인광체

Phosphor
화학 원소는 인을 참조하십시오.
인광의 예
흑백 모니터
애퍼처 그릴 CRT 인광기

형광체는 발광 현상을 나타내는 물질로 어떤 종류의 복사 에너지에 노출되면 빛을 방출합니다.이 용어는 자외선이나 가시광선에 노출되었을 때 빛을 내는 형광 또는 인광 물질과 음극선 튜브에서 전자선(음극선)에 부딪히면 빛을 내는 음극 발광 물질 모두에 사용됩니다.

형광체가 방사선에 노출되면, 그 분자의 궤도 전자는 더 높은 에너지 수준으로 들뜨고, 이전 수준으로 돌아가면 특정 색상의 빛으로 에너지를 방출합니다.인광체는 에너지를 즉시 방출했다가 방사선이 꺼지면 빛을 멈추는 형광물질과 방사선이 꺼진 뒤 빛을 내는 인광물질로 구분된다.ys.

형광 물질은 형광체가 지속적으로 들뜨는 용도로 사용됩니다. 음극선 튜브(CRT) 및 플라즈마 비디오 디스플레이 화면, 형광 스크린, 형광등, 섬광 센서 및 흰색 LED, 검은색 라이트 아트용 발광 페인트입니다.형광물질은 야광 감시면 및 항공기 계기처럼 지속적인 빛이 필요한 곳과 레이더 스크린에서 레이더 빔이 회전할 때 목표물의 '깜빡'이 보이는 상태를 유지할 수 있도록 한다.CRT 인광기는 제2차 세계대전을 전후하여 표준화되었으며 문자 "P"와 숫자 순으로 지정되었습니다.

인의 이름이 붙은 발광 화학 원소인 인은 인광이 [1]아닌 화학 발광에 의해 빛을 방출한다.

발광 과정

Jablonski 다이어그램은 형광체 내 형광체 원자의 에너지 수준을 보여줍니다.형광체 중의 전자는 인가된 방사선으로부터 고에너지 광자를 흡수하여 높은 에너지 수준으로 들뜨게 한다.비방사성 천이에서 에너지를 일부 손실한 후, 그것은 가시광선 영역에서 낮은 에너지의 광자를 방출하면서 형광에 의해 지면 에너지 수준으로 다시 전환된다.

무기 재료의 섬광 과정은 결정에서 발견되는 전자 밴드 구조 때문이다.들어오는 입자는 원자가 대역에서 전도 대역 또는 들뜸 대역(도전 대역 바로 아래에 위치하여 에너지 갭에 의해 원자가 대역에서 분리됨)으로 전자를 들뜸할 수 있다.이로 인해 원자가 밴드에 연관된 구멍이 남습니다.불순물은 금지된 틈새에 전자 레벨을 생성합니다.엑시톤은 불순물 중심에서 전체적으로 포착될 때까지 결정 격자를 헤매는 느슨하게 결합된 전자-공 쌍입니다.후자는 섬광(빠른 성분)을 방출하여 신속하게 들뜸을 제거한다.무기 섬광기의 경우 광전자 증배기가 효과적인 경우 방출된 빛이 가시 범위 또는 근 UV가 되도록 활성제 불순물을 선택한다.전도 대역의 전자와 관련된 구멍은 후자와 독립적입니다.이 구멍과 전자는 불순물 중심에서 엑시톤에 접근할 수 없는 준안정 상태를 자극하여 연속적으로 포착됩니다.이러한 준안정 불순물 상태의 탈여자 지연은 낮은 확률의 금지 메커니즘에 의존하여 느려지고, 다시 발광(느린 성분)을 초래한다.

인광은 종종 전이 금속 화합물 또는 다양한 유형의 희토류 화합물입니다.무기인광기에서 결정구조에서 이러한 불균일성은 보통 미량의 도판트, 즉 활성제라고 불리는 불순물을 첨가함으로써 생성된다(희귀한 경우 전위 또는 기타 결정결함이 불순물의 역할을 할 수 있다).방출 중심에서 방출되는 파장은 원자 자체와 주변의 결정 구조에 따라 달라집니다.

자재

인광은 보통 활성제가 첨가된 적절한 숙주 재료로 만들어집니다.가장 잘 알려진 유형은 구리 활성 황화 아연(ZnS)과 은 활성 황화 아연(황화 아연)입니다.

숙주 물질은 일반적으로 산화물, 질화물 및 옥시질화물,[2] 황화물, 셀렌화물, 할로겐화물 또는 아연, 카드뮴, 망간, 알루미늄, 실리콘 또는 다양한 희토류 금속의 규산염입니다.활성제는 방출 시간(잔광)을 연장합니다.그 후, 여광을 소거하고 형광체 방출 특성의 붕괴 부분을 단축하기 위해 다른 물질(니켈 등)을 사용할 수 있다.

많은 인광 분말은 솔겔과 같은 저온 공정에서 생성되며 일반적으로 1000°C 이하의 온도에서 소둔 후 처리되어야 하므로 많은 용도에 적합하지 않습니다.그러나 성장 과정을 적절하게 최적화하면 제조업체가 어닐링을 [3]피할 수 있습니다.

형광등에 사용되는 인광기는 다단계 생산 공정을 필요로 하며, 세부 사항은 특정 인광체에 따라 달라집니다.입자가 크면 램프 코팅 품질이 떨어지고, 입자가 작으면 빛이 적게 나오므로 원하는 입자 크기 범위를 얻기 위해 벌크 재료를 밀링해야 합니다.인광소성 중 인광활성제의 산화나 프로세스 용기의 오염을 방지하기 위해 공정 조건을 제어해야 합니다.밀링 후 인광을 세척하여 약간의 과잉 활성제 요소를 제거할 수 있습니다.처리 중에 휘발성 요소가 이스케이프되지 않도록 해야 합니다.램프 제조업체들은 이전에 [4]사용되었던 베릴륨, 카드뮴 또는 탈륨과 같은 일부 독성 원소를 제거하기 위해 인광의 구성을 변경했습니다.

일반적으로 인용되는 인광기의 파라미터는 최대 방출 파장(나노미터 단위), 최대 폭(강도의 50%에서 나노미터 단위), 붕괴 시간(초 단위)입니다.

