JP2023007824A - 培養システム - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を高めることが可能な、培養システムを提供する。【解決手段】藻類を培養する培養チューブ１０とＬＥＤ照明装置２０Ａとを備える培養システム１であって、例えば、前記培養チューブの外面を覆う、可撓性の基板フィルムと、前記基板フィルム上の金属配線部と、前記金属配線部に実装された複数のＬＥＤチップとを有するＬＥＤシート２０が粘着部材５０によって、前記培養チューブに粘着される培養システムとする。【選択図】図１

Description

本開示は、培養システムに関する。

近年、再生可能エネルギーの資源として、藻類バイオ燃料が注目されている。藻類を培養する方式としては、いわゆる開放系のオープンポンドと、いわゆる閉鎖系のフォトバイオリアクターとがある。このうち、閉鎖系のフォトバイオリアクターは、開放系のオープンポンドと比較して、培養液の汚染を抑制できる。また、閉鎖系のフォトバイオリアクターは、屋内において一年中生産が可能であるため、藻類の生産性に優れている。このようなフォトバイオリアクターを用いた藻類の培養に関する技術として、例えば、光導波路を通じて発光ダイオードの光を培養槽に導光する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－１８３００２号公報

本開示は、光の利用効率を高めることが可能な、培養システムを提供する。

本実施の形態による培養システムは、藻類を培養する培養チューブと、前記培養チューブの外面を覆うＬＥＤ照明装置とを備える、培養システムである。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤシートであってもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記ＬＥＤシートは、可撓性の基板フィルムと、前記基板フィルム上の金属配線部と、前記金属配線部に実装された複数のＬＥＤチップとを有してもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記基板フィルムの表面は、前記培養チューブに対面するとともに、白色に着色されてもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記ＬＥＤシートに、前記ＬＥＤチップのＯＮ状態と、前記ＬＥＤチップのＯＦＦ状態とを表示する表示部が設けられてもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記ＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤチップを含むＬＥＤバーライトと、前記ＬＥＤバーライトに取り付けられた反射シートとを有し、前記ＬＥＤバーライトは、前記培養チューブと前記反射シートとの間に設けられてもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記ＬＥＤシートは、粘着部材によって、前記培養チューブに粘着されてもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記ＬＥＤシートと、前記培養チューブとの間の剥離強度は、３Ｎ／１５ｍｍ以上３０Ｎ／１５ｍｍ以下であってもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記反射シートは、粘着部材によって、前記培養チューブに粘着されてもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記粘着部材の屈折率は、１．４８以上１．６０以下であってもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記粘着部材の表面は、前記培養チューブに対面し、前記粘着部材の表面に、網目状に形成された凹部が形成されてもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記粘着部材は、エチレン酢酸ビニルまたはポリビニルブチラールを含んでもよい。

本実施の形態による培養システムにおいて、前記培養チューブ内の培養液のモル吸光係数をε（Ｌ・ｃｍ^－１・ｇ^－１）とし、前記培養液のモル濃度をＣ（ｇ・Ｌ^－１）とし、前記培養チューブの内径または内幅をＤ（ｃｍ）としたとき、
前記ＬＥＤ照明装置の光合成光量子束密度Ｉ_０は、
２５０／１０^{（－εＣＤ／２）}≦Ｉ_０≦２５０／１０^{（－εＣＤ）}
という関係を満たしてもよい。

本実施の形態によれば、光の利用効率を高めることができる。

図１は、一実施の形態による培養システムを示す斜視図である。 図２は、一実施の形態による培養システムを示す垂直断面図である。 図３は、一実施の形態による培養システムのＬＥＤシートを示す概略図である。 図４は、一実施の形態による培養システムのＬＥＤシートを示す平面図である。 図５（ａ）－（ｂ）は、培養システムのＬＥＤシートの変形例を示す平面図である。 図６（ａ）は、制御部からＬＥＤシートに直流定電圧が印加される場合における時間と電圧の関係を示すグラフであり、図６（ｂ）は、比較例としてＬＥＤシートにパルスが印加される場合における時間と電圧の関係を示すグラフである。 図７は、一実施の形態による培養システムのＬＥＤシートを示す断面図（図４のVII－VII線断面図）である。 図８は、一実施の形態による培養システムの粘着部材を示す平面図である。 図９（ａ）－（ｈ）は、一実施の形態による培養システムのＬＥＤシートの製造方法を示す断面図である。 図１０は、一実施の形態による培養システムの使用例を示す概略斜視図である。 図１１は、一実施の形態による培養システムの使用例を示す概略斜視図である。 図１２は、一実施の形態による培養システムの第１変形例を示す斜視図である。 図１３は、一実施の形態による培養システムの第１変形例を示す断面図（図１２のXIII－XIII線断面図）である。 図１４は、一実施の形態による培養システムの第２変形例を示す斜視図である。 図１５は、一実施の形態による培養システムの第３変形例を示す斜視図である。

本実施の形態による培養システムは、藻類を培養する培養チューブと、培養チューブに巻き付けられたＬＥＤシートを備えている。このため、ＬＥＤシートを培養チューブに巻き付けることにより、ＬＥＤシートから培養チューブに照射された光が、培養チューブの外部に漏れることを抑制できる。

本実施の形態による培養システムのＬＥＤシートは、可撓性の基板フィルムを備えたシート状のＬＥＤ照明装置である。このため、培養システムの軽量化を図ることができる。また、本実施の形態による培養システムのＬＥＤシートは、複数のＬＥＤが配列された直管型のＬＥＤバーライトに比べて全体の厚みを薄くできる。このため、ＬＥＤシートを培養チューブに巻き付けた際に、培養システムが嵩張ることを抑制できる。これにより、培養システムの設置スペースを低減できる。

さらに、ＬＥＤシートが可撓性の基板フィルムを備えたシート状のＬＥＤ照明装置であるため、様々な形状の培養チューブにＬＥＤシートを容易に取り付けることができる。

以下、図面を参照しながら一実施の形態について具体的に説明する。以下に示す各図は、模式的に示した図である。そのため、各部の大きさ、形状は理解を容易にするために、適宜誇張している。また、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更して実施できる。なお、以下に示す各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。また、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値および材料名は、実施の形態としての一例であり、これに限定されることなく、適宜選択して使用できる。本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば平行や直交、垂直等の用語については、厳密に意味するところに加え、実質的に同じ状態も含めて解釈することとする。なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれ培養チューブを正立させた状態（図１および図２）における上方および下方のことをいう。

（培養システム）
図１および図２に示ように、培養システム１は、藻類を培養する培養チューブ１０と、培養チューブ１０の外面を覆うＬＥＤ照明装置２０Ａとを備えている。本実施の形態では、ＬＥＤ照明装置２０Ａは、ＬＥＤシート２０である。また、ＬＥＤシート２０には、制御部４０が電気的に接続されている。

培養チューブ１０は、中空状の胴部１１と、胴部１１の下方に設けられた底部１２と、胴部１１の上方に設けられた蓋部１３とを備えている。胴部１１は、円筒形状をもっている。なお、胴部１１が四角形筒形状や八角形筒形状等の多角形筒形状をもっていてもよい。

