專利名稱：基于led的容納體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于光合生物生長的容納體(housing)。
背景技術：
由于光，光合生物(植物、藻類、細菌......)才生長。植物需要兩個界限明確的
波長范圍。通過藍色波長(活動性更強)，植物能夠合成葡萄糖，并且通過葡萄糖和紅色波 長，植物能夠產(chǎn)生細胞。在大自然中，光由太陽提供。然而，光線條件不理想的時段仍然存 在。比如，在早上、晚上或冬天的時候，藍色光譜反射到臭氧層上且只有一小部分光譜能夠 到達地表，這可導致光合生物所需要的紅色的缺乏。另外，植物的需求隨著時間不斷變化， 這也是可發(fā)生的。紅光與藍光的比例上可能不足。使用人造光可以補償這些缺乏并且促進 植物的生長。美國專利申請NO.US2004/0233672A1中所描述，存在著溫室，其包括基于發(fā)光體 的發(fā)光二極管(LED)，其允許向溫室中存在的光合生物提供由LED產(chǎn)生的人造光以及一部 分日光。但是，在這樣的溫室中，一方面(正如文獻US2004/0233672A1中所述)，LED的發(fā) 光體阻擋一部分自然光(在高度暴露于陽光下的時段形成陰影)，另一方面，由于這些發(fā)光 體是重的，因此需要采用不透明結構，而這減小了對于溫室中存在的光合生物的日照范圍。發(fā)明目的在至少一個實施方案中，本發(fā)明旨在提供一種用于光合生物生長的容納體或腔 室，其因自然光和因人造光而允許光合生物的良好照射。在至少一個實施方案中，本發(fā)明還旨在提供這樣的方法，其能夠?qū)ψ匀还庾V中的 光譜缺口(hole)進行彌補，更特別地對夜晚的光缺失進行補償。在至少一個實施方案中，本發(fā)明還旨在提供這樣的方法，該方法能夠獲得提供給 光合生物的光的均勻分布。在至少一個實施方案中，本發(fā)明還旨在提供這樣的方法，該方法能夠獲得其光譜 對于容納體的不同區(qū)域或者容納體中的不同光合生物不同的人造光。在至少一個實施方案中，本發(fā)明還旨在提供這樣的方法，該方法允許組合容納體 中的多個光源。在至少一個實施方案中，本發(fā)明還旨在提供簡單且成本有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種如權利要求1所限定的容納體。從屬權利要求限定了本發(fā)明優(yōu)選的或者替代的實施方案的特征。


下面結合附圖對本發(fā)明的非限制性實施方案進行說明，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案的溫室的示意圖2為溫室的板的平面圖；圖3為擴大的橫截面；圖4為連接鄰近LED的電通路的一種形式的示意圖；圖5為具有LED的替代形式的類似于圖3的示意圖；圖6為連接鄰近LED的電通路的另一種形式的示意圖。
具體實施例方式根據(jù)EP 1 437 215，具有集成電子器件例如發(fā)光二極管(LED)的層壓玻璃板例如 因其信息顯示或照明用途而為人知。對于這些應用領域，制造具有電子器件的層壓玻璃板 通常包括以下步驟將導電層沉積在第一玻璃基材層上，在導電層中形成導電通路和圖案 并且將電子器件沉積在導電層上，以連接至導電通路。然后將塑料中間層沉積在導電層上。 通過在塑料中間層上施加第二玻璃層，然后將其按照之前所述進行層壓來獲得夾層。EPl 437 215 (認為通過引用將其說明書并入本說明書)描述了這樣的層壓玻璃 板，其具有至少兩個玻璃基材和一個或多個塑料中間層，例如PVB，其中電子器件和其連接 電路形成于兩個玻璃基材之間，其中連接電路由至少一個導電層形成。來自電源的電力可 通過EP1840449A1 (認為通過引用將其說明書并入本說明書)中描述的連接器施加至EPl 437 215中的層壓玻璃板的導電層。在本發(fā)明的一個實施方案中，提出了制造一種容納體(或腔室)，例如，如圖1所示 的溫室100，其板10為包括如后文所述的嵌入式均勻分布LED的層壓玻璃板。例如，將溫 室板中的LED選擇為STANLEY制造的SM(表面安裝式)封裝RGB(紅、綠和藍)LED(例如參 見URGB1313C-TR，其尺寸為1.6mmXl. 5mmX0. 7mm)，可對其進行控制以選擇適于溫室中容
