Các vấn đề chính về sản xuất hàng loạt và các chiến lược giảm thiểu toàn diện cho PiG (Phosphor trong thủy tinh) (Điều thứ nhất)

Tử nhiệt & giảm mạnh hiệu quả lượng tử
Kính borosilicate / tellurite thông thường đòi hỏi phải ngâm tại 550 ~ 850 °C. Phốt pho đỏ nitride (CaAlSiN3, SrLiAl3N4) và phosphor fluorosilicate KSF cho thấy khả năng chống nhiệt kém.Ở nhiệt độ cao, các ion trung tâm phát sáng (Ce3+, Eu2+) trải qua quá trình oxy hóa và chuyển đổi trạng thái giá trị, trực tiếp làm giảm hiệu quả ánh sáng khoảng 20% ~ 50%. Mặc dù YAG: Ce có khả năng kháng nhiệt vượt trội,Sự khuếch tán nội tại tại giao diện thủy tinh-phốt pho vẫn làm suy giảm hiệu quả lượng tử.

Sự ăn mòn bề mặt giữa thủy tinh và phốt pho & tạo ra các pha tạp chất
Si4+, Na+ và B3+ từ thủy tinh phân tán thành các hạt YAG; Y3+ và Al3+ từ YAG hòa tan vào ma trận thủy tinh, tạo thành hàng chục lớp phân tán tạp chất không phát sáng dày nanomet.Những lớp này chặn chuyển đổi ánh sáng, làm tăng sự phân tán ánh sáng và kích hoạt sự trôi dạt nhiệt độ màu tương quan.

Phân hủy thủy phân phốt pho tăng tốc do các kim loại kiềm
Các oxit kim loại kiềm (Li2O, Na2O, K2O) bên trong thủy tinh di cư đến bề mặt vật liệu trong điều kiện nóng ẩm lâu dài (85 °C / 85% RH),làm hỏng lưới tinh thể của nitrid phosphors và dẫn đến sự phân rã ánh sáng nghiêm trọng lâu dài và thay đổi tọa độ màu sắc.

• Hệ thống thủy tinh phân tán thấp phù hợp với khuếch tán: Thêm các yếu tố homolog phosphor (Y2O3, Al2O3) vào thủy tinh để giảm gradient nồng độ giao diện,hạn chế độ dày lớp khuếch tán trong vòng 50 nm và giữ hơn 95% hiệu suất lượng tử ban đầu của phốt pho thô.
• Kính ít kiềm / không kiềm: Thay thế kim loại kiềm bằng ZnO, CaO và BaO để giảm hàm lượng Na2O và Li2O và cải thiện độ tin cậy nhiệt ẩm.Kính fluorophosphate nhiệt độ thấp dành cho nitride phosphors chỉ cần ngâm ở 350 ~ 500 °C, loại bỏ hoàn toàn sự phân hủy nhiệt của phosphor nitride đỏ.
• Kính có Tg cao và cửa sổ nhiệt độ làm mềm hẹp: Hẹp phạm vi nhiệt độ giữa làm mềm và tinh thể hóa để rút ngắn thời gian giữ nhiệt độ cao.

• Nho nóng nóng nhanh (RTA) / ngâm áp suất ngâm: Sử dụng tốc độ sưởi ấm 20 ~ 50 °C / s để hoàn thành làm dày đặc trong vòng hàng chục giây, cắt giảm đáng kể thời gian tiếp xúc nhiệt độ cao.Lớp khuếch tán kết quả chỉ dày 1 ~ 2 nm, làm giảm đáng kể sự phân rã ánh sáng của nitrure PiG.
• Profile nhiệt độ sưởi ấm và giữ bước:Thiết bị làm sạch nhiệt độ thấp (loại bỏ đủ độ ẩm và các chất hữu cơ ở nhiệt độ 300 ~ 400 °C) → sưởi ấm nhanh đến nhiệt độ làm mềm → thời gian giữ ngắn (5 ~ 30 phút) → làm mát chậm, tránh ngâm phốt pho ở nhiệt độ cao kéo dài.
• Chế độ ngưng tụ khí quyển: lò khí quyển nitơ tinh khiết cao / khí quyển trơ là bắt buộc cho nitride và phosphor KSF để cô lập oxy và hơi nước và ngăn ngừa oxy hóa Eu2 +.YAG có thể được ngâm trong không khí; bảo vệ nitơ vẫn được khuyến cáo cho các sản phẩm đặc tính cao.

• Bọc bề mặt phosphor với lớp bảo vệ 50 ~ 200 nm của SiO2, Al2O3 hoặc vật liệu YAG đồng nhất.Lớp phủ tạo thành một lớp rào cản để ngăn chặn sự pha trộn giữa các ion và cô lập ăn mòn từ thủy tinh nóng chảy.