TW201445073A - 完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源 - Google Patents

完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源 Download PDF

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Abstract

本發明屬於光功能玻璃和半導體光電技術領域，涉及一種完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，該平面光源包括中空玻璃組件及其紅藍光LED元件，中空玻璃元件中的一片玻璃是超白壓花玻璃，另一片是陽光控制鍍膜玻璃，中空玻璃組件四周和中部安裝有特徵波長為660奈米的AlGaInP紅光LED和特徵波長為450奈米的InGaN藍光LED人工光源。該平面光源隔離潮熱空氣，可以延長半導體光源壽命，紅光和藍光輻射能量在空間上分佈均勻，容易實現規模化工業生產。

Description

完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源
本發明涉及光功能玻璃和半導體光電技術領域，具體的說，涉及一種完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源。
光是植物光合作用的能源，光合作用的暗反應即二氧化碳的固定過程，形成高能化合物三磷酸腺苷。植物光合作用需要的光照波長通常包括400奈米至500奈米的藍光和620奈米至680奈米的紅光以及720奈米至740奈米的遠紅光，對植物的趨光性、光合作用和光形態發生作用。具有上述波段對應的紅光和藍光同步輻射稱為光合有效輻射，這種特種光中不含有波長在280奈米至320奈米的紫外光，可防止對植物色素的傷害。同時具有特徵波長為660奈米的紅光和450奈米藍光的光源可顯著提高植物生長光合量子產率，其中具有特徵波長為66奈米的紅光發射光源尤為重要。具有光合有效輻射的玻璃稱為光合轉光玻璃，或者稱為光合玻璃，光合玻璃的形式有光合轉光中空玻璃組件和光合轉光體玻璃兩大類型。
植物生長光合作用需要具有特徵波長為660奈米紅光的光合有效輻照能量，提供這類光能的光源有太陽光、人工光以及混合光。人工光包括高壓鈉燈、螢光燈以及半導體發光二極體，全部採用人工光的光源稱為完全人工光源，其中半導體發光二極體具有節能、環保、長壽命特點，用來替代傳統植物照明的人工光源。在半導體人工光源中，目前能夠發射波長為400奈米至500奈米的藍光二極體通過InGaN半導體晶片來實現，簡稱為藍光二極體；能夠發射波長為620奈米至680奈米的紅光通過AlGaInP半導體晶片來實現，簡稱為紅光二極體。採用這些紅光和藍光二極體來製作植物生長光源的方案是，用單個的藍光二極體和單個的紅光二極體混排組成，二極體直接裸露在空氣中。存在的問題有：無論是藍光二極體還是紅光二極體，在植物照明使用環境中，和潮熱的空氣接觸，容易導致發光二極體的晶片劣化，發射光譜偏離需要的光譜，二極體和整個光源的使用壽命縮短。另一個缺點是，紅光和藍光的光子能量在空間分佈上不均勻，植物的光敏色素不能在分子水準上同步吸收光合作用所需要的紅光和藍光能量，不能達到植物生長節能、增產、增值的目的。
採用超白壓花玻璃實現光合有效發射的方案是一個新技術，把發射紅藍光的光源放置於中空玻璃元件內，可以隔離發光源受環境的影響，通過玻璃表面的微米奈米結構可以解決出射光的反射以及匯出效率問題。
本發明的目的是針對上述技術分析和存在問題，提供一種完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，包括中空玻璃及其LED，採用中空玻璃及其紅藍光LED人工光源構成的元件能夠同步發射特徵波長為660奈米的紅光和特徵波長為450奈米的藍光，形成空間上雙色均勻分佈的平面光源。
本發明的技術方案可以通過下述的技術措施來實現：
中空玻璃是由兩片以有效支撐鋁條框均勻隔開並周邊黏接矽酮密封膠密封，使玻璃層間形成有乾燥氣體空間的製品。
該平面光源包括中空玻璃組件及其紅藍光LED元件，中空玻璃元件中的一片玻璃是超白壓花玻璃，另一片是陽光控制鍍膜玻璃，紅藍光LED組件由紅藍光LED晶片組成並放置在中空玻璃組件腔體內部。
紅藍光LED元件發射特徵波長為660奈米的紅光來自于AlGaInP紅光LED,正向直流電流為150毫安培時正向電壓為1.3伏至2.75伏。
紅藍光LED元件發射特徵波長為450奈米的藍光來自于InGaN藍光LED，正向直流電流為20毫安培時正向電壓是2.9至3.4伏。
紅藍光LED元件放置於中空玻璃元件的矽酮密封膠和鋁框條的四周和陽光控制鍍膜玻璃的鍍膜面上。
中空玻璃元件中的超白壓花玻璃和陽光控制鍍膜玻璃兩片玻璃之間的間隔距離是9毫米至15毫米。
本發明與現有技術相比具有下列優點：1藍光二極體和紅光二極體封閉在中空玻璃內，隔離潮熱空氣，可以延長半導體晶片和光源的壽命；2發射的紅光和藍光輻射能量在空間分佈上均勻；3紅光和藍光的輻射功率比率容易調整；4容易實現規模化工業生產。
為使　貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構，特徵及其他目的，玆以如后之較佳實施例附以圖式詳細說明如后，惟本圖例所說明之實施例係供說明之用，並非為專利申請上之唯一限制者。
實施例1：
選用發射特徵波長為660奈米紅光的AlGaInP紅光LED產品,正向直流電流為150毫安培時正向電壓為2.75伏，再選用發射特徵波長為450奈米的InGaN藍光LED，正向直流電流為20毫安培時正向電壓是2.9伏，裝配成紅藍光LED組件2， 放置於中空玻璃組件1內的四周和陽光控制鍍膜玻璃7的鍍膜面6上，另一片玻璃選用超白壓花玻璃3，超白壓花玻璃3和陽光控制鍍膜玻璃7兩片玻璃之間的間隔距離是9毫米，四周用矽酮密封膠和鋁框條5封閉，聯結上電源，形成完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，結構如圖1和圖2所示，平面光源的發射光譜圖如圖3所示。
實施例2：
選用發射特徵波長為660奈米紅光的AlGaInP紅光LED產品,正向直流電流為150毫安培時正向電壓為1.3伏，再選用發射特徵波長為450奈米的InGaN藍光LED，正向直流電流為20毫安培時正向電壓是3.4伏，裝配成紅藍光LED組件2， 放置於中空玻璃組件1內的四周和陽光控制鍍膜玻璃7的鍍膜面6上，另一片玻璃選用超白壓花玻璃3，超白壓花玻璃3和陽光控制鍍膜玻璃7兩片玻璃之間的間隔距離是15毫米，四周用矽酮密封膠和鋁框條5封閉，聯結上電源，形成完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，結構如圖1和圖2所示，平面光源的發射光譜圖如圖3所示。
實施例3：
選用發射特徵波長為660奈米紅光的AlGaInP紅光LED產品,正向直流電流為150毫安培時正向電壓為2.0伏，再選用發射特徵波長為450奈米的InGaN藍光LED，正向直流電流為20毫安培時正向電壓是3.1伏，裝配成紅藍光LED組件2， 放置於中空玻璃組件1內的四周和陽光控制鍍膜玻璃7的鍍膜面6上，另一片玻璃選用超白壓花玻璃3，超白壓花玻璃3和陽光控制鍍膜玻璃7兩片玻璃之間的間隔距離是10毫米,四周用矽酮密封膠和鋁框條5封閉,聯結上電源，形成完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，結構如圖1和圖2所示，平面光源的發射光譜圖如圖3所示。
以上所述實施例僅表達了本發明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為准。
綜上所述，本發明確實可達到上述諸項功能及目的，故本發明應符合專利申請要件，爰依法提出申請。
1．．．中空玻璃組件
2．．．紅藍光LED組件
3．．．超白壓花玻璃
4．．．壓花面
5．．．矽酮密封膠和鋁框條
6．．．鍍膜面
7．．．陽光控制鍍膜玻璃
[圖1]係完全人工紅藍光型光合轉光玻璃元件平面光源結構。 [圖2]係圖1的Ⅰ-Ⅰ的剖視圖。 [圖3]係人工紅藍光型光合轉光玻璃組件平面光源的發射光譜圖。
1．．．中空玻璃組件
3．．．超白壓花玻璃
4．．．壓花面
6．．．鍍膜面

