发光装置以及具备发光装置的光照射装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种发光装置以及具备发光装置的光照射装置。发光装置(1)具备：表面安装型发光部(10a)、配置于该表面安装型发光部的光射出侧的透镜部(30)、以及对透镜部(30)的周围进行固定的框体部(40)，表面安装型发光部(10a)中，含有红色荧光体(17b)的树脂层(17)覆盖有至少1个蓝色LED芯片(14a)，因此发出与短波段和长波段的各峰值波长分别对应的光。
【专利说明】发光装置以及具备发光装置的光照射装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备在布线基板的表面安装的表面安装型发光部的发光装置、以及具备该发光装置的光照射装置。
【背景技术】
[0002]近年，基于人工光源的植物培育被积极研究。特别是，利用了基于单色性优异且可实现节能、长寿命以及小型化的发光装置(例如发光二极管:LED)的照明的栽培方法受到关注。
[0003]作为可在进行生物的栽培或培养等培育的工厂等中使用的现有的发光装置的一例，例如在下述专利文献I中公开了植物伸长装置。
[0004]专利文献I中公开的植物伸长装置100如图10所示，具备:射出用于植物伸长的光的光射出部110 ;向该光射出部110供给电力而使其能够变更所射出的光的光谱的电力供给部120 ;判别作为培育对象的植物101的种类的判别部131 ;以及根据由该判别部131判别出的植物101的种类来控制上述电力供给部120，从而设定光的光谱的培育光设定部132。
[0005]另外，如图11所示，上述光射出部110具备平板状的基板111，在基板111的一个面上铺设了多个发出不同光谱光的多种LED112。从LED112射出的光如图10所示照射到植物101。LED112的形态例如是炮弹型。
[0006]另外，在下述专利文献2中公开了植物栽培用LED光源以及单个LED光源装配型植物培养容器。具体而言，如图12所示，将红色LED210和蓝色LED220配置在I片印刷基板(IOcmX 10cm，厚度为1.6mm)上，并将其如图示那样安装在培养容器的盖200 (IIcmX 11cm，高度为17mm)上，将盖200本身作为光源。另外，容器整体如图13所示，由塑料框架240和具有通气性且透明的树脂薄膜230构成，内部收纳有石棉培养基250。盖200通过固定杆260而装配在塑料框架240上。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本公开专利公报“特开2004— 344114号公报(2004年12月9日公开)，，
[0010]专利文献2:日本公开专利公报“特开平9一252651号公报(1997年9月30日公开)，，
[0011]专利文献3:日本公开专利公报“特开2011— 80248号公报(2011年4月21日公开)，，
【发明内容】
[0012](发明所要解决的课题)
[0013]但是，在专利文献I以及2所记载的构成中，为了实现适合生物的栽培或培养等培育的光源，需要将蓝色LED和红色LED在基板上进行二维配置，存在光源的面积变大的课题。
[0014]另外，在基板上二维配置的蓝色LED和红色LED相互的距离远离，因此混色并不好。即，在被照射体中会产生色斑(将蓝色光与红色光合成后的光的强度不均)。由此，例如，会产生光合成光量子束之比不成为期望的比的问题。
[0015]本发明鉴于上述问题点而实现，其目的在于提供一种在不增大设置面积的情况下蓝色光以及红色光的混色良好的发光装置、以及具备发光装置的光照射装置。
[0016](用于解决课题的手段)
[0017]本发明的发光装置为了解决上述课题，其特征在于，具备:表面安装型发光部，其安装于布线基板的表面；透镜部，其配置在上述表面安装型发光部的光射出侧；以及框体部，其对上述透镜部的周围进行固定，上述表面安装型发光部具备:至少I个第一 LED芯片，其发出由生长需要光的生物所吸收的光的多个峰值波长当中相对短波段的第一峰值波长所对应的第一光；以及含有荧光体的密封树脂，其对上述第一 LED芯片进行覆盖，上述含有荧光体的密封树脂所含有的荧光体通过吸收上述第一 LED芯片所射出的第一光，来发出上述多个峰值波长当中相对长波段的峰值波长所对应的第三光。
[0018]根据上述构成，本发明的发光装置包括表面安装型发光部、配置在上述表面安装型发光部的光射出侧的透镜部、以及对上述透镜部的周围进行固定的框体部。进而，上述表面安装型发光部包括至少I个LED芯片和分散有对该LED芯片进行覆盖的荧光体的含有荧光体的密封树脂。并且，在该构成中，由该LED芯片发出短波段(例如蓝色段)的第一峰值波长所对应的第一光。而且，荧光体通过上述LED芯片所射出的第一光，来发出长波段(例如红色段)的峰值波长所对应的第三光。进而，能够由上述透镜使上述第一光以及第三光聚光后输出，以提高透镜正面的光度。
[0019]其结果，可以不使用独立的蓝色LED芯片和独立的红色LED芯片这两种LED芯片。能够通过一种LED芯片来射出与植物成长所需的短波段的第一峰值波长和长波段的峰值波长对应的光(第一光以及第三光)。因此，能够起到以下的效果。
[0020](I)由于仅使用一种LED芯片，因此与现有使用了两种LED芯片时相比能够减小表面安装型发光部的面积。
