Loisteaine

Loisteaine on aine, jossa esiintyy luminesenssi-ilmiö. Loisteaineita ovat sekä fosforenssiaineet, joiden valovoima heikkenee hitaasti (> 1 ms), että fluoresenssiaineet, joissa valoemissio vaimenee kymmenissä nanosekunneissa. Fosforenssiaineita käytetään tutkanäytöissä ja pimeässä hohtavissa materiaaleissa, kun taas fluoresenssiaineet ovat yleisiä kuvaputkissa, plasmanäytöissä, loisteputkissa, antureissa ja valkoisissa loistediodeissa.

Loisteaineet ovat usein siirtymäalkuaineiden tai harvinaisten maametallien yhdisteitä. Niiden yleisimpiä käyttökohteita ovat kuvaputket ja loisteputket. Kuvaputkien loisteaineet standardisoitiin toisen maailmansodan alussa, ja ne merkittiin P-kirjaimella ja sen perässä olevalla luvulla.

Alkuaine fosfori on saanut nimensä siitä, että vapaana alkuaineena, valkoisena fosforina esiintyessään se säteilee valoa, joka kuitenkin syntyy Kemiluminesenssilla. Tämän vuoksi fosforia ei lueta loisteaineisiin kuuluvaksi.^[1]

Kiderakenteeltaan epähomogeeniset epäorgaaniset loisteaineet tehdään yleensä lisäämällä vähäinen määrä lisäaineita, aktivaattoreiksi kutsuttuja epäpuhtauksia. Epäpuhtauksina voidaan joskus harvoin käyttää dislokaatioita tai muita kidevirheitä. Säteily-ytimen säteilyn aallonpituus riippuu atomista itsestään ja ympäröivästä kiderakenteesta.

Epäorgaanisten aineiden tuikeprosessi johtuu kiteiden sähköisestä vyörakenteesta. Saapuva hiukkanen voi virittää elektronin valenssivyöltä joko johtavuusvyölle tai eksitonivyölle, joka sijaitsee hieman johtavuusvyön alapuolella ja on energia-aukon verran erillään valenssivyöstä. Tämä jättää liittyvän aukon taakseen, valenssivyölle. Epäpuhtaudet luovat sähköisiä tasoja kiellettyyn aukkoon. Eksitonit ovat löyhästi sidoksissa elektroni-aukkopareihin jotka vaeltavat kidehilan läpi kunnes epäpuhtauskeskukset sieppaavat ne kokonaan. Sen jälkeen jälkimmäisen viritystila purkautuu nopeasti, ja se lähettää tuikevaloa (nopean osan). Epäpuhtausaktivaattorit valitaan epäorgaanisten tuikelevyjen tapauksessa yleensä siten, että aineen säteilemä valo on näkyvän valon alueella tai lähellä UV-säteilyä, jolloin valonvahvistimet ovat tehokkaita. Johtavuusvyön elektronien yhdistämät aukot ovat riippumattomia jälkimmäisestä. Epäpuhtauskeskukset, jotka ovat virittyneenä metastabiilissa tilassa eivätkä eksitonien saavutettavissa, sieppaavat nämä aukot ja elektronit peräkkäin. Metastabiilien epäpuhtauksien viivästynyt viritystilan purkautuminen, jonka hidastus johtuu riippuvuudesta matalan todennäköisyyden kiellettyihin mekanismeihin, lähettää taas tuikevaloa (hitaan osan).

Loisteaineen huononeminen

Monien loisteaineiden säteilyteho pienenee vähitellen monista syistä. Aktivaattoreiden valenssi voi muuttua (yleensä hapettumisen vuoksi), kidehila hajota, atomit (usein aktivaattorit) diffundoitua aineen läpi, pinnalla voi tapahtua kemiallisia reaktioita ympäristön kanssa, minkä seurauksena säteilyteho pienenee tai pinnalle muodostuu joko poistuvaa tai säteillyttä energiaa absorboiva kerros.

Elektroluminesenssilaitteiden huononeminen riippuu käyttövirran taajuudesta, luminanssitasosta ja lämpötilasta; myös kosteus lyhentää loisteaineen käyttöikää merkittävästi.

Kovemmat veteen liukenemattomat aineet, joilla on korkea sulamispiste, eivät yhtä herkästi menetä luminesenssiaan käytön aikana.^[2]

Esimerkkejä:

Plasmanäytöissä käytettävä BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺-loisteaine (BAM) altistuu seostusaineen hapettumiselle pakkaamisen aikana. Tähän liittyy kolme mekanismia: happiatomien imeytyminen kiteen pinnan hapen tyhjiin sijoihin, Eu(II):n diffuusio johtavaa kerrosta myöten ja elektroninsiirto Eu(II):sta absorboituneisiin happiatomeihin, mikä johtaa Eu(III):n muodostumiseen, jolloin emissiivisyys vastaavasti vähenee.^[3] Ohut pinnoite alumiinifosfaattia tai lantaani(III)fosfaattia on tehokas tapa luoda vallikerros, joka estää hapen pääsyn BAM-loisteaineeseen, mutta se heikentää loisteaineen tehokkuutta.^[4] Vedyn additio, joka toimii pelkistimenä, plasmanäytön argoniin pidentää merkittävästi BAM:Eu²⁺loisteaineen kestoikää pelkistämällä Eu(III)-atomit takaisin Eu(II)-atomeiksi.^[5]
Y₂O₃:Eu-loisteaineet muodostuvat epä-fosforesenssiseksi kerrokseksi pinnalle, kun niitä pommitetaan elektroneilla ja mukana on happea. Tällöin elektroniaukkoparit jälleenyhtyvät säteilemättä pinnan tilojen kautta.^[6]
ZnS:Mn, jota käytetään vaihtovirtaohutkalvoelektroluminesenssilaitteissa (ACTFEL), heikkenee pääosin syvän tason loukkujen muodostumisen johdosta, kun vesimolekyylit reagoivat seostusaineen kanssa; loukut toimivat säteilyttömän jälleenyhtymisen keskuksina. Loukut vahingoittavat myös kidehilaa. Loisteaineen vanheneminen johtaa laskevaan kirkkauteen ja kasvaneeseen kynnysjännitteeseen.^[7]
Kuvaputki- ja kenttäemissionäytöissä käytettävät sinkkisulfidiin perustuvat loisteaineet heikkenevät pinnan viritystilan, coulombisen vahingon, sisäisen sähkövarauksensa ja lämpökarkaisun vuoksi. Pinnan elektronien kiihdyttämät reaktiot ovat suoraan yhteydessä kirkkauden menetykseen. Elektronit hajottavat ympäristönsä epäpuhtauksia, sitten reaktiivinen happi hyökkää pinnalle ja muodostaa hiilimonoksidia, hiilidioksidia, hiilijäämiä, säteilemätöntä sinkkioksidia ja sinkkisulfaattia. Reaktiivinen vety poistaa rikin pinnalta muodostaen vetysulfidia ja säteilemättömän sinkkikerroksen. Rikki voi poistua myös rikkioksideina.^[8]
ZnS ja CdS -loisteaineet heikkenevät metalli-ionien sieppaamien elektronien aiheuttaman pelkistymisen vuoksi. M²⁺-ionit pelkistyvät M⁺:ksi, sitten kaksi M+:aa vaihtavat elektronin ja muodostavat M²⁺:n ja neutraalin atomin. Pelkistyneen metallin voi nähdä loisteaineen kerroksen tummentumana. Tummentuma (ja kirkkauden menetys) on verrannollinen loisteaineen elektroneille altistumiselle, ja sen voi havaita joiltakin kuvaputkilta, jotka ovat näyttäneet samaa kuvaa (esim. päätteen kirjautumisruutua) pitkän aikaa.^[9]
Europium(II)-seostetut alkaliset maa-aluminaatit heikkenevät värikeskusten muodostumisen vuoksi.^[2]
Y₂SiO₅:Ce³⁺ heikkenee Ce³⁺-ioneiden luminesenssikadon vuoksi.^[2]
Zn₂SiO₄:Mn (P1) heikkenee elektronipommituksen aiheuttaman hapen desoption takia.^[2]
Oksidiloisteaineet voivat heiketä nopeasti fluoridi-ionien läsnä ollessa. Niitä on jäänyt jäljelle, kun sulate on poistettu loisteainesynteesistä.^[2]
Löyhästi pakatut loisteaineet, esim. kun silikageelin ylijäämä (muodostunut kaliumsilikaatin sideaineesta) on nykytasoa, ovat taipuvaisia ylikuumenemaan paikallisesti, koska niiden lämmönjohtavuus on huono. Esim. InBO3:Tb3+ on altis heikkenemisen kiihtymiselle korkeissa lämpötiloissa.^[2]

Aineet

Loisteaineet valmistetaan yleensä sopivista isäntäaineista lisäämällä aktivaattoria. Parhaan tunnetut tyypit ovat kuparilla aktivoitu sinkkisulfidi ja hopealla aktivoitu sinkkisulfidi.

