CN1724428A - 用于具有外置电极的发光器件的玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有外置电极的发光器件中的玻璃体的玻璃组合物，其中损耗角(因子)与介电常数之比达tanδ/ε′＜5。从而可以有目的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，尤其是EEFL荧光灯(外置电极荧光灯)的玻璃体。

背景技术

为了制造液晶显示器(LCD)、监视器(显示器)或者荧光屏，以及为了制造气体放电管，尤其是荧光灯，通常使用已知的具有吸收UV(紫外线)性能的玻璃。这种玻璃还用于背照光荧光屏(所谓的背光显示器)作为光源。对于这种应用来说，这种荧光灯应该具有非常小的尺寸，而且与之相应地，该灯玻璃的厚度极小。

在这种灯中所包含的发光气体通过借助电极所施加的电压而点燃，也就是说使之发光。通常将电极放在灯的内部，也就是说，使导电金属丝气密地引入灯玻璃。但是也可以通过外加的电场，也就是说，通过外置电极点燃该发光气体、或者位于灯内部的等离子体，而这种电极并不引入灯玻璃。

这种灯通常称之为EEFL-灯(外置电极荧光灯)。重要的是，所射入的高频能量没有或者是极微量地被灯玻璃所吸收，以使封闭在荧光灯内的发光气体被点燃。其前提是：玻璃具有极小的介电常数以及极小的介电损耗角tanδ。这里介电损耗角用作表示由玻璃在激发的介电交变场里所吸收的、并转变成损耗热的能量的值。因此对玻璃及其性能提出了非常特殊的要求。

发明内容

因此，本发明的目的是提供另外一种玻璃，其除了其它应用之外，还适用于显示器或者指示器，例如用于背照光显示器，尤其是具有外置电极的发光器件，如通过感应能够从外面点燃的、并且不需要引入到封闭式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，其性能可以被改进和优化以使尽可能少的射入高频能量被吸收，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该降至最小值。此外，该玻璃组合物应该具有良好的吸收紫外线(UV)的性能。

根据本发明，该目的是通过一种玻璃组合物来实现的，该玻璃组合物用于具有外置电极的发光器件的玻璃体，其中损耗角(因子)和介电常数之比 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5,$ 优选为＜4和＜3，特别优选为＜2和＜1.5，另外一种特别优选的实施方式为tanδ/ε′＜1。尤其是，也可以将其比值调整为＜0.7和＜0.5。

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，其中为了获得尽可能小的损耗功率P_loss，以及进而获得一尽可能高的效率，损耗角tanδ和介电常数ε′的比值不能达到一特定的上限。此时，从外面点燃等离子体，其中该玻璃起到了电容器的作用。对于在封闭玻璃管的端面具有平面电极的简单几何形状来说，可以近似地用下面的式子描述损耗功率：

$P_{\mathrm{loss}}\&ap;2\&CenterDot;\frac{1}{\mathrm{\&omega;}}\&CenterDot;\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}\&CenterDot;\frac{d}{A}\&CenterDot;I^2$

其中：

ω：角频率

tanδ：损耗角

ε′：介电常数

d：电容器厚度(这里为：玻璃厚度)

A：电极表面积，以及

I：电流强度。

因此，通过在某一范围内调整tanδ/ε′的比值，可以对玻璃性能产生针对性的影响，因而可以使所需要的总损耗功率最小化。这可以通过应用根据本发明的玻璃来实现。

根据本发明，已经令人惊奇地发现：上述目的可以以极为经济的方式、利用根据本发明的玻璃组合物来实现。这更令人惊奇地超出了人们的预想。在(通常的)玻璃中，当加上交变电压时，由于高的介电常数和高的损耗角，电能将被转变成热量，因此，在应用时，尤其用在具有外置电极的荧光管或气体发光管时，能量会有较大的损耗，并且玻璃会有极高的温升，这会引起玻璃材料的迅速腐蚀。但是已经表明的是：令人惊喜地发现本发明并不是这样的，本发明的这种玻璃很适合于这样的应用。因此，本发明尤其涉及玻璃组合物及其应用。

