JP2006065304A - ディスプレーまたは受像スクリーンの背面照明のためのシステム - Google Patents

ディスプレーまたは受像スクリーンの背面照明のためのシステム Download PDF

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Abstract

【課題】背面照明によって、損傷が、システムに存在するポリマー成分の黄変、曇りまたは脆弱化の形で、結果的に生じないような、受像スクリーンまたはディスプレーの背面照明のためのシステムを提供すること。
【解決手段】内側および外側を備えた中空体の形のガラス本体を有する少なくとも1つの発光体と、1つまたは複数のポリマーを実質的に含みまたはこのようなポリマーからなる配光ユニットとを具備する、ディスプレーまたは受像スクリーンの背面照明のためのシステムであって、ガラス本体のガラス組成は紫外線をブロックし、ガラス本体は少なくとも部分的に透明であり、<340nmの波長に対し<0.1の透過率Tを有する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ディスプレーまたは受像スクリーン等の背面照明のためのシステムに関する。
ディスプレー、特にフラット・ディスプレー、受像スクリーン等の背面照明のための通常のシステムは、略述すれば、例えば1つまたは複数の照明器具またはランプのような、1つまたは複数の発光ユニットと、光を均等にディスプレーまたはスクリーン上に配分するユニット、いわゆる配光ユニットとからなる。
この配光ユニットは、例えば、拡散ユニットまたは光ガイドユニット、すなわち、光伝送型または光ガイド型のプレート、いわゆるライト・ガイディング・プレート(LPT)の形で存在してもよく、通常は、ポリマー、例えば、メタクリレート、特に、ポリメチルメタクリレート(PMMA(「プレキシグラス」))から製造される。
例えば、特許文献1には、優れた耐熱性および耐光性を有し、かなり長時間に亘って透明性を示し、かつ車両への組込みのために定められているLPGが記載されている。プレートは、脂環式構造を有するポリマーおよび添加剤として酸化防止剤を含む樹脂組成物を有する。厚さ方向での≦1%の不透明が、3mmの厚さを有する成形品の場合に、調整される。
背面照明すなわちいわゆるバックライトのための発光型のユニットとして、通常は、ガス放電ランプ、特に蛍光ランプが用いられる。このようなランプは、しばしば、水銀ガス放電管である。
このような水銀放電の場合、紫外線放射が発生する。この紫外線放射については、紫外線放射がポリマーを持続的に損傷し、すなわち、ポリマーの特性および外観に影響を及ぼし、従って、ポリマーの機能を持続的に損傷することが知られている。
放出された紫外線放射によって、ポリマーは黄変し(「Yellowing」)、曇り(「Haze」)、かなりな程度、脆弱化に傾く。ポリマーの脆弱化は、時間の経過と共に、全製造物の完全な使用不能をもたらすことになる。この場合、特に有害な輝線は、発光のために用いられる、313nmの水銀の輝線である。蛍光ランプに用いるガラスがこの輝線を出来る限り完全に吸収することが、意図される。
従来の技術では、紫外線放射によって結果的に生じるこうした諸問題を、ランプに、紫外線放射を吸収する層を設けることによって、抑制することが既に試みられた。しかし、このためには、製造方法を複雑に構成しかつ追加のコストを引き起こす独自の工程段階が必要である。
ポリマーの損傷を防止する他の可能性は、紫外線安定剤または紫外線吸収剤を1つまたは複数のポリマーに取り入れることである。このような「処理された」ポリマーまたはプラスチックは、その製造の点で遥かに複雑であり、このことによって、同様により高いコストを引き起こす。
特願平11−214959の要約
従って、背面照明によって、損傷が、システムに存在するポリマー成分の黄変、曇りまたは脆弱化の形で、結果的に生じないような、受像スクリーンまたはディスプレーの背面照明のためのシステムを提供することが、本発明の課題である。その際、紫外線吸収型の特殊な層の、発光ユニット、例えばランプへの形成あるいはポリマー材料の処理のような追加の工程段階を回避することが意図される。特に、発光ユニットの、313nmの有害な水銀放出線を、ブロックすることが意図される。
上記課題は、本発明に基づき、内側および外側を備えた中空体の形のガラス本体を有する少なくとも1つの発光体と、1つまたは複数のポリマーを実質的に含みまたはこのようなポリマーからなる配光ユニットとを具備するディスプレーまたは受像スクリーンの背面照明のためのシステムが用いられ、ガラス本体のガス組成は紫外線をブロックし、ガラス本体は少なくとも部分的に透明であり、かつ<340nmの波長に対し<0.1の透過率を有することによって、解決される。
かくして、上記の特性を有する配光ユニットおよび発光体を組み合わせて用いることによって、従来の技術から生じる前記諸問題を除去することが可能となる。本発明のシステムに設けられた発光体は、実際、統合された紫外線保護手段を有し、従って、紫外線吸収剤を含まない、これ以上処理または改質しないプラスチックと組み合わされる。これにより、紫外線放射による望ましくない損傷および妨害は生じない。かくして、安価な背面照明システムを容易に準備することができる。
いわゆるバックライトの形の、本発明により用いられる発光体としては、この目的として当業者には知られた各発光体、例えば、低圧放電ランプのような放電ランプ、特に、蛍光ランプ、特に好ましくは小型の蛍光ランプが用いられる。
このようなバックライトランプを、伸ばされた管ガラスから製造することができる。発光体は、全く好ましくは著しく透明であり、かつ内側および外側を備えた中空体の形でガラス本体として存在する中央部分と、金属または金属合金ワイヤの挿入によって対応の接続部を有することができる2つの端部とに区分されることができる。金属または金属ワイヤを、1つの焼鈍段階で、ガラス本体の管ガラスと熔融する可能性もある。金属または金属合金ワイヤは、電極ブッシング(Electrodendurchfuehrung)および/または電極である。
これらのブッシングがタングステン金属またはモリブデン金属あるいはコバール合金であることが好ましい。ガラス本体の前記ガラス組成の熱膨張率(CTE)が、前記ブッシングの熱膨張率(CTE)と著しく一致していることが好ましい。それ故に、ブッシングの領域には、応力が全然生じないか、あるいは、限定的かつ適切に導入される応力のみが生じる。
発光体のガラスは紫外線をブロックする作用を望ましい程度に有するガラス組成を含むか、このガラス組成からなる。
発光ユニットの他に、本発明に係わるシステムには、配光ユニットが存在する。この配光ユニットは、本発明の枠内で、特に限定されない。例えば、ディフューザすなわちディフューザプレートまたはディフューザディスクあるいは光ガイド型のまたは光伝送型のプレートまたはディスク、例えば、LGP(ライトガイドプレート)が用いられることができる。
このようなプレートまたはディスクは、実質的に、1つまたは複数のポリマーを含み、あるいは、これらのポリマーからなる。本発明では、驚くべきことには、特に改質されたポリマー、特に、紫外線防止剤または紫外線安定剤と混合されているポリマーが用いられることは不要である。むしろ、通常この目的として知られたポリマー材料を、直接用いることができる。
一般的には、1つまたは複数のポリマーが以下の特性を有することが好ましい。すなわち、高い透過率のような適切な光学的特性、僅かな吸水性および僅かな重量従ってまた僅かな密度である。最後の基準は、特に、ラップトップに用いる際に、重要である。
ポリマーの選択は特に限定されない。上記の特性を有する、当業者に知られたすべてのポリマーを用いることができる。具体例を挙げると、
ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン(PEK,PEEK,PAEK)、ポニフェニレンスルフィド(PPS)、SAN(スチレン−アクリルニトリルコポリマー)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート、シクロオレフィンをベースにしたポリマーならびにポリマーの混合物である。いわゆるブレンドすなわちポリマーアロイを用いることができる。
本発明に基づいて、ポリメチルメチルメタクリレート、ポリカーボネートならびにシクロオレフィンをベースにした1つまたは複数のポリマーを用いることが特に好ましい。
プラスチックの比較的新しい族は、シクロオレフィンコポリマー(COC)、例えばトパーズ(R)(Thermoplastic Olefin Polymer of Amorphous Structure)のような、シクロオレフィンをベースにしたポリマー、あるいは、ゼオネクス(R)のようなシクロオレフィンポリマー(COP)である。トパーズ(R)は、例えば、エチレンおよびノルボルネンモノマーから構成されている。これらのプラスチックは、高い清澄性、透明度、剛性、強度および耐熱性ならびに優れた寸法安定性および僅かな吸湿性を特徴とする非晶質工業プラスチックである。これらのプラスチックは、例えば、欧州および米国において食品と接触して使用するために、許容されている。更に、これらの材料は、例えば、医薬用ブリスター包装のために、光学的精密射出成形品のために、カラーレーザプリンタ用のトナー結合剤のために、医用容器および実験容器のために、既に用いられている。