[0021](2)由于荧光体分散在含有荧光体的密封树脂中且覆盖第一 LED芯片，因此与现有相比第一光以及第三光的混色良好。其结果，能够有效抑制现有由于各种LED芯片的相互的距离远离而在被照射体处产生色斑(将第一光以及第三光合成后的光的强度不均)这一情况。例如，能够容易地解决光合成光量子束之比未成为所求出的比这一问题。
[0022](3)能够使荧光体以规定的配比分散在树脂中，能够根据该配比使短波段和长波段的光量变化。
[0023]另外，本发明所涉及的发光装置具备透镜，能够通过上述透镜使上述第一光以及第三光聚光后输出。其结果，能够提高透镜表面的光度，从而能够解决现有的发光装置中正面的光度不充分的问题。
[0024]因此，能够提供在不增大设定面积的情况下以简单的构成实现蓝色光以及红色光的混色良好的发光装置以及具备发光装置的光照射装置。
[0025](发明效果)[0026]本发明的发光装置如上所述，具备:表面安装型发光部，其安装于布线基板的表面；透镜部，其配置在上述表面安装型发光部的光射出侧；以及框体部，其对上述透镜部的周围进行固定，上述表面安装型发光部具备:至少I个第一 LED芯片，其发出基于植物的光合成而吸收的光的多个峰值波长当中短波段的第一峰值波长所对应的第一光；以及含有荧光体的密封树脂，其对上述第一 LED芯片进行覆盖，上述含有荧光体的密封树脂所含有的荧光体通过吸收上述第一 LED芯片所射出的第一光，来发出上述多个峰值波长当中长波段的峰值波长所对应的第三光。
[0027]本发明的光照射装置如上所述，具备上述记载的发光装置来作为包括栽培或培养在内的生物培育用的光源。
[0028]因此，具有能够提供在不增大设置面积的情况下以简单的构成实现蓝色光以及红色光的混色良好的发光装置以及具备发光装置的光照射装置的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是表示实施方式I所涉及的发光装置的构成的说明图，(a)是表示要部构成的主视图，(b)是从(a)的箭头符号B方向观察的侧视图，(C)是从(a)的箭头符号C方向观察的侧视图。
[0030]图2是表示实施方式I所涉及的表面安装型发光部的构成的说明图，(a)是表示要部构成的俯视图，(b)是表示要部构成的透视侧视图。
[0031]图3是表示上述表面安装型发光部的发光光谱的曲线图，(a)表示将配比设为树脂:红色荧光体=I: 0.05时的发光光谱，(b)表示将配比设为树脂:红色荧光体=I: 0.10时的发光光谱。
[0032]图4是表示上述表面安装型发光部的发光光谱的曲线图，(a)表示将配比设为树脂:红色荧光体=I: 0.15时的发光光谱，(b)表示将配比设为树脂:红色荧光体=I: 0.20时的发光光谱。
[0033]图5是表示叶绿素的光吸收特性和实施方式I所涉及的表面安装型发光部的发光光谱的图。
[0034]图6是将在布线基板上安装了实施方式I所涉及的表面安装型发光部后的状态的一例进行部分放大表示的部分放大剖视图。
[0035]图7是表示变形例所涉及的表面安装型发光部的一例的俯视图。
[0036]图8是表示实施方式2所涉及的发光装置的概要的主视图。
[0037]图9是实施方式2所涉及的表面安装型发光部的俯视图。
[0038]图10是表示现有的植物伸长装置的示意构成图。
[0039]图11是表示上述植物伸长装置中的光照射部的俯视图。
[0040]图12是表示现有的植物栽培用LED光源的俯视图。
[0041]图13是表示装配有上述植物栽培用LED光源的培养容器的立体图。
[0042]图14是表示现有的可动百叶窗装置的构成的说明图，(a)是从室外侧观察的主视图，(b)是(a)的X— X线剖视图，(C)是(a)的Y— Y线剖视图，(d)是(a)的由箭头符号Z表示的部分的放大详细图。【具体实施方式】
[0043](实施方式I)
[0044]基于图1?3，对本发明的一实施方式进行如下说明。
[0045](发光装置)
[0046]基于图1说明本实施方式的发光装置I的构成。图1是表示本实施方式所涉及的发光装置I的构成的说明图。图1的(a)是表示本实施方式所涉及的发光装置I的要部构成的主视图。另外，图1的(b)是图1的(a)的从箭头符号B方向观察的侧视图。另外，图1的(C)是图1的(a)的箭头符号C方向观察的侧视图。
[0047]本实施方式所涉及的发光装置I具有一般的表面安装型的发光装置的形状(例如四角形等)。发光装置I如图所示，具备表面安装型发光部10a、布线基板20、透镜部30、框体部40、箱体50和竖壁部(檐部)60。
[0048]在布线基板20上，以矩阵状配置安装有多个表面安装型发光部10a。
[0049]透镜部30配置在各表面安装型发光部IOa的光射出侧(正面侧)(S卩，与各表面安装型发光部IOa对置)。光进入透镜部30，在表面安装型发光部IOa的正面方向上聚光并从透镜部30照射。因此，发光装置I具有使从表面安装型发光部IOa发出的光聚光从而能够提高透镜部30d的正面处的光度的效果。因此，发光装置I能够清楚地区分点亮、非点亮来进行照射。
[0050]框体部40与多个表面安装型发光部IOa对应而具有格子状的形状，配置成将透镜部30的周围包围来进行固定。另外，按框体部40的每个区块而设置有透镜部30。
