[发明专利]一种近红外荧光粉以及含该荧光粉的发光装置

说明书

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种近红外荧光粉，并进一步公开其制备方法，以及含该荧光粉的发光装置。本发明所述近红外荧光粉包括组成式为A_xR_pO_r的无机化合物，该化合物以A_xR_pO_r结构为基质，通过掺杂特定的稀土离子或过渡金属离子，制备的荧光粉的激发峰位于350‑750nm，在紫外光、蓝光或红光激发下呈现宽带发射，发射主峰位于700‑1600nm。通过离子取代等方式构筑固溶体，由于晶体场劈裂的影响，可制得不同发射波长的近红外荧光粉材料，不仅显著提升了荧光粉的发光强度，且实现了光谱的可调控性，进一步扩大其应用范围。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种近红外荧光粉，并进一步公开其制备方法，以及含该荧光粉的发光装置。

背景技术

近年来，随着近红外光谱技术在面部识别、虹膜识别、安防监控、激光雷达、健康检测、3D传感等领域的应用得到快速发展，近红外LED也因其具有指向性好、功耗低以及体积小等一系列优点已成为国际研究焦点。

目前，近红外LED的主要实现方式是采用近红外半导体芯片的方法，近红外芯片技术核心技术受国外垄断，且具有成本高、技术不成熟等问题。因此，推出蓝光芯片复合近红外发光材料的近红外LED，该复合封装的实现方式具有制备工艺简单、成本低、发光效率高等优点，在国际上受到广泛关注。因此，开发红外LED用不同波段的新型近红外发光材料，实现其多样化的应用需求迫在眉睫。

鉴于峰值波长位于780-1700nm的近红外荧光粉可用于食品检测，面部识别、虹膜识别、安防监控、激光雷达、健康检测和3D传感等多领域中，具有最为广泛的实际应用价值，可以满足不同应用的需求。由于钙钛矿型复合氧化物具有稳定的晶体结构，能够被半径相近的其他离子部分取代而保持其晶体结构基本不变。因此，以稀土离子与过渡金属离子掺杂的钙钛矿体系为研究对象，通过离子取代，构筑固溶体，制备发射主峰于780-1700nm范围的宽谱或者多谱近红外荧光粉，且以实现可调可控；通过改善反应条件，获得形貌良好且可控的晶粒，从而达到应用标准，具有较广泛的应用前景。

如中国专利CN107573937A公开了一类结构如MBO₃:Cr³⁺硼酸盐荧光粉，其中M为Sc、Al、Lu、Gd或Y元素，该荧光粉可被蓝光(420-520nm)有效激发，能够发射700-920nm范围的近红外光。当M为Al、Lu、Gd或Y时，发射光谱均与M为Sc的发射光谱类似。此外，该专利主要致力于研究MBO₃:Cr³⁺的制备方法，探讨反应温度与反应时间的影响，但对其光谱性能却并未探讨。

又如非专利文献《Photoluminescence Properties of a ScBO₃:Cr³⁺Phosphorand Its Applications for Broadband Near-infrared LEDs》[J].RSC Adv,2018,8,12035-12042.公开了一种近红外荧光粉ScBO₃:Cr³⁺，该荧光粉在蓝光芯片的激发下，呈现主峰位于800nm的近红外宽带发射，量子效率为65％。并采用该近红外荧光粉与蓝光芯片进行封装，近红外光的输出功率为26mW，其能量转换效率较低仅为7％。

可见，现有技术中开发的已知近红外粉MBO₃:Cr³⁺，其发射主峰多位于800nm左右，不仅发射波长范围窄且发光强度较低，而且发射波长不具有可调控性，也限制了该荧光粉的应用范围和应用效果。

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荧光粉，该近红外荧光粉具有宽谱或者多谱发射，且光谱可调控，发光效率高的优势，能够满足面部识别、虹膜识别、安防监控、激光雷达、健康检测、3D传感等领域的材料性能要求。