一种近红外发光物质及包含该物质的发光器件制造技术

本发明专利技术涉及一种近红外发光物质及包含其的发光器件。近红外发光物质，包括化学式为A

【技术实现步骤摘要】
一种近红外发光物质及包含该物质的发光器件
[0001]本申请为要求优先权的申请，在先申请主题名称：一种近红外发光物质及包含该物质的发光器件；优先权号：202110623906.9；优先权日：2021年6月4日。


[0002]本专利技术涉及发光材料
，尤其涉及一种近红外发光物质及包含该物质的发光器件。

技术介绍

[0003]近年来，随着安防监控、环境光检测、光触开关、生物识别、食品医疗检测、植物照明等社会需求持续提升，近红外光源，尤其近红外LED在上述领域的需求急剧增长。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，但是由于LED芯片获得的半高宽典型宽度为40nm，为获得目标宽度需要数十个芯片组装而成才能获得，但由于不同芯片组装形式，驱动电压、电流各异，实现宽谱红外发射，存在技术难度。利用技术成熟的可见光芯片与近红外材料复合的方式可有效解决上述问题。该方式具有可调谐性能，并且更加优异可靠。作为近红外LED光源关键材料，近红外发光材料的发光性能直接决定了器件的品质，因此，开发各波段近红外LED用高性能近红外发光材料，实现其多样化的应用需求迫在眉睫。
[0004]目前如中国专利CN103194232A公开了一种宽带紫外
‑
可见光激发的近红外荧光发射材料及其制备方法和应用，该发光材料中，化学式为Y1‑
x
‑
z
M
z
Al3‑
y
(BO3)4:Cr
x3+
,Yb
y3+
>，其中M为Bi
3+
和La
3+
中的一种或两种，0<x≤0.2，0<y≤0.2，0≤z≤0.2，该荧光材料的激发波长为350nm
‑
650nm间，发射光谱范围在900nm
‑
1100nm之间，发射光谱范围偏窄。欧洲专利EP2480626A2公开了成分为LiGaO2:0.001Cr
3+
,0.001Ni
2+
，在紫外光激发下可产生1000nm
‑
1500nm之间的近红外发射，该荧光粉有长余辉效果，发光时间持续数分钟，不适合做发光器件。非专利文献《Photoluminescence Intensity and Spectral Properties in Yb
3+
Codoped LiScP2O7:Cr
3+
》报道了一种化学成分为LiScP2O7的荧光粉，在470nm的蓝光的激发下，共掺离子Cr
3+
与Yb
3+
可产生750nm
‑
1100nm的近红外发射，但发射光谱并不是平滑的宽带发射，为后续红外化学检测分析带来干扰因素。非专利文献《Trivalent Chromium Ions Doped Fluorides with Both Broad Emission Bandwidth and Excellent Luminescence Thermal Stability》公开了一种荧光粉。在蓝光激发下，荧光粉ScF3可产生峰值位置在853nm，发光位置位于800nm
‑
1100nm之间的近红外发射，但发光效率较低，为水相合成，不利于工业批量生产，且形貌为立方状，给后续封装带来一定困难。非专利文献《Cr
3+
/Er
3+
co
‑
doped LaAlO3perovskite phosphor:a near
‑
infrared persistent luminescence probe covering the first and third biological windows》公开了一种在405nm光激发下发射红外光的钙钛矿结构荧光粉，Cr
3+
产生了峰值位置位于737nm的尖锐峰。非专利文献《Pushing the Limit of Boltzmann Distribution in Cr(3+)
‑
Doped CaHfO
3 for Cryogenic Thermometry》报道的CaHfO3:Cr
3+
经过实验得到的量子效率约为20％，钙钛矿结
构材料红外发光效率较低。
[0005]综上，已有的钙钛矿材料的发射光谱都比较窄，且发光效率低，开发具有更高发光效率和热稳定性的钙钛矿结构近红外发射材料在食品检测、安防监控、标准光源以及健康照明等领域都有极大的应用前景。

技术实现思路

[0006]针对目前现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种近红外发光物质及包含该物质的发光器件，近红外发光物质具有被波长范围丰富的可见光激发而产生峰值波长位于780
‑
1000nm的高效宽带或者大于1000nm的高效窄带近红外光发射；发光器件使用激发光源及本专利技术所述的近红外发光物质，能产生780nm
‑
1000m范围的宽带近红外光或者大于1000nm的高效窄带近红外光发射。
[0007]为达到上述目的，本专利技术提供了一种近红外发光物质，该发光物质包括化学式为A
x
D
y
E
z
M
a
的无机化合物，其中，
[0008]A元素包括La、Gd、Y、Tb中的一种或者两种，其中必含La元素；
[0009]D元素包括Lu、Sc、Ga、Al中的一种或者两种，其中必含Lu元素；
[0010]E元素包括O元素，或者O和F元素；
[0011]M元素包括Cr、Ce、Eu元素中的一种或一种以上，其中必含Cr元素；
[0012]且所述参数x、y、z、a满足如下条件：0.8≤x≤1.2；0.8≤y≤1.2；2.8≤z≤3.2；0.001≤a≤0.3；所述发光物质具有与LaLuO3相同的正交晶系结构。相对于其它结构该结构具有更加多样化的结构和组成，可为发光离子提供灵活的局部配位环境，同时该体系包容性强，可以通过晶体场工程设计调控该材料的发光，从而获得优异的发光特性。
[0013]可选地，x的下限选自0.8、0.98、0.99或1.0，x的上限选自0.98、0.99、1.0或1.2；y的下限选自0.8、0.99或1，y的上限选自0.99、1或1.2；z的下限选自2.8、2.97、3.005或3.01，z的上限选自2.97、3.005、3.01或3.2；a的下限选自0.001或0.0005，a的上限选自0.01、0.02或0.3。
[0014]作为优选，所述D元素必含Lu、Ga、Al元素中的一种或两种，Lu元素占D元素的摩尔百分比≥70％。Lu
3+
、Ga
3+
、Al
3+
元素半径和价态与Cr
3+
比较接近，占据该材料晶体学六配位八面体的位置，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外发光物质，其特征在于，该发光物质包括化学式为A
x
D
y
E
z
M
a
的无机化合物，其中，A元素包括La、Gd、Y、Tb中的一种或者两种，其中必含La元素；D元素包括Lu、Sc、Ga、Al中的一种或者两种，其中必含Lu元素；E元素包括O元素，或者O和F元素；M元素包括Cr、Ce、Eu元素中的一种或一种以上，其中必含Cr元素；且所述参数x、y、z、a满足如下条件：0.8≤x≤1.2；0.8≤y≤1.2；2.8≤z≤3.2；0.001≤a≤0.3；所述发光物质具有与LaLuO3相同的正交晶系结构。2.根据权利要求1所述的近红外发光物质，其特征在于，所述D元素含Lu、Ga、Al元素中的一种或两种，Lu元素占D元素的摩尔百分比≥70％。3.根据权利要求2所述的近红外发光物质，其特征在于，所述D元素必含Lu元素，还含有In、Mg或Zn中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣辉，孙志聪，刘元红，陈晓霞，高彤宇，马小乐，薛原，
申请(专利权)人：有研稀土高技术有限公司河北雄安稀土功能材料创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：