DE202005004459U1

DE202005004459U1 - Glas für Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden

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Publication number: DE202005004459U1
Application number: DE202005004459U
Authority: DE
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2005-03-19
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2015-03-20
Also published as: TWI391355B; JP2006028011A; KR20060050053A; US20060010917A1; TW200602282A; KR101233113B1

Abstract

Glaszusammensetzung für einen Glaskörper eines Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden, worin der Quotient aus dem Verlustwinkel und der Dielektrizitätskonstante

beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Glas für einen Glaskörper von Leuchtmitteln mit außenliegenden Elektroden, wie beispielsweise eine Fluoreszenzlampe, insbesondere eine EEFL-Fluoreszenzlampe.
Zur Herstellung von Flüssigkristallanzeigen (LCD), Monitoren, bzw. Bildschirmen, sowie zur Herstellung von Gasentladungsröhren, insbesondere von Fluoreszenzleuchten, werden üblicherweise an sich bekannte Gläser mit UV-absorbierenden Eigenschaften verwendet. Derartige Gläser werden unter anderem bei rückseitig beleuchteten Bildschirmen (sog. Backlight Displays) als Lichtquelle verwendet. Für diese Anwendung sollten derartige Fluoreszenzleuchten nur sehr geringe Dimensionen aufweisen und dementsprechend hat das Lampenglas nur eine äußerst geringe Dicke.
Das in derartigen Lampen enthaltene Leuchtgas wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung mittels Elektroden gezündet, d. h. zum Leuchten gebracht. Üblicherweise werden dabei die Elektroden im Inneren der Lampe angeordnet, d. h. dass ein elektrisch leitender Metalldraht gasdicht durch das Lampenglas hindurchgeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, das Leuchtgas bzw. das im Inneren der Lampe vorliegende Plasma durch ein außen angelegtes elektrisches Feld, d. h. durch außen liegende Elektroden zu zünden, welche nicht durch das Lampenglas hindurchgeführt sind.
Derartige Lampen werden üblicherweise als EEFL-Lampen (external electrode fluorescent lamp) bezeichnet. Dabei ist es wichtig, dass die eingestrahlte Hochfrequenzenergie nicht oder nur in einem geringfügigen Maße vom Lampenglas absorbiert wird, um das in der Fluoreszenzlampe eingeschlossene Leuchtgas zum Zünden zu bringen. Dies setzte bisher voraus, dass das Glas eine äußerst geringe Dielektrizitätskonstante sowie einen äußerst geringen dielektrischen Verlustwinkel tan δ aufweist. Dabei dient der dielektrische Verlustwinkel als Maß für die vom Glas im angeregten dielelektrischen Wechselfeld absorbierte und in Verlustwärme umgewandelte Energie. Demnach werden ganz besondere Anforderungen an das Glas und dessen Eigenschaften gestellt.
Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Glas bereitzustellen, welches neben anderen Anwendungen auch für Displays bzw. Anzeigen, beispielsweise für rückwärtig beleuchtete Displays, insbesondere Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, wie Fluoreszenzlampen, die durch Induktion von außen gezündet werden können und keine durch das umschließende Lampenglas hindurch geführte Metalldrähte bzw. Elektroden benötigen, geeignet sein soll. Hierbei sollte ein Glas zur Verfügung gestellt werden, dessen Eigenschaften derart modifiziert und optimiert werden können, dass möglichst wenig eingestrahlte Hochfrequenzenergie absorbiert wird, d.h. die Gesamtverlustleistung eines Lampenglases eines Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden sollte auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Zusätzlich soll die Glaszusammensetzung gute UV-absorbierende Eigenschaften aufweisen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Glaszusammensetzung für einen Glaskörper eines Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden, worin der Quotient aus dem Verlustwinkel und der Dielektrizitätskonstante
, bevorzugt < 4 und < 3, ganz besonders bevorzugt < 2 und < 1,5 eine ganz besonders bevorzugte Ausführung besitzt einen tan δ / ε' von < 1. beträgt.
Die Erfindung betrifft somit ein Glas für einen Glaskörper eines Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden, bei dem um eine möglichst geringe Verlustleistung P_loss und damit einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erhalten, der Quotient aus dem Verlustwinkel tan δ und der Dielekrizitätszahl ε' eine bestimmte Obergrenze nicht erreichen darf. Das Plasma wird hierbei von außen gezündet, wobei das Glas als Kondensator fungiert. Für eine einfache Geometrie mit planaren Elektroden an den Stirnflächen eines geschlossenen Glasrohres kann die Verlustleistung näherungsweise beschrieben werden durch:
wobei gilt:

ω:: Kreisfrequenz
tan δ:: Verlustwinkel
ε':: Dielektrizitätszahl
d:: Dicke des Kondensators (hier: Dicke des Glases)
A:: Elektrodenfläche und
l:: Stromstärke.

