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WO2014125714A1 - 植物栽培用ｌｅｄ光源 - Google Patents

植物栽培用ｌｅｄ光源 Download PDF

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WO2014125714A1
WO2014125714A1 PCT/JP2013/083213 JP2013083213W WO2014125714A1 WO 2014125714 A1 WO2014125714 A1 WO 2014125714A1 JP 2013083213 W JP2013083213 W JP 2013083213W WO 2014125714 A1 WO2014125714 A1 WO 2014125714A1
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WO
WIPO (PCT)
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led
light
blue
plant cultivation
light source
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/083213
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
恭裕 川口
祥哲 板倉
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
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Priority to CN201380065530.8A priority patent/CN104853587A/zh
Priority to EP13875147.4A priority patent/EP2957166A4/en
Priority to US14/652,587 priority patent/US20150327446A1/en
Publication of WO2014125714A1 publication Critical patent/WO2014125714A1/ja

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
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    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H10H20/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H10H20/00 the devices being arranged next to each other
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Definitions

  • the present invention relates to an LED light source for plant cultivation that emits light absorbed by a plant that needs light for growth in order to perform photosynthesis.
  • Patent Documents 1 to 5 are known as light emitting devices using LEDs (Light Emitting Diodes).
  • a light-emitting device using an LED disclosed in Patent Document 1 is coated with a blue light-emitting element that emits blue light and is excited by the blue light to emit monochromatic light other than blue light.
  • a phosphor layer including a phosphor is provided. It has a spectral spectrum in which the emission intensity at the peak wavelength of the blue light is 35% or less of the emission intensity at the peak wavelength of the phosphor.
  • At least one of the plurality of LEDs is disposed adjacent to another LED, and at least one of the plurality of LEDs has a half value greater than 50 nm. It generates radiation having the full width.
  • the full width at half maximum refers to a wavelength range in which the LED emits light at 50% of the maximum radiation power.
  • the light emitting device disclosed in Patent Document 3 includes a first semiconductor light emitting element having a short main light emission wavelength, a main light emission wavelength longer than the main light emission wavelength of the first semiconductor light emitting element, and the first semiconductor. And a color conversion member containing a phosphor that absorbs light emitted from the light emitting element and the first semiconductor light emitting element and emits visible light having a longer wavelength than the light emitted.
  • the LED device 100 disclosed in Patent Document 4 encloses a wiring board 101, one or more LED elements 102 arranged on the wiring board 101, and the LED elements 102.
  • the resin body 110 is stopped.
  • the resin body 110 is surrounded by the first resin body 111 formed on the wiring board 101 so as to surround the LED element 102 without contacting the LED element 102 and the first resin body 111 on the wiring board 101.
  • a second resin body 112 formed so as to cover the LED element 102 on the broken region.
  • the phosphor 103 is mixed in the second resin body 112.
  • the LED module 201 is mounted on the substrate 202 as shown in FIGS.
  • the substrate 202 is fixed to a heat sink body 210 having a shape in which a plurality of fins 212 made of a good heat conductor metal or a carbon material are arranged via a heat conductive resin 211.
  • the heat sink 200 used for cooling the high-intensity LED module of 1 W or more is provided.
  • any of the light emitting devices described in the above-mentioned conventional patent documents 1 to 5 is a light emitting device for plant cultivation.
  • the light emission intensity of blue light is used to be a ratio of 35% or less of the light emission intensity of red light.
  • LEDs are used by mixing red and blue, but depending on the plant, it is also possible to use red alone.
  • the red LED chip emits light with high brightness (increases the drive current).
  • B Increase the number of LED chips to be mounted.
  • C Increase the number of red LED chips.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to easily adjust the light quantity ratio of the blue region and the red region with a simple configuration without increasing the installation area, and It is providing the LED light source for plant cultivation which can increase the extraction efficiency of light.
  • an LED light source for plant cultivation includes a substrate, at least one blue LED chip that is mounted on the substrate and emits blue light, and the blue LED chip.
  • a red phosphor-mixed resin in which a red phosphor that emits red light with excitation light from the blue LED chip is dispersed or settled, and a transparent silicone resin that covers the red phosphor-mixed resin is provided. It is characterized by having.
  • the light quantity ratio between the blue region and the red region can be easily adjusted with a simple configuration without increasing the installation area, and the light extraction efficiency can be increased. There exists an effect of providing the LED light source for plant cultivation to obtain.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows the structure of the LED light source for plant cultivation in Embodiment 1 of this invention. It is a side view which shows the structure of the LED light source for plant cultivation which mounted the some LED package on the mounting board
  • (b) is the said plant cultivation.
  • It is a graph which shows the light emission spectrum when the compounding ratio of the red fluorescent substance mixing resin is set to resin: red fluorescent substance 1: 0.20 in the LED light source for use.
  • It is a graph which shows the temperature characteristic of the LED package in the said LED light source for plant cultivation in comparison with the past.
  • FIG. (A) is sectional drawing which shows the structure of the LED light source for plant cultivation in Embodiment 2 of this invention
  • (b) is the structure of the said LED light source for plant cultivation except red fluorescent substance mixing resin and silicone resin.
  • FIG. (A) is a side view showing a configuration of the LED light source for plant cultivation in which a plurality of LED packages are mounted and curved on a substrate made of a film-like base material on a mounting substrate made of a film-like base material
  • (A) is a perspective view which shows the structure of the said LED light source for plant cultivation which arrange
  • (b) is the said which arranged the several LED package on the rectangular mounting board
  • (A) is a top view which shows the structure of the said LED light source for plant cultivation arrange
  • (b) is electrically connecting several blue LED chips to a board
  • FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the light-emitting device using conventional LED.
  • (A) is sectional drawing which shows the structure of the light-emitting device using other conventional LED,
  • (b) is a perspective view which shows the structure of the said light-emitting device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a plant cultivation LED light source according to the present embodiment.
  • the LED light source 1A for plant cultivation of the present embodiment has at least one blue LED (Light Emitting Diode) chip 11 mounted on a substrate 2A.
  • a red phosphor mixed resin 12 in which a red phosphor 12 a is dispersed or settled is provided so as to cover the blue LED chip 11.
  • a transparent silicone resin 13 is provided so as to cover the red phosphor mixed resin 12. Therefore, LED light source 1A for plant cultivation of this embodiment has LED package 10 in which blue LED chip 11 is double-sealed with red phosphor-mixed resin 12 and silicone resin 13 on substrate 2A. ing.
  • FIG. 1 Light Emitting Diode
  • the substrate 2A is made of, for example, a ceramic base material. Thereby, the board
  • the electrodes 2 and 3 are provided on the back surface of the substrate 2A. Therefore, the blue LED chip 11 mounted on the substrate 2A is connected to the electrodes 3 and 3 through through electrodes (not shown) in order to supply electric power. However, the electrodes 3 and 3 may be formed on the side surface of the substrate 2A.
  • the red phosphor mixed resin 12 in which the red phosphor 12a is dispersed or settled is provided so as to cover the blue LED chip 11.
  • the resin 12b in which the red phosphor 12a is dispersed or settled in the red phosphor-mixed resin 12 is made of a transparent silicone resin.
  • the blue LED chip 11 generates blue light having an emission peak wavelength of 400 nm to 480 nm corresponding to the blue region absorption peak of chlorophyll.
  • the red phosphor 12a absorbs the blue light of the blue LED chip 11 and emits red light having an emission peak wavelength of 620 to 700 nm corresponding to the red region absorption peak of chlorophyll.
  • the blue LED chip 11 may output not only the emission peak wavelength of 400 nm to 480 nm corresponding to the blue region absorption peak of chlorophyll but also the blue ultraviolet region including the ultraviolet color.
  • a transparent silicone resin 13 covering the red phosphor-containing resin 12 is provided in a dome shape.
  • the silicone resin 13 acts as a lens, the light can be converged in a certain direction by the refractive action of the silicone resin 13 that is a lens.
  • the light emitted from the blue LED chip 11 and the red phosphor-containing resin 12 can be further distant, so that the amount of light irradiated to distant plants can be increased, and the light extraction is consequently performed. Efficiency can be increased. Therefore, the LED light source 1A for plant cultivation that can increase the light extraction efficiency can be provided.
  • the red phosphor-mixed resin 12 is used in the LED package 10 in which the blue LED chip 11 is double-sealed with the red phosphor-mixed resin 12 and the silicone resin 13 in the plant cultivation LED light source 1A of the present embodiment.
  • the silicone resin 13 is formed in a dome shape. Thereby, the emitted light can be uniformly emitted radially in a high range. That is, when the side wall of the plant cultivation LED light source 1 ⁇ / b> A exists, no light is emitted from the side surface of the blue LED chip 11. However, when the red phosphor mixed resin 12 and the silicone resin 13 are in a dome shape, light can be emitted to the side surface of the LED package 10. As a result, as shown in FIG. 2, when a plurality of LED packages 10 are arranged on the mounting substrate 6, the entire upper surface of the mounting substrate 6 functions as a planar light source that emits uniform light.
  • the red phosphor-mixed resin 12 in each LED package 10 is formed by dispersing or sedimenting the red phosphor 12a on a resin 12b made of a silicone resin. Therefore, by changing the ratio of the red phosphor 12a to the resin 12b in the LED package 10, light having different wavelengths can be emitted.
  • CaAlSiN 3 : Eu is used as the red phosphor 12a, and light having an emission peak in the wavelength range of 400 to 480 nm is emitted from the blue LED chip 11 as described above. As a result, blue light having a wavelength of 400 to 480 nm and red light having a wavelength of 620 to 700 nm are emitted.
  • CaAlSiN 3 : Eu is a nitride red phosphor using divalent europium (Eu) as an activator, and is one of phosphors having stable temperature characteristics and high luminous efficiency.
  • the emission intensity is 1.0 at a wavelength of 440 nm. And a spectrum having a peak wavelength with a light emission intensity of 0.3 at a wavelength of 640 nm.
  • the peak wavelength of emission intensity 1.0 at a wavelength of 440 nm.
  • the peak wavelength of emission intensity 0.4 at a wavelength of 440 nm.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an absorption spectrum of chlorophyll and an application example of each LED package in the LED light source for plant cultivation according to the present embodiment.
  • chlorophyll which plays a central role in plant photosynthesis, does not absorb light uniformly. That is, chlorophyll (chlorophyll) shows clear absorption peaks around red 660 nm and blue 450 nm as shown in FIG. Therefore, in this connection, the wavelength characteristic of photosynthesis has a first peak near 660 nm and a second peak near 450 nm.
  • blue light near 450 nm also affects a photoreaction system called a high energy reaction system of plants, and is indispensable for the healthy morphogenesis of plants. For this reason, at the stage of germination and seedling raising, the importance of the component of blue light increases.
  • the LED package 10A of the present embodiment is suitable for the blue region absorption band of chlorophyll. It turns out that LED package 10D of this Embodiment is suitable for the red region absorption band of chlorophyll.
  • the LED package 10 of the plant cultivation LED light source 1A of the present embodiment it is possible to easily match the light absorption characteristics of chlorophyll only by changing the blending ratio of the resin 12b and the red phosphor 12a. I understand.
  • photon flux density is used as a unit of light quantity.
  • the photon flux density refers to a value obtained by dividing the number of photons irradiated in one second by the light receiving area of the material when a certain material is irradiated with solar light.
  • the photon flux density since the number of photons is counted, one is one regardless of whether infrared light or ultraviolet light comes.
  • the photochemical reaction is triggered only when photons that can be absorbed by the dye come. For example, in the case of plants, no matter how much light is not absorbed by chlorophyll, it is the same as it does not exist.
  • the photosynthetic photon flux is a photosynthetic photon flux density (PPFD) multiplied by a light irradiation area.
  • PPFD photosynthetic photon flux density
  • This value is not simply a value expressed by the energy of the absorption peak wavelength in the red region and blue region of chlorophyll, but corresponds to each absorption spectrum in the red region and blue region in order to obtain the light intensity necessary for plant growth. It is a value that expresses energy (that is, energy required for photosynthesis) by the amount of photons.
