CN109906799B

CN109906799B - 一种人工环境水稻生长专用高效led光源

Info

Publication number: CN109906799B
Application number: CN201910230308.8A
Authority: CN
Inventors: 袁方; 陈金星
Original assignee: Center for Excellence in Molecular Plant Sciences of CAS
Current assignee: Center for Excellence in Molecular Plant Sciences of CAS
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: CN109906799A

Abstract

本发明涉及一种人工环境水稻生长专用高效LED光源。本发明揭示了一种适应水稻生理功能的特征吸收光谱的专用大功率高效LED光源，该LED光源成本低廉，适合于产业化应用。

Description

一种人工环境水稻生长专用高效LED光源

技术领域

本发明属于植物学领域，更具体地，本发明涉及一种人工环境水稻生长专用高效LED光源。

背景技术

目前用于人工环境水稻生长试验或观赏的光源主要是高压钠灯和金卤灯光源。这两种光源已经经过较长时期的实验验证及应用，基本能够满足水稻人工环境生长对光的需求。虽然，较之室外自然光环境的水稻生长状况，目前人工光环境生长的水稻抗倒伏能力明显较弱，但是，已经能够体现用于表征水稻生理生长状况的主要特征。然而，为了模拟自然环境水稻生长所需的基本光照辐照强度，较低光效的高压钠灯和金卤灯能耗较大，部分的电能转化成了热量，往往造成人工气候室空调负荷偏大，使用费用偏高。新型LED光源虽然光效已经很高，但是其光谱的连续性不及高压钠灯与金卤灯，可能会造成某些水稻所需的特征光谱的遗漏，从而影响水稻生长的生理功能。而普通照明用LED的光谱并不满足水稻生理特征吸收峰的特性。

目前，用于通用照明的已经规模产业化LED光源，主要是靠蓝光芯片激发黄光和红光荧光粉，利用红黄蓝三基色混合成白光或暖白光。虽然采用高能级的紫外芯片也能够激发蓝光、黄光和红光荧光粉而获得相应蓝光和红光，同时加入一定量黄绿荧光粉后，合成的总体光色偏暖白光，但是，由于紫外光芯片的市场化应用规模远不及蓝光芯片，由此技术路线产生的性价比就明显偏高。另外，本发明人观测发现，采用蓝光芯片激发红光荧光粉，在植物叶绿素吸收光谱特征的660nm峰附近，相应光效衰减基本可以接受，而到特征远红光吸收峰730nm附近，蓝光激发产生远红光的光效衰减太快，性价比不高，不及直接采用730nm主发射峰远红光LED芯片产生该特征生理吸收光谱的性价比高。而用于观察的白光的产生，目前是基于RGB三基色原理，通过红蓝绿三基色光的组合实现的。这就需要在实现最终植物生理特征吸收光谱的同时，兼顾白光或暖白光的最终光色。

因此，需要开发一种水稻人工环境专用的LED光源，以更好地提高水稻人工环境的光源适应性，以及实现节能减排。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人工环境水稻生长专用高效LED光源。

在本发明的第一方面，提供一种制备适用于水稻的LED光源的方法，包括：

(1)将激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合，获得荧光粉粉浆；

(2)将(1)的荧光粉粉浆涂覆于400～500nm蓝光LED芯片上，固化，获得经固化的LED芯片；

(3)将(2)获得的经固化的LED芯片制成LED光源灯珠。

在一个优选例中，所述的方法，还包括：

(4)将(3)获得的LED光源灯珠与UVA光源灯珠及远红光光源灯珠组合，形成LED模组。

在另一优选例中，(1)中，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉是在蓝光LED芯片的光激发下发出黄绿光或含有黄绿光谱成分的荧光粉；较佳地，其为激发峰530±20nm(更佳地为530±10nm或530±5nm)的黄绿光荧光粉和激发峰570±20nm(更佳地为570±10nm或570±5nm)的黄光荧光粉。

在另一优选例中，(1)中，所述激发峰位于600～700nm的荧光粉是在蓝光LED芯片光激发下发出红光或含有红光光谱成分的荧光粉；较佳地，其为激发峰630±10nm(较佳地630±5nm)和激发峰660±10nm(较佳地660±5nm)(为植物叶绿素吸收最大的激发峰)的荧光粉。

