JP2020124188A - 動植物の育成棚用のled照明シート組合体、動植物の育成棚及び動植物育成工場 - Google Patents
動植物の育成棚用のled照明シート組合体、動植物の育成棚及び動植物育成工場 Download PDFInfo
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Abstract
Description
0.5×A1≦B1≦1.5×A1
という関係を満たす。
図1に示す植物育成用のLED照明モジュール10(以下、LED照明モジュール10ともいう)は、後述するように、人工光を用いた植物育成工場90(図7)内に設置され、植物を育成するものである。このようなLED照明モジュール10は、植物育成用のLED照明シート20(以下、LED照明シート20ともいう)と、LED照明シート20に電気的に接続された制御部40とを備えている。
次に、LED照明シート20を構成する各部材について説明する。図5に示すように、LED照明シート20は、フレキシブル配線基板30と、フレキシブル配線基板30上に配置された複数のLEDチップ21とを備えている。このうちフレキシブル配線基板30は、可撓性を有する基板フィルム31と、基板フィルム31の表面(発光面側の面)に形成された金属配線部32とを有している。金属配線部32は、接着剤層33を介して基板フィルム31に積層されている。
基板フィルム31は、可撓性を有する樹脂フィルムを用いることができる。なお、本明細書中、「可撓性を有する」とは、「曲率半径を少なくとも1m以下、好ましくは50cm、より好ましくは30cm、更に好ましくは10cm、特に好ましくは5cmに曲げることが可能であること」をいう。
接着剤層33を形成する接着剤は、公知の樹脂系接着剤を適宜用いることができる。それらの樹脂接着剤のうち、ウレタン系、ポリカーボネート系、シリコーン系、エステル系またはエポキシ系の接着剤等を特に好ましく用いることができる。
金属配線部32は、基板フィルム31の表面(発光面側の面)に金属箔等の導電性基材によって形成される配線パターンである。この金属配線部32は、基板フィルム31の表面へ接着剤層33を介してドライラミネート法によって形成されることが好ましい。金属配線部32は、上述した複数の金属配線部22を含む。複数の金属配線部22は、第1の金属配線部22Aと、第1の金属配線部22Aから離間して配置された第2の金属配線部22Bとを含む。第1の金属配線部22A及び第2の金属配線部22Bには、LEDチップ21が搭載され、LEDチップ21は、第1の金属配線部22A及び第2の金属配線部22Bに電気的に接続されている。第1の金属配線部22A及び第2の金属配線部22Bに供給される電力によりLEDチップ21が点灯するようになっている。
ハンダ部36は、金属配線部32とLEDチップ21との接合を行うものである。このハンダによる接合は、リフロー方式、あるいは、レーザー方式の2方式のいずれかによることができる。
LEDチップ21は、P型半導体とN型半導体が接合されたPN接合部での発光を利用した発光素子である。LEDチップ21としては、P型電極及びN型電極をそれぞれ素子の上面及び下面に設けた構造であっても良く、素子の片面にP型電極及びN型電極の双方が設けられた構造であっても良い。
光反射性絶縁保護膜34は、LEDチップ21が設けられている領域及びその周辺領域を除く領域に形成される層である。この光反射性絶縁保護膜34は、十分な絶縁性を有することにより、フレキシブル配線基板30の耐マイグレーション特性を向上させる所謂レジスト層であり、かつLED照明シート20により作られる光環境の発光輝度の向上に寄与する光反射性を備えた光反射層である。
透明保護膜35は、LEDチップ21を覆うように、LED照明シート20の最表面に形成されている。透明保護膜35は、防水性と透明性とを有する。透明保護膜35の防水性により、LED照明シート20を植物育成用光源として使用する場合の装置内部への水の侵入を防ぐことができる。LEDチップ21として、例えば150lm/W以上の発光効率を有するような、発光効率が高いものを選択した場合、LED照明シート20において、特定のLEDチップ21が破損した場合の影響が大きくなる。そのためLEDチップ21が可能な限り破損しにくいようにすることは、リスク管理の観点で重要である。
次に、LED照明シート20の製造方法について、図6(a)−(h)を参照して説明する。
図7は、LED照明シート20を用いた植物育成工場90の構成を模式的に示す図である。植物育成工場90は、建物91と、建物91の内部に配置された複数の植物の育成棚80を備えている。
0.5×A1≦B1≦1.5×A1
という関係を満たしている。
0.5×A2≦B1≦1.5×A2
という関係を更に満たしている。
0.5×A3≦B2≦1.5×A3
という関係を満たしている。
0.5×A4≦B2≦1.5×A4
という関係を更に満たしている。
0.5×A1≦B1≦1.5×A1
