專(zhuān)利名稱(chēng)：用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃，該玻璃用于具有外置電極的發(fā)光器件，如熒光燈，特別是EEFL-熒光燈的玻璃體。
背景技術(shù)：
為了制造液晶顯示器(LCD)、監(jiān)視器，或熒光屏，以及為了制造氣體放電管，特別是熒光燈，通常應(yīng)用已知的具有吸收UV性能的玻璃。此外，這種玻璃用于背照光的熒光屏(所謂的背光顯示器)作為光源。對(duì)于這種應(yīng)用，這種熒光燈只能具有非常小的尺寸，并且與此相應(yīng)地，該燈玻璃的厚度非常小。
在這種燈中所含有的發(fā)光氣體利用電極施加電壓而點(diǎn)燃，也就是說(shuō)使之發(fā)光。在這里，電極通常設(shè)置在燈的內(nèi)部，也就是說(shuō)導(dǎo)電的金屬絲氣密地引入燈玻璃。然而也可能是，發(fā)光氣體或位于燈內(nèi)部的等離子體通過(guò)外置電場(chǎng)，也就是說(shuō)通過(guò)外置電極點(diǎn)燃，該外置電極不引入燈玻璃。
這種燈通常稱(chēng)為EEFL-燈(外置電極熒光燈)。在此重要的是，為了點(diǎn)燃在熒光燈內(nèi)封閉的發(fā)光氣體，所輻射入的高頻能量沒(méi)有或者只有少量被燈玻璃吸收。目前這是以此為前提條件的，即該玻璃具有非常小的介電常數(shù)以及非常小的介電損耗角tanδ。其中，介電損耗角表示為由玻璃在所激發(fā)的介電交變場(chǎng)中吸收的、并且轉(zhuǎn)變成損耗熱的能量的值。因此，對(duì)玻璃及其性能提出了特別的要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供另一種玻璃，其除了其他的應(yīng)用外，也適用于顯示器或指示器，如用于背照光的顯示器，特別是具有外置電極的發(fā)光器件，如通過(guò)感應(yīng)可從外部點(diǎn)燃的、并且不需要引入到封閉的燈玻璃中的金屬絲或電極的熒光燈。在本申請(qǐng)中提供了一種玻璃，其特性可以這樣改善和最佳化，即盡可能少的吸收所射入的高頻能量，也就是說(shuō)，具有外置電極的發(fā)光器件的燈玻璃的總損耗功率應(yīng)降低至最小值。此外，玻璃組合物應(yīng)具有良好的UV-吸收性能。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃體的玻璃組合物來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的，其中，損耗角和介電常數(shù)的比tanδ[10-4]ϵ′<5,]]>優(yōu)選為＜4和＜3，特別優(yōu)選為＜2和＜1.5，完全特別優(yōu)選的實(shí)施方式為tanδ[10-4]ϵ′<1.]]>特別地，該比值也可以調(diào)節(jié)為＜0.7和＜0.5。
tanδ的值以10-4的值給出。由此得出比值tanδ[104]ϵ′<5,]]>或當(dāng)tanδ作為絕對(duì)值給出時(shí)，那么比值為tanδϵ′<5×10-4.]]>因此，如上所述，優(yōu)選的是tanδϵ′<4×10-4,]]>更優(yōu)選為tanδϵ′<3×10-4,]]>更進(jìn)一步優(yōu)選為tanδϵ′<2×10-4,]]>特別地，比值tanδϵ′<1.5×10-4.]]>完全特別優(yōu)選為tanδϵ′<0.7×10-4,]]>特別為tanδϵ′<0.5×10-4.]]>作為數(shù)字舉例，假設(shè)為tanδ＝0.001或tanδ[10-4]＝10和ε’＝4，
那么比值tanδ[10-4]ϵ′=10:4=2.5]]>或tanδϵ′=0.001:4=2.5×10-4.]]>因此，本發(fā)明涉及一種用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃體的玻璃，其中，為了得到盡可能小的損耗功率Ploss，以及從而盡可能高的效率，損耗角tanδ[10-4]，也就是tanδ[值，以10-4給出]和介電常數(shù)ε’的比值不允許達(dá)到一特定的上限。此時(shí)，從外部點(diǎn)燃等離子體，其中，該玻璃作為電容器起作用。對(duì)于在封閉的玻璃管端面處具有平面電極的簡(jiǎn)單幾何形狀來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)下列公式近似地描述損耗功率(以下稱(chēng)為Pverlust或Ploss)Pverlust≈2·1ω·ϵ0·tanδ[10-4]ϵ′·dA·I2]]>其中ω角頻率tanδ[10-4]損耗角；以[10-4]為單位的值ε’介電常數(shù)d電容器厚度(這里為玻璃的厚度)A電極面積，和I電流強(qiáng)度ε0真空介電常數(shù)＝8.8542 10-12As/(Vm)
因此，通過(guò)在確定的范圍內(nèi)針對(duì)性地調(diào)節(jié)比值tanδ/ε’而影響玻璃特性，通過(guò)這樣可使得所期望的總損耗功率最小化。這可通過(guò)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的玻璃來(lái)達(dá)到。
根據(jù)本發(fā)明，以驚奇的方式發(fā)現(xiàn)，上述的目的可以利用根據(jù)本發(fā)明的玻璃組成物以非常低成本的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。驚奇地顯示，這種玻璃非常適用于熒光燈中。因此，本發(fā)明特別地涉及到玻璃組合物及其應(yīng)用。
為了應(yīng)用這種具有外置電極的發(fā)光器件，如EEFL-熒光燈，比值為＜5或＜5×10-4，優(yōu)選為＜4.5或4.5×10-4，特別優(yōu)選為＜4.0或＜4.0×10-4，特別為＜3或＜3×10-4，更優(yōu)選為＜2.5或＜2.5×10-4。在0.75-2.5或0.75×10-4至2.5×10-4的范圍內(nèi)也可得到良好的性能。此外，完全特別優(yōu)選的比值為＜1.0或＜1.0×10-4，特別為＜0.75或＜0.75×10-4。
特別是，通過(guò)將高度可極化的元素以氧化物形式加入到玻璃基體中的辦法，可針對(duì)性地調(diào)節(jié)這種在玻璃組合物，特別在硅酸鹽玻璃中的比值。這些氧化物是例如Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的氧化物。
根據(jù)本發(fā)明所應(yīng)用的、以及根據(jù)本發(fā)明所得到的玻璃優(yōu)選地具有相對(duì)高的介電常數(shù)(介電常數(shù)DZ)。其中，介電常數(shù)在1MHz、25℃時(shí)優(yōu)選為＞3和＞4，特別是在3.5至4.5的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為＞5和＞6，完全特別優(yōu)選為＞8。介電損耗系數(shù)tanδ[10-4]優(yōu)選最大為120，并且尤其小于100。特別優(yōu)選的損耗系數(shù)為小于80，其中，小于50和小于30的值是特別適合的。更特別優(yōu)選的是15以下的值，特別是1和15之間范圍的值。根據(jù)不純度和制備方法，tanδ-值可以波動(dòng)。然而起決定性作用的不是將損耗角tanδ和介電常數(shù)ε’的單個(gè)值互不相關(guān)地調(diào)節(jié)得盡可能的低，而是將這兩個(gè)值相互聯(lián)系。實(shí)際上，由這兩個(gè)參數(shù)得到的比值就是臨界大小，借助于這個(gè)比值可以調(diào)節(jié)玻璃材料的特性。對(duì)于損耗角tanδ所給出的值是以10-4為單位給出的(tanδ[10-4]＝數(shù)值或tanδ＝數(shù)值×10-4)。
具有外置電極的發(fā)光器件優(yōu)選是一種放電燈，如氣體放電燈，特別為低壓放電燈。在低壓燈中，如在背光燈中，不連續(xù)的UV-光線(xiàn)通過(guò)熒光層而部分地轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光。因此，該發(fā)光器件也可以是熒光燈，特別是EEFL-燈，更特別優(yōu)選的是微型的熒光燈。
