一种远红光-近红外光LED器件制备方法及LED器件技术

本发明专利技术公开一种远红光‑近红外光LED器件制备方法及LED器件。所述制备方法包括：将预定比例的远红光荧光粉和红色荧光粉在透明硅胶进行充分混合，得到混合物；基于预定的封装结构和封装工艺对所述混合物和蓝光LED芯片进行封装，得到LED器件。所述远红光荧光粉为Cr

【技术实现步骤摘要】
一种远红光-近红外光LED器件制备方法及LED器件
本专利技术属于LED
，更具体地，涉及一种远红光-近红外光LED器件制备方法及LED器件。
技术介绍
现有基于荧光转换的远红光-近红外光LED器件所采用的荧光材料的发光中心主要有Mn4+和Cr3+两类，但是Mn4+和Cr3+的发光都是宇称选择定则禁戒的跃迁，不仅发光中心吸收截面小，而且发光效率低，进而导致利用Mn4+和Cr3+激活的荧光粉封装的远红光-近红外LED器件的辐射光通量小、光电效率低，无法达到商业化应用水平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有采用Mn4+或Cr3+激活的荧光粉所制备的远红光-近红外LED器件的辐射光通量小和光电效率低的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种远红光-近红外光LED器件制备方法及LED器件。根据本专利技术的第一方面，提供了一种远红光-近红外光LED器件制备方法，该远红光-近红外光LED器件制备方法包括以下步骤：将预定比例的远红光荧光粉和红色荧光粉在透明硅胶进行充分混合，得到混合物；基于预定的封装结构和封装工艺对所述混合物和蓝光LED芯片进行封装，得到所述远红光-近红外光LED器件；所述远红光荧光粉为Cr3+激活的稀土硼酸盐与稀土硼铝酸盐的混合物；所述红光荧光粉的化学式为(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+或M2Si5N8:Eu2+(M＝Sr,Ca,Ba,Mg)。作为优选的是，在所述将预定比例的远红光荧光粉和红色荧光粉在透明硅胶进行充分混合，得到混合物的步骤中，所述远红光荧光粉与所述红色荧光粉的质量比为199:1～1:1。作为优选的是，所述Cr3+激活的稀土硼酸盐的化学式为RBO3:Cr3+，其中，R为稀土元素；所述稀土硼铝酸盐的化学式为R(Al,X)3(BO3)4:Cr3+，其中，X为在RAl3(BO3)4晶格点阵中取代Al原子而又能保持其晶体结构不变的元素。作为优选的是，X为Ga、Sc、Mg、Ti、Zr的单一或混合组分。作为优选的是，所述Cr3+激活的稀土硼酸盐在所述远红光荧光粉中的质量百分比大于0且小于10％；在所述Cr3+激活的稀土硼酸盐中，Cr3+占Al原子的摩尔浓度为1-8％。作为优选的是，Cr3+占Al原子的摩尔浓度为4％。作为优选的是，所述远红光荧光粉的制备方法包括：按照化学式R(Al1-y-zXzCry)3(BO3)4称取各种原料；在所述各种原料中添加占原料总质量1-2.5％助熔剂；将添加完所述助熔剂的所述各种原料充分混合，在高温炉敞开气氛条件下于1100-1300℃煅烧1-10小时；对出炉后的混合物进行粉碎、研磨、水洗、过滤、烘干和过筛分级，得到预定颗粒尺寸的所述远红光荧光粉。作为优选的是，所述各种原料包括R2O3、Al2O3、H3BO3和Cr(NO3)3·9H2O；所述助熔剂为BaF2、AlF3、NH4Cl或H3BO3。作为优选的是，在所述在所述各种原料中添加占原料总质量1-2.5％助熔剂的步骤中，添加2％的AlF3作为助熔剂；所述在高温炉敞开气氛条件下于1100-1300℃煅烧1-10小时的步骤具体为：在高温炉敞开气氛条件下于1250℃煅烧8小时。根据本专利技术的第二方面，提供了一种远红光-近红外光LED器件，该远红光-近红外光LED器件采用上述任一种远红光-近红外光LED器件制备方法制备而成。本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用将远红光荧光粉与红色荧光粉相混合的方式制备荧光粉，并基于荧光粉和蓝光LED芯片制备远红光-近红外光LED器件。本专利技术所制备的混合荧光粉利用了红色荧光粉的高介电常数对进场光子的约束能力，提高了远红光荧光粉的吸收能力，从而同时提升了相应远红光-近红外光LED器件的辐射光通量和光电效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的实施例的远红光-近红外光LED器件制备方法的实现流程图。图2示出了根据本专利技术的实施例的采用发射波长为600nm和660nm的两种红色荧光粉与Y(Al0.96Cr0.04)3(BO3)4远红光荧光粉封装的LED器件在不同电流驱动下的发射光谱图。图3示出了根据本专利技术的实施例的采用发射波长为600nm和660nm的两种红色荧光粉与Y(Al0.96Cr0.04)3(BO3)4远红光荧光粉封装的LED器件的辐射功率与光电转换效率随电流驱动的变化趋势图。图4示出了根据本专利技术的实施例的不同温度条件下保温8小时的合成YAl3(BO3)4:Cr荧光粉的发射光谱图。图5示出了根据本专利技术的实施例的不同浓度Cr3+下的合成YAl3(BO3)4:Cr荧光粉的发射光谱图。图6示出了根据本专利技术的实施例的1250℃温度条件不同保温时间下的合成YAl3(BO3)4:Cr荧光粉的发射光谱图。图7示出了根据本专利技术的实施例的添加2％不同种类助熔剂下的合成YAl3(BO3)4:Cr荧光粉的发射光谱图。图8示出了根据本专利技术的实施例的在不同温度条件下保温8小时的合成产物的XRD图。图9为图8的局部放大图。图10示出了根据本专利技术的实施例的不同浓度Cr3+下的合成产物的XRD图。图11为图10的局部放大图。图12示出了根据本专利技术的实施例的1250℃温度条件不同保温时间下的合成产物的XRD图。图13为图12的局部放大图。图14示出了根据本专利技术的实施例的添加2％不同种类助熔剂下的合成产物的XRD图。图15为图14的局部放大图。图16示出了根据本专利技术的实施例的三种远红光-近红外光LED器件的归一化发射光谱与植物Pfr态吸收光谱的对比图。图17示出了根据本专利技术的实施例的三种远红光-近红外光LED器件的归一化发射光谱与人体HeLa细胞吸收光谱的对比图。图2、图4-图7中，横坐标为波长，纵坐标为光强。图3中，横坐标为驱动电流值，左侧纵坐标为辐射功率，右侧纵坐标为光电转换效率。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施例：图1示出了根据本专利技术的实施例的远红光-近红外光LED器件制备方法的实现流程图。参照图1，本实施例的远红光-近红外光LED器件制备方法包括：步骤S100、将预定比例的远红光荧光粉和红色荧光粉在透明硅胶进行充分混合，得到混合物；步骤S200、基于预定的封装结构和封装工艺对所述混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远红光-近红外光LED器件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将预定比例的远红光荧光粉和红色荧光粉在透明硅胶进行充分混合，得到混合物；/n基于预定的封装结构和封装工艺对所述混合物和蓝光LED芯片进行封装，得到所述远红光-近红外光LED器件；/n所述远红光荧光粉为Cr