という関係を満たしている。これにより、第1LED照明シート20Aおよび第2LED照明シート20Bを第1の配列方向(X方向)に沿って互いに隣接して配置した場合であっても、植物の育成棚用の棚板83の照度の面内ばらつきを抑えることができる。とりわけ、植物の育成棚用の棚板83のLED照明シート20の下面に近い位置においても、植物の育成棚用の棚板83の照度の面内ばらつきを小さくすることができる。このため、植物が成長し、植物の背丈が大きくなった場合においても、植物に対して均一な照度の光を供給することができる。この結果、植物育成工場90における植物の収量を向上させることができる。
0.5×A2≦B1≦1.5×A2
という関係を更に満たしている。これにより、植物の育成棚用の棚板83の照度の面内ばらつきを更に抑えることができる。このため、植物が成長し、植物の背丈が大きくなった場合においても、植物に対してより均一な光を供給することができ、植物育成工場90における植物の収量を更に向上させることができる。
次に、図12乃至図15により、本実施の形態における具体的実施例について説明する。
植物の育成棚用の棚板から照射される光の照度をシミュレーションにより算出した。本シミュレーションにおいて、棚板のサイズは1200mm×1200mmに設定した。また、LED照明シートのサイズは560mm×390mmに設定し、6つのLED照明シート(第1LED照明シート乃至第6LED照明シート)が図9Aに示す配置となるように設定した。この際、互いに隣接する各LED照明シート間の距離は、それぞれ0mmとなるように設定した。また、個々のLED照明シートにおいて、複数のLEDチップがX方向に40mmピッチ、Y方向に35mmピッチで、14個の列が10列配列されるように設定した。また、各々のLEDチップの光束は、それぞれ100lmに設定した。さらに、第1LEDチップと第2LEDチップとの間の距離A1(図9A参照)が40mm、第1LEDチップと第3LEDチップとの間の距離B1(図9A参照)が60mmとなるように設定した。さらに、基板のうち、Y方向(図9A参照)に延びる側面側に光遮断部を設けるように設定した。この際、光遮断部の拡散反射率は、50%に設定し、光遮断部のZ方向(図8参照)に沿った長さは、1200mmとなるように設定した。
第1LED照明シート及び第2LED照明シート間の距離、第3LED照明シート及び第4LED照明シート間の距離、並びに第5LED照明シート及び第6LED照明シート間の距離が、それぞれX方向において40mm、Y方向において0mmとなるように設定したこと、以外は、実施例1と同様にして、植物の育成棚用の棚板から照射される光の照度をシミュレーションにより算出した。
図12(a)に示すような、直管型の照明装置101が棚板102に取り付けられた植物の育成棚用の棚板100において、植物の育成棚用の棚板100から照射される光の照度をシミュレーションにより算出した。この際、図12(b)に示すように、植物の育成棚用の棚板100において、LEDチップ103がX方向に8mmピッチで140個配置された直管型の照明装置101が、Y方向に200mmピッチで6列配置されるように設定した。また、棚板102のサイズは実施例1と同様に設定し、LEDチップ103は、実施例1と同様の光束を有するLEDチップとして設定した。さらに、棚板102に対して実施例1と同様の光遮断部を設けるように設定した。
20 LED照明シート
20A 第1LED照明シート
20B 第2LED照明シート
20C 第3LED照明シート
20D 第4LED照明シート
20E 第5LED照明シート
20F 第6LED照明シート
21 LEDチップ
21A 第1LEDチップ
21B 第2LEDチップ
21C 第3LEDチップ
21D 第4LEDチップ
21E 第5LEDチップ
21F 第6LEDチップ
22 金属配線部
30 フレキシブル配線基板
31 基板フィルム
32 金属配線部
33 接着剤層
34 光反射性絶縁保護膜
35 透明保護膜
36 ハンダ部
40 制御部
41 電力入力部
42 AC/DCコンバーター
43 PWM制御部
44A 第1コネクタ
44B 第2コネクタ
45 レギュレータ
46 電力供給ライン
80 植物の育成棚
81 基板
81A 第1基板
81B 第2基板
81C 第3基板
81D 第4基板
81E 第5基板
81F 第6基板
81G 柱状の部材
82 支柱
83 植物の育成棚用の棚板
83A LED照明シート組合体
84 光遮断部
90 植物育成工場
91 建物
r リベット
Claims (14)
- 支持体と、
前記支持体に取り付けられるとともに互いに隣接して配置された第1の動植物育成用のLED照明シート及び第2の動植物育成用のLED照明シートとを備え、
前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び第2の動植物育成用のLED照明シートは、それぞれ第1の配列方向に沿って多列に配列されるとともに前記第1の配列方向に直交する第2の配列方向に沿って多段に配列された複数のLEDチップを有し、