  • the photosynthetic photon flux can be obtained from the spectral characteristics from the LED light source and the energy of one photon of each wavelength.
  • the photosynthesis photon flux is 1 ⁇ mol / s in the blue region having a wavelength of 400 nm to 480 nm. Yes. In the red region with a wavelength of 620 nm to 700 nm, it is 1.3 ⁇ mol / s. This value is obtained from the area of wavelengths 400 nm to 480 nm and wavelengths 620 nm to 700 nm.
  • the ratio of the photosynthetic photon flux in the blue region with a wavelength of 400 nm to 480 nm and the photosynthetic photon flux in the red region with a wavelength of 620 nm to 700 nm is 1: 1.3.
  • the photosynthetic photon flux is 0.2 ⁇ mol / s in the blue region having a wavelength of 400 nm to 480 nm, and 2.0 ⁇ mol / s in the red region having a wavelength of 620 nm to 700 nm. It has become.
  • the ratio of the photosynthetic photon flux in the blue region with a wavelength of 400 nm to 480 nm and the photosynthetic photon flux in the red region with a wavelength of 620 nm to 700 nm is 1:10.
  • the ratio of the photosynthetic photon flux in the blue region with a wavelength of 400 nm to 480 nm and the photosynthetic photon flux in the red region with a wavelength of 620 nm to 700 nm is 1: 3.5.
  • the ratio of the photosynthetic photon flux in the blue region with a wavelength of 400 nm to 480 nm and the photosynthetic photon flux in the red region with a wavelength of 620 nm to 700 nm is 1: 7.5. Become.
  • the ratio of the photosynthetic photon flux in the blue region with a wavelength of 400 nm to 480 nm and the photosynthetic photon flux in the red region with a wavelength of 620 nm to 700 nm is 1: 1.3 to 1:10. .
  • an LED light source 1A for plant cultivation suitable for germination / nurturing of plants and cultivation.
  • LED packages 10A and 10B having a ratio of 1: 1.3 to 1: 3.5 are preferable. Thereby, it can be set as LED light source 1A for plant cultivation provided with LED package 10A * 10B suitable for germination and seedling of a plant.
  • LED packages 10C and 10D having a ratio of 1: 7.5 to 1:10 are preferable. Thereby, LED light source 1A for plant cultivation provided with LED package 10C * 10D suitable for cultivation of a plant can be used.
  • FIG. 6 shows the temperature characteristics in relative total luminous flux between the plant cultivation LED light source 1A of the present embodiment and the conventional single LED cultivation red LED chip.
  • the horizontal axis indicates the junction temperature of the mounted chip, and the vertical axis indicates the relative total luminous flux value.
  • the LED light source for plant cultivation 1A solid line in FIG. 6
  • the conventional single red LED chip for plant cultivation broken line in FIG. 6
  • the LED light source 1A for plant cultivation of this Embodiment since it comprises with the red fluorescent substance 12a instead of a red LED chip, the temperature characteristic is improving. As a result, the LED light source 1A for plant cultivation can be well matched with the light absorption peak of the light absorption characteristic of chlorophyll.
  • the plant-cultivating LED light source 1A of the present embodiment as the red phosphor 12a, CaAlSiN 3: Using Eu.
  • the present invention is not necessarily limited to this.
  • (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu can also be used.
  • the (Sr, Ca) AlSiN 3 may, CaAlSiN 3: In Eu, are those obtained by shifting the emission peak wavelength to shorter wavelengths by replacing part of Ca to Sr, CaAlSiN 3: Eu as well as temperature characteristics stable
  • it is a phosphor with high luminous efficiency.
  • CaAlSiN 3 : Eu (emission peak 650 to 660 nm) is preferable to use as the red phosphor 12a, particularly for plants containing more chlorophyll a than chlorophyll b.
  • (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu having an emission peak (620 to 630 nm) on the shorter wavelength side may be used as the red phosphor 12a. preferable.
  • red phosphor 12a 3.5MgO.0.5MgF 2 .GeO 2 : Mn
  • LiEuW 2 O 8 (Y, Gd, Eu)
  • 2 O 3 , (Y, Gd, Eu) BO 3 and / or YVO 4 Eu
  • CaS Eu, Ce, K.
  • red phosphors 12a may be used together, such as using CaAlSiN 3 : Eu and (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu. It is effective for cultivation of plants containing half each of chlorophyll a and chlorophyll b.
  • the peak wavelength of the blue LED chip 11 may be appropriately selected so as to match the absorption peaks of chlorophyll a and chlorophyll b with respect to the light absorption characteristics of the blue region of chlorophyll.
  • a blue LED chip 11 (type I) having a peak at 430 to 440 nm is used in a plant rich in chlorophyll a
  • a blue LED chip 11 (type II) having a peak in 450 to 460 nm is used in a plant rich in chlorophyll b. Is preferably used.
  • the combination of the blue LED chip 11 and the red fluorescent substance 12a as the LED light source 1A for plant cultivation of the combination matched with each type of chlorophyll a and chlorophyll b.
  • a combination of a type I blue LED chip 11 and a red phosphor 12a made of CaAlSiN 3 : Eu, or a type II blue LED chip 11 and a red phosphor 12a made of (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu It is possible to make LED light source 1A for plant cultivation of each combination composition, such as these combinations.
  • the blending ratio of the resin 12b and the red phosphor 12a is adjusted as appropriate so that a desired light quantity ratio is obtained.
  • the plant cultivation LED light source 1A described above was of a plant cultivation LED light source. However, this LED light source 1A for plant cultivation can be used as the LED package 10E necessary for human work, and can be easily performed.
  • LED package 10 for illumination of LED light source 1A for plant cultivation red phosphor mixed resin 12 covering the upper side of blue LED chip 11 is added to resin 12b, red phosphor 12a and green. It is possible to obtain an LED package 10E in which phosphors are additionally mixed and dispersed.
  • the compounding ratio of the resin 12b, the red phosphor 12a, and the green phosphor 7c is, for example, 1: 0.01: 0.10. With this blending ratio, the emission spectrum shown in FIG. 7 can be obtained. In the emission spectrum shown in FIG. 7, it can be seen that the amount of light near the wavelength of 550 nm that humans feel most brightly increases. Therefore, it can be seen that the plant cultivation LED light source 1A mounted with the LED package 10E for illumination is effective as an illumination light source for human work.
  • the substrate 2A is made of ceramic, and one LED package 10 is mounted on the substrate 2A.
  • the LED light source 1B for plant cultivation of the present embodiment is different in that the substrate 2B is made of a film-like base material.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows the structure of the LED light source for plant cultivation in this Embodiment
  • (b) of FIG. 8 shows the structure of the said LED light source for plant cultivation, red fluorescent substance mixing resin and silicone It is a top view shown except resin.
  • FIG. 9A is a side view showing a configuration of the LED light source for plant cultivation in which a plurality of LED packages are mounted and curved on a substrate made of a film-like base material on a mounting substrate made of a film-like base material. It is.
  • FIG. 9A is a side view showing a configuration of the LED light source for plant cultivation in which a plurality of LED packages are mounted and curved on a substrate made of a film-like base material on a mounting substrate made of a film-like base material. It is.
  • FIG. 9A is a side view showing a configuration of the LED light source for plant cultivation in which a plurality of LED packages are mounted and curved on a substrate made of a film-like base material on a mounting
  • FIG. 9B is a side view showing the configuration of the LED light source for plant cultivation in which a plurality of LED packages are mounted and curved on a substrate made of a film-like base material.
  • (A) of FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of the LED light source for plant cultivation in which a plurality of LED packages are arranged on a belt-like mounting board, and (b) of FIG. 10 shows a plurality of LEDs on a rectangular mounting board. It is a perspective view which shows the structure of the said LED light source for plant cultivation which arrange
  • (A) of FIG. 11 is a top view which shows the structure of the said LED light source for plant cultivation which arrange
  • FIG. 11B is a plan view showing the configuration of the plant cultivation LED light source in which a plurality of blue LED chips are electrically connected in parallel to the substrate.
  • the substrate 2B is made of a film-like base material.
  • the film-like substrate it is preferable to use a thin and hard resin film such as polyimide.
  • the LED light source 1B for plant cultivation which consists not only of a plane but a curved surface.
  • LED light source 1B can be used.
  • the substrate 2B is made of a film-like base material, even when the mounting substrate 6 made of a film-like base material is curved, the substrate 2B made of a film-like base material follows the curve. Can also be curved.
  • the mounting substrate 6 is not necessarily limited to a film-like base material, and may be a mounting portion made of, for example, metal or resin and having a curved shape.
  • FIG. 9 (b) it is possible to provide an LED light source 1B for plant cultivation in which a plurality of LED packages are directly mounted and curved on a substrate 2B made of a film-like base material.
  • a film-like resin film made of polyimide is preferable because it is hard and has elasticity and flexibility, so that many LED packages 10 can be mounted on a flat surface and can be used by being curved.
  • At least one LED light source 1B for plant cultivation according to the present embodiment is formed on the substrate 2B, similarly to the LED light source 1A for plant cultivation according to the first embodiment.
  • the blue LED chip 11 is mounted.
  • a red phosphor mixed resin 12 in which a red phosphor 12 a is dispersed or settled is provided so as to cover the blue LED chip 11, and further, the red phosphor mixed resin 12 is covered.
  • a transparent silicone resin 13 is provided. Therefore, the LED light source 1B for plant cultivation of the present embodiment is an LED package 10 in which the blue LED chip 11 is doubly sealed with the red phosphor mixed resin 12 and the silicone resin 13 on the substrate 2B. Yes.
  • a blue LED chip 11 is mounted on a film-like substrate 2B made of polyimide, for example.
  • the blue LED chip 11 is connected to electrode terminals 5 and 5 provided on both sides via wires 4 and 4.
  • the hatched portion in FIG. 8B indicates a protective element.
  • the protective element is a printing resistor or a Zener diode.
  • it is not always necessary to mount a protective element.
  • the blue LED chip 11 is used for electrical connection with wires 4 and 4.
  • a flip chip type blue LED chip 11 may be used.
  • the wire 4 since the wire 4 is not required, non-lighting failure due to disconnection of the wire 4 or the like is reduced.
  • the wire 4 made of gold or the like since the wire 4 made of gold or the like is not required, an inexpensive LED light source 1B for plant cultivation is possible.
  • tip 11 the red fluorescent substance mixing resin 12, and the silicone resin 13 is the same as LED light source 1A for plant cultivation of the said Embodiment 1, the description is abbreviate
  • the LED package 10 on the substrate 2B is not necessarily limited to one, and a plurality of LED packages 10 can be provided.
  • a plurality of LED packages 10 are arranged in a row on a belt-like mounting substrate 6, or a rectangular shape as shown in FIG. It is possible to arrange a plurality of LED packages 10 in a matrix on the mounting substrate 6.
  • the LED light source 1A for plant cultivation in which one LED package 10 is mounted on the mounting substrate 6 is used, or a plurality of LED light sources 1A for rectangular cultivation are provided on the rectangular mounting substrate 6.
  • the plurality of LED packages 10 are not a single type, and various types of LED packages having different light quantity ratios of light emission in the blue region and light emission in the red region can be arranged in combination. Thereby, with the various LED packages 10 mounted on the same board
  • the ratio of the amount of light of the blue wavelength light in the short wavelength region and the red wavelength light in the longer wavelength region than the blue wavelength is 1: 1 before germination.
  • the degree is sufficient.
  • about 1: 1.5 is required as a light amount ratio between light having a blue wavelength in a short wavelength region and light having a red wavelength in a longer wavelength region than the blue wavelength.
  • about 1: 3.0 is required as a light quantity ratio between the blue wavelength light in the short wavelength range and the red wavelength light in the longer wavelength range than the blue wavelength.
