LightingEdit
a foszfor rétegek biztosítják a fénycsövek által termelt fény nagy részét, és a fémhalogenid lámpák által termelt fény egyensúlyának javítására is használják. Különböző neonjelek foszforrétegeket használnak a fény különböző színeinek előállításához. Az elektrolumineszcens kijelzők, amelyek például a repülőgép műszerfalaiban találhatók, foszforréteget használnak a vakító fény előállításához, vagy numerikus és grafikus megjelenítő eszközként. A fehér LED lámpák kék vagy ultraibolya sugárzóból állnak, foszforbevonattal, amely hosszabb hullámhosszon bocsát ki, így a látható fény teljes spektrumát biztosítja. 1958 óta nem fókuszált és nem lefejtett katódsugárcsöveket használtak stroboszkóp lámpaként.
foszfor termometriaedit
a foszfor hőmérés olyan hőmérsékletmérési megközelítés, amely bizonyos foszforok hőmérsékletfüggését használja. Ehhez foszforbevonatot viszünk fel egy érdekes felületre, és általában a bomlási idő a hőmérsékletet jelző emissziós paraméter. Mivel a megvilágítási és detektálási optika távolról is elhelyezhető, a módszer alkalmazható mozgó felületek, például nagy sebességű motorfelületek esetén. Szintén, foszfor alkalmazható az optikai szál végére, mint egy hőelem optikai analógja.
Glow-in-the-dark toysEdit
ezekben az alkalmazásokban a foszfort közvetlenül hozzáadják a játékok formázásához használt műanyaghoz, vagy összekeverik egy kötőanyaggal festékként való felhasználásra.
ZnS: A Cu foszfort a sötétben világító kozmetikai krémekben használják, amelyeket gyakran használnak Halloween sminkekhez.Általában a foszfor perzisztenciája növekszik a hullámhossz növekedésével. Lásd még lightstick a kemilumineszcencia alapú izzó tárgyakhoz.
Postaköltség stampsEdit
a foszfor sávos bélyegek először 1959-ben jelentek meg útmutatóként a gépek számára a levelek rendezéséhez. A világon sok fajta létezik különböző mennyiségű sávozással. A postai bélyegeket néha úgy gyűjtik össze, hogy foszforral vannak-e “címkézve” (vagy lumineszcens papírra nyomtatják).
RadioluminescenceEdit
a cink-szulfid foszforokat radioaktív anyagokkal használják, ahol a foszfort az alfa – és béta-bomló izotópok gerjesztették, hogy lumineszcens festéket hozzanak létre az órák és műszerek tárcsáihoz (rádium tárcsák). 1913 és 1950 között a rádium-228-at és rádium-226-ot használták az ezüst adalékolt cink-szulfidból (ZNS:Ag) készült foszfor aktiválására, amely zöldes fényt adott. A foszfor nem alkalmas 25 mg/cm2-nél vastagabb rétegekben történő felhasználásra, mivel a fény önfelszívódása ekkor problémává válik. Ezenkívül a cink-szulfid kristályrácsszerkezetének lebomlásán megy keresztül, ami a fényerő fokozatos csökkenéséhez vezet, lényegesen gyorsabban, mint a rádium kimerülése. ZNS: AG bevont spinthariszkóp képernyőket Ernest Rutherford használta az atommag felfedezésével kapcsolatos kísérleteiben.
réz adalékolt cink-szulfid (ZnS:Cu) a leggyakrabban használt foszfor, amely kék-zöld fényt ad. Réz és magnézium adalékolt cink-szulfid (ZnS:cu, Mg) sárga-narancssárga fényt ad.
a tríciumot sugárforrásként is használják a trícium megvilágítását használó különféle termékekben.