底部１２は、平面視円形状であり、胴部１１の下端に連結されている。この底部１２は、胴部１１と一体に成形されていてもよく、胴部１１に対して着脱自在に取り付けられていてもよい。なお、底部１２の平面形状は、楕円形状、または四角形形状等の多角形形状であってもよい。

蓋部１３は、平面視円形状であり、胴部１１の上端に連結されている。この蓋部１３は、胴部１１に対して着脱自在に取り付けられていてもよい。なお、底部１２の平面形状は、楕円形状、または四角形形状等の多角形形状であってもよい。

このような培養チューブ１０内には、培養液ＣＳが充填されている。培養チューブ１０を構成する材料としては、例えば、ガラス（屈折率：約１．５５）、ポリカーボネート（屈折率：約１．５８）またはアクリル等の樹脂材料等が用いられてもよい。

ＬＥＤシート２０は、発光面２０ａが培養チューブ１０に対面するように、培養チューブ１０に巻き付けられている。このＬＥＤシート２０は、培養チューブ１０の胴部１１を覆っている。ＬＥＤシート２０は、培養チューブ１０の胴部１１の周方向において、胴部１１の全域を覆っていることが好ましい。これにより、胴部１１の全周から培養チューブ１０内に光を照射できる。このため、藻類の育成効率を高めることができる。また、ＬＥＤシート２０は、培養チューブ１０の胴部１１の長手方向において、胴部１１の全域を覆っていることが好ましい。これにより、光の利用効率を更に高めることができる。

ここで、ＬＥＤシート２０に、後述するＬＥＤチップ２１のＯＮ状態と、ＬＥＤチップ２１のＯＦＦ状態とを表示する表示部２５が設けられてもよい。これにより、ＬＥＤシート２０を培養チューブ１０に巻き付けた場合であっても、ＬＥＤチップ２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを容易に確認できる。本実施の形態では、表示部２５は、ＬＥＤシート２０を貫通する貫通孔である。この場合、ＬＥＤチップ２１が点灯している場合には、表示部２５から光がわずかに漏れる。一方、ＬＥＤチップ２１が点灯していない場合には、表示部２５から光は漏れない。このようにして、ＬＥＤチップ２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを容易に確認できるように構成されている。

なお、図示された例においては、貫通孔の形状は、正面視長方形形状となっているが、貫通孔のサイズや形状については特に限定されるものではない。また、複数の貫通孔が形成されていてもよい。例えば、各々のＬＥＤチップ２１の近傍に、貫通孔が１つずつ形成されていてもよい。これにより、破損したＬＥＤチップ２１を容易に特定できる。

次に、ＬＥＤシート２０について詳細に説明する。図３および図４に示すように、ＬＥＤシート２０は、いわゆる片面出光型の面状の光源シートである。このＬＥＤシート２０の発光面２０ａ側に、複数のＬＥＤチップ２１が配列されている。このような直下型のＬＥＤシート２０を用いることで、ＬＥＤチップ２１からの照射光がそのまま発光面２０ａを通過する。このため、照射光の光量を強くでき、藻類の培養を促すことができる。また、ＬＥＤシート２０は、ＬＥＤバーライトに比べて全体の厚みを薄くできるため、ＬＥＤチップ２１の側部側に影が発生することを抑制できる。

図４のＬＥＤ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上に規則的に配置された複数のＬＥＤチップ２１とを備えている。このようなフレキシブル配線基板３０を用いることで、シート面の面積が比較的大きいＬＥＤシート２０を得ることができる。シート面の面積が比較的大きいＬＥＤシート２０は、使用するＬＥＤシート２０の数を減らすことができるので、複数のＬＥＤシート２０を配置することによって発生し得る光量のばらつきを抑制できる。なお、図４において、後述する光反射性絶縁保護膜３４及び透明保護膜３５の表示を省略している。

この場合、ＬＥＤチップ２１は、フレキシブル配線基板３０内で、平面視で格子点状に配置されている。すなわちＬＥＤチップ２１は、マトリックス状に多段多列に配置されており、直列にＭ個接続されたＬＥＤチップ２１の列Ｒが、Ｎ列配置されている。

例えば図４において、ＬＥＤチップ２１は、ＬＥＤチップ２１の第１の配列方向（Ｘ方向）に沿って、１４個（Ｍ＝１４）直列に接続されている。さらに、この１４個のＬＥＤチップ２１をもつ列Ｒが、ＬＥＤチップ２１の第２の配列方向（Ｙ方向）に沿って、１０列（Ｎ＝１０）並列に配置されている。なお、ＬＥＤチップ２１の配置数は、これに限られるものではない。具体的には、ＬＥＤチップ２１は、第１の配列方向（Ｘ方向）に１０個以上１４個以下（１４≧Ｍ≧１０）直列に配置され、この列Ｒが、ＬＥＤチップ２１の第２の配列方向（Ｙ方向）に４列以上１０列以下（１０≧Ｎ≧４）並列に配置されることが好ましい。ＬＥＤチップ２１が１０個以上直列に配置されることにより、第１の配列方向（Ｘ方向）におけるＬＥＤチップ２１同士の間隔を短くできる。これにより、ＬＥＤシート２０の照度の面内ばらつきが抑えられる。このため、培養チューブ１０に照射する光のばらつきを抑制できる。また、ＬＥＤチップ２１が１４個以下直列に配置されることにより、消費電力を削減できる。また、ＬＥＤチップ２１の列が、ＬＥＤチップ２１の第２の配列方向（Ｙ方向）に４列以上並列に配置されることにより、特定のＬＥＤチップ２１が破損した場合でも、他の列のＬＥＤチップ２１に波及しないようにできる。これにより、ＬＥＤシート２０全体の照度が、極端に低下することを抑止できる。ところで、ＬＥＤシート２０が直下型の場合には、ＬＥＤシート２０の設置や取り外しのときに、作業者が、ＬＥＤチップ２１に接触する可能性が高まる。そして、作業者が、ＬＥＤチップ２１に誤って強く接触した場合、ＬＥＤチップ２１が破損するおそれが高まる。このため、ＬＥＤチップ２１が破損した場合の対策を行っておくことは、リスク管理の観点で重要である。さらに、ＬＥＤチップ２１の列が１０列以下並列に配置されることにより、消費電力を削減できる。

ＬＥＤシート２０は、複数の金属配線部２２を有し、複数の金属配線部２２は、第１の配列方向（Ｘ方向）に沿って配列されている。第１の配列方向（Ｘ方向）に沿って配列された複数の金属配線部２２は、それぞれＬＥＤチップ２１の各列Ｒに対応している。ＬＥＤチップ２１は、それぞれＸ方向に互いに隣接する一対の金属配線部２２同士を跨ぐように配置されている。また、ＬＥＤチップ２１の図示しない各端子は、一対の金属配線部２２にそれぞれ電気的に接続されている。複数の金属配線部２２は、ＬＥＤチップ２１への給電部を構成しており、複数の金属配線部２２に電力が供給されることにより、当該列Ｒに配置されたＬＥＤチップ２１が全て点灯する。なお、複数の金属配線部２２は、後述する金属配線部３２の一部を構成する。

