植物照明蓝光发光器件、照明装置以及应用制造方法及图纸

本申请公开了一种植物照明蓝光发光器件、照明装置以及应用，属于照明器件技术领域。植物照明蓝光发光器件包括激发芯片和光转化层；所述光转化层包括发光材料和有机胶体；所述发光材料包括蓝色荧光粉；所述蓝色荧光粉选自具有式Ⅰ所示物质中的任一种。本申请通过采用特定蓝色荧光粉封装的发光器件，增加了蓝光光谱半宽，满足植物生长所需蓝光的光谱范围需要，促进植物生长，提高产能。提高产能。提高产能。

Blue light emitting devices, lighting devices and applications for plant lighting

【技术实现步骤摘要】
植物照明蓝光发光器件、照明装置以及应用


[0001]本申请涉及照明器件
，尤其涉及植物照明蓝光发光器件、照明装置以及应用。

技术介绍

[0002]植物照明削弱了自然光环境对农业生产活动的制约，高效的植物光控方法能够促进植物生长发育，达到增产、高效、优质、抗病、无公害的目的，增强农业产出能力。植物照明应用领域主要包括温室补光、全人工光植物工厂、植物组织培养、大田补光、家庭蔬菜及花卉种植等。研究表明，生菜的生长一般要70天，植物工厂仅需21
‑
25天，种植时间为天然的三分之一，植物工厂可以建十层以上，相同土地面积的产能是露地的40
‑
100倍以上。因此，人工植物照明可以大大缩短植物的生长时间，提高产能。
[0003]通常来说，红光和蓝光是植物照明光谱中较为重要的组成部分。研究表明植物并不是利用太阳光的全部成分来进行光合作用的，红光和蓝光是植物生长较为重要的两种光谱。叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的主要吸收光谱集中在400
‑
500nm蓝光和600
‑
700nm红光。
[0004]目前LED灯具的植物照明中，蓝光强度主要是由LED氮化镓的蓝光芯片提供，LED氮化镓蓝光芯片的波长覆盖范围430nm～480nm，但芯片光谱半宽较窄，只有20nm左右，不能完全满足植物生长所需蓝光的光谱范围需要。
[0005]现有基于紫光LED激发的蓝色荧光粉，如Sr5(PO4)3Cl:Eu
2+
，具有较短的发射波长，在430～440nm左右，较短波长往往会导致植物类胡萝卜素产生量减少等问题，不能满足植物生长的需要。
[0006]另一些基于紫光LED激发的蓝色荧光粉，如Sr3MgSi2O8:Eu
2+
，BaMgAl
10
O
12
:Eu等，发射波长在450nm左右，通常采用380～420nm的紫光进行激发，一方面，现有荧光粉虽然对380
‑
400nm左右的紫光可以有效吸收，但是紫光激发后的荧光粉的光合光子通量较低；另一方面，现有荧光粉对410
‑
420nm的紫光吸收效率本身就较低，导致光合光子通量会更低。较低的光合光子通量使得单位面积需要更多的照明器件，降低了经济效益，提高了能耗。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的蓝色荧光粉对410
‑
420nm的紫光吸收效率较低，使得蓝色荧光粉的发射光不能满足基于410
‑
420nm紫光芯片的植物照明对蓝色荧光粉的需求，本专利提供了一种可用于植物照明蓝色发光荧光粉，荧光粉发射波长460
‑
470nm可调，可以有效吸收410
‑
420nm发射的紫光LED芯片发射的紫光，使用本专利技术的蓝色荧光粉，可以制备基于紫光LED芯片的与现有植物照明相比具有更高性能的植物照明，发光强度大于目前蓝色荧光粉方案的10
‑
12％，植物生长速率与光照强度成正比关系，光照越强植物生长越快，同时抗老化性能更加优异。
[0008]本申请提供了一种植物照明蓝光发光器件，通过采用特定的蓝色荧光粉封装的发
光器件，满足植物生长所需蓝光的需要，促进植物生长，缩短植物的生长周期，提高产能。
[0009]一种植物照明蓝光发光器件，包括激发芯片和光转化层；
[0010]所述光转化层包括发光材料和有机胶体；
[0011]所述发光材料包括蓝色荧光粉；
[0012]所述蓝色荧光粉选自具有式Ⅰ所示物质中的任一种：
[0013](M3‑
a
‑
x
，A
a
)Mg(Si2‑
b
，D
b
)O8‑
a
E
a
：xEu
2+
ꢀꢀꢀ
式Ⅰ[0014]在式Ⅰ中，M包括Sr元素；
