Nowy proces wykorzystuje szkło YAG Ce do zastosowań w oświetleniu o dużej mocy

Kiedy wysokiej mocy układy LED działają na szczycie wydajności, wytwarzają znaczne ciepło,często powodujące żółcie tradycyjnych materiałów fosforowych i utratę wydajności z powodu niewystarczającej stabilności termicznej. 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.

Tradycyjne materiały fosforu w kapsułkach cierpią na poważne pogorszenie wydajności w scenariuszach oświetlenia o dużej mocy.Podczas gdy konwencjonalne spiekanie wysokotemperaturowe może wytwarzać fosfor w szkle (PiG)Ponadto reakcje między powierzchnią matrycy a fosforem tworzą szkodliwe warstwy, drastycznie zmniejszając efektywność świetlną.

W przeciwieństwie do tego, pojawiające się procesy mieszania w niskich temperaturach optymalizują formuły macierzy szklanej w celu obniżenia temperatury przetwarzania, zachowując jednocześnie integralność kryształową fosforu.Innowacja ta stanowi znaczący krok naprzód w rozwiązywaniu problemów związanych ze stabilnością cieplną.

W badaniu zastosowano system SiO2-P2O5-Al2O3-Na2O-K2O-BaO jako matrycę szklaną, z precyzyjną kontrolą stosunków składników (40:6:25:15:10W celu stworzenia zoptymalizowanej sieci szkła:

• Zwiększenie wydajności:Na+ i K+ skutecznie zmniejszyły temperaturę topnienia szkła, podczas gdy Ba2+ znacznie poprawiło wytrzymałość mechaniczną.
• Innowacje procesów:Naukowcy zastąpili tradycyjne współsączanie w wysokiej temperaturze technologią mieszania w niskiej temperaturze, aby równomiernie rozproszyć fosfory YAG:Ce w matrycy szklannej.Przetwarzanie w temperaturze 750°C minimalizuje uszkodzenia siatki kryształowej fosforu.

Kompleksowe porównanie próbek PiG (metoda mieszania) i S-PiG (tradycyjne spiekanie) wykazało:

• Efektywność kwantowa (IQE):Próbki PiG osiągnęły 88,03% wewnętrznej efektywności kwantowej, blisko 93,72% oryginalnego fosforu, i znacznie przewyższały tradycyjne S-PiG (84,97%).
• Stabilność termiczna:Przy 423K PiG utrzymywał 92,6% początkowej intensywności luminescencji w porównaniu z 90,3% S-PiG.
• Konwersja fotoelektryczna:Pod pobudką niebieskiego lasera 4,26 W/mm2, PiG wykazał 222,41 lm/W efektywności świetlnej.o wyjątkowej odporności termicznej.
• Mikrostruktura:Obrazowanie HRTEM potwierdziło przejrzyste interfejsy fosfor-szkło w próbkach PiG, z nienaruszoną kryształową siatką (0,31 nm), co dowodzi wyższości metody mieszania w zapobieganiu korozji interfejsu.

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 processingInnowacyjna metoda mieszania nie tylko obniża koszty produkcji, ale także zwiększa niezawodność materiału w ekstremalnych warunkach,tworzenie dróg do komercyjnego wdrożenia urządzeń oświetleniowych białych o dużej mocy nowej generacji.