  • the LED light source 1B for plant cultivation depending on the growth process of organisms such as plants and algae, before germination, light having a short wavelength blue wavelength and light having a red wavelength longer than the blue wavelength are emitted. It is preferable that the light quantity ratio can be changed.
  • the LED light source 1B for plant cultivation suitable for plant cultivation can be provided reliably.
  • connection method of each blue LED chip 11 in this case is to connect the LED packages 10 in parallel according to the type of the LED package 10, as shown in FIG.
  • the LED packages 10 of the same type may be connected in series as shown in FIG.
  • FIGS. Example of arrangement of multiple types of LED packages
  • 12A, 12B, and 12C are configuration examples of LED light sources for plant cultivation in which various LED packages having different light quantity ratios of light emission in the blue region and light emission in the red region are combined and arranged on the substrate.
  • FIG. This arrangement example can be applied both in the first embodiment and in the case where a plurality of LED packages 10 are arranged on the mounting substrate 6.
  • the ratio of the photosynthetic photon flux in the blue region with a wavelength of 400 nm to 480 nm and the photosynthetic photon flux in the red region with a wavelength of 620 nm to 700 nm is, for example, 1: 1.
  • the LED package 10B ′ having a ratio of the photosynthetic photon flux in the blue region to the photosynthetic photon flux in the red region having a wavelength of 620 nm to 700 nm, for example, 1: 3 can be combined and arranged alternately.
  • the LED package 10F in which the ratio of each photosynthetic photon flux is, for example, 1: 1 is used before germination.
  • an LED package 10A ′ having a ratio of photosynthetic photon flux, for example, 1: 1.5 is used at the time of germination.
  • an LED package 10B ′ having a ratio of each photosynthetic photon flux of, for example, 1: 3 is used for raising seedlings.
  • the LED package 10A ′ in which the ratio of each photosynthesis photon flux is, for example, 1: 1.5 is the LED package 10F in which the ratio of each photosynthesis photon flux is, for example, 1: 1.
  • the LED package 10B ′ having a ratio of each photosynthetic photon flux of 1: 3, for example, are simultaneously turned on. Thereby, the ratio 1: 1.5 of each photosynthetic photon flux that is substantially equivalent to the 1: 1.5 LED package 10A 'can be obtained.
  • an LED package 10F in which the ratio of each photosynthesis photon flux is, for example, 1: 1 and an LED package 10B ′ in which the ratio of each photosynthesis photon flux is, for example, 1: 3. Can be arranged alternately in a matrix.
  • the LED package 10F having a ratio of each photosynthetic photon flux of 1: 1, for example, is used before germination.
  • the LED package 10F having a ratio of each photosynthesis photon flux, for example, 1: 1 and the LED package 10B 'having a ratio of each photosynthesis photon flux, for example, 1: 3 are simultaneously turned on and used.
  • an LED package 10B ' having a ratio of each photosynthetic photon flux of, for example, 1: 3 is used.
  • the LED light source 1B for plant cultivation suitable for the time before germination of a plant, at the time of germination, at the time of seedling raising, and cultivation can be provided only by 2 types, LED package 10F and LED package 10B '.
  • the LED package 10E for illumination described in the first embodiment is used. That is, in the LED package 10E for illumination, as described above, the blending ratio of the resin 12b, the red phosphor 12a, and the green phosphor 7c is, for example, 1: 0.01: 0.10. Then, as shown in FIG. 7, it has an emission spectrum in which the amount of light in the vicinity of a wavelength of 550 nm at which human beings feel the brightest is increasing.
  • the ratio of each photosynthesis photon flux is, for example, 1: 1, and each photosynthesis photon
  • LED packages 10B ′ having a bundle ratio of 1: 3 and LED packages 10E for illumination are alternately arranged in a matrix.
  • the LED package 10F having a ratio of each photosynthetic photon flux of 1: 1, for example, is used. Further, at the time of germination, the LED package 10F having a ratio of each photosynthesis photon flux, for example, 1: 1 and the LED package 10B 'having a ratio of each photosynthesis photon flux, for example, 1: 3 are simultaneously turned on and used. Further, when raising seedlings, an LED package 10B 'having a ratio of each photosynthetic photon flux of, for example, 1: 3 is used. In the case of illumination, the LED package 10E for illumination is turned on.
  • the LED light source 1B for plant cultivation suitable for a plant before germination, at the time of germination, and seedling raising and illumination can be provided by three types of LED package 10F, LED package 10B ', and LED package 10E for illumination. .
  • Embodiment 3 The following will describe still another embodiment of the present invention.
  • the configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment and the second embodiment.
  • members having the same functions as those shown in the drawings of Embodiment 1 and Embodiment 2 are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.
  • LED light sources for plant cultivation 1A and 1B for plants that require light for growth to perform photosynthesis have been described.
  • the LED light source for plant cultivation of the present invention can also target algae that require light for growth in order to carry out photosynthesis. Therefore, in this embodiment, application to algae that perform photosynthesis will be described.
  • chlorophyll pigment-based chlorophyll c chlorophyll pigment-based chlorophyll c, bacteriochlorophyll a (835 nm), and carotenoid pigment-based ⁇ -carotene (446 nm), lutein, fucoxanthin (453 nm), and phycopyrine pigment as pigments in addition to chlorophyll a and b for photosynthesis Systemic and phycocyanin (612 nm), phycoerythrin (540 nm).
  • the numerical value in parentheses is the wavelength of the absorption peak.
  • bacteriochlorophyll has an absorption peak at 700 nm or more.
  • the various algae specifically have the following pigments.
  • diatoms have chlorophyll a and fucoxanthin (453 nm) as main pigments.
  • the chlorophyll a has an absorption peak at 400 to 450 nm in the blue region, and has an absorption peak at 650 to 660 nm in the red region.
  • the first peak wavelength of 453 nm of fucoxanthin which is a relatively short wavelength region, among the plurality of peak wavelengths in light absorbed by diatoms that require light for growth in order to carry out photosynthesis corresponds to At least one blue LED chip 11 that emits light in the first short wavelength region, a red phosphor-mixed resin 12 that covers the blue LED chip 11, and a silicone resin 13 that covers the red phosphor mixed resin 12 are provided. Further, the red phosphor 12a as the phosphor contained in the red phosphor-mixed resin 12 absorbs the first short wavelength region light emitted from the blue LED chip 11, and thereby the first of the plurality of peak wavelengths.
  • an LED light source for plant cultivation that emits light in a long wavelength region corresponding to a peak wavelength of 650 to 660 nm of chlorophyll a in a longer wavelength region than one peak wavelength of 453 nm. Thereby, the growth of diatom can be promoted.
  • the second peak wavelength of 400 to 450 nm of chlorophyll a which is a peak wavelength in a relatively short wavelength region and is different from the first peak wavelength of 453 nm of fucoxanthin among a plurality of peak wavelengths. It may be provided with at least one second LED chip that emits corresponding second short-wavelength light. Thereby, the growth of diatom can be further promoted.
  • green algae have chlorophyll a and b and ⁇ -carotene (446 nm) as main pigments.
  • chlorophyll a has an absorption peak at 400 to 450 nm in the blue region, and has an absorption peak at 650 to 660 nm in the red region.
  • Chlorophyll b has an absorption peak at 400 to 480 nm in the blue region, and an absorption peak at 620 to 630 nm in the red region.
  • the first peak wavelength corresponding to the first peak wavelength of 446 nm of ⁇ -carotene which is a relatively short wavelength region, among the plurality of peak wavelengths in light absorbed by the green algae that needs light for growth to perform photosynthesis. It includes at least one blue LED chip 11 that emits light in one short wavelength region, a red phosphor-mixed resin 12 that covers the blue LED chip 11, and a silicone resin 13 that covers the resin.
  • the red phosphor contained in the red phosphor-mixed resin 12 absorbs the first short wavelength band light emitted from the blue LED chip 11 and thereby has a longer peak wavelength than the first peak wavelength of 446 nm among a plurality of peak wavelengths.
  • an LED light source for plant cultivation that emits light in a long wavelength region corresponding to a peak wavelength of chlorophyll a in the wavelength range of 650 to 660 nm and a peak wavelength of chlorophyll b of 620 to 630 nm. Thereby, the growth of green algae can be promoted.
  • cyanobacteria have chlorophyll a and phycocyanin (612 nm) as main pigments. As described above, the chlorophyll a has an absorption peak at 400 to 450 nm in the blue region.
  • the first peak wavelength of chlorophyll a which is a relatively short wavelength region, of a plurality of peak wavelengths in light absorbed by cyanobacteria that require light for growth to perform photosynthesis is 400 to 450 nm. It includes at least one blue LED chip 11 that emits corresponding first short wavelength band light, a red phosphor-mixed resin 12 that covers the blue LED chip 11, and a silicone resin 13 that covers it.
  • the red phosphor 12a contained in the red phosphor-mixed resin 12 absorbs the first short wavelength band light emitted from the blue LED chip 11 and thereby has a first peak wavelength of 400 to 450 nm among a plurality of peak wavelengths. It is also preferable to use an LED light source for plant cultivation that emits light in the long wavelength region corresponding to the peak wavelength of 612 nm of phycocyanin in the long wavelength region. Thereby, the growth of cyanobacteria can be promoted.
  • the first red phosphor contained in the red phosphor-mixed resin 12 absorbs the first short wavelength region light emitted from the first blue LED chip.
  • long wavelength band light corresponding to the peak wavelength 650 to 660 nm of chlorophyll a having a wavelength longer than the first peak wavelength 400 to 450 nm is emitted from the plurality of peak wavelengths.
  • a second blue LED chip is provided.
  • the second red phosphor contained in the red phosphor-containing resin 12 absorbs the first short wavelength band light emitted from the second blue LED chip.
  • the plurality of peak wavelengths light having a long wavelength region corresponding to the peak wavelength 612 nm of phycocyanin having a longer wavelength region than the first peak wavelength 400 to 450 nm is emitted.
  • the first red phosphor of the first blue LED chip that emits the first short wavelength band light cannot emit the long wavelength band light corresponding to the peak wavelength 612 nm of the relatively long wavelength phycocyanin.
  • a second blue LED chip that emits light in the second short wavelength region is used. Thereby, it is possible to emit long wavelength region light corresponding to the peak wavelength of phycocyanin of 612 nm with the second red phosphor.
  • such a method can be used not only for cyanobacterium but also for cultivation and culture of other organisms.
  • algae such as diatoms, green algae, and cyanobacterium are irradiated with LED light sources for plant cultivation, thereby promoting the growth of algae such as diatoms, green algae, and cyanobacterium. can do.
  • an LED light source for plant cultivation that appropriately promotes the growth of organisms such as algae is provided. Can do.
  • (Summary) LED light sources 1A and 1B for plant cultivation include a substrate 2A or a substrate 2B, and at least one blue LED chip 11 that is mounted on the substrate 2A or the substrate 2B and emits blue light.
  • a red phosphor-mixed resin 12 that covers or disperses the red phosphor 12a that covers the blue LED chip 11 and emits red light by excitation light from the blue LED chip 11, and the red phosphor-mixed resin 12
  • a transparent silicone resin 13 for covering is provided.
  • the present invention in the growth of organisms such as plants and algae that perform photosynthesis, when relatively blue light is emitted, red light having a longer wavelength than blue light is often required. Therefore, in the present invention, at least one blue LED chip that emits blue light and a red phosphor that covers the blue LED chip and emits red light with excitation light from the blue LED chip are dispersed or settled. And a red phosphor-containing resin.
  • the red phosphor is dispersed or settled in the red phosphor-containing resin.
  • the red phosphor can be dispersed in the resin at a predetermined blending ratio, and the amount of light in the blue region and the red region can be changed according to the blending ratio.
  • the distance between the plant and the silicone resin that is the light emitting surface can be made closer than before. Therefore, there is little light emission loss of the LED light source for plant cultivation.
  • the LED light source for plant cultivation can be brought close to a plant.
  • An LED light source for plant cultivation can be provided.
