CN102421281A - 植物栽培用的照明装置和植物栽培系统 - Google Patents

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Abstract

照明装置(10)具备壳体，该壳体由コ字型的外装盖(11)、被设置成盖在コ字的空出部分的透明盖(12)、设置在左侧面的第1侧面盖(13)、设置在右侧面的第2侧面盖(14)构成。此外，照明装置(10)在壳体内具备搭载有半导体发光元件的发光元件组件(21)、搭载发光元件组件(21)的电路基板(22)、固定电路基板(22)并且密接设置有冷媒导管(25)的散热基板(24)、将电路基板(22)和散热基板(24)电绝缘的膜状的绝缘性散热件(23)、和反射光的反射器(26)。壳体的内部被密闭。由此，能够提供一种解决由通过水等冷媒高效冷却半导体发光元件时的结露、吸湿所导致的不良情况，使用长寿命并且维持高效率的半导体发光元件作为光源的植物栽培用的照明装置和使用该装置的植物栽培系统。

Description

植物栽培用的照明装置和植物栽培系统
技术领域
本发明涉及植物栽培用的照明装置和使用该植物栽培用的照明装置的植物栽培系统。
背景技术
近年，作为不受自然条件的变动左右的农业环境制作，控制栽培环境的光、温度、湿度、二氧化碳浓度等对植物生长有影响的所有条件来生成农作物等的植物工厂、蔬菜工厂等不断实用化。
在这些植物工厂中，有完全人造光型和太阳光并用型的植物工厂，两者都必须设置照射人造光的照明装置。而且，需要从照明装置将红色和蓝色的光照射在植物上。照明装置的光源，使用半导体发光元件(LED：发光二极管)。
这样的植物工厂等的进行植物栽培的栽培室的环境，被维持管理在预先决定的温度和湿度。因此，来自设置于此的照明装置的热量由于会影响到栽培室的温度管理，所以并不优选。此外，栽培室由于一般为高温高湿，所以若在此设置照明装置，则急剧劣化、寿命变短等等，作为设置照明装置的环境并不优选。
在专利文献1中，记载有一种植物栽培装置，将由具备使用热冷媒的强制冷却装置的面板状光半导体单元构成的光源设置成与植物栽培面接近。
在专利文献2中，记载有如下植物栽培用的照明面板：为了在湿度高的环境下也使植物栽培用的照明面板的耐久性高，具备基座、密接在该基座的金属薄板制的基板、配置排列在该基板上的许多的发光二极管、与基座之间隔着空间配置的盖、和介置于基座和盖之间的用于相对于外部气密地维持空间的密封件，在空间填充有干燥空气，并且在框架件内收容有干燥剂。
在专利文献3中，记载有如下半导体发光照明装置：为了促进植物栽培用的半导体发光照明装置的半导体发光元件的散热、进行由施加大电流实现的高辉度化，具有在上侧可通冷却水且在内部可通电的金属壁和安装在金属壁的下部的光源单元。
专利文献1：日本特开平9-98665号公报
专利文献2：日本特开2000-207933号公报
专利文献3：日本特开2003-110143号公报
发明内容
以往，在使用半导体发光元件作为光源的植物栽培中，为了得到植物培育所必需的光量子密度，施加有超过额定电流的电流。与此相伴，半导体发光元件的发热量增加，半导体发光元件的PN结温度升高。半导体发光元件的温度升高，存在如下问题：引起半导体发光元件自身的发光效率的减小、作为半导体发光元件周边部件的环氧树脂等树脂材料的变黄。要解决该问题，对半导体发光元件进行水冷是有效的，但是问题是：会在半导体发光元件和半导体发光元件周边部件引起结露、吸湿，半导体发光元件自身的劣化和点不亮、由半导体发光元件周边的镀银、软钎料、铜箔的氧化导致的发光强度的减小、点不亮急剧发展。特别是，峰值波长660nm的红色发光元件，以往为Al组成高的Ga1-xAlxAs系的化合物半导体发光元件，因此，在高湿环境下，氧容易与Al原子结合，半导体发光元件自身急剧变质，发光强度急剧减小，最终以至于点不亮。
本发明的目的是，提供一种解决由通过水等冷媒高效率地冷却半导体发光元件时的结露、吸湿导致的不良情况、使用长寿命且维持高效率的半导体发光元件作为光源的植物栽培用的照明装置和使用该植物栽培用的照明装置的植物栽培系统。
基于该目的，应用本发明的照明装置为如下植物栽培用的照明装置。即，具备：多个发光元件；壳体，其具有使发光元件发出的光透射的透光性窗部，设置成覆盖发光元件；散热基板，其配置在壳体的内部，通过传导对发光元件产生的热进行散热；和冷媒导管，其安装在散热基板，成为冷媒的流路；壳体构成为：在壳体的内部包含冷媒导管，并且壳体的内部抑制外部气体的流入。
在这样的植物栽培用的照明装置中可以是，其特征在于，壳体构成为壳体的内部由干燥空气或干燥氮气填充。
此外，植物栽培用的照明装置可以是，其特征在于，还具备连接单元，该连接单元，连接冷媒导管和相邻的照明装置具备的相邻冷媒导管，在相邻冷媒导管和冷媒导管之间形成冷媒的流路。
另一方面，可以是，其特征在于，壳体为长的箱形，长度方向的1个面构成透光性窗部，长度方向的另外3个面构成相连的外装部，其余的2个面构成侧面部。
可以是，其特征在于，该外装部，通过铝或铝合金的挤压成型来制作。
可以是，其特征在于，散热基板，具有供冷媒导管插入的部分，通过铝或铝合金的挤压成型来制作，与插入的冷媒导管构成为一体。
此外，可以是，其特征在于，发光元件，被设置在发光元件组件(package)，发光元件组件被固定接合在电路基板，电路基板被固定在散热基板。
另外，可以是，其特征在于，发光元件被直接安装在金属基座的电路基板的金属基座部，电路基板被固定在散热基板。
另外，可以是，其特征在于，发光元件包括发光峰值波长为400～500nm的发光元件和发光峰值波长为655～675nm的发光元件。
可以是，其特征在于，该发光元件，具备至少包括pn结型的发光部和层叠在发光部的形变调整(歪調整)层的化合物半导体层，发光部具有由组成式为(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≤X≤0.1、0.37≤Y≤0.46)的材料形成的形变发光(歪発光)层和阻挡层的层叠结构，形变调整层对于发光波长是透明的，并且具有比形变发光层和阻挡层的晶格常数小的晶格常数。
此外，应用本发明的植物栽培用的照明装置，可以是，其特征在于，在发光元件和透光性窗部之间，还具备设定发光元件的光的方向的反射器。
而且，从别的观点来掌握，应用了本发明的植物栽培系统，其特征在于，具备多个植物栽培用的照明装置，其具备多个发光元件、壳体、散热基板和冷媒导管，该壳体具有使发光元件发出的光透射的透光性窗部，设置成覆盖发光元件，该散热基板配置在壳体的内部，通过传导对发光元件产生的热进行散热，该冷媒导管安装在散热基板，成为冷媒的流路，将相邻的冷媒导管相互连接而形成冷媒的流路；冷媒供给部，其将冷媒供给到多个植物栽培用的照明装置的连接着的冷媒导管；和照明控制部，其控制多个植物栽培用的照明装置的发光元件的点亮和熄灭。
根据本发明，能够提供解决由通过水等冷媒高效率地冷却半导体发光元件时的结露、吸湿导致的不良情况，使用长寿命且维持高效率的半导体发光元件作为光源的植物栽培用的照明装置和使用该植物栽培用的照明装置的植物栽培系统。
附图说明
图1是表示应用本实施方式的植物栽培系统的一例子的图。
图2是表示应用第1实施方式的照明装置的外形的一例子的图。
图3是说明第1配管联接器(coupler)和第2配管联接器的一例子的图。
图4是说明照明装置的内部的一例子的图。
图5是说明第1实施方式中使用的发光元件组件的构成的一例子的图。
图6是说明本实施方式中使用的发蓝色光的半导体发光元件的构成的一例子的剖视图。
图7是发蓝色光的半导体发光元件的俯视图。
图8是本实施方式中使用的发红色光的半导体发光元件的构成的一例子的剖视图。
图9是发红色光的半导体发光元件的俯视图。
图10是应用第2实施方式的照明装置的一例子的剖视图。
图11是用于说明设置在板上芯片式的电路基板的连接配线和半导体发光元件的连接关系的一例子的俯视图。
图12是进一步说明直接搭载有半导体发光元件的板上芯片式的电路基板的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
(第1实施方式)
图1是表示应用本实施方式的植物栽培系统1的一例子的图。
植物栽培系统1具备多个栽培容器50和多个照明装置10，该多个栽培容器50，被设置在栽培室60内，栽培植物，该多个照明装置10，在栽培室60内与栽培容器50接近地设置，对栽培的植物照射光。在照明装置10，分别设置有冷媒导管25。而且，多个照明装置10通过连接单元连接。即，某照明装置10的冷媒导管25和与其相邻的照明装置10的冷媒导管25(相邻冷媒导管)被连接，形成冷媒的流路。
此外，植物栽培系统1具备照明控制部30和冷媒供给部40，该照明控制部30，被设置在栽培室60外，控制照明装置10的照明的点亮/熄灭，该冷媒供给部40，同样被设置在栽培室60外，将冷却照明装置10的水等冷媒供给到冷媒导管25。
