首页 / 专利库 / 焊接,钎焊和锡焊 / 自耗电极 / 用于显示器或荧光屏的背景照明系统

用于显示器或荧光屏的背景照明系统

阅读:837发布:2023-02-07

专利汇可以提供用于显示器或荧光屏的背景照明系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于显示器或 荧光 屏的背景照明系统,其包括:至少一个发光器件,其具有玻璃体,所述玻璃体为具有内侧面和外侧面的空心体的形式,以及;光分配单元,其主要包括一种或多种 聚合物 或由一种或多种聚合物形成,其中玻璃体的玻璃组合物是UV-遮蔽的,玻璃体至少是部分透明的,并且对于<340nm的 波长 具有T<0.1的透射系数(透射率)。,下面是用于显示器或荧光屏的背景照明系统专利的具体信息内容。

1.一种用于显示器或荧光屏的背景照明系统,其包括:至少一个发光器件,其具有玻璃体,所述玻璃体为具有内侧面和外侧面的空心体的形式,以及光分配单元,其主要包括一种或多种聚合物或由一种或多种聚合物构成,其中,所述玻璃体的玻璃组合物是UV-遮蔽的,所述玻璃体至少是部分透明的,并且对于<340nm的波长具有T<0.1的透射系数。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述光分配单元的聚合物是选自由下列物质组成的组,聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚酸酯(PC)、聚酰亚胺、聚醚(PEK、PEEK、PAEK)、聚亚苯基硫醚(PPS)、SAN(苯乙烯-丙烯腈-共聚物)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯和基于环烯的聚合物,优选为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及基于环烯烃的聚合物和它们的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,基于环烯烃的聚合物选自由环烯烃聚合物、环烯烃共聚物和它们的混合物组成的组。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其特征在于,所述光分配单元是一种基本上是平的板或片,特别是漫射板或漫射片或导光板(LGP)。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述发光器件是放电灯。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述放电灯包括放电室,所述放电室填充有放电材料,如和/或稀土离子和/或氙。
7.根据权利要求5或6所述的系统,其特征在于,在所述玻璃体内侧面上涂覆有荧光层。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统,其特征在于,所述玻璃体在波长<320nm时具有T<0.1的透射系数。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统,其特征在于,所述玻璃体的玻璃是经热处理的,用以调节UV-边缘的位置
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述热处理以这样的方式进行,所述玻璃在熔融后或者以特别是小于500K/min的冷却速率进行慢冷却或者加热到温度TH持续一定的时间,其中时间和温度或冷却速率是这样选择的,即所述玻璃与快速冷却的玻璃管,特别是以>500K/min的冷却速率冷却的玻璃管相比较,显示出有大于5nm,特别是大于10nm的UV-边缘的移动。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统,其特征在于,所述玻璃体的玻璃是含有下列成分的玻璃组合物:SiO255-85重量%、B2O3>0-35重量%、Al2O30-10重量%、Li2O                       0-10重量%、Na2O                      0-20重量%、K2O                       0-20重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O        为0-25重量%,和MgO                        0-8重量%、CaO                        0-20重量%、SrO                        0-5重量%、BaO                        0-30重量%,特别地BaO                        0-5重量%,在此∑MgO+CaO+SrO+BaO          0-30重量%,特别为0-20重量%,和TiO20-10重量%、优选为                     >0.5-10重量%,ZrO20-3重量%、CeO20-1重量%、Fe2O30-1重量%、WO30-3重量%、Bi2O30-3重量%、MoO30-3重量%。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的系统,其特征在于,用于具有外置电极的所述发光器件中的玻璃的玻璃组合物的损耗(因子)tanδ和介电常数ε′的比值tanδϵ′<5.]]>
13.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,所述比值为<4,优选为<3,特别优选为<2.5,特别为<1。
14.根据权利要求12或13所述的系统,其特征在于,将至少一种化物形式的高度可极化元素加入到玻璃基体中,其选自由下列元素的氧化物组成的组:Ba、Cs、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu。
15.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述氧化物形式的高度可极化元素以至少8,优选为12,特别优选为15,特别为20重量%的量或更多的量存在。
16.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述氧化物形式的高度可极化元素以至少20,优选为25,特别优选为35,特别为40重量%的量或更多的量存在。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的系统,其特征在于,所述玻璃体的玻璃是含有下列成分的玻璃组合物:SiO255-85重量%、B2O3>0-35重量%、Al2O30-25重量%、优选为                      0-20重量%,Li2O                       <1.0重量%、Na2O                       <3.0重量%、K2O                        <5.0重量%,其中∑Li2O+Na2O+K2O         为<5.0重量%,和MgO                         0-8重量%、CaO                         0-20重量%、SrO                         0-20重量%、BaO                                   0-80重量%、特别地BaO                                   0-60重量%,TiO20-10重量%、优选为                                >0.5-10重量%,ZrO20-3重量%、CeO20-10重量%、Fe2O30-3重量%、优选为                                0-1重量%,WO30-3重量%、Bi2O30-80重量%、MoO30-3重量%、ZnO                                   0-15重量%、优选为                                0-5重量%,PbO                                   0-70重量%、∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3为  15-80重量%,在此Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu是以氧化物的形式并以0-80重量%的含量存在,以及通常浓度的澄清剂