  • a transparent silicone resin covering the red phosphor-containing resin is provided.
  • the silicone resin acts as a lens, the light can be converged in a certain direction by the refractive action of the silicone resin as a lens.
  • the light emitted from the blue LED chip and the resin mixed with the red phosphor can reach farther, so that the amount of light irradiated to a distant plant can be increased, and the light extraction efficiency is consequently increased.
  • the number of LED packages mounted to obtain the required illuminance can be reduced as compared with a conventional light emitting device using a blue LED chip and a red LED chip, thereby reducing power consumption. it can.
  • an LED light source for plant cultivation that can increase the light extraction efficiency can be provided.
  • the LED light sources 1A and 1B for plant cultivation according to aspect 2 of the present invention are the LED light sources for plant cultivation according to aspect 1, wherein the substrate 2A or the substrate 2B is made of a ceramic or film-like base material. .
  • the LED light source for plant cultivation 1A and 1B according to aspect 3 of the present invention is the LED light source for plant cultivation according to aspect 1 or 2, and the red phosphor-mixed resin 12 and the silicone resin 13 are both dome-shaped. It is characterized by that.
  • the emitted light can be emitted radially uniformly in a high range.
  • the LED light source for plant cultivation 1A and 1B according to aspect 4 of the present invention is the LED light source for plant cultivation according to aspect 1, 2 or 3, wherein the blue LED chip 11 emits light having a light emission peak wavelength in the range of 400 to 480 nm. Emits light.
  • the red phosphor 12a emits light having an emission peak wavelength in the range of 620 to 700 nm.
  • the LED light source for plant cultivation includes a substrate, at least one blue LED chip, a red phosphor mixed resin in which a red phosphor covering the blue LED chip is dispersed, and the red phosphor mixed resin. It consists of a covering silicone resin.
  • the blue LED chip can output light in the wavelength range of 400 to 480 nm so as to correspond to the blue region absorption peak of chlorophyll.
  • the red phosphor emits light having an emission peak wavelength of 620 to 700 nm so as to correspond to the red region absorption peak of chlorophyll by excitation light from the blue LED chip.
  • An LED light source for plant cultivation can be provided.
  • the LED light source for plant cultivation 1A and 1B according to aspect 5 of the present invention is the LED light source for plant cultivation according to any one of aspects 1 to 4, wherein the blue LED chip 11 is placed on the substrate 2A or substrate 2B with the red fluorescent light.
  • a plurality of LED packages 10 covered with body-mixing resin 12 and silicone resin 13 are mounted, and the plurality of LED packages 10 is a combination of various types having different light quantity ratios of light emission in the blue region and light emission in the red region. It is characterized by being arranged.
  • the ratio of the amount of light of the blue wavelength light in the short wavelength region and the red wavelength light in the longer wavelength region than the blue wavelength is 1: 1 before germination.
  • the degree is sufficient.
  • about 1: 1.5 is required as a light amount ratio between light having a blue wavelength in a short wavelength region and light having a red wavelength in a longer wavelength region than the blue wavelength.
  • about 1: 3.0 is required as a light quantity ratio between light having a blue wavelength in a short wavelength region and light having a red wavelength in a longer wavelength region than the blue wavelength.
  • the LED light source for plant cultivation according to the growth process of organisms such as plants and algae, before germination, light having a short wavelength blue wavelength and light having a longer wavelength than the blue wavelength It is preferable that the light quantity ratio can be changed.
  • a plurality of LED packages in which the blue LED chip is covered with the red phosphor mixed resin and the silicone resin are mounted on the substrate.
  • the plurality of LED packages are arranged in a combination of various types having different light quantity ratios for light emission in the blue region and light emission in the red region.
  • the blue wavelength of the light intensity ratio corresponding to the growth process of the organism is prepared. And light having a red wavelength longer than the blue wavelength can be emitted.
  • the blue LED chip 11 should correspond to the blue region absorption peak of chlorophyll a.
  • At least one blue LED chip for chlorophyll a having an emission peak in the wavelength range of 400 to 450 nm and at least one having an emission peak in the wavelength range of 400 to 480 nm to correspond to the blue region absorption peak of chlorophyll b
  • a blue LED chip for chlorophyll b is
  • chlorophyll a and chlorophyll b have different light absorption characteristics in the blue region. Specifically, chlorophyll a has an absorption peak at 400 to 450 nm in the blue region, and chlorophyll b has an absorption peak at 400 to 480 nm in the blue region.
  • light is emitted in the wavelength range of 400 to 450 nm so as to correspond to the blue region absorption peak of chlorophyll a so as to correspond to the two types of light absorption characteristics in the blue region of chlorophyll a and chlorophyll b, respectively.
  • an LED light source for plant cultivation more suitable for a plant having chlorophyll a and chlorophyll b can be provided.
  • the present invention can be applied to an LED light source for plant cultivation that emits light absorbed by a plant that needs light for growth in order to perform photosynthesis.

Landscapes

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Abstract

　本発明の植物栽培用ＬＥＤ光源（１Ａ）には、基板（２Ａ）と、基板（２Ａ）の上に搭載されて青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ（１１）と、青色ＬＥＤチップ（１１）を覆いかつ該青色ＬＥＤチップ（１１）からの励起光にて赤色光を発光する赤色蛍光体（１２ａ）を分散又は沈降させた赤色蛍光体混入樹脂（１２）と、赤色蛍光体混入樹脂（１２）を覆う透明のシリコーン樹脂（１３）とが設けられている。

Description

植物栽培用ＬＥＤ光源
　本発明は、光合成を行うべく生育に光を必要とする植物によって吸収される光を発光する植物栽培用ＬＥＤ光源に関するものである。
　従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を用いた発光装置として、例えば特許文献１～５に開示されたものが知られている。
　上記特許文献１に開示されたＬＥＤを用いた発光装置は、青色光を発光する青色発光素子及びこの青色発光素子上に被覆され、上記青色光により励起されて青色光以外の単色光を発光する蛍光体を含む蛍光体層を有してなっている。上記青色光のピーク波長における発光強度が上記蛍光体のピーク波長における発光強度の３５％以下である分光スペクトルを有するものとなっている。
　また、特許文献２に開示されたＬＥＤデバイスは、複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つが他のＬＥＤに隣接して配置され、該複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つのＬＥＤは、５０ｎｍよりも大きい半値全幅を有する放射線を生成するものとなっている。ここで、半値全幅とは、ＬＥＤが最大放射パワーの５０％で光を放出する波長範囲をいう。
　さらに、特許文献３に開示された発光装置は、短い主発光波長を有する第１の半導体発光素子と、第１の半導体発光素子の主発光波長よりも長い主発光波長と、該第１の半導体発光素子及び第１の半導体発光素子からの発光を吸収しこの発光よりも長波長の可視光を発光する蛍光体が含有された色変換部材とを備えている。
　また、特許文献４に開示されたＬＥＤ装置１００は、図１３に示すように、配線基板１０１と、配線基板１０１上に配置されている１つ以上のＬＥＤ素子１０２と、該ＬＥＤ素子１０２を封止している樹脂体１１０とを含んでいる。樹脂体１１０は、配線基板１０１上にＬＥＤ素子１０２に接触することなくＬＥＤ素子１０２を取り囲むように形成されている第１の樹脂体１１１と、配線基板１０１上の第１の樹脂体１１１により囲われた領域上にＬＥＤ素子１０２を被覆するように形成されている第２の樹脂体１１２とを含んでいる。第２の樹脂体１１２には、蛍光体１０３が混入されている。
　さらに、特許文献５に開示されたヒートシンク２００は、図１４の（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤモジュール２０１が基板２０２に搭載されている。基板２０２は熱伝導性樹脂２１１を介して良熱伝導体金属又は炭素材料からなる複数のフィン２１２を列設した形状のヒートシンク本体２１０に固着されている。これにより、１Ｗ以上の高輝度ＬＥＤモジュールの冷却のために使用するヒートシンク２００を提供するとしている。
日本国公開特許公報「特開２００８－２３５６８０号公報（２００８年１０月０２日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００６－１７３６２２号公報（２００６年０６月２９日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１１－１０１０４０号公報（２０１１年０５月１９日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００６－３２４５８９号公報（２００６年１１月３０日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１１－０６１１５７号公報（２０１１年０３月２４日公開）」