納的光合生物(植物、生物群、藻類、細菌......)的光譜光。例如，該溫室為生物反應器，
其容納藻類101(和鹽水)，并且是透明的以使得自然光102照射藻類，并且由于均勻分布的 RGBLED，該生物反應器允許利用光譜學選擇的光(例如用于彌補自然光譜中的光譜缺口) 均勻地照射藻類，并且在自然光減少或缺少時(例如在晚上)允許對藻類進行照射。本文后面描述了能夠用于制造根據(jù)本發(fā)明實施方案的溫室的板。如圖2所述，窗 玻璃(glazing)板10包括通過0. 76毫米厚的PVB厚片13層壓在一起的第一和第二平坦、 透明、3毫米厚的鈉鈣浮法玻璃片11和12。第一玻璃片11的內(nèi)表面14上設置有基本為中 性色的CVD涂層堆垛體15，該涂層堆垛體包括SiOxCy底涂層和包覆的Sn02:F涂層。涂層 的電阻為約15歐姆每方。通過寬約70微米的激光燒蝕物(ablation)而形成在涂層堆垛 體15中的阻斷體16限定了 LED17之間的電通路，而所述LED通過導電粘結劑19焊接或附 接在激光燒蝕物16的任一側。各LED直接與第一玻璃片11的涂層15接觸，其中圖3所示 的間隔只是示意性的，并不代表實際位置。其它激光燒蝕物18將LED17的陣列分成單獨的 LED線101、102和103等，其串行連接。LED線連接至位于窗玻璃板的相對邊緣121和122 上的母線(未示出)。在該實施方案中，LED適合于通過第二玻璃片12提供照射，即，不存在涂覆層15提 供的導電通路的暢通或阻礙。將LED以5厘米的間隔設置于規(guī)則的格子中，使得二極管陣列基本覆蓋窗玻璃板 的整個區(qū)域。各LED具有約4平方毫米的表面積。
在圖4的實施方案中，各LED17為在其封裝中具有三個單獨發(fā)光片(die)的RGB LED。各片具有設置于封裝的外部的相關連接部或引線21、22和23，其電連接至相關的電通 路 31,32 和 33。電通路32的連接部分35具有約1至2毫米的寬度并且是電通路傳遞部分34變 窄的形式。傳遞部分34可具有20至60毫米的寬度。在圖5的實施方案中，三個單獨的LED 41,42和43以組的形式設置在一起。這些 可為單獨的發(fā)出紅光、綠光和藍光的LED。在圖6的實施方案中，逐漸而非在一個步驟中實現(xiàn)了電通路52從傳遞部分M的 變窄以形成連接部分陽。這可能便于電通路中的電流通過；可能降低形成熱點的風險；可 能使制造更加方便。顯然，作為將第一玻璃片11和第二玻璃片12借助PVB13層壓在一起的替代，根 據(jù)本發(fā)明的另一個板是通過將第一和第二玻璃片組合在一起以在它們之間形成充有氣體 (空氣、氬氣......)的空間如同隔絕窗玻璃而得到的。由于板材料選擇為透明的(例如玻璃或其它透明材料如塑料透明材料)，以及因 為SM封裝LED與傳統(tǒng)LED發(fā)光體相比具有非常小(幾立方毫米)的尺寸，因此本發(fā)明的溫 室允許用具有光譜學選擇光(例如用于彌補自然光譜中的光譜缺口)以及自然光照射該容 納體中容納的光合生物，該自然光沒有被溫室或溫室中容納的光源所阻擋。顯然，本發(fā)明涉及用于光合生物(植物、生物群、藻類、細菌......)生長的所有類
型的容納體，其可以是溫室、水族箱、生物反應器、動物園(vivarium)、游廊(veranda)或其 他可封閉或開放的容納體。例如，容納體可具有開放的邊緣，使得通過容納體內(nèi)的空氣循環(huán) 降低內(nèi)部溫度。這樣的開放容納體可用于藻類生物反應器的用途。另外，嵌入的LED可以是任何種類的LED (片、SM封裝的......)、任何顏色的
LED(白色、藍色、紅色、RGB......)，以及可以均勻地或者隨機地分布在玻璃板中，或可以位
