CN102516979A - 用于植物照明光源的色转换有机材料及其应用 - Google Patents

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张建华
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Abstract

本发明公开了一种用于植物照明光源的色转换有机材料，至少包含2种有机材料，为红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系、蓝色荧光主体材料掺杂红色磷光客体材料掺杂体系和蓝色荧光主体材料掺杂蓝色磷光客体材料掺杂体系中的任意材料体系的组合，该材料具有成本低廉，可将各种光源的其他波长的光转换为植物生长所需波段的波长为400～480nm蓝紫光或波长为600～680nm红橙光，减少植物叶绿素不吸收的其他波段的光。从而达到色转换的发明目的，该材料具有通用性好和相容性好等物理化学特征，可均匀添加到基体材料之中，还可以形成膜材料，可用于制备塑料薄膜、人工光源和植物培养箱，从而实现植物光源照明，达到帮助植物生长的作用。

Description

用于植物照明光源的色转换有机材料及其应用
技术领域
本发明涉及一种光源的色转换有机材料及其作为制备塑料薄膜、人工光源和植物培养箱的应用，特别是一种将光源发射光转化为加强绿色植物生长所需的可见光的有机材料及其专门用途。
背景技术
植物栽培种植的主要设施包括塑料大棚和温室，由于温室种植成本较高，所以塑料大棚一直是最广泛和最主要的植物栽培种植设施。塑料大棚是一种简易实用的保护地载培设施，由于其建造容易、使用方便、投资较少，随着塑料工业的发展，被世界各国普遍采用。目前国产的大棚用塑料薄膜，按树脂原料分，有聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜和乙烯醋酸薄膜。其中聚乙烯薄膜应用最广，数量最大；其次是聚乙烯薄膜。按性能特点又可分为普通膜、长寿膜、无滴膜、复合多功能膜、漫反射膜等。其中普通膜应用最早，分布最广，应用量最大，其次是长寿膜和无滴膜。塑料薄膜透光性好，吸尘轻，耐低温性强。可减轻蔬菜病害，提高透光率，增温快，对冬春蔬菜生产非常有利。白天提高光照和温度，促进光合作用，夜间保温性能也较好。能够提早或延迟供应，提高单位面积产量，有利于防御自然灾害。我国地域辽阔，气候复杂，利用塑料大棚进行蔬菜、花卉等的保温和越冬栽培，对缓解蔬菜淡季的供求矛盾起到了特殊的重要作用，具有显著的社会效益和现实的巨大的经济效益。
植物栽培种植的各种设施都需要光源，目前用于植物生长照明的光源主要有太阳光、白炽灯、荧光灯、LED等。其中太阳光最为廉价和低碳的光源，太阳光可达到地面的能量90%集中在290～3000nm之间，其中波长300nm以下的部分光线极易使作物产生病害。但单纯依靠太阳光为植物生长提供光照存在很多不足，如连绵的阴雨天、黑夜等情况下，或者高纬度地区冬季，有些地方的光照时间严重不够。由于室内自然光照不足，难以以维持植物正常生长，所以通常需设置人工光照来补充 。
常用的有白炽灯和荧光灯。二者的优缺点如下：前者灯的外形很多，可设计成光强的聚光灯。优点是光源集中，紧凑，安装价格低；体积小，种类多，红光多。缺点是能量功效低，光强常不能满足开花植物的要求；温度高，寿命短；光线分布不均匀等。故应宜与天然光或具蓝光的荧光灯混用，并要考虑与植物间的距离不要太近，以免灼伤。荧光灯是最好的人工光照。优点是能量功效大，比白炽灯放出的热量少，寿命长；光线分布均匀，光色多，蓝光较高，有利于植物生长。缺点是安装成本较高；光强不能聚在一起，灯管中间部分光效比两端高。此外，还有水银灯常用于高屋顶的商业环境，但成本很高。
近年来，LED灯也适用在植物照明上。现有的白光LED，最普遍的是使用蓝色核心，激发黄色荧光粉，由此复合产生视觉上的白光效果。能量分布上，在445nm的蓝色区和550nm的黄绿色区存在两个峰值。而植物所需的610～720nm的红光，则非常缺乏。
适合绿色植物叶绿素吸收的可见光的光谱为400～480nm的蓝紫光区和600～680的红橙光区。由于太阳光的自然光光谱中波长为400～480nm的蓝紫光和波长为600～680的红橙光所占比重有限，而白炽灯、荧光灯等人工光源通常也不发射蓝紫光和红橙光，而制备可发射波长为400～480nm的蓝紫光和波长为600～680的红橙光LED难度和成本较高，现有技术还存在很多不足，无法满足植物生长所需的充足的蓝紫光和红橙光。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于植物照明光源的色转换有机材料，该材料具有成本低廉，可将各种光源的其他波长的光转换为植物生长所需波段的蓝紫光或红橙光，减少植物叶绿素不吸收的其他波段的光。从而达到色转换的发明目的，该材料具有通用性好和相容性好等物理化学特征，可均匀添加到基体材料之中，还可以形成膜材料，可用于制备塑料薄膜、人工光源和植物培养箱，从而实现植物光源照明，达到帮助植物生长的作用。