　しかしながら、上記従来の特許文献１～５に記載された発光装置は、いずれも植物栽培用の発光装置であることについては開示も示唆もない。
　ここで、例えば特許文献１におけるＬＥＤを用いた発光装置では、青色光の発光強度は、赤色光の発光強度における３５％以下の割合となるように用いられている。一般的に、ＬＥＤは赤色及び青色を混合して使用されるが、植物によっては赤色単独を用いることも可能である。
　しかしながら、赤色及び青色を混合して使用される場合、又は赤色単独を用いる場合のいずれにおいても以下の課題を有している。
　（１）赤色ＬＥＤチップと青色ＬＥＤチップとを混合使用するための配置が困難である。具体的には、設置面積がかなり大きなものとなる。また、隅部に規則正しい配置をするのが困難である。
　（２）青色域と赤色域との光量割合を調整する必要があるが、青色ＬＥＤチップ又は赤色ＬＥＤチップの個数の調整によって光量割合を合わせる場合には、長期的な駆動を考慮すると劣化特性の違いにより光量割合のずれが生じる。
　また、青色ＬＥＤ光の光量を赤色ＬＥＤ光の光量における３５％以下の割合とするには、
（Ａ）赤色ＬＥＤチップを高輝度発光させる（駆動電流を増加する）。
（Ｂ）搭載するＬＥＤチップ数を増やす。
（Ｃ）赤色ＬＥＤチップの個数を増やす。
　等の措置が必要となる。
　しかしながら、（Ａ）の場合は、青／赤ＬＥＤチップ間の劣化特性差が助長され、長期的な駆動時における光量割合のずれがより大きくなる。また、電気的な方法で光量調整する場合には、電気駆動回路等を設置する必要があるため、複雑な構成となる。（Ｂ）の場合には、赤色ＬＥＤチップの大きさが大きくなり、広角の指向特性の制御が難しい等問題が生じる。（Ｃ）の場合には、青色ＬＥＤチップの個数が少なく、均等配置をしても、或いは青色ＬＥＤを広角の指向特性のものとしても赤色光及び青色光の混色が不十分であり、色むらが生じ易い懸念が生じる。
　（３）青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップとの混色は困難であり、植物栽培に必要な混合色を得ることは困難である。具体的には、青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップとの個別の素子を複数使用する場合に、所定の光量割合を満足しかつ同時に空間的に色むらなく一様な混色光を実現するのは非常に難しい。
　本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色域と赤色域との光量割合を容易に調整し、かつ光の取り出し効率を増大し得る植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することにある。
　本発明の一態様の植物栽培用ＬＥＤ光源は、上記課題を解決するために、基板と、上記基板の上に搭載されて青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップと、上記青色ＬＥＤチップを覆いかつ該青色ＬＥＤチップからの励起光にて赤色光を発光する赤色蛍光体を分散又は沈降させた赤色蛍光体混入樹脂と、上記赤色蛍光体混入樹脂を覆う透明のシリコーン樹脂とが設けられていることを特徴としている。
　本発明の一態様の植物栽培用ＬＥＤ光源によれば、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色域と赤色域との光量割合を容易に調整し、かつ光の取り出し効率を増大し得る植物栽培用ＬＥＤ光源を提供するという効果を奏する。
本発明の実施形態１における植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す断面図である。 搭載基板上に複数のＬＥＤパッケージを搭載した植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す側面図である。 （ａ）は上記植物栽培用ＬＥＤ光源において赤色蛍光体混入樹脂の配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．０５としたときの発光スペクトルを示すグラフであり、（ｂ）は上記植物栽培用ＬＥＤ光源において赤色蛍光体混入樹脂の配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．１０としたときの発光スペクトルを示すグラフである。 （ａ）は上記植物栽培用ＬＥＤ光源において赤色蛍光体混入樹脂の配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．１５としたときの発光スペクトルを示すグラフであり、（ｂ）は上記植物栽培用ＬＥＤ光源において赤色蛍光体混入樹脂の配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．２０としたときの発光スペクトルを示すグラフである。 クロロフィルの吸収スペクトルと、上記植物栽培用ＬＥＤ光源における各ＬＥＤパッケージの適用例を示す図である。 上記植物栽培用ＬＥＤ光源におけるＬＥＤパッケージの温度特性を従来との比較において示すグラフである。 上記植物栽培用ＬＥＤ光源において照明用に適用するＬＥＤパッケージの発光スペクトルを示すグラフである。 （ａ）は本発明の実施形態２における植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す断面図であり、（ｂ）は上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を、赤色蛍光体混入樹脂及びシリコーン樹脂を除いて示す平面図である。 （ａ）はフィルム状の基材からなる搭載基板にフィルム状の基材からなる基板上に複数のＬＥＤパッケージを搭載して湾曲させた上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す側面図であり、（ｂ）はフィルム状の基材からなる基板上に複数のＬＥＤパッケージを搭載して湾曲させた上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す側面図である。 （ａ）は帯状の搭載基板に複数のＬＥＤパッケージを配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は長方形の搭載基板に複数のＬＥＤパッケージを配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す斜視図である。 （ａ）は基板に複数の青色ＬＥＤチップを電気的に並列接続して配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す平面図であり、（ｂ）は基板に複数の青色ＬＥＤチップを電気的に直列接続して配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、青色領域の発光と赤色領域の発光との光量割合が異なる各種のＬＥＤパッケージを組み合わせて基板に配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成例を示す平面図である。 従来のＬＥＤを用いた発光装置の構成を示す断面図である。 （ａ）は従来の他のＬＥＤを用いた発光装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は上記発光装置の構成を示す斜視図である。
　　〔実施の形態１〕
　本発明の一実施形態について図１～図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
　（植物栽培用ＬＥＤ光源の構成）
　本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源の構成について、図１に基づいて説明する。図１は本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す断面図である。
　本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａは、図１に示すように、基板２Ａ上に少なくとも１個の青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）チップ１１が搭載されている。青色ＬＥＤチップ１１の周囲には、該青色ＬＥＤチップ１１を覆うように赤色蛍光体１２ａを分散又は沈降させた赤色蛍光体混入樹脂１２が設けられている。さらにその赤色蛍光体混入樹脂１２を覆うようにして透明のシリコーン樹脂１３が設けられている。したがって、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａは、基板２Ａの上に、青色ＬＥＤチップ１１を赤色蛍光体混入樹脂１２及びシリコーン樹脂１３にて２重に封止したＬＥＤパッケージ１０を有している。尚、図１においては、基板２Ａに１個のＬＥＤパッケージ１０を実装した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａを記載しているが、必ずしもこれに限らず、基板２Ａに複数のＬＥＤパッケージ１０が実装されていてもよい。また、基板２Ａの上に複数のＬＥＤパッケージ１０を配設したものについては、実施の形態２にて詳述する。
　上記基板２Ａは、例えばセラミックの基材からなっている。これにより、断熱性能の高い基板２Ａを提供することができる。
　上記基板２Ａにおいては、裏面に電極３・３が設けられている。したがって、基板２Ａに搭載された青色ＬＥＤチップ１１は、電力を供給するために、図示しない貫通電極を通して上記電極３・３に接続されている。ただし、必ずしも貫通電極に限らず、例えば、基板２Ａの側面に電極３・３が形成されていてもよい。
　本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａでは、上述したように、青色ＬＥＤチップ１１を覆うように赤色蛍光体１２ａを分散又は沈降させた赤色蛍光体混入樹脂１２が設けられている。この赤色蛍光体混入樹脂１２における、上記赤色蛍光体１２ａを分散又は沈降させている樹脂１２ｂは、透明のシリコーン樹脂からなっている。
　上記青色ＬＥＤチップ１１は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応する発光ピーク波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色光を発生する。また、赤色蛍光体１２ａは、青色ＬＥＤチップ１１の青色光を吸収してクロロフィルの赤色域吸収ピークに対応する発光ピーク波長６２０～７００ｎｍの赤色光を発光するものとなっている。
　尚、青色ＬＥＤチップ１１は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応する発光ピーク波長４００ｎｍ～４８０ｎｍのみでなく、紫外色を含む青紫外色領域まで出力するものであってもよい。
　また、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａでは、赤色蛍光体混入樹脂１２を覆う透明のシリコーン樹脂１３がドーム状に設けられている。このため、シリコーン樹脂１３がレンズの作用をするので、レンズであるシリコーン樹脂１３の屈折作用により、光を一定方向に収束させることができる。この結果、青色ＬＥＤチップ１１及び赤色蛍光体混入樹脂１２から出射された光をより遠方へ到達させることができるので、遠方の植物への照射光量を増加させることができ、結果的に光の取り出し効率を増大することができる。したがって、光の取り出し効率を増大し得る植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａを提供することができる。
　また、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａにおける、青色ＬＥＤチップ１１を赤色蛍光体混入樹脂１２及びシリコーン樹脂１３にて２重に封止したＬＥＤパッケージ１０においては、赤色蛍光体混入樹脂１２及びシリコーン樹脂１３は、上述したように、いずれもドーム状に形成されている。これにより、出射される光を高範囲に均一に放射状に出射することができる。すなわち、植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａの側壁が存在する場合には青色ＬＥＤチップ１１の側面からは光が出射されない。しかし、赤色蛍光体混入樹脂１２及びシリコーン樹脂１３がドーム状になっている場合には、ＬＥＤパッケージ１０の側面にまで光を出射させることができる。その結果、図２に示すように、搭載基板６上にＬＥＤパッケージ１０を複数配列すれば、搭載基板６の上面全体が均一な光を発光する面状光源として機能するようになる。
　（青色域と赤色域との光量割合の調整）
　本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１ＡにおけるＬＥＤパッケージ１０の青色域と赤色域との光量割合の調整方法について、図３の（ａ）（ｂ）及び図４の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図３の（ａ）は植物栽培用ＬＥＤ光源において赤色蛍光体混入樹脂の配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．０５としたときの発光スペクトルを示すグラフである。図３の（ｂ）は植物栽培用ＬＥＤ光源において赤色蛍光体混入樹脂の配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．１０としたときの発光スペクトルを示すグラフである。また、図４の（ａ）は植物栽培用ＬＥＤ光源において赤色蛍光体混入樹脂の配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．１５としたときの発光スペクトルを示すグラフである。図４の（ｂ）は上記植物栽培用ＬＥＤ光源において赤色蛍光体混入樹脂の配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．２０としたときの発光スペクトルを示すグラフである。
　本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａでは、各ＬＥＤパッケージ１０における赤色蛍光体混入樹脂１２はシリコーン樹脂からなる樹脂１２ｂに赤色蛍光体１２ａが分散又は沈降されたものからなっている。したがって、ＬＥＤパッケージ１０における樹脂１２ｂに対する赤色蛍光体１２ａの割合を変更することによって、互いに異なる波長の光が出射できるものとなる。
　例えば、赤色蛍光体１２ａとして、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用し、前述したように、青色ＬＥＤチップ１１から波長が４００～４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を出射する。これによって、波長４００～４８０ｎｍの青色光と波長６２０～７００ｎｍの赤色光とを出射する。尚、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕは、２価のユーロピウム（Ｅｕ）を付活材とする窒化物赤色蛍光体であり、温度特性が安定かつ高発光効率の蛍光体の１つである。
　具体的には、配合比を樹脂１２ｂ：赤色蛍光体１２ａ＝１：０．０５としたＬＥＤパッケージ１０Ａの場合には、図３の（ａ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度０．３のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。また、配合比を樹脂１２ｂ：赤色蛍光体１２ａ＝１：０．１０としたＬＥＤパッケージ１０Ｂの場合には、図３の（ｂ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度０．８のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
　さらに、配合比を樹脂１２ｂ：赤色蛍光体１２ａ＝１：０．１５としたＬＥＤパッケージ１０Ｃの場合には、図４の（ａ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度０．５６のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
　さらに、配合比を樹脂１２ｂ：赤色蛍光体１２ａ＝１：０．２０としたＬＥＤパッケージ１０Ｄの場合には、図４の（ｂ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度０．４のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
　このように、植物栽培用ＬＥＤ光源１ＡのＬＥＤパッケージ１０における樹脂１２ｂと赤色蛍光体１２ａとの配合比を変更することによって、容易に青色域と赤色域との光量割合を調整することが可能となる。
　（植物の成長において必要な光の波長）
　次に、植物の成長においてどのような波長の光を照射すればよいのかについて、図５に基づいて説明する。図５は、クロロフィルの吸収スペクトルと、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源における各ＬＥＤパッケージの適用例を示す図である。