[0051]此外，透镜部30和框体部40也可一体地构成为透镜模块。由此，能够使连接构造简化，从而能够提高连接(安装)或维护用的更换的作业性、可靠性。
[0052]在此，作为透镜部30和框体部40 —体地构成的方式并不特别限定，只要构成为透镜模块即可。例如，可以将透镜部30和框体部40通过同一树脂材料的一体成型来形成，也可在框体部40的各区块中分别嵌入透镜部30。
[0053]箱体50处安装有布线基板20。
[0054]竖壁部60是相对于上述框体部40在光射出侧竖起的薄板状的构造体。另外，竖壁部60在多个表面安装型发光部IOa之中沿列方向相邻的各表面安装型发光部IOa之间相对于框体部40配置在光射出侧(透镜部30的正面侧)，并且在与上述列方向交叉的行方向上被连续设置。另外，竖壁部60被配置成可在相对于布线基板20的表面垂直的状态和倾斜的状态之间转动(参照图14，详细情形后述)。因此，例如，能够与植物的立体成长相应地调整所照射的光的角度。由此，在植物成长的各阶段均可期待提高光的照射强度的效果。另外，即使在以将培育对象的多个生物在水平面上排列多个的状态来照射光的情况下，也能根据生物的配置的布局来适当调整光的照射角度。此外，关于竖壁部60的角度的调整方式并不特别限定，也可基于生物的成长特征而手动进行调整。另外，优选以几天左右为单位来变更角度。
[0055]进而，箱体50也可具备使得易于向设置发光装置I的电子设备安装的卡合部(未图示)。
[0056]此外，关于表面安装型发光部IOa的详细情况后述。
[0057]如图1的(a)所示，在本实施方式中，表面安装型发光部IOa配置成纵向16个(16行)且横向16个(16列)的点阵状，总计256个表面安装型发光部IOa被安装在布线基板20上。另外，竖壁部60设置于排列在第I行的表面安装型发光部IOa的外侧的端部，并且在各行间分别配置I个。因此，竖壁部60整体上与16行对应地被配置了 16个。
[0058]此外，在本发明中，表面安装型发光部IOa的个数未必是多个，也可以是I个，另夕卜，在多个的情况下也不限于256个。进而，关于在多个的情况下的排列方式不限于点阵状，可根据所应用的发光装置的照射规格而设为任意的图案。
[0059](表面安装型发光部)
[0060]下面，基于图2来说明发光装置I所具备的本实施方式的表面安装型发光部10a。
[0061]图2是表示本实施方式所涉及的表面安装型发光部IOa的构成的说明图，(a)是表示要部构成的俯视图，(b)是表示要部构成的透视侧视图。
[0062]表面安装型发光部IOa如图所示，具备:作为表面安装用的外部端子的阴极电极连接片Ila ;作为表面安装用的外部端子的阳极电极连接片Ilb ；(与表面安装型发光部IOa的形状及后述的凹部13的开口形状相应地)形成为适当的形状的封装部16 ;形成于封装部16的凹部13 ;搭载于凹部13且由含有红色荧光体17b (荧光体)的硅酮的树脂17a构成的树脂层17 (含有荧光体的密封树脂)；以及发出相同光谱的蓝色光的多个(例如3个)蓝色LED芯片14a(第一 LED芯片)。所述树脂层17填充在凹部13的内侧，覆盖所述多个蓝色LED芯片14a的上侧。
[0063]蓝色LED芯片14a产生基于植物的光合成而吸收的光的多个峰值波长当中短波段400nm?480nm的峰值波长(第一峰值波长)所对应的第一光。该第一光对应于叶绿素的蓝色段吸收峰值。另一方面，红色荧光体17b吸收蓝色LED芯片14a所射出的光，产生多个峰值波长当中长波段620nm?700nm的峰值波长(发光峰值)所对应的第三光。该第三光对应于叶绿素的红色段吸收峰值。
[0064]因此，通过表面安装型发光部10a，能够实现可对应于叶绿素的吸收峰值的发光装置。
[0065]其结果，可以不使用独立的蓝色LED芯片和独立的红色LED芯片这两种LED芯片。能够通过一种LED芯片来射出与植物成长所需的短波段的第一峰值波长和长波段的峰值波长对应的光(第一光以及第三光)。因此，能够起到以下的效果。
[0066](I)由于仅使用一种LED芯片，因此与现有使用了两种LED芯片时相比能够减小表面安装型发光部的面积。
[0067](2)由于突光体分散在含有突光体的密封树脂中且覆盖第一 LED芯片，因此与现有相比第一光以及第三光的混色良好。其结果，能够有效抑制现有由于各种LED芯片的相互的距离远离而在被照射体处产生色斑(将第一光以及第三光合成后的光的强度不均)这一情况。例如，能够容易地解决光合成光量子束之比未成为所求出的比这一问题。
[0068](3)能够使荧光体以规定的配比分散在树脂中，能够根据该配比使短波段和长波段的光量变化。
[0069]此外，蓝色LED芯片14a可以不仅产生与蓝色段吸收峰值对应的400nm?480nm的范围的峰值波长所对应的第一光，还达到包含紫外色在内的蓝色紫外色区域为止进行输出。
[0070]另外，在前述的说明中，表面安装型发光部IOa中搭载了 3蓝色LED芯片14a，但并不限定于此，至少搭载I个蓝色LED芯片14a即可。
[0071]进而，在表面安装型发光部IOa中，优选作为射出包括上述第一光以及第三光在内的光的开口部的凹部13的开口形状如图所示具有略微纵长(具有短边以及长边的长方形)的形状。通过设为纵长的形状，与将凹部13的开口形状设为正方形或圆形那样的各向同性高的形状时相比，具有与长边平行的方向的光量增加、且与长边平行的方向的光的混色也变得良好的效果。另外，还能够提高光取出效率。