特に、シクロオレフィンをベースにしたポリマーは、望ましい特性を有し、従って、特に、本発明に基づいて用いられる配光ユニットのためのポリマー材料として適切である。
発光体および配光ユニットの構造および配列は、本発明では、特に限定されない。以下、本発明に係わる複数の実施の形態を記載するが、本発明に係わる教示はこれらの実施の形態に限定されない。
本発明に係わるシステムは、通常、特別に反射型のベースプレートまたは支持プレートならびにカバープレートまたはサブストレートプレートを有する。これらのプレートの直ぐの周囲には、1つまたは複数の発光体が設けられている。特に、本発明では、小型のバックライトランプ装置が用いられることが好ましい。
従って、1つまたは複数の個々の、特に小型の発光体が使用される。発光体のガラス本体は、紫外線をブロックするガラスを実質的に有し、あるいは、これらのガラスからなる。
第1の実施の形態では、少なくとも2つの発光体は好ましくは互いに平行に設けられており、好ましくは、ベースプレートまたは支持プレートと、カバープレートまたはサブストレートプレートあるいはカバーディスクまたはサブストレートディスクとの間にある。この場合、支持プレートには、1つまたは複数の窪みが設けられていることは適切である。これらの窪みには、1つまたは複数の発光体が格納されている。1つの窪みが夫々1つの発光体を有することが好ましい。1つまたは複数の発光体の放射される光は、ディスプレーまたはスクリーンに反射される。
この変更の実施の形態に示す反射型の支持プレートには、すなわち、特に、1つまたは複数の窪みには、反射層が付着されている。この反射層は、発光体によって支持プレートの方向に放射された光を、一種の反射器として均等に分散させ、かくて、ディスプレーまたは受像スクリーンの均等な照射を引き起こす。
サブストレートプレートまたはカバープレートあるいはサブストレートディスクまたはカバーディスクとしては、この目的のために通常の、任意のプレートまたはディスクが用いられてもよい。プレートまたはディスクは、システムの構造および適用目的に従って、配光ユニットとしてまたは単にカバーとして機能する。従って、サブストレートプレートまたはカバープレートあるいはサブストレートディスクまたはカバーディスクは、例えば、不透明なディフューザディスクまたは清澄な透明なディスクであってもよい。
本発明に係わる第1の実施の形態に記載のこの装置は、例えばテレビ受像機の場合のように、かなり大きなディスプレーのために用いられることが好ましい。
例えば蛍光管のような発光体が選択的に外側のまたは内側の電極を有してもよい。このことは選択された装置に依る。
本発明の第2の実施の形態では、発光体は、本発明に係わるシステムに従って、例えば、配光ユニットの外側に設けられていてもよい。例えば、1つまたは複数の発光体は外側にディスプレーまたはスクリーンに取着されてもよい。このとき、光は、光ガイドとして用いられる光伝送型のプレート、いわゆるLPG(ライトガイドプレート)によって、ディスプレーまたはスクリーンの上面に均等に分散(ausgekoppelt)される。このような光伝送型のプレートは、例えば、粗い表面を有する。この表面によって、光が分散される。
本発明のシステムの第3の実施の形態では、電極を有しないランプ装置、すなわち、いわゆるEEFL(エクスターナル・エレクトロード・フルオロスセント・ランプ)装置も用いられてもよい。
本発明の、本発明に係わるこの第3の実施の形態の、好ましい実施の形態では、発光ユニットは、例えば、密閉された空間を有する。この空間は、上方では、好ましくは構造化されたディスクによって、下方では、支持ディスクによって、側面では、壁部によって区画される。例えば、蛍光ランプのような発光体は、ユニットの側方にある。この密閉された空間は、例えば、更に、個々の放射空間に区分されていてよい。これらの放射空間は、例えば所定の厚みで支持ディスクに付着されている放電発光材料を有することができる。カバープレートまたはカバーディスクとして、再度、システムの構造に応じて、不透明なディフューザディスクまたは清澄な透明なディスク等を用いることができる。
この変更の実施の形態に基づく、本発明に係わるバックライト装置は、例えば、電極を有しないガス放電ランプである。すなわち、ブッシングはなくて、外側のまたは内側の電極のみがある。
原理的には、内側のボンディングも可能である。この場合には、内側の電極によってプラズマの発火をなすことができる。この種の発火は他の技術である。このようなシステムは、CCFL(コールド・カソード・フルオロスセント・ランプ)システムと呼ばれる。電極ブッシングは、ブッシング材料として、特にタングステン金属およびモリブデン金属を有することができる。前記装置は、大きい、平坦なバックライトを形成し、従って、フラットバックライトとも呼ばれる。
本発明の他の特徴として、発光体のガラス本体のためには、紫外線をブロックする作用を有するガラス組成が用いられる。
1つまたは複数の発光体のガラス本体で使用されるガラスの、紫外線をブロックする作用は、例えば、適切な温度処理に基づく。紫外線の遮断の位置が、迅速に冷却され従ってまた驚くべきことに可視の波長範囲で透明なガラスの温度処理によって、影響されることが明らかになった。迅速な冷却は、ここでは、ガラスが特別な冷却に曝されないこと、すなわち、ガラスが、周囲の室温に直接に曝されることを意味する。従って、紫外線の遮断の状態(Lage)が、適切な冷却または適切な温度処理によって、影響され得る。それ故に、TiOの僅かな含量を有するガラスのためにも、波長<320nmに関する紫外線のブロックが達成される。すなわち、紫外線の遮断(T<0.1%、層の厚さd=0.2mm)は、>260nmの、好ましくは>300nmの、特に好ましくは>313nm波長にあり、254nmおよび特に313nmにおける特に有害な水銀線がブロックされる。
nmの紫外線の遮断(UV-Kante)は、ここでは、0.2mmの厚さを有するガラスが、(より短い波長に対する)前記波長の下で、<0.1%のスペクトル透過率を有することを意味する。
この場合ガラスが以下の温度処理に供されることが特に好ましい。
適切なガラス組成を有する、本発明に基づいて使用されるガラスは、熔融後に、特に、<500K/分の、好ましくは<200K/分および100K/分の、全く特に好ましくは<50および10K/分の冷却速度で、緩慢な冷却に供され、あるいは、或る時間、温度Tに加熱される。冷却速度または時間は、ガラスが、迅速に冷却されるガラス管との比較で、特に、>500K/分の冷却速度で、5nmより大きく、特に10nmよりも大きい紫外線の遮断のシフトを示すように、選択される。特に、300nmと350nmの間の、好ましくは310nmと330nmの間の、全く特に好ましくは313nmと325nmの間の波長範囲にある紫外線の遮断が得られる。紫外線の遮断の上方の波長範囲にあるガラスは著しく透明である。温度TがTg≦T<Tg+400℃の範囲にあることが好ましい。
本発明に基づき使用される発光体に用いるためのガラスとしては、ホウケイ酸塩ガラスが特に好ましい。ホウケイ酸塩ガラスは、第1の成分として、SiOおよびBを、他の成分としては、アルカリ酸化物および/またはアルカリ土類酸化物、例えばLiO,NaO,KO,CaO,MgO,SrOおよびBaOを有する。
5と15重量%の間の含量を有するホウケイ酸塩ガラスは、高い化学的耐性を示す。更に、このようなホウケイ酸塩ガラスは、熱膨張率(いわゆるCTE)においても、組成の範囲の選択によって、金属、例えばタングステンまたはコバールのような金属合金に適合されることができる。このことによって、ブッシングの領域での応力が防止される。
15と25重量%の間の含量を有するBの含量を有するホウケイ酸塩ガラスは、良好な加工性と、同様に、熱膨張率(CTE)の、タングステン金属またはコバール合金(Fe-Co-Ni合金)への良好な適合とを示す。
25〜35重量%の範囲にあるB含量を有するホウケイ酸塩ガラスは、ランプ用ガラスとしての使用の際には、僅かな誘電損失係数tanδを示す。このことは、特に、電極のないガス放電ランプ、すなわち、ガラス球の外側に取着される電極を有するランプでの使用の際に、好都合であり得る。
ガラスは、全く0〜10重量%の範囲にある、特に>0.5〜7重量%、好ましくは>1〜5重量%、全く特に好ましくは>1〜4重量%のTiOの含量を有してもよい。
ここに記載したガラスの場合、合計TiO+Bが、5〜35重量%の範囲に、特に6〜25重量%の範囲にあることが特に好ましい。
本発明の第1の実施の形態では、基礎ガラスは、通常、好ましくは少なくとも55重量%または少なくとも60重量%のSiOを有する。この場合、少なくとも61重量%および好ましくは少なくとも63重量%が、特に好ましい。SiOの全く特に好ましい最小量は65重量%である。SiOの特に好ましい最大量は85重量%、好ましくは75重量%、特に73%重量%である。72重量%および特に最大限70重量%のSiOは、全く特に好ましい。Bは、本発明では、5重量%よりも多い、好ましくは8重量%よりも多い、好ましくは10重量%および特に少なくとも15重量%よりも多い量で含有されている。少なくとも16重量%が特に好ましい。Bの最大量は最大限35重量%であるが、好ましくは最大限32重量%である。最大限30重量%が特に好ましい。
