KR102619002B1 - White led lighting for antibacterial plant growth - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백색광을 출력하면서도 항균 효과를 가지도록 하고 광합성 효율이 전혀 저하되지 않는 식물 성장 효과를 도출하는 고품질 백색 LED 조명을 제공할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 측면에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명은 441 내지 458nm의 광을 출사하는 LED 베어칩, 및 상기 LED 베어칩 상에 형성된 형광체층를 포함하여 백색광을 출사하는 제1 LED패키지, 402 내지 408nm의 광을 출사하는 제2 LED패키지 및 645 내지 675nm의 광을 출사하는 제3 LED패키지를 포함하고, 광 스펙트럼에서 제2 LED패키지가 생성하는 피크의 상대 강도는 0.35 내지 0.45로 형성되고, 상기 제3 LED패키지가 생성하는 피크의 상대 강도는 8.5 내지 9.8로 형성된다. The present invention can provide high-quality white LED lighting that has an antibacterial effect while outputting white light and produces a plant growth effect without any decrease in photosynthetic efficiency. Accordingly, the antibacterial plant growth white LED light according to one aspect of the present invention includes an LED bare chip that emits light of 441 to 458 nm, and a first LED package that emits white light, 402 including a phosphor layer formed on the LED bare chip. It includes a second LED package that emits light of 408 nm to 408 nm and a third LED package that emits light of 645 to 675 nm, and the relative intensity of the peak generated by the second LED package in the light spectrum is formed at 0.35 to 0.45, The relative intensity of the peak generated by the third LED package is 8.5 to 9.8.
Description
본 발명은 LED 조명에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 살균 효과 및 높은 광합성 효율을 갖는 항균 식물 성장 백색 LED 조명에 대한 것이다. The present invention relates to LED lighting, and more specifically to antibacterial plant growth white LED lighting with a sterilizing effect and high photosynthetic efficiency.
각종 조명장치의 광원으로 LED 소자가 각광을 받고 있다. LED 소자는 종래의 조명광원에 비해 발열량이 적고, 적은 소비전력과 긴 수명, 내충격성 등의 장점을 갖고 있다. 또한, 제조과정에서 형광등과 같이 수은이나 방전용 가스를 사용하지 않으므로 환경오염을 유발하지 않는 장점이 있다. LED devices are attracting attention as light sources for various lighting devices. LED devices have advantages such as low heat generation, low power consumption, long lifespan, and impact resistance compared to conventional lighting sources. In addition, it has the advantage of not causing environmental pollution because it does not use mercury or discharge gas like fluorescent lamps during the manufacturing process.
최근에는 비닐하우스 내부에 식물의 성장을 촉진하기 위하여 일반전구나 백열등을 대체하는 LED 전구 타입과 LED 바 타입의 조명등기구의 수요가 크게 증가하고 있는 추세이다. 특히, LED 바 타입의 조명등기구는 LED 전구 타입보다 작물과 더 가까운 거리에서 많은 면적에 일정한 광량을 제공할 수 있는 장점이 있으며, 밀폐형과 수직적 식물 공장 및 식물 재배용 선반 등에 주로 사용되고 있다.Recently, in order to promote the growth of plants inside greenhouses, the demand for LED bulb type and LED bar type lighting fixtures, which replace general light bulbs or incandescent lights, is increasing significantly. In particular, LED bar-type lighting fixtures have the advantage of providing a constant amount of light to a large area at a closer distance to crops than LED bulb types, and are mainly used in closed and vertical plant factories and plant cultivation shelves.
LED 바 타입의 조명등기구는 식물 광합성 효과에 최적화된 청색광과 적색광의 혼합광을 이용한다. 엽채류에 가장 효과적인 파장은 적색 70%와 청색 30%이며, 묘종이나 과채류 및 일반 작물에 효과적인 파장은 적색 60%와 청색 40%의 비율로 혼합되는 것으로 주로 인식되어 왔다. LED bar-type lighting fixtures use a mixture of blue and red light optimized for plant photosynthesis effects. The most effective wavelength for leafy vegetables is 70% red and 30% blue, and the effective wavelength for seedlings, fruit vegetables, and general crops has been generally recognized as a mixture of 60% red and 40% blue.
