LightingEdit
straturile de fosfor furnizează cea mai mare parte a luminii produse de lămpile fluorescente și sunt, de asemenea, utilizate pentru a îmbunătăți echilibrul luminii produse de lămpile cu halogenuri metalice. Diferite semne de neon folosesc straturi de fosfor pentru a produce diferite culori de lumină. Afișajele electroluminescente găsite, de exemplu, în panourile de instrumente ale aeronavelor, utilizează un strat de fosfor pentru a produce iluminare fără strălucire sau ca dispozitive de afișare numerică și grafică. Lămpile LED albe constau dintr-un emițător albastru sau ultra-violet cu un strat de fosfor care emite la lungimi de undă mai lungi, oferind un spectru complet de lumină vizibilă. Tuburile catodice nefocalizate și nedeflectate au fost utilizate ca lămpi stroboscopice din 1958.
termometria fosforului
termometria fosforului este o abordare de măsurare a temperaturii care utilizează dependența de temperatură a anumitor fosfori. Pentru aceasta, se aplică o acoperire cu fosfor pe o suprafață de interes și, de obicei, timpul de descompunere este parametrul de emisie care indică temperatura. Deoarece iluminarea și optica de detectare pot fi situate de la distanță, metoda poate fi utilizată pentru suprafețe în mișcare, cum ar fi suprafețele motorului de mare viteză. De asemenea, fosforul poate fi aplicat la capătul unei fibre optice ca analog optic al unui termocuplu.
glow-in-the-dark toysEdit
în aceste aplicații, fosforul este adăugat direct la plasticul folosit pentru a modela jucăriile sau amestecat cu un liant pentru a fi utilizat ca vopsele.
ZnS:fosforul Cu este utilizat în cremele cosmetice strălucitoare utilizate frecvent pentru machiajul de Halloween.În general, persistența fosforului crește odată cu creșterea lungimii de undă. A se vedea, de asemenea, lightstick pentru elementele strălucitoare pe bază de chemiluminescență.
Timbre poștale
timbrele cu bandă de fosfor au apărut pentru prima dată în 1959 ca ghiduri pentru mașinile de sortare a corespondenței. În întreaga lume există multe soiuri cu cantități diferite de bandă. Timbrele poștale sunt uneori colectate dacă sunt sau nu” etichetate ” cu fosfor (sau tipărite pe hârtie luminescentă).
RadioluminescenceEdit
tritiul este, de asemenea, utilizat ca sursă de radiații în diferite produse care utilizează iluminarea tritiului.
Electroluminescența
Electroluminescența poate fi exploatată în surse de lumină. Astfel de surse emit de obicei dintr-o zonă mare, ceea ce le face potrivite pentru iluminarea din spate a afișajelor LCD. Excitația fosforului se realizează de obicei prin aplicarea unui câmp electric de intensitate ridicată, de obicei cu o frecvență adecvată. Sursele de lumină electroluminescente actuale tind să se degradeze odată cu utilizarea, ducând la duratele lor de funcționare relativ scurte.
:Cu a fost prima formulare care prezintă cu succes electroluminescența, testată la 1936 de Georges Destriau în laboratoarele Madame Marie Curie din Paris.
electroluminescența sub formă de pulbere sau AC se găsește într-o varietate de aplicații de iluminare din spate și lumină de noapte. Mai multe grupuri oferă oferte de marcă EL (de exemplu, IndiGlo folosit în unele ceasuri Timex) sau „Lighttape”, un alt nume comercial al unui material electroluminescent, utilizat în benzi luminoase electroluminescente. Programul spațial Apollo este adesea creditat ca fiind prima utilizare semnificativă a EL pentru lumini de fundal și Iluminat.
LEDsEdit Alb
diodele emițătoare de lumină albă sunt de obicei LED-uri InGaN albastre cu un strat de material adecvat. Ceriu (III)-dopat YAG (YAG:Ce3+, sau Y3Al5O12:CE3+) este adesea folosit; absoarbe lumina de la LED-ul albastru și emite într-o gamă largă de la verzui la roșiatic, cu cea mai mare parte a producției sale în galben. Această emisie galbenă combinată cu emisia albastră rămasă dă lumina „albă”, care poate fi reglată la temperatura culorii ca alb cald (gălbui) sau rece (albăstrui). Emisia galben pal a Ce3+:YAG poate fi reglat prin înlocuirea ceriului cu alte elemente de pământuri rare, cum ar fi terbiu și gadoliniu și poate fi chiar ajustat în continuare prin înlocuirea unora sau a tuturor aluminiului din YAG cu galiu. Cu toate acestea, acest proces nu este unul de fosforescență. Lumina galbenă este produsă printr-un proces cunoscut sub numele de scintilație, absența completă a unei postglow fiind una dintre caracteristicile procesului.