Claims (5)

  1. 一種完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，包括中空玻璃組件（1）及其紅藍光LED元件（2），其特徵在於：中空玻璃組件（1）中的一片玻璃是超白壓花玻璃（3）置於中空玻璃組件（1）的上層，另一片是陽光控制鍍膜玻璃（7）置於中空玻璃組件（1）的下層，紅藍光LED組件（2）由紅藍光LED晶片組成並放置在中空玻璃元件（1）內部，兩片玻璃以有效支撐鋁條框均勻隔開並周邊黏接矽酮密封膠密封。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，其特徵在於：紅藍光LED元件（2）發射特徵波長為660奈米的紅光，採用AlGaInP紅光LED，正向直流電流為150毫安培時正向電壓為1.3伏至2.75伏。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，其特徵在於：紅藍光LED元件（2）發射特徵波長為450奈米的藍光，採用InGaN藍光LED，正向直流電流為20毫安培時正向電壓是2.9至3.4伏。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，其特徵在於：紅藍光LED組件（2）的紅藍光LED晶片放置於中空玻璃元件（1）的矽酮密封膠和鋁框條（5）的四周和陽光控制鍍膜玻璃（7）的鍍膜面（6）上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的完全人工紅藍光型光合轉光玻璃平面光源，其特徵在於：中空玻璃組件（1）中的超白壓花玻璃（3）和陽光控制鍍膜玻璃（7）兩片玻璃之間的間隔距離是9毫米至15毫米。
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