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KR102746089B1 - 발광장치 및 식물생장용 조명장치 - Google Patents

발광장치 및 식물생장용 조명장치 Download PDF

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KR102746089B1
KR102746089B1 KR1020190131890A KR20190131890A KR102746089B1 KR 102746089 B1 KR102746089 B1 KR 102746089B1 KR 1020190131890 A KR1020190131890 A KR 1020190131890A KR 20190131890 A KR20190131890 A KR 20190131890A KR 102746089 B1 KR102746089 B1 KR 102746089B1
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Abstract

본 개시의 일 실시예는, 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드(LED)와, 상기 청색 광에 의해 여기되며 다른 파장의 광으로 변환하는 적어도 하나의 파장변환 물질을 포함하며, 식물 생장용 광을 방출하는 식물 생장용 발광장치로서, 상기 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼은, 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(photosynthetic photon flux, PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF는 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF는 5∼7 범위인 조건을 만족하는 식물 생장용 발광장치를 제공한다.

Description

발광장치 및 식물생장용 조명장치{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT APPARATUS FOR PLANT GROWTH}
본 개시는 발광장치 및 식물생장용 조명장치에 관한 것이다.
기후 변화 등 식량생산의 불확실성을 감소시키기 위한 재배방법으로서, 외부 기후의 영향을 최소화하여 안정적인 식량생산을 하기 위해 온실(greenhouse) 또는 식물공장(plant factory)과 같은 시설 재배(protected crop production)가 활발히 증가하고 있다. 상기 시설재배는 환경 관리(environment management)를 통하여 연중 지속적인 생산이 가능할 뿐만 아니라, 작물의 수확량 및 품질을 향상시킬 수 있다.
이러한 시설 재배에서, 온실이나 식물공장은 태양 광을 직접 활용하기 어려우므로 식물 생장에 필요한 광을 확보하는 것이 매우 중요하다.
식물생장을 위한 충분한 광을 확보하기 위한 방안으로서, LED(light emitting diode) 조명과 같은 인공 광(artificial light)이 각광을 받고 있다. 이러한 LED 조명은 광효율이 우수할 뿐만 아니라, 원하는 특정 파장을 선택 가능하면서, 소형화된 조명장치로 구현가능하다는 장점을 갖는다.
본 개시에서 해결하려는 과제들 중 하나는, 식물 생장을 위한 흡수 스펙트럼을 만족하면서 광투과(light penetration)를 통한 효율적인 광합성을 보장할 수 있는 발광장치를 제공하는데 있다.
본 개시에서 해결하려는 과제들 중 다른 하나는, 식물 생장을 위한 흡수 스펙트럼을 만족하면서 광투과를 통한 효율적인 광합성을 보장할 수 있는 식물 생장용 조명장치를 제공하는데 있다.
본 개시의 일 실시예는, 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드(LED)와, 상기 청색 광에 의해 여기되며 다른 파장의 광으로 변환하는 적어도 하나의 파장변환 물질을 포함하며, 식물생장용 광을 방출하는 식물생장용 발광장치로서, 상기 식물생장용 광의 방출 스펙트럼은, 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(photosynthetic photon flux, PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF는 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF는 5∼7 범위인 조건을 만족하는 식물생장용 발광장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예는, 430㎚∼470㎚ 범위의 주파장을 갖는 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드; 상기 청색 광에 의해 여기되어 490㎚∼580㎚ 범위의 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 제1 파장변환 물질; 및 상기 청색 광에 의해 여기되어 620㎚∼660㎚ 범위의 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 제2 파장변환 물질을 포함하며, 상기 청색 광과 상기 제1 및 제2 광의 혼합으로 식물 생장용 광이 방출되고, 상기 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼은, 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF은 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF은 5∼7 범위인 조건을 만족하고, 상기 식물 생장용 광은 CIE 1931 색좌표계에서 x 좌표가 0.3531∼0.4939 범위이며 y 좌표가 0.4150∼0.5665 범위인 식물생장용 발광장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예는, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 상에 탑재된 복수의 백색 발광 장치;를 포함하며, 상기 복수의 백색 발광 장치는, 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드(LED)와, 상기 청색 광에 의해 여기되며 다른 파장의 광으로 변환하는 적어도 하나의 파장변환 물질을 가지며, 식물 생장용 광을 방출하는 복수의 제1 발광장치를 포함하고, 상기 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼은, 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF는 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF는 5∼7 범위인 조건을 만족하는 식물 생장용 조명장치를 제공한다.
본 실시예들에 따른 백색 발광장치 및 조명장치는 식물 생장을 위한 흡수 스펙트럼의 조건을 만족하면서 광합성의 효율 관점에서 광투과도가 향상된 식물생장용 백색 광을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 식물 생장용 발광장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 광의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 PPF 조건을 설명하기 도 2의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 식물 생장용 발광장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 식물 생장용 발광장치에 채용가능한 LED 칩의 다양한 예를 나타내는 단면도들이다.
도 7 내지 도 9는 본 개시의 다양한 일시예에 따른 광의 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 식물 생장용 광의 색좌표 영역을 나타내는 CIE 1931 좌표계이다.