于玻璃板中以更特別地照射容納體的一個或多個區(qū)域，或者用具有藍色主導光譜的光來照 射容納體的第一區(qū)域以及用具有紅色主導光譜的光來照射容納體的其它部分。至少一個 LED或者各個LED可與鏡片例如透鏡組合，以便獲得對準于容納體的特定區(qū)域上的準直光 束ο因此，將LED嵌入本發(fā)明容納體的板中而非采用容納體中的基于LED的發(fā)光體能 夠允許光合生物因人造光以及因自然光的良好照射，這是因為小表面積的LED不(或基本 不)阻擋人造光(LED基本不在容納體中形成陰影)。由于可以準確地選擇(或者可以借助眾所周知的電子設備進行調(diào)整)LED的光的 顏色和強度，因此本發(fā)明的容納體能夠彌補自然光譜中的光譜缺口，更特別地補償夜晚的 光缺失。如果LED均勻分布在本發(fā)明的容納體的各個板中，則獲得了提供給光合生物的光 的均勻分布。通過選擇嵌在本發(fā)明容納體的板中(例如，紅色LED在板的一個區(qū)域而藍色LED 在板的另一個區(qū)域)的合適LED，能夠獲得其光譜對于容納體的不同區(qū)域或?qū)τ谌菁{體中 的不同光合生物不同的人造光。由于LED的表面幾乎可以忽略，因此能夠在本發(fā)明容納體中增加光源。LED允許光的光譜選擇，并且將LED集成在玻璃中有助于減少光源和其支撐物形成的陰影效應。因 此，本發(fā)明的用于植物生長的溫室或者用于藻類培養(yǎng)的生物反應器(或者任何其它用于光 合生物生長的容納體)將很少受到傳統(tǒng)人造光源的不利影響，這些影響是效果不佳(光譜 波長的范圍太寬或不是特別地適合(霓虹燈))、在暴露于太陽下的期間接受的光的大量減 少(陰影效應)以及光的不均勻分布。另外，對于傳統(tǒng)光源，為了減小陰影面積，試圖限制 光源的數(shù)量，而在將LED嵌入玻璃的情況下，該問題消失。 因此，在本發(fā)明容納體中，能夠?qū)μ峁┙o光合生物的光的光譜進行選擇(或準確 地選擇)，以優(yōu)化光合作用(根據(jù)這些生物的需求選擇光譜)，陰影效應最小化，這是因為 LED具有非常小的表面積(并且由此基本不形成陰影)以及不再需要(與傳統(tǒng)方法相反) 采用不透明結構將容納體中的光源結合在一起。另外，在本發(fā)明容納體中，LED(光源)可 分布在容納體內(nèi)的寬區(qū)域上，這能產(chǎn)生對于光合生物均勻的光。
權利要求
1.一種用于光合生物生長的容納體(100)，包括至少兩個透明板(10)，其中每個均嵌 入多個LED。
2.根據(jù)權利要求1所述的容納體，其中各板包括 透明基材；導電涂覆層；多個LED，相鄰的LED通過限定在導電涂覆層中的電通路電連接。
3.根據(jù)任一前述權利要求所述的容納體，其中導電涂覆層基本是透明的。
4.根據(jù)任一前述權利要求所述的容納體，其中導電涂層直接沉積在透明基材的表面上。
5.根據(jù)任一前述權利要求所述的容納體，其中板包括第二基材，其與第一基材隔開，使 得LED位于兩基材之間。
6.根據(jù)權利要求5所述的容納體，其中第一基材和第二基材為利用居中的氣體填充的 空間相互隔開的玻璃片。
7.根據(jù)權利要求5所述的容納體，其中第一基材和第二基材為玻璃片，并且其中兩個 玻璃基材通過優(yōu)選包括pvb層的塑料中間層層壓到一起。
8.根據(jù)任一前述權利要求所述的容納體，其中相鄰的LED為RGBLED，相鄰LED的紅色、 綠色和藍色片通過各自的電通路相互連接，并且對其進行控制使得以預定光譜對光合生物 進行照射。
9.根據(jù)權利要求10所述的容納體，其中對光譜進行選擇以彌補自然光譜中的缺口。
10.根據(jù)任一前述權利要求所述的容納體，其中LED為表面安裝式封裝LED。
11.根據(jù)任一前述權利要求所述的容納體，其中容納體具有至少一個開口邊緣，以便通 過容納體內(nèi)的空氣循環(huán)降低內(nèi)部溫度。
12.根據(jù)任一前述權利要求所述的容納體，其中容納體為下列容納體中的至少一種 -用于藻類生長的生物反應器；-用于植物生長的溫室； -水族箱； -動物園； -游廊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于光合生物生長的容納體(100)，包括至少兩個透明板(10)，其中各板嵌入多個發(fā)光二極管(LED)。
文檔編號A01G9/26GK102065679SQ200880129866
公開日2011年5月18日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權日2008年6月17日
發(fā)明者B·科斯金斯, J·貝埃, O·杜尚, S·馬爾謝里 申請人:旭硝子歐洲玻璃公司