專利名稱：基于led的容納體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光合生物生長(zhǎng)的容納體(housing)。
背景技術(shù)：
由于光，光合生物(植物、藻類、細(xì)菌......)才生長(zhǎng)。植物需要兩個(gè)界限明確的
波長(zhǎng)范圍。通過(guò)藍(lán)色波長(zhǎng)(活動(dòng)性更強(qiáng))，植物能夠合成葡萄糖，并且通過(guò)葡萄糖和紅色波 長(zhǎng)，植物能夠產(chǎn)生細(xì)胞。在大自然中，光由太陽(yáng)提供。然而，光線條件不理想的時(shí)段仍然存 在。比如，在早上、晚上或冬天的時(shí)候，藍(lán)色光譜反射到臭氧層上且只有一小部分光譜能夠 到達(dá)地表，這可導(dǎo)致光合生物所需要的紅色的缺乏。另外，植物的需求隨著時(shí)間不斷變化， 這也是可發(fā)生的。紅光與藍(lán)光的比例上可能不足。使用人造光可以補(bǔ)償這些缺乏并且促進(jìn) 植物的生長(zhǎng)。美國(guó)專利申請(qǐng)NO.US2004/0233672A1中所描述，存在著溫室，其包括基于發(fā)光體 的發(fā)光二極管(LED)，其允許向溫室中存在的光合生物提供由LED產(chǎn)生的人造光以及一部 分日光。但是，在這樣的溫室中，一方面(正如文獻(xiàn)US2004/0233672A1中所述)，LED的發(fā) 光體阻擋一部分自然光(在高度暴露于陽(yáng)光下的時(shí)段形成陰影)，另一方面，由于這些發(fā)光 體是重的，因此需要采用不透明結(jié)構(gòu)，而這減小了對(duì)于溫室中存在的光合生物的日照范圍。發(fā)明目的在至少一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明旨在提供一種用于光合生物生長(zhǎng)的容納體或腔 室，其因自然光和因人造光而允許光合生物的良好照射。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還旨在提供這樣的方法，其能夠?qū)ψ匀还庾V中的 光譜缺口(hole)進(jìn)行彌補(bǔ)，更特別地對(duì)夜晚的光缺失進(jìn)行補(bǔ)償。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還旨在提供這樣的方法，該方法能夠獲得提供給 光合生物的光的均勻分布。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還旨在提供這樣的方法，該方法能夠獲得其光譜 對(duì)于容納體的不同區(qū)域或者容納體中的不同光合生物不同的人造光。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還旨在提供這樣的方法，該方法允許組合容納體 中的多個(gè)光源。在至少一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還旨在提供簡(jiǎn)單且成本有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種如權(quán)利要求1所限定的容納體。從屬權(quán)利要求限定了本發(fā)明優(yōu)選的或者替代的實(shí)施方案的特征。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的溫室的示意圖2為溫室的板的平面圖；圖3為擴(kuò)大的橫截面；圖4為連接鄰近LED的電通路的一種形式的示意圖；圖5為具有LED的替代形式的類似于圖3的示意圖；圖6為連接鄰近LED的電通路的另一種形式的示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)EP 1 437 215，具有集成電子器件例如發(fā)光二極管(LED)的層壓玻璃板例如 因其信息顯示或照明用途而為人知。對(duì)于這些應(yīng)用領(lǐng)域，制造具有電子器件的層壓玻璃板 通常包括以下步驟將導(dǎo)電層沉積在第一玻璃基材層上，在導(dǎo)電層中形成導(dǎo)電通路和圖案 并且將電子器件沉積在導(dǎo)電層上，以連接至導(dǎo)電通路。然后將塑料中間層沉積在導(dǎo)電層上。 通過(guò)在塑料中間層上施加第二玻璃層，然后將其按照之前所述進(jìn)行層壓來(lái)獲得夾層。EPl 437 215 (認(rèn)為通過(guò)引用將其說(shuō)明書(shū)并入本說(shuō)明書(shū))描述了這樣的層壓玻璃 板，其具有至少兩個(gè)玻璃基材和一個(gè)或多個(gè)塑料中間層，例如PVB，其中電子器件和其連接 電路形成于兩個(gè)玻璃基材之間，其中連接電路由至少一個(gè)導(dǎo)電層形成。來(lái)自電源的電力可 通過(guò)EP1840449A1 (認(rèn)為通過(guò)引用將其說(shuō)明書(shū)并入本說(shuō)明書(shū))中描述的連接器施加至EPl 437 215中的層壓玻璃板的導(dǎo)電層。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提出了制造一種容納體(或腔室)，例如，如圖1所示 的溫室100，其板10為包括如后文所述的嵌入式均勻分布LED的層壓玻璃板。例如，將溫 室板中的LED選擇為STANLEY制造的SM(表面安裝式)封裝RGB(紅、綠和藍(lán))LED(例如參 見(jiàn)URGB1313C-TR，其尺寸為1.6mmXl. 5mmX0. 7mm)，可對(duì)其進(jìn)行控制以選擇適于溫室中容
