專利名稱：用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃的制作方法
技術領域：
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，尤其是EEFL熒光燈(外置電極熒光燈)的玻璃體。
背景技術：
為了制造液晶顯示器(LCD)、監(jiān)視器(顯示器)或者熒光屏，以及為了制造氣體放電管，尤其是熒光燈，通常使用已知的具有吸收UV(紫外線)性能的玻璃。這種玻璃還用于背照光熒光屏(所謂的背光顯示器)作為光源。對于這種應用來說，這種熒光燈應該具有非常小的尺寸，而且與之相應地，該燈玻璃的厚度極小。
在這種燈中所包含的發(fā)光氣體通過借助電極所施加的電壓而點燃，也就是說使之發(fā)光。通常將電極放在燈的內部，也就是說，使導電金屬絲氣密地引入燈玻璃。但是也可以通過外加的電場，也就是說，通過外置電極點燃該發(fā)光氣體、或者位于燈內部的等離子體，而這種電極并不引入燈玻璃。
這種燈通常稱之為EEFL-燈(外置電極熒光燈)。重要的是，所射入的高頻能量沒有或者是極微量地被燈玻璃所吸收，以使封閉在熒光燈內的發(fā)光氣體被點燃。其前提是玻璃具有極小的介電常數(shù)以及極小的介電損耗角tanδ。這里介電損耗角用作表示由玻璃在激發(fā)的介電交變場里所吸收的、并轉變成損耗熱的能量的值。因此對玻璃及其性能提出了非常特殊的要求。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供另外一種玻璃，其除了其它應用之外，還適用于顯示器或者指示器，例如用于背照光顯示器，尤其是具有外置電極的發(fā)光器件，如通過感應能夠從外面點燃的、并且不需要引入到封閉式燈玻璃中的金屬絲或電極的熒光燈。在本申請中提供了一種玻璃，其性能可以被改進和優(yōu)化以使盡可能少的射入高頻能量被吸收，也就是說，具有外置電極的發(fā)光器件的燈玻璃的總損耗功率應該降至最小值。此外，該玻璃組合物應該具有良好的吸收紫外線(UV)的性能。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過一種玻璃組合物來實現(xiàn)的，該玻璃組合物用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃體，其中損耗角(因子)和介電常數(shù)之比tanδϵ′<5,]]>優(yōu)選為＜4和＜3，特別優(yōu)選為＜2和＜1.5，另外一種特別優(yōu)選的實施方式為tanδ/ε′＜1。尤其是，也可以將其比值調整為＜0.7和＜0.5。
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，其中為了獲得盡可能小的損耗功率Ploss，以及進而獲得一盡可能高的效率，損耗角tanδ和介電常數(shù)ε′的比值不能達到一特定的上限。此時，從外面點燃等離子體，其中該玻璃起到了電容器的作用。對于在封閉玻璃管的端面具有平面電極的簡單幾何形狀來說，可以近似地用下面的式子描述損耗功率Ploss≈2·1ω·tanδϵ′·dA·I2]]>其中ω角頻率
tanδ損耗角ε′介電常數(shù)d電容器厚度(這里為玻璃厚度)A電極表面積，以及I電流強度。
因此，通過在某一范圍內調整tanδ/ε′的比值，可以對玻璃性能產(chǎn)生針對性的影響，因而可以使所需要的總損耗功率最小化。這可以通過應用根據(jù)本發(fā)明的玻璃來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)上述目的可以以極為經(jīng)濟的方式、利用根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物來實現(xiàn)。這更令人驚奇地超出了人們的預想。在(通常的)玻璃中，當加上交變電壓時，由于高的介電常數(shù)和高的損耗角，電能將被轉變成熱量，因此，在應用時，尤其用在具有外置電極的熒光管或氣體發(fā)光管時，能量會有較大的損耗，并且玻璃會有極高的溫升，這會引起玻璃材料的迅速腐蝕。但是已經(jīng)表明的是令人驚喜地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明并不是這樣的，本發(fā)明的這種玻璃很適合于這樣的應用。因此，本發(fā)明尤其涉及玻璃組合物及其應用。
為了應用于具有外置電極的這種發(fā)光器件，如EEFL-熒光燈，使其比值為＜5，優(yōu)選為＜4.5，特別優(yōu)選為＜4.0，尤其小于3，更優(yōu)選的為＜2.5，尤其在0.75-2.5的范圍內可以達到特別良好的性能。進一步特別優(yōu)選的是比值為＜1.0，尤其是＜0.75。
在玻璃組合物中，尤其是在硅酸鹽玻璃中，這樣的比值尤其可以有針對性地進行調整設定，其方法是在玻璃基體中加入氧化物形式的高度可極化元素。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)明所應用的、以及根據(jù)本發(fā)明可得到的玻璃，優(yōu)選的是具有一種相對高的介電常數(shù)(介電常數(shù)DZ)。在1MHz、25℃時，介電常數(shù)優(yōu)選為＞3和＞4，尤其是在3.5至4.5的范圍內，更優(yōu)選為＞5和＞6，特別優(yōu)選為＞8。介電損耗因子tanδ[10-4]優(yōu)選最大為120，更優(yōu)選為小于100。特別優(yōu)選為損耗因子小于80，其中小于50和小于30的值特別適合。進一步特別優(yōu)選為小于15的值，尤其是在1和15之間的范圍內的值。根據(jù)不純度和制造方法的不同，tanδ值可以有波動變化。但重要的并不是相互獨立地盡可能將損耗角tanδ和介電常數(shù)ε′的單個值調整得很低，而是使這兩個值相互聯(lián)系起來。事實上這兩個參數(shù)的比值為關鍵值，借助該值可以成功地調整玻璃材料的性能。