Es wird demnach durch Einstellung des Quotienten tan δ / ε' in einem bestimmten Bereich gezielt Einfluss auf die Glaseigenschaften genommen, wodurch die erwünschte Gesamtverlustleistung minimiert werden kann. Dies kann durch Verwendung der erfindungsgemäßen Gläser erreicht werden.
Erfindungsgemäß wurde in überraschender Weise gefunden, dass das zuvor genannte Ziel auf äußerst kostengünstige Weise mit den erfindungsgemäßen Glaszusammensetzungen gelöst werden kann. Dies ist um so überraschender, als man erwarten würde, dass bei derartigen Gläser bei angelegter Wechselspannung aufgrund der hohen Dielektrizitätskonstanten und aufgrund des hohen Verlustwinkels die elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird, so dass für ihre Verwendung insbesondere in Fluoreszenz- bzw. Gasleuchtröhren mit außen angeordneten Elektroden ein hoher Verlust, sowie eine äußerst hohe Erwärmung des Glases zu erwarten wäre, die zu einer ebenfalls raschen Korrosion des Glasmaterials führen sollte. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dies überraschenderweise nicht der Fall ist und dass sich ein derartiges Glas sehr wohl für solche Anwendungen eignet. Die Erfindung betrifft daher insbesondere die Glaszusammensetzungen und deren Verwendung.
Zur Verwendung für ein derartiges Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, wie beispielsweise einer EEFL-Fluoreszenzlampe, liegt der Quotient bei, < 5, bevorzugt < 4,5, besonders bevorzugt < 4,0, insbesondere < 3, noch bevorzugter < 2,5. Besonders gute Eigenschaften werden im Bereich von 0,75 – 2,5 erzielt. Ganz besonders bevorzugt ist der Quotient < 1,0, insbesondere < 0,75.
Insbesondere kann ein derartiger Quotient in einer Glaszusammensetzung, insbesondere in Silikatgläsern, gezielt eingestellt werden, indem hoch polarisierbare Elemente in oxidischer Form in die Glasmatrix eingebaut werden. Dies sind z.B. die Oxide von Ba, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu.
Die erfindungsgemäß verwendeten sowie die erfindungsgemäß erhältlichen Gläser weisen vorzugsweise eine relativ hohe dielektrische Konstante (Dielektrizitätszahl DZ) auf. Dabei beträgt die Dielektrizitätszahl bei 1 MHz bei 25°C bevorzugt > 3 und > 4 bevorzugt > 5 und > 6 ganz besonders bevorzugt > 8. Der dielektrische Verlustfaktor tan δ [10^–4] beträgt bevorzugt maximal 120 und vorzugsweise weniger als 100. Besonders bevorzugt sind Verlustfaktoren unter 80, wobei Werte unter 50 und unter 30 besonders geeignet sind. Ganz besonders bevorzugt sind Werte unterhalb 15. Entscheidend ist jedoch nicht, die Einzelwerte von Verlustwinkel tan δ und der Dielekrizitätszahl ε' unabhängig voneinander möglichst niedrig einzustellen, sondern die beiden Werte miteinander in Beziehung zu setzen. Tatsächlich stellt der Quotient aus beiden Parametern die kritische Größe dar, mit deren Hilfe die Einstellung der Glasmaterialeigenschaften gelingt.
Das Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden ist bevorzugt eine Entladungslampe, wie eine Gasentladungslampe, insbesondere eine Niederdruckentladungslampe. Bei Niederdrucklampen, beispielsweise bei Backlightlampen, werden die diskreten UV-Linien durch Fluoreszenzschichten teilweise ins Sichtbare konvertiert. Daher kann das Leuchtmittel auch eine Fluoreszenzlampe, insbesondere eine EEFL-Lampe, ganz besonders bevorzugt eine miniaturisierte Fluoreszenzlampe sein.
Als das erfindungsgemäß eingesetzte Leuchtmittel, beispielsweise in Form eines so genannten Backlights, kann jedes dem Fachmann für diesen Zweck bekannte Leuchtmittel eingesetzt werden, wie zum Beispiel eine Entladungslampe, wie eine Niederdruckentladungslampe, insbesondere eine Fluoreszenzlampe, ganz besonders bevorzugt eine miniaturisierte Fluoreszenzlampe.
Das Glas des Glaskörpers des Leuchtmittels enthält eine erfindungsgemäße Glaszusammensetzung oder besteht aus dieser. Bevorzugt werden ein oder mehrere einzelne, insbesondere miniaturisierte Leuchtmittel verwendet, deren Glaskörper die erfindungsgemäßen Gläser im wesentlichen enthält oder aus diesen besteht.

Für ein Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, wie eine EEFL-Entladungslampe, weist das Glas daher bevorzugt folgende Zusammensetzung auf:

SiO₂	55 – 85 Gew.-%
B₂O₃	> 0 – 35 Gew.-%
Al₂O₃	0 – 25 Gew.-%,
bevorzugt	0 – 20 Gew.-%,
Li₂O	< 1,0 Gew.-%
Na₂O	< 3,0 Gew.-%
K₂O	< 5,0 Gew.-%, wobei die
Σ Li₂O + Na₂O + K₂O	< 5,0 Gew.-% beträgt, und
MgO	0 – 8 Gew.-%
CaO	0 – 20 Gew.-%
SrO	0 – 20 Gew.-%
BaO	0 – 80 Gew.-%, insbesondere

BaO	0 – 60 Gew.-%,
TiO₂	0 – 10 Gew.-%,
bevorzugt	> 0,5 – 10 Gew.-% beträgt,
ZrO₂	0 – 3 Gew.-%
CeO₂	0 – 10 Gew.-%
Fe₂O₃	0 – 3 Gew.-%,
bevorzugt	0 – 1 Gew.-%,
WO₃	0 – 3 Gew.-%
Bi₂O₃	0 – 80 Gew.-%
MoO₃	0 – 3 Gew.-%,
ZnO	0 – 15 Gew.-%,
bevorzugt	0 – 5 Gew.-%,
PbO	0 – 70 Gew.-%, wobei

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + BaO + PbO + Bi₂O₃ 15–80 Gew.-% beträgt,
wobei Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu in oxidischer Form in Gehalten von 0 – 80 Gew.-% vorliegen, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.

Eine weiterhin besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzung ist:

SiO₂	55 – 85 Gew.-%
B₂O₃	> 0 – 35 Gew.-%
Al₂O₃	0 – 20 Gew.-%
Li₂O	< 0,5 Gew.-%
Na₂O	< 0,5 Gew.-%
K₂O	< 0,5 Gew.-%, wobei die
Σ Li₂O + Na₂O + K₂O	< 1,0 Gew.-% beträgt, und
MgO	0 – 8 Gew.-%
CaO	0 – 20 Gew.-%

SrO	0 – 20 Gew.-%
BaO	15 – 60 Gew.-%, insbesondere
BaO	20 – 35 Gew.-%, wobei die
Σ MgO + CaO + SrO + BaO	15 – 70 Gew.-%
insbesondere	20 – 40 Gew.-% beträgt, und
TiO₂	0 – 10 Gew.-%,
bevorzugt	> 0,5 – 10 Gew.-% beträgt,
ZrO₂	0 – 3 Gew.-%
CeO₂	0 – 10 Gew.-%,
bevorzugt	0 – 1 Gew.-%,
Fe₂O₃	0 – 1 Gew.-%
WO₃	0 – 3 Gew.-%
Bi₂O₃	0 – 80 Gew.-%
MoO₃	0 – 3 Gew.-%,
ZnO	0 – 10 Gew.-%,
bevorzugt	0 – 5 Gew.-%,

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + Cs₂O + BaO + PbO + Bi₂O₃ 15–80 Gew.-% beträgt, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.

