植物照明用单色LED及植物照明灯转让专利
申请号 : CN201910389966.1
文献号 : CN110224054B
文献日 : 2020-04-24
发明人 : 陈磊 , 敬刚 , 刘岩
申请人 : 深圳清华大学研究院
摘要 :
本发明提供了一种植物照明用单色LED及植物照明灯，该植物照明用单色LED，包括基板、蓝光芯片和荧光胶层，荧光胶层包括封装胶和混合于封装胶中的荧光粉；荧光粉包括氟化物红粉和氮化物红粉，氟化物红粉的化学式为K2SixMn1‑xF6，0.05≤x≤0.1；氮化物红粉的化学式为SraEubCa1‑a‑bAlSiN3，0.05≤a≤0.1，0.008≤b≤0.08。本发明通过使用氟化物红粉与氮化物红粉混合形成荧光粉，而使用蓝光芯片来激发该荧光粉，从而可以得到频谱范围宽的单色照明光线，以便可以良好的对植物进行单色补光，促进植物生长。
权利要求 :
1.植物照明用单色LED，包括基板、安装于所述基板上的蓝光芯片和封装于所述蓝光芯片上的荧光胶层，其特征在于，所述荧光胶层包括封装胶和混合于所述封装胶中的荧光粉；
所述荧光粉包括相互混合的氟化物红粉和氮化物红粉，所述氟化物红粉的化学式为K2SixMn1-xF6，且x的范围为：0.05≤x≤0.1；所述氮化物红粉的化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.1，0.008≤b≤0.08；
所述植物照明用单色LED发出光线的峰值波长位于650nm-670nm之间。
2.如权利要求1所述的植物照明用单色LED，其特征在于：所述氟化物红粉的化学式为K2SixMn1-xF6，且x的范围为：0.08≤x≤0.1。
3.如权利要求1所述的植物照明用单色LED，其特征在于：所述氮化物红粉的化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.07，0.01≤b≤0.02。
4.如权利要求1所述的植物照明用单色LED，其特征在于：所述氟化物红粉和所述氮化物红粉的质量比为10：(0.5～5)。
5.如权利要求1-4任一项所述的植物照明用单色LED，其特征在于：所述基板上设有碗杯，所述蓝光芯片置于所述碗杯中。
6.如权利要求1-4任一项所述的植物照明用单色LED，其特征在于：所述基板上设置有隔水层，所述蓝光芯片置于所述隔水层上。
7.如权利要求1-4任一项所述的植物照明用单色LED，其特征在于：所述植物照明用单色LED还包括罩于所述荧光胶层上的透镜层。
8.如权利要求1-4任一项所述的植物照明用单色LED，其特征在于：所述蓝光芯片发出光线波长位于440-460nm之间。
9.植物照明灯，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的植物照明用单色LED。
说明书 :
植物照明用单色LED及植物照明灯
技术领域
[0001] 本发明属于LED植物照明领域，更具体地说，是涉及一种植物照明用单色LED及使用该植物照明用单色LED的植物照明灯。
背景技术
[0002] 发光二极管(英语：Light-Emitting Diode，简称LED)。植物工厂及大棚种植等室内植物生长，均需要对植物生长进行光照补充。而由于LED灯具有出光率高、节能且寿命长
的特定，也越来越多应用到植物照明。由于植物需要的光照波长范围一般较广，当前植物照
明，一般是采用多颗产生不同波长光线的LED进行组合，以模拟日光，以对植物进行照明。然
而为了更好的促进植物生长，往往需要增强某种颜色的光线。这时往往需要单色LED，以进
行特定补光照射；然而当前单色LED灯的频谱较窄，难以满足植物照明需要。
的特定，也越来越多应用到植物照明。由于植物需要的光照波长范围一般较广，当前植物照
明，一般是采用多颗产生不同波长光线的LED进行组合，以模拟日光，以对植物进行照明。然
而为了更好的促进植物生长，往往需要增强某种颜色的光线。这时往往需要单色LED，以进
行特定补光照射；然而当前单色LED灯的频谱较窄，难以满足植物照明需要。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种植物照明用单色LED，以解决现有技术中存在的单色LED灯的频谱较窄，不适于植物照明的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种植物照明用单色LED，包括基板、安装于所述基板上的蓝光芯片和封装于所述蓝光芯片上的荧光胶层，所述荧光胶层
包括封装胶和混合于所述封装胶中的荧光粉；
包括封装胶和混合于所述封装胶中的荧光粉；
[0005] 所述荧光粉包括相互混合的氟化物红粉和氮化物红粉，所述氟化物红粉的化学式为K2SixMn1-xF6，且x的范围为：0.05≤x≤0.1；所述氮化物红粉的化学式为SraEubCa1-a-
bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.1，0.008≤b≤0.08。
bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.1，0.008≤b≤0.08。
[0006] 进一步地，所述植物照明用单色LED发出光线的峰值波长位于650nm-670nm之间。
[0007] 进一步地，所述氟化物红粉的化学式为K2SixMn1-xF6，且x的范围为：0.08≤x≤0.1。
