KR20190089122A - 식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조 - Google Patents

식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물 공장 등에서 사용하는 인공 광원 장치의 패키지 구조에 대한 것으로서, 식물 성장에 적합한 넓은 배광 영역을 가지고 보다 양호한 배광 균제도를 갖도록 발광다이오드(LED)의 패키지 구조를 개선하여, 식물 생장 단계에 따라 요구되는 특정 파장대의 빛을 발광하는 LED 칩(적색 LED칩 또는 청색 LED칩)과 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: WHITE)을 발광하는 LED 칩(백색 LED칩) 부분이 하나의 패키지에서 서로 분리된 위치에 설치되도록 함으로써, 적색 LED칩에 의해 발산되는 적색 파장이 백색 LED칩을 형성하도록 청색 LED칩 상에 도포되는 형광체를 구성하는 재료에 의해 반사(난반사)되면서 감쇄되는 현상이 초래되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 아울러 이격 설치되는 각각의 LED 발광 패키지에서 적절한 광량의 혼합광이 실질적으로 동일한 분포를 가지고 방출되도록 함으로써 광선이 조사(照射)되는 식물 재배대의 넓은 영역에서의 균일한 배광 균제도를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

Description

식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조 {Package structure of artificial light source device suitable for plant growth of plant factory}
본 발명은 식물 공장 등에서 사용하는 인공 광원 장치의 패키지 구조에 대한 것으로서, 식물 성장에 적합한 넓은 배광 영역을 가지고 보다 양호한 배광 균제도를 갖도록 하는 발광다이오드(LED)의 패키지 구조의 개선에 관한 것이다.
현대에 들어서 산업화 및 도시화가 지속적으로 가속되면서 일반적인 농지에서 곡물류 중심의 농작물을 재배하는 농지 작물 방법에서 탈피하여, 도시 인근에서 신선한 야채류를 집약적으로 재배하여 최대한 짧은 이동 시간을 거쳐서 수용자에게 공급되도록 하는 방법을 달성할 수 있도록 실내에서 작물을 공장 방식으로 재배하는 식물 공장 시스템이 매우 활발하게 개발되고 있는 실정이다.
즉, 식물재배의 개념이 농업과 공업을 접목하여 식물 공장의 개념의 발전하는 단계에 이르렀다고 볼 수 있다. 토지 이용 효율 극대화를 위하여 다단 적층 방식의 식물 재배대를 실내 공간에 배치하고 식물을 재해하는 방식으로 진행되는 식물 공장에서는 협소한 공간에서 인접 배치되는 각각의 식물이 충분한 광합성을 할 수 있도록 인공 광원을 사용하는 것이 필수적인 요소가 되는데, 인공 광원의 경우에는 태양광에 유사한 성능을 구현하기가 어려울 뿐만 아니라 높은 소비전력이 요구되고 또한 고가의 설비와 광원 장치를 사용해야 하기에 결과적으로 수익성을 저하시키는 문제점이 있다.
이와 같은 이유로, 식물 재배에 최적화된 발광 스펙트럼을 구현하면서도 소비 전력을 최소화하는 LED 광원 및 이를 포함한 패키지를 제공함으로써 적은 에너지 소모를 통해서도 양호한 식물 재배 효과의 성과를 거둘 수 있는 LED 광원 장치의 개발이 절실히 필요하다.
그런데, 식물 재배의 성장을 촉진하는 발광 스펙트럼은 LED의 청색 영역(440nm 부근)과 초적색 영역(655nm 부근)의 조합이 95% 정도 좌우하는데, 이러한 파장을 내기 위한 LED는 반도체의 특성상 고광도를 구현하기 힘들어 낮은 밝기의 광원을 제공할 수밖에 없는 실정이다.
또한 스펙트럼 파장 또한 좁은 영역으로 95%를 제외한 기타의 5% 이상의 다른 영역의 스펙트럼이 필요한 부분을 완벽하게 제공하기 힘든 구조의 발광 특성을 지니고 있다는 한계가 있다.