이에 선행기술문헌1에서는 사용자가 식물성장에 따른 광합성 작용에 필요한 파장(nm)과 광량을 확인하면서 조절 가능하여 특정식물에 국한되지 않고 다양한 식물에 적용 가능하며, LED조명등을 이용한 식물성장 연구기자재로 활용 가능하도록 한 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템을 개시하고 있다.Accordingly, in Prior Art Document 1, the user can check and adjust the wavelength (nm) and amount of light required for photosynthesis according to plant growth, so it is not limited to specific plants and can be applied to a variety of plants, and is used as plant growth research equipment using LED lighting. We are launching a system to control the wavelength intensity and light quantity of plant growth LED lighting that can be used.
그러나, 선행기술문헌1은 종래기술과 같이 오직 청색광과 적색광을 조합하는 한계점이 존재하고, 적색광을 많이 포함되므로 조명으로 사용되기에는 미흡한 부분이 많다. 나아가, 식물의 생장에 필요한 광합성을 촉진하는 광에 대한 연구는 아직 알려지지 않은 부분이 많으며, 나아가, 식물의 생장에는 광합성 이외의 다른 요소도 고려하는 것이 필요한 실정이다. However, prior art document 1, like the prior art, has the limitation of combining only blue light and red light, and contains a lot of red light, so it is insufficient to be used as lighting. Furthermore, there are still many unknown aspects of research on light that promotes photosynthesis necessary for plant growth, and furthermore, it is necessary to consider other factors other than photosynthesis for plant growth.
[선행기술문헌1][Prior art document 1]
한국공개특허 제10-2017-0096244호(2017. 8. 24.)Korean Patent Publication No. 10-2017-0096244 (August 24, 2017)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 충분한 식물성장 효과가 있으면서도 백색광을 발광하여 기본적인 조명의 기능을 충실히 수행하는 항균 식물 성장 LED 조명을 제공한다. The present invention is intended to solve the problems of the prior art, and the object of the present invention is to provide an antibacterial plant growth LED light that faithfully performs the basic lighting function by emitting white light while having a sufficient plant growth effect.
본 발명의 일 측면에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명은 441 내지 458nm의 광을 출사하는 LED 베어칩, 및 상기 LED 베어칩 상에 형성된 형광체층를 포함하여 백색광을 출사하는 제1 LED패키지; 402 내지 408nm의 광을 출사하는 제2 LED패키지; 및 645 내지 675nm의 광을 출사하는 제3 LED패키지;를 포함하고, 광 스펙트럼에서 제2 LED패키지가 생성하는 피크의 상대 강도는 0.35 내지 0.45로 형성되고, 상기 제3 LED패키지가 생성하는 피크의 상대 강도는 8.5 내지 9.8로 형성된다. An antibacterial plant growth white LED light according to one aspect of the present invention includes an LED bare chip emitting light of 441 to 458 nm, and a first LED package including a phosphor layer formed on the LED bare chip and emitting white light; A second LED package emitting light of 402 to 408 nm; and a third LED package emitting light of 645 to 675 nm, wherein the relative intensity of the peak generated by the second LED package in the light spectrum is 0.35 to 0.45, and the relative intensity of the peak generated by the third LED package is 0.35 to 0.45. The relative intensity is set to 8.5 to 9.8.
이때, 상기 제1 LED 패키지의 연색지수(CRI)는 90 이상일 수 있다. At this time, the color rendering index (CRI) of the first LED package may be 90 or more.
또하, 상기 형광체층은 발광피크가 500 내지 560nm 또는 600 내지 700nm일 수 있다. Additionally, the phosphor layer may have an emission peak of 500 to 560 nm or 600 to 700 nm.
또한, 상기 항균 식물 성장 백색 LED 조명은 색온도가 5500 내지 6500K 또는 2500 내지 3500K일 수 있다. Additionally, the antibacterial plant growth white LED light may have a color temperature of 5500 to 6500K or 2500 to 3500K.
또한, 상기 항균 식물 성장 백색 LED 조명은 720 내지 740nm의 광을 출사하는 제4 LED 패키지를 더 포함할 수 있다. In addition, the antibacterial plant growth white LED light may further include a fourth LED package that emits light of 720 to 740 nm.