为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：
一种用于植物照明光源的色转换有机材料，具有主客体掺杂材料体系，至少包含2种有机材料，主客体掺杂材料体系为红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系、蓝色荧光主体材料掺杂红色磷光客体材料掺杂体系和蓝色荧光主体材料掺杂蓝色磷光客体材料掺杂体系中的任意一种材料体系或者任意几种材料体系的组合。
在上述红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系中，红色荧光材料为DCM、DCJTB、DCJTI、ER-53、ISPH2、CHRO3、多环芳香族化合物、ACENs系列衍生物、BSN、Zn3(2-CEQ)6、NPAFN、BZTA2、TPZ、NPAMLMe、TPP、TPC、TPBDPP或多环芳香族碳氢化合物等，蓝色荧光材料为DSAPh、DPVBi、TPD、AND、TMADN、α-TMADN或β-TMADN；在上述蓝色荧光主体材料掺杂红色磷光客体材料掺杂体系中，蓝色荧光主体材料为CBP、mcp、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、新型fluorene衍生物或旋环双芴基蓝光主发光体等，红色磷光掺杂客体材料为以铂（Pt）为中心金属的磷光材料、以铱（Ir）为中心原子的磷光材料或以铕（Eu）、锇（Os）作为错合物中心原子所合成的系列化合物材料；在上述蓝色荧光主体材料掺杂蓝色磷光客体材料掺杂体系中，蓝色荧光主体材料也为CBP、mcp、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、新型fluorene衍生物或旋环双芴基蓝光主发光体等，蓝色磷光掺杂客体材料为FIrpic、FIr6、FIrtaz或FIrN4。
上述以铂（Pt）为中心金属的磷光材料为PtOEP；以铱（Ir）为中心原子的磷光材料为Btp2Ir(acac)、Ir(piq)3、Ir(piq)2(acac)、Ir(piq-F)2(acac)、Ir(m-piq)2(acac)、Ir(DBQ)2(acac)、Ir(MDQ)2(acac)、(napm)2Ir(bppz)CF3、Q3Ir或(QR)2Ir(acac)；以铕（Eu）、锇（Os）作为错合物中心原子所合成的系列化合物材料为Eu(TFacac)3phen、Eu(TTFA)3(phen)或Os(fppz)2(PPh2Me)2。
上述用于植物照明光源的色转换有机材料作为添加剂均匀弥散分布于基体材料中，或者单独形成膜结构附着于载体材料表面。
作为本发明用于植物照明光源的色转换有机材料的一种应用技术方案，可用于制备光转化塑料薄膜，具体为：在塑料薄膜中添加色转换有机材料，制备光转化塑料薄膜，当太阳光透过光转化塑料薄膜时，不利于植物生长的太阳光波段的自然光被光转化塑料薄膜吸收，并转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光。
作为本发明用于植物照明光源的色转换有机材料的另一种应用技术方案，可用于制备人工光源，具体为：人工光源包括紫外灯管、蓝光LED或其他发光灯具。
在上述紫外灯管中，将色转换有机材料均匀涂在灯管壁内表面上，形成色转换有机材料薄膜，色转换有机材料薄膜吸收紫外线的辐射能后，使紫外灯管发出波长为400～480nm或600～680nm的可见光。
在上述蓝光LED中，在其发光二极管的封装胶中掺杂色转换有机材料，将蓝光LED发出的部分蓝光转换为600～680nm波长的可见光。
作为本发明用于植物照明光源的色转换有机材料的又一种应用技术方案，可用于制备植物培养箱，具体为：将色转换有机材料均匀涂在植物培养箱壁的内表面或外表面上，形成光转化薄膜，当光源透过光转化薄膜时，转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光；或者在植物培养箱的透光箱体材料中掺杂色转换有机材料，制备色转换透光箱体，将箱体外部光源发出的光转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1. 本发明色转换有机材料可将各种光源的其他波长的光转换为植物生长所需波段的蓝紫光或红橙光，并减少植物叶绿素不吸收的其他波段的光，其可均匀添加到基体材料之中或独立形成膜材料，直接应用于原有植物照明光源器件，不需要对植物照明光源器件的核心器件进行改造，制造或使用方便。