栽培室60，只要是能够控制温度、湿度、采光等的环境，不论什么样的构成都可以。而且，栽培室60，可以为隔断了来自外部的光、空气的流通的环境，也可以为具备允许外部的光、空气的流通的窗等的环境。
栽培容器50，可以是放入土壤、培育植物的容器。另外，也可以如水栽栽培那样为保持给予植物营养的营养液的容器。
而且，虽然图1中未示出，但植物栽培系统1，也可以具备用于对栽培容器50的植物进行洒水的洒水部。另外，在水栽栽培植物的情况下，可以具备供给或循环水栽栽培用的营养液的营养液供给部。
照明装置10，如后述那样，具备多个半导体发光元件(例如，在后述的图5的发光元件组件21中，收纳有第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b这多个半导体发光元件。)作为发光元件。在这种情况下，将多个半导体发光元件发出的光照射在栽培容器50中栽培的植物。因此，各个照明装置10具备将用于发光的电力供给到半导体发光元件并且控制半导体发光元件的点亮/熄灭的照明控制配线31。这些照明控制配线31与照明控制部30连接。
另外，各照明控制配线31，可以接线成：同时点亮/熄灭与该照明控制配线31连接的照明装置10内的所有的半导体发光元件。另外，也可以接线成：将1个照明装置10内的半导体发光元件通过例如发光色等进行分组，按每个组控制点亮/熄灭。
照明控制部30，只要能够控制照明装置10的点亮/熄灭即可。因此，可以为排列有按每个照射装置10接通/断开电力的供给的开关的开关阵列。另外，开关阵列的接通/断开，可以通过计算机等进行控制。照明控制部30只要能够设定、控制红色、蓝色等的半导体发光元件的施加电流值即可。另外，优选，作为脉冲点亮，控制红色、蓝色等的半导体发光元件的周期和工作状态(duty)。优选对点亮时间和非点亮时间进行计时控制。
此外，各个照明装置10，如图1中虚线所示，为了将从半导体发光元件产生的热排出到栽培室60外，具备被设置成在长度方向贯穿照明装置10的冷媒导管25。而且，各个照明装置10，通过与冷媒导管25的端部连接的配管联接器(后述的图2的第1配管联接器16和第2配管联接器17)相互连接。没有与别的照明装置10连接的冷媒导管25的2个端部，通过冷媒配管41与冷媒供给部40连接。这样，冷媒配管25，成为通过冷媒供给部40连成一根的导管的一部分，因此能够使液体(冷媒)循环。
冷媒供给部40进行控制使得冷媒在多个照明装置10中循环(用箭头示出冷媒的流动方向)。冷媒供给部40，可以为例如由马达驱动的泵。而且，可以使向马达的电力供给与照明控制部30联动，使得在点亮半导体发光元件时供给冷媒。
另外，在图1中，示出了串联连接了所有的照明装置10的情况，但也可以并联设置多列串联连接的照明装置10的列。另外，也可以将串联的部分和并联的部分混在一起。即，只要是借助冷媒供给部40使冷媒在照明装置10的冷媒导管25中循环地流动，由此冷却照明装置10，将由半导体发光元件产生的热排出到栽培室60外即可。
另外，在图1的照明装置10中，为了使植物栽培系统1中的冷媒的流动清楚，用虚线示出照明装置10内的冷媒导管25，但如后述那样，在照明装置10内，除了冷媒导管25以外，还包括发光元件组件(后述的图5的发光元件组件21)等。
图2是表示应用本实施方式的照明装置10的外形的一例子的图。图2(a)为俯视图，图2(b)为仰视图，图2(c)为左侧视图，图2(d)为右侧视图。
照明装置10具备：作为外装部的一例子的コ字形的外装盖11、设置成盖在コ字的空出部分的作为透光性窗部的一例子的透明盖12、设置在左侧面的作为侧面部的一例子的第1侧面盖13、和设置在右侧面的作为侧面部的一例子的第2侧面盖14。
第1侧面盖13和第2侧面盖14，被设置成在外装盖11盖在安装有透明盖12的两端部。
即，照明装置10的外形，形成为由外装盖11、透明盖12、第1侧面盖13、第2侧面盖14围成的箱形。作为该箱形的形状，从使用环境的方面考虑优选使用长的箱形形状，但在本发明中，并不特别限定于箱形形状。而且，外装盖11、透明盖12、第1侧面盖13、第2侧面盖14构成照明装置10的壳体。将这些盖构成的壳体的内部称为照明装置10的内侧或内部，将壳体的外侧称为照明装置10的外侧或外部。
在设置在照明装置10的左侧面的第1侧面盖13的外侧，设置有第2配管联接器17，该第2配管联接器17，为通过配管接头15与照明装置10的内部的冷媒导管25连接的作为连接单元的一例子的雌型配管部件。
在第2侧面盖14的外侧，设置有第1配管联接器16，该第1配管联接器16，为通过配管接头15与冷媒导管25连接的作为连接单元的一例子的雄型配管部件。即，第1配管联接器16和第2配管联接器17，被设置在照明装置10的壳体的相对位置。
此外，照明控制配线31从第2侧面盖14被引出到外部。另外，对于照明控制配线31，选择能耐受栽培室60内的高温、高湿的环境的被覆线(包覆线)。
外装盖11，只要赋予照明装置10刚性、防止变形，可以使用任何材质。例如，可以使用铝(Al)、不锈钢(SUS)、铜(Cu)、钛(Ti)等金属材料、ABS树脂等塑料材料。其中，优选使用在重量和成本方面优异的Al或铝合金的挤压成型品。在这种情况下，为了防止Al的腐蚀，更加优选是，对表面进行铝阳极化处理加工。另外，从提高反射率、实现光的有效利用的角度出发，更加优选是：铝阳极化处理加工为白色铝阳极化处理，或进而在其上涂敷透明涂层。
透明盖12，只要使设置在照明装置10的半导体发光元件的发光波长高效率地透射，可以使用任何材质。透明盖12，例如优选是玻璃。另外，也可以适宜使用丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)等丙烯酸树脂、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。此外，更加优选是，在透明盖12的照明装置10内侧，设置对于半导体发光元件的发光波长的防反射膜。
第1侧面盖13和第2侧面盖14，与外装盖11同样，只要是赋予照明装置10刚性、防止变形，可以使用任何材质。即，第1侧面盖13，只要是即使将其夹在冷媒导管25和第2配管联接器17之间、连接冷媒导管25和第2配管联接器17也能够抑制变形即可。另外，同样，第2侧面盖14，只要是即使将其夹在冷媒导管25和第1配管联接器16之间、连接冷媒导管25和第1配管联接器16也能抑制变形即可。它们可以使用例如Al、SUS、Cu、Ti、Mo等金属材料或ABS等塑料材料。可以是在重量方面优异的Al的压铸件。而且，优选是，第1侧面盖13和第2侧面盖14，设置有凹部，以供外装盖11和透明盖12的端部插入。
而且，优选是，为了含有湿气的空气(外部气体)不会从外部进入照明装置10内，在照明装置10内填充干燥空气、干燥氮气等，并且，成为外装盖11、透明盖12、第1侧面盖13、第2侧面盖14的交界的部分由填充材料密封。
通过这样做，能够抑制由于栽培室60内的高温、高湿的环境所导致的半导体发光元件的劣化、后述的搭载半导体发光元件的电路基板(后述的图4(b)的电路基板22)的铜箔、铜箔上的镀银、软钎料的腐蚀等。
另外，填充材料可以使用硅氧烷等堵缝材料。
图3是说明第1配管联接器16和第2配管联接器17的一例子的图。在应用本实施方式的植物栽培系统1中，如图1所示，使第1配管联接器16和第2配管联接器17嵌合而连接多个照明装置10。
图3中示出了第1配管联接器16和第2配管联接器17嵌合的状态。
另外，第1配管联接器16和第2配管联接器17都为旋转对称体。因此，图3所示的第1配管联接器16和第2配管联接器17的上侧，示出了在包括对称轴的面的剖面。而且，图3的下侧，示出了第1配管联接器16和第2配管联接器17的外形。
第1配管联接器16为内部是空腔的筒状的旋转对称体，在其一端部，形成六角螺母，被切出阴螺纹使得能够与冷媒导管25连接。而且，第1配管联接器16的另一端部，具备可动环16b、爪16c和弹簧圈16d，该可动环16b组装入第1配管联接器本体16a，沿轴向滑动，该爪16c，被夹入第1配管联接器本体16a和可动环16b之间，具有弹簧作用，该弹簧圈16d，设置在第1配管联接器本体16a和可动环16b之间，抑制可动环16b的移动。
另一方面，第2配管联接器17为内部是空腔的筒状的旋转对称体，在第2配管联接器本体17a的一端部，形成六角螺母，被切出阴螺纹使得能够与冷媒导管25连接。而且，第2配管联接器本体17a的另一端部，成为能够与第1配管联接器本体16a的内侧嵌合的细的部分，在其顶端部具备O形环17b，该O形环17b以与第1配管联接器本体16a内的壁面接触的方式在外周方向围绕。另外，在形成在第2配管联接器本体17a的六角螺母和O形环17b之间的第2配管联接器本体17a的变细的部分，形成有在外周方向围绕的槽17c。
