CN101080804A - 用于具有外置电极的发光器件的玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有外置电极的发光器件的玻璃体的玻璃组合物，其中，损耗角(tanδ[10^－4])和介电常数的比值为(I)，也就是(II)。从而可以针对性地通过玻璃特性使具有外置电极的发光器件的总损耗功率最小化。

Description

用于具有外置电极的发光器件的玻璃

技术领域

本发明涉及一种玻璃，该玻璃用于具有外置电极的发光器件，如荧光灯，特别是EEFL-荧光灯的玻璃体。

背景技术

为了制造液晶显示器(LCD)、监视器，或荧光屏，以及为了制造气体放电管，特别是荧光灯，通常应用已知的具有吸收UV性能的玻璃。此外，这种玻璃用于背照光的荧光屏(所谓的背光显示器)作为光源。对于这种应用，这种荧光灯只能具有非常小的尺寸，并且与此相应地，该灯玻璃的厚度非常小。

在这种灯中所含有的发光气体利用电极施加电压而点燃，也就是说使之发光。在这里，电极通常设置在灯的内部，也就是说导电的金属丝气密地引入灯玻璃。然而也可能是，发光气体或位于灯内部的等离子体通过外置电场，也就是说通过外置电极点燃，该外置电极不引入灯玻璃。

这种灯通常称为EEFL-灯(外置电极荧光灯)。在此重要的是，为了点燃在荧光灯内封闭的发光气体，所辐射入的高频能量没有或者只有少量被灯玻璃吸收。目前这是以此为前提条件的，即该玻璃具有非常小的介电常数以及非常小的介电损耗角tanδ。其中，介电损耗角表示为由玻璃在所激发的介电交变场中吸收的、并且转变成损耗热的能量的值。因此，对玻璃及其性能提出了特别的要求。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供另一种玻璃，其除了其他的应用外，也适用于显示器或指示器，如用于背照光的显示器，特别是具有外置电极的发光器件，如通过感应可从外部点燃的、并且不需要引入到封闭的灯玻璃中的金属丝或电极的荧光灯。在本申请中提供了一种玻璃，其特性可以这样改善和最佳化，即尽可能少的吸收所射入的高频能量，也就是说，具有外置电极的发光器件的灯玻璃的总损耗功率应降低至最小值。此外，玻璃组合物应具有良好的UV-吸收性能。

根据本发明，通过用于具有外置电极的发光器件的玻璃体的玻璃组合物来实现该目的，其中，损耗角和介电常数的比 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5,$ 优选为＜4和＜3，特别优选为＜2和＜1.5，完全特别优选的实施方式为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<1.$ 特别地，该比值也可以调节为＜0.7和＜0.5。

tanδ的值以10^-4的值给出。由此得出比值 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^4\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5,$ 或当tanδ作为绝对值给出时，那么比值为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5\&times;{10}^{-4}.$

因此，如上所述，优选的是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<4\&times;{10}^{-4},$ 更优选为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<3\&times;{10}^{-4},$ 更进一步优选为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<2\&times;{10}^{-4},$ 特别地，比值 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<1.5\&times;{10}^{-4}.$ 完全特别优选为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<0.7\&times;{10}^{-4},$ 特别为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<0.5\&times;{10}^{-4}.$

作为数字举例，假设为：

tanδ＝0.001或tanδ[10^-4]＝10和ε’＝4，

那么比值 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}=10:4=2.5$ 或 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}=0.001:4=2.5\&times;{10}^{-4}.$

因此，本发明涉及一种用于具有外置电极的发光器件的玻璃体的玻璃，其中，为了得到尽可能小的损耗功率P_loss，以及从而尽可能高的效率，损耗角tanδ[10^-4]，也就是tanδ[值，以10^-4给出]和介电常数ε’的比值不允许达到一特定的上限。此时，从外部点燃等离子体，其中，该玻璃作为电容器起作用。对于在封闭的玻璃管端面处具有平面电极的简单几何形状来说，可以通过下列公式近似地描述损耗功率(以下称为P_verlust或P_loss)：

$P_{\mathrm{verlust}}\&ap;2\&CenterDot;\frac{1}{\mathrm{\&omega;}\&CenterDot;{\mathrm{\&epsiv;}}_0}\&CenterDot;\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}\&CenterDot;\frac{d}{A}\&CenterDot;I^2$

其中：

ω：角频率

tanδ[10^-4]：损耗角；以[10^-4]为单位的值

ε’：介电常数

d：电容器厚度(这里为玻璃的厚度)

A：电极面积，和

I：电流强度

ε₀：真空介电常数＝8.8542 10^-12As/(Vm)

因此，通过在确定的范围内针对性地调节比值tanδ/ε’而影响玻璃特性，通过这样可使得所期望的总损耗功率最小化。这可通过应用根据本发明的玻璃来达到。

根据本发明，以惊奇的方式发现，上述的目的可以利用根据本发明的玻璃组成物以非常低成本的方式来实现。惊奇地显示，这种玻璃非常适用于荧光灯中。因此，本发明特别地涉及到玻璃组合物及其应用。

为了应用这种具有外置电极的发光器件，如EEFL-荧光灯，比值为＜5或＜5×10^-4，优选为＜4.5或4.5×10^-4，特别优选为＜4.0或＜4.0×10^-4，特别为＜3或＜3×10^-4，更优选为＜2.5或＜2.5×10^-4。在0.75-2.5或0.75×10^-4至2.5×10^-4的范围内也可得到良好的性能。此外，完全特别优选的比值为＜1.0或＜1.0×10^-4，特别为＜0.75或＜0.75×10^-4。

特别是，通过将高度可极化的元素以氧化物形式加入到玻璃基体中的办法，可针对性地调节这种在玻璃组合物，特别在硅酸盐玻璃中的比值。这些氧化物是例如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。

根据本发明所应用的、以及根据本发明所得到的玻璃优选地具有相对高的介电常数(介电常数DZ)。其中，介电常数在1MHz、25℃时优选为＞3和＞4，特别是在3.5至4.5的范围内，更优选为＞5和＞6，完全特别优选为＞8。介电损耗系数tanδ[10^-4]优选最大为120，并且尤其小于100。特别优选的损耗系数为小于80，其中，小于50和小于30的值是特别适合的。更特别优选的是15以下的值，特别是1和15之间范围的值。根据不纯度和制备方法，tanδ-值可以波动。然而起决定性作用的不是将损耗角tanδ和介电常数ε’的单个值互不相关地调节得尽可能的低，而是将这两个值相互联系。实际上，由这两个参数得到的比值就是临界大小，借助于这个比值可以调节玻璃材料的特性。对于损耗角tanδ所给出的值是以10^-4为单位给出的(tanδ[10^-4]＝数值或tanδ＝数值×10^-4)。

具有外置电极的发光器件优选是一种放电灯，如气体放电灯，特别为低压放电灯。在低压灯中，如在背光灯中，不连续的UV-光线通过荧光层而部分地转变成可见光。因此，该发光器件也可以是荧光灯，特别是EEFL-灯，更特别优选的是微型的荧光灯。

作为根据本发明所使用的发光器件，例如以所谓的背光形式，也可以使用任一种本领域技术人员已知的为此目的的发光器件，如放电灯，如低压放电灯，特别是荧光灯，更特别优选的是微型的荧光灯。

发光器件的玻璃体的玻璃含有根据本发明的玻璃组合物或由这些组合物构成。优选地应用一种或多种单个的，特别是微型的发光器件，其玻璃体基本上含有根据本发明的玻璃，或由根据本发明的玻璃组合物构成。