도 11은 본 개시의 일시예에 따른 식물 생장용 발광 모듈의 개략 블럭도이다.
도 12는 본 개시의 일시예에 따른 식물 생장용 발광 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 12의 LED 모듈을 구비한 식물 생장용 조명장치를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 식물생장용 발광장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 식물 생장용 발광장치(100A)는 패키지 기판(101), 상기 패키지 기판(101) 상에 배치되는 청색 발광다이오드(LED)(130) 및 파장 변환부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광장치(100A)는 청색 LED(130)와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 리드 프레임(111,112), 컵 형상을 가지는 몸체부(120) 및 청색 발광다이오드(130)와 리드 프레임(111,112)을 연결하는 도전성 와이어(W)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 패키지 기판(101)은 불투명 수지 또는 반사율이 큰 수지로 성형될 수 있으며, 사출공정이 용이하며 고반사성 분말을 함유한 폴리머 수지로 이루어질 수도 있다. 또한, 패키지 기판(101)은 세라믹으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 열방출이 용이할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 패키지 기판(101)은 리드프레임(111,112)을 대체하는 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판일 수 있다.
측벽 반사부(120)는 기판(101) 및 리드 프레임(111,112) 상에 배치되며 청색 LED(130)를 수용하는 캐비티(cavity)(C)를 형성할 수 있다. 측벽 반사부(120)는 빛의 반사 효율이 향상되도록 컵 형상을 가질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 측벽 반사부(120)는 패키지 기판(101)과 일체로 구성될 수도 있다.
상기 청색 LED(130)는 패키지 기판(101)의 상면에 배치되며, 에피택셜 성장된 반도체층을 포함할 수 있다. 청색 LED(130)는 430㎚∼470㎚ 범위의 주파장을 갖는 청색 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
상기 파장 변환부(150A)는 상기 청색 LED(130)의 광 경로 상에 배치되며, 최종적으로 식물 생장용 광이 방출되도록 상기 청색 LED(130)로부터 방출되는 청색 광에 의해 여기되어 다른 파장의 광으로 변환하는 복수의 파장변환물질(154,156)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 식물생장용 발광장치(100A)의 최종 방출 광은 식물생장용 인공 광에 적합하도록 식물 생장을 위한 흡수 스펙트럼의 조건, 즉 적색 광의 비율을 만족하면서도 광합성의 효율 관점에서 광투과도가 향상하기 위한 스펙트럼을 가질 수 있다.
구체적으로, 식물은 광을 통해 에너지를 공급받으며 광합성과 호흡작용을 통해 생장한다. 따라서, 식물에 따라 생장에 적합한 광의 파장 대역과 세기가 존재한다. 본 실시예에 채용된 백색 광은 적색 광의 비율을 충분히 확보하면서 녹색 광의 비율을 강화하여 실질적인 광합성을 위한 광량을 증가시킴으로써 식물 생장을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 백색 광의 방출 스펙트럼을 나타낸다. 도 2에는 본 실시예에 따른 백색 광의 방출 스펙트럼과 함께, 종래의 식물 생장용 광으로 주로 사용되던 웜 화이트 광(예, 3000K)의 방출 스펙트럼이 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 종래의 웜 화이트 광에 비해서, 본 실시예에 따른 백색 광은 녹색 광의 비율을 상대적으로 크게 강화시킬 수 있다(D2 참조). 또한, 적색 광의 비율은 충분히 확보하기 위해서 유지하거나 도 2에 도시된 바와 같이 다소 증가시킬 수 있다(D3 참조). 이와 같이, 식물생장에 적합한 흡수 스펙트럼 조건을 유지하면서 실질적인 광합성을 위한 광량을 증가시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 백색 발광장치(100A)는 하나의 청색 LED(130)을 채용하면서 적색 및 녹색의 다른 가시광 부분은 파장 변환물질로 확보하는 방안을 채용하므로, 추가적인 다른 단색 광의 LED 칩을 사용하지 않을 수 있다. 따라서, 상술된 바와 같이, 파장 변환물질을 통해서 녹색 광의 비율을 강화할 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 웜 화이트에 비해 청색 광의 비율은 감소될 수 있다(D1 참조).
본 발명자는, 식물생장을 위한 상술된 스펙트럼 조건은 적색 광의 비율뿐만 아니라 녹색 광의 비율에 대해서 광합성 광량자속(photosynthetic photon flux, PPF)으로 한정하는 방안을 제공한다. 종래의 식물 생장용 광으로는 적색 광 또는 전체 가시광 대역(예, 400㎚~700㎚ 대역)의 광합성 광량자속(PPF)에만 관심을 갖고 있었으나, 본 발명자는 가시광선 대역을 복수의 파장 대역별로 구분하여 적색 광의 PPF 조건뿐만 아니라 녹색 광의 PPF의 조건을 고려하여 식물생장을 향상시키는 광의 조건을 제공한다.
여기서, 광합성 광량자속(PPF)은 조명장치에 의해 초당 생성되는 광합성 활성 방사선(Photosynthetically active radiation, PAR)의 총량을 말한다. 일반적으로, PPF의 측정은 조명장치에 의해 방출된 모든 광자를 본질적으로 포착하고 측정하는 적분구(integrating sphere)와 같은 장치를 사용하여 수행될 수 있다. PPF의 단위는 초당 마이크로 몰(μ㏖/s)이지만, 본 실시예들에서는 청색 대역의 PPF를 기준으로 하는 비율로 나타낸다.
