[发明专利]利用量子点的植物生长用LED

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物生长用LED，其通过将具有互不相同的粒径分布的1～5个量子点粒子组混合来使用，从而转换成接近于自然光的多种波长后发出，因此可代替自然光或补充自然光而应用于植物栽培。

背景技术

植物通过碳同化作用而起到向生态系统生成营养素且供给氧的重要作用，其中所述碳同化作用是，叶绿体利用阳光由二氧化碳和水合成碳水化合物。这样，为了提高植物将光能转换成化学能的过程即光合作用及叶绿作用的效率，需要能够代替阳光的属于特定区域的波段的光源。

以往，作为用于植物的生长及栽培的照明设备，使用了白炽灯、荧光灯、卤素灯、高压钠灯等，但最近，作为用于减少能量且保护环境的代替用，正在开发植物栽培用半导体发光二极管。

上述植物栽培用发光二极管需要根据植物的生长特性对最佳的波段域及亮度的光进行调节。在韩国公开专利2003-0005023中公开了以适当的比例组合多种LED并将多个LED配置在板上的方法，且在韩国公开专利2004-0010426中公开了使用远红外线730nm、红色光660nm、蓝色光450nm的LED灯作为光源的系统。

这种现有技术是作为控制系统用途而开发的，因此对于普通的栽培植物的农家来说难以使用，且具有投资费用对比有效性的问题。

存在如上所述的问题的原因如下：LED灯虽然以多种用途使用，但通常仅利用一个发光物质来制造，具有无法发出接近于自然光的多种波长的光的局限性，且具有由于无机物荧光体的发光效率低、显色指数低而导致很难得到自然光的缺点。

另一方面，量子点作为纳米大小的半导体物质，是表示量子限制(quantum confinement)效应的物质。若这种量子点从激发源(excitation source)吸收光达到能量激发状态，则会释放相当于量子点的能带隙(band gap)的能量。因此，若调节量子点的大小或物质组成，则可以调节能带隙，从而可以在从紫外线区域至红外线区域的全部区域内发光。通常，量子点具有数纳米的大小。如上所述，制造量子点的方法如下：可以使用如金属有机化学气相沉淀(MOCVD，metal organic chemical vapor deposition)或分子束外延(MBE，molecular beam epitaxy)等气相蒸镀法，可以优选使用化学湿式合成法。通过化学湿式合成法而制造的量子点以胶体状态分散在溶剂内，因此通过离心分离从溶剂分离出量子点。如此分离出的量子点在上述所制造的金属-有机物前体溶液中分散。此时，量子点能够通过与金属-有机物前体的有机物相结合而实现稳定化。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供一种植物生长用LED，其是通过将在金属纳米粒子上涂敷有金属氧化物而成的核壳结构的金属氧化物-金属纳米粒子和量子点分散在极性溶剂中，并将分散有该极性溶剂的浆料填充在LED元器件所处的槽而制成，在该LED灯中，作为上述量子点，将具有1～5个互不相同的粒径的量子点粒子组混合来使用，由此使从LED发出的光在透射包括量子点的填充层的同时转换成能够提高用于植物栽培的光合作用及叶绿效率的波长后发出。

解决问题的手段

本发明提供一种植物生长用LED，其特征在于，若调节量子点的大小或物质组成，则可以调节能带隙，从而可以在从紫外线区域至红外线区域的全部区域内发光，并利用这一点对具有2～5个互不相同的粒径分布的量子点进行混合而使用，由此使从LED发出的光在透射包括量子点的填充层的同时转换成能够提高用于植物栽培的光合作用及叶绿效率的波长后发出，以代替自然光或补充自然光而对植物进行照射。

以下，将对本发明进行详细的说明。

在本发明中，将混合了具有互不相同的粒径分布的1个～5个量子点粒子组的浆料填充在LED元器件所处的槽(glove)之后使其硬化。

此时，特征在于，上述量子点利用核壳结构的量子点，并且为了增加量子点的发光效率，也可以将量子点涂敷在金属纳米粒子来制造。更详细地说，通过将极性溶剂中所分散的量子点浸渍于高分子中进行搅拌，来制造包括量子点的浆料，并将该浆料填充在槽中制造LED灯，或者为了增加量子点的发光效率在极性溶剂中搅拌量子点和金属氧化物，来制造在金属氧化物层上涂敷有量子点的金属氧化物-金属纳米粒子量子点浆料，并将该浆料填充在槽中制造LED灯。