[發明專利]一種近紅外發光材料及由該材料制備的發光裝置

在審

• 申請號: 201811069421.4
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN108998026A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 劉榮輝;陳曉霞;劉元紅;李彥峰;馬小樂
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司;國科稀土新材料有限公司
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80;H01L33/50
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 段嘯冉

本發明屬于發光材料技術領域，特別涉及一種近紅外發光材料，該發光材料可被紫外可見光有效激發而發射寬帶近紅外光，并進一步公開了由該材料制備的發光裝置。本發明的近紅外發光材料能在有效激發波長為250?750nm下，高效發射出峰值波長為900?1100nm的近紅外光。該發光材料具有激發發射波長寬、發光效率高、均勻、無雜相、穩定、制備簡單等特點。還提供一種利用本發明中近紅外發光材料制成的發光裝置。本發明的發光材料和發光裝置解決了現有近紅外發光材料和發光裝置穩定性差、發光效率低、制備成本高等問題，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于發光材料技術領域，特別涉及一種近紅外發光材料，該發光材料可被紫外可見光有效激發而發射寬帶近紅外光，并進一步公開了由該材料制備的發光裝置。

背景技術

近年來，隨著近紅外領域(700-2500nm)研究的深入和其應用范圍的擴大，特別是隨著光纖通訊、植物照明、面部識別、虹膜識別、安防監控、激光雷達、數位醫療、3D傳感，太陽能電池增效、防偽等領域的發展，迫切需要發展更高效、更穩定的近紅外發光技術。

現有的近紅外短波光的獲取方式主要有紅外芯片或鹵素燈經過分光。然而，現有近紅外發光裝置中存在所使用的紅外芯片激發效率低、成本高等問題。而由于使用鹵素燈則需要經過濾光處理，大部分光會被分光導致使用效率偏低，同時由于鹵素燈產熱量大，無法應用于小型設備。

相對于紅外芯片和鹵素燈分光，利用光致發光的過渡金屬或稀土金屬的氧化物，或電致發光的有機配合物(Chemistry Letters，2004,33:50-51；Advanced FunctionalMaterials，2002,12:745-751；中國化學會學術年會，2016)制備的近紅外發光裝置的發光效率相對較高、成本較低。但是，有機配合物發光材料具有熱穩定性差和光穩定性差的特點。

目前，石榴石結構的鋁酸鹽和鎵酸鹽因其熱穩定性好、化學結構穩定等優點，被廣泛用于發光材料基質，并通過添加不同的激活劑離子可以實現從綠光、黃光、紅光以及近紅外的不同波段發光。Yb³⁺作為激發劑離子因其2F5/2→2F7/2能級躍遷而能發射1000nm左右的近紅外光，在鋁酸鹽和鎵酸鹽基質中，Haohai Yu等(Haohai Yu,Kui Wu,Bin Yao,Huaijin Zhang,Zhengping Wang,Jiyang Wang,Yongdong Zhang,Zhiyi Wei,ZhiguoZhang,Xingyu Zhang,and Minhua Jiang.Growth and Characteristics of Yb-dopedY₃Ga₅O₁₂Laser Crystal,IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.46,NO.12,DECEMBER 2010)研究了YGG和YAG中摻Yb的激光晶體，發現該晶體能吸收970nm而發1000nm左右的發光。然而，對于紫外以及藍光、紅光等的激發光源不能很好的吸收而發光。

因此，有必要開發研究發光效率高、制備工藝簡單、穩定性好的無機近紅外發射材料以及利用該材料制備的發光裝置，具有積極的意義。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種化學性質穩定、發光性能好的可被紫外可見光有效激發而高效發射近紅外光的發光材料；

本發明所要解決的第二個技術問題在于提供一種利用所述近紅外發光材料制備的發光裝置，以解決現有技術中近紅外芯片和鹵素燈以及其他近紅外發光材料穩定性差、發光效率低、制備成本高等問題。

為解決上述技術問題，本發明所述的一種近紅外發光材料，其特征在于，該發光材料包含化學式為R_uQ_vO_w：Cr_x，Yb_y的無機化合物，其中，