ElectroluminescenceEdit
az elektrolumineszcencia fényforrásokban hasznosítható. Az ilyen források általában nagy területről bocsátanak ki, ami alkalmassá teszi őket az LCD kijelzők háttérvilágítására. A foszfor gerjesztését általában nagy intenzitású elektromos mező alkalmazásával érik el, általában megfelelő frekvenciával. A jelenlegi elektrolumineszcens fényforrások használat közben hajlamosak lebomlani, ami viszonylag rövid működési élettartamot eredményez.
ZnS:A Cu volt az első olyan készítmény, amely sikeresen mutatta be az elektrolumineszcenciát, amelyet 1936-ban Georges Destriau tesztelt a párizsi Madame Marie Curie laboratóriumokban.
por vagy AC elektrolumineszcencia megtalálható a különböző háttérvilágítás és éjszakai fény alkalmazások. Számos csoport kínál márkás EL kínálatot (pl. IndiGlo egyesekben használják Timex órák) vagy “Lighttape”, az elektrolumineszcens anyag másik kereskedelmi neve, amelyet elektrolumineszcens fénycsíkokban használnak. Az Apollo űrprogramot gyakran az első jelentős EL-használatnak tulajdonítják a háttérvilágításhoz és a világításhoz.
fehér LEDsEdit
a fehér fénykibocsátó diódák általában kék InGaN LED-ek, megfelelő anyag bevonattal. Cérium (III)-adalékolt YAG (YAG:Ce3+ vagy Y3Al5O12:Ce3+) gyakran használják; elnyeli a kék LED fényét, és széles tartományban bocsát ki a zöldestől a vörösesig, a legtöbb kimenete sárga. Ez a sárga emisszió a fennmaradó kék emisszióval kombinálva a “fehér” fényt adja, amely meleg (sárgás) vagy hideg (kékes) fehér színhőmérsékletre állítható. A CE3 + halványsárga kibocsátása:A YAG hangolható úgy, hogy a cériumot más ritkaföldfémekkel, például terbiummal és gadolíniummal helyettesítik, sőt tovább módosítható úgy, hogy a YAG alumíniumának egy részét vagy egészét galliummal helyettesítik. Ez a folyamat azonban nem a foszforeszcencia. A sárga fényt szcintilláció néven ismert eljárással állítják elő, az utófény teljes hiánya a folyamat egyik jellemzője.
néhány ritkaföldfémmel adalékolt Szialon fotolumineszcens és foszforként szolgálhat. Az Europium (II)-adalékolt) – Sialon ultraibolya és látható fényspektrumban abszorbeálódik, és intenzív szélessávú látható emissziót bocsát ki. Fényereje és színe nem változik jelentősen a hőmérséklettel, a hőmérséklet-stabil kristályszerkezet miatt. Nagy potenciállal rendelkezik, mint a fehér LED-ek zöld lefelé konvertáló foszforja; létezik egy sárga variáns is (++- SiAlON). A fehér LED-ekhez kék LED-et használnak sárga foszforral, vagy zöld és sárga SiAlON foszforral és piros CaAlSiN3-alapú (CASN) foszforral.
a fehér LED-ek úgy is előállíthatók,hogy a near-ultraviolet(nuv) kibocsátású LED-eket nagy hatékonyságú, európium alapú vörös és kék kibocsátású foszforok, valamint zöld kibocsátású réz-és alumínium – adalékolt cink-szulfid (ZnS:Cu, Al) keverékével vonják be. Ez a módszer analóg a fénycsövek működésével.
néhány újabb fehér LED sárga és kék sugárzót használ sorozatban, hogy megközelítse a fehéret; ezt a technológiát használják egyes Motorola telefonok, mint például a Blackberry, valamint a LED világítás és az eredeti verzió halmozott kibocsátók segítségével GaN a SiC InGaP, de később kiderült, hogy törés nagyobb hajtóáramok.
az általános világítási rendszerekben használt számos fehér LED használható adatátvitelre, például olyan rendszerekben, amelyek modulálják a LED-et, hogy jeladóként működjenek.