　まず、植物の光合成において中心的な役割を担う葉緑素（クロロフィル）は、光を一様に吸収するのではない。すなわち、葉緑素（クロロフィル）は、図５に示すように、赤色６６０ｎｍ付近と青色４５０ｎｍ付近とに明確な吸収ピークを示す。このため、これに関係して、光合成の波長特性は６６０ｎｍ付近に第一ピークを有すると共に、４５０ｎｍ付近に第二のピークを有している。
　したがって、植物が葉を備え光合成が活発となる栽培段階では、赤色及び青色の両方の光成分を有することが生育に対して有効になる。
　一方、４５０ｎｍ付近の青色光は、植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、植物の健全な形態形成に必要不可欠である。このため、発芽・育苗の段階では、青色光の成分の重要性が増す。
　これに対して、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａにおいては、図５に示すように、クロロフィルの青色域吸収帯には本実施の形態のＬＥＤパッケージ１０Ａが適していると共に。クロロフィルの赤色域吸収帯には本実施の形態のＬＥＤパッケージ１０Ｄが適していることが分かる。
　このように、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１ＡのＬＥＤパッケージ１０においては、樹脂１２ｂと赤色蛍光体１２ａとの配合比を変更するのみでクロロフィルの光吸収特性に容易に合わせることができることが分かる。
　ところで、光の分野では、光量の単位として例えば光量子束密度が用いられる。ここで、光量子束密度は、ある物質に太陽の光が照射している場合に、１秒間に照射される光子の数をその物質の受光面積で割った値をいう。しかし、光量子束密度という場合には、光子の数を数えるので、赤外光又は紫外光のいずれが来ても１個は１個である。一方、光化学反応は、色素が吸収できる光子が来たときだけに引き起こされる。例えば、植物の場合、クロロフィルに吸収されない光がいくら来ても、それは存在しないのと同じである。そこで、光合成の分野では、クロロフィルが吸収できる４００ｎｍ～７００ｎｍまでの波長領域だけの光合成有効光量子束密度又は光合成光量子束が定義されている。尚、光合成光量子束とは、光合成光量子束とは、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ：photosynthetic photon flux density）に光照射面積をかけたものをいう。この値は、単にクロロフィルの赤域及び青域の吸収ピーク波長のエネルギーで表現した値ではなく、植物の成長に必要な光強度を求めるために、赤域及び青域の各吸収スペクトルに対応するエネルギー（すなわち光合成に必要なエネルギー）を光量子の量で表現した値である。また、光合成光量子束は、ＬＥＤ光源からのスペクトル特性と、各波長の光量子１個のエネルギーとから求めることができる。
　したがって、光合成光量子束を用いて植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａを表すと、図３の（ａ）に示すＬＥＤパッケージ１０Ａでは、光合成光量子束が波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域では、１μｍｏｌ／ｓとなっている。また、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域では、１．３μｍｏｌ／ｓとなっている。尚、この値は、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍ及び波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの面積から求まる値である。そして、これを比率であらわすと、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３となる。
　また、図４の（ｂ）に示すＬＥＤパッケージ１０Ｄでは、光合成光量子束が波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域では、０．２μｍｏｌ／ｓであり、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域では、２．０μｍｏｌ／ｓとなっている。そして、これを比率であらわすと、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１０となる。
　尚、図３の（ｂ）に示すＬＥＤパッケージ１０Ｂでは、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：３．５となる。また、図４の（ａ）に示すＬＥＤパッケージ１０Ｃでは、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５となる。
　したがって、本実施の形態では、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３～１：１０となっている。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培に適した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａとすることができる。
　具体的には、発芽棚又は育苗棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３～１：３．５となるＬＥＤパッケージ１０Ａ・１０Ｂが好ましい。これにより、植物の発芽・育苗に適したＬＥＤパッケージ１０Ａ・１０Ｂを備えた植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａとすることができる。
　また、本実施の形態では、栽培棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５～１：１０となるＬＥＤパッケージ１０Ｃ・１０Ｄが好ましい。これにより、植物の栽培に適したＬＥＤパッケージ１０Ｃ・１０Ｄを備えた植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａすることができる。
　また、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａと従来の単独の植物栽培用の赤色ＬＥＤチップとの相対全光束における温度特性を図６に示す。図６において、横軸は搭載チップのジャンクション温度を示し、縦軸は相対全光束値を示している。図６に示すように、植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａ（図６において実線）と従来の単独の植物栽培用の赤色ＬＥＤチップ（図６において破線）とでは、高温領域において約１０％の温度特性の差があることが判る。この理由は、赤色ＬＥＤチップの温度特性が悪いことに起因している。これに対して、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａでは赤色ＬＥＤチップの代わりに赤色蛍光体１２ａにて構成しているため温度特性が向上している。この結果、植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａは、クロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークによく合わせることができる。
　（赤色蛍光体の材質）
　ここで、上記の説明において、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａでは、赤色蛍光体１２ａとして、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用した。しかし、必ずしもこれに限らず、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用することも可能である。この（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３は、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕにおいて、Ｃａの一部をＳｒに置換えて発光ピーク波長を短波長にシフトさせたものであり、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕと同様に温度特性が安定かつ高発光効率の蛍光体である。
　具体的には、特に、クロロフィルｂよりもクロロフィルａを多く含む植物等に対しては、赤色蛍光体１２ａとしてＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ（発光ピーク６５０～６６０ｎｍ）を使用することが好ましい。また、クロロフィルａよりもクロロフィルｂを多く含む植物などに対しては赤色蛍光体１２ａとしてより短波長側に発光ピーク（６２０～６３０ｎｍ）をもつ（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用することが好ましい。
　また、赤色蛍光体１２ａとして、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２ ・ＧｅＯ２ ：Ｍｎ、Ｌａ２ Ｏ２ Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２ Ｏ２ Ｓ：Ｅｕ、ＬｉＥｕＷ２ Ｏ８ 、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）２ Ｏ３ 、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ３ 、及び／又はＹＶＯ４ ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ，Ｃｅ，Ｋを使用することも可能である。
　勿論、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕと（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕとを使用する等、赤色蛍光体１２ａを２種類併用してもよいことはいうまでもない。クロロフィルａとクロロフィルｂとが半分ずつ含まれる植物の栽培にとって有効である。
　また、クロロフィルの青色領域の光吸収特性に対しても青色ＬＥＤチップ１１のピーク波長を、クロロフィルａ及びクロロフィルｂの吸収ピークに合致するように適宜選定してもよい。例えば、クロロフィルａを多く含む植物では４３０～４４０ｎｍにピークを有する青色ＬＥＤチップ１１（タイプＩ）を使用し、クロロフィルｂを多く含む植物では４５０～４６０ｎｍにピークを有する青色ＬＥＤチップ１１（タイプＩＩ）を使用することが好ましい。
　さらに、青色ＬＥＤチップ１１と赤色蛍光体１２ａの組み合わせを、クロロフィルａ及びクロロフィルｂの各タイプに合致した組み合わせの植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａとしてもよい。例えば、タイプＩの青色ＬＥＤチップ１１と、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕからなる赤色蛍光体１２ａとの組み合わせや、タイプＩＩの青色ＬＥＤチップ１１と（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕからなる赤色蛍光体１２ａとの組み合わせ等、それぞれの組み合わせ構成の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａとすることが可能である。
　この場合、それぞれ樹脂１２ｂと赤色蛍光体１２ａとの配合比を所望の光量割合になるように適宜調整する。
　（人間が作業するために必要な照明用ＬＥＤ光源の構成）
　上述した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａは、植物栽培用ＬＥＤ光源のものであった。しかし、この植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａを利用して人間が作業するために必要なＬＥＤパッケージ１０Ｅとすることが可能であり、容易に行うことができる。
　具体的には、植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａの照明用のＬＥＤパッケージ１０として、青色ＬＥＤチップ１１の上側を被覆する赤色蛍光体混入樹脂１２には、樹脂１２ｂに、赤色蛍光体１２ａに加えて緑色蛍光体を追加して混合分散させたＬＥＤパッケージ１０Ｅとすることが可能である。
　ここで、ＬＥＤパッケージ１０Ｅは、樹脂１２ｂと赤色蛍光体１２ａと緑蛍光体７ｃとの配合比が、例えば１：０．０１：０．１０となっている。この配合比により、図７に示す発光スペクトルを得ることができる。図７に示す発光スペクトルにおいては、人間が最も明るく感じる波長５５０ｎｍ付近の光量が増加しているのが把握できる。したがって、照明のＬＥＤパッケージ１０Ｅを搭載した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａは、人間が作業するための照明光源として有効であることが判る。
　　〔実施の形態２〕
　本発明の他の実施の形態について図８～図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
　前記実施の形態１にて説明した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａは、基板２Ａがセラミックからなっており、かつその基板２Ａに一個のＬＥＤパッケージ１０が搭載されているものであった。
　これに対して、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂは、基板２Ｂがフィルム状の基材からなっている点が異なっている。
　（植物栽培用ＬＥＤ光源の構成）
　本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂに構成について、図８の（ａ）（ｂ）～図１１の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図８の（ａ）は本実施の形態における植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す断面図であり、図８の（ｂ）は上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を、赤色蛍光体混入樹脂及びシリコーン樹脂を除いて示す平面図である。図９の（ａ）はフィルム状の基材からなる搭載基板にフィルム状の基材からなる基板上に複数のＬＥＤパッケージを搭載して湾曲させた上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す側面図である。図９の（ｂ）はフィルム状の基材からなる基板上に複数のＬＥＤパッケージを搭載して湾曲させた上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す側面図である。図１０の（ａ）は帯状の搭載基板に複数のＬＥＤパッケージを配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す斜視図であり、図１０の（ｂ）は長方形の搭載基板に複数のＬＥＤパッケージを配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す斜視図である。図１１の（ａ）は基板に複数の青色ＬＥＤチップを電気的に並列接続して配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す平面図である。図１１の（ｂ）は基板に複数の青色ＬＥＤチップを電気的に並列接続して配設した上記植物栽培用ＬＥＤ光源の構成を示す平面図である。
　すなわち、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂは、図８の（ａ）（ｂ）に示すように、基板２Ｂがフィルム状の基材からなっている。フィルム状の基材としては、例えばポリイミド等の薄くて硬質な樹脂フィルムを用いることが好ましい。これにより、図９の（ａ）（ｂ）に示すように、平面だけではなく、曲面からなる植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂを提供することが可能となる。すなわち、図９の（ａ）に示すように、フィルム状の基材からなる搭載基板６に、フィルム状の基材からなる基板２Ｂ上に複数のＬＥＤパッケージ１０を搭載して湾曲させた植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂとすることが可能である。この場合、基板２Ｂがフィルム状の基材からなっているので、フィルム状の基材からなる搭載基板６を湾曲させた場合においても、その湾曲に追随してフィルム状の基材からなる基板２Ｂも湾曲することができる。尚、搭載基板６では、必ずしもフィルム状の基材に限るものではなく、例えば金属や樹脂等からなり曲面形状を有している搭載部であっても構わない。