納的光合生物(植物、生物群、藻類、細(xì)菌......)的光譜光。例如，該溫室為生物反應(yīng)器，
其容納藻類101(和鹽水)，并且是透明的以使得自然光102照射藻類，并且由于均勻分布的 RGBLED，該生物反應(yīng)器允許利用光譜學(xué)選擇的光(例如用于彌補(bǔ)自然光譜中的光譜缺口) 均勻地照射藻類，并且在自然光減少或缺少時(shí)(例如在晚上)允許對(duì)藻類進(jìn)行照射。本文后面描述了能夠用于制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的溫室的板。如圖2所述，窗 玻璃(glazing)板10包括通過(guò)0. 76毫米厚的PVB厚片13層壓在一起的第一和第二平坦、 透明、3毫米厚的鈉鈣浮法玻璃片11和12。第一玻璃片11的內(nèi)表面14上設(shè)置有基本為中 性色的CVD涂層堆垛體15，該涂層堆垛體包括SiOxCy底涂層和包覆的Sn02:F涂層。涂層 的電阻為約15歐姆每方。通過(guò)寬約70微米的激光燒蝕物(ablation)而形成在涂層堆垛 體15中的阻斷體16限定了 LED17之間的電通路，而所述LED通過(guò)導(dǎo)電粘結(jié)劑19焊接或附 接在激光燒蝕物16的任一側(cè)。各LED直接與第一玻璃片11的涂層15接觸，其中圖3所示 的間隔只是示意性的，并不代表實(shí)際位置。其它激光燒蝕物18將LED17的陣列分成單獨(dú)的 LED線101、102和103等，其串行連接。LED線連接至位于窗玻璃板的相對(duì)邊緣121和122 上的母線(未示出)。在該實(shí)施方案中，LED適合于通過(guò)第二玻璃片12提供照射，即，不存在涂覆層15提 供的導(dǎo)電通路的暢通或阻礙。將LED以5厘米的間隔設(shè)置于規(guī)則的格子中，使得二極管陣列基本覆蓋窗玻璃板 的整個(gè)區(qū)域。各LED具有約4平方毫米的表面積。
在圖4的實(shí)施方案中，各LED17為在其封裝中具有三個(gè)單獨(dú)發(fā)光片(die)的RGB LED。各片具有設(shè)置于封裝的外部的相關(guān)連接部或引線21、22和23，其電連接至相關(guān)的電通 路 31,32 和 33。電通路32的連接部分35具有約1至2毫米的寬度并且是電通路傳遞部分34變 窄的形式。傳遞部分34可具有20至60毫米的寬度。在圖5的實(shí)施方案中，三個(gè)單獨(dú)的LED 41,42和43以組的形式設(shè)置在一起。這些 可為單獨(dú)的發(fā)出紅光、綠光和藍(lán)光的LED。在圖6的實(shí)施方案中，逐漸而非在一個(gè)步驟中實(shí)現(xiàn)了電通路52從傳遞部分M的 變窄以形成連接部分陽(yáng)。這可能便于電通路中的電流通過(guò)；可能降低形成熱點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)；可 能使制造更加方便。顯然，作為將第一玻璃片11和第二玻璃片12借助PVB13層壓在一起的替代，根 據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)板是通過(guò)將第一和第二玻璃片組合在一起以在它們之間形成充有氣體 (空氣、氬氣......)的空間如同隔絕窗玻璃而得到的。由于板材料選擇為透明的(例如玻璃或其它透明材料如塑料透明材料)，以及因 為SM封裝LED與傳統(tǒng)LED發(fā)光體相比具有非常小(幾立方毫米)的尺寸，因此本發(fā)明的溫 室允許用具有光譜學(xué)選擇光(例如用于彌補(bǔ)自然光譜中的光譜缺口)以及自然光照射該容 納體中容納的光合生物，該自然光沒(méi)有被溫室或溫室中容納的光源所阻擋。顯然，本發(fā)明涉及用于光合生物(植物、生物群、藻類、細(xì)菌......)生長(zhǎng)的所有類
型的容納體，其可以是溫室、水族箱、生物反應(yīng)器、動(dòng)物園(vivarium)、游廊(veranda)或其 他可封閉或開(kāi)放的容納體。例如，容納體可具有開(kāi)放的邊緣，使得通過(guò)容納體內(nèi)的空氣循環(huán) 降低內(nèi)部溫度。這樣的開(kāi)放容納體可用于藻類生物反應(yīng)器的用途。另外，嵌入的LED可以是任何種類的LED (片、SM封裝的......)、任何顏色的
LED(白色、藍(lán)色、紅色、RGB......)，以及可以均勻地或者隨機(jī)地分布在玻璃板中，或可以位
于玻璃板中以更特別地照射容納體的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，或者用具有藍(lán)色主導(dǎo)光譜的光來(lái)照 射容納體的第一區(qū)域以及用具有紅色主導(dǎo)光譜的光來(lái)照射容納體的其它部分。至少一個(gè) LED或者各個(gè)LED可與鏡片例如透鏡組合，以便獲得對(duì)準(zhǔn)于容納體的特定區(qū)域上的準(zhǔn)直光 束ο因此，將LED嵌入本發(fā)明容納體的板中而非采用容納體中的基于LED的發(fā)光體能 夠允許光合生物因人造光以及因自然光的良好照射，這是因?yàn)樾”砻娣e的LED不(或基本 不)阻擋人造光(LED基本不在容納體中形成陰影)。