Alは、0〜25重量%、好ましくは0〜10重量%の量で含有されている。0.5重量%または1重量%および特に2重量%の最小量が好ましい。最大量は、通常、5重量%、好ましくは3重量%である。個々のアルカリ酸化物LiO,NaOおよびKOは、夫々、別々に、0〜20または0〜10重量%である。0.1重量%または0.2重量%および特に0.5重量%の最小量が好ましい。個々のアルカリ酸化物の最大量が最大限8重量%であることが好ましい。0.2重量%ないし1重量%のLiOの、0.2重量%ないし3重量%、特に1.5重量%までのNaOに関する、および0.5〜8重量%、特に6〜8重量%のKOに関する量が好ましい。アルカリ酸化物の合計は、本発明に係わる基礎ガラスでは、0〜25重量%および特に0.5ないし5重量%である。MgO,CaO,SrOのようなアルカリ土類酸化物は、本発明では、夫々、0〜20重量%の量でおよび特に0〜8重量%または0〜5重量%の量で含有されている。BaOが0ないし45重量%の量で存在していることが好ましい。アルカリ土類酸化物の合計は、本発明では、0〜45重量%、特に0〜20重量%、好ましくは0〜10重量%である。この場合、アルカリ土類酸化物は、特に適切な実施の形態では、共に少なくとも0.5重量%または>1重量%を有する。
更に、基礎ガラスは、第1の実施の形態では、好ましくは0〜30、特に好ましくは0〜10重量%、特に0〜3重量%のZnO、0〜3重量%または0〜5重量%のZrO、0〜1または0〜0.5重量%のCeOおよび0〜1重量%または0〜0.5重量%のFeを含む。更に、WO,Bi,MoOは、夫々別々に、0〜5重量%または0―3重量%、特に0.1〜3重量%の量で含有されていてもよい。
ガラスが紫外線放射の際のソラリゼーションに対して非常に安定的であるのに、ソラリゼーション安定度が、PdO,PtO,PtO,PtO,RhO,Rh,IrOおよび/またはIrの僅かな含有によって、更に増大されることができることが明らかになった。このような物質の通常の最大含量は、最大限0.1重量%、好ましくは最大限0.01重量%である。この場合、最大限0.001重量6は特に好ましい。最小含量は、これらの目的のためには、通常0.01重量%である。少なくとも0.005ppmおよび特に少なくとも0.1ppmが好ましい。
ガラスが、化学的耐性、清澄および加工性を高めるために、微量のCeO,PbOおよびSbを含むことができるが、ガラスがこれらの物質を有しないことが好ましい。
鉄が含まれている限り、鉄は、例えば硝酸塩含有の原料の投入による、熔融中の酸化条件によって、酸化段階3に移行される。このことによって、退色は可視の波長範囲に最小にされる。Feは、ガラス中に、好ましくは<500ppmの含量で含まれている。Feは、一般的には、不純物として存在する。しかし、Feは、紫外線の遮断の調整のために、意識的に投入されることができる。ここでは、混合された含量は、10〜500ppm、好ましくは50〜200ppm、全く好ましくは70〜150ppmである。
TiOが>2重量%のガラス組成の含量であり、>5ppmのFeの総含量を有する混合物が用いられるとき、この混合物がAsで清澄され、かつ硝酸塩と共に熔融されることが好ましい。硝酸塩の添加が、>1重量%の含量を有するアルカリ硝酸塩として、なされることが好ましい。その目的は、ガラスの着色を可視の範囲に抑えるためである。
特に、TiOを>1.0重量%の濃度で含むガラスに関して、特に、可視の波長範囲のガラスの退色が、ガラス熔融物が実質的に塩化物を含まず、特に塩化物および/またはSbが、ガラス熔融物における清澄のためには添加されないことによって、少なくとも部分的に防止されることも、見出された。つまり、特にTiOの使用の際に生じる、ガラスの青着色が回避されるのは、清澄剤としての塩化物が省かれる場合であることが見出された。塩化物およびフッ化物の最大含量は、本発明では、2重量%、特に1重量%である。最大限0.1重量%の含量が好ましい。
更に、例えば清澄剤として使用される硫酸塩も、前記薬剤と同様に、可視の波長範囲のガラスの退色をもたらすことが明らかになった。従って、硫酸塩を省くことも好ましい。硫酸塩の最大含量は、本発明では2重量%、特に1重量%である。最大限0.1重量%の含量が好ましい。
ガラスがTiOを<1.0重量%の含量で含むとき、一般的には、通常の清澄剤は、例えば塩化物、硫酸塩、Sbが用いられる。
本明細書では、可視の波長範囲は、380nmと780nmの間の波長範囲を意味する。
更に、ガラスに関しては、清澄化がAsによりおよび酸化条件下で実行されるとき、前記欠点が一層防止されることが見出された。ガラスが0.01〜1重量%のAsを含むことが好ましい。
含有されるTiOの少なくとも80%、通常は少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%および特に99%がTi4+として存在することが好ましい。多くの場合、チタンの99.9および99.99%さえもTi4+として存在する。幾つかの場合、99.999%のTi4+の含量が有意義であることが明らかになった。従って、酸化条件は、特に、Ti4+が前記の量で存在するか、この段階で酸化されてなる条件を意味しなければならない。
このような酸化条件は、ガラス熔融物では、例えば、硝酸塩、特にアルカリ硝酸塩および/またはアルカリ土類硝酸塩の添加によって、容易に達成される。酸素および/または乾燥空気の注入によっても、酸化熔融物が得られる。更に、酸化熔融物を、例えば、混合物の熔融の際に、酸化するためのバーナー調整手段を用いて発生させることは可能である。
例えば硝酸塩およびAsの使用下での、酸化清澄によって、イルメナイト(FeTiO)複合体の形成が阻止される。この複合体の発生は可視範囲での強い着色をもたらす。
熔融中に、好ましくはアルカリ硝酸塩および/またはアルカリ土類硝酸塩の形の、硝酸塩がガラスに添加されるにも拘わらず、清澄後の完成されたガラスにおけるNOの濃度は、最大限0.01重量%であり、多くの場合、高々0.001重量%である。
本発明に係わるガラスの組成は以下の範囲にある。
SiO 55〜85重量%
>0〜35重量%
Al 0〜10重量%
LiO 0〜10重量%
NaO 0〜20重量%
O 0〜20重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは 0〜25重量%であり、
MgO 0〜8重量%
CaO 0〜20重量%
SrO 0〜5重量%
BaO 0〜45重量%、特に
BaO 0〜5重量%、但し、
ΣMgO+CaO+SrO+BaOは 0〜45重量%、
特に 0〜20重量%であり、
TiO 0〜10重量%
好ましくは >0.5〜10重量%であり、
ZrO 0〜3重量%
CeO 0〜1重量%
Fe 0〜1重量%
WO 0〜3重量%
Bi 0〜3重量%
MoO 0〜3重量%。
本発明の発光体が以下の組成の被覆用ガラスを有することが好ましい。
SiO 55〜79重量%
3〜25重量%
Al 0〜10重量%
LiO 0〜10重量%
NaO 0〜10重量%
O 0〜10重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは 0.5〜16重量%であり、
MgO 0〜2重量%
CaO 0〜3重量%
SrO 0〜3重量%
BaO 0〜45重量%、特に
BaO 0〜3重量%、
ZnO 0〜30重量%、特に
ZnO 0〜3重量%、但し、
ΣMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOは0〜30重量%、
特に 0〜10重量%であり、
ZrO 0〜3重量%
CeO 0〜1重量%
Fe 0〜1重量%
WO 0〜3重量%
Bi 0〜3重量%
MoO 0〜3重量%
但し、熔融物は 0.1〜10重量%のTiOを含み、熔融物は酸化条件下で生成される。このガラス組成物が0.01〜1重量%のAsを含むことが好ましい。
電極ブッシングとのガラスの熔融がなされない、外側の電極を有する発光体のためにも、前記ガラス組成を同様に用いることができる。これはいわゆる複数のEEFL(external electrode fluorescent lamp)である。このようなEEFL発光装置は電極ブッシングを有しない発光装置である。電極のないEEFLバックライトの場合に電界による光の集束(Einkopplung)がなされるので、特に良好な電気的特性を特徴とするガラス組成物が、特に適切である。このようなガラスは、例えば、上記第1の実施の形態に付加されることができる以下の組成である。
SiO 60〜75重量%
>25〜35重量%
Al 0〜10重量%
LiO 0〜10重量%
NaO 0〜20重量%
O 0〜20重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは 0〜25重量%であり、
MgO 0〜8重量%
CaO 0〜20重量%
SrO 0〜5重量%
BaO 0〜45重量%、特に
BaO 0〜5重量%、但し、
ΣMgO+CaO+SrO+BaOは 0〜45重量%、
特に 0〜20重量%であり、
ZnO 0〜30重量%、特に
ZnO 0〜3重量%、
ZrO 0〜5重量%
TiO 0〜10重量%
Fe 0〜0.5重量%
CeO 0〜0.5重量%
MnO 0〜1重量%
Nd 0〜1重量%
WO 0〜2重量%
Bi 0〜5重量%
MoO 0〜5重量%
As 0〜1重量%
Sb 0〜1重量%
SO 2− 0〜2重量%
Cl 0〜2重量%
0〜2重量%、但し、
ΣFe,CeO,TiO,PbO+As+Sbは0〜10重量%であり、ΣPdO+PtO+PtO+RhO+Rh+Irは、
0.00001〜0.1重量%である。
本発明の特に好ましい実施の形態では、ガラスは、特に、外側の電極を有するガス放電ランプのために、設計されている。