식물재배에 있어서 특정 대역의 광파장이 영향을 미친다는 것은 널리 알려져 있는 사실인데, 예를 들어 500nm 파장의 청색광의 경우는 줄기와 뿌리를 생장시켜 보다 굵게 성장시키며, 나아가 잔뿌리(측근)을 증가시키는 효과가 있다. 그리고 660nm의 적생광은 엽록소를 만들고 광합성을 촉진하여 잎과 줄기의 생장을 촉진시키는 주요 작용을 하게 된다. 한편, 황색광이나 원적색광의 경우에는 병충해 예방에 효과가 있다고 알려져 있다.
Figure pat00001
한편, 광합성과 관련하여 청색광과 적생광이 식물 생장에 중요한 특정 파장임은 널리 알려져 있기에 청색광 LED(BLUE LED)와 적색광 LED(RED LED)를 이용함이 일반적인데, 이와 같이 일반적으로 이용되는 청색광 LED(BLUE LED)와 적색광 LED(RED LED)만을 사용하는 식물 공장에서 다양한 식물종에서 다양한 생장 단계에서 항상 우수한 효과를 거두기 어렵다는 것이 다수의 식물 재배 경험을 통하여 사실상 확인되었기 때문에 최근에는 자연광에 유사한 백색광 LED(WHITE LED)를 식물 공장에 적절한 설치 공간에 추가적으로 설치하고 있는 실정에 있다.
이와 같은 청색광 LED(BLUE LED), 적색광 LED(RED LED), 백색광 LED(WHITE LED)들은 첨부 도면 도 1a에 도시된 바와 같이 각각의 다른 파장의 LED가 별도로 설치된 LED 패키지(모듈)(200)를 구성하고, 이들 LED 패키지(200)들을 식물 공장의 일정 영역에 도 1b에 도시된 바와 같이 적색광 LED 패키지(200: 200r), 청색광 LED 패키지(200: 200b), 및 백색광 LED 패키지(200: 200w)를 순차적으로 적절한 간격을 두고서 이격하여 번갈아 배치하는 구조를 채택하는 것이 일반적인데, 도 1b에 나타낸 바와 같이 상기 식물 재배대(300)의 제1 영역(300a)와 제2 영역(300b)에서 특정 파장대가 강화된 광선이 조사되어 배광 균제성이 떨어지는 문제점이 있고, 두 색상의 LED를 각각 조합하기 위해 회로기판 위에 적당한 수량으로 수량 비율을 조합하여 모듈화한 광원을 제공하기 위하여 매 광원마다 다른 조합이 이루어져야 하기 때문에 광원의 대량생산이 어려운 문제점도 있다.
한편, 인공 광원으로 제공되는 LED 광원의 파장 대역에 못지 않게 식물재배에 있어서 빛(광선)의 균일한 배광은 균일한 식물성장에 매우 중요하다고 알려져 있는데, 도 1b에 도시된 바와 같이 서로 상이한 파장 대역의 LED를 설치한 LED 패키지(모듈)을 간격을 두고서 배치하는 구조의 문제점을 해결하기 위한 하나의 방안으로서, 첨부 도면 도 1c와 도 1d(도 1c의 A-A선 단면도)에 도시된 바와 같이 하나의 LED 패키지 공간에 2개의 청색 LED칩(12a,12b)과, 이와 이격 장착되는 것으로서 보조의 적색 빛을 발산하는 1개의 적색 LED칩(13)을 구비한 패키지 몰드부재가 한국 등록 특허 제10-1578142호(2015. 12. 10. 공고)에 소개되고 있는데, 이것의 반사부(14a)에 수지와 적색 형광체(16a)가 혼합된 수지봉지재(16)가 충전되는 구조로서, 여기에 사용되는 형광체는 단파장의 발광 칩의 발산 파장에 의해 여기되어 적색으로 발산되는 액상 또는 고상의 적색 형광체가 이용될 수 있다.
그러나, 상기 적색 형광체(16a)는 청색계열의 단파장 LED칩의 파장대인 440nm∼460nm의 파장대에서 여기되고, 500nm 이상의 파장대에서는 여기되지 않으며, 상기 특정 파장대에서 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되어 540nm∼780nm의 파장대로 빛을 발산하도록 의도된 것이다. 즉, 적색 형광체(16a)는 발광 스펙트럼에서 1개 이상의 피크 파장을 갖고 주 파장이 620∼660nm 사이에 분포되며, 적색영역 파장 이외에 다른 파장을 다소 넓게 발산하는 광대역 발광 특성을 거지며, 여기에 추가적으로 설치된 적색 LED칩(13)에 의해 발산되는 적색 파장의 조합을 이루도록 하는 구조인 것이다.