在另一优选例中，所述的激发峰为荧光粉吸收蓝光后发出的激发峰。

在另一优选例中，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉包括(但不限于)选自下组的荧光粉：Ga-YAG铝酸盐黄粉，铝酸盐黄绿粉，铝酸盐LuAG荧光粉，硫化物(系列)荧光粉(如：常用的SrS，CaS等)，硼酸盐(系列)荧光粉(如(Y/Gd/Tb)BO₃)和硅酸盐(系列)荧光粉(如(Zn/Mn)₂SiO₄等)，或其组合。

在另一优选例中，所述激发峰位于600～700nm的荧光粉包括(但不限于)选自下组的荧光粉：YAG(铝酸钇类荧光粉)，YAG:Ce3+(铝酸钇)，YAG:Eu2+(铝酸铕)，氮化物红粉(如CaAlSiN3与氮氧化物SrSi2O2N2高光效红色荧光粉)，或其组合。

在另一优选例中，(1)中，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉的重量比例为：2～30:1；较佳地为：3～20:1；更佳地为5～12:1。

在另一优选例中，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合获得荧光粉粉浆、固化于蓝光LED芯片后，红光(600～700nm)与蓝光(400～500nm)光通量色比比例为R/B＝3:1～12:1，较佳地R/B＝7:1～10:1。

在另一优选例中，所述激发峰位于600～700nm的荧光粉中，激发峰630±10nm和激发峰660±10nm的重量比例为1:0.8～2.5；较佳地为1:1～2；更佳地为1:1.2～1.8。

在另一优选例中，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉中，激发峰530±20nm的荧光粉和激发峰570±20nm荧光粉的重量比例为1:8～35；较佳地为1:15～25；更佳地为1:18～22。

在另一优选例中，荧光粉粉浆中，激发峰位于500～600nm的荧光粉以及激发峰位于600～700nm的荧光粉按照重量占2～25％；较佳地为5～20％；更佳地为8～18％。

在另一优选例中，(4)中，所述的UVA光源灯珠为370-400nm发射峰的UVA光源灯珠。

在另一优选例中，所述的远红光光源灯珠为710-760nm发射峰的远红光光源灯珠。

在另一优选例中，所述的固定用胶包括透明封装胶；较佳地，包括但不限于：硅胶、环氧树脂。

在另一优选例中，所述(3)获得的LED光源灯珠与UVA光源灯珠及远红光光源灯珠组合后，UVA总光通量占比在0.5-5％之间。

在另一优选例中，红光(600～700nm)与远红光(710-760nm)灯珠光通量比例R/FR＝15～2:1。

在本发明的另一方面，提供一种适用于水稻的LED光源，其为LED光源灯珠，包括：400～500nm蓝光LED芯片；以及涂覆于所述蓝光LED芯片上的荧光粉粉浆，该荧光粉粉浆包括：激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉；较佳地，还包括辅料固定用胶。

在本发明的另一方面，提供一种适用于水稻的LED光源模组，其为灯珠组合，其包括：前段所述的适用于水稻的LED光源；UVA光源灯珠；以及远红光光源灯珠。

在另一优选例中，所述的LED光源或光源模组，其由前面任一所述的方法制备获得。

在本发明的另一方面，提供一种种植水稻的方法，包括：以所述的光源模组作为种植用的光源，进行水稻的种植。

本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

附图说明

图1、在R/B＝6.6，红光(600～700nm)与远红光(710-760nm)比例R/FR＝5.3，UVA为2.8％时的特征谱图。

图2、在红蓝比R/B＝8.6时，显色指数Ra＝87.4，UVA占总光通量2.8％，红光(600～700nm)与远红光(710-760nm)比例R/FR＝7.8时的特征谱图。

图3、考察不同光源(本发明的LED灯，传统灯，大田自然光源)下生长的叶绿体色素指标。

图4、考察不同光源(本发明的LED灯，传统灯，大田自然光源)下生长的光合速率指标。

图5、考察不同光源(本发明的LED灯，传统灯，大田自然光源)下生长的叶绿素荧光指标。

图6、考察不同光源(本发明的LED灯，传统灯，大田自然光源)下生长的生物量指标。

具体实施方式

本发明人经过深入的研究和反复的实验论证，揭示了一种适应水稻生理功能的特征吸收光谱的专用大功率高效LED光源，该LED光源成本低廉，适合于产业化应用。

本发明人在研究中发现，在400～500nm蓝光及600～700nm红光下，水稻的叶绿素吸收能量、转化成生物质；紫外光UVA的运用，可以起到增强茎干抗倒伏能力的作用；730nm吸收峰附近的远红光的运用，可以促进水稻开花接穗增产的后劲。在此基础上，经过深入研究和反复实验，本发明人最终获得一种对于水稻的生长发育具有促进作用的光源。