18.根据权利要求12至16中任一项所述的系统,其特征在于,所述玻璃是含有下列成分的玻璃组合物:SiO255-85重量%、B2O3>0-35重量%、Al2O30-20重量%、Li2O                       <0.5重量%、Na2O                                      <0.5重量%、K2O                                       <0.5重量%,其中∑Li2O+Na2O+K2O                        为<1.0重量%,和MgO                                        0-8重量%、CaO                                        0-20重量%、SrO                                        0-20重量%、BaO                                        15-60重量%、特别地BaO                                        20-35重量%,在此∑MgO+CaO+SrO+BaO                          为15-70重量%、特别地为                                   20-40重量%,TiO20-10重量%、优选为                                     >0.5-10重量%,ZrO20-3重量%、CeO20-10重量%、优选为                                      0-1重量%,Fe2O30-1重量%、WO30-3重量%、Bi2O30-80重量%、MoO30-3重量%、ZnO                                         0-10重量%、优选为                                      0-5重量%,PbO                                         0-70重量%,∑Al2O3+B2O3+Cs2O+BaO+PbO+Bi2O3为  15-80重量%,以及通常浓度的澄清剂。
19.根据权利要求12至16中任一项所述的系统,其特征在于,所述玻璃是含有下列成分的玻璃组合物:SiO235-65重量%、B2O30-15重量%、Al2O30-20重量%、优选为                        5-15重量%,Li2O                         0-0.5重量%、Na2O                         0-0.5重量%、K2O                          0-0.5重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O           为0-1重量%,和MgO                           0-6重量%、CaO                           0-15重量%、SrO                           0-8重量%、BaO                           1-20重量%、特别地BaO                           1-10重量%,在此TiO20-10重量%、优选为                        >0.5-10重量%,ZrO20-1重量%、CeO20-0.5重量%、Fe2O30-0.5重量%、WO30-2重量%、Bi2O30-20重量%、MoO30-5重量%、ZnO                                    0-5重量%、优选为                                 0-3重量%,PbO                                    0-70重量%,∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3为   8-65重量%,在此Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu是以氧化物的形式以0-80重量%的含量存在,以及通常浓度的澄清剂。
20.根据权利要求12至16中任一项所述的系统,其特征在于,所述玻璃是含有下列成分的玻璃组合物:SiO250-65重量%、B2O30-15重量%、Al2O31-17重量%、Li2O                       0-0.5重量%、Na2O                       0-0.5重量%、K2O                        0-0.5重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O         为0-1重量%,和MgO                         0-5重量%、CaO                         0-15重量%、SrO                         0-5重量%、BaO                         20-60重量%、特别地BaO                         20-40重量%,在此TiO20-1重量%、ZrO20-1重量%、CeO20-0.5重量%、Fe2O30-0.5重量%、优选为                      0-1重量%,WO30-2重量%、Bi2O30-40重量%、MoO30-5重量%、ZnO                         0-3重量%、PbO                         0-30重量%,特别地PbO                         10-20重量%,在此∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3为  10-80重量%,在此Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu是以氧化物的形式以0-80重量%的含量存在,以及通常浓度的澄清剂。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的系统,其特征在于,在所述玻璃组合物中金属的含量为<1.0重量%。
22.根据权利要求12至20中任一项所述的系统,其特征在于,所述玻璃不含碱金属。
23.根据权利要求12至22中任一项所述的系统,其特征在于,在所述玻璃组合物中BaO的含量为大于15重量%,优选为大于18重量%。
24.根据权利要求12至22中任一项所述的系统,其特征在于,在所述玻璃组合物中BaO的含量为大于20重量%。
25.根据权利要求12至22中任一项所述的系统,其特征在于,在所述玻璃组合物中BaO的含量为20-80重量%,优选为20-60重量%。
26.根据权利要求12至20、23至25中任一项所述的系统,其特征在于,当在所述玻璃组合物中的PbO含量大于50重量%,特别是大于60重量%时,碱金属含量为大于3重量%,优选为大于4重量%,最优选为大于5重量%。
27.根据权利要求12至25中任一项所述的系统,其特征在于,当所述玻璃组合物不含有PbO时,碱金属的含量为<1.0重量%,优选为不含有碱金属。
28.根据权利要求12至26中任一项所述的系统,其特征在于,当所述玻璃组合物含有PbO时,BaO的含量为<10重量%,优选为<5重量%,特别优选为不含有BaO。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的系统,其特征在于,所述发光器件是荧光灯,所述荧光灯是EEFL-灯、气体放电灯、用于LCD-显示器、计算机显示器、电话显示器以及用于显示器的照明装置。
30.根据权利要求1至29中任一项所述的系统,其特征在于,所述发光器件的玻璃体具有管状或类似于管状的形状。
31.根据权利要求30所述的系统,其特征在于,所述管状的或类似于管状的玻璃体的直径<0.8cm和/或壁厚<1mm。
32.根据权利要求1至31任一项所述的系统,其特征在于,所述发光器件的玻璃体包括厚度<1cm的平板玻璃。

说明书全文

用于显示器或荧光屏的背景照明系统

技术领域

发明涉及一种用于显示器或荧光屏或类似物的背景照明系统。

背景技术

常用的用于显示器,特别是平面显示器、荧光屏或类似物的背景照明系统,简单地说是由一个或多个发光单元,如一个或多个发光器件或灯以及将光线均匀地分配到显示器或荧光屏上的一个单元,即所谓的光分配单元构成。
这种光分配单元可以例如以散射单元或导光单元,也就是以传输光的或导光的平板,即所谓的导光板(LGP)的形式存在,并且通常由聚合物,如甲基丙烯酸酯,特别是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA(“有机玻璃”))来制备。
例如在申请号为JP 11-214959的日本专利申请的摘要中描述了一种LGP,其具有优越的耐热性和耐光性,在较长时间内显示出透明性,被确定用于装在运输工具(汽车)中。该导光板包括树脂组合物,其包含具有脂环结构的聚合物和含有作为添加剂的抗化剂,在此,在厚度为3mm的形状时调节在厚度方向的浊度为≤1%。