　或いは、図９の（ｂ）に示すように、フィルム状の基材からなる基板２Ｂ上に複数のＬＥＤパッケージを直接搭載して湾曲させた植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂとすることが可能である。
　この結果、設置空間をより有効に使うことが可能となり、設置場所への制約を低減することが可能となる。特に、ポリイミドからなるフィルム状の樹脂フィルムは、硬質で弾力性及び可撓性を有しているので、多くのＬＥＤパッケージ１０を平面に実装することができ、かつ湾曲させて使用できるので好ましい。
　本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂは、図８の（ａ）（ｂ）に示すように、前記実施の形態１の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａと同様に、基板２Ｂ上に少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１１が搭載されている。青色ＬＥＤチップ１１の周囲には、青色ＬＥＤチップ１１を覆うように赤色蛍光体１２ａを分散又は沈降させた赤色蛍光体混入樹脂１２が設けられており、さらにその赤色蛍光体混入樹脂１２を覆うようにして透明のシリコーン樹脂１３が設けられている。したがって、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂは、基板２Ｂの上に、青色ＬＥＤチップ１１を赤色蛍光体混入樹脂１２及びシリコーン樹脂１３にて２重に封止したＬＥＤパッケージ１０となっている。
　上記植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂにおいては、図８の（ｂ）に示すように、例えばポリイミドからなるフィルム状の基板２Ｂの上に青色ＬＥＤチップ１１が搭載されている。そして、青色ＬＥＤチップ１１からワイヤ４・４を介して両側に設けられた電極端子５・５に接続されている。
　ここで、図８の（ｂ）中の斜線部分は保護素子を示している。この保護素子とは印刷抵抗、ツェナーダイオードのことである。ただし、本発明においては、必ずしも保護素子を搭載する必要はない。
　本実施の形態では、青色ＬＥＤチップ１１を用いて、電気的接続はワイヤ４・４にて行っている。ここで、上面２電極の青色ＬＥＤチップ１１の替わりにフリップチップ型の青色ＬＥＤチップ１１を用いてもよい。その構成では、ワイヤ４を必要としないためワイヤ４の断線等による不点灯不良が低減する。また、金等からなるワイヤ４を必要としないため廉価な植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂが可能となる。
　尚、各青色ＬＥＤチップ１１及び赤色蛍光体混入樹脂１２及びシリコーン樹脂１３の構成は前記実施の形態１の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａと同じであるので、その説明を省略する。
　ここで、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂにおいては、基板２Ｂの上のＬＥＤパッケージ１０は、必ずしも１個に限らず、複数個設けることが可能である。具体的には、図１０の（ａ）に示すように、例えば、帯状の搭載基板６に１列に複数のＬＥＤパッケージ１０を配設したり、図１０の（ｂ）に示すように、長方形の搭載基板６に、マトリクス状に複数のＬＥＤパッケージ１０を配設したりすることが可能である。これにより、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａにおいては、搭載基板６に一個のＬＥＤパッケージ１０を実装した個片化された植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａとしたり、長方形の搭載基板６に複数のＬＥＤパッケージ１０を搭載したバー状の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａとしたりする選択肢がある。このため、同一の搭載基板６上において複数のＬＥＤパッケージ１０同士を密集して隣接させた状態で搭載することが可能である。尚、この効果は、実施の形態１の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａにおいても同様である。
　この場合に、複数のＬＥＤパッケージ１０は一種ではなく、青色領域の発光と赤色領域の発光との光量割合が異なる各種のものを組み合わせて配置することが可能である。これにより、同一の基板２Ｂに搭載された各種のＬＥＤパッケージ１０によって、植物の成長過程に応じて必要な発光スペクトルを得ることができる。
　すなわち、光合成を行う植物及び藻類等の生物の生育過程において、発芽前には短波長域の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光との光量比として１：１程度でよい。しかし、発芽時には、短波長域の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光との光量比として１：１．５程度が必要となる。さらに成長時においては、短波長域の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光との光量比として１：３．０程度が必要となる。
　したがって、植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂにおいては、この植物及び藻類等の生物の生育過程に応じて発芽前には短波長域の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光との光量比を変えることができるようになっていることが好ましい。
　そこで、基板２Ｂに搭載された複数のＬＥＤパッケージ１０について、上記の生物の生育過程に対応する例えば３種類の光量比のものを用意しておく。これにより、生物の生育過程に応じた光量比の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光とを出射することが可能である。この結果、確実に、植物栽培用に適した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂを提供することができる。
　この場合の各青色ＬＥＤチップ１１の接続方法は、図１１の（ａ）に示すように、ＬＥＤパッケージ１０の種類に応じて各ＬＥＤパッケージ１０を並列に接続する。一方、同じ種類のＬＥＤパッケージ１０については、図１１の（ｂ）に示すように、各ＬＥＤパッケージ１０を直列に接続すればよい。
　（複数種類のＬＥＤパッケージの配設例）
　ここで、複数のＬＥＤパッケージ１０におけるフィルム状の基板２Ｂ上での青色領域の発光と赤色領域の発光との光量割合が異なる各種のＬＥＤパッケージ１０の組み合わせ例について、図１２の（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図１２の（ａ）（ｂ）（ｃ）は、青色領域の発光と赤色領域の発光との光量割合が異なる各種のＬＥＤパッケージを組み合わせて基板に配設した植物栽培用ＬＥＤ光源の構成例を示す平面図である。尚、この配設例は、前述の実施の形態１における場合も、搭載基板６に複数のＬＥＤパッケージ１０を配設する場合においても適用できるものである。
　例えば、図１２の（ａ）に示すように、搭載基板６上に、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆと、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が例えば１：１．５のＬＥＤパッケージ１０Ａ’と、波長４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と波長６２０ｎｍ～７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’とを組み合せてマトリクス状に交互に配設することが可能である。
　上記の例では、各光合成光量子束の比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆを発芽前に使用する。また、光合成光量子束の比が例えば１：１．５のＬＥＤパッケージ１０Ａ’を発芽時に使用する。さらに、各光合成光量子束の比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’を育苗時に使用する。
　これにより、植物の発芽前、発芽時及び育苗時に適した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂを提供することができる。
　ここで、図１２の（ａ）に示す配列例において、各光合成光量子束の比が例えば１：１．５のＬＥＤパッケージ１０Ａ’は、各光合成光量子束の比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆと各光合成光量子束の比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’とを同時に点灯する。これにより、実質的に、該１：１．５のＬＥＤパッケージ１０Ａ’と略同等の各光合成光量子束の比１：１．５を得ることができる。
　このため、例えば、図１２の（ｂ）に示すように、各光合成光量子束の比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆと、各光合成光量子束の比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’とをマトリクス状に交互に配設することが可能である。この場合には、発芽前には各光合成光量子束の比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆを使用する。また、発芽時には各光合成光量子束の比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆと各光合成光量子束の比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’とを同時に点灯して使用する。さらに、育苗時には各光合成光量子束の比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’を使用する。これにより、ＬＥＤパッケージ１０ＦとＬＥＤパッケージ１０Ｂ’との２種だけで植物の発芽前、発芽時及び育苗及び栽培時に適した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂを提供することができる。
　一方、本実施の形態の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂを、場合によっては照明用として使用したい場合がある。この場合には、実施の形態１において説明した照明用のＬＥＤパッケージ１０Ｅを使用する。すなわち、照明用のＬＥＤパッケージ１０Ｅは、前述したように、樹脂１２ｂと赤色蛍光体１２ａと緑蛍光体７ｃとの配合比は、例えば１：０．０１：０．１０となっている。そして、前記図７に示すように、人間が最も明るく感じる波長５５０ｎｍ付近の光量が増加している発光スペクトルを有している。
　照明用のＬＥＤパッケージ１０Ｅの搭載基板６上の配設例としては、例えば、図１２の（ｃ）に示すように、各光合成光量子束の比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆと、各光合成光量子束の比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’と、照明用のＬＥＤパッケージ１０Ｅとをマトリクス状に交互に配設する。
　そして、発芽前には各光合成光量子束の比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆを使用する。また、発芽時には各光合成光量子束の比が例えば１：１のＬＥＤパッケージ１０Ｆと各光合成光量子束の比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’とを同時に点灯して使用する。さらに、育苗時には各光合成光量子束の比が例えば１：３のＬＥＤパッケージ１０Ｂ’を使用する。また、照明用の場合には、照明用のＬＥＤパッケージ１０Ｅを点灯させる。
　これにより、ＬＥＤパッケージ１０ＦとＬＥＤパッケージ１０Ｂ’と照明用のＬＥＤパッケージ１０Ｅとの３種で植物の発芽前、発芽時及び育苗及び照明用に適した植物栽培用ＬＥＤ光源１Ｂを提供することができる。
　　〔実施の形態３〕
　本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
　前記実施の形態１及び実施の形態２では、光合成を行うべく生育に光を必要とする植物を対象とした植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａ・１Ｂについて説明した。しかしながら、本発明の植物栽培用ＬＥＤ光源は、光合成を行うべく生育に光を必要とする藻類を対象にすることも可能である。したがって、本実施の形態では、光合成を行う藻類への適用について説明する。
　すなわち、光合成を行うクロロフィルａ，ｂ以外に色素として、クロロフィル色素系のクロロフィルｃ、バクテリオクロロフィルａ（８３５ｎｍ）、及びカロテノイド色素系のβカロテン（４４６ｎｍ）、ルテイン、フコキサンチン（４５３ｎｍ）、並びにフィコピリン色素系の及びフィコシアニン（６１２ｎｍ）、フィコエリトリン（５４０ｎｍ）が挙げられる。尚、カッコ内の数値は吸収ピークの波長である。上述したように、バクテリオクロロフィルは７００ｎｍ以上に吸収ピークがある。
　ここで、各種の藻類においては、具体的には以下の色素を有している。
　まず、ケイ藻類は、主な色素としてクロロフィルａとフコキサンチン（４５３ｎｍ）とを有している。上記クロロフィルａは、前述したように、青色領域においては４００～４５０ｎｍに吸収ピークを有しており、赤色領域では６５０～６６０ｎｍに吸収ピークを有している。
　したがって、この場合、光合成を行うべく生育に光を必要とするケイ藻類によって吸収される光における複数のピーク波長のうち、相対的に短波長域であるフコキサンチンの第１ピーク波長４５３ｎｍに対応した第１短波長域光を発する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１１と、該青色ＬＥＤチップ１１を覆う赤色蛍光体混入樹脂１２及びそれを覆うシリコーン樹脂１３とを備えている。また、上記赤色蛍光体混入樹脂１２に含有された蛍光体としての赤色蛍光体１２ａは、青色ＬＥＤチップ１１が出射する第１短波長域光を吸収することにより、複数のピーク波長のうち、第１ピーク波長４５３ｎｍよりも長波長域のクロロフィルａのピーク波長６５０～６６０ｎｍに対応した長波長域光を発する植物栽培用ＬＥＤ光源とするのが好ましい。これにより、ケイ藻類の成長を促進することができる。
　また、ケイ藻類の場合、複数のピーク波長のうち、相対的に短波長域のピーク波長であって、かつフコキサンチンの第１ピーク波長４５３ｎｍとは異なるクロロフィルａの第２ピーク波長４００～４５０ｎｍに対応した第２短波長域光を発する、少なくとも１個の第２ＬＥＤチップを備えているとすることが可能である。これにより、ケイ藻類の成長をさらに促進することができる。
　次に、緑藻類は、主な色素としてクロロフィルａ，ｂとβカロテン（４４６ｎｍ）とを有している。前述したように、クロロフィルａは青色領域においては４００～４５０ｎｍに吸収ピークを有し、赤色領域では６５０～６６０ｎｍに吸収ピークを有している。また、クロロフィルｂは青色領域においては４００～４８０ｎｍに吸収ピークを有し、赤色領域では６２０～６３０ｎｍに吸収ピークを有している。
　したがって、この場合、光合成を行うべく生育に光を必要とする緑藻類によって吸収される光における複数のピーク波長のうち、相対的に短波長域であるβカロテンの第１ピーク波長４４６ｎｍに対応した第１短波長域光を発する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１１と、該青色ＬＥＤチップ１１を覆う赤色蛍光体混入樹脂１２と、それを覆うシリコーン樹脂１３とを備えている。上記赤色蛍光体混入樹脂１２に含有された赤色蛍光体は、青色ＬＥＤチップ１１が出射する第１短波長域光を吸収することにより、複数のピーク波長のうち、第１ピーク波長４４６ｎｍよりも長波長域のクロロフィルａのピーク波長６５０～６６０ｎｍ及びクロロフィルｂのピーク波長６２０～６３０ｎｍに対応した長波長域光を発する植物栽培用ＬＥＤ光源とするのが好ましい。これにより、緑藻類の成長を促進することができる。
　次に、ラン藻類は、主な色素としてクロロフィルａとフィコシアニン（６１２ｎｍ）とを有している。前述したように、上記クロロフィルａは、青色領域においては４００～４５０ｎｍに吸収ピークを有している。
　したがって、この場合、光合成を行うべく生育に光を必要とするラン藻類によって吸収される光における複数のピーク波長のうち、相対的に短波長域であるクロロフィルａの第１ピーク波長４００～４５０ｎｍに対応した第１短波長域光を発する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１１と、該青色ＬＥＤチップ１１を覆う赤色蛍光体混入樹脂１２と、それを覆うシリコーン樹脂１３とを備えている。赤色蛍光体混入樹脂１２に含有された赤色蛍光体１２ａは、青色ＬＥＤチップ１１が出射する第１短波長域光を吸収することにより、複数のピーク波長のうち、第１ピーク波長４００～４５０ｎｍよりも長波長域のフィコシアニンのピーク波長６１２ｎｍに対応した長波長域光を発する植物栽培用ＬＥＤ光源とするのが好ましい。これにより、ラン藻類の成長を促進することができる。
