CN1765794A - 用于外电极荧光灯的玻璃及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明记载了一种玻璃及其用于制备荧光灯、小型荧光灯、特别是EEFL灯、气体放电灯、LCD显示器、计算机监视器、电话机显示屏以及用于制备TFT显示屏的用途，所述玻璃含有如下组分：SiO2 60－85重量％，B2O30－10重量％，Al2O3 0－10重量％，Li2O 0－10重量％，Na2O 0－20重量％，K2O0－20重量％，其中Li2O+Na2O+K2O为5－25重量％，MgO 0－8重量％，CaO 0－20重量％，SrO 0－5重量％，BaO 0－5重量％，其中MgO+CaO+SrO+BaO为3－20重量％，ZnO 0－8重量％，ZrO 0－5重量％，TiO2 0－10重量％，Fe2O3 0－5重量％，CeO2 0－5重量％，MnO2 0－5重量％，Nd2O3 0－1.0重量％，WO3 0－2重量％，Bi2O3 0－5重量％，MoO3 0－5重量％，PbO 0－5重量％，As2O3 0－1重量％，Sb2O30－1重量％，其中∑Fe2O3、CeO2、TiO2、PbO＋As2O3＋Sb2O3至少为0－10重量％且PdO＋PtO3＋PtO2＋PtO＋RhO2＋Rh2O3＋IrO2＋Ir2O3为0.1重量％,SO4 2－0－2重量％,Cl－ 0－2重量％，F－ 0－2重量％。
Description
技术领域
本发明涉及钠钙玻璃用于制备荧光灯的用途。本发明还涉及一种具有很强的紫外光吸收性同时在可见光范围内的吸收率又很低的玻璃，以及这种玻璃的制备方法。
背景技术
为制备液晶显示器(LCD)、监视器或荧光屏，以及为了制备气体放电管、特别是荧光灯，通常要使用已知的具有紫外光吸收性的玻璃。这种玻璃还能在背面照射的屏幕(所谓的背投显示器)中用作光源。为适于这种应用，这类荧光灯必须具有极小的尺寸并且与此相应地，灯玻璃也只能具有极小的厚度。
这种灯具中所含的发光气体是通过利用电极施加一个电压而点着的，即点亮。电极通常放置在灯的内部，即导电金属丝以隔绝气体的方式穿过灯玻璃。但是也可以通过一个外加电场，即并非穿过灯玻璃而是加在外部的电极，来点亮发光气体或是灯内的等离子体。这种灯通常称作EEFL灯(外电极荧光灯)。其中很重要的一点是，辐射入的高频能量不能或只能极小规模地被灯玻璃吸收，用以点亮封闭在荧光灯内的发光气体。但是其前提是，玻璃具有极小的介电常数和极小的介电损耗因子tanδ。介电损耗因子可作为在受激的介电交变场中被玻璃所吸收的和转化为热损失的能量的测量尺度。
此外，当玻璃用于这种用途时，要设法使得透光率或透射率相对恒定地保持在特别是从可见光区域到波长低于400nm、特别是低于380nm的范围内。
与可见光范围内保持较高的透光率不同，紫外光范围内的透射率则要尽可能小，或者是应尽可能不让这种光透过。
气体放电管，特别是荧光灯的发射光有很强一部分都在紫外光范围内，这部分光对于周围的结构部件，如聚合物和其它合成材料有损伤作用，从而导致它们会逐渐变色或变脆，而这就会使得整个产品不可利用。强烈的紫外光作用的结果就是会在光学部件上出现浑浊，也就是所谓的起雾现象。特别有害的发射谱线是313nm处的水银发射谱线。因此，目的在于要制备这种能尽可能完全吸收这种发射谱线的玻璃。其中，要设法使波长在由可见光范围过渡到紫外光范围时，即在几个纳米范围内，透射率也能由较高转变为或多或少被完全吸收，这也称作是陡斜的紫外光边界。最大透射率和最大吸收率之间的距离越短，紫外光边界就越陡峭。
US-A5747399公开了能用于前述使用场合的荧光灯玻璃，其能吸收预想范围内的紫外光射线。但是，这种玻璃在可见光波长范围内会表现出强烈的变色现象或还可能存在的强烈的曝晒现象。通常，在原料进行熔融时就已经会产生黄棕色的变色现象了。
在未提前公开的DE-A-10325744中公开了一种强烈吸收紫外光的玻璃，其适用作荧光灯的灯玻璃、特别是用于背投显示器中作为光源的液晶显示器(LCD)的灯玻璃。这种玻璃除了突出的335nm以下紫外光光吸收性外，还具有很好的400至800nm可见光范围内的透射率，并且表现出与金属，特别是穿过的电极金属，如Fe合金、Co合金、Ni合金(例如科伐尔共膨胀合金)以及与钨和/或钼金属的良好的可熔融性。
DE-A-19842942中公开了一种含有氧化锆和氧化锂的高稳定性硼硅酸盐玻璃，其特别适用作与Fe-Co-Ni-合金形成的熔融玻璃。这种玻璃也可以含有染色成分，如Fe2O3、Cr2O3、CoO以及TiO2。