Besonders bevorzugt ist das Glas bis auf unvermeidbare Verunreinigungen frei von Alkalien.
Besonders bevorzugt sind als Gläser für die Verwendung in den erfindungsgemäß verwendeten Leuchtmitteln demnach Borosilikatgläser. Borosilikatgläser umfasse als erste Komponente SiO₂ sowie B₂O₃ und als weitere Komponente Erdalkalioxic wie z.B. CaO, MgO, SrO und BaO und optional Alkalioxid, wie z.B. Li₂O, Na₂O und K₂O.
Borosilikatgläser mit einem Gehalt von B₂O₃ zwischen 5 und 15 Gew.-% zeigen eine hohe chemische Beständigkeit. Des weiteren können derartige Borosilkatgläser auch in der thermischen Längenausdehnung (sog. CTE) durch die Wahl des Zusammensetzungsbereiches an Metalle, beispielsweise Wolfram oder Metalllegierungen, wie KOVAR, angepasst werden.
Borosilikatgläser mit einem Gehalt von B₂O₃ zwischen 15 und 25 Gew.-% zeigen eine gute Prozessierbarkeit sowie ebenfalls eine gute Anpassung der thermischen Längenausdehnung (CTE) an das Metall Wolfram und die Legierung KOVAR (Fe-Co-Ni-Legierung).
Borosilikatgläser mit einem B₂O₃-Gehalt im Bereich von 25 – 35 Gew.-% zeigen bei Verwendung als Lampenglas einen besonders geringen dielektrischen Verlustfaktor tan 6, wodurch diese insbesondere für den erfindungsgemäßen Einsatz in Lampen, deren Elektroden außerhalb des Lampenkolbens angebracht werden, wie elektrodenlosen Gasentladungslampen, vorteilhaft sind.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Grundglas üblicherweise bevorzugt mindestens 30 Gew.-% bzw. mindestens 40 Gew.-% SiO₂, wobei mindestens 50 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 55 Gew.-% insbesondere bevorzugt sind. Eine ganz besonders bevorzugte Mindestmenge an SiO₂ beträgt 57 Gew.-%. Die Höchstmenge an SiO₂ beträgt 85 Gew.-%, insbesondere 75 Gew.-%, wobei 73 Gew.-% und insbesondere maximal 70 Gew.-% SiO₂ ganz besonders bevorzugt sind. Weiterhin ganz besonders bevorzugt sind die Bereiche von 50 – 70 Gew.-% und von 55 – 65 Gew.-%. Gläser mit einem sehr hohen SiO₂-Gehalt zeichnen sich durch einen geringen dielektrischen Verlustfaktor tan δ aus und sind daher bei Berücksichtigung des Quotienten tan δ / ε' insbesondere für die erfindungsgemäß verwendeten Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, wie elektrodenlose Fluoreszenzlampen, geeignet.
B₂O₃ ist erfindungsgemäß in einer Menge von mehr als 0 Gew.-%, bevorzugt mehr als 2 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 4 Gew.-% oder 5 Gew.-% und insbesondere mindestens 10 Gew.-% oder mindestens 15 Gew.-% enthalten, wobei mindestens 16 Gew.-% besonders bevorzugt ist. Die Höchstmenge an B₂O₃ beträgt maximal 35 Gew.-%, vorzugsweise jedoch maximal 32 Gew.-%, wobei maximal 30 Gew.-% besonders bevorzugt ist.
Obwohl das Glas der Erfindung in einzelnen Fällen auch frei von Al₂O₃ sein kann, so enthält es doch üblicherweise Al₂O₃ in einer Mindestmenge von 0,1, insbesondere 0,2 Gew.-%. Bevorzugt ist ein Mindestgehalt von 0,3, wobei Mindestmengen von 0,7, insbesondere mindestens 1,0 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Die Höchstmenge an Al₂O₃ beträgt 25 Gew.-%, wobei maximal 20 Gew.-%, insbesondere 15 Gew.-% bevorzugt sind. Ganz besonders bevorzugt sind Bereiche von 14 bis 17 Gew.-%. In einigen Fällen hat sich eine Höchstmenge von 8 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% als ausreichend erwiesen.
Die Summe der Alkalioxide beträgt bevorzugt < 5 Gew.-%, bevorzugt < 1 Gew.-%. Ganz besonders bevorzugt ist die Glaszusammensetzung frei von Alkali, bis auf unvermeidbare Verunreinigungen. Li₂O wird bevorzugt in einer Menge von 0 – 5, insbesondere < 1,0 Gew.-%, Na₂O wird bevorzugt in einer Menge von 0 – 3, insbesondere < 3,0 Gew.-%, und K₂O wird bevorzugt in einer Menge von 0 – 9, insbesondere < 5,0 Gew.-%, eingesetzt, wobei eine Mindestmenge von jeweils ≤ 0,1 Gew.-%, bzw. ≤ 0,2 und insbesondere ≤ 0,5 Gew.-% bevorzugt ist.
Die Erdalkalioxide Mg, Ca und Sr sind erfindungsgemäß jeweils in einer Menge von 0 – 20 Gew.-% und insbesondere in einer Menge von 0 – 8 Gew.-% bzw. 0 – 5 Gew.-% enthalten. Der Gehalt der einzelnen Erdalkalioxide beträgt für CaO maximal 20 Gew.-%; in Einzelfällen sind jedoch Maximalgehalte von 18, insbesondere maximal 15 Gew.-% ausreichend. In etlichen Fällen hat sich ein Maximalgehalt von 12 Gew.-% als ausreichend erwiesen. Obwohl das erfindungsgemäße Glas auch frei von Calciumbestandteilen sein kann, so enthält das erfindungsgemäße Glas jedoch üblicherweise mindestens 1 Gew.-% CaO, wobei Gehalte von mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-% bevorzugt sind. In der Praxis hat sich ein Mindestgehalt von 4 Gew.-% als zweckmäßig erwiesen. Die Untergrenze für MgO beträgt in Einzelfällen 0 Gew.-%, wobei jedoch mindestens 1 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 2 Gew.-% bevorzugt sind. Der Höchstgehalt an MgO im erfindungsgemäßen Glas beträgt 8 Gew.-%, wobei maximal 7 und insbesondere maximal 6 Gew.-% bevorzugt sind. SrO kann im erfindungsgemäßen Glas völlig entfallen; vorzugsweise ist es jedoch in einer Menge von 1 Gew.-%, insbesondere mindestens 2 Gew.-% enthalten.
Um den Quotienten aus tan δ und ε' erfindungsgemäß möglichst klein einzustellen, enthält die Glaszusammensetzung hoch polarisierbare Elemente in oxidischer Form, eingebaut in die Glasmatrix. Derartige hochpolarisierte Element in oxidischer Form können ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus den Oxiden von Ba, Cs, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu.
Bevorzugt ist mindestens eines dieser Oxide in der Glaszusammensetzung enthalten. Es können auch Mischungen von zwei oder mehreren dieser Oxide vorliegen. Mindestens eines dieser Oxide ist daher bevorzugt in einer Menge von > 0 bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 75, besonders bevorzugt 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 15 bis 65 Gew.-% enthalten. Weiterhin bevorzugt sind 15 bis 60 Gew.-%, 20 bis 55 oder 20 bis 50 Gew.-%. Noch bevorzugter sind 20 bis 45 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-% oder 20 bis 35 Gew.-%. Besonders bevorzugt werden 15, insbesondere 18, bevorzugt 20 Gew.-% nicht unterschritten.
Insbesondere bevorzugt sind Cs₂O, BaO, PbO, Bi₂O₃ sowie die Seltenen Erdenmetalloxide Lanthanoxid, Gadoliniumoxid, Ytterbiumoxid, in der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzung vorhanden.
Besonders bevorzugt sind mindestens 15 Gew.-%, noch bevorzugter 18 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mehr als 25 Gew.-% von einem oder mehreren der hoch polarisierbaren Elemente in Oxidform in der Glaszusammensetzung enthalten.
Der Gehalt an CeO₂ beträgt bevorzugt 0 – 5 Gew.-%, wobei Mengen von 0 – 1 und insbesondere 0 – 0,5 Gew.-% bevorzugt sind. Der Gehalt an Nd₂O₃ beträgt bevorzugt 0 – 5 Gew.-%, wobei Mengen von 0 – 2, insbesondere 0 – 1 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Besonders bevorzugt liegt Bi₂O₃ in einer Menge von 0 – 80 Gew.-% vor, bevorzugt von 5 bis 75, besonders bevorzugt 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 15 bis 65 Gew.-%. Weiterhin bevorzugt sind 15 bis 60 Gew.-%, 20 bis 55 oder 20 bis 50 Gew.-%. Noch bevorzugter sind 20 bis 45 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-% oder 20 bis 35 Gew.-%.
