[发明专利]一种荧光粉筛选分级装置及其分级系统和分级方法

说明书

技术领域

本发明属于种荧光粉后处理技术领域，尤其是LED用荧光粉的筛选分级装置及其分级系统和分级方法。

背景技术

随着半导体LED照明技术的发展，LED被广泛应用于各种领域，包括背光单元、汽车、电信号、交通信号灯、照明装置等。特别是白光LED具有节能、环保、体积小等优点将成为新一代的照明光源而取代白炽灯、荧光灯、高压钠灯传统光源。

当前市场上主流的商品化白光LED是采用蓝光LED芯片加上黄、绿、红一种或多种荧光粉来实现的，其中荧光粉是制作该类白光LED必不可少的材料。荧光粉颗粒大小及其粒度分布均匀性直接会影响到白光LED的光色品质。“Particle Size Effect on the Packaging Performance of YAG:Ce Phosphors in White LEDs”，Int.J.Appl.Ceram.Technol.，6[4]465-469(2009)。”文献中介绍了均匀地荧光粉粒度分布有利于封装后提升白光的均匀性，同时结果表明选用小粒径封装可节省用量降低成本，选用大粒径明显有助于提升亮度。而通常市场商品化销售的荧光粉粒径分布在1-30μm之间，在使用之前需要对一批不同粒径大小的荧光粉进行分级筛选，小粒径适用于0.01W-0.5W中小功率的LED器件封装，大粒径适用于0.5W以上的大功率器件封装。

为了解决同一批荧光粉粒径差别大的问题，目前荧光粉制造商普遍采用的方法是让荧光粉通过具有一定目数筛孔的筛面，粒径小于筛孔的荧光粉颗粒可通过筛面，同时要保证荧光粉颗粒与筛面具有保持一定形式的相对运动。相比传统的手动筛选，中国专利CN201791665和CN201776192中公开了两种自动化程度高、操作简单、劳动强度低的荧光粉筛选分级装置，但是荧光粉作为一种发光材料，自动筛选过程中不可避免的会与筛孔、筛面发生碰撞、摩擦而引起筛选分级后的荧光粉荧光强度降低。另一方面筛选小粒径(～10μm)荧光粉所用筛网的精确度要求很高且加工难度大。

流体分级方法作为一种高精度的颗粒分级方法被提出来，包括湿法和干法。其中，以水、乙醇等为流体介质的湿法分级方法存在荧光粉对介质敏感而造成荧光强度下降的风险，且易使荧光粉团聚。而以气体(空气)为流体媒介的干法分级原理被业界广为接受，大部分流体分级原理是利用荧光粉颗粒重力不同来分级，现有的基本结构如图1和2所示，颗粒从进料口10进入，在进风口20灌入一定压力的空气，让颗粒被气流往前带动，粒径越大的质量就越重，在越短的距离就由于其自身的重力而下落留在了分级装置内部，粒径小质量轻的颗粒就随气流从出料口30飘出。

但是，由于这类分级设备结构简单粗糙，仅适于粗粒分级(200～2000μm)，因为自然界中的空气本身就具有一定的浮力，颗粒小到一定程度时就不容易在重力作用下自然下落，无法实现分级。而且，其分级精度也相对较差，不适于精密分级，比如：需要将颗粒分为500μm以下和以下两级，但是得到的结果可能是下落留在分级装置内部的颗粒可能包括400μm及以上，其精度误差就达到了500-400/500＝20％。

因此，对于粒径较小的荧光粉颗粒，迫切需要一种分级容易、分级精度高、而且能够尽量避免荧光粉荧光强度降低的分级装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种分级精度更高、并能够有效降低荧光粉衰减的荧光粉分级装置，本发明的第二目的在于提供一种该分级装置对应的分级方法，本发明的第三目的在于提供一种该分级装置对应的分级系统。

为了实现本发明的第一发明目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种荧光粉筛选分级装置，包括一分级腔体，所述分级腔体由上部的圆柱形腔体和下部的漏斗状腔体构成；在所述圆柱形腔体的侧壁上开设有一进料口，所述进料口在其侧壁上的高度为圆柱形腔体高度的二分之一至四分之三之间，所述进料口的入口方向倾斜向上并与其侧壁的横截面夹角为10-30度；在所述圆柱形腔体的顶部开设有一细料出口；在所述漏斗状腔体的底部开设有一个或多个粗料出口；在所述漏斗状腔体的侧壁上设置有一辅助进气口，所述辅助进气口的开口位置处于所述进料口的正对斜下方，所述辅助进气口的开口方向倾斜向上并与其侧壁的横截面夹角为0-45度，所述辅助进气口的开口位置处于其侧壁的四分之一至四分之三之间。

所述的荧光粉筛选分级装置中，在所述进料口外接有一进料管道，所述进料管道材料包括金属材料或者高分子聚合物材料。