在US-A4565791中记载了一种用于眼科领域的玻璃，其具有特殊的折光系数和阿贝值，以及与此相适应的密度。这种玻璃的紫外光吸收边界在310nm至335nm之间，并且含有作为紫外光吸收剂的TiO2。为制备这种玻璃，文中明确记载了，在许多情况下都需要用氯进行澄清，因为As2O3和Sb2O3的澄清作用并不足够。最后，其中还同样记载了，尽管这种玻璃极薄，但Fe2O3和TiO2的组合仍会导致玻璃变色，因此应该仅只使用铁含量小于100ppm的石英原料。
发明内容
本发明的目的在于提供另一种玻璃，其除了其它用途外，也能用于显示器或显示屏中，特别适用于背投式显示器，以及用于液晶显示器和荧光灯。此外，该玻璃也适用于那种可通过外部感应点亮，且无需穿过周围灯玻璃的金属丝或电极的荧光灯。
另外，该玻璃同样应具有较高的紫外光阻隔性，以此使得经常是基于有机材料的显示器的液晶，以及所谓的漫射体(光漫射元件)和其它包围着灯的聚合物材料不会受到紫外光辐射的侵害，从而保证显示器或屏幕具有较长的使用寿命。因为另一方面也要求可见光要尽可能毫无遮挡地通过，所以前提条件是，使可见光范围内的高透射率(透射率＞80％或＞90％，吸收率＜20％或＜10％)能较突然地过渡为在紫外光范围内的高吸收率(吸收率＞95％或99％，优选99.9％)，也就是说，在只有几个纳米的波长内实现这一过渡，更确切地说尤其是在d＝0.2mm的如此小的玻璃厚度范围内。因此，所述玻璃应具有尽可能陡的紫外光边界，即当理想的波长在几个纳米尺度内时，透射率能尽可能快地转变为0。最大透射率和最大吸收率之间的间隔范围越小，则吸收边界就越陡峭或陡斜。
这一目的可通过权利要求中所定义的玻璃来实现。
即，本发明令人惊奇地发现，前述目的可通过一种极廉价的方法利用一种钠钙玻璃来实现。与已知情况相比极其出乎意料地是，人们发现，这类钠钙玻璃在施加交变电压时，会由于其高介电常数和高损耗角而使得电能转变为热能，从而导致在将它们用于特别是具有外加电极的荧光管或气体发光管中时，人们会预计到很可能玻璃上会产生应能造成玻璃材料同样快速腐蚀掉的高损耗和极高热量。但是，结果表明，令人惊奇地发现，情况并非如此，这种玻璃非常适合于这些应用场合。因此，本发明特别涉及将这种玻璃用于制备这种灯具体系的用途以及一种用于生产这种灯具的方法和这些玻璃的应用。
本发明发现，前述问题可通过一种如下所述的硅酸盐玻璃得以解决，所述玻璃含有最小量为至少60重量％、优选至少62重量％、特别优选至少64重量％的SiO2。而在本发明的玻璃中，SiO2的最大含量为至多85重量％、优选至多79重量％、特别优选至多75重量％。极其优选的最高含量为72重量％。
B2O3的含量为至多10重量％，尤其是至多5重量％，其中优选至多4重量％。特别优选的B2O3最大含量为至多3重量％，并且极其优选至多2重量％。在个别情况下，本发明的玻璃中也可以完全不含B2O3。但是在一优选实施方式中，其为至少0.1重量％，优选0.5重量％。特别优选的最小含量为0.75重量％，极其优选为0.9重量％。
虽然在个别情况下本发明的玻璃也可以不含Al2O3，但通常可含有至少0.1重量％、特别是0.2重量％的Al2O3。优选最少含量为0.3重量％，其中更优选为0.7重量％，特别优选至少1.0重量％的Al2O3。Al2O3的最高含量通常为10重量％，其中优选最大为8重量％。在许多情况下，最高含量为5重量％，特别是4重量％已被证明是足够的。
本发明的玻璃含有碱金属和碱土金属氧化物。其中，碱金属氧化物的总含量为至少5重量％，特别是至少6重量％，但优选为至少8重量％，特别优选碱金属氧化物的最小总含量为至少10重量％。所有碱金属氧化物的最大含量为至多25重量％，优选至多22重量％，特别优选20重量％。许多情况下，18重量％的最高含量已经证明是足够的。其中，根据本发明，Li2O的含量为0重量％至最高10重量％，并且优选最高含量为最大8重量％，特别优选最高为6重量％。K2O的含量为至少0重量％和至多20重量％，其中优选最低含量为0.01重量％，更优选为0.05重量％。在个别情况中，合适的最小含量经证实为1.0重量％。在一个优选实施方式中，K2O的最高含量为最大18重量％，并且优选最大为15重量％、特别优选最大为10重量％。许多情况下，5重量％的最大含量即经证实完全足够。
在个别情况下，Na2O的单独含量为0重量％和最大20重量％。但Na2O的含量优选为至少3重量％，更优选至少5重量％，特别优选至少8重量％，极其优选至少10重量％。在根据本发明的特别优选的实施方式中，钠的含量为至少12重量％。Na2O的优选最高含量为18重量％或16重量％，特别优选上限值为15重量％。
