[發明專利]一種近紅外熒光粉以及含該熒光粉的發光裝置

有效

• 申請號: 201811456914.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN110857389B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 劉榮輝;劉元紅;陳曉霞;馬小樂;高慰;陳明月
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78;C09K11/80;H01L33/50
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 肖佳

本發明屬于發光材料技術領域，尤其涉及一種近紅外熒光粉，并進一步公開其制備方法，以及含該熒光粉的發光裝置。本發明所述近紅外熒光粉包括組成式為A_xR_pO_r的無機化合物，該化合物以A_xR_pO_r結構為基質，通過摻雜特定的稀土離子或過渡金屬離子，制備的熒光粉的激發峰位于350?750nm，在紫外光、藍光或紅光激發下呈現寬帶發射，發射主峰位于700?1600nm。通過離子取代等方式構筑固溶體，由于晶體場劈裂的影響，可制得不同發射波長的近紅外熒光粉材料，不僅顯著提升了熒光粉的發光強度，且實現了光譜的可調控性，進一步擴大其應用范圍。

技術領域

本發明屬于發光材料技術領域，尤其涉及一種近紅外熒光粉，并進一步公開其制備方法，以及含該熒光粉的發光裝置。

背景技術

近年來，隨著近紅外光譜技術在面部識別、虹膜識別、安防監控、激光雷達、健康檢測、3D傳感等領域的應用得到快速發展，近紅外LED也因其具有指向性好、功耗低以及體積小等一系列優點已成為國際研究焦點。

目前，近紅外LED的主要實現方式是采用近紅外半導體芯片的方法，近紅外芯片技術核心技術受國外壟斷，且具有成本高、技術不成熟等問題。因此，推出藍光芯片復合近紅外發光材料的近紅外LED，該復合封裝的實現方式具有制備工藝簡單、成本低、發光效率高等優點，在國際上受到廣泛關注。因此，開發紅外LED用不同波段的新型近紅外發光材料，實現其多樣化的應用需求迫在眉睫。

鑒于峰值波長位于780-1700nm的近紅外熒光粉可用于食品檢測，面部識別、虹膜識別、安防監控、激光雷達、健康檢測和3D傳感等多領域中，具有最為廣泛的實際應用價值，可以滿足不同應用的需求。由于鈣鈦礦型復合氧化物具有穩定的晶體結構，能夠被半徑相近的其他離子部分取代而保持其晶體結構基本不變。因此，以稀土離子與過渡金屬離子摻雜的鈣鈦礦體系為研究對象，通過離子取代，構筑固溶體，制備發射主峰于780-1700nm范圍的寬譜或者多譜近紅外熒光粉，且以實現可調可控；通過改善反應條件，獲得形貌良好且可控的晶粒，從而達到應用標準，具有較廣泛的應用前景。

如中國專利CN107573937A公開了一類結構如MBO₃:Cr³⁺硼酸鹽熒光粉，其中M為Sc、Al、Lu、Gd或Y元素，該熒光粉可被藍光(420-520nm)有效激發，能夠發射700-920nm范圍的近紅外光。當M為Al、Lu、Gd或Y時，發射光譜均與M為Sc的發射光譜類似。此外，該專利主要致力于研究MBO₃:Cr³⁺的制備方法，探討反應溫度與反應時間的影響，但對其光譜性能卻并未探討。

又如非專利文獻《Photoluminescence Properties of a ScBO₃:Cr³⁺Phosphorand Its Applications for Broadband Near-infrared LEDs》[J].RSC Adv,2018,8,12035-12042.公開了一種近紅外熒光粉ScBO₃:Cr³⁺，該熒光粉在藍光芯片的激發下，呈現主峰位于800nm的近紅外寬帶發射，量子效率為65％。并采用該近紅外熒光粉與藍光芯片進行封裝，近紅外光的輸出功率為26mW，其能量轉換效率較低僅為7％。

可見，現有技術中開發的已知近紅外粉MBO₃:Cr³⁺，其發射主峰多位于800nm左右，不僅發射波長范圍窄且發光強度較低，而且發射波長不具有可調控性，也限制了該熒光粉的應用范圍和應用效果。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種近紅外熒光粉，該近紅外熒光粉具有寬譜或者多譜發射，且光譜可調控，發光效率高的優勢，能夠滿足面部識別、虹膜識別、安防監控、激光雷達、健康檢測、3D傳感等領域的材料性能要求。