新型LED光源灯珠的制备

本发明中，首先提供了一种制备适用于水稻的LED光源的方法，包括：(1)将激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合，获得荧光粉粉浆；(2)将(1)的荧光粉粉浆涂覆于400～500nm蓝光LED芯片上，固化，获得经固化的LED芯片；(3)将(2)获得的经固化的LED芯片制成LED光源灯珠。

所述的方法中，采用蓝光LED芯片激发荧光粉产生水稻特征吸收光谱(400～500nm蓝光及600～700nm的红光)，制成LED灯珠。

本领域公知的蓝光LED芯片可被应用于本发明中，较佳地可以采用发射主峰在400～500nm之间的高光效芯片。在本发明的优选方式中，通过在此蓝光LED芯片上封装激发峰530nm附近(如530±20nm)的荧光粉(黄绿光)和激发峰570nm附近(如570±20nm)的荧光粉(黄光)、激发峰630nm附近(如630±10nm)和激发峰660nm附近(如660±10nm)的荧光粉，获得能够在LED光效、显色性和生态性之间达到平衡的光源，以满足节能和试验观察和水稻叶绿素特征吸收光谱的综合需要。

除非另外说明，本发明所述的激发峰位于500～600nm的荧光粉是指在蓝光LED光激发下能发出黄绿光或含有黄绿光光谱成分的荧光粉，当部分蓝光被受激荧光粉转换成人眼视觉所需要的绿色成分时，当激发峰位于500～600nm的荧光粉比例增多的时候，蓝LED光全部被转化成绿光。

除非另外说明，本发明所述的激发峰位于600～700nm的荧光粉是指在蓝光LED光激发下能发出红光或含有红光光谱成分的荧光粉，当部分蓝光被受激荧光粉转换成植物光合作用所需要的红光成分时，其余部分未被激发阻拦的蓝光透射并提供植物生长所需要的蓝紫光，叶绿素对蓝紫光吸收很多，表现为强的光合作用与成形作用；当激发峰位于600～700nm的荧光粉比例增多的时候，蓝LED光全部被转化成红光。

作为本发明的优选方式，所述的激发峰位于500～600nm的荧光粉可以是，但不限于，铝酸盐LuAG荧光粉、硫化物系和硼酸盐系列和硅酸盐红色荧光粉，可以选自其中的一种，也可以是它们的组合。

作为本发明的优选方式，所述的激发峰位于600～700nm的荧光粉可以是，但不限于YAG、YAG:Ce3+、YAG:Eu2+和氮化物红色荧光粉，可以选自其中的一种，也可以是它们的组合。

本发明中，所述的固定用胶没有特别的限制，可以是本领域应用于荧光粉固化的多种固定用胶，其不参与对于灯源光学性能的改变，如可以是透明封装胶。作为本发明的优选方式，所述的固定用胶包括但不限于：硅胶、环氧树脂。

所述的LED光源中，光谱成分中的红光(600～700nm)与蓝光(400～500nm)光通量色比比例R/B＝3:1～12:1，较佳地R/B＝7:1～10:1，可根据水稻试验要求进行微调。红蓝比R/B相对较小时，水稻茎干发育越快；R/B相对较大时，水稻生长后期增产越明显。因此，可以通过在水稻生长的不同阶段上，适用适当微调的LED光源，来进行更为有效的生长及增产调节。

本发明中，给出了合适的荧光粉配比，在优选的方式中，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉的重量比例为：2～30:1；较佳地为：3～20:1；更佳地为5～12:1。

在优选的方式中，对于激发峰位于600～700nm的荧光粉，采用两种波长，即激发峰630±10nm和激发峰660±10nm的荧光粉。更为优选地，激发峰630±10nm和激发峰660±10nm的重量比例为1:0.8～2.5；较佳地为1:1～2；更佳地为1:1.2～1.8。本发明人发现，在这样的范围内进行荧光粉的应用，获得的LED光源特别有利于水稻的生长。