unii sialoni dopați cu pământuri rare sunt fotoluminiscenți și pot servi drept fosfor. Europium (II)-dopat-sialon se absoarbe în spectrul de lumină ultravioletă și vizibilă și emite emisii vizibile intense în bandă largă. Luminanța și culoarea sa nu se schimbă semnificativ cu temperatura, datorită structurii cristaline stabile la temperatură. Are un mare potențial ca un fosfor verde de conversie în jos pentru LED-uri albe; există și o variantă galbenă (XV-sialon). Pentru LED-urile albe, un LED albastru este utilizat cu un fosfor galben sau cu un fosfor sialon verde și galben și un fosfor roșu pe bază de CaAlSiN3 (CASN).
LED-urile albe pot fi,de asemenea, realizate prin acoperirea LED-urilor near-ultraviolet(NUV) cu un amestec de fosfor roșu și albastru pe bază de Europiu de înaltă eficiență, plus sulfură de zinc dopată cu cupru și aluminiu (ZnS:Cu, Al). Aceasta este o metodă analogă modului în care funcționează lămpile fluorescente.
unele LED-uri albe mai noi folosesc un emițător galben și albastru în serie, pentru a aproxima albul; această tehnologie este utilizată în unele telefoane Motorola, cum ar fi Blackberry, precum și iluminarea cu LED-uri și emițătoarele stivuite în versiunea originală utilizând GaN pe Sic pe InGaP, dar ulterior s-a constatat că se fracturează la curenți de acționare mai mari.
multe LED-uri albe utilizate în sistemele de iluminat general pot fi utilizate pentru transferul de date, cum ar fi, de exemplu, în sistemele care modulează LED-ul pentru a acționa ca un far.
De asemenea, este obișnuit ca LED-urile albe să utilizeze alți fosfori decât ce:YAG sau să utilizeze doi sau trei fosfori pentru a obține un CRI mai mare, adesea cu prețul eficienței. Exemple de fosfori suplimentari sunt R9, care produce un roșu saturat, nitruri care produc roșu și aluminați precum lutetiu granat de aluminiu care produc verde. Fosforii silicat sunt mai luminoase, dar se estompeze mai repede, și sunt utilizate în LCD LED backlights în dispozitive mobile. Fosforii LED pot fi plasați direct peste matriță sau transformați într-o cupolă și plasați deasupra LED-ului: această abordare este cunoscută sub numele de fosfor la distanță. Unele LED-uri colorate, în loc să utilizeze un LED colorat, folosesc un LED albastru cu un fosfor colorat, deoarece un astfel de aranjament este mai eficient decât un LED colorat. Fosforii oxinitride pot fi utilizați și în LED-uri. Percursorii folosiți pentru a face fosforii se pot degrada atunci când sunt expuși la aer.
tuburi catodice
tuburile catodice produc modele de lumină generate de semnal într-un format (de obicei) rotund sau dreptunghiular. CRT-urile voluminoase au fost utilizate în televizoarele de uz casnic alb-negru („TV”) care au devenit populare în anii 1950, precum și în televizoarele color de primă generație, bazate pe tuburi și în majoritatea monitoarelor de computer anterioare. CRT – urile au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă în instrumente științifice și inginerești, cum ar fi osciloscoape, de obicei cu o singură culoare fosfor, de obicei verde. Fosforii pentru astfel de aplicații pot avea o lungă perioadă de timp, pentru o persistență crescută a imaginii.
fosforii pot fi depuși fie sub formă de peliculă subțire, fie sub formă de particule discrete, o pulbere legată la suprafață. Filmele subțiri au o durată de viață mai bună și o rezoluție mai bună, dar oferă o imagine mai puțin strălucitoare și mai puțin eficientă decât cele cu pulbere. Acest lucru este cauzat de mai multe reflexii interne în filmul subțire, împrăștiind lumina emisă.
alb (în alb-negru): amestecul de sulfură de zinc cadmiu și argint sulfurat de zinc, ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:Ag este fosforul alb P4 utilizat în CRT-urile de televiziune alb-negru. Amestecurile de fosfor galben și albastru sunt obișnuite. Se pot întâlni și amestecuri de roșu, verde și albastru sau un singur fosfor alb.
roșu: Oxidul de sulfură de ytriu activat cu Europiu este utilizat ca fosfor roșu în CRT de culoare. Dezvoltarea televizorului color a durat mult timp datorită căutării unui fosfor roșu. Primul fosfor roșu care emite pământuri rare, YVO4: Eu3+, a fost introdus de Levine și Palilla ca culoare primară în televiziune în 1964. În formă de cristal unic, a fost folosit ca un excelent polarizator și material laser.