第１の配列方向（Ｘ方向）におけるＬＥＤチップ２１同士の間隔Ｐｘは、３７ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることが好ましい。また、第２の配列方向（Ｙ方向）におけるＬＥＤチップ２１同士の間隔Ｐｙは、３７ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることが好ましい。ＬＥＤチップ２１同士の間隔を上記範囲とすることにより、ＬＥＤシート２０の輝度を面内で均一にできる。このため、空間に照射する光のばらつきを抑制するとともに、ＬＥＤシート２０の消費電力を抑えることができる。

ＬＥＤシート２０のうち最も厚い部分における厚みは、５ｍｍ以下とすることが好ましい。このようにＬＥＤシート２０の厚みを薄くすることにより、ＬＥＤシート２０を培養チューブ１０に取り付けた際に、ＬＥＤシート２０が嵩張ってしまうことを抑制できる。これにより、限られたスペースであっても、培養チューブ１０にＬＥＤシート２０を容易に取り付けることができる。

ＬＥＤチップ２１の配列は、平面視格子点状に限られるものではなく、図５（ａ）に示すように、平面視で千鳥状に配置されていても良い。また、ＬＥＤチップ２１は、ＬＥＤシート２０の面内で均一に配置されていなくても良い。例えば、ＬＥＤシート２０の周縁部において、ＬＥＤチップ２１の密度がより高められても良い。具体的には、図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤシート２０の中央部（図５（ｂ）の下部）において、ＬＥＤチップ２１が格子点状に配置され、ＬＥＤシート２０の周縁部（図５（ｂ）の上部）において、ＬＥＤチップ２１が千鳥状に配置されても良い。これにより、ＬＥＤシート２０の周縁部におけるＬＥＤシート２０の輝度の低下を抑制し、ＬＥＤシート２０の輝度を面内で均一にして、空間に照射する光のばらつきを抑制できる。

ＬＥＤシート２０の全体形状は、平面視長方形形状となっているが、ＬＥＤシート２０のサイズや平面形状については特に限定されるものではない。ＬＥＤシート２０は、サイズや形状の加工の自由度が高いため、この点に関する様々な需要に対しても柔軟に対応できる。また、ＬＥＤシート２０が可撓性を有するため、フラットな形状をもつ設置面に限らず、様々な形状をもつ設置面への取付けができる。

図４において、ＬＥＤシート２０の第１の配列方向（Ｘ方向）の長さＬｘは、５００ｍｍ以上７００ｍｍ以下とすることが好ましく、５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ以下とすることが更に好ましい。ＬＥＤシート２０の第２の配列方向（Ｙ方向）の長さＬｙは、３００ｍｍ以上５００ｍｍ以下とすることが好ましく、３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ以下とすることが更に好ましい。個々のＬＥＤシート２０の大きさが過度に小さ過ぎないことにより、ＬＥＤシート２０からの光量を増やすことができる。また、個々のＬＥＤシート２０の大きさが過度に大き過ぎないことにより、特定のＬＥＤチップ２１が破損した場合に、他のＬＥＤチップ２１に影響が及ぶことを最低限に抑えることができる。このため、ＬＥＤシート２０全体の照度が極端に低下することを防止し、かつ、照度が低下する範囲を限定できる。

次に、制御部４０について説明する。図３に示すように、制御部４０は、ＬＥＤシート２０に電力を供給するとともに、ＬＥＤシート２０の発光等を制御するものである。この制御部４０は、ＬＥＤシート２０上に設けられた第１コネクタ４４Ａを介して、ＬＥＤシート２０に対して着脱自在に接続される。すなわち、制御部４０は、ＬＥＤシート２０と別体に構成され、ＬＥＤシート２０に対して外付けで接続される。言い換えれば、制御部４０は、ＬＥＤシート２０と一体化されていない。これにより、制御部４０をＬＥＤシート２０から分離することができ、制御部４０を任意の場所に設置できる。このため、限られたスペースであっても、培養チューブ１０にＬＥＤシート２０を容易に取り付けることができる。

また、制御部４０は、電力入力部４１と、ＡＣ／ＤＣコンバーター（ドライバー）４２と、ＰＷＭ制御部４３とを有している。このうち電力入力部４１には、例えば１００Ｖ乃至２４０Ｖの任意の電圧をもつ交流の電圧が供給される。ＡＣ／ＤＣコンバーター４２は、１００Ｖ乃至２４０Ｖの交流電圧を定圧（例えば４４Ｖ）の直流電圧に変換する。ＰＷＭ制御部４３は、ＡＣ／ＤＣコンバーター４２からの定電圧波形のパルス幅を任意に変化させることにより、ＬＥＤシート２０のＬＥＤチップ２１の調光を行う。すなわち、ＰＷＭ制御部４３は、ＬＥＤシート２０の調光を制御する調光制御部としての役割も果たす。ＰＷＭ制御部４３から出力される定電圧は、第１コネクタ４４Ａを介してＬＥＤシート２０に印加される。

本実施の形態では、制御部４０のＰＷＭ制御部４３から、ＬＥＤシート２０に直流定電圧が印加される。これにより、ＬＥＤシート２０に直接整流化されたパルス電圧が印加される場合と異なり、ＬＥＤチップ２１の調光を行うことが可能となる。すなわち、ＰＷＭ制御部４３は、ＡＣ／ＤＣコンバーター４２からの直流電圧のデューティー比を適宜変化させることにより、ＬＥＤチップ２１の照度を任意に制御できる。例えば、図６（ａ）に示すように、ＰＷＭ制御部４３は、ＡＣ／ＤＣコンバーター４２からの定電圧のデューティー比を１００％（実線）から５０％（点線）に抑えることにより、ＬＥＤチップ２１の照度を低下させることができる。

このようにＬＥＤチップ２１の照度を調節する場合、例えば、藻類の成長度合い応じてＬＥＤシート２０の照度を調節してもよい。これにより、藻類の生育の度合いを調整できる。例えば、藻類のサイズが小さい生育初期には、ＬＥＤシート２０の照度を低くし、藻類のサイズが大きくなり、培養チューブ１０内において藻類が生い茂る生育後期には、ＬＥＤシート２０の照度を高くしても良い。ＬＥＤシート２０の照度調整の他の例としては、高い照度が必要な種類の藻類のときは照度を高くし、低い照度でも育成できる種類の藻類のときは照度を低くても良い。また、出荷の時期を早めたいときは照度を高くし、出荷の時期を遅らせたいときは照度を低くしても良い。

また、ＰＷＭ制御部４３からＬＥＤシート２０に直流定電圧が印加されることにより、ＬＥＤシート２０からの光の単位時間あたりの積算光量を増加できる。すなわち、例えば、ＬＥＤシート２０に直流定電圧が印加された場合における積算光量（図６（ａ）の網掛け部分の面積）を、比較例としてパルスで電圧が印加される場合における積算光量（図６（ｂ）の網掛け部分の面積）よりも大きくできる。これにより、ＬＥＤシート２０からの光の発光効率を高め、藻類の育成効率を向上できる。

再度図３を参照すると、ＬＥＤシート２０には、レギュレータ４５が設けられている。この場合、レギュレータ４５は、ＬＥＤチップ２１の各列に対応してそれぞれ設けられており、具体的には、１０列のＬＥＤチップ２１の列に対応して１０個のレギュレータ４５が設けられている。このレギュレータ４５は、各列の複数のＬＥＤチップ２１に流れる電流を一定に保持する役割を果たす。これにより、１つのＬＥＤチップ２１が破損した場合でも、他の列のＬＥＤチップ２１に過大な電流が流れることを抑え、他の列のＬＥＤチップ２１が破損しないようにできる。この結果、ＬＥＤシート２０全体の照度が極端に低下することを防止でき、空間に照射する光のばらつきを抑制できる。