Durch die Zugabe mindestens eines dieser polarisierbaren Oxide in den oben genannten überraschend hohen Gehalten kann daher gezielt auf die Glaseigenschaften in der Art und Weise Einfluss genommen werden, so dass die Gesamtverlustleistung im Vergleich zu üblicherweise in Leuchtvorrichtungen mit außenliegenden Elektroden eingesetzten Gläsern deutlich reduziert und auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden kann.
Die Summe sämtlicher Erdalkalioxide beträgt erfindungsgemäß somit bevorzugt 0 – 80 Gew.-%, insbesondere 5 – 75, bevorzugt 10 – 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 – 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 20 – 55 Gew.-%. Weiterhin bevorzugt sind 20 – 40 Gew.-%.
Das Glas kann frei von ZnO sein, enthält jedoch vorzugsweise eine Mindestmenge von 0,1 Gew.-% und einen Maximalgehalt von höchstens 15 Gew.-%, wobei Höchstgehalte von 6 Gew.-% bzw. 3 Gew.-% durchaus noch zweckmäßig sein können. ZrO₂ ist in einer Menge von 0 – 5 Gew.-%, insbesondere 0 – 3 Gew.-%, enthalten, wobei sich ein Höchstgehalt von 3 Gew.-% in vielen Fällen als ausreichend erwiesen hat. Darüber hinaus können noch WO₃ und MoO₃ unabhängig voneinander jeweils in einer Menge von 0 – 5 Gew.-% bzw. 0 – 3 Gew-%, insbesondere von jedoch 0,1 – 3 Gew.-% enthalten sein.
Als besonders bevorzugt hat es sich erfindungsgemäß erwiesen, wenn die Summe Al₂O₃ + B₂O₃ + Cs₂O + BaO + Bi₂O₃ + PbO im Bereich von 15 bis 80 Gew.-%, bevorzugt bei 15 bis 75 Gew.-%, insbesondere 20 bis 70 Gew.-% liegt. Da B₂O₃ üblicherweise mit einer Maximalmenge von 35 Gew.-% eingesetzt wird, verteilen sich die restlichen 45 Gew.-% auf eines oder mehrere der polarisierbaren Oxide BaO, Bi₂O₃ Cs₂O und PbO.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der PbO-Gehalt vorteilhafterweise auf 0 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 10 – 65 Gew.-%, bevorzugter 15 – 60 Gew.-% eingestellt. Besonders bevorzugt sind 20 bis 58 Gew.-%, 25 bis 55 Gew.-%, insbesondere 35 bis 50 Gew.-%, enthalten.
Nach einer besonderen Ausführungsform wird, wenn der PbO-Gehalt über 50 Gew.-% liegt, insbesondere wenn dieser über 60 Gew.-% liegt, können dem Glas Alkalien in einem Gehalt über 3 Gew.-%, insbesondere über 4 Gew.-%, oder über 5 Gew.-%, wobei nicht mehr als 10 Gew.% enthalten sein sollten, wobei trotzdem noch die Anforderung an den Quotienten tan δ / ε' von < 5 erfüllt werden.
Wenn die erfindungsgemäßen Gläser kein PbO enthalten, sind diese erfindungsgemäß bevorzugt frei von Alkali.
Die Gläser können zur Einstellung der „UV-Kante" (Absorption von UV-Strahlung) auch TiO₂ enthalten, obwohl sie prinzipiell auch frei davon sein können. Der Höchstgehalt an TiO₂ beträgt vorzugsweise 10 Gew.-%, wobei höchstens 5 Gew.-% bevorzugt sind. Ein bevorzugter Mindestgehalt an TiO₂ beträgt 1 Gew.-%. Vorzugsweise liegen mindestens 80 % bis 99 %, insbesondere 99,9 oder 99,99 % des enthaltenen TiO₂ als Ti⁴⁺ vor. In einigen Fällen haben sich Ti⁴⁺-Gehalte von 99,999 % als sinnvoll erwiesen, wobei die Schmelze bevorzugt unter oxidativen Bedingungen erzeugt wird. Unter oxidativen Bedingungen sind daher insbesonders solche zu verstehen, bei denen Titan in der zuvor angegebenen Menge als Ti⁴⁺ vorliegt oder auf diese Stufe oxidiert wird. Diese oxidativen Bedingungen lassen sich in der Schmelze beispielsweise leicht durch Zugabe von Nitraten, insbesondere Alkalinitraten und/oder Erdalkalinitraten, erreichen. Auch durch Einblasen von Sauerstoff und/oder trockener Luft kann eine oxidative Schmelze erreicht werden. Außerdem ist es möglich, eine oxidative Schmelze mittels einer oxidierenden Brenner-Einstellung, z. B. beim Aufschmelzen des Gemenges, zu erzeugen.
Falls die TiO₂-Gehalte der Glaszusammensetzung > 2 Gew.-% sind und ein Gemenge mit einem Gesamt-Fe₂O₃ Gehalt von > 5 ppm verwendet wird, wird bevorzugt mit As₂O₃ geläutert und mit Nitrat geschmolzen. Die Nitratzugabe erfolgt bevorzugt als Alkalinitrat mit Gehalten > 1 Gew.-%, um eine Färbung des Glases im sichtbaren Bereich (die Bildung des Ilmenit (FeTiO₃)-Mischoxids) zu unterdrücken.
Obwohl dem Glas beim Aufschmelzen Nitrat, vorzugsweise in Form von Alkali- und/oder Erdalkalinitraten, zugesetzt wird, beträgt die Nitrat-Konzentration im fertigen Glas nach der Läuterung lediglich maximal 0,01 Gew.-% und in vielen Fällen höchsten 0,001 Gew.-%.
Der Gehalt an Fe₂O₃ beträgt bevorzugt 0 – 5 Gew.-%, wobei Mengen von 0 – 1 und insbesondere 0 – 0,5 Gew.-% bevorzugt sind. Der Gehalt an MnO₂ beträgt 0 – 5 Gew.-%, wobei Mengen von 0 – 2, insbesondere 0 – 1 Gew.-% bevorzugt sind. Der Bestandteil MoO₃ ist in einer Menge von 0 – 5 Gew.-%, vorzugsweise 0 – 4 Gew.% enthalten und As₂O3 und/oder Sb₂O₃ sind jeweils für sich im erfindungsgemäßen Glas in einer Menge von 0 – 1 Gew.-% enthalten, wobei die Untermenge der Mindestgehalte vorzugsweise 0,1, insbesondere 0,2 Gew.-% beträgt. Das erfindungsgemäße Glas enthält in einer bevorzugten Ausführungsform gegebenenfalls geringe Mengen an SO₄ ^2– von 0 – 2 Gew.-%, sowie Cl^– und/oder F^– ebenfalls in einer Menge von jeweils 0 – 2 Gew.-%.
Fe₂O₃ kann dem Glas in einer Menge bis 1 Gew.-% zugesetzt werden. Bevorzugt liegen die Gehalte jedoch deutlich darunter.
Sofern Eisen enthalten ist, wird dieses durch die oxidierenden Bedingungen während der Schmelze beispielsweise durch Einsatz von nitrathaltigen Rohstoffen in seine Oxidationsstufe 3+ überführt, wodurch die Verfärbungen im sichtbaren Wellenlängenbereich minimiert werden. Fe₂O₃ ist im Glas bevorzugt in Gehalten ^< 500 ppm enthalten. Fe₂O₃ liegt im Allgemeinen als Verunreinigung vor.
Insbesondere läßt sich eine Verfärbung der Gläser insbesondere bei Zugabe von TiO₂ in Gehalten von > 1 Gew. im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise dadurch vermeiden, dass die Glasschmelze im Wesentlichen frei von Chlorid ist und insbesondere kein Chlorid und/oder Sb₂O₃ zur Läuterung bei der Glasschmelze zugegeben wird. Es wurde gefunden, dass sich eine Blaufärbung des Glases, wie sie insbesondere bei der Verwendung von TiO₂ auftritt, vermeiden lässt, wenn auf Chlorid als Läutermittel verzichtet wird. Der Maximalgehalt an Chlorid sowie Fluorid beträgt erfindungsgemäß 2, insbesondere 1 Gew.-%, wobei Gehalte von max. 0,1 Gew.-% bevorzugt sind.
Des weiteren hat sich gezeigt, dass auch Sulfate, wie sie z. B. als Läutermittel eingesetzt werden, ebenso wie die zuvor genannten Mittel zu einer Verfärbung des Glases im sichtbaren Wellenlängenbereich führen. Es wird daher vorzugsweise auch auf Sulfate verzichtet. Der Maximalgehalt an Sulfat beträgt erfindungsgemäß 2 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-%, wobei Gehalte von max. 0,1 Gew.-% bevorzugt sind. Als sichtbarer Wellenlängenbereich wird im vorliegenden Schutzrecht der Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 780 nm verstanden.
Außerdem wurde für die Gläser gefunden, dass sich die zuvor geschilderten Nachteile noch weiter vermeiden lassen, wenn eine Läuterung mit As₂O₃, und zwar unter oxidierenden Bedingungen durchgeführt wird. Bevorzugt enthält das Glas 0,01 – 1 Gew.-% As₂O₃.
Es hat sich gezeigt, dass, obwohl die Gläser sehr stabil gegen eine Solarisation bei UV-Bestrahlung sind, die Solarisationsstabilität durch geringe Gehalte von PdO, PtO₃, PtO₂, PtO, RhO₂, Rh₂O₃, IrO₂ und/oder Ir₂O₃ weiter erhöht werden kann. Der übliche Maximalgehalt an solchen Substanzen beträgt maximal 0,1 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0,01 Gew.-%, wobei maximal 0,001 Gew.-% besonders bevorzugt ist. Der Minimalgehalt beträgt für diese Zwecke üblicherweise 0,01 ppm, wobei mindestens 0,05 ppm und insbesondere mindestens 0,1 ppm bevorzugt ist.