为了应用于具有外置电极的这种发光器件，如EEFL-荧光灯，使其比值为＜5，优选为＜4.5，特别优选为＜4.0，尤其小于3，更优选的为＜2.5，尤其在0.75-2.5的范围内可以达到特别良好的性能。进一步特别优选的是比值为＜1.0，尤其是＜0.75。

在玻璃组合物中，尤其是在硅酸盐玻璃中，这样的比值尤其可以有针对性地进行调整设定，其方法是在玻璃基体中加入氧化物形式的高度可极化元素。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。

根据本发明所应用的、以及根据本发明可得到的玻璃，优选的是具有一种相对高的介电常数(介电常数DZ)。在1MHz、25℃时，介电常数优选为＞3和＞4，尤其是在3.5至4.5的范围内，更优选为＞5和＞6，特别优选为＞8。介电损耗因子tanδ[10^-4]优选最大为120，更优选为小于100。特别优选为损耗因子小于80，其中小于50和小于30的值特别适合。进一步特别优选为小于15的值，尤其是在1和15之间的范围内的值。根据不纯度和制造方法的不同，tanδ值可以有波动变化。但重要的并不是相互独立地尽可能将损耗角tanδ和介电常数ε′的单个值调整得很低，而是使这两个值相互联系起来。事实上这两个参数的比值为关键值，借助该值可以成功地调整玻璃材料的性能。

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，尤其是一种低压放电灯。在低压灯中，例如在背光灯中使不连续的紫外线(UV)通过荧光层而部分转变成可见光。因而，该发光器件也可以是荧光灯，尤其是EEFL-灯，特别优选的是微型荧光灯。

根据本发明的发光器件采用了例如所谓的背光形式的发光器件，但是本领域的技术人员为了达到该目的也可以应用已知的任一种发光器件，例如放电灯如低压放电灯，尤其是荧光灯，特别优选的是微型荧光灯。

发光器件的玻璃体的玻璃包括一种根据本发明的玻璃组合物、或由该玻璃组合物组成。优选使用一种或多种单个的，尤其是微型发光器件，其玻璃体基本上包含有根据本发明的玻璃、或由该玻璃组成。

因此，对于具有外置电极的发光器件，如EEFL放电灯而言，该玻璃优选具有以下组分：

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％，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％，

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％、

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的含量达0-80重量％，并且还具有通常浓度的澄清剂。

根据本发明的玻璃组合物的另一优选实施方式为：

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％、尤其是

BaO                  20-35     重量％，

∑MgO+CaO+SrO+BaO    15-70     重量％、

尤其是               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％、

ZnO                0-10    重量％、

优选为             0-5     重量％，

PbO                0-70    重量％，其中

∑Al₂O₃+B2O₃+Cs₂O+BaO+PbO+Bi₂O₃达15-80重量％，

并且还具有通常浓度的澄清剂。

特别优选的是，玻璃除了不可避免的杂质之外没有碱金属。

特别优选的是，使用硼硅酸盐玻璃作为用于根据本发明所应用的发光器件的玻璃。该硼硅酸盐玻璃包含第一组分SiO₂及B₂O₃，第二组分碱土金属氧化物如CaO、MgO、SrO和BaO，以及任选的碱金属氧化物如Li₂O、Na₂O和K₂O。

具有含量为5-15重量％的B₂O₃的硼硅酸盐玻璃具有很高的化学稳定性。另外，这种硼硅酸盐玻璃也可以在线性热膨胀(所谓的CTE)中通过选择组分的范围而适应于金属，例如钨和金属合金，如可伐合金。

具有B₂O₃组分达15-25重量％的硼硅酸盐玻璃具有良好的可加工性，并且同样也在线性热膨胀(CTE)中良好地适应于金属钨和可伐合金(Fe-Co-Ni合金)。

B₂O₃含量为25-35重量％的硼硅酸盐玻璃在用作为灯玻璃时具有特别小的介电损耗因子tanδ，因此，这种玻璃尤其在根据本发明应用在灯中时是有利的，这种灯，如无电极的气体放电灯，其电极设置于灯泡壳之外。