作為根據(jù)本發(fā)明所使用的發(fā)光器件，例如以所謂的背光形式，也可以使用任一種本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的為此目的的發(fā)光器件，如放電燈，如低壓放電燈，特別是熒光燈，更特別優(yōu)選的是微型的熒光燈。
發(fā)光器件的玻璃體的玻璃含有根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物或由這些組合物構(gòu)成。優(yōu)選地應(yīng)用一種或多種單個(gè)的，特別是微型的發(fā)光器件，其玻璃體基本上含有根據(jù)本發(fā)明的玻璃，或由根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物構(gòu)成。
因此，對(duì)于具有外置電極的發(fā)光器件，如EEFL-放電燈，玻璃優(yōu)選地具有下列的組成成分SiO255-85重量％B2O3＞0-35重量％Al2O30-25重量％優(yōu)選為 0-20重量％Li2O＜1.0重量％
Na2O＜3.0重量％K2O ＜5.0重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O ＜5.0重量％，以及MgO 0-8重量％CaO 0-20重量％SrO 0-20重量％BaO 0-80重量％，特別地BaO 0-60重量％TiO20-10重量％優(yōu)選為 ＞0.5-10重量％ZrO20-3重量％CeO20-10重量％Fe2O30-3重量％優(yōu)選為 0-1重量％WO30-3重量％Bi2O30-80重量％MoO30-3重量％
SnO20-2重量％ZnO 0-15重量％優(yōu)選為 0-5重量％PbO 0-70重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達(dá)10-80重量％，其中，氧化物形式的Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu的含量為0-80重量％，以及含有通常濃度的澄清劑。
根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物的另一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式是SiO255-85重量％B2O3＞0-35重量％Al2O30-20重量％Li2O ＜0.5重量％Na2O ＜0.5重量％K2O ＜0.5重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O＜1.0重量％，以及MgO0-8重量％CaO0-20重量％
SrO0-20重量％BaO15-60重量％，特別地BaO20-35重量％，其中∑MgO+CaO+SrO+BaO 15-70重量％特別地 20-40重量％，以及TiO20-10重量％優(yōu)選為 ＞0.5-10重量％ZrO20-3重量％CeO20-10重量％優(yōu)選為 0-1重量％Fe2O30-1重量％WO30-3重量％Bi2O30-80重量％MoO30-3重量％SnO20-2重量％ZnO0-10重量％優(yōu)選為 0-5重量％
PbO 0-70重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達(dá)10-80重量％，以及通常濃度的澄清劑。
特別優(yōu)選的是，玻璃除了不可避免的雜質(zhì)之外不含有堿金屬。
因此，特別優(yōu)選的，硼硅酸鹽玻璃作為在根據(jù)本發(fā)明所應(yīng)用的發(fā)光器件中的玻璃。硼硅酸鹽玻璃含有作為第一組分的SiO2以及B2O3和作為其它組分的堿土金屬氧化物，如CaO、MgO、SrO和BaO以及可選的堿金屬氧化物，如Li2O、Na2O和K2O。
具有含量為5-15重量％的B2O3的硼硅酸鹽玻璃顯示出高的化學(xué)耐久性。此外，在線(xiàn)性熱膨脹(所謂的CTE)中通過(guò)選擇組分范圍，這種硼硅酸鹽玻璃也可以適用于金屬，例如鎢或金屬合金，如可伐(KOVAR)線(xiàn)性熱膨脹。
具有含量為15-25重量％的B2O3的硼硅酸鹽玻璃顯示出良好的可加工性，以及同樣良好的適應(yīng)于金屬鎢和可伐合金(KOVAR)(Fe-Co-Ni-合金)的線(xiàn)性熱膨脹(CTE)。
具有含量為25-35重量％范圍的B2O3的硼硅酸鹽玻璃顯示出其在應(yīng)用為燈玻璃時(shí)特別小的介電損耗系數(shù)tanδ，由此這種硼硅酸鹽玻璃特別是根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用在燈中是有利的，該燈的電極在燈殼的外部，如無(wú)電極的氣體放電燈。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，基體玻璃通常優(yōu)選地含有至少30重量％或至少40重量％的SiO2，其中，至少50重量％和尤其至少55重量％是特別優(yōu)選的。更特別優(yōu)選的SiO2最少量為57重量％。SiO2的最高量為85重量％，特別為75重量％，其中，73重量％和特別是最大70重量％的SiO2是完全特別優(yōu)選的。此外，更特別優(yōu)選的是50-70重量％和55-65重量％的范圍。具有非常高的SiO2含量的玻璃以其非常小的介電損耗系數(shù)tanδ[以10-4的值]而顯得突出，因此在考慮比值tanδ/ε’的情況下，特別適合于根據(jù)本發(fā)明所應(yīng)用的具有外置電極的發(fā)光器件，如無(wú)電極的熒光燈。
根據(jù)本發(fā)明，B2O3的含量大于0重量％，優(yōu)選為大于0.2重量％，大于2重量％或4重量％或5重量％，特別是至少10重量％或至少15重量％是有利的，其中，至少16重量％是特別優(yōu)選的。B2O3的最大量為最大35重量％，然而最大為32重量％是有利的，其中，最大30重量％是特別優(yōu)選的。
盡管本發(fā)明的玻璃在個(gè)別情況下也可以不含有Al2O3，但是通常含有Al2O3的量至少為0.1重量％，特別為0.2重量％。優(yōu)選最少0.3重量％的含量，其中，最少量為0.7重量％，特別地至少1.0重量％是特別優(yōu)選的。Al2O3的最高量為25重量％，其中，最大20重量％，優(yōu)選特別是15重量％。更特別優(yōu)選的是14-17重量％的范圍。在一些情況下已經(jīng)證實(shí)，最大量是8重量％，特別是5重量％是足夠了的。
堿金屬氧化物的總量?jī)?yōu)選為＜5重量％，更優(yōu)選為＜1重量％。除了不可避免的雜質(zhì)之外，更特別優(yōu)選的是玻璃組合物不含有堿金屬。Li2O優(yōu)選為0-5，特別為＜1.0重量％的量，Na2O優(yōu)選為0-3，特別為＜3.0重量％的量，以及K2O優(yōu)選為0-9重量％，特別為＜5.0重量％的量使用，其中，各自≤0.1重量％，或≤0.2重量％和特別為≤0.5重量％的最小量是優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明，堿土金屬氧化物Mg、Ca和Sr含有的量各自為0-20重量％，特別為0-8重量％或0-5重量％。單個(gè)堿土金屬氧化物的含量，對(duì)于CaO來(lái)說(shuō)最大為20重量％；然而在個(gè)別的情況下最大含量為18重量％，特別是最大為15重量％就足夠了。在一些情況下，已經(jīng)證實(shí)12重量％的最大含量是足夠了的。盡管根據(jù)本發(fā)明的玻璃也可以不含有鈣組成成分，然而根據(jù)本發(fā)明的玻璃通常含有至少1重量％的CaO，其中，優(yōu)選至少2重量％，特別為至少3重量％的含量。在實(shí)際上已經(jīng)證實(shí)4重量％的最小含量是適宜的。在個(gè)別情況下MgO的下限為0重量％，然而其中至少1重量％和尤其至少2重量％是優(yōu)選的。在根據(jù)本發(fā)明的玻璃中MgO的最高含量為8重量％，其中，最大為7和特別地最大為6重量％是優(yōu)選的。在根據(jù)本發(fā)明的玻璃中SrO可以完全沒(méi)有；然而優(yōu)選地含有1重量％，特別地至少為2重量％的量。
為了將tanδ和ε’的比值根據(jù)本發(fā)明調(diào)節(jié)得盡可能的小，所以該玻璃組合物含有高度可極化的元素，并以氧化物形式加入到玻璃基體中。這種氧化物形式的高度可極化的元素可以選自由下列元素氧化物組成的組Ba、Cs、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和或Lu。