单个的碱土金属氧化物含量，对于CaO来说最大为20重量％；但在个别情况下，18重量％、尤其是最高15重量％的最大含量即已足够。尽管本发明的玻璃也可以不含钙成分，但是本发明的玻璃通常还是含有至少1重量％的CaO，并且优选含量为至少2重量％、特别优选至少3重量％。在实践中，比较合理的最小含量经证实为4重量％。在某些情况下，MgO的下限值为0重量％，但优选至少为1重量％、更优选至少为2重量％。在本发明的玻璃中，MgO的最高含量为8重量％，并优选最大为7重量％、更优选最大为6重量％。在本发明的玻璃中可完全不含SrO和/或BaO；但是优选含有至少一种或这两种物质，且含量为各自1重量％，优选至少2重量％。玻璃中所含的碱土金属氧化物的总量为至少3重量％和至多20重量％，其中优选最小含量4重量％，特别优选5重量％。在许多情况下，比较合理的最小含量经证实为6重量％或7重量％。碱土金属氧化物的优选最高上限含量为18重量％，更优选最大为15重量％。在某些情况下，12重量％的最大含量经足够。优选本发明的玻璃是一种钠钙玻璃。
本发明的玻璃可以不含ZnO，但优选含有ZnO最小量为0.1重量％且最大量为至多8重量％、优选至多5重量％，其中较为合理的最高含量为3重量％或2重量％。ZrO2的含量为0-5重量％，优选0-4重量％，并且在许多情况下3重量％的最高含量经证实已足够。
在一优选实施方式中，本发明玻璃的特征还在于TiO2、PbO、As2O3和/或Sb2O3的总含量为至少0.1重量％和最高2重量％，特别优选最高小于1重量％。其中优选As2O3和/或Sb2O的最小含量为至少0.01重量％，更优选至少0.05重量％且特别是至少0.1重量％。通常的最高含量为最大2重量％，优选最大1.5重量％，更优选最大1重量％和特别优选0.8重量％。尽管原则上也可以不含，只要前述其它组分的含量相应更高，但本发明的玻璃中仍然优选含有前述那些元素中的TiO2。TiO2的最高含量优选为8重量％，更优选最高5重量％。优选TiO2的最低含量为0.5重量％，且特别是1重量％。该玻璃含有0-5重量％的PbO，其中合理的最大含量为2重量％，特别合理的是最大1重量％。优选玻璃是无铅的。Fe2O3和/或CeO2的含量各为0-5重量％，优选0-1重量％且特别优选0-0.5重量％。MnO2和/或Nd2O3的含量为0-5重量％，优选0-2重量％，特别优选0-1重量％。组分Bi2O3和/或MoO3的含有量各为0-5重量％，优选0-4重量％，而在本发明的玻璃中，As2O3和/或Sb2O3的含量各为0-1重量％，其中最低含量的下限值优选为0.1重量％，特别是0.2重量％。在一优选实施方式中，本发明的玻璃在某些情况下可以含有微量的0-2重量％的SO4 2-，以及同样各为0-2重量％的Cl-和/或F-。Fe2O3、CeO2、TiO2、PbO、As2O3和Sb2O3的总量为0.1-10重量％，优选为0.3重量％或0.5-8重量％。
本发明还发现，借助于Fe2O3以协同方式可进一步调节紫外光边界。尽管对于Fe2O3已知的是其可以在可见光区域内导致基体玻璃变色并因此引起不理想的吸收可见光波长的现象，但是现已发现，在本发明方法中，如果如前所述地在本发明的玻璃组合物中进行氧化澄清，则玻璃在可见光范围内不会或至多只会微乎其微地发生变色情况。根据本发明，以这种方式就能限制玻璃中的TiO2的含量。而且，特别是在钛含量较高时，溶于基体中的TiO2会在过于缓慢的冷却和/或重新加热的过程中，例如在后续加工过程中分解为两相，这就会引起漫射透射光的丁铎尔效应。这一不利现象在本发明中可通过在氧化条件下并因此而附带降低TiO2量的情况下，向玻璃基体中添加Fe2O3而得以避免。Fe2O3的含量优选为至少50ppm，特别优选至少100ppm或以上，其中优选最小含量为120ppm或140ppm。但通常，最小含量为150ppm且特别为200ppm。Fe2O3含量的上限值可通过分别理想地调节紫外光边界和紫外光吸收性而确定。但比较合理的上限值为最高1500ppm，优选1200ppm，并且更优选上限值为1000ppm。经证实特别优选的上限值为800ppm，特别是500ppm，并且在许多情况下400ppm的最大含量即以足够。本发明还显示，通过添加约100ppm的Fe2O3可将紫外光边界向更高的波长处推进约1至1.5nm。
如果其中存在有Fe2O3，则TiO2％的最小含量为0.5重量％且特别优选为0.7重量％或0.8重量％即已完全足够。存在Fe2O3时的上限值为4.5重量％，特别是4重量％，并优选为3.5重量％。在许多情况下，3重量％、特别是2.8重量％和极其优选的2.5重量％的上限值经证实已完全足够。