az is gyakori, hogy a fehér LED-ek a Ce:YAG-tól eltérő foszforokat használnak, vagy két vagy három foszfort használnak a magasabb CRI eléréséhez, gyakran a hatékonyság költségén. További foszforok például az R9, amely telített vöröset termel, a nitridek, amelyek vöröset termelnek, és az aluminátok, például a lutécium alumínium gránát, amelyek zöldet termelnek. A szilikát foszforok fényesebbek, de gyorsabban elhalványulnak, és a mobil eszközök LCD LED-es háttérvilágításában használják őket. A LED-foszforok közvetlenül a szerszám fölé helyezhetők, vagy kupolává alakíthatók, és a LED fölé helyezhetők: ezt a megközelítést távoli foszfornak nevezik. Egyes színes LED-ek színes LED helyett kék LED-et használnak színes foszforral, mert egy ilyen elrendezés hatékonyabb, mint egy színes LED. Az oxinitrid-foszforok LED-ekben is használhatók. A foszforok előállításához használt perkurzorok lebomlhatnak, ha levegőnek vannak kitéve.
Katódsugárcsövekedit
a katódsugárcsövek (jellemzően) kerek vagy téglalap alakú formátumban hoznak létre jel által generált fénymintákat. A nagyméretű CRT-ket az 1950-es években népszerűvé vált fekete-fehér háztartási televíziókban (“TV”), valamint az első generációs, csőalapú színes televíziókban és a legtöbb korábbi számítógépes monitorban használták. A CRT-ket széles körben használják a tudományos és mérnöki műszerekben is, mint például az oszcilloszkópok, általában egyetlen foszforszínnel, jellemzően zöld. Az ilyen alkalmazások foszforjai hosszú utófényűek lehetnek, a kép tartósságának növelése érdekében.
a foszforok lerakódhatnak vékony filmként vagy diszkrét részecskékként, a felülethez kötött porként. A vékony filmek élettartama és felbontása jobb, de kevésbé fényes és kevésbé hatékony képet nyújtanak, mint a por. Ezt a vékony film többszörös belső visszaverődése okozza, szétszórva a kibocsátott fényt.
Fehér (fekete-fehérben): a cink-kadmium-szulfid és a cink-szulfid ezüst keveréke, a ZnS: Ag + (Zn,Cd)s:Ag a fekete-fehér televíziós CRT-kben használt fehér P4 foszfor. A sárga és a kék foszforok keveréke szokásos. Vörös, zöld és kék, vagy egyetlen fehér foszfor keveréke is előfordulhat.
piros: Az europiummal aktivált ittrium-oxid-szulfidot vörös foszforként használják színes CRT-kben. A színes TV fejlesztése sokáig tartott a vörös foszfor keresése miatt. Az első vörös fényt kibocsátó ritkaföldfémet, az YVO4:Eu3+-t Levine és Palilla vezette be, mint elsődleges színt a televízióban 1964-ben. Egykristályos formában kiváló polarizátorként és lézeranyagként használták.
sárga: kadmium-szulfiddal keverve a kapott cink-kadmium-szulfid (Zn,Cd)s:Ag erős sárga fényt biztosít.
Zöld: cink-szulfid réz, a P31 foszfor vagy ZnS kombinációja:A CU zöld fényt biztosít, amely 531 nm-en tetőzik, hosszú ragyogással.
kék: a cink-szulfid kombinációja kevés ppm ezüsttel, a ZNS: Ag, amikor elektronok gerjesztik, erős kék fényt biztosít, legfeljebb 450 nm-en, rövid utóvilágítással, 200 nanoszekundumos időtartammal. P22B foszfor néven ismert. Ez az anyag, a cink-szulfid ezüst, továbbra is az egyik leghatékonyabb foszfora a katódsugárcsövekben. Kék foszforként használják színes CRT-kben.
