Universiteit van Utrecht


10 februari 1999

Debye Instituut

Nieuwe TL-buizen en beeldschermen in verschiet

De huidige tl-buizen en platte beeldschermen kunnen aanzienlijk efficiënter, gebruiksvriendelijker en minder milieubelastend worden gemaakt. De Utrechtse hoogleraar Andries Meijerink en zijn medewerkers René Wegh, Harry Donker en Koenraad Oskam hebben als eersten een ‘kwantumknipper’ ontwikkeld die het mogelijk maakt het edelgas Xenon in tl-buizen te gebruiken, waardoor giftige kwik overbodig wordt. De onderzoekers van het Debye instituut hebben dit gepubliceerd in Science van 29 januari 1999, vol. 283.

De wand van tl-buizen en platte beeldschermen is bekleed met een wit poeder, "fosfor" genaamd. Deze fosforen bestaan tegenwoordig uit gecompliceerde lanthanide verbindingen. Om de tl-buis en het platte beeldscherm op te laten lichten is een bron van ultraviolette straling aanwezig die de aanwezige fosfor op een hoger energieniveau brengt. Deze geven dat dan weer vrij in de vorm van zichtbaar licht: de lamp gaat branden.

Om een tl-buis te ontsteken is een klein beetje kwik aanwezig. Dat zet electrische stroom om in ultraviolette straling, die de fosfor in een hoger energieniveau brengt. Kwik is echter giftig en heeft bovendien als eigenschap dat het bij kamertemperatuur een vloeistof is. Het duurt even voordat kwikdamp als bron van ultraviolette straling is gevormd. En dus ook voordat de tl-buis licht geeft.

Door in de tl- buis het edelgas Xenon te gebruiken als bron van ultraviolet excitatielicht kan het schadelijke kwik worden vermeden. Bovendien geeft Xenon een ultraviolet foton van grotere energie af als kwik (golflengte 172 versus 254 nm) en het hoeft niet vanuit de vloeistoffase te worden omgezet in de gasfase, zodat een met Xenon gevulde tl-buis bij ontsteken instantaan licht geeft. Dat is niet onbelangrijk bijvoorbeeld bij gebruik van tl-buizen in een fax, een remlicht, of een ijskoude schuur.

Xenon is echter minder efficiënt als bron van ultraviolette straling dan kwik. Om het dan toch te kunnen gebruiken is het nodig om als fosfor een efficiënte "kwantumknipper" te hebben, die de energie van elk ultraviolet Xenon foton omzet in twee fotonen zichtbaar licht (blauw, rood, groen).

De kwantumknipper bestaat uit Lithium GadoliniumFluoride kristallen, waarin een kleine hoeveelheid van de zeldzame aarde Europium, is aangebracht (het LiGdF4:Eu3+ fosfor). Met deze quantumknipper lijkt een eerste stap gezet op weg naar met Xenon-gevulde tl-buizen en platte beeldschermen. Het gebruikte Lithium GadoliniumFluoride met Europium-ionen is een efficiënte kwantumknipper omdat het per geabsorbeerd ulraviolet foton twee zichtbare fotonen afgeeft. Meijerink c.s. hebben dat onderzocht met een geavanceerde bron van kortgolvig ultraviolet licht, het synchrotron in Hamburg. Hun onderzoek laat zien, dat het koppel Gadolinium3+-Europium3+ in de door hen onderzochte LiGdF4:Eu3+ fosfor in twee stappen twee zichtbare (oranje/rode) fotonen loslaat na excitatie met een ultraviolet foton van 172 nm (in dit geval afkomstig uit het synchrotron). In hun artikel maken zij aannemelijk via welke stappen deze twee fotonen worden losgemaakt. Als nu nog andere kwantumknippers worden gevonden met afgifte van blauwe en groene fotonen, dan ligt de productie van een volkomen nieuw type tl-buizen en platte beeldschermen in het verschiet.

Informatie dr. Gijs van Ginkel, Managing-director Debye Instituut, 030-2532361, E-mail: g.vanginkel@phys.uu.nl

Communicatie Service Centrum, Heidelberglaan 8, 3584 CS Utrecht, Telefoon (030) 2533550 of 2532572 Mediavragen per Email: UUmedia@csc.usc.uu.nl

Deel: ' Nieuwe TL-buizen en beeldschermen in verschiet '




Lees ook