气体放电灯,特别是荧光灯通常用作背景照明或所谓的背光所用的发光单元。也常常指-气体放电灯。
在水银放电时形成了UV-辐射。已知UV-辐射会持久地损害聚合物,也就是说影响其性能和外观,从而持久地损害其功能。由于发射出的UV-辐射使得聚合物变黄(“Yollowing”)、变浑浊(“Haze”)和趋向大量脆化。聚合物的脆化可以随着时间的推移而导致整个产品完全不能使用。在此,特别有害的谱线是水银的谱线,水银发射313nm波长的光线。应用在荧光灯中的玻璃可以尽可能完全地吸收这种谱线。
现有技术中,已经试验采用这样的方法来克服这种由UV-辐射而导致的问题,即给灯涂覆上一层UV-辐射吸收层。然而,在此必需要有相应的工艺步骤,其使得制备方法变得昂贵,并造成了附加的成本。
阻止聚合物受到损害的另一种可能的方式是将UV-稳定剂或UV-吸收剂加入到聚合物中。但这种“改性的”聚合物或塑料在其制备中是非常昂贵的,也造成了较高的成本。

发明内容

所以本发明的目的在于,提供一种用于荧光屏或显示器的背景照明系统的解决方法,其不会导致对于系统中的所有聚合物组成部分的变黄、变浑浊或脆化形式的损害,并且可以避免附加的工艺步骤,如涂覆特殊的UV吸收层到发光单元如灯上,或者可避免聚合物材料的改性。特别是遮蔽了发光单元所发射出的313nm波长的有害的水银放电谱线。
根据本发明,该目的是这样实现的,即提供一种用于显示器或荧光屏的背景照明的系统,包括:至少一个发光器件,其具有空心体形式的玻璃体,该空心体具有内侧面和外侧面,以及光分配单元,其主要包括一种或多种聚合物或由一种或多种聚合物组成,玻璃体的玻璃组合物是UV-遮蔽的,玻璃体至少是部分透明的,并对于<340nm的波长具有T<0.1的透射系数。
通过联合应用光分配单元和具有上述特征的发光器件,从而可以克服现有技术所具有的问题。在本发明的系统中的发光器件实际上具有完整的UV-保护性,因此可以与没有UV-吸收剂的未进一步处理或改性的塑料结合,此时不出现由于UV-辐射所引起的不期望的损害和危害。从而可以以更简单的方式来提供成本低廉的背景照明系统。
本领域的技术人员所知晓的用于该目的每种发光器件均可作为根据本发明的以所谓背景光的形式使用的发光器件,如低压放电灯,特别是荧光灯,最优选的是微型荧光灯。
这种背景光-灯可以优选由经拉伸的玻璃管制备。发光器件可以分为:底架,其优选要在很大程度上是透明的,并以具有内侧面和外侧面的空心体的形式作为玻璃体而存在;以及,两个端部,其通过引入金属或金属合金线而具有相应的接头。存在一种可能性,即金属或金属线在退火(回火)步骤中与玻璃体的玻璃管一起熔融(焊在一起)。该金属或金属合金线是电极引线和/或电极。
优选的是该引线是钨或钼金属或是可伐合金。上述玻璃体的玻璃组合物的线性热膨胀(CTE)优选要在很大程度上与上述引线的线性热膨胀(CTE)相一致,以致于在引线的区域没有应或只有限定的和有针对性地应用的应力
发光器件的玻璃含有玻璃组合物或由这种玻璃组合物组成,其具有所期望程度的遮蔽UV的作用。
除了发光单元之外,在根据本发明的系统中还有光分配单元。其在本发明的范畴内没有特别的限制。例如可应用漫射器或漫射板或漫射片或导光板或传输光的板或片如LGP(“导光板”)。
这样的板或片主要包含一种或多种聚合物、或由一种或多种聚合物组成。根据本发明,现在令人惊喜的是不必使用经特别改性的聚合物,特别是加入了UV-防护剂或UV-稳定剂的聚合物。可以直接应用许多常用于这个目的的已知的聚合物材料。
通常优选的是当光分配单元的聚合物具有下列的性能时,即:合适的光学性能,如高的透射率、小的吸水性以及小的重量或小的密度。在应用于笔记本电脑时,最后一个参数具有特殊的意义。
聚合物的选择是没有特别限制的,可以使用所有的本领域技术人员所熟知的具有上述性能的聚合物。举例如下:聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚酸酯(PC)、聚酰亚胺、聚醚(PEK、PEEK、PAEK)、聚亚苯基硫醚(PPS)、SAN(苯乙烯-丙烯腈-共聚物)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、基于环烯的聚合物和它们的混合物。也可以使用所谓的混合物或聚合物合金。
根据本发明,特别优选应用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯以及一种或多种基于环烯烃的聚合物。
比较新型的塑料是基于环烯烃的聚合物,如环烯烃-共聚物(COC),如Topas(无定形结构的热塑性的烯烃聚合物),或环烯烃-聚合物(COP),如Zeonex。Topas例如是由基本组成物为乙烯和降片烯所组成的。这涉及无定形的工程塑料,其由于高的澄清度、透明性、刚性、强度和耐热性以及由于优越的尺寸稳定性和小的吸水性而显得突出。其例如被允许在欧洲和美国应用于食品包装。此外,这些材料还例如已经用在药品的泡沫包装、光学精密压铸件、用于彩色激光打印中的墨粉粘结剂、医学容器和实验室容器中。
特别地,基于环烯烃的聚合物具有所期望的性能,因此特别适合作为用于根据本发明的光分配单元的聚合物材料。
根据本发明,发光器件和光分配单元的构造和设置是没有特别限制的。以下描述几个根据本发明的变换方案,然而根据本发明的原理不应局限于此。
根据本发明的系统,通常具有特别的反射底板支撑板以及盖板或基板,在其附近设置有一个或多个发光器件。根据本发明,特别优选使用微型的背光灯装置。
因此,优选地使用一个或多个单个的、特别是微型发光器件,它的玻璃体主要含有遮蔽UV的玻璃或由该遮蔽UV的玻璃组成。
根据本发明的第一变换方案,优选的是至少两个发光器件互相平行地设置,并优选处于基板或支撑板和盖板或基板或片之间。在此,有利的是在支撑板中具有一个或多个凹槽,将该发光器件设置在该凹槽中。优选的是一个凹槽各有一个发光器件。将发光器件发射出的光线反射到显示器或荧光屏上。
优选地,根据该变换方案,在反射的支撑板上,也就是特别是在凹槽中涂覆有反射层,其作为反射体将从发光器件在支撑板的方向均匀地发射出的光线散射,从而均匀地照明显示器或荧光屏。
任意的用于该目的的常用的板或片,可以用作为基板或盖板或片,其根据系统构造和应用目的的不同起到作为光分配单元或只起到覆盖的作用。所以基板或盖板或片例如可以是不透明的漫射片或清彻透明的片。
这种根据本发明的第一变换方案的装置,优选用于较大的显示器中,如用于电视机中。
可选择地,发光器件可以具有例如发光管、外电极或内电极,这取决于所选择的装置。
根据本发明的第二变换方案,相应于根据本发明的系统的发光器件,例如也可设置在光分配单元的外面。所以发光器件例如可安装在显示器或荧光屏的外面,在此,有利的是光线利用一个作为光导体的光传输板,即一个所谓的LGP(导光板)均匀地输出耦合到显示器或荧光屏上。这样的导光板,例如具有粗糙的表面,通过该表面而输出耦合光线。
根据本发明的第三变换方案,也可以使用无电极的灯系统,也就是所谓的EEFL-系统(外置电极荧光灯)。
在根据本发明的第三变换方案的优选设计中,发光单元例如具有封闭的空间,其上部通过一个优选的带有构造的片,下部通过支撑片以及侧部通过壁而限定。例如发光器件,如荧光管处于单元的侧面。这种封闭的空间例如可进一步分成单个的辐射空间,其可含有放电荧光材料,其例如以预定的厚度涂覆到支撑片上。根据系统构造,又可以使用不透明的漫射片或清彻透明的片或类似的片作为盖板或盖片。
根据本发明的该变换方案的背光装置,例如是无电极的气体放电灯,也就是没有引入(电极),而只有外面的或者外置的电极。
然而,原则上也可以有一个内置的接头。在这种情况下,等离子体的点燃可通过内置的电极来进行。这种点燃是另外一种技术。这样的系统称作为CCFL-系统(冷阴极荧光灯)。特别地,电极引线可以包括尤其是钨和钼金属作为引线材料。上述的装置形成大的、平面的背光,所以也称作为平面背光。
本发明的另一个特征是将玻璃组合物用于发光器件的玻璃体,其具有遮蔽UV的作用。
用在发光器件的玻璃体中的玻璃的UV-遮蔽作用例如是基于有目的的热处理实现的。已经发现,通过对快速冷却进而令人惊奇地在可见光波长范围透光的玻璃的热处理,可以影响UV边缘的位置。在此,快速冷却理解为,玻璃不进行特别的冷却,也就是说玻璃可以直接置于室温下。因此,通过有目的的冷却或有目的的后续的热处理而影响UV边缘的位置,即,使得具有低的TiO2含量的玻璃也实现了对于<320nm波长的UV光线的遮蔽,也就是UV边缘(T<0.1%,层厚d=0.2mm)处于>260nm的波长,优选为>300nm,特别优选为313nm,并从而遮蔽了254nm波长和特别是313nm波长的特别有害的水银谱线。
在此,以nm为单位的UV边缘理解为,厚度为0.2mm的玻璃在给定的波长内(向着更短的波长方向)具有<0.1%的光谱透射率。
在此,特别优选的是玻璃进行下述的热处理:根据本发明所使用的具有相应的玻璃组合物的玻璃,在熔融后进行慢的冷却,特别的是冷却速率为<500K/min,优选为<200K/min和100K/min,最优选为<50和10K/min,或加热到温度TH持续一定的时间,冷却速率或时间是这样选择的,即玻璃与快速冷却的玻璃管,特别是在与>500K/min的冷却速率的玻璃管相比较时,UV边缘的位移大于5,特别是大于10nm。特别是希望使得UV边缘波长范围处于300-350nm,优选为310-330nm,最优选为313-325nm,而玻璃在高于UV边缘的波长范围内很大程度上是透明的。优选地,温度TH为Tg<TH<Tg+400C。