2. 本发明色转换有机材料的制造原料资源广泛，可选择性强，材料的制备工艺简单，制备成本低廉。
附图说明
图1是本发明实施例一的日光经光转化塑料薄膜转换为植物照明光源的光谱示意图。
图2是本发明实施例三的蓝光LED封装胶中掺杂色转换有机材料使蓝光转换为植物照明光源的光谱示意图。
具体实施方式
结合附图，对本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
一种用于植物照明光源的色转换有机材料，具有主客体掺杂材料体系，至少包含2种有机材料，主客体掺杂材料体系为红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系、蓝色荧光主体材料掺杂红色磷光客体材料掺杂体系和蓝色荧光主体材料掺杂蓝色磷光客体材料掺杂体系中的任意一种材料体系或者任意几种材料体系的组合。
在上述红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系中，红色荧光材料为DCM、DCJTB、DCJTI、ER-53、ISPH2、CHRO3、多环芳香族化合物、ACENs系列衍生物、BSN、Zn3(2-CEQ)6、NPAFN、BZTA2、TPZ、NPAMLMe、TPP、TPC、TPBDPP或多环芳香族碳氢化合物等，蓝色荧光材料为DSAPh、DPVBi、TPD、AND、TMADN、α-TMADN或β-TMADN；在上述色荧光主体材料掺杂红色磷光客体材料掺杂体系中，蓝色荧光主体材料为CBP、mcp、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、新型fluorene衍生物或旋环双芴基蓝光主发光体等，红色磷光掺杂客体材料为以铂（Pt）为中心金属的磷光材料、以铱（Ir）为中心原子的磷光材料或以铕（Eu）、锇（Os）作为错合物中心原子所合成的系列化合物材料；在上述蓝色荧光主体材料掺杂蓝色磷光客体材料掺杂体系中，蓝色荧光主体材料也为CBP、mcp、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、新型fluorene衍生物或旋环双芴基蓝光主发光体等，蓝色磷光掺杂客体材料为FIrpic、FIr6、FIrtaz或FIrN4。
在本实施例中，在上述红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系中，红色荧光材料分为以下几种：
1. 掺杂型红光材料：如红光掺杂物E)-2-(2-(4-(dimethylamino)styryl)-6-methyl-4H-pyran -4 -ylidene)malononitrile（DCM）的衍生物：4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H -pyra、4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran、4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolid in-4-yl-vinyl)-4H-pyran（DCJTB）等；
2. 非掺杂型红光荧光材料：如多环芳香族化合物(PPA)(PSA)Pe、2,3-二苯基吡嗪（DPP）、6-methyl-3-[3-(1,1,6,6-tetramethyl-10-oxo-2,3,5,6-tetrahydro-1H,4H,10H-11-oxa-3a-azabenzo[de]-anthracen-9-yl)acryloyl]pyran-2,4-dione（AAAP）等，PAH型非掺杂型红光材料如ACENs系列衍生物等，具有推电子基与拉电子基架构的发光材料如bis(4-(N-(1-naphthyl) phenylamino)-phenyl)fumaronitrile（NPAFN）、NPAMLMe等；
3. 含有porphyrin类的红光荧光材料；
4. 另外，还有利用各种配位基的设计如铕错合物Eu(DBM)3(TPPO)、Eu(TTFA)3(phen)、Eu(DBM)3(EPBM)及近红外发光材料tris(dibenzoyl-methanato)-(monobathophenanthroline) -Yb(Ⅲ)等。