優(yōu)選地，玻璃組合物中含有至少一種這樣的氧化物。也可以以?xún)煞N或多種這些氧化物的混合物存在。因此，至少一種這樣的氧化物的含量?jī)?yōu)選為＞0至80重量％，優(yōu)選為5-75重量％，特別優(yōu)選為10-70重量％，特別為15-65重量％的量。此外，優(yōu)選為15-60重量％、20-55重量％或20-50重量％。更優(yōu)選的為20-45重量％，特別為20-40重量％或20-35重量％。特別優(yōu)選為不低于15重量％，特別為不低于18重量％，優(yōu)選為不低于20重量％。
特別優(yōu)選的是在根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物中含有Cs2O、BaO、PbO、Bi2O3以及稀土金屬氧化物氧化鑭、氧化釓、氧化鐿。
特別優(yōu)選的是在玻璃組合物中含有至少15重量％，更優(yōu)選的為18重量％，特別為20重量％，更特別優(yōu)選的為大于25重量％的一種或多種氧化物形式的高度可極化元素。
CeO2的含量?jī)?yōu)選為0-5重量％，其中，更優(yōu)選為0-1重量％和特別為0-0.5重量％的量。Nd2O3的含量?jī)?yōu)選為0-5重量％，其中，更優(yōu)選0-2重量％，特別為0-1重量％的量。特別優(yōu)選Bi2O3的量為0-80重量％，優(yōu)選為5到75重量％，特別優(yōu)選為10到70重量％，特別為15到65重量％。進(jìn)一步優(yōu)選為15到60重量％，20到55或20到50重量％。更優(yōu)選的為20到45重量％，特別為20到40重量％或20到35重量％。
因此，通過(guò)以上述令人驚奇的高含量加入至少一種這樣的可極化的氧化物，可以以這種類(lèi)型和方式針對(duì)性的影響玻璃性能，使得總損耗功率與通常在具有外置電極的照明裝置中所使用的玻璃相比明顯地降低，并且可以降低至最小值。
因此，根據(jù)本發(fā)明，所有堿土金屬氧化物的總量?jī)?yōu)選為0-80重量％，特別為5-75重量％，優(yōu)選為10-70重量％，特別優(yōu)選為20-60重量％，完全特別優(yōu)選的為20-55重量％。進(jìn)一步優(yōu)選20-40重量％。
玻璃可以不含有ZnO，然而優(yōu)選可含有0.1重量％的最小量和最高15重量％的最大含量，其中，6重量％或3重量％的最高含量可以是完全有利的。ZrO2的含量為0-5重量％，特別為0-3重量％，其中，3重量％的最高含量在許多情況下已經(jīng)證實(shí)是足夠的。此外，還可以含有WO3、MoO3，其含量獨(dú)立地為0-5重量％或0-3重量％，但特別為0.1-3重量％。
當(dāng)Al2O3+B2O3+Cs2O+BaO+Bi2O3+PbO的總量在15-80重量％的范圍內(nèi)，優(yōu)選為15-75重量％，特別為20-70重量％時(shí)，根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)證實(shí)是特別優(yōu)選的。因?yàn)锽2O3通常以35重量％的最大量使用，余下的45重量％分配給一種或多種可極化的氧化物BaO、Bi2O3、Cs2O、PbO。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，有利地將PbO含量調(diào)節(jié)到0-70重量％，優(yōu)選為10-65重量％，更優(yōu)選為15-60重量％。特別優(yōu)選的為含有20-58重量％，25-55重量％，特別為35-50重量％。
根據(jù)一個(gè)特別的實(shí)施方式，當(dāng)PbO含量高于50重量％時(shí)，特別是當(dāng)其高于60重量％時(shí)，可以向玻璃中加入超過(guò)3重量％，特別為超過(guò)4重量％，或超過(guò)5重量％的量的堿金屬，在這里，含量不應(yīng)大于10重量％，其中，還是要滿(mǎn)足比值tanδ[10-4]ϵ′<5]]>或tanδϵ′<5×10-4]]>的要求。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的玻璃不含有PbO時(shí)，那么根據(jù)本發(fā)明其優(yōu)選不含有堿金屬。
為了調(diào)節(jié)“UV-邊緣”(UV-輻射的吸收)玻璃也可含有TiO2，盡管其原則上也可以不含有TiO2。TiO2的最高含量首先為10重量％，特別地最高為8重量％，其中，最高為5重量％是優(yōu)選的。TiO2更優(yōu)選的最小含量為1重量％。尤其是所含有的TiO2至少80％至99％，特別為99.9或99.99％以Ti4+存在。在一些情況下已經(jīng)證實(shí)99.999％的Ti4+-含量是完全有意義的，其中，優(yōu)選在氧化的條件下生成熔融物。因此，在氧化的條件下特別是理解成這樣的條件，此時(shí)，鈦以前述所給出量的Ti4+存在或氧化到這個(gè)價(jià)態(tài)。這些氧化條件可以在熔融物中例如通過(guò)加入硝酸鹽，特別是堿金屬硝酸鹽和/或堿土金屬硝酸鹽而容易地達(dá)到。也可以通過(guò)吹入氧氣和/或吹入干燥的空氣而實(shí)現(xiàn)氧化性的熔融物。此外這是可能的，即熔融物利用氧化性燃燒器控制調(diào)節(jié)，例如當(dāng)熔融物料時(shí)生成氧化性熔融物。
假如玻璃組合物的TiO2-含量＞2重量％，并且使用了具有總Fe2O3含量＞5ppm的物料，那么優(yōu)選用As2O3澄清和用硝酸熔融。為了抑制在可見(jiàn)光區(qū)域中的玻璃變色(形成鈦鐵礦(FeTiO3)-混合氧化物)，添加硝酸鹽優(yōu)選地加入含量＞1重量％的堿金屬硝酸鹽。此外，用Sb2O3和硝酸鹽澄清也是可能的。
盡管在熔融時(shí)向玻璃中加入硝酸鹽，優(yōu)選以堿金屬和/或堿土金屬硝酸鹽的形式加入，但是在成品玻璃中，澄清之后的硝酸鹽濃度最大只有0.01重量％，在許多情況下最高為0.001重量％。
Fe2O3的含量?jī)?yōu)選為0-5重量％，其中，0-1重量％和特別為0-0.5重量％的量是優(yōu)選的。MnO2的含量為0-5重量％，其中，0-2重量％，特別為0-1重量％是優(yōu)選的。組分MoO3的含量為0-5重量％，優(yōu)選為0-4重量％，As2O3和/或Sb2O3各自在根據(jù)本發(fā)明的玻璃中含有0-1重量％的量，其中，最小含量?jī)?yōu)選為0.1重量％，特別為0.2重量％。根據(jù)本發(fā)明的玻璃在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中可能含有0-2重量％的少量的SO42-，并且Cl-和/或F-的量同樣也各自為0-2重量％。
加入到玻璃中Fe2O3的量可以達(dá)到1重量％。然而，優(yōu)選地該含量要低于該值。一旦含有鐵，那么其通過(guò)氧化條件在熔融過(guò)程中例如通過(guò)使用含硝酸鹽的原料轉(zhuǎn)變成其氧化態(tài)3+，這樣使得在可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的變色最小化。Fe2O3含量在玻璃中優(yōu)選為＜500ppm。Fe2O3通常以雜質(zhì)存在。
特別是當(dāng)添加＞1重量％含量的TiO2時(shí)，在可見(jiàn)光的波長(zhǎng)區(qū)域中，玻璃的變色特別是可以至少部分地這樣避免，即玻璃熔融物基本上不含有氯化物，尤其在玻璃熔融時(shí)不加入氯化物和/或Sb2O3來(lái)澄清熔融物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)不用氯化物作為澄清劑時(shí)，玻璃的變藍(lán)，如特別在應(yīng)用TiO2時(shí)出現(xiàn)的玻璃的變藍(lán)是可以避免的。根據(jù)本發(fā)明，氯化物以及氟化物的最大含量為2重量％，特別為1重量％，其中，優(yōu)選最大0.1重量％的含量。
此外，已經(jīng)顯示，硫酸鹽，如將其用作澄清劑，也如上述的試劑那樣導(dǎo)致玻璃在可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域中的變色。因此，優(yōu)選也是不用硫酸鹽。根據(jù)本發(fā)明，硫酸鹽的最大含量為2重量％，特別為1重量％，其中，優(yōu)選最大0.1重量％的含量。在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，可以將380nm和780nm之間的波長(zhǎng)區(qū)域理解為可見(jiàn)光的波長(zhǎng)區(qū)域。