特别优选的是,酸盐玻璃作为根据本发明应用的发光器件所用的玻璃。硼硅酸盐玻璃含有作为第一组分的SiO2和B2O3、作为另一组分的金属和碱土金属氧化物,如Li2O、Na2O、K2O、CaO、MgO、SrO和BaO。
具有B2O3的含量为5-15重量%的硼硅酸盐玻璃显示出高的化学稳定性。此外,这种硼硅酸盐玻璃也可以在线性热膨胀(所谓的CTE)方面通过选择组成成分的范围而与金属,例如钨或金属合金如可伐合金相匹配,因此避免了在引线范围中的应力。
具有B2O3的含量为15-25重量%的硼硅酸盐玻璃显示出良好的可加工性,并且也与金属钨和可伐合金(-钴-镍-合金)在线性热膨胀(CTE)方面具有良好的匹配。
具有B2O3的含量为25-35重量%的硼硅酸盐玻璃,在作为灯玻璃应用时显示出较小的介电损耗因子tanδ,其特别在使用无电极气体放电灯,也就是电极安装在灯泡的外面的灯时是有利的。
玻璃可以具有含量为0-10重量%的TiO2,特别为>0.5-7重量%,优选为>1-5重量%,最优选为>1-4重量%。
在此,特别优选的是所给定的玻璃的TiO2+B2O3的总和为5-35重量%,特别为6-25重量%。
在本发明的第一实施方案中,基体玻璃通常优选含有至少55重量%或至少60重量%的SiO2,在此,至少61重量%和优选至少63重量%是特别优选的。特别优选的SiO2的最少含量为65重量%。SiO2的最高含量为85重量%,优选为75重量%,特别为73重量%,在此,最高含量为72重量%和特别最大为70重量%的SiO2是特别优选的。根据本发明,含有B2O3的量大于5重量%,优选为大于8重量%,更优选为大于10重量%,特别优选为至少15重量%,在此,至少16重量%是特别优选的。B2O3的最高含量为最大35重量%,然而优选最大为32重量%,在此,最大为30重量%是特别优选的。
所含有的Al2O3的含量为0-25重量%,优选为0-10重量%,在此,最小含量为0.5重量%或1重量%,以及特别为2重量%是优选的。最大含量通常为5重量%,优选为3重量%。单个的碱金属氧化物Li2O、Na2O以及K2O的含量各自独立地为0-20,或0-10重量%,在此,最小含量为0.1重量%,或0.2,以及特别为0.5重量%是优选的。单个碱金属氧化物的最大含量优选为最大8重量%,在此,Li2O的含量为0.2重量%-1重量%,Na2O的含量为0.2重量%-3重量%,特别为直至1.5重量%,以及K2O的含量为0.5-8重量%,特别为6-8重量%是优选的。在根据本发明的基体玻璃中,碱金属氧化物的总量为0-25重量%,特别为0.5-5重量%。根据本发明的碱土金属氧化物,如CaO、MgO、SrO,各自的含量为0-20重量%,特别优选为0-8重量%或0-5重量%。BaO可优选以0-45重量%的量存在。根据本发明,碱土金属氧化物的总量为0-45重量%,特别为0-20重量%,优选为0-10重量%。在此,在特别优选的实施方案中,其具有总量至少为0.5重量%或>1重量%。
此外,根据第一实施方案的基体玻璃,优选含有0-30,特别优选为0-10,特别为0-3重量%的ZnO,0-3或0-5重量%的ZrO2,0-1或0-0.5重量%的CeO2,以及0-1重量%或0-0.5重量%的Fe2O3。此外,还可以含有WO3、Bi2O3、MoO3,其含量各自独立为0-5重量%或0-3重量%,然而,特别为0.1-3重量%。
这已经显示出,尽管玻璃在UV-辐射时的抗紫外线作用是非常稳定的,但是通过加入少量的PdO、PtO3、PtO2、PtO、RhO2、Rh2O3、IrO2和/或Ir2O3还可以进一步提高紫外线作用的稳定性。这样的物质的通常最大含量为最大0.1重量%,优选最大为0.01重量%,在此,最大为0.001重量%是特别优选的。用于这种目的的最小含量通常为0.01ppm,在此,至少0.05ppm,以及特别至少为0.1ppm是优选的。
尽管玻璃可以含有少量的CeO2、PbO以及Sb2O3用来提高化学稳定性、澄清度和可加工性,然而,优选还是不含有这些物质。
若含有铁,那么其在熔融过程中通过氧化性条件,如通过加入含硝酸盐的原料而变成氧化价态+3,这样就可以将在可见光波长范围内的变色降至最小。Fe2O3在玻璃中的优选含量为<500ppm。Fe2O3通常作为杂质存在。然而也可以有意加入Fe2O3以用来调节UV-边缘,在此所加入的含量为10-500ppm优选为50-200,最优选为70-150ppm。
若玻璃组合物的TiO2的含量>2重量%,应用了总的Fe2O3的含量>5ppm的混料,那么优选利用As2O3来澄清该混料,并利用硝酸盐来熔融。所加入的硝酸盐优选为具有>1重量%含量的碱金属硝酸盐,以抑制玻璃在可见光区域内的变色。
特别地,对于含有>1.0重量%的浓度的TiO2的玻璃还发现,特别至少可以部分地这样避免玻璃在可见光区域内的变色,即玻璃熔融物(熔体)基本上是不含有氯化物的,尤其是在玻璃熔融过程中不添加氯化物和/或Sb2O3来进行澄清。也已经发现,如果不用氯化物作澄清剂的话,那么就可以尤其避免如在应用TiO2时所出现的玻璃的蓝色。根据本发明的氯化物以及氟化物的最大含量为2,特别为1重量%,在此,最大为0.1重量%的含量是优选的。
此外也已表明,硫酸盐,如其作为澄清剂使用,也如上述的试剂那样导致玻璃在可见光波长范围内变色。所以也优选不用硫酸盐。根据本发明,硫酸盐的最大含量为2重量%,特别为1重量%,在此,最大为0.1重量%的含量是优选的。
假如玻璃含有<1.0重量%含量的TiO2,通常可以使用常用的澄清剂,如氯化物、硫酸盐、Sb2O3。
可见光波长范围在本申请中理解为380nm-780nm之间的波长范围。
此外,对于玻璃还发现,当使用As2O3澄清并在实施氧化条件时,可以进一步避免上述的缺点。优选的是玻璃含有0.01-1重量%的As2O3。
优选地,至少80%,通常至少90%,优选为至少95%和特别优选为99%的所含有的TiO2以Ti4+存在。在许多情况下,甚至99.9和99.99%的以Ti4+存在。在一些情况下,已经证明99.999%的Ti4+含量是令人满意的。所以可以将氧化条件理解为,在此Ti4+以预先给定的量存在或氧化成这种价态。
这种氧化条件可以通过在熔融物中加入硝酸盐,特别是碱金属硝酸盐和/或碱土金属硝酸盐而很容易达到。通过吹入氧气和/或干燥的空气也可以得到氧化性的熔融物。此外,可以在混合物熔融时借助氧化性燃烧器调节而生成氧化性的熔融物。
通过如应用硝酸盐和As2O3的氧化性澄清,特别是可以形成钛铁矿(FeTiO3)络合物。这种络合物的产生导致了在可见光区域中的强烈的变色。
尽管在熔融时将硝酸盐,优选以碱金属和/或碱土金属硝酸盐的形式加入到玻璃中,但是在澄清后所制备得到的玻璃中NO3-根浓度最大只为0.01重量%,并且在许多情况下最高为0.001重量%。
根据本发明的玻璃的组分的范围为:SiO255-85重量%、B2O3>0-35重量%、Al2O30-10重量%、Li2O                         0-10重量%、Na2O                         0-20重量%、K2O                          0-20重量%、在此∑Li2O+Na2O+K2O           为0-25重量%,和MgO                           0-8重量%、CaO                           0-20重量%、SrO                           0-5重量%、BaO                           0-45重量%、特别地BaO                           0-5重量%,在此∑MgO+CaO+SrO+BaO             为0-45重量%,特别为                        0-20重量%,和
TiO20-10重量%、优选为                        >0.5-10重量%,ZrO20-3重量%、CeO20-1重量%、Fe2O30-1重量%、WO30-3重量%、Bi2O30-3重量%、MoO30-3重量%。
优选地,本发明的发光器件的壳层玻璃具有下列成分:SiO255-79重量%、B2O33-25重量%、Al2O30-10重量%、Li2O                          0-10重量%、Na2O                          0-10重量%、K2O                           0-10重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O            为0.5-16重量%,和MgO                            0-2重量%、