a foszforok általában rossz elektromos vezetők. Ez a maradék töltés lerakódásához vezethet a képernyőn, hatékonyan csökkentve az ütköző elektronok energiáját az elektrosztatikus taszítás miatt (ezt a hatást “ragasztásnak”nevezik). Ennek kiküszöbölésére egy vékony alumíniumréteget (kb. 100 nm) raknak le a foszforokra, általában vákuumpárolgással,és a cső belsejében lévő vezető réteghez kötik. Ez a réteg a foszforfényt a kívánt irányba is visszaveri, és megvédi a foszfort a tökéletlen vákuumból származó ionbombázástól.
a kép romlásának csökkentése a környezeti fény visszaverődésével, a kontraszt több módszerrel növelhető. A képernyő fel nem használt területeinek fekete maszkolása mellett a színes képernyőkben lévő foszforrészecskék megfelelő színű pigmentekkel vannak bevonva. Például a vörös foszforok vas-oxiddal vannak bevonva(a korábbi Cd (S,Se) helyettesítése a kadmium toxicitás miatt), a kék foszforok bevonhatók tengeri kékkel (CoO·nAl
2o
3) vagy ultramarinnal (Na
8AL
6Si
6O
24S
2). ZNS alapú zöld foszforok: a Cu-t saját sárgás színük miatt nem kell bevonni.
Fekete-fehér televízió CRTsEdit
a fekete-fehér televízió képernyőinek a fehérhez közeli emissziós színre van szükségük. Általában foszforok kombinációját alkalmazzák.
a leggyakoribb kombináció a ZnS: Ag + (Zn,Cd)s:Cu,Al (kék+sárga). Egyéb ZnS: Ag + (Zn,Cd) s:Ag (kék+sárga), és ZnS:Ag+ZnS:Cu,Al+Y2O2S: Eu3+ (kék + zöld + piros – nem tartalmaz kadmiumot és gyenge hatékonysággal rendelkezik). A színárnyalat az összetevők arányával állítható be.
mivel a kompozíciók különböző foszforokból álló diszkrét szemcséket tartalmaznak, olyan képet hoznak létre, amely nem biztos, hogy teljesen sima. Egyetlen, fehér fényt kibocsátó foszfor (Zn, Cd) s:Ag,Au,Al legyőzi ezt az akadályt. Alacsony hatékonysága miatt csak nagyon kis képernyőkön használják.
a képernyőket általában ülepítő bevonattal foszforral borítják, ahol az oldatban szuszpendált részecskéket hagyják a felületre leülepedni.
Reduced-palette color CRTsEdit
korlátozott színpaletta megjelenítéséhez van néhány lehetőség.
a sugár behatoló csövekben különböző színű foszforokat rétegeznek és elválasztanak dielektromos anyaggal. A gyorsulási feszültséget az elektronok energiájának meghatározására használják; az alacsonyabb energiájúak a foszfor felső rétegében abszorbeálódnak, míg a nagyobb energiájúak egy része átlövik és az alsó rétegben abszorbeálódnak. Tehát vagy az első szín, vagy az első és a második szín keveréke látható. A kijelző piros külső réteg és a zöld belső réteg, a manipuláció gyorsító feszültség hozhat egy kontinuum a színek a piros, narancs, sárga, zöld.
egy másik módszer két különböző jellemzőkkel rendelkező foszfor keverékét használja. Az egyik fényereje lineárisan függ az elektron fluxusától, míg a másik fényereje magasabb fluxusokkal telít—a foszfor nem bocsát ki több fényt, függetlenül attól, hogy hány elektron hat rá. Alacsony elektronáram mellett mindkét foszforok együtt bocsátanak ki; magasabb fluxusoknál a telítetlen foszfor Fényadó hozzájárulása érvényesül, megváltoztatva a kombinált színt.
