一种光学装置的制作方法

文档序号:19121091发布日期:2019-11-13 01:39阅读:722来源:国知局
一种光学装置的制作方法

本发明实施例涉及红外光学技术领域,特别涉及led芯片复合近红外发光材料、ce3+激活的可见光发光材料的光学装置。



背景技术:

近年来,近红外光在安防监控、生物识别、3d感测、食品/医疗检测领域的应用成为国内外焦点,其中近红外led因其具有指向性好、功耗低以及体积小等一系列优点已然成为国际研究焦点。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实现方式,如安防领域主要应用850nm以及940nm红外芯片,且为了夜晚探测过程中光线补偿,或实现彩色显示的效果,通常还会同时增加一颗或多颗白光led。该实现方式中红外芯片价格较高,且采用多颗芯片同时封装,工艺复杂,造成成本较高,限制了红外led光学装置的应用和推广。

采用可见光芯片复合近红外发光材料的近红外led,该复合封装的实现方式具有制备工艺简单、成本低、发光效率高等优点,且近红外发光材料发射波长丰富,能够实现多个近红外应用的各种特定波长。目前该实现方式存在的主要问题是,该实现方式仍无法解决白光补偿过程中遇到的封装工艺复杂等难题。



技术实现要素:

(一)发明目的

针对现有可见光芯片复合近红外发光材料技术中存在的问题,本发明实施例的目的是提供一种led芯片复合近红外发光材料、ce3+激活的可见光发光材料的光学装置。该光学装置用同一led芯片同时实现近红外及可见光发光,极大简化了封装工艺,降低了封装成本。

(二)技术方案

为实现上述发明目的,本发明实施例的技术方案如下:

一种光学装置,该光学装置包含led芯片、ce3+激活的可见光发光材料、以及近红外发光材料;

所述近红外发光材料为xa2o3.yin2o3.br2o3的化合物,所述近红外发光材料中a元素为sc和/或ga元素,r元素为cr、yb、nd或er元素中的一种或者两种,其中必含cr,0.001≤x≤1,0≤y≤1,0.001≤b≤0.2,且0.001≤b/(x+y)≤0.2。

进一步的,该近红外发光材料具有与β-ga2o3相同的晶体结构。

进一步的,所述led芯片的发射峰值波长位于420-470nm范围内。

进一步的,所述可见光发光材料具有与la3si6n11相同的晶体结构。

进一步的,所述可见光发光材料为(la,y,lu)3si6n11:ce3+

进一步的,所述可见光发光材料具有石榴石结构。

进一步的,所述可见光发光材料为(lu,y,gd)3(al,ga)5o12:ce3+

进一步的,所述近红外发光材料占其与ce3+激活的可见光发光材料质量之和的50-80%。

进一步的,所述该光学装置还可以含有(ca,sr,ba)2si5n8:eu2+和(sr,ca)alsin3:eu2+红色荧光粉中的一种。

(三)有益效果

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果:

(1)该光学装置利用led芯片复合红外发光材料和可见光发光材料的实现方式,用同一led芯片同时实现近红外及可见光发光,极大简化了封装工艺,降低了封装成本;

(2)该光学装置具有发光效率高/可靠性能优异、抗干扰能力强、可实现白光补偿等特点;

(3)本发明实施例所提供的红外光学装置在安防领域具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例中光学装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明实施例进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明实施例的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明实施例的概念。

本发明实施例提供了一种光学装置,其结构如附图1所示,该光学装置包括位于基座4上的半导体芯片1、填充于半导体芯片1周围的胶水和发光材料2、罩盖于半导体芯片1、胶水和发光材料2上的塑料透镜5以及引脚3。具体的,该光学装置包含led芯片、ce3+激活的可见光发光材料、近红外发光材料xa2o3.yin2o3.br2o3的化合物,其中所述近红外发光材料中a元素为sc和/或ga元素,r元素为cr、yb、nd或er元素中的一种或者两种,其中必含cr,0.001≤x≤1,0≤y≤1,0.001≤b≤0.2,且0.001≤b/(x+y)≤0.2,该近红外发光材料具有与β-ga2o3相同的晶体结构。