그러나, 이와 같이 하나의 패키지를 구성하는 하나의 몰딩 공간 내부의 리드 프레임에 청색 LED칩(12a,12b)과, 1개의 적색 LED칩(13)을 함께 실장시키고 이들 모두에 적색 형광체(16a)를 도포하는 종래 기술의 제안에 따르게 된다면, 적색 LED칩(13)에 의해 발산되는 적색 파장이 형광체를 구성하는 재료에 의해 반사(난반사)되어서 그 감쇄되는 정도가 크게 되는 바, 종래 기술에서 추구하는 발광 효율의 극대화에 도달할 수 없다는 문제점을 가지게 된다.
뿐만 아니라 이러한 구조로써 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선을 발광할 수 있으나, 식물 생장 단계에 따라 특정 파장대의 빛이 요구되는 경우라면 또 다시 별도의 LED 패키지를 인접 배치하는 구성을 취할 수 밖에 없게 되기에, 결국 전체적인 시스템 효율을 높이면서도 넓은 영역에서의 균일한 배광 균제도를 얻기는 곤란한 구조라는 한계점을 가지게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조를 제공하기 위한 것으로서, 식물 공장에서 식물 재배에 사용되는 인공 광원 장치로서 LED 광원(LED 칩)을 주요 요소로 포함하는 인공 광원 시스템에 있어서, 식물 생장 단계에 따라 요구되는 특정 파장대의 빛 뿐만 아니라 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선을 발광할 수 있도록 하며 그리고 광선이 조사(照射)되는 식물 재배대의 넓은 영역에서의 균일한 배광 균제도를 얻을 수 있도록 이격 설치되는 각각의 LED 발광 패키지에서 적절한 광량의 혼합광이 실질적으로 동일한 분포를 가지고 방출될 수 있도록 하는 패키지 구조를 구현하는 것을 그 기술적 과제로 삼고 있다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여,
식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조에 있어서,
하나의 LED 발광 패키지에서 LED칩이 와이어 본딩에 의해 실장되는 리드 프레임이 설치되는 몰딩 공간을 3개 이상 복수개로 분리 구획 형성하고,
구분된 각각의 몰딩 공간 중에 하나 이상의 몰딩 공간(제1 몰딩 공간)에 실장되는 청색 LED칩의 발광부를 주위에서 감싸도록 설치되는 투명 실리콘 재료의 반사판을 제공하고, 상기 반사판 내부에 황색(YELLOW) 형광체를 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 하며, 그리고
서로 상이한 특정 파장대의 빛을 발광하는 청색 또는 적색 LED칩을 분리된 나머지 몰딩 공간(제2 몰딩 공간 또는 제3 몰딩 공간) 내에 각각 분리 설치하되, 청색 LED칩이 분리 설치된 하나 이상의 몰딩 공간(제2 몰딩 공간)과, 적색 LED칩(1200)이 분리 설치된 하나 이상의 몰딩 공간(제3 몰딩 공간) 각각에는 LED칩의 발광부를 주위에서 감싸도록 설치되는 투명 실리콘 재료의 반사판(1000a)이 제공되는 것을 특징으로 하는 인공 광원 장치의 패키지 구조를 제공한다.
본 발명에 따르면, 식물 공장에서 식물 재배에 사용되는 인공 광원 장치로서 LED 광원(LED 칩)을 주요 요소로 포함하는 인공 광원 시스템에서, 식물 생장 단계에 따라 요구되는 특정 파장대의 빛을 발광하는 LED 칩(적색 LED칩 또는 청색 LED칩)과 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: WHITE)을 발광하는 LED 칩(백색 LED칩) 부분이 하나의 패키지에서 서로 분리된 위치에 설치되도록 함으로써, 적색 LED칩에 의해 발산되는 적색 파장이 백색 LED칩을 형성하도록 청색 LED칩 상에 도포되는 형광체를 구성하는 재료에 의해 반사(난반사)되면서 감쇄되는 현상이 초래되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공하며, 아울러 이격 설치되는 각각의 LED 발광 패키지에서 적절한 광량의 혼합광이 실질적으로 동일한 분포를 가지고 방출되도록 함으로써 광선이 조사(照射)되는 식물 재배대의 넓은 영역에서의 균일한 배광 균제도를 얻을 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1a는 청색광 LED(BLUE LED), 적색광 LED(RED LED), 백색광 LED(WHITE LED)들이 설치되는 LED 패키지(모듈)의 구성도.