Isäntäaineet ovat tavallisesti oksideja, nitridejä, oksinitridejä,^[10] sulfideja, selenidejä, halideja tai sinkki-, kadmium-, mangaani-, alumiini tai piisilikaatteja tai muiden harvinaisten maametallien silikaatteja. Aktivaattorit pidentävät emissioaikaa eli jälkiloistetta. Muita aineita, kuten nikkeliä, voidaan vuorostaan käyttää jälkihehkun sammuttamiseen ja loisteaineen säteilyn heikkenemisajan lyhentämiseen.

Monet loisteainejauheet valmistetaan matalassa lämpötilassa, kuten sooligeeliprosessilla, ja ne vaativat yleensä jälkihehkutuksen noin tuhannen celsiusasteen lämpötilassa, joka on liian korkea monille käyttökohteille. Sopiva kasvuprosessin optimointi mahdollistaa kuitenkin hehkutuksen välttämisen.^[11]

Loisteputkissa käytettävät loisteaineet vaativat monivaiheisen tuotantomenetelmän, jonka yksityiskohdat vaihtelevat loisteaineesta riippuen. Irtoaineet täytyy työstää, jotta saavutetaan haluttu hiukkasten suuruusluokka, koska suurista hiukkasista tulee huonolaatuinen pinnoite putkeen, ja pienet hiukkaset tuottavat vähemmän valoa ja heikkenevät nopeammin. Prosessin olosuhteita pitää säännellä loisteaineen erottamisen aikana, jotta ehkäistään loisteaineen aktivaattoreiden hapettumista ja prosessiastioiden pilaantumista. Loisteaine voidaan pestä työstön jälkeen aktivaattorijäämien poistamiseksi. Haihtuvia aineita ei saa päästää poistumaan työstön aikana. Loisteputkien valmistajat ovat muuttaneet loisteaineiden koostumusta poistaakseen aiemmin käytettyjä myrkillisiä aineita kuten berylliumia, kadmiumia ja talliumia.^[12]

Loisteaineiden yleisesti kerrotut ominaisuudet ovat emissiohuipun aallonpituus (nanometreinä, tai vaihtoehtoisesti valkoisten seosten värilämpötila kelvineinä), huipun leveys (nanometreinä 50% intensiteetillä) ja vaimenemisaika (sekunteina).

Käyttökohteet

Valaistus

Loisteainekerrokset tuottavat suurimman osan loisteputkien tuottamasta valosta, ja niitä käytetään myös tasapainottamaan monimetallilamppujen tuottamaa valoa. Neonkilvissä käytetään loisteainekerroksia tuottamaan erivärisiä valoja. Mm. lentokoneiden kojetauluissa käytettävissä elektroluminesenssinäytöissä käytetään loisteainekerrosta tuottamaan häikäisemätön valaisu tai numeerisina ja graafisina näyttöinä. Valkoisissa loistediodivaloissa on sininen tai ultravioletti säteilijä ja loisteainekerros, joka säteilee pidempiä aallonpituuksia, jolloin saadaan kokonainen näkyvän valon spektri. Keskittämättömiä ja poikkeuttamattomia katodisädeputkia käytettiin stroboskooppivaloina vuodesta 1958 alkaen.^[13]

Loisteaineita hyödyntävä lämpötilan mittaus

Loisteaineita hyödyntävässä lämpötilan mittauksessa hyödynnetään tiettyjen loisteaineiden lämpötilariippuvuutta. Tätä varten loisteainepinnoite levitetään tutkittavan kohteen pinnalle, ja emission vaimenemisaika on tavallisesti ominaisuus, joka ilmaisee lämpötilan. Koska valaisulaitteet ja opsiset ilmaisimet voidaan sijoittaa siten, että ne voidaan poistaa, menetelmää voidaan käyttää liikkuvilla pinnoilla kuten suurnopeusmoottoreiden pinnoilla. Loisteainetta voidaan levittää myös valokuidun päähän optiseksi/analogiseksi lämpöpariksi.

Pimeässä hohtavat lelut

Kalsiumsulfidin ja strontiumsulfidin yhdiste, jossa on vismuttia aktivaattorina eli (Ca,Sr)S:Bi tuottaa sinistä valoa jopa 12 tunnin loisteajalla; punainen ja oranssi ovat sinkkisulfidin kaavan muunnelmia. Punaista valoa voidaan saada strontiumsulfidista.
Sinkkisulfidi, jossa on viiden miljoonasosan pitoisuus kupariaktivaattoria, on yleisin pimeässä hohtavissa leluissa ja tuotteissa käytettävä loisteaine. Sitä kutsutaan myös GS-loisteaineeksi.
Sinkkisulfidin ja kadmiumsulfidin seoksen säteilemän valon väri riippuu aineiden suhteesta; GdS-pitoisuuden kasvattaminen muuttaa väriä pidempien aallonpituuksien suuntaan. Sen loisteaika on 1-10 tuntia.
Strontiumaluminaatti, jossa on aktivaattorina europiumia, SrAl₂O₄:Eu(II):Dy(III), on uudempi aine, jonka kirkkaus on suurempi ja loisteaika huomattavasti pidempi. Se tuottaa vihreää ja vedensävyistä valoa: vihreän kirkkaus on suurin ja vedensävyisen loisteaika pisin. Kyseinen loisteaine on noin 10 kertaa kirkkaampaa, kauemmin hohtavaa ja kalliimpaa kuin ZnS:Cu. Strontiumaluminaatin viritystilan aallonpituus vaihtelee välillä 200-450 nm. Vihreän version säteilemä aallonpituus on 520 nm, sinivihreän 505 nm ja sinisen 490 nm. Myös strontiumaluminaatilla voi tuottaa suurempia aallonpituuksia, mutta se heikentää kirkkautta.

Näissä käyttökohteissa loisteaine joko lisätään suoraan lelujen muovaamiseen käytettävään muoviin tai sekoitetaan sideaineeseen, jolloin sitä voidaan käyttää maalina.

ZnS:Cu-loisteainetta käytetään pimeässä hohtavissa ihovoiteissa, joita käytetään Halloween-ehosteissa. Loisteaineen pysyvyys kasvaa tavallisesti samalla kun aallonpituus kasvaa. Katso myös valotikku, joka on kemiluminesenssiin perustuva hohtava tuote.

Postimerkit

Ensimmäiset loisteaineelliset postimerkit otettiin käyttöön vuonna 1959 postinlajittelukoneiden tunnisteiksi.^[14] Niistä on monia muunnelmia ympäri maailmaa, joissa on eri määriä loisteainetta.^[15] Postimerkkejä kerätään joskus sen mukaan, onko niissä loisteainetunniste tai onko ne tulostettu luminoivalle paperille vai eikö.