예:

  • 황화칼슘, 황화스트론튬, 비스무트, 활성제(Ca,Sr) S:Bi, 최대 12시간의 글로우 타임을 갖는 청색광을 생성하며, 적색과 주황색은 황화아연 공식의 변형이다.황화스트론튬에서 붉은색을 얻을 수 있다.
  • 약 5ppm의 구리 활성제를 함유한 황화 아연은 야광 완구 및 품목에 가장 일반적인 형광체입니다.GS 인광체라고도 합니다.
  • 황화 아연과 황화 카드뮴의 혼합은 비율에 따라 색을 방출합니다. CdS 함량이 증가하면 출력 색상이 더 긴 파장으로 전환됩니다. 지속 시간은 1~10시간입니다.
  • 유로피움에서 활성화된 스트론튬 알루민산염(SrAlO24:Eu(II):Dy(III))은 1993년 네모토&Co 엔지니어 야스미츠 아오키에 의해 개발된 물질로, 보다 높은 밝기와 매우 긴 광휘도를 가지고 있으며, 녹색이 가장 높은 광휘도와 가장 긴 광휘 [5][6]시간을 제공하는 녹색과 아쿠아 색조를 생성한다.SrAlO24: Eu:Dy는 ZnS:[5]Cu보다 약 10배 밝고 광택이 10배 길며 10배 더 비쌉니다.알루민산 스트론튬의 들뜸 파장은 200~450 nm이다.녹색 제형의 파장은 520 nm, 청록색 제형의 파장은 505 nm, 청록색 제형의 파장은 490 nm입니다.스트론튬 알루민산염에서도 긴 파장의 색을 얻을 수 있지만, 약간의 밝기 손실의 대가를 치르더라도 얻을 수 있다.

인광 열화

많은 인광기들은 몇 가지 메커니즘에 의해 점차적으로 효율을 떨어뜨리는 경향이 있다.활성제는 원자가 변화(일반적으로 산화), 결정 격자의 분해, 원자(종종 활성제)의 물질 확산, 표면은 결과적으로 효율의 손실 또는 들뜬 에너지 또는 방사 에너지를 흡수하는 층의 축적을 수반하는 환경과의 화학 반응을 겪을 수 있습니다.

일렉트로루미네센스 디바이스의 열화는 구동전류의 주파수, 휘도 레벨 및 온도에 따라 달라집니다.습기는 인광의 수명도 현저하게 손상시킵니다.

더 단단하고 녹지 않으며 물에 녹지 않는 재료는 [7]작동 시 발광 소실 경향이 낮습니다.

예:

  • BaMgAl10O17:플라즈마 디스플레이 형광체인 Eu(BAM)는2+ 소성 중에 도판트를 산화시킨다.결정 표면의 산소 공실로의 산소 원자의 흡수, 전도층을 따른 Eu(II)의 확산, 그리고 Eu(II)에서 흡수된 산소 원자로의 전자 전달의 세 가지 메커니즘이 관련되며, 이에 상응하는 방출 [8]손실과 함께 Eu(III)의 형성을 이끈다.인산 알루미늄 또는 인산 랜턴(II)의 얇은 코팅은 BAM 형광체에 대한 산소 접근을 차단하는 장벽층을 만드는 데 효과적이며, 형광체 효율의 [9]감소 비용을 절감합니다.환원제 역할을 하는 수소를 플라즈마 디스플레이의 아르곤에 추가하면 BAM의 수명이 크게 연장됩니다.Eu2+(II) 원자를 Eu(II)[10]로 환원함으로써 Eu 형광체.
  • YO23: 산소가 존재하는 상태에서 전자 충격을 받는 Eu 인광체는 표면에 비인광층을 형성하며, 여기서 전자-공 쌍은 표면 [11]상태를 통해 비방사성적으로 재결합한다.
  • ZnS:Mn은 AC 박막 일렉트로루미네센스(ACTFEL) 장치에 사용되며 주로 심층 트랩의 형성, 물 분자와 도판트의 반응에 의해 분해된다.트랩은 비방사성 재조합의 중심 역할을 한다.트랩은 또한 결정 격자를 손상시킵니다.인광 노화로 인해 밝기가 감소하고 임계값 [12]전압이 높아집니다.
  • CRT 및 FED의 ZnS 기반 인체는 표면 들뜸, 쿨롱 손상, 전하 축적 및 열 담금질에 의해 분해됩니다.표면의 전자 자극 반응은 밝기 손실과 직접 관련이 있습니다.전자는 환경에서 불순물을 분리시키고, 활성산소종은 표면을 공격하여 탄소, 그리고 표면에 비방사성 산화아연과 황산아연과 함께 일산화탄소와 이산화탄소를 형성한다; 활성수소는 황화수소로 표면에서 황을 제거하여 금속의 비방사성 층을 형성한다.아연. 황은 또한 [13]황산화물로 제거될 수 있다.
  • ZnS 및 CdS 인체는 포획된 전자에 의한 금속 이온의 감소에 의해 분해됩니다.M2+ 이온은 M으로+ 환원되고, 2개의+ M은 전자 하나를 교환하여 하나의2+ M과 하나의 중성 M 원자가 된다.환원된 금속은 형광체 층의 가시적인 암화로 관찰될 수 있습니다.어두워짐(및 밝기 손실)은 전자에 대한 인광체의 노출에 비례하며 동일한 이미지([14]예: 터미널 로그인 화면)를 장시간 표시한 일부 CRT 화면에서 관찰할 수 있습니다.
  • 유로피움(II) 도프 알칼리 토류 알루미늄산염은 색중심의 [7]형성에 의해 분해된다.
  • 발광
    2
    5    3+ Ce3+ [7]이온의 손실로 Ce가 분해됩니다.
  • ZnSiO
    2
    4    :Mn(P1)은 전자 [7]충격에 의한 산소 탈착에 의해 분해된다.
  • 산화물 인광체는 형광체 [7]합성을 통한 플럭스의 불완전한 제거로 인해 플루오르화 이온이 존재할 때 빠르게 분해될 수 있습니다.
  • 느슨하게 포장된 인광기(예: 실리카겔(규산칼륨 바인더에서 형성됨)이 과다한 경우)는 열 전도율이 낮아 국소적으로 과열되는 경향이 있습니다.예
    3    : InBO:    Tb는3+ 온도가 [7]높을 때 열화가 가속화될 수 있습니다.

적용들

조명.