此外已经表明，如果玻璃中含有总量为0.00001-0.1重量％的很少量的PdO、PtO3、PtO2、PtO、RhO2、Rh2O3、IrO2和/或Ir2O3，则就能提高本发明的玻璃的紫外光阻隔性以及曝晒稳定性。通常，这些材料的最大含量为最大0.1重量％，优选最大0.01重量％，更优选最大0.001重量％。为此目的，通常最小含量为0.01ppm，优选至少0.05ppm，更优选至少0.1ppm，特别优选含量为至少1ppm。
本发明的玻璃在直至至少260nm或270nm处，优选直至至少300nm和特别优选直至313nm处具有卓越的紫外光阻隔性。在许多情况下，利用本发明的玻璃可以得到直至320nm，特别是甚至直至335nm处的紫外光阻隔性，同时在该范围内当厚度为0.2mm时透射率＜0.1％。在特别是临界的313nm的Hg波长处，甚至该值能够达到＜0.05％。但是，如果波长高于紫外光，特别是在400-800nm的可见光区域内时，在层厚度d＝0.2mm时，本发明的玻璃能显示出卓越的至少80％，优选至少90％的透射率。
此外，该玻璃还具有特别小的最大为12的介电值DZ，优选最大10，特别优选最大9。在一优选实施方式中，本发明的玻璃具有的介电损耗因子tanδ[10-4]为至多120，优选＜100，极其优选＜80(在1MHz和25℃下测定)。
本发明的玻璃可利用常规的为技术人员熟知的熔融法来制备。但是优选借助氧化澄清法来制备。优选的澄清剂是As2O3和/或Sb2O3。在许多情况下，合乎目的的最小量为0.1重量％，优选至少0.2重量％。但在本发明的方法中也可以采用其它一些氧化澄清方法，例如借助于氧气进行，并且所述氧气必要时也可以电化学法原处产生。这样一种方法记载在例如EP-A1127851中。在一特别优选的实施方式中，熔体的氧化态可利用硝酸盐产生。优选的硝酸盐添加剂是碱金属和碱土金属硝酸盐，特别如LiNO3、NaNO3、KNO3、Mg(NO3)2、Ca(NO3)2、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2和/或ZnNO3。在生产熔体的过程中，比较合理的是将这些助剂作为初始物质通过部分取代相应碳酸钙的方式进行添加。为此，需要向熔体中添加入最大10重量％、优选最大6重量％、特别是最大5重量％的碱金属和/或碱土金属硝酸盐或ZnNO3。同时发现，通过氧化澄清作用不仅可以得到较高的紫外光阻隔性，还能使本发明的玻璃在可见光波长范围内只发生最小程度的变色。
此外，本发明还发现，如果用As2O3进行澄清，更确切地说是在氧化条件下进行澄清并且如果添加TiO2以调节紫外光边界，则可以进一步避免上述那些缺点。根据本发明也表明，如果存在有至少80％、通常是至少90％、优选至少95％和特别优选99％的TiO2作为Ti4+时，则也可以避免前述的缺点。在许多情况下，根据本发明甚至99.9％和99.99％的钛作为Ti4+存在。在某些情况下，已经证实比较理想的是含有99.999％的Ti4+。因此，所谓氧化条件在本发明中特别应理解为，其中Ti4+以前述量存在或者氧化到这一水平。根据本发明，在熔体中易于例如通过添加硝酸盐、特别是碱金属硝酸盐和/或碱土金属硝酸盐来实现这些氧化条件。也可以通过鼓入氧气和域干燥空气来得到氧化熔体。此外，在本发明方法中还可通过调节氧化燃烧器来得到氧化熔体，例如粗产品熔融。
现已表明，利用本发明的方法还可以消除玻璃基体中变色和由于曝晒而变色的坏点和缺陷点，至少是可以使其大幅度减少。
本发明的方法或玻璃可通过由普通已知的原料制备熔体的方法而得到，并且其中要以相应的碳酸盐形式且优选以硝酸盐形式添加入碱金属氧化物，如Na，K，Li。在本发明中优选避免使用卤化物和硫酸盐。但在借助于As2O3进行的氧化澄清过程中，熔体或原材料中可存在极微小量的硫酸盐，只要其含量不超过0.2摩尔％，特别是不超过0.1摩尔％。该玻璃可以以已知方法由其原料产品熔融得到，并优选借助As2O3使其澄清。本发明的方法中优选不使用Sb2O3作为澄清剂进行并优选不含有这种澄清剂。作为硝酸盐添加的碱金属氧化物或碱土金属氧化物的含量为最大8重量％，优选最大6重量％，特别为最大2重量％。但最小含量通常为至少0.1重量％，优选至少0.5重量％。在本发明的方法中，硝酸盐本身的较为合理的用量为至少0.3摩尔％，优选1摩尔％，其中通常的最大用量为6摩尔％，特别为最大5摩尔％。
