CaAlSiN3:Eu/glass composite film in reflective configuration: A thermally robust and efficient red-emitting color converter with high saturation threshold for high-power high color rendering laser lighting

材料科学 荧光粉 发光效率 复合数 显色指数 饱和(图论) 光电子学 色温 激光器 光通量 复合材料 二极管 功率密度 光学 图层(电子) 功率(物理) 光源 物理 组合数学 量子力学 数学
作者
Jian Xu,Yang Yang,Zhi Jiang,Baofu Hu,Xinliang Wang,Haipeng Ji,Jian Wang,Ziquan Guo,Baoli Du,Carsten Dam‐Hansen,Ole Bjarlin Jensen
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:47 (11): 15307-15312 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2021.02.094
摘要

To achieve high color rendering and proper color temperature, a red color converter is essential for phosphor-converted white lighting devices. CaAlSiN3:Eu2+ (CASN) is a highly suitable red phosphor for white light-emitting diodes. However, it can be hardly used in high-power laser lighting due to poor thermal/chemical performance of the phosphor/silicone resin mixture. A series of all-inorganic CASN-based phosphors (e.g., composite ceramic and phosphor-in-glass) were developed to avoid the use of resin. However, new challenges emerged: none of them showed sufficient luminous efficacy (i.e., >50 lm/W) and adequate saturation-threshold (i.e., >30 W or 10 W/mm2). Here, we report a facile fabrication of CASN/glass composite films using a simple and efficient blade-coating method. Upon 450 nm excitation, the resultant composite film presents a high internal quantum efficiency of ~83%, comparable to that of pristine CASN powder (~90%). When irradiated with a blue laser, the composite film shows a record high luminous efficacy of 82 lm/W. Furthermore, its saturation threshold was investigated in high power and high power density mode, respectively. When measured in high power mode, it shows a high saturation threshold over 29.7 W (1.75 W/mm2), thus achieving a high luminous flux of 1576 lm; when measured in high power density mode, it shows a saturation threshold of ~10.2 W/mm2 (1.13 W). With abovementioned excellent properties, the CASN/glass composite film has great potential for use in high-power and high color rendering laser lighting.
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