WO2021182846A1 - 식물 재배용 광원 모듈 및 그것을 포함하는 광 조사 장치 - Google Patents

식물 재배용 광원 모듈 및 그것을 포함하는 광 조사 장치 Download PDF

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WO2021182846A1
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plant cultivation
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고상민
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    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Definitions

  • the present invention relates to a light source module for plant cultivation and a light irradiation device including the same.
  • Plants use light energy to perform photosynthesis to synthesize organic matter from carbon dioxide and water. Plants use the chemical energy of organic matter obtained through photosynthesis as nutrients for growth and the like.
  • Plants can synthesize substances useful to humans in the process of resisting various stresses, and various light sources, cultivation devices, cultivation methods, etc. are required for cultivating plants containing a large amount of substances useful to humans.
  • An object of the present invention is to provide a light source for plant cultivation capable of improving the growth of plants and a light irradiation device including the same.
  • Another object to be solved by the present invention is to provide a light source for plant cultivation capable of improving the growth of plants and the content of useful substances, and a light irradiation device including the same.
  • a light source module for plant cultivation including at least one main light source emitting white light.
  • the white light of the main light source can be irradiated to plants during plant cultivation to improve plant growth and useful substance content.
  • the white light may have a peak wavelength in the wavelength bands of 430 nm or less, 440 nm to 460 nm, 510 nm to 530 nm, and 600 nm to 630 nm, respectively.
  • a light irradiation device including the light source module for plant cultivation.
  • the light source and light irradiation apparatus for plant cultivation according to an embodiment of the present invention can improve plant growth.
  • the light source and light irradiation apparatus for plant cultivation according to an embodiment of the present invention can increase the content of useful substances in plants.
  • plants grown by the light source and light irradiation apparatus for plant cultivation according to an embodiment of the present invention can improve the yield of useful substances per individual.
  • FIG. 1 is an exemplary diagram briefly illustrating a first light source module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a light spectrum of a first light source module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram schematically illustrating a second light source module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a light spectrum of a second light source module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram schematically illustrating a third light source module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a light spectrum of a third light source module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph comparing the live weight of plants grown using the light source module for plant cultivation according to each embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the total phenol content per unit weight (g) of a plant grown using the light source module for plant cultivation of each embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing the total phenol content per individual of a plant grown using the light source module for plant cultivation of each embodiment of the present invention.
  • 11 is a graph showing the degree of antioxidant per individual of a plant grown using the light source module for plant cultivation of each embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram schematically illustrating a fourth light source module of the present invention.
  • 13 is a light spectrum of the fourth light source module of the present invention.
  • FIG. 14 is a graph showing the total phenol content per unit weight of plants grown by the third light source module and the fourth light source module of the present invention.
  • connection When an element, such as a layer, is referred to as “on,” “connected to,” or “coupled to” another element or layer, the element is directly on, connected to, or connected to the other element or layer. may be joined, or intervening elements or layers may be present. However, when an element or layer is referred to as “directly on,” directly connected to,” or directly coupled to” another element or layer, there are no intervening elements or layers present.
  • the term “connected” may refer to a physical, electrical and/or fluid connection, with or without intervening elements.
  • the D1-axis, D2-axis and D3-axis are not limited to the three axes of a Cartesian coordinate system, such as the x, y, and z-axis, and may be interpreted in a broader sense.
  • the D1-axis, D2-axis, and D3-axis may be perpendicular to each other, or may represent different directions that are not perpendicular to each other.
  • “at least one of X, Y and Z” and “at least one selected from the group consisting of X, Y and Z” refer to only X, only Y, only Z or, such as XYZ, XYY, YZ and ZZ, as any combination of two or more of X, Y and Z.
  • the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed articles.
  • first, second, etc. may be used herein to describe various types of elements, these elements should not be limited by these terms. These terms are used to distinguish one element from another. Therefore, a first element discussed below may be termed a second element without departing from the teachings of the present disclosure.
  • each block, unit, and/or module may be implemented by dedicated hardware, or as a combination of dedicated hardware for performing some functions and a processor (eg, one or more programmed processors and associated circuits) for performing other functions. can be implemented.
  • each block, unit and/or module in some embodiments may be physically separated into two or more interactions and individual blocks, units and/or modules without departing from the concept of the present invention.
  • blocks, units, and/or modules of some embodiments may be physically combined into more complex blocks, units, and/or modules without departing from the inventive concept.
  • the light source module for plant cultivation may include at least one main light source emitting white light.
  • the white light of the main light source can be irradiated to plants during plant cultivation to improve plant growth and useful substance content.
  • the white light may have a peak wavelength in the wavelength bands of 430 nm or less, 440 nm to 460 nm, 510 nm to 530 nm, and 600 nm to 630 nm, respectively.
  • the main light source may include a light emitting diode and a wavelength converter covering the light emitting diode.
  • the light emitting diode of the main light source may emit purple light.
  • the wavelength converter of the main light source may include a light-transmitting resin and a blue phosphor, a green phosphor, and an orange phosphor dispersed in the light-transmitting resin.
  • the color temperature of the white light of the main light source may be 5000K.
  • the light source module for plant cultivation may further include an auxiliary light source emitting auxiliary light necessary for photosynthesis of the plant.
  • the auxiliary light may be red light having a peak wavelength in the range of 630 nm to 670 nm.
  • the auxiliary light source may include a light emitting diode and a wavelength converter covering the light emitting diode.
  • the light emitting diode of the auxiliary light source may emit blue light.
  • the wavelength converter of the auxiliary light source may include a red phosphor.
  • the light irradiation apparatus may be configured to include the light source module.
  • the plant used in the experiment was red skirt lettuce.
  • the test subject is red skirt lettuce, but the type of plant applied to the present invention is not limited to red skirt lettuce.
  • Plants were grown by irradiating the plants with light from a light source for plant cultivation in a chamber set at a temperature of about 20° C. and a humidity of about 60%.