[0008] 进一步地，所述氮化物红粉的化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.07，0.01≤b≤0.02。
[0009] 进一步地，所述氟化物红粉和所述氮化物红粉的质量比为10：(0.5～5)。
[0010] 进一步地，所述基板上设有碗杯，所述蓝光芯片置于所述碗杯中。
[0011] 进一步地，所述基板上设置有隔水层，所述蓝光芯片置于所述隔水层上。
[0012] 进一步地，所述植物照明用单色LED还包括罩于所述荧光胶层上的透镜层。
[0013] 进一步地，所述蓝光芯片发出光线波长位于440-460nm之间。
[0014] 本发明提供的植物照明用单色LED的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过使用化学式为K2SixMn1-xF6的氟化物红粉与化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3的氮化物红粉混合
形成荧光粉，而使用蓝光芯片来激发该荧光粉，从而可以得到频谱范围宽的单色照明光线，
以便可以良好的对植物进行单色补光，促进植物生长。
形成荧光粉，而使用蓝光芯片来激发该荧光粉，从而可以得到频谱范围宽的单色照明光线，
以便可以良好的对植物进行单色补光，促进植物生长。
[0015] 本发明的另一目的在于提供植物照明灯，包括如上所述的植物照明用单色LED。
[0016] 本发明提供的植物照明灯的有益效果在于：与现有技术相比，该植物照明灯使用了上述植物照明用单色LED，可以更好的对植物进行单色补光，良好促进植物生长。
附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附
图获得其他的附图。
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附
图获得其他的附图。
[0018] 图1为本发明实施例一提供的植物照明用单色LED的结构示意图。
[0019] 图2为本发明实施例二提供的植物照明用单色LED的结构示意图。
[0020] 其中，图中各附图主要标记：
[0021] 100-植物照明用单色LED；11-基板；110-碗杯；12-隔水层；13-蓝光芯片；131-金线；14-荧光胶层；15-透镜层。
具体实施方式
[0022] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅
用以解释本发明，并不用于限定本发明。
用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可
以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0024] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0025] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理
解为对本发明的限制。
解为对本发明的限制。
[0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以
根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以
根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027] 实施例一：
[0028] 请参阅图1，现对本发明实施例一提供的植物照明用单色LED 100进行说明。所述植物照明用单色LED 100，包括基板11、蓝光芯片13和荧光胶层14；蓝光芯片13安装在基板
11上，并与基板11电性相连，以通过基板11与支撑蓝光芯片13，并且通电后，使蓝光芯片13
发出蓝光；而荧光胶层14封装于蓝光芯片13上，以起到保护蓝光芯片13的作用。荧光胶层14
包括封装胶和混合于封装胶中的荧光粉；封装胶起到粘合、固化作用，并保护蓝光芯片13；
而在封装胶中混合荧光粉，当蓝光芯片13发出的蓝光照射到荧光粉中时，会激发产生其实
波长光线。具体地，荧光粉包括氟化物红粉和氮化物红粉，即采用氟化物红粉和氮化物红粉
混合形成荧光粉，其中，氟化物红粉的化学式为K2SixMn1-xF6，且x的范围为：0.05≤x≤0.1；
氮化物红粉的化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.1，0.008≤b
≤0.08。从而当蓝光芯片13产生的光线照射到荧光粉上时，会激发产生频谱范围较宽的红
光，以产生促进植物生长，进而在使用时，可以良好的对植物进行单色补光，并适应不同植
物对光谱的需求。
11上，并与基板11电性相连，以通过基板11与支撑蓝光芯片13，并且通电后，使蓝光芯片13
发出蓝光；而荧光胶层14封装于蓝光芯片13上，以起到保护蓝光芯片13的作用。荧光胶层14
包括封装胶和混合于封装胶中的荧光粉；封装胶起到粘合、固化作用，并保护蓝光芯片13；
而在封装胶中混合荧光粉，当蓝光芯片13发出的蓝光照射到荧光粉中时，会激发产生其实
波长光线。具体地，荧光粉包括氟化物红粉和氮化物红粉，即采用氟化物红粉和氮化物红粉
混合形成荧光粉，其中，氟化物红粉的化学式为K2SixMn1-xF6，且x的范围为：0.05≤x≤0.1；
