عملية جديدة تعزز زجاج YAG Ce للإضاءة عالية الطاقة

عندما تعمل رقائق LED ذات الطاقة العالية في أعلى أداء، فإنها تولد حرارة كبيرة،في كثير من الأحيان تسبب مواد تغليف الفوسفور التقليدية إلى الصفراء وفقدان الكفاءة بسبب عدم كفاية الاستقرار الحراري. Achieving the delicate balance between high luminous efficiency and long lifespan in high-power lighting applications—such as laser lighting and automotive headlights—presents both a materials science challenge and a packaging technology dilemma.

المواد التقليدية للفوسفور تتعرض لتدهور أداء شديد في سيناريوهات الإضاءة عالية الطاقة.في حين أن التجمد التقليدي عالي الحرارة يمكن أن ينتج مواد الفوسفور في الزجاج (PiG)، الحرارة الشديدة غالباً ما تضر بالبنية البلورية للفوسفور. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ردود الفعل بين المصفوفة والفوسفور تخلق طبقات ضارة ، مما يقلل بشكل كبير من الكفاءة الضوئية.

على النقيض من ذلك ، فإن عمليات التحريك منخفضة درجة الحرارة الناشئة تعمل على تحسين تركيبات مصفوفة الزجاج إلى درجات حرارة معالجة أقل مع الحفاظ على سلامة بلور الفوسفور.هذا الابتكار يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام في معالجة مشاكل الاستقرار الحراري.

استخدمت الدراسة نظام SiO2-P2O5-Al2O3-Na2O-K2O-BaO كمصفوفة زجاجية، مع التحكم الدقيق في نسب المكونات (40:6:25:15:10لإنشاء شبكة زجاجية محسنة:

• تحسين الأداء:أدى Na + و K + إلى تقليل نقطة انصهار الزجاج بشكل فعال ، في حين أن Ba 2 + تحسنت بقوة ميكانيكية بشكل كبير. شكلت P5 + و Al 3 + بنية شبكة زجاجية أكثر كثافة واستقرارًا.
• الابتكار في العمليات:قام الباحثون باستبدال التقليدية من خلال التكسير المشترك في درجة حرارة عالية بتكنولوجيا التحريك في درجة حرارة منخفضة لتفريق الفوسفورات YAG: Ce بالتساوي في مصفوفة الزجاج.المعالجة عند 750 درجة مئوية الحد الأدنى من الأضرار التي لحقت بشبكة بلور الفوسفور.

أظهرت المقارنة الشاملة بين عينات PiG (طريقة التحريك) و S-PiG (التخمير التقليدي):

• كفاءة الكم (IQE):حققت عينات PiG كفاءة كمية داخلية بنسبة 88.03 ٪ قريبة من 93.72 ٪ من الفوسفور الأصلي وتفوق بشكل كبير على S-PiG التقليدية (84.97 ٪).
• الاستقرار الحراري:عند 423K ، حافظت PiG على 92.6٪ من كثافة الإضاءة الأولية مقابل 90.3٪ من S-PiG.
• التحويل الكهروضوئي:تحت إثارة ليزر أزرق 4.26 واط/ملم2، أظهرت PiG كفاءة ضوئية 222.41 lm/W. حتى عند التيار العالي (1000 mA) ، احتفظت بكفاءة 73.2٪ في البداية.يظهر مقاومة حرارية استثنائية.
• الهيكل الدقيق:أكدت صور HRTEM الواجهات الفوسفورية الزجاجية الواضحة في عينات PiG ، مع شبكات بلورية سليمة (0.31 نانومتر) ، مما يثبت تفوق طريقة التحريك في منع تآكل الواجهة.

This research successfully resolves the longstanding conflict between thermal stability and luminous efficiency in high-power LED packaging through optimized glass matrix composition and low-temperature processingطريقة التحريك المبتكرة لا تقلل من تكاليف الإنتاج فحسب بل تعزز أيضاً موثوقية المواد في ظل ظروف شديدةتمهيد الطريق للتبني التجاري في أجهزة الإضاءة البيضاء عالية الطاقة من الجيل القادم.