  • the luminous intensity of the light irradiated to the plant was 200 ⁇ m/m 2 /s.
  • the photoperiod was set to 16 hours for the light cycle for irradiating the plants with light and 8 hours for the dark cycle without irradiating the plants with light.
  • 1 to 8 are graphs showing a light source module for plant cultivation and a spectrum of each light source module according to each embodiment.
  • the light source module for plant cultivation emits light having a color temperature of about 5000K.
  • FIG. 1 is an exemplary diagram briefly illustrating a first light source module according to an embodiment of the present invention. Also, FIG. 2 shows a light spectrum of the first light source module according to an embodiment of the present invention.
  • the first light source module 10 may include a substrate 120 and at least one first light source 110 mounted on the substrate 120 .
  • the first light source 110 may include a first light emitting diode 101 and a first wavelength converter 102 covering the first light emitting diode 101 .
  • the first light emitting diode 101 may receive power through the substrate 120 to emit blue light.
  • the first wavelength converter 102 may include a light-transmitting resin and a green phosphor and a red phosphor dispersed in the light-transmitting resin.
  • the first light source module 10 may emit white light in which blue light emitted from the first light emitting diode 101, green light excited by a green phosphor, and red light excited by a red phosphor are mixed.
  • the first light that is white light emitted from the first light source module 10 has a peak wavelength in a wavelength range of about 440 nm to 460 nm.
  • the first light may have a peak wavelength at about 450 nm.
  • the luminous intensity of the first light emitted from the first light source module 10 may be 200 ⁇ m/m 2 /s.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram schematically illustrating a second light source module according to an embodiment of the present invention. Also, FIG. 4 shows a light spectrum of the second light source module according to an embodiment of the present invention.
  • the second light source module 20 may include a substrate 120 , at least one first light source 110 , and at least one auxiliary light source 210 .
  • the first light source 110 and the auxiliary light source 210 may receive power through the substrate 120 to emit light.
  • the first light source 110 is a main light source emitting white light. Also, the first light source 110 of the second light source module 20 may be the same as the first light source 110 of the first light source module (10 of FIG. 1 ).
  • the auxiliary light source 210 may serve to supplement the light required for photosynthesis insufficient in the white light emitted from the first light source 110 .
  • the auxiliary light source 210 may include a second light emitting diode 201 emitting blue light and a second wavelength converter 202 in which a red phosphor is dispersed.
  • the auxiliary light emitted from the auxiliary light source 210 may be red light having a peak wavelength at about 630 nm to 670 nm.
  • the second light source module 20 may emit the second light including the white light emitted from the first light source 110 and the red light emitted from the auxiliary light source 210 .
  • the second light source module 20 may emit second light including white light having a peak wavelength at about 450 nm and auxiliary light having a peak wavelength at about 660 nm.
  • the luminous intensity of the second light emitted from the second light source module 20 may be 200 ⁇ m/m 2 /s.
  • the luminous intensity of the white light may be 150 ⁇ m/m 2 /s
  • the luminous intensity of the auxiliary light may be 50 ⁇ m/m 2 /s.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram schematically illustrating a third light source module according to an embodiment of the present invention. Also, FIG. 6 shows a light spectrum of a third light source module according to an embodiment of the present invention.
  • the third light source module 30 may include a substrate 120 and at least one second light source 310 electrically connected to the substrate 120 .
  • the third light source module 30 may emit third light that is white light having a different spectrum from that of the first light source module (10 of FIG. 1 ).
  • the second light source 310 may include a third light emitting diode 301 emitting purple light and a third wavelength converter 302 .
  • the third wavelength converter 302 may include a light-transmitting resin and a blue phosphor, a green phosphor, and an orange phosphor dispersed in the light-transmitting resin.
  • the second light source 310 emits a third light, which is a mixture of purple light emitted from the third light emitting diode 301 , blue light from a blue phosphor, green light from a green phosphor, and orange light from an orange phosphor, which is white light. can do.
  • the third light emitted from the third light source module 30 may have a higher peak wavelength over the entire visible ray region than the first light ( FIG. 2 ) of the first light source module ( 10 of FIG. 1 ).
  • the third light source module 30 may emit third light having a peak wavelength in the wavelength bands of about 430 nm or less, about 440 nm to 460 nm, about 510 nm to 530 nm, and about 600 nm to 630 nm, respectively.
  • the third light source module 30 may emit third light having peak wavelengths of about 418 nm, about 451 nm, about 515 nm, and about 617 nm.
  • the third light emitted from the third light source module 30 has a spectrum similar to that of the visible light region of sunlight.
  • the luminous intensity of the third light emitted from the third light source module 30 may be 200 ⁇ m/m 2 /s.
  • 7 to 11 are graphs comparing the growth of plants and the content of useful substances according to the light source module for plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
  • the experimental group 1 is a plant grown using the first light source module 10 of FIGS. 1 and 2
  • the experimental group 2 is cultivated using the second light source module 20 of FIGS. 3 and 4 plant
  • Experimental Group 3 is a plant grown using the third light source module 30 of FIGS. 5 and 6 .
  • experimental group 1 is a plant grown by irradiating a first light
  • experimental group 2 is a plant grown by irradiating a second light including an auxiliary light
  • experimental group 3 is a third light having a broad spectrum formed over the entire visible light region It is a plant that has been researched and cultivated.
  • FIG. 7 is a graph comparing the live weight of plants grown using the light source module for plant cultivation according to each embodiment of the present invention.
  • the live weight is a measure of the weight of the above-ground part of each plant grown by the first to third light source modules 10 , 20 , and 30 .
  • the plant's live weight gradually increased in the order of Experimental Group 1, Experimental Group 2, and Experimental Group 3.
  • Experimental group 2 had a live weight that was 25.8% higher than that of experimental group 1.
  • experimental group 3 had a live weight of 62.4% higher than that of experimental group 1.