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，尤其是一種低壓放電燈。在低壓燈中，例如在背光燈中使不連續(xù)的紫外線(UV)通過熒光層而部分轉變成可見光。因而，該發(fā)光器件也可以是熒光燈，尤其是EEFL-燈，特別優(yōu)選的是微型熒光燈。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件采用了例如所謂的背光形式的發(fā)光器件，但是本領域的技術人員為了達到該目的也可以應用已知的任一種發(fā)光器件，例如放電燈如低壓放電燈，尤其是熒光燈，特別優(yōu)選的是微型熒光燈。
發(fā)光器件的玻璃體的玻璃包括一種根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物、或由該玻璃組合物組成。優(yōu)選使用一種或多種單個的，尤其是微型發(fā)光器件，其玻璃體基本上包含有根據(jù)本發(fā)明的玻璃、或由該玻璃組成。
因此，對于具有外置電極的發(fā)光器件，如EEFL放電燈而言，該玻璃優(yōu)選具有以下組分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％，以及MgO 0-8 重量％、CaO 0-20 重量％、SrO 0-20 重量％、BaO 0-80 重量％、尤其是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％、ZnO0-15 重量％、優(yōu)選為 0-5 重量％，PbO0-70 重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達15-80重量％，其中以氧化物形式存在的Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu的含量達0-80重量％，并且還具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優(yōu)選實施方式為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MgO 0-8 重量％、CaO 0-20 重量％、SrO 0-20 重量％、BaO 15-60 重量％、尤其是BaO 20-35 重量％，∑MgO+CaO+SrO+BaO15-70 重量％、尤其是 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％，F(xiàn)e2O30-1 重量％、
WO30-3 重量％、Bi2O30-80重量％、MoO30-3 重量％、ZnO0-10重量％、優(yōu)選為 0-5 重量％，PbO0-70重量％，其中∑Al2O3+B2O3+Cs2O+BaO+PbO+Bi2O3達15-80重量％，并且還具有通常濃度的澄清劑。
特別優(yōu)選的是，玻璃除了不可避免的雜質之外沒有堿金屬。
特別優(yōu)選的是，使用硼硅酸鹽玻璃作為用于根據(jù)本發(fā)明所應用的發(fā)光器件的玻璃。該硼硅酸鹽玻璃包含第一組分SiO2及B2O3，第二組分堿土金屬氧化物如CaO、MgO、SrO和BaO，以及任選的堿金屬氧化物如Li2O、Na2O和K2O。
具有含量為5-15重量％的B2O3的硼硅酸鹽玻璃具有很高的化學穩(wěn)定性。另外，這種硼硅酸鹽玻璃也可以在線性熱膨脹(所謂的CTE)中通過選擇組分的范圍而適應于金屬，例如鎢和金屬合金，如可伐合金。
具有B2O3組分達15-25重量％的硼硅酸鹽玻璃具有良好的可加工性，并且同樣也在線性熱膨脹(CTE)中良好地適應于金屬鎢和可伐合金(Fe-Co-Ni合金)。
B2O3含量為25-35重量％的硼硅酸鹽玻璃在用作為燈玻璃時具有特別小的介電損耗因子tanδ，因此，這種玻璃尤其在根據(jù)本發(fā)明應用在燈中時是有利的，這種燈，如無電極的氣體放電燈，其電極設置于燈泡殼之外。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，基體玻璃通常優(yōu)選含有至少30重量％或至少40重量％的SiO2，其中，尤其優(yōu)選為含有至少50重量％，更優(yōu)選為含有至少55重量％的SiO2，特別優(yōu)選的最小含量達57重量％。SiO2的最大含量達85重量％，尤其是75重量％，其中進一步特別優(yōu)選的是73重量％，尤其是最大為70％的SiO2。此外，進一步特別優(yōu)選的是在50-70重量％和55-65重量％的范圍內。SiO2含量很高的玻璃的特征是介電損耗因子tanδ較小，因此，在考慮到tanδ/ε′的比值時，其尤其適用于根據(jù)本發(fā)明所采用的具有外置電極的發(fā)光器件，如無電極的熒光燈。
根據(jù)本發(fā)明，B2O3的含量超過0重量％，優(yōu)選為大于2重量％，更優(yōu)選為大于4重量％或5重量％，尤其是至少為10重量％或至少為15重量％，其中，特別優(yōu)選為16重量％。B2O3的最高含量為最大35重量％，但優(yōu)選最大為32重量％，其中，特別優(yōu)選為最大30重量％。