Die oben genannten Glaszusammensetzungen sind insbesondere für Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden konzipiert, bei denen keine Einschmelzung des Glases mit Elektrodendurchführungen erfolgt, d.h. EEFL-Leuchtvorrichtungen ohne Elektrodendurchführung. Da bei einem elektrodenlosen EEFL-Backlight die Einkoppelung mit Hilfe elektrischer Felder erfolgt, sind die nachfolgend beschriebenen Glaszusammensetzungen ebenfalls besonders geeignet, die sich durch einen entsprechenden Quotienten aus dem Verlustfaktor und der Dielektrizitätskonstante im erfindungsgemäßen Bereich auszeichnen:

SiO₂	35 – 65 Gew.-%
B₂O₃	0 – 15 Gew.-%
Al₂O₃	0 – 20 Gew.-%,
bevorzugt	5 – 15 Gew.-%,
Li₂O	0 – 0,5 Gew.-%
Na₂O	0 – 0,5 Gew.-%
K₂O	0 – 0,5 Gew.-%, wobei die
Σ Li₂O + Na₂O + K₂O	0 – 1 Gew.-% beträgt, und
MgO	0 – 6 Gew.-%
CaO	0 – 15 Gew.-%
SrO	0 – 8 Gew.-%
BaO	1 – 20 Gew.-%, insbesondere
BaO	1 – 10 Gew.-%,
TiO₂	0 – 10 Gew.-%,
bevorzugt	> 0,5 – 10 Gew.-%, beträgt
ZrO₂	0 – 1 Gew.-%
CeO₂	0 – 0,5 Gew.-%
Fe₂O₃	0 – 0,5 Gew.-%,
WO₃	0 – 2 Gew.-%
Bi₂O₃	0 – 20 Gew.-%

MoO₃	0 – 5 Gew.-%
ZnO	0 – 5 Gew.-%,
bevorzugt	0 – 3 Gew.-%,
PbO	0 – 70 Gew.-%, wobei

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + BaO + PbO + Bi₂O₃ 8 – 65 Gew.-% beträgt, wobei Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu in oxidischer Form in Gehalten von 0 – 80 Gew.-% vorliegen, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.

Ferner sind auch die folgenden Glaszusammensetzungen bevorzugt:

SiO₂	50 – 65 Gew.-%
B₂O₃	0 – 15 Gew.-%
Al₂O₃	1 – 17 Gew.-%,
Li₂O	0 – 0,5 Gew.-%
Na₂O	0 – 0,5 Gew.-%
K₂O	0 – 0,5 Gew.-%, wobei die
Σ Li₂O + Na₂O + K₂O	0 – 1 Gew.-% beträgt, und
MgO	0 – 5 Gew.-%
CaO	0 – 15 Gew.-%
SrO	0 – 5 Gew.-%
BaO	20 – 60 Gew.-%, insbesondere
BaO	20 – 40 Gew.-%,
TiO₂	0 – 1 Gew.-%,
ZrO₂	0 – 1 Gew.-%
CeO₂	0 – 0,5 Gew.-%
Fe₂O₃	0 – 1 Gew.-%,
bevorzugt	0 – 0,5 Gew.-%,
WO₃	0 – 2 Gew.-%
Bi₂O₃	0 – 40 Gew.-%
MoO₃	0 – 5 Gew.-%,

ZnO	0 – 3 Gew.-%,
PbO	0 – 30 Gew.%, insbesondere
PbO	10 – 20 Gew.-%, wobei

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + BaO + PbO + Bi₂O₃ 10–80 Gew.-% beträgt, wobei Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu in oxidischer Form in Gehalten von 0 – 80 Gew.-% vorliegen, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.