  • the dry weight is measured by rapidly freezing the above-ground part of each plant using liquid nitrogen and freeze-drying it.
  • Experimental group 2 had 12.5% higher dry weight than experimental group 1.
  • the auxiliary light having a peak wavelength at about 630 nm to 670 nm helped the growth of plants.
  • the third light can further improve the growth of plants than the first light or the second light obtained by adding the auxiliary light to the first light.
  • 9 and 10 are graphs comparing the total phenol content of plants according to the light source module for plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
  • the total phenol content was calculated by measuring the absorbance with a spectrophotometer after grinding the freeze-dried plants and treating the reagent according to the total phenol content measurement method.
  • FIG. 9 is a graph showing the total phenol content per unit weight (g) of a plant grown using the light source module for plant cultivation of each embodiment of the present invention.
  • Experimental Group 2 and Experimental Group 3 showed a higher total phenol content per unit weight than Experimental Group 1.
  • the second light and the third light can increase the total phenol content per unit weight of the plant.
  • FIG. 10 is a graph showing the total phenol content per individual of a plant grown using the light source module for plant cultivation of each embodiment of the present invention.
  • experimental group 2 and experimental group 3 showed a higher total phenol content per individual than experimental group 1.
  • Experimental group 2 showed a 16.3% higher total phenol content per individual than experimental group 1, and experimental group 3 had a 58.0% higher total phenolic content than experimental group 1.
  • the second light and the third light can increase the total phenol content of the plant than the first light.
  • 11 is a graph showing the degree of antioxidant per individual of a plant grown using the light source module for plant cultivation of each embodiment of the present invention.
  • Antioxidation degree was calculated by measuring the absorbance with a spectrophotometer after grinding the freeze-dried plant and treating the reagent according to the antioxidant degree measurement method.
  • Experimental Group 2 and Experimental Group 3 showed higher antioxidant levels per individual than Experimental Group 1.
  • Experimental group 2 showed a 15.3% higher antioxidant level per individual than experimental group 1, and experimental group 3 had a 57.5% higher antioxidant level than experimental group 1.
  • the second light and the third light can increase the antioxidant level of the plant than the first light.
  • the second light may improve the growth of plants and the content of useful substances than the first light. That is, it can be seen that red light can improve the growth of plants and the content of useful substances.
  • the third light can improve the growth of plants and the content of useful substances than the first light and the second light.
  • 12 is an exemplary diagram schematically illustrating a fourth light source module of the present invention.
  • 13 is a light spectrum of the fourth light source module of the present invention.
  • the fourth light source module 40 may include the substrate 120 , the second light source 310 , and the auxiliary light source 210 .
  • the second light source 310 is a main light source emitting white light.
  • the second light source 310 of the fourth light source module 40 may emit light of the same spectrum as the second light source ( 310 of FIG. 5 ) of the third light source module ( 30 of FIG. 5 ). Also, the auxiliary light source 210 of the fourth light source module 40 may emit light of the same spectrum as the auxiliary light source ( 210 of FIG. 3 ) of the second light source module ( 20 of FIG. 3 ).
  • the fourth light source module 40 may emit the fourth light in which the white light of the second light source 310 and the auxiliary light of the auxiliary light source 210 are mixed.
  • the fourth light source module 40 emits a fourth light having a peak wavelength in the wavelength bands of about 430 nm or less, about 440 nm to 460 nm, about 510 nm to 530 nm, about 600 nm to 630 nm, and about 630 nm to 670 nm, respectively.
  • the fourth light may be light having peak wavelengths at about 418 nm, about 451 nm, about 515 nm, about 617 nm, and about 660 nm.
  • the luminous intensity of the fourth light emitted from the fourth light source module 40 may be 200 ⁇ m/m 2 /s.
  • the luminous intensity of the white light may be 150 ⁇ m/m 2 /s
  • the luminous intensity of the auxiliary light may be 50 ⁇ m/m 2 /s.
  • FIG. 14 is a graph showing the total phenol content per unit weight of plants grown by the third light source module and the fourth light source module of the present invention.
  • experimental group 3 is a plant grown by the third light source module (30 in FIG. 5), and experimental group 4 is a plant grown by the fourth light source module (40 in FIG. 12).
  • the total phenol content per unit weight of the experimental group 4 was higher than the total phenol content per unit weight of the experimental group 3 .
  • the auxiliary light included in the fourth light increased the useful substance content of the plant.
  • the third light source module and the fourth light source module may be applied as a light source module for plant cultivation.
  • the light irradiation apparatus for plant cultivation may include a third light source module or a fourth light source module.
  • the light source module and light irradiation device for plant cultivation according to an embodiment of the present invention can improve the yield of useful substances compared to the same number of individuals.

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Abstract

본 발명은 식물 재배용 광원 모듈 및 그것을 포함하는 광 조사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 식물 재배용 광원 모듈은 백색광을 방출하는 적어도 하나의 주 광원을 포함할 수 있다. 주 광원의 백색광은 식물 재배시 식물에 조사하여 식물의 생장 및 유용물질 함량을 향상시킬 수 있다. 또한, 백색광은 430nm 이하, 440nm 내지 460nm, 510nm 내지 530nm 및 600nm 내지 630nm의 파장대에서 각각 피크 파장을 가질 수 있다.

Description

식물 재배용 광원 모듈 및 그것을 포함하는 광 조사 장치
본 발명은 식물 재배용 광원 모듈 및 그것을 포함하는 광 조사 장치에 관한 것이다.
식물은 빛 에너지를 이용하여 이산화탄소와 물로부터 유기물을 합성하는 광합성 작용을 한다. 식물은 광합성 작용으로 얻어진 유기물의 화학 에너지를 생장 등을 위한 영양분으로 사용하고 있다.