若将第2配管联接器17的变细了的部分插入第1配管联接器16的筒的内部，则第2配管联接器17的O形环17b密接于第1配管联接器16的内壁，抑制冷媒的泄漏。而且，第1配管联接器16的爪16c与第2配管联接器17的槽17c咬合，防止第1配管联接器16和第2配管联接器17脱离。
而且，若使可动环16b抵抗弹簧圈16d的斥力(回弹力)沿轴向移动，则爪16c通过弹簧作用变形，爪16c和槽17c的咬合松动，由此，第1配管联接器16和第2配管联接器17容易脱离。
由此，多个照明装置10的连接变得容易，并且，解除连接、改变植物栽培系统1的构成变得容易。
作为第1配管联接器16、第2配管联接器17，可以使用由SUS、铜合金等金属材料形成的配管联接器、由ABS树脂等塑料材料形成的配管联接器。
另外，作为连接单元，在本实施方式中，使用第1配管联接器16和第2配管联接器17，但不限于此。例如，也可以在延长冷媒导管25而得的端部设置软管(hose)安装口，通过软管与相邻的照明装置10的冷媒导管25(相邻冷媒导管)连接。另外，也可以使冷媒导管25和相邻冷媒导管夹着密封件(packing)对接固定。
图4是说明照明装置10的内部的一例子的图。图4(a)，示出了取下了图2(b)所示的照明装置10的透明盖12的照明装置10的内部。图4(b)是图4(a)的IVB-IVB线的剖视图。
照明装置10，如图4(b)所示，具备：搭载有半导体发光元件(后述的图5中的第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b)的发光元件组件21、搭载发光元件组件21的电路基板22、固定电路基板22的散热基板24、和使电路基板22和散热基板24电绝缘并且热传导性优异的膜状的绝缘性散热件23。而且，发光元件组件21，被设置成与透明盖12相对向，使得发出的光从透明盖12放出。
此外，照明装置10，具备反射器26，反射器26设定光的放出方向使得来自发光元件组件21的半导体发光元件的光从照明装置10的透明盖12沿垂直方向放出。
在电路基板22，作为一例子，如图4(a)所示，多个发光元件组件21沿长度方向排列成3列地配置。而且，以包围这些发光元件组件21的方式形成有作为例如旋转抛物面的反射面27的反射器26，与发光元件组件21的列对应地设置有3列。
另外，在图4中，在电路基板22配置排列有3列发光元件组件21，但不限于该数量。而且，电路基板22设为由一块基板构成，但也可以为按每列分开的基板。另外，电路基板22设为在照明装置10的长度方向相连的一块基板，但也可以为在长度方向被分割成多块的基板。
电路基板22，可以使用在使环氧树脂含浸于玻璃纤维布而成的玻璃纤维环氧树脂(glass epoxy)设置有铜箔的配线的玻璃纤维环氧树脂基板、设置有由Ag等形成的厚膜配线的陶瓷基板等。另外，从成本方面考虑，优选是玻璃纤维环氧树脂。
发光元件组件21可以通过例如软钎料搭载在电路基板22。
照明控制配线31，与电路基板22的表面(半导体发光元件安装面)连接，使得将用于发光的电力供给到半导体发光元件。照明控制配线31，通过设置在散热基板24的一部分的开口，被引出到散热基板24的背面。而且，照明控制配线31，在散热基板24的背面接线，作为照明控制配线31被引出到壳体外部，与设置在栽培室60外的照明控制部30连接。
照明控制配线31可以为被覆塑料的铜线。
在图4中，反射器26，在照明装置10的长度方向相连，按3列发光元件组件21的每一列设置。但是，反射器26，也可以按每个发光元件组件21设置。另外，也可以为在长度方向被分割的多个反射器26。而且，在图4中，将反射器26按3列发光元件组件21的每一列设置，但也可以不分割而将3列设为一体。即，反射器26，只要能够使得从照明装置10的半导体发光元件产生的光相对于照明装置10的透明盖12沿垂直方向放出即可。
作为反射器26，可以使用例如设置有截面为抛物线的开口的Al块。开口的壁成为反射面27。另外，也可以使用在设置有壁成为反射面27的开口的丙烯酸类树脂等树脂通过蒸镀法等形成有Al、Ag等的金属膜的反射器。
另外，所谓通过反射器26相对于透明盖12沿垂直方向放出，是指：与没有设置反射器26的情况相比较，垂直方向的光量多。
散热基板24，为用于将与半导体发光元件的发光相伴产生的热排出到栽培室60外的基板，由热传导率好的材质构成，并且具备冷媒导管25。
冷媒导管25，构成为密接在散热基板24的导管插入部。若仅是插入，传热效率差，因此，经由导管拉拔工序来形成，所述导管拉拔工序，用压缩空气使插入的导管的管径膨胀而使插入的导管密接在散热基板24的导管插入部。因此，来自搭载在电路基板22的半导体发光元件的热，经由散热基板24，传导到冷媒导管25，通过冷媒，排出到栽培室60外。反过来说，在冷媒导管25中流动的冷媒，冷却散热基板24，冷却搭载在电路基板22的发光元件组件21，所述电路基板22，被配设成密接在散热基板24。因此，不会将来自半导体发光元件的热排出到栽培室60内，所以栽培室60内的温度、湿度，可控制成与从半导体发光元件产生的热无关。
因此，可搭载在电路基板22的发光元件组件21的数量，根据由冷媒的温度、流量等决定的冷却能力和半导体发光元件的发热量来设定。特别是，与冷媒导管25中的冷媒的流动方向垂直的方向的长度(电路基板22的宽度)，由散热基板24的热阻等的散热特性限制。
作为散热基板24，可以使用热传导率优异的Al、Cu。特别是，冷媒导管25优选使用难以腐蚀的Cu。
为了使散热良好，优选是，在搭载有发光元件组件21的芯片、钎焊有引线的电路基板22的焊盘(bonding pad)，开设贯通到电路基板22的背面的通孔，经由电路基板22的背面的铜箔和镀敷金属进行连接。当然，应该对电路基板22的背面也进行图案形成，使得半导体发光元件不会短路。
另外，冷媒导管25，如图4(b)所示，配置成不与外装盖11等接触。而且，在照明装置10内，如上述那样，填充有干燥空气、干燥氮气等。因此，即使将温度比栽培室60的温度低的冷媒供给到冷媒导管25，也会抑制以冷媒导管25和安装有该冷媒导管25的散热基板24为首、电路基板22、发光元件组件21以及其他部件结露。由此，能够抑制以冷媒导管25和散热基板24为首、电路基板22、发光元件组件21以及其他部件因湿气、结露所导致的腐蚀。
绝缘性散热件23在电路基板22和散热基板24之间分别与电路基板22和散热基板24密接配设，用来保持电绝缘并且将从电路基板22产生的热传导到散热基板24。与散热基板24密接设置的冷媒导管25，如上述那样，与第1配管联接器16和第2配管联接器17连接。第1配管联接器16和第2配管联接器17，设置在照明装置10的外侧。因此，从事植物栽培的作业者等，有可能与第1配管联接器16或第2配管联接器17接触。因此，为了防止触电，在第1配管联接器16和第2配管联接器17不能有电流流动。因此，必须将散热基板24和电路基板22电绝缘。
绝缘性散热件23，使电路基板22和散热基板24电绝缘，并且，将从电路基板22上的半导体发光元件产生的热传导到散热基板24。因此，绝缘性散热件23，优选是具有柔软性以容易与电路基板22和散热基板24密接、电绝缘电阻高且热阻低的膜。作为这样的膜，可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)等。
电路基板22和散热基板24，只要在没有设置电路基板22的配线的部分，通过螺钉等固定即可。
反射器26，只要经由电路基板22，借助螺钉等固定在散热基板24即可。此时，还应当对电路基板22的图案和安装螺钉的绝缘距离加以注意，使得不会在安装螺钉漏电。
而且，散热基板24，如图4(b)所示，只要通过插入设置在外装盖11的缝隙等而进行固定即可。
另外，图4(b)所示的冷媒导管25，与第1配管联接器16和第2配管联接器17连接。此时，在从散热基板24到第1配管联接器16和第2配管联接器17之间需要配管时，可以在例如铜等的配管设置螺纹来加接配管。只要构成为不会泄漏冷媒地让冷媒在多个照明装置10中循环即可。
照明装置10，作为一例子，长度为1200mm，宽度为100mm，深度45mm。而且，冷媒导管25的直径为12mm。另外，不限定于该形状，也可以设为其他值。
图5是说明本实施方式中使用的发光元件组件21的构成的一例子的图。在此，图5(a)表示发光元件组件21的俯视图，图5(b)表示图5(a)的VB-VB剖视图。
该发光元件组件21，具备：在形成为平面状的开口面71形成有凹部61a的树脂容器61、由与树脂容器61一体化了的引线框构成的阳极用引线部62a、62b以及阴极用引线部63a、63b、和安装在凹部61a的底面70的作为发光元件的一例子的第1半导体发光元件64a以及第2半导体发光元件64b。即，该发光元件组件21，为在1个组件安装有第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b的1装2(2in 1)的组件。而且，作为一例子，第1半导体发光元件64a，是发光峰值波长为450nm的蓝色发光元件。另一方面，第2半导体发光元件64b，是发光峰值波长为660nm的红色发光元件。