此外，對(duì)于玻璃還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用As2O3，也就是在氧化條件下實(shí)施澄清時(shí)，還可以進(jìn)一步避免以前所述的缺點(diǎn)。玻璃優(yōu)選地含有0.01-1重量％的As2O3。
已經(jīng)顯示，盡管玻璃在UV-輻射下抗曝曬作用是非常穩(wěn)定的，但是通過(guò)較少量的PdO、PtO3、PtO2、PtO、RhO2、Rh2O3、IrO2和/或Ir2O3還可以進(jìn)一步提高曝曬作用的穩(wěn)定性。這些物質(zhì)通常的最大含量為最大0.1重量％，優(yōu)選最大為0.01重量％，其中，特別優(yōu)選的是最大0.001重量％。用于此目的的最小含量通常為0.01ppm，其中，至少0.05ppm和特別至少0.1ppm是優(yōu)選的。
特別地，對(duì)于具有外置電極的發(fā)光器件設(shè)計(jì)研發(fā)了上述的玻璃組合物，在這些發(fā)光器件中，不用將玻璃與電極引出線(xiàn)熔融在一起，也就是說(shuō)，EEFL-發(fā)光裝置沒(méi)有電極引出線(xiàn)。因?yàn)閷?duì)于無(wú)電極的EEFL-背光燈是借助于電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)輸入耦合的，所以以下描述的玻璃組合物同樣也特別地適合，這種組合物的特點(diǎn)是相應(yīng)的損耗系數(shù)與介電常數(shù)的比值在根據(jù)本發(fā)明的范圍之內(nèi)SiO235-65重量％B2O30-15重量％
Al2O30-20重量％優(yōu)選為 5-15重量％Li2O0-0.5重量％Na2O0-0.5重量％K2O 0-0.5重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O 0-1重量％，和MgO 0-6重量％CaO 0-15重量％SrO 0-8重量％BaO 1-20重量％，特別地BaO 0-10重量％TiO20-10重量％優(yōu)選為 ＞0.5-10重量％ZrO20-1重量％CeO20-0.5重量％Fe2O30-0.5重量％WO30-2重量％
Bi2O30-20重量％MoO30-5重量％SnO20-2重量％ZnO 0-5重量％優(yōu)選為 0-3重量％PbO 0-70重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3為8-65重量％，其中，Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu以氧化物形式存在，含量為0-80重量％，以及常用濃度的澄清劑。
此外，下列的玻璃組合物也是優(yōu)選的SiO250-65重量％B2O30-15重量％Al2O31-17重量％Li2O0-0.5重量％Na2O0-0.5重量％K2O 0-0.5重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O 0-1重量％，和
MgO0-5重量％CaO0-15重量％SrO0-5重量％BaO20-60重量％，特別地BaO20-40重量％TiO20-1重量％ZrO20-1重量％CeO20-0.5重量％Fe2O30-1重量％優(yōu)選為 0-0.5重量％WO30-2重量％Bi2O30-40重量％MoO30-5重量％SnO20-2重量％ZnO0-3重量％PbO0-30重量％，特別地PbO10-20重量％，其中
∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3為10-80重量％，其中，Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu以氧化物形式存在，含量為0-80重量％，以及常用濃度的澄清劑。
所有上述的玻璃組合物優(yōu)選含有上述給出量的Fe2O3，完全特別優(yōu)選的是基本上不含有Fe2O3。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物由具有或不具有摻雜物的SiO2組成。在本發(fā)明的范疇中，摻雜物就是摻雜氧化物，尤其是其各自含量已被詳細(xì)列舉出的氧化物。
這個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的優(yōu)選的玻璃組合物的組分范圍為SiO290-100重量％TiO20-10重量％CeO20-5重量％其中通過(guò)100重量％減去所有存在的摻雜氧化物的下限得出SiO2含量的上限，也就是說(shuō)減去所有的下限的總和，當(dāng)例如TiO2的含量為5-10重量％和CeO2的含量為2-5重量％時(shí)，計(jì)算SiO2的上限為100-(5+2)＝93重量％。更特別優(yōu)選的是無(wú)摻雜物的純SiO2。
TiO2的最高含量，特別是用于玻璃的UV-遮蔽最高含量為10重量％，其中，優(yōu)選為最高8重量％，特別為最高5重量％，其中，含量也可能在1-4重量％之間。CeO2-含量最高為5重量％，其中，也可以調(diào)節(jié)為0-4重量％，特別為0-3重量％，更優(yōu)選的為1重量％以下的量。也可以含有其他已經(jīng)描述過(guò)的氧化物。
用于制備SiO2-玻璃，特別是非晶的SiO2(硅玻璃，石英玻璃)的方法例如是氣相沉積、萃取硼硅酸鹽玻璃和隨后的燒結(jié)以及生成玻璃熔融物。
本發(fā)明的玻璃特別適合于-上述的SiO2玻璃是例外-用來(lái)制備平板玻璃，特別是根據(jù)浮法制備。此外，根據(jù)本發(fā)明的玻璃適合用來(lái)制備玻璃管，其中，特別優(yōu)選的是Danner-法。然而，也可以根據(jù)Velo-或A-拉伸法制備玻璃管。更特別適合的是用來(lái)制備具有至少0.5mm，特別是至少1mm直徑的管以及上限最大是2cm，特別是最大1cm的管。特別優(yōu)選的管直徑在2-5mm之間。已經(jīng)顯示出，這種管具有至少0.05mm，特別為至少0.1mm的壁厚，其中，至少0.2mm是特別優(yōu)選的。最大的壁厚為最多1mm，其中，優(yōu)選最多＜0.8mm或＜0.7mm的壁厚。
發(fā)光器件的玻璃含有一種玻璃組合物或由這種玻璃組合物構(gòu)成，此外，該玻璃組合物還具有所期望程度上的UV-遮蔽的作用。
已經(jīng)顯示，根據(jù)本發(fā)明的玻璃，特別是硼硅酸鹽玻璃或純的或摻雜了的SiO2，特別適用于制備具有外置電極的發(fā)光器件的燈玻璃，特別是氣體放電管以及用于EEFL-熒光燈(外置電極熒光燈)的熒光燈，特別是微型的熒光燈作為光源用于電子顯示裝置，如顯示器和LCD-熒光屏，以及背照的顯示器(被動(dòng)顯示器，所謂的具有背光單元的顯示器)的背景照明，如計(jì)算機(jī)顯示器，特別是TFT-儀，以及掃描儀，廣告屏，醫(yī)療器械和航空航天設(shè)備，以及移動(dòng)電話(huà)，導(dǎo)航技術(shù)和PDAs(個(gè)人數(shù)字助理)。對(duì)于這些應(yīng)用，這種熒光燈具有非常小的尺寸，并且相應(yīng)地，燈玻璃具有非常小的厚度。優(yōu)選的顯示器以及熒光屏是所謂的平面顯示器，應(yīng)用于筆記本電腦，特別是平面背光裝置中。
用于具有外置電極的發(fā)光器件所提供的根據(jù)本發(fā)明的玻璃適用于例如具有外置電極的熒光燈中，其中，這種外電極可通過(guò)例如導(dǎo)電膏構(gòu)成。
此外，優(yōu)選的是這里所描述的玻璃以平板玻璃的形式應(yīng)用于平面氣體放電燈中。
在一個(gè)特殊的實(shí)施方式中，該玻璃應(yīng)用于制備低壓放電燈，特別是背光裝置中。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變化方案，至少二個(gè)發(fā)光器件優(yōu)選互相平行設(shè)置，并且優(yōu)選處于底板或支撐板和蓋板或基板或蓋片或基片之間。在支撐板中有利的是設(shè)有一個(gè)或多個(gè)凹槽，在該凹槽中放入發(fā)光器件。每個(gè)凹槽優(yōu)選各有一個(gè)發(fā)光器件。一個(gè)或者多個(gè)發(fā)光器件所發(fā)射出的光被反射到顯示器或屏幕上。