Radioluminesenssi

Pääartikkeli: Radioluminesenssi

Sinkkisulfidiloisteaineita on käytetty radioaktiivisten aineiden kanssa, joissa loisteaine viritettiin alfa- ja beetahajoavilla isotoopeilla, jotta saatiin hohtavaa maalia kellotauluihin ja kojeiden säätimiin. Radium-228:a ja Radium-226:tta käytettiin vuosina 1913-1950 aktivoimaan hopealla seostetusta sinkkisulfidista (ZnS:Ag) valmistettuja loisteaineita, jotka loistivat vihertävinä. Loisteaine ei sopi käytettäväksi 25 mg/cm² paksumpina kerroksina, koska muuten valon itseabsorptiosta tulee ongelma. Sinkkisulfidin kidehilan rakenne kuitenkin heikkenee, mikä johtaa kirkkauden vähenemiseen huomattavasti nopeammin kuin radium ehtyy. Ernest Rutherford käytti ZnS:Ag:lla pinnoitettuja spintariskooppien näyttöjä tutkiessaan atomiydintä.

Kuparilla seostettu sinkkisulfidi (ZnS:Cu) on yleisimmin käytetty loisteaine, ja se tuottaa sinivihreää valoa. Kuparilla ja magnesiumilla seostettu sinkkisulfidi (ZnS:Cu,Mg) tuottaa keltaoranssia valoa.

Tritiumia käytetään säteilylähteenä myös monenlaisissa tritiumin valaisua hyödyntävissä tuotteissa.

Elektroluminesenssi

Pääartikkeli: Elektroluminesenssi

Elektroluminesenssia voidaan hyödyntää valonlähteissä. Ne säteilevät yleensä laajalle alueelle, joten ne sopivat nestekidenäyttöjen taustavaloiksi. Loisteaineen viritystila saadaan yleensä aikaan korkean intensiteetin sähkökentän sovelluksella, yleensä soveliaan taajuuden kanssa. Nykyisin elektroluminesenssivalonlähteiden käyttö on vähenemässä, mikä johtuu niiden suhteellisen lyhyistä käyttöi'istä.

ZnS:Cu oli ensimmäinen aine, joka käytti onnistuneesti elektroluminesenssia. Georges Destriau kokeili sitä vuonna 1936 Marie Curien laboratorioissa, Pariisissa.

Jauhe- tai vaihtovirtaelektroluminesenssia käytetään monissa taustavaloissa ja yövaloissa. Monet yritykset myyvät brändättyjä EL-tuotteita kuten joissakin Timex-kelloissa käytettyä IndiGlota tai "Valoteippiä", joka on toinen tuotenimi elektroluminoivissa valosuikaleissa käytettäville materiaaleille. Apollo-avaruusohjelmalla on annettu tunnustus, että se on ollut ensimmäinen merkityksekäs EL-taustavalojen ja -valaistuksen käyttökohde.^[16]

Valkoiset loistediodit

Valkoiset loistediodit ovat yleensä sinisiä indiumgalliumnitridiledejä, jotka on pinnoitettu sopivalla aineella. Usein käytetään Cerium(III):lla seostettua yttriumalumiinigranaattia (YAG:Ce³⁺ tai Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺), joka imee sinisen valon ja säteilee vihertävästä valosta punertavaan, josta suurin osa on keltaista. Tämä keltainen säteily tuottaa yhdessä sinisen säteilyn kanssa valkoista valoa, joka voidaan muokata värilämpötilaltaan lämpimän kellertäväksi tai kylmän sinertäväksi valkoiseksi. Vaaleankeltaista säteilyä voi säätää korvaamalla cerium muilla harvinaisilla maametalleilla kuten terbiumilla ja gadoliniumilla, ja sävyä voi muuttaa vielä enemmän korvaamalla YAG:n alumiini galliumilla kokonaan tai osittain. Tässä menetelmässä ei käytetä fosforenssia, vaan keltainen valo tuotetaan tuikemenetelmällä, jossa jälkiloisteen täydellinen puute on eräs menetelmän tunnuspiirre.

Jotkin harvinaisilla maametalleilla seostetut SiAlONit ovat fotoluminoivia, ja niitä voi käyttää loisteaineina. Europium(II):lla seostettu β-SiAlON absorboi UV-valoa ja näkyvää valoa ja emittoi voimakasta ja laajakaistaista valoa. Sen luminanssi ja väri eivät muutu huomattavasti lämpötilan mukaan, koska sillä on lämpötilastabiili kiderakenne. Sillä on hyvät mahdollisuudet loisteaineen vihreänä muunnoksena valkoisille loistediodeille. On olemassa myös keltainen muunnos (α-SiAlON).^[17] Valkoisissa ledeissä käytetään sinistä loistediodia joko keltaisen loisteaineen tai vihreän, ja keltaisen SiAlON-loisteaineen ja punaisen CaAlSiN3-pohjaisen loisteaineen kanssa.^[18]^[19]^[20]

Valkoisia ledejä voi valmistaa myös pinnoittamalla lähes UV-valoa säteilevä loistediodi korkean hyötysuhteen europiumiin pohjautuvalla sinistä ja punaista valoa säteilevillä loisteaineilla ja vihreänä säteilevällä alumiinilla seostetulla sinkkisulfidilla. Tämä menetelmä on vastaava kuin loisteputken toimintatapa.

Joissakin uudemmissa valkoisissa loistediodeissa käytetään keltaista ja sinistä säteilijää sarjassa, jolloin lähestytään valkoista. Tätä tekniikkaa on käytetty joissakin Motorolan puhelimissa kuten BlackBerryssä ja ledivaloissa, ja alkuperäisessä versiossa säteilijät pinottiin käyttäen galliumnitridiä, piikarpidia ja indiumgaliumfosfidia, mutta myöhemmin sen havaittiin murtuvan korkeilla käyttövirroilla.

Monia yleisvalaistuksen valkoisia loistediodeja voi käyttää tiedonvälityksessä, esim. järjestelmissä, jotka muuntavat ledin toimimaan vilkkuvalona.^[21]

Kuvaputket

Kuvaputket tuottavat lähetteen synnyttämiä valokuvioita tyypillisesti pyöreässä tai suorakulmaisessa muodossa. Kookkaita kuvaputkia käytettiin mustavalkoisissa kotitelevisioissa, jotka yleistyivät 1950-luvulla, sekä ensimmäisen sukupolven väri-TV:issä ja ensimmäisissä tietokonenäytöissä. Niitä käytettiin laajasti myös tieteen ja tekniikan kojeissa, kuten oskilloskoopeissa, yleensä yksivärisen loisteaineen kanssa (yleensä vihreää). Tällaisten käyttökohteiden loisteaineilla on usein pitkä jälkiloiste, joka parantaa kuvan pysyvyyttä.

Loisteaineet voidaan kiinnittää joko ohutkalvolle tai erillisinä hiukkasina, jauhettuna pinnalle. Ohutkalvojen käyttöikä on pidempi ja kuvatarkkuus parempi, mutta niiden kirkkaus on pienempi ja hyötysuhde huonompi kuin jauhemaisilla. Tämä johtuu ohutkalvon useista sisäisistä heijastumisista, jotka siroavat emittoituvaa valoa.

Valkoinen (mustavalkokuvaputkessa): Sinkkikadmiumsulfidin ja sinkkisulfidihopean seos, ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:Ag, on valkoinen P4-loisteaine, jota käytetään mustavalkotelevisioiden kuvaputkissa. Keltaisten ja sinisten loisteaineiden seokset ovat tavallisia, mutta myös punaisen, vihreän ja sinisen seosta tai pelkkää valkoista voidaan käyttää.

Punainen: Yttriumoksidisulfidia yhdessä europium-aktivaattorin kanssa käytetään punaisena loisteaineena värillisissä kuvaputkissa. Väri-TV:n kehityksessä meni pitkään punaisen loisteaineen etsimisen vuoksi. Ensimmäinen punaisena säteilevä, harvinaisista maametalleista valmistettu loisteaine, YVO4:Eu3+, tuli markkinoille väritelevisioiden pääväriksi vuonna 1964, ja sen kehittivät Levine ja Palilla.^[22]Sitä käytettiin yhden kiteen muodossa erinomaisena polarisaattorina ja laseraineena.^[23]

Keltainen: Sinkkikadmiumsulfidi, (Zn,Cd)S:Ag, tuottaa vahvankeltaista valoa, kun sitä sekoitetaan kadmiumsulfidiin.

Vihreä: Sinkkisulfidin ja kuparin yhdistelmä ZnS:Cu eli P31-loisteaine tuottaa vihreää valoa, jonka huippu on 531 nm ja jälkiloiste pitkä.