Alle vorgenannten Glaszusammensetzungen enthalten vorzugsweise die zuvor angegebenen Mengen an Fe₂O₃ und sind ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen frei von Fe₂O₃.
Die Gläser der Erfindung eignen sich insbesondere zur Herstellung von Flachglas, besonders nach dem Float-Verfahren, wobei die Herstellung von Röhrenglas besonders bevorzugt ist. Ganz besonders eignet es sich zur Herstellung von Röhren mit einem Durchmesser von mindestens 0,5 mm, insbesondere mindestens 1 mm und einer Obergrenze von höchstens 2 cm, insbesondere höchstens 1 cm. Besonders bevorzugte Röhrendurchmesser betragen zwischen 2 mm und 5 mm. Es hat sich gezeigt, dass derartige Röhren eine Wandstärke von mindestens 0,05 mm, insbesondere mindestens 0,1 mm aufweisen, wobei mindestens 0,2 mm besonders bevorzugt sind. Maximale Wandstärken betragen höchstens 1 mm, wobei Wandstärken von höchstens < 0,8 mm bzw. < 0,7 mm bevorzugt sind.
Das Glas des Leuchtmittels enthält eine Glaszusammensetzung oder besteht aus dieser, die darüber hinaus auch eine UV-blockende Wirkung im gewünschten Maße aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass sich die erfindungsgemäßen Gläser, insbesondere Borosilikatgläser, besonders gut zur Herstellung von Lampengläsern für Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden eignen, insbesondere Gasentladungsröhren sowie Fluoreszenzlampen für EEFL-Fluoreszenzlampen (externe Elektrodenfluoreszenzlampen), insbesondere miniaturisierte Fluoreszenzlampen insbesondere zur Hintergrundbeleuchtung von elektronischen Anzeigevorrichtungen, wie Displays und LCD-Bildschirmen, sowie bei rückseitig beleuchteten Anzeigen (passive Displays, sog. Displays mit einer Backlighteinheit) als Lichtquelle, wie beispielsweise bei Computermonitoren, insbesondere TFT-Geräten, sowie bei Scannern, Werbeschildern, medizinischen Instrumenten und Geräten der Luft- und Raumfahrt, sowie der Navigationstechnik, bei Mobiltelefonen und in PDAs (Personal Digital Assistant). Für diese Anwendung weisen derartige Fluoreszenzleuchten sehr kleine Dimensionen auf und dementsprechend hat das Lampenglas nur eine äußerst geringe Dicke. Bevorzugte Displays sowie Bildschirme sind so genannte Flachdisplays, verwendet in Laptops, insbesondere flache Backlightanordnungen.
Die für Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden angegebenen erfindungsgemäßen Gläser sind beispielsweise zur Verwendung in Fluoreszenzlampen mit externen Elektroden, wobei diese externen Elektroden beispielsweise durch eine elektrisch leitende Paste gebildet werden können.
Weiterhin bevorzugt ist die Verwendung der hier beschriebenen Gläser in Form von Flachglas für flache Gasentladungslampen.
In einer speziellen Ausführung wird das Glas zur Herstellung von Niederdruckentladungslampen, insbesondere von Backlightanordnungen verwendet.
Nach einer ersten erfindungsgemäßen Variante werden mindestens zwei Leuchtmittel vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und befinden sich bevorzugt zwischen Grund- bzw. Trägerplatte und Deck- bzw. Substratplatte oder -scheibe. Zweckmäßigerweise sind in der Trägerplatte hierbei ein oder mehrere Vertiefungen vorgesehen, in denen das oder die Leuchtmittel untergebracht sind.
Vorzugsweise enthält eine Vertiefung jeweils ein Leuchtmittel. Das ausgesendete Licht des oder der Leuchtmittel wird auf dem Display oder Schirm reflektiert.
Vorteilhafterweise wird auf der reflektierenden Trägerplatte gemäß dieser Variante, d.h. insbesondere in der oder den Vertiefungen, eine Reflektionsschicht aufgebracht, die das vom Leuchtmittel in Richtung der Trägerplatte abgestrahlte Licht als eine Art Reflektor gleichmäßig streut und somit für eine homogene Ausleuchtung des Displays oder Bildschirms sorgt.
Als Substrat- oder Deckplatte bzw. -scheibe können beliebige für diesen Zweck übliche Platten oder Scheiben zum Einsatz kommen, die je nach Systemaufbau und Anwendungszweck als Lichtverteilereinheit oder lediglich als Abdeckung fungiert. Die Substrat- oder Deckplatte oder -scheibe kann demnach beispielsweise eine trübe Diffusorscheibe oder eine klare transparente Scheibe sein.
Diese Anordnung gemäß der ersten erfindungsgemäßen Variante wird bevorzugt für größere Displays verwendet, wie zum Beispiel bei Fernsehgeräten.
Nach einer zweiten Variante der Erfindung kann das Leuchtmittel entsprechend dem erfindungsgemäßen System zum Beispiel auch außerhalb der Lichtverteilereinheit angeordnet sein. So können das oder die Leuchtmittel beispielsweise außen an einem Display oder Schirm angebracht werden, wobei dann das Licht zweckmäßigerweise mittels einer als Lichtleiter dienenden lichttransportierenden Platte, einer sog. LGP (light guide plate), gleichmäßig über das Display oder den Schirm ausgekoppelt wird. Solche lichttransportierende Platten weisen beispielsweise eine rauhe Oberfläche auf, über die Licht ausgekoppelt wird.
Nach einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Systems kann auch ein elektrodenloses Lampensystem, d.h. ein so genanntes EEFL-System (external electrode fluorescent lamp) zum Einsatz kommen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen dritten Variante der Erfindung weist die lichterzeugende Einheit beispielsweise einen umschlossenen Raum auf, der oberhalb durch eine vorzugsweise strukturierte Scheibe, unterhalb durch eine Trägerscheibe sowie an den Seiten durch Wände begrenzt wird. Beispielsweise befinden sich die Leuchtmittel, wie Fluoreszenzlampen, an den Seiten der Einheit. Dieser umschlossene Raum kann beispielsweise weiter in einzelne Strahlungsräume unterteilt sein, die einen Entladungsleuchtstoff enthalten können, der zum Beispiel in einer vorbestimmten Dicke auf eine Trägerscheibe aufgebracht ist. Als Deckplatte oder -scheibe kann wieder, je nach Systemaufbau, eine trübe Diffuserscheibe oder eine klare transparente Scheibe oder dergleichen verwendet werden.
Eine erfindungsgemäße Backlightanordnung nach dieser Variante ist beispielsweise eine elektrodenlose Gasentladungslampe, d. h. es gibt keine Durchführungen, sondern lediglich äußere bzw. außenliegende Elektroden.
Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Glas für Fluoreszenzlampen, die Ar, Ne, sowie eventuell Xe und Hg enthalten. In einer besonderen Ausführungsform sind die Fluoreszenzlampen jedoch frei von Hg und enthalten Xe als Füllgas. Diese Ausführung eines Leuchtmittels, die auf der Entladung von Xenonatomen basiert (Xenonlampen), hat sich als halogen- und Quecksilberfreies Leuchtmittel als besonders umweltfreundlich erwiesen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigen:
1 eine Grundform einer reflektierenden Grund- bzw. Träger- und Substratplatte für eine miniaturisierte Backlightanordnung;
2 eine Backlightanordnung mit äußeren Elektroden und
3 eine Displayanordnung mit seitlich angebrachten Fluoreszenzleuchten.
In den 1 bis 3 ist die Verwendung von Backlightlampen beispielhaft gezeigt, deren Lampenkörper die erfindungsgemäße Glaszusammensetzung enthält oder aus dieser besteht.
In 1 ist eine spezielle Verwendung für solche Anwendungen gezeigt, bei denen einzelne miniaturisierte Leuchtstoffröhren 110, bestehend aus den erfindungsgemäßen Gläsern, parallel zueinander verwendet werden und sich in einer Platte 130 mit Vertiefungen 150 befinden, die das ausgesendete Licht auf dem Display reflektieren. Oberhalb der reflektierenden Platte 130 ist eine Reflektionsschicht 160 aufgebracht, die das von der Leuchtstoffröhre 110 in Richtung der Platte 130 abgestrahlte Licht als eine Art Reflektor gleichmäßig streut und somit für eine homogene Ausleuchtung des Displays sorgt. Diese Anordnung wird bevorzugt für größere Displays verwendet wie z. B. bei Fernsehgeräten.
Gemäß der Ausführungsform in 2 kann die Leuchtstoffröhre 210 auch außen am Display 202 angebracht werden, wobei dann das Licht mittels einer als Lichtleiter dienenden lichttransportierenden Platte 250, einer sog. LGP (light guide plate), gleichmäßig über das Display ausgekoppelt wird.
Darüber hinaus ist es auch möglich, sie für solche Backlightanordnungen zu verwenden, bei denen sich die lichterzeugende Einheit 310 direkt in einer strukturierten Scheibe 315 befindet. Dies ist in 4 gezeigt. Dabei ist die Strukturierung derart, dass mittels paralleler Erhöhungen, so genannte Barrieren 380 mit einer vorgegebenen Breite (W_rib) in der Scheibe Kanäle mit vorgegebener Tiefe und vorgegebener Breite (d_channel bzw. W_channel) erzeugt werden, in denen sich der Entladungsleuchtstoff 350 befindet. Dabei bilden die Kanäle zusammen einer Scheibe, die mit einer Phosphorschicht 370. versehen ist, mehrere Strahlungshohlräume 360. Die in 3 gezeigte Backlightanordnung ist eine elektrodenlose Gasentladungslampe, d. h. es gibt keine Durchführungen, sondern lediglich äußere Elektroden 330a, 330b. Die in 3 gezeigte Deckscheibe 410 kann je nach Systemaufbau eine trübe Diffuserscheibe oder eine klare transparente Scheibe sein. Bei dem in 3 dargestellten elektrodenlosen Lampensystem spricht man von einem so genannten EEFL-System (external electrode fluorescent lamp). Die zuvor beschriebenen Anordnungen bilden ein großes, flaches Backlight aus und werden daher auch als Flachbacklight bezeichnet.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen erläutert, welche die erfindungsgemäße Lehre veranschaulichen, diese aber nicht beschränken sollen.
Beispiele
Nachfolgend sind Glaszusammensetzungen für Glaskörper von Leuchtmitteln mit außenliegenden Elektroden aufgezeigt sowie jeweils der Quotient tan δ/DZ angegeben. DZ ist die Dielektrizitätskonstante. Die Quotienten sämtlicher erfindungsgemäßer Glaszusammensetzungen liegen deutlich unter 5 und erfüllen daher die festgesetzten Anforderungen.
Tabelle 1
Tabelle 2
Mit der vorliegenden Erfindung werden Glaszusammensetzungen bereitgestellt, bei denen durch Einstellung des Quotienten aus dem Verlustwinkel tan δ und der Dielekrizitätszahl ε', gezielt auf die Glaseigenschaften Einfluß genommen werden kann. Durch Beachtung der erfindungsgemäßen Obergrenze von 5 für den Quotienten, wird es erstmals mit der Lehre der Erfindung möglich, die Gesamtverlustleistung von Glaszusammensetzungen auf ein Mindestmaß herabzusetzten und damit einen optimalen Wirkungsgrad in Leuchtmitteln mit außenliegenden Elektroden zu erhalten.

