[发明专利]一种近红外发光材料以及含该发光材料的发光装置

说明书

本发明属于近红外发光材料技术领域，具体涉及一种近红外发光材料，并进一步公开其制备方法，以及含有该发光材料的发光装置。本发明所述近红外发光材料包括组成式为M_aA_b(QO₃)_c:zZ的无机化合物，该化合物的激发波长在350‑750nm，近红外光区的发射主峰为700‑1700nm的宽带或者多谱发射，激发波长比较宽泛，能很好的吸收紫外光、蓝光和红光，在近红外区域具有宽带或者多谱发射(700‑1700nm)，且光谱范围可调可控，相对于峰值波长700‑1700nm的红光以及近红外芯片具有更宽或者更多谱线的发射，具有更广泛的用途。

技术领域

本发明属于近红外发光材料技术领域，具体涉及一种近红外发光材料，并进一步公开其制备方法，以及含有该发光材料的发光装置。

背景技术

随着现代物联网、生物辨识、穿戴式装置、食品/医疗检测等领域的兴起及迅速发展，各种传感器与影像辨识技术越发显得重要。在这些技术中，由于红光及近红外光谱技术具有方便、快速、成本较低、无损、无污染等优点，广泛应用于石油化工、高分子、制药、临床医学、环境科学、纺织工业、生物识别、安防监控、食品/医疗检测等领域，而鉴于近红外LED具有的广泛的应用特性，使其成为重要的辅助光源。

近红外LED即近红外发光二极管，是一种将电能转换为光能的近红外发光器件，它具有体积小、功耗低、指向性好等一系列优点，泛用于遥控、遥测、光隔离、光开关、光电控制、目标跟踪等系统。近红外LED通过结合感测装置与辨识技术，可应用于虹膜辨识和脸部辨识等特殊需要的应用；亦或将近红外LED技术应用于穿戴式装置的生物传感器上，可以量化人体的生理状态，成为健康管理的新工具。同时，鉴于智能手机、汽车、监控系统和其他应用近红外LED的渗透率激增，使得近红外LED技术得到广泛的关注。

目前，近红外LED主要应用在通讯、安全监控及感测器领域，并以波长850nm及940nm的红外LED为主。另外，由于700nm-1700nm范围的红光及近红外区覆盖了含氢基团(O-H、N-H、C-H)振动的倍频与合频特征信息。通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息。因此，近红外LED在食品检测领域的应用也越来越多。

当前市场常见的近红外LED主要是直接采用半导体芯片，存在单颗芯片功率小，热稳定差，发射光谱窄，无法实现多光谱，成本昂贵等不足。特别是近红外LED的半高宽最长为40nm(典型的为20nm)，对于要求宽谱或者多谱的很多应用(例如食品检测领域要求650-1700nm超宽的光谱)而言无法利用单颗芯片予以实现；而为获得范围650nm-1700nm(红光及近红外)如此之宽的光谱，需要数十个芯片才可能获得。如中国专利CN103156620A公开的一种多通道并行近红外光谱成像系统中，由于每个芯片的封装形式、驱动电压、驱动电流不同，因此导致使用多芯片实现超宽范围或者多光谱的红光及近红外光谱(650nm-1700nm)，不仅技术难度极大，且成本高，器件稳定性差。因此，开发一种具有光谱范围宽或者多光谱且可调节优势的近红外发光材料，并进而开发出成本低廉、热稳定性高的近红外发光装置，具有积极的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种近红外发光材料，该近红外发光材料可以被蓝光、紫外光、红光有效激发，并具有发射宽谱或多谱的特点。

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种含有该近红外发光材料的发光装置，该发光装置可以在蓝光、紫外光、红光激发下实现宽谱或多谱近红外光的发射，解决了现有近红外发光装置稳定性差、技术难点高、无法实现宽谱或多谱且可调的问题。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种近红外发光材料，所述近红外发光材料包含化学式为M_aA_b(QO₃)_c:zZ的无机化合物，其中，

所述M元素选自Sc、Y、La、Lu、Gd、Ca、Sr、Ba或Mg元素中的一种或两种；