因此，对于具有外置电极的发光器件，如EEFL-放电灯，玻璃优选地具有下列的组成成分：

SiO₂                                55-85重量％

B₂O₃                               ＞0-35重量％

Al₂O₃                              0-25重量％

优选为                               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％，特别地

BaO                                  0-60重量％

TiO₂                                0-10重量％

优选为                               ＞0.5-10重量％

ZrO₂                                0-3重量％

CeO₂                                0-10重量％

Fe₂O₃                              0-3重量％

优选为                               0-1重量％

WO₃                                 0-3重量％

Bi₂O₃                              0-80重量％

MoO₃                                0-3重量％

SnO₂                               0-2重量％

ZnO                                 0-15重量％

优选为                              0-5重量％

PbO                                 0-70重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+BaO+PbO+Bi₂O₃达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的含量为0-80重量％，以及含有通常浓度的澄清剂。

根据本发明的玻璃组合物的另一个特别优选的实施方式是：

SiO₂                              55-85重量％

B₂O₃                             ＞0-35重量％

Al₂O₃                            0-20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％，特别地

BaO                                20-35重量％，其中

∑MgO+CaO+SrO+BaO                  15-70重量％

特别地                             20-40重量％，以及

TiO₂                              0-10重量％

优选为                             ＞0.5-10重量％

ZrO₂                              0-3重量％

CeO₂                              0-10重量％

优选为                             0-1重量％

Fe₂O₃                            0-1重量％

WO₃                               0-3重量％

Bi₂O₃                            0-80重量％

MoO₃                              0-3重量％

SnO₂                              0-2重量％

ZnO                                0-10重量％

优选为                             0-5重量％

PbO                                 0-70重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+BaO+PbO+Bi₂O₃达10-80重量％，以及通常浓度的澄清剂。

特别优选的是，玻璃除了不可避免的杂质之外不含有碱金属。

因此，特别优选的，硼硅酸盐玻璃作为在根据本发明所应用的发光器件中的玻璃。硼硅酸盐玻璃含有作为第一组分的SiO₂以及B₂O₃和作为其它组分的碱土金属氧化物，如CaO、MgO、SrO和BaO以及可选的碱金属氧化物，如Li₂O、Na₂O和K₂O。

具有含量为5-15重量％的B₂O₃的硼硅酸盐玻璃显示出高的化学耐久性。此外，在线性热膨胀(所谓的CTE)中通过选择组分范围，这种硼硅酸盐玻璃也可以适用于金属，例如钨或金属合金，如可伐(KOVAR)线性热膨胀。

具有含量为15-25重量％的B₂O₃的硼硅酸盐玻璃显示出良好的可加工性，以及同样良好的适应于金属钨和可伐合金(KOVAR)(Fe-Co-Ni-合金)的线性热膨胀(CTE)。

具有含量为25-35重量％范围的B₂O₃的硼硅酸盐玻璃显示出其在应用为灯玻璃时特别小的介电损耗系数tanδ，由此这种硼硅酸盐玻璃特别是根据本发明应用在灯中是有利的，该灯的电极在灯壳的外部，如无电极的气体放电灯。

根据本发明的一个实施方式，基体玻璃通常优选地含有至少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％是特别优选的。更特别优选的SiO₂最少量为57重量％。SiO₂的最高量为85重量％，特别为75重量％，其中，73重量％和特别是最大70重量％的SiO₂是完全特别优选的。此外，更特别优选的是50-70重量％和55-65重量％的范围。具有非常高的SiO₂含量的玻璃以其非常小的介电损耗系数tanδ[以10^-4的值]而显得突出，因此在考虑比值tanδ/ε’的情况下，特别适合于根据本发明所应用的具有外置电极的发光器件，如无电极的荧光灯。

根据本发明，B₂O₃的含量大于0重量％，优选为大于0.2重量％，大于2重量％或4重量％或5重量％，特别是至少10重量％或至少15重量％是有利的，其中，至少16重量％是特别优选的。B₂O₃的最大量为最大35重量％，然而最大为32重量％是有利的，其中，最大30重量％是特别优选的。

尽管本发明的玻璃在个别情况下也可以不含有Al₂O₃，但是通常含有Al₂O₃的量至少为0.1重量％，特别为0.2重量％。优选最少0.3重量％的含量，其中，最少量为0.7重量％，特别地至少1.0重量％是特别优选的。Al₂O₃的最高量为25重量％，其中，最大20重量％，优选特别是15重量％。更特别优选的是14-17重量％的范围。在一些情况下已经证实，最大量是8重量％，特别是5重量％是足够了的。

碱金属氧化物的总量优选为＜5重量％，更优选为＜1重量％。除了不可避免的杂质之外，更特别优选的是玻璃组合物不含有碱金属。Li₂O优选为0-5，特别为＜1.0重量％的量，Na₂O优选为0-3，特别为＜3.0重量％的量，以及K₂O优选为0-9重量％，特别为＜5.0重量％的量使用，其中，各自≤0.1重量％，或≤0.2重量％和特别为≤0.5重量％的最小量是优选的。

根据本发明，碱土金属氧化物Mg、Ca和Sr含有的量各自为0-20重量％，特别为0-8重量％或0-5重量％。单个碱土金属氧化物的含量，对于CaO来说最大为20重量％；然而在个别的情况下最大含量为18重量％，特别是最大为15重量％就足够了。在一些情况下，已经证实12重量％的最大含量是足够了的。尽管根据本发明的玻璃也可以不含有钙组成成分，然而根据本发明的玻璃通常含有至少1重量％的CaO，其中，优选至少2重量％，特别为至少3重量％的含量。在实际上已经证实4重量％的最小含量是适宜的。在个别情况下MgO的下限为0重量％，然而其中至少1重量％和尤其至少2重量％是优选的。在根据本发明的玻璃中MgO的最高含量为8重量％，其中，最大为7和特别地最大为6重量％是优选的。在根据本发明的玻璃中SrO可以完全没有；然而优选地含有1重量％，特别地至少为2重量％的量。

为了将tanδ和ε’的比值根据本发明调节得尽可能的小，所以该玻璃组合物含有高度可极化的元素，并以氧化物形式加入到玻璃基体中。这种氧化物形式的高度可极化的元素可以选自由下列元素氧化物组成的组：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。

优选地，玻璃组合物中含有至少一种这样的氧化物。也可以以两种或多种这些氧化物的混合物存在。因此，至少一种这样的氧化物的含量优选为＞0至80重量％，优选为5-75重量％，特别优选为10-70重量％，特别为15-65重量％的量。此外，优选为15-60重量％、20-55重量％或20-50重量％。更优选的为20-45重量％，特别为20-40重量％或20-35重量％。特别优选为不低于15重量％，特别为不低于18重量％，优选为不低于20重量％。

特别优选的是在根据本发明的玻璃组合物中含有Cs₂O、BaO、PbO、Bi₂O₃以及稀土金属氧化物氧化镧、氧化钆、氧化镱。

特别优选的是在玻璃组合物中含有至少15重量％，更优选的为18重量％，特别为20重量％，更特别优选的为大于25重量％的一种或多种氧化物形式的高度可极化元素。

CeO₂的含量优选为0-5重量％，其中，更优选为0-1重量％和特别为0-0.5重量％的量。Nd₂O₃的含量优选为0-5重量％，其中，更优选0-2重量％，特别为0-1重量％的量。特别优选Bi₂O₃的量为0-80重量％，优选为5到75重量％，特别优选为10到70重量％，特别为15到65重量％。进一步优选为15到60重量％，20到55或20到50重量％。更优选的为20到45重量％，特别为20到40重量％或20到35重量％。