형광체 층은 형광등에서 발생하는 빛의 대부분을 제공하며 금속 할로겐화물 램프에서 발생하는 빛의 균형을 개선하는 데도 사용됩니다.다양한 네온사인은 다른 색의 빛을 내기 위해 형광체 층을 사용합니다.예를 들어 항공기 계기판에서 볼 수 있는 일렉트로루미네센스 디스플레이는 형광체 층을 사용하여 눈부심이 없는 조명을 생성하거나 숫자 및 그래픽 디스플레이 장치로 사용합니다.백색 LED 램프는 긴 파장에서 방출되는 인광 코팅이 있는 파란색 또는 자외선 이미터로 구성되어 가시광선의 전체 스펙트럼을 제공합니다.1958년부터 [15]초점이 맞지 않고 편향되지 않은 브라운관이 스트로보 램프로 사용되었습니다.

형광체 온도계

주요 기사:형광체 온도계

인광 온도 측정법은 특정 인광기의 온도 의존성을 사용하는 온도 측정 방법입니다.이를 위해 해당 표면에 형광체 코팅이 적용되며, 일반적으로 붕괴 시간은 온도를 나타내는 방출 파라미터이다.조명 및 검출광학이 원격으로 배치될 수 있으므로 고속 모터 표면 등의 이동면에 사용할 수 있다.또, 광섬유의 단부에 열전대의 광유사체로서 형광체를 도포해도 좋다.

야광 완구

주요 기사:인광

이러한 용도에서는 인광체가 장난감을 성형하는 데 사용되는 플라스틱에 직접 첨가되거나 페인트로 사용하기 위해 바인더와 혼합됩니다.

ZnS:Cu 인광체는 할로윈 메이크업 시 자주 사용되는 야광 화장품 크림에 사용됩니다.일반적으로 파장이 커짐에 따라 형광체의 지속성이 높아집니다.화학 발광 기반의 광택 제품은 라이트 스틱도 참조하십시오.

우표

인광 띠가 있는 [16]우표는 1959년에 우편물을 분류하는 기계의 안내서로 처음 등장했다.전 세계에는 다양한 종류의 [17]밴딩이 존재한다.우표는 때때로 인광(또는 발광지에 인쇄)으로 "태그 부착"되어 있는지 여부에 따라 수집됩니다.

방사 발광

주요 기사 : 방사선 발광

황화아연 인광기는 알파 및 베타 감쇠 동위원소에 의해 형광체가 들뜬 방사성 물질과 함께 사용되어 시계 및 기기 다이얼(라듐 다이얼)용 발광 페인트를 생성한다.1913년과 1950년 사이에 라듐-228과 라듐-226을 사용하여 은 도프 황화 아연(ZnS:Ag)으로 만든 형광체를 활성화하여 녹색 빛을 발했습니다.형광체는 25 mg2/cm보다 두꺼운 층에서 사용하기에 적합하지 않습니다. 빛의 자기 흡수가 문제가 되기 때문입니다.또한 황화아연은 결정 격자 구조의 열화를 겪기 때문에 라듐의 고갈보다 훨씬 빨리 서서히 밝기를 잃는다.어니스트 러더포드가 원자핵을 발견하는 실험에서 Ag 코팅 스핀타리스코프 스크린이 사용되었습니다.

구리 도프 황화 아연(ZnS:Cu)은 가장 일반적으로 사용되는 형광체이며 청록색 빛을 생성합니다.구리 및 마그네슘 도프 황화아연(ZnS:Cu,Mg)은 황색-주황색 빛을 낸다.

삼중수소는 또한 삼중수소 조명을 이용한 다양한 제품에서 방사선 선원으로 사용된다.

일렉트로루미네센스

주요 기사:일렉트로루미네센스

전기 발광은 광원에서 이용될 수 있다.이러한 선원은 일반적으로 넓은 영역에서 방출되기 때문에 LCD 디스플레이의 백라이트에 적합합니다.형광체의 들뜸은 일반적으로 적절한 주파수로 고강도 전기장을 적용함으로써 달성됩니다.현재의 일렉트로루미네센스 광원은 사용 시 저하되는 경향이 있으며, 그 결과 상대적으로 짧은 작동 수명이 발생한다.

ZnS:Cu는 1936년 파리의 마리 퀴리 마담 연구소에서 조르주 데스트리오에 의해 테스트된 일렉트로루미네센스를 성공적으로 보여주는 첫 번째 제제입니다.

분말 또는 AC 일렉트로루미네센스는 다양한 백라이트 및 야간 조명 분야에서 볼 수 있습니다.일부 그룹은 브랜드 EL 제품(예: IndiGlo) 또는 일렉트로루미네센스 라이트 스트립에 사용되는 일렉트로루미네센스 소재의 다른 상표명인 "라이트테이프"를 제공하고 있습니다.아폴로 우주 프로그램은 종종 백라이트와 조명을 [18]위한 EL의 첫 번째 중요한 사용으로 알려져 있다.

흰색 LED

흰색 발광 다이오드는 보통 적절한 소재의 코팅이 된 파란색 InGaN LED입니다.세륨(II) 도프 YAG(YAG:Ce3+ 또는 YALO3512:Ce)를3+ 자주 사용합니다.파란색 LED의 빛을 흡수하여 녹색에서 붉은색까지 광범위한 범위를 방출하며 대부분의 출력은 노란색입니다.이 노란색 방출과 나머지 파란색 방출은 "하얀" 빛을 제공하며, 따뜻한 색(노란색) 또는 차가운 색(푸른 색)의 온도로 조정할 수 있습니다.Ce의3+ 옅은 노란색 방출:YAG는 세륨을 터비움 및 가돌리늄과 같은 다른 희토류 원소로 치환하여 조정할 수 있으며, YAG 내 알루미늄의 일부 또는 전부를 갈륨으로 치환하여 추가로 조정할 수도 있습니다.그러나 이 과정은 인광의 하나가 아니다.노란색 빛은 섬광으로 알려진 과정에 의해 생성되며, 여운이 전혀 없는 것이 이 과정의 특징 중 하나이다.

