LT5688B

Phosphor conversion light - emitting diode for meeting photomorphogenetic needs pf plants

Abstract

A phosphor conversion light-emitting diode (LED) for plant cultivation comprises a semiconductor chip, generating short-wavelength (blue or near-UV) light due to injection electroluminescence, and a wavelength converter containing at least one phosphor, converting the said short-wave length light to longer-wavelengthlight due to photoluminescence. The longer-wavelengthlight contains a far-red spectral component peaking in the spectral range of about 700 nm to 760 nm, corresponding to the absorption spectrum of plant photoreceptor phytochrome of the form Ptr and thus meeting photomorphogenetic needs of plants. The far-red light can be generated by either partial or complete conversion of the short-wavelengthlight. The LED can emit other spectral components, such as blue and/or red light, which meets other photophysiological needs of plants.

LT5688B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 3

Term

Projected expiry 7 November 2028.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Today
  4. Projected expiry

15 claims: 1 independent, 14 dependent

  1. 1
    IŠRADIMO APIBRĖŽTIS 1. Šviesos diodas (šviestukas), turintis korpusą, kuriame patalpintas puslaidininkinis lustas, generuojantis trumpabangę spinduliuotę ties bangos ilgiu trumpesniu nei 500 nm dėka injekcinės elektroliuminescencijos, ir šio lusto spinduliuojamo fotonų srauto kelyje patalpintas keitiklis, skirtas minėtos spinduliuotės konvertavimui į ilgesnių bangų spinduliuotę dėka fotoliuminescencijos ir turintis bent vieno, tipo fosforo dalelių, besiskiriantis tuo, kad keitiklio (5;18) sudėtyje yra fosforas (7;21), kurio spinduliuotės spektro smailė yra tolimojoje raudonojoje srityje tarp maždaug 700 nm ir 760 nm, atitinkančioje augalų fotoreceptoriaus fitochromo Pf r formos sugerties spektrą, toks kaip - ličio aliuminatas, aktyvuotas trivalentės geležies jonais, - gadolinio ir galio oksidas, aktyvuotas trivalenčio chromo ir (arba) trivalenčio cerio jonais, arba - kalcio sulfidas, aktyvuotas dvivalenčio iterbio jonais.
  2. 2
    Šviestukas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad puslaidininkinis lustas (1) yra generuojantis mėlyną šviesa 400-500 nm spektro ruože, kuri tenkina augalų fotomorfogenezinius ir fototropinius poreikius ir keitiklis (5) yra pasižymintis šios šviesos daline konversija į ilgesnių bangų šviesą.
  3. 3
    Šviestukas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad puslaidininkinis lustas (14) yra generuojantis artimąją UV spinduliuotę arba violetinę arba mėlyną šviesą, kurios bangos ilgis yra trumpesnis nei 500 nm ir keitiklis (18) yra pasižymintis visiška šios optinės spinduliuotės konversija j ilgesnių bangos ilgių šviesą.
  4. 4
    Šviestukas pagal 2 arba 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad jo bangos ilgio keitiklis (5;18) turi papildomą fosforą (8;24), kuris spinduliuoja raudoną šviesą 620-680 nm spektro ruože, kuri tenkina augalų fotosintezinius ir fotomorfogenezinius poreikius, tokį kaip oksidinis, halooksidinis, chalkogenidinis, arba nitridinis junginys aktyvuotas dvivalenčio ar keturvalenčio mangano, dvivalenčio ar trivalenčio europio, trivalenčio bismuto, arba dvivalenčio alavo jonais.
  5. 5
    Šviestukas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad jo bangos ilgio keitiklis (18) turi papildomą fosforą, (27) kuris spinduliuoja mėlyną šviesą 400-500 nm spektro ruože, kuri tenkina augalų fotomorfogenezinius ir fototropinius poreikius, 5 tokį kaip oksidinis, halooksidinis ar nitridinis junginys, aktyvuotas dvivalenčio europio, dvivalenčio mangano, dvivalenčio alavo, arba trivalenčio cerio jonais.
  6. 6