Sininen: Kun sinkkisulfidiin lisätään muutama miljoonasosa hopeaa (ZnS:Ag), ja sitä viritetään elektroneilla, se tuottaa sinisen loisteen, jonka huippu on 450 nm, ja sillä on pitkä 200 nanosekunnin jälkihehku. Se tunnetaan P22B-loisteaineena. Sinkkisulfidihopea on yhä yksi hyötysuhteeltaan parhaista kuvaputkien loisteaineista, joissa sitä käytetään sinisenä loisteaineena.

Loisteaineet ovat yleensä huonoja sähkönjohteita. Tällöin ruudulle voi varastoitua jäännösvarausta, joka kasvattaa tehokkaasti törmäävien elektronien energiaa sähköstaattisesta hylkimisestä johtuen. Ongelman poistamiseksi loisteaineiden ylle voidaan laittaa ohut alumiinikerros (noin 100 nm). Se tehdään yleensä tyhjiöhaihdutuksella ja yhdistetään johtavaan kerrokseen putken sisällä. Lisäksi kerros heijastaa loisteaineen valoa haluttuun suuntaan ja suojaa loisteainetta epätäydellisen tyhjiön aiheuttamalta ionipommituksella.

Sävykkyyttä voi kasvattaa monin tavoin ympäristön valon aiheuttaman kuvan heikkenemisen vähentämiseksi. Sen lisäksi, että ruudun käyttämättömillä alueilla on musta maski, värinäyttöjen loisteaineen hiukkaset on pinnoitettu sopivanvärisillä väriaineilla. Esimerkiksi punaiset loisteaineet pinnoitetaan rauta(III)oksidilla (korvasi entisen Cd(s,Se):n kadmiumin myrkyllisyyden vuoksi), ja siniset loisteaineet voidaan pinnoittaa merensinisellä CoO·nAl₂O₃:lla tai ultramariinilla (Na₈Al₆Si₆O₂₄S₂). ZnS:Cu:iin pohjautuvia vihreitä loisteaineita ei ole pinnoitettu kellertävän värinsä vuoksi.^[2]

Mustavalkotelevisioiden kuvaputket

Mustavalkotelevisioissa tarvitaan loisteainetta, jonka säteilemä valo on lähellä valkoista. Yleensä käytetään loisteaineiden seoksia.

Yleisin seos on ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:Cu,Al, jossa on sinistö ja keltaista. ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:Ag:ssä on myös sinistä ja keltaista loisteainetta ja ZnS:Ag+ZnS:Cu,Al+Y₂O₂S:Eu³⁺:ssa sinistä, vihreää ja punaista (ei sisällä kadmiumia ja hyötysuhteeltaan huono). Värisävyn voi asettaa komponenttien suhdelukujen avulla.

Koska seoksissa on eri loisteaineiden erillisiä hiukkasia, niiden tuottava kuva ei ole aina sulavaa. Yksittäinen valkoisena säteilevä loisteaine (Zn,Cd)S:Ag,Au,Al selviytyy tästä ongelmasta. Sitä käytetään vain todella pienissä ruuduissa, koska sen hyötysuhde on huono.

Ruudut päällystetään loisteaineella yleensä sedimentointipinnoitusta käyttäen, jossa hiukkasten annetaan asettua pinnalle ratkaisusta riippuen.^[24]

Värilliset kuvaputket suppeilla sävyillä

On muutama vaihtoehto näyttää värikuvaa suppeilla värisävyillä.

Penetron-putkissa on erivärisiä loisteaineita, jotka on kerrostettu ja erotettu toisistaan eristeellä. Elektronien energiaan vaikuttamiseksi käytetään kiihdytysjännitettä. Matalaenergiaiset elektronit absorboituvat ylimmän kerroksen loisteaineeseen, ja korkeampienergiset menevät läpi ja absorboituvat alempiin kerroksiin. Tällöin näkyy joko ensimmäinen väri tai ensimmäisen ja toisen värin sekoitus. Näytön, jossa on punaisen ulompi kerros ja vihreä sisempi kerros, kiihdytysjännitteen muuttamisella voidaan tuottaa värit punaisesta oranssin ja keltaisen kautta vihreään.

Toinen tapa on käyttää kahden erilaisen loisteaineen seosta. Toisen kirkkaus on suoraan verrannollinen elektronin vuohon, kun taas toisen kirkkaus kyllästyy korkeammissa voissa, jolloin loisteaine ei säteile yhtään enempää valoa riippumatta siihen törmäävien elektronien määrästä. Molemmat loisteaineet emittoivat yhdessä matalissa voissa, kun taas korkeammissa voissa kyllästymättömän loisteaineen kirkkaus alkaa hallita, jolloin väriyhdistelmä muuttuu.^[24]

Tällaisten näyttöjen kuvatarkkuus voi olla korkea, koska niissä ei ole kaksiulotteista rakennetta kuten monivärikuvaputken loisteaineissa. Niiden sävyt ovat kuitenkin hyvin rajalliset. Niitä käytettiin mm. joissakin vanhoissa sotilastutkanäytöissä

Väritelevisioiden kuvaputket

Värikuvaputkien loisteaineilla pitää olla korkeampi sävykkyys ja kuvatarkkuus kuin mustavalkoisilla. Elektronisuihkujen energiatiheys on noin satakertainen verrattuna mustavalkoisiin kuvaputkiin. Elektroneiden osumat tarkennetaan noin 0,2 mm läpimitalle mustavalkoisen kuvaputken 0,6 mm asemesta. Sen takia elektronisäteilytyksen heikkenemisen vaikutukset ovat voimakkaampia.

Värillisessä kuvaputkessa tarvitaan kolmea eri loisteainetta, jotka lähettävät punaista, vihreää ja sinistä valoa, ja jotka kuvioidaan ruudulle. Värien tuottamiseen käytetään kolmea erillistä elektronitykkiä.

Loisteaineiden koostumus muuttuivat aikojen saatossa, kun parempia loisteaineita kehitettiin, ja kadmiumin käyttöä piti vähentää ja myöhemmin lopettaa kokonaan ympäristöhuolten vuoksi. (Zn,Cd)S:Ag,Cl korvattiin (Zn,Cd)S:Cu,Al:llä, jonka kadmium/sinkkipitoisuus oli pienempi, ja sen jälkeen kadmiumittomalla ZnS:Cu,Al:llä.

Sininen loisteaine pysyi yleensä muuttumattomana: hopealla seostettuna sinkkisulfidina. Vihreänä loisteaineena käytettiin alun perin mangaanilla seostettua sinkkisilikaattia, sitten kadmiumsinkkisulfidia hopea-aktivaattorilla, sen jälkeen pienemmän kadmiumpitoisuuden seosta kupari-alumiiniaktiivaattorilla, ja lopuksi vastaavaa kadmiumitonta muunnelmaa. Punainen loisteaine muuttui eniten: se oli ensin sinkkifosfaattia mangaaniaktivaattorilla, sen jälkeen kadmiumsinkkisulfidia hopea-aktivaattorilla, sitten europium(III)-aktivoiduilla loisteaineilla: ensin yttriumvanadaatti-matriisilla, sen jälkeen yttriumoksidilla ja nykyisin yttriumoksisulfidilla. Loisteaineiden kehitys oli siis:

ZnS:Ag – Zn₂SiO₄:Mn – Zn₃(PO₄)₂:Mn
ZnS:Ag – (Zn,Cd)S:Ag – (Zn,Cd)S:Ag
ZnS:Ag – (Zn,Cd)S:Ag – YVO₄:Eu³⁺
ZnS:Ag – (Zn,Cd)S:Cu,Al – Y₂O₂S:Eu³⁺ or Y₂O₃:Eu³⁺
ZnS:Ag – ZnS:Cu,Al or ZnS:Au,Cu,Al – Y₂O₂S:Eu³⁺^[24]

Projektiotelevisiot

Projektiotelevisioissa, joiden säteiden tehotiheys voi olla kaksi suuruusluokkaa suurempi kuin tavallisissa kuvaputkissa, on käytetty joitakin erilaisia loisteaineita.