도 3은 본 실시예에 따른 식물 생장용 광의 PPF 조건을 설명하기 위한 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 상기 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼의 가시광 대역을 크게 400㎚∼500㎚ 대역(B), 500㎚∼600㎚ 대역(G) 및 600㎚∼700㎚ 대역(R)을 구분한다. 본 명세서에서 400㎚∼500㎚ 대역(B), 500㎚∼600㎚ 대역(G) 및 600㎚∼700㎚ 대역(R)은 각각 청색, 녹색 및 적색 대역으로 표현될 수도 있다.
본 실시예에 채용된 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼은 400㎚∼500㎚ 대역(B)의 PPF를 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역(G)의 PPF는 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역(R)의 PPF는 5∼7 범위인 조건을 만족한다. 이러한 PPF 조건과 관련하여는 도 7 및 도 8에서 상세히 설명하기로 한다.
일부 실시예에서, 상기 500㎚~600㎚ 대역(G)의 PPF는 7∼9 범위일 수 있다. 700㎚ 이상의 대역(R')도 소정의 PPF 값이 존재할 수 있다. 예를 들어 700㎚ 이상의 대역(R')의 PPF는 400㎚∼500㎚ 대역(B)의 PPF를 1이라 할 때에 0.5 이상으로 존재할 수 있으며, 일부 실시예에서는 1.5 범위 이하일 수 있다.
본 실시예에서, 상기 파장 변환부(150A)는 상기 측벽 반사부(120)의 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다. 상기 파장 변환부(150A)는 봉지층(152)과 상기 봉지층(152)에 함유된 제1 파장변환물질(154) 및 제2 파장변환물질(156)을 포함할 수 있다. 상기 봉지층(152)은 투광성 수지로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 에폭시, 실리콘(silicone), 변형 실리콘, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리이미드 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 파장변환 물질은, 서로 다른 파장의 광을 방출하는 제1 및 제2 파장변환 물질(154,156)을 포함한다. 상기 제1 파장변환 물질(152)은 상기 청색 광을 500㎚∼580㎚의 피크 파장의 제1 광으로 변환하도록 구성되며, 상기 제2 파장변환 물질(156)은 상기 청색 광을 600㎚∼660㎚의 피크 파장의 제2 광으로 변환하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 파장변환 물질(152)는, 530㎚∼560㎚의 피크 파장의 광으로 변환하도록 구성되며, 상기 제2 파장변환 물질은 610㎚∼650㎚의 피크 파장의 광으로 변환하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 파장변환 물질(154,156)은 각각 형광체, 양자점 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 파장변환 물질(154)은, (Ga,Gd,Y,Lu)3Al5O12:Ce, La3Si6N11:Ce, (Sr,Ca,Ba)Si2O2N2:Eu, (Sr,Ba)2SiO4:Eu, β-SiAlON:Eu 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 제2 파장변환 물질(156)은, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu, KxSiFy:Mn4 +(2≤x≤3, 4≤y≤7) 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 형광체를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 제1 파장변환 물질(154)은 Lu3Al5O12:Ce 또는 Y3Al5O12:Ce와 같은 (Ga,Gd,Y,Lu)3Al5O12:Ce을 포함하며, 상기 제2 파장변환 물질(156)은 CaAlSiN3:Eu와 같은 (Sr,Ca)AlSiN3:Eu을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 파장변환물질 중 적어도 하나는 서로 다른 피크의 광으로 변환하도록 구성된 복수의 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서 상대적으로 강화하는 녹색 대역(즉, 500㎚∼600㎚ 대역)에 관련된 제1 파장변환 물질(154)을 2 이상의 형광체로 구성할 수도 있다. 이러한 실시예는 도 4에 도시되어 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 식물 생장용 발광장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 장치(100B)는, 제3 파장변환 물질(158)을 추가 포함하는 점과, 청색 LED(130')가 플립 칩 방식으로 실장되는 점을 제외하고 도 1에 도시된 발광장치(100A)와 유사한 것으로 이해할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 구성요소는 특별히 반대되는 설명이 없는 한, 도 1에 도시된 발광장치(100A)의 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 설명을 참조하여 이해될 수 있다.
본 실시예에 채용된 파장 변환부(150B)는 제1 및 제2 파장변환 물질(154,156) 외에 추가적으로 제3 파장변환 물질(158)을 포함할 수 있다. 상기 제3 파장변환 물질(158)은 500㎚∼600㎚ 대역에서 제1 파장변환 물질(154)과 다른 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제3 파장변환 물질(154,158)은 녹색, 황색 및 오렌지 중 어느 하나의 광을 방출하도록 구성된 형광체일 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제3 파장변환 물질(154,158)은, (Ga,Gd,Y,Lu)3Al5O12:Ce, La3Si6N11:Ce, (Sr,Ca,Ba)Si2O2N2:Eu, (Sr,Ba)2SiO4:Eu 및 β-SiAlON:Eu로부터 선택된 형광체일 수 있다.