另外，作为第1半导体发光元件64a，可以使用发光峰值波长为400～500nm的半导体发光元件。另外，作为第2半导体发光元件64b，可以使用发光峰值波长为655～675nm的半导体发光元件。在此，所谓发光峰值波长，是指光强度最大的波长。
树脂容器61，通过在包括阳极用引线部62a、62b和阴极用引线部63a、63b的金属引线部，对含有白色颜料的热塑性树脂(以下说明中称为白色树脂)进行注塑成型来形成。
另外，为了能够应对回流焊等涉及温度的工序，白色树脂选定充分考虑了耐热性的材质。作为成为基材的树脂，最一般的是PPA(聚邻苯二甲酰胺)，但也可以是液晶聚合物、环氧树脂、聚苯乙烯等。尤其是，在本实施方式中，作为PPA，可以特别优选使用作为二胺与间苯二甲酸或对苯二甲酸的共聚物的尼龙4T、尼龙6T、尼龙6I、尼龙9T、尼龙M5T。
设置在树脂容器61的凹部61a具备：具有圆形状的底面70、同样具有圆形状的开口面71、和以从底面70的周缘向开口面71扩开的方式立起的壁面80。在此，底面70，由在凹部61a露出的阳极用引线部62a、62b及阴极用引线部63a、63b、和在阳极用引线部62a、62b与阴极用引线部63a、63b之间的间隙的树脂容器61的白色树脂构成。另一方面，壁面80，由构成树脂容器61的白色树脂构成。另外，底面70的形状，可以是圆形、矩形、椭圆形、多边形的任何一种。另外，开口面71的形状，可以为圆形、矩形、椭圆形、多边形的任何一种，可以与底面形状相同。
阳极用引线部62a、62b和阴极用引线部63a、63b，各自的一部分被夹着保持在树脂容器61内，并且，另一部分露出到树脂容器61的外部，成为用于将电流施加在第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b的端子。在以表面安装为前提时，如图5所示，有时将阳极用引线部62a、62b和阴极用引线部63a、63b分别向树脂容器61的背侧弯曲，在树脂容器61的底部配设其顶端。
另外，阳极用引线部62a、62b和阴极用引线部63a、63b、即引线框，为具有0.1～0.5mm程度的厚度的金属板，以铜合金等金属导体为基础，在其表面通过实施镀银而形成有镀银层。
第1半导体发光元件64a，通过由硅氧烷树脂或环氧树脂形成的固晶(die bond)剂粘结固定在配设在凹部61a的底面70的阴极用引线部63a上。同样，第2半导体发光元件64b，通过由硅氧烷树脂或环氧树脂形成的固晶剂粘结固定在配设在凹部61a的底面70的阳极用引线部62b上。
另外，更优选是，在第1半导体发光元件64a的背面，隔着Al、Ni等金属层，形成AuSn层，通过热熔融固定在配设在凹部61a的底面70的阴极用引线部63a上。对于第2半导体发光元件64b，也同样。
第1半导体发光元件64a，具有n型焊区电极(pad electrode)和p型焊区电极，通过接合线(压焊丝)65，p型焊区电极与阳极用引线部62a连接，n型焊区电极与阴极用引线部63a连接。同样，第2半导体发光元件64b，也具有n型焊区电极和p型焊区电极，通过接合线65，p型焊区电极与阳极用引线部62b连接，n型焊区电极与阴极用引线部63b连接。
另外，发光元件组件21，以填充凹部61a的方式由封止树脂封止。封止树脂，只要由使第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b发出的光透射的透明树脂构成即可。
例如，透明树脂，可以含有以覆盖凹部的方式进行封止的固化性树脂、使固化性树脂固化的固化剂、还有根据需要配合的例如氧化防止剂、变色防止剂、光劣化防止剂、反应性稀释剂、无机填充剂、阻燃剂、有机溶剂等。
作为固化性树脂，具体来说，例如，可以举出：硅氧烷树脂、环氧树脂、环氧/硅氧烷混合树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等。尤其是，从耐热性的角度来考虑，优选是硅氧烷树脂、环氧树脂，特别优选是硅氧烷树脂。
另外，在此，在第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b，分别设置阳极用引线部(62a、62b)、阴极用引线部(63a、63b)，但也可以使一方共用。
在此，发光元件组件21，设为将第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b这两个半导体发光元件安装于一个组件的1装2的组件，但也可以为搭载有单一芯片的1装1的组件，还可以为搭载有多个芯片的组件。多个芯片的情况下的组件内的配线，可以设为在单端或两端具有共用端子的并联电路，也可以按每个芯片具有独立的正极、负极。另外，在组件内也可以设为串联连接芯片之间的串联电路。
接着，对第1半导体发光元件64a(蓝色发光元件)和第2半导体发光元件64b(红色发光元件)的一例子进行说明。另外，下述所示的构造和数值为代表性的构造和数值，不限于在此所示的构造和数值。
<蓝色发光元件>
图6是说明本实施方式中使用的发蓝色光的第1半导体发光元件64a的构成的一例子的剖视图。图7是发蓝色光的第1半导体发光元件64a的俯视图。在此，对发光峰值波长为450nm的发蓝色光的第1半导体发光元件64a进行说明。
如图6所示，第1半导体发光元件64a具备第1基板110、层叠在第1基板110上的中间层120、和层叠在中间层120上的基底层130。另外，第1半导体发光元件64a具备层叠在基底层130上的第1n型半导体层140、层叠在第1n型半导体层140上的第1发光层150、和层叠在第1发光层150上的第1p型半导体层160。另外，在以下的说明中，根据需要，将这些第1n型半导体层140、第1发光层150和第1p型半导体层160一起称为第1层叠半导体层100。此外，第1半导体发光元件64a具备透明电极170，该透明电极170层叠在第1p型半导体层160上，使第1发光层150产生的光透射。而且，第1半导体发光元件64a具备第1接合焊区电极(bonding padelectrode)210，该第1接合焊区电极210层叠在透明电极170的上面170c，成为p型焊区电极。此外，第1半导体发光元件64a还具备第2接合焊区电极240，该第2接合焊区电极240层叠在通过切除第1发光层150和第1n型半导体层140的一部分而露出的第1n型半导体层140的半导体层露出面140c上的一部分，成为n型焊区电极。
此外，第1半导体发光元件64a具备第1保护层180，该第1保护层180，除了第1接合焊区电极210和第2接合焊区电极240的表面的一部分之外，覆盖第1n型半导体层140、第1发光层150、第1p型半导体层160和透明电极170。
该第1半导体发光元64a，如上述那样被粘结固定在阴极用引线部63a上，第1接合焊区电极210，通过接合线65，与引线框的阳极用引线部62a连接。而且，第2接合焊区电极240，通过接合线65，与引线框的阴极用引线部63a连接。
将第1接合焊区电极210设为正极，将第2接合焊区电极240设为负极，使电流在第1层叠半导体层100(具体来说，第1p型半导体层160、第1发光层150和第1n型半导体层140)中流动，由此使得第1发光层150发光。而且，产生的光，从没有设置第1接合焊区电极210的透明电极170的上面，被取出到第1半导体发光元件64a的外部。
另外，第1半导体发光元件64a的构成和其制造方法等，可以参照例如日本特开2009-123718号公报来实施。
另外，在本实施方式中，如图6所示，可以以覆盖于透明电极170、第1p型半导体层160、第1n型半导体层140的半导体层露出面140c的上面(还包括被蚀刻了的侧壁)、第1接合焊区电极210的周边部分、第2接合焊区电极240的周边部分等的表面的方式，形成由SiO2那样的硅氧化物形成的第1保护层180。
由此，除了上述的接合焊区电极(210、240)的上面之外地遮护保护第1半导体发光元件64a，能够大幅降低外部的空气、水分进入第1半导体发光元件64a的可能性，对防止第1半导体发光元件64a的透明电极170、接合焊区电极(210、240)的剥离也有帮助。
第1保护层180的厚度，优选是设为50～1000nm，更加优选是设为100～500nm，进一步优选是设为150～450nm。
通过将第1保护层180的厚度设为50～1000nm，能够大幅降低外部的空气、水分进入到第1半导体发光元件64a的第1发光层150的可能性，防止第1半导体发光元件64a的第1接合焊区电极210、第2接合焊区电极240的剥离。