【技术特征摘要】
1.一种远红光-近红外光LED器件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将预定比例的远红光荧光粉和红色荧光粉在透明硅胶进行充分混合，得到混合物；
基于预定的封装结构和封装工艺对所述混合物和蓝光LED芯片进行封装，得到所述远红光-近红外光LED器件；
所述远红光荧光粉为Cr3+激活的稀土硼酸盐与稀土硼铝酸盐的混合物；
所述红光荧光粉的化学式为(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+或M2Si5N8:Eu2+(M＝Sr,Ca,Ba,Mg)。


2.根据权利要求1所述的远红光-近红外光LED器件制备方法，其特征在于，在所述将预定比例的远红光荧光粉和红色荧光粉在透明硅胶进行充分混合，得到混合物的步骤中，所述远红光荧光粉与所述红色荧光粉的质量比为199:1～1:1。


3.根据权利要求2所述的远红光-近红外光LED器件制备方法，其特征在于，所述Cr3+激活的稀土硼酸盐的化学式为RBO3:Cr3+，其中，R为稀土元素；
所述稀土硼铝酸盐的化学式为R(Al,X)3(BO3)4:Cr3+，其中，X为在RAl3(BO3)4晶格点阵中取代Al原子而又能保持其晶体结构不变的元素。


4.根据权利要求3所述的远红光-近红外光LED器件制备方法，其特征在于，X为Ga、Sc、Mg、Ti、Zr的单一或混合组分。


5.根据权利要求4所述的远红光-近红外光LED器件制备方法，其特征在于，所述Cr3+激活的稀土硼酸盐在所述远红光荧光粉中的质量百分比大于0且小于10％；
在所述Cr3+...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，姚刚，郑桂芳，程主明，杨磊，蒋婷，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34