도 1b는 LED 패키지들을 식물 공장의 일정 영역에 적색광 LED 패키지, 청색광 LED 패키지, 및 백색광 LED 패키지의 순서로 적절한 간격을 두고서 이격하여 번갈아 배치하는 구조를 도시한 모식도.
도 1c 및 도 1d는 하나의 LED 패키지 내부에 복수개의 LED 칩이 실장되고 투광부에 적색 형광체가 도포된 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 발광 패키지 구조를 달성하기 위한 기본 구조체로서, LED칩이 와이어 본딩에 의해 실장되는 리드 프레임이 설치되는 몰딩 공간이 4개로 분리 구획 형성되어 3개의 청색 LED칩 및 1개의 적색 LED칩이 4개의 몰딩 공간에 각각 분리 설치되고, 각각의 몰딩 공간의 발광부 측에 투명 실리콘 반사판이 설치된 상태를 도시한 도면.
도 3a는 도 2에 도시된 3개의 청색 LED칩 중에서 1개의 청색 LED칩이 설치된 몰딩 공간의 반사판 내부를 황색(YELLOW) 형광체로 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 구성된 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면.
도 3b는 도 2에 도시된 3개의 청색 LED칩 중에서 2개의 청색 LED칩이 설치된 몰딩 공간의 반사판 내부를 황색(YELLOW) 형광체로 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 구성된 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 작용, 효과는 모식적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 변형 실시예로서 LED칩이 와이어 본딩에 의해 실장되는 리드 프레임이 설치되는 몰딩 공간이 3개로 분리 구획 형성되어 2개의 청색 LED칩 및 1개의 적색 LED칩이 3개의 몰딩 공간에 각각 분리 설치되고, 각각의 몰딩 공간의 발광부 측에 투명 실리콘 반사판이 설치된 상태에서, 2개의 청색 LED칩 중에서 1개의 청색 LED칩이 설치된 몰딩 공간의 반사판 내부를 황색(YELLOW) 형광체로 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 구성된 본 발명의 제3 실시예를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 발광 패키지 구조를 달성하기 위한 기본 구조체로서, LED칩이 와이어 본딩에 의해 실장되는 리드 프레임이 설치되는 몰딩 공간이 4개로 분리 구획 형성되어 3개의 청색 LED칩 및 1개의 적색 LED칩이 4개의 몰딩 공간에 각각 분리 설치되고, 각각의 몰딩 공간의 발광부 측에 투명 실리콘 반사판이 설치된 상태를 도시한 도면이고, 여기에서 나아가 도 3a는 도 2에 도시된 3개의 청색 LED칩 중에서 1개의 청색 LED칩이 설치된 몰딩 공간의 반사판 내부를 황색(YELLOW) 형광체로 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 구성된 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
그리고 도 3b는 백색광을 강호하도록 도 2에 도시된 3개의 청색 LED칩 중에서 2개의 청색 LED칩이 설치된 몰딩 공간의 반사판 내부를 황색(YELLOW) 형광체로 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 구성된 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조의 바람직한 실시예에 따르면, 도 2 내지 도 3b, 및 도 5에 도시된 바와 같이,
하나의 LED 발광 패키지(1000)에서 LED칩(1100, 1200)이 와이어 본딩에 의해 실장되는 리드 프레임(1500)이 설치되는 몰딩 공간을 3개 이상 복수개로 분리 구획 형성하고,
구분된 각각의 몰딩 공간 중에 하나 이상의 몰딩 공간(제1 몰딩 공간)에 실장되는 청색 LED칩(1100)의 발광부를 주위에서 감싸도록 설치되는 투명 실리콘 재료의 반사판(1000a)을 제공하고, 상기 반사판(1000a) 내부에 황색(YELLOW) 형광체(1000b)를 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 하며, 그리고
서로 상이한 특정 파장대의 빛을 발광하는 청색 또는 적색 LED칩(1100, 1200)을 분리된 나머지 몰딩 공간(제2 몰딩 공간 또는 제3 몰딩 공간) 내에 각각 분리 설치하되, 청색 LED칩(1100)이 분리 설치된 하나 이상의 몰딩 공간(제2 몰딩 공간)과, 적색 LED칩(1200)이 분리 설치된 하나 이상의 몰딩 공간(제3 몰딩 공간) 각각에는 LED칩의 발광부를 주위에서 감싸도록 설치되는 투명 실리콘 재료의 반사판(1000a)이 제공되기는 하나, 여기에서는 반사판(1000a) 내부에 황색(YELLOW) 형광체를 도포되지 않게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 도 3a(1개의 제1 몰딩 공간 형성: 제1 실시예) 및 도 3b(2개의 제1 몰딩 공간 형성: 제2 실시예)에 도시된 바와 같이 반사판(1000a) 내부에 도포되어 충진되는 황색(YELLOW) 형광체(1000b)로는 YAG계 형광체를 사용하는 것이 바람직하고, 일반적으로 이용되는 YAG계 형광체 제품에는 소량의 적색 형광체가 포함되어 있는데, 본 발명에서는 적색 LED칩이 항상 함께 사용되는 구조를 제안하고 있기에 적색 형광체가 포함되지 않은 YAG계 형광체를 사용할 수 있음은 당연하다.