식물 재배용 조명 기구로서 태양광을 대신하는 다양한 광원들이 개발되어 사용되고 있다. 기존에는 식물 재배용 조명 기구로서 백열등, 형광등 등이 주로 사용되었다. 그러나, 기존의 식물 재배용 조명 기구는 단순히 식물의 광합성만을 위해 소정 파장의 광만 식물에 제공하며, 그 외의 추가적인 기능이 없는 것이 대부분이다.
식물은 다양한 스트레스에 저항하는 과정에서 사람에게 유용한 물질들을 합성할 수 있는 바, 사람에게 유용한 물질이 다량 함유된 식물을 재배할 수 있는 광원, 재배 장치, 재배 방법 등이 다양하게 요구된다.
본 배경 기술에 개시된 상기 정보는 단지 본 발명의 개념의 배경을 이해하기 위한 것이므로, 선행 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 식물의 성장을 향상시킬 수 있는 식물 재배용 광원 및 그것을 포함하는 광 조사 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 식물의 성장 및 유용물질 함량을 향상시킬 수 있는 식물 재배용 광원 및 그것을 포함하는 광 조사 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 백색광을 방출하는 적어도 하나의 주 광원을 포함하는 식물 재배용 광원 모듈이 제공된다. 상기 주 광원의 상기 백색광은 식물 재배시 식물에 조사하여 식물의 생장 및 유용물질 함량을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 백색광은 430nm 이하, 440nm 내지 460nm, 510nm 내지 530nm 및 600nm 내지 630nm의 파장대에서 각각 피크 파장을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 식물 재배용 광원 모듈을 포함하는 광 조사 장치가 제공된다.
본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 및 광 조사 장치는 식물의 생장을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 및 광 조사 장치는 식물의 유용물질 함량을 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 및 광 조사 장치에 의해 재배된 식물은 개체당 유용물질의 수득률을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고 본 명세서에 통합되며 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시 예를 도시하고, 이하의 상세한 설명과 함께 본 발명의 개념을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 광원 모듈을 간략하게 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 광원 모듈의 광 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 광원 모듈을 간략하게 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 광원 모듈의 광 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제3 광원 모듈을 간략하게 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제3 광원 모듈의 광 스펙트럼을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 각 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 생체중을 비교한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 각 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 건물중을 비교한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 각 실시 예의 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 단위 무게(g)당 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 각 실시 예의 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 개체당 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 각 실시 예의 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 개체당 항산화도를 나타난 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제4 광원 모듈을 간략하게 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 발명의 제4 광원 모듈의 광 스펙트럼이다.
도 14는 본 발명의 제3 광원 모듈 및 제4 광원 모듈에 의해 재배된 식물의 단위 무게당 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
이하의 설명에서, 설명의 목적을 위하여, 본 발명의 다양한 실시 예 또는 구현 예의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 특정 세부 사항이 설명된다. 본 명세서에 사용되는 "실시 예" 및 "구현 예"는 본 명세서에 개시된 본 발명의 개념의 하나 이상을 이용하는 디바이스 또는 방법의 비제한적인 예를 나타내는 상호교체 가능한 단어이다. 그러나 다양한 실시 예가 이들 특정 세부 사항을 이용하지 않거나 하나 이상의 등가 배열체를 이용하여 실시될 수 있다는 것을 명백히 알 수 있다. 다른 예에서, 공지된 구조 및 디바이스가, 다양한 실시 예를 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 블록도 형태로 도시된다. 또한, 다양한 실시 예가 서로 다를 수 있지만, 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 실시 예의 특정 형상, 구성 및 특성은 본 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 실시 예에서 사용되거나 구현될 수 있다.
달리 명시되지 않는 한, 도시된 실시 예는, 본 발명의 개념이 실제로 구현될 수 있는 몇몇 방식의 변화하는 세부 사항의 예시적인 특징을 제공하는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로 달리 명시되지 않는 한, 다양한 실시 예의 특징부, 구성요소, 모듈, 층, 막, 패널, 영역 및/또는 양태 등(이하, 개별적으로 또는 집합적으로 "요소"로 지칭됨)은 본 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다르게 조합되고, 분리되고, 상호 교체되고 그리고/또는 재배열될 수 있다.
첨부한 도면에서의 단면-해칭 및/또는 음영의 사용은 일반적으로 인접한 요소 사이의 경계를 명확히 하기 위해 제공된다. 이와 같이, 단면-해칭 또는 음영의 존재뿐만 아니라 부재도, 명시되지 않는 한, 요소의 특정 재료, 재료 상태량, 치수, 비율, 예시된 요소 사이의 공통성 및/또는 임의의 다른 특성, 속성, 상태량 등에 대한 어떠한 선호도 또는 요구도를 의미하거나 나타내지는 않는다. 또한, 첨부한 도면에서, 요소의 크기 및 상대적인 크기는 명확성 및/또는 설명적인 목적을 위해 과장될 수 있다. 실시 예가 다르게 구현될 수 있을 때, 특정 공정 순서는 설명된 순서와 다르게 수행될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 연속적으로 설명된 공정이 실질적으로 동시에 수행되거나 또는 설명된 순서와 반대인 순서로 수행될 수 있다. 또한, 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
층과 같은 요소가 다른 요소 또는 층 "상에 있거나", 그"에 연결되거나" 또는 그"에 결합되는" 것으로서 언급될 때, 상기 요소는 직접적으로 다른 요소 또는 층 상에 있거나, 그에 연결되거나 그에 결합될 수 있고, 또는 개재 요소 또는 층이 존재할 수 있다. 그러나 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에 직접 있거나", 그"에 직접 연결되거나" 또는 그"에 직접 결합되는" 것으로서 언급될 때, 개재 요소 또는 층이 존재하지 않는다. 이를 위해, "연결된" 이라는 용어는, 개재 요소이 있는 상태에서 또는 없는 상태에서, 물리적인, 전기적인 및/또는 유체적인 연결을 지칭할 수 있다. 또한, D1-축, D2-축 및 D3-축은 x, y 및 z-축과 같은 직교 좌표계의 세 개의 축으로 제한되지 않으며, 더욱 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, D1-축, D2-축 및 D3-축은 서로 직각일 수 있고, 또는 서로 직각이 아닌 서로 다른 방향을 나타낼 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, "X, Y 및 Z 중 하나 이상" 및 "X, Y 및 Z로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상"은 오직 X, 오직 Y, 오직 Z 또는, 예컨대, XYZ, XYY, YZ 및 ZZ와 같은, X, Y 및 Z 중 두 개 이상의 임의의 조합으로서 해석될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 용어 "및/또는"은 연관된 리스트된 물품 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
비록 용어 "제1", "제2" 등이 다양한 형태의 요소를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이들 요소가 이들 용어에 의해 한정되어서는 아니 된다. 이들 용어는 하나의 요소를 다른 하나의 요소와 구별하기 위해 사용된다. 그러므로 이하에서 논의되는 제1 요소는 본 개시의 가르침을 이탈하지 않는 한도 내에서 제2 요소로 명명될 수 있다.