雖然本發(fā)明的玻璃在個別情況下也可以是沒有Al2O3的，但通常它含有最小量為0.1的Al2O3，尤其是0.2重量％。優(yōu)選的最小含量為0.3，其中特別優(yōu)選的是最小含量為0.7，尤其為1.0重量％。Al2O3的最高含量達25重量％，其中，優(yōu)選為最大20重量％，尤其是15重量％。進一步特別優(yōu)選是在14至17重量％的范圍內。在一些情況下，最高含量為8重量％、尤其是5重量％，業(yè)已證實其是足夠的。
堿金屬氧化物之和優(yōu)選為＜5重量％，更優(yōu)選為＜1重量％。進一步特別優(yōu)選是除了不可避免的雜質之外，玻璃組合物中沒有堿金屬。Li2O的含量優(yōu)選為0-5，尤其為＜1.0重量％，Na2O的含量優(yōu)選為0-3，尤其為＜3.0重量％，而K2O的含量優(yōu)選為0-9，尤其為＜5.0重量％，其中最小含量分別為≤0.1重量％，或≤0.2，尤其是≤0.5重量％。
根據(jù)本發(fā)明，堿土金屬Mg、Ca和Sr的氧化物的含量分別為0-20重量％，尤其為0-8重量％，或0-5重量％。單個堿土金屬氧化物的含量，對CaO來說最大為20重量％，但在一些個別情況下最大含量為18，尤其是最大為15重量％，其是足夠的。在一些情況下，最大含量為12重量％，其被證實是足夠的。盡管根據(jù)本發(fā)明的玻璃也可以沒有鈣成分，但根據(jù)本發(fā)明的玻璃通常含有至少1重量％的CaO，其中優(yōu)選的含量至少為2重量％，尤其是至少3重量％。在實踐中最小含量為4重量％，其被證實是有利的。MgO的下限在個別情況下為0重量％，然而優(yōu)選至少為1重量％，而且優(yōu)選至少為2重量％。MgO的最高含量在根據(jù)本發(fā)明的玻璃中達8重量％，其中優(yōu)選為最大7，尤其是最大6重量％。SrO在根據(jù)本發(fā)明的玻璃中可以完全沒有，但優(yōu)選其含量為1重量％，尤其是至少為2重量％。
為了使tanδ和ε′的比值根據(jù)本發(fā)明調整得盡可能小，該玻璃組合物包含有高度可極化元素，其以氧化物形式加入在玻璃基體中。這種氧化物形式的高度可極化元素可選自由以下元素的氧化物所組成的組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。
在玻璃組合物中優(yōu)選含有至少其中一種這樣的氧化物，也可以是其中兩種或三種氧化物的混合物。因此，其中至少一種這樣的氧化物的含量優(yōu)選為＞0至80重量％之間，優(yōu)選為5-75重量％，特別優(yōu)選為10至70重量％，尤其是15至65重量％之間。進一步優(yōu)選為15至60重量％，20至55，或者20至50重量％之間。更進一步優(yōu)選為20至45重量％，尤其是20至40重量％，或者20至35重量％之間。特別優(yōu)選為不小于15，尤其為不小于18，優(yōu)選為不小于20重量％。
尤其優(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鑭氧化物、釓氧化物、鐿氧化物。
特別優(yōu)選的是，在該玻璃組合物中的一種或多種氧化物形式的高度可極化元素的含量至少為15重量％，進一步優(yōu)選為18重量％，尤其為20重量％，進一步特別優(yōu)選為大于25重量％。
CeO2含量優(yōu)選為0-5重量％，其中，優(yōu)選含量為0-1，尤其是0-0.5重量％。Nd2O3的含量優(yōu)選為0-5重量％，其中，特別優(yōu)選為0-2，尤其是0-1重量％。Bi2O3的含量優(yōu)選為0-80重量％，更優(yōu)選為5-75重量％，特別優(yōu)選為10至70重量％，尤其是15至65重量％。進一步優(yōu)選為15至60重量％，20-55或20-50重量％。更進一步優(yōu)選為20至45重量％，尤其是20至40，或20至35重量％。
通過加入上述令人吃驚的高含量的至少一種這樣的可極化氧化物，因而可以按此工藝和方式有針對性地對玻璃的性能產(chǎn)生影響，使總的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可以明顯地減少，并降低到一個最小值。
因此，根據(jù)本發(fā)明所有堿土金屬氧化物的總和優(yōu)選為0-80重量％，尤其是5-75，優(yōu)選為10-70重量％，特別優(yōu)選為20-60重量％，進一步特別優(yōu)選為20-55重量％。更進一步優(yōu)選為20-40重量％。
該玻璃可以無ZnO，但優(yōu)選含有一0.1重量％的最小含量和一至多為15重量％的最大含量，其中最高含量為6或3重量％還可以是完全有利的。ZrO2的含量為0-5重量％，尤其為0-3重量％，其中最高含量為3重量％，其在許多情況下已被證實是足夠的。除此之外，還可以含有WO3和MoO3，其含量分別獨立為0-5重量％或0-3重量％，尤其是0.1-3重量％。
根據(jù)本發(fā)明業(yè)已證實為特別優(yōu)選的是，如果Al2O3+B2O3+Cs2O+BaO+Bi2O3+PbO之和達到15-80重量％，優(yōu)選為15-75重量％，尤其是20至70重量％的話，由于B2O3使用的最大量通常為35重量％，因此其余的45重量％就分配于一種或多種可極化氧化物，即BaO、Bi2O3、Cs2O和PbO。