    Šviestukas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad bangos ilgio keitiklis (5) turi arba tik vieną fosforą (7), kuris dalinai konvertuoja mėlyną šviesą į tolimąją 10 raudoną šviesą, arba kelis fosforus (7;8), kurie dalinai konvertuoja mėlyną šviesą į tolimąją raudoną šviesą ir raudoną šviesą.
  7. 7
    Šviestukas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad jo bangos ilgio keitiklis (18) turi arba tik vieną fosforą (21), kuris visiškai konvertuoja artimąją UV 15 spinduliuotę į tolimąją raudoną šviesą, arba kelis fosforus (21;24;27), kurie visiškai konvertuoja artimąją UV spinduliuotę tik į tolimąją raudoną šviesą ir raudoną šviesą (fosforai 21 ir 24), arba tik į tolimąją raudoną Šviesą ir mėlyną šviesą (fosforai 21 ir 27) arba į tolimąją raudoną šviesą, raudoną šviesą ir mėlyną šviesą (fosforai 21, 24 ir 27).
  8. 8
    Šviestukas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad bangos ilgio keitiklis (18) turį tik vieną fosforą (21), kuris visiškai konvertuoja mėlyną šviesą tik į tolimąją raudoną šviesą, arba kelis fosforus (21;24), kurie visiškai konvertuoja mėlyną šviesą į tolimąją raudoną šviesą ir raudoną šviesą.
  9. 9
    Šviestukas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad puslaidininkinis lustas (1) yra spinduliuojantis mėlyną šviesą 400-500 nm spektro ruože ir turintis aktyvųjį sluoksnį pagamintą iš In x Ga,_ A N puslaidininkinio lydinio. 30
  10. 10
    Šviestukas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad puslaidininkinis lustas (14) yra spinduliuojantis ties bangos ilgiu trumpesniu nei 500 nm ir turintis aktyvųjį sluoksnį pagamintą iš GaN puslaidininkinio junginio, arba iš In^Gai-^N, AlyGai-yN ar Al y In x Gai_ x _ 7 N puslaidininkinio lydinio.
  11. 11
    Šviestukas pagal 2 arba 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad kiekvienos spektro komponentės daliniai fotonų srautai ir smailių bangos ilgiai yra parinkti tokiu būdu, kad galutinė spinduliuojamos šviesos spektrinė sudėtis būtų tinkama tam, kad veikiami vien šios šviesos arba šios šviesos kartu su kitų šaltinių 5 spinduliuote geriausiai augtų ir vystytųsi konkretūs šiltnaminiai augalai, tokie kaip salotos, agurkai, pomidorai, ridikėliai, morkos, svogūnai, kalafiorai, brokoliai, žalieji žirneliai, kviečių ar miežių želmenys ir t.t.
  12. 12
    Šviestukas pagal 2 arba 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad jo generuojamos 10 šviesos spektro komponentės turi šiuos dalinius fotonų srautus:apie 1:4, kai šviestukas spinduliuoja tik atitinkamai tolimąją raudoną ir mėlyną šviesą, 15 apie 1:15, kai šviestukas spinduliuoja tik atitinkamai tolimąją raudoną ir raudoną šviesą, apie 1:15:4, kai šviestukas spinduliuoja atitinkamai tolimąją raudoną, raudoną ir mėlyną šviesą.
  13. 13
    Šviestukas pagal 2 arba 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad kiekvienos spektro komponentės daliniai fotonų srautai yra nustatomi parenkant fosforo (7;8;21 ;24;27) dalelių dydį ir koncentraciją, bangos ilgio keitiklio (5;18) storį, bangos ilgio keitiklio medžiagos lūžio rodiklį, atstumą tarp bangos ilgio keitiklio ir 25 elektroliuminescencinio darinio (1;14), ir bangos ilgio keitiklio padėtį šviestuko korpuse arba už šviestuko korpuso ribų.
  14. 14
    Šviestukas pagal 2 arba 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad jo generuojamos šviesos spektro komponentės turi šiuos smailių bangos ilgius:apie 730±20 nm tolimosios raudonos spektro komponentės atveju, apie 660±20 nm raudonos spektro komponentės atveju. apie 450±20 nm mėlynos spektro komponentės atveju.
  15. 15
    Šviestukas pagal 6, 7 arba 8 punktą, besiskiriantis tuo, kad jo bangos ilgio keitiklis (5,18) turi papildomą fosforą (Fig.1 ir Fig.2 neparodytą), kuris 5 spinduliuoja geltonoje, geltonai žalioje, žalioje ar žaliai mėlynoje srityje tokiu būdu, kad šviestuko generuojama šviesa žmogaus regos yra suvokiama kaip tam tikro spalvio šviesa, pavyzdžiui, kaip balta šviesa su nustatyta koreliuotąja spalvine temperatūra.
Independent claims15