有利的是，根據(jù)這種方案的變化方案，在該反射的支撐板上，也就是說(shuō)在一個(gè)或者多個(gè)凹槽中設(shè)有反射層，該反射層作為一種反射體，均勻地使由發(fā)光器件在襯底方向上所發(fā)射的光散射，并因此用于均勻地照亮顯示器或熒光屏。
作為基板或蓋板或基片或蓋片，可以使用任意的用于這種目的的常用板或片，其根據(jù)體系構(gòu)造和應(yīng)用目的可以起作為光線(xiàn)分配單元或只起覆蓋的作用。所以基板或蓋板或基片或蓋片可以是例如不透明的散射片或透明的片。
根據(jù)本發(fā)明的第一變化方案的裝置優(yōu)選應(yīng)用于較大的顯示器，如電視機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的第二種變化方案，相應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的照明器件也可以，例如布置在光分配單元之外。那么一個(gè)或者多個(gè)照明器件，例如可以設(shè)于顯示器或熒光屏外面，其中更為有利的是借助于一個(gè)作為光導(dǎo)體的傳輸光的板，即一種所謂LGP(導(dǎo)光板)使光線(xiàn)均勻地輸出耦合到顯示器或熒光屏上。這種傳輸光的板，具有例如一個(gè)粗糙表面，光線(xiàn)通過(guò)此表面而輸出耦合。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的第三變化方案，也可以使用無(wú)電極的燈系統(tǒng)，也就是所謂的EEFL-系統(tǒng)(外置電極熒光燈)。涉及到的EEFL-燈參見(jiàn)Cho G.et al.，J.Phys.DAppl.Phys.Bd.37，(2004)，S.2863-2867和Cho T.S.et al.，Jpn.J.Appl.Phys.Bd.41，(2002)，S.7518-7521，將它們的全部公開(kāi)內(nèi)容包含在本發(fā)明中。
在根據(jù)本發(fā)明的第三種變化方案的一種優(yōu)選技術(shù)方案中，產(chǎn)生光的單元例如有一個(gè)封閉的腔室，其上方由一個(gè)優(yōu)選帶有結(jié)構(gòu)的片、下方由一個(gè)支撐片以及在側(cè)面由壁來(lái)限定。例如，照明器件，如熒光燈定位于該單元的側(cè)面。該封閉的腔室可以例如進(jìn)一步細(xì)分成各個(gè)輻射腔室，它們可能含有一種放電發(fā)光材料，這種材料例如按預(yù)定的厚度涂覆于支撐片上。根據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)造，一種不透明的散射片或者一種清徹透明的片或類(lèi)似物也可以用作為蓋板或蓋片。
根據(jù)這種變化方案的根據(jù)本發(fā)明的背光裝置是例如無(wú)電極的氣體放電燈，也就是沒(méi)有引出線(xiàn)，而只有外部的或外置的電極。
根據(jù)本發(fā)明的玻璃特別適用于熒光燈，該熒光燈含有Ar、Ne，以及可能的Xe和Hg。然而在一個(gè)特別的實(shí)施方式中，熒光燈不含有Hg，含有作為充填氣體的Xe。發(fā)光器件的這種基于氙原子(氙燈)放電的實(shí)施方式，已經(jīng)證實(shí)作為無(wú)鹵素和無(wú)水銀的發(fā)光器件對(duì)環(huán)境特別有益。


以下根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。示出了圖1一個(gè)用于微型的背照光裝置的反射底板或載體板和基板的基本形式；圖2具有外電極的背照光裝置；圖3側(cè)面安裝有熒光燈的顯示器裝置；圖4一個(gè)燈構(gòu)造的示意圖，該燈構(gòu)造是用于在下面的實(shí)施例中的測(cè)量，以及圖5根據(jù)圖4的燈的示意圖的電的等效電路圖(RC-元件)。
圖6正弦形和方波形的、周期性的電壓。
具體實(shí)施例方式
在圖1-3中以實(shí)施例示出了背光燈的應(yīng)用，其燈體含有根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物，或由該玻璃組合物構(gòu)成。
在圖1中示出的是這種應(yīng)用的一種特殊的應(yīng)用，在該應(yīng)用中，由根據(jù)本發(fā)明的玻璃構(gòu)成的單個(gè)的微型發(fā)光材料管110互相平行地使用，并且處于具有多個(gè)凹槽150的板130中，該板在顯示器上反射所發(fā)出的光線(xiàn)。在反射板130上方涂覆有反射層160，該反射層作為一種反射體，均勻地散射從發(fā)光材料管110、以板130的方向發(fā)射出的光線(xiàn)，從而用于顯示器的均勻照明。這種裝置優(yōu)選用于較大的顯示器，如電視機(jī)。
根據(jù)在圖2中的實(shí)施方式，發(fā)光材料管210也處于顯示器202的外部，其中，然后利用作為光導(dǎo)體的光傳輸板250，所謂的LGP(導(dǎo)光板)，光線(xiàn)均勻地通過(guò)被輸出耦合到顯示器此外，也可以將其應(yīng)用于這樣的背照光器件，即在此器件中，發(fā)光的單元310直接位于帶有結(jié)構(gòu)的片315中。如在圖3中所示出，這樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，即借助于平行的隆起，具有預(yù)定寬度(Wrib)的所謂阻擋層380在片中產(chǎn)生具有預(yù)定深度和預(yù)定寬度(dchannel或Wchannel)的通道，而放電熒光材料350就置于這些通道里。這些通道與一個(gè)設(shè)有一磷化層370的片一起形成多個(gè)輻射空腔360。圖3所示的背照光器件是一個(gè)無(wú)電極的氣體放電燈，也就是說(shuō)電極并沒(méi)有引入，而只有外面的電極330a、330b。根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)造，圖3所示的蓋片410可以是一個(gè)不透明的散射片或者是一個(gè)清徹透明的片。在圖3中所示的無(wú)電極的燈系統(tǒng)中就提到了一種所謂的EEFL-系統(tǒng)(外置電極熒光燈)。以上所述的裝置構(gòu)成了一種大的平面的背照光，因此也稱(chēng)之為平面背照光。
在圖4中以示意圖的形式示出了燈的一部分，特別是EEFL-玻璃管，在下面的實(shí)施例中對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，其中，測(cè)量結(jié)果在表9中列出。圖4以示意圖的形式示出了玻璃管1000的末端。該玻璃管1000包括厚度為d的玻璃，其中，該玻璃管的直徑為2r。電極以1010標(biāo)示，并且以長(zhǎng)度1延伸至管1000的外側(cè)。
在圖5中示出的是根據(jù)圖4的燈構(gòu)造的電的等效電路圖(RC-元件)。
EEFL-玻璃管的觸點(diǎn)由圓柱體構(gòu)成，其具有半徑r，典型地0.3mm＜r＜10mm，玻璃管的厚度d在0.1mm＜d＜0.5mm的數(shù)量級(jí)，整個(gè)觸點(diǎn)的高度1，其為0.5cm＜1＜5cm的數(shù)量級(jí)。在這種情況下，具有厚度為d和半徑為r的板式電容器與具有半徑r和高度1的圓柱體電容器一起，可以接近總電容。在圖5中示出了這種幾何結(jié)構(gòu)。這種幾何結(jié)構(gòu)的總電容為C=CPlatte+CZylinder=ϵ0ϵ′|πr2d+2πlln(1+dr)|=ϵ0ϵ′G---(1)]]>其中，最后的系數(shù)G只是幾何效果，ε0＝(μ0c2)-1＝8.85418710-12AsV-1m-1是真空介電常數(shù)而ε′是介電常數(shù)的實(shí)部。與頻率相關(guān)的這種電容器的虛擬阻抗通過(guò)下式給出XC＝(iωC)-1(2)其中，ω＝2πν表示的是角頻率，i=-1.]]>因?yàn)榻殡姷慕橘|(zhì)是由玻璃構(gòu)成的，所以，玻璃的歐姆損耗是整個(gè)放電燈損耗的主要來(lái)源。觸點(diǎn)區(qū)域的總電阻為R＝(ωε0ε″G)-1(3)其中，ε″-在通常的相關(guān)頻率中-是介電函數(shù)的虛部。假如在觸點(diǎn)區(qū)域施加電壓，那么電阻，如在圖5中所示的，平行于電容器設(shè)置，這導(dǎo)致阻抗ZZ-1＝XC-1+R-1(4)這種RC-元件的總的電損耗，其中歐姆電阻R比電容器的電抗大許多，R＞＞|XC|得出如下結(jié)果總電流Itot主要通過(guò)放電燈來(lái)確定。在引出帽處下降的電壓，通過(guò)電容來(lái)確定Ucont＝|XC|Itot(5)