CaO                      0-3重量%、SrO                      0-3重量%、BaO                      0-45重量%、特别地BaO                      0-3重量%,ZnO                      0-30重量%、特别地ZnO                      0-3重量%,在此,∑MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO    为0-30重量%,特别为                   0-10重量%,和ZrO20-3重量%、CeO20-1重量%、Fe2O30-1重量%、WO30-3重量%、Bi2O30-3重量%、MoO30-3重量%。
在此熔融物中含有         0.1-10重量%的TiO2。
在氧化条件下生成熔融物。优选地该玻璃组合物含有0.01-1重量%的As2O3。
对于具有外置电极的发光器件,在该发光器件中电极引线不与玻璃焊(熔融)在一起,也可以使用上述的玻璃组合物。这就是所谓的EEFLs(外置电极荧光灯)。这种EEFL-发光装置是没有电极引线的发光装置。由于在无电极的EEFL-背光灯中光的输入耦合通过电场来实现,所以玻璃组合物是特别合适的,其特点是特别良好的电性能。这种玻璃例如具有下列成分,其归属于上述的第一实施方案:SiO260-75重量%、B2O3>25-35重量%、Al2O30-10重量%、Li2O                               0-10重量%、Na2O                               0-20重量%、K2O                                0-20重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O                 为0-25重量%,和MgO                                 0-8重量%、CaO                                 0-20重量%、SrO                                 0-5重量%、BaO                                 0-45重量%、特别地
BaO                            0-5重量%,在此∑MgO+CaO+SrO+BaO              为0-45重量%,特别为                         0-20重量%,和ZnO                            0-30重量%,特别地ZnO                            0-3重量%,和ZrO20-5重量%、TiO20-10重量%、Fe2O30-0.5重量%、CeO20-0.5重量%、MnO20-1重量%、Nd2O30-1重量%、WO30-2重量%、Bi2O30-5重量%、MoO30-5重量%、As2O30-1重量%、Sb2O30-1重量%、SO42-0-2重量%、
Cl-0-2重量%、F-0-2重量%,在此∑Fe2O3,CeO2,TiO2,PbO+As2O3+Sb2O3为0-10重量%,在此∑PdO+PtO3+PtO2+PtO+RhO2+Rh2O3+IrO2+Ir2O3为0.00001-0.1重量%。
根据本发明的特别优选的实施方案的玻璃,特别是为具有外置电极的气体放电灯而设计的。
为了达到具有外置电极的气体放电灯的尽可能小的损耗功率Ploss进而达到高的效率,特别优选的是将损耗tanδ和介电常数ε′的比值确定为尽可能低。对于在封闭的玻璃管的端面处具有平面电极的简单几何形状,其损耗功率可以近似地为:Ploss≈2·1ω·tanδϵ′·dA·I2]]>其中ω:角频率tanδ:损耗角ε′:介电常数d:电容器的厚度(在此为玻璃的厚度)A:电极面积I:电流强度。
因此,对于应用于EEFL时,比值 应是<5,优选是<4,特别优选是<3,还特别优选是<2.5,特别是<1.5和更优选的是<1。
因此,通过将比值tanδ/ε′调节在5以下可以达到影响玻璃性能的目的,这样可将期望的总的损耗功率降至最小。
为了将根据本发明的比值tanδ/ε′调节到尽可能的小,玻璃组合物含有例如氧化物形式的高度可极化元素,将其加入到玻璃基体中。这种氧化物形式的高度可极化元素是选自由下列元素的氧化物组成的组:Ba、Cs、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu。
优选地,在玻璃组合物中含有至少一种这样的氧化物。也可以是二种或多种这样的氧化物的混合物。因此,至少一种这样的氧化物优选含量为>0-80重量%,优选为5-75,特别优选为10-70重量%,特别为15-65重量%。此外,优选是15-60重量%、20-55或20-50重量%的。20-45重量%,特别是20-40重量%或20-35重量%是更优选的。特别优选的是不超过15,特别是18,最优选为20重量%。
特别优选的是,在根据本发明的玻璃组合物中含有Cs2O、BaO、PbO、Bi2O3以及稀土金属氧化物如氧化镧、氧化钆和/或氧化钇。
特别优选地,在玻璃组合物中含有至少15重量%,更优选为18重量%,特别为20重量%,最优选为大于25重量%的一种或多种氧化物形式的高度可极化元素。
根据本发明的实施方案,CeO2的含量优选为0-5重量%,在此0-1和特别为0-0.5重量%是优选的。Nd2O3的含量优选为0-5重量%,在此0-2,特别为0-1重量%的量是特别优选的。特别优选的是Bi2O3以0-80重量%的量存在,优选为5-75,特别优选为10-70重量%,特别为15-65重量%。此外15-60重量%,20-55或20-50重量%是优选的。20-45重量%,特别为20-40重量%或20-35重量%是更优选的。
所以,通过以上述的令人惊奇的高含量加入至少一种这样的可极化的氧化物可以以这种方法和方式对玻璃的性能产生影响,即与常用在具有外置电极的发光装置中的玻璃相比较,其总的损耗功率显著减小了,并且下降到了最小的程度。
根据本发明,碱金属氧化物的总量优选为0-80重量%,特别为5-75,优选为10-70重量%,特别优选为20-60重量%,最优选为20-55重量%。此外20-40重量%也是优选的。
对于这种实施方案,当Al2O3+B2O3+Cs2O+BaO+Bi2O3+PbO的总量为15-80重量%,优选为15-75重量%,特别为20-70重量%时这已经被证明是特别优选的。B2O3通常以35重量%的最大量来使用,其余的45重量%分配给一种或多种可极化的氧化物BaO、Bi2O3、Cs2O和PbO。
PbO含量可优选调节到0-70重量%,优选为10-65重量%,更优选为15-60重量%。特别优选的是含有20-58重量%,25-55重量%,特别为35-50重量%。
假如PbO含量调节到超过50重量%,特别是超过60重量%,那么可以向玻璃中加入超过3重量%,特别是超过4重量%,或超过5重量%的碱金属,在此不应含有大于10重量%的碱金属含量,尽管在此还能满足比值tanδ/ε′<5的要求。
当特别是用于EEFL-灯的根据本发明的玻璃不含有PbO时,那么根据本发明这种玻璃优选不含有碱金属。
因此,对于EEFL-放电灯,玻璃优选具有下列成分:SiO255-85重量%、B2O3>0-35重量%、Al2O30-25重量%、优选为                            0-20重量%,Li2O                            <1.0重量%、Na2O                            <3.0重量%、K2O                             <5.0重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O              为<5.0重量%,和MgO                              0-8重量%、CaO                              0-20重量%、SrO                              0-20重量%、BaO                              0-80重量%、特别地BaO                              0-60重量%,TiO20-10重量%、优选为                           >0.5-10重量%,ZrO20-3重量%、
CeO20-10重量%、Fe2O30-3重量%优选为                        0-1重量%,WO30-3重量%、Bi2O30-80重量%、MoO30-3重量%、ZnO                           0-15重量%、优选为                        0-5重量%,PbO                           0-70重量%,∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3为15-80重量%,在此Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu以氧化物的形式以0-80重量%的含量存在,以及通常浓度的澄清剂。