[0072]由此，例如，在按照与长边平行的方向成为与铅直方向平行的方式设置了发光装置I的情况下，能够对照射光的植物的上下照射光量多且混色良好的光，因此有利于植物的成长。
[0073](蓝色段与红色段的光量比例的调整)
[0074]基于图3以及图4，说明本实施方式的表面安装型发光部IOa中的蓝色段和红色段的光量比例的调整。
[0075]图3是表示表面安装型发光部IOa的发光光谱的曲线图，(a)表示将配比设为树脂:红色荧光体=I: 0.05时的发光光谱，(b)表示将配比设为树脂:红色荧光体=I: 0.10时的发光光谱。
[0076]图4是表示表面安装型发光部IOa的发光光谱的曲线图，(a)表示将配比设为树脂:红色荧光体=I: 0.15时的发光光谱，(b)表示将配比设为树脂:红色荧光体=I: 0.20时的发光光谱。
[0077]此外，各曲线图的纵轴表示了发光强度的相对比率。
[0078]如前述图2所示，在本实施方式的表面安装型发光部IOa中，树脂层17由在作为树脂的硅酮树脂所构成的树脂17a中含有红色荧光体17b的材料构成。因此，通过改变红色荧光体17b相对于该树脂17a的比例，能够成为射出彼此不同的波长的光的材料。
[0079]例如，作为红色荧光体17b，使用CaAlSiN3: Eu。如前所述，从蓝色LED芯片14a射出波长在400?480nm的范围内具有峰值波长的第一光。另外，通过调整红色荧光体17b的比例，射出在波长620?700nm的范围内具有峰值波长的第三光。此外，CaAlSiN3: Eu是以2价的铕(Eu)为激活材料的氮化物红色荧光体，是温度特性稳定且发光效率高的荧光体的一种。
[0080]具体而言，如图3的(a)所示，在将配比设为树脂17a:红色荧光体17b =I: 0.05的表面安装型发光部IOa的情况下，得到了在波长440nm处具有发光强度1.0的峰值波长和在波长640nm处具有发光强度0.3的峰值波长的发光光谱。
[0081]将配比设为树脂17a:红色荧光体17b = I: 0.10的表面安装型发光部IOa的情况下，如图3的(b)所示，得到了在波长440nm处具有发光强度1.0的峰值波长和在波长640nm处具有发光强度0.8的峰值波长的发光光谱。
[0082]另外，将配比设为树脂17a:红色荧光体17b = I: 0.15的表面安装型发光部IOa的情况下，如图4的(a)所示，得到了在波长440nm处具有发光强度0.56的峰值波长和在波长640nm处具有发光强度1.0的峰值波长的发光光谱。
[0083]并且，如图4的(b)所示，在将配比设为树脂17a:红色荧光体17b = I: 0.20的表面安装型发光部IOa的情况下，得到了在波长440nm处具有发光强度0.4的峰值波长和在波长640nm处具有发光强度1.0的峰值波长的发光光谱。[0084]表面安装型发光部IOa在将配比设为树脂17a:红色荧光体17b = I: 0.05的情况下，发光光谱与叶绿素的蓝色段吸收峰值对应，因此优选用于发芽/育苗。但并不限定于此，例如，也可采用将树脂17a与红色荧光体17b的配比设为1: 0.10?1: 0.15的表面安装型发光部10a。
[0085]另外，表面安装型发光部IOa在将配比设为树脂17a:红色荧光体17b = I: 0.20的情况下，发光光谱与叶绿素的红色段吸收峰值对应，因此优选用于栽培。但并不限定于此，例如，也可采用将树脂17a与红色荧光体17b的配比设为1: 0.40的表面安装型发光部 10a。
[0086]通过这样变更树脂17a与红色荧光体17b的配比，能够容易地调整蓝色段与红色段的光量比例。
[0087](植物的成长中所需的光的波长)
[0088]下面，基于图5来说明植物的成长中照射怎样的波长的光为好。图5是表示叶绿素的光吸收特性和本实施方式的表面安装型发光部IOa的发光光谱的图。
[0089]首先，在植物的光合成中起到中心作用的叶绿素(chlorophyll)并不是均匀地对光进行吸收，如图5所示，在红色660nm附近和蓝色450nm附近表现出明显的吸收峰值。与此相关，光合成的波长特性在660nm附近具有第一峰值，并且在450nm附近具有第二峰值。
[0090]针对于此可知，在本实施方式的表面安装型发光部IOa中，如图5所示，在叶绿素的蓝色段吸收带适合采用本实施方式的将配比设为树脂17a:红色荧光体17b = I: 0.05的表面安装型发光部10a(参照图3的(a))。进而，在叶绿素的红色段吸收带适合采用本实施方的将配比设为树脂17a:红色荧光体17b = I: 0.20的表面安装型发光部IOa(参照图4的(b))。此外，上述示例只是一个例子。作为其他的应用例，例如，如图3以及图4所示可知，对于叶绿素的蓝色段吸收带，除了图3的(a)所示的表面安装型发光部IOa之外，还适合采用图3的(b)所示的表面安装型发光部IOa(配比为树脂17a:红色荧光体17b=I: 0.10)。另外可知，对于叶绿素的红色段吸收带，除了图4的(b)所示的表面安装型发光部IOa之外，还适合采用图3的(b)以及图4的(a)所示的表面安装型发光部IOa(配比为树脂17a:红色荧光体17b = I: 0.10?0.15)。
