白光LED正朝著更高光效、更好光色品質、更高封裝密度和更高信賴性方向發展。其中的氮化物紅色熒光粉的性能直接影響到白光LED的光效、色溫、顯色指數以及使用壽命，特別是其抗高溫高濕性能的優劣對于中高功率器件的光效維持率及抗色漂性能起著至關重要的作用。

　　博睿光電發布了全新系列的紅粉產品，在抵御高溫高濕環境侵蝕方面表現出良好的穩定性，對改善中高功率白光LED器件的信賴性起到重要的支撐作用。

　　中高功率器件內部的工作環境變化對熒光粉信賴性提出更高要求

　　縱觀白光LED技術的發展歷程，封裝結構從直插式、塑料半包式到表面貼裝型(SMD，細分為PPA、PCT和EMC等)再到集成型(COB)和大功率陶瓷封裝，同時為了滿足通用照明的要求，顯色指數不斷提升。白光LED正朝著更高光效、更好光色品質、更高封裝密度和更高信賴性方向發展。

　　熒光粉和芯片是構成白光LED器件的核心部分，特別是隨著白光LED器件的功率密度不斷提高，其中氮化物紅粉的信賴性極為關鍵，該性能優劣將對于白光LED光效維持率及抗色漂性能影響顯著，進而影響到成品的使用壽命。隨著EMC、WLP、CSP等新型封裝結構的不斷發展，同時也伴隨著封裝密度和輸入功率的大幅上升，芯片發出的藍光光子密度急劇增加，熒光粉在激發過程中因非輻射躍遷釋放的熱量導致熒光粉顆粒本身溫度急劇升高。據本課題組的前期研究，僅此一個因素就可能導致熒光粉顆粒溫度升至200℃左右，遠高于芯片結溫(120℃)，考慮到熒光粉同時還受到高密度藍光的輻照和芯片熱傳導的作用，進一步推高熒光粉顆粒本身的溫度(約在220℃左右)，也就是說，自熒光粉顆粒與膠體界面至膠體內部形成了一個非常陡的溫度梯度。由此因熒光粉本身存在的熱猝滅即會導致熱平衡態時的光效大幅下降，高達15%以上。伴隨著芯片技術不斷提升，芯片尺寸還將不斷減小，光效和功率密度進一步提高還將進一步加劇上述問題。

　　圖1 熒光粉顆粒周圍的溫度場梯度示意圖

　　與此同時，更值得關注的是，透過封裝膠體浸入的水氣與熒光粉自身的高溫形成的高溫高濕環境是熒光粉必須面對的更為嚴峻的考驗。目前高顯色白光的熒光粉技術方案中，鋁酸鹽黃綠粉(包括LuAG和Ga-YAG)具有良好的化學穩定性，其中LuAG因其在熱猝滅特性方面的優異特性，因此在制作高功率器件或者對信賴性要求特別高的場合時，LuAG綠粉就成為首選。而對提升顯指起著至關重要的氮化物紅粉(包括SCASN和CASN兩個系列)在高溫高濕作用下則面臨極為嚴峻的挑戰。日本NIMS的Jie Zhu在2015年的J. Mater. Chem.上發表的論文中提出了CASN紅粉在水汽作用下的反應機理及其劣化機制，即在H2O作用下，(Sr,Ca)AlSiN3:Eu中的N元素被浸入的H2O氧化，在形成(Sr,Ca)Al2Si2O8和Ca(OH)2 的同時，還放出了氨氣，具體反應式如下【1】，即(Sr,Ca)AlSiN3:Eu紅粉在水汽作用下，在基質物相發生轉變的同時激活劑離子Eu2+也被氧化成Eu3+，從而導致熒光粉的發光性能的嚴重劣化。

　　2(Sr,Ca)AlSiN3(s) + 10H2O(g) → (Sr,Ca)Al2Si2O8(s) + 6NH3(g) + Ca(OH)2 (s)

　　高溫高濕性能測試評價

　　為了對紅粉信賴性方面的性能進行準確評價，本研究中對高溫高濕蒸煮的實驗條件進行了調整，即將加熱溫度控制在125℃左右，從而使得熒光粉在相對溫和的蒸煮條件下緩慢發生劣化，通過適當延長蒸煮時間，從而可以更為細致的研究紅粉的劣化行為。具體的蒸煮處理條件為0.18MPa、100%RH和125℃，評價包括兩部分：一部分是直接將熒光粉進行蒸煮處理，每隔時段取出部分熒光粉樣品，進行微觀形貌及色漂對比測試;第二部分是將待測的幾種熒光粉采用相同的封裝形式進行封裝，制作成燈珠，再將燈珠置于上述環境中進行老化，并測試燈珠經過不同處理時間后的指標。最后通過綜合上述兩個方面的測試數據對氮化物紅粉信賴性優劣的快速評價。下表中列舉出來本研究收集到國內外幾家主要熒光粉企業的紅粉產品。