Sinisenä värinä käytettiin ZnS:Ag,Cl:ää, joka kuitenkin kyllästyy. (La,Gd)OBr:Ce,Tb3⁺:aa voidaan käyttää vaihtoehtona, joka on suuraviivaisempi suurissa energiatiheyksissä.

Vihreänä käytetään Gd₂O₂Tb³⁺:aa terbium-aktivaattorilla. Sen väripuhtaus ja kirkkaus on sinkkisulfidia huonompia alhaisilla viritystiheyksillä, mutta se käyttäytyy suoraviivaisesti korkeissa viritysenergiatiheyksissä, kun taas sinkkisulfidi kyllästyy. Sekin kuitenkin kyllästyy, joten sitä voidaan korvata osin Y₃Al₅O₁₂:Tb³⁺:lla tai Y₂SiO₅:Tb³⁺:lla. LaOBr:Tb³⁺ on kirkasta mutta vedelle altista, heikkenemiseen taipuvaista ja sen kiteiden esteiden rakenne on levymäinen. Nämä ongelmat on ratkaistu, joten sen käyttö kasvaa aineen korkeamman lineaarisuuden vuoksi.

Punaisena loisteaineena käytetään Y₂O₂S:Eu³⁺:aa.^[24]

Loisteaineiden tyypit

Standard phosphor types^[25]^[26]
Lyhenne	Koostumus	Väri	Aallonpituus	Huipun leveys	Pysyvyys	Käyttö	Muuta
P1, GJ	Zn₂SiO₄:Mn (Willemiitti)	vihreä	528 nm	40 nm^[27]	1-100 ms	kuvaputket, valaistus	oskilloskoopit ja yksiväriset tietokonenäytöt
P2	ZnS:Cu(Ag)(B*)	sinisestä vihreään	543 nm	–	pitkä	kuvaputket	oskilloskoopit
P3	Zn₈:BeSi₅O₁₉:Mn	keltainen	602 nm	–	keskipitkä, 13 ms	kuvaputket	meripihkanväriset yksiväriset tietokonenäytöt
P4	ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:Ag	valkoinen	565,540 nm	–	lyhyt	kuvaputket	mustavalko-TV:iden kuvaputket ja näyttöputket
P4 (Ei Cadmiumia)	ZnS:Ag+ZnS:Cu+Y<sub id="mwAb4">2</sub>O<sub id="mwAb8">2</sub>S:Eu	valkoinen	–	–	lyhyt	kuvaputket	mustavalko-TV:iden kuvaputket ja näyttöputket, kadmiumiton
P5		sininen	430 nm	–	erittäin lyhyt	kuvaputket	filminauhoissa
P6		valkoinen	565,460 nm	–	lyhyt	kuvaputket
P7	(Zn,Cd)S:Cu	Sininen keltaisella jälkiloisteella	558,440 nm	–	pitkä	kuvaputket	tutkien PPI-näytöt, vanhat EKG-näytöt
P10	KCl	vihreä	–	–	pitkä	tumman jäljen kuvaputket	Tutkanäytöt, muuttuu kuultavan valkoisesta tummaan magentaan, pysyy samana kunnes pyyhitään lämmöllä tai infrapunavalolla
P11, BE	ZnS:Ag,Cl or ZnS:Zn	sininen	460 nm	–	0.01-1 ms	kuvaputket, tyhjiöfluore-senssinäytöt	näyttöputket ja tyhjiöfluoresenssi-näytöt
P12	Zn(Mg)F₂:Mn	oranssi	590 nm	–	keskipitkä tai pitkä	kuvaputket	tutkat
P13	MgSi₂O₆:Mn	punaoranssi	640 nm	–	keskipitkä	kuvaputket	FSS-lukijat ja valokuvaus
P14		sininen oranssilla jälkiloisteella	–	–	keskipitkä tai pitkä	kuvaputket	tutkien PPI-näytöt, vanhat EKG-näytöt
P15	ZnO:Zn	sinisestä vihreään	504,391 nm	–	äärimmäisen lyhyt	kuvaputket	televisiot FSS-pyyhkäisyllä
P16	CaMgSi₂O₆:Ce	sinivioletti	380 nm	–	erittäin lyhyt	kuvaputket	FSS-lukijat ja valokuvaus
P17	ZnO,ZnCdS:Cu	sinisestä keltaiseen	504,391 nm	–	sinisellä lyhyt, keltaisella pitkä	kuvaputket	–
P18	CaMgSi₂O₆:Ti, BeSi₂O₆:Mn	valkoinen	545,405 nm	–	keskipitkästä lyhyeen	kuvaputket	–
P19, LF	(KF,MgF₂):Mn	oranssista keltaiseen	590 nm	–	pitkä	kuvaputket	tutkanäytöt
P20, KA	(Zn,Cd)S:Ag or (Zn,Cd)S:Cu	keltaisesta vihreään	555 nm	–	1–100 ms	kuvaputket	näyttöputket
P21	–	–	605 nm	–	–	kuvaputket	Allen B DuMont Laboratoriesin rekisteröimä
P22R	Y₂O₂S:Eu+Fe₂O₃	punainen	611 nm	–	lyhyt	kuvaputket	televisioiden punaiset loisteaineet
P22G	ZnS:Cu,Al	vihreä	530 nm	–	lyhyt	kuvaputket	televisioiden vihreät loisteaineet
P22B	ZnS:Ag+Co-on-Al₂O₃	sininen	–	–	lyhyt	kuvaputket	televisioiden siniset loisteaineet
P23	–	valkoinen	575,460 nm	–	lyhyt	kuvaputket	United States Radium Corporationin rekisteröimä
P24, GE	ZnO:Zn	vihreä	505 nm	–	1–10 µs	tyhjiöfluore-senssinäytöt	Tyhjiöfluoresenssi-näyttöjen yleisin loisteaine^[28]
P25	CaSi₂O₆:Pb:Mn	oranssi	610 nm	–	keskipitkä	kuvaputket	sotilasnäytöt - 7UP25 kuvaputket
P26, LC	(KF,MgF₂):Mn	oranssi	595 nm	–	pitkä	kuvaputket	tutkanäytöt
P27	ZnPO₄:Mn	punaoranssi	635 nm	–	keskipitkä	kuvaputket	värikuvaputki-TV:iden huolto
P28, KE	(Zn,Cd)S:Cu,Cl	keltainen	–	–	keskipitkä	kuvaputket	näyttöputket
P31, GH	ZnS:Cu or ZnS:Cu,Ag	kellertävästä vihreään	–	–	0.01-1 ms	kuvaputket	oskilloskoopit
P33, LD	MgF₂:Mn	oranssi	590 nm	–	alle 1 sekunti	kuvaputket	tutkanäytöt
P34	–	sinivihreä	–	–	eittäin pitkä	kuvaputket	–
P35	ZnS,ZnSe:Ag	sinivalkoinen	455 nm	–	keskipitkästä lyhyeen	kuvaputket	Ortokromaattisten filmimateriaalien fotograafinen kirjaaminen
P38, LK	(Zn,Mg)F₂:Mn	oranssista keltaiseen	590 nm	–	pitkä	kuvaputket	tutkanäytöt
P39, GR	Zn₂SiO₄:Mn,As	vihreä	525 nm	–	pitkä	kuvaputket	näyttöputket
P40, GA	ZnS:Ag+(Zn,Cd)S:Cu	valkoinen	–	–	pitkä	kuvaputket	näyttöputket
P43, GY	Gd<sub id="mwAyA">2</sub>O<sub id="mwAyE">2</sub>S:Tb	keltaisesta vihreään	545 nm	–	keskipitkä	kuvaputket	Näyttöputket, EPID-laitteet, joita käytetään syövän hoidossa sädehoidon lineaarikiihdytti-missä
P45, WB	Y₂O₂S:Tb	valkoinen	545 nm	–	lyhyt	kuvaputket	etsimet
P46, KG	Y<sub id="mwAzk">3</sub>Al<sub id="mwAzo">5</sub>O<sub id="mwAzs">12</sub>:Ce	vihreä	530 nm	–	erittäin lyhyt	kuvaputket	Sädeindeksiputket
P47, BH	Y<sub id="mwA0g">2</sub>SiO<sub id="mwA0k">5</sub>:Ce	sininen	400 nm	–	erittäin lyhyt	kuvaputket	Sädeindeksiputket
P53, KJ	Y<sub id="mwA1U">3</sub>Al<sub id="mwA1Y">5</sub>O<sub id="mwA1c">12</sub>:Tb	keltaisesta vihreään	544 nm	–	lyhyt	kuvaputket	projektioputket
P55, BM	ZnS:Ag,Al	sininen	450 nm	–	lyhyt	kuvaputket	projektioputket
	ZnS:Ag	sininen	450 nm	–	–	kuvaputket	–
	ZnS:Cu,Al or ZnS:Cu,Au,Al	vihreä	530 nm	–	–	kuvaputket	–