Az ilyen kijelzők nagy felbontásúak lehetnek, az RGB CRT foszforok kétdimenziós strukturálásának hiánya miatt. Színpalettájuk azonban nagyon korlátozott. Ezeket például néhány régebbi katonai radar kijelzőben használták.
színes televízió CRTsEdit
a színes CRT-k foszforjainak nagyobb kontrasztra és felbontásra van szükségük, mint a fekete-fehéreknek. Az elektronnyaláb energiasűrűsége körülbelül 100-szor nagyobb, mint a fekete-fehér CRT-kben; az elektronfolt körülbelül 0-ra összpontosul.2 mm Átmérő a fekete-fehér CRT-k körülbelül 0,6 mm átmérője helyett. Ezért az elektron besugárzás lebomlásával kapcsolatos hatások kifejezettebbek.
a színes CRT-khez három különböző foszforra van szükség, amelyek piros, zöld és kék színűek, a képernyőn mintázva. Három különálló elektronpisztolyt használnak a színgyártáshoz (kivéve azokat a kijelzőket, amelyek sugárindex cső technológiát használnak, ami ritka).
a foszforok összetétele az idő múlásával megváltozott, mivel jobb foszforokat fejlesztettek ki, és mivel a környezeti aggályok a kadmium tartalmának csökkenéséhez, majd később teljes elhagyásához vezettek. A (Zn, Cd)s:Ag,Cl helyett (Zn,Cd) s:Cu,Al alacsonyabb kadmium/cink aránnyal, majd kadmiummentes ZnS: Cu,Al.
a kék foszfor általában változatlan maradt, ezüst-adalékolt cink-szulfid. A zöld foszfor kezdetben mangánnal adalékolt cink-szilikát, majd ezüst-aktivált kadmium-cink-szulfidon keresztül alakult ki, alacsonyabb kadmium réz-alumínium aktivált képletre, majd annak kadmiummentes változatára. A vörös foszfor látta a legtöbb változást; eredetileg mangán-aktivált cink-foszfát volt, majd ezüst-aktivált kadmium-cink-szulfid, majd az europium(III) aktivált foszforok jelentek meg; először ittrium-vanadát mátrixban, majd ittrium-oxidban, jelenleg ittrium-oxiszulfidban. A foszforok evolúciója tehát (b-G-R szerint rendezve):
- ZnS:Ag – Zn2SiO4:Mn – Zn3(PO4)2:Mn
- ZnS:Ag – (Zn,Cd)s:Ag
- ZNS:Ag – (Zn,Cd)s:Ag
- ZnS:Ag – (Zn,Cd)s:Ag
- ZNS: Ag – (Zn, Cd) s: Ag–YVO4: Eu3+ (1964 -?)
- ZnS:Ag – (Zn,Cd) S:Cu,Al – Y2O2S:Eu3+ vagy Y2O3:Eu3+
- ZnS:Ag – ZnS:Cu,Al vagy ZnS:Au, Cu, Al-Y2O2S:Eu3 +
vetítési televíziókszerkesztés
vetítési televíziókészülékeknél, ahol a sugár teljesítménysűrűsége két nagyságrenddel nagyobb lehet, mint a hagyományos CRT-knél, különféle foszforokat kell használni.
kék szín esetén ZnS: Ag, Cl-t alkalmazunk. Azonban telített. (La,Gd)OBr: Ce, Tb3+ használható alternatívaként, amely lineárisabb nagy energiasűrűségnél.
zöld esetén terbium aktivált Gd2O2Tb3+; színtisztasága és fényereje alacsony gerjesztési sűrűség mellett rosszabb, mint a cink-szulfid alternatíva, de lineárisan viselkedik nagy gerjesztési energiasűrűség mellett, míg a cink-szulfid telít. Ugyanakkor telít is, így y3al5o12:Tb3+ vagy Y2SiO5:Tb3+ helyettesíthető. LaOBr:a TB3+ világos, de vízérzékeny, lebomlásra hajlamos, kristályainak lemezszerű morfológiája akadályozza a használatát; ezeket a problémákat most megoldják, így magasabb linearitása miatt egyre inkább használják.
Y2O2S: az EU3+ a vörös kibocsátásra szolgál.