몇몇 희토류 시알론은 광발광성이며 인광체 역할을 할 수 있다.유로피움(II) 도프β-SiAlON은 자외선과 가시광선 스펙트럼을 흡수하여 강력한 광대역 가시 방출을 방출한다.온도가 안정된 결정 구조로 인해 휘도와 색상은 온도에 따라 크게 변하지 않습니다.흰색 LED의 녹색 하향 변환 형광체로 큰 잠재력을 가지고 있으며, 노란색 변종(α-SiAlON[19])도 존재합니다.흰색 LED의 경우 파란색 LED는 노란색 형광체 또는 녹색 및 노란색 SiAl과 함께 사용됩니다.인광체 및 빨간색 CaAlSiN3 기반([20][21][22]CASN) 인광체.

백색 LED는 고효율 유로피움 기반 적색 및 청색 발광 인광기 혼합물과 녹색 발광 구리 및 알루미늄 도프 황화 아연(ZnS:Cu, Al)으로 근자외선 발광 LED를 코팅하여 만들 수도 있습니다.이것은 형광등이 작동하는 방식과 유사한 방법입니다.

일부 새로운 흰색 LED는 흰색에 가까운 노란색과 파란색 이미터를 직렬로 사용합니다. 이 기술은 Blackberry와 같은 일부 Motorola 전화기와 LED 조명 및 InGaP의 SiC에서 GaN을 사용하여 원래 버전의 스택형 이미터를 사용하지만 나중에 더 높은 드라이브 전류에서 파손되는 것으로 확인되었습니다.

일반적인 조명 시스템에서 사용되는 많은 흰색 LED는 예를 들어 LED가 [23]신호로 작동하도록 변조하는 시스템에서 데이터 전송에 사용할 수 있습니다.

또한 흰색 LED에서는 Ce 이외의 인체를 사용하는 것이 일반적입니다.YAG 또는 2~3개의 인광을 사용하여 높은 CRI를 달성합니다(대부분의 경우 효율성을 희생합니다).추가 인광기의 예로는 포화 적색인 R9, 적색인 질화물, 녹색인 루테튬 알루미늄 가넷 등의 알루미늄산염이 있습니다.규산염 인광기는 밝기는 높지만 빠르게 희미해져 모바일 기기의 LCD LED 백라이트에 사용됩니다.LED 인광기는 다이 바로 위에 놓거나 돔 형태로 만들어 LED 위에 배치할 수 있습니다. 이 방법을 원격 [24]형광체라고 합니다.일부 유색 LED는 유색 LED를 사용하는 대신 유색 형광체가 있는 파란색 LED를 사용합니다. 왜냐하면 이러한 배열이 유색 LED보다 더 효율적이기 때문입니다.산화질화물 인광체는 LED에도 사용될 수 있다.인광을 만드는 데 사용되는 전구체는 [25]공기에 노출되면 분해될 수 있습니다.

음극선관

공통 음극선관 내 청색, 녹색 및 적색 형광체 구성 스펙트럼

음극선 튜브는 (일반적으로) 원형 또는 직사각형 형식으로 신호 발생 빛 패턴을 생성합니다.부피가 큰 CRT는 1950년대에 인기를 끌었던 흑백 가정용 TV뿐만 아니라 1세대, 튜브 기반의 컬러 TV, 그리고 대부분의 초기 컴퓨터 모니터에 사용되었다.또한 CRT는 오실로스코프와 같은 과학 및 엔지니어링 계장에도 일반적으로 단일 인광 색상(일반적으로 녹색)으로 널리 사용되어 왔습니다.이러한 용도의 인광기는 영상의 지속성을 높이기 위해 잔광이 길 수 있습니다.

포스포머는 표면에 결합된 분말인 박막 또는 이산 입자로 퇴적될 수 있습니다.박막은 수명이 길고 해상도는 높지만, 분말 필름보다 덜 밝고 덜 효율적입니다.이는 박막의 여러 내부 반사가 방출된 빛을 산란하기 때문에 발생합니다.

흰색(흑백):황화아연 카드뮴과 황화아연 은의 혼합물인 ZnS:Ag + (Zn, Cd) S:Ag는 흑백 텔레비전 CRT에 사용되는 흰색 P4 형광체입니다.노란색과 파란색 인광체의 혼합이 일반적입니다.적색, 녹색 및 청색의 혼합 또는 단일 백색 형광체도 발생할 수 있습니다.

적색: 유러피움으로 활성화된 산화이트륨-황화이트륨을 컬러 CRT의 적색 형광체로 사용한다.빨간색 형광체를 찾아 컬러 TV를 개발하는 데 오랜 시간이 걸렸다.최초의 적색 발광 희토류 형광체 YVO4:Eu는3+ 1964년 [26]레빈과 팔리아에 의해 텔레비전에 원색으로 소개되었습니다.단결정 형태에서는 우수한 편광자 및 레이저 [27]재료로 사용되었습니다.

황색 : 황화카드뮴과 혼합하면 황화아연(Zn, Cd) S:Ag가 강한 황색 빛을 발합니다.

녹색: 황화 아연과 구리, P31 형광체 또는 ZnS:Cu의 조합으로 531nm에서 녹색 빛을 피킹하고 긴 빛을 발합니다.

파란색: 황화 아연과 몇 ppm의 은의 결합으로, ZnS:Ag는 전자에 의해 들뜨면 450nm의 강한 파란색 빛을 내며, 200나노초의 짧은 여광과 함께 빛을 냅니다.P22B 인광체로 알려져 있습니다.황화아연 은이라는 이 물질은 여전히 음극선 튜브에서 가장 효율적인 인광체 중 하나입니다.컬러 CRT에서 청색 형광체로 사용됩니다.

인체는 보통 불량한 전기 전도체입니다.이로 인해 스크린에 잔류 전하가 축적되어 정전기의 반발('고착'으로 알려진 효과)로 인해 충돌하는 전자의 에너지가 효과적으로 감소할 수 있습니다.이를 제거하기 위해 알루미늄 얇은 층(약 100nm)이 보통 진공 증발로 인광체 위에 퇴적되어 튜브 내부의 전도층에 연결됩니다.또한 이 층은 인광 빛을 원하는 방향으로 반사시켜 불완전한 진공으로 인한 이온 충격으로부터 인광을 보호합니다.