상기 청색 LED(130')은 리드 프레임(111,112)에 플립 칩 방식으로 연결된 형태일 수 있다. 앞선 실시예에서는, 리드 프레임(111,112)과 청색 LED(130)의 전기적으로 연결은 와이어(W)에 의해 구현된 형태로 예시되어 있으나, 본 실시예에 채용된 청색 LED(130')가 플립칩 구조일 경우에 도전성 범프(미도시)를 이용하여 리드 프레임(111,112)에 직접 연결될 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 발광 장치에 채용가능한 LED 칩은 다양한 구조를 가질 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 백색 발광장치의 청색 LED로 채용가능한 다양한 LED 칩의 예를 나타내는 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 채용된 LED 칩(10A)은, 기판(11)과, 상기 기판(11) 상에 배치된 반도체 적층체(S)를 포함한다. 상기 반도체 적층체(S)는 상기 기판(11) 상에 순차적으로 배치된 제1 도전형 반도체층(14), 활성층(15) 및 제2 도전형 반도체층(16)을 포함할 수 있다. 상기 기판(11)과 상기 제1 도전형 반도체층(14) 사이에 버퍼층(12)이 추가적으로 배치될 수 있다.
상기 기판(11)은 사파이어와 같은 절연성 기판일 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않으며, 상기 기판(11)은 절연성 외에도 도전성 또는 반도체 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(11)은 사파이어 외에도 SiC, Si, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN일 수 있다. 상기 기판(11)의 상면에는 요철(C)이 형성될 수 있다. 상기 요철(P)은 광추출 효율을 개선하면서 성장되는 단결정의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 버퍼층(12)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1)일수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼층(12)는 GaN, AlN, AlGaN, InGaN일 수 있다. 필요에 따라, 복수의 층을 조합하거나, 조성을 점진적으로 변화시켜 사용할 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(14)은 n형 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 만족하는 질화물 반도체일 수 있으며, n형 불순물은 Si일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(14)은 n형 GaN을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(16)은 p형 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 만족하는 질화물 반도체층일 수 있으며, p형 불순물은 Mg일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(16)은 단층 구조로 구현될 수도 있으나, 본 예와 같이, 서로 다른 조성을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 활성층(15)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 양자우물층과 양자장벽층은 서로 다른 조성을 갖는 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)일 수 있다. 특정 예에서, 상기 양자우물층은 InxGa1 - xN (0<x≤1)이며, 상기 양자장벽층은 GaN 또는 AlGaN일 수 있다. 양자우물층과 양자장벽층의 두께는 각각 1㎚∼50㎚ 범위일 수 있다. 상기 활성층(15)은 다중양자우물구조에 한정되지 않으며, 단일양자우물 구조일 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(19a,19b)은, 동일한 면(제1 면)에 위치하도록, 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 메사 에칭된 영역과 상기 제2 도전형 반도체층(16)에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(19a)은 이에 한정되지 않지만, Ag, Ni, Al, Cr, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제2 전극(19b)은 투명 전도성 산화물 또는 투명 전도성 질화물과 같은 투명 전극이거나, 그래핀(graphene)을 포함할 수도 있다. 상기 제2 전극(19b)은 Al, Au, Cr, Ni, Ti, Sn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 칩(10B)은, 전극 구조와 그 관련된 구조를 제외하고, 도 5에 도시된 LED 칩(10A)과 유사한 것으로 이해할 수 있다. 본 실시예의 구성요소에 대한 설명은 특별히 반대되는 설명이 없는 한, 도 5에 도시된 LED 칩(10A)과 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 설명을 참조할 수 있다.
상기 LED 칩(10B)은 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(14,16)에 각각 접속된 제1 및 제2 전극(22,24)을 포함한다. 상기 제1 전극(22)은 제2 도전형 반도체층(16) 및 활성층(15)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(14)과 접속된 연결 전극부(22a)과, 연결 전극부(22a)에 연결된 제1 전극 패드(22b)를 포함할 수 있다. 연결 전극부(22a)은 도전성 비아와 같은 구조일 수 있다. 연결 전극부(22a)는 절연부(21)에 의하여 둘러싸여 활성층(15) 및 제2 도전형 반도체층(16)과 전기적으로 분리될 수 있다. 연결 전극부(22a)는 반도체 적층체(S)이 식각된 영역에 배치될 수 있다. 연결 전극부(22a)는 접촉 저항이 낮아지도록 개수, 형상, 피치 또는 제1 도전형 반도체층(14)과의 접촉 면적 등을 적절히 설계할 수 있다. 또한, 연결 전극부(22a)는 반도체 적층체(S) 상에 행과 열을 이루도록 배열됨으로써 전류 흐름을 개선시킬 수 있다. 상기 제2 전극(24)은 제2 도전형 반도체층(16) 상의 오믹 콘택층(24a) 및 제2 전극 패드(24b)를 포함할 수 있다.
