Belangrijke massaproductieproblemen en uitgebreide mitigatiestrategieën voor PiG (fosfor-in-glas) (eerste item)

Thermisch afzuigen en scherpe daling van de kwantum-efficiëntie
Conventioneel borosilicaat/tellurietglas vereist sintering bij 550 tot 850°C. Nitridrode fosforen (CaAlSiN3, SrLiAl3N4) en KSF fluorosilicaatfosforen vertonen een slechte hittebestandheid.Bij hoge temperaturen, luminescerende centrum ionen (Ce3+, Eu2+) ondergaan oxidatie en valentietoestand transformatie, rechtstreeks het verminderen van de lichteffectiviteit met 20% ~ 50%. Hoewel YAG: Ce heeft een superieure thermische weerstand,De interne ionische diffusie op de glazen-fosfor-interface vermindert nog steeds de kwantum-efficiëntie..

Interfacecorrosie tussen glas en fosfor en productie van onzuiverheidsfasen
Si4+, Na+ en B3+ uit glas diffuneren in YAG-deeltjes; Y3+ en Al3+ uit YAG oplossen in de glasmatrix en vormen tientallen niet-luminescerende onzuiverheidsdifusielagen met een dikte van nanometer.Deze lagen blokkeren de lichtomzetting., vergroot de lichtverspreiding en veroorzaakt gecorreleerde kleurtemperatuurverschuiving.

Versnelde hydrolyse van fosfor door alkalische metalen
alkalische metaaloxiden (Li2O, Na2O, K2O) in glas migreren onder langdurige omstandigheden van vochtigheid en hitte (85°C / 85% RH) naar het materiaaloppervlak,beschadiging van het kristallenrooster van nitridfosforen en ernstige langdurige lichtverval en kleurcoördinatenverschuiving.

• Difusie-matched laag-interdifusie glas systeem: fosforhomologe elementen (Y2O3, Al2O3) worden in glas geïntroduceerd om de interfaciale concentratiegradiaat te verminderen.de dikte van de diffusieschaal beperken tot 50 nm en meer dan 95% van de oorspronkelijke kwantumdoeltreffendheid van ruwe fosfor behouden.
• Glas met een laag alkaalgehalte / alkalivrij glas: vervang alkalische metalen door ZnO, CaO en BaO om het Na2O- en Li2O-gehalte te verminderen en de betrouwbaarheid bij natte hitte te verbeteren.Laagtemperatuurfluorfosfaatglas voor nitridefosforen vereist alleen sintering bij 350 tot 500 °C, waardoor de thermische ontbinding van rode nitridfosforen volledig wordt uitgesloten.
• Glas met een hoge Tg en een smal temperatuurtemperatuurvenster: Verminder het temperatuurbereik tussen verzachting en kristallisatie om de houdtijd bij hoge temperatuur te verkort.

• Rapid Thermal Annealing (RTA) / Inductie druk sinteren: Gebruik een verwarmingssnelheid van 20~50°C/s om de verdichting binnen tientallen seconden te voltooien, waardoor de blootstelling aan hoge temperaturen drastisch wordt verkort.De resulterende diffusieschaal is slechts 1~2 nm dik, die het lichtverlies van nitride PiG aanzienlijk vermindert.
• Profiel van de temperatuur van de trapverwarming en -behoud:Laagtemperatuurontbinding (voldoende verwijdering van vocht en organische stoffen bij 300 tot 400°C) → snel verwarmen tot een verzachtende temperatuur → korte houdtijd (5 tot 30 min) → langzame afkoeling, waardoor langdurige hoge temperatuur inademing van fosfor wordt vermeden.
• Atmosfeerbeschermde sintering: voor nitride en KSF-fosforen zijn hoogzuivere stikstof/inerte atmosfeerovens noodzakelijk om zuurstof en waterdamp te isoleren en Eu2+-oxidatie te voorkomen.YAG kan in de lucht gesinterd wordenVoor producten met hoge specificaties wordt nog steeds stikstofbescherming aanbevolen.

• Het coaten van fosforoppervlakken met een beschermende laag van SiO2, Al2O3 of homogeen YAG-materiaal van 50 tot 200 nm.De coating vormt een barrière om ionische interdifusie te blokkeren en corrosie van gesmolten glas te isoleren.