氮化物红粉的化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.1，0.008≤b
≤0.08。从而当蓝光芯片13产生的光线照射到荧光粉上时，会激发产生频谱范围较宽的红
光，以产生促进植物生长，进而在使用时，可以良好的对植物进行单色补光，并适应不同植
物对光谱的需求。
[0029] 本发明提供的植物照明用单色LED 100，与现有技术相比，本发明通过使用化学式为K2SixMn1-xF6的氟化物红粉与化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3的氮化物红粉混合形成荧光粉，
而使用蓝光芯片13来激发该荧光粉，从而可以得到频谱范围宽的单色照明光线，以便可以
良好的对植物进行单色补光，促进植物生长。
而使用蓝光芯片13来激发该荧光粉，从而可以得到频谱范围宽的单色照明光线，以便可以
良好的对植物进行单色补光，促进植物生长。
[0030] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，该植物照明用单色LED 100发出光线的峰值波长位于650nm-670nm之间；从而使用
该植物照明用单色LED 100对植物进行补光时，可以更好的促进植物生长。由于采用波长
660nm左右的光线对植物进行补光时，大多数植物的生长具有明显的促进作用，故优先地，
该植物照明用单色LED 100发出光线的峰值波长位为660nm，以更好的促进植物生长，并满
足大多数植物的生长需求。
该植物照明用单色LED 100对植物进行补光时，可以更好的促进植物生长。由于采用波长
660nm左右的光线对植物进行补光时，大多数植物的生长具有明显的促进作用，故优先地，
该植物照明用单色LED 100发出光线的峰值波长位为660nm，以更好的促进植物生长，并满
足大多数植物的生长需求。
[0031] 优先地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，氟化物红粉的化学式为K2SixMn1-xF6，且x的范围为：0.08≤x≤0.1。使用该氟化物红粉
可以提高出光率，并且激发的光线波长范围更偏向于660nm左右，而减少波长较长的光线，
进而更好的促进植物生长。
可以提高出光率，并且激发的光线波长范围更偏向于660nm左右，而减少波长较长的光线，
进而更好的促进植物生长。
[0032] 优先地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，氮化物红粉的化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.07，
0.01≤b≤0.02。使用该氮化物红粉可以提高出光率，并且激发的光线波长范围更偏向于
660nm左右，而减少波长较短的光线，进而更好的促进植物生长。
0.01≤b≤0.02。使用该氮化物红粉可以提高出光率，并且激发的光线波长范围更偏向于
660nm左右，而减少波长较短的光线，进而更好的促进植物生长。
[0033] 优先地，荧光粉中氟化物红粉的化学式为K2SixMn1-xF6，且x的范围为：0.08≤x≤0.1；氮化物红粉的化学式为SraEubCa1-a-bAlSiN3，且a和b的范围分别为：0.05≤a≤0.07，
0.01≤b≤0.02。从而使该植物照明用单色LED 100发出更好的、更有针对性的促进植物照
明生长的单色光线。
0.01≤b≤0.02。从而使该植物照明用单色LED 100发出更好的、更有针对性的促进植物照
明生长的单色光线。
[0034] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，氟化物红粉和氮化物红粉的质量比为10：(0.5～5)。从而使该植物照明用单色LED
100发出的更多波长相对较短的红光，而减少红外光线，以更好的促进植物生长。优选地，氟
化物红粉和氮化物红粉的质量比为10：1，以更好的满足植物生长的单色光线需求，更好的
促进植物生长。
100发出的更多波长相对较短的红光，而减少红外光线，以更好的促进植物生长。优选地，氟
化物红粉和氮化物红粉的质量比为10：1，以更好的满足植物生长的单色光线需求，更好的
促进植物生长。
[0035] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，基板11上设有碗杯110，蓝光芯片13置于碗杯110中。设置碗杯110，以更好的安装蓝
光芯片13，并方便容置与定位荧光胶，同时还可以更好的进行反光，提高出光率。在一些实
施例中，可以直接在基板11上加工出槽状结构，以形成碗杯110。当然，另一些实施例中，可
以在基板11上设置围坝，以形成碗杯110。当然，还可以在基板11上使用塑胶固化成碗杯110
结构。
光芯片13，并方便容置与定位荧光胶，同时还可以更好的进行反光，提高出光率。在一些实
施例中，可以直接在基板11上加工出槽状结构，以形成碗杯110。当然，另一些实施例中，可
以在基板11上设置围坝，以形成碗杯110。当然，还可以在基板11上使用塑胶固化成碗杯110
结构。
[0036] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，基板11上设置有隔水层12，蓝光芯片13置于隔水层12上。在基板11上设置隔水层
12，可以更好的保证蓝光芯片13，并起到防潮作用，同时更好的防止蓝光芯片13脱落，提高