由于可以準(zhǔn)確地選擇(或者可以借助眾所周知的電子設(shè)備進(jìn)行調(diào)整)LED的光的 顏色和強(qiáng)度，因此本發(fā)明的容納體能夠彌補(bǔ)自然光譜中的光譜缺口，更特別地補(bǔ)償夜晚的 光缺失。如果LED均勻分布在本發(fā)明的容納體的各個(gè)板中，則獲得了提供給光合生物的光 的均勻分布。通過(guò)選擇嵌在本發(fā)明容納體的板中(例如，紅色LED在板的一個(gè)區(qū)域而藍(lán)色LED 在板的另一個(gè)區(qū)域)的合適LED，能夠獲得其光譜對(duì)于容納體的不同區(qū)域或?qū)τ谌菁{體中 的不同光合生物不同的人造光。由于LED的表面幾乎可以忽略，因此能夠在本發(fā)明容納體中增加光源。LED允許光的光譜選擇，并且將LED集成在玻璃中有助于減少光源和其支撐物形成的陰影效應(yīng)。因 此，本發(fā)明的用于植物生長(zhǎng)的溫室或者用于藻類培養(yǎng)的生物反應(yīng)器(或者任何其它用于光 合生物生長(zhǎng)的容納體)將很少受到傳統(tǒng)人造光源的不利影響，這些影響是效果不佳(光譜 波長(zhǎng)的范圍太寬或不是特別地適合(霓虹燈))、在暴露于太陽(yáng)下的期間接受的光的大量減 少(陰影效應(yīng))以及光的不均勻分布。另外，對(duì)于傳統(tǒng)光源，為了減小陰影面積，試圖限制 光源的數(shù)量，而在將LED嵌入玻璃的情況下，該問(wèn)題消失。 因此，在本發(fā)明容納體中，能夠?qū)μ峁┙o光合生物的光的光譜進(jìn)行選擇(或準(zhǔn)確 地選擇)，以優(yōu)化光合作用(根據(jù)這些生物的需求選擇光譜)，陰影效應(yīng)最小化，這是因?yàn)?LED具有非常小的表面積(并且由此基本不形成陰影)以及不再需要(與傳統(tǒng)方法相反) 采用不透明結(jié)構(gòu)將容納體中的光源結(jié)合在一起。另外，在本發(fā)明容納體中，LED(光源)可 分布在容納體內(nèi)的寬區(qū)域上，這能產(chǎn)生對(duì)于光合生物均勻的光。
權(quán)利要求
1.一種用于光合生物生長(zhǎng)的容納體(100)，包括至少兩個(gè)透明板(10)，其中每個(gè)均嵌 入多個(gè)LED。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容納體，其中各板包括 透明基材；導(dǎo)電涂覆層；多個(gè)LED，相鄰的LED通過(guò)限定在導(dǎo)電涂覆層中的電通路電連接。
3.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的容納體，其中導(dǎo)電涂覆層基本是透明的。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的容納體，其中導(dǎo)電涂層直接沉積在透明基材的表面上。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的容納體，其中板包括第二基材，其與第一基材隔開(kāi)，使 得LED位于兩基材之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的容納體，其中第一基材和第二基材為利用居中的氣體填充的 空間相互隔開(kāi)的玻璃片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的容納體，其中第一基材和第二基材為玻璃片，并且其中兩個(gè) 玻璃基材通過(guò)優(yōu)選包括pvb層的塑料中間層層壓到一起。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的容納體，其中相鄰的LED為RGBLED，相鄰LED的紅色、 綠色和藍(lán)色片通過(guò)各自的電通路相互連接，并且對(duì)其進(jìn)行控制使得以預(yù)定光譜對(duì)光合生物 進(jìn)行照射。
9.根據(jù)權(quán)利要求10所述的容納體，其中對(duì)光譜進(jìn)行選擇以彌補(bǔ)自然光譜中的缺口。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的容納體，其中LED為表面安裝式封裝LED。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的容納體，其中容納體具有至少一個(gè)開(kāi)口邊緣，以便通 過(guò)容納體內(nèi)的空氣循環(huán)降低內(nèi)部溫度。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的容納體，其中容納體為下列容納體中的至少一種 -用于藻類生長(zhǎng)的生物反應(yīng)器；-用于植物生長(zhǎng)的溫室； -水族箱； -動(dòng)物園； -游廊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于光合生物生長(zhǎng)的容納體(100)，包括至少兩個(gè)透明板(10)，其中各板嵌入多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。
文檔編號(hào)A01G9/26GK102065679SQ200880129866
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者B·科斯金斯, J·貝埃, O·杜尚, S·馬爾謝里 申請(qǐng)人:旭硝子歐洲玻璃公司