さらに、ＬＥＤシート２０には、第１コネクタ４４Ａから分岐して電力供給ライン４６が設けられている。また、ＬＥＤシート２０上には、第２コネクタ４４Ｂが設けられている。電力供給ライン４６は、当該ＬＥＤシート２０のＬＥＤチップ２１には電気的に接続されることなく、ＬＥＤシート２０と同一の構成をもつ他のＬＥＤシート２００の配線に対して電気的に接続される。すなわち、電力供給ライン４６は、第２コネクタ４４Ｂ及び他のＬＥＤシート２００上に設けられた他の第１コネクタ４４Ａを介して、ＬＥＤシート２００の配線に着脱自在に接続される。電力供給ライン４６からの電流は、第２コネクタ４４Ｂ及び他の第１コネクタ４４Ａを介して、他のＬＥＤシート２００に供給される。これにより、２つのＬＥＤシート２０、２００を連結し、これら２つのＬＥＤシート２０、２００を１つの制御部４０によって同時に制御できる。１つの制御部４０によって複数のＬＥＤシート２０、２００を同時に制御できることによって、制御部４０の数を減らすことができるので、培養システム１が嵩張ってしまうことを抑制できる。このため、限られたスペースであっても培養システム１を容易に設置できる。

（ＬＥＤシートの各部材）
次に、ＬＥＤシート２０を構成する各部材について説明する。図７に示すように、ＬＥＤ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、可撓性の基板フィルム３１と、基板フィルム３１上の金属配線部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。

各ＬＥＤチップ２１は、金属配線部３２に導通可能な態様で実装されている。このＬＥＤシート２０においては、ＬＥＤチップ２１がフレキシブル配線基板３０に実装されていることにより、複数のＬＥＤチップ２１を、所望の高い密度で配置することが可能である。

金属配線部３２上には、光反射性絶縁保護膜３４が形成されている。この光反射性絶縁保護膜３４は、ＬＥＤシート２０のうち、ＬＥＤチップ２１、レギュレータ４５、第１コネクタ４４Ａまたは第２コネクタ４４Ｂが設けられている領域には形成されていない。また、光反射性絶縁保護膜３４は、ＬＥＤチップ２１、レギュレータ４５、第１コネクタ４４Ａまたは第２コネクタ４４Ｂが設けられている領域の周辺領域には形成されていない。光反射性絶縁保護膜３４は、ＬＥＤシート２０の耐マイグレーション特性の向上に寄与する絶縁機能と、ＬＥＤシート２０により作られる光環境の向上に寄与する光反射機能とを兼ね備える層である。この層は、白色顔料を含む絶縁性の樹脂組成物により形成される。前述の金属配線部３２と後述の透明保護膜３５とによって、耐マイグレーション特性および光反射機能が得られる場合には、金属配線部３２上に光反射性絶縁保護膜３４が形成されていなくてもよい。

また、光反射性絶縁保護膜３４及びＬＥＤチップ２１を覆うように、透明保護膜３５が形成されている。透明保護膜３５は、主としてＬＥＤシート２０の防水性を確保するために、その最表面（最も発光面２０ａ側に位置する面）に形成される樹脂性の膜である。

さらに、金属配線部３２上には、ハンダ部３６が設けられている。各ＬＥＤチップ２１は、それぞれハンダ部３６を介して、金属配線部３２に電気的に接続されている。

（基板フィルム）
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、「折り曲げた際の曲率半径が、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であること」をいう。

基板フィルム３１の材料としては、耐熱性及び絶縁性が高い熱可塑性樹脂が用いられても良い。このような樹脂として、耐熱性と加熱時の寸法安定性、機械的強度、及び耐久性に優れるポリイミド樹脂（ＰＩ）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いることができる。中でも、アニール処理等の耐熱性向上処理を施すことによって耐熱性と寸法安定性を向上させたポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が、好ましく用いられる。また、難燃性の無機フィラー等を添加することによって難燃性を向上させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられても良い。

基板フィルム３１の表面３１ａは、培養チューブ１０に対面する。この表面３１ａは、白色に着色されていることが好ましい。これにより、培養チューブ１０から外部に漏れ出る光を効果的に反射させることができ、光の利用効率を更に向上できる。

基板フィルム３１の厚さは、特に限定されない。基板フィルム３１の厚さは、放熱経路としてボトルネックにならないこと、耐熱性及び絶縁性を有すること、及び、製造コストのバランスとの観点から、概ね１０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。また、ロール・トゥ・ロール方式による製造を行う場合の生産性を良好に維持する観点からも、基板フィルム３１の厚さは、上記厚さ範囲内であることが好ましい。

（接着剤層）
接着剤層３３を形成する接着剤は、公知の樹脂系接着剤が適宜用いられても良い。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が特に好ましく用いられ得る。

（金属配線部）
金属配線部３２は、基板フィルム３１の表面３１ａ（発光面２０ａ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３１ａ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。

金属配線部３２は、放熱性と電気伝導性を高い水準で両立させるものであることが好ましく、例えば銅箔を用いることができる。この場合、ＬＥＤチップ２１からの放熱性が安定し、電気抵抗の増加を防げるので、ＬＥＤチップ２１間の発光バラツキが小さくなって安定した発光が可能となる。また、ＬＥＤチップ２１の寿命も延長される。更に、熱による基板フィルム３１等の周辺部材の劣化も防止できるので、ＬＥＤシート２０の製品寿命も延長できる。金属配線部３２を形成する金属の例としては、上記の銅の他、アルミニウム、金、銀等の金属を挙げることができる。

金属配線部３２の厚さは、フレキシブル配線基板３０に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。但し、リフロー方式等によるハンダ加工処理時の基板フィルム３１の熱収縮による反りを抑制するためには、金属配線部３２の厚さが１０μｍ以上であることが好ましい。一方、金属配線部３２の厚さは、５０μｍ以下であることが好ましく、これにより、フレキシブル配線基板３０の十分な可撓性を維持することができ、重量増大によるハンドリング性の低下等も抑止できる。

（ハンダ部）
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）
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。

また、ＬＥＤチップ２１としては、発光効率が高いものを選択することが好ましい。具体的には、ＬＥＤチップ２１として、１５０ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有しているものを用いることが好ましく、１８０ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有しているものを用いることが更に好ましい。ＬＥＤチップ２１の発光効率を１５０ｌｍ／Ｗ以上に高めることにより、ＬＥＤチップ２１の実装数（密度）を下げ、ＬＥＤチップ２１からのジュール熱による発熱を少なくすることができ、ＬＥＤチップ２１からの熱による基板フィルム３１等の周辺部材の劣化を防止できる。