在本实施例中，在上述红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系中，蓝色荧光材料可分为以下几种：
1. 二芳香基蒽衍生物。如9, 10-di-(2-naphthyl) anthracene（AND）、2-t-butyl-9,10-di-(2 -naphthyl)anthracene、2-tertbutyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracene（MADN）、2,3,6,7-tetramethyl -9,10-dinaphthyl-anthracene、2,3,6,7-tetramethyl-9,10-(1-dinaphthyl)-anthracene、2,3,6,7-tetramethyl-9,10-(2-dinaphthyl)-anthracene等；
2. 二苯乙烯芳香族衍生物。如1, 4'-bis (2, 2-diphenylvinyl) -benzene（DPVB）、DSB、4, 4'-bis (2, 2-diphenylvinyl) -1, 1'-biphenyl（DPVBi）、4, 4'-bis [2- (3-N-ethyl carbazolyl) vinyl] -1, 1'-biphenyl、diphenyl-(4-{2-[4-(2-pyridin-4-yl-vinyl)-phenyl]-vinyl}-phenyl)-amine等；
3. 芘衍生物；
4. 新型fluorene衍生物：如N, N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl) –tris -(9 ,9 -dimethylfluorenylene)（BNP3FL）等。
5. 旋环双芴基蓝光主发光体:如2,7-bis[2-(4-tert-butylphenyl)pyrimidine-5-yl]-9,9' -spirobifluorene（TBPSF）、ter(9,9-diaryfluorene)系列材料、bis(spirobifluorenyl)anthracene（TBSA）等；
6．天蓝光掺杂物。如p-bis(p-N,N-diphenyl-aminostyryl)（DSA-Ph）、TBP掺杂物、diphenylamino-di(styryl)arylene型掺杂物等；
7. 深蓝光掺杂物等。
在本实施例中，在上述色荧光主体材料掺杂红色磷光客体材料掺杂体系中，红色磷光客体材料为：
上述以铂（Pt）为中心金属的磷光材料为2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl -21H,23H-porphine platinum(Ⅱ)（PtOEP）；
上述以铱（Ir）为中心原子的磷光材料为bis(2-(2'-benzo[4,5-a]thienyl)pyridinato -N,C3')iridium (acetylacetonate)（Btp2Ir(acac)）、Tris[1-phenylisoquinolinato-C2,N]iridium(III)（Ir(piq)3）、Bis(1-phenyl-isoquinoline) (Acetylacetonato)iridium(III)（Ir(piq)2(acac)）、Ir(piq-F)2(acac)、Ir(m-piq)2(acac)、Ir(DBQ)2(acac)、Bis(2-methyl-dibenzo[f,h]quinoxaline) (acetylacetonate)iridium(III)（Ir(MDQ)2(acac)）、(napm)2Ir(bppz)CF3、tris (diphenylquinoxalinato) Iridium（Q3Ir）或bis（diphenylquinoxalinato）Iridium(acetylacetonate) （(QR)2Ir(acac)）；
上述以铕（Eu）、锇（Os）作为错合物中心原子所合成的系列化合物材料为Eu(TFacac)3phen、Eu(TTFA)3(phen)或Os(fppz)2(PPh2Me)2。
