Πώς να βελτιώσετε τη θερμική σταθερότητα του φωσφόρου

Η βελτίωση της θερμικής σταθερότητας των φωσφόρων είναι ζωτικής σημασίας για την επέκταση της διάρκειας ζωής των LED, και επιτυγχάνεται κυρίως μέσω της τροποποίησης των υλικών και της βελτιστοποίησης της διαδικασίας.

Όσον αφορά τα υλικά, η χρήση σχεδιασμού δομής πυρήνα-κέλυφους, όπως η επίστρωση σωματιδίων φωσφόρου με SiO₂ ή Al₂O₃, μπορεί να τα απομονώσει αποτελεσματικά από την οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες. Η προσθήκη ιόντων σπάνιων γαιών (π.χ., προσθήκη Ce³⁺ σε νιτρίδια) μπορεί να ενισχύσει τη σταθερότητα του πλέγματος, επιτρέποντας στον φωταυγαστή να διατηρεί πάνω από 90% απόδοση ακόμη και στους 150℃.

Όσον αφορά τη διαδικασία, η βελτιστοποίηση των συνθηκών πυροσυσσωμάτωσης είναι υψίστης σημασίας. Η χρήση μεθόδου πυροσυσσωμάτωσης με βαθμιαία θέρμανση, ελέγχοντας τον ρυθμό θέρμανσης στα 5℃/min, αποφεύγει τις μικρορωγμές που προκαλούνται από την ταχεία θερμική διαστολή και συστολή. Για τους φωσφόρους YAG, η προσθήκη κατάλληλου ροής (π.χ., BaF₂) μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης και να μειώσει τα ελαττώματα του πλέγματος. Στο στάδιο της ενθυλάκωσης, η επιλογή σιλικόνης υψηλής θερμικής αγωγιμότητας (θερμική αγωγιμότητα >1,5W/m·K) και η προσθήκη νανο-αργιλίου θερμικών αγώγιμων πληρωτικών μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία λειτουργίας του φωσφόρου κατά 30-50℃.

Οι νέοι φωσφόροι νιτριδίων (όπως το β-sialon) διαθέτουν εγγενώς εξαιρετική θερμική σταθερότητα, παρουσιάζοντας λιγότερο από 5% φωτεινή εξασθένηση σε υψηλές θερμοκρασίες 200℃, καθιστώντας τους ιδανική επιλογή για φωτισμό LED υψηλής ισχύος. Μέσω της συνεργιστικής βελτιστοποίησης των υλικών και των διαδικασιών, οι σύγχρονοι φωσφόροι μπορούν πλέον να λειτουργούν σταθερά για πάνω από 5000 ώρες σε περιβάλλον 180℃.