通過(guò)電阻的電流部分通過(guò)下式而預(yù)先給出IR=UcontR=|XC|ItotR---(6)]]>從而，這種觸點(diǎn)的總的介電損耗是PVerlust-Einzel=IRUcont=XC2Itot2R=ωϵ0ϵ′′G(ωϵ0ϵ′G)2---(7)]]>因?yàn)镋EFL-燈具有二個(gè)這種觸點(diǎn)，所以得出的結(jié)果要乘以系數(shù)2和使用幾何系數(shù)G。出于通常的介電函數(shù)的動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)的原因?qū)懗搔拧?ω)和ε″(ω)。
PVerlust=2ϵ′′(ω)ϵ′(ω)21ω1ϵ01πr2d+2πlln(1+dr)Itot2---(8)]]>這在應(yīng)用介電損耗正切的關(guān)系tanδ＝ε″/ε′下導(dǎo)致PVerlust=2tanδ(ω)ϵ′(ω)1ω1ϵ01πr2d+2πlln(1+dr)Itot2---(9)]]>在此得到這重要的結(jié)果，即介電損耗，與帽的幾何形狀無(wú)關(guān)的，與相關(guān)材料的粒度tanδ(ω)/ε′(ω)成比例。
PVerlust≈tanδ(ω)ϵ′(ω)---(10)]]>可以確定的是，準(zhǔn)確的計(jì)算，該計(jì)算不僅考慮通過(guò)電阻的電流而且考慮通過(guò)電容器的電流，得到結(jié)果
PVerlust=2tanδ(ω)ϵ′(ω)11+tan2δ(ω)1ω1ϵ01πr2d+2πlln(1+dr)Itot2---(11)]]>因?yàn)閠anδ在大部分玻璃中為10-4數(shù)量級(jí)，tan2δ(ω)在大部分玻璃中實(shí)際上可以忽略不計(jì)。
以下根據(jù)實(shí)施例解釋本發(fā)明，該實(shí)施例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的原理，但是不限制本發(fā)明。
實(shí)施例下面給出用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃體的玻璃組合物，以及各自的比值tanδ[10-4]/DZ。DZ是介電常數(shù)。當(dāng)tanδ以10-4為單位給出時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的總的玻璃組合物的比值比5低得多，或當(dāng)tanδ以絕對(duì)單位給出時(shí)，明顯低于5×10-4，因此，比值滿(mǎn)足所確定的要求。
表1


表2


以下給出了用于本發(fā)明的其他的玻璃組合物和實(shí)施例在下表3-8中給出了其他的玻璃組合物。在表3-7中給出了根據(jù)本發(fā)明的玻璃，在表8中給出了一個(gè)比較實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的玻璃優(yōu)選不含堿金屬。
在表9中給出了表3和4的實(shí)施例15、16和17以及表8的比較實(shí)施例的對(duì)于玻璃組合物的EEFL-燈的介電損耗。
在表9中分別給出了25℃、150℃和250℃溫度時(shí)以及10kHz、35kHz、和70kHz的激發(fā)頻率時(shí)的介電損耗tanδ[10-4]/ε’。燈的損耗功率與比值tanδ[10-4]/ε’成比例。EEFL-燈的介電損耗是在這種假設(shè)下確定的，即燈的兩端有圓柱形的電容器，如其在上述圖4和圖5的關(guān)系中所解釋的。
此外，在表9中分別列出了在測(cè)量時(shí)所應(yīng)用的參數(shù)，如燈管的半徑、燈玻璃的厚度、觸點(diǎn)的長(zhǎng)度、幾何系數(shù)和預(yù)系數(shù)等等。
當(dāng)tanδ以10-4為單位給出時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物的比值的數(shù)值全部在上限5以下，或當(dāng)tanδ以絕對(duì)單位給出時(shí)，在上限5×10-4以下，從而顯示出比比較實(shí)施例明顯低得多的介電損耗，據(jù)此，比較實(shí)施例的比值超過(guò)了臨界上限。
所以測(cè)量證實(shí)，將損耗角tanδ和介電常數(shù)ε’的單個(gè)值獨(dú)立地調(diào)節(jié)得盡可能的低不是決定性的，而是兩個(gè)值必須相關(guān)。令人驚奇地根據(jù)所確定了的數(shù)值證明，由兩個(gè)參數(shù)得出的比值是臨界的大小，借助于該臨界大小達(dá)到調(diào)節(jié)玻璃材料性能的目的，而不是單個(gè)的tanδ[10-4]或單個(gè)的ε’可以達(dá)到的。因此，利用本發(fā)明，具有外置電極的發(fā)光器件的總損耗功率可以針對(duì)性地通過(guò)玻璃的性能而減至最小。
表3

表4


表5

表6


表7


表8

下表9.1示出了所計(jì)算的比值tanδ/ε’(由所測(cè)得的值tanδ和ε’計(jì)算)表9.1實(shí)施例15/tanδ/ε’(tanδ以[10-4]為單位) 25℃ 150℃ 250℃10kHz 1.3 1.72.535kHz 1.3 1.62.2
70kHz 1.4 1.62.1實(shí)施例16/tanδ/ε’(tanδ以[10-4]為單位) 25℃ 150℃ 250℃10kHz 2.0 2.32.935kHz 2.2 2.42.870kHz 2.3 2.42.8實(shí)施例17/tanδ/ε’(tanδ以[10-4]為單位) 25℃ 150℃ 250℃10kHz 3.0 4.411.035kHz 3.2 4.28.070kHz 3.4 4.27.3比較實(shí)施例/tan/ε’(tanδ以[10-4]為單位) 25℃ 150℃ 250℃10kHz 6.9 23.7 91.135kHz 6.8 20.0 59.370kHz 6.6 18.2 47.7數(shù)值實(shí)施例，其涉及在表9.1中的所有數(shù)值tanδ/ε’(tanδ以[10-4]為單位)＝6.9(在25℃時(shí))或tanδ作為絕對(duì)數(shù)值時(shí)tanδ/ε’＝0.00069。
由上表9.1可直接獲知，根據(jù)本發(fā)明的玻璃在250℃時(shí)比比較實(shí)施例顯示出直至超過(guò)20倍小的比值。
由這些比值計(jì)算具有以下所給出的參數(shù)的發(fā)光器件的各自損耗功率(PVerlust)PVerlust=2tanδ(ω)ϵ′(ω)11+tan2δ(ω)1ω1ϵ01πr2d+2πlln(1+dr)Itot2---(11)]]>其中G=1πr2d+2πlln(1+dr)---(12)]]>I(mA)7管的半徑r(mm)2玻璃厚度d(mm)0.3觸點(diǎn)長(zhǎng)度(mm)l(mm)18頻率(kHz)10頻率(kHz)35頻率(kHz)70幾何系數(shù)G(l/m) 1.17預(yù)系數(shù)2/(2π)*G*I*I/e0(J) 2069740.52利用以前導(dǎo)出的公式(11)完成準(zhǔn)確的計(jì)算，其中，G可用上述的公式(12)代替，那么
PVerlust=2tanδ(ω)ϵ′(ω)11+tan2δ(ω)1ω1ϵ0GItot2]]>其中π＝3.141592654ε0＝8.854210-12As/(Vm)然后利用上述所給出的參數(shù)在下表9.2中給出了對(duì)于不同的頻率102Hz、352Hz和702Hz時(shí)的損耗功率。
表9.2實(shí)施例15PVerlust(mW) 25℃150℃250℃10kHz 26.935.2 51.735kHz 7.7 9.5 13.070kHz 4.1 4.7 6.2實(shí)施例16PVerlust(mW) 25℃150℃250℃10kHz 41.447.6 60.035kHz 13.013.9 16.670kHz 6.8 7.1 8.3實(shí)施例17PVerlust(mW) 25℃150℃250℃10kHz 62.191.1 227.7
