[发明专利]导模法生产稀土共晶荧光体的加热保温装置及晶体生长炉

说明书

本发明公开了一种导模法生产稀土共晶荧光体的加热保温装置，以及应用该加热保温装置的晶体生长炉，用于稀土共晶荧光体的生产制造；涉及共晶荧光体的制备设备领域；包括感应加热的线圈，线圈正下方放置有耐高温的底座，底座上表面放置圆柱筒状的石英桶，石英桶内填装氧化锆砂；之后同轴由外向内放置氧化锆保温环、钼皮、加热体、模具等，模具用于盛装原料，还包括一个圆柱体状的石墨制成的石墨保温桶，用于对从加热保温装置上部生长出来的稀土共晶荧光体进行保温。

技术领域

本发明属于共晶荧光体的制备设备领域，特别涉及一种导模法生产稀土共晶荧光体的加热保温装置及晶体生长炉。

背景技术

白光LED由于具有发光效率高、耗电量少、使用寿命长、安全可靠性强，有利于环保等特性，近几年来在显示屏、汽车工业、背光源、道路、家居、景观照明等许多领域中得到了广泛应用。

传统的白光LED是由蓝光芯片+Ce:YAG荧光粉受激辐射产生的黄光混合得到白光；在传统封装结构中，荧光粉以颗粒的形式分散在透明树脂中，存在以下缺点：

1)Ce:YAG荧光粉颗粒的折射率(1.83)与硅胶、树脂的折射率(1.4-1.6)相差较大，光线入射到荧光粉胶中会出现强烈的散射现象(散射界面间折射率差异越大，则光散射越强），造成芯片发光效率下降并产生废热；

2)荧光粉的形貌和粒径波动、涂覆厚度不均、点胶过程沉淀等因素，会导致LED色温等参数的不一致，需要额外分档处理，额外增加工艺过程和成本；

3)由于硅胶的最高使用温度一般为200℃，长时间使用后会产生性能劣化，甚至变黄开裂，降低了LED的使用寿命和可靠性。

稀土共晶荧光体（YAG:Ce-Al₂O₃），该共晶荧光体是Y₂O₃和Al₂O₃按照一定比例混合并掺入CeO₂后熔化，按一定生长条件降温生长出来的；两种晶相在三维上互相交错，形成一种复杂的缠绕结构，根据生长条件不同，两相的平均尺度也在一定范围内变化，而宏观呈现较好的均一性，避免了荧光粉体系中存在的沉降等导致的不均匀问题；由于其从熔体中生长出来，两相之间是原子尺度上的紧密结合，不存在气孔等其他缺陷，在可见光范围内折射率又非常的接近（YAG:1.83～1.84，Al₂O₃:1.77～1.78），因此大大避免了传统粉胶结构背散射损失；而这一微小的折射率差会在一定程度上改变光的传播途径，破坏了光在单相均匀介质中的光波导作用，有助于提高荧光体的光取出效率，同时使芯片原始的蓝光和荧光体受激辐射产生的黄光得到更好的混合，这在激发光方向极好的激光照明上，更加有利于均匀发散的白光输出；同时组成该共晶体系的两相都具有良好的热导率及热稳定性，因此共晶荧光体还同时兼具了陶瓷及单晶材料的优异热学性能；稀土共晶荧光体可提高传统白光LED的发光效率、热稳定性和使用寿命，可以广泛应用于广场、大型球场、码头探照灯等高功率照明以及可见光通讯等领域。

现有技术还未见有关于制备上述稀土共晶荧光体的报道，我单位在现有蓝宝石晶体生长炉的基础上进行改造，设计了一款适用于上述稀土共晶荧光体的晶体生长炉，并应用该晶体生长炉研发了一套比较成熟的生产工艺。