Claims

Glaszusammensetzung für einen Glaskörper eines Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden, worin der Quotient aus dem Verlustwinkel und der Dielektrizitätskonstante
beträgt.
Glaszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient < 4, insbesondere < 3,5, beträgt.
Glaszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient < 3, insbesondere < 2,5, beträgt.
Glaszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einstellen des Quotienten
ein hoher Wirkungsgrad der Entladungslampe durch eine geringe Verlustleistung P_Ioss resultiert durch:
wobei gilt: ω: Kreisfrequenz tan δ: Verlustwinkel ε': Dielektrizitätszahl d: Dicke des Kondensators (hier: Dicke des Glases) A: Elektrodenfläche und l: Stromstärke.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein hoch polarisierbares Element in oxidischer Form in die Glasmatrix eingebaut ist.
Glaszusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hochpolarisierbare Element in oxidischer Form ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus den Oxide von Ba, Cs, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die hochpolarisierbare Elemente in oxidischer Form in einer Menge von mindestens 8, bevorzugt 12, besonders bevorzugt 15, insbesondere von 20 Gew.-% oder mehr vorliegen.
Glaszusammensetzung nach einem mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die hochpolarisierbaren Elemente in oxidischer Form in einer Menge von mindestens 20, bevorzugt 25, besonders bevorzugt 35, insbesondere von 40 Gew.-% oder mehr vorliegen.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas die folgenden Zusammensetzungen umfasst: SiO₂ 55 – 85 Gew.-% B₂O₃ > 0 – 35 Gew.-% Al₂O₃ 0 – 20 Gew.-% Li₂O < 0,5 Gew.-% Na₂O < 0,5 Gew.-% K₂O < 0,5 Gew.-%, wobei die Σ Li₂O + Na₂O + K₂O < 1,0 Gew.-% beträgt, und MgO 0 – 8 Gew.-% CaO 0 – 20 Gew.-%

SrO 0 – 20 Gew.-% BaO 15 – 60 Gew.-%, insbesondere BaO 20 – 35 Gew.-%, wobei die Σ MgO + CaO + SrO + BaO 15 – 70 Gew.-% insbesondere 20 – 40 Gew.-% beträgt, und TiO₂ 0 – 10 Gew.-%, bevorzugt > 0,5 – 10 Gew.-% beträgt, ZrO₂ 0 – 3 Gew.-% CeO₂ 0 – 10 Gew.-%, bevorzugt 0 – 1 Gew.-%, Fe₂O₃ 0 – 1 Gew.-% WO₃ 0 – 3 Gew.-% Bi₂O₃ 0 – 80 Gew.-% MoO₃ 0 – 3 Gew.-%, ZnO 0 – 10 Gew.-%, bevorzugt 0 – 5 Gew.-%,