优选地,玻璃含有不可避免的碱金属杂质。
对于在EEFL-灯中用作为壳层玻璃的特别优选的实施方案是:SiO255-85重量%、B2O3>0-35重量%、Al2O30-20重量%、
Li2O                          <0.5重量%、Na2O                          <0.5重量%、K2O                           <0.5重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O            为<1.0重量%,以及MgO                            0-8重量%、CaO                            0-20重量%、SrO                            0-20重量%、BaO                            15-60重量%、特别地BaO                            20-35重量%,在此∑MgO+CaO+SrO+BaO              为15-70重量%,特别为                         20-40重量%,TiO20-10重量%、优选为                         >0.5-10重量%,ZrO20-3重量%、CeO20-10重量%、优选为                         0-1重量%,Fe2O30-1重量%、
WO30-3重量%、Bi2O30-80重量%、MoO30-3重量%、ZnO                               0-10重量%、优选为                            0-5重量%,PbO                               0-70重量%,∑Al2O3+B2O3+BaO+Cs2O+PbO+Bi2O3为15-80重量%,以及通常浓度的澄清剂。
优选地,玻璃也含有不可避免的杂质。
另一种用于EEFL-灯的玻璃组合物包括:SiO235-65重量%、B2O30-15重量%、Al2O30-20重量%、优选为                             5-15重量%,Li2O                             0-0.5重量%、Na2O                             0-0.5重量%、K2O                              0-0.5重量%,在此
∑Li2O+Na2O+K2O                为0-1重量%,以及MgO                                0-6重量%、CaO                                0-15重量%、SrO                                0-8重量%、BaO                                1-20重量%,特别地BaO                                1-10重量%,在此TiO20-10重量%、优选为                             >0.5-10重量%,ZrO20-1重量%、CeO20-0.5重量%、Fe2O30-0.5重量%、WO30-2重量%、Bi2O30-20重量%、MoO30-5重量%、ZnO                                0-5重量%、优选为                             0-3重量%,PbO                                0-70重量%,
∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3为8-65重量%,在此Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu以氧化物的形式以0-80重量%的含量存在,以及通常浓度的澄清剂。
还有另一种玻璃,其如上述的玻璃组合物一样,由于存在较高量的至少一种高度可极化的氧化物,比值tanδ/ε′<5,因此用于EEFL-灯中是特别有利的,其具有下列的组成:SiO250-65重量%、B2O30-15重量%、Al2O31-17重量%、Li2O                           0-0.5重量%、Na2O                           0-0.5重量%、K2O                            0-0.5重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O             为0-1重量%,以及MgO                             0-5重量%、CaO                             0-15重量%、SrO                             0-5重量%、BaO                             20-60重量%,特别地BaO                             20-40重量%,在此
TiO20-1重量%、ZrO20-1重量%、CeO20-0.5重量%、Fe2O30-0.5重量%、优选为                        0-1重量%,WO30-2重量%、Bi2O30-40重量%、MoO30-5重量%、ZnO                           0-3重量%、PbO                           0-30重量%,特别地PbO                           10-20重量%,在此∑Al2O3+B2O3+BaO+PbO+Bi2O3为10-80重量%,在此Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和/或Lu以氧化物的形式以0-80重量%的含量存在,以及通常浓度的澄清剂。
以下玻璃组合物也是优选的,其不取决于所应用的发光器件:SiO263-72重量%、B2O315-22重量%、
Al2O30-3重量%、Li2O                       0-5重量%、Na2O                       0-5重量%、K2O                        0-5重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O         为0.5-5重量%,和MgO                         0-3重量%、CaO                         0-5重量%、SrO                         0-3重量%、BaO                         0-30重量%、特别地BaO                         0-3重量%,在此∑MgO+CaO+SrO+BaO           为0-30重量%,特别为                      0-5重量%,以及ZnO                         0-30重量%,特别地ZnO                         0-3重量%,以及ZrO20-5重量%、TiO2>0.5-10重量%、Fe2O30-0.5重量%、
CeO20-0.5重量%、MnO20-1.0重量%、Nd2O30-1.0重量%、WO30-2重量%、Bi2O30-5重量%、MoO30-5重量%、As2O30-1重量%、Sb2O30-1重量%、SO4(2-)0-2重量%、Cl-0-2重量%、F-0-2重量%,在此∑Fe2O3,CeO2,TiO2,PbO+As2O3+Sb2O3为0.5-10重量%。
另一种优选的组合物含有:SiO267-74重量%、B2O35-10重量%、Al2O33-10重量%、Li2O                      0-4重量%、
