CN109768144A - 植物照明用的发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于照明技术领域，具体涉及一种植物照明用的发光装置。一种植物照明用的发光装置，包括基板和无缝连接所述基板的透镜，所述基板上设置有凹槽，所述基板和所述透镜形成的空间内设置有位于所述凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片、荧光粉胶层和蓝光吸收层，所述荧光粉胶层中含有远红光荧光粉；所述远红光荧光粉的化学通式为：A3‑xMyGa5‑y‑zO12‑yNy:(zCr3+,xCe3+)；其中，A选自Lu和Y中的至少一种，且A必含Lu，M选自Si、Zr和Hf中的至少一种；0.001≤x≤0.05，0.01≤z≤0.08，0.01≤y≤0.8。本发明的发光装置在植物照明中具有非常广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于照明技术领域，具体涉及一种植物照明用的发光装置。
背景技术
光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一，通过光质调节，控制植物生长发育的各个阶段是一项重要技术。因此，植物照明技术目前被广泛运用到了农业生产、果蔬种植、花卉培植等各项农作物领域。虽然植物照明应用规模不及通用照明那样广泛，但鉴于本身的优越性和特殊性，也逐渐得到市场的认可，市场需求日渐增长。
光受体是植物感受外界环境变化的关键，在植物光反应中，最主要的光受体就是吸收红光/远红光的光敏色素。光敏色素是一类对红光和远红光吸收有逆转效应、参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白，它对红光(red light，R)和远红光(far red light，FR)极其敏感，在植物从萌发到成熟的整个生长发育过程中都起到重要的调节作用。植物体内的光敏色素以两种较稳定的状态存在：红光吸收型(Pr，lmax＝660nm)和远红光吸收型(Pfr，lmax＝730nm)。两种光吸收型在红光和远红光照射下可以相互逆转。光敏色素相关的研究表明，光敏色素(Pr，Pfr)对植物形态的作用包括种子萌发、去黄化作用、茎的伸长、叶的扩展、避荫作用以及开花诱导等。因而完整的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)植物照明方案，不仅需要450nm的蓝光和660nm的红光，也需要730nm的远红光。深蓝光(450nm)和红光(660nm)可提供光合作用所需的光谱，远红光(730nm)可控制植物从发芽到营养生长再到开花的整个过程。
现有植物照明用730nm远红光通常采用730nm芯片实现，其成本相当于同等尺寸大小蓝光芯片的10倍以上，且受制于芯片成分及技术影响，730nm芯片光量子效率提升空间有限。因此，现有技术有待改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物照明用的发光装置，旨在解决现有植物照明用发光装置的成本高，且光量子效率不理想的技术问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种植物照明用的发光装置，包括基板和无缝连接所述基板的透镜，所述基板上设置有凹槽，所述基板和所述透镜形成的空间内设置有位于所述凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片、荧光粉胶层和蓝光吸收层，所述荧光粉胶层中含有远红光荧光粉；所述远红光荧光粉的化学通式为：A3-xMyGa5-y-zO12-yNy:(zCr3+,xCe3+)；其中，A选自Lu和Y中的至少一种，且A必含Lu，M选自Si、Zr和Hf中的至少一种；0.001≤x≤0.05，0.01≤z≤0.08，0.01≤y≤0.8。
本发明提供的发光装置是一种植物照明用的半导体的发光装置，该发光装置采用蓝光LED芯片匹配特有的远红光荧光粉、同时利用蓝光吸收层有效吸收蓝光的方式，可实现发射峰值位于730nm的远红光发光，该发光装置在制备成本上明显低于现有直接采用730nm芯片的发光装置；而且本发明采用适合蓝光激发的远红光荧光粉具有稳定性高、外量子效率高的特点，当蓝光LED芯片激发时，整体发光装置的光合光子通量和稳定性要高于直接采用730nm芯片的光合光子通量，因此本发明的发光装置在植物照明中具有非常广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的发光装置结构示意图；
图2为本发明的Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5荧光粉的激发和发射光谱图；
图3为本发明实施例2的发光装置的发射光谱图；
其中，附图标记如下：
111-透镜，112-反射层，113-蓝光吸收层，114-蓝光LED芯片，115-荧光粉胶层，116-基板。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明实施例提供了一种植物照明用的发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉；所述远红光荧光粉的化学通式为：A3-xMyGa5-y-zO12-yNy:(zCr3+,xCe3+)；其中，A选自Lu和Y中的至少一种，且A必含Lu，M选自Si、Zr和Hf中的至少一种；0.001≤x≤0.05，0.01≤z≤0.08，0.01≤y≤0.8。
本发明实施例中，基板表面的凹槽内层叠设置LED芯片、荧光粉胶层和蓝光吸收层；而透镜位于凹槽上方，无缝焊接该基板表面，使凹槽与透镜之间形成一个密封空间。
本发明实施例提供的发光装置是一种植物照明用的半导体的发光装置，该发光装置采用蓝光LED芯片匹配特有的远红光荧光粉、同时蓝光吸收层有效吸收蓝光的方式，可实现发射峰值位于730nm的远红光发光，该发光装置在制备成本上明显低于现有直接采用730nm芯片的发光装置；而且本发明实施例采用适合蓝光激发的远红光荧光粉具有稳定性高、外量子效率高的特点，当蓝光LED芯片激发时，整体发光装置的光合光子通量和稳定性要高于直接采用730nm芯片的光合光子通量，因此本发明实施例的发光装置在植物照明中具有非常广泛的应用前景。
在本发明实施例的发光装置中，所述远红光荧光粉的化学通式为：A3-xMyGa5-y- zO12-yNy:(zCr3+,xCe3+)；其中，A选自Lu和Y中的至少一种，且A必含Lu，M选自Si、Zr和Hf中的至少一种；0.001≤x≤0.05，0.01≤z≤0.08，0.01≤y≤0.8。本发明实施例通过采用Ce3+和Cr3+共激活能量传递形式提升了Cr3+的发光强度；由于Ce3+发射光谱刚好集中在500-620nm左右，Ce3+发射能量能够被Cr3+有效吸收进而提升Cr3+发射强度。而单纯A3-xGa5-zO12:(zCr3+,xCe3+)的发射波长相对较短(710-720nm之间)，为了进一步将该体系荧光粉的发射波长调控至730nm左右，满足植物生长光照波段，本发明采用M-N替代Ga-O键，使荧光粉的发射波长进一步红移至730nm左右。基于Ce和Lu，Y离子半径较为相似(Ce替代A位)，且含Lu荧光粉具有优异的可靠性，因此本发明实施例远红光荧光粉中的A选自Lu和Y中的至少一种，且必含Lu。而Cr3+和Ga3+离子半径较为相似，Cr替代Ga位置。