根据本发明的一种实施方式，基体玻璃通常优选含有至少30重量％或至少40重量％的SiO₂，其中，尤其优选为含有至少50重量％，更优选为含有至少55重量％的SiO₂，特别优选的最小含量达57重量％。SiO₂的最大含量达85重量％，尤其是75重量％，其中进一步特别优选的是73重量％，尤其是最大为70％的SiO₂。此外，进一步特别优选的是在50-70重量％和55-65重量％的范围内。SiO₂含量很高的玻璃的特征是介电损耗因子tanδ较小，因此，在考虑到tanδ/ε′的比值时，其尤其适用于根据本发明所采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的含量超过0重量％，优选为大于2重量％，更优选为大于4重量％或5重量％，尤其是至少为10重量％或至少为15重量％，其中，特别优选为16重量％。B₂O₃的最高含量为最大35重量％，但优选最大为32重量％，其中，特别优选为最大30重量％。

虽然本发明的玻璃在个别情况下也可以是没有Al₂O₃的，但通常它含有最小量为0.1的Al₂O₃，尤其是0.2重量％。优选的最小含量为0.3，其中特别优选的是最小含量为0.7，尤其为1.0重量％。Al₂O₃的最高含量达25重量％，其中，优选为最大20重量％，尤其是15重量％。进一步特别优选是在14至17重量％的范围内。在一些情况下，最高含量为8重量％、尤其是5重量％，业已证实其是足够的。

碱金属氧化物之和优选为＜5重量％，更优选为＜1重量％。进一步特别优选是除了不可避免的杂质之外，玻璃组合物中没有碱金属。Li₂O的含量优选为0-5，尤其为＜1.0重量％，Na₂O的含量优选为0-3，尤其为＜3.0重量％，而K₂O的含量优选为0-9，尤其为＜5.0重量％，其中最小含量分别为≤0.1重量％，或≤0.2，尤其是≤0.5重量％。

根据本发明，碱土金属Mg、Ca和Sr的氧化物的含量分别为0-20重量％，尤其为0-8重量％，或0-5重量％。单个碱土金属氧化物的含量，对CaO来说最大为20重量％，但在一些个别情况下最大含量为18，尤其是最大为15重量％，其是足够的。在一些情况下，最大含量为12重量％，其被证实是足够的。尽管根据本发明的玻璃也可以没有钙成分，但根据本发明的玻璃通常含有至少1重量％的CaO，其中优选的含量至少为2重量％，尤其是至少3重量％。在实践中最小含量为4重量％，其被证实是有利的。MgO的下限在个别情况下为0重量％，然而优选至少为1重量％，而且优选至少为2重量％。MgO的最高含量在根据本发明的玻璃中达8重量％，其中优选为最大7，尤其是最大6重量％。SrO在根据本发明的玻璃中可以完全没有，但优选其含量为1重量％，尤其是至少为2重量％。

为了使tanδ和ε′的比值根据本发明调整得尽可能小，该玻璃组合物包含有高度可极化元素，其以氧化物形式加入在玻璃基体中。这种氧化物形式的高度可极化元素可选自由以下元素的氧化物所组成的组：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。

在玻璃组合物中优选含有至少其中一种这样的氧化物，也可以是其中两种或三种氧化物的混合物。因此，其中至少一种这样的氧化物的含量优选为＞0至80重量％之间，优选为5-75重量％，特别优选为10至70重量％，尤其是15至65重量％之间。进一步优选为15至60重量％，20至55，或者20至50重量％之间。更进一步优选为20至45重量％，尤其是20至40重量％，或者20至35重量％之间。特别优选为不小于15，尤其为不小于18，优选为不小于20重量％。

尤其优选的是，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：镧氧化物、钆氧化物、镱氧化物。

特别优选的是，在该玻璃组合物中的一种或多种氧化物形式的高度可极化元素的含量至少为15重量％，进一步优选为18重量％，尤其为20重量％，进一步特别优选为大于25重量％。

