用于植物生長的光源及植物培養(yǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于半導(dǎo)體發(fā)光器件的光源，具體涉及一種基于LED的，用于植物生長的光源及植物培養(yǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在植物生長時，光照是至關(guān)重要的條件之一，它的質(zhì)量、數(shù)量和光照時間決定了植物是否可以健康生長。
[0003]具體而言，光照不僅影響光合作用，而且還影響植物的光周期，光型態(tài)和光取向等。它決定了很多種植物的開花/結(jié)果時間，植物的高矮，胖瘦，以及生長的方向和植物的營養(yǎng)組分與含量多少等。
[0004]由于生化反應(yīng)的不同，植物在不同生長階段對于養(yǎng)分種類和光波長的需求是不一樣的。比如在生長初期主要是根與苗的生長發(fā)育，有些植物最需要的是與氮有關(guān)的營養(yǎng)物質(zhì)，后續(xù)的還需要磷和鉀等營養(yǎng)素。而對于光照的需求，在育苗和初期生長過程中，主要需求以短波長，比如藍(lán)光為主的光能量。而隨著生長大量的葉片，花和果實(shí)，植物越來越多的需要長波長的，比如紅光的光子能量。
[0005]目前在植物生長過程中為了保證光質(zhì)量(各種波長的組分)通常采用多個波長的LED芯片進(jìn)行組合，從而達(dá)到覆蓋植物生長所需要的光的波長范圍。然而，由于LED芯片的發(fā)光波長的半峰寬較窄，一般在12_25nm范圍，要覆蓋葉綠素a，b以及貝塔胡蘿卜素等吸收峰，需要使用多個不同波長的LED芯片。例如，為了制作出高效的LED植物照明燈，通常需要使用發(fā)射波長為430nm、460nm、485nm、630nm以及660nm等的LED芯片，這使得LED封裝及其控制較為復(fù)雜，成本會居高不下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于植物生長的光源及植物培養(yǎng)方法，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0007]為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于植物生長的光源，其包括:
[0009]LED芯片，其外延結(jié)構(gòu)中包含復(fù)數(shù)個不同發(fā)射波長的量子阱；
[0010]熒光粉和/或量子點(diǎn)，用以與所述LED芯片配合而得到覆蓋植物生長所需波長范圍的光。
[0011]在一些較為優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述LED芯片的外延結(jié)構(gòu)中，沿逐漸遠(yuǎn)離發(fā)光面的方向，各量子阱的發(fā)射波長依次增加。
[0012]在一些較佳實(shí)施案例中，所述LED芯片的外延結(jié)構(gòu)包括沿逐漸遠(yuǎn)離發(fā)光面的方向依次設(shè)置的發(fā)射波長為420?440nm的量子講、發(fā)射波長為450?470nm的量子講、發(fā)射波長為480?500nm的量子講。
[0013]在一些較為優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述LED芯片的外延結(jié)構(gòu)中包含至少能夠發(fā)射紫、藍(lán)光的量子阱，而所述熒光粉和/或量子點(diǎn)包括綠色、黃色，紅色熒光粉和/或量子點(diǎn)。
[0014]在一些尤為優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述LED芯片的外延結(jié)構(gòu)包括能夠發(fā)射綠光的量子講，而所述焚光粉和/或量子點(diǎn)選自能被綠光激發(fā)而發(fā)射波長為700?760nm的光的焚光粉和/或量子點(diǎn)。
[0015]進(jìn)一步的，所述光源還包括藍(lán)光和/或紫光LED芯片。或者，所述LED芯片的外延結(jié)構(gòu)還包括能夠發(fā)射紫、藍(lán)光的量子阱，所述熒光粉和/或量子點(diǎn)還包括綠色、黃色，紅色熒光粉和/或量子點(diǎn)。
[0016]在一些實(shí)施方案中，所述熒光粉和/或量子點(diǎn)直接覆蓋在所述LED芯片表面。
[0017]在一些實(shí)施方案中，所述LED芯片上覆蓋有透明封裝材料層，所述熒光粉和/或量子點(diǎn)分布在所述封裝材料層內(nèi)和/或覆蓋在所述封裝材料層上。