	(Zn,Cd)S:Cu,Cl+(Zn,Cd)S:Ag,Cl	valkoinen	–	–	–	kuvaputket	–
	Y<sub id="mwA4o">2</sub>SiO<sub id="mwA4s">5</sub>:Tb	vihreä	545 nm	–	–	kuvaputket	projektioputket
	Y₂OS:Tb	vihreä	545 nm	–	–	kuvaputket	näyttöputket
	Y₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce	vihreä	520 nm	–	lyhyt	kuvaputket	Sädeindeksiputket
	Y₃(Al,Ga)₅O₁₂:Tb	keltaisesta vihreään	544 nm	–	lyhyt	kuvaputket	projektioputket
	InBO<sub id="mwA7w">3</sub>:Tb	keltaisesta vihreään	550 nm	–	–	kuvaputket	–
	InBO₃:Eu	keltainen	588 nm	–	–	kuvaputket	–
	InBO₃:Tb+InBO₃:Eu	meripihka	–	–	–	kuvaputket	tietokonenäytöt
	InBO₃:Tb+InBO₃:Eu+ZnS:Ag	valkoinen	–	–	–	kuvaputket	–
	(Ba,Eu)Mg₂Al₁₆O₂₇	sininen	–	–	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket
	(Ce,Tb)MgAl₁₁O₁₉	vihreä	546 nm	9 nm	–	valaistus	Kolmiväriset loisteputket^[27]
BAM	BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn	sininen	450 nm	–	–	valaistus, näytöt	Kolmiväriset loisteputket
	BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu(II)	sininen	450 nm	52 nm	–	valaistus	Kolmiväriset loisteputket^[27]
BAM	BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn	sinisestä vihreään	456 nm,514 nm	–	–	valaistus	–
	BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu(II),Mn(II)	sinisestä vihreään	456 nm, 514 nm	50 nm 50%^[27]	–	valaistus	–
	Ce_0.67Tb_0.33MgAl₁₁O₁₉:Ce,Tb	vihreä	543 nm	–	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket
	Zn₂SiO₄:Mn,Sb₂O₃	vihreä	528 nm	–	–	valaistus	–
	CaSiO<sub id="mwBFQ">3</sub>:Pb,Mn	oranssista vaaleanpunai-seen	615 nm	83 nm^[27]	–	valaistus	–
	CaWO₄ (Scheeliitti)	sininen	417 nm	–	–	valaistus	–
	CaWO₄:Pb	sininen	433 nm/466 nm	111 nm	–	valaistus	Laaja kaistanleveys^[27]
	MgWO<sub id="mwBHs">4</sub>	vaaleansininen	473 nm	118 nm	–	valaistus	Laaja kaistanleveys, ylellinen seoksen osa^[27]
	(Sr,Eu,Ba,Ca)₅(PO₄)₃Cl	sininen	–	–	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket
	Sr₅Cl(PO₄)₃:Eu(II)	sininen	447 nm	32 nm^[27]	–	valaistus	–
	(Ca,Sr,Ba)₃(PO₄)₂Cl₂:Eu	sininen	452 nm	–	–	valaistus	–
	(Sr,Ca,Ba)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu	sininen	453 nm	–	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket
	Sr<sub id="mwBL4">2</sub>P<sub id="mwBL8">2</sub>O<sub id="mwBMA">7</sub>:Sn(II)	sininen	460 nm	98 nm	–	valaistus	Laaja kaistanleveys, ylellinen seoksen osa^[27]
	Sr₆P₅BO₂₀:Eu	sinisestä vihreään	480 nm	82 nm^[27]	–	valaistus	–
	Ca₅F(PO₄)₃:Sb	sininen	482 nm	117 nm	–	valaistus	Laaja kaistanleveys^[27]
	(Ba,Ti)₂P₂O₇:Ti	sinisestä vihreään	494 nm	143 nm	–	valaistus	Laaja kaistanleveys, ylellinen seoksen osa^[27]
	3Sr<sub id="mwBPc">3</sub>(PO<sub id="mwBPg">4</sub>)<sub id="mwBPk">2</sub>.SrF<sub id="mwBPs">2</sub>:Sb,Mn	sininen	502 nm	–	–	valaistus	–
	Sr₅F(PO₄)₃:Sb,Mn	sinisestä vihreään	509 nm	127 nm	–	valaistus	Laaja kaistanleveys^[27]
	Sr₅F(PO₄)₃:Sb,Mn	sinisestä vihreään	509 nm	127 nm	–	valaistus	Laaja kaistanleveys^[27]
	LaPO<sub id="mwBSM">4</sub>:Ce,Tb	vihreä	544 nm	–	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket
	(La,Ce,Tb)PO₄	vihreä	–	–	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket
	(La,Ce,Tb)PO₄:Ce,Tb	vihreä	546 nm	6 nm	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket^[27]
	Ca<sub id="mwBUU">3</sub>(PO<sub id="mwBUY">4</sub>)<sub id="mwBUc">2</sub>.CaF₂:Ce,Mn	keltainen	568 nm	–	–	valaistus	–
	(Ca,Zn,Mg)₃(PO₄)₂:Sn	oranssista vaaleanpunai-seen	610 nm	146 nm	–	valaistus	Laaja kaistanleveys, seoksen osa^[27]
	(Zn,Sr)₃(PO₄)₂:Mn	oranssista punaiseen	625 nm	–	–	valaistus	–
	(Sr,Mg)₃(PO₄)₂:Sn	oranssista vaaleanpuner-tavan valkoiseen	626 nm	120 nm	–	loisteputket	Laaja kaistanleveys, ylellinen seoksen osa^[27]
	(Sr,Mg)₃(PO₄)₂:Sn(II)	oranssista punaiseen	630 nm	–	–	loisteputket	–
	Ca₅F(PO₄)₃:Sb,Mn	3800K	–	–	–	loisteputket	Kevyenvalkoinen seos^[27]
	Ca₅(F,Cl)(PO₄)₃:Sb,Mn	kylmän tai lähpimän valkoinen	–	–	–	loisteputket	2600-9900 K, todella suuritehoisille lampuille^[27]
	(Y,Eu)₂O₃	punainen	–	–	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket
	Y₂O₃:Eu(III)	punainen	611 nm	4 nm	–	valaistus	kolmiväriset loisteputket^[27]
	Mg₄(F)GeO₆:Mn	punainen	658 nm	17 nm	–	suurpaine-elohopea-lamput	^[27]
	Mg₄(F)(Ge,Sn)O₆:Mn	punainen	658 nm	–	–	valaistus	–
	Y(P,V)O₄:Eu	oranssista punaiseen	619 nm	–	–	valaistus	–
	YVO₄:Eu	oranssista punaiseen	619 nm	–	–	suurpaine-elohopea- ja monimetalli-lamput	–
	Y₂O₂S:Eu	punainen	626 nm	–	–	valaistus	–
	3.5 MgO · 0.5 MgF₂ · GeO₂ :Mn	punainen	655 nm	–	–	valaistus	3.5 MgO · 0.5 MgF<sub id="mwBg0">2</sub> · GeO<sub id="mwBhE">2</sub> :Mn
	Mg₅As₂O₁₁:Mn	punainen	660 nm	–	–	suurpaine-elohopea-lamput 1960-luvulla	–
	SrAl₂O₇:Pb	ultravioletti	313 nm	–	–	lääketieteel-liset erikois-loisteputket	UV
CAM	LaMgAl₁₁O₁₉:Ce	ultravioletti	340 nm	52 nm	–	mustavalo-loisteputket	UV
LAP	LaPO₄:Ce	ultravioletti	320 nm	38 nm	–	tieteelliset UV-lamput	UV
SAC	SrAl₁₂O₁₉:Ce	ultravioletti	295 nm	34 nm	–	valaistus	UV
	SrAl₁₁Si_0.75O₁₉:Ce_0.15Mn_0.15	vihreä	515 nm	22 nm	–	valaistus	Monistuskoneiden yksiväriset lamput^[29]
BSP	BaSi₂O₅:Pb	ultravioletti	350 nm	40 nm	–	valaistus	UV
	SrFB₂O₃:Eu(II)	ultravioletti	366 nm	–	–	valaistus	UV
SBE	SrB₄O₇:Eu	ultravioletti	368 nm	15 nm	–	valaistus	UV
SMS	Sr₂MgSi₂O₇:Pb	ultravioletti	365 nm	68 nm	–	valaistus	UV
	MgGa₂O₄:Mn(II)	sinisestä vihreään	–	–	–	valaistus	Näyttöjen taustavalot