35kHz 18.924.8 47.370kHz 10.112.4 21.6比較實(shí)施例PVerlust(mW)25℃150℃250℃10kHz 141.8 490.51885.535kHz 40.3118.3350.770kHz 19.553.8 141.0選擇應(yīng)用10kHz、35kHz和70kHz的頻率，是因?yàn)楦信d趣的燈，特別是具有外置電極的EEFL通常在70kHz左右的頻率工作。這也來(lái)源于已經(jīng)引用的文獻(xiàn)(Cho G.et al.，J.Phys.DAppl.Phys.Bd.37，(2004)，S.2863-2867和Cho T.S.et al.，Jpn.J.Appl.Phys.Bd.41，(2002)，S.7518-7521)。也就是說(shuō)，在工作條件下檢測(cè)具有根據(jù)本發(fā)明的玻璃的燈。
在測(cè)量時(shí)，電壓設(shè)于500V-6kV的范圍，特別為2kV，優(yōu)選為1kV并且在參考值之間，也就是說(shuō)，例如在+2kV和-2kV之間來(lái)回變換。這種交變電壓例如可以是正弦波形的、鋸齒波形的、三角波形的或矩形波形的。其他的形式也是可能的。例如在圖6中示出了參考值為+2kV和-2kV的正弦波形和矩形波形的電壓。為了從現(xiàn)有的電源電壓中產(chǎn)生高壓，在前述情況下使用換流器，該換流器是一種電子構(gòu)件，提供具有周期性時(shí)滯的500V至6kV范圍的電壓。這種換流器在燈之前先通電。
現(xiàn)在，由表9.1可看出，根據(jù)本發(fā)明的玻璃顯示出比比較實(shí)施例的玻璃達(dá)到小36倍的損耗功率。從而可以證明，根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物實(shí)際上顯示出了非常小的介電損耗，從而，在玻璃中的熱吸收比在比較例玻璃中小得多，由此產(chǎn)生更好的發(fā)光裝置效率以及相應(yīng)更長(zhǎng)的壽命。
EEFL的另一個(gè)問(wèn)題是所謂的“針孔燃燒”，這在高壓時(shí)稱(chēng)為擊穿。假如出現(xiàn)這樣的擊穿，那么就要引起玻璃的不密封性。這在上面所引用的Cho et al的文獻(xiàn)中已經(jīng)有詳細(xì)描述。現(xiàn)在已經(jīng)令人驚奇地顯示出，根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物，優(yōu)選為在表中所列出的玻璃組合物，特別是實(shí)施例15、16和17的不含堿金屬的玻璃組合物，顯示出一點(diǎn)沒(méi)有針孔燃燒現(xiàn)象。在所研究的玻璃中，甚至達(dá)到6kV的電壓都沒(méi)出現(xiàn)不期望的擊穿。這證實(shí)了根據(jù)本發(fā)明的玻璃適用于燈領(lǐng)域，特別是EEFL-燈。
因此，利用本發(fā)明制備玻璃組合物，在制備該組合物時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)由損耗角tanδ[10-4]和介電常數(shù)ε’的比值可以針對(duì)性地影響玻璃性能。通過(guò)觀(guān)察根據(jù)本發(fā)明的對(duì)于比值的上限5或5×10-4，利用本發(fā)明的原理首次可以將玻璃組合物的總損耗功率降低到最小的范圍，從而得到具有外置電極的發(fā)光器件的最佳的效率。
權(quán)利要求
1.一種用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃體的玻璃組合物，其中，損耗角(tanδ[10-4])和介電常數(shù)(ε’)的比值為tanδ[10-4]ϵ′<5,]]>也就是tanδϵ′<5×10-4.]]>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于，所述比值為tanδ[10-4]ϵ′<4,]]>也就是tanδϵ′<4×10-4,]]>特別是tanδ[10-4]ϵ′<3.5,]]>也就是tanδϵ′<3.5×10-4.]]>
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃組合物，其特征在于，所述比值為tanδ[10-4]ϵ′<3,]]>也就是tanδϵ′<3×10-4,]]>特別是tanδ[10-4]ϵ′<2.5,]]>也就是tanδϵ′<2.5×10-4.]]>
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，通過(guò)將所述比值調(diào)整為tanδ[10-4]ϵ′<5,]]>也就是tanδϵ′<5×10-4,]]>通過(guò)下式得出的較小的損耗功率Ploss，使所述放電燈產(chǎn)生了更高的效率Ploss≈2·1ω·ϵ0·tanδ[10-4]ϵ′·dA·I2]]>其中ω角頻率tanδ[10-4]損耗角(以[10-4]為單位的值)ε’介電常數(shù)d電容器的厚度(這里為玻璃的厚度)A電極面積I電流強(qiáng)度ε0真空介電常數(shù)＝8.8542×10-12As/(Vm)
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，向所述玻璃基體中加入至少一種氧化物形式的高度可極化的元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玻璃組合物，其特征在于，所述氧化物形式的高度可極化元素選自由Ba、Cs、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu的氧化物組成的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述氧化物形式的一種或多種高度可極化元素的含量為至少8重量％，優(yōu)選為12重量％，特別優(yōu)選為15重量％，特別為20重量％或更多。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至6中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述氧化物形式的一種或多種高度可極化元素的含量為至少20重量％，優(yōu)選為25重量％，特別優(yōu)選為35重量％，特別為40重量％或更多。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃含有下列組分SiO255-85 重量％B2O3＞0-35 重量％Al2O30-25重量％優(yōu)選為0-20重量％Li2O ＜1.0 重量％Na2O ＜3.0 重量％K2O ＜5.0 重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O ＜5.0 重量％，和MgO 0-8 重量％CaO 0-20重量％SrO 0-20重量％BaO 0-80重量％，特別地BaO 0-60重量％TiO20-10重量％優(yōu)選為＞0.5-10重量％ZrO20-3 重量％CeO20-10重量％Fe2O30-3 重量％優(yōu)選為0-1 重量％WO30-3 重量％Bi2O30-80重量％MoO30-3 重量％SnO20-2 重量％ZnO 0-15重量％優(yōu)選為0-5 重量％PbO0-70 重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達(dá)10-80重量％，其中氧化物形式的Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu的含量為0-80重量％，以及常用濃度的澄清劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃含有下列組分SiO255-85 重量％B2O3＞0-35 重量％Al2O30-20 重量％Li2O ＜0.5 重量％Na2O ＜0.5 重量％K2O ＜0.5 重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O ＜1.0 重量％，和MgO 0-8重量％CaO 0-20 重量％SrO 0-20 重量％BaO 15-60 重量％，特別地BaO 20-35 重量％∑MgO+CaO+SrO+BaO 15-70 重量％特別地20-40 重量％TiO20-10 重量％優(yōu)選為＞0.5-10 重量％ZrO20-3 重量％CeO20-10 重量％優(yōu)選為 0-1 重量％Fe2O30-1 重量％WO30-3 重量％Bi2O30-80 重量％MoO30-3 重量％SnO20-2 重量％ZnO 0-10 重量％優(yōu)選為 0-5 重量％PbO 0-70 重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達(dá)10-80重量％，以及常用濃度的澄清劑。