因此，通过以上述令人惊奇的高含量加入至少一种这样的可极化的氧化物，可以以这种类型和方式针对性的影响玻璃性能，使得总损耗功率与通常在具有外置电极的照明装置中所使用的玻璃相比明显地降低，并且可以降低至最小值。

因此，根据本发明，所有碱土金属氧化物的总量优选为0-80重量％，特别为5-75重量％，优选为10-70重量％，特别优选为20-60重量％，完全特别优选的为20-55重量％。进一步优选20-40重量％。

玻璃可以不含有ZnO，然而优选可含有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的含量为0-5重量％，特别为0-3重量％，其中，3重量％的最高含量在许多情况下已经证实是足够的。此外，还可以含有WO₃、MoO₃，其含量独立地为0-5重量％或0-3重量％，但特别为0.1-3重量％。

当Al₂O₃+B₂O₃+Cs₂O+BaO+Bi₂O₃+PbO的总量在15-80重量％的范围内，优选为15-75重量％，特别为20-70重量％时，根据本发明已经证实是特别优选的。因为B₂O₃通常以35重量％的最大量使用，余下的45重量％分配给一种或多种可极化的氧化物BaO、Bi₂O₃、Cs₂O、PbO。

根据优选的实施方式，有利地将PbO含量调节到0-70重量％，优选为10-65重量％，更优选为15-60重量％。特别优选的为含有20-58重量％，25-55重量％，特别为35-50重量％。

根据一个特别的实施方式，当PbO含量高于50重量％时，特别是当其高于60重量％时，可以向玻璃中加入超过3重量％，特别为超过4重量％，或超过5重量％的量的碱金属，在这里，含量不应大于10重量％，其中，还是要满足比值 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5$ 或 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5\&times;{10}^{-4}$ 的要求。当根据本发明的玻璃不含有PbO时，那么根据本发明其优选不含有碱金属。

为了调节“UV-边缘”(UV-辐射的吸收)玻璃也可含有TiO₂，尽管其原则上也可以不含有TiO₂。TiO₂的最高含量首先为10重量％，特别地最高为8重量％，其中，最高为5重量％是优选的。TiO₂更优选的最小含量为1重量％。尤其是所含有的TiO₂至少80％至99％，特别为99.9或99.99％以Ti⁴⁺存在。在一些情况下已经证实99.999％的Ti⁴⁺-含量是完全有意义的，其中，优选在氧化的条件下生成熔融物。因此，在氧化的条件下特别是理解成这样的条件，此时，钛以前述所给出量的Ti⁴⁺存在或氧化到这个价态。这些氧化条件可以在熔融物中例如通过加入硝酸盐，特别是碱金属硝酸盐和/或碱土金属硝酸盐而容易地达到。也可以通过吹入氧气和/或吹入干燥的空气而实现氧化性的熔融物。此外这是可能的，即熔融物利用氧化性燃烧器控制调节，例如当熔融物料时生成氧化性熔融物。

假如玻璃组合物的TiO₂-含量＞2重量％，并且使用了具有总Fe₂O₃含量＞5ppm的物料，那么优选用As₂O₃澄清和用硝酸熔融。为了抑制在可见光区域中的玻璃变色(形成钛铁矿(FeTiO₃)-混合氧化物)，添加硝酸盐优选地加入含量＞1重量％的碱金属硝酸盐。此外，用Sb₂O₃和硝酸盐澄清也是可能的。

尽管在熔融时向玻璃中加入硝酸盐，优选以碱金属和/或碱土金属硝酸盐的形式加入，但是在成品玻璃中，澄清之后的硝酸盐浓度最大只有0.01重量％，在许多情况下最高为0.001重量％。

Fe₂O₃的含量优选为0-5重量％，其中，0-1重量％和特别为0-0.5重量％的量是优选的。MnO₂的含量为0-5重量％，其中，0-2重量％，特别为0-1重量％是优选的。组分MoO₃的含量为0-5重量％，优选为0-4重量％，As₂O₃和/或Sb₂O₃各自在根据本发明的玻璃中含有0-1重量％的量，其中，最小含量优选为0.1重量％，特别为0.2重量％。根据本发明的玻璃在一个优选的实施方式中可能含有0-2重量％的少量的SO₄ ^2-，并且Cl^-和/或F^-的量同样也各自为0-2重量％。

加入到玻璃中Fe₂O₃的量可以达到1重量％。然而，优选地该含量要低于该值。一旦含有铁，那么其通过氧化条件在熔融过程中例如通过使用含硝酸盐的原料转变成其氧化态3⁺，这样使得在可见光的波长范围内的变色最小化。Fe₂O₃含量在玻璃中优选为＜500ppm。Fe₂O₃通常以杂质存在。

特别是当添加＞1重量％含量的TiO₂时，在可见光的波长区域中，玻璃的变色特别是可以至少部分地这样避免，即玻璃熔融物基本上不含有氯化物，尤其在玻璃熔融时不加入氯化物和/或Sb₂O₃来澄清熔融物。已经发现，当不用氯化物作为澄清剂时，玻璃的变蓝，如特别在应用TiO₂时出现的玻璃的变蓝是可以避免的。根据本发明，氯化物以及氟化物的最大含量为2重量％，特别为1重量％，其中，优选最大0.1重量％的含量。

此外，已经显示，硫酸盐，如将其用作澄清剂，也如上述的试剂那样导致玻璃在可见光波长区域中的变色。因此，优选也是不用硫酸盐。根据本发明，硫酸盐的最大含量为2重量％，特别为1重量％，其中，优选最大0.1重量％的含量。在本发明的权利要求保护范围内，可以将380nm和780nm之间的波长区域理解为可见光的波长区域。

此外，对于玻璃还发现，当采用As₂O₃，也就是在氧化条件下实施澄清时，还可以进一步避免以前所述的缺点。玻璃优选地含有0.01-1重量％的As₂O₃。

已经显示，尽管玻璃在UV-辐射下抗曝晒作用是非常稳定的，但是通过较少量的PdO、PtO₃、PtO₂、PtO、RhO₂、Rh₂O₃、IrO₂和/或Ir₂O₃还可以进一步提高曝晒作用的稳定性。这些物质通常的最大含量为最大0.1重量％，优选最大为0.01重量％，其中，特别优选的是最大0.001重量％。用于此目的的最小含量通常为0.01ppm，其中，至少0.05ppm和特别至少0.1ppm是优选的。

特别地，对于具有外置电极的发光器件设计研发了上述的玻璃组合物，在这些发光器件中，不用将玻璃与电极引出线熔融在一起，也就是说，EEFL-发光装置没有电极引出线。因为对于无电极的EEFL-背光灯是借助于电场实现输入耦合的，所以以下描述的玻璃组合物同样也特别地适合，这种组合物的特点是相应的损耗系数与介电常数的比值在根据本发明的范围之内：

SiO₂                               35-65重量％

B₂O₃                              0-15重量％

Al₂O₃                                  0-20重量％

优选为                                   5-15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                      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％，特别地