根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，更為有利地是將PbO的含量調整到0至70重量％，優(yōu)選為10-65重量％，更優(yōu)選為15-60重量％。特別優(yōu)選的含量為20至58重量％，25至55重量％，尤其是35至50重量％。
根據(jù)一種特定的實施方式，如果PbO含量高于50重量％，尤其是高于60重量％，那么玻璃中的堿金屬含量可能會大于3重量％，尤其大于4重量％，或者超過5重量％，盡管此時還滿足tanδ/ε′之比＜5的要求，但其中堿金屬含量不應大于10重量％。若根據(jù)本發(fā)明的玻璃不含有PbO，那么這些玻璃根據(jù)本發(fā)明應優(yōu)選為沒有堿金屬。
該玻璃也可以含有TiO2，用于調整“UV-邊緣(UV-Kante)”(紫外線的吸收)，盡管原則上也可以不包括該組分。TiO2的最高含量優(yōu)選達到10重量％，尤其是最高為8重量％，其中優(yōu)選為最高5重量％。一種TiO2的優(yōu)選最小含量為1重量％。所含有的TiO2優(yōu)選為80％至99％，尤其是99.9或99.99％為Ti4+。在某些情況下Ti4+含量為99.999％已經(jīng)被證實是令人滿意的，其中熔融物(熔體)優(yōu)選是在氧化條件下產(chǎn)生的。因而，所謂氧化條件應當理解為尤其是這樣的條件，此時鈦(Ti)以前述含量的Ti4+存在，或者被氧化到這個價態(tài)。這種氧化條件可以容易地通過在熔融物中如加入硝酸鹽，尤其是堿金屬硝酸鹽和/或堿土金屬硝酸鹽而達到。同樣通過通入氧氣和/或干燥空氣也可以得到一種氧化的熔融物。此外還可以借助于一種氧化性的燃燒器來調整，例如在將混料熔融時產(chǎn)生一種氧化的熔融物。
若玻璃組合物中TiO2的含量＞2重量％，并且使用了總Fe2O3含量＞5ppm的混料，那么優(yōu)選用AS2O3來澄清，并用硝酸鹽來熔融。添加硝酸鹽優(yōu)選用堿金屬硝酸鹽，含量為＞1重量％，以便抑制玻璃在可見光范圍內的變色(即形成鈦鐵礦(llmenit)(FeTiO3)-混合氧化物)。
盡管在熔融時，給玻璃添加硝酸鹽，優(yōu)選為堿金屬硝酸鹽和/或堿土金屬硝酸鹽的形式，但在澄清之后制成的玻璃中的硝酸鹽濃度最大為0.01重量％，并在許多情況下最多為0.001重量％。
Fe2O3的含量優(yōu)選達0-5重量％，其中優(yōu)選為0-1，尤其是0-0.5重量％。MnO2的含量達0-5重量％，其中優(yōu)選為0-2，尤其為0-1重量％。MoO3的含量為0-5重量％，優(yōu)選為0-4重量％，而As2O3和/或Sb2O3在根據(jù)本發(fā)明的玻璃中的含量分別為0-1重量％，其中最小含量的下限優(yōu)選為0.1，尤其是0.2重量％。根據(jù)本發(fā)明的玻璃在一種優(yōu)選實施方式中在一定條件下其SO42-的含量較少，為0-2重量％，并且Cl-和/或F-含量同樣也各自為0-2重量％。
添加入玻璃的Fe2O3的含量可達1重量％。但優(yōu)選的是含量明顯低于該值。
若含有鐵的話，就通過氧化性條件在熔融時例如通過加入含硝酸鹽的原料使該鐵轉化成其氧化態(tài)3+的鐵，從而使在可見光波長范圍內的變色最小化。Fe2O3在玻璃中的含量優(yōu)選為＜500ppm。Fe2O3一般作為雜質而存在。
玻璃在可見光波長范圍內的變色，尤其是在添加入含量為＞1重量％的TiO2時，可至少部分地通過如下方法來避免玻璃熔融物中基本上不含有氯化物，尤其是在玻璃熔融過程中不添加氯化物和/或Sb2O3來進行澄清。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果不用氯化物作澄清劑的話，那么就可以尤其避免如在應用TiO2時出現(xiàn)的玻璃的藍色。氯化物以及氟化物的最大含量根據(jù)本發(fā)明為2，尤其是1重量％，其中優(yōu)選含量最大為0.1重量％。
此外已經(jīng)表明，硫酸鹽，例如將它用作澄清劑，同樣也如上述的試劑那樣也會引起玻璃在可見光波長范圍內的變色。因此，優(yōu)選的是也不用硫酸鹽。硫酸鹽的最大含量根據(jù)本發(fā)明為2重量％，尤其是1重量％，其中含量優(yōu)選為最大0.1重量％?？梢姽獠ㄩL范圍在本發(fā)明保護的權利范圍內是380nm至780nm之間的波長范圍。
此外，對于玻璃來說已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果用AS2O3，也就是在氧化條件下實施澄清的話，那么就可以進一步避免以前所述的缺點。玻璃中AS2O3的含量優(yōu)選為0.01-1重量％。
已經(jīng)表明，盡管玻璃在UV照射時具有抗紫外線作用的穩(wěn)定性，但可以通過小含量的PdO、PtO3、PtO2、PtO、RhO2、Rh2O3、IrO2和/或Ir2O3來進一步提高紫外線作用穩(wěn)定性。這些物質通常的最大含量為最大0.1重量％，優(yōu)選為最大0.01重量％，其中特別優(yōu)選為最大0.001重量％。為此目的的最小含量通常為0.01ppm，其中優(yōu)選至少為0.05ppm，尤其是至少為0.1ppm。
上面所列的玻璃組合物，尤其是設計用于具有外置電極的發(fā)光器件，在這些器件中不將電極引入線和玻璃焊(熔融)在一起，也就是說其是沒有電極引入的EEFL-發(fā)光裝置。由于無電極的EEFL背光裝置是借助于電場來實現(xiàn)輸入耦合的，因此以下所述的玻璃組合物同樣也特別適合，這種組合物的特點是相應的損耗因子與介電常數(shù)的比值在根據(jù)本發(fā)明的范圍之內。