在本实施例中，在蓝色荧光主体材料掺杂蓝色磷光客体材料掺杂体系中，蓝色荧光材料掺杂蓝色磷光材料的这种掺杂体系也可以产生蓝紫光区和红橙光区的光，其机理是体系内的分子激子与相邻的非激发的分子产生共振的作用形成B-M激发态，产生Excimer发射现象。例如蓝色荧光材料N,N’-dicarbazolyl-2,5-benzene（mcp）掺杂蓝色磷光材料（platinum [1, 3-difluoro- 4, 6-di (2-pyridinyl) benzene] chloride）Pt-4，其他的蓝色磷光掺杂材料有iridium bis(4,6-di -fluorophenyl)-pyridinato-N,C2’)picolinate（FIrpic）、iridium (III)bis (4',6'-difluorophenylpyridinato) tetrakis (1-pyrazolyl) borate（FIr6）、iridium(III)bis (4,6-difluorophenylpyridinato) (3-(trifluoromethyl)-5-(pyridin-2-yl)-1,2,4-triazolate)（FIrtaz）、iridium(III)bis (4,6-difluorophenylpyridinato)(5-(pyridin-2-yl)-1H-tetrazolate)（FIrN4）等。
上述用于植物照明光源的色转换有机材料作为添加剂均匀弥散分布于基体材料中，或者单独形成膜结构附着于载体材料表面。该色转换有机材料具有通用性好和相容性好等的物理化学特征，可均匀添加到基体材料之中，还可以形成膜材料，附着于载体材料表面，强化植物生长所需波段的蓝紫光或红橙光照射水平，从而实现植物光源照明，达到帮助植物生长的作用。
本实施例具体涉及一种用于植物照明光源的色转换有机材料在制备光转化塑料薄膜中的应用，在塑料薄膜中添加色转换有机材料，制备光转化塑料薄膜，当太阳光透过光转化塑料薄膜时，不利于植物生长的太阳光波段的自然光被光转化塑料薄膜吸收，并转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光。参见图1，在本实施例中，在塑料薄膜中添加的色转换有机材料为掺杂体系，主体为蓝色荧光材料，客体为蓝色磷光材料，按照一定的比例掺杂，测得其光致发射光谱很宽，涵盖430～780nm，有2个发射峰，分别位于480nm和664nm处。这两个发射峰分别处于有利于植物生长吸收的400～480nm的蓝紫光区和600～680nm红橙光区，应用于塑料薄膜能够达到促进植物生长的作用。
应用植物照明光源的色转换技术，色转换薄膜受到日光的照射，薄膜中的有机材料能够吸收不利于植物生长的波段的自然光，转换成有利于植物生长的400～480nm和600～680nm波段的自然光，使得透过塑料薄膜的400～480nm波长蓝紫光区和600～680nm波长红橙光区的自然光得到增强，加强了绿色植物生长所需的蓝紫光区和红橙光区的自然光照射水平，从而达到促进植物生长的作用。即在色转换薄膜中加入特定比例的色转换有机材料，色转换有机材料在太阳光的照射下发出植物生长所需波段的蓝紫光和红橙光，从而达到色转换的作用。
光转化塑料薄膜成本计算如下：
用RD（Red Dopant）表示红色客体掺杂材料，BH（Blue Host）表示蓝色主体材料。以RD：BH（12wt%）为例，对于100×100 m2即1万平方米面积（S）的塑料薄膜，有机材料厚度（d）按照40nm计算，每克主体材料BH的定价为20元，每克客体材料RD的价格为800元，则成本价格（M）为：
S=10000 m2 ，ρ=1000 kg/m3，d(RD)=40×12%=4.8 nm，d(BH)=40×88%=35.2 nm；
v=S×d，则v(RD)= 10000×4.8×10-9=4.8×10-5 m3，v(BH)= 10000×35.2×10-9=3.52×10-4 m3；
m=ρ×v，则m(RD)=106×4.8×10-5= 48 g，m(BH)= 106×3.52×10-4=352 g，m= m(RD)+ m(BH) = 48+352=400 g；
M=M(RD)+M(BH)=48×800+352×20=45440元。
即1万平方米的塑料薄膜的有机材料成本为45440元，每平方米塑料薄膜的有机材料成本接近4.5元。经计算每亩地需要色转化薄膜的成本接近3000元，成本较低。
光转化塑料薄膜使用途径有塑料大棚、农作物室内栽培等，日间利用太阳光进行光转化，可促进植物生长。
实施例二：
本实施例与实施例一的技术方案基本相同，不同之处在于：
本实施例具体涉及一种用于植物照明光源的色转换有机材料在制备人工光源中的应用，人工光源包括紫外灯管、蓝光LED或其他发光灯具。用于植物照明光源的色转换有机材料应用广泛，可以改进各种人工光源中植物照明水平，从而达到帮助植物生长的作用。