Galben: când este amestecat cu sulfură de cadmiu, sulfura de cadmiu de zinc rezultată (Zn,Cd)S:Ag, oferă o lumină galbenă puternică.
verde: combinație de sulfură de zinc cu cupru, fosforul P31 sau ZnS:Cu, oferă lumină verde atingând 531 nm, cu strălucire lungă.
albastru: combinație de sulfură de zinc cu puține ppm de argint, ZNS:Ag, atunci când este excitat de electroni, oferă o strălucire albastră puternică cu maxim la 450 nm, cu o scurtă strălucire cu o durată de 200 nanosecunde. Este cunoscut sub numele de fosfor P22B. Acest material, Argint sulfurat de zinc, este încă unul dintre cei mai eficienți fosfori din tuburile catodice. Este folosit ca un fosfor albastru în CRT-uri de culoare.
fosforii sunt de obicei conductori electrici slabi. Acest lucru poate duce la depunerea sarcinii reziduale pe ecran, scăzând efectiv energia electronilor care afectează datorită repulsiei electrostatice (un efect cunoscut sub numele de „lipire”). Pentru a elimina acest lucru, un strat subțire de aluminiu (aproximativ 100 nm) este depus peste fosfor, de obicei prin evaporare în vid, și conectat la stratul conductiv din interiorul tubului. Acest strat reflectă, de asemenea, lumina fosforului în direcția dorită și protejează fosforul de bombardamentul ionic rezultat dintr-un vid imperfect.
pentru a reduce degradarea imaginii prin reflectarea luminii ambientale, contrastul poate fi crescut prin mai multe metode. În plus față de mascarea neagră a zonelor neutilizate ale ecranului, particulele de fosfor din ecranele color sunt acoperite cu pigmenți de culoare potrivită. De exemplu,fosforii roșii sunt acoperiți cu oxid feric (înlocuind CD-urile anterioare(S, Se) din cauza toxicității cadmiului), fosforii albastri pot fi acoperiți cu albastru marin (CoO·nal
2o
3) sau ultramarin (Na
8AL
6Si
6o
24S
2). Fosforii verzi pe bază de ZnS: Cu nu trebuie să fie acoperiți datorită culorii lor gălbui.
televiziune alb-negru CRTsEdit
ecranele de televiziune alb-negru necesită o culoare de emisie apropiată de alb. De obicei, se folosește o combinație de fosfor.
cea mai comună combinație este ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:Cu,Al (Albastru+Galben). Altele sunt ZnS: Ag+(Zn,Cd)S:Ag (Albastru+Galben) și ZnS:Ag+ZNS:Cu, al+Y2O2S:Eu3+ (albastru + verde + roșu – nu conține cadmiu și are o eficiență slabă). Tonul de culoare poate fi ajustat prin raporturile componentelor.
deoarece compozițiile conțin granule discrete de diferite fosfori, ele produc imagini care nu pot fi în întregime netede. Un singur fosfor care emite alb (Zn, Cd) s: Ag,Au,Al depășește acest obstacol. Datorită eficienței sale scăzute, este utilizat numai pe ecrane foarte mici.
ecranele sunt de obicei acoperite cu fosfor folosind acoperire de sedimentare, unde particulele suspendate într-o soluție sunt lăsate să se așeze la suprafață.
redus-paleta de culori CRTsEdit
pentru afișarea de o paletă limitată de culori, există câteva opțiuni.