在本发明方法中，澄清剂As2O3的用量为至少0.01重量％，优选至少0.05重量％，特别是至少0.1重量％。通常的最高含量为最大2重量％，特别是最大1.5重量％，更优选最大1重量％且特别优选最大0.8重量％。
能够调节紫外光吸收边界强度或锐度和位置的TiO2的含量优选为至少0.05重量％，通常至少为0.1重量％，特别优选为至少0.5重量％。在大多数情况下，经证实适合在直至至少260nm(层厚度0.2mm)处获得紫外光阻隔性的最小含量为1重量％或2重量％。为了得到直至至少310nm(层厚度0.2mm)处的阻隔性，经证实用量就要为至少4重量％，优选至少4.5重量％才足够。该波长范围内的常用最高量为6重量％，优选5.5重量％的TiO2。根据本发明，TiO2的最高用量为最大12％，通常最大为10％，尤其优选最大8％。
本发明还发现，利用Fe2O3以协同方式还能进一步调节紫外光边界。尽管对于Fe2O3已知的是其可以在可见光区域内导致基体玻璃变色并因此引起不理想的吸收可见光波长的现象，但是现已发现，在本发明方法中，如果如前所述地在本发明的玻璃组合物中进行氧化澄清，则玻璃在可见光范围内不会或至多只会微乎其微地发生变色。由于在熔融或澄清过程中的氧化条件的作用，其中所存在的铁会转化为其3+的氧化价态或避免价态发生还原。根据本发明，以这种方法也可以限制玻璃中TiO2的含量。而且，特别是在钛含量较高时，溶于基体中的TiO2会在过于缓慢的冷却和/或重新加热的过程中，例如在后续加工过程中沉淀析出，这就会引起漫射透射光的丁铎尔效应。这一不利现象在本发明中可通过在氧化条件下并因此而附带降低TiO2量的情况下，向玻璃基体中添加Fe2O3而得以避免。Fe2O3的含量优选为至少50ppm，特别优选至少100ppm或以上，极其优选最小含量为120ppm或140ppm。但通常，最小含量为150ppm且特别优选为200ppm。Fe2O3含量的上限值可通过分别理想地调节紫外光边界和紫外光吸收性而确定。但比较合理的上限值为最高1500ppm，优选1200ppm，并且更优选上限值为1000ppm。特别优选的上限值为800ppm，特别是500ppm，并且在许多情况下400ppm的最大含量即已足够。本发明还显示，通过添加约100ppm的Fe2O3可将紫外光边界向更高的波长处推进约1至1.5nm。
如果其中存在有Fe2O3，则TiO2的最小含量为0.5重量％且特别优选0.7重量％或0.8重量％即已完全足够。存在Fe2O3时的上限值为4.5重量％，特别是4重量％，并优选为3.5重量％。在许多情况下，3重量％、特别是2.8重量％和极其优选的2.5重量％的上限值经证实已完全足够。
本发明还涉及一种在可见光区域有着很小吸收率的紫外光吸收玻璃的制备方法。其中，要用具有如权利要求中所定义组成的原材料和/或旧玻璃制备熔体。本发明方法的特征在于，为此不必使用高纯度的原材料，特别是SiO2原材料，而是可以使用含有＞100ppm或500ppm，特别是＞600ppm的Fe2O3的SiO2材料。多数情况下可使用其中含量＞120ppm或＞130ppm的原材料，但在本发明的方法中也可使用150ppm或200ppm的含量。在许多情况下，甚至Fe2O3含量＞800ppm，特别是＞1000ppm直至＞12000ppm的SiO2基体材料经证实也是适用的。由于在玻璃制造中不含铁的基体材料常常成本更高昂，所以本发明的方法不仅具有惊人的技术效果，而且还能实现低成本生产。
已经表明，利用本发明的方法以及本发明的玻璃可以调节得到特别陡斜的紫外光边界，并且可以毫无困难地获得直至260nm，特别是直至270nm和直至300nm处的紫外光阻隔性。在一特别优选的实施方式中，本发明的玻璃直至320nm和特别是直至335nm处也能表现出阻隔性。利用本发明的含有As2O3和TiO2的澄清剂，可以通过添加TiO2而获得不会或只会最小程度在可见光波长范围内产生不利影响的紫外光边界。
本发明的玻璃特别适合制备平板玻璃，其中又特别优选制备管状玻璃。特别优选适用于制备具有至少0.5mm，特别是至少1mm且上限值最高为2cm，特别优选最高1cm直径的管。特别优选管直径为2mm至5mm。这种玻璃管还应具有至少0.05mm，特别是至少0.1mm，极其优选至少0.2mm的壁厚。最大壁厚为最高1mm，更优选最高＜0.8mm或＜0.7mm。
本发明的玻璃特别适合用于气体放电管以及荧光灯，特别是小型荧光灯中，并极其优选例如在手机和计算机监视器上照亮，特别是背景照亮电子显示设备，如显示器和LCD屏幕。优选的显示器以及屏幕是所谓的平板显示器，特别优选是平面背投设备。特别优选的是不含卤素的发光剂，如基于稀有气体，如氩、氖和/或氙(氙气灯)放电的那些发光剂。这些实施方式都是特别有益于环境的。