[0091]如此可知，在本实施方式的表面安装型发光部IOa中，仅通过改变树脂17a与红色荧光体17b的配比就能容易地符合叶绿素的光吸收特性。
[0092]另外，在光领域，作为光量的单位而使用例如光量子束密度。在此，光量子束密度是指在太阳光照射某物质的情况下用I秒钟内照射的光子的数量除以该物质的受光面积而得到的值。但，在称为光量子束密度时，由于对光子的数量进行计数，因此即使照射来红外光或紫外光的某一种也将I个光子记为I个。
[0093]另一方面，仅在色素可吸收的光子到来时才引起光化学反应。例如，在植物的情况下，不会被叶绿素吸收的光无论来多少也如同其不存在。
[0094]因此，在光合成的领域，定义了仅在叶绿素可吸收的400nm?700nm的波长区域内
的光合成有效光量子束密度或光合成光量子束。
[0095]此外，光合成光量子束是指在光合成有效光量子束密度(PPFD=Photosyntheticphoton flux density)上乘以光照射面积而得到的结果。该值不是仅由叶绿素的红色段以及蓝色段的吸收峰值波长的能量所表现的值，而是为了求取植物的成长所需的光强度，将红色段以及蓝色段的各吸收光谱所对应的能量(即光合成所需的能量)以光量子的量来表现的值。另外，光合成光量子束可根据来自表面安装型发光部IOa的光谱特性和各波长的I个光量子的能量来求取。
[0096]因此，若利用光合成光量子束来表现表面安装型发光部10a，则关于图3的(a)所示的表面安装型发光部10a，光合成光量子束在波长400nm?480nm的蓝色段为I μ mol/s,在波长620nm?700nm的红色段为1.3 μ mol/s。此外，该值是根据波长400nm?480nm以及波长620nm?700nm的发光光谱的曲线图的面积求取的值。并且，若将此用比率来表示，则波长400nm?480nm的蓝色段的光合成光量子束与波长620nm?700nm的红色段的光合成光量子束之比为1: 1.3。
[0097]另外，关于图4的(b)所不的表面安装型发光部IOa,光合成光量子束在波长400nm?480nm的蓝色段为0.2 μ mol/s,在波长620nm?700nm的红色段为2.0 μ mol/
S。并且，若将此用比率来表示，则波长400nm?480nm的蓝色段的光合成光量子束与波长620nm?700nm的红色段的光合成光量子束之比为1: 10。该情况下，表面安装型发光部IOa产生红色多的光，适合促进藻类的生长。
[0098]此外，关于图3的(b)所示的表面安装型发光部10a，波长400nm?480nm的蓝色段的光合成光量子束与波长620nm?700nm的红色段的光合成光量子束之比为1: 3.5。另外，关于图4的(a)所示的表面安装型发光部IOa,波长400nm?480nm的蓝色段的光合成光量子束与波长620nm?700nm的红色段的光合成光量子束之比为1: 7.5。
[0099]因此，在本实施方式中，波长400nm?480nm的蓝色段的光合成光量子束与波长620nm?700nm的红色段的光合成光量子束之比为1: 1.3?1: 10。其结果，能够成为适合植物的发芽/育苗以及栽培的表面安装型发光部10a。
[0100](安装例)
[0101]下面，基于图6来说明将表面安装型发光部IOa安装到布线基板20上的一例。
[0102]图6是将在布线基板20上安装了表面安装型发光部IOa后的状态的一例进行部分放大表示的部分放大剖视图。
[0103](1.表面安装型发光部IOa)
[0104]表面安装型发光部IOa如图2所示，具有作为表面安装用的外部端子的阴极电极连接片Ila以及阳极电极连接片11b，因此直接载置并安装(连接)在布线基板20的表面。因此，能够简化连接构造，从而能够提高连接(安装)的作业性、可靠性。
[0105]另外，由于表面安装型发光部IOa为表面安装型，因此布线基板20中的表面安装型发光部IOa的高度成为表面安装型发光部IOa的封装部16 (参照图2的(b))的高度。因此，能够实现薄型化。
[0106]作为一例，表面安装型发光部IOa的高度例如设为1.4mm。因此，将表面安装型发光部IOa搭载到布线基板20时从基板表面起的高度可设为1.4mm。即，通过采用表面安装型发光部10a，能够使发光装置I薄型化。
[0107]另外，表面安装型发光部IOa的重量例如为0.025g(克)。即，通过采用表面安装型发光部10a，能够使发光装置I轻量化。
[0108]另外，如后述的表I所示，表面安装型发光部IOa具有成本优势，因此能够使发光装置I低价格化。因此，在采用发光装置I作为发光装置的情况下，能够降低与发光装置有关的设置费。
[0109]此外，在图6中，布线基板20并未按各表面安装型发光部IOa而分离，而是在发光装置I的整体范围内连续的一体物。
[0110](2.布线基板2O)
[0111]布线基板20的平面形状例如是160mmX 160mm的矩形。另外，布线基板20的厚度例如是1mm。另外，配置成16行X 16列的点阵状的表面安装型发光部10a，列方向的配置间距为10_，行方向的配置间距为10_。
[0112]布线基板20具有用于排列并固定(连接)表面安装型发光部IOa的布线图案(未图示)。即，表面安装型发光部IOa的作为外部端子的阴极电极连接片Ila以及阳极电极连接片Ilb通过焊料等导电性部件而与布线基板20(布线图案)电连接以及机械连接。另夕卜，经由布线图案而向表面安装型发光部IOa供给电力的驱动电路(未图示)安装于照射面的相反侧的背面20c。
