[发明专利]用于植物成长的发光二极管

说明书

技术领域

本发明是有关于一种用于植物成长的发光二极管(light emitting diode.LED)，特别是指一种以蓝光LED为光源主体，并配合使用混合的荧光粉组成，其中有一种必为红色荧光粉；与硅胶混合，利用蓝光LED激发荧光粉组成，使散发出光源的光谱契合植物光合作用及成长所需的光谱，从而达成植物高成长效率，及光源节能。

背景技术

植物成长中所需的光源，其特性经研究，证明在不同的光强度，光谱及光周期条件下，对植物的成长各有不同的需求及条件，而其中最重要的光合作用，对绿色植物影响至巨，光源对植物光合作用的效率作用，经美、日学者研究，其最适合光谱曲线如图1所示，植物成长光源愈符合图1中所示的光谱图，则对植物光合作用效益愈大。

植物成长使用人工光源目前已被广泛应用于农业及园艺业，如一般的温室、及花卉、高经济作物的加速成长及反季节培育等用途，现有的植物成长光源有如下几种方式：

一、荧光灯：荧光灯的植物光源为传统照明用荧光灯演化而来，其优点为较其他传统光源较为节能，但使用寿命短，且其发出的光谱如图2所示，其与植物光合作用曲线契合程度偏低，且废弃的荧光灯有环境污染问题。

二、高压钠灯：高压钠灯使用于植物成长，其优点为光强度较大，照射面积广，但耗电量高，寿命短，且其发出的光谱如图3所示，其与植物光合作用曲线契合程度偏低。且高压钠灯发热量大，不利于植物生长环境的温度控制。

三、红蓝色发光二极管：以红色及蓝色二种发光二极管所组成的植物成长光源，其优点为节能省电，寿命长，无过量的发热，其缺点为所发出的光谱过窄，如图4所示，与植物光合作用曲线契合度偏低。

绿色植物的叶片行光合作用除了需要光之外，还需要足够的二氧化碳，而二氧化碳的吸收主要依靠叶片气孔的开闭作为控制，而决定叶片气孔开闭的机制则由光源中的蓝光440-460nm为启动气孔动作的枢纽，意即蓝光照射叶片的强弱决定气孔开闭的大小程度，进而影响二氧化碳吸收的数量，因此光源照射叶片时，其光谱同时符合植物光合作用及气孔开闭所需的光谱，植物才能顺利完成光合作用。许多文献均已证明，单独使用红色或蓝色光源，植物均无法健康成长，故目前有以红光LED及蓝光LED混合比8∶1如图4所示的方式作为植物成长光源，其效果较单独红光或蓝光均要优秀。目前市场多采此法，但此法缺点为LED单色光谱过窄，造成植物叶片厚度不足及茎部徒长，影响蔬菜口感及脆度。此外，植物生长过程中，除光合作用之外，其生命周期如发芽、分枝、开花及结果等各阶段，各阶段的开始及结束均需经不同光谱的光刺激触发方能进行，称为“光型态发生”，而“光型态发生”所需除一般的红、蓝光外，仍需要其他波长如700nm以上的红外光等，此为现有的红蓝色LED混光光源所欠缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于植物生长的发光二极管，可有效提高植物成长的速度，并可以调整改变植物的开花或结果周期。

为实现上述目的，本发明提供的用于植物成长的发光二极管，其包括有：

一蓝色LED芯片，其波长为440-460nm；

至少二种不同颜色的荧光粉组成物；其中一种必为红色荧光粉；

一硅胶，与该荧光粉组成物混合，并涂布于该蓝色LED芯片上，而激发出的光谱为接近植物光合作用曲线。

所述用于植物成长的发光二极管，其中，该荧光粉组成物为绿色荧光粉，经激发后发射波长为515-540nm，及红色荧光粉，经激发后发射波长为600-780nm。

所述用于植物成长的发光二极管，其中，该绿色荧光粉为硅酸盐荧光粉(BaSr)₂SiO₄:Eu或铝酸盐荧光粉(Lu₃Al₅O₁₂:Ce)，红色荧光粉为氮化物荧粉(CaAlSiN₃:Eu，Ca₂Si₅N₈:Eu)或氮氧化合物荧光粉(Ba₃Si₆O₁₂:Eu)。

所述用于植物成长的发光二极管，其中，该绿色荧光粉与该红色荧光粉混合重量比例为12∶88。

所述用于植物成长的发光二极管，其中，该光谱的色度区块CIE坐标X值为0.31-0.35，Y值为0.31-0.38。