Erilaisia loisteaineita

Eräitä muita kaupallisia loisteaineita, joita käytetään röntgennäytöissä, neutroni-ilmaisimissa, alfahiukkasten tuikelevyissä, jne., ovat:

Gd₂O₂S:Tb (P43), vihreä (huippu: 545 nm), 1,5 ms heikkeneminen kymmenesosaan, matala jälkiloiste, koskea röntgensäteilyn absorptio, röntgensäteille, neutroneille ja gammasäteilylle
Gd₂O₂S:Eu, punainen (627 nm), 850 µs heikkeneminen, jälkiloisteellinen, korkea röntgensäteilyn absorptio, röntgensäteille, neutroneille ja gammasäteilylle
Gd₂O₂S:Pr, vihreä (513 nm), 7 µs heikkeneminen, ei jälkiloistetta, korkea röntgensäteilyn absorptio, röntgensäteille, neutroneille ja gammasäteilylle
Gd₂O₂S:Pr,Ce,F, vihreä (513 nm), 4 µs heikkeneminen, ei jälkiloistetta, korkea röntgensäteilyn absorptio, röntgensäteille, neutroneille ja gammasäteilylle
Y₂O₂S:Tb (P45), valkoinen (545 nm), 1,5 ms heikkeneminen, matala jälkiloiste, matalaenergiaisille röntgensäteille
Y₂O₂S:Eu (P22R), punainen (627 nm, 850 µs heikkeneminen, jälkiloisteellinen, matalaenergiaisille röntgensäteille
Y₂O₂S:Pr, valkoinen (513 nm), 7 µs heikkeneminen, ei jälkiloistetta, matalaenergiaisille röntgensäteille
Zn(0.5)Cd(0.4)S:Ag (HS), vihreä (560 nm), 80 µs heikkeneminen, jälkiloisteellinen, tehokas matalan erotuskyvyn röntgensäteille
Zn(0.4)Cd(0.6)S:Ag (HSr), punainen (630 nm), 80 µs heikkeneminen, jälkiloisteellinen, tehokas matalan erotuskyvyn röntgensäteille
CdWO₄, sininen (475 nm), 28 µs heikkeneminen, ei jälkiloistetta, röntgen- ja gammasäteilyä vahvistava loisteaine
CaWO₄, sininen (410 nm), 20 µs heikkeneminen, ei jälkiloistetta, röntgensäteilyä vahvistava loisteaine
MgWO₄, valkoinen (500 nm), 80 µs heikkeneminen, ei jälkiloistetta, vahvistava loisteaine
Y₂SiO₅:Ce (P47), sininen (400 nm), 120 ns heikkeneminen, ei jälkiloistetta, elektroneille, sopii valonvahvistimiin
YAlO₃:Ce (YAP), sininen (370 nm), 25 ns heikkeneminen, ei jälkiloistetta, elektroneille, sopii valonvahvistimiin
Y₃Al₅O₁₂:Ce (YAG), vihreä (550 nm), 70 ns heikkeneminen, ei jälkiloistetta, elektroneille, sopii valonvahvistimiin
Y₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce (YGG), vihreä (530 nm), 250 ns heikkeneminen, matala jälkiloiste, elektroneille, sopii valonvahvistimiin
CdS:In, vihreä (525 nm), <1 ns heikkeneminen, ei jälkiloistetta, huippunopea, elektroneille
ZnO:Ga, sininen (390 nm), <5 ns heikkeneminen, ei jälkiloistetta, huippunopea, elektroneille
ZnO:Zn (P15), sininen (495 nm), 8 µs heikkeneminen, ei jälkiloistetta, matalaenergiaisille elektroneille
(Zn,Cd)S:Cu,Al (P22G), vihreä (565 nm), 35 µs heikkeneminen, matala jälkiloiste, elektroneille
ZnS:Cu,Al,Au (P22G), vihreä (540 nm), 35 µs heikkeneminen, matala jälkiloiste, elektroneille
ZnCdS:Ag,Cu (P20), vihreä (530 nm), 80 µs heikkeneminen, matala jälkiloiste, elektroneille
ZnS:Ag (P11), sininen (455 nm), 80 µs heikkeneminen, matala jälkiloiste, alfahiukkasille ja elektroneille
antraseeni, sininen (447 nm), 32 ns heikkeneminen, ei jälkiloistetta, alfahiukkasille ja elektroneille
muovi (EJ-212), sininen (400 nm), 2,4 ns heikkeneminen, ei jälkiloistetta, alfahiukkasille ja elektroneille
Zn₂SiO₄:Mn (P1), vihreä (520 nm), heikkenee minuuteissa, pitkä jälkiloiste, röntgensäteille
ZnS:Cu (GS), vihreä (520 nm), heikkenee minuuteissa, pitkä jälkiloiste, röntgensäteille
NaI:Tl, röntgensäteille, alfahiukkasille ja elektroneille
CsI:Tl, vihreä (545 nm), 5 µs heikkeneminen, jälkiloisteellinen, röntgensäteille, alfahiukkasille ja elektroneille
⁶LiF/ZnS:Ag (ND), sininen (455 nm), 80 µs heikkeneminen, termisille neutroneille
⁶LiF/ZnS:Cu,Al,Au (NDg), vihreä (565 nm), 35 µs heikkeneminen, neutroneille
Cerium-seostettu YAG-loisteaine, keltainen, Käytetään valkoisissa loistediodeissa muuttamaan sinistä valkoiseksi valoksi, jolla on laaja spektri.