주변 빛의 반사로 인한 영상 열화를 줄이기 위해 여러 가지 방법으로 대비를 높일 수 있습니다.컬러스크린 내의 인광 입자는 스크린의 미사용 영역의 검은 마스킹과 더불어 컬러스크린 내의 인광 입자에 일치하는 색소의 안료를 도포한다.예를 들어 적색 인광은 산화철(카드뮴 독성에 의해 이전의 Cd(S,Se)를 대체)로 코팅되며, 청색 인광은 마린블루(CoO·nAlO
2
3) 또는 울트라마린(NaAlSiOS
8
6
6
24
2)으로 코팅될 수 있다.ZnS 기준 녹색 형광체:CU는 그 자체의 노란 [7]색 때문에 코팅될 필요가 없다.

흑백 텔레비전 CRT

흑백 텔레비전 화면은 흰색에 가까운 발광 색상을 필요로 합니다.보통, 인광의 조합이 사용됩니다.

가장 일반적인 조합은 ZnS입니다.Ag + (Zn, Cd) S:Cu, Al (파란색 + 노란색)기타는 ZnS입니다.Ag + (Zn,Cd) S:Ag (파란색 + 노란색) 및 ZnS:Ag + ZnS:Cu,Al + YOS22: Eu3+(파란색 + 녹색 + 빨간색 – 카드뮴이 포함되어 있지 않고 효율이 낮음)색조는 컴포넌트 비율에 따라 조정할 수 있습니다.

조성물은 서로 다른 인광의 이산적인 입자를 포함하고 있기 때문에 완전히 매끄럽지 않을 수 있는 이미지를 생성한다.단일 백색 발광 형광체, (Zn,Cd)S:Ag,Au,Al이 이 장애를 극복합니다.효율이 낮기 때문에 매우 작은 화면에서만 사용됩니다.

스크린은 일반적으로 침전 코팅을 사용하여 인광체로 덮여 있으며, 용액에 부유된 입자가 표면에 [28]침전되도록 합니다.

팔레트 컬러의 축소 CRT

제한된 색상 팔레트를 표시하는 경우 몇 가지 옵션이 있습니다.

빔 투과관은 서로 다른 색상의 인광을 적층하여 유전체 재료로 분리한다.가속 전압은 전자의 에너지를 결정하는 데 사용됩니다. 낮은 에너지는 인광체의 상단 층에 흡수되는 반면, 높은 에너지의 일부는 관통하여 하단 층에 흡수됩니다.따라서 첫 번째 색상과 첫 번째 색상과 두 번째 색상의 혼합이 표시됩니다.빨간색 외층과 녹색 내층이 있는 디스플레이에서 가속 전압을 조작하면 빨간색에서 주황색, 노란색에서 녹색으로 연속된 색상을 생성할 수 있습니다.

또 다른 방법은 특성이 다른 두 개의 인광기 혼합물을 사용하는 것입니다.한쪽의 밝기는 전자속도에 선형적으로 의존하며, 다른 한쪽의 밝기는 더 높은 플럭스에서 포화됩니다. 즉, 얼마나 많은 전자가 영향을 미치든 형광체는 더 이상 빛을 방출하지 않습니다.낮은 전자속에서는 두 개의 인광이 함께 방출되며, 높은 유속에서는 비포화성 인광체의 발광 기여가 우세하여 결합된 [28]색이 변합니다.

이러한 디스플레이는 RGB CRT 포스포터의 2차원 구조가 없기 때문에 고해상도를 가질 수 있다.그러나 그들의 색상 팔레트는 매우 제한적이다.예를 들어 일부 오래된 군사 레이더 디스플레이에 사용되었습니다.

컬러 텔레비전 CRT

컬러 CRT의 인광은 흑백보다 높은 대비와 해상도를 필요로 합니다.전자빔의 에너지 밀도는 흑백 CRT의 약 100배이며, 전자스팟은 흑백 CRT의 약 0.6mm 직경이 아닌 약 0.2mm 직경에 집중되어 있습니다.따라서 전자조사 열화와 관련된 영향이 더욱 두드러집니다.

컬러 CRT에는 화면에 빨간색, 녹색 및 파란색으로 패턴화된 세 가지 인광이 필요합니다.3개의 전자총이 색채 생성에 사용됩니다(드물게 빔 인덱스 튜브 기술을 사용하는 디스플레이 제외).적색 형광체는 항상 문제가 되어 왔습니다.이 세 가지 중 가장 희미하기 때문에 적색 형광체의 낮은 밝기와 동일하게 밝은 녹색 및 파란색 전자 빔 전류를 낮춰야 합니다.밝은 빛으로 어두운 화면을 볼 수 없게 되어 초기 컬러 TV는 실내에서만 사용할 수 있게 된 반면, 야외 햇빛에서 볼 수 있는 휴대용 흑백 TV는 이미 보편화되었다.

인광의 구성은 시간이 지남에 따라 변화했고, 더 나은 인광이 개발되었고 환경적인 우려로 인해 카드뮴의 함량이 낮아졌고 나중에 완전히 폐기되었습니다.(Zn,Cd)S:Ag,Cl은 카드뮴/아연비가 낮은 (Zn,Cd)S:Cu,Al로 대체된 후 카드뮴이 없는 ZnS:Cu,Al로 대체되었습니다.

청색 형광체는 대체로 변하지 않았고 은도프 황화 아연이었다.녹색 형광체는 처음에는 망간 도프된 규산아연을 사용하다가 은 활성 카드뮴-아연 황화물을 통해 저 카드뮴 구리-알루미늄 활성식, 그리고 카드뮴이 없는 버전으로 진화했습니다.붉은 형광체는 가장 많은 변화를 보였다; 그것은 원래 망간 활성 인산 아연, 그리고 은 활성 황화 카드뮴, 그리고 유로피움이었다.III) 활성 인광체가 나타났다. 처음에는 이트륨 바나드산염 매트릭스에서, 그 다음에는 산화이트륨에서 그리고 현재는 옥시술피드 이트륨에서 나타났다.따라서 포스펙터의 진화는 (B-G-R에 따라) 다음과 같이 이루어졌다.

  • ZnS:Ag – Zn2SiO4:Mn – Zn3(PO4)2:Mn
  • ZnS:Ag – (Zn,Cd)S:Ag – (Zn,Cd)S:아그
  • ZnS: Ag – (Zn, CD) S: Ag – YVO4 : Eu3+ (1964 – ?)
  • ZnS:Ag – (Zn, Cd) S:Cu, Al – YOS22:Eu3+ 또는23 YO:에우3+
  • ZnS: Ag – ZnS: Cu, Al 또는 ZnS: Au, Cu, Al – YOS22: Eu3+[28]

프로젝션 텔레비전

빔 전력 밀도가 기존 CRT보다 2배 높은 프로젝션 TV의 경우 몇 가지 다른 인광을 사용해야 합니다.