BaO                                      0-10重量％

TiO₂                                    0-10重量％

优选为                                   ＞0.5-10重量％

ZrO₂                                    0-1重量％

CeO₂                                    0-0.5重量％

Fe₂O₃                                  0-0.5重量％

WO₃                                     0-2重量％

Bi₂O₃                                  0-20重量％

MoO₃                                    0-5重量％

SnO₂                                    0-2重量％

ZnO                                      0-5重量％

优选为                                   0-3重量％

PbO                                      0-70重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+BaO+PbO+Bi₂O₃为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，含量为0-80重量％，以及常用浓度的澄清剂。

此外，下列的玻璃组合物也是优选的：

SiO₂                                    50-65重量％

B₂O₃                                   0-15重量％

Al₂O₃                                  1-17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                      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％，特别地

BaO                                    20-40重量％

TiO₂                                  0-1重量％

ZrO₂                                  0-1重量％

CeO₂                                  0-0.5重量％

Fe₂O₃                                0-1重量％

优选为                                 0-0.5重量％

WO₃                                   0-2重量％

Bi₂O₃                                0-40重量％

MoO₃                                  0-5重量％

SnO₂                                  0-2重量％

ZnO                                    0-3重量％

PbO                                    0-30重量％，特别地

PbO                                    10-20重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+BaO+PbO+Bi₂O₃为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，含量为0-80重量％，以及常用浓度的澄清剂。

所有上述的玻璃组合物优选含有上述给出量的Fe₂O₃，完全特别优选的是基本上不含有Fe₂O₃。

根据另一个优选的实施方式，根据本发明的玻璃组合物由具有或不具有掺杂物的SiO₂组成。在本发明的范畴中，掺杂物就是掺杂氧化物，尤其是其各自含量已被详细列举出的氧化物。

这个根据本发明的实施方式的优选的玻璃组合物的组分范围为：

SiO₂                                   90-100重量％

TiO₂                                   0-10重量％

CeO₂                                   0-5重量％

其中通过100重量％减去所有存在的掺杂氧化物的下限得出SiO₂含量的上限，也就是说减去所有的下限的总和，当例如TiO₂的含量为5-10重量％和CeO₂的含量为2-5重量％时，计算SiO₂的上限为：100-(5+2)＝93重量％。更特别优选的是无掺杂物的纯SiO₂。

TiO₂的最高含量，特别是用于玻璃的UV-遮蔽最高含量为10重量％，其中，优选为最高8重量％，特别为最高5重量％，其中，含量也可能在1-4重量％之间。CeO₂-含量最高为5重量％，其中，也可以调节为0-4重量％，特别为0-3重量％，更优选的为1重量％以下的量。也可以含有其他已经描述过的氧化物。

用于制备SiO₂-玻璃，特别是非晶的SiO₂(硅玻璃，石英玻璃)的方法例如是：气相沉积、萃取硼硅酸盐玻璃和随后的烧结以及生成玻璃熔融物。

本发明的玻璃特别适合于-上述的SiO₂玻璃是例外-用来制备平板玻璃，特别是根据浮法制备。此外，根据本发明的玻璃适合用来制备玻璃管，其中，特别优选的是Danner-法。然而，也可以根据Velo-或A-拉伸法制备玻璃管。更特别适合的是用来制备具有至少0.5mm，特别是至少1mm直径的管以及上限最大是2cm，特别是最大1cm的管。特别优选的管直径在2-5mm之间。已经显示出，这种管具有至少0.05mm，特别为至少0.1mm的壁厚，其中，至少0.2mm是特别优选的。最大的壁厚为最多1mm，其中，优选最多＜0.8mm或＜0.7mm的壁厚。

发光器件的玻璃含有一种玻璃组合物或由这种玻璃组合物构成，此外，该玻璃组合物还具有所期望程度上的UV-遮蔽的作用。

已经显示，根据本发明的玻璃，特别是硼硅酸盐玻璃或纯的或掺杂了的SiO₂，特别适用于制备具有外置电极的发光器件的灯玻璃，特别是气体放电管以及用于EEFL-荧光灯(外置电极荧光灯)的荧光灯，特别是微型的荧光灯作为光源用于电子显示装置，如显示器和LCD-荧光屏，以及背照的显示器(被动显示器，所谓的具有背光单元的显示器)的背景照明，如计算机显示器，特别是TFT-仪，以及扫描仪，广告屏，医疗器械和航空航天设备，以及移动电话，导航技术和PDAs(个人数字助理)。对于这些应用，这种荧光灯具有非常小的尺寸，并且相应地，灯玻璃具有非常小的厚度。优选的显示器以及荧光屏是所谓的平面显示器，应用于笔记本电脑，特别是平面背光装置中。

用于具有外置电极的发光器件所提供的根据本发明的玻璃适用于例如具有外置电极的荧光灯中，其中，这种外电极可通过例如导电膏构成。

此外，优选的是这里所描述的玻璃以平板玻璃的形式应用于平面气体放电灯中。

在一个特殊的实施方式中，该玻璃应用于制备低压放电灯，特别是背光装置中。

根据本发明的第一实施方式的变化方案，至少二个发光器件优选互相平行设置，并且优选处于底板或支撑板和盖板或基板或盖片或基片之间。在支撑板中有利的是设有一个或多个凹槽，在该凹槽中放入发光器件。每个凹槽优选各有一个发光器件。一个或者多个发光器件所发射出的光被反射到显示器或屏幕上。

有利的是，根据这种方案的变化方案，在该反射的支撑板上，也就是说在一个或者多个凹槽中设有反射层，该反射层作为一种反射体，均匀地使由发光器件在衬底方向上所发射的光散射，并因此用于均匀地照亮显示器或荧光屏。

作为基板或盖板或基片或盖片，可以使用任意的用于这种目的的常用板或片，其根据体系构造和应用目的可以起作为光线分配单元或只起覆盖的作用。所以基板或盖板或基片或盖片可以是例如不透明的散射片或透明的片。

根据本发明的第一变化方案的装置优选应用于较大的显示器，如电视机。

根据本发明的第二种变化方案，相应于根据本发明系统的照明器件也可以，例如布置在光分配单元之外。那么一个或者多个照明器件，例如可以设于显示器或荧光屏外面，其中更为有利的是借助于一个作为光导体的传输光的板，即一种所谓LGP(导光板)使光线均匀地输出耦合到显示器或荧光屏上。这种传输光的板，具有例如一个粗糙表面，光线通过此表面而输出耦合。

根据本发明系统的第三变化方案，也可以使用无电极的灯系统，也就是所谓的EEFL-系统(外置电极荧光灯)。涉及到的EEFL-灯参见：Cho G.et al.，J.Phys.D：Appl.Phys.Bd.37，(2004)，S.2863-2867和Cho T.S.et al.，Jpn.J.Appl.Phys.Bd.41，(2002)，S.7518-7521，将它们的全部公开内容包含在本发明中。

在根据本发明的第三种变化方案的一种优选技术方案中，产生光的单元例如有一个封闭的腔室，其上方由一个优选带有结构的片、下方由一个支撑片以及在侧面由壁来限定。例如，照明器件，如荧光灯定位于该单元的侧面。该封闭的腔室可以例如进一步细分成各个辐射腔室，它们可能含有一种放电发光材料，这种材料例如按预定的厚度涂覆于支撑片上。根据系统的构造，一种不透明的散射片或者一种清彻透明的片或类似物也可以用作为盖板或盖片。