Na2O                  0-10重量%、K2O                   0-10重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O    为0.5-10.5重量%,和MgO                    0-2重量%、CaO                    0-3重量%、SrO                    0-3重量%、BaO                    0-30重量%、特别地BaO                    0-3重量%,在此ZnO                    0-30重量%、特别地ZnO                    0-3重量%,在此∑MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO  为0-30重量%、特别为                 0-6重量%,ZrO20-3重量%、CeO20-1重量%、含有各自独立的0-10重量%的TiO2、Bi2O3和/或MoO3,在此∑TiO2+Bi2O3+MoO3为0.1-10重量%。
所有上述的玻璃组合物优选含有上述给出量的Fe2O3,特别优选的是基本上不含FeO。
下列的玻璃组合物对于发光器件,特别是对于具有电极引线的外置电极的灯也是特别有利的,在此引线不焊入玻璃。此外,其特点是对于酸、碱和水具有特别高的化学稳定性,其归属于本发明的第二实施方案:SiO260-85重量%、B2O30-10重量%、Al2O30-10重量%、Li2O                       0-10重量%、Na2O                       0-20重量%、K2O                        0-20重量%,在此∑Li2O+Na2O+K2O          为5-25重量%,以及MgO                         0-8重量%、CaO                         0-20重量%、SrO                         0-5重量%、BaO                         0-30重量%、特别地BaO                         0-5重量%,在此∑MgO+CaO+SrO+BaO          为3-30重量%,
特别为                      3-20重量%,以及ZnO                         0-20重量%、特别地ZnO                         0-8重量%,ZrO20-5重量%、TiO20-10重量%、Fe2O30-5重量%、CeO20-5重量%、MnO20-5重量%、Nd2O30-1.0重量%、WO30-2重量%、Bi2O30-5重量%、MoO30-5重量%、PbO                          0-5重量%、As2O30-1重量%、Sb2O30-1重量%,在此∑Fe2O3+CeO2+TiO2+PbO+As2O3+Sb2O3为0-10重量%,
以及,在此∑PdO+PtO3+PtO2+PtO+RhO2+Rh2O3+IrO2+Ir2O3为0.1重量%,以及SO42-0-2重量%、Cl-0-2重量%、F-0-2重量%。
用于本发明的合适的玻璃的第二实施方案具有最小含量至少为60重量%的SiO2,优选为至少62重量%,最小含量为64重量%是特别优选的。在根据本发明的玻璃中SiO2的最大含量为最高85重量%,特别为79重量%,在此最高为75重量%的含量是优选的。特别优选的最高含量为72重量%。具有非常高的SiO2含量的玻璃的特点是具有较小的介电损耗因子tanδ,因此适合例如用于无电极的荧光灯。
B2O3的含量最高为10重量%,特别的是最高为5重量%,在此最高为4重量%的含量是优选的。B2O3的最大含量特别优选的为最高3重量%,最优选的是最高为2重量%的含量。在个别情况下,根据本发明的玻璃也可以完全不含有B2O3。然而,在优选的实施方案中含有至少0.1重量%,优选的是0.5重量%。特别优选的是最小含量为0.75重量%,最优选的是0.9重量%。
尽管根据本发明的第二实施方案的玻璃在个别情况下也可以是不含Al2O3的,但是通常含有0.1,特别为0.2重量%的最小量的Al2O3。优选的最小量是0.3,特别优选的是0.7,特别是至少为1.0重量%。Al2O3的最高含量通常为10重量%,最大为8重量%是优选的。在许多情况下,最高为5重量%的量,特别为4重量%已经被证明是足够的。
根据第二实施方案的玻璃,含有碱金属和碱土金属氧化物。在此,碱金属氧化物的总含量至少为5重量%,特别为至少6重量%,然而,优选为至少8重量%,在此,碱金属氧化物的最小总含量为至少10重量%是特别优选的。所有的碱金属氧化物的最大含量最高为25重量%,在此,22重量%,特别为20重量%的最高含量是特别优选的。在许多情况下,18重量%的最高含量已经被证明是足够的。其中,根据本发明Li2O的含量为0重量%至10重量%,在此,最大为8重量%的最高含量和特别为最大为6重量%是优选的。K2O的含量至少为0重量%,最高为20重量%,在此,0.01重量%的最小含量,优选为0.05重量%是优选的。在个别情况下,1.0重量%的最小含量已经被证明是合适的。在优选的实施方案中,K2O的最高含量为最大18重量%,在此,最大15和特别最大为10重量%是优选的。在许多情况下,5重量%的最大含量已经被证明是完全足够的。
在个别情况下,单独的Na2O为0重量%和最大为20重量%。然而,优选的Na2O的含量为至少3重量%,特别为至少5重量%,在此,至少为8重量%,特别为至少10重量%是优选的。根据本发明在特别优选的实施方案中,含有至少12重量%的氧化钠。优选的是Na2O的最高含量为18重量%或16重量%,在此,15重量%的上限是特别优选的。
应用在具有外置电极的荧光灯中的玻璃优选不含有碱金属。
对于单独的碱土金属氧化物,CaO的含量最大为20重量%;然而,在个别情况下为18,特别为15重量%的最大含量是足够的。尽管根据本发明的玻璃也可以不含有组分,然而根据本发明的玻璃通常含有至少1重量%的CaO,在此,至少为2重量%,特别为至少3重量%的含量是优选的。在实际中,已经证明4重量%的最小含量是有利的。在个别情况下,MgO的下限为0重量%,然而,至少1重量%和优选至少2重量%是优选的。在根据本发明的玻璃中,MgO的最高含量为8重量%,在此,最大为7和特别最大为6重量%是优选的。在根据本发明的玻璃中,可以完全不含有SrO和/或BaO,然而,优选的是至少一种或二种上述物质各自含有1重量%,优选为至少2重量%。在玻璃中所包含的所有碱土金属氧化物的总量为至少3重量%,最高为30重量%,特别为20重量%,在此,4重量%,特别为5重量%的最小含量是优选的。在许多情况下,6或7重量%的最小含量已经被证明是有利的。优选的碱土金属氧化物的最高限为18重量%,在此最大15重量%是优选的。在许多情况下,12重量%的最大含量已经被证明是足够的。
根据第二实施方案的玻璃可以不含有ZnO,然而,优选含有0.1重量%的最小含量以及最高为30重量%,特别为8重量%,优选为5重量%的最大含量,在此3重量%或2重量%的最高含量也是完全有利的。含有的ZrO2为0-8重量%,特别为0-5重量%,在许多情况下,3重量%的最高含量已经被证明是足够的。
根据第二实施方案的玻璃,在优选的实施方案中的特点是TiO2、PbO、As2O3和/或Sb2O3的总含量为至少0.1重量%和最高为2重量%,特别是最高为1重量%。在此,As2O3和/或Sb2O3的优选的最小含量为至少0.01重量%,优选为至少0.05重量%,特别优选为0.1重量%。在此,通常的最高含量为最大2重量%,特别最大为1.5重量%,在此,最大为1重量%,特别为0.8重量%是特别优选的。
在根据本发明的玻璃中,在上述元素中特别优选含有TiO2,尽管原则上也可以在玻璃中不含有TiO2,只要其他的上述组成成分相应高。TiO2的最高含量优选为8重量%,在此,最高为5重量%是优选的。TiO2的优选的最小含量为1重量%。玻璃含有0-5重量%的PbO,在此,最大含量为2重量%,特别是最大为1重量%是有利的。优选地,玻璃是不含铅的。Fe2O3和/或CeO2的的含量各自为0-5重量%,在此0-1和特别为0-0.5重量%的量是优选的。MnO2和/或Nd2O3的含量为0-5重量%,在此0-2,特别为0-1重量%的量是优选的。组成成分Bi2O3和/或MoO3各自的含量为0-5重量%,优选为0-4重量%,在根据本发明的玻璃中,As2O3和/或Sb2O3的各自含量为0-1重量%,在此最小含量的极限值优选为0.1,特别为0.2重量%。即玻璃As2O3和/或Sb2O3的含量是0.1-1重量%,特别是0.2-1重量%。在此,Fe2O3、CeO2、TiO2、PbO、As2O3和Sb2O3的总量优选为0.1-10重量%,特别优选为>1-8重量%。根据本发明的玻璃,在优选的实施方案中也含有0-2重量%的少量的SO42-,以及各自为0-2重量%的Cl-和/或F-。
根据第一和第二实施方案的玻璃,特别适合用于制造平板玻璃,特别是根据浮法进行制造,在此制造玻璃管是特别优选的。其最适合用于制造具有直径为至少0.5mm,特别为至少1mm,和上限为最大2cm,特别为最大1cm的管子。特别优选的管子直径为2mm-5mm。已经显示出,这种管子具有至少0.05mm,特别至少为0.1mm的壁厚,在此,至少为0.2mm是特别优选的。最大的壁厚为最大1mm,在此最大壁厚<0.8mm或<0.7mm是优选的。