파란색의 경우 ZnS:Ag,Cl이 사용됩니다.그러나 포화된다.(La, Gd)OBr:Ce, Tb는3+ 높은 에너지 밀도에서 보다 선형적인 대안으로 사용될 수 있습니다.

녹색의 경우 테르비움 활성223+ GdOTb. 낮은 들뜸 밀도에서의 색 순도와 밝기는 황화 아연 대체 물질보다 나쁘지만, 높은 들뜸 에너지 밀도에서는 선형으로 반응하는 반면 황화 아연은 포화됩니다.하지만 포화도 되므로 YALO3512:Tb3+ 또는 YSIO25:Tb는 대체할 수 있습니다3+.LaOBR: Tb는3+ 밝기는 하지만 물에 민감하고 분해되기 쉬우며, 판상 형태의 결정체 형태학으로 인해 사용이 방해되고 있으며, 이러한 문제는 해결되었으며 선형성이 높아서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

빨간색223+ [28]방출에는 Eu를 사용합니다.

표준 형광체 유형

표준 형광체[29][30] 유형
인광체 구성. 색. 파장 피크 폭 고집 사용. 메모들
P1, GJ ZnSiO24:Mn(윌마이트) 초록의 525 nm 40 nm[31] 1~100밀리초 CRT, 램프 오실로스코프 및 흑백 모니터
P2 ZnS: Cu(Ag)(B*) 청록색 543 nm – 긴 CRT 오실로스코프
P3 Zn8:BeSi5O19:Mn 노란 색 602 nm – 중간/13 밀리초 CRT 오렌지 흑백 모니터
P4 ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:아그 하얀색 565,540 nm – 짧다 CRT 흑백 TV CRT 및 디스플레이 튜브
P4 (CD 프리) ZnS: Ag+ZnS:Cu+YOS22: Eu 하얀색 – – 짧다 CRT 흑백 TV CRT 및 디스플레이 튜브, CD 없음.
P5 CaWO4:W 파랑색 430 nm – 매우 짧다 CRT 영화
P6 ZnS: Ag+ZnS:CdS: Ag 하얀색 565,460 nm – 짧다 CRT
P7 (Zn,Cd) S:Cu 파란색과 노란색 지속성 558,140 nm – 긴 CRT 레이더 PPI, 구형 EKG 모니터
P10 KCl 청록색 스코토포어 – – 긴 다크 트레이스 CRT 레이더 스크린. 반투명 흰색에서 진한 자홍색으로 바뀌며 가열 또는 적외선에 의해 지워질 때까지 변경된 상태를 유지합니다.
P11, BE ZnS:Ag,Cl 또는 ZnS:Zn 파랑색 460 nm – 0.01 ~ 1 밀리초 CRT, VFD 디스플레이 튜브 및 VFD
P12 Zn(Mg)F2:Mn 오렌지 590 nm – 중간/긴 길이 CRT 레이더
P13 MgSiO26: Mn 레드 오렌지-레디시 오렌지 640 nm – 중간의 CRT 플라잉 스폿 스캔 시스템 및 사진 애플리케이션
P14 ZnS:Ag on ZnS:CdS:CU 파란색과 오렌지색 지속성 – – 중간/긴 길이 CRT 레이더 PPI, 구형 EKG 모니터
P15 ZnO: Zn 청록색 504,391 nm – 극히 짧다 CRT 플라잉 스폿 스캔에 의한 텔레비전 픽업
P16 CaMgSi2O6:Ce 블루시 퍼플 블루시 퍼플 380 nm – 매우 짧다 CRT 플라잉 스폿 스캔 시스템 및 사진 애플리케이션
P17 ZnO, ZnCdS:CU 블루 옐로우 504,391 nm – 파란색-짧은색-긴색 CRT
P18 CaMgSi2O6:Ti, BeSi2O6:Mn 백색의 545,405 nm – 중간에서 짧게 CRT
P19, LF (KF, MgF2):Mn 오렌지-노란색 590 nm – 긴 CRT 레이더 스크린
P20, KA (Zn,Cd)S:Ag 또는 (Zn,Cd)S:Cu 황록색 555 nm – 1~100 밀리초 CRT 디스플레이 튜브
P21 MgF2: Mn2+ 불그스름하다 605 nm – – CRT, 레이더 Allen B DuMont Laboratories 등록
P22R YOS22: Eu+FeO23 빨간. 611 nm – 짧다 CRT TV 화면용 빨간색 형광체
P22G ZnS: Cu, Al 초록의 530 nm – 짧다 CRT TV 화면용 녹색 형광체
P22B Ag+Co-on-AlO23 파랑색 – – 짧다 CRT TV 화면용 파란색 형광체
P23 ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:아그 하얀색 575,460 nm – 짧다 CRT, 직접 시청 텔레비전 미국 Radium Corporation에 의해 등록되었습니다.
P24, GE ZnO: Zn 초록의 505 nm – 1~10μs VFD 진공 형광 [32]디스플레이에서 가장 일반적인 형광체입니다.
P25 CaSiO26: 부품:Mn 오렌지 오렌지 610 nm – 중간의 CRT 밀리터리 디스플레이 - 7UP25 CRT
P26, LC (KF, MgF2):Mn 오렌지 595 nm – 긴 CRT 레이더 스크린
P27 ZnPO4: Mn 레드 오렌지-레디시 오렌지 635 nm – 중간의 CRT 컬러 TV 모니터 서비스
P28, KE (Zn,Cd) S:Cu,Cl 노란 색 – – 중간의 CRT 디스플레이 튜브
P29 P2 스트라이프와 P25 스트라이프를 번갈아 사용 청록색/주황색 줄무늬 – – 중간의 CRT 레이더 스크린
P31, GH ZnS: Cu 또는 ZnS: Cu, Ag 황록색 – – 0.01 ~ 1 밀리초 CRT 오실로스코프 및 흑백 모니터
P33, LD MgF2: Mn 오렌지 590 nm – 1초 이상 CRT 레이더 스크린
P34 – 청록-황록 – – 매우 길다 CRT –
P35 ZnS, ZnSe: Ag 블루 화이트 블루 화이트 455 nm – 중간 쇼트 CRT 직색필름재료사진등록
P38, LK (Zn,Mg)F2:Mn 오렌지-노란색 590 nm – 긴 CRT 레이더 스크린
P39, GR ZnSiO24: Mn, As 초록의 525 nm – 긴 CRT 디스플레이 튜브
P40, GA ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:Cu 하얀색 – – 긴 CRT 디스플레이 튜브
P43, GY GdOS22: Tb 황록색 545 nm – 중간의 CRT 암 치료를 위한 방사선 치료 선형 가속기에 사용되는 표시 튜브, 전자 포털 이미징 장치(EPID)
P45, WB YOS22: Tb 하얀색 545 nm – 짧다 CRT 뷰파인더
P46, KG Ce3512 초록의 530 nm – 매우 짧음(70ns) CRT 비임 인덱스 튜브