前記第1の動植物育成用のLED照明シートの一の段に配列され、前記第1の配列方向において最も前記第2の動植物育成用のLED照明シート側に位置するLEDチップを第1LEDチップとし、
前記第1の動植物育成用のLED照明シートの前記一の段に配列され、前記第1LEDチップに最も近接するLEDチップを第2LEDチップとし、
前記第2の動植物育成用のLED照明シートの複数のLEDチップのうち、前記第1の動植物育成用のLED照明シートの前記第1LEDチップに最も近接するLEDチップを第3LEDチップとし、
前記第1LEDチップと前記第2LEDチップとの間の距離をA1とし、
前記第1LEDチップと前記第3LEDチップとの間の距離をB1としたとき、
0.5×A1≦B1≦1.5×A1
という関係を満たす、動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。 - 前記第3LEDチップと同一の段に配置され、前記第3LEDチップに最も近接するLEDチップを第4LEDチップとし、前記第3LEDチップと前記第4LEDチップとの間の距離をA2としたとき、
0.5×A2≦B1≦1.5×A2
という関係を更に満たす、請求項1記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。 - 前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートの前記LEDチップは、それぞれ前記第1の配列方向に沿って10個以上直列に配置され、このLEDチップの段が前記第2の配列方向に沿って4段以上並列に配置されている、請求項1又は2記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シート前記LEDチップは、それぞれ透明保護膜によって覆われている、請求項1乃至3のいずれか一項記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートは、それぞれ基板フィルムと、前記基板フィルムの表面に形成された金属配線部とを備え、前記複数のLEDチップは、前記金属配線部に実装されている、請求項1乃至4のいずれか一項記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートは、それぞれ最も厚い部分における厚みが5mm以下である、請求項1乃至5のいずれか一項記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートには、前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートに電力を供給する制御部が電気的に接続され、前記制御部は、前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートに対して外付けで接続されている、請求項1乃至6のいずれか一項記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 前記制御部から前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートに定電圧が印加される、請求項7記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 前記制御部は、前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートの前記LEDチップの調光を制御可能である、請求項7又は8記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 前記第1の動植物育成用のLED照明シート及び前記第2の動植物育成用のLED照明シートは、それぞれリベットにより前記支持体に取り付けられている、請求項1乃至9のいずれか一項記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 前記支持体は、前記第1の動植物育成用のLED照明シートが取り付けられる第1支持体と、前記第2の動植物育成用のLED照明シートが取り付けられる第2支持体とを有する、請求項1乃至10のいずれか一項記載の動植物の育成棚用のLED照明シート組合体。
- 動植物の育成棚であって、
支柱と、
前記支柱に取り付けられた請求項1乃至11のいずれか一項記載の前記動植物の育成棚用のLED照明シート組合体とを備えた、動植物の育成棚。 - 動植物育成用のLED照明シートが、前記LED照明シート組合体の側面側にも更に配置されている、請求項12記載の動植物の育成棚。
- 建物と、
前記建物の内部に配置された、請求項12又は13記載の動植物の育成棚とを備えた、動植物育成工場。
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