SiO235-65 重量％、B2O30-15 重量％、Al2O30-20 重量％、優(yōu)選為 5-15 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％，以及MgO 0-6 重量％、CaO 0-15 重量％、SrO 0-8 重量％、BaO 1-20 重量％、尤其是BaO 1-10 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％、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是以氧化物形式存在的、含量為0-80重量％，還有通常濃度的澄清劑。
此外還有優(yōu)選的以下玻璃組合物SiO250-65重量％、B2O30-15 重量％、Al2O31-17 重量％、
Li2O 0-0.5 重量％、Na2O 0-0.5 重量％、K2O 0-0.5 重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O 達 0-1 重量％，以及MgO0-5重量％、CaO0-15 重量％、SrO0-5重量％、BaO20-60 重量％、尤其是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％、
ZnO0-3 重量％、PbO0-30 重量％、尤其是PbO10-20重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達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％，以及通常濃度的澄清劑。
所有上述玻璃組合物優(yōu)選都包含以前所給出的所述量的FeO3，而且進一步特別優(yōu)選的是基本上沒有Fe2O3。
根據(jù)另外一種優(yōu)選的實施方式，根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物由帶摻雜的SiO2和無摻雜的SiO2組成。摻雜物在本發(fā)明中就是摻雜氧化物，尤其是其各自含量已被詳細列舉出的氧化物。
根據(jù)本發(fā)明實施方式的玻璃組合物的優(yōu)選組分范圍為SiO290-100 重量％、TiO20-10 重量％、CeO20-5重量％。
這里得到的SiO2含量的上限是100重量％減去所有摻雜氧化物的下限，也就是所有下限之和，如果例如TiO2的含量達5-10重量％，而CeO2的含量達2-5重量％，那么SiO2含量的上限為100-(5+2)＝93重量％。進一步特別優(yōu)選是無摻雜的純SiO2。
尤其用于玻璃的UV-遮蔽的TiO2的最高含量達10重量％，其中也可以最多為8重量％，尤其為最多5重量％，其中含量也可以在1至4重量％之間。CeO2的含量最多為5重量％，其中可以調整為0至4重量％，尤其為1至3重量％，再優(yōu)選為＜1重量％。同樣也可以含有其它已經(jīng)描述過的氧化物。
用于制造SiO2玻璃，尤其是非晶SiO2(硅質玻璃、石英玻璃)的方法，例如是氣相沉積，萃取出硼硅酸鹽玻璃，接著燒結并生成一種玻璃熔融物。
本發(fā)明的玻璃尤其適合于制造平板玻璃，特別是根據(jù)浮法進行制造，其中特別優(yōu)選的是制造玻璃管。還特別適合于制造直徑為至少0.5mm的管子，尤其是至少為1mm，上限最多為2cm，尤其是最多為1cm的玻璃管。特別優(yōu)選的管子直徑為2mm至5mm之間。業(yè)已表明，這種管子的壁厚至少為0.05mm，尤其是至少為0.1mm，其中特別優(yōu)選為至少0.2mm。最大壁厚最多為1mm，其中壁厚優(yōu)選為最多＜0.8mm或＜0.7mm。
發(fā)光器件的玻璃含有一種玻璃組合物、或者由這種還具有所需要程度的UV-遮蔽作用的組合物組成。
已經(jīng)表明，根據(jù)本發(fā)明的玻璃，尤其是硼硅酸鹽玻璃或純的SiO2或摻雜的SiO2，特別適合于制造具有外置電極的發(fā)光器件用的燈玻璃，尤其是氣體放電管以及EEFL熒光燈用的熒光燈(外置電極熒光燈)，尤其是微型熒光燈，尤其適用于電子顯示裝置如顯示器和液晶(LCD)顯示熒屏的背景照明，以及在背面照亮顯示時(被動顯示器，所謂具有背光單元的顯示器)作為光源，例如象在計算機監(jiān)視器，尤其是TFT設備，以及在掃描儀、發(fā)光廣告牌、醫(yī)療器械和航空航天儀器，以及移動電話和PDAs(個人數(shù)碼助理)中的無線電導航設備中。對于這些應用，這種熒光燈應具有很小的尺寸，而且與之相應地燈玻璃也具有極小的厚度。優(yōu)選的顯示器以及熒光屏是所謂的平面顯示器，用在筆記本電腦尤其是平面的背光裝置中。
為具有外置電極的發(fā)光器件所提出的根據(jù)本發(fā)明的玻璃用在如具有外置電極的熒光燈上，其中這些外置電極可以通過例如導電的膏狀物(Paste)而構成。
此外，這里所述的玻璃優(yōu)選以平板玻璃的形式應用于平面的氣體放電燈。
在一特定的實施方式中，該玻璃用于制造低壓放電燈，尤其是背光裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案的變化方案，至少有兩個發(fā)光器件優(yōu)選為相互平行布置，并優(yōu)選處于底板或襯底板(支撐板)和蓋板或基板或基片或蓋片之間。在襯底板中有利的是設有一個或多個凹槽，在該凹槽中放入發(fā)光器件。每個凹槽優(yōu)選各有一個發(fā)光器件。一個或者多個發(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，在該反射的襯底板上，也就是說在一個或者多個凹槽中設有反射層，它作為一種反射體，均勻地使由發(fā)光器件在襯底板方向上所發(fā)射的光散射，并因此用于均勻地照亮顯示器或熒光屏。