ＬＥＤシート２０は、上述の通り、高い放熱性を発揮できる金属配線部３２に、ＬＥＤチップ２１を直接実装するものである。これにより、ＬＥＤチップ２１を高密度で配置した場合においても、ＬＥＤチップ２１の点灯時に発生する過剰な熱を、金属配線部３２を通して速やかに拡散できる。このため、基板フィルム３１を介してＬＥＤシート２０の外部へ十分放熱することができ、ＬＥＤチップ２１からの熱による基板フィルム３１等の周辺部材の劣化を防止できる。

（光反射性絶縁保護膜）
図７に示すように、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。

光反射性絶縁保護膜３４は、ウレタン系樹脂等をベース樹脂とし、酸化チタン等の無機フィラーからなる白色顔料を更に含有する各種の樹脂組成物により形成できる。光反射性絶縁保護膜３４を形成するために用いる樹脂組成物のベース樹脂としては、ウレタン系樹脂の他、アクリル系ポリウレタン樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂等を適宜用いることができる。光反射性絶縁保護膜３４を形成する樹脂組成物のベース樹脂としては、透明保護膜３５を形成する樹脂組成物と同一または同系の樹脂をベース樹脂とすることがより好ましい。透明保護膜３５については、後述するように、アクリル系ポリウレタン樹脂を主たる材料樹脂として用いることが好ましい。これより、透明保護膜３５を形成する樹脂組成物のベース樹脂がアクリル系ポリウレタン樹脂である場合には、光反射性絶縁保護膜３４を形成するための樹脂組成物のベース樹脂はウレタン系樹脂またはアクリル系ポリウレタン樹脂とすることがより好ましい。

光反射性絶縁保護膜３４を形成する樹脂組成物に白色顔料として含有させる無機フィラーとしては、酸化チタンの他、アルミナ、硫酸バリウム、マグネシア、チッ化アルミニウム、チッ化ホウ素、チタン酸バリウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、シリカ、マイカ粉、粉末ガラス、粉末ニッケル及び粉末アルミニウムから選ばれる少なくとも１種を用いることができる。

光反射性絶縁保護膜３４の厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下であって、より好ましくは、７μｍ以上２０μｍ以下である。光反射性絶縁保護膜３４の厚さが５μｍ以上であることにより、特に金属配線部３２のエッジ部分において、光反射性絶縁保護膜３４が薄くなることを抑制できる。このため、金属配線部３２が露出することを抑制できる。また、光反射性絶縁保護膜３４の厚さが５０μｍ以下であることにより、搬送等の際にフレキシブル配線基板３０が湾曲した場合であっても、光反射性絶縁保護膜３４が、例えば金属配線部３２から剥がれることを抑制できる。

また、光反射性絶縁保護膜３４は、波長４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下における光線反射率が、いずれも６５％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。ＬＥＤシート２０は、例えば、酸化チタンを、ウレタン系またはアクリル系ポリウレタンのベース樹脂１００質量部に対して２０質量部以上含有させることで、光反射性絶縁保護膜３４の厚さを８μｍとする場合における同層の上記光線反射率を７５％以上とすることが可能である。

（透明保護膜）
透明保護膜３５は、ＬＥＤチップ２１を覆うように、ＬＥＤ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シート２０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。

透明保護膜３５は、アクリル系ポリウレタン樹脂等をベース樹脂とする各種の樹脂組成物により形成できる。透明保護膜３５を形成するために用いる樹脂組成物のベース樹脂としては、アクリル系ポリウレタン樹脂の他、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹等を適宜用いることができる。透明保護膜３５を形成する樹脂組成物のベース樹脂としては、光反射性絶縁保護膜３４を形成する樹脂組成物と同一または同系の樹脂をベース樹脂とすることがより好ましい。好ましい具体的な組合せとして、光反射性絶縁保護膜３４を形成する樹脂組成物のベース樹脂をウレタン系樹脂とし、透明保護膜３５を形成する同樹脂をアクリル系ポリウレタン樹脂とする組合せを挙げることができる。

透明保護膜３５の厚さは、１０μｍ以上４０μｍ以下であり、好ましくは１５μｍ以上３０μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以上２５μｍ以下である。透明保護膜３５の厚さを上記範囲とすることにより、ＬＥＤシート２０の良好な可撓性や薄さ、軽量性、及び非常時に求められる良好な光学特性を維持できる。また、ＬＥＤシート２０に対して非常時に求められる十分な防水性をもたらすことができる。

透明保護膜３５によるＬＥＤシート２０の耐水性としては、ＬＥＤシート２０に対して水を散布した際に、ＬＥＤチップ２１の劣化を抑制することが可能となる程度であれば特に限定されない。このような耐水性としては、ＩＥＣ（国際電気標準会議）によって定められている防水・防塵の保護規格でＩＰＸ４以上を示すことが好ましい。ＩＰＸ４以上の防水性は、あらゆる方向からの水の飛沫によってＬＥＤチップ２１に対して有害な影響が及ぼされない程度である。具体的には、ＬＥＤシート２０の法線方向に対して±１８０°の全範囲に５分間、１０Ｌ／分の水量で散水ノズルから散水した際、ＬＥＤチップ２１に対して有害な影響が及ぼされない程度とされる。

ところで、図１および図２に示すように、本実施の形態では、ＬＥＤシート２０は、粘着部材５０によって、培養チューブ１０に粘着されている。これにより、ＬＥＤシート２０と培養チューブ１０との間に空気の層が介在されることを抑制できる。ここで、ＬＥＤシート２０と培養チューブ１０との間に空気の層が介在されていると、空気の屈折率と培養チューブ１０の屈折率との差に起因して、培養チューブ１０の外面において、ＬＥＤチップ２１からの光が反射する。そして、光の反射率が大きくなることにより、培養システム１における光の利用効率が低下する可能性がある。これに対して、本実施の形態では、ＬＥＤシート２０と培養チューブ１０との間に空気の層が介在されることを抑制できる。このため、培養チューブ１０の外面において、ＬＥＤチップ２１からの光が反射することを抑制できる。この結果、光の利用効率を更に高めることができる。本実施の形態では、粘着部材５０は、ＬＥＤシート２０の発光面２０ａの全体を覆うように設けられている。

粘着部材５０は、エチレン酢酸ビニルまたはポリビニルブチラールを含んでいることが好ましい。また、粘着部材５０は、粘着剤を含むものであっても良い。この粘着剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、天然ゴム系、ブチルゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリクロロプレン、スチレン系ポリマー、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン－酢酸ビニル共重合体などの酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリロニトリル、炭化水素樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン、ロジントリグリセリド、水素化ロジンなどのロジン系樹脂が適用できる。また、粘着部材５０は、市販の両面粘着フィルムであっても良い。

粘着部材５０の屈折率は、１．４８以上１．６０以下であってもよく、１．５０以上１．５８以下であってもよく、１．５１以上１．５６以下であってもよい。ここで、上述したように、培養チューブ１０には、例えば、ガラス（屈折率：約１．５５）またはポリカーボネート（屈折率：約１．５８）が用いられる。このため、粘着部材５０の屈折率は、１．４８以上１．６０以下であることにより、粘着部材５０の屈折率と、培養チューブ１０の屈折率との差を小さくできる。これにより、培養チューブ１０の外面において、ＬＥＤチップ２１からの光が反射することを抑制できる。このため、光の利用効率を更に高めることができる。なお、粘着部材５０および培養チューブ１０の屈折率は、例えば、屈折計（株式会社アタゴ社製、アッベ屈折計、ＤＲ－Ａ１(製品名)）により測定できる。

