使LED5发光时的蓝色光、红色光、远红色光的光强度的比例的调整、荧光体层6的形成方法与第4实施方式相同。
根据本实施方式,作为安装引线杯型的发光装置起到与第1实施方式~第5实施方式同样的效果。
<光谱分布和植物培育>
作为从上述各实施方式的发光装置1发出的光的光谱分布,在图17中示出使第6实施方式所示的发光装置1的LED5全部点亮的情况下的光谱分布。如图17所示,从发光装置1发出的光的光谱分布,在波长400nm~480nm的范围具有第1峰值波长,在波长600nm~700nm的范围具有第2峰值波长,在波长700nm~800nm的范围具有第3峰值波长。即,除了植物的正常形态形成、光合作用所需的蓝色光、红色光之外还包含远红色光。若同时照射远红色光和红色光,则根据埃默森效应,植物的光合作用将被促进。
此外,通过调整荧光体层内所含的红色荧光体、远红色荧光体的含有率,或者单独地控制主要含有红色荧光体的荧光体层的正下方所配置的LED、和主要含有远红色荧光体的荧光体层的正下方所配置的LED,从而能够调整发光装置1的射出光中的红色光的光强度和远红色光的光强度的比例,因此能够进行光形态形成控制。由此,除了可提高植物的生产效率之外,还能够提升外观品位,因此对于花卉类等的重视形态的农作物而言能够有效使用。
此外,如上所述,通过调整发光装置1的射出光中的红色光的光强度和远红色光的光强度的比例,从而除了开花促进之外还能够进行开花抑制等开花控制,因此可以实现花卉类的有效率的(无浪费的)生产控制。
此外,光对于植物的照射时间、发光装置1的射出光中的红色光和远红色光的光强度的比率根据栽培品种、栽培环境、植物的生长状态、生长阶段等而要求不同的级别,但在可单独地控制主要含有红色荧光体的荧光体层的正下方所配置的LED、和主要含有远红色荧光体的荧光体层的正下方所配置的LED的发光装置1中,却能够容易地进行与状况相应的调整。例如,预先由计算机系统来构筑栽培品种的确定和栽培环境的监视功能、对植物的培育状态、生长阶段进行监视的功能等的管理数据,从而能够根据状况而自动地进行LED的点亮控制,来调整发光装置1的射出光的光品质、光强度等。
此外,由于上述各实施方式的发光装置1形成为小型的发光装置,因此在太阳光利用型植物工厂中作为辅助光源来使用时,能够减小遮挡太阳光的面积,能够有效率地培育植物。
此外,农业用光源要求宽照射范围(照射面积)的情形较为常见,从而将照射范围宽的光源设置在高位置,被要求高的配光性能,但上述各实施方式的发光装置1能够使照射范围较窄,因此能够使用透镜、反射板等来进行有效率的配光设计。此时,发光装置1的射出光均匀地射出蓝色光、红色光、远红色光,因此不易产生因透镜设计、反射板等所致的光不均。
<补充>
在上述各实施方式中,作为远红色荧光体,也可以是由化学式(Ln1 -xCrx)3M5O12(Ln为3价的金属元素,是从Y、La、Gd、Lu中选择的至少一种元素;M为3价的金属元素,是从Al、Ga、In中选择的至少一种元素;x为满足下式0.005≤x≤0.2的数)来表示的荧光体。具体而言,列举出Y3Al13O12∶Cr、Y3Ga5O12∶Cr、Gd3Al15O12∶Cr、Y3Al13O12∶Cr、Y3Al15O12∶Eu、Y3Al15O12∶Cr、Y3Al12Ga3O12∶Cr、Y3Al11Ga4O12∶Cr,作为远红色荧光体只要从其中包含至少一个即可。
在上述各实施方式中,红色荧光体使用的是具有CaAlSiN3∶Eu系的成分的红色荧光体,但作为由除此之外的成分构成的红色荧光体,可例举具有(Sr,Ca)AlSiN3∶Eu系、3.5MgO·0.5MgF2·GeO2∶Mn、(Ca,Sr)S∶(Eu,Ce,K)、M2Si5N8∶Eu(M为从Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素)的成分的红色荧光体。作为红色荧光体也可以从其中包含至少一种。
<总结>
鉴于以上内容,本发明能够总结如下。
本发明的发光装置的特征在于,具备:发光元件,其发出激励光;和远红色荧光体,其被所述发光元件的激励光激励而发出在700nm~800nm的范围内具有峰值波长的光,所述远红色荧光体的中值直径在1μm~20μm的范围内。
根据上述构成,具有被发光元件的激励光激励而发出远红色光的远红色荧光体,远红色荧光体的中值直径被最优化为1μm~20μm。通过具备这种远红色荧光体,从而适当地进行结晶生长,因此不会出现结晶生长不充分或者生成异常生长的粗大粒子的情形,从发光装置发出的光变得明亮,植物的培育效率得到提升。