任意為此目的的通用板或片，可以用作為基板或蓋板或基片或蓋片，它根據(jù)系統(tǒng)構造和應用的目的可以起到光分配單元的作用或者只起到遮蓋的作用。因此，基板或蓋板或基片或蓋片可以是諸如一不透明的散射片或者是一清徹透明的片根據(jù)本發(fā)明的第一變化方案的裝置，優(yōu)選將其用于較大的顯示器，例如電視機上。
根據(jù)本發(fā)明的第二種變化方案，照明器件也可以相應于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，例如布置在光分配單元之外。那么一個或者多個照明器件，例如可以設于顯示器或熒光屏外面，其中更為有利的是借助于一個作為光導體的傳輸光的板，即一種所謂LGP(導光板)使光線均勻地輸出耦合到顯示器或熒光屏上。這種傳輸光的板，例如具有一個粗糙表面，光線通過此表面而輸出耦合。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的第三種變化方案也可以使用一種無電極的燈系統(tǒng)，也就是說一種所謂的EEFL-系統(tǒng)(外電極熒光燈)。
在根據(jù)本發(fā)明的第三種變化方案的一種優(yōu)選技術方案中，產(chǎn)生光的單元例如有一個封閉的腔室，其上方由一個優(yōu)選帶有結構的片、下方由一個襯底片、而在側面由壁來限定。例如照明器件，如熒光燈定位于該單元的側面。該封閉的腔室例如可以進一步細分成各個輻射腔室，它們可能含有一種放電發(fā)光材料，這種材料例如按預定的厚度涂覆于襯底片上。根據(jù)系統(tǒng)構造的不同，一種不透明的散射片或者一種清徹透明的片或類似物也可以用作為蓋板或蓋片。
按此變化方案的一種根據(jù)本發(fā)明的背照光器件，例如是一種無電極的氣體放電燈，也就是說電極沒有引入，而只是布置在外面或外部的電極。
根據(jù)本發(fā)明的含有Ar、Ne以及可能含有Xe和Hg的玻璃適用于熒光燈。但在一特定的實施方式中，熒光燈不含有作為充入氣體的Hg和Xe?；陔臃烹?氙燈)的一種照明器件的這種實施方式已經(jīng)被證實為無鹵素和無水銀的照明器件，其是環(huán)境友好的。


以下將根據(jù)附圖對本發(fā)明加以詳細敘述。如圖所示為圖1為用于微型背照光裝置的反射底板或襯底板和基板的基本形狀；圖2為具有外置電極的一種背照光裝置；以及圖3為側面裝有熒光燈的顯示器件。
具體實施例方式
圖1至圖3例示出了背光燈的應用，其燈體含有根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物、或由該玻璃組合物組成。
圖1示出了這種應用的特殊使用，在這些應用中，由本發(fā)明的玻璃所組成的各個微型發(fā)光管110相互平行地使用、并處于具有凹槽150的板130中，該板使射出的光反射到顯示器上。在反射板130之上涂覆有反射層160，該反射層作為一種反射體，均勻地使由發(fā)光管110在板130方向上所發(fā)射的光散射，并因此用于顯示器的均勻照亮。這種裝置優(yōu)選用于較大的顯示器。例如用在電視機中。
根據(jù)圖2所示的實施方式，也可以將發(fā)光管210設于顯示器202的外面，借助于一個用作為光導體的傳輸光的板250，即一種所謂的LGP(導光板)使光線均勻地輸出耦合到顯示器上。
此外，也可以將其應用于這樣的背照光器件，即在此器件中將發(fā)光的單元310直接位于帶有結構的片315中。如在圖3中所示出，這樣進行結構化，即借助于平行的隆起，具有預定寬度(Wrib)的所謂阻擋層380在片中產(chǎn)生具有預定深度和預定寬度(dchannel或Wchannel)的通道，而放電熒光材料350就置于這些通道里。這些通道與一個設有一磷化層370的片一起形成多個輻射空腔360。圖3所示的背照光器件是一個無電極的氣體放電燈，也就是說電極并沒有引入，而只有外面的電極330a、330b。根據(jù)系統(tǒng)構造的不同，圖3所示的蓋片410可以是一個不透明的散射片或者是一個清徹透明的片。在圖3中所示的無電極的燈系統(tǒng)中就提到了一種所謂的EEFL-系統(tǒng)(外置電極熒光燈)。以上所述的裝置構成了一種大的平面的背照光，因此也稱之為平面背照光。
以下根據(jù)實施例對本發(fā)明加以說明，這些實施例闡明了根據(jù)本發(fā)明的原理，但并不局限于此。
實施例以下給出了用于具有外置電極的照明器件的玻璃體的玻璃組合物，并說明了各自的tanδ/DZ之比。DZ是介電常數(shù)。所有根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物的比值明顯小于5，因而滿足了規(guī)定的要求。
表1

表2

本發(fā)明提供了一種玻璃組合物，其中通過調整損耗角tanδ和介電常數(shù)ε′的比值可以有針對性地對玻璃性能產(chǎn)生影響。由于注意到了使得該比值滿足根據(jù)本發(fā)明的上限為5，因此可以首次利用本發(fā)明的原理，使該玻璃組合物的總損耗功率降低至一最小值，并因此在具有外置電極的照明器件中得到最佳的效率。
權利要求
1.一種玻璃組合物，用于具有外置電極的發(fā)光器件的玻璃體，其中損耗角(因子)和介電常數(shù)的比值為tanδϵ′<5.]]>
