[发明专利]一种近红外发光材料、其制备方法及含该材料的发光器件

说明书

本发明涉及一种近红外发光材料、其制备方法及含该材料的发光器件。本发明的近红外发光材料的化学组成为M_xAl_(2‑y‑r)L_yO₄：D_r；其中的M为下列物质的一种或者多种：Sr、Ba、Ca、Mg、Na、Li、K；L为下列物质中的一种或多种：Ga、Ge、Si、Sc、Y、Gd、La、Ce、Lu、Sm；D为下列物质中的一种或多种：Cr、Ho、Er、Yb、Nb；其中0＜x≤1，0≤y≤0.8，0＜r≤0.3。该近红外发光材料可被300‑600nm波长激发，发射650‑1050nm的红光及近红外光，发射光谱较宽且发射强度较高；且包含该物质的发光器件发光性能好，稳定性高。

技术领域

本发明涉及一种近红外发光材料，其制备方法以及包含该物质的发光器件”，属于LED无机发光材料领域。

背景技术

随着科技的发展，LED无机发光材料的性能需求的不断增强，尤其近年来，由于特殊的发光光谱和发光性能的需求，近红外材料的应用越来越广泛。

在农业生产及农副产品领域，近红外发光材料可以发出某些特定波长的近红外光，并被用于促进植物生长。植物吸收近红外发光材料发出的特定波段的光，加速植物从萌芽到成熟的整个过程，也可以促进植物中某些特定的生化过程，以达到植物生长的特定目标。

另外，利用近红外发光材料发出的近红外光波对O-H、C-H、N-H等基团的特殊响应，其对碳水化合物、维生素、脂肪、蛋白质等有机物具有特定反应，即可准确的判断植物是否成熟，以指导植物的收割与采摘，也可以对食物是否保持在新鲜状态，做出准确的判断。

在LED照明领域，尤其是太阳光谱、全光谱等特定需求的照明器件中加入650-1050nm波长范围的近红外发光材料，可以补充常规白光LED器件中缺失的800-1100的近红外光，该器件发出的光与自然光更接近，对人的身心健康，尤其是人的眼睛具有重要的保护作用。。

此外，在安全防护及摄像领域，近红外发光材料具有优异的夜视监控性能生物辨识性能及红外成像性能。近红外发光材料也可以应用于可穿戴设备、生物医药、光通讯、手机、汽车等广泛的领域中。

LED发展至今，蓝光芯片制备LED发光器件具有成本低、易量产等特点，以其激发获取近红外光的方式具有成本低、性能高、能耗少、无污染、易量产、应用广泛等优点，尤其在照明、背光显示等领域。然而，在农业及农副产品、红外成像、生物识别、夜视监控等领域，现有的近红外荧光粉的发光强度较低，其制作LED器件发光强度较弱。因此，开发一款发光强度高的近红外荧光粉势在必行。

获得近红外荧光粉或者含近红外光的发光器件有多种方式，例如：

中国专利CN 107338046 A公开了一种MAl₁₂O₁₉：xTi近红外荧光粉，M为Ca和Sr中的一种或两种，可被400-600nm的光激发，发出650-850nm之间的红光及近红外光，但其发射光谱较窄，且发射强度较低。

非专利文献《Super Broadband Near-infrered phosphors with High RadiantFlux ax Future Light Sources for spectroscopy Applications》阐述了一种化学成分为La₃Ga₅GeO_14：Cr的近红外荧光粉，基于蓝光芯片可以发射650-1200nm的红光及近红外光，发射光谱较宽，但发射强度较低。

日本专利公开2019-87711公开了一种化学成分为Ca₂GeO₄：Cr的近红外荧光粉，该荧光粉的激发波长范围400-1000nm，发光波长范围1000nm-1600nm。虽然具有极宽的激发光谱，但常用450nm蓝光芯片激发下发光效率极低且具有余辉，不适合制成发光器件。