在优选的方式中，对于，激发峰位于500～600nm的荧光粉，采用两种波长，即激发峰530±20nm的荧光粉和激发峰570±20nm的荧光粉。更为优选地，激发峰530±20nm的荧光粉和激发峰570±20nm的荧光粉的重量比例为1:8～35；较佳地为1:15～25；更佳地为1:18～22。如此设置而获得的LED光源特别有利于水稻的生长。

激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合获得荧光粉粉浆、固化于蓝光LED芯片后，红光(600～700nm)与蓝光(400～500nm)光通量色比比例为R/B＝3:1～12:1，较佳地R/B＝7:1～10:1。

所述荧光粉粉浆中荧光粉浓度为2～25％；较佳地为5～20％；更佳地为8～18％(其余为胶)。本发明人发现，荧光粉浓度的过高或过低，关系到蓝光LED的蓝光发射量，过高的荧光粉浓度会阻碍蓝光的发射；而在这一限定范围内则是较为理想的。相同的封装类型和芯片尺寸，相同荧光粉浓度不同的点胶量或者相同荧光粉浓度不同的点胶量，能够实现不同的相关色温、显色指数和不同的红色光(600～700nm)/蓝色光(400～500nm)光通量色比，不同色温可以满足不同室内照明的需要，而不同的红蓝光比例可以满足不同种类、不同阶段植物的生长需要(光合作用)，适当的红色光(600～700nm)/蓝色光(400～500nm)比(R/B)才能保证培育出形状健全的植物，红色光过多会引起植物徒长，蓝色光过多会抑制植物生长。本发明的LED光源可以获得水稻特征吸收光谱中的蓝光(400～500nm)和红光(600～700nm)。

本发明制备的这种荧光粉转换型的LED灯珠，不同于传统的红+蓝芯片的多芯片结构，只用单一的蓝光LED芯片配合光致激发的激发峰位于500～600nm的荧光粉和激发峰位于600～700nm的荧光粉就能实现植物照明需要的红蓝色光输出和人眼视角需要的高显色指数白光输出，从而获得连续易于观察的白光，同时避免白光范围内某些细微的功能性光谱被遗漏的风险。

LED光源组

当获得上述蓝光与红光封装的灯珠后，可将其与UVA芯片灯珠及远红光光芯片灯珠，根据电压及电流的要求，采用均匀分布的串并联方式组合在LED模组中，获得LED光源组，以实现人工环境的均匀辐照要求。

作为本发明的优选方式，所述的UVA光源灯珠为370-400nm发射峰的UVA光源灯珠，所述的远红光光源灯珠为710-760nm发射峰的远红光光源灯珠。

作为本发明的优选方式，UVA芯片的灯珠与远红光灯珠接入LED模组线路中，遵循UVA芯片总光通量占比在0.5-5％之间，红光(600～700nm)与远红光(710-760nm)灯珠光通量比例R/FR＝15～2:1。光通量等于灯珠的光效乘以灯珠功率。因此，在事前测得灯珠光效及光谱占比数据后，实际应用时可通过换算并配置相应功率获得灯珠之间适当比例关系。

经本发明制作的LED水稻专用光源，250W的总光通量可以达到32500lm，可替代人工气候室目前常使用的400W高压钠灯。

本发明的有益效果体现在：

为了实现水稻特征吸收光谱的高光效及高性价比的专用光源的技术方案。通过反复的实验，本发明人找到了适合水稻生长的优化的特征光谱组成的光强中各个光谱成分的比例范围，也就是优化成本后的产品光质特征方案。

本发明通过三种LED芯片采用相应的封装和灯珠组合方式，实现水稻所需特征吸收光谱，同时，通过蓝光芯片封装方式及荧光粉的使用比例，以及370-400nmUVA芯片、蓝光芯片及730nm主吸收峰远红光(710-760nm)芯片之间光通量比例的调节，获得水稻特征光质要求。

所述的LED光源中，所用的激发峰位于500～600nm的荧光粉具有较宽的人眼灵敏度较高的光谱成分，便于人眼观察的清晰度和视觉的舒适性。

所述的LED光源中，所用的激发峰位于600～700nm的荧光粉具有较宽的光谱成分，既含有适合植物光合作用的红色光(600～700nm)成分，又含有促进植物形态建成的远红光(710-760nm)成分。红色光能被叶绿素强烈吸收，光合作用最强，某种情况下表现为强的光周期作用；而远红光对植物伸长其作用，对光周期及种子形成有重要作用，并控制开花及果实的颜色。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1、水稻专用LED光源的制备1