상기 연결 전극부(22a) 및 상기 오믹 콘택층(24a)은 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(14,16)과 오믹 특성을 갖는 도전성 물질이 1층 또는 다층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, Ag, Al, Ni, Cr와 같은 금속 및 ITO와 같은 투명 도전성 산화물(TCO) 중 하나 이상을 증착하거나 스퍼터링하는 등의 공정으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극 패드(22b,24b)는 각각 상기 연결 전극부(22a) 및 상기 오믹 콘택층(24a)에 각각 접속되어 상기 반도체 발광다이오드 칩(10B)의 외부 단자로 기능할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극 패드(22b,24b)는 Au, Ag, Al, Ti, W, Cu, Sn, Ni, Pt, Cr, NiSn, TiW, AuSn 또는 이들의 공융 금속일 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(22,24)은 서로 동일한 방향으로 배치될 수 있으며, 리드 프레임 등에 소위, 플립칩 형태로 실장될 수 있다. 한편, 2개의 전극(22,24)는 절연부(21)에 의하여 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 절연부(21)는 전기적으로 절연 특성을 갖는 물질이면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 전기 절연성을 갖는 물체라면 어느 것이나 채용 가능하지만, 광 흡수율이 낮은 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 이용할 수 있을 것이다. 필요에 따라, 광투과성 물질 내에 광 반사성 분말을 분산시켜 광반사 구조를 형성할 수 있다. 이와 달리, 상기 절연부(121)는 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 절연막들이 교대로 적층된 다층 반사구조일 수 있다. 예를 들어, 이러한 다층 반사구조는 제1 굴절률을 갖는 제1 절연막과 제2 굴절률을 갖는 제2 절연막이 교대로 적층된 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다.
상기 다층 반사 구조는 상기 굴절률이 서로 다른 복수의 절연막들이 2회 내지 100회 반복하여 적층될 수 있다. 예를 들어, 3회 내지 70회 반복하여 적층 될 수 있으며, 나아가 4회 내지 50회 반복하여 적층될 수 있다. 상기 다층 반사 구조의 복수의 절연막은 각각 SiO2, SiN, SiOxNy, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등의 산화물 또는 질화물 및 그 조합일 수 있다. 상기 제1 절연막 및 제2 절연막의 굴절률은 약 1.4 내지 약 2.5 범위에서 결정될 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 굴절률 및 기판(11)의 굴절률보다 작은 값일 수 있으나, 상기 제1 도전형 반도체층(14)의 굴절률보다는 작지만, 기판(11)의 굴절률보다는 큰 값을 가질 수도 있다.
본 실시예에 채용 가능한 발광 장치는, 상술된 실시예들(100A,100B)을 통해서 예시적으로 설명되어 있으나, 설명된 구조 외에도 다양한 패키지 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 측벽 반사부(120)을 채용하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 파장 변환부(150A,150B)는 적어도 일부의 파장변환 물질로 구성된 필름 형태로 제공될 수도 있다.
이하, 본 실시예에서 채용되는 식물생장용 광의 조건, 즉 파장대역별 PPF 비율 조건을 상세히 설명한다.
445㎚의 청색 LED와, 녹색 및 적색 형광체를 조합하여 다양한 스펙트럼의 광을 방출하는 발광 장치를 제조하였다. 방출 광의 전체 가시광선 대역을 청색, 녹색 및 적색 대역, 즉 400㎚∼500㎚ 대역, 500㎚∼600㎚ 대역 및 600㎚∼700㎚ 대역으로 구분하여 PPF 값을 측정하였다. 기준 광(비교예1)으로서 3000K의 색온도를 갖는 백색 광의 스펙트럼을 측정하였다.
아래의 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예1에 따른 백색 광은 청색 PPF가 1일 때에, 녹색 PPF 비와 적색 PPF 비가 각각 4, 4로 나타났다. 기준 광(비교예1)을 이용한 조사 환경에서 일정 시간 동안 수행된 엽채류 및 허브류의 생장의 결과를 평균 생장량(예, 평균 성장크기)으로 평가하고, 비교예1에 따른 생장 결과를 기준 값(100%)으로 설정하였다.
우선, 적색 대역 PPF에 대한 영향을 살펴보기 위해서 청색 PPF 및 녹색 PPF가 1:4로 동일하지만 적색 PPF가 6, 7, 9로 달리 설정된 광(샘플 1 내지 3)을 이용하여 비교예1과 동일한 조건에서 엽채류 및 허브류의 생장 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
구분 청색 PPF 녹색 PPF 적색 PPF 엽채류 생장량 허브류 생장량
비교예1 1 4 4 100% 100%
샘플1 1 4 6 110% 105%
샘플2 1 4 7 105% 100%
샘플3 1 4 9 100% 95%
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 적색 PPF 비가 증가함에 따라 생장량이 커지다가 적색 PPF 비가 7(샘플2)인 경우에 생장량의 증가폭이 작아지고, 9(샘플3)일 경우에 오히려 생장량이 기준값에 비해 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
상술된 결과에 기초하여, 바람직한 적색 PPF 비는 청색 PPF가 1일 때에 4보다 크고 9보다는 작은 범위, 예를 들어 5∼7 범위로 정할 수 있다. 나아가, 적색 PPF 비의 가장 바람직한 조건은 6이므로, 특정 예에서 5.5∼6.5 범위일 수 있다.