図２に示すように、粘着部材５０の表面５１は、培養チューブ１０に対面する。また、図８に示すように、この表面５１に、網目状に形成された凹部５２が形成されている。この凹部５２は、粘着部材５０と培養チューブ１０との間に介在する空気を、当該間から抜くための空気抜き機構としての役割を果たす。

本実施の形態では、凹部５２は、複数の第１部分５２ａと複数の第２部分５２ｂとを含んでいる。各々の第１部分５２ａは、上述したＬＥＤチップ２１の第１の配列方向（Ｘ方向）に沿って延びている。図示された例においては、第１部分５２ａ間の間隔は互いに等しくなっている。なお、第１部分５２ａは、Ｘ方向に対して傾斜する方向に延びていてもよい。また、第１部分５２ａ間の間隔が、互いに異なっていてもよい。

各々の第２部分５２ｂは、上述したＬＥＤチップ２１の第２の配列方向（Ｙ方向）に沿って延びている。図示された例においては、第２部分５２ｂ間の間隔は互いに等しくなっている。なお、第２部分５２ｂは、Ｙ方向に対して傾斜する方向に延びていてもよい。また、第２部分５２ｂ間の間隔が、互いに異なっていてもよい。

このようなＬＥＤシート２０と、培養チューブ１０との間の剥離強度は、３Ｎ／１５ｍｍ以上３０Ｎ／１５ｍｍ以下であることが好ましく、４Ｎ／１５ｍｍ以上２０Ｎ／１５ｍｍ以下であることがより好ましく、５Ｎ／１５ｍｍ以上１５Ｎ／１５ｍｍ以下であることが更に好ましい。ＬＥＤシート２０と培養チューブ１０との間の剥離強度が３Ｎ／１５ｍｍ以上であることにより、使用時にＬＥＤシート２０が培養チューブ１０から剥がれることを抑制できる。また、ＬＥＤシート２０と培養チューブ１０との間の剥離強度が３０Ｎ／１５ｍｍ以下であることにより、ＬＥＤシート２０を培養チューブ１０から剥がした際に、例えば粘着部材５０の一部が、培養チューブ１０に付着することを抑制できる。また、ＬＥＤシート２０と培養チューブ１０との間の剥離強度が３０Ｎ／１５ｍｍ以下であることにより、ＬＥＤシート２０を交換等する際に、ＬＥＤシート２０を培養チューブ１０から剥がしやすくなる。なお、ＬＥＤシート２０と培養チューブ１０との間の剥離強度は、例えば、材料試験機（株式会社エー・アンド・デイ社製、テンシロン万能材料試験機ＲＴＦ－２３２５（製品名））により測定できる。

また、ＬＥＤシート２０の光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ（photosynthetic photon flux density））Ｉ_０は、培養チューブ１０内の任意の領域において、２５０μｍｏｌ／ｍ^－２・ｓ^－１以上であることが好ましい。ＬＥＤシート２０の光合成光量子束密度Ｉ_０が２５０μｍｏｌ／ｍ^－２・ｓ^－１以上であることにより、藻類の育成効率を向上できる。なお、ＰＰＦＤは、光量子計等の測定装置（例えば米国ＬＩ－ＣＯＲ社製、光量子センサーＬＩ－１９０ＲおよびライトメーターＬＩ－２５０Ａ）により測定することができる。

ここで、培養チューブ１０内の培養液ＣＳのモル吸光係数をε（Ｌ・ｃｍ^－１・ｇ^－１）とし、培養液ＣＳのモル濃度をＣ（ｇ・Ｌ^－１）とし、培養チューブ１０の内径ｄ１（図１参照）をＤ（ｃｍ）としたとき、
ＬＥＤシート２０の光合成光量子束密度Ｉ_０は、
２５０／１０^{（－εＣＤ／２）}≦Ｉ_０≦２５０／１０^{（－εＣＤ）}
という関係を満たすことが好ましい。これにより、藻類の育成効率を向上できるとともに、消費電力を削減できる。

ところで、吸光度をＡとし、透過率をＴとした場合、ランバートベール則により、以下の式（１）が成り立つ。
Ａ＝－ｌｏｇ_１０Ｔ＝εＣＤ・・・式（１）
また、培養液ＣＳを透過した光合成光量子束密度をＩとした場合、透過率Ｔは、以下の式（２）で表すことができる。
Ｔ＝Ｉ／Ｉ_０・・・式（２）
このため、式（１）および式（２）により、光合成光量子束密度Ｉ_０は、以下の式（３）で表すことができる。
Ｉ_０＝Ｉ／１０^－εＣＤ・・・式（３）

上述したように、ＬＥＤシート２０の光合成光量子束密度Ｉ_０は、培養チューブ１０内の任意の領域において、２５０μｍｏｌ／ｍ^－２・ｓ^－１以上であることが好ましい。また、培養チューブ１０内において、ＬＥＤシート２０の光合成光量子束密度Ｉ_０が最も低下する位置は、培養チューブ１０の径方向中央部であると考えられる。このため、培養チューブ１０の径方向中央部において、ＬＥＤシート２０の光合成光量子束密度Ｉ_０が２５０μｍｏｌ／ｍ^－２・ｓ^－１以上であることが好ましい。この場合、
２５０／１０^{（－εＣＤ／２）}≦Ｉ_０
という関係を満たすことにより、培養チューブ１０の径方向中央部において、ＬＥＤシート２０の光合成光量子束密度Ｉ_０を２５０μｍｏｌ／ｍ^－２・ｓ^－１以上とすることができる。このため、２５０／１０^{（－εＣＤ／２）}≦Ｉ_０という関係を満たすことにより、藻類の育成効率を向上できる。また、Ｉ_０≦２５０／１０^{（－εＣＤ）}という関係を満たすことにより、消費電力を削減できる。

（ＬＥＤシートの製造方法）
次に、本実施の形態によるＬＥＤシート２０の製造方法について、図９（ａ）－（ｈ）を参照して説明する。

まず、基板フィルム３１を準備する（図９（ａ））。次に、基板フィルム３１の表面３１ａ（図７参照）に、金属配線部３２の材料となる銅箔等の金属箔３２Ａを積層する（図９（ｂ））。金属箔３２Ａは、金属箔３２Ａを例えばウレタン系接着剤等の接着剤層３３によって、基板フィルム３１の表面３１ａに接着される。あるいは、金属箔３２Ａは、基板フィルム３１の表面３１ａに電解メッキ方法や気相製膜法（スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等）により、直接形成しても良い。もしくは、金属箔３２Ａに基板フィルム３１を直接溶着して形成しても良い。

次に、金属箔３２Ａの表面に、金属配線部３２に要求される形状にパターニングされたエッチングマスク３７を形成する（図９（ｃ））。このエッチングマスク３７は、金属配線部３２となる金属箔３２Ａの配線パターンに対応する部分がエッチング液によって腐食しないように設けられる。エッチングマスク３７を形成する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジストまたはドライフィルムを、フォトマスクを通して感光させた後に現像することによって形成しても良く、インクジェットプリンター等の印刷技術により金属箔３２Ａの表面にエッチングマスクを形成してもよい。