또한, 전체 광량 중에서 제1 LED패키지, 제2 LED패키지, 제3 LED 패키지 및 제4 LED패키지가 차지하는 비율은 25 내지 45, 5 내지 15, 40 내지 60, 및 10 내지 30일 수 있다. In addition, the ratio of the first LED package, the second LED package, the third LED package, and the fourth LED package among the total amount of light may be 25 to 45, 5 to 15, 40 to 60, and 10 to 30.
또한, 상기 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 광합성광량자속밀도(PPFD) 비율은 청색계열 20 내지 30, 녹색계열 30 내지 40, 및 적색계열 35 내지 45으로 형성되어 색온도가 2500 내지 3500K로 형성될 수 있다. In addition, the photosynthetic photon flux density (PPFD) ratio of the antibacterial plant growth white LED light is 20 to 30 in the blue series, 30 to 40 in the green series, and 35 to 45 in the red series, so that the color temperature can be set to 2500 to 3500K. .
또한, 상기 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 광합성광량자속밀도 비율은 청색계열 10 내지 20, 녹색계열 25 내지 35, 및 적색계열 50 내지 60으로 형성되어 색온도가 5500 내지 6500K로 형성될 수 있다. In addition, the photosynthetic photon flux density ratio of the white LED light for antibacterial plant growth is 10 to 20 in the blue series, 25 to 35 in the green series, and 50 to 60 in the red series, so that the color temperature can be 5500 to 6500K.
본 발명은 백색광을 출력하면서도 항균 효과를 가지도록 하고 광합성 효율이 전혀 저하되지 않는 식물 성장 효과를 도출하는 고품질 백색 LED 조명을 제공할 수 있다.The present invention can provide high-quality white LED lighting that has an antibacterial effect while outputting white light and produces a plant growth effect without any decrease in photosynthetic efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 구성도이다.
도 2는 도 1에서의 제1 LED패키지를 더욱 상세하게 도시한 단면도이다.
도 3은 식물 생장에 필요한 광합성의 흡수 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명을 적용한 제품1의 사진 및 광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명을 적용한 제품2의 사진 및 광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 실험 방법을 예시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 공인시험성적서1과 사진을 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 공인시험성적서2와 사진을 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 공인시험성적서3과 사진을 도시한 도면이다.Figure 1 is a configuration diagram of an antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the first LED package in FIG. 1 in more detail.
Figure 3 is a diagram showing the absorption spectrum of photosynthesis required for plant growth.
Figure 4 is a diagram showing a photograph and light spectrum of Product 1 using white LED lighting for antibacterial plant growth according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a photograph and light spectrum of Product 2 using white LED lighting for antibacterial plant growth according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram illustrating an experimental method of antibacterial plant growth white LED lighting according to an embodiment of the present invention.
Figures 7a to 7c are diagrams showing certified test report 1 and photographs of an antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention.
Figures 8a to 8c are diagrams showing certified test report 2 and photographs of an antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention.
Figures 9a to 9c are diagrams showing certified test report 3 and photographs of an antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice it. Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be described in detail by illustrating them in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 방충용 화이트 LED 패키지를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 구성도이고, 도 2는 도 1에서의 제1 LED패키지를 더욱 상세하게 도시한 단면도이다.Hereinafter, a white LED package for insect repellent according to an embodiment of the present invention will be described. Figure 1 is a configuration diagram of an antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a cross-sectional view showing the first LED package in Figure 1 in more detail.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명(1000)은 제1 LED패키지(100), 제2 LED패키지(200), 및 제3 LED 패키지(300)를 포함한다. 또한, 도시된 바와 같이 항균 식물 성장 백색 LED 조명(1000)은 제4 LED패키지(400)를 더 포함할 수 있다. Referring to the drawings, the antibacterial plant growth white LED light 1000 according to an embodiment of the present invention includes a first LED package 100, a second LED package 200, and a third LED package 300. . Additionally, as shown, the antibacterial plant growth white LED light 1000 may further include a fourth LED package 400.
제1 LED패키지는 백색광을 출사하는데, 기판(10), LED 베어칩(20), 및 형광체층(30)을 포함하고, 광 출사 효율을 향상시키도록 리플렉터(40)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. The first LED package emits white light and includes a substrate 10, an LED bare chip 20, and a phosphor layer 30, and may further include a reflector 40 to improve light emission efficiency. .