称取24g荧光粉(其中，530nm荧光粉(Ga-YAG铝酸盐黄绿粉)1.00g，580nm铝酸盐黄粉20.0g，630nm氮化物红粉1.20g，660nm氮化物红粉1.80g)、133g配粉胶(LED有机封装硅胶，A胶：B胶＝5：1)。将它们混合均匀，抽真空除去气泡获得荧光粉粉浆。

采用点胶法将荧光粉粉浆涂覆在峰波长为455nm高光效蓝光LED芯片表面上，并放入干燥箱加热固话，固化条件：80℃(1h)，然后150℃(2h)。

自然冷确至室温，用0.2m积分球测试相关色温(CCT)、显色指数(Ra)和光谱成分中的红光(600～700nm)与蓝光(400～500nm)比例(R/B，光通量色比)。

最后采用一颗或多颗LED组装成水稻人工环境专用LED光源(以灯珠芯片的额定供电电压为依据，兼顾模组的功率及空间分布均匀性，对进行串并联设计，并固定连接在模组上)，光效可达163lm/w。

图1为色温为3918K，显色指数Ra＝89.6，R/B＝6.6，UVA光通量占比2.8％，红光(600～700nm)与远红光(710-760nm)光通量比例R/FR＝5.3的水稻专用人工光源的光谱图。

当获得上述蓝光与红光封装的灯珠后，将其与370-400nmUVA芯片灯珠及710-760nm发射峰的远红光光芯片灯珠，根据电压及电流的要求，采用均匀分布的串并联方式组合在LED模组中，以实现人工环境的均匀辐照要求。

实施例2、水稻专用LED光源的制备2

称取30g荧光粉(其中，530nm荧光粉(Ga-YAG铝酸盐黄绿粉)1.00g，562nm铝酸盐黄粉26g，630nm荧光粉(氮化物红粉)1.20g，660nm荧光粉(氮化物红粉)1.80g)、197g配粉胶(LED有机硅封装硅胶，A胶：B胶＝5：1)。将两者混合均匀，抽真空除去气泡获得荧光粉粉浆。

采用点胶法，将荧光粉粉浆涂覆在峰波长为445nm高光效蓝光LED芯片表面上，并放入干燥箱加热固化，固化条件：80℃(1h)，然后150℃(2h)。

自然冷确至室温，用0.2m积分球测试固化后的LED光源相关色温(CCT)、显色指数(Ra)、红色饱和值R9和光谱成分中的红光(600～700nm)与蓝光(400～500nm)比例(R/B，光通量色比)。

最后采用一颗或多颗LED组装成水稻人工环境专用LED光源，光效可达153lm/w。

图2为色温为2934K，显色指数Ra＝87.4，R/B＝8.6，UVA光通量占比2.8％，红光(600～700nm)与远红光(710-760nm)光通量比例R/FR＝7.8的水稻专用人工光源的光谱图。

实施例3、不同光源对水稻全生育期生理形态的影响作用

本实施例中，测定不同光源下的水稻全生育期生理形态指标。

要是探究适用于水稻的生长光源，实验环境设为3组：一组为大田种植、一组为高压氙钠灯、金属卤素灯(传统灯源，两种灯1：1使用)下的实验室种植、第三组为LED光模组(实施例2制备的LED光源)下的实验室种植，大田环境条件不可控，其余两组实验室内的环境条件均设置成：温度30℃、湿度50-70％、光照周期12/12h。水稻生长可以大体分为7个时期：苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期，此次实验主要测定了其中分蘖前期、分蘖盛期、开花期、灌浆期四个时期的形态指标、生理指标以及最后的产量。

形态指标包括：株高、茎基直径、分蘖数、分蘖角、叶长、叶宽、叶角、生物量。对植株进行整株拍照、单分蘖拍照和叶片拍照，通过株型模型分析已得到完备的形态指标。

生理指标包括：1.测定水稻叶片的光合作用，光合作用是植物将光能转化成化学能的过程，包含光反应和暗反应两个阶段，光反应又包含PSI和PSII两个系统，PSII是主要的光系统；2.观察叶肉细胞叶绿体结构特征和维管束鞘细胞的结构特征，叶绿体是光合的主要场所，维管束鞘细胞的结构决定着气孔密度从而影响光合作用；3.测定水稻叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量，叶绿素a是光合作用的主要色素，叶绿素b、类胡萝卜素是光合所用的辅助色素；4.测定水稻叶片的荧光参数，荧光参数能够直观的反映水稻光合活力的强弱以及PSII的光合状态；5.测定水稻叶片中可溶性糖含量和淀粉含量，可溶性糖和淀粉是光合作用的主要产物。上述5点所测叶片均为最新完全展开叶，以确保生长状态保持一致，到开花期后则测水稻剑叶。