P47, BH Ce25 파랑색 400 nm – 매우 짧다 CRT 비임 인덱스 튜브
P53, KJ Tb3512 황록색 544 nm – 짧다 CRT 투사관
P55, BM ZnS: Ag, Al 파랑색 450 nm – 짧다 CRT 투사관
ZnS: Ag 파랑색 450 nm – – CRT –
ZnS: Cu, Al 또는 ZnS: Cu, Au, Al 초록의 530 nm – – CRT –
(Zn,Cd)S:Cu,Cl+(Zn,Cd)S:Ag,Cl 하얀색 – – – CRT –
Tb25 초록의 545 nm – – CRT 투사관
YOS2: Tb 초록의 545 nm – – CRT 디스플레이 튜브
Y3(Al, Ga)5O12:Ce 초록의 520 nm – 짧다 CRT 비임 인덱스 튜브
Y3(Al, Ga)5O12:Tb 황록색 544 nm – 짧다 CRT 투사관
InBO3: Tb 황록색 550 nm – – CRT –
InBO3: Eu 노란 색 588 nm – – CRT –
InBO3: Tb+InBO3:에우 오렌지 – – – CRT 컴퓨터 디스플레이
InBO3: Tb+InBO3:Eu+ZnS: Ag 하얀색 – – – CRT –
(Ba, Eu) MgAlO21627 파랑색 – – – 램프 삼색 형광등
(Ce, Tb) MgAlO1119 초록의 546 nm 9 nm – 램프 삼색 형광등[31]
쾅 BaMgAlO1017: Eu, Mn 파랑색 450 nm – – 램프, 디스플레이 삼색 형광등
BaMgAlO21627: Eu(II) 파랑색 450 nm 52 nm – 램프 삼색 형광등[31]
쾅 BaMgAlO1017: Eu, Mn 청록색 456 nm,514 nm – – 램프 –
BaMgAlO21627: Eu(II), Mn(II) 청록색 456 nm, 514 nm 50 nm 50 %[31] – 램프
CeTbMgAlO0.670.331119: Ce, Tb 초록의 543 nm – – 램프 삼색 형광등
ZnSiO24: Mn, SbO23 초록의 528 nm – – 램프 –
CaSiO3: Pb,Mn 오렌지 핑크 615 nm 83 nm[31] – 램프
CaWO4(스케일라이트) 파랑색 417 nm – – 램프 –
CaWO4: Pb 파랑색 433 nm/466 nm 111 nm – 램프 와이드[31] 대역폭
MgWO4 블루페일 473 nm 118 nm – 램프 광대역, 디럭스 블렌드 컴포넌트
(Sr, Eu, Ba, Ca)(5PO4)3Cl 파랑색 – – – 램프 삼색 형광등
SrCl5(PO4):3 Eu(II) 파랑색 447 nm 32 nm[31] – 램프 –
(Ca,Sr,Ba)3(PO4)2Cl2:에우 파랑색 452 nm – – 램프 –
(Sr,Ca,Ba)10(PO4)6Cl2:에우 파랑색 453 nm – – 램프 삼색 형광등
SrPO227: Sn(II) 파랑색 460 nm 98 nm – 램프 광대역, 디럭스 블렌드[31] 컴포넌트
SrPBO6520: Eu 청록색 480 nm 82 nm[31] – 램프 –
CaF5(PO4):3 Sb 파랑색 482 nm 117 nm – 램프 와이드[31] 대역폭
(Ba,Ti)2 PO27:티 청록색 494 nm 143 nm – 램프 광대역, 디럭스 블렌드 컴포넌트
3Sr3(PO4)2SrF2: Sb,Mn 파랑색 502 nm – – 램프 –
SrF5(PO4):3 Sb,Mn 청록색 509 nm 127 nm – 램프 와이드[31] 대역폭
SrF5(PO4):3 Sb,Mn 청록색 509 nm 127 nm – 램프 와이드[31] 대역폭
LaPO4: Ce, Tb 초록의 544 nm – – 램프 삼색 형광등
(La, Ce, Tb)PO4 초록의 – – – 램프 삼색 형광등
(La, Ce, Tb)포인트4: Ce, Tb 초록의 546 nm 6 nm – 램프 삼색 형광등[31]
Ca3(PO4)2.CaF2:Ce,Mn 노란 색 568 nm – – 램프 –
(Ca,Zn,Mg)3(PO4)2:Sn 오렌지 핑크 610 nm 146 nm – 램프 광대역[31] 혼합 컴포넌트
(Zn,Sr)3(PO4)2:Mn 오렌지-레드 625 nm – – 램프 –
(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn 오렌지 핑크 계열의 흰색 626 nm 120 nm – 형광등 광대역, 디럭스 블렌드[31] 컴포넌트
(Sr,Mg)(3PO4):2 Sn(II) 오렌지 레드 630 nm – – 형광등 –
CaF5(PO4):3 Sb,Mn 3800K – – – 형광등 라이트 화이트[31] 블렌드
Ca5(F,Cl)(PO4):3 Sb,Mn 화이트 콜드 / 웜 – – – 형광등 2600 ~ 9900 K(매우 높은 출력[31] 램프용)
(Y, Eu)2O3 빨간. – – – 램프 삼색 형광등
YO23: Eu(III) 빨간. 611 nm 4 nm – 램프 삼색 형광등[31]
Mg4(F) GeO6: Mn 빨간. 658 nm 17 nm – 고압 수은 램프 [31]
Mg4(F)(Ge, Sn) O6:Mn 빨간. 658 nm – – 램프 –
Y(P,V)O4:에우 오렌지-레드 619 nm – – 램프 –
YVO4: Eu 오렌지-레드 619 nm – – 고압 수은 및 금속 할로겐화물 램프 –
YOS22: Eu 빨간. 626 nm – – 램프 –
3.5 MgO · 0.5 MgF2 · GeO2 : Mn 빨간. 655 nm – – 램프 3.5 MgO · 0.5 MgF2 · GeO2 : Mn
MgAsO5211: Mn 빨간. 660 nm – – 고압 수은 램프, 1960년대 –
SrAlO27: Pb 자외선 313 nm – – 의료용 특수 형광등 자외선
캠 LaMgAl11O19:Ce 자외선 340 nm 52 nm – 흑광 형광등 자외선
LAP LaPO4: Ce 자외선 320 nm 38 nm – 의료용 및 과학용 자외선 램프 자외선
SAC SrAlO1219: Ce 자외선 295 nm 34 nm – 램프 자외선
SrAl11Si0.75O19:Ce0.15Mn0.15 초록의 515 nm 22 nm – 램프 복사기용[33] 단색 램프
BSP BaSiO25: Pb 자외선 350 nm 40 nm – 램프 자외선
SrFBO23: Eu(II) 자외선 366 nm – – 램프 자외선
SBE SrBO47: Eu 자외선 368 nm 15 nm – 램프 자외선
SMS Sr2MgSi2O7:PB 자외선 365 nm 68 nm – 램프 자외선
MgGaO24: Mn(II) 청록색 – – – 램프 블랙 라이트 디스플레이