기판(10)은 LED 베어칩(20)을 고밀도로 실장할 수 있는 기판이면 어느 것이나 가능하다. 제한적이지는 않으나, 예를 들어, 이러한 기판(10)으로는 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride), LTCC(lowtemperature co-fired ceramic) 등을 들 수 있다. The board 10 can be any board that can mount the LED bare chip 20 at high density. For example, but not by way of limitation, such substrates 10 include alumina, quartz, calcium zirconate, forsterite, SiC, graphite, fused silica, Examples include mullite, cordierite, zirconia, beryllia, aluminum nitride, and low temperature co-fired ceramic (LTCC).
기판(10)은 직선형, 원형 또는 다각형상의 판으로 이루어질 수 있으며, 기판(10)에는 LED 베어칩(20)에 전원을 공급하기 위한 제1와이어와 제2와이어가 설치될 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 LED 모듈(100)은 솔더링을 통해서 LED 베어칩(20)과 기판(10)이 전기적으로 연결되며 별도의 본딩 와이어를 갖지 않을 수도 있다. 이때, LED 베어칩(20)에 형성된 단자를 기판(10)에 전기적으로 연결하는데, 표면실장 방식(SMT; Surface Mount Technology)으로 형성될 수 있다. The substrate 10 may be made of a straight, circular, or polygonal plate, and a first wire and a second wire for supplying power to the LED bare chip 20 may be installed on the substrate 10. However, in the LED module 100 according to this embodiment, the LED bare chip 20 and the substrate 10 are electrically connected through soldering and may not have a separate bonding wire. At this time, the terminal formed on the LED bare chip 20 is electrically connected to the board 10, and may be formed using surface mount technology (SMT).
LED 베어칩(20)은 청색 발광 LED 칩으로서, 441nm 내지 458nm의 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어질 수 있다. 이때, 458nm를 초과하는 청색광은 곤충의 유인을 증가할 수 있으므로 바람직하지 않다. The LED bare chip 20 is a blue light-emitting LED chip and may be made of a semiconductor component that emits light at a wavelength of 441 nm to 458 nm. At this time, blue light exceeding 458 nm is undesirable because it may increase the attraction of insects.
형광체층(30)은 LED 베어칩(20)이 출사한다. 청색광을 여기하여 490nm 내지 700nm 대역의 백색광으로 발광하는데, 실리콘 기지(matrix)에 발광피크가 500 내지 560nm인 녹색 계열 형광체 또는 발광피크가 600 내지700nm인 적색 계열 형광체가 분포하도록 한다. The LED bare chip 20 emits light from the phosphor layer 30. Blue light is excited to emit white light in the 490 nm to 700 nm band, and green phosphors with an emission peak of 500 to 560 nm or red phosphors with an emission peak of 600 to 700 nm are distributed in the silicon matrix.
이때, 본 실시예에 따른 제1 LED패키지(100)는 이러한 형광체층의 조합을 통하여 백색광을 출력하되, 색온도가 5500 내지 6500K를 갖도록 하거나 2500 내지 3500K를 갖도록 한다. 이에 따라, 식물 성장광이면서 백색광이 발광될 수 있는 기본 LED패키지로 기능하도록 한다. At this time, the first LED package 100 according to this embodiment outputs white light through the combination of these phosphor layers, and has a color temperature of 5500 to 6500K or 2500 to 3500K. Accordingly, it functions as a basic LED package that can emit white light as well as plant growth light.
이때, 제1 LED 패키지의 연색지수(CRI)는 90 이상으로 형성되는 것을 바람직하다. 연색지수가 높은 경우에는 적색계열 빛의 함유량이 높아져 광합성 효율이 향상되기 때문이다. 따라서 보다 바람직하게 연색지수는 90이상으로 형성되는 것이 바람직하다. At this time, the color rendering index (CRI) of the first LED package is preferably 90 or higher. This is because when the color rendering index is high, the content of red light increases, thereby improving photosynthetic efficiency. Therefore, it is more preferable that the color rendering index is 90 or more.