外側の電極を有するガス放電ランプの出来る限り僅かな電力損(Verlustleistung)Ploss従ってまた高い効率を達成するために、損失角tanδおよび誘電率ε’の商が出来る限り低いことが特に好都合であることが確認された。閉鎖式のガラス管の端面に平坦な電極を有する簡単な配置のためには、電力損は、
Figure 2006065304
によって近似的に記述することができる。
但し、
ω:角周波数
tanδ:損失角
ε’:誘電率
d:コンデンサの厚さ(ここではガラスの厚さ)
A:電極面積
l:電流強度。
従って、EEFL用の使用のためには、商tanδ/ε’<5、好ましくは<4、特に好ましくは<3、全く特に好ましくは<2.5、特に<1.5および一層好ましくは<1であるほうがよい。
従って、商tanδ/ε’を5より下の範囲に調整することによって、ガラス特性へ適切な影響が適切に及ぼされる。このことによって、所望の全電力損が最小にされることができる。
tanδおよびε’の商を本発明に基づいて出来る限り小さく調整するためには、ガラス組成は、例えば高偏光性元素(hoch polarisierbare Element)を、酸化物の形態で、ガラスマトリクスに取り込まれた状態で含む。酸化物の形態の、このような高偏光性元素は、Ba,Cs,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Pb,Bi,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび/またはLuの酸化物からなる群から選択され得る。
これらの酸化物のうちの少なくとも1がガラス組成に含まれていることが好ましい。これらの酸化物の2つまたはそれより多い酸化物の混合物も存在してもよい。従って、これらの酸化物の少なくとも1が、>0ないし80重量%、好ましくは5ないし75重量%、特に好ましくは10ないし70重量%、特に15ないし65重量%の量で含まれていることが好ましい。更に、15ないし60重量%、20ないし55または20ないし50重量%が好ましい。20ないし45重量%、特に20ないし40重量%あるいは20ないし35重量%は一層好ましい。15、特に18、好ましくは20重量%を下回らないことは特に好ましい。
CsO,BaO,PbO,Biおよび希土類金属酸化物、酸化ランタン、酸化ガドリニウムおよび/または酸化イッテルビウムが、本発明に係わるガラス組成物に存することは特に好ましい。
少なくとも15重量%、一層好ましくは18重量%、特に20重量%、全く特に好ましくは25より多い重量%の、これらの高偏光性元素のうちの1または複数の元素が、酸化物の形で、ガラス組成物に含まれていることは特に好ましい。
本発明に係わるこの実施の形態では、CeOの含量が0〜5重量%であることが好ましい。0〜1および特に0〜0.5重量%の量が好ましい。Ndの含量が0〜5重量%であることが好ましい。0〜2、特に0〜1重量%の量が特に好ましい。Biが0〜80重量%の、好ましくは5ないし75重量%の、特に好ましくは10ないし70重量%の、特に15ないし65重量%の量で存在することは特に好ましい。更に、15ないし60重量%、20ないし555または20ないし50重量%が好ましい。20ないし45重量%、特に20ないし40重量%または20ないし35重量%が一層好ましい。
従って、前記驚異的に高い含量にあるこれらの偏光性酸化物のうちの少なくとも1を付加することによって、ガラス特性に好影響を及ぼすことができる。それ故に、全電力損は、外側の電極を有する発光装置に通常組み込まれたガラスとの比較で、著しく減少され、最小量に下げられることができる。
全アルカリ土類酸化物の合計は、本発明では、好ましくは0〜80重量%、特に5〜75、好ましくは10〜70重量%、特に好ましくは20〜60重量%、全く特に好ましくは20〜55重量%である。更に、20〜40重量%が好ましい。
この実施の形態にとっては、合計Al+B+CsO+BaO+Bi+PbOが、15ないし80重量%、好ましくは15ないし75重量%、特に20ないし70重量%にあることが、特に好ましいことが明らかになった。Bが通常は35重量%の最大量で用いられるので、残りの45重量%が、偏光性酸化物BaO,Bi,CsOおよびPbOのうちの1つまたは複数の酸化物に分配される。
PbO含量を、0ないし70重量%、好ましくは10〜65重量%、より好ましくは15〜60重量%に調整することができることは好都合である。20ないし58重量%、25ないし55重量%、特に35ないし50重量%が含まれていることは特に好ましい。
PbO含量が50重量%よりも多く、特に60重量%より多く調整されるとき、ガラスには、3重量%より多い、特に4重量%より多いまたは5重量%より多い含量のアルカリが混合されることができる。但し、10重量%よりも多い量は含まれていないほうがよい。しかし、<5の商tanδ/ε’への要求はまだ満たされる。
EEFLランプでの使用、特にそのためにデザインされている、本発明に係わるガラスがPbOを含まないとき、これらのガラスが、本発明では、アルカリを有しないことが好ましい。
従って、EEFL放電ランプのためには、ガラスは、以下の組成:
SiO 55〜85重量%
>0〜35重量%
Al 0〜25重量%
好ましくは 0〜20重量%
LiO <1.0重量%
NaO <3.0重量%
O <5.0重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは <5.0重量%であり、
MgO 0〜8重量%
CaO 0〜20重量%
SrO 0〜20重量%
BaO 0〜80重量%、特に
BaO 0〜60重量%、
TiO 0〜10重量%
好ましくは >0.5〜10重量%であり、
ZrO 0〜3重量%
CeO 0〜10重量%
Fe 0〜3重量%
好ましくは 0〜1重量%
WO 0〜3重量%
Bi 0〜80重量%
MoO 0〜3重量%
ZnO 0〜15重量%
好ましくは 0〜5重量%
PbO 0〜70重量%
を有し、但し、ΣAl+B+BaO+PbO+Bi+は15〜80重量%であり、Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび/またはLuは、酸化物の形で、0〜80重量%の含量で存在しており、
並びに通常の濃度の清澄剤を有することが好ましい。
ガラスが、不可避的な不純物以外に、アルカリを有しないことが好ましい。
EEFLランプで使用するための特に好ましいガラス組成は、以下の成分:
SiO 55〜85重量%
>0〜35重量%
Al 0〜20重量%
LiO <0.5重量%
NaO <0.5重量%
O <0.5重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは <1.0重量%であり、
MgO 0〜8重量%
CaO 0〜20重量%
SrO 0〜20重量%
BaO 15〜60重量%、特に
BaO 20〜35重量%、但し、
ΣMgO+CaO+SrO+BaOは 15〜70重量%、
特に、 20〜40重量%であり、
TiO 0〜10重量%
好ましくは >0.5〜10重量%であり、
ZrO 0〜3重量%
CeO 0〜10重量%
好ましくは 0〜1重量%
Fe 0〜1重量%
WO 0〜3重量%
Bi 0〜80重量%
MoO 0〜3重量%
ZnO 0〜10重量%
好ましくは 0〜5重量%
PbO 0〜70重量%
を有し、但し、ΣAl+B+CsO+BaO+PbO+Bi+は15〜80重量%であり、
ならびに通常の濃度の清澄剤を有する。
ガラスが、同様に、不可避的な不純物以外に、アルカリを有しないことが好ましい。
EEFLランプでの使用のための他の好ましいガラス組成は、以下の成分:
SiO 35〜65重量%
0〜15重量%
Al 0〜20重量%
好ましくは 5〜15重量%
LiO 0〜0.5重量%
NaO 0〜0.5重量%
O 0〜0.5重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは 0〜1重量%であり、
MgO 0〜6重量%
CaO 0〜15重量%
SrO 0〜8重量%
BaO 1〜20重量%、特に
BaO 1〜10重量%、
TiO 0〜10重量%
好ましくは >0.5〜10重量%であり、
ZrO 0〜1重量%
CeO 0〜0.5重量%
Fe 0〜0.5重量%
WO 0〜2重量%
Bi 0〜20重量%
MoO 0〜5重量%
ZnO 0〜5重量%
好ましくは 0〜3重量%
PbO 0〜70重量%
を有し、但し、ΣAl+B+BaO+PbO+Biは8〜65重量%であり、Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび/またはLuは、酸化物の形で、0〜80重量%の含量で存在しており、
並びに通常の濃度の清澄剤を有する。
前記ガラス組成物のように、比較的大きな量での少なくとも1つの高偏光性酸化物の存在の故に、同様に商tanδ/ε’<5を有し、かつ特にEEFLランプでの使用のために好都合である他のガラスも、以下の組成:
SiO 50〜65重量%
0〜15重量%
Al 1〜17重量%
LiO 0〜0.5重量%
NaO 0〜0.5重量%
O 0〜0.5重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは 0〜1重量%であり、
MgO 0〜5重量%
CaO 0〜15重量%
SrO 0〜5重量%
BaO 20〜60重量%、特に
BaO 20〜40重量%、
TiO 0〜1重量%
ZrO 0〜1重量%
CeO 0〜0.5重量%
Fe 0〜0.5重量%
好ましくは 0〜1重量%