产量指标包括：有效穗数、穗长、结实率、千粒重、籽粒长宽。对主分蘖的穗进行拍照，通过穗型模型分析得到穗型。

(1)光合作用测定：相同条件下，利用LI-6400XT便携式光合作用测量系统测量上述3种生长条件下的植物的光合作用。

(2)制作石蜡切片和半薄切片：观察叶肉细胞叶绿体结构特征和维管束鞘细胞的结构特征。

(3)分光光度计法测定叶绿体色素含量：利用80％丙酮提取叶绿素色素，叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的最大吸收峰的波长分别是663nm、646nm和470nm。根据分光光度计测定的吸光度值，可以计算出丙酮提取液中叶绿体色素含量。

(4)叶绿素荧光参数测定：用叶绿素荧光以PAM101进行测定。

(5)通过试剂盒测定可溶性糖含量和淀粉含量。

本发明人对叶绿体色素、光合速率、叶绿素荧光、生物量这些指标进行统计的结果如图3～图6。

图3～图6的结果表明，在三种环境下做对比，中花11水稻都可以正常生长，其中在LED灯下：苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期主要生长指标均高于其他两种环境下。说明在本发明的光源作为水稻生长光源完全可以替代传统农用水稻光源，且比传统光源具有显著更优的光照效果。

表1

表2

本发明人也考察了实施例1制备的LED光源对于植物绿体色素、光合速率、叶绿素荧光、生物量灯指标的影响作用，结果与实施例1制备的LED光源相近，在苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期主要生长指标均高于其他两种环境下。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种制备适用于水稻的LED光源模组的方法，包括：

(1) 将激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合，获得荧光粉粉浆；其中激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉的重量比例为3～20:1；激发峰位于500～600nm的荧光粉采用激发峰530±20nm的荧光粉和激发峰570±20nm荧光粉且前者与后者的重量比例为1:15～25，激发峰位于600～700nm的荧光粉采用激发峰630±10nm和激发峰660±10nm的荧光粉且前者与后者的重量比例为1:1～2；

(2) 将(1)的荧光粉粉浆涂覆于400～500nm蓝光LED芯片上，固化，获得经固化的LED芯片；

(3) 将(2)获得的经固化的 LED芯片制成LED光源灯珠；

(4) 将(3)获得的LED光源灯珠与UVA光源灯珠及远红光光源灯珠组合，形成LED光源模组。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(1)中，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉是在蓝光LED芯片的光激发下发出黄绿光或含有黄绿光谱成分的荧光粉。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉包括选自下组的荧光粉：Ga-YAG铝酸盐黄粉、铝酸盐黄绿粉、铝酸盐LuAG荧光粉、硫化物荧光粉、硼酸盐荧光粉和硅酸盐荧光粉，或其组合。

4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激发峰位于600～700nm的荧光粉包括选自下组的荧光粉：YAG、YAG:Ce3+、YAG:Eu2+、氮化物红粉，或其组合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(1)中，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉的重量比例为5～12:1；或

激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合获得荧光粉粉浆、固化于蓝光LED芯片后，红光与蓝光光通量色比比例为R/B=3:1～12:1。

6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合获得荧光粉粉浆、固化于蓝光LED芯片后，红光与蓝光光通量色比比例为R/B=7:1～10:1。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述激发峰位于600～700nm的荧光粉中，激发峰630±10nm和激发峰660±10nm的重量比例为1:1.2～1.8；或

所述激发峰位于500～600nm的荧光粉中，激发峰530±20nm的荧光粉和激发峰570±20nm荧光粉的重量比例为1:18～22。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，荧光粉粉浆中，激发峰位于500～600nm的荧光粉以及激发峰位于600～700nm的荧光粉按照重量占5～20%。

9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，荧光粉粉浆中，激发峰位于500～600nm的荧光粉以及激发峰位于600～700nm的荧光粉按照重量占8～18%。

10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)中，所述的UVA光源灯珠为370-400nm发射峰的UVA光源灯珠；或

