Leuchtstoff

Als Leuchtstoff werden allgemein feste Stoffe bezeichnet, die durch Anregung mit kurzwelligem Licht bis ins Ultraviolett oder Elektronenbeschuss sichtbares Licht erzeugen. Die Bezeichnung Phosphore (plural) leitet sich aus dem englischen Wort phosphor für Leuchtstoff ab. Die Bezeichnung Leucht-„Phosphor“ ist jedoch missverständlich, da Leuchtstoffe keinen elementaren Phosphor enthalten.

Grundlagen

Die Leuchterscheinungen beruhen auf der Fluoreszenz (sofortige Lichtemission bei kurzwelliger Beleuchtung), der Phosphoreszenz (zeitverzögerte Lichtemission nach kurzwelliger Beleuchtung), Kathodolumineszenz (Lichtaussendung bei Elektronenbeschuss).

Leuchtstoffe sind oft anorganische, kristalline Stoffe, welche durch gezieltes Einbringen von Störstellen in das Kristallgitter eine technisch verwertbare Lichtausbeute erbringen. Es sind Reinheitsgrade der Ausgangsstoffe von bis zu 99,9999% erforderlich.

Die Leuchtstoffe basieren meist auf Sulfiden (Zinksulfid, Zink-Cadmium-Sulfid, Zinksulfid-Selenid) und Silikaten (Zinksilikat wie z. B. Willemit, Zinkberylliumsilikat) oder Zinkoxiden. Zinksulfid wird auch in selbstleuchtenden Radioaktiven Leuchtfarben eingesetzt.

Das Dotierungselement bestimmt die Leuchtfarbe, Beispiele:

• ZnS:Mn -> orangerot
• ZnS:Ag -> blau
• ZnS:Cu -> Grün
• ZnS:Seltene Erden -> rot bis blau-grün

Wichtige Elemente sind auch die Lanthanoide Europium (Eu) und Gadolinium (Gd) ^[1]: Europiumdotiertes Y₂O₂S dient in Farb-Bildröhren als roter Leuchtstoff, Eu-dotiertes Y₂O₃ erzeugt in Energiesparlampen und anderen Fluoreszenz-Gasentladungslampen den roten Spektralanteil. Gadolinium wurde in Form des Terbium-dotierten Gd₂O₂S als grüner Leuchtstoff in Radarbildschirmen verwendet.

Parameter, wie Lichtfarbe von Fluoreszenz und Phosphoreszenz, Nachleuchtdauer und Effizienz, sind nicht nur von den eingesetzten Stoffen abhängig, sondern auch von deren Bearbeitung (Glühen, Mahlen, Abschrecken, atmosphärische Einwirkungen während dieser Vorgänge).

Anwendungen

• Schirmbeschichtung der Kathodenstrahlröhre (CRT) in Fernsehern, Oszilloskopen, Monitoren (Kathodolumineszenz)
• Innenbeschichtung von Leuchtstofflampen und Leuchtröhren für die Farben Weiß und andere Farben (Fluoreszenz)
• Tagesleuchtfarben (Sicherheitskleidung, Textmarker): leuchtet unter Ausnutzung des Blauanteiles des Tageslichtes (Fluoreszenz)
• Sicherheitsmerkmale auf Geldscheinen und Wertpapier (Fluoreszenz)
• Im Dunklen nachleuchtende Sicherheitsschilder und Deko-Objekte (Phosphoreszenz)
• Fluoreszenzmarker zur Untersuchung biologischer Vorgänge (Anregung durch Ultraviolett), etwa Fluorescein

Weitere lichtaussendende feste Stoffe werden im allgemeinen nicht als Leuchtstoff bezeichnet, zu deren Prinzipien der Lichtemission siehe auch unter Lumineszenz und Leuchtfarbe.

Siehe auch

• Elektrolumineszenz

Literatur

• Werner Espe: Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik. 3: Hilfswerkstoffe, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1961.

Weblinks

 Wiktionary: Leuchtstoff – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

1. ↑ http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/metalle_7_1.html