根据这种变化方案的根据本发明的背光装置是例如无电极的气体放电灯，也就是没有引出线，而只有外部的或外置的电极。

根据本发明的玻璃特别适用于荧光灯，该荧光灯含有Ar、Ne，以及可能的Xe和Hg。然而在一个特别的实施方式中，荧光灯不含有Hg，含有作为充填气体的Xe。发光器件的这种基于氙原子(氙灯)放电的实施方式，已经证实作为无卤素和无水银的发光器件对环境特别有益。

附图说明

以下根据附图对本发明进行详细说明。示出了：

图1一个用于微型的背照光装置的反射底板或载体板和基板的基本形式；

图2具有外电极的背照光装置；

图3侧面安装有荧光灯的显示器装置；

图4一个灯构造的示意图，该灯构造是用于在下面的实施例中的测量，以及

图5根据图4的灯的示意图的电的等效电路图(RC-元件)。

图6正弦形和方波形的、周期性的电压。

具体实施方式

在图1-3中以实施例示出了背光灯的应用，其灯体含有根据本发明的玻璃组合物，或由该玻璃组合物构成。

在图1中示出的是这种应用的一种特殊的应用，在该应用中，由根据本发明的玻璃构成的单个的微型发光材料管110互相平行地使用，并且处于具有多个凹槽150的板130中，该板在显示器上反射所发出的光线。在反射板130上方涂覆有反射层160，该反射层作为一种反射体，均匀地散射从发光材料管110、以板130的方向发射出的光线，从而用于显示器的均匀照明。这种装置优选用于较大的显示器，如电视机。

根据在图2中的实施方式，发光材料管210也处于显示器202的外部，其中，然后利用作为光导体的光传输板250，所谓的LGP(导光板)，光线均匀地通过被输出耦合到显示器

此外，也可以将其应用于这样的背照光器件，即在此器件中，发光的单元310直接位于带有结构的片315中。如在图3中所示出，这样进行结构化，即借助于平行的隆起，具有预定宽度(Wrib)的所谓阻挡层380在片中产生具有预定深度和预定宽度(d_channel或W_channel)的通道，而放电荧光材料350就置于这些通道里。这些通道与一个设有一磷化层370的片一起形成多个辐射空腔360。图3所示的背照光器件是一个无电极的气体放电灯，也就是说电极并没有引入，而只有外面的电极330a、330b。根据系统构造，图3所示的盖片410可以是一个不透明的散射片或者是一个清彻透明的片。在图3中所示的无电极的灯系统中就提到了一种所谓的EEFL-系统(外置电极荧光灯)。以上所述的装置构成了一种大的平面的背照光，因此也称之为平面背照光。

在图4中以示意图的形式示出了灯的一部分，特别是EEFL-玻璃管，在下面的实施例中对其进行测量，其中，测量结果在表9中列出。图4以示意图的形式示出了玻璃管1000的末端。该玻璃管1000包括厚度为d的玻璃，其中，该玻璃管的直径为2r。电极以1010标示，并且以长度1延伸至管1000的外侧。

在图5中示出的是根据图4的灯构造的电的等效电路图(RC-元件)。

EEFL-玻璃管的触点由圆柱体构成，其具有半径r，典型地0.3mm＜r＜10mm，玻璃管的厚度d在0.1mm＜d＜0.5mm的数量级，整个触点的高度1，其为0.5cm＜1＜5cm的数量级。在这种情况下，具有厚度为d和半径为r的板式电容器与具有半径r和高度1的圆柱体电容器一起，可以接近总电容。在图5中示出了这种几何结构。这种几何结构的总电容为：

$C=C_{\mathrm{Platte}}+C_{\mathrm{Zylinder}}={\mathrm{\&epsiv;}}_0{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}|\frac{{\mathrm{\&pi;r}}^2}{d}+\frac{2\mathrm{\&pi;l}}{\ln (1+\frac{d}{r})}|={\mathrm{\&epsiv;}}_0{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}G---\left(1\right)$

其中，最后的系数G只是几何效果，ε₀＝(μ₀c²)^-1＝8.85418710^-12AsV^-1m^-1是真空介电常数而ε′是介电常数的实部。与频率相关的这种电容器的虚拟阻抗通过下式给出：

                    X_C＝(iωC)^-1                         (2)

其中，ω＝2πν表示的是角频率， $i=\sqrt{-1}.$ 因为介电的介质是由玻璃构成的，所以，玻璃的欧姆损耗是整个放电灯损耗的主要来源。触点区域的总电阻为：

                    R＝(ωε₀ε″G)^-1                    (3)

其中，ε″-在通常的相关频率中-是介电函数的虚部。假如在触点区域施加电压，那么电阻，如在图5中所示的，平行于电容器设置，这导致阻抗Z：

                    Z^-1＝X_C ^-1+R^-1                        (4)

这种RC-元件的总的电损耗，其中欧姆电阻R比电容器的电抗大许多，R＞＞|X_C|得出如下结果：

总电流I_tot主要通过放电灯来确定。在引出帽处下降的电压，通过电容来确定：

                    U_cont＝|X_C|I_tot                      (5)

通过电阻的电流部分通过下式而预先给出：

$I_R=\frac{U_{\mathrm{cont}}}{R}=\frac{\left|X_C\right|I_{\mathrm{tot}}}{R}---\left(6\right)$

从而，这种触点的总的介电损耗是：

$P_{\mathrm{Verlust}-\mathrm{Einzel}}=I_R{U}_{\mathrm{cont}}=\frac{{X_C}^2{I_{\mathrm{tot}}}^2}{R}=\frac{{\mathrm{\&omega;\&epsiv;}}_0{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;\&prime;}G}{{\left(\mathrm{\&omega;}{\mathrm{\&epsiv;}}_0{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}G\right)}^2}---\left(7\right)$

因为EEFL-灯具有二个这种触点，所以得出的结果要乘以系数2和使用几何系数G。出于通常的介电函数的动力学的性质的原因写成ε′(ω)和ε″(ω)。

$P_{\mathrm{Verlust}}=2\frac{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;\&prime;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}{\left(\mathrm{\&omega;}\right)}^2}\frac{1}{\mathrm{\&omega;}}\frac{1}{{\mathrm{\&epsiv;}}_0}\frac{1}{\frac{{\mathrm{\&pi;r}}^2}{d}+\frac{2\mathrm{\&pi;l}}{\ln (1+\frac{d}{r})}}{I_{\mathrm{tot}}}^2---\left(8\right)$

这在应用介电损耗正切的关系tanδ＝ε″/ε′下导致：

$P_{\mathrm{Verlust}}=2\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}\frac{1}{\mathrm{\&omega;}}\frac{1}{{\mathrm{\&epsiv;}}_0}\frac{1}{\frac{{\mathrm{\&pi;r}}^2}{d}+\frac{2\mathrm{\&pi;l}}{\ln (1+\frac{d}{r})}}{I_{\mathrm{tot}}}^2---\left(9\right)$

在此得到这重要的结果，即介电损耗，与帽的几何形状无关的，与相关材料的粒度tanδ(ω)/ε′(ω)成比例。

$P_{\mathrm{Verlust}}\&ap;\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}---\left(10\right)$

可以确定的是，准确的计算，该计算不仅考虑通过电阻的电流而且考虑通过电容器的电流，得到结果：

$P_{\mathrm{Verlust}}=2\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}\frac{1}{1+{\tan }^2\mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}\frac{1}{\mathrm{\&omega;}}\frac{1}{{\mathrm{\&epsiv;}}_0}\frac{1}{\frac{{\mathrm{\&pi;r}}^2}{d}+\frac{2\mathrm{\&pi;l}}{\ln (1+\frac{d}{r})}}{I_{\mathrm{tot}}}^2---\left(11\right)$