而且，第1保护层180的形成方法，例如，首先，在透明电极170、第1p型半导体层160、第1n型半导体层140的半导体层露出面140c的上面(还包括被蚀刻了的侧壁)、第1接合焊区电极210的表面、第2接合焊区电极240的表面形成由SiO2形成的第1保护层180之后，在第1保护层180上涂敷未图示的抗蚀剂。
然后，除去第1接合焊区电极210和第2接合焊区电极240的表面的一部分的抗蚀剂，用公知的蚀刻方法除去第1保护层180，由此，使各个电极的表面的一部分露出。
如以上那样做，制造第1半导体发光元件64a。
<红色发光元件>
图8是说明本实施方式中使用的发红色光的第2半导体发光元件64b的构成的一例子的剖视图。图9是发红色光的第2半导体发光元件64b的俯视图。在此，对发光峰值波长为660nm的发红色光的第2半导体发光元件64b进行说明。另外，图8所示的第2半导体发光元件64b的剖视图，相当于在图9的俯视图的VIII-VIII线的剖视图。
如图8所示，第2半导体发光元件64b，构成为第2层叠半导体层300和第2基板310接合。而且，第2层叠半导体层300，构成为顺次层叠形变调整层320、作为下部覆层起作用的第2p型半导体层330、第2发光层340、作为上部分覆层起作用的第2n型半导体层350。
而且，第2半导体发光元件64b，具备第3接合焊区电极400和第4接合焊区电极410，该第3接合焊区电极400，形成在第2n型半导体层350的上面350c，作为n型焊区电极起作用，该第4接合焊区电极410，形成在通过切除第2层叠半导体层300的第2n型半导体层350、第2发光层340、第2p型半导体层330的一部分而露出了的形变调整层320的上面320c，作为p型焊区电极起作用。
另外，如图9所示，第3接合焊区电极400，在第2n型半导体层350上，与形成为例如格子状的配线401连接。配线401，由与第3接合焊区电极400相同的材料形成为细线，使得不会对从第2n型半导体层350取出光产生影响。由此，与没有设置配线401的情况相比，使第2n型半导体层350的电位分布更加均匀，使第2发光层340的发光分布均匀化。
此外，第2半导体发光元件64b具备第2保护层360，所述第2保护层360，除了第3接合焊区电极400和第4接合焊区电极410的表面的一部分之外，覆盖形变调整层320、第2p型半导体层330、第2发光层340、和第2n型半导体层350。
在该第2半导体发光元件64b中，将第3接合焊区电极400设为负极，将第4接合焊区电极410设为正极，经由两者使电流在第2层叠半导体层300(更加具体来说，第2p型半导体层330、第2发光层340和第2n型半导体层350)中流动，由此第2发光层340发光。而且，产生的光，从没有设置第3接合焊区电极400和配线401的第2n型半导体层350的上面、第2基板310的侧面，被取出到第2半导体发光元件64b的外部。
以下，更加详细地说明第2半导体发光元件64b的构成。
(第2基板)
第2基板310，如图8所示，与构成第2层叠半导体层300的形变调整层320接合。该第2基板310，具有用于机械支撑第2发光层340的充分的强度，并且，为了能使从第2发光层340射出的光透射，由带隙能量(band gap energy)宽、对于来自第2发光层340的发光波长来说光学上透明的材料构成。例如，可以由磷化镓(GaP)、砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)等III-V族化合物半导体晶体、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)等II-VI族化合物半导体晶体、或者六方晶或立方晶碳化硅(SiC)等IV族半导体晶体、玻璃、蓝宝石等绝缘基板构成。
另一方面，也可以选择在接合面具有反射率高的表面的功能性基板。例如，可以选择在表面为银、金、铜、铝等的金属基板或合金基板、在半导体形成有金属镜构造的复合基板等。
而且，第2基板310，为了以充分的强度机械支撑第2发光层340，优选是设为例如50μm以上的厚度。另外，为了使在与第2层叠半导体层300接合之后对第2基板310的机械加工容易，优选是设为不超过300μm的厚度。即，第2基板310，最为优选是，由具有50μm以上且300μm以下的厚度的n型GaP基板构成。
另外，如图8所示，第2基板310的侧面，在靠近第2层叠半导体层300一侧，构成相对于作为光取出面的第2n型半导体层350的上面大致垂直的垂直面310a，在远离第2层叠半导体层300一侧，构成向第2基板310的内侧倾斜的倾斜面310b。由此，能够高效率地将从第2发光层340向第2基板310侧放出的光取出到外部。即，能够将在从第2发光层340向第2基板310侧放出的光中的在垂直面310a反射的光从倾斜面310b取出。另一方面，能够将在倾斜面310b反射的光从垂直面310a取出。这样，通过垂直面310a和倾斜面310b的协同效果，能够提高光的取出效率。
而且，在本实施方式中，优选是，将倾斜面310b和与作为光取出面的第2n型半导体层350的上面平行的面所成的角度α设为55度～80度的范围内。通过设为这样的范围，能够高效率地将在第2基板310的底面310c反射的光取出到外部。
另外，优选是，将第2基板310的垂直面310a的部分的厚度设为30～100μm。通过将垂直面310a的厚度设在该范围内，能够使在第2基板310的底面310c反射的光在垂直面310a高效率地返回发光面，能够使其从作为光取出面的第2n型半导体层350(没有形成第3接合焊区电极400的部分)的上面放出。由此，能够提高第2半导体发光元件64b的发光效率。
另外，优选是，第2基板310的倾斜面310b被粗糙化。若使倾斜面310b粗糙化，则可得到如下效果：抑制在倾斜面310b的全反射，提高从该倾斜面310b的光取出效率。
(形变调整层)
在本实施方式中，在第2基板310和第2p型半导体层330之间设置有形变调整层320。该形变调整层320，对于来自于第2发光层340的发光波长是透明的，因此，能够制成为不吸收发光、高输出、高效率的第2半导体发光元件64b。
另外，该形变调整层320，具有比形成第2层叠半导体层300时使用的GaAs基板(未图示)的晶格常数小的晶格常数。因此，能够抑制第2层叠半导体层300的翘曲的发生。由此，能够降低设置在第2发光层340内的形变发光层的形变量在第2发光层340内的不均，因此，能够制成为单色性优异的第2半导体发光元件64b。
另外，形变调整层320，例如，为掺杂有Mg、载流子浓度为约3×1018/cm3且厚度为约9μm的p型GaP。
(第2p型半导体层)
作为下部覆层起作用的第2p型半导体层330，设置在形变调整层320和第2发光层340之间。第2p型半导体层330，例如，为掺杂有Mg的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P，载流子浓度为大约8×1017/cm3，厚度为大约0.5μm。
另外，在形变调整层320和第2p型半导体层之间，还可以设置例如为(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P、载流子浓度为大约8×1017/cm3且厚度为大约0.05μm的中间层。
(第2发光层)
在第2p型半导体层320和第2n型半导体层350之间，设置有射出光的第2发光层340。第2发光层340，优选是其发光光谱的峰值发光波长设为655～675nm的范围，更加优选是设为660～670nm的范围。上述范围的发光波长为适于植物培育(光合作用)用的光源的发光波长的1种，对于光合作用，反应效率高。
另一方面，700nm以上的长波长，会发生抑制植物的培育的反应。因此，优选是，长波长区域的光量小。因此，为了高效地进行植物培育，最优选是，对于光合作用反应来说最佳的655～675nm的波长区域的光强并且不含有700nm以上的长波长的光的红色光源。据此，为了设为优选的红色光源，要求半幅值(半值幅，半光谱幅值)窄。
基于这些情况，发光光谱的半幅值，优选是为10～40nm，进而发光波长700nm的发光强度，优选是低于峰值发光波长的发光强度的10％。
第2发光层340，构成为交替层叠形变发光层和阻挡层。形变发光层，例如为无掺杂且厚度为大约17nm的Ga0.44In0.56P，阻挡层，例如为无掺杂且厚度为大约19nm的(Al0.53Ga0.47)0.5In0.5P。而且，将形变发光层和阻挡层交替层叠例如22对。
(第2n型半导体层)
作为上部覆层起作用的第2n型半导体层350，设置在第2发光层340的上面。
第2n型半导体层350，例如，为掺杂有Si、载流子浓度为大约1×1018/cm3、且厚度为大约0.5μm的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P。