次に、エッチングマスク３７に覆われていない箇所に位置する金属箔３２Ａを浸漬液により除去する（図９（ｄ））。これにより、金属箔３２Ａのうち、金属配線部３２となる箇所以外の部分が除去される。

その後、アルカリ性の剥離液を使用して、エッチングマスク３７を除去する。これにより、エッチングマスク３７が金属配線部３２の表面から除去される（図９（ｅ））。

続いて、金属配線部３２上に光反射性絶縁保護膜３４を積層形成する（図９（ｆ））。光反射性絶縁保護膜３４の形成は、光反射性絶縁保護膜３４を構成する材料樹脂組成物を均一に塗工できる塗工手段であれば特に限定されず、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、ディップコータ、刷毛塗り等の方法を使用できる。または、光感光性を有する絶縁保護膜材料を全面に塗工し、必要な箇所のみフォトマスクを通して感光させた後に現像することによって光反射性絶縁保護膜３４を形成しても良い。

次に、金属配線部３２上にＬＥＤチップ２１、レギュレータ４５及びコネクタ４４Ａ、４４Ｂを実装する（図９（ｇ））。なお、図９（ｇ）および後述する図９（ｈ）においては、図面を明瞭にするために、レギュレータ４５等の図示を省略している。この場合、ＬＥＤチップ２１は、金属配線部３２にハンダ部３６を介するハンダ加工によって接合される。このハンダ加工による接合は、リフロー方式、あるいは、レーザー方式によることができ、または導電性樹脂による接合でも良い。

次いで、光反射性絶縁保護膜３４、ＬＥＤチップ２１、レギュレータ４５及びコネクタ４４Ａ、４４Ｂを覆うように透明保護膜３５を形成する（図９（ｈ））。この透明保護膜３５は、透明樹脂組成物をスプレー処理により吹付けて形成する方法（以下、「スプレーコート法」という）、またはカーテンコート法により形成する方法により行うことが好ましい。スプレーコート法による透明保護膜３５の形成は、例えば、アクリル系ポリウレタン樹脂を含むスプレーコート処理用の塗工液を、スプレー塗装機によってフレキシブル配線基板３０上の所望の領域に噴霧して塗工膜を形成することにより行うことができる。カーテンコート法による透明保護膜３５の形成は、例えば、アクリル系ポリウレタン樹脂を含むカーテンコート処理用の塗工液を、カーテン塗装機によってフレキシブル配線基板３０上の所望の領域に滴下して塗工膜を形成することにより行うことができる。

なお、本実施の形態によるＬＥＤシート２０は、上述した方法に限らず、従来公知のＬＥＤチップ用のフレキシブル配線基板や、これにＬＥＤチップを実装してなる各種のＬＥＤシートを製造する公知の方法により製造することもできる。

（培養工場）
図１０は、本実施の形態による培養システム１を用いた培養工場９０の構成を模式的に示す図である。培養工場９０は、建物９１と、建物９１の内部に配置された複数の培養棚８０を備えている。

図１１に示すように、培養棚８０は、複数（４本）の支柱８２と、支柱８２に沿ってそれぞれ上下方向に間隔を空けて配置された一対の基板８１とを有している。そして、一対の基板８１間に、複数の培養システム１が配置されている。図示された例においては、培養チューブ１０の長手方向が、上下方向（鉛直方向）と平行になるように、培養システム１が配置されている。なお、図示はしないが、培養チューブ１０の長手方向が、水平方向と平行になるように、培養システム１が配置されていてもよい。

ここで、制御部４０は培養チューブ１０から十分に離れた場所に配置される。このため、制御部４０に近い位置にある培養チューブ１０と遠い位置にある培養チューブ１０とで、制御部４０からの熱によって藻類の育成にばらつきが生じるおそれが少ない。

本実施の形態によるＬＥＤシート２０は、従来の直管型の照明装置と比較して薄型化されている。これにより、培養システム１間の間隔を狭めることができ、一対の基板８１間に配置される培養システム１の数を増やすことができる。この結果、単位面積あたりの藻類の育成量を増加できる。

このように本実施の形態によれば、培養システム１が、藻類を培養する培養チューブ１０と、培養チューブ１０の外面を覆うＬＥＤ照明装置２０Ａとを備えている。これにより、ＬＥＤシート２０から培養チューブ１０に照射された光が、培養チューブ１０の外部に漏れることを抑制できる。このため、光の利用効率を高めることができる。また、ＬＥＤシート２０が培養チューブ１０の外面を覆うため、胴部１１の全周から培養チューブ１０内に光を照射することもできる。このため、藻類の育成効率を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、ＬＥＤシート２０が、可撓性の基板フィルム３１と、基板フィルム３１上の金属配線部３２と、金属配線部３２に実装された複数のＬＥＤチップ２１とを有している。このように、ＬＥＤシート２０が可撓性の基板フィルム３１を有するシート状のＬＥＤ照明装置であることにより、培養システム１の軽量化を図ることができる。また、本実施の形態による培養システム１のＬＥＤシート２０は、複数のＬＥＤが配列された直管型のＬＥＤバーライトに比べて全体の厚みを薄くできる。このため、ＬＥＤシート２０を培養チューブ１０に巻き付けた際に、培養システム１が嵩張ることを抑制できる。これにより、培養システム１の設置スペースを低減できる。さらに、ＬＥＤシート２０が可撓性の基板フィルム３１を有するシート状のＬＥＤ照明装置であるため、様々な形状の培養チューブ１０にＬＥＤシート２０を容易に取り付けることができる。

また、本実施の形態によれば、基板フィルム３１の表面３１ａが、培養チューブ１０に対面するとともに、白色に着色されている。これにより、培養チューブ１０から外部に漏れ出る光を効果的に反射させることができ、光の利用効率を更に向上できる。

また、本実施の形態によれば、ＬＥＤシート２０に、ＬＥＤチップ２１のＯＮ状態と、ＬＥＤチップ２１のＯＦＦ状態とを表示する表示部２５が設けられている。これにより、ＬＥＤシート２０を培養チューブ１０に巻き付けた場合であっても、ＬＥＤチップ２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを容易に確認できる。

また、本実施の形態によれば、ＬＥＤシート２０が、粘着部材５０によって、培養チューブ１０に粘着されている。これにより、ＬＥＤシート２０と培養チューブ１０との間に空気の層が介在されてしまうことを抑制できる。このため、培養チューブ１０の外面において、ＬＥＤチップ２１からの光が反射することを抑制できる。この結果、光の利用効率を更に高めることができる。

さらに、本実施の形態によれば、粘着部材５０の表面５１が、培養チューブ１０に対面し、粘着部材５０の表面５１に、網目状に形成された凹部５２が形成されている。これにより、粘着部材５０を培養チューブ１０に取り付ける際に、凹部５２を介して、粘着部材５０と培養チューブ１０との間に介在する空気を当該間から抜くことができる。このため、培養チューブ１０の外面において、ＬＥＤチップ２１からの光が反射することを更に効果的に抑制できる。