本发明的玻璃特别适用于带有外加电极的荧光灯，和用于其中电极如科伐尔共膨胀合金等与灯玻璃熔融并穿过玻璃的荧光灯。在外加电极中它们可以是例如由导电膏体构成的。
附图说明
图1a所示为附图1b中小型背投设备的反射基板或载体板和基材板的基本形状。
图2所示为具有外加电极的背投设备，
图3为侧面设置有荧光灯(1)的显示设备。
具体实施方式
在图1的一个特殊实施方式中，将玻璃用于制备低压放电灯，特别是背投设备中。该应用场合就是一种特殊的应用，其中平行依次使用各个小型发光管11并且这些管子位于板13内槽15处，该槽能够将发出的光反射到显示屏上去。在反射板13的上方覆有一层反射层16，该层能够均匀漫射光线并因此而使得显示器均匀照明。优选将该设备用于较大型的显示器中，例如电视机设备。
如图2所示，发光管21也可以安装在显示器外，然后借助于一个用作光导的光导板25，如所谓的LGP(导光板)而将光线均匀漫射在显示器上。在两种情况下，发光管可以具有外电极或内电极。
此外，还可以将用于其中的发光元件31直接装在一个经过特殊构造的盘13内的背投设备中。其中所谓的构造即借助平行突起，即所谓的具有预设宽度(W肋)的壁垒38而在盘中制造出具有预设深度和预设宽度(d槽或W槽)的孔道来，并且在该孔道内安装有放电发光物35。所述孔道与设置磷光层37的盘一起形成辐射腔36。盘体本身是侧面密封的9并且设置有贯穿的电极。这种情况，人们就称之为所谓的CCFL系统(冷阴极荧光灯)。但原则上也可以是外侧连接，即通过一个可由外加电极33a，33b制造出来的外加电场点亮等离子体(EEFL外电极荧光灯)。这种结构体构成了一种较大的平面形背投并因此也称作是平面背投器。本发明的用途涉及到的是平面背投的结构盘和/或盖板。两者共同构成了辐射腔。为制备这种结构盘，就要用常规的结构单元，例如另一种具有相应结构的辊来压制例如由辊加工而得的坯件。为此，要将所述玻璃加热至具有对此合适粘度的温度，并且温度通常在加工温度和玻璃软化点之间。于是，结构盘的结构就具有尺度为十分之几毫米(例如0.1，通常为0.3mm)至几个毫米(例如1-8mm)的深度和宽度。这种结构也可以通过其他合适的制备方法来实现，例如采用压制法、切割、拉伸、化学腐蚀或激光切割。通过某些热成型工艺，也可以直接从熔体得到理想的结构。
本发明的玻璃特别适合制备灯管玻璃，特别是EEFL荧光灯(外电极荧光灯)的灯玻璃，其优选用于成像屏、显示器如LCD或TFT设备，以及用于扫描仪、广告牌、医用器具和航空航天器设备，以及用于导航技术和移动电话和PDA(个人数字助理)中。
本发明的玻璃特别适用于其中含有Ar、Ne以及优选的Xe和可能有的Hg的荧光灯中。但特别优选的荧光灯是不含Hg发光体的并含有Xe作为填充气体。
本发明所用的以及根据本发明所得到的玻璃优选具有相对较低的介电常数(介电值DZ)。介电损耗因子tanδ[10-4]优选为至少5，更优选至少10，特别优选至少20或至少40。tanδ的较为合理的上限值通常为200或180，并优选为150，特别优选为130。
以下将根据实施例更详细地阐释本发明。
将具有以下组成的玻璃熔融并如前所述地用As2O3进行氧化澄清，然后确定该玻璃的紫外光吸收率。
透射率的测量在很快冷却的玻璃上进行，即无须精确的冷却。通过精确冷却或后续短时间的温度处理，可以进一步将紫外光边界推进到可见光波长范围内。
表1a
| 本发明玻璃1 | 本发明玻璃2 | 本发明玻璃3 | 本发明玻璃4 | 本发明玻璃5 | 对比玻璃6 | 对比玻璃6 | 对比玻璃6 | ||
| SiO2 | 68.55 | 66.50 | 66.60 | 65.00 | 67.90 | 65.10 | 64.70 | 66.50 | |
| B2O3 | 1.00 | 0.90 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.90 | ||
| Al2O3 | 4.00 | 3.88 | 0.35 | 4.00 | 4.00 | 4.00 | 4.00 | 3.88 | |
| Li2O | |||||||||
| Na2O | NaCO3 | 12.60 | 10.90 | 14.20 | 8.60 | 12.80 | 7.80 | 12.00 | 12.40 |
| Na2O | NaNO3 | 2.00 | 4.00 | 4.00 | |||||