본 발명에 따라서 청색 LED칩에서 발광되는 단일 청색광에 의해 여기되는 YAG계 황색(YELLOW) 형광체를 통하여 550nm 내지 600nm의 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)의 황록색 영역이 강화된 의사 백생광(Pseudo-WHITE)의 여기 광선이 발생하게 되는데, 이와 청색광 및 적색광이 적절히 혼합되어 자연광에 가까우면서도 식물 생장에 최적화된 파장 분포를 달성할 수 있도록 하며, 나아가 식물 생장 단계에 따라 청색광과 적색광의 비율 조절(제1 실시예 참조)도 가능하도록 한다.
한편, 도 3b(2개의 제1 몰딩 공간 형성: 제2 실시예)와 달리, 도 3a(1개의 제1 몰딩 공간)에 도시된 실시예(제1 실시예)에서는 상기 LED 발광 패키지(1000)에는 황색(YELLOW) 형광체가 도포되지 않은 청색 LED칩(1100) 설치 몰딩 공간이 2개(총 4개의 몰딩 공간 중 2개의 몰딩 공간)가 형성되기에, 전원 제어를 통하여 황색(YELLOW) 형광체가 도포되지 않은 청색 LED칩 설치 몰딩 공간에 설치된 다수개(예컨대 도 3a의 경우에는 2개)의 청색 LED칩(1100) 중에서 일부를 선택하여 작동시킴으로써 식물 생장 단계에 적합한 광선을 식물에 공급하기 위하여 적색 단일 파장대의 빛을 발광하는 적색 LED칩(1200)에 대한 청색 단일 파장대의 빛을 발광하는 청색 LED칩(1100)의 비율 조절이 가능하도록 할 수 있다.
이와 같은 배치 구조를 가진 본 발명에 따르면 식물 생장 단계에 따라 요구되는 특정 파장대의 빛을 발광하는 LED 칩(적색 LED칩 또는 청색 LED칩)과 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: WHITE)을 발광하는 LED 칩(백색 LED칩) 부분이 하나의 패키지에서 서로 분리된 위치에 설치되도록 함으로써, 종래 기술에서 처럼 적색 LED칩에 의해 발산되는 적색 파장이 백색 LED칩을 형성하도록 청색 LED칩 상에 도포되는 형광체를 구성하는 재료에 의해 반사(난반사)되면서 감쇄되는 현상이 초래되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공하며, 아울러 도 4에 도시된 바와 같이, 이격 설치되는 각각의 LED 발광 패키지(1000)에서 적절한 광량의 혼합광이 실질적으로 동일한 분포를 가지고 방출되도록 함으로써 광선이 조사(照射)되는 식물 재배대(300)의 넓은 영역(제1 영역(300a), 제2 영역(300b))에서의 균일한 배광 균제도를 얻을 수 있도록 한다.