다음으로, 녹색 대역 PPF에 대한 영향을 살펴보기 위해서 청색 PPF 및 적색 PPF가 1:6로 동일하지만 녹색 PPF가 6, 8, 10, 12로 달리 설정된 광(실시예 1 내지 3)을 이용하여 비교예1과 동일한 조건에서 엽채류 및 허브류의 생장 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
구분 청색 PPF 녹색 PPF 적색 PPF 엽채류 생장량 허브류 생장량
비교예1 1 4 4 100% 100%
실시예1 1 6 6 115% 110%
실시예2 1 8 6 120% 115%
실시예3 1 10 6 115% 110%
비교예2 1 12 6 105% 100%
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 녹색 PPF 비가 증가함에 따라 생장량이 커지며 녹색 PPF 비가 8인 경우(실시예2)에 최대 생장량 증가를 나타내었으며, 녹색 PPF가 10(실시예3)에서 생장량의 증가폭이 작아지고, 오히려 12(비교예2)일 경우에 생장량이 기준값에 비해 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
상술된 결과에 기초하여, 바람직한 녹색 PPF 비는 청색 PPF 비가 1일 때에 4보다 크고 12보다는 작은 범위, 예를 들어 6∼10 범위로 정할 수 있다. 나아가, 녹색 PPF 비의 가장 바람직한 조건은 8이며, 더욱 바람직한 범위는 7∼9 범위일 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 개시의 다양한 일시예에 따른 식물생장용 광의 방출 스펙트럼으로서, 실시예 1 및 실시예 3에 따른 방출 스펙트럼이며, 실시예 2에 따른 방출 스펙트럼은 앞서 예시한 도 2에 도시되어 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 실시예 1 및 3에 따른 발광 장치는 445㎚의 주파장을 갖는 청색 LED와 함께, 535㎚의 피크 파장을 갖는 Lu3Al5O12:Ce와 620㎚의 피크 파장을 갖는 (Sr,Ca)AlSiN3:Eu의 조합하여 제조하였으며, 두 형광체의 배합비만을 달리하였다.
한편, 실시예 2에 따른 발광 장치는 실시예 1 및 3와 청색 LED 및 제1 형광체는 동일하되, 제2 형광체로서 620㎚의 피크 파장을 갖는 (Sr,Ca)AlSiN3:Eu을 사용하여 제조하였다. 구체적인 예에서, 제1 형광체로서 555㎚의 피크 파장을 갖는 Y3Al5O12:Ce도 바람직하게 사용할 수도 있다.
상술된 식물 생장을 위한 PPF 값 조건은, 복수의 파장변환 물질이 사용하지 않고, 하나의 파장변환 물질을 사용하여도 구현될 수 있다. 하나의 파장변환 물질로서 560㎚∼630㎚의 피크 파장을 갖는 형광체를 이용할 수 있다.
445㎚의 청색 LED와 함께, 599㎚의 피크 파장의 광을 갖는 (Sr,Ca)AlSiN3:Eu 형광체를 이용하여 상술된 식물 생장을 위한 PPF 값 조건에 만족하는 식물 생장용 발광 장치를 제조하였다. 각각의 방출 광은 아래의 표 3과 같은 청색, 녹색 및 적색 대역, 즉 400㎚∼500㎚ 대역, 500㎚∼600㎚ 대역 및 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF 값을 가질 수 있었다. 여기서, 도 9는 실시예4에 따른 방출 스펙트럼을 나타낸다.
구분 청색 PPF 녹색 PPF 적색 PPF
실시예4 1 6 6
실시예5 1 8 6
실시예6 1 10 6
이와 같이, 상술된 식물 생장을 위한 PPF 값 조건은, 2개 이상의 파장변환 물질이 사용하지 않고, 하나의 파장변환 물질로도 구현될 수 있음을 확인하였다.
이렇게 얻어진 실시예 1 내지 6에 의해 발생된 광의 색을 평가하기 위해서, 각각의 방출 스펙트럼에 근거하여 CIE 1931 좌표계에 나타내도록 계산하였다. 그 결과를 아래의 표 4에 나타내었다.
구분 청색 PPF 녹색 PPF 적색 PPF CIE x CIE y
실시예1 1 6 6 0.3855-0.4939 0.4150-0.4774
실시예2 1 8 6 0.3713-0.4797 0.4464-0.5207
실시예3 1 10 6 0.3531-0.4615 0.4922-0.5665
실시예4 1 6 6 0.4939 0.4150
실시예5 1 8 6 0.4797 0.4464
실시예6 1 10 6 0.4615 0.4922
상기한 표 4의 결과는 실시예 1 내지 6의 방출 스펙트럼에 근거하여 x 좌표의 범위 및 y 좌표의 범위를 각각 계산하여 표시하였다. 실시예 1 내지 3을 통해서 얻어지는 색좌표 범위는 CIE 1931 색좌표계에서 x 좌표가 0.3531~0.4939 범위이며, y 좌표가 0.4150~0.5665 범위로 설정할 수 있다. 도 10은 상술된 실시예들에 따른 광의 색좌표 영역을 나타낸 CIE 1931 좌표계이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 식물 생장용 광은 주로 흑체 궤선에서 벗어나며, 백색 영역에 일부 존재하지만, 대부분 영역은 황록색, 녹황색 및 황색 범위에 해당한다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 식물 생장용 광은 황록색 광, 녹황색 또는 황색 광 또는 이들 광에 가까운 백색 광이며, 일부 예에서는 백색 광 또는 오렌지 색에 가까운 백색 광을 나타낼 수 있다.