本发明中所给出的玻璃,特别是硼硅酸盐玻璃,特别适合用于气体放电管以及荧光灯,特别是微型荧光灯,最适合用于照明,特别是电子显示装置,如显示器和LCD-荧光屏、如手机和计算机显示器的背景照明,以及在制造液晶显示器(LCD)以及背面照明的显示器(“非发射器”,非自身发光的(显示器,所谓的带有背光单元的显示器))时用作光源。为实现这种应用,这种荧光灯具有非常小的尺寸,并且相应地灯玻璃具有非常小的厚度。优选的显示器以及荧光屏是所谓的平面显示器,其应用在笔记本电脑中,特别是平面的背光装置中。特别优选的是无卤素的发光器件,如这样的基于氙原子放电(氙灯)的发光器件。这种实施例已经证明是特别环保的。
根据本发明应用的玻璃优选具有小的介电性能。在1MHz、25℃下其介电常数(DZ)为大于2,优选为大于3和大于4,最优选为大于5和大于6。其介电损耗因子tanδ[10-4]最大为120,优选小于100。特别优选地,损耗因子是小于80,在此小于50和小于30的值是特别合适的。最优选的值是小于15。
用于本发明的发光器件的玻璃是特别用于具有外电极的荧光灯,也可以用于电极与灯玻璃焊在一起的荧光灯中,电极例如是可伐合金、钼和钨等等。外电极其例如可由导电的膏状物组成。
此外,在此所描述的平板玻璃形式的玻璃优选用于平面气体放电灯中。
上述的玻璃优选首先形成半成品。例如通过热成形过程而制成半成品,例如可以直接由熔融物进行热成形过程。例如这样制造一个管子,即通过液态玻璃从熔融槽流向所谓的丹纳玻璃管(Dannerpfeife),在此拉成一个管子。管子也可通过其他的方法如维洛-拉伸法(Velo-Zug)或A-拉伸法制造。这些方法对于本专业的技术人员是公知的。空心玻璃可以是压制成的或吹制成的。
平板玻璃通过上引法(up-draw)或者下引法(down-draw)或者通过浮法来进行制造。这些方法对于本专业的技术人员也是公知的,玻璃管可以是压制成的或者吹制成的。
在上述的过程中玻璃不进行一定的冷却。
例如在拉制管子时,在其例如离开丹纳玻璃管后,在很短的时间内将玻璃冷却至室温。可以不进行“冷却”或只稍稍“冷却”。
如上所述,应用玻璃通过对其进行热处理来调节UV-边缘。通过热处理不仅可以调节UV-边缘(也就是UV-遮蔽),也可以调节透射率,特别是玻璃的散射。当对UV-边缘进行精确调节时,在低温下退火是特别优选的,因为通过了更长的时间而保证了更好的过程控制。
也可以在多级的工艺过程中达到对UV-边缘的相应调节,如在用于制备荧光灯时常用的那样。
这种后续热处理也可以整合到管子的继续加工中。因此,例如在制备用于背光的所谓微型气体放电灯或荧光灯时进行至少另一次热处理,在此,将玻璃完全或部分加热。该工艺过程的实例是玻璃管的对准(das Ausrichten)、玻璃管制备条件的波动的平衡(补偿)和荧光层的烘干和电极的焊入。
后续热处理也可以在一定的温度下作为单独的处理而进行,在较高的温度下持续较短的时间就足够了。
这种退火步骤也可以通过一定的热处理过程而完成,在此,在确定的温度下不同的加热速率和持续时间都是可能的。
UV-边缘的移动不必通过后面的退火步骤来进行,而是可以直接在玻璃的熔融后达到,这通过在所期望的热成形过程中将玻璃在退火温度下保持一定的时间或进行一定的冷却而进行,优选为<500K/min,特别优选为<10K/min,特别优选为<1K/min,如0.3K/min(20K/h)。
在制备过程中,冷却速率优选为小于1000K/min,更优选为小于500K/min,特别优选为小于100K/min,更优选为小于10K/min,特别优选的冷却速率为小于1K/min。
热成形过程中直接在熔融之后的退火处理与后续的退火过程的组合也是可能的。在此,后退火处理可以在一个温度下进行,在此,TH是在Tg≤TH<Tg+400℃的范围内,在此,Tg例如根据肖特(Schott)“玻璃指南”(“Guide to Glass”,Heinz G.Pfaender,Chapman and Hall 1996)第20-22页,称为玻璃转变温度(dieTransformationstemperatur)。后退火处理的时间要适当选择,优选为几秒钟至120分钟。
附图说明
以下将根据附图更清楚地描述本发明。附图示出:图1为发光器件,优选以所谓的具有电极的背光灯的形式,电极被引入到玻璃灯泡内;图2为用于微型背光装置的反射的基板或者说支撑板和基板的基本形状;图3为具有外电极的背光装置;图4为侧面安装了荧光灯的显示器装置;以及图5为示出了通过退火过程使UV-边缘移动的图。
在图1中示出了低压放电灯,特别是荧光灯,最优选的是微型荧光灯的原理视图。
在图1中示出了一个由经拉伸的玻璃管制备的所谓背光灯。中间部分10在很大程度上是透明的,并形成了灯体。在两个开口端12.1、12.2设置有作引线的金属线14.1、14.2。这些引线例如在退火步骤中与透明的玻璃管焊在一起(熔融在一起)。
优选地,在引线所在区域内的玻璃是这样选择的,即玻璃的膨胀系数在很大程度上是与金属线14.1、14.2的膨胀系数相一致的。
在图2-图4中示例性地示出了这种根据本发明制备的背光灯的应用。
在图2中是对于这样的应用的一种具体使用,其中,由根据本发明的玻璃组成的各个微型发光管110互相平行地进行使用,板130上设置有凹槽150,其将发射出的光反射到显示器上。在反射板130上涂覆有反射层160,其作为一种反射体,将从发光管110在板130的方向辐射出的光均匀地散射,进而均匀地照亮显示器。这种装置优选应用于较大的显示器中,如电视机中。板130根据本发明可以由聚合物如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸酯(PMMA)制成。
根据图3的实施方案,发光管210也可以安装在显示器202的外面,在此,光线通过用作为光导体的传输光的板250,所谓的LGP(导光板)均匀地输出耦合到显示器上。这样的导光板例如具有粗糙的表面,光线通过该表面而输出耦合。这种板根据本发明可以由聚合物,如基于环烯烃的聚合物组成。发光管可以具有外电极或内电极。
此外,其也可以应用于这样的背景光灯装置中,即,发光单元310直接处于带有结构的片315中。如图4中所示出的。在此,是这样结构化的,即利用平行隆起,即具有预定宽度(Wrib)的所谓阻挡层380,在片中生成具有预先给定的宽度和给定深度的(dchannel或Wchannel)的通道。将放电荧光材料350置于该通道中。该通道与设有磷化层370的片一起组成多个辐射空腔360.1、360.2、360.3、360.4、360.5。
在图4中所示出的背光装置是无电极的气体放电灯,也就是电极并没有引入,而只有外置电极330a、330b。根据系统构造的不同,在图4中所示出的覆盖板或片410可以是不透明的漫射片或透明的片。漫射板根据本发明例如可以由基于环烯烃的聚合物,优选由Topas组成。
在图4中示出的无电极的灯系统被称作为所谓的EEFL-系统(外电极荧光灯)。上述的装置构成大的平面的背景光灯,因此也称作为平面背光灯。
图5是具有下列组成成分的玻璃(实施例15)。
SiO264.35、B2O319.0、Al2O32.65、Li2O                         0.65、Na2O                         0.70、K2O                          7.45、ZnO                            0.60、As2O30.10、
TiO24.50。
UV边缘的移动如图所示。
玻璃管是根据丹纳法制造的,并进行了快速冷却,也就是说,在小于1分钟之内将温度从约1100℃降低到300℃。厚度是d=0.2mm、透射率T<0.1%的玻璃的UV边缘在302nm。该曲线如图5中的100所示。从透射光谱中可以看出,慢冷的试样,也就是说,以20K/h冷却的试样,包括320nm的UV边缘和水银灯的313nm的谱线。慢冷试样的透射曲线由200表示。TiO2的含量是4.5重量%。玻璃管的直径是3mm,玻璃壁的厚度是0.2mm。UV边缘在本申请中的特点是透射系数T<0.1%。
也可以进行后退火,作为慢冷的替换。
以下根据实施例来解释本发明,其说明本发明的原理,但并不限制本发明。
实施例下表1和2举例性地给出了具有外置电极的荧光灯的玻璃的玻璃组合物以及tanδ/DZ的比值,其调节到比5小得多。其中DZ是介电常数。
表1
表2
利用本发明第一次制成了一种系统,其使得发光器件和光分配单元的结合成为可能,其中尽管在发光器件中不用UV-保护层、在塑料中不用UV-吸收剂,也不会导致塑料构件特别是在光分配单元中的聚合物的脆化。可以应用这种玻璃,在该玻璃中通过相应的热处理而达到UV-边缘的移动,即使少量的TiO2含量也能达到在大于313nm的范围中的UV-吸收。本发明利用了这种效应,即通过一定的冷却或退火,也就是通过冷却或退火而调节特定的氧化还原条件,从而调节在玻璃中的UV-边缘,或者与快速冷却的试样相比较其可以向较长的波长移动。对于具有外置电极的发光装置,可以在系统中额外地应用具有比值tanδ/ε′<5的切割成一定大小的玻璃,以达到发光装置尽可能高的效率。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