Katso myös

Lähteet

↑ The Shocking History of Phosphorus. Macmillan, 2000. ISBN 978-0-330-39005-7
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Advances in electronics and electron physics. Academic Press. ISBN 978-0-12-014679-6
↑ Moine, B: On phosphor degradation mechanism: thermal treatment effects. Journal of Luminescence, 2005. doi:10.1016/j.jlumin.2004.09.119 Bibcode:2005JLum..113..199B
↑ Lakshmanan, p. 171.
↑ Fukasawa, Takayuki: Lifetime Improvement of BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ Phosphor by Hydrogen Plasma Treatment, 2009. doi:10.1143/JJAP.48.092303 Bibcode:2009JaJAP..48i2303T
↑ Hillie, K. T.: Degradation of Y₂O₃:Eu phosphor powders. Physica Status Solidi C, 2004. doi:10.1002/pssc.200404813 Bibcode:2004PSSCR...1.2366N
↑ Sheu, Tong-Ji: Deep Traps and Mechanism of Brightness Degradation in Mn-doped ZnS Thin-Film Electroluminescent Devices Grown by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition. Japanese Journal of Applied Physics, 1997. doi:10.1143/JJAP.36.2728 Bibcode:1997JaJAP..36.2728W
↑ Lakshmanan, pp. 51, 76
↑ PPT presentation in Polish (Link to achieved version; Original site isn't available) Tubedevices.com. Arkistoitu 28.12.2013. Viitattu 15.12.2016.
↑ Hirosaki: Silicon-based oxynitride and nitride phosphors for white LEDs—A review. Sci. Technol. Adv. Mater., 2007. doi:10.1016/j.stam.2007.08.005 Bibcode:2007STAdM...8..588X Malline:Open access
↑ Hirosaki: Fine yellow α-SiAlON:Eu phosphors for white LEDs prepared by the gas-reduction–nitridation method. Sci. Technol. Adv. Mater., 2007. doi:10.1016/j.stam.2007.09.003 Bibcode:2007STAdM...8..601L Malline:Open access
↑ Kane, Raymond and Sell, Heinz (2001) Revolution in lamps: a chronicle of 50 years of progress, 2nd ed. The Fairmont Press. ISBN 0-88173-378-4. Chapter 5 extensively discusses history, application and manufacturing of phosphors for lamps.
↑ Vacuum light sources — High speed stroboscopic light sources data sheet August 1958. Ferranti, Ltd.. Arkistoitu 20 September 2016. Viitattu 7 May 2017.
↑ SEEING PHOSPHOR BANDS on U.K. STAMPS (Arkistoitu – Internet Archive) Arkistoitu 2015-10-19 Wayback Machine.
↑ Phosphor Bands Arkistoitu 2017-03-17 Wayback Machine.
↑ Archived copy hq.nasa.gov. Arkistoitu 21.12.2016. Viitattu 12.2.2017.
↑ XTECH: Sharp to Employ White LED Using Sialon NIKKEI XTECH. Viitattu 10.1.2019. (englanniksi)
↑ Luminescence and temperature dependency of β-SiAlON phosphor Samsung Electro Mechanics Co. 2010.
↑ Hideyoshi Kume, Nikkei Electronics: Sharp to Employ White LED Using Sialon techon.nikkeibp.co.jp. Sep 15, 2009. Arkistoitu 23.2.2012.
↑ New sialon phosphors and white LEDs. Oyo Butsuri, 2005. Artikkelin verkkoversio. (Arkistoitu – Internet Archive)
↑ Frequency characteristics of modern LED phosphor materials. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2014. Artikkelin verkkoversio.
↑ Palilla: A new, highly efficient red-emitting cathodoluminescent phosphor (YVO₄:Eu) for color television. Applied Physics Letters, 1964. doi:10.1063/1.1723611 Bibcode:1964ApPhL...5..118L
↑ Birnbaum: Highly efficient Nd:YVO₄ diode-laser end-pumped laser. Applied Physics Letters, 1987. doi:10.1063/1.98500 Bibcode:1987ApPhL..51.1885F
↑ ^a ^b ^c ^d Lakshmanan, p. 54.
↑ Määritä nimeke!Määritä julkaisija! ISBN 978-0-8493-7560-6
↑ Jankowiak: Cathode Ray Tube Phosphors bunkerofdoom.com. Arkistoitu 19 January 2013. Viitattu 1 May 2012.^{tarvitaan parempi lähde}
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ ^o ^p ^q ^r ^s ^t ^u Osram Sylvania fluorescent lamps sylvania.com. Arkistoitu July 24, 2011. Viitattu 6.6.2009.
↑ VFD｜Futaba Corporation futaba.co.jp.
↑ Lagos C (1974) "Strontium aluminate phosphor activated by cerium and manganese" Malline:US Patent

[1] The Shocking History of Phosphorus. Macmillan, 2000. ISBN 978-0-330-39005-7

[advelectr-2] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Advances in electronics and electron physics. Academic Press. ISBN 978-0-12-014679-6

[3] Moine, B: On phosphor degradation mechanism: thermal treatment effects. Journal of Luminescence, 2005. doi:10.1016/j.jlumin.2004.09.119 Bibcode:2005JLum..113..199B

[4] Lakshmanan, p. 171.

[5] Fukasawa, Takayuki: Lifetime Improvement of BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ Phosphor by Hydrogen Plasma Treatment, 2009. doi:10.1143/JJAP.48.092303 Bibcode:2009JaJAP..48i2303T

[6] Hillie, K. T.: Degradation of Y₂O₃:Eu phosphor powders. Physica Status Solidi C, 2004. doi:10.1002/pssc.200404813 Bibcode:2004PSSCR...1.2366N

[7] Sheu, Tong-Ji: Deep Traps and Mechanism of Brightness Degradation in Mn-doped ZnS Thin-Film Electroluminescent Devices Grown by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition. Japanese Journal of Applied Physics, 1997. doi:10.1143/JJAP.36.2728 Bibcode:1997JaJAP..36.2728W

[8] Lakshmanan, pp. 51, 76

[9] PPT presentation in Polish (Link to achieved version; Original site isn't available) Tubedevices.com. Arkistoitu 28.12.2013. Viitattu 15.12.2016.

[10] Hirosaki: Silicon-based oxynitride and nitride phosphors for white LEDs—A review. Sci. Technol. Adv. Mater., 2007. doi:10.1016/j.stam.2007.08.005 Bibcode:2007STAdM...8..588X Malline:Open access

[11] Hirosaki: Fine yellow α-SiAlON:Eu phosphors for white LEDs prepared by the gas-reduction–nitridation method. Sci. Technol. Adv. Mater., 2007. doi:10.1016/j.stam.2007.09.003 Bibcode:2007STAdM...8..601L Malline:Open access

[12] Kane, Raymond and Sell, Heinz (2001) Revolution in lamps: a chronicle of 50 years of progress, 2nd ed. The Fairmont Press. ISBN 0-88173-378-4. Chapter 5 extensively discusses history, application and manufacturing of phosphors for lamps.

[13] Vacuum light sources — High speed stroboscopic light sources data sheet August 1958. Ferranti, Ltd.. Arkistoitu 20 September 2016. Viitattu 7 May 2017.

[14] SEEING PHOSPHOR BANDS on U.K. STAMPS (Arkistoitu – Internet Archive) Arkistoitu 2015-10-19 Wayback Machine.

[15] Phosphor Bands Arkistoitu 2017-03-17 Wayback Machine.

[16] Archived copy hq.nasa.gov. Arkistoitu 21.12.2016. Viitattu 12.2.2017.

[17] XTECH: Sharp to Employ White LED Using Sialon NIKKEI XTECH. Viitattu 10.1.2019. (englanniksi)

[18] Luminescence and temperature dependency of β-SiAlON phosphor Samsung Electro Mechanics Co. 2010.

[19] Hideyoshi Kume, Nikkei Electronics: Sharp to Employ White LED Using Sialon techon.nikkeibp.co.jp. Sep 15, 2009. Arkistoitu 23.2.2012.

[20] New sialon phosphors and white LEDs. Oyo Butsuri, 2005. Artikkelin verkkoversio. (Arkistoitu – Internet Archive)

[21] Frequency characteristics of modern LED phosphor materials. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2014. Artikkelin verkkoversio.

[22] Palilla: A new, highly efficient red-emitting cathodoluminescent phosphor (YVO₄:Eu) for color television. Applied Physics Letters, 1964. doi:10.1063/1.1723611 Bibcode:1964ApPhL...5..118L

[23] Birnbaum: Highly efficient Nd:YVO₄ diode-laser end-pumped laser. Applied Physics Letters, 1987. doi:10.1063/1.98500 Bibcode:1987ApPhL..51.1885F

[lumdisp-24] Lakshmanan, p. 54.

[25] Määritä nimeke!Määritä julkaisija! ISBN 978-0-8493-7560-6

[26] Jankowiak: Cathode Ray Tube Phosphors bunkerofdoom.com. Arkistoitu 19 January 2013. Viitattu 1 May 2012.^{tarvitaan parempi lähde}

[o-27] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m ⁿ ^o ^p ^q ^r ^s ^t ^u Osram Sylvania fluorescent lamps sylvania.com. Arkistoitu July 24, 2011. Viitattu 6.6.2009.

[28] VFD｜Futaba Corporation futaba.co.jp.

[29] Lagos C (1974) "Strontium aluminate phosphor activated by cerium and manganese" Malline:US Patent

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]