因为tanδ在大部分玻璃中为10^-4数量级，tan²δ(ω)在大部分玻璃中实际上可以忽略不计。

以下根据实施例解释本发明，该实施例说明根据本发明的原理，但是不限制本发明。

实施例

下面给出用于具有外置电极的发光器件的玻璃体的玻璃组合物，以及各自的比值tanδ[10^-4]/DZ。DZ是介电常数。当tanδ以10^-4为单位给出时，根据本发明的总的玻璃组合物的比值比5低得多，或当tanδ以绝对单位给出时，明显低于5×10^-4，因此，比值满足所确定的要求。

表1

玻璃类型	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
								SiO2	59.90	61.25	50.60	35.00	32.10	58.00	70.20
B2O3	4.20	0.25	13.40		2.40		27.10
								Al2O3	14.30	16.50	11.80			1.50	0.70
Li2O
								Na2O						4.30
K2O				5.00	4.00	8.70	1.20
								MgO	2.50
CaO	10.30	13.40
								SrO
BaO	8.80	7.60	24.20				0.80
								ZnO
PbO				60.00	61.50	27.50

TiO2
								ZrO2		1.00
CeO2
								F
Fe2O3
								总和	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00
								Tan(δ)/DZ的比值，Tanδ为[10-4]	1.8	2.3	1.5	0.9	0.9	1.7	2.3
Tan(δ)/DZ的比值	0.00018	0.00023	0.00015	0.00009	0.00009	0.00017	0.00023

表2

玻璃类型	实施例8	实施例9	实施例10	实施例11	实施例12	实施例13	实施例14
								SiO2	59.50	57.00	60.80	61.60	63.80	64.50	5.3
B2O3	5.40	7.90	6.50	7.80	9.00	9.00	15
								Al2O3	15.50	16.80	16.00	16.20	16.50	15.50	5
Li2O
								Na2O
K2O
								MgO	5.00	5.10	5.30	2.70	4.50	2.80	3
CaO	7.20	2.10	7.40	8.20	3.00	5.00
								SrO		6.60			3.20
BaO	1.00	3.30	1.00	3.50		3.20	71.2
								ZnO	5.40		2.00
PbO
								TiO2		0.50
ZrO2	1.00	0.50	1.00
								CeO2		0.20
F
								Fe2O3							0.50
总和	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00
Tan(δ)/DZ的		2.4

比值，Tanδ为[10-4]
								Tan(δ)/DZ的比值		0.00024

以下给出了用于本发明的其他的玻璃组合物和实施例：

在下表3-8中给出了其他的玻璃组合物。在表3-7中给出了根据本发明的玻璃，在表8中给出了一个比较实施例。根据本发明的玻璃优选不含碱金属。

在表9中给出了表3和4的实施例15、16和17以及表8的比较实施例的对于玻璃组合物的EEFL-灯的介电损耗。

在表9中分别给出了25℃、150℃和250℃温度时以及10kHz、35kHz、和70kHz的激发频率时的介电损耗tanδ[10^-4]/ε’。灯的损耗功率与比值tanδ[10^-4]/ε’成比例。EEFL-灯的介电损耗是在这种假设下确定的，即灯的两端有圆柱形的电容器，如其在上述图4和图5的关系中所解释的。

此外，在表9中分别列出了在测量时所应用的参数，如灯管的半径、灯玻璃的厚度、触点的长度、几何系数和预系数等等。

当tanδ以10^-4为单位给出时，根据本发明的玻璃组合物的比值的数值全部在上限5以下，或当tanδ以绝对单位给出时，在上限5×10^-4以下，从而显示出比比较实施例明显低得多的介电损耗，据此，比较实施例的比值超过了临界上限。

所以测量证实，将损耗角tanδ和介电常数ε’的单个值独立地调节得尽可能的低不是决定性的，而是两个值必须相关。令人惊奇地根据所确定了的数值证明，由两个参数得出的比值是临界的大小，借助于该临界大小达到调节玻璃材料性能的目的，而不是单个的tanδ[10^-4]或单个的ε’可以达到的。因此，利用本发明，具有外置电极的发光器件的总损耗功率可以针对性地通过玻璃的性能而减至最小。

表3

玻璃类型	实施例15	实施例16	实施例18	实施例19	实施例20
						SiO2	59.90	61.25	50.60	35.00	32.10
B2O3	4.20	0.25	13.40		2.40
						Al2O3	14.30	16.50	11.80
Li2O
						Na2O
K2O				5.00	4.00
						MgO	2.50
CaO	10.30	13.40
						SrO
BaO	8.80	7.60	24.20
						ZnO
PbO				60.00	61.50
						TiO2
ZrO2		1.00
						CeO2
F
						Fe2O3
总和	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00

表4

玻璃类型	实施例24	实施例25	实施例26	实施例17	实施例27
						SiO2	59.50	57.00	60.80	61.60	63.80
B2O3	5.40	7.90	6.50	7.80	9.00
						Al2O3	15.50	16.80	16.00	16.20	16.50
Li2O
						Na2O
K2O
						MgO	5.00	5.10	5.30	2.70	4.50

CaO	7.20	2.10	7.40	8.20	3.00
						SrO		6.60			3.20
BaO	1.00	3.30	1.00	3.50
						ZnO	5.40		2.00
PbO
						TiO2		0.50
ZrO2	1.00	0.50	1.00
						CeO2		0.20
F
						Fe2O3
总和	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00

表5

玻璃类型	实施例21	实施例22	实施例23
				SiO2	58.00	70.20	68.40
B2O3		27.10	2.50
				Al2O3	1.50	0.70	2.20
Li2O			0.50
				Na2O	4.30		3.60
K2O	8.70	1.20	12.40
				MgO
CaO
				SrO
BaO		0.80	5.90
				ZnO
PbO	27.50
				TiO2
ZrO2
				CeO2
F			1.70
				Fe2O3			2.80
总和	100.00	100.00	100.00

表6

玻璃类型	实施例28
		SiO2	64.50

B2O3	9.00
		Al2O3	15.50
Li2O
		Na2O
K2O
		MgO	2.80
CaO	5.00
		SrO
BaO	3.20
		ZnO
PbO
		TiO2
ZrO2
		CeO2
F
		Fe2O3
总和	100.00

表7

玻璃类型	实施例29	实施例30	实施例31	实施例32
					SiO2	56.90	60.35	50.60	58.60
B2O3	4.20	0.25	13.40	7.80
					Al2O3	14.30	16.50	11.80	16.20
Li2O
					Na2O
K2O
					MgO	2.50			2.70
CaO	10.30	13.40		8.20
					SrO
BaO	8.80	7.60	24.20	3.50
					ZnO
PbO
					TiO2	3.00			3.00
ZrO2		1.00
					CeO2		0.50	0.50
SnO2		0.40	0.40
					F

Fe2O3
总和	100.00	100.00	100.90	100.00

表8

玻璃类型	比较实施例
		SiO2	71.9
B2O3	15.7
		Al2O3	4
Li2O	0.5
		Na2O	1.6
K2O	3.7
		MgO	0.4
CaO	0.7
		SrO
BaO	1
		ZnO
PbO
		TiO2	0.5
ZrO2
		CeO2
F
		Fe2O3
总和	100.00