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + BaO + PbO + Bi₂O₃ 15–80 Gew.% beträgt, wobei Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu in oxidischer Form in Gehalten von 0 – 80 Gew.% vorliegen, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.
Glaszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas die folgenden Zusammensetzungen umfasst: SiO₂ 55 – 85 Gew.-% B₂O₃ > 0 – 35 Gew.-% Al₂O₃ 0 – 20 Gew.-% Li₂O < 0,5 Gew.-% Na₂O < 0,5 Gew.-% K₂O < 0,5 Gew.-%, wobei die Σ Li₂O + Na₂O + K₂O < 1,0 Gew.-% beträgt, und

MgO 0 – 8 Gew.-% CaO 0 – 20 Gew.-% SrO 0 – 20 Gew.-% BaO 15 – 60 Gew.-%, insbesondere BaO 20 – 35 Gew.-%, wobei die Σ MgO + CaO + SrO + BaO 15 – 70 Gew.-% insbesondere 20 – 40 Gew.-% beträgt, und TiO₂ 0 – 10 Gew.-%, bevorzugt > 0,5 – 10 Gew.-% beträgt, ZrO₂ 0 – 3 Gew.-% CeO₂ 0 – 10 Gew.-%, bevorzugt 0 – 1 Gew.-%, Fe₂O₃ 0 – 1 Gew.-% WO₃ 0 – 3 Gew.-% Bi₂O₃ 0 – 80 Gew.-% MoO₃ 0 – 3 Gew.-%, ZnO 0 – 10 Gew.-%, bevorzugt 0 – 5 Gew.-%, PbO 0 – 70 Gew.-%, wobei

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + Cs₂O + BaO + PbO + Bi₂O₃ 15–80 Gew.% beträgt, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.
Glaszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas die folgenden Zusammensetzungen umfasst: SiO₂ 35 – 65 Gew.-% B₂O₃ 0 – 15 Gew.-% Al₂O₃ 0 – 20 Gew.-%, bevorzugt 5 – 15 Gew.-%, Li₂O 0 – 0,5 Gew.-%

Na₂O 0 – 0,5 Gew.-% K₂O 0 – 0,5 Gew.-%, wobei die Σ Li₂O + Na₂O + K₂O 0 – 1 Gew.-% beträgt, und MgO 0 – 6 Gew.-% CaO 0 – 15 Gew.-% SrO 0 – 8 Gew.-% BaO 1 – 20 Gew.-%, insbesondere BaO 1 – 10 Gew.-%, TiO₂ 0 – 10 Gew.-%, bevorzugt > 0,5 – 10 Gew.-%, beträgt ZrO₂ 0 – 1 Gew.-% CeO₂ 0 – 0,5 Gew.-% Fe₂O₃ 0 – 0,5 Gew.-%, WO₃ 0 – 2 Gew.-% Bi₂O₃ 0 – 20 Gew.-% MoO₃ 0 – 5 Gew.-%, ZnO 0 – 5 Gew.-%, bevorzugt 0 – 3 Gew.-%, PbO 0 – 70 Gew.-%, wobei

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + BaO + PbO + Bi₂O₃ 8 – 65 Gew.% beträgt, wobei Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu in oxidischer Form in Gehalten von 0 – 80 Gew.% vorliegen, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.
Glaszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas die folgenden Zusammensetzungen umfasst: SiO₂ 50 – 65 Gew.-% B₂O₃ 0 – 15 Gew.-% Al₂O₃ 1 – 17 Gew.-%,

Li₂O 0 – 0,5 Gew.-% Na₂O 0 – 0,5 Gew.-% K₂O 0 – 0,5 Gew.-%, wobei die Σ Li₂O + Na₂O + K₂O 0 – 1 Gew.-% beträgt, und MgO 0 – 5 Gew.-% CaO 0 – 15 Gew.-% SrO 0 – 5 Gew.-% BaO 20 – 60 Gew.-%, insbesondere BaO 20 – 40 Gew.-%, TiO₂ 0 – 1 Gew.-%, ZrO₂ 0 – 1 Gew.-% CeO₂ 0 – 0,5 Gew.-% Fe₂O₃ 0 – 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0 – 1 Gew.-%, WO₃ 0 – 2 Gew.-% Bi₂O₃ 0 – 40 Gew.-% MoO₃ 0 – 5 Gew.-%, ZnO 0 – 3 Gew.%, PbO 0 – 30 Gew.%, insbesondere PbO 10 – 20Gew.-%, wobei

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + BaO + PbO + Bi₂O₃ 10–80 Gew.% beträgt, wobei Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu in oxidischer Form in Gehalten von 0 – 80 Gew.% vorliegen, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Alkali in der Glaszusammensetzung < 1,0 Gew.-% beträgt.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas frei von Alkali ist.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an BaO in der Glaszusammensetzung größer als 15 Gew.-%, bevorzugt größer als 18 Gew.-% beträgt.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an BaO in der Glaszusammensetzung größer als 20 Gew.-% beträgt.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an BaO in der Glaszusammensetzung zwischen 20 Gew.-% und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 20 und 60 Gew.-% liegt.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 und 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Gehalt an PbO in der Glaszusammensetzung größer als 50 Gew.-%, insbesondere größer als 60 Gew.-% liegt, der Alkaligehalt größer als 3 Gew.-%, bevorzugt größer 4 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt größer 5 Gew.-% beträgt.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Glaszusammensetzung kein PbO enthält, der Gehalt an Alkali < 1,0 Gew.-%. beträgt, bevorzugt kein Alkali enthalten ist.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Glaszusammensetzung PbO enthält, der Gehalt an BaO < 10 Gew.-%, bevorzugt < 5 Gew.-%, besonders bevorzugt kein BaO enthalten ist.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Entladungslampe, insbesondere eine Niederdruckentladungslampe darstellt.
Glaszusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungslampe einen Entladungsraum umfasst und der Entladungsraum mit Entladungsstoffen, wie Quecksilber und/oder Selten Erden-Ionen und/oder mit Xenon, gefüllt ist.
Glaszusammensetzung nach-mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Fluoreszenzlampe ist, insbesondere eine EEFL-Lampe, eine Gasentladungslampe, die eine Beleuchtung für LCD-Anzeigen, Computermonitore, Telefondisplay sowie für Displays ist.
Leuchtmittel mit einem Glaskörper, wobei der Glaskörper eine Glaszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 – 23 aufweist.
Leuchtmittel gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Fluoreszenzlampe, insbesondere eine EEFL-Lampe, eine Gasentladungslampe, die eine Beleuchtung für LCD-Anzeigen, Computermonitore, Telefondisplay sowie für Displays ist.