| Na2O | NaCl | 0.80 | 0.80 | 0.50 | |||||
| K2O | 3.20 | 3.10 | 0.05 | 3.20 | 3.20 | 3.20 | 3.30 | 3.10 | |
| MgO | 2.60 | 2.50 | 4.20 | 2.60 | 2.60 | 2.60 | 2.60 | 2.50 | |
| CaO | 5.00 | 5.10 | 9.90 | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 5.10 | |
| SrO | |||||||||
| BaO | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | ||
| As2O3 | 0.05 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | |||
| Sb2O3 | 0.50 | ||||||||
| MnO2 | |||||||||
| FeO3 | 0.02 | 0.10 | 0.20 | 0.02 | |||||
| TiO2 | 1.00 | 3.00 | 4.50 | 4.50 | 0.80 | 4.50 | 4.50 | 3.00 | |
| CeO2 | |||||||||
| CoO | |||||||||
| NiO | |||||||||
| CuO | |||||||||
| F | 0.20 | 0.20 | |||||||
| Cl | |||||||||
| SO3 | |||||||||
| NO3 | |||||||||
| 总和 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| α | 9.10 | ||||||||
| Tg | 525.00 | ||||||||
| T4 | 1040.00 | ||||||||
| T＜0.1％d＝0.2mm样品未冷却 | 264nm | 297nm | 318nm | 313nm | 260nm | 317nm | 318nm | 298nm | |
| 700nm处的T(d＝0,2mm) | 91.30％ | 91.10％ | 90.90％ | 90.90％ | 88.20％ | 81.40％ | 80.90％ | 81.20％ |
玻璃6、7和8是对比实施例(用氯化物澄清)。700nm(d＝0.2nm)处的透射率明显低于90％。
表1b
| 本发明玻璃9 | 本发明玻璃10 | 本发明玻璃11 | 对比玻璃12 | 对比玻璃13 | ||
| SiO2 | 69.90 | 67.70 | 65.70 | 65.70 | 65.70 | |
| B2O3 | ||||||
| Al2O3 | ||||||
| Li2O | ||||||
| Na2O | NaCO3 | 8.00 | 4.00 | 4.00 | 2.80 | 4.00 |
| Na2O | NaNO3 | 4.00 | 4.00 | 4.00 | 4.00 | |
| Na2O | NaCl | |||||
| K2O | 8.40 | 8.40 | 8.40 | 8.40 | 8.40 | |
| MgO | ||||||
| CaO | 7.00 | 7.00 | 7.00 | 7.00 | 7.00 | |
| SrO | ||||||
| BaO | 2.10 | 2.10 | 2.10 | 2.10 | 2.10 | |
| ZnO | 4.30 | 4.30 | 4.30 | 4.30 | 4.30 | |
| PbO | ||||||
| TiO2 | 0.30 | 2.50 | 4.50 | 4.50 | 4.50 | |
| ZrO2 | ||||||
| CeO2 | ||||||
| P2O5 | ||||||
| F | ||||||
| Cl | ||||||
| As2O3 | 0.10 | 0.10 | ||||
| Sb2O3 | 0.10 | |||||
| Fe2O3 | [0.01] | [0.01] | [0.01] | [0.01] | ||
| 总和 | 100.00 | 100.10 | 100.10 | 100.00 | 100.10 |
| α | 9.40 | |||||
| Tg | 5.30 | |||||
| T4 | 1030 | |||||