　この場合、赤色蛍光体１２ａの吸収ピーク波長に一致する青色ＬＥＤチップ１１を用いることも可能である。
　すなわち、まず、相対的に短波長域であるクロロフィルａの第１ピーク波長４００～４５０ｎｍに対応した第１短波長域光を発する少なくとも１個の第１青色系ＬＥＤチップと、該第１青色系ＬＥＤチップを覆う赤色蛍光体混入樹脂１２とを備えている。上記赤色蛍光体混入樹脂１２に含有された第１赤色蛍光体は、上記第１青色系ＬＥＤチップが出射する第１短波長域光を吸収する。これにより、複数のピーク波長のうち、第１ピーク波長４００～４５０ｎｍよりも長波長域のクロロフィルａのピーク波長６５０～６６０ｎｍに対応した長波長域光を発光する。
　次に、相対的に短波長域のピーク波長であって、かつクロロフィルａの第１ピーク波長４００～４５０ｎｍとは異なる第２ピーク波長に対応した第２短波長域光を発する、少なくとも１個の第２青色系ＬＥＤチップを設ける。
　この第２青色系ＬＥＤチップにおいては、赤色蛍光体混入樹脂１２に含有された第２赤色蛍光体は、第２青色系ＬＥＤチップが出射する第１短波長域光を吸収する。これにより、上記複数のピーク波長のうち、第１ピーク波長４００～４５０ｎｍよりも長波長域のフィコシアニンのピーク波長６１２ｎｍに対応した長波長域光を発光するようにする。
　この結果、第１短波長域光を発光する第１青色系ＬＥＤチップの第１赤色蛍光体では、相対的に長波長域のフィコシアニンのピーク波長６１２ｎｍに対応した長波長域光を発することができない場合に、第２短波長域光を発光する第２青色系ＬＥＤチップを用いる。これにより、第２赤色蛍光体にてフィコシアニンのピーク波長６１２ｎｍに対応した長波長域光を発光することが可能である。
　この結果、フィコシアニンに対して、より発光強度の強い赤色波長領域の光りが発光装置から出射され、ひいてはラン藻類の発育が良好となる。
　尚、このような方法は、ラン藻類だけではなく他の生物の栽培、培養にも用いることができる。
　このような植物栽培用ＬＥＤ光源を用いることにより、ケイ藻類、緑藻類、ラン藻類等の藻類を植物栽培用ＬＥＤ光源にて照射することによって、ケイ藻類、緑藻類、ラン藻類等の藻類の成長を促進することができる。
　また、相対的に短波長域のピーク波長が第１ピーク波長と第２ピーク波長との２種類存在する場合においても、適切に藻類等の生物の成長を促す植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
　（まとめ）
　本発明の一態様の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａ・１Ｂは、基板２Ａ又は基板２Ｂと、上記基板２Ａ又は基板２Ｂの上に搭載されて青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１１と、上記青色ＬＥＤチップ１１を覆いかつ該青色ＬＥＤチップ１１からの励起光にて赤色光を発光する赤色蛍光体１２ａを分散又は沈降させた赤色蛍光体混入樹脂１２と、上記赤色蛍光体混入樹脂１２を覆う透明のシリコーン樹脂１３とが設けられていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、光合成を行う植物及び藻類等の生物の生育には、相対的に青色光を発光すると、青色光よりも長波長域の赤色光の光が必要となる場合が多い。そこで、本発明では、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップと、上記青色ＬＥＤチップを覆いかつ該青色ＬＥＤチップからの励起光にて赤色光を発光する赤色蛍光体を分散又は沈降させた赤色蛍光体混入樹脂とを備えている。
　このため、独立した青色ＬＥＤチップと独立した赤色ＬＥＤチップとの２種類のＬＥＤチップを使用しなくても、１種類の青色ＬＥＤチップにて植物及び藻類等の生物の成長に必要なクロロフィル等の青色域吸収ピークと赤色蛍光体による赤色域吸収ピークとに対応する光を出射することができる。このため、設置面積を増大することがない。さらに、赤色ＬＥＤチップを使用しないことから、寿命が短くなるということがない。
　そして、独立した青色ＬＥＤチップと独立した赤色ＬＥＤチップとの２種類のＬＥＤチップを使用した場合には混色の制御が困難である。しかし、本発明の構成においては、赤色蛍光体は赤色蛍光体混入樹脂に分散又は沈降されている。このため、赤色蛍光体を樹脂に所定の配合比にて分散させることが可能であり、その配合比に応じて青色域と赤色域における光量を変化させることができる。さらに、１個の植物栽培用ＬＥＤ光源から混色されたスペクトルが得られるため、植物と発光面であるシリコーン樹脂との距離を従来よりも近づけることができる。したがって、植物栽培用ＬＥＤ光源の発光ロスが少ないものとなる。すなわち、従来の独立した青色ＬＥＤチップと独立した赤色ＬＥＤチップとの２種類のＬＥＤチップを使用した場合には、混色させるためには相当の距離が必要となる。しかし、本発明では、シリコーン樹脂の表面において混色された状態となっているので、植物栽培用ＬＥＤ光源を植物に近づけることができる。
　したがって、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色域と赤色域との光量割合を容易に調整し得ると同時に空間的に色むらの少ない青色光及び赤色光の混色光を放出し得る植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
　ここで、本発明では、赤色蛍光体混入樹脂を覆う透明のシリコーン樹脂が設けられている。このため、シリコーン樹脂がレンズの作用をするので、レンズとしてシリコーン樹脂の屈折作用により、光を一定方向に収束させることができる。この結果、青色ＬＥＤチップ及び赤色蛍光体混入樹脂から出射された光をより遠方へ到達させることができるので、遠方の植物への照射光量を増加させることができ、結果的に光の取り出し効率を増大することができる。また、その結果、必要な照度を得るためのＬＥＤパッケージの搭載数を従来の青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップとを用いた発光装置よりも減らすことができ、延いては消費電力を低減することができる。
　したがって、光の取り出し効率を増大し得る植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
　本発明の態様２の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａ・１Ｂは、態様１の植物栽培用ＬＥＤ光源において、前記基板２Ａ又は基板２Ｂは、セラミック又はフィルム状の基材からなっていることを特徴としている。
　これにより、基板としてセラミックを使用した場合には、断熱性能の高い基材を提供することができる。また、基板としてフィルム状を使用した場合には、平面だけではなく、曲面からなる植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することが可能となり、これにより、設置空間をより有効に使うことが可能となる。
　本発明の態様３の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａ・１Ｂは、態様１又は２の植物栽培用ＬＥＤ光源において、前記赤色蛍光体混入樹脂１２及びシリコーン樹脂１３は、いずれもドーム状にてなっていることを特徴としている。
　これにより、赤色蛍光体混入樹脂及びシリコーン樹脂をいずれもドーム状にて形成することによって、出射される光を高範囲に均一に放射状に出射することができる。
　本発明の態様４の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａ・１Ｂは、態様１，２又は３の植物栽培用ＬＥＤ光源において、前記青色ＬＥＤチップ１１は、４００～４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光する。前記赤色蛍光体１２ａは、６２０～７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴としている。
　上記の発明によれば、植物栽培用ＬＥＤ光源は、基板と、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップとこの青色ＬＥＤチップを覆う赤色蛍光体を分散した赤色蛍光体混入樹脂と該赤色蛍光体混入樹脂を覆うシリコーン樹脂とからなっている。
　そして、本発明では、この構成において、青色ＬＥＤチップにてクロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００～４８０ｎｍの範囲で光を出力することができる。また、赤色蛍光体は、青色ＬＥＤチップからの励起光により、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応すべく発光ピークが波長６２０～７００ｎｍの光を発光する。
　この結果、独立した青色ＬＥＤチップと独立した赤色ＬＥＤチップとの２種類のＬＥＤチップを使用しなくても、１種類の青色ＬＥＤチップにて植物の成長に必要なクロロフィルの青色域吸収ピークと赤色域吸収ピークとに対応する光を出射することができる。このため、設置面積を増大することがない。そして、この構成においては、赤色蛍光体は赤色蛍光体混入樹脂に分散又は沈降されていることから、赤色蛍光体を樹脂に所定の配合比にて分散させることが可能であり、その配合比に応じて青色域と赤色域における光量を変化させることができる。
　したがって、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色域と赤色域との光量割合を容易に調整し得ると同時に空間的に色むらの少ない青色光及び赤色光の混色光を放出し得る植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
　本発明の態様５の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａ・１Ｂは、態様１～４のいずれか１の植物栽培用ＬＥＤ光源において、前記基板２Ａ又は基板２Ｂには、前記青色ＬＥＤチップ１１を前記赤色蛍光体混入樹脂１２とシリコーン樹脂１３とで覆ったＬＥＤパッケージ１０が複数搭載されており、上記複数のＬＥＤパッケージ１０は、青色領域の発光と赤色領域の発光との光量割合が異なる各種のものが組み合わされて配置されていることを特徴としている。
　すなわち、光合成を行う植物及び藻類等の生物の生育過程において、発芽前には短波長域の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光との光量比として１：１程度でよい。しかし、発芽時には、短波長域の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光との光量比として１：１．５程度が必要となる。さらに成長時においては、短波長域の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光との光量比として１：３．０程度必要となる。
　したがって、植物栽培用ＬＥＤ光源においては、この植物及び藻類等の生物の生育過程に応じて発芽前には短波長域の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光との光量比を変えることができるようになっていることが好ましい。
　この点、本発明の植物栽培用ＬＥＤ光源では、前記基板には、前記青色ＬＥＤチップを前記赤色蛍光体混入樹脂とシリコーン樹脂とで覆ったＬＥＤパッケージが複数搭載されている。上記複数のＬＥＤパッケージは、青色領域の発光と赤色領域の発光との光量割合が異なる各種のものが組み合わされて配置されている。
　このため、基板に搭載された複数のＬＥＤパッケージについて、上記の生物の生育過程に対応する例えば３種類の光量比のものを用意しておけば、生物の生育過程に応じた光量比の青色波長の光と該青色波長よりも長波長域の赤色波長の光とを出射することが可能である。
　したがって、確実に、植物栽培用に適した植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができると共に、一個の素子にて、同一基板上で植物の成長過程毎に必要な発光スペクトルを得ることが可能となる。
　本発明の態様６の植物栽培用ＬＥＤ光源１Ａ・１Ｂでは、態様１～５のいずれか１の植物栽培用ＬＥＤ光源において、前記青色ＬＥＤチップ１１は、クロロフィルａの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００～４５０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップと、クロロフィルｂの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００～４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルｂ用青色ＬＥＤチップとからなっているとすることができる。
　すなわち、植物は、クロロフィルａとクロロフィルｂとを有している。ここで、クロロフィルａとクロロフィルｂとは青色領域における光吸収特性がそれぞれ異なっている。具体的には、クロロフィルａは青色領域においては４００～４５０ｎｍに吸収ピークを有し、クロロフィルｂは青色領域においては４００～４８０ｎｍに吸収ピークを有している。
　そこで、本発明では、これらクロロフィルａとクロロフィルｂとの青色領域における２種の光吸収特性にそれぞれ対応するように、クロロフィルａの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００～４５０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップと、クロロフィルｂの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００～４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルｂ用青色ＬＥＤチップとを備えている。
　この結果、クロロフィルａ及びクロロフィルｂを有する植物に、より適した植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
　尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明は、光合成を行うべく生育に光を必要とする植物によって吸収される光を発光する植物栽培用ＬＥＤ光源に適用することができる。
　１Ａ　　　植物栽培用ＬＥＤ光源
　１Ｂ　　　植物栽培用ＬＥＤ光源
　２Ａ　　　基板
　２Ｂ　　　基板
　３　　　　電極
　４　　　　ワイヤ
　５　　　　電極端子
　６　　　　搭載基板
１０　　　　ＬＥＤパッケージ
１０Ａ　　　ＬＥＤパッケージ
１０Ａ’　　ＬＥＤパッケージ
１０Ｂ　　　ＬＥＤパッケージ
１０Ｂ’　　ＬＥＤパッケージ
１０Ｃ　　　ＬＥＤパッケージ
１０Ｄ　　　ＬＥＤパッケージ
１０Ｅ　　　ＬＥＤパッケージ
１０Ｆ　　　ＬＥＤパッケージ
１１　　　　青色ＬＥＤチップ
１２　　　　赤色蛍光体混入樹脂
１２ａ　　　赤色蛍光体
１２ｂ　　　樹脂
１３　　　　シリコーン樹脂

Claims (5)

  1. 　基板と、
    　上記基板の上に搭載されて青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップと、
    　上記青色ＬＥＤチップを覆いかつ該青色ＬＥＤチップからの励起光にて赤色光を発光する赤色蛍光体を分散又は沈降させた赤色蛍光体混入樹脂と、
    　上記赤色蛍光体混入樹脂を覆う透明のシリコーン樹脂とが設けられていることを特徴とする植物栽培用ＬＥＤ光源。
  2. 　前記基板は、セラミック又はフィルム状の基材からなっていることを特徴とする請求項１記載の植物栽培用ＬＥＤ光源。
  3. 　前記赤色蛍光体混入樹脂及びシリコーン樹脂は、いずれもドーム状にてなっていることを特徴とする請求項１又は２記載の植物栽培用ＬＥＤ光源。
  4. 　前記青色ＬＥＤチップは、４００～４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光すると共に、
    　前記赤色蛍光体は、６２０～７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴とする請求項１，２又は３記載の植物栽培用ＬＥＤ光源。
  5. 　前記基板には、前記青色ＬＥＤチップを前記赤色蛍光体混入樹脂とシリコーン樹脂とで覆ったＬＥＤパッケージが複数搭載されており、
    　上記複数のＬＥＤパッケージは、青色領域の発光と赤色領域の発光との光量割合が異なる各種のものが組み合わされて配置されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の植物栽培用ＬＥＤ光源。
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