CeO₂含量优选为0-5重量％，其中，优选含量为0-1，尤其是0-0.5重量％。Nd₂O₃的含量优选为0-5重量％，其中，特别优选为0-2，尤其是0-1重量％。Bi₂O₃的含量优选为0-80重量％，更优选为5-75重量％，特别优选为10至70重量％，尤其是15至65重量％。进一步优选为15至60重量％，20-55或20-50重量％。更进一步优选为20至45重量％，尤其是20至40，或20至35重量％。

通过加入上述令人吃惊的高含量的至少一种这样的可极化氧化物，因而可以按此工艺和方式有针对性地对玻璃的性能产生影响，使总的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可以明显地减少，并降低到一个最小值。

因此，根据本发明所有碱土金属氧化物的总和优选为0-80重量％，尤其是5-75，优选为10-70重量％，特别优选为20-60重量％，进一步特别优选为20-55重量％。更进一步优选为20-40重量％。

该玻璃可以无ZnO，但优选含有一0.1重量％的最小含量和一至多为15重量％的最大含量，其中最高含量为6或3重量％还可以是完全有利的。ZrO₂的含量为0-5重量％，尤其为0-3重量％，其中最高含量为3重量％，其在许多情况下已被证实是足够的。除此之外，还可以含有WO₃和MoO₃，其含量分别独立为0-5重量％或0-3重量％，尤其是0.1-3重量％。

根据本发明业已证实为特别优选的是，如果Al₂O₃+B₂O₃+Cs₂O+BaO+Bi₂O₃+PbO之和达到15-80重量％，优选为15-75重量％，尤其是20至70重量％的话，由于B₂O₃使用的最大量通常为35重量％，因此其余的45重量％就分配于一种或多种可极化氧化物，即BaO、Bi₂O₃、Cs₂O和PbO。

根据一种优选的实施方式，更为有利地是将PbO的含量调整到0至70重量％，优选为10-65重量％，更优选为15-60重量％。特别优选的含量为20至58重量％，25至55重量％，尤其是35至50重量％。

根据一种特定的实施方式，如果PbO含量高于50重量％，尤其是高于60重量％，那么玻璃中的碱金属含量可能会大于3重量％，尤其大于4重量％，或者超过5重量％，尽管此时还满足tanδ/ε′之比＜5的要求，但其中碱金属含量不应大于10重量％。若根据本发明的玻璃不含有PbO，那么这些玻璃根据本发明应优选为没有碱金属。

该玻璃也可以含有TiO₂，用于调整“UV-边缘(UV-Kante)”(紫外线的吸收)，尽管原则上也可以不包括该组分。TiO₂的最高含量优选达到10重量％，尤其是最高为8重量％，其中优选为最高5重量％。一种TiO₂的优选最小含量为1重量％。所含有的TiO₂优选为80％至99％，尤其是99.9或99.99％为Ti⁴⁺。在某些情况下Ti⁴⁺含量为99.999％已经被证实是令人满意的，其中熔融物(熔体)优选是在氧化条件下产生的。因而，所谓氧化条件应当理解为尤其是这样的条件，此时钛(Ti)以前述含量的Ti⁴⁺存在，或者被氧化到这个价态。这种氧化条件可以容易地通过在熔融物中如加入硝酸盐，尤其是碱金属硝酸盐和/或碱土金属硝酸盐而达到。同样通过通入氧气和/或干燥空气也可以得到一种氧化的熔融物。此外还可以借助于一种氧化性的燃烧器来调整，例如在将混料熔融时产生一种氧化的熔融物。

若玻璃组合物中TiO₂的含量＞2重量％，并且使用了总Fe₂O₃含量＞5ppm的混料，那么优选用AS₂O₃来澄清，并用硝酸盐来熔融。添加硝酸盐优选用碱金属硝酸盐，含量为＞1重量％，以便抑制玻璃在可见光范围内的变色(即形成钛铁矿(llmenit)(FeTiO₃)-混合氧化物)。

尽管在熔融时，给玻璃添加硝酸盐，优选为碱金属硝酸盐和/或碱土金属硝酸盐的形式，但在澄清之后制成的玻璃中的硝酸盐浓度最大为0.01重量％，并在许多情况下最多为0.001重量％。

