[發(fā)明專利]一種光學(xué)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910779664.5
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN110676363B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉榮輝;劉元紅;李彥峰;陳曉霞;馬小樂;薛原
• 申請（專利權(quán)）人: 有研稀土新材料股份有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50
• 代理公司: 北京中創(chuàng)云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11837
• 代理人: 肖佳

一種光學(xué)裝置，該光學(xué)裝置包含LED芯片、吸光劑和/或可見光發(fā)光材料以及近紅外發(fā)光材料，其中近紅外發(fā)光材料、吸光劑和/或可見光發(fā)光材料在LED芯片激發(fā)下發(fā)射的650?1000nm波段光功率為A，近紅外和可見光發(fā)光材料在LED芯片激發(fā)下發(fā)射的350?650nm波段光功率，以及LED芯片激發(fā)近紅外和可見光發(fā)光材料后LED芯片在350?650nm波段的殘留發(fā)射光功率，兩者之和為B，其中B/A*100％為0.1％?10％。該光學(xué)裝置利用LED芯片同時復(fù)合近紅外發(fā)光材料、吸光劑和/或可見光發(fā)光材料的實(shí)現(xiàn)方式，用同一LED芯片同時實(shí)現(xiàn)近紅外及可見光發(fā)光，且得到強(qiáng)的近紅外發(fā)光和弱的可見光發(fā)光，具有無紅爆的優(yōu)勢，且簡化了封裝工藝，降低了封裝成本，具有發(fā)光效率高/可靠性能優(yōu)異的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及LED芯片、吸光劑和/或可見光發(fā)光材料、以及近紅外發(fā)光材料的光學(xué)裝置。

背景技術(shù)

近年來，近紅外光在安防監(jiān)控、生物識別、3D感測、食品/醫(yī)療檢測領(lǐng)域的應(yīng)用成為國內(nèi)外焦點(diǎn)。其中近紅外LED因其具有指向性好、功耗低以及體積小等一系列優(yōu)點(diǎn)已然成為國際研究熱點(diǎn)。目前近紅外LED的主要實(shí)現(xiàn)方式是采用近紅外半導(dǎo)體芯片的實(shí)現(xiàn)方式，如安防領(lǐng)域主要應(yīng)用730nm、750nm、850nm以及940nm波段的紅外芯片，特別是短波紅外芯片在使用過程中會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的紅爆現(xiàn)象，通常還會外置一顆或多顆白光LED以求在夜晚探測過程中進(jìn)行光線補(bǔ)償以及降低紅外芯片產(chǎn)生的紅爆現(xiàn)象。該實(shí)現(xiàn)方式中白光LED燈珠和紅外LED燈珠的驅(qū)動電流差別太大，影響整個發(fā)光裝置的使用壽命，且紅外芯片價格較高，且采用多顆芯片封裝的工藝復(fù)雜，成本較高，限制了紅外LED光學(xué)裝置的應(yīng)用和推廣。

采用LED芯片復(fù)合近紅外發(fā)光材料的封裝方式具有制備工藝簡單、成本低、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，且近紅外發(fā)光材料發(fā)射波長豐富，能夠?qū)崿F(xiàn)近紅外應(yīng)用的各種特定波長。目前該實(shí)現(xiàn)方式存在的主要問題是：近紅外發(fā)光光功率仍需進(jìn)一步提升，白光光功率難以實(shí)現(xiàn)可控調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合LED芯片、吸光劑和/或可見光發(fā)光材料、以及近紅外發(fā)光材料的光學(xué)裝置。該光學(xué)裝置用同種LED芯片同時實(shí)現(xiàn)近紅外及可見光發(fā)光，具有無紅爆的優(yōu)勢，極大簡化了封裝工藝，降低了封裝成本，同時實(shí)現(xiàn)了光譜中白光成分的可調(diào)可控。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種光學(xué)裝置，該光學(xué)裝置包含LED芯片、吸光劑和/或可見光發(fā)光材料以及近紅外發(fā)光材料，其中近紅外發(fā)光材料、吸光劑和/或可見光發(fā)光材料在LED芯片激發(fā)下發(fā)射的650-1000nm波段光功率為A，近紅外和可見光發(fā)光材料在LED芯片激發(fā)下發(fā)射的350-650nm波段光功率，以及LED芯片激發(fā)近紅外和可見光發(fā)光材料后LED芯片在350-650nm波段的殘留發(fā)射光功率，兩者之和為B，其中B/A*100％為0.1％-10％。

該發(fā)明中的LED芯片為同種LED芯片，如藍(lán)光LED芯片，可以一顆，或者多顆藍(lán)光LED芯片同時存在，以增強(qiáng)近紅外發(fā)光的光功率。

作為優(yōu)選，所述LED芯片的發(fā)射峰值波長位于420-470nm范圍內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述吸光劑分子式為(La,Y,Lu)_3-xSi₆N₁₁:xCe³⁺和(Lu,Y,Gd)_3-y(Al,Ga)₅O₁₂:yCe³⁺中的一種或兩種，其中0.35≤x≤1.5，0.15≤y≤0.45。

作為優(yōu)選，吸光劑可以吸收發(fā)射峰值波長位于420-470nm的發(fā)射光，并在460nm激發(fā)下發(fā)射500-780nm波段的可見光，吸光劑外量子效率為0.001-0.05。