본 실시예에 따른 발광 장치는 회로 기판 상에 복수개로 배열된 발광 모듈 형태로 제공될 수 있으며, 시설 재배를 위한 인공 광원으로는 이러한 모듈들을 하나 이상을 포함하는 식물 생장용 조명장치로 제공될 수 있다. 발광 모듈 또는 식물 생장용 조명장치는 상술된 실시예들에 따른 발광 장치, 즉 상술된 대역별 PPF 비를 만족하는 광을 방출하는 발광 장치만으로 구성될 수 있으나, 일부 실시예에서는, 상술된 실시예들에 따른 발광 장치는 다른 백색 발광장치와 결합하여 사용될 수도 있다. 이러한 실시예에 따른 발광 모듈 및 조명 장치는 도 11 내지 도 13에 도시되어 있다.
도 11은 본 개시의 일시예에 따른 식물 생장용 발광 모듈의 개략 블럭도이며, 도 12는 본 개시의 일시예에 따른 발광 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 모듈(500)은 회로 기판(400)과 상기 회로 기판(400) 상에 탑재된 복수의 백색 발광 장치(100,200)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 백색 발광 장치는, 서로 다른 광을 방출하는 복수의 제1 및 제2 발광장치(100,200)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제1 발광 장치(100)는, 본 실시예에 따른 PPF 비율을 만족하는 식물생장용 광을 방출하도록 구성되며, 상기 제2 복수의 발광 장치(200)는 상기 식물생장용 광의 스펙트럼과 다른 방출 스펙트럼을 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 복수의 제2 발광 장치(200)의 광은 백색 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제2 발광 장치(200)의 백색 광은 2700∼3500K 범위의 색온도를 가질 수 있다. 다른 일부 실시예에서, 상기 복수의 제2 발광 장치(200)는 상기 복수의 제1 발광 장치(100)의 광과는 다른 방출 스펙트럼을 갖되 상술된 식물 생장용 광 조건을 만족하는 광일 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제2 발광 장치(200)는 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF는 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF는 5∼7 범위인 조건을 만족할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 제1 및 제2 발광 장치(100,200)는 각각 직렬로 연결된 복수의 스트링을 구성하며, 복수의 스트링은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 발광 모듈(500)은 기판(400)의 일 측에 마련된 상호 연결부(CNT)를 통해서 DC 드라이버(300)와 연결될 수 있다. 상기 DC 드라이버(300)는 상기 복수의 제1 발광장치(100)와 상기 복수의 제2 발광장치(200)의 각 출력을 독립적으로 구동하도록 구성될 수 있다. 따라서, 식물 종류에 따라 적절한 광이 제공되도록 각각의 출력을 독립적으로 조정할 수 있다.
도 13은 도 12의 LED 모듈을 구비한 식물 생장용 조명장치를 나타내는 사시도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 식물 생장용 조명장치(1000)는 복수의 발광 모듈(500), DC 드라이버(300) 및 하우징(700)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광 모듈(500)은 도 11 및 도 12에 도시된 발광 모듈일 수 있으며, 광원의 일부 또는 전부를 본 실시예들에 따른 발광장치로 구성할 수 있다.
본 실시예에 따른 식물 생장용 조명장치(1000)의 하우징(400)은 평면 형상의 하우징(500)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(400)은 발광 모듈(500) 및 DC 드라이버(300)가 수용하기 위한 수용 공간을 가질 수 있다. 하우징(400)의 광방출면에는 투명 보호층(720)이 장착될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 투명 보호층(720)은 다른 광학적 기능과 결합된 구성 요소(예, 도광판, 확산판)으로 제공될 수도 있다. 상기 하우징(400)에서 상기 DC 드라이버(300) 등의 전원 관련 구성이 배치될 수 있는 공간은 별도의 커버(710)가 장착될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, DC 드라이버(300)는 발광 모듈(500)에 마련된 상호 연결부(CNT)를 통해서 복수의 제1 및 제2 발광장치(100,200)를 구동할 수 있다. 일부 실시예에서, DC 드라이버(300)는 복수의 제1 및 제2 발광장치(100,200)의 각 출력을 독립적으로 구동하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드(LED)와, 상기 청색 광에 의해 여기되며 다른 파장의 광으로 변환하는 적어도 하나의 파장변환 물질을 포함하며, 식물 생장용 광을 방출하는 발광장치로서,
    상기 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼은, 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(photosynthetic photon flux, PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF는 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF는 5∼7 범위인 조건을 만족하는 식물 생장용 발광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF는 7∼9 범위인 식물 생장용 발광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 식물 생장용 광은 CIE 1931 색좌표계에서 x 좌표가 0.3531∼0.4939 범위이며, y 좌표가 0.4150∼0.5665 범위인 식물 생장용 발광장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼은, 700㎚ 이상의 대역의 PPF는 1.5 범위 이하인 조건을 만족하는 식물 생장용 발광장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 청색 발광다이오드는 430∼470㎚의 주파장을 갖는 청색 광을 방출하는 식물 생장용 발광장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파장변환 물질은 복수의 파장변환 물질이며,