下表9.1示出了所计算的比值tanδ/ε’(由所测得的值tanδ和ε’计算)：

表9.1

实施例15/tanδ/ε’(tanδ以[10^-4]为单位) 25℃  150℃  250℃

10kHz                                     1.3   1.7    2.5

35kHz                                     1.3   1.6    2.2

70kHz                                     1.4   1.6    2.1

实施例16/tanδ/ε’(tanδ以[10^-4]为单位) 25℃  150℃  250℃

10kHz                                     2.0   2.3    2.9

35kHz                                     2.2   2.4    2.8

70kHz                                     2.3   2.4    2.8

实施例17/tanδ/ε’(tanδ以[10^-4]为单位) 25℃  150℃  250℃

10kHz                                     3.0   4.4    11.0

35kHz                                     3.2   4.2    8.0

70kHz                                     3.4   4.2    7.3

比较实施例/tan/ε’(tanδ以[10^-4]为单位) 25℃  150℃  250℃

10kHz                                     6.9   23.7   91.1

35kHz                                     6.8   20.0   59.3

70kHz                                     6.6   18.2   47.7

数值实施例，其涉及在表9.1中的所有数值：

tanδ/ε’(tanδ以[10^-4]为单位)＝6.9(在25℃时)或tanδ作为绝对数值时tanδ/ε’＝0.00069。

由上表9.1可直接获知，根据本发明的玻璃在250℃时比比较实施例显示出直至超过20倍小的比值。

由这些比值计算具有以下所给出的参数的发光器件的各自损耗功率(P_Verlust)：

$P_{\mathrm{Verlust}}=2\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}\frac{1}{1+{\tan }^2\mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}\frac{1}{\mathrm{\&omega;}}\frac{1}{{\mathrm{\&epsiv;}}_0}\frac{1}{\frac{{\mathrm{\&pi;r}}^2}{d}+\frac{2\mathrm{\&pi;l}}{\ln (1+\frac{d}{r})}}{I_{\mathrm{tot}}}^2---\left(11\right)$

其中：

$G=\frac{1}{\frac{{\mathrm{\&pi;r}}^2}{d}+\frac{2\mathrm{\&pi;l}}{\ln (1+\frac{d}{r})}}---\left(12\right)$

I(mA)                                            7

管的半径                            r(mm)        2

玻璃厚度                            d(mm)        0.3

触点长度(mm)                        l(mm)        18

频率(kHz)                                        10

频率(kHz)                                        35

频率(kHz)                                        70

几何系数                            G(l/m)       1.17

预系数2/(2π)*G*I*I/e0(J)          2069740.52

利用以前导出的公式(11)完成准确的计算，其中，G可用上述的公式(12)代替，那么：

$P_{\mathrm{Verlust}}=2\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}\frac{1}{1+{\tan }^2\mathrm{\&delta;}\left(\mathrm{\&omega;}\right)}\frac{1}{\mathrm{\&omega;}}\frac{1}{{\mathrm{\&epsiv;}}_0}{{\mathrm{GI}}_{\mathrm{tot}}}^2$

其中

π＝3.141592654

ε₀＝8.854210^-12As/(Vm)

然后利用上述所给出的参数在下表9.2中给出了对于不同的频率102Hz、352Hz和702Hz时的损耗功率。

表9.2

实施例15：P_Verlust(mW)              25℃    150℃    250℃

10kHz                              26.9    35.2     51.7

35kHz                              7.7     9.5      13.0

70kHz                              4.1     4.7      6.2

实施例16：P_Verlust(mW)              25℃    150℃    250℃

10kHz                              41.4    47.6     60.0

35kHz                              13.0    13.9     16.6

70kHz                              6.8     7.1      8.3

实施例17：P_Verlust(mW)              25℃    150℃    250℃

10kHz                              62.1    91.1     227.7

35kHz                              18.9    24.8     47.3

70kHz                              10.1    12.4     21.6

比较实施例：P_Verlust(mW)            25℃    150℃    250℃

10kHz                              141.8   490.5    1885.5

35kHz                              40.3    118.3    350.7

70kHz                              19.5    53.8     141.0

选择应用10kHz、35kHz和70kHz的频率，是因为感兴趣的灯，特别是具有外置电极的EEFL通常在70kHz左右的频率工作。这也来源于已经引用的文献(Cho G.et al.，J.Phys.D：Appl.Phys.Bd.37，(2004)，S.2863-2867和Cho T.S.et al.，Jpn.J.Appl.Phys.Bd.41，(2002)，S.7518-7521)。也就是说，在工作条件下检测具有根据本发明的玻璃的灯。

在测量时，电压设于500V-6kV的范围，特别为2kV，优选为1kV并且在参考值之间，也就是说，例如在+2kV和-2kV之间来回变换。这种交变电压例如可以是正弦波形的、锯齿波形的、三角波形的或矩形波形的。其他的形式也是可能的。例如在图6中示出了参考值为+2kV和-2kV的正弦波形和矩形波形的电压。为了从现有的电源电压中产生高压，在前述情况下使用换流器，该换流器是一种电子构件，提供具有周期性时滞的500V至6kV范围的电压。这种换流器在灯之前先通电。

现在，由表9.1可看出，根据本发明的玻璃显示出比比较实施例的玻璃达到小36倍的损耗功率。从而可以证明，根据本发明的玻璃组合物实际上显示出了非常小的介电损耗，从而，在玻璃中的热吸收比在比较例玻璃中小得多，由此产生更好的发光装置效率以及相应更长的寿命。

EEFL的另一个问题是所谓的“针孔燃烧”，这在高压时称为击穿。假如出现这样的击穿，那么就要引起玻璃的不密封性。这在上面所引用的Cho et al的文献中已经有详细描述。现在已经令人惊奇地显示出，根据本发明的玻璃组合物，优选为在表中所列出的玻璃组合物，特别是实施例15、16和17的不含碱金属的玻璃组合物，显示出一点没有针孔燃烧现象。在所研究的玻璃中，甚至达到6kV的电压都没出现不期望的击穿。这证实了根据本发明的玻璃适用于灯领域，特别是EEFL-灯。

因此，利用本发明制备玻璃组合物，在制备该组合物时，通过调节由损耗角tanδ[10^-4]和介电常数ε’的比值可以针对性地影响玻璃性能。通过观察根据本发明的对于比值的上限5或5×10^-4，利用本发明的原理首次可以将玻璃组合物的总损耗功率降低到最小的范围，从而得到具有外置电极的发光器件的最佳的效率。

Claims (28)

1.一种用于具有外置电极的发光器件的玻璃体的玻璃组合物，其中，损耗角(tanδ[10^-4])和介电常数(ε’)的比值为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5,$ 也就是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5\&times;{10}^{-4}.$

2.根据权利要求1所述的玻璃组合物，其特征在于，所述比值为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<4,$ 也就是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<4\&times;{10}^{-4},$ 特别是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<3.5,$ 也就是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<3.5\&times;{10}^{-4}.$

3.根据权利要求1或2所述的玻璃组合物，其特征在于，所述比值为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<3,$ 也就是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<3\&times;{10}^{-4},$ 特别是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<2.5,$ 也就是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<2.5\&times;{10}^{-4}.$

4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，通过将所述比值调整为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5,$ 也就是 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5\&times;{10}^{-4},$ 通过下式得出的较小的损耗功率P_loss，使所述放电灯产生了更高的效率：