[0018]在一些實(shí)施方案中，所述熒光粉和/或量子點(diǎn)涂覆在連續(xù)透明薄膜上和/或所述熒光粉和/或量子點(diǎn)分布在連續(xù)透明薄膜內(nèi)，所述透明薄膜分布在與所述LED芯片的出光面相應(yīng)位置處。
[0019]較為優(yōu)選的，沿著設(shè)定方向，分布在所述連續(xù)透明薄膜上和/或內(nèi)的熒光粉和/或量子點(diǎn)中，能夠與所述LED芯片配合發(fā)出波長相對較長的光的熒光粉和/或量子點(diǎn)的比例逐漸提升，能夠與所述LED芯片配合發(fā)出波長相對較短的光的熒光粉和/或量子點(diǎn)的比例逐漸降低，且在植物生長過程中，所述連續(xù)透明薄膜沿所述設(shè)定方向從所述LED芯片的出光面處依次通過。
[0020]本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種植物培養(yǎng)方法，它是基于所述的用于植物生長的光源而實(shí)施的，所述植物培養(yǎng)方法包括:在植物生長過程中，使所述光源發(fā)光并照射所述植物，且隨著植物生長時間的增加，使照射在所述植物的光中波長相對較短的光的比例逐漸降低，而使波長相對較長的光的比例逐漸提升。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)至少在于:
[0022](1)提供的光源在單一 LED芯片的外延結(jié)構(gòu)內(nèi)包含多個不同發(fā)射波長的量子阱，可達(dá)到覆蓋多個波長或大波長范圍的目的，其結(jié)構(gòu)簡單，可采用常規(guī)方式封裝、驅(qū)動，從而可以在達(dá)到獲得植物生長所需光波長的全覆蓋的目的的同時，大幅簡化光源及相應(yīng)照明裝置的結(jié)構(gòu)，有效降低其成本；
[0023](2)優(yōu)選的，通過使用綠光激發(fā)的紅色以及遠(yuǎn)紅色(700-760nm)熒光粉或量子點(diǎn)與能發(fā)射綠光的LED而獲得植物生長所需要的紅光，再與紫光、藍(lán)光等LED芯片或能發(fā)射藍(lán)光、紫光的量子阱配合，不僅可以達(dá)成獲得植物生長所需光波長的全覆蓋的目的，而且利用所述光源發(fā)射的綠光還可驅(qū)趕昆蟲，有效減少或防止植物生長過程中病蟲害的發(fā)生。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種用于植物生長的光源中一種LED芯片的外延結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中一種用于植物生長的光源中一種LED芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]附圖標(biāo)記說明:LED芯片1、熒光粉2、引線3、芯片支架4、襯底10、第一量子阱20、第二量子阱30、第三量子阱40、熒光粉50。
【具體實(shí)施方式】
[0027]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0028]除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。
[0029]本發(fā)明的第一實(shí)施例提供了一種用于植物生長的光源，其包括:
[0030]LED芯片，其外延結(jié)構(gòu)中包含復(fù)數(shù)個不同發(fā)射波長的量子阱；
[0031]熒光粉和/或量子點(diǎn)，用以與所述LED芯片配合而得到覆蓋植物生長所需波長范圍的光。
[0032]較為優(yōu)選的，在所述LED芯片的外延結(jié)構(gòu)中，沿逐漸遠(yuǎn)離發(fā)光面的方向，各量子阱的發(fā)射波長依次增加。這樣的設(shè)計，可以有效減少在LED芯片內(nèi)部由于吸收產(chǎn)生的光損失。
[0033]例如，請參閱圖1，在本實(shí)施例的一個實(shí)施方案中，所述LED芯片的外延結(jié)構(gòu)包括沿逐漸遠(yuǎn)離發(fā)光面的方向依次設(shè)置的發(fā)射波長為430nm的第三量子阱、發(fā)射波長為460nm的第二量子阱、發(fā)射波長為480nm的第一量子阱。
[0034]在本實(shí)施例的一個實(shí)施方案中，所述LED芯片的外延結(jié)構(gòu)中包含有能夠發(fā)射紫、藍(lán)光的量子阱，而所述熒光粉和/或量子點(diǎn)包括綠色、黃色、紅色熒光粉和/或量子點(diǎn)，藉由所述LED芯片與所述熒光粉和/或量子點(diǎn)的配合，可以達(dá)到獲得植物生長所需光波長的全覆蓋的目的。
[0035]本實(shí)施例的所述LED芯片可利用常規(guī)的M0CVD等外延生長工藝制成，其中的各量子阱可以在一個外延生長