[0113]另外，为了将在发光装置I的整体范围内连续的格子形状的框体部40固定到布线基板20上，可使用螺钉80。此外，为了更可靠且稳定地进行固定，可以如图6所示，在利用了螺钉80的固定方法的基础上，将嵌入部90嵌入到布线基板20中。
[0114]布线基板20优选采用机械强度高且热变形少的基板。具体而言适合利用使用了绝缘性合成树脂、陶瓷、玻璃、铝合金等的印刷基板，即，适合利用刚性基板。
[0115](3.透镜部 30)
[0116]另外，本实施方式所涉及的透镜部30具备:具有作为凸透镜的聚光特性的曲面部(具有曲面的部件)30a ;和从曲面部30a延长到框体部40并对曲面部30a进行保持的保持部30b。在图6所示的例子中，保持部30b在曲面部30a的周围突出地形成，并且按框体部40的每个区块嵌入到形成为矩形的环状的槽部中。
[0117]透镜部30的透镜材质例如为聚碳酸酯(Polycarbonate)树脂。此外,并不限定于此，作为透镜材质，能够使用丙烯酸树脂等可进行成形加工的树脂材料。另外，如前所述，可将透镜部30和框体部40通过相同树脂材料的成型而形成为一体物。
[0118]关于聚碳酸酯，优选应用抗老化特性类型的聚碳酸酯。
[0119](4.竖壁部 60)
[0120]与各表面安装型发光部IOa(更具体而言是与各表面安装型发光部10a、透镜部
30、框体部40)对应地配置竖壁部60。竖壁部60与框体部40的行方向对应地被配置。SP，竖壁部60如图1所示，与发光装置I所具备的表面安装型发光部IOa的16行对应地配置了 16 个。
[0121]此外，不限于使竖壁部60与行方向对应地配置，也可与列方向对应地配置。任一种形态都能提高发光装置I的正面方向的照度。但如后述那样将竖壁部60构成为可转动的情况下，能够提高竖壁部60的前端所朝向的方向的照度。因此，若使竖壁部60与行方向对应地配置，则例如能够根据部位而改变植物的高度方向(上下方向)的照度。另一方面，若使竖壁部60与列方向对应地配置，则例如能够根据部位而改变植物的宽度方向(左右方向)的照度。
[0122]关于竖壁部60，为了提高照射效率，优选进行用于提高反射率的表面处理，例如利用白色系等进行着色，也可应用白色聚碳酸酯树脂。[0123]另外，如图6所示，竖壁部60的高度h设为10mm。因此，发光装置I能够对大范围进行照射。
[0124]竖壁部60设有以嵌入框体部40的方式突出的突起部60a，突起部60a以可转动的方式固定在框体部40上。
[0125]此外，作为使竖壁部60可转动的构成，可利用与一般的百叶窗同样的构成。例如，可将前述专利文献3所记载的可动百叶窗装置应用到竖壁部60中。以下，基于图14，对所述专利文献3所记载的可动百叶窗装置简单地进行说明。
[0126]如图14所示，专利文献3所记载的可动百叶窗装置在左右的竖框301、301之间将百叶窗板302配置成多段状。将该百叶窗板302的两端部通过支轴303而以可旋转的方式安装在两竖框301、301上。另外，使粘接固定在各百叶窗板302的一端面上的臂板304从百叶窗板302的宽度方向一端部突出所需长度。使其突出端部与百叶窗板连动杆305枢轴连结。在百叶窗板连动杆305的下端侧所需位置上，枢轴粘接着由把手部306ο向室内侧延伸出的百叶窗板旋转操作用手柄306。进而，将手柄306的前端部在比百叶窗板302的支轴303更靠近室外侧的位置处枢轴粘接到竖框301上。
[0127]通过使手柄306以前端枢轴粘接部307为中心在上下方向上转动，从而能够使百叶窗板302 —齐旋转。此外，在手柄306与竖框301之间，设有将手柄306固定在转动了所需角度后的位置的锁定单元。
[0128](变形例)
[0129]此外，本实施方式中记载的发光装置I所具备的表面安装型发光部并不限于前述表面安装型发光部10a，例如可替换为图7中记载的表面安装型发光部10b。
[0130]在本变形例中，除了将表面安装型发光部IOa替换成表面安装型发光部IOb以外均与实施方式I相同。此外，本变形例中进行说明的以外的构成与所述实施方式I相同。另夕卜，为了便于说明，对于与前述实施方式I的附图中所示的部件具有相同功能的部件，标注相同符号并省略其说明。
[0131](表面安装型发光部)
[0132]前述实施方式I中说明的表面安装型发光部10a，为了与叶绿素的蓝色段吸收峰值对应而具备在短波段400nm?480nm的范围内具有峰值波长的至少I个蓝色LED芯片14a。
[0133]相对于此，在本变形例的表面安装型发光部IOb中，在被植物的光合成吸收的光的多个峰值波长当中，在短波段利用了具有彼此不同的峰值波长的至少两种蓝色LED芯片。即，蓝色LED芯片14a为了与叶绿素b的蓝色段吸收峰值对应，产生在短波段400nm?480nm的范围内具有峰值波长(第一峰值波长)的第一光。叶绿素a用蓝色LED芯片14b为了与叶绿素a的蓝色段吸收峰值对应，产生在短波段400?450nm的范围内具有峰值波长(第二峰值波长)的第二光。
[0134]下面，基于图7来说明表面安装型发光部IOb的一例。