另外，还可以在第2n型半导体层350的上面设置n型的接触层，该n型的接触层，由例如掺杂有Si、载流子浓度为大约2×1018/cm3且厚度为大约3.5μm的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P形成。
(第3接合焊区电极和第4接合焊区电极)
作为n型焊区电极的第3接合焊区电极400，设置在第2n型半导体层350的上面350c，例如，可以使用AuGe、Ni合金/Au构成的合金。
另一方面，作为p型焊区电极的第4接合焊区电极410，设置在露出的形变调整层320的上面320c，例如，可以使用AuBe/Au构成的合金。
上述的第2半导体发光元件64b可以如下方式制造。
首先，在由掺杂有Si的n型的GaAs单晶体形成的GaAs基板上顺次层叠第2层叠半导体层300。GaAs基板，例如以从(100)面向(0-1-1)方向倾斜15°的面为生长面，载流子浓度为2×1018/cm3。
在该GaAs基板上以第2n型半导体层350、第2发光层340、第2p型半导体层330、形变调整层320的顺序形成第2层叠半导体层300。
另外，可以在GaAs基板上和第2层叠半导体层300之间设置n型的缓冲层，该n型的缓冲层，由例如掺杂有Si、载流子浓度为大约2×1018/cm3且厚度为大约0.5μm的GaAs形成。
在本实施方式中，使用减压有机金属化学气相沉积(MOCVD)法，在直径76mm且厚度350μm的GaAs基板上外延生长第2层叠半导体层300。在外延生长时，作为III族构成元素的原料，可以使用三甲基铝((CH3)3Al)、三甲基镓((CH3)3Ga)和三甲基铟((CH3)3In)。另外，作为Mg的掺杂原料，可以使用双环戊二烯基镁(bis-(C5H5)2Mg)。此外，作为Si的掺杂原料，可以使用乙硅烷(Si2H6)。而且，作为V族构成元件的原料，可以使用磷化氢(PH3)、胂(AsH3)。另外，作为各层的生长温度，使由p型GaP形成的形变调整层320在750℃生长，使其他各层在700℃生长。
接着，对形变调整层320从表面一直研磨到大约1μm的深度，进行镜面加工。另一方面，准备贴附于上述形变调整层320的经镜面研磨的表面的由n型GaP形成的第2基板310。第2基板310，例如，直径76mm，且厚度为250μm。而且，第2基板310，为以使得载流子浓度为大约2×1017/cm3的方式掺杂有Si的(111)面的单晶体的基板。另外，第2基板310的表面，在与形变调整层320接合之前，预先研磨成镜面。
接着，将第2基板310和形成有第2层叠半导体层300的GaAs基板运入一般的半导体材料贴附装置，对半导体材料贴附装置内排气成真空，直到变为例如3×10-5Pa。
其后，对第2基板310和第2层叠半导体层300的形变调整层320的表面，照射3分钟例如使电子碰撞而中性化了的Ar束，除去吸附在双方的表面的气体等。
其后，在维持着真空的半导体材料贴附装置内，使第2基板310和第2层叠半导体层300的形变调整层320的表面重叠，施加负载以使得例如压力变为50g/cm2，在室温下接合。
此外，通过氨系蚀刻剂选择性地除去GaAs基板和GaAs缓冲层。接着，在接触层的表面，作为第3接合焊区电极400，以使得AuGe、Ni合金的厚度为0.5μm、Pt的厚度为0.2μm、Au的厚度为1μm的方式通过真空蒸镀法形成AuGe、Ni合金的膜、Pt的膜、Au的膜。其后，利用公知的光刻法，进行图案形成，形成作为n型焊区电极起作用的第3接合焊区电极400。
接着，选择性地除去形成第4接合焊区电极410的区域的第2n型半导体层350、第2发光层340、第2p型半导体层330，露出形变调整层320。在该露出的形变调整层320的上面320c，以使AuBe的厚度为0.2μm、Au的厚度为1μm的方式通过真空蒸镀法形成作为p型焊区电极起作用的第4接合焊区电极410。
其后，在450℃进行10分钟的热处理而合金化，形成分别作为低电阻的n型和p型焊区电极起作用的第3接合焊区电极400和第4接合焊区电极410。
如上述那样制造出的第2半导体发光元件64b，如图5(a)所示，组装入发光元件组件21。即，第2半导体发光元件64b的底面310c，设置在引线框的阳极用引线部62b上，第3接合焊区电极400通过例如金的接合线65，与阴极用引线部63b连接，第4接合焊区电极410通过金的接合线65，与阳极用引线部62a连接，由此，n型GaP的第2基板310和第3接合焊区电极400变为相同电位。
另外，发光元件组件21的凹部61a，可以在引线接合之后，由一般的环氧树脂封止。
另外，本实施方式中的发红色光的第2半导体发光元件64b，使用由AlGaInP形成的4元化合物半导体。在本说明书中，AlGaInP、AlInP等的记述中，有时简略记载各元素的组成比。另一方面，公知作为发出660nm的光的半导体发光元件使用AlGaAs这样的3元化合物半导体。
本实施方式中的使用AlGaInP的第2半导体发光元件64b，与使用AlGaAs相比，Al的比率低，因此，具有对由湿气所导致的腐蚀耐受性强这样的特性。
上述的第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b，为一例子，显然可以使用除此以外的构造的半导体发光元件、具有除此以外的发光峰值波长的半导体发光元件。
如以上说明的那样，在本实施方式中，使用安装有植物培育所必需的发蓝色光的第1半导体发光元件64a和发红色光的第2半导体发光元件64b的发光元件组件21，因此，照明装置10的制造容易。
另外，分别设置引线框的阳极用引线部62a、62b和阴极用引线部63a、63b，以使得能够对第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b分别进行打开/关闭。由此，在第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b分开设置照明控制配线31，从而能够根据植物的种类等，独立控制红色和蓝色的光子的密度(光量子密度)。
在这样制作出的照明装置10中，20cm正下方的光量子密度，在每1个发蓝色光的第1半导体发光元件64a中流过20mA的电流的情况下，为300μmol/m2/sec，在每1个发红色光的第2半导体发光元件64b中流过20mA的电流的情况下，为200μmol/m2/sec。
此外，在不点亮半导体发光元件，(I)在5℃放置15分钟、(II)在15分钟内升温到60℃、(III)在60℃放置15分钟、(IV)在15分钟内降温到5℃、然后返回(I)这样的温度循环反复进行100次的温度循环试验中，在照明装置10的透明盖12(玻璃)内面，没有发现模糊、结露。另外，在30℃、95％RH(相对湿度)的环境下，在发蓝色光的第1半导体发光元件64a流过10mA的电流、在发红色光的第2半导体发光元件64b流过30mA的电流而进行的1000小时的连续点亮试验中，在照明装置10内部没有发现生锈、半导体发光元件的点不亮，光量子密度能够维持初始值的98％。
(第2实施方式)
在第1实施方式中，将包括发蓝色光的第1半导体发光元件64a和发红色光的第2半导体发光元件64b的发光元件组件21搭载在电路基板22，再将该电路基板22搭载在散热基板24。在该方法中，从第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b产生的热，通过发光元件组件21的金属引线和电路基板22的通孔，从电路基板22的背面传递到散热基板24。
其中，发光元件组件21的金属引线的厚度为0.15mm这样薄，而发光元件组件21的热阻为100℃/W，并没有那么低。
在本实施方式中，为了进一步提高冷却效率，采用将第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b直接粘结在金属基座的电路基板32的金属基座部的方式(COB式：板上芯片(Chip on Board)式)。
图10是应用本实施方式的照明装置20的一例子的剖视图。另外，照明装置20，与第1实施方式同样具备构成壳体的外装盖11、透明盖12、第1侧面盖13、第2侧面盖14。此外，在本实施方式中，也使用发蓝色光的第1半导体发光元件64a和发红色光的第2半导体发光元件64b。
在本实施方式中，在散热基板24的一面，与第1实施方式同样设置有冷媒导管25。而且，在散热基板24的另一面，隔着绝缘性散热件23，螺钉固定有COB式的电路基板32。另外，在图10中，设置有反射器26，但也可以不设置。
图11是用于说明设置在板上芯片(COB)式的电路基板32的连接配线520和半导体发光元件(第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b)的连接关系的一例子的俯视图。在此，图11(a)是说明隔着绝缘性散热件23螺钉固定在散热基板24的COB式的电路基板32上的电路图案的一例子的俯视图。图11(b)是图11(a)的用虚线包围的部分的放大图，示出了配置在电路基板32上的第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b与连接配线520的连接关系。