în tuburile de penetrare a fasciculului, fosforii de diferite culori sunt stratificați și separați cu material dielectric. Tensiunea de accelerație este utilizată pentru a determina energia electronilor; cele cu energie inferioară sunt absorbite în stratul superior al fosforului, în timp ce unele dintre cele cu energie superioară trag și sunt absorbite în stratul inferior. Deci, este afișată fie prima culoare, fie un amestec de prima și a doua culoare. Cu un afișaj cu strat exterior roșu și strat interior verde, manipularea tensiunii de accelerare poate produce un continuum de culori de la roșu la portocaliu și galben la verde.
o altă metodă este utilizarea unui amestec de doi fosfori cu caracteristici diferite. Luminozitatea unuia depinde liniar de fluxul de electroni, în timp ce luminozitatea celuilalt se saturează la fluxuri mai mari—fosforul nu mai emite lumină, indiferent de câți electroni îl afectează. La fluxul de electroni scăzut, ambii fosfori emit împreună; la fluxuri mai mari, contribuția luminoasă a fosforului nesaturant predomină, schimbând culoarea combinată.
astfel de afișaje pot avea rezoluție înaltă, datorită absenței structurării bidimensionale a fosforilor RGB CRT. Paleta lor de culori este, totuși, foarte limitată. Au fost folosite, de exemplu, în unele afișaje radar militare mai vechi.
televiziune Color CRTsEdit
fosforii din CRT-urile color au nevoie de contrast și rezoluție mai mari decât cele Alb-negru. Densitatea energetică a fasciculului de electroni este de aproximativ 100 de ori mai mare decât în CRT-urile alb-negru; punctul de electroni este focalizat la aproximativ 0.2 mm diametru în loc de aproximativ 0,6 mm diametru al CRT-urilor alb-negru. Efectele legate de degradarea iradierii electronice sunt, prin urmare, mai pronunțate.
CRT-urile de culoare necesită trei fosfori diferiți, care emit în roșu, verde și albastru, modelate pe ecran. Trei pistoale electronice separate sunt utilizate pentru producția de culori (cu excepția afișajelor care utilizează tehnologia tuburilor cu indice de fascicul, care este rară).
compoziția fosforilor s-a schimbat în timp, pe măsură ce s-au dezvoltat fosfori mai buni și pe măsură ce preocupările de mediu au dus la scăderea conținutului de cadmiu și ulterior abandonarea acestuia în întregime. (Zn, Cd)S:Ag,Cl a fost înlocuit cu (Zn,Cd) S:Cu,Al cu un raport cadmiu/zinc mai mic și apoi cu ZNS fără cadmiu:Cu, Al.
fosforul albastru a rămas în general neschimbat, o sulfură de zinc dopată cu argint. Fosforul verde a folosit inițial silicat de zinc dopat cu mangan, apoi a evoluat prin sulfură de cadmiu-zinc activată cu argint, la formula activată cupru-aluminiu cu cadmiu mai mic și apoi la versiunea fără cadmiu a acestuia. Fosforul roșu a văzut cele mai multe schimbări; a fost inițial fosfat de zinc activat cu mangan, apoi o sulfură de cadmiu-zinc activată cu argint, apoi au apărut fosforii activi de Europiu(III); Mai întâi într-o matrice de vanadat de ytriu, apoi în oxid de ytriu și în prezent în oxisulfură de ytriu. Evoluția fosforilor a fost așadar (ordonată de B-G-R):
- ZnS:Ag – Zn2SiO4:Mn – Zn3(PO4)2:mn
- ZnS:Ag – (Zn,Cd)S: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+ sau Y2O3:Eu3 +
- ZnS:Ag – ZnS:Cu,Al sau ZNS:Au,Cu, Al-Y2O2S:Eu3 +
televiziune de proiecție
pentru televizoarele de proiecție, unde densitatea puterii fasciculului poate fi cu două ordine de mărime mai mare decât în cazul CRT-urilor convenționale, trebuie utilizate unele fosfor diferite.
pentru culoarea albastră, ZnS:Ag,Cl este folosit. Cu toate acestea, se saturează. (La,Gd)OBr:Ce,Tb3+ poate fi folosit ca o alternativă mai liniară la densități mari de energie.
pentru verde, un Gd2O2Tb3 + activat cu terbiu; puritatea și luminozitatea culorii sale la densități de excitație scăzute sunt mai slabe decât alternativa sulfurii de zinc, dar se comportă liniar la densități mari de energie de excitație, în timp ce sulfura de zinc se saturează. Cu toate acestea, se saturează, deci Y3Al5O12:Tb3+ sau Y2SiO5:Tb3+ poate fi înlocuit. Laobr: Tb3 + este luminos, dar sensibil la apă, predispus la degradare, iar morfologia asemănătoare plăcilor cristalelor sale împiedică utilizarea acestuia; aceste probleme sunt rezolvate acum, deci câștigă utilizare datorită liniarității sale mai mari.
Y2O2S:Eu3+ este utilizat pentru emisii roșii.