JP7385832B2 - 動植物育成用のled照明シート、動植物育成用のled照明モジュール、動植物の育成棚用の棚板、動植物の育成棚、及び動植物育成工場 - Google Patents
動植物育成用のled照明シート、動植物育成用のled照明モジュール、動植物の育成棚用の棚板、動植物の育成棚、及び動植物育成工場 Download PDFInfo
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- Led Device Packages (AREA)
Description
図1に示す、本実施の形態による植物育成用の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8)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6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。また、接着剤層33を形成する接着剤として、アクリル系粘着剤を用いても良い。
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。全光束量が3000lm以上の光を照射するLED照明シート20では、LEDチップ21の性能を向上させる必要があり、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、本実施の形態によるLED照明シート20の製造方法について、図7(a)-(h)を参照して説明する。
図8は、本実施の形態による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。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
次に、本実施の形態における具体的実施例について説明する。
実施例1、2の育成棚及び比較例1、2の育成棚をそれぞれ以下の通り準備した。
560mm×390mmサイズのフィルム基板(ポリエチレンナフタレート、厚さ50μm)の一方の表面に、金属配線部を形成するための銅箔(厚さ35μm)を積層し、その後、金属配線用の銅箔についてエッチング処理をして、全ての実施例及び比較例において同一パターンの金属配線部を構成した。そして、基板フィルム及び金属配線部上に、ウレタン系樹脂をベース樹脂とし、このベース樹脂に対して20質量%の割合で酸化チタンを添加してなる絶縁性インキを用いてスクリーン印刷により厚さ10μmの光反射性絶縁保護膜を形成した。次に、金属配線部に、複数のLEDチップ(「NFSW757G-V2」(日亜化学工業社製))を、X方向に40mmピッチ、Y方向に35mmピッチで、14個の列を10列、ハンダ加工により実装した。更に、上記の絶縁性保護膜及びLEDチップを被覆する透明保護膜を、スプレーコート法により形成した。以上の通り作製したLED照明シートは、全光束量が3950lmであり、総投入電力が72Wであり、LEDチップから照射される光の色温度は5000Kであった。このLED照明シートを育成棚の基板の下面に2枚配置し、実施例1の育成棚とした。
光反射シート(図11参照)を棚板の側面側に設けたこと、以外は、実施例1と同様に作製した育成棚を、実施例2の育成棚とした。
市販の直管型LEDが配列されたLEDバーライト(「TECO-L40N1-50NH-T8」(東神電気株式会社製))を育成棚の基板の下面に2本配置し、比較例1の育成棚とした。この場合、LEDバーライトは、全光束量が2300lmであり、投入電力が46Wであり、照射される光の色温度は5000Kであった。
光反射シート(図11参照)を棚板の側面側に設けたこと、以外は、比較例1と同様に作製した育成棚を、比較例2の育成棚とした。
20 LED照明シート
21 LED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
82 支柱
83 植物の育成棚用の棚板
84 光反射シート
90 植物育成工場
91 建物
Claims (5)
- 複数のLEDチップが配列された、動植物育成用のLED照明シートであって、
基板と、
前記基板の表面に形成された金属配線部と、
前記金属配線部上に形成された光反射性絶縁保護膜と、
前記光反射性絶縁保護膜及び前記複数のLEDチップを覆うように形成された透明保護膜と、を備え、
前記動植物育成用のLED照明シートの下方領域のうち前記LEDチップから50mm離れた任意の位置において、光合成光量子束密度を投入電力換算し、下方領域の平均値で規格化した値が0.2以上であり、
前記動植物育成用のLED照明シートの下方領域のうち前記LEDチップから50mm離れた位置において測定された光合成光量子束密度のばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で0.5以下であり、
前記透明保護膜は、アクリルウレタン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、又は、フェノール系樹脂である樹脂組成物によって形成され、前記透明保護膜の厚さは、10μm以上40μm以下である、動植物育成用のLED照明シート。 - 複数のLEDチップが配列された、動植物育成用のLED照明シートであって、
基板と、
前記基板の表面に形成された金属配線部と、
前記金属配線部上に形成された光反射性絶縁保護膜と、
前記光反射性絶縁保護膜及び前記複数のLEDチップを覆うように形成された透明保護膜と、を備え、
前記動植物育成用のLED照明シートの下方領域のうち前記LEDチップから50mm離れた任意の位置において、光合成光量子束密度を投入電力換算し、下方領域の平均値で規格化した値が0.2以上であり、
前記動植物育成用のLED照明シートの下方領域のうち前記LEDチップから50mm離れた位置において測定された光合成光量子束密度のばらつきが、平均値で規格化した際の標準偏差で0.5以下であり、
前記光反射性絶縁保護膜は、アクリルウレタン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、又は、フェノール系樹脂である樹脂組成物によって形成され、前記光反射性絶縁保護膜の厚さは、5μm以上50μm以下であり、
前記光反射性絶縁保護膜は、白色顔料を含むとともに、波長400nm以上780nm以下における光線平均反射率が、いずれも65%以上である、動植物育成用のLED照明シート。 - 前記金属配線部の厚さは、10μm以上50μm以下である、請求項1又は2に記載の動植物育成用のLED照明シート。
- 前記光反射性絶縁保護膜は、樹脂組成物によって形成され、前記光反射性絶縁保護膜の厚さは、5μm以上50μm以下であり、
前記光反射性絶縁保護膜は、白色顔料を含むとともに、波長400nm以上780nm以下における光線平均反射率が、いずれも65%以上である、請求項1に記載の動植物育成用のLED照明シート。 - 前記透明保護膜は、樹脂組成物によって形成され、前記透明保護膜の厚さは、10μm以上40μm以下である、請求項2に記載の動植物育成用のLED照明シート。
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