[发明专利]一种近红外发光材料及其制备方法和其LED器件

说明书

本发明公开了一种近红外发光材料及其制备方法和其LED器件。所述发光材料化学式为：AMAlF₆：xCr³⁺，其中A为碱金属，M为碱土金属，0.0001≤x≤30at.％；其能在360‑500nm范围内被有效地激发，发射出700‑1000nm的近红外光。所述发光材料可用固相法或共沉淀法合成，制备工艺简单、环保、成本低。利用本发明的发光材料与紫光或蓝光芯片封装获得LED器件，所述LED器件可作为近红外光源用于分析检测、虹膜识别、汽车传感及安防等领域。

技术领域

本发明属于发光材料领域，具体涉及一种近红外发光材料及其制备方法和其LED器件。

背景技术

近红外光区域是人们较早发现的非可见光区域，由于早期技术水平不高，受到倍频以及合频的影响，导致检测结果出现光谱重叠、解析复杂，使得近红外光的研究和应用受到了一定的限制。到了20世纪60年代，商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作，提出物质的含量与近红外区域内多个不同的波长吸收峰呈线性关系的理论，并利用NIR漫反射技术测定了农产品中的水分、蛋白质、脂肪等成分，才使得近红外光谱技术在农副产品分析中得到广泛的应用。但到了60年代中后期，随着各种新的分析技术的出现，加之经典近红外光谱分析技术暴露出了灵敏度低、抗干扰性差的缺点，使人们淡漠了该技术在分析检测中的应用，此后，近红外光谱进入了一段沉默的时期。

70年代产生的化学计量学学科的重要组成部分——多元校正技术在光谱分析中的成功应用，促进了近红外光谱技术的推广。到了80年代后期，计算机技术的迅速发展，带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展，通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果，加之近红外光谱在测样技术上所独有的特点，使得人们重新认识了近红外光谱的价值，加速了近红外光谱在各领域中的应用研究陆续展开，如医学、药理学、分子细胞生物学等。美国的医院正在尝试使用一种新型仪器来帮助护士寻找患者手臂上的血管，原理是借助对人体无伤害的近红外线，检测出血管的位置，并将血管的分布图像实时投射到手臂上，以便让医护人员准确地找到下针位置，避免了“冤枉针”的出现。此外，近红外荧光标记所用的发光材料，其发光位于近红外区，生物分子在该区域没有自发光，不会因出现光谱重叠而对检测造成信号干扰，近红外荧光标记可使用较短波长的可见光激发，从而避免了激发光散性而获得了较高的灵敏度，而且近红外光在生物活体组织中穿透深度大，能在深层组织产生光信号，且对组织本身几乎没有任何影响，所以有利于获得更多生物体信息，为进一步促进医学成像、肿瘤治疗等技术的发展起到了积极的作用。

因太阳光的光谱分布与电池的响应光谱不完全同步，太阳能电池主要吸收波长较长的近红外光，而太阳光中占很大部分的短波长的紫外及蓝绿光很难被太阳能电池吸收，引起了光谱失配现象，造成了太阳光能量的极大损失。专利文献CN 102618285A报道了一种用于太阳能电池中的下转换近红外发光材料，采用下转换材料，将太阳光中的短波长的光通过量子剪裁变为长波长的光，可以极大地消除光谱失配现象，提高太阳光的利用率，从而间接提高太阳能电池的光电转化效率。

除此之外，近红外光还可以用于生物识别，如指纹识别、虹膜识别、脸部识别等。欧司朗光电半导体推出的新款宽带红外LED，将荧光粉技术应用到红外发射器上，成功打造出了一款可发射650nm到1050nm波长范围的宽带近红外LED，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、农业等领域中检测食品中的水分、脂肪、碳水化合物、糖分和蛋白质的含量。因此，目前近红外荧光粉的研发成为当前行业内研发人员积极研究的新方向，为近红外发光材料领域提供更多的选择，对近红外发光材料的研究有着重大的研究意义。

发明内容

本发明提供一种近红外发光材料，所述发光材料化学组成为AMAlF₆：xCr³⁺，其中A为碱金属，M为碱土金属，Cr³⁺为发光中心离子，0.0001≤x≤30at.％。