| T＜0.1％d＝0.2mm样品未冷却 | 257nm | 298nm | 318nm | 314nm | 315nm | |
| 700nm处的T(d＝0,2mm) | 90.90％ | 91.00％ | 90.70％ | 81.10％ | 87.00％ |
玻璃12和13是对比实施例。玻璃12不含有澄清剂(既非As2O3也非Sb2O3)。700nm(d＝O.2mm)处的透射率明显小于90％。玻璃13含有Sb2O3作为澄清剂。700nm处的透射率＞玻璃12的，但总明显小于本发明的含有As2O3澄清剂的玻璃。
Claims (9)
1.含有如下组分的玻璃用于制备荧光灯、小型荧光灯、特别是外电极荧光灯、气体放电灯、LCD显示器、计算机监视器、电话机显示屏以及用于制备TFT显示屏的用途，该玻璃含有：
SiO2 60-85重量％
B2O3 0-10重量％
Al2O3 0-10重量％
Li2O 0-10重量％
Na2O 0-20重量％
K2O 0-20重量％，并且其中
∑Li2O+Na2O+K2O为5-25重量％，和
MgO 0-8重量％
CaO 0-20重量％
SrO 0-5重量％
BaO 0-5重量％，并且其中
∑MgO+CaO+SrO+BaO为3-20重量％，和
ZnO 0-8重量％
ZrO 0-5重量％
TiO2 0-10重量％
Fe2O3 0-5重量％
CeO2 0-5重量％
MnO2 0-5重量％
Nd2O3 0-1.0重量％
WO3 0-2重量％
Bi2O3 0-5重量％
MoO3 0-5重量％
PbO 0-5重量％
As2O3 0-1重量％
Sb2O3 0-1重量％
其中
∑Fe2O3，CeO2，TiO2，PbO+As2O3+Sb2O3
至少为 0-10重量％，
其中
∑PdO+PtO3+PtO2+PtO+RhO2+Rh2O3+IrO2+Ir2O3
为 0.1重量％，以及
SO4 2- 0-2重量％
Cl- 0-2重量％
F- 0-2重量％。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，玻璃的介电损耗因子tanδ[10-4]为5-200。
3.用于制备紫外光吸收玻璃，特别是用于荧光灯的玻璃的方法，其中包括制备一种具有如下组成的熔体，
SiO2 60-85重量％
B2O3 0-10重量％
Al2O3 0-10重量％
Li2O 0-10重量％
Na2O 0-20重量％
K2O 0-20重量％，并且其中
∑Li2O+Na2O+K2O为5-25重量％，和
MgO 0-8重量％
CaO 0-20重量％
SrO 0-5重量％
BaO 0-5重量％，并且其中
∑MgO+CaO+SrO+BaO为3-20重量％，和
ZnO 0-8重量％
ZrO 0-5重量％，以及
TiO2 0-10重量％
Fe2O3 0-5重量％
CeO2 0-5重量％
MnO2 0-5重量％
Nd2O3 0-1.0重量％
WO3 0-2重量％
Bi2O3 0-5重量％
MoO3 0-5重量％
PbO 0-5重量％
As2O3 0-1重量％
Sb2O3 0-1重量％
其中
∑Fe2O3，CeO2，TiO2，PbO+As2O3+Sb2O3
至少为 0.1-10重量％，
其中
∑PdO+PtO3+PtO2+PtO+RhO2+Rh2O3+IrO2+Ir2O3
为 0.00001-0.1重量％，以及
SO4 2- 0-2重量％
Cl- 0-2重量％
F- 0-2重量％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，TiO2的含量为0.1-10重量％，Fe2O3含量为0.005-0.5重量％和/或CeO2的量为0-0.5重量％，优选＜300ppm。
5.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，玻璃材料在氧化条件下熔融和/或澄清。
6.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，玻璃在添加有碱金属硝酸盐和/或碱土金属硝酸盐的条件下熔融。
7.由如权利要求3-6所述的方法得到的玻璃。
8.如权利要求7的玻璃，其特征在于，在厚度为0.2mm的条件下，其在260nm处的透射率为≤0.1％。
9.如权利要求7或8所述的玻璃，其特征在于，在313nm处和在厚度为0.2mm的条件下，该玻璃具有≤0.1％的透射率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20060503 |