Fe₂O₃的含量优选达0-5重量％，其中优选为0-1，尤其是0-0.5重量％。MnO₂的含量达0-5重量％，其中优选为0-2，尤其为0-1重量％。MoO₃的含量为0-5重量％，优选为0-4重量％，而As₂O₃和/或Sb₂O₃在根据本发明的玻璃中的含量分别为0-1重量％，其中最小含量的下限优选为0.1，尤其是0.2重量％。根据本发明的玻璃在一种优选实施方式中在一定条件下其SO₄ ^2-的含量较少，为0-2重量％，并且Cl^-和/或F^-含量同样也各自为0-2重量％。

添加入玻璃的Fe₂O₃的含量可达1重量％。但优选的是含量明显低于该值。

若含有铁的话，就通过氧化性条件在熔融时例如通过加入含硝酸盐的原料使该铁转化成其氧化态3⁺的铁，从而使在可见光波长范围内的变色最小化。Fe₂O₃在玻璃中的含量优选为＜500ppm。Fe₂O₃一般作为杂质而存在。

玻璃在可见光波长范围内的变色，尤其是在添加入含量为＞1重量％的TiO₂时，可至少部分地通过如下方法来避免：玻璃熔融物中基本上不含有氯化物，尤其是在玻璃熔融过程中不添加氯化物和/或Sb₂O₃来进行澄清。已经发现，如果不用氯化物作澄清剂的话，那么就可以尤其避免如在应用TiO₂时出现的玻璃的蓝色。氯化物以及氟化物的最大含量根据本发明为2，尤其是1重量％，其中优选含量最大为0.1重量％。

此外已经表明，硫酸盐，例如将它用作澄清剂，同样也如上述的试剂那样也会引起玻璃在可见光波长范围内的变色。因此，优选的是也不用硫酸盐。硫酸盐的最大含量根据本发明为2重量％，尤其是1重量％，其中含量优选为最大0.1重量％。可见光波长范围在本发明保护的权利范围内是380nm至780nm之间的波长范围。

此外，对于玻璃来说已经发现，如果用AS₂O₃，也就是在氧化条件下实施澄清的话，那么就可以进一步避免以前所述的缺点。玻璃中AS₂O₃的含量优选为0.01-1重量％。

已经表明，尽管玻璃在UV照射时具有抗紫外线作用的稳定性，但可以通过小含量的PdO、PtO₃、PtO₂、PtO、RhO₂、Rh₂O₃、IrO₂和/或Ir₂O₃来进一步提高紫外线作用稳定性。这些物质通常的最大含量为最大0.1重量％，优选为最大0.01重量％，其中特别优选为最大0.001重量％。为此目的的最小含量通常为0.01ppm，其中优选至少为0.05ppm，尤其是至少为0.1ppm。

上面所列的玻璃组合物，尤其是设计用于具有外置电极的发光器件，在这些器件中不将电极引入线和玻璃焊(熔融)在一起，也就是说其是没有电极引入的EEFL-发光装置。由于无电极的EEFL背光装置是借助于电场来实现输入耦合的，因此以下所述的玻璃组合物同样也特别适合，这种组合物的特点是相应的损耗因子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％，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％，

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％、

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、含量为0-80重量％，还有通常浓度的澄清剂。

此外还有优选的以下玻璃组合物：

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  达 0-1       重量％，以及

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％，

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％、

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％，以及通常浓度的澄清剂。

所有上述玻璃组合物优选都包含以前所给出的所述量的FeO₃，而且进一步特别优选的是基本上没有Fe₂O₃。

根据另外一种优选的实施方式，根据本发明的玻璃组合物由带掺杂的SiO₂和无掺杂的SiO₂组成。掺杂物在本发明中就是掺杂氧化物，尤其是其各自含量已被详细列举出的氧化物。

根据本发明实施方式的玻璃组合物的优选组分范围为：

SiO₂                90-100     重量％、

TiO₂                0-10       重量％、

CeO₂                0-5        重量％。

这里得到的SiO₂含量的上限是100重量％减去所有掺杂氧化物的下限，也就是所有下限之和，如果例如TiO₂的含量达5-10重量％，而CeO₂的含量达2-5重量％，那么SiO₂含量的上限为100-(5+2)＝93重量％。进一步特别优选是无掺杂的纯SiO₂。