[0015]A选自碱金属元素中的至少一种；
[0016]D选择ⅣA族元素中的至少一种；
[0017]E选自卤素中的至少一种；
[0018]a的取值范围为0.001≤a≤0.3；
[0019]b的取值范围0≤b≤0.3；
[0020]x的取值范围0.001≤x≤0.4。
[0021]可选地，所述发光材料和有机胶体的质量比为0.5～2：1。
[0022]可选地，在所述式Ⅰ中，M为Sr元素；或者，M中还包括Ca元素、Ba元素中的至少一种。
[0023]可选地，在所述式Ⅰ中，A选自Na元素、K元素中的至少一种；和/或，
[0024]D选自Ge元素、Sn元素中的至少一种；和/或，
[0025]E选自Cl元素、F元素中的至少一种。
[0026]可选地，所述式Ⅰ所示物质属于空间群P21/a。
[0027]可选地，所述式Ⅰ所示物质的发射光谱的峰值所对应的波长在460nm至470nm范围内。
[0028]可选地，所述式Ⅰ所示物质的发射光谱的半峰宽在30nm至40nm范围内。
[0029]可选地，所述激发芯片的激发光谱的峰值所对应的波长在380nm至420nm范围内。
[0030]可选地，所述激发芯片的激发光谱的峰值所对应的波长在410nm至420nm范围内。
[0031]可选地，所述植物照明蓝光发光器件还包括支架，所述支架设有内凹槽，所述激发芯片安装在所述内凹槽中，所述光转化层位于所述内凹槽中且在所述激发芯片周围。
[0032]可选地，所述植物照明蓝光发光器件的光合光子通量为400～600umol/s。
[0033]可选地，所述植物照明蓝光发光器件用于对植物进行照明，所述植物包括农作物。优选地，所述农作物为经济作物。例如油料作物、蔬菜作物、果类、花、草、树木。
[0034]可选地，所述农作物包括大麻、草莓、番茄、生菜中的任一种。
[0035]根据本申请的第二方面，还提供了一种照明装置，所述照明装置包括上述任一项所述的植物照明蓝光发光器件。
[0036]根据本申请的第三方面，还提供了上述任一项所述的植物照明蓝光发光器件在植物生长过程中的应用。
[0037]本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0038](1)通过采用特定的蓝色荧光粉，相对比蓝光芯片而言，利用荧光粉发出的蓝光增加光谱半宽(30nm至40nm范围内)来改善植物照明中的光谱，促进植物生长，缩短生长周期。尤其对经济作物，例如油料作物、蔬菜作物、果类、花、草类的植物，可以显著促进其生长。
[0039](2)使用本专利技术的蓝色荧光粉，可以制备基于紫光LED芯片的与现有植物照明相比
具有更高性能的植物照明，光合光子通量大于现有技术中的蓝色荧光粉方案的10
‑
12％，同时抗老化性能更加优异，因此可以减少单位面积使用的器件的数量，提高经济效益，且降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物照明蓝光发光器件，其特征在于，所述植物照明蓝光发光器件包括激发芯片和光转化层；所述光转化层包括发光材料和有机胶体；所述发光材料包括蓝色荧光粉；所述蓝色荧光粉选自具有式Ⅰ所示物质中的任一种：(M3‑
a
‑
x
，A
a
)Mg(Si2‑
b
，D
b
)O8‑
a
E
a
：xEu
2+ 式Ⅰ在式Ⅰ中，M包括Sr元素；A选自碱金属元素中的至少一种；D选择ⅣA族元素中的至少一种；E选自卤素中的至少一种；a的取值范围为0.001≤a≤0.3；b的取值范围0≤b≤0.3；x的取值范围0.001≤x≤0.4。2.根据权利要求1所述的植物照明蓝光发光器件，其特征在于，所述发光材料和有机胶体的质量比为0.5～2：1。3.根据权利要求1所述的植物照明蓝光发光器件，其特征在于，所述式Ⅰ满足以下条件中的至少一个；条件a：在所述式Ⅰ中，M为Sr元素；或者，M中还包括Ca元素、Ba元素中的至少一种；条件b：在所述式Ⅰ中，A选自Na元素、K元素中的至少一种；和/或，D选自Ge元素、Sn元素中的至少一种；和/或，E选自Cl元素、F元素中的至少一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锦华，徐俊峰，符义兵，梁超，
申请(专利权)人：江苏博睿光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：