优选地，A为Lu，M为Si。首先，Lu3+和Ce3+半径更为接近，能够促进更多的Ce3+进入发光中心，提升荧光粉发光强度，且Lu体系石榴石结构荧光粉的结晶性和稳定性较好，本发明优选A元素为Lu。当M为Si时，其离子半径和Ga最为接近，适量Si-N的替代Ga-O，其晶体结构完整性较好，发光强度相对较高。
更优选地，0.005≤x≤0.03，0.05≤z≤0.08，0.5≤y≤0.7。Ce3+掺杂浓度过高会对蓝光吸收较多，Ce3+发射明显，造成Cr3+吸收相对较少，发光强度降低；若掺杂浓度太低的话，Ce3+-Cr3+能量传递效果不明显，发光强度提升不明显，因此优选为0.005≤x≤0.03。Cr3+浓度决定这其发射峰值波长和发射强度，浓度过低，Cr3+发射波长较短且发射强度较低；若浓度过大，Cr3+之间发生无辐射跃迁，发光强度降低，因此优选地0.05≤z≤0.08。Si-N取代Ga-O含量范围同样决定着荧光粉的发射峰值波长和发光强度，若y值过低，荧光粉峰值波长红移不明显，若y值过高，荧光粉缺陷增多，结晶性变差，发光强度降低，因此y优选为0.5≤y≤0.7。
本发明实施例中，远红光荧光粉优选为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5荧光粉，该远红光荧光粉的激发和发射光谱图如图2所示，用该荧光粉可以更好地实现发射峰值位于730nm的远红光发光。
进一步地，在本发明实施例的发光装置中，所述远红光荧光粉的峰值波长为710-730nm；所述蓝光LED芯片的波长为440-470nm，优选450nm。所述蓝光LED芯片的数量为2个或2个以上；和/或，所述蓝光LED芯片为倒装芯片。
进一步地，在本发明实施例的发光装置中，所述荧光粉胶层由所述远红光荧光粉和第一封装胶组成，且以所述荧光粉胶层的总重量为100％计，所述远红光荧光粉的重量百分比为30％-90％，所述第一封装胶的重量百分比为10％-70％。本发明实施例中，远红光荧光粉和封装胶的重量决定着其封装效果，若远红光荧光粉浓度过高，点胶形成凹杯且分散不均匀，不利于封装发光强度和发光均匀性；若远红光荧光粉浓度过低，点胶则会形成凸杯，封装发射强度降低。因此，在30％-90％的比例范围内封装效果最佳。
进一步地，在本发明实施例的发光装置中，所述蓝光吸收层由色素和第二封装胶组成，且所述色素为所述荧光粉胶层重量的0.2％-5％。本发明实施例所采用色素含量取决于所采用荧光粉具体组成，若发射蓝光较强，色素含量相对较高，若蓝光发射较弱，色素含量则相对较低。过多或过少使用色素会对荧光粉的封装发光亮度造成影响，而在0.2％-5％的比例范围内的效果最佳。
优选地，所述色素对波长在420-470nm区间的光吸收率为97％以上；所述色素的化学式为：C20H6Br2N2Na2O9。
在发光装置中，所述蓝光吸收层一般可以和荧光粉胶层均匀混合，或者蓝光吸收层和荧光粉胶层分开设置，位于荧光粉胶层上方。本发明实施例中优选地，所述蓝光吸收层位于荧光粉胶层上方，这样光源均匀性、一致性更好，可以避免色素和荧光粉分散不均匀造成光斑出现。
进一步地，在本发明实施例的发光装置中，所述透镜为玻璃透镜或硅胶透镜；或者，所述透镜为半球形透镜或方形透镜。
进一步地，在本发明实施例的发光装置中，如图1所示，所述透镜111的内表面设置有使波长在500nm-620nm区间的光透过率低于3％的反射层112。该反射层112的设立主要用于反射Ce3+发射的波长位于500-620nm左右的光，通过反射该500-620nm范围内的光一方面可以对远红光荧光粉具有二次激发效果，另一方面还可以避免封装后出现黄光，以免影响远红光的色纯度。
本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出440nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例2
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示，发射光谱图如图3所示。
实施例3
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出460nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例4
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出470nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例5
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的30％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例6
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的50％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例7
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的70％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例8
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的90％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例9
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Y2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例10
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Zr0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例11
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Hf0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例12
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.999Ce0.001Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例13
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.995Ce0.005Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例14
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.95Ce0.05Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例15
