[发明专利]一种近红外荧光粉、其制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种如式La_xM_{4‑x‑y‑z}Sc_y(BO₃)₄Cl:zCr³⁺所示的近红外荧光粉。本发明还提供了近红外荧光粉的制备方法及其应用。本发明提供的近红外荧光粉以硼酸盐为基质，以Cr³⁺离子为激活离子，化学性质稳定，其激发带较宽，不容易被生物体吸收；发射光谱是宽谱发射，波长覆盖650～1200nm，在公认的最高效的蓝光LED芯片上涂覆宽带近红外荧光粉，通过蓝光激发近红外荧光粉实现宽带近红外发射。本申请提供的近红外荧光粉的结构成熟、价格便宜、谱带宽，为欧司朗光灯珠所需近红外荧光粉提供更多材料选择，为食品检测、生物检测和生物体成像中使用近红外荧光粉提供更多选择。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种近红外荧光粉、其制备方法及其应用。

背景技术

近年来，科研工作者提出了将近红外光谱技术集成到手机等便携设备中的设想，以实现对食品营养成分及人体状态的随时检测。该技术具有快速和非损伤检测的特点，对于解决食品安全问题、健康饮食问题、癌症早期诊断等均具有重要作用。该技术的基本原理为使用宽带近红外光照射被测物，被测物中含有的物质会吸收特定光波段，引起散射光谱的变化，进而根据散射光谱形状和强度的改变计算特定物质的种类和含量。而缺乏高效、小型化的宽带近红外光源是实现该技术的瓶颈之一。

LED光源是近几十年发展起来的高效光源，具有节能环保、小型化、固态化、长寿命的特点。而近红外LED芯片的发光为窄带发射，无法满足光谱测量的需求。因此，如何实现具有宽带近红外发射特性的LED光源是一个技术难点，在众多技术方案中，通过荧光粉转换的LED光源(pc-LED)展示出最佳应用前景，其方法是在公认的最高效的蓝光LED芯片上涂覆宽带近红外荧光粉，通过蓝光激发近红外荧光粉实现宽带近红外发射；其优势在于结构成熟、价格便宜、谱带宽以及效率高，欧司朗公司在2016年公布的业内首个商用宽带近红外LED即基于该技术方案。

欧司朗光电半导体推出的新款宽带红外LED，首次将荧光粉技术应用到红外发射器上，开创了适用于消费品市场的红外光谱技术，并应用于食品行业、农业以及其他行业中测量食品中的水分、脂肪、碳水化合物、糖分或蛋白质含量等；但是，该技术依赖于能够发射宽谱的近红外荧光粉，而目前近红外荧光粉大部分发射光谱达不到其使用要求，因此，行业内的研发人员有必要研发更多发射光谱宽的近红外荧光粉，为欧司朗光灯珠所需近红外荧光粉提供更多材料选择，为食品检测、生物检测和生物体成像中使用近红外荧光粉提供更多选择。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种近红外荧光粉，本申请提供的近红外荧光粉的稳定性较好，且被蓝光LED激发能够发射宽的近红外光。

有鉴于此，本申请提供了一种如式(I)所示的近红外荧光粉；

La_xM_4-x-y-zSc_y(BO₃)₄：zCr³⁺ (I)；

其中，所述M选自Y和Gd中的一种或两种；

0.64≤x≤0.83，2.71≤y≤2.88，0.002≤z≤0.05。

优选的，0.68≤x≤0.75，2.75≤y≤2.85，0.01≤z≤0.03。

优选的，所述x选自0.64、0.72或0.83；所述y选自2.71或2.88；所述z选自0.002、0.005、0.02、0.03或0.05。

优选的，所述近红外荧光粉具体选自：

La_0.64Y_0.648Sc_2.71(BO₃)₄:0.002Cr³⁺；