$P_{\mathrm{loss}}\&ap;2\&CenterDot;\frac{1}{\mathrm{\&omega;}\&CenterDot;{\mathrm{\&epsiv;}}_0}\&CenterDot;\frac{\tan \mathrm{\&delta;}\left[{10}^{-4}\right]}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}\&CenterDot;\frac{d}{A}\&CenterDot;I^2$

其中：

ω：角频率

tanδ[10^-4]：损耗角(以[10^-4]为单位的值)

ε’：介电常数

d：电容器的厚度(这里为：玻璃的厚度)

A：电极面积

I：电流强度

ε₀：真空介电常数＝8.8542×10^-12As/(Vm)

5.根据权利要求1至4中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，向所述玻璃基体中加入至少一种氧化物形式的高度可极化的元素。

6.根据权利要求4所述的玻璃组合物，其特征在于，所述氧化物形式的高度可极化元素选自由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的氧化物组成的组。

7.根据权利要求4至6中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述氧化物形式的一种或多种高度可极化元素的含量为至少8重量％，优选为12重量％，特别优选为15重量％，特别为20重量％或更多。

8.根据权利要求4至6中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述氧化物形式的一种或多种高度可极化元素的含量为至少20重量％，优选为25重量％，特别优选为35重量％，特别为40重量％或更多。

9.根据权利要求1至8中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃含有下列组分：

SiO₂                          55-85   重量％

B₂O₃                         ＞0-35  重量％

Al₂O₃                                   0-25    重量％

优选为                                    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％，特别地

BaO                                       0-60    重量％

TiO₂                                     0-10    重量％

优选为                                    ＞0.5-10重量％

ZrO₂                                     0-3     重量％

CeO₂                                     0-10    重量％

Fe₂O₃                                   0-3     重量％

优选为                                    0-1     重量％

WO₃                                      0-3     重量％

Bi₂O₃                                   0-80    重量％

MoO₃                                     0-3     重量％

SnO₂                                     0-2     重量％

ZnO                                       0-15    重量％

优选为                                    0-5     重量％

PbO                        0-70      重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+BaO+PbO+Bi₂O₃达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的含量为0-80重量％，以及常用浓度的澄清剂。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃含有下列组分：

SiO₂                             55-85      重量％

B₂O₃                            ＞0-35     重量％

Al₂O₃                           0-20       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％，特别地

BaO                               20-35      重量％

∑MgO+CaO+SrO+BaO                 15-70      重量％

特别地                            20-40      重量％

TiO₂                             0-10       重量％

优选为                            ＞0.5-10   重量％

ZrO₂                        0-3      重量％

CeO₂                        0-10     重量％

优选为                       0-1      重量％

Fe₂O₃                      0-1      重量％

WO₃                         0-3      重量％

Bi₂O₃                      0-80     重量％

MoO₃                        0-3      重量％

SnO₂                        0-2      重量％

ZnO                          0-10     重量％

优选为                       0-5      重量％

PbO                          0-70     重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+BaO+PbO+Bi₂O₃达10-80重量％，以及常用浓度的澄清剂。11.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃组合物，

其特征在于，所述玻璃含有下列组分：

SiO₂                        35-65     重量％

B₂O₃                       0-15      重量％

Al₂O₃                      0-20      重量％

优选为                       5-15      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           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％，特别地

BaO                          0-10      重量％

TiO₂                        0-10      重量％

优选为                       ＞0.5-10  重量％

ZrO₂                        0-1       重量％

CeO₂                        0-0.5     重量％

Fe₂O₃                      0-0.5     重量％

WO₃                         0-2       重量％

Bi₂O₃                      0-20      重量％

MoO₃                        0-5       重量％

SnO₂                        0-2       重量％

ZnO                          0-5       重量％

优选为                       0-3       重量％

PbO                          0-70      重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+BaO+PbO+Bi₂O₃达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的含量为0-80重量％，以及常用浓度的澄清剂。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃含有下列组分：

SiO₂                              50-65    重量％

B₂O₃                      0-15      重量％

Al₂O₃                     1-17      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          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％，特别地

BaO                         20-40     重量％

TiO₂                       0-1       重量％

ZrO₂                       0-1       重量％

CeO₂                       0-0.5     重量％

Fe₂O₃                     0-0.5     重量％

优选为                      0-1       重量％

WO₃                        0-2       重量％

Bi₂O₃                     0-40      重量％

MoO₃                       0-5       重量％

ZnO                         0-3       重量％

SnO₂                       0-2       重量％

PbO                         0-30      重量％，特别

地

PbO                        10-20       重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+BaO+PbO+Bi₂O₃达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的含量为0-80重量％，以及常用浓度的澄清剂。

13.根据权利要求1至12中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，在所述玻璃组合物中的碱金属含量为＜1.0重量％。

14.根据权利要求1至12中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃不含有碱金属。

15.根据权利要求1至14中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，在所述玻璃组合物中的BaO含量大于15重量％，优选为大于18重量％。

16.根据权利要求1至14中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，在所述玻璃组合物中的BaO含量大于20重量％。

17.根据权利要求1至16中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，在所述玻璃组合物中的BaO含量在20重量％和80重量％之间，优选在20和60重量％之间。

18.根据权利要求1至12和15至17中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，当所述玻璃组合物中的PbO含量大于50重量％，特别为大于60重量％时，所述碱金属含量大于3重量％，优选大于4重量％，完全特别优选为大于5重量％。

19.根据权利要求1至18中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，当所述玻璃组合物不合有PbO时，所述碱金属含量为＜1.0重量％，优选为不含有碱金属。

20.根据权利要求1至19中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，当所述玻璃组合物含有PbO时，所述BaO含量＜10重量％，优选＜5重量％，特别优选为不合有BaO。

21.根据权利要求1至8中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃含有具有掺杂氧化物或不具有掺杂氧化物的SiO₂，或由具有掺杂氧化物或不具有掺杂氧化物的SiO₂构成。

22.根据权利要求21所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃含有下列组分：

SiO₂                         90-100     重量％

TiO₂                         0-10       重量％

CeO₂                         0-5        重量％

其中，所述SiO₂-含量的上限通过这样得出，即：100重量％-(减)所有存在的氧化物(SiO₂除外)的下限。

23.根据权利要求21或22所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃由SiO₂组成。

24.根据权利要求1至23中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述发光器件是一种放电灯，特别是一种低压放电灯。

25.根据权利要求1至24中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述放电灯具有放电腔，并且所述放电室是用放电物质，如水银和/或稀土离子，和/或氙充满。

26.根据权利要求1至25中至少一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述发光器件是一种荧光灯，特别是一种EEFL-灯，一种气体放电灯，所述气体放电灯用于LCD-显示器、计算机显示器、电话显示器以及其它显示器的照明。

27.一种具有玻璃体的发光器件，其中所述玻璃体具有根据权利要求1至26中任一项所述的玻璃组合物。

28.根据权利要求27所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件是一种荧光灯，特别是一种EEFL-灯，一种气体放电灯，所述气体放电灯用于LCD-显示器、计算机显示器、电话显示器以及其它显示器的照明。

29.具有根据权利要求1至26中任一项所述的玻璃组合物的发光器件在电子装置中的应用，特别是在荧光屏和显示器中的应用，如LCD-显示器，计算机显示器，如TFT设备，电话显示器，如移动电话、扫描仪、广告屏、医疗器械和航空航天设备，以及导航技术和PDAs(个人数字助理)中的应用。

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