另外，在第2实施方式的说明中，对与第1实施方式中说明的构成相同的构成，标注相同的附图标记，省略详细说明。
首先，在图11(a)中，对形成有连接配线520的电路基板32进行说明。
电路基板32，为用于将与第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b的发光相伴产生的热排出到栽培室60外的基板。因此，电路基板32，由热传导率好的材质构成。
作为电路基板32，可以使用热传导率优异的Al、Cu。
另一方面，在电路基板32的表面设置有绝缘层510，该绝缘层510，在两面形成有连接配线520。而且，为了能够将第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b直接搭载在电路基板32上，除去绝缘层510以使得电路基板32的表面露出，设置有多个半导体发光元件设置部530。在图11(a)，作为一例子，多个半导体发光元件设置部件530沿电路基板32的长度方向等间隔配置2列，每列配置15个。
而且，在多个半导体发光元件530的各个，例如，成对地配置有第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b。通过连接配线520对第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b供电。连接配线520，如图11(a)所示，具体来说，由分割成多条的配线构成。
接着，在图11(b)中，说明第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b与连接配线520的连接关系的一例子。
第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b构成一对，该一对配置在半导体发光元件设置部530内。第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b，沿电路基板32的较短方向排列配置，第1半导体发光元件64a配置在电路基板32的外侧，第2半导体发光元件64b配置在电路基板32的内侧。
而且，某第1半导体发光元件64a的第1接合焊区电极210，通过绝缘层510上的连接配线520，与跟其相邻配置的别的第1半导体发光元件64a的第2接合焊区电极240连接。第1接合焊区电极210或第2接合焊区电极240与连接配线520，由接合线65连接。
另外，在需要跨过连接配线520地连接另外2条连接配线520的部分，用低电阻的片式电阻66进行跨接配线。
这样，多个第1半导体发光元件64a，通过连接配线520串联连接。同样，多个第2半导体发光元件64b通过连接配线520串联连接。但是，多个第1半导体发光元件64a和多个第2半导体发光元件64b，彼此没有连接。这是为了使得能够分别点亮控制第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b。
即，在连接配线端子520a和520b之间，仅有配置排列在电路基板32的内侧的第2半导体发光元件64b串联连接10个。另一方面，在连接配线端子520c和520d之间，仅有配置排列在电路基板32的外侧的第1半导体发光元件64a串联连接10个。由此，通过在连接配线端子520a和520b之间，照明控制部30施加第2半导体发光元件64b的正向电压的串联连接的个数的倍数的电压，使正向电流在第2半导体发光元件64b流动，能够同时点亮串联连接的多个第2半导体发光元件64b。在连接配线端子520c和520d之间也是同样的。
另外，在本实施方式中，如图11(a)所示，配置在电路基板32的图中右侧、中央、左侧、分别串联连接的10个第1半导体发光元件64a或第2半导体发光元件64b，在连接配线端子520a和520b之间或连接配线端子520c和520d之间并联连接。这样，通过并联连接多列串联连接的第1半导体发光元件64a或第2半导体发光元件64b的列，与串联连接电路基板32上的所有的第1半导体发光元件64a或第2半导体发光元件64b的情况相比，能够将供给到第1半导体发光元件64a或第2半导体发光元件64b的电压抑制为低。
图12是进一步说明本实施方式的直接搭载有半导体发光元件(第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b)的板上芯片(COB)式的电路基板32的图。图12(a)是放大表示一个半导体发光元件设置部530的部分的俯视图。图12(b)是在图12(a)的XIIB-XIIB线的剖视图。
在电路基板32的两面设置有绝缘层510，该绝缘层510形成有连接配线520。而且，绝缘层510，在设置第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b的半导体发光元件设置部530被除去以使得电路基板32露出。
在半导体发光元件设置部530的露出的电路基板32上，配置有第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b。而且，第1半导体发光元件64a的第1接合焊区电极210和第2接合焊区电极240，通过接合线65与形成在绝缘层510上的连接配线520连接。同样，第2半导体发光元件64b的第3接合焊区电极400和第4接合焊区电极410，分别通过接合线65，与连接配线520连接。
如图12(b)所示，绝缘层510(包括形成在绝缘层510的两面的连接配线520)隔着粘结层540层叠在电路基板32。而且，绝缘层510的成为半导体发光元件设置部530的部分以使得其侧面变为例如圆锥形的方式被除去，使得电路基板32露出。
对于绝缘层510的材料，没有限定，可以任意使用树脂、陶瓷等众所周知的材料。特别优选是在玻璃纤维布含浸有环氧树脂的玻璃纤维环氧树脂。
对于连接配线520的材料，也没有限定，可以任意使用Cu、Al等众所周知的材料。
粘结层540，只要是能够接合于电路基板32和绝缘层510两者，对材质没有限定。可使用环氧树脂等热熔粘结剂通过热压而接合在电路基板32。也可以使用粘着性的粘结剂贴附在电路基板32。
另外，在此，设为在绝缘层510的两面形成有连接配线520，但也可以仅在单面形成有连接配线520。
第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b，例如通过树脂固定在电路基板32。另外，更加优选是，在第1半导体发光元件64a的背面，隔着Al、Ni等的金属层，形成AuSn层，通过热熔融固定在电路基板32的表面。对于第2半导体发光元件64b来说，也同样。
而且，各n型接合焊区电极和p型接合焊区电极与连接配线520，通过金等的接合线65连接。
而且，在半导体发光元件设置部530，以覆盖包住第1半导体发光元件64a及第2半导体发光元件64b和接合线65的方式设置有封止树脂550。封止树脂550，如上述那样，只要由使第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b发出的光透射的透明树脂构成即可。作为透明树脂，例如，可以含有将凹部覆盖地封止的固化性树脂、使其固化的固化剂、还有根据需要配合的例如氧化防止剂、变色防止剂、光劣化防止剂、反应性稀释剂、无机填充剂量、阻燃剂、有机溶剂等。作为固化性树脂，具体来说，例如，可以举出硅氧烷树脂、环氧树脂、环氧/硅氧烷混合树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等。尤其是，从耐热性的角度来考虑，优选是硅氧烷树脂、环氧树脂，特别优选硅氧烷树脂。
这样的构造，例如，可以以如下的方式制造。
作为板状的绝缘层510，在0.1mm厚的玻璃纤维环氧树脂的两面侧，形成厚度18μm的整面铜箔，对该铜箔进行蚀刻加工，形成连接配线520。通过电镀法在电路图案的铜箔表面实施厚度2μm以上的镀银，因此，表面的电路图案通过通孔在背面的电路图案全部导通，在镀银形成后，通过切掉电路基板32的端部，进行电路图案的切边。然后，在背面侧形成由热熔性粘结剂形成的厚度50μm的粘结层540。
接着，通过冲孔等除去板状的绝缘层510的成为半导体发光元件设置部530的部分的绝缘层510。
然后，使厚度0.7mm的高反射铝板和板状的绝缘层510在预先设定的位置重叠，进行热压。由此，高反射铝板和板状的绝缘层510被牢固地接合，形成COB式的电路基板32。
接着，在电路基板32的金属基座的露出部粘结第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b。通过接合线65将第1半导体发光元件64a的第1接合焊区电极210和第2接合焊区电极240与连接配线520连接。