此外,上述构成的发光装置期望还具备:红色荧光体,其被所述发光元件的激励光激励而发出在600nm~700nm的范围内具有峰值波长的光。
根据上述构成,因此变为以简单结构来发出远红色光和红色光的发光装置,能够促进利用了埃默森效应的有效率的光合作用。
此外,在上述构成的发光装置中,期望形成包含所述远红色荧光体以及所述红色荧光体在内的荧光体层,以便抑制所述远红色荧光体对从所述红色荧光体发出的光的吸收。
根据上述构成,由于形成了包含远红色荧光体以及红色荧光体在内的荧光体层以便抑制远红色荧光体对从红色荧光体发出的光的吸收,因此可抑制红色光被远红色荧光体吸收。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述荧光体层具有:所述红色荧光体的浓度比所述远红色荧光体的浓度高的第1荧光体层、和所述远红色荧光体的浓度比所述红色荧光体的浓度高的第2荧光体层。
根据上述构成,从第2荧光体层发出的红色光的光强度为0或少量,第1荧光体层中未含有或少量含有的远红色荧光体对红色光的吸收所致的红色光的光强度的衰减极其有限。
此外,在上述构成的发光装置中,期望第1荧光体层配置在比第2荧光体层更朝向所述发光元件的激励光的照射方向远离的位置。
根据上述构成,能够抑制从第1荧光体层朝向第2荧光体层照射的光的量。
此外,在上述构成的发光装置中,期望第1荧光体层和第2荧光体层相对于所述发光元件的激励光的射出方向而配置在垂直方向。
根据上述构成,能够抑制从第1荧光体层朝向第2荧光体层照射的光的量。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述远红色荧光体的比重大于所述红色荧光体的比重。
根据上述构成,由于沉降速度在远红色荧光体和红色荧光体不同,因此在上下方向配置第1荧光体层和第2荧光体层时,位于上方的荧光体层中红色荧光体的浓度比远红色荧光体的浓度高,位于下方的荧光体层中远红色荧光体的浓度比红色荧光体的浓度高。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述远红色荧光体的比重为6.5~7.5,所述红色荧光体的比重为2.0~4.0。
根据上述构成,远红色荧光体的沉降速度和红色荧光体的沉降速度会产生充分的差异,短时间内可形成第1荧光体层和第2荧光体层的层叠构造。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述发光元件具有:对第1荧光体层发出激励光的第1发光元件组;和对第2荧光体层发出激励光的第2发光元件组,第1发光元件组和第2发光元件组能单独地进行点亮/熄灭控制。
根据上述构成,能够独立地驱动向第1荧光体层照射激励光的发光元件和向第2荧光体层照射激励光的发光元件,因此能够容易地调整具有不同波长作为峰值波长的多个光(蓝色光、红色光、远红色光)的光强度以及光强度的比例。因此,能够根据植物的种类、培育状况等酌情实现最佳的光强度以及光强度的比例,因此植物易于生长。
此外,在上述构成的发光装置中,期望还含有:使峰值波长具有与所述远红色荧光体以及所述红色荧光体被所述发光元件的激励光激励而发出的光的峰值波长不同的波长的荧光体、以及/或者防沉降剂。
根据上述构成,在硅酮树脂内含有防沉降剂来形成荧光体层,从而荧光体层内的荧光体的浓度变得均匀。因此,能够防止颜色不均的产生。此外,在硅酮树脂内含有第3荧光体,由此从发光装置发出的光接近于白色光,因此能够以接近于本来颜色(自然环境下的颜色)的状态来确认/欣赏植物。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述红色荧光体包含:具有CaAlSiN3∶Eu系、(Sr,Ca)AlSiN3∶Eu系、3.5MgO·0.5MgF2·GeO2∶Mn、(Ca,Sr)S∶(Eu,Ce,K)、M2Si5N8∶Eu(M为从Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素)的成分的红色荧光体当中的至少一种红色荧光体。
根据上述构成,可使用适于植物培育的红色荧光色。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述远红色荧光体是由化学式(Ln1-xCrx)3M5O12表示的荧光体(Ln是从Y、La、Gd、Lu中选择的至少一种元素,M是从Al、Ga、In中选择的至少一种元素,x为满足下式0.005≤x≤0.2的数)。