11.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃含有下列組分SiO235-65 重量％B2O30-15 重量％Al2O30-20 重量％優(yōu)選為 5-15 重量％Li2O0-0.5 重量％Na2O0-0.5 重量％K2O 0-0.5 重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O 0-1 重量％，和MgO 0-6 重量％CaO 0-15 重量％SrO 0-8 重量％BaO 1-20 重量％，特別地BaO 0-10 重量％TiO20-10 重量％優(yōu)選為 ＞0.5-10 重量％ZrO20-1 重量％CeO20-0.5 重量％Fe2O30-0.5 重量％WO30-2 重量％Bi2O30-20 重量％MoO30-5 重量％SnO20-2 重量％ZnO 0-5 重量％優(yōu)選為 0-3 重量％PbO 0-70 重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達(dá)8-65重量％，其中氧化物形式的Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu的含量為0-80重量％，以及常用濃度的澄清劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃含有下列組分SiO250-65重量％B2O30-15 重量％Al2O31-17 重量％Li2O 0-0.5 重量％Na2O 0-0.5 重量％K2O0-0.5 重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O 0-1 重量％，和MgO 0-5 重量％CaO 0-15 重量％SrO 0-5 重量％BaO 20-60 重量％，特別地BaO 20-40 重量％TiO20-1 重量％ZrO20-1 重量％CeO20-0.5 重量％Fe2O30-0.5 重量％優(yōu)選為 0-1 重量％WO30-2 重量％Bi2O30-40 重量％MoO30-5 重量％ZnO 0-3 重量％SnO20-2 重量％PbO 0-30 重量％，特別地PbO10-20 重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達(dá)10-80重量％，其中氧化物形式的Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu的含量為0-80重量％，以及常用濃度的澄清劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，在所述玻璃組合物中的堿金屬含量為＜1.0重量％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃不含有堿金屬。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，在所述玻璃組合物中的BaO含量大于15重量％，優(yōu)選為大于18重量％。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，在所述玻璃組合物中的BaO含量大于20重量％。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，在所述玻璃組合物中的BaO含量在20重量％和80重量％之間，優(yōu)選在20和60重量％之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至12和15至17中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，當(dāng)所述玻璃組合物中的PbO含量大于50重量％，特別為大于60重量％時(shí)，所述堿金屬含量大于3重量％，優(yōu)選大于4重量％，完全特別優(yōu)選為大于5重量％。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，當(dāng)所述玻璃組合物不合有PbO時(shí)，所述堿金屬含量為＜1.0重量％，優(yōu)選為不含有堿金屬。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，當(dāng)所述玻璃組合物含有PbO時(shí)，所述BaO含量＜10重量％，優(yōu)選＜5重量％，特別優(yōu)選為不合有BaO。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至8中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃含有具有摻雜氧化物或不具有摻雜氧化物的SiO2，或由具有摻雜氧化物或不具有摻雜氧化物的SiO2構(gòu)成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃含有下列組分SiO290-100 重量％TiO20-10 重量％CeO20-5重量％其中，所述SiO2-含量的上限通過(guò)這樣得出，即100重量％-(減)所有存在的氧化物(SiO2除外)的下限。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃由SiO2組成。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述發(fā)光器件是一種放電燈，特別是一種低壓放電燈。
25.根據(jù)權(quán)利要求1至24中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述放電燈具有放電腔，并且所述放電室是用放電物質(zhì)，如水銀和/或稀土離子，和/或氙充滿(mǎn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至25中至少一項(xiàng)所述的玻璃組合物，其特征在于，所述發(fā)光器件是一種熒光燈，特別是一種EEFL-燈，一種氣體放電燈，所述氣體放電燈用于LCD-顯示器、計(jì)算機(jī)顯示器、電話(huà)顯示器以及其它顯示器的照明。
27.一種具有玻璃體的發(fā)光器件，其中所述玻璃體具有根據(jù)權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的玻璃組合物。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件是一種熒光燈，特別是一種EEFL-燈，一種氣體放電燈，所述氣體放電燈用于LCD-顯示器、計(jì)算機(jī)顯示器、電話(huà)顯示器以及其它顯示器的照明。
29.具有根據(jù)權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的玻璃組合物的發(fā)光器件在電子裝置中的應(yīng)用，特別是在熒光屏和顯示器中的應(yīng)用，如LCD-顯示器，計(jì)算機(jī)顯示器，如TFT設(shè)備，電話(huà)顯示器，如移動(dòng)電話(huà)、掃描儀、廣告屏、醫(yī)療器械和航空航天設(shè)備，以及導(dǎo)航技術(shù)和PDAs(個(gè)人數(shù)字助理)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃體的玻璃組合物，其中，損耗角(tanδ[10
文檔編號(hào)C03C4/16GK101080804SQ200580043574
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月4日
發(fā)明者約爾格·費(fèi)希納, 馬丁·萊茨, 斯特芬·賴(lài)歇爾, 弗朗茨·奧特, 布里吉特·許貝爾 申請(qǐng)人:肖特股份公司