한편, 제2 LED패키지(200)는 가시광 살균효과를 구현하기 위해 추가되었다. 종래의 식물 생장 LED 조명의 경우에는 청색광과 적색광을 혼합하여 적색광의 광량을 우세하도록 하므로 살균효과가 극히 미비하였다. 이에, 본 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명(1000)은 402 내지 408nm의 살균광을 출사하는 제2 LED 패키지를 더욱 포함시켰다. 이때, 광 스펙트럼 상에서 백색 조명으로서의 연색성 향상을 위해서 제2 LED 패키지가 형성하는 파장 피크의 상대 강도는 0.35 내지 0.45로 형성하는 것이 매우 바람직하다. Meanwhile, the second LED package 200 was added to implement a visible light sterilization effect. In the case of conventional plant growth LED lighting, blue light and red light are mixed to make the red light dominate, so the sterilization effect is extremely weak. Accordingly, the antibacterial plant growth white LED light 1000 according to this embodiment further includes a second LED package that emits sterilizing light of 402 to 408 nm. At this time, in order to improve color rendering as white lighting in the light spectrum, it is highly desirable that the relative intensity of the wavelength peak formed by the second LED package is set to 0.35 to 0.45.
이에, 적색광의 광량적 우위를 막으면서 가시광 살균 효과를 구현하도록 하였다. 이때, 본 파장 대역의 광을 함께 인가하여 식물이 곰팡이류의 병에 걸리지 않도록 항균 상태를 계속적으로 유지할 수 있으면서, 식물에 자극을 주어 잎 및 줄기 등이 더 굵어지고 튼튼해지도록 만들 수 있게 된다. Accordingly, the visible light sterilization effect was implemented while preventing the quantitative superiority of red light. At this time, by applying light in this wavelength band, the antibacterial state can be maintained continuously to prevent the plant from contracting fungal diseases, while stimulating the plant to make leaves and stems thicker and stronger.
제3 LED패키지(300)는 645 내지 675nm의 광을 출사한다. 제3 LED패키지는 광합성 효과에 최적회된 적색계열 광을 출사하는 역할을 수행한다. 이때, 광 스펙트럼에서 제3 LED가 형성하는 파장 피크의 상대 강도는 8.5 내지 9.8로 형성해야 고 연색성이 확보되면서 광합성 효과를 극대화할 수 있다. 더욱 상세하게, 전체 광량 중에서 제1 LED패키지, 제2 LED패키지, 및 제3 LED 패키지가 차지하는 비율은 25 내지 50, 10 내지 25 및 40 내지 55로 형성된다. The third LED package 300 emits light of 645 to 675 nm. The third LED package performs the role of emitting red light optimized for photosynthesis effect. At this time, the relative intensity of the wavelength peak formed by the third LED in the light spectrum must be 8.5 to 9.8 to ensure high color rendering and maximize the photosynthesis effect. More specifically, the ratios of the first LED package, the second LED package, and the third LED package among the total amount of light are 25 to 50, 10 to 25, and 40 to 55.
이에 따라 최종 주광색을 발광하는 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 광합성광량자속밀도 비율은 청색계열 20 내지 30, 녹색계열 30 내지 40, 및 적색계열 35 내지 45으로 형성되어 색온도가 2500 내지 3500K로 형성되도록 할 수 있다. 또한, 최종 전구색을 발광하는 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 광합성광량자속밀도 비율은 청색계열 10 내지 20, 녹색계열 25 내지 35, 및 적색계열 50 내지 60으로 형성되어 색온도가 5500 내지 6500K로 형성되도록 할 수 있다.Accordingly, the photosynthetic photon flux density ratio of the antibacterial plant growth white LED light emitting the final daylight color is 20 to 30 in the blue series, 30 to 40 in the green series, and 35 to 45 in the red series, so that the color temperature is 2500 to 3500K. You can. In addition, the photosynthetic photon flux density ratio of the antibacterial plant growth white LED light that emits the final bulb color is 10 to 20 in the blue series, 25 to 35 in the green series, and 50 to 60 in the red series so that the color temperature is 5500 to 6500K. can do.
따라서, 본 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명은 제3 LED패키지의 광량이 우세하지만, 제1 LED패키지 및 제2 LED패키지의 광량에 따라 전체적인 백색이 유지되도록 한다. 따라서, 식물 성장광을 제공하면서 고품질의 백색광을 제공하는 것이 가능해진다.Therefore, the antibacterial plant growth white LED lighting according to this embodiment has a dominant light amount of the third LED package, but maintains an overall white color depending on the light amount of the first LED package and the second LED package. Therefore, it becomes possible to provide high-quality white light while providing plant growth light.