根据上述构成,可使用适于植物培育的远红色荧光色。
此外,在上述构成的发光装置中,期望所述发光元件是发出在400nm~480nm的范围内具有峰值波长的光的LED元件。
根据上述构成,能够向植物照射对于植物的培育而言重要的蓝色光。
此外,期望上述构成的发光装置被用于植物栽培用。
根据上述构成,能够效率良好地培育植物。
产业上的可利用性
本发明能够利用于发光装置。
符号说明
1 发光装置
2 基板
3 布线图案
4 电极焊盘
5 LED(发光元件)
6 荧光体层
7 树脂框
10 第1荧光体(红色荧光体)
11 第2荧光体(远红色荧光体)
51 LED芯片
52 导电性引线
61、63、65 第1荧光体层
62、64、66 第2荧光体层
Claims (15)
1.一种发光装置,具备:
发光元件,其发出激励光;和
远红色荧光体,其被所述发光元件的激励光激励而发出在700nm~800nm的范围内具有峰值波长的光,
所述远红色荧光体的中值直径为1μm~20μm的范围内。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,
所述发光装置还具备:红色荧光体,其被所述发光元件的激励光激励而发出在600nm~700nm的范围内具有峰值波长的光。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其中,
形成有包含所述远红色荧光体以及所述红色荧光体的荧光体层,使得所述远红色荧光体对从所述红色荧光体发出的光的吸收被抑制。
4.根据权利要求3所述的发光装置,其中,
所述荧光体层具有:所述红色荧光体的浓度比所述远红色荧光体的浓度高的第1荧光体层、和所述远红色荧光体的浓度比所述红色荧光体的浓度高的第2荧光体层。
5.根据权利要求4所述的发光装置,其中,
与第2荧光体层相比,第1荧光体层配置在向所述发光元件的激励光的照射方向远离的位置。
6.根据权利要求4所述的发光装置,其中,
第1荧光体层和第2荧光体层相对于所述发光元件的激励光的射出方向而配置在垂直方向。
7.根据权利要求6所述的发光装置,其中,
第1荧光体层和第2荧光体层在俯视下配置为带状,使得抑制从第1荧光体层以及第2荧光体层当中的一方的荧光体层向另一方的荧光体层照射的光的量。
8.根据权利要求4~7中任一项所述的发光装置,其中,
所述远红色荧光体的比重大于所述红色荧光体的比重。
9.根据权利要求8所述的发光装置,其中,
所述远红色荧光体的比重为6.5~7.5,所述红色荧光体的比重为2.0~4.0。
10.根据权利要求4~9中任一项所述的发光装置,其中,
所述发光元件具有:对第1荧光体层发出激励光的第1发光元件组;和对第2荧光体层发出激励光的第2发光元件组,
第1发光元件组和第2发光元件组能单独地进行点亮/熄灭控制。
11.根据权利要求2~10中任一项所述的发光装置,其中,
所述发光装置还含有:峰值波长具有与所述远红色荧光体以及所述红色荧光体被所述发光元件的激励光激励而发出的光的峰值波长不同的波长的荧光体、以及/或者防沉降剂。
12.根据权利要求2~11中任一项所述的发光装置,其中,
所述红色荧光体包含:具有CaAlSiN3:Eu系、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu系、3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn、(Ca,Sr)S:(Eu,Ce,K)、M2Si5N8:Eu的成分的红色荧光体当中的至少一种红色荧光体,其中M2Si5N8:Eu中的M是从Ca、Sr、Ba中选择的至少一种元素。
13.根据权利要求2~12中任一项所述的发光装置,其中,
所述红色荧光体被所述发光元件的激励光激励而发出在620nm附近具有峰值波长的光。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的发光装置,其中,
所述远红色荧光体是由化学式(Ln1-xCrx)3M5O12表示的荧光体,其中,Ln是从Y、La、Gd、Lu中选择的至少一种元素,M是从Al、Ga、In中选择的至少一种元素,x为满足下式0.005≤x≤0.2的数。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的发光装置,其中,
所述发光装置被用于植物栽培用。
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