WO 0〜2重量%
Bi 0〜40重量%
MoO 0〜5重量%
ZnO 0〜3重量%
PbO 0〜30重量%、特に、
PbO 10〜20重量%
を有し、但し、ΣAl+B+BaO+PbO+Biは10〜80重量%であり、但し、Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび/またはLuは、酸化物の形で、0〜80重量%の含量で存在しており、
並びに通常の濃度の清澄剤を有する。
更に、使用された発光体とは別に、以下のガラス組成も好ましい。
SiO 63〜72重量%
15〜22重量%
Al 0〜3重量%
LiO 0〜5重量%
NaO 0〜5重量%
O 0〜5重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは 0.5〜5重量%であり、
MgO 0〜3重量%
CaO 0〜5重量%
SrO 0〜3重量%
BaO 0〜30重量%、特に
BaO 0〜3重量%、但し、
ΣMgO+CaO+SrO+BaOは 0〜30重量%、
特に 0〜5重量%であり、
ZnO 0〜30重量%、特に
ZnO 0〜3重量%、
ZrO 0〜5重量%
TiO >0.5〜10重量%
Fe 0〜0.5重量%
CeO 0〜0.5重量%
MnO 0〜1.0重量%
Nd 0〜1.0重量%
WO 0〜2重量%
Bi 0〜5重量%
MoO 0〜5重量%
As 0〜1重量%
Sb 0〜1重量%
SO (2−) 0〜2重量%
Cl 0〜2重量%
0〜2重量%、但し、
ΣFe,CeO,TiO,PbO+As+Sbは0.5〜10重量%である。
他の好ましい組成は以下の物質を含む。
SiO 67〜74重量%
5〜10重量%
Al 3〜10重量%
LiO 0〜4重量%
NaO 0〜10重量%
O 0〜10重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは 0.5〜10.5重量%であり、
MgO 0〜2重量%
CaO 0〜3重量%
SrO 0〜3重量%
BaO 0〜30重量%、特に
BaO 0〜3重量%、
ZnO 0〜30重量%、特に
ZnO 0〜3重量%、但し、
ΣMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOは0〜30重量%、
特に 0〜6重量%であり、
ZrO 0〜3重量%、
CeO 0〜1重量%、
およびTiO,Biおよび/またはMoOは、夫々互いに別個に0〜10重量%の量で含まれており、
ΣTiO+Bi+MoOは0.1〜10重量%である。
すべての前記ガラス組成物が前記量のFeを含むことが好ましく、実質的にFeOを含まないことが特に好ましい。
以下のガラス組成物は、同様に、発光体のために、特に、電極ブッシングを備えた外側の電極を有するランプのために特に適切である。この場合、ガラスの溶解はなされない。これらの発光体は、更に、酸、アルカリ液および水に対する特に高い化学的耐性を特徴とし、本発明の第2の実施の形態に加えられる。
SiO 60〜85重量%
0〜10重量%
Al 0〜10重量%
LiO 0〜10重量%
NaO 0〜20重量%
O 0〜20重量%、但し、
ΣLiO+NaO+KOは 5〜25重量%であり、
MgO 0〜8重量%
CaO 0〜20重量%
SrO 0〜5重量%
BaO 0〜30重量%、特に
BaO 0〜5重量%、但し、
ΣMgO+CaO+SrO+BaOは 3〜30重量%、
特に 3〜20重量%であり、
ZnO 0〜20重量%、特に
ZnO 0〜8重量%、
ZrO 0〜5重量%、
TiO 0〜10重量%
Fe 0〜5重量%
CeO 0〜5重量%
MnO 0〜5重量%
Nd 0〜1.0重量%
WO 0〜2重量%
Bi 0〜5重量%
MoO 0〜5重量%
PbO 0〜5重量%
As 0〜1重量%
Sb 0〜1重量%、但し、
ΣFe+CeO+TiO+PbO+As+Sbは0〜10重量%であり、
ΣPdO+PtO+PtO+PtO+RhO+Rh+IrO+Irは、0.1重量%であり、
SO 2− 0〜2重量%
Cl 0〜2重量%
0〜2重量%。
本発明の発光体のための適切なガラスの第2の実施の形態は、少なくとも60重量%の、好ましくは少なくとも62重量%のSiO2の最小含量を有する。64重量%の最小含量が特に好ましい。本発明に係わるガラス中のSiOの最大含量は高々85重量%、特に79重量%であり、高々75重量%の含量が好ましい。特に好ましい最大含量は72重量%である。非常に高いSiO含量を有するガラスは、僅かな誘電損失係数tanδを特徴とし、従って、例えば、電極のない蛍光ランプに適切であり得る。
含量は高々10重量%、特に高々5重量%であり、高々4重量%の含量が好ましい。高々3重量%のBの最大含量が特に好ましく、高々2重量%の含量が、全く特に好ましい。個々の場合では、本発明に係わるガラスはBを全く有することがない。しかし、このガラスは、好ましい実施の形態では、少なくとも0.1重量%を含み、0.5重量%が好ましい。0.75重量%の最小含量は特に好ましく、0.9重量%は全く特に好ましい。
ガラスは、本発明の第2の実施の形態では、個々の場合にAlを有しなくてもよいにも拘わらず、通常は、Alを、0.1の、特に0.2重量%の最小量で含む。0.3重量%の最小量が好ましい。0.7、特に少なくとも1.0重量%の最小量は特に好ましい。Alの最大量は通常10重量%であり、最大限8重量%が好ましい。多くの場合、5重量%、特に4重量%の最大量が十分であることが明らかになった。
第2の実施の形態に基づくガラスは、アルカリ酸化物およびアルカリ土類酸化物を含む。この場合、アルカリ酸化物の総含量は、少なくとも5重量%、特に少なくとも6重量%、好ましくは少なくとも8重量%である。少なくとも10重量%のアルカリ酸化物の最小総量は特に好ましい。すべてのアルカリ酸化物の最大含量は高々25重量%である。22重量%および特に20重量%の最大量が特に好ましい。多くの場合、18重量%の最大量が十分であることが分かった。このうち、LiOの含量は、本発明では、0重量%ないし高々10重量%である。最大限8重量%のおよび特に最大限6重量%の最大量が好ましい。KOは少なくとも0重量%および高々20重量%の量で含まれている。0.01重量%、好ましくは0.05重量%の最小含量が好ましい。個々の場合には、1.0重量%の最小含量が適切であることが分かった。KOの最大含量は、好ましい実施の形態では、最大限18重量%である。最大限15および特に最大限10重量%が好ましい。多くの場合、5重量%の最大含量で全く十分であることが明らかになった。
NaOの含量は、個々の場合、0重量%および最大限20重量%である。しかし、NaOの含量は、少なくとも3重量%、特に少なくとも5重量%であることが好ましい。少なくとも8重量%、特に少なくとも10重量%の含量が好ましい。特に好ましい実施の形態では、酸化ナトリウムは、本発明により、少なくとも12重量%の量で含まれている。NaOの好ましい最大含量は18重量%または16重量%であり、15重量%の上限は特に好ましい。
外側の電極を有する蛍光ランプでの使用のためには、ガラスがアルカリを含まないことが好ましい。
個々のアルカリ土類酸化物の含量は、CaOに関しては、最大限20重量%であるが、個々の場合には、18、特に最大限15重量%の最大含量が十分である。本発明に係わるガラスがカルシウム成分を含まないのに、本発明に係わるガラスは、通常、少なくとも1重量%のCaOを含む。少なくとも2重量%、特に少なくとも3重量%の含量が好ましい。実際には、4重量%の最小含量が適切であることが明らかになった。MgOの下限は、個々の場合では、0重量%である。しかし、少なくとも1重量%および特に少なくとも2重量%が好ましい。本発明に係わるガラスでのMgOの最大含量は8重量%であり、最大限7および特に最大限6重量%が好ましい。SrOおよび/またはBaOは、本発明に係わるガラスでは、完全に省略されることができる。しかし、2つの物質のうちの少なくとも1または2つの物質が、夫々1重量%、好ましくは少なくとも2重量%の量で含まれている。ガラスに保たれたすべてのアルカリ土類酸化物の総含量は少なくとも3重量%および高々30重量%、特に20重量%であり、4重量%、特に5重量%の最小総量が好ましい。多くの場合、6または7重量%の最小含量が適切であることが分かった。アルカリ土類酸化物の好ましい最大限度は18重量%である。最大限15重量%が好ましい。幾つかの場合、12重量%の最大含量が十分であることが分かった。
第2の実施の形態に基づくガラスは、ZnOを含むことがないが、0.1重量%の最小含量と、高々30重量%、特に8重量%好ましくは高々5重量%の最大含量とを含むことが好ましい。3重量%または2重量%の最大含量が全く適切であることができる。ZrOは、0〜8重量%、特に0〜5重量%の量で含まれている。3重量%の最大含量が、多くの場合、十分であることが分かった。
第2の実施の形態に基づくガラスは、好ましい実施の形態では、少なくとも0.1重量%および高々2重量%、特に高々1重量%の量のTiO,PbO,Asおよび/またはSbの総含量を特徴とする。この場合、Asおよび/またはSbの好ましい最小含量は、少なくとも0.01重量%、好ましくは少なくとも0.05重量%および特に少なくとも0.1重量%である。この場合、残りの最大量は最大限2重量%、特に最大限1.5重量%であり、最大限1重量%および特に0.8重量%は特に好ましい。