한편, 본 실시예에서는 제2 LED패키지(200)의 추가에 따른 적색 계열 광의 감소가 유발될 수 있으므로 제4 LED패키지(400)를 더욱 추가할 수 있는데, 제4 LED 패키지(400)는 720 내지 740nm의 광을 출사한다. 따라서, 적색광의 감소에 따른 광합성 효과 저감을 근적외선 계열 광의 추가 출사에 의해 상보하도록 한다. Meanwhile, in this embodiment, since the addition of the second LED package 200 may cause a decrease in red light, the fourth LED package 400 can be further added, and the fourth LED package 400 has a range of 720 to 720. It emits light of 740nm. Therefore, the decrease in photosynthesis effect due to the decrease in red light is compensated for by additional emission of near-infrared light.
이 경우, 전체 광량 중에서 제1 LED패키지, 제2 LED패키지, 제3 LED 패키지 및 제4 LED패키지가 차지하는 비율은 25 내지 45, 5 내지 15, 40 내지 60, 및 10 내지 30으로 형성되는 것이 바람직하다. In this case, the ratio of the first LED package, the second LED package, the third LED package, and the fourth LED package among the total amount of light is preferably 25 to 45, 5 to 15, 40 to 60, and 10 to 30. do.
따라서, 본 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명은 백색광을 출력하면서도 항균 효과를 가지도록 하고 광합성 효율이 전혀 저하되지 않는 식물 성장 효과를 도출하는 고품질 백색 LED 조명을 제공할 수 있다. Therefore, the antibacterial plant growth white LED lighting according to this embodiment can provide high-quality white LED lighting that has an antibacterial effect while outputting white light and produces a plant growth effect without any decrease in photosynthetic efficiency.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명에 대하여 더욱 자세하게 설명한다. 도 3은 식물 생장에 필요한 광합성의 흡수 스펙트럼을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명을 적용한 제품1의 사진 및 광 스펙트럼을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명을 적용한 제품2의 사진 및 광 스펙트럼을 도시한 도면이다.Hereinafter, the antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. Figure 3 is a diagram showing the absorption spectrum of photosynthesis necessary for plant growth, and Figure 4 is a diagram showing a photograph and light spectrum of Product 1 using antibacterial plant growth white LED lighting according to an embodiment of the present invention. 5 is a diagram showing a photograph and light spectrum of Product 2 using antibacterial plant growth white LED lighting according to an embodiment of the present invention.
우선, 충분한 식물 성장 효과를 위해서는 도 3에서와 같은 광합성의 흡수 스펙트럼이 도출되어야 한다. 본 실시예에 따라 제조된 LED 조명은 백색을 구현하면서 색온도를 5500 내지 6500K 또는 2500 내지 3500K로 구현할 수 있음은 당연한데, 색온도를 5700K인 제품1을 도 4에 도시하였고, 색온도를 3000K인 제품2를 도 5에 도시하였다. First, for sufficient plant growth effect, the absorption spectrum of photosynthesis as shown in Figure 3 must be derived. It is natural that the LED lighting manufactured according to this embodiment can implement white color and a color temperature of 5500 to 6500K or 2500 to 3500K. Product 1 with a color temperature of 5700K is shown in Figure 4, and Product 2 with a color temperature of 3000K is shown in Figure 4. It is shown in Figure 5.