在上述紫外灯管中，将色转换有机材料均匀涂在灯管壁内表面上，形成色转换有机材料薄膜，色转换有机材料薄膜吸收紫外线的辐射能后，使紫外灯管发出波长为400～480nm或600～680nm的可见光。在本实施例中，上述色转换有机材料大多耐温，将植物光源材料均匀涂在灯管内部，其发光机理与荧光灯相同。即灯管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的汞。通电后，液态汞蒸发成压力为0.8 Pa的汞蒸气。在电场作用下，汞原子不断从原始状态被激发成激发态，继而自发跃迁到基态，并辐射出波长253.7nm和185nm的紫外线(主峰值波长是253.7nm，约占全部辐射能的70-80％；次峰值波长是185nm，约占全部辐射能的10％)，以释放多余的能量。将这样的紫外灯管用于植物照明光源，管壁上的有机材料膜吸收紫外线的辐射能后能够发出波长为400～480nm和600～680nm的可见光，从而达到帮助植物生长的作用。
具有色转换功能的人工植物光源成本计算如下：
以紫外灯管为例，也用RD（Red Dopant）表示红色客体掺杂材料，BH（Blue Host）表示蓝色主体材料。以RD：BH（12wt%）为例，色转换有机材料的厚度（d）按照40nm计算，每克主体材料BH的定价为20元，每克客体材料RD的价格为800元，按照荧光灯T8 450mm的规格，长度（L）为450mm，灯管直径（d）为25.4mm，可以做植物光源照明用灯管的数目（N）计算过程如下：
V=π×0.0254×0.45×40×10-9=1.44×10-9 m3；
每个灯管所需色转换有机材料质量：
m(RD)=ρ×v×12%=1.728×10-4 g，m(BH)=ρ×v×88%=1.267×10-3 g，m= m(RD)+ m(BH)≈1.4398×10-3 g；
则实施例一中的1万平方米薄膜所用的色转换有机材料质量为400g，对应本实施例中需要使用紫外灯管的数量为：
N=400/m≈278000（个），即需要使用紫外灯管的数量可以做近似28万个T8 450mm规格的灯管。而由于荧光灯管的生产工艺中，材料可以循环利用，故可以做的紫外灯管数目远远超过28万个， 28万个T8 450mm规格的灯管实际应用远远满足1万平方米的植物照明所需，以上计算的只是制作灯管用植物光源材料的初次成本，因而其成本十分低廉。
实施例三：
本实施例与实施例二的技术方案基本相同，不同之处在于：
参见图2，在蓝光LED中，在其发光二极管的封装胶中掺杂色转换有机材料，将蓝光LED发出的部分蓝光转换为600～680nm波长的可见光。同样的方法，在本实施例中，色转换有机材料可以代替无机荧光粉，在发光波峰为450nm的蓝色发光二极管的封装胶中掺杂红色色变换有机材料，在发光波峰为450nm的蓝色发光二极管的封装胶中掺杂红色色转换有机材料，并根据不同植物调节红色掺杂材料的浓度或者厚度，将部分蓝光转换为红橙光区的光，使得转换后从灯管射出的光既包含蓝紫光波段又包含红橙光光波段，从而实现植物光源照明，达到促进植物生长的作用。使用途径有照明光源、塑料大棚、农作物室内栽培等，可在夜间对植物提供光照或用于补光。
实施例四：
本实施例与前述实施例的技术方案基本相同，不同之处在于：
本实施例具体涉及一种用于植物照明光源的色转换有机材料在制备植物培养箱中的应用，将上述色转换有机材料均匀涂在植物培养箱壁的内表面或外表面上，形成光转化薄膜，当光源透过光转化薄膜时，转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光。在本实施例中，植物生长光源还可以用于植物培养箱和光照培养箱，可以通过调节主客体材料的掺杂浓度比例实现发射光波段的调节，应用于微生物组织细胞培养，种子发芽，育苗实验，植物栽培以及昆虫、小动物饲养等。
实施例五：
本实施例与实施例四的技术方案基本相同，不同之处在于：
在本实施例中，在植物培养箱的透光箱体材料中掺杂色转换有机材料，制备色转换透光箱体，将箱体外部光源发出的光转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光。在本实施例中，在透光箱体基体材料中掺杂色转换有机材料，可直接用于植物培养箱和光照培养箱，防止了光转化薄膜的损耗，延长了使用寿命，进一步降低成本。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明用于植物照明光源的色转换有机材料及其在制备塑料薄膜、人工光源和植物培养箱中的应用的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于植物照明光源的色转换有机材料，具有主客体掺杂材料体系，至少包含2种有机材料，其特征在于：所述主客体掺杂材料体系为红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系、蓝色荧光主体材料掺杂红色磷光客体材料掺杂体系和蓝色荧光主体材料掺杂蓝色磷光客体材料掺杂体系中的任意一种材料体系或者任意几种材料体系的组合。