前記元素のうち、特にTiOが、本発明に係わるガラスに含まれていることが好ましい。但し、前記他の複数の成分の含量が上回っている限り、ガラスは、原理的には、この元素を含まない。この場合、TiOの最大含量が8重量%であることが好ましい。この場合、高々5重量%が好ましい。TiOの好ましい最小含量は1重量%である。ガラスは0〜5重量%のPbOを含む。2重量%の、特に最大限1重量%の最大限の含量は適切である。ガラスが鉛を含まないことが好ましい。Feおよび/またはCeOの含量は、夫々0〜5重量%である。0〜1および特に0〜0.5重量%の量が好ましい。MnOおよび/またはNdの含量は0〜5重量%であり、0〜2、特に0〜1重量%の量が好ましい。成分Biおよび/またはMoOは、夫々、0〜5重量%、好ましくは0〜4重量%の量で含まれており、Asおよび/またはSbは、夫々、本発明に係わるガラス中に、0〜1重量%の量で含まれている。最小含量は好ましくは0.1、特に0.2重量%である。すなわち、ガラスは、Asおよび/またはSbを、0.1〜1重量%、特に0.2〜1重量%の量で有する。この場合、Fe,CeO,TiO,PbO,AsおよびSbの総含量は、好ましくは0.1〜10重量%、特に好ましくは>1〜8重量%である。本発明に係わるガラスは、好ましい実施の形態では、場合によっては、0〜2重量%の、微量のSO 2−と、同様に夫々0〜2重量%の量のClおよび/またはFを含む。
第1のおよび第2の実施の形態に基づくガラスは、特にフロート法によって板ガラスを製造するために、特にそのために適切であり、管ガラスの製造は特に好ましい。ガラスが、少なくとも0.5mmの、特に少なくとも1mmの直径と、高々2cm、特に高々1cmの上限を有する管の製造のために、全く特に適切である。特に好ましい管の直径は2mmと5mmの間である。このような管が少なくとも0.05mm、特に少なくとも0.1mmの肉厚を有し、少なくとも0.2mmが特に好ましいことが明らかになった。最大限の肉厚は高々1mmであり、高々<0.8mmまたは<0.7mmの肉厚が好ましい。
ここで記述されたガラス、特にホウケイ酸塩ガラスは、ガス放電管および蛍光ランプ、特に小型の蛍光ランプでの使用のために、特にそのために適切であり、全く特に照明のために、例えば携帯電話およびコンピュータモニタでのような電子表示装置、例えばディスプレーおよびLCD受像スクリーンの背面照明のために、特にそのために、適切であり、液晶表示装置(LCD)の製造の際におよび背面で照明された表示装置(「ノンエミッタ」 非自己発光型のディスプレー、いわゆるバックライトユニットを有するディスプレー)に、光源として用いられる。この使用のためには、このような蛍光ランプは非常に小さな寸法を有する。従って、極めて僅かな厚みしか有しない。好ましいディスプレーおよび受像スクリーンは、ラップトップに用いられるいわゆるフラット・ディスプレー、特に、フラットなバックライト装置である。ハロゲンを含まない発光体、例えば、キセノン原子の放電を基礎にする発光体(キセノンランプ)が特に好ましい。この実施の携帯が、特に環境に優しいことが明らかになった。
本発明で用いられるガラスが僅かな誘電特性を有することが好ましい。この場合、誘電率(DZ)は、1MHzでかつ25℃では、2より大きく、好ましくは3より大きくおよび4より大きく、全く特に好ましくは5よりも大きく、6よりも大きいことは特に好ましい。誘電損失係数tanδ[10−4]は最大限120であり、好ましくは100よりも少ない。損失係数が80より下であることは特に好ましい。50よりも下のおよび30よりも下の値は特に適切である。15より下の値が全く特に好ましい。
本発明の発光体に関して記載されたガラスは、特に、外部電極を有する蛍光ランプの使用のために、および、電極がガラスと熔融されており、例えばコバール合金、モリブデンおよびタングステン等からなるランプガラスの中を通ってなる蛍光ランプのためにも、適切である。外側の電極の場合には、これらの電極を、例えば、導電性ペーストによって形成することができる。
更に、フラットなガス放電ランプのための板ガラスの形の、ここに記載されたガラスの使用が好ましい。
前記ガラスをまず半製品に形成することが好ましい。例えば熱成形工程による半製品の製造は、例えば熔融物から直接なされる。例えば、管が製造されるのは、液状のガラスが熔融タンクからいわゆるダンナー吹管に流れ、その吹管から引き上げられて管が形成されることによってである。この管を、他の方法、例えばヴェロ引き上げ法またはエー引き上げ法によっても、製造することができる。これらの工程は当業者には知られている。
板ガラスを、アップ・ドローまたはダウン・ドローによってあるいはフロート法によって製造することができる。これらの工程も当業者に知られている。中空ガラスを圧縮成形または吹込み成形することができる。
前記工程では、ガラスの所定の冷却はなされない。
例えば、ガラスが、伸管の際に、非常に短時間内に室温で冷却するのは、ガラスが例えばダンナー吹管を離れた後である。「冷却」はなされないか、重要でない「冷却」がなされるだけである。
既述のように、紫外線の遮断の調整のために温度処理に曝されたガラスを用いることができる。この温度処理によって、紫外線の遮断すなわち紫外線ブロックおよび透過、特にガラスの散乱を調整することができる。低温での焼鈍が特に好ましいのは、紫外線の遮断を正確に調整することが意図されるときである。何故ならば、長時間によって、より良い工程制御が保証されているからである。
紫外線の遮断のかような調整は、例えば蛍光ランプの製造のために通常である多段工程でも、達成されることができる。
このような温度処理を、管の追加の加工に組み入れることもできる。例えば、いわゆる小型のガス放電ランプまたはバックライト用の蛍光ランプの製造の際に、少なくとも1つの他の温度処理がなされる。この温度処理では、ガラスは全体にまたは部分的に加熱される。このような工程の例は、ガラス管の整列、製造により生じるガラス管の波形の、その補償、蛍光層の焼付および電極の封入である。
温度処理は所定の温度の際の個別処理として実行することができる。温度が高くなれば、短い時間で十分である。
同様に、この焼鈍段階を、所定の温度分布の通過後に、達成することができる。種々の加熱速度および所定温度での停止時間が可能である。
紫外線の遮断のシフトが、後置の焼鈍段階によってなされる必要はなく、ガラスの熔融直後にも達成されることができるのは、所望の熱成形工程の際に、ガラスを、焼鈍温度でかつ所定時間保ち、あるいは、好ましくは<500K/分、特に好ましくは<10K/分、特に好ましくは<1K/分、例えば0.3K/分(20K/h)で所定の冷却に晒すことによってである。
製造工程では、冷却速度は、好ましくは1000K/分よりも小さく、好ましくは500K/分よりも小さく、特に好ましくは100K/分よりも小さくおよび好ましくは10K/分よりも小さい。冷却速度が1K/分よりも小さいことは全く特に好ましい。
熱成形工程における熔融直後の焼鈍処理と、後置の焼鈍工程との組合せも可能である。この場合、再焼鈍が複数の温度でなされることができる。但し、TはTg≦T<Tg+400℃の範囲にあり、但し、Tgは、例えば、ショット社編『Guide to Glass』、ハインツ・G・プフェンダー、チャップマンおよびホール、1996年、20〜22頁に記載のように、転移温度を示す。再焼鈍の時間は適切に選択され、好ましくは、数秒から120分までの範囲にある。
以下、図面を参照して本発明を詳述する。図1には、低圧放電ランプの、特に蛍光ランプの、全く特に好ましくは小型の蛍光ランプの原理図が示されている。
図1には、引き上げられた管ガラスから製造されたいわゆるバックライトランプが示されている。中央部分10はかなり透明であり、ランプ本体を形成する。2つの開放端12.1,12.2には、ブッシングの金属ワイヤ14.1,14.2が挿入されている。ブッシングは、例えば、1つの焼鈍段階で、透明な管ガラスと熔融される。
ガラスの膨張係数が金属ワイヤ14.1,14.2の膨張係数とかなり一致するように、ブッシングの領域のガラスが選択されていることが好ましい。
図2ないし4には、本発明に基づいてかように製造されたバックライトランプの使用が例示されている。
図2には、本発明に係わるガラスからなる個々の小型の蛍光管110が、互いに平行に使用され、窪み150を有するプレート130に位置しており、これらの窪みが、放射された光をディスプレーに反射してなるこのような用途のための、特別な使用が示されている。反射型のプレート130の上方には、反射層160が付着されており、この反射層は、一種の反射器として、蛍光管110によってプレート130の方向に反射された光を均等に分散させ、かくて、ディスプレーの均等な照射を引き起こす。この装置が、例えばテレビ装置の場合のような、かなり大きなディスプレーのために用いられることが好ましい。プレート130は、本発明では、ポリマー、例えばポリカーボネートまたはメタクリレート(PMMA)からなってもよい。
図3に示した実施の形態では、蛍光管210を、ディスプレー202の外側にも、取着することができる。このとき、光は、光ガイドとして用いられる光伝送型のプレート250、いわゆるLGP(ライト・ガイド・プレート)によって、ディスプレーの上面に亘って均等に分散される。このような光伝送型のプレート250は、例えば粗い表面を有する。この表面によって、光が分散される。プレートは、本発明では、例えばシクロオレフィンをベースにしたポリマーから構成されていてもよい。蛍光管は外部のまたは内部の電極を有することができる。