나아가, 본 발명의 또 다른 변형 실시예로서 제공되는 도 5에 도시된 실시예(제3 실시예)와 같이, LED칩이 와이어 본딩에 의해 실장되는 리드 프레임이 설치되는 몰딩 공간이 3개로 분리 구획 형성되어 2개의 청색 LED칩 및 1개의 적색 LED칩이 3개의 몰딩 공간에 각각 분리 설치되고, 각각의 몰딩 공간의 발광부 측에 투명 실리콘 반사판이 설치된 상태에서, 2개의 청색 LED칩 중에서 1개의 청색 LED칩이 설치된 몰딩 공간의 반사판 내부를 황색(YELLOW) 형광체로 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 구성할 수 있다.
지금까지 도면의 예시를 통하여 설명한 실시예는 하나의 LED 발광 패키지(1000)에 4개 또는 3개의 분리 독립된 몰딩 공간이 형성된 것이나, 본 발명의 개념에 여기에 한정되지 않고 5개 이상의 몰딩 공간이 형성될 수 있는데, 이 경우에는 추가로 제공되는 몰딩 공간 내에 Green LED칩, IR(적외선) LED칩, 또는 UV(자외선) LED칩이 재배 식물의 종류나 성장 시기에 적합하게 선택적으로 설치될 수 있으며, 이로써 장치의 현장 적응성 및 확장성 향상에 기여할 수 있도록 한다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 도 3a(1개의 제1 몰딩 공간)에 도시된 실시예(제1 실시예)에서는 황색(YELLOW) 형광체가 도포되지 않은 청색 LED칩(1100) 설치 몰딩 공간이 2개(총 4개의 몰딩 공간 중 2개의 몰딩 공간)가 LED 발광 패키지(1000)에 형성되기에 이러한 2개의 몰딩 공간 중에서 1개의 몰딩 공간에는 청색 LED칩을 대신하여 다른 특정 파장대의 빛을 발광하는 Green LED칩, IR(적외선) LED칩, 또는 UV(자외선) LED칩이 설치될 수도 있을 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 구체예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1000: LED 발광 패키지
1000a: 반사판
1000b: 황색(YELLOW) 형광체
1100: 청색 LED칩
1200: 적색 LED칩
1500: 리드 프레임

Claims (2)

  1. 식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조에 있어서,
    하나의 LED 발광 패키지(1000)에서 LED칩(1100, 1200)이 와이어 본딩에 의해 실장되는 리드 프레임(1500)이 설치되는 몰딩 공간을 3개 이상 복수개로 분리 구획 형성하고,
    구분된 각각의 몰딩 공간 중에 하나 이상의 몰딩 공간(제1 몰딩 공간)에 실장되는 청색 LED칩(1100)의 발광부를 주위에서 감싸도록 설치되는 투명 실리콘 재료의 반사판(1000a)을 제공하고, 상기 반사판(1000a) 내부에 황색(YELLOW) 형광체(1000b)를 도포하여 넓은 발광 파장 밴드폭(Bandwidth)으로 여기되는 광선(의사 백색광: Pseudo-WHITE)을 발광하도록 하며, 그리고
    서로 상이한 특정 파장대의 빛을 발광하는 청색 또는 적색 LED칩(1100, 1200)을 분리된 나머지 몰딩 공간(제2 몰딩 공간 또는 제3 몰딩 공간) 내에 각각 분리 설치하되, 청색 LED칩(1100)이 분리 설치된 하나 이상의 몰딩 공간(제2 몰딩 공간)과, 적색 LED칩(1200)이 분리 설치된 하나 이상의 몰딩 공간(제3 몰딩 공간) 각각에는 LED칩의 발광부를 주위에서 감싸도록 설치되는 투명 실리콘 재료의 반사판(1000a)이 제공되는 것을 특징으로 하는 식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 발광 패키지(1000)에는 황색(YELLOW) 형광체가 도포되지 않은 청색 LED칩 설치 몰딩 공간이 2개 이상 설치되고, 전원 제어를 통하여 황색(YELLOW) 형광체(1000b)가 도포되지 않은 청색 LED칩 설치 몰딩 공간에 설치된 다수개의 청색 LED칩(1100) 중에서 일부를 선택하여 작동시킴으로써, 적색 단일 파장대의 빛을 발광하는 적색 LED칩(1200)에 대한 청색 단일 파장대의 빛을 발광하는 청색 LED칩(1100)의 비율 조절이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 식물 공장의 식물성장에 적합한 인공 광원 장치의 패키지 구조.
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