所述的远红光光源灯珠为710-760nm发射峰的远红光光源灯珠。

11.如权利要求1或10所述的方法，其特征在于，所述(3)获得的LED光源灯珠与UVA光源灯珠及远红光光源灯珠组合后，UVA总光通量占比在0.5-5%之间；和/或

红光与远红光灯珠光通量比例R/FR=15～2:1。

12. 一种适用于水稻的LED光源，其为LED光源灯珠，包括：

400～500nm蓝光LED芯片；以及

涂覆于所述蓝光LED芯片上的荧光粉粉浆，该荧光粉粉浆包括：激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉；其中激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉的重量比例为3～20:1；激发峰位于500～600nm的荧光粉采用激发峰530±20nm的荧光粉和激发峰570±20nm荧光粉且前者与后者重量比例为1:15～25，激发峰位于600～700nm的荧光粉采用激发峰630±10nm和激发峰660±10nm的荧光粉且前者与后者的重量比例为1:1～2。

13.如权利要求12所述的适用于水稻的LED光源，其特征在于，还包括辅料固定用胶。

14. 如权利要求12所述的LED光源，其特征在于，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉是在蓝光LED芯片的光激发下发出黄绿光或含有黄绿光谱成分的荧光粉。

15.如权利要求12所述的LED光源，其特征在于，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉包括选自下组的荧光粉：Ga-YAG铝酸盐黄粉、铝酸盐黄绿粉、铝酸盐LuAG荧光粉、硫化物荧光粉、硼酸盐荧光粉和硅酸盐荧光粉，或其组合；或

所述激发峰位于600～700nm的荧光粉包括选自下组的荧光粉：YAG、YAG:Ce3+、YAG:Eu2+、氮化物红粉，或其组合。

16.如权利要求12所述的LED光源，其特征在于，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉的重量比例为5～12:1；或

17. 如权利要求16所述的LED光源，其特征在于，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合获得荧光粉粉浆、固化于蓝光LED芯片后，红光与蓝光光通量色比比例为R/B=7:1～10:1。

18.如权利要求16所述的LED光源，其特征在于，所述激发峰位于600～700nm的荧光粉中，激发峰630±10nm和激发峰660±10nm的重量比例为1:1.2～1.8；或

所述激发峰位于500～600nm的荧光粉中，激发峰530±20nm的荧光粉和激发峰570±20nm的荧光粉的重量比例为1:18～22。

19.一种适用于水稻的LED光源模组，其为灯珠组合，其包括：

权利要求12所述的LED光源；

UVA光源灯珠；以及

远红光光源灯珠。

20. 如权利要求19所述的LED光源模组，其特征在于，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉是在蓝光LED芯片的光激发下发出黄绿光或含有黄绿光谱成分的荧光粉。

21.如权利要求19所述的LED光源模组，其特征在于，所述激发峰位于500～600nm的荧光粉包括选自下组的荧光粉：Ga-YAG铝酸盐黄粉、铝酸盐黄绿粉、铝酸盐LuAG荧光粉、硫化物荧光粉、硼酸盐荧光粉和硅酸盐荧光粉，或其组合；或

22.如权利要求19所述的LED光源模组，其特征在于，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉的重量比例为5～12:1；或

23. 如权利要求22所述的LED光源模组，其特征在于，激发峰位于500～600nm的荧光粉、激发峰位于600～700nm的荧光粉与固定用胶混合获得荧光粉粉浆、固化于蓝光LED芯片后，红光与蓝光光通量色比比例为R/B=7:1～10:1。

24.如权利要求22所述的LED光源模组，其特征在于，所述激发峰位于600～700nm的荧光粉中，激发峰630±10nm和激发峰660±10nm的重量比例为1:1.2～1.8；或

25.如权利要求19所述的LED光源模组，其特征在于，权利要求12所述的LED光源与UVA光源灯珠及远红光光源灯珠组合后，UVA芯片总光通量占比在0.5-5%之间；和/或

红光与远红光的光通量比例R/FR=15～2:1。

26.如权利要求19～25任一所述的LED光源模组，其特征在于，其由权利要求1～11任一所述的方法制备获得。

27.一种种植水稻的方法，包括：以权利要求12～18任一所述的LED光源作为种植用的光源，进行水稻的种植。

28.一种种植水稻的方法，包括：以权利要求19～26任一所述的LED光源模组作为种植用的光源，进行水稻的种植。