更に、これらの電極を、発光型のユニット310が構造化されたディスク315に直に位置してなるバックライト装置のために、使用することも可能である。このことは図4に示されている。この場合、構造は、所定の幅(Wrib)を有する平行な複数の隆起、いわゆるバリヤ380によって、ディスクに、所定の深さおよび所定の幅(dchannelおよびWchannel)を有するチャネルが発生され、これらのチャネルに放電蛍光材料350があるように、なっている。この場合、チャネルは燐光層370を有するディスクと共に、複数の放射中空空間360.1,360.2,360.3,360.4,360.5を形成する。
図4に示したバックライト装置は、電極を有しないガス放電ランプである。すなわち、ブッシングはなくて、外側の電極330a,330bのみがある。図4に示したカバープレートまたはカバーディスク410は、システムの構造に従って、不透明なディフューザディスクまたは透明なディスクであってもよい。ディフューザプレートは、本発明では、例えばシクロオレフィンをベースにしたポリマーから、好ましくはトパーズ(R)からなっていてもよい。
電極を有しない、図4に示したランプ装置は、いわゆるEEFL(エクスターナル・エレクトロード・フルオロスセント・ランプ)装置である。前記の装置は大きな平らなバックライトを形成するので、フラットバックライトとも呼ばれる。
図5には、以下の組成(実施例15)を有するガラスに関して、紫外線の遮断のシフトが示されている。
SiO 64.35
19.0
Al 2.65
LiO 0.65
NaO 0.70
O 7.45
ZnO 0.60
As 0.10
TiO2 4.50
ガラス管は、ダンナー法により製造され、非常に迅速に、すなわち、約1100℃から300℃へと1分より少ない時間で冷却された。厚みd=0.2mmおよび透過率T<0.1%を有するこのガラスの紫外線の遮断は302nmにあった。図5では、曲線には、100が付されている。透過率スペクトルから明瞭に認識されるように、緩慢に冷却されたサンプル、すなわち、20K/hで冷却されたサンプルは、320nmの紫外線の遮断を有し、従って、水銀ランプの313nmの線を共に含める。緩慢に冷却されたサンプルの透過率曲線には200が付されている。TiOの含量は4.5重量%であった。ガラス管は3mmの直径を有した。ガラスの壁部の厚さは0.2mmであった。紫外線の遮断は、本願では、透過率T<0.1%を特徴とする。
緩慢な冷却の代わりに、再焼鈍も行なうことができる。
以下、本発明を、実施の形態を参照して説明する。これらの実施の形態は、本発明に係わる教示を明示しているが、この教示に限定されない。
実施の形態
以下の表1および2の例には、外側の電極を有する蛍光ランプのガラスのためのガラス組成物と、5より著しく下に調整されている商tanδ/DZとが記されている。DZは誘電率である。
Figure 2006065304
Figure 2006065304
本発明によって、まず、発光体と配光ユニットの組合せを可能にするシステムが準備される。この場合、1つのまたは複数の発光体に設けられた追加の紫外線保護層が、一般的に省略され、プラスチックには、紫外線吸収剤が用いられないのに、配光ユニット中のプラスチック構成成分の、特にポリマーの脆弱性は結果として生じない。この場合、適切な温度処理によって紫外線の遮断のシフトが達成されたが、TiOの含量が少なくても、313nmより大きい範囲の紫外線吸収が達成されてなるガラスが用いられる。この場合、本発明は、定まった冷却または焼鈍によって、すなわち、冷却または焼鈍による所定の酸化還元条件の調整によって、ガラス内の紫外線の遮断が調整され、あるいは、迅速に冷却されるサンプルと比較して高い波長へとシフトされることができるという効果を利用する。外側の電極を有する発光装置に関して、tanδ/ε’値<5を有する特注のガラスを、システムに用いることができる。その目的は、発光装置の出来る限り高い効率を達成するためである。
好ましくは、ガラス球の中を案内される電極を有するいわゆるバックライトの形の発光体を示す図。 小型のバックライト装置のための反射型のベースプレート、支持プレートおよびサブストレートプレートの基本形を示す図。 外側の電極を有するバックライト装置を示す図。 側方に取着された蛍光ランプを有するディスプレー装置を示す図。 温度工程による紫外線の遮断のシフトを示すダイヤフラムを示す図。
符号の説明
10…中央部分
12.1…開放端
12.2…開放端
14.1…金属ワイヤ
14.2…金属ワイヤ
110…蛍光管
130…プレート
150…窪み
210…蛍光管
202…ディスプレー
250…光伝送型のプレート
310…発光ユニット
315…構造化されたディスク
380…バリヤ
360.1…放射中空空間
360.2…放射中空空間
360.3…放射中空空間
360.4…放射中空空間
360.5…放射中空空間
330a…外側の電極
330b…外側の電極
410…カバープレートまたはカバーディスク

Claims (32)

  1. ディスプレーまたは受像スクリーンの背面照明のためのシステムであって、
    内側および外側を備えた中空体の形のガラス本体を有する少なくとも1つの発光体と、
    1つまたは複数のポリマーを実質的に含むか、または1つまたは複数のポリマーからなる配光ユニットとを具備し、
    前記ガラス本体のガラス組成は紫外線をブロックするものであり、前記ガラス本体は少なくとも部分的に透明であり、かつ<340nmの波長に対し<0.1の透過率Tを有するところのシステム。
  2. 前記配光ユニットの前記1つまたは複数のポリマーは、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン(PEK,PEEK,PAEK)、ポニフェニレンスルフィド(PPS)、SAN(スチレン−アクリルニトリルコポリマー)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネートおよびシクロオレフィンをベースにしたポリマー、好ましくはポリメチルメタクリレート(PMMA)、ならびにシクロオレフィンをベースにしたポリマーおよびポリマーの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  3. シクロオレフィンをベースにした前記1つまたは複数のポリマーは、環状オレフィンポリマーおよび環状オレフィンコポリマー並びにこれらのポリマーの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項1または2に記載のシステム。
  4. 前記配光ユニットは実質的に平らなプレートまたはディスク、特に、ディフューザプレートまたはディフューザディスクあるいは光ガイド型のプレート(LGP)であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のシステム。
  5. 前記発光装置は放電ランプであることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  6. 前記放電ランプは放電空間を有し、この放電空間には、水銀および/または希土類イオンのような放電物質および/またはキセノンが充填されていることを特徴とする請求項5に記載のシステム。
  7. 前記ガラス本体の内側には、蛍光層が付着されていることを特徴とする請求項5または6に記載のシステム。
  8. 前記ガラス本体は、<320nmの波長に対し<0.1の透過率Tを有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のシステム。
  9. 前記ガラス本体のガラスは、紫外線の遮断の状態を調整するために、温度処理されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載のシステム。
  10. 前記温度処理がなされるのは、前記ガラスが、熔融後に、特に500K/分よりも小さい冷却速度による緩慢な冷却に供されるか、または或る時間温度Tに加熱されることによってであり、時間および温度または冷却速度は、前記ガラスが、迅速に冷却されるガラス管との比較で、特に、>500K/分の冷却速度で、5nmより大きく、特に10nmよりも大きい紫外線の遮断のシフトを示すように選択されていることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  11. 前記ガラス本体の前記ガラスが、以下の組成:
    SiO 55〜85重量%
    >0〜35重量%
    Al 0〜10重量%
    LiO 0〜10重量%
    NaO 0〜20重量%
    O 0〜20重量%、但し、
    ΣLiO+NaO+KOは 0〜25重量%であり、
    MgO 0〜8重量%
    CaO 0〜20重量%
    SrO 0〜5重量%
    BaO 0〜30重量%、特に
    BaO 0〜5重量%、但し、
    ΣMgO+CaO+SrO+BaOは 0〜30重量%、特に
    0〜20重量%であり、
    TiO 0〜10重量%
    好ましくは >0.5〜10重量%であり、
    ZrO 0〜3重量%
    CeO 0〜1重量%
    Fe 0〜1重量%
    WO 0〜3重量%
    Bi 0〜3重量%
    MoO 0〜3重量%
    を有することを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載のシステム。