寿命。另外，隔水层12还可以起到反光作用，提高出光率，并且隔水层12还可以起到散热作
用，提高寿命。
12，可以更好的保证蓝光芯片13，并起到防潮作用，同时更好的防止蓝光芯片13脱落，提高
寿命。另外，隔水层12还可以起到反光作用，提高出光率，并且隔水层12还可以起到散热作
用，提高寿命。
[0037] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，隔水层12可以设于碗杯110的内表面，以更好的进行反光，提高出光率，并更好的连
接与固定荧光胶层14。
接与固定荧光胶层14。
[0038] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，隔水层12为镀于基板11上的铝膜层。使用铝膜层，可以起到良好的反光作用，提高
出光率，并且可以起到防潮保护作用，并且可以更好的防止氧化，提高寿命。更进一步地，铝
膜层厚度为10-100微米。以起到良好的防潮作用，并进行良好的散热，提高散热效率。
出光率，并且可以起到防潮保护作用，并且可以更好的防止氧化，提高寿命。更进一步地，铝
膜层厚度为10-100微米。以起到良好的防潮作用，并进行良好的散热，提高散热效率。
[0039] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，该植物照明用单色LED 100还包括罩于荧光胶层14上的透镜层15。设置透镜层15，
不仅可以起到良好的调光作用，而且可以起到保护作用，以更好的保证荧光胶层14，进而保
护蓝光芯片13。
不仅可以起到良好的调光作用，而且可以起到保护作用，以更好的保证荧光胶层14，进而保
护蓝光芯片13。
[0040] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，透镜层15通过无机焊料无缝焊接于基板11上。以便将透镜层15牢固地安装在基板
11上，并对基板11进行封装，更好的起到防潮作用。
11上，并对基板11进行封装，更好的起到防潮作用。
[0041] 进一步地，透镜层15可以采用聚甲基丙烯酸甲酯制作，以方便加工制作，便于安装与使用。当然，一些实施例中，透镜层15也可以使用玻璃或其它材料制作。
[0042] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，透镜层15中内部填充有惰性气体，以通过惰性气体进行保护，以更好的防止荧光胶
层14氧化变色，并更好的保证荧光胶层14中荧光粉，并更好的起到防潮，防止蓝光芯片13及
荧光胶层14脱落，提高质量与寿命。同时还可以起到保护隔水层12的作用。
层14氧化变色，并更好的保证荧光胶层14中荧光粉，并更好的起到防潮，防止蓝光芯片13及
荧光胶层14脱落，提高质量与寿命。同时还可以起到保护隔水层12的作用。
[0043] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，蓝光芯片13安装在碗杯110中，透镜层15半平板状，透镜层15盖于碗杯110上，以保
证蓝光芯片13与碗杯110中荧光胶层14。当然，其它一些实施例中，透镜层15也可以设置呈
球壳状等结构，以方便调光。
证蓝光芯片13与碗杯110中荧光胶层14。当然，其它一些实施例中，透镜层15也可以设置呈
球壳状等结构，以方便调光。
[0044] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，蓝光芯片13发出光线波长位于440-460nm之间，以更好的激发荧光胶层14中荧光粉
发出红光，并使发出的光线的波长范围较宽，且靠近660nm，以促进植物生长。
发出红光，并使发出的光线的波长范围较宽，且靠近660nm，以促进植物生长。
[0045] 进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的植物照明用单色LED 100的一种具体实施方式，蓝光芯片13通过金线131与基板11电性相连。以方便安装蓝光芯片13。
[0046] 进一步地，各金线131整体呈斜“S”形状，以方便弯曲设置金线131，并保证金线131与基板11连接处具有较大的松弛量，在荧光胶脱离基板11时，减小对金线131的拉扯，有效
提升植物照明用单色LED 100的可靠性。
提升植物照明用单色LED 100的可靠性。
[0047] 实施例二：
[0048] 请参阅图2，本实施例的植物照明用单色LED 100与实施例一的植物照明用单色LED的区别为：
[0049] 本实施例中，透镜层15球面状，以更好的进行调光，以增大该植物照明用单色LED 100的出光角度，方便植物照明使用。当然，其它一些实施例中，还可以根据需要将透镜层15
设置呈其它形状。
设置呈其它形状。
[0050] 本实施例的植物照明用单色LED 100的其它结构与实施例一的植物照明用单色LED的其它结构相同，在此不再赘述。
[0051] 本发明实施例还公开了一种植物照明灯；请一并参阅图1和图2，该植物照明灯包括如上所述的植物照明用单色LED 100。该植物照明灯使用了上述植物照明用单色LED
100，可以更好的对植物进行单色补光，良好促进植物生长。
100，可以更好的对植物进行单色补光，良好促进植物生长。
[0052] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。