[发明专利]发光二极管灯具及其应用于植物生长的用途及发光二极管单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管灯具及其应用于植物生长的用途，还涉及一种发光二极管单元。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种半导体元件，于最初发展时，常作为指示灯或用于显示板，然而，随着发光二极管的发展，及其效率高、节能及寿命长等优点，目前还作为各个领域的照明之用，举例而言，用于一般日常生活的照明设备或展场的展示照明等。而通过使用不同的发光二极管材料便可制造出不同波长的发光二极管，故发光二极管还被应用于医疗领域的光疗法，以及温室植物的特殊照明。

虽然目前仍是使用白炽灯作为温室植物照明用光源，但已有部分改用发光二极管作为照明用光源。这是由于不同材料所制成的发光二极管，可发出不同波长的光线，而植物进行光合作用会受到光谱的影响。例如光谱范围在280~315nm时，对植物形态与生理过程的影响极小，但此范围约为紫外光，对于植物生长环境的除虫、杀菌有其效果。光谱范围在315~400nm时，叶绿素吸收少，影响光周期效应，阻止茎伸长。光谱范围在400~520nm时，约为肉眼可视的蓝光，叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大。光谱范围在520~610nm时，约为绿光，此时色素的吸收率不高。光谱范围在610~720nm时，约为红光，叶绿素吸收率低，对光合作用与光周期效应(Photoperiodism effect)有显著影响。光谱范围在720~1,000nm时，吸收率低但能刺激细胞生长，间接影响开花与种子发芽。光谱范围大于1,000nm，转换成热能。前述光周期效应是指植物感受昼夜光照变化(通常是环境的明暗变化)或每日特定光照时间等因素，而对应触发例如开花等生理反应的自然现象。

由此可知，不同波长的光线对于植物进行光合作用的影响是不同的，而植物进行光合作用所需的是波长介于400~720nm的光线，其中尤以400~520nm的蓝光与610~720nm的红光对于光合作用具有最显著的影响。一般的白炽灯所发出的光线为连续光谱，无法分别加强400~520nm的蓝光与610~720nm红光的强度。

而目前现有的发光二极管作为植物照明是设计成全红光、全蓝光、或部分红/蓝光混合形式，以期满足不同植物生长所需不同波长光谱的吸收。然而，传统红蓝组合的发光二极管，主要是于单一灯管内设置多个红光发光二极管及蓝光发光二极管，以同时发出红色与蓝色的混光，但易有混光不均的情形发生，且蓝光及红光更易造成人眼观察时的不适，长期处于此环境对耕作者身体有不利影响。除此之外，红光及蓝光以外其他波长的光照亦有其特殊效果，例如紫外光的除虫作用。

因此，如何提供一种发光二极管灯具及发光二极管单元，除了可加强蓝光与红光的波长范围，更可同时提供其他波长的光线，且改变公知技术使用全红光、全蓝光、或部分红光/蓝光混合的形式，以降低蓝光及红光对人体造成不利影响的情形，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种发光二极管灯具及发光二极管单元，除了可加强蓝光与红光，更可同时提供其他波长的光线，且改变公知技术使用全红光、全蓝光、或部分红光/蓝光混合的形式，以降低蓝光及红光对人体造成不利影响的情形。

为达上述目的，依据本发明的一种发光二极管灯具，包括一基板、多个红光发光二极管、多个白光发光二极管、一第一控制电路以及一第二控制电路。红光发光二极管及白光发光二极管设置于基板。第一控制电路耦接并驱动红光发光二极管。第二控制电路耦接并驱动白光发光二极管。

在本发明一优选实施例中，第一控制电路及第二控制电路同时驱动红光发光二极管及白光发光二极管。

在本发明一优选实施例中，红光发光二极管与白光发光二极管同时发光形成一混合光谱，混合光谱的红光及蓝光的色谱比例是介于7:1至12:1之间。

在本发明一优选实施例中，红光发光二极管与白光发光二极管同时发光所消耗的功率比例是介于2:1至3:1之间。

在本发明一优选实施例中，红光发光二极管的发光波长范围介于620nm至680nm之间。

在本发明一优选实施例中，白光发光二极管的发光波长范围介于350nm至850nm之间。

在本发明一优选实施例中，白光发光二极管包括至少一蓝光发光二极管管芯以及至少一光波长转换材料。光波长转换材料吸收蓝光发光二极管管芯发出的光线后再发光。

在本发明一优选实施例中，蓝光发光二极管管芯的发光波长范围介于430nm至480nm之间。