Jak poprawić stabilność termiczną luminoforu

Poprawa stabilności termicznej luminoforów jest kluczowa dla wydłużenia żywotności diod LED, co osiąga się głównie poprzez modyfikację materiałów i optymalizację procesów.

Jeśli chodzi o materiały, zastosowanie konstrukcji rdzeń-powłoka, na przykład powlekanie cząstek luminoforu SiO₂ lub Al₂O₃, może skutecznie izolować je od utleniania w wysokich temperaturach. Domieszkowanie jonami metali ziem rzadkich (np. domieszkowanie Ce³⁺ w azotkach) może zwiększyć stabilność sieci krystalicznej, pozwalając luminoforowi zachować ponad 90% wydajności nawet w temperaturze 150℃.

Pod względem procesu, optymalizacja warunków spiekania jest najważniejsza. Zastosowanie metody spiekania z gradientem ogrzewania, kontrolując tempo ogrzewania na poziomie 5℃/min, pozwala uniknąć mikropęknięć spowodowanych szybką rozszerzalnością i kurczeniem się termicznym. W przypadku luminoforów YAG, dodanie odpowiedniego topnika (np. BaF₂) może obniżyć temperaturę spiekania i zredukować defekty sieci krystalicznej. Na etapie enkapsulacji, wybór silikonu o wysokiej przewodności cieplnej (przewodność cieplna >1,5W/m·K) i dodanie nanokrystalicznych wypełniaczy przewodzących ciepło z tlenku glinu może obniżyć temperaturę pracy luminoforu o 30-50℃.

Nowe luminofory azotkowe (takie jak β-sialon) z natury posiadają doskonałą stabilność termiczną, wykazując spadek luminancji mniejszy niż 5% w wysokich temperaturach 200℃, co czyni je idealnym wyborem do oświetlenia LED dużej mocy. Dzięki synergicznej optymalizacji materiałów i procesów, nowoczesne luminofory mogą teraz działać stabilnie przez ponad 5000 godzin w środowisku 180℃.