尤其用于玻璃的UV-遮蔽的TiO₂的最高含量达10重量％，其中也可以最多为8重量％，尤其为最多5重量％，其中含量也可以在1至4重量％之间。CeO₂的含量最多为5重量％，其中可以调整为0至4重量％，尤其为1至3重量％，再优选为＜1重量％。同样也可以含有其它已经描述过的氧化物。

用于制造SiO₂玻璃，尤其是非晶SiO₂(硅质玻璃、石英玻璃)的方法，例如是：气相沉积，萃取出硼硅酸盐玻璃，接着烧结并生成一种玻璃熔融物。

本发明的玻璃尤其适合于制造平板玻璃，特别是根据浮法进行制造，其中特别优选的是制造玻璃管。还特别适合于制造直径为至少0.5mm的管子，尤其是至少为1mm，上限最多为2cm，尤其是最多为1cm的玻璃管。特别优选的管子直径为2mm至5mm之间。业已表明，这种管子的壁厚至少为0.05mm，尤其是至少为0.1mm，其中特别优选为至少0.2mm。最大壁厚最多为1mm，其中壁厚优选为最多＜0.8mm或＜0.7mm。

发光器件的玻璃含有一种玻璃组合物、或者由这种还具有所需要程度的UV-遮蔽作用的组合物组成。

已经表明，根据本发明的玻璃，尤其是硼硅酸盐玻璃或纯的SiO₂或掺杂的SiO₂，特别适合于制造具有外置电极的发光器件用的灯玻璃，尤其是气体放电管以及EEFL荧光灯用的荧光灯(外置电极荧光灯)，尤其是微型荧光灯，尤其适用于电子显示装置如显示器和液晶(LCD)显示荧屏的背景照明，以及在背面照亮显示时(被动显示器，所谓具有背光单元的显示器)作为光源，例如象在计算机监视器，尤其是TFT设备，以及在扫描仪、发光广告牌、医疗器械和航空航天仪器，以及移动电话和PDAs(个人数码助理)中的无线电导航设备中。对于这些应用，这种荧光灯应具有很小的尺寸，而且与之相应地灯玻璃也具有极小的厚度。优选的显示器以及荧光屏是所谓的平面显示器，用在笔记本电脑尤其是平面的背光装置中。

为具有外置电极的发光器件所提出的根据本发明的玻璃用在如具有外置电极的荧光灯上，其中这些外置电极可以通过例如导电的膏状物(Paste)而构成。

此外，这里所述的玻璃优选以平板玻璃的形式应用于平面的气体放电灯。

在一特定的实施方式中，该玻璃用于制造低压放电灯，尤其是背光装置。

根据本发明的第一方案的变化方案，至少有两个发光器件优选为相互平行布置，并优选处于底板或衬底板(支撑板)和盖板或基板或基片或盖片之间。在衬底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，在该反射的衬底板上，也就是说在一个或者多个凹槽中设有反射层，它作为一种反射体，均匀地使由发光器件在衬底板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。

任意为此目的的通用板或片，可以用作为基板或盖板或基片或盖片，它根据系统构造和应用的目的可以起到光分配单元的作用或者只起到遮盖的作用。因此，基板或盖板或基片或盖片可以是诸如一不透明的散射片或者是一清彻透明的片

根据本发明的第一变化方案的装置，优选将其用于较大的显示器，例如电视机上。

根据本发明的第二种变化方案，照明器件也可以相应于根据本发明的系统，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，例如具有一个粗糙表面，光线通过此表面而输出耦合。

根据本发明系统的第三种变化方案也可以使用一种无电极的灯系统，也就是说一种所谓的EEFL-系统(外电极荧光灯)。

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、下方由一个衬底片、而在侧面由壁来限定。例如照明器件，如荧光灯定位于该单元的侧面。该封闭的腔室例如可以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衬底片上。根据系统构造的不同，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。