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.97Ce0.03Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例16
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.92Ce0.08Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例17
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.01Ga4.94Cr0.05O11.99N0.01，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例18
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.8Ga4.15Cr0.05O11.2N0.8，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例19
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.7Ga4.25Cr0.05O11.3N0.7，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例20
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.49Cr0.01O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例21：
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.44Cr0.06O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例22
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有单一蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.47Cr0.03O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例23
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。光粉。
其中，组成部件有两个蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
实施例24
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有三个蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Si0.5Ga4.45Cr0.05O11.5N0.5，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
对比例1
一种植物照明用半导体发光装置，该发光装置直接用730nm的LED红外芯片发光。
对比例2
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有1个蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu2.99Ce0.01Ga4.95Cr0.05O12，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
对比例3
一种植物照明用半导体发光装置，如图1所示，该发光装置包括基板116和无缝连接所述基板的透镜111，所述基板116上设置有凹槽(图未标注)，所述基板116和所述透镜111形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片114、荧光粉胶层115和蓝光吸收层113，所述荧光粉胶层115中含有远红光荧光粉。
其中，组成部件有1个蓝光LED芯片(结构为倒装结构)，半导体芯片发出450nm的蓝光，远红光荧光粉组成为Lu3Ga4.95Cr0.05O12，蓝光吸收剂选用C20H6Br2N2Na2O9，远红光荧光粉与硅胶混合后置于在LED芯片上，远红光荧光粉占硅胶和荧光粉总质量的80％；蓝光吸收剂为色素和硅胶的混合物，涂敷于荧光粉胶层表面，色素重量占硅胶和荧光粉总重的0.5％，最外部采用玻璃透镜无缝焊接于LED基板表面，透镜内层设置有反射层，该发光装置在730nm附近的发射强度变化如表1所示。
表1
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种植物照明用的发光装置，包括基板和无缝连接所述基板的透镜，所述基板上设置有凹槽，其特征在于，所述基板和所述透镜形成的空间内设置有位于凹槽内且依次层叠设置的蓝光LED芯片、荧光粉胶层和蓝光吸收层，所述荧光粉胶层中含有远红光荧光粉；
所述远红光荧光粉的化学通式为：A3-xMyGa5-y-zO12-yNy:(zCr3+,xCe3+)；其中，A选自Lu和Y中的至少一种，且A必含Lu，M选自Si、Zr和Hf中的至少一种；0.001≤x≤0.05，0.01≤z≤0.08，0.01≤y≤0.8。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述远红光荧光粉的化学通式中，A为Lu，M为Si。
3.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述远红光荧光粉的化学通式中，0.005≤x≤0.03，0.05≤z≤0.08，0.5≤y≤0.7。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述远红光荧光粉的峰值波长为710-730nm；和/或，
所述蓝光LED芯片的波长为440-470nm。
5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述蓝光LED芯片的数量为2个或2个以上；和/或，
所述蓝光LED芯片为倒装芯片。
6.如权利要求1-5任一项所述的发光装置，其特征在于，所述荧光粉胶层由所述远红光荧光粉和第一封装胶组成，且以所述荧光粉胶层的总重量为100％计，所述远红光荧光粉的重量百分比为30％-90％，所述第一封装胶的重量百分比为10％-70％。
7.如权利要求1-5任一项所述的发光装置，其特征在于，所述蓝光吸收层由色素和第二封装胶组成，且所述色素为所述荧光粉胶层重量的0.2％-5％。
8.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述色素对波长在420-470nm区间的光吸收率为97％以上；和/或，
所述色素的化学式为：C20H6Br2N2Na2O9。
9.如权利要求1-5任一项所述的发光装置，其特征在于，所述透镜为玻璃透镜或硅胶透镜；和/或，
所述透镜为半球形透镜或方形透镜。
10.如权利要求1-5任一项所述的发光装置，其特征在于，所述透镜的内表面设置有使波长在500nm-620nm区间的光透过率低于3％的反射层。
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