"밑에", "아래에", "바로 밑에", "하부의", "위에", "상부의", "상방에", "보다 높은", (예를 들어, "측벽"에서와 같이) "측부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 설명적인 목적을 위해 그리고, 그에 의해, 도면에 도시된 바와 같은 하나의 요소와 다른 요소(들)와의 관계를 설명하기 위해, 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 방위에 부가하여 사용, 작동 및/또는 제조 중인 장치의 서로 다른 방위를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 도면에서의 장치가 뒤집히면, 다른 요소 또는 특징부 "아래에" 또는 "밑에"로서 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위에" 배향될 것이다. 그러므로, "아래에"라는 예시적인 용어는 위 및 아래의 방위를 모두 포함할 수 있다. 또한, 장치는 다르게 배향될 수 있고(예를 들어, 90도 회전되거나 다른 방위에 배향될 수 있고), 이와 같이, 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 서술어는 대응적으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 전문 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위한 것이며 한정적인 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태는, 문맥상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한, 복수의 형태를 또한 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "구비한다", "구비하는", "포함한다" 및/또는 "포함하는" 이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소 및/또는 그 그룹의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소 및/또는 그 그룹의 존재 또는 부가를 배제하지는 않는다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "실질적으로", "약" 및 기타 유사한 용어는 정도를 나타내는 용어가 아닌 근사도를 나타내는 용어로서 사용되며, 이와 같이, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식될 수 있는, 측정된, 계산된 그리고/또는 제공된 값의 고유한 편차를 설명하기 위해 사용된다.
다양한 실시 예가, 이상화된 실시 예 및/또는 중간 구조물의 개략적인 예시도인, 단면 및/또는 분해 예시도를 참조하여 이하에 설명된다. 이와 같이, 예를 들어, 제조 기법 및/또는 공차의 결과로서 예시도의 형상으로부터의 변형이 예상될 수 있다. 그러므로 본 명세서에 개시된 실시 예는 반드시 특정의 도시된 영역의 형상에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들어, 제조에 기인하여 발생되는 형상에 있어서의 편차를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 방식으로, 도면에 도시된 영역은 본질적으로 개략적일 수 있고, 이 영역의 형상은 디바이스의 영역의 실제 형상을 반영하지 않을 수 있으며, 이와 같이, 반드시 한정적인 의미를 갖는 것으로 의도되지는 않는다.
당 분야에서 통상적인 바와 같이, 일부 실시 예가 기능 블록, 유닛 및/또는 모듈의 관점에서 첨부 도면에 도시되고 설명될 수 있다. 당업자는 이러한 블록들, 유닛들, 및/또는 모듈들이 반도체 기반의 제조 기술 또는 다른 제조 기술을 이용하여 형성된 논리 회로, 개별 부품들, 마이크로프로세서들, 배선 회로들, 메모리 소자들, 배선 접속들과 같은 전자(또는 광학) 회로들에 의해 물리적으로 구현된다는 것을 이해할 것이다. 마이크로프로세서 또는 다른 유사한 하드웨어에 의해 블록, 유닛 및/또는 모듈이 구현되는 경우, 이들은 본 명세서에서 논의된 다양한 기능을 수행하기 위해 소프트웨어(예를 들어, 마이크로 코드)를 사용하여 프로그래밍 되고, 제어될 수 있으며, 선택적으로 펌웨어 및/또는 소프트웨어에 의해서 구동될 수 있다. 또한, 각각의 블록, 유닛 및/또는 모듈은 전용 하드웨어에 의해, 또는 일부 기능을 수행하는 전용 하드웨어 및 다른 기능을 수행하는 위한 프로세서(예를 들어, 하나 이상의 프로그램된 프로세서 및 관련 회로)의 조합으로서 구현될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들 각각의 블록, 유닛 및/또는 모듈은 본 발명의 개념을 벗어나지 않으면서 물리적으로 두 개 이상의 상호 작용 및 개별 블록, 유닛 및/또는 모듈로 분리될 수 있다. 또한, 일부 실시 예의 블록, 유닛 및/또는 모듈은 본 발명의 개념을 벗어나지 않으면서 더 복잡한 블록, 유닛 및/또는 모듈로 물리적으로 결합될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는(기술적이거나 과학적인 용어를 포함하는) 모든 용어는 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 통상적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명시적으로 정의되지 않는 한, 이상적이거나 지나치게 형식적인 관점에서 해석되어서는 아니 된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 식물 재배용 광원 모듈은 백색광을 방출하는 적어도 하나의 주 광원을 포함할 수 있다.
상기 주 광원의 상기 백색광은 식물 재배시 식물에 조사하여 식물의 생장 및 유용물질 함량을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 백색광은 430nm 이하, 440nm 내지 460nm, 510nm 내지 530nm 및 600nm 내지 630nm의 파장대에서 각각 피크 파장을 가질 수 있다.