2.根据权利要求1所述的用于植物照明光源的色转换有机材料，其特征在于：在所述红色荧光材料和蓝色荧光材料掺杂体系中，红色荧光材料为DCM、DCJTB、DCJTI、ER-53、ISPH2、CHRO3、多环芳香族化合物、ACENs系列衍生物、BSN、Zn3(2-CEQ)6、NPAFN、BZTA2、TPZ、NPAMLMe、TPP、TPC、TPBDPP或多环芳香族碳氢化合物等，蓝色荧光材料为DSAPh、DPVBi、TPD、AND、TMADN、α-TMADN或β-TMADN；
在所述蓝色荧光主体材料掺杂红色磷光客体材料掺杂体系中，蓝色荧光主体材料为CBP、mcp、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、新型fluorene衍生物或旋环双芴基蓝光主发光体等，红色磷光掺杂客体材料为以铂（Pt）为中心金属的磷光材料、以铱（Ir）为中心原子的磷光材料或以铕（Eu）、锇（Os）作为错合物中心原子所合成的系列化合物材料；
在所述蓝色荧光主体材料掺杂蓝色磷光客体材料掺杂体系中，蓝色荧光主体材料也为CBP、mcp、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、新型fluorene衍生物或旋环双芴基蓝光主发光体等，蓝色磷光掺杂客体材料为FIrpic、FIr6、FIrtaz或FIrN4。
3.根据权利要求2所述的用于植物照明光源的色转换有机材料，其特征在于：所述以铂（Pt）为中心金属的磷光材料为PtOEP；所述以铱（Ir）为中心原子的磷光材料为Btp2Ir(acac)、Ir(piq)3、Ir(piq)2(acac)、Ir(piq-F)2(acac)、Ir(m-piq)2(acac)、Ir(DBQ)2(acac)、Ir(MDQ)2(acac)、(napm)2Ir(bppz)CF3、Q3Ir或(QR)2Ir(acac)；所述以铕（Eu）、锇（Os）作为错合物中心原子所合成的系列化合物材料为Eu(TFacac)3phen、Eu(TTFA)3(phen)或Os(fppz)2(PPh2Me)2。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于植物照明光源的色转换有机材料，其特征在于：所述用于植物照明光源的色转换有机材料作为添加剂均匀弥散分布于基体材料中，或者单独形成膜结构附着于载体材料表面。
5.一种权利要求1～3中任意一项所述的用于植物照明光源的色转换有机材料在制备光转化塑料薄膜中的应用，其特征在于：在塑料薄膜中添加所述色转换有机材料，制备光转化塑料薄膜，当太阳光透过所述光转化塑料薄膜时，不利于植物生长的太阳光波段的自然光被所述光转化塑料薄膜吸收，并转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光。
6.一种权利要求1～3中任意一项所述的用于植物照明光源的色转换有机材料在制备人工光源中的应用，其特征在于：所述人工光源包括紫外灯管、蓝光LED或其他发光灯具。
7.根据权利要求6所述的用于植物照明光源的色转换有机材料在制备人工光源中的应用，其特征在于：在所述紫外灯管中，将所述色转换有机材料均匀涂在灯管壁内表面上，形成色转换有机材料薄膜，所述色转换有机材料薄膜吸收紫外线的辐射能后，使所述紫外灯管发出波长为400～480nm或600～680nm的可见光。
8.根据权利要求6所述的用于植物照明光源的色转换有机材料在制备人工光源中的应用，其特征在于：在所述蓝光LED中，在其发光二极管的封装胶中掺杂所述色转换有机材料，将所述蓝光LED发出的部分蓝光转换为600～680nm波长的可见光。
9.一种权利要求1～3中任意一项所述的用于植物照明光源的色转换有机材料在制备植物培养箱中的应用，其特征在于：将所述色转换有机材料均匀涂在植物培养箱壁的内表面或外表面上，形成光转化薄膜，当光源透过所述光转化薄膜时，转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光。
10.一种权利要求1～3中任意一项所述的用于植物照明光源的色转换有机材料在制备植物培养箱中的应用，其特征在于：在植物培养箱的透光箱体材料中掺杂所述色转换有机材料，制备色转换透光箱体，将箱体外部光源发出的光转换成有利于植物生长的400～480nm或600～680nm波长的可见光。
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