[0135]图7是表示表面安装型发光部IOb的一例的俯视图。如图7所示,表面安装型发光部IOb具备:作为表面安装用的外部端子的阴极电极连接片Ila以及阳极电极连接片Ilb ；(与表面安装型发光部IOb的形状以及凹部13的开口形状相应地)形成为适当的形状的封装部16 ;形成于封装部16的凹部13 ;搭载于凹部13并且含有红色荧光体17b的硅酮树脂17a所构成的树脂层17 (含有荧光体的密封树脂)；两个蓝色LED芯片14a ；以及I个蓝色LED芯片14b。所述树脂层17被填充于凹部13的内侧，对前述3个蓝色LED芯片14a以及14b的上侧进行覆盖。
[0136]另外，红色荧光体17b对蓝色LED芯片14a以及蓝色LED芯片14b的光进行吸收，产生多个峰值波长当中长波段620nm?700nm的峰值波长所对应的第三光。该第三光对应于叶绿素b以及叶绿素a的红色段吸收峰值。
[0137]此外，在前述说明中，表面安装型发光部IOb搭载了 2个蓝色LED芯片14a和I个蓝色LED芯片14b。但是并不限定于此，只要如上述那样搭载至少I个蓝色LED芯片14a和I个的蓝色LED芯片14b即可。
[0138]下面，对前述叶绿素a以及叶绿素b进行说明。
[0139]植物具有叶绿素a和叶绿素b。具体而言,在叶绿素的蓝色段中有叶绿素a和叶绿素b,在红色段中也有叶绿素a和叶绿素b。
[0140]在此，如图5所示，叶绿素a和叶绿素b在蓝色段中的光吸收特性分别不同。具体而言，叶绿素a在400?450nm中具有在420nm附近为最大的吸收峰值，叶绿素b在400?480nm中具有在460nm附近为最大的吸收峰值。由于蓝色LED的波长谱尖锐，因此一种蓝色LED无法覆盖蓝色吸收段。所以，优选形成与蓝色段的叶绿素a和叶绿素b对应的两种蓝色LED (作为发出第一光以及第二光的LED)。
[0141]另外，叶绿素a以及叶绿素b在红色段的620?700nm具有相互不同的吸收峰值。此外，由于荧光体的光谱宽，因此能够覆盖红色吸收段。
[0142]根据以上记载可知，通过表面安装型发光元件IOb能够实现更适合于叶绿素的吸收峰值的发光装置。
[0143](实施方式2)
[0144]基于图8以及图9对本发明的另一实施方式说明如下。此外，本实施方式中进行说明的以外的构成与前述实施方式I相同。另外为了便于说明，对于与前述实施方式I的附图所示的部件具有相同功能的部件，标注相同符号并省略其说明。
[0145](发光装置)
[0146]图8是表示本发明的实施方式2所涉及的发光装置I’的概要的主视图。
[0147]如图所示，在本实施方式所涉及的发光装置I’中，按照对二维配置的多个表面安装型发光部IOa的一部分进行替换的方式，表面安装型发光部IOc (详细情形参照图9)被分散配置。这一点以外的构成均与图1所示的发光装置I相同。
[0148](表面安装型发光部)
[0149]发光装置I’所具备的表面安装型发光部IOa的构成与实施方式I中说明的构成相同，因此省略其说明。在此，基于图9，仅对表面安装型发光部IOc的构成进行说明。
[0150]图9是本发明的实施方式2所涉及的发光装置I’中安装的表面安装型发光部IOc的俯视图。
[0151]表面安装型发光部IOc如图所示，具备:作为表面安装用的外部端子的阴极电极连接片Ila以及阳极电极连接片Ilb ;(与表面安装型发光部IOa以及IOb的形状以及凹部13的开口形状相应地)形成为适当的形状的封装部16 ;形成于封装部16的凹部13 ;搭载于凹部13且由硅酮树脂构成的密封树脂44 ;以及3个产生蓝色光的蓝色LED芯片14b。前述密封树脂44被填充于凹部13的内侧，对所述3个蓝色LED芯片14b的上侧进行覆盖。
[0152]蓝色LED芯片14b如已经说明的那样，产生多个峰值波长当中短波段400nm?450nm的峰值波长所对应的第二光。该第二光对应于叶绿素a的蓝色段吸收峰值。因此，蓝色段400nm?450nm的范围用的蓝色LED芯片14b作为本发明的叶绿素a用蓝色LED芯片发挥功能。
[0153]另外，蓝色段的吸收峰值(吸收效率)根据生物(植物等)而不同。在本实施方式中，通过使发出作为其插补的第二光的蓝色LED芯片14b独立，具有能够在蓝色段与叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值相应地容易地调整第二光的效果。
[0154]因此，通过表面安装型发光部IOa以及表面安装型发光部10c，能够实现可适当与叶绿素的吸收峰值对应的发光装置。
[0155]此外，在前述说明中，表面安装型发光部IOc搭载了 3个蓝色LED芯片14b，但并不限定于此，搭载至少I个蓝色LED芯片14b即可。
[0156](与现有技术的比较)
[0157]在专利文献I以及2所记载的光源的构成中，具有光源的正面的照度不充分的问题。
[0158]另外，专利文献I中记载的植物伸长装置对成为光照射对象的植物的种类进行判另IJ，根据判别出的植物的种类来设定射出的光的光谱。另外，公开了为了针对各种植物设定适当的光的光谱而具备多种LED。因此，LED的搭载数量增多，设置面积增大，成本变高。
[0159]专利文献2所记载的植物栽培用LED光源具备红色LED和蓝色LED。
[0160]并且，在专利文献2中，按照使蓝色LED的光量为红色LED的光量的50 %以下的比例的方式进行使用。通常，为了将蓝色LED光的光量设为红色LED光的光量的50%以下的比例，需要进行以下等措施。