由此，制成在电路基板32直接搭载有第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b的构造即所谓的COB。
在这样制作出的照明装置20中，20cm正下方的光子的密度(光量子密度)，在每1个发蓝色光的第1半导体发光元件64a中流过20mA的电流的情况下，为250μmol/m2/sec，在每1个发红色光的第2半导体发光元件64b中流过20mA的电流的情况下，为150μmol/m2/sec。
此外，在不点亮半导体发光元件，(I)在5℃放置15分钟、(II)在15分钟内升温到60℃、(III)在60℃放置15分钟、(IV)在15分钟内降温到5℃、然后返回(I)这样的温度循环反复进行100次的温度循环试验中，在照明装置20的透明盖12(玻璃)内面，没有发现模糊、结露。另外，在30℃、95％RH(相对湿度)的环境下，在发蓝色光的第1半导体发光元件64a中流过10mA的电流、在发红色光的第2半导体发光元件64b中流过30mA的电流而进行的1000小时的连续点亮试验中，在照明装置20内部没有发现生锈、半导体发光元件的点不亮，光量子密度能够维持初始值的98％。
另外，在本实施方式中，为了高效率地取出光，也可以在包围半导体发光元件设置部530的绝缘层510的侧面设置反射面。反射面，可以由Al等反射率高的金属膜形成，也可以嵌入金属环，该金属环与半导体发光元件设置部530的形状嵌合，由Al等构成。
另外，在本实施方式中，也与在第1实施方式中同样，可以设置反射器26，该反射器26，用于设定从电路基板32上的第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b发出的光的方向。另外，反射器26，可以与半导体发光元件设置部530对应地形成例如抛物线状的反射面。对于构成对的第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b，既可以在各自设置反射器26，也可以按每对设置反射器26。此外，仅有电路基板32的较短或长度方向地控制光的方向时，也可设为缝隙状的反射器26。
另外，在本实施方式中，在跨过连接配线520地连接另外2条连接配线520的部分，使用低电阻的片式电阻66，但也可以将连接配线520构成为多层。
应用本实施方式的照明装置10、20中，第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b发出的热通过散热基板24和设置在散热基板24的冷媒导管25中的冷媒排出到栽培室60的外部。因此，能够不会减小发光效率、不用担心劣化地对第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b供给大电流而以高光输出进行运转。
照明装置10、20的内部，被密封，抑制外部气体的流入，因此，能够抑制因湿气的侵入导致第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b由于湿气而腐蚀。此外，若在照明装置10、20的内部填充干燥空气或干燥氮气，则可进一步抑制第1半导体发光元件64a和第2半导体发光元件64b由于湿气而腐蚀。因此，即使为容易因湿气而腐蚀的GaAlAs系的半导体发光元件，也可以用作植物栽培用的照明装置10、20。
另外，照明装置10、20，在被填充了干燥空气或干燥氮气并且抑制了外部气体的流入的内部配设有冷媒导管25，因此，即使让冷媒在高温、高湿的栽培室60流通，也不会结露，能够抑制散热基板24和冷媒导管25的由结露水导致的腐蚀。
而且，在本实施方式中，能够通过雄型的第1配管联接器16和雌型的第2配管联接器17用简单的操作来连接，因此，多个照明装置10、20的连接、拆卸容易，可以容易地进行植物栽培系统1的构筑、变更。而且，通过成为冷媒的通路的配管部件(雄型的第1配管联接器16和雌型的第2配管联接器17)连接多个照明装置10、20，因此，没有必要另外设置用于连接的部件。此外，能够将多个照明装置10、20靠近地配置，能够有效地利用栽培室60的空间。
附图标记说明：
1：植物栽培系统；10、20：照明装置；11：外装盖；12：透明盖；13：第1侧面盖；14：第2侧面盖；15：配管接头；16：第1配管联接器；17：第2配管联接器；21：发光元件组件；22、32：电路基板；23：绝缘性散热件；24：散热基板；25：冷媒导管；26：反射器；30：照明控制部；31：照明控制配线；40：冷媒供给部；41：冷媒配管；50：栽培容器；60：栽培室；61：树脂容器；62a、62b：阳极用引线部；63a、63b：阴极用引线部；64a：第1半导体发光元件；64b：第2半导体发光元件。

Claims (12)

1.一种植物栽培用的照明装置，其特征在于，具备：
多个发光元件；
壳体，其具有使所述发光元件发出的光透射的透光性窗部，设置成覆盖该发光元件；
散热基板，其配置在所述壳体的内部，通过传导对所述发光元件产生的热进行散热；和
冷媒导管，其安装在所述散热基板，成为冷媒的流路；
所述壳体构成为：在该壳体的内部包含所述冷媒导管，并且该壳体的内部抑制外部气体的流入。
2.根据权利要求1所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，所述壳体的内部由干燥空气或干燥氮气填充。
3.根据权利要求1或2所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，所述植物栽培用的照明装置还具备连接单元，所述连接单元连接所述冷媒导管和相邻的照明装置具备的相邻冷媒导管、在该相邻冷媒导管和该冷媒导管之间形成冷媒的流路。
4.根据权利要求1或2所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，所述壳体为长的箱形，长度方向的1个面构成所述透光性窗部，长度方向的另外3个面构成相连的外装部，其余的2个面构成侧面部。
5.根据权利要求4所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，所述外装部通过铝或铝合金的挤压成型而制作。
6.根据权利要求1或2所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，所述散热基板，具有供所述冷媒导管插入的部分，通过铝或铝合金的挤压成型而制作，与该冷媒导管构成一体。
7.根据权利要求1或2所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，所述发光元件设置在发光元件组件，该发光元件组件被固定接合在电路基板，该电路基板被固定在所述散热基板。
8.根据权利要求1或2所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，所述发光元件被直接安装在金属基座的电路基板的金属基座部，该电路基板被固定在所述散热基板。
9.根据权利要求1或2所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，所述发光元件，包括发光峰值波长为400～500nm的发光元件和发光峰值波长为655～675nm的发光元件。
10.根据权利要求9所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，
所述发光峰值波长为655～675nm的发光元件，具备至少包括pn结型的发光部和层叠在该发光部的形变调整层的化合物半导体层；
所述发光部具有由组成式为(AlXGa1-X)YIn1-YP的材料形成的形变发光层和阻挡层的层叠结构，其中，0≤X≤0.1、0.37≤Y≤0.46；
所述形变调整层，对于发光波长是透明的，并且具有比所述形变发光层和所述阻挡层的晶格常数小的晶格常数。
11.根据权利要求1或2所述的植物栽培用的照明装置，其特征在于，在所述发光元件和所述透光性窗部之间，还具备设定该发光元件的光的方向的反射器。
12.一种植物栽培系统，其特征在于，具备：
多个植物栽培用的照明装置，其具备多个发光元件、壳体、散热基板和冷媒导管，该壳体具有使该发光元件发出的光透射的透光性窗部，设置成覆盖该发光元件，该散热基板配置在该壳体的内部，通过传导对所述发光元件产生的热进行散热，该冷媒导管安装在该散热基板，成为冷媒的流路，将相邻的该冷媒导管相互连接而形成冷媒的流路；
冷媒供给部，其将冷媒供给到所述多个植物栽培用的照明装置的连接着的所述冷媒导管；和
照明控制部，其控制所述多个植物栽培用的照明装置的所述发光元件的点亮和熄灭。
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