상기 주 광원은 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드를 덮는 파장 변환부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 주 광원의 상기 발광 다이오드는 보라색 광을 방출할 수 있다.
또한, 상기 주 광원의 상기 파장 변환부는 투광성 수지 및 투광성 수지에 분산된 청색 형광체, 녹색 형광체 및 주황색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 주 광원의 상기 백색광의 색온도는 5000K일 수 있다.
상기 식물 재배용 광원 모듈은 상기 식물의 광합성에 필요한 보조광을 방출하는 보조 광원을 더 포함할 수 있다.
상기 보조광은 630nm 내지 670nm에서 피크 파장을 갖는 적색광일 수 있다.
상기 보조 광원은 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드를 덮는 파장 변환부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 보조 광원의 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출할 수 있다.
또한, 상기 보조 광원의 상기 파장 변환부는 적색 형광체를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 조사 장치는 상기 광원 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 모듈 및 그 광원 모듈을 포함하는 광 조사 장치에 의한 식물의 생장 및 유용물질 함량의 변화를 확인하기 위한 실험을 수행하였다.
실험에 사용된 식물은 적치마 상추이다. 실험 대상은 적치마 상추이지만, 본 발명에 적용되는 식물의 종류는 적치마 상추로 한정되는 것은 아니다.
온도 약 20℃, 습도 약 60%로 설정된 챔버에서 식물 재배용 광원의 광을 식물에 조사하여 식물을 생육하였다.
각 실험에서 식물에 조사된 광의 광도는 200㎛/㎡/s이다.
또한, 생육 기간동안 광주기는 식물에 광을 조사하는 명주기는 16시간과 식물에 광을 조사하지 않는 암주기는 8시간으로 설정하였다.
이와 같은 환경에서 5주간 식물을 생육한 후에 식물의 생장 정도 및 유용 물질 함량을 확인하였다.
도 1 내지 도 8은 각 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 모듈 및 각 광원 모듈의 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 식물 재배용 광원 모듈은 약 5000K의 색온도를 갖는 광을 방출한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 광원 모듈을 간략하게 도시한 예시도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 광원 모듈의 광 스펙트럼을 나타낸다.
예를 들어, 제1 광원 모듈(10)은 기판(120), 기판(120)에 실장된 적어도 하나의 제1 광원(110)을 포함할 수 있다.
제1 광원(110)은 제1 발광 다이오드(101) 및 상기 제1 발광 다이오드(101)를 덮는 제1 파장 변환부(102)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 발광 다이오드(101)는 기판(120)을 통해 전원을 공급받아 청색광을 방출할 수 있다.
또한, 제1 파장 변환부(102)는 투광성 수지 및 투광성 수지에 분산된 녹색 형광체 및 적색 형광체를 포함할 수 있다.
따라서, 제1 광원 모듈(10)은 제1 발광 다이오드(101)에서 방출되는 청색광, 녹색 형광체에서 여기된 녹색광 및 적색 형광체에서 여기된 적색광이 혼합된 백색광을 방출할 수 있다.
도 2를 참고하면, 제1 광원 모듈(10)에서 방출되는 백색광인 제1 광은 약 440nm 내지 460nm의 파장대에서 피크 파장을 갖는다.
예를 들어, 제1 광은 약 450nm에서 피크 파장을 가질 수 있다.
또한, 제1 광원 모듈(10)에서 방출된 제1 광의 광도는 200㎛/㎡/s일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 광원 모듈을 간략하게 도시한 예시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 광원 모듈의 광 스펙트럼을 나타낸다.
예를 들어, 제2 광원 모듈(20)은 기판(120), 적어도 하나의 제1 광원(110) 및 적어도 하나의 보조 광원(210)을 포함할 수 있다. 제1 광원(110) 및 보조 광원(210)은 기판(120)을 통해 전원을 공급받아 발광할 수 있다.
제2 광원 모듈(20)에서 제1 광원(110)은 백색광을 방출하는 주 광원이다. 또한, 제2 광원 모듈(20)의 제1 광원(110)은 제1 광원 모듈(도 1의 10)의 제1 광원(도 1의 110)과 동일할 수 있다.
보조 광원(210)은 제1 광원(110)에서 방출되는 백색광에서 부족한 광합성에 필요한 광을 보충하는 역할을 할 수 있다.
보조 광원(210)은 청색광을 방출하는 제2 발광 다이오드(201)와 적색 형광체가 분산된 제2 파장 변환부(202)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 보조 광원(210)에서 방출되는 보조광은 약 630nm 내지 670nm에서 피크 파장을 갖는 적색광일 수 있다.
따라서, 제2 광원 모듈(20)은 제1 광원(110)에서 방출되는 백색광과 보조 광원(210)에서 방출된 적색광을 포함하는 제2 광을 방출할 수 있다.
도 4를 참고하면, 제2 광원 모듈(20)은 약 450nm에서 피크 파장을 갖는 백색광 및 약 660nm에서 피크 파장을 갖는 보조광을 포함하는 제2 광을 방출할 수 있다.
또한, 제2 광원 모듈(20)에서 방출된 제2 광의 광도는 200㎛/㎡/s일 수 있다. 여기서, 백색광의 광도는 150㎛/㎡/s이며, 보조광의 광도는 50㎛/㎡/s일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제3 광원 모듈을 간략하게 도시한 예시도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제3 광원 모듈의 광 스펙트럼을 나타낸다.
예를 들어, 제3 광원 모듈(30)은 기판(120) 및 기판(120)과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제2 광원(310)을 포함할 수 있다.
제3 광원 모듈(30)은 제1 광원 모듈(도 1의 10)과 다른 스펙트럼을 갖는 백색광인 제3 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 제2 광원(310)은 보라색광을 방출하는 제3 발광 다이오드(301) 및 제3 파장 변환부(302)를 포함할 수 있다.
제3 파장 변환부(302)는 투광성 수지 및 투광성 수지에 분산된 청색 형광체, 녹색 형광체 및 주황색 형광체를 포함할 수 있다.