[0161 ] (A)使红色LED进行高亮度发光(增加驱动电流)，或者
[0162](B)增加各LED中搭载的红色LED芯片数量，或者
[0163](C)增加红色LED的个数。
[0164]因此,具有以下课题。
[0165](I)在使用了多个蓝色LED和红色LED的单个元件的情况下，要满足规定的光量比例且同时在空间上实现没有色斑的均匀的混色光非常困难，难以获得植物栽培所需的混合色。
[0166]另外，现有的发光装置中存在发光装置的正面的光度不充分的课题。
[0167]S卩，在现有的发光装置中照射性不佳。
[0168](2)在前述(A)的情况下，蓝色/红色LED芯片间的劣化特性差被助长，在进行长期驱动时红色LED容易劣化。
[0169]另外，需要调整蓝色段与红色段的光量比例，但在通过调整蓝色LED或红色LED的个数来使得符合光量比例的情况下，若考虑长期驱动的情况则会因劣化特性的差异而产生光量比例的偏差。
[0170]S卩，在现有的发光装置中抗老化特性不佳。
[0171](3)在前述(B)或(C)的情况下，需要设置很多红色LED芯片或红色LED。但红色LED芯片成本高，并且由于温度特性不佳而发光效率会根据温度发生变化，温度越高效率越差。
[0172]进而，由于短波长的光的树脂透过率劣化，因此具备环氧树脂透镜的专利文献2所记载的植物栽培用LED光源相对于短波长的光(例如蓝色光)会劣化。
[0173]即，在现有的发光装置中可靠性不佳。
[0174]以下，说明本发明比现有技术优越的方面。首先，基于表1来说明前述各实施方式所涉及的表面安装型发光部10a、10b、10c、与将现有的红色炮弹型LED灯和蓝色炮弹型LED灯组合得到的结构(例如，LED112(参照图10以及图11)、LED210以及LED220(参照图12以及图13))的比较。
[0175][表 I]
[0176]
【权利要求】
1.一种发光装置，其特征在于，具备: 表面安装型发光部，其安装于布线基板的表面； 透镜部，其配置在上述表面安装型发光部的光射出侧；和 框体部，其对上述透镜部的周围进行固定， 上述表面安装型发光部具备: 至少I个第一 LED芯片，其发出由生长需要光的生物所吸收的光的多个峰值波长当中相对短波段的第一峰值波长所对应的第一光；和 含有荧光体的密封树脂，其对上述第一 LED芯片进行覆盖， 上述含有荧光体的密封树脂所含有的荧光体通过吸收上述第一 LED芯片所射出的第一光，来发出上述多个峰值波长当中相对长波段的峰值波长所对应的第三光。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于， 上述表面安装型发光部还具备:至少I个第二 LED芯片，其发出上述多个峰值波长当中上述短波段的第二峰值波长所对应的第二光，其中，上述第二峰值波长与上述第一峰值波长不同。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于， 上述透镜部和上述框体部被一体构成为透镜模块。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其特征在于， 包括上述表面安装型发光部在内的多个表面安装型发光部被配置成矩阵状， 上述框体部与上述多个表面安装型发光部对应而具备格子状的形状， 按格子状的上述框体部的每个区块设置有上述透镜部。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于， 在上述多个表面安装型发光部当中沿着列方向相邻的各表面安装型发光部之间,相对于上述框体部，在光射出侧竖起的竖壁部在与上述列方向交叉的行方向上被连续设置。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于， 上述竖壁部被构成为能够在相对于上述布线基板的表面垂直的状态和倾斜的状态之间转动。
7.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于， 上述第一峰值波长所对应的第一光的波长具有400nm以上且480nm以下的范围， 上述长波段的峰值波长所对应的第三光的波长具有620nm以上且700nm以下的范围。
8.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于， 上述第二峰值波长所对应的第二光的波长具有400nm以上且450nm以下的范围。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光装置，其特征在于， 在上述表面安装型发光部中，对包括上述第一光以及第三光在内的光进行射出的开口部呈具有短边以及长边的长方形的形状。
10.一种光照射装置，其特征在于， 具备权利要求1至9中任一项所述的发光装置来作为包括栽培或培养在内的生物培育用的光源。
【文档编号】A01G7/00GK103765617SQ201280043350
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月21日 优先权日:2011年9月16日
【发明者】幡俊雄, 尾崎信二, 植村丰德, 石崎真也, 松下仁士 申请人:夏普株式会社