Cải thiện độ ổn định nhiệt của vật liệu phốt pho là yếu tố then chốt để kéo dài tuổi thọ của đèn LED, chủ yếu đạt được thông qua việc sửa đổi vật liệu và tối ưu hóa quy trình.
Về vật liệu, việc sử dụng thiết kế cấu trúc lõi-vỏ, chẳng hạn như phủ các hạt phốt pho bằng SiO₂ hoặc Al₂O₃, có thể cách ly chúng hiệu quả khỏi quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao. Việc pha tạp ion đất hiếm (ví dụ, pha tạp Ce⁺ trong nitrua) có thể tăng cường độ ổn định của mạng tinh thể, cho phép chất phát quang duy trì hiệu suất trên 90% ngay cả ở 150℃.
Về quy trình, việc tối ưu hóa các điều kiện thiêu kết là tối quan trọng. Sử dụng phương pháp thiêu kết gia nhiệt gradient, kiểm soát tốc độ gia nhiệt ở mức 5℃/phút, tránh các vết nứt nhỏ do giãn nở và co lại nhiệt nhanh chóng. Đối với phốt pho YAG, việc thêm một chất trợ chảy thích hợp (ví dụ, BaF₂) có thể làm giảm nhiệt độ thiêu kết và giảm các khuyết tật mạng tinh thể. Trong giai đoạn đóng gói, việc lựa chọn silicone có độ dẫn nhiệt cao (độ dẫn nhiệt >1.5W/m·K) và thêm chất độn dẫn nhiệt nano-alumina có thể làm giảm nhiệt độ làm việc của phốt pho từ 30-50℃.
Các phốt pho nitrua mới (chẳng hạn như β-sialon) vốn có độ ổn định nhiệt tuyệt vời, thể hiện sự suy giảm độ sáng dưới 5% ở nhiệt độ cao 200℃, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho chiếu sáng LED công suất cao. Thông qua sự tối ưu hóa hiệp đồng của vật liệu và quy trình, phốt pho hiện đại hiện có thể hoạt động ổn định trong hơn 5000 giờ trong môi trường 180℃.
