[發明專利]一種近紅外發光材料及其制備方法和其LED器件

在審

• 申請號: 201811340681.0
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN111171811A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 朱浩淼;黃得財
• 申請（專利權）人: 廈門稀土材料研究所
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64;H01L33/50
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本發明公開了一種近紅外發光材料及其制備方法和其LED器件。所述發光材料化學式為：AMAlF₆：xCr³⁺，其中A為堿金屬，M為堿土金屬，0.0001≤x≤30at.％；其能在360?500nm范圍內被有效地激發，發射出700?1000nm的近紅外光。所述發光材料可用固相法或共沉淀法合成，制備工藝簡單、環保、成本低。利用本發明的發光材料與紫光或藍光芯片封裝獲得LED器件，所述LED器件可作為近紅外光源用于分析檢測、虹膜識別、汽車傳感及安防等領域。

技術領域

本發明屬于發光材料領域，具體涉及一種近紅外發光材料及其制備方法和其LED器件。

背景技術

近紅外光區域是人們較早發現的非可見光區域，由于早期技術水平不高，受到倍頻以及合頻的影響，導致檢測結果出現光譜重疊、解析復雜，使得近紅外光的研究和應用受到了一定的限制。到了20世紀60年代，商品化儀器的出現及Norris等人所做的大量工作，提出物質的含量與近紅外區域內多個不同的波長吸收峰呈線性關系的理論，并利用NIR漫反射技術測定了農產品中的水分、蛋白質、脂肪等成分，才使得近紅外光譜技術在農副產品分析中得到廣泛的應用。但到了60年代中后期，隨著各種新的分析技術的出現，加之經典近紅外光譜分析技術暴露出了靈敏度低、抗干擾性差的缺點，使人們淡漠了該技術在分析檢測中的應用，此后，近紅外光譜進入了一段沉默的時期。

70年代產生的化學計量學學科的重要組成部分——多元校正技術在光譜分析中的成功應用，促進了近紅外光譜技術的推廣。到了80年代后期，計算機技術的迅速發展，帶動了分析儀器的數字化和化學計量學的發展，通過化學計量學方法在解決光譜信息提取和背景干擾方面取得的良好效果，加之近紅外光譜在測樣技術上所獨有的特點，使得人們重新認識了近紅外光譜的價值，加速了近紅外光譜在各領域中的應用研究陸續展開，如醫學、藥理學、分子細胞生物學等。美國的醫院正在嘗試使用一種新型儀器來幫助護士尋找患者手臂上的血管，原理是借助對人體無傷害的近紅外線，檢測出血管的位置，并將血管的分布圖像實時投射到手臂上，以便讓醫護人員準確地找到下針位置，避免了“冤枉針”的出現。此外，近紅外熒光標記所用的發光材料，其發光位于近紅外區，生物分子在該區域沒有自發光，不會因出現光譜重疊而對檢測造成信號干擾，近紅外熒光標記可使用較短波長的可見光激發，從而避免了激發光散性而獲得了較高的靈敏度，而且近紅外光在生物活體組織中穿透深度大，能在深層組織產生光信號，且對組織本身幾乎沒有任何影響，所以有利于獲得更多生物體信息，為進一步促進醫學成像、腫瘤治療等技術的發展起到了積極的作用。

因太陽光的光譜分布與電池的響應光譜不完全同步，太陽能電池主要吸收波長較長的近紅外光，而太陽光中占很大部分的短波長的紫外及藍綠光很難被太陽能電池吸收，引起了光譜失配現象，造成了太陽光能量的極大損失。專利文獻CN 102618285A報道了一種用于太陽能電池中的下轉換近紅外發光材料，采用下轉換材料，將太陽光中的短波長的光通過量子剪裁變為長波長的光，可以極大地消除光譜失配現象，提高太陽光的利用率，從而間接提高太陽能電池的光電轉化效率。

除此之外，近紅外光還可以用于生物識別，如指紋識別、虹膜識別、臉部識別等。歐司朗光電半導體推出的新款寬帶紅外LED，將熒光粉技術應用到紅外發射器上，成功打造出了一款可發射650nm到1050nm波長范圍的寬帶近紅外LED，開創了適用于消費品市場的紅外光譜技術，并應用于食品行業、農業等領域中檢測食品中的水分、脂肪、碳水化合物、糖分和蛋白質的含量。因此，目前近紅外熒光粉的研發成為當前行業內研發人員積極研究的新方向，為近紅外發光材料領域提供更多的選擇，對近紅外發光材料的研究有著重大的研究意義。

發明內容

本發明提供一種近紅外發光材料，所述發光材料化學組成為AMAlF₆：xCr³⁺，其中A為堿金屬，M為堿土金屬，Cr³⁺為發光中心離子，0.0001≤x≤30at.％。