따라서, 제2 광원(310)은 제3 발광 다이오드(301)에서 방출되는 보라색광, 청색 형광체에 의한 청색광, 녹색 형광체에 의한 녹색광 및 주황색 형광체에 의한 주황색광이 혼합된 백색광인 제3 광을 방출할 수 있다.
이와 같은 제3 광원 모듈(30)에서 방출된 제3 광은 제1 광원 모듈(도 1의 10)의 제1 광(도 2)보다 가시광선 영역 전체에 걸쳐 더 많은 피크 파장을 가질 수 있다.
도 6을 참고하면, 제3 광원 모듈(30)은 약 430nm 이하, 약 440nm 내지 460nm, 약 510nm 내지 530nm 및 약 600nm 내지 630nm의 파장대에서 각각 피크 파장을 갖는 제3 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 제3 광원 모듈(30)은 약 418nm, 약 451nm, 약 515nm, 및 약, 617nm의 피크 파장을 갖는 제3 광을 방출할 수 있다.
이와 같이, 제3 광원 모듈(30)에서 방출되는 제3 광은 태양광의 가시광 영역과 유사한 스펙트럼을 갖는다.
제3 광원 모듈(30)에서 방출된 제3 광의 광도는 200㎛/㎡/s일 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 실시 예의 식물 재배용 광원 모듈에 따른 식물의 생장 및 유용물질 함량을 비교한 그래프이다.
도 7 내지 도 11에서 실험군 1은 도 1 및 도 2의 제1 광원 모듈(10)을 이용하여 재배된 식물이며, 실험군 2는 도 3 및 도 4의 제2 광원 모듈(20)을 이용하여 재배된 식물이고, 실험군 3은 도 5 및 도 6의 제3 광원 모듈(30)을 이용하여 재배된 식물이다.
즉, 실험군 1은 제1 광을 조사하여 재배된 식물이고, 실험군 2는 보조광을 포함하는 제2 광을 조사하여 재배된 식물이며, 실험군 3은 가시광 영역 전체에 넓게 형성된 스펙트럼을 갖는 제3 광을 조사하여 재배된 식물이다.
도 7은 본 발명의 각 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 생체중을 비교한 그래프이다.
생체중은 제1 광원 모듈 내지 제3 광원 모듈(10, 20, 30)에 의해 재배된 각 식물의 지상부의 무게를 측정한 것이다.
도 7을를 참고하면, 식물의 생체중은 실험군 1, 실험군 2, 실험군 3의 순서로 점점 높게 나타났다.
실험군 2는 실험군 1보다 생체중이 25.8%정도 높았다.
또한, 실험군 3은 실험군 1보다 생체중이 62.4%정도 높았다.
도 8은 본 발명의 각 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 건물중을 비교한 그래프이다.
건물중은 각 식물의 지상부를 액체 질소를 이용하여 급속으로 냉동시키고 동결 건조한 후에 무게를 측정한 것이다.
도 8을 참고하면, 식물의 건물중은 실험군 1, 실험군 2 및 실험군 3의 순서로 점점 높게 나타났다.
실험군 2는 실험군 1보다 건물중이 12.5%정도 높았다.
또한, 실험군 3은 실험군 1보다 건물중이 52.9%정도 높았다.
실험군 2의 생체중 및 건물중은 모두 실험군 1의 생체중 및 건물중보다 높았다.
즉, 약 630nm 내지 670nm에서 피크 파장을 갖는 보조광이 식물의 생장에 도움을 주었다는 것을 알 수 있다.
또한, 실험군 3의 생체중 및 건물중은 모두 실험군 1 및 실험군 2의 생체중 및 건물중보다 높게 나타났다.
즉, 제3 광이 제1 광 또는 제1 광에 보조광을 추가한 제2 광보다 식물의 생장을 더 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시 예의 식물 재배용 광원 모듈에 따른 식물의 총 페놀 함량을 비교한 그래프이다.
총 페놀 함량은 동결 건조된 식물을 갈은 후 총 페놀 함량 측정 방식에 따른 시약 처리 후 분광 광도계로 흡광도를 측정하여 산출하였다.
도 9는 본 발명의 각 실시 예의 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 단위 무게(g)당 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 9를 참고하면, 실험군 2 및 실험군 3은 실험군 1보다 단위 무게당 총 페놀 함량이 높게 나타났다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 제2 광 및 제3 광이 식물의 단위 무게당 총 페놀 함량을 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 실험군 1과 실험군 2의 결과를 통해서, 보조광인 적색광이 식물의 단위 무게당 총 페놀 함량을 증가시킨다는 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 각 실시 예의 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 개체당 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 10을 참고하면, 실험군 2 및 실험군 3은 실험군 1보다 개체당 총 페놀 함량이 높게 나타났다.
실험군 2는 실험군 1보다 개체당 총 페놀 함량이 16.3%정도 높게 나타났으며, 실험군 3은 실험군 1보다 개체당 총 페놀 함량이 58.0%정도 높게 나타났다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따르면 제2 광 및 제3 광은 제1 광보다 식물의 총 페놀 함량을 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 각 실시 예의 식물 재배용 광원 모듈을 이용하여 재배된 식물의 개체당 항산화도를 나타난 그래프이다.
항산화도는 동결 건조된 식물을 갈은 후 항산화도 측정 방식에 따른 시약 처리 후 분광 광도계로 흡광도를 측정하여 산출하였다.
도 11을 참고하면, 실험군 2 및 실험군 3은 실험군 1보다 개체당 항산화도가 높게 나타났다.