    상기 복수의 파장변환 물질은, 상기 청색 광을 500㎚∼580㎚의 피크 파장의 제1 광으로 변환하도록 구성된 제1 형광체와, 상기 청색 광을 600㎚∼660㎚의 피크 파장의 제2 광으로 변환하도록 구성된 제2 형광체를 포함하는 식물 생장용 발광장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 형광체는, (Ga,Gd,Y,Lu)3Al5O12:Ce, La3Si6N11:Ce, (Sr,Ca,Ba)Si2O2N2:Eu, (Sr,Ba)2SiO4:Eu, β-SiAlON:Eu 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 형광체를 포함하는 식물 생장용 발광장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 형광체는, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu, KxSiFy:Mn4 +(2≤x≤3, 4≤y≤7) 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 형광체를 포함하는 식물 생장용 발광장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 형광체 중 적어도 하나는 서로 다른 피크의 광으로 변환하도록 구성된 복수의 형광체를 포함하는 식물 생장용 발광장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 형광체는, 530㎚∼560㎚의 피크 파장의 광으로 변환하도록 구성되며, 상기 제2 형광체는 610㎚∼650㎚의 피크 파장의 광으로 변환하도록 구성되는 식물 생장용 발광장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 형광체는 (Ga,Gd,Y,Lu)3Al5O12:Ce을 포함하며, 상기 제2 형광체는 (Sr,Ca)AlSiN3:Eu을 포함하는 식물 생장용 발광장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파장변환 물질은 단일한 파장변환 물질이며,
    상기 단일한 파장변환 물질은, 상기 청색 광을 560㎚∼630㎚의 피크 파장의 광으로 변환하도록 구성된 형광체를 포함하는 식물 생장용 발광장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단일한 파장변환 물질은, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu인 형광체를 포함하는 식물 생장용 발광장치.
  14. 430㎚∼470㎚ 범위의 주파장을 갖는 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드;
    상기 청색 광에 의해 여기되어 530㎚∼560㎚의 피크 파장을 갖는 제1 광을 방출하는 제1 파장변환 물질; 및
    상기 청색 광에 의해 여기되어 610㎚∼650㎚ 범위의 피크 파장을 갖는 제2 광을 방출하는 제2 파장변환 물질을 포함하며, 상기 청색 광과 상기 제1 및 제2 광의 혼합으로 식물 생장용 광이 방출되고,
    상기 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼은, 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF은 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF은 5∼7 범위인 조건을 만족하고,
    상기 식물 생장용 광은 CIE 1931 색좌표계에서 x 좌표가 0.3531∼0.4939 범위이며 y 좌표가 0.4150∼0.5665 범위인 식물 생장용 발광장치.
  15. 회로 기판; 및
    상기 회로 기판 상에 탑재된 복수의 발광 장치;를 포함하며,
    상기 복수의 발광 장치는, 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드(LED)와, 상기 청색 광에 의해 여기되며 다른 파장의 광으로 변환하는 적어도 하나의 파장변환 물질을 가지며, 식물생장용 광을 방출하는 복수의 제1 발광장치를 포함하고,
    상기 식물 생장용 광의 방출 스펙트럼은, 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF는 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF는 5∼7 범위인 조건을 만족하는 식물 생장용 조명장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 발광 장치는, 상기 식물생장용 광과 다른 방출 스펙트럼을 갖는 광을 방출하는 복수의 제2 발광장치를 더 포함하는 식물 생장용 조명장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 제2 발광장치의 방출 광은 2700∼3500K 범위의 색온도를 갖는 백색 광인 식물 생장용 조명장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 발광 장치의 상기 다른 방출 스펙트럼은, 400㎚∼500㎚ 대역의 광합성 광량자속(PPF)을 1이라 할 때에, 500㎚∼600㎚ 대역의 PPF는 6∼10 범위이며, 600㎚∼700㎚ 대역의 PPF는 5∼7 범위인 조건을 만족하는 식물 생장용 조명장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 청색 발광다이오드는 430∼470㎚의 주파장을 갖는 청색 광을 방출하고,
    상기 적어도 하나의 파장변환 물질은 복수의 파장변환 물질이며, 상기 복수의 파장변환 물질은, 상기 청색 광을 500㎚∼580㎚의 피크 파장의 제1 광으로 변환하도록 구성된 제1 형광체와, 상기 청색 광을 600㎚∼660㎚의 피크 파장의 제2 광으로 변환하도록 구성된 제2 형광체를 포함하는 식물 생장용 조명장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 청색 발광다이오드는 430∼470㎚의 주파장을 갖는 청색 광을 방출하고,
    상기 적어도 하나의 파장변환 물질은 단일한 파장변환 물질이며, 상기 단일한 파장변환 물질은, 상기 청색 광을 560㎚∼630㎚의 피크 파장의 광으로 변환하도록 구성된 형광체를 포함하는 식물 생장용 조명장치.
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