여러가지

X선 스크린, 중성자 검출기, 알파 입자 섬광기 등으로 사용할 수 있는 기타 일부 인광기는 다음과 같다.

  • GdOS22: Tb(P43), 녹색(545 nm에서의 피크), 1.5 ms의 10%까지 붕괴, 낮은 잔광, 높은 X선 흡수, X선, 중성자 및 감마선
  • GdOS22: Eu, 적색(627 nm), 850 μs 붕괴, 잔광, 높은 X선 흡수, X선, 중성자 및 감마선
  • GdOS22: Pr, 녹색(513 nm), 7μs 붕괴, 잔광 없음, 높은 X선 흡수, X선, 중성자 및 감마선
  • GdOS22:Pr,Ce,F,녹색(513nm),4μs 붕괴, 잔광 없음,높은 X선 흡수, X선, 중성자 및 감마선
  • YOS22: Tb (P45), 흰색 (545 nm), 1.5 ms 감쇠, 낮은 잔광, 저에너지 X선
  • YOS22: Eu(P22R), 적색(627nm), 850μs 붕괴, 잔광, 저에너지 X선용
  • YOS22: Pr, White (513 nm), 7μs 붕괴, 잔광 없음, 저에너지 X선용
  • ZnCdS
    0.5
    0.4    :Ag    (HS), 녹색(560nm), 80μs 붕괴, 여광, 효율적이지만 저해상도 X선
  • ZnCdS
    0.4
    0.6    :Ag    (HSR), 적색(630nm), 80μs 붕괴, 잔광, 효율적이지만 저해상도 X선
  • CdWO4, 파란색(475nm), 28μs 붕괴, 잔광 없음, X선 및 감마용 강화 형광체
  • CaWO4, 파란색(410 nm), 20 μs 붕괴, 잔광 없음, X선용 강화 형광체
  • MgWO4, 흰색(500nm), 80μs 붕괴, 잔광 없음, 형광체 강화
  • 광전자25 증배기에 적합한 전자용 Ce(P47), 파란색(400 nm), 120 ns 붕괴, 잔광 없음
  • YALO3:Ce(YAP), 파란색(370nm), 25ns 붕괴, 잔광 없음, 전자에 적합, 광전자 증배기에 적합
  • YALO3512:Ce(YAG), 녹색(550 nm), 70 ns 붕괴, 잔광 없음, 전자에 적합, 광전자 증배기에 적합
  • 광전자3 증배기에 적합한 5Y12(Al, Ga)O:Ce(YGG), 녹색(530 nm), 250 ns 붕괴, 낮은 잔광
  • CdS: 입력, 녹색(525 nm), 1 ns 미만 붕괴, 잔광 없음, 초고속 전자용
  • ZnO: Ga, 파란색(390 nm), 5 ns 미만의 붕괴, 여광 없음, 초고속, 전자용
  • ZnO: Zn(P15), 파란색(495 nm), 8μs 붕괴, 잔광 없음, 저에너지 전자용
  • (Zn,Cd) S: 전자용 Cu, Al(P22G), 녹색(565nm), 35μs 붕괴, 낮은 잔광
  • ZnS: 전자용 Cu, Al, Au(P22G), 녹색(540nm), 35μs 붕괴, 낮은 잔광
  • ZnCdS: Ag, Cu(P20), 녹색(530nm), 80μs 붕괴, 낮은 잔광, 전자용
  • ZnS:Ag(P11), 파란색(455nm), 80μs 붕괴, 낮은 잔광, 알파 입자 및 전자용
  • 알파 입자 및 전자용 안트라센, 파란색(447 nm), 32 ns 붕괴, 잔광 없음
  • 플라스틱(EJ-212), 파란색(400nm), 2.4ns 붕괴, 잔광 없음, 알파 입자 및 전자용
  • ZnSiO24: Mn(P1), 녹색(530 nm), 11 ms 감쇠, 낮은 잔광, 전자용
  • ZnS: Cu(GS), 녹색(520 nm), 분 단위의 붕괴, 긴 여광(X선용)
  • NaI:Tl, X선, 알파 및 전자용
  • CsI: X선, 알파 및 전자용 Tl, 녹색(545 nm), 5μs 붕괴, 잔광
  • 6LiF/ZnS: Ag(ND), 파란색(455nm), 80μs 감쇠(열 중성자용)
  • 6LiF/ZnS: 중성자용 Cu, Al, Au(NDG), 녹색(565 nm), 35 μs 붕괴
  • 세륨 도프 YAG 형광체(노란색), 광범위한 빛 스펙트럼으로 파란색에서 흰색으로 변하기 위한 흰색 LED에 사용

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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참고 문헌

외부 링크

무료 사전인 Wiktionary에서 인광체를 찾습니다.