2.根據(jù)權利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于，所述比值＜4，尤其是＜3.5。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的玻璃組合物，其特征在于，所述比值＜3，尤其是＜2.5。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，通過將所述比值調整為tanδϵ′<5,]]>來實現(xiàn)如下式的小的損耗功率Ploss，從而使得放電燈具有高的效率Ploss≈2·1ω·tanδϵ′·dA·I2]]>其中ω角頻率tanδ損耗角(因子)ε′介電常數(shù)d電容器厚度(此處為玻璃的厚度)A電極面積I電流強度。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，在所述玻璃基體中加入了至少一種氧化物形式的高度可極化元素。
6.根據(jù)權利要求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)權利要求4至6中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述氧化物形式的高度可極化元素的含量至少為8重量％，優(yōu)選為12％，特別優(yōu)選為15％，尤其是為20重量％或者更多。
8.根據(jù)權利要求4至6中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述氧化物形式的高度可極化元素的含量至少為20重量％，優(yōu)選為25％、特別優(yōu)選為35％，尤其是40重量％或更多。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃包括以下組分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％，以及MgO 0-8 重量％、CaO0-20 重量％、SrO0-20 重量％、BaO0-80 重量％、尤其是BaO0-60 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％、ZnO0-15 重量％、優(yōu)選為 0-5 重量％，PbO0-70 重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達15-80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％，以及通常濃度的澄清劑。
10.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃包括以下組分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％，并且MgO 0-8 重量％、CaO 0-20 重量％、SrO 0-20 重量％、BaO 15-60重量％，尤其是BaO 20-35重量％，其中∑MgO+CaO+SrO+BaO 15-70重量％、尤其為 20-40重量％，TiO20-10 重量％、優(yōu)選達 ＞0.5-10 重量％，ZrO20-3 重量％、CeO20-10 重量％、優(yōu)選為 0-1 重量％，F(xiàn)e2O30-1 重量％、WO30-3 重量％、Bi2O30-80 重量％、MoO30-3 重量％、ZnO 0-10 重量％、優(yōu)選為 0-5 重量％，PbO 0-70重量％，其中∑Al2O3+B2O3+Cs2O+BaO+PbO+Bi2O3達15-80重量％，以及通常濃度的澄清劑。
11.根據(jù)權利要1至8中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃包括以下組分SiO235-65重量％、B2O30-15 重量％、Al2O30-20 重量％、優(yōu)選為 5-15 重量％，Li2O 0-0.5重量％、Na2O 0-0.5重量％、K2O0-0.5重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O 達0-1重量％，以及MgO 0-6 重量％、CaO 0-15 重量％、SrO 0-8 重量％、BaO 1-20 重量％、尤其是BaO 1-10 重量％，TiO20-10 重量％、優(yōu)選達 ＞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％、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％，以及通常濃度的澄清劑。
12.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃包括以下組分SiO250-65重量％、B2O30-15 重量％、Al2O30-17 重量％、Li2O 0-0.5重量％、Na2O 0-0.5重量％、K2O 0-0.5重量％，其中∑Li2O+Na2O+K2O為 0-1 重量％，MgO 0-5 重量％、CaO 0-15 重量％、SrO 0-5 重量％、BaO 20-60重量％、尤其是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％、PbO 0-30 重量％、尤其是PbO 10-20重量％，其中∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3達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％，以及通常濃度的澄清劑。