［変形例］
次に、図１２乃至図１５により、本実施の形態による培養システム１の変形例について説明する。図１２乃至図１５において、図１乃至図１１と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（第１変形例）
図１２および図１３において、培養チューブ１０の胴部１１は、四角形筒形状をもっている。すなわち、胴部１１は、一対の第１側部１１ａと、一対の第１側部１１ａ間に設けられた一対の第２側部１１ｂとを含んでいる。このうち第１側部１１ａの外面の面積は、第２側部１１ｂの外面の面積よりも大きくなっている。そして、ＬＥＤシート２０は、培養チューブ１０の胴部１１の周方向において、胴部１１の全域を覆っている。また、ＬＥＤシート２０は、培養チューブ１０の胴部１１の長手方向において、胴部１１の全域を覆っている。

本変形例では、培養チューブ１０内の培養液ＣＳのモル吸光係数をε（Ｌ・ｃｍ^－１・ｇ^－１）とし、培養液ＣＳのモル濃度をＣ（ｇ・Ｌ^－１）とし、培養チューブ１０の内幅ｄ２をＤ（ｃｍ）としたとき、
ＬＥＤシート２０の光合成光量子束密度Ｉ_０は、
２５０／１０^{（－εＣＤ／２）}≦Ｉ_０≦２５０／１０^{（－εＣＤ）}
という関係を満たすことが好ましい。
２５０／１０^{（－εＣＤ／２）}≦Ｉ_０という関係を満たすことにより、藻類の育成効率を向上できる。また、Ｉ_０≦２５０／１０^{（－εＣＤ）}という関係を満たすことにより、消費電力を削減できる。なお、本明細書中、培養チューブ１０の内幅ｄ２は、一対の第１側部１１ａの内面間の距離を意味する。

本変形例においても、ＬＥＤシート２０から培養チューブ１０に照射された光が、培養チューブ１０の外部に漏れることを抑制できる。このため、光の利用効率を高めることができる。また、胴部１１の全周から培養チューブ１０内に光を照射することができ、藻類の育成効率を高めることができる。

（第２変形例）
図１４において、ＬＥＤシート２０は、胴部１１の第１側部１１ａの外面のみを覆っている。すなわち、ＬＥＤシート２０は、胴部１１の第２側部１１ｂの外面を覆っていない。本変形例においても、ＬＥＤシート２０から培養チューブ１０に照射された光が、培養チューブ１０の外部に漏れることを抑制できる。このため、光の利用効率を高めることができる。

（第３変形例）
図１５において、ＬＥＤ照明装置２０Ａは、複数のＬＥＤチップ２１を含むＬＥＤバーライト１６と、ＬＥＤバーライト１６に取り付けられた反射シート１５とを有している。また、ＬＥＤバーライト１６は、複数のＬＥＤ２１が配列された直管型であり、ＬＥＤバーライト１６は、培養チューブ１０と反射シート１５との間に設けられている。

反射シート１５は、ＬＥＤバーライト１６のＬＥＤから照射された光を反射させる役割を果たす。反射シート１５は、培養チューブ１０の長手方向において、培養チューブ１０の全域を覆っていることが好ましい。この反射シート１５は、反射シート１５は、粘着部材５０によって、培養チューブ１０に粘着されている。このような反射シート１５は、例えば、金属板、樹脂フィルムを金属板に張り合わせたシート、樹脂シートまたは不織布等から構成されていてもよい。ここで、樹脂シートは、乱反射性が良好である。このため、反射シート１５は、少なくとも樹脂シートを含むシートであることが好ましく、少なくとも多孔質樹脂シートを含むシートであることがより好ましい。また、反射シート１５は、多孔質樹脂シートのみから構成されていてもよく、多孔質樹脂シートに加えて、他のシートを更に含んでいてもよい。他のシートとしては、例えば、補強シートが挙げられる。また、多孔質樹脂シートおよび補強シートは、接着層を介して互いに積層されていてもよく、接着層を介さずに互いに積層されていてもよい。また、酸化チタンを添加した他の多層フィルム等が、反射シート１５として使用されてもよい。樹脂シートに用いる樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよいが、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、フッ化ビニル系樹脂、アミド系樹脂または飽和エステル系樹脂等が挙げられる。このうち、ポリオレフィン系樹脂は、耐熱性、耐水性、耐薬品性およびコストが優れる。このため、樹脂シートに用いる熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。

本変形例によれば、ＬＥＤバーライト１６から培養チューブ１０に照射された光が、培養チューブ１０の外部に漏れることを抑制できる。このため、光の利用効率を高めることができる。

上記実施の形態および各変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記実施の形態および各変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１ 培養システム
１０ 培養チューブ
１５ 反射シート
１６ ＬＥＤバーライト
２０ ＬＥＤシート
２０Ａ ＬＥＤ照明装置
２１ ＬＥＤチップ
２２ 金属配線部
２５ 表示部
３１ 基板フィルム
３１ａ 表面
３２ 金属配線部
５０ 粘着部材
５１ 表面
５２ 凹部
ＣＳ 培養液

Claims (13)

1. 藻類を培養する培養チューブと、
   前記培養チューブの外面を覆うＬＥＤ照明装置とを備える、培養システム。
2. 前記ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤシートである、請求項１に記載の培養システム。
3. 前記ＬＥＤシートは、可撓性の基板フィルムと、前記基板フィルム上の金属配線部と、前記金属配線部に実装された複数のＬＥＤチップとを有する、請求項２に記載の培養システム。
4. 前記基板フィルムの表面は、前記培養チューブに対面するとともに、白色に着色されている、請求項３に記載の培養システム。
5. 前記ＬＥＤシートに、前記ＬＥＤチップのＯＮ状態と、前記ＬＥＤチップのＯＦＦ状態とを表示する表示部が設けられている、請求項３または４に記載の培養システム。
6. 前記ＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤチップを含むＬＥＤバーライトと、前記ＬＥＤバーライトに取り付けられた反射シートとを有し、前記ＬＥＤバーライトは、前記培養チューブと前記反射シートとの間に設けられている、請求項１に記載の培養システム。
7. 前記ＬＥＤシートは、粘着部材によって、前記培養チューブに粘着されている、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の培養システム。
8. 前記ＬＥＤシートと、前記培養チューブとの間の剥離強度は、３Ｎ／１５ｍｍ以上３０Ｎ／１５ｍｍ以下である、請求項７に記載の培養システム。
9. 前記反射シートは、粘着部材によって、前記培養チューブに粘着されている、請求項６に記載の培養システム。
10. 前記粘着部材の屈折率は、１．４８以上１．６０以下である、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の培養システム。
11. 前記粘着部材の表面は、前記培養チューブに対面し、前記粘着部材の表面に、網目状に形成された凹部が形成されている、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の培養システム。
12. 前記粘着部材は、エチレン酢酸ビニルまたはポリビニルブチラールを含む、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の培養システム。
13. 前記培養チューブ内の培養液のモル吸光係数をε（Ｌ・ｃｍ^－１・ｇ^－１）とし、前記培養液のモル濃度をＣ（ｇ・Ｌ^－１）とし、前記培養チューブの内径または内幅をＤ（ｃｍ）としたとき、
    前記ＬＥＤ照明装置の光合成光量子束密度Ｉ_０は、
    ２５０／１０^{（－εＣＤ／２）}≦Ｉ_０≦２５０／１０^{（－εＣＤ）}
    という関係を満たす、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の培養システム。

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