  12. 外側の複数の電極を有する発光体において使用するガラス本体のためのガラス組成は、tanδ/ε’<5の、損失角tanδおよび誘電率ε’の商を有することを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載のシステム。
  13. 前記商は、<4、好ましくは<3、特に好ましくは<2.5、特に<1であることを特徴とする請求項12に記載のシステム。
  14. 少なくとも1つの高偏光性元素が、酸化物の形態で、ガラスマトリクスに取り込まれており、前記酸化物は、Ba,Cs,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Pb,Bi,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび/またはLuの酸化物からなる群から選択されることを特徴とする請求項12または13に記載のシステム。
  15. 前記1つまたは複数の高偏光性元素は、酸化物の形で、少なくとも8、好ましくは12、特に好ましくは15、特に20重量%またはそれより多くの量で存在していることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
  16. 前記1つまたは複数の高偏光性元素は、酸化物の形で、少なくとも20、好ましくは25、特に好ましくは35、特に40重量%またはそれより多くの量で存在していることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
  17. 前記ガラス本体の前記ガラスは以下の組成:
    SiO 55〜85重量%
    >0〜35重量%
    Al 0〜25重量%
    好ましくは 0〜20重量%
    LiO <1.0重量%
    NaO <3.0重量%
    O <5.0重量%、但し、
    ΣLiO+NaO+KOは <5.0重量%であり、
    MgO 0〜8重量%
    CaO 0〜20重量%
    SrO 0〜20重量%
    BaO 0〜80重量%、特に
    BaO 0〜60重量%、但し、
    TiO 0〜10重量%
    好ましくは >0.5〜10重量%であり、
    ZrO 0〜3重量%
    CeO 0〜10重量%
    Fe 0〜3重量%
    好ましくは 0〜1重量%
    WO 0〜3重量%
    Bi 0〜80重量%
    MoO 0〜3重量%
    ZnO 0〜15重量%
    好ましくは 0〜5重量%
    PbO 0〜70重量%
    を有し、但し、ΣAl+B+BaO+PbO+Biは15〜80重量%であり、Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび/またはLuは、酸化物の形で、0〜80重量%の含量で存在しており、
    並びに通常の濃度の清澄剤を有することを特徴とする請求項12ないし16のいずれか1項に記載のシステム。
  18. 前記ガラスは以下の組成:
    SiO 55〜85重量%
    >0〜35重量%
    Al 0〜20重量%
    LiO <0.5重量%
    NaO <0.5重量%
    O <0.5重量%、但し、
    ΣLiO+NaO+KOは <1.0重量%であり、
    MgO 0〜8重量%
    CaO 0〜20重量%
    SrO 0〜20重量%
    BaO 15〜60重量%、特に
    BaO 20〜35重量%、但し、
    ΣMgO+CaO+SrO+BaOは 15〜70重量%、
    特に、 20〜40重量%であり、
    TiO 0〜10重量%
    好ましくは >0.5〜10重量%であり、
    ZrO 0〜3重量%
    CeO 0〜10重量%
    好ましくは 0〜1重量%
    Fe 0〜1重量%
    WO 0〜3重量%
    Bi 0〜80重量%
    MoO 0〜3重量%
    ZnO 0〜10重量%
    好ましくは 0〜5重量%
    PbO 0〜70重量%
    を有し、但し、ΣAl+B+CsO+BaO+PbO+Biは15〜80重量%であり、
    並びに通常の濃度の清澄剤を有することを特徴とする請求項12ないし16のいずれか1項に記載のシステム。
  19. 前記ガラスが以下の組成:
    SiO 35〜65重量%
    0〜15重量%
    Al 0〜20重量%
    好ましくは 5〜15重量%
    LiO 0〜0.5重量%
    NaO 0〜0.5重量%
    O 0〜0.5重量%、但し、
    ΣLiO+NaO+KOは 0〜1重量%であり、
    MgO 0〜6重量%
    CaO 0〜15重量%
    SrO 0〜8重量%
    BaO 1〜20重量%、特に
    BaO 1〜10重量%、
    TiO 0〜10重量%
    好ましくは >0.5〜10重量%であり、
    ZrO 0〜1重量%
    CeO 0〜0.5重量%
    Fe 0〜0.5重量%
    WO 0〜2重量%
    Bi 0〜20重量%
    MoO 0〜5重量%
    ZnO 0〜5重量%
    好ましくは 0〜3重量%
    PbO 0〜70重量%
    を有し、但し、ΣAl+B+BaO+PbO+Biは8〜65重量%であり、Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび/またはLuは、酸化物の形で、0〜80重量%の含量で存在しており、
    並びに通常の濃度の清澄剤を有することを特徴とする請求項12ないし16のいずれか1項に記載のシステム。
  20. 前記ガラスが以下の組成:
    SiO 50〜65重量%
    0〜15重量%
    Al 1〜17重量%
    LiO 0〜0.5重量%
    NaO 0〜0.5重量%
    O 0〜0.5重量%、但し、
    ΣLiO+NaO+KOは 0〜1重量%であり、
    MgO 0〜5重量%
    CaO 0〜15重量%
    SrO 0〜5重量%
    BaO 20〜60重量%、特に
    BaO 20〜40重量%、
    TiO 0〜1重量%
    ZrO 0〜1重量%
    CeO 0〜0.5重量%
    Fe 0〜0.5重量%
    好ましくは 0〜1重量%
    WO 0〜2重量%
    Bi 0〜40重量%
    MoO 0〜5重量%
    ZnO 0〜3重量%
    PbO 0〜30重量%、特に、
    PbO 10〜20重量%
    を有し、但し、ΣAl+B+BaO+PbO+Biは10〜80重量%であり、
    Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび/またはLuは、酸化物の形で、0〜80重量%の含量で存在しており、
    並びに通常の濃度の清澄剤を有することを特徴とする請求項12ないし16のいずれか1項に記載のシステム。
  21. 前記組成物中のアルカリの含量は、<1.0重量%であることを特徴とする請求項12ないし20のいずれか1項に記載のシステム。
  22. 前記ガラスは、アルカリを有しないことを特徴とする請求項12ないし20のいずれか1項に記載のシステム。
  23. 前記ガラス組成中のBaOの含量は、15重量%よりも大きく、好ましくは18重量%よりも大きいことを特徴とする請求項12ないし22のいずれか1項に記載のシステム。
  24. 前記ガラス組成中のBaOの含量は、20重量%よりも大きいことを特徴とする請求項12ないし22のいずれか1項に記載のシステム。
  25. 前記ガラス組成中のBaOの含量は、20重量%と80重量%の間、好ましくは20と60重量%の間であることを特徴とする請求項12ないし22のいずれか1項に記載のシステム。
  26. 前記ガラス組成中のPbOの含量は、50重量%よりも大きく、特に60重量%よりも大きく、アルカリの含量は3重量%よりも大きく、好ましくは4重量%よりも大きく、全く特に好ましくは5重量%よりも大きいことを特徴とする請求項12ないし20、23ないし25のいずれか1項に記載のシステム。
  27. 前記ガラス組成がPbOを含まないときは、アルカリの含量は<1.0重量%であり、好ましくはアルカリが含まれていないことを特徴とする請求項12ないし25のいずれか1項に記載のシステム。
  28. 前記ガラス組成がPbOを含むときは、BaOの含量は<10重量%であり、好ましくは<5重量%であり、特に好ましくはBaOは含まれていないことを特徴とする請求項12ないし26のいずれか1項に記載のシステム。
  29. 前記発光体は蛍光ランプであり、この蛍光ランプはEEFLランプ、ガス放電ランプ、LCD表示装置、コンピュータモニタ、電話ディスプレーのためのおよびディスプレーのための照明であることを特徴とする請求項1ないし28のいずれか1項に記載のシステム。
  30. 前記発光体の前記ガラス本体は管状のまたは管に類似の形状を有することを特徴とする請求項1ないし29のいずれか1項に記載のシステム。
  31. 前記管状のまたは管に類似のガラス本体の直径は<0.8cmであり、および/または肉厚は<1mmであることを特徴とする請求項30に記載のシステム。
  32. 前記発光体の前記ガラス本体は<1cmの厚さを持つ板ガラスを有することを特徴とする請求項1ないし31のいずれか1項に記載のシステム。
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