실험군 2는 실험군 1보다 개체당 항산화도가 15.3%정도 높게 나타났으며, 실험군 3은 실험군 1보다 개체당 항산화도가 57.5%정도 높게 나타났다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제2 광 및 제3 광은 제1 광보다 식물의 항산화도를 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 7 내지 도 11을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따르면 제2 광이 제1 광보다 식물의 생장 및 유용 물질 함량을 향상시킬 수 있다. 즉, 적색광이 식물의 생장 및 유용 물질 함량을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제3 광은 제1 광 및 제2 광보다 식물의 생장 및 유용 물질 함량을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 12는 본 발명의 제4 광원 모듈을 간략하게 나타낸 예시도이다. 또한, 도 13은 본 발명의 제4 광원 모듈의 광 스펙트럼이다.
예를 들어, 제4 광원 모듈(40)은 기판(120), 제2 광원(310) 및 보조 광원(210)을 포함할 수 있다.
제4 광원 모듈(40)에서 제2 광원(310)은 백색광을 방출하는 주 광원이다.
제4 광원 모듈(40)의 제2 광원(310)은 제3 광원 모듈(도 5의 30)의 제2 광원(도 5의 310)과 동일한 스펙트럼의 광을 방출할 수 있다. 또한, 제4 광원 모듈(40)의 보조 광원(210)은 제2 광원 모듈(도 3의 20)의 보조 광원(도 3의 210)과 동일한 스펙트럼의 광을 방출할 수 있다.
따라서, 제4 광원 모듈(40)은 제2 광원(310)의 백색광과 보조 광원(210)의 보조광이 혼합된 제4 광을 방출할 수 있다.
도 13을 참고하면, 제4 광원 모듈(40)은 약 430nm 이하, 약 440nm 내지 460nm, 약 510nm 내지 530nm, 약 600nm 내지 630nm 및 약 630nm 내지 670nm 파장대에서 각각 피크 파장을 갖는 제4 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 제4 광은 약 418nm, 약 451nm, 약 515nm, 약 617nm 및 약 660nm에서 피크 파장을 갖는 광일 수 있다.
또한, 제4 광원 모듈(40)에서 방출된 제4 광의 광도는 200㎛/㎡/s일 수 있다. 여기서, 백색광의 광도는 150㎛/㎡/s이며, 보조광의 광도는 50㎛/㎡/s일 수 있다.
도 14는 본 발명의 제3 광원 모듈 및 제4 광원 모듈에 의해 재배된 식물의 단위 무게당 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 14에서 실험군 3은 제3 광원 모듈(도 5의 30)에 의해서 재배된 식물이며, 실험군 4는 제4 광원 모듈(도 12의 40)에 의해서 재배된 식물이다.
도 14를 참고하면, 실험군 4의 단위 무게당 총 페놀 함량은 실험군 3의 단위 무게당 총 페놀 함량보다 높게 나왔다.
이를 통해서, 제4 광에 포함된 보조광이 식물의 유용 물질 함량을 증가시켰다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 식물 재배용 광원 모듈로 제3 광원 모듈 및 제4 광원 모듈을 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 식물 재배를 위한 광 조사 장치에 제3 광원 모듈 또는 제4 광원 모듈을 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 모듈 및 광 조사 장치를 이용하여 식물을 재배하는 경우, 식물의 생장을 향상시키고 더 나아가 유용 물질 함량을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배용 광원 모듈 및 광 조사 장치는 동일한 개체 수 대비 유용 물질의 수득률을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (18)

  1. 식물 재배시 식물에 조사하여 식물의 생장 및 유용물질 함량을 향상시키는 백색광을 방출하는 적어도 하나의 주 광원을 포함하며,
    상기 백색광은 430nm 이하, 440nm 내지 460nm, 510nm 내지 530nm 및 600nm 내지 630nm의 파장대에서 각각 피크 파장을 갖는 식물 재배용 광원 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주 광원은 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드를 덮는 파장 변환부를 포함하는 식물 재배용 광원 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 주 광원의 상기 발광 다이오드는 보라색 광을 방출하는 식물 재배용 광원 모듈.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 주 광원의 상기 파장 변환부는 투광성 수지 및 투광성 수지에 분산된 청색 형광체, 녹색 형광체 및 주황색 형광체를 포함하는 식물 재배용 광원 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 백색광의 색온도는 5000K인 식물 재배용 광원 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 식물의 광합성에 필요한 보조광을 방출하는 보조 광원을 더 포함하며,
    상기 보조광은 630nm 내지 670nm에서 피크 파장을 갖는 적색광인 식물 재배용 광원 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 보조 광원은 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드를 덮는 파장 변환부를 포함하는 식물 재배용 광원 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 보조 광원의 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 식물 재배용 광원 모듈.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 보조 광원의 상기 파장 변환부는 적색 형광체를 포함하는 식물 재배용 광원 모듈.
  10. 식물 재배시 식물에 조사하여 식물의 생장 및 유용물질 함량을 향상시키는 광을 방출하는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함하며,
    상기 광원 모듈은 백색광을 방출하는 적어도 하나의 주 광원을 포함하며,
    상기 백색광은 430nm 이하, 440nm 내지 460nm, 510nm 내지 530nm 및 600nm 내지 630nm의 파장대에서 각각 피크 파장을 갖는 광 조사 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 주 광원은 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드를 덮는 파장 변환부를 포함하는 광 조사 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 주 광원의 상기 발광 다이오드는 보라색 광을 방출하는 광 조사 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 주 광원의 상기 파장 변환부는 투광성 수지 및 투광성 수지에 분산된 청색 형광체, 녹색 형광체 및 주황색 형광체를 포함하는 광 조사 장치.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 백색광의 색온도는 5000K인 광 조사 장치.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 광원 모듈은 상기 식물의 광합성에 필요한 보조광을 방출하는 보조 광원을 더 포함하며,
    상기 보조광은 630nm 내지 670nm에서 피크 파장을 갖는 적색광인 광 조사 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 보조 광원은 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드를 덮는 파장 변환부를 포함하는 광 조사 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 보조 광원의 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 광 조사 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 보조 광원의 상기 파장 변환부는 적색 형광체를 포함하는 광 조사 장치.
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