作为优选,所述led芯片的发射峰值波长位于420-470nm范围内。

作为优选,所述可见光发光材料具有与la3si6n11相同的晶体结构。

作为优选,所述可见光发光材料为(la,y,lu)3si6n11:ce3+

所述可见光发光材料分子式中元素la,y,lu可以单独存在,也可以为两种或者三种元素共同存在。

作为优选,所述可见光发光材料具有石榴石结构。

作为优选,所述可见光发光材料为(lu,y,gd)3(al,ga)5o12:ce3+

所述可见光发光材料分子式中元素lu,y,gd可以单独存在,也可以为两种或者三种元素共同存在,al和ga元素可以单独存在,也可两种元素共同存在。

作为优选,所述近红外发光材料占其与ce3+激活的可见光发光材料质量之和的50-80%。

作为优选,该光学装置还可以含有(ca,sr,ba)2si5n8:eu2+和(sr,ca)alsin3:eu2+红色荧光粉中的一种。

与现有技术相比,本发明实施例发光器件的有益效果在于:

(1)该光学装置利用led芯片复合红外发光材料和可见光发光材料的实现方式,用同一led芯片同时实现近红外及可见光发光,极大简化了封装工艺,降低了封装成本;

(2)该光学装置具有发光效率高/可靠性能优异、抗干扰能力强、可实现白光补偿等特点;

(3)本发明实施例所提供的红外光学装置在安防领域具有很好的应用前景。

为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的光学装置进行详细描述,但是应当理解,这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,只是为了进一步说明本发明实施例的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制,本发明实施例的保护范围也不限于下述的实施例。

以下实施例中所用的器件和试剂均为市售。

实施例1

一种光学装置,其组成部件为波长为455nm的蓝光led芯片、分子式ga2o3.0.05cr2o3:cr3+的近红外发光材料、分子式为la3si6n11:ce3+的可见光发光材料为。红外发光材料、可见光发光材料与质量比为1:1,将两种发光材料均匀混合在硅胶中,两种发光材料在硅胶中的重量比为60%,进而将其涂覆在led芯片上,得到发光光源。

实施例2-25所述的光学装置,其发光材料组成分别见下表1中列出,各实施例中光学装置的结构同实施例1,只需根据各实施例中发光材料的分子式,根据各自的比例混合得到。

表1

从表1可以看出,本发明实施例的光学装置具有通过单一蓝光芯片复合近红外发光材料可以发射近红外光,且同时复合ce3+激活的可见光发光材料,可同时实现白光和近红外光的发射,为了得到显示指数更高的白光还可以添加(ca,sr,ba)2si5n8:eu2+和(sr,ca)alsin3:eu2+红色荧光粉。

综上所述,本发明实施例提供了一种光学装置,该光学装置包含led芯片、ce3+激活的可见光发光材料、以及ce3+激活的近红外发光材料;所述近红外发光材料为xa2o3.yin2o3.br2o3的化合物,所述近红外发光材料中a元素为sc和/或ga元素,r元素为cr、yb、nd或er元素中的一种或者两种,其中必含cr,0.001≤x≤1,0≤y≤1,0.001≤b≤0.2,且0.001≤b/(x+y)≤0.2。该光学装置利用led芯片复合红外发光材料和可见光发光材料的实现方式,用同一led芯片同时实现近红外及可见光发光,极大简化了封装工艺,降低了封装成本;具有发光效率高/可靠性能优异、抗干扰能力强、可实现白光补偿等特点;且在安防领域具有很好的应用前景。

应当理解的是,本发明实施例的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明实施例的原理,而不构成对本发明实施例的限制。因此,在不偏离本发明实施例的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明实施例的保护范围之内。此外,本发明实施例所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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