按此变化方案的一种根据本发明的背照光器件，例如是一种无电极的气体放电灯，也就是说电极没有引入，而只是布置在外面或外部的电极。

根据本发明的含有Ar、Ne以及可能含有Xe和Hg的玻璃适用于荧光灯。但在一特定的实施方式中，荧光灯不含有作为充入气体的Hg和Xe。基于氙原子放电(氙灯)的一种照明器件的这种实施方式已经被证实为无卤素和无水银的照明器件，其是环境友好的。

附图说明

以下将根据附图对本发明加以详细叙述。如图所示为：

图1：为用于微型背照光装置的反射底板或衬底板和基板的基本形状；

图2：为具有外置电极的一种背照光装置；以及

图3：为侧面装有荧光灯的显示器件。

具体实施方式

图1至图3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、或由该玻璃组合物组成。

图1示出了这种应用的特殊使用，在这些应用中，由本发明的玻璃所组成的各个微型发光管110相互平行地使用、并处于具有凹槽150的板130中，该板使射出的光反射到显示器上。在反射板130之上涂覆有反射层160，该反射层作为一种反射体，均匀地使由发光管110在板130方向上所发射的光散射，并因此用于显示器的均匀照亮。这种装置优选用于较大的显示器。例如用在电视机中。

根据图2所示的实施方式，也可以将发光管210设于显示器202的外面，借助于一个用作为光导体的传输光的板250，即一种所谓的LGP(导光板)使光线均匀地输出耦合到显示器上。

此外，也可以将其应用于这样的背照光器件，即在此器件中将发光的单元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。根据系统构造的不同，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。

以下根据实施例对本发明加以说明，这些实施例阐明了根据本发明的原理，但并不局限于此。

                       实施例

以下给出了用于具有外置电极的照明器件的玻璃体的玻璃组合物，并说明了各自的tanδ/DZ之比。DZ是介电常数。所有根据本发明的玻璃组合物的比值明显小于5，因而满足了规定的要求。

                       表1

	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
									59.90	61.25	50.60	35.00	32.10	58.00	70.20
	4.20	0.25	13.40		2.40		27.10
									14.30	16.50	11.80			1.50	0.70
														4.30
				5.00	4.00	8.70	1.20
									2.50
	10.30	13.40
	8.80	7.60	24.20				0.80
				60.00	61.50	27.50
		1.00
	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00
	1.8	2.3	1.5	0.9	0.9	1.7	2.3

                                      表2

	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
									59.50	57.00	60.80	61.60	63.80	64.50	5.3
	5.40	7.90	6.50	7.80	9.00	9.00	15
									15.50	16.80	16.00	16.20	16.50	15.50	5
									5.00	5.10	5.30	2.70	4.50	2.80	3
	7.20	2.10	7.40	8.20	3.00	5.00
										6.60			3.20
	1.00	3.30	1.00	3.50		3.20	71.2
									5.40		2.00
										0.50
	1.00	0.50	1.00
										0.20
															0.5
	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100
		2.4

本发明提供了一种玻璃组合物，其中通过调整损耗角tanδ和介电常数ε′的比值可以有针对性地对玻璃性能产生影响。由于注意到了使得该比值满足根据本发明的上限为5，因此可以首次利用本发明的原理，使该玻璃组合物的总损耗功率降低至一最小值，并因此在具有外置电极的照明器件中得到最佳的效率。

Claims (29)

1.一种玻璃组合物，用于具有外置电极的发光器件的玻璃体，其中损耗角(因子)和介电常数的比值为 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5.$

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＜4，尤其是＜3.5。

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＜3，尤其是＜2.5。

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 $\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}<5,$ 来实现如下式的小的损耗功率P_loss，从而使得放电灯具有高的效率：

$P_{\mathrm{loss}}\&ap;2\&CenterDot;\frac{1}{\mathrm{\&omega;}}\&CenterDot;\frac{\tan \mathrm{\&delta;}}{{\mathrm{\&epsiv;}}^{\&prime;}}\&CenterDot;\frac{d}{A}\&CenterDot;I^2$