제품1 및 제품2는 모두 정격전압 AC 100~240V로 동작하도록 하였으며, 주파수 60Hz, 정격전력 15W, 광각 120도, E26 사이즈 소켓의 벌브를 제작하였다. 이때, 도 4 및 도 5의 각 스펙트럼은 모두 도 3의 스펙트럼과 피크 영역이 일치하는 것을 알 수 있다. 따라서, 식물 성장 효과의 도출은 당연히 도출된다 할 것이다. 이때, 중요한 것은 백색이면서, 식물 성장 효과가 도출되는 것에서 나아가 항균 효과가 도출되는 것이다. Both Product 1 and Product 2 were designed to operate at a rated voltage of AC 100~240V, and a bulb with a frequency of 60Hz, a rated power of 15W, a wide angle of 120 degrees, and an E26 size socket was manufactured. At this time, it can be seen that the peak areas of each spectrum in Figures 4 and 5 are identical to the spectrum in Figure 3. Therefore, the derivation of the plant growth effect can be naturally derived. At this time, the important thing is that it is white and that it not only produces a plant growth effect, but also produces an antibacterial effect.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 항균 효과에 대하여 설명한다. Hereinafter, the antibacterial effect of the antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention will be described.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 실험 방법을 예시한 도면이고, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 공인시험성적서1과 사진을 도시한 도면이며, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 공인시험성적서2와 사진을 도시한 도면이고, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 식물 성장 백색 LED 조명의 공인시험성적서3과 사진을 도시한 도면이다.Figure 6 is a diagram illustrating a test method of white LED lighting for antibacterial plant growth according to an embodiment of the present invention, and Figures 7A to 7C are certified test reports of white LED lighting for antibacterial plant growth according to an embodiment of the present invention. 1 and a photograph are shown, and FIGS. 8A to 8C are diagrams showing an official test report 2 and a photograph of an antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 9A to 9C are a diagram showing a photograph of an antibacterial plant growth white LED light according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing an official test report 3 and a photo of an antibacterial plant growth white LED light according to an example of.
항균 시험은 한국 건설생활환경 시험연구원에서 수행되었으며, CFU는 Colony Forming Unit으로, 사용한 균주는 Escherichia Coil ATCC 25922와 Staphylococcus aureus ATCC 6538이 사용되었다. 실험은 도 6에 도시된 것와 같이 직하 방식으로 균주에 조명을 비추어 수행되었다. 이때, 시험균주가 접종된 배지를 시료 조명으로부터 50cm의 거리에서 8시간(1단계), 16시간(2단계), 24시간(3단계) 동안 노출시킨 후 세균 감소율을 측정하였다. 접종원을 준비하고 접종방법 및 결과판독을 KCL-FIR-1002:2018을 준용하였다. The antibacterial test was conducted at the Korea Construction and Living Environment Testing Institute, CFU was Colony Forming Unit, and the strains used were Escherichia Coil ATCC 25922 and Staphylococcus aureus ATCC 6538. The experiment was performed by illuminating the strain in a direct manner, as shown in Figure 6. At this time, the medium inoculated with the test strain was exposed to the sample light at a distance of 50 cm for 8 hours (stage 1), 16 hours (stage 2), and 24 hours (stage 3), and then the bacterial reduction rate was measured. The inoculation source was prepared and the inoculation method and result reading were in accordance with KCL-FIR-1002:2018.
우선, 도 7a에서와 같이 8시간 노출의 경우에는 대장균(도 7b)은 10.0%의 세균감소율을 나타냈고, 황색포도상구균(도 7c)의 경우에는 53.3%의 세균감소율을 나타내었다. 황색포도상구균은 8시간 노출만으로 유의미한 감소 결과가 도출됨을 알 수 있었다. First, as shown in Figure 7a, in the case of exposure for 8 hours, E. coli (Figure 7b) showed a bacterial reduction rate of 10.0%, and Staphylococcus aureus (Figure 7c) showed a bacterial reduction rate of 53.3%. It was found that a significant reduction in Staphylococcus aureus was achieved with only 8 hours of exposure.
다음으로, 도 8a 에서와 같이 16시간 노출의 경우에는 대장균(도 8b)은 21.0%의 세균감소율을 나타냈고, 황색포도상구균(도 8c)의 경우에는 84.1%의 세균감소율을 나타내었다. 이어서 도 9a 에서와 같이 24시간 노출의 경우에는 대장균(도 9b)은 42.3%의 세균감소율을 나타냈고, 황색포도상구균(도 9c)의 경우에는 99.9%의 세균감소율을 나타내었다. 즉, 황색포도상구균의 경우에는 만하루가 지나는 경우에 소멸됨을 확인할 수 있었고, 대장균의 경우에도 지속적인 광 노출에 의해 소멸 증가율이 커지는 형태로 급속도록 소멸됨을 확인할 수 있었다.Next, as shown in Figure 8a, in the case of exposure for 16 hours, E. coli (Figure 8b) showed a bacterial reduction rate of 21.0%, and Staphylococcus aureus (Figure 8c) showed a bacterial reduction rate of 84.1%. Subsequently, as shown in Figure 9a, in the case of 24-hour exposure, E. coli (Figure 9b) showed a bacterial reduction rate of 42.3%, and Staphylococcus aureus (Figure 9c) showed a bacterial reduction rate of 99.9%. In other words, in the case of Staphylococcus aureus, it was confirmed that it disappears after one day, and in the case of E. coli, it was confirmed that it disappears rapidly with the rate of increase in extinction increasing due to continuous exposure to light.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, the specification and drawings disclose preferred embodiments of the present invention, and although specific terms are used, they are used only in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and aid understanding of the invention. , it is not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that in addition to the embodiments disclosed herein, other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.
