Ключевые вопросы массового производства и всеобъемлющие стратегии смягчения последствий для PiG (фосфор в стекле) (Первый пункт)

Тепловое охлаждение и резкое снижение квантовой эффективности
Обычное боросиликатное/теллуритовое стекло требует синтерации при температуре 550-850 °C. Нитридные красные фосфоры (CaAlSiN3, SrLiAl3N4) и фторсиликатные фосфоры KSF проявляют слабую термостойкость.При высоких температурах, луминесцентные центровые ионы (Ce3+, Eu2+) подвергаются окислению и трансформации валентного состояния, напрямую снижая световую эффективность на 20% ~ 50%.Интерьоническая диффузия на стекло-фосфорном интерфейсе все еще снижает квантовую эффективность..

Коррозия поверхности между стеклом и фосфорами и образование фаз примеси
Si4+, Na+ и B3+ из стекла диффузируют в частицы YAG; Y3+ и Al3+ из YAG растворяются в стеклянной матрице, образуя десятки толстых нанометров нелюминесцентных диффузионных слоев примеси.Эти слои блокируют преобразование света, увеличивает рассеивание света и вызывает коррелирующее колебание температуры цвета.

Ускоренное разложение гидролиза фосфора, вызванное щелочными металлами
Оксиды щелочных металлов (Li2O, Na2O, K2O) внутри стекла мигрируют на поверхность материала при длительной влажности (85°C / 85% RH),повреждение кристаллической решетки нитридных фосфоров, что приводит к серьезному долгосрочному распада света и сдвигу координатов цвета.

• Система стекла с низким интердиффузионным уровнем диффузии: вводить в стекло фосфор гомологичные элементы (Y2O3, Al2O3) для снижения градиента концентрации на поверхности,ограничить толщину диффузионного слоя в пределах 50 нм и сохранить более 95% первоначальной квантовой эффективности сырых фосфоров.
• Стекло с низким содержанием щелочей / без щелочей: заменить щелочные металлы на ZnO, CaO и BaO, чтобы уменьшить содержание Na2O и Li2O и улучшить надежность влажного тепла.Низкотемпературное фторфосфатное стекло, предназначенное для нитридного фосфора, требует только синтерации при 350 ~ 500 °C, полностью исключая термический распад фосфоров красного нитрида.
• Стекло с высоким Tg и узким окном температуры смягчения: сузи диапазон температуры между смягчением и кристаллизацией, чтобы сократить продолжительность хранения при высокой температуре.

• Быстрое тепловое отжигание (RTA) / синтерирование под индукционным давлением: Примите скорость нагрева 20 ~ 50 °C / s для завершения уплотнения в течение десятков секунд, резко сокращая время воздействия высокой температуры.Полученный диффузионный слой имеет толщину всего 1 ~ 2 нм, что значительно смягчает световой распад нитрида PiG.
• Профиль ступеневого нагрева и температуры удержания:Низкотемпературное отжимание (достаточное удаление влаги и органических веществ при 300 ~ 400 °C) → быстрое нагревание до температуры смягчения → короткий период удержания (5 ~ 30 мин) → медленное охлаждение, избегая длительного высокотемпературного впитывания фосфоров.
• Сцинтерирование с защитой атмосферы: для изолирования кислорода и водяного пара и предотвращения окисления Eu2+ нужны печи с высокой чистотой азота / инертной атмосферы для нитридов и фосфоров KSF.ЯГГ можно синтерировать в воздухе; защита от азота по-прежнему рекомендуется для высокотехнологичных продуктов.

• Покрывать фосфорные поверхности защитным слоем SiO2, Al2O3 или однородным YAG-материалом на 50-200 нм.Покрытие образует барьерный слой для блокирования ионного интердиффузии и изоляции коррозии от расплавленного стекла.