其中：

ω：角频率

tanδ：损耗角(因子)

ε′：介电常数

d：电容器厚度(此处：为玻璃的厚度)

A：电极面积

I：电流强度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，在所述玻璃基体中加入了至少一种氧化物形式的高度可极化元素。

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中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述氧化物形式的高度可极化元素的含量至少为8重量％，优选为12％，特别优选为15％，尤其是为20重量％或者更多。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述氧化物形式的高度可极化元素的含量至少为20重量％，优选为25％、特别优选为35％，尤其是40重量％或更多。

9.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，所述玻璃包括以下组分：

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％，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％，

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％、

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的含量为0-80重量％，以及通常浓度的澄清剂。

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，所述玻璃包括以下组分：

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％，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％、

尤其为              20-40    重量％，

TiO₂               0-10     重量％、

优选达              ＞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％、

ZnO                 0-10     重量％、

优选为              0-5      重量％，

PbO              0-70    重量％，其中

∑Al₂O₃+B₂O₃+Cs₂O+BaO+PbO+Bi₂O₃达15-80重量％，

以及通常浓度的澄清剂。

11.根据权利要1至8中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃包括以下组分：

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 达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％，

TiO₂               0-10     重量％、

优选达              ＞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％、

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％，以及通常浓度的澄清剂。

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，所述玻璃包括以下组分：

SiO₂                 50-65    重量％、

B₂O₃                0-15     重量％、

Al₂O₃               0-17     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为 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％，

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％、

PbO              0-30     重量％、尤其是

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％，以及通常浓度的澄清剂。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，碱金属在所述玻璃组合物中的含量为＜1.0重量％。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃中不含有碱金属。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，BaO在所述玻璃组合物中的含量为大于15重量％，优选为大于18重量％。

16.根据权利要求1至14中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，BaO在所述玻璃组合物中的含量大于20重量％。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，BaO在所述玻璃组合物中的含量在20-80重量％之间，优选为在20-60重量％之间。

18.根据权利要求1至12和15至17中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，如果PbO在所述玻璃组合物中的含量大于50重量％，尤其是大于60重量％，那么碱金属的含量就大于3重量％，优选为大于4重量％，特别优选为大于5重量％。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，如果所述玻璃组合物不含有PbO，那么碱金属的含量＜1.0重量％，优选不含碱金属。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，如果所述玻璃组合物含有PbO，那么BaO的含量＜10重量％，优选＜5重量％，特别优选为不含BaO。

21.根据权利要1至8中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃包含带有掺杂氧化物或不带有掺杂氧化物的SiO₂，或者由带有掺杂氧化物或不带有掺杂氧化物的SiO₂组成。

22.根据权利要求21所述的玻璃组合物，其特征在于，所述玻璃包括以下组分：

SiO₂                  90-100     重量％、

TiO₂                  0-10       重量％、

CeO₂                  0-5        重量％，

其中SiO₂含量的上限这样得出：100重量％-除SiO₂以外的所有存在的氧化物的下限。

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中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，发光器件是一种放电灯，尤其是一种低压放电灯。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，放电灯包括有一个放电腔；并且所述放电腔用放电材料，如水银和/或稀土离子，和/或用氙充满。

26.根据权利要求1至25中任一项所述的玻璃组合物，其特征在于，发光器件是一种荧光灯，尤其是一种EEFL-灯，一种气体放电灯，它是用于LCD显示器、计算机监视器、电话显示器以及其它显示器的照明。

27.根据权利要求1至26中之一所述的发光器件在电子装置中的应用，尤其是在荧光屏和显示器中的应用，如LCD显示器，计算机监视器，如FTT设备、电话显示器，如移动电话，扫描器，灯光广告牌，医疗器械和航空航天的仪器，以及导航技术和在PDAs(个人数字助理)中的应用。

28.具有玻璃体的发光器件，其中所述玻璃体包括根据权利要求1至23中任一项所述的玻璃组合物。

29.根据权利要求28所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件是荧光灯，尤其是EEFL-灯、气体放电灯，是用于LCD显示器、计算机监视器、电话显示器以及用于显示器的发光装置。

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