13.根據(jù)權利要求1至12中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，堿金屬在所述玻璃組合物中的含量為＜1.0重量％。
14.根據(jù)權利要求1至12中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃中不含有堿金屬。
15.根據(jù)權利要求1至14中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，BaO在所述玻璃組合物中的含量為大于15重量％，優(yōu)選為大于18重量％。
16.根據(jù)權利要求1至14中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，BaO在所述玻璃組合物中的含量大于20重量％。
17.根據(jù)權利要求1至16中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，BaO在所述玻璃組合物中的含量在20-80重量％之間，優(yōu)選為在20-60重量％之間。
18.根據(jù)權利要求1至12和15至17中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，如果PbO在所述玻璃組合物中的含量大于50重量％，尤其是大于60重量％，那么堿金屬的含量就大于3重量％，優(yōu)選為大于4重量％，特別優(yōu)選為大于5重量％。
19.根據(jù)權利要求1至18中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，如果所述玻璃組合物不含有PbO，那么堿金屬的含量＜1.0重量％，優(yōu)選不含堿金屬。
20.根據(jù)權利要求1至19中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，如果所述玻璃組合物含有PbO，那么BaO的含量＜10重量％，優(yōu)選＜5重量％，特別優(yōu)選為不含BaO。
21.根據(jù)權利要1至8中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃包含帶有摻雜氧化物或不帶有摻雜氧化物的SiO2，或者由帶有摻雜氧化物或不帶有摻雜氧化物的SiO2組成。
22.根據(jù)權利要求21所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃包括以下組分SiO290-100 重量％、TiO20-10 重量％、CeO20-5重量％，其中SiO2含量的上限這樣得出100重量％-除SiO2以外的所有存在的氧化物的下限。
23.根據(jù)權利要求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)權利要求1至23中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，發(fā)光器件是一種放電燈，尤其是一種低壓放電燈。
25.根據(jù)權利要求1至24中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，放電燈包括有一個放電腔；并且所述放電腔用放電材料，如水銀和/或稀土離子，和/或用氙充滿。
26.根據(jù)權利要求1至25中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，發(fā)光器件是一種熒光燈，尤其是一種EEFL-燈，一種氣體放電燈，它是用于LCD顯示器、計算機監(jiān)視器、電話顯示器以及其它顯示器的照明。
27.根據(jù)權利要求1至26中之一所述的發(fā)光器件在電子裝置中的應用，尤其是在熒光屏和顯示器中的應用，如LCD顯示器，計算機監(jiān)視器，如FTT設備、電話顯示器，如移動電話，掃描器，燈光廣告牌，醫(yī)療器械和航空航天的儀器，以及導航技術和在PDAs(個人數(shù)字助理)中的應用。
28.具有玻璃體的發(fā)光器件，其中所述玻璃體包括根據(jù)權利要求1至23中任一項所述的玻璃組合物。
29.根據(jù)權利要求28所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件是熒光燈，尤其是EEFL-燈、氣體放電燈，是用于LCD顯示器、計算機監(jiān)視器、電話顯示器以及用于顯示器的發(fā)光裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有外置電極的發(fā)光器件中的玻璃體的玻璃組合物，其中損耗角(因子)與介電常數(shù)之比達tanδ/ε′＜5。從而可以有目的地通過玻璃特性使具有外置電極的發(fā)光器件的總損耗功率最小化。
文檔編號C03C3/093GK1724428SQ20051008288
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權日2004年7月12日
發(fā)明者約爾格·費希納, 馬丁·萊茨, 斯特芬·賴歇爾, 弗朗茨·奧特, 布里吉特·許貝爾 申請人:肖特股份公司