1000: 항균 식물 성장 백색 LED 조명
10: 기판
20: LED 베어칩
30: 형광체층
40: 리플렉터
100: 제1 LED패키지
200: 제2 LED패키지
300: 제3 LED패키지
400: 제4 LED패키지1000: Antibacterial plant growth white LED lights
10: substrate
20: LED bare chip
30: Phosphor layer
40: reflector
100: 1st LED package
200: Second LED package
300: Third LED package
400: Fourth LED package
Claims (9)
405nm의 광을 출사하는 제2 LED패키지;
645 내지 675nm의 광을 출사하는 제3 LED패키지; 및
720 내지 740nm의 광을 출사하는 제4 LED 패키지;를
포함하고,
상기 제1 LED패키지 내지 제4 LED패키지의 전체 광량 100을 기준으로 제1 LED패키지, 제2 LED패키지, 제3 LED 패키지 및 제4 LED패키지가 각각 차지하는 비율은 25 내지 45, 5 내지 15, 40 내지 60, 및 10 내지 30이며,
광스펙트럼 상에서 제2 LED패키지가 형성하는 파장 피크의 상대 강도는 0.35 내지 0.45인 것을 특징으로 하는 항균 식물 성장 백색 LED 조명.
A first LED package including an LED bare chip emitting light of 441 to 458 nm, and a phosphor layer formed on the LED bare chip, emitting white light;
A second LED package emitting light of 405 nm;
A third LED package emitting light of 645 to 675 nm; and
A fourth LED package emitting light of 720 to 740 nm;
Contains,
Based on the total light amount of 100 of the first to fourth LED packages, the ratios occupied by the first LED package, the second LED package, the third LED package, and the fourth LED package are 25 to 45, 5 to 15, and 40, respectively. to 60, and 10 to 30,
An antibacterial plant growth white LED light, characterized in that the relative intensity of the wavelength peak formed by the second LED package in the light spectrum is 0.35 to 0.45.
상기 제1 LED 패키지의 연색지수(CRI)는 90 이상인 것을 특징으로 하는 항균 식물 성장 백색 LED 조명.
According to paragraph 1,
An antibacterial plant growth white LED light, characterized in that the color rendering index (CRI) of the first LED package is 90 or more.
상기 형광체층은 발광피크가 500 내지 560nm 또는 600 내지 700nm인 것을 특징으로 하는 항균 식물 성장 백색 LED 조명.
According to paragraph 1,
An antibacterial plant growth white LED light, characterized in that the phosphor layer has an emission peak of 500 to 560 nm or 600 to 700 nm.
전체 광량 중에서 제1 LED패키지, 제2 LED패키지, 및 제3 LED 패키지가 차지하는 비율은 25 내지 50, 10 내지 25 및 40 내지 55로 형성되는 것을 특징으로 하는 항균 식물 성장 백색 LED 조명.
According to paragraph 3,
Antibacterial plant growth white LED lighting, characterized in that the ratio of the first LED package, the second LED package, and the third LED package among the total amount of light is 25 to 50, 10 to 25, and 40 to 55.
상기 항균 식물 성장 백색 LED 조명은 색온도가 5500 내지 6500K 또는 2500 내지 3500K인 것을 특징으로 하는 항균 식물 성장 백색 LED 조명.
According to paragraph 3,
The antibacterial plant growth white LED light is an antibacterial plant growth white LED light, characterized in that the color temperature is 5500 to 6500K or 2500 to 3500K.
Priority Applications (1)
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