專利名稱：一種玻璃用于生產(chǎn)放電管燈泡的用途、燈泡和放電管，尤其是微型放電管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃用于生產(chǎn)放電管燈泡的用途。本發(fā)明還涉及所述燈泡。本發(fā)明還涉及所述放電管，尤其是微型(miniaturized)放電管。
背景技術(shù)：
燈泡是指其中發(fā)出光的放電容器。
被稱為“背景光”的微型放電管被用于背景照明，例如顯示器如個(gè)人電腦、膝上型電腦、袖珍計(jì)算器、運(yùn)輸工具導(dǎo)航系統(tǒng)、平面顯示屏和移動(dòng)電話的背景照明。
用于這類微型放電管的典型的管尺寸是外徑為2-5mm，典型的內(nèi)徑為1-4.8mm。
由于常用放電管的結(jié)構(gòu)，所用的玻璃一般必須是與作為電極和/或電極引線的合適的金屬或金屬合金可熔焊的。對(duì)此，它們必須具有與金屬或金屬合金的熱膨脹性能相匹配的熱膨脹和與熔融溫度相匹配的轉(zhuǎn)變溫度。
因此，常用于放電管、包括特別是用于背景光的玻璃具有與合金，例如科伐(Kovar)合金，相匹配的熔焊的轉(zhuǎn)變溫度Tg，即具有Tg＜550℃的較低的轉(zhuǎn)變溫度。
在被稱為EEFL的特殊放電管類型的情況下，所述的關(guān)于熱膨脹和轉(zhuǎn)變溫度的要求變得無足輕重，其中EEFL代表外電極熒光燈，即無內(nèi)電極的也可以是微型形式的放電管。
對(duì)于任何類型的放電管，所用玻璃的主要性能是玻璃的透射曲線。在可見區(qū)(VIS)，需要高的光透射率，以達(dá)到高的燈光效率。在紫外區(qū)，希望不透光或少透光，以透射盡可能少的有害的紫外輻射。特別是對(duì)于背景光希望高度阻擋≤260nm的紫外光，以使被輻照的塑料部件，例如在膝上型電腦中，不變黃和不變脆。
在400-800nm的可見波長(zhǎng)范圍對(duì)透過率的要求是在樣品厚度為0.2mm時(shí)透過率τ＞90％。
在＜260nm的紫外區(qū)對(duì)透過率的要求是在樣品厚度為0.2mm時(shí)透過率τ＜1％。
對(duì)于背景光，另一個(gè)重要的性能是耐曬性。為了能使燈泡具有長(zhǎng)的壽命，即光的效率盡可能保持恒定，這是需要的。
術(shù)語“耐曬性”應(yīng)被理解為在HOK-4照射，即在距離1米處，用主發(fā)射光365nm和在200-280nm照射強(qiáng)度為850μW/cm2的高壓汞燈照射15小時(shí)后，在λ＝300nm(樣品厚度為0.2mm)處玻璃的透過率最多降低10％。
希望的透射或阻斷性能以及耐曬性可以通過借助于摻雜，例如通過加入TiO2、Fe2O3和/或CeO2達(dá)到。
US 4,047,067公開了放電管，其中所述燈泡由用鋁硅酸鹽玻璃涂層的硅膠組成，它是通過用氧化鋁涂敷硅玻璃表面并在高溫下與其熔焊制成。
US4,751,148公開了用稀土金屬激活的發(fā)光鋁硼酸鹽和/或鋁硅酸鹽玻璃。這種玻璃被用作發(fā)光屏上的發(fā)光層，例如用于陰極射線管。
將硼硅酸鹽玻璃用于放電管的燈泡是已知的。用于放電管的燈泡的已知的硼硅酸鹽玻璃的缺點(diǎn)是其較低的熱穩(wěn)定性。
這一缺點(diǎn)限制了，例如烘烤發(fā)光物質(zhì)的上限溫度。將所需的發(fā)光劑，一般是無機(jī)晶體，例如稀土的硅酸鹽、鎢酸鹽、磷酸鹽和鋁酸鹽，作為在高分子量有機(jī)粘合劑，例如基于含有火膠棉的丁基橡膠中的懸浮體涂敷到玻璃上，在這種情況下，有機(jī)粘合劑必須在適用燈泡前完全揮發(fā)掉，以對(duì)氣體放電不產(chǎn)生有害影響。用常規(guī)放電管玻璃，這只能不完全地或只能在很長(zhǎng)時(shí)間后達(dá)到并由于玻璃變形而降低效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明目的是發(fā)現(xiàn)具有高熱穩(wěn)定性和滿足上述其它對(duì)放電管玻璃要求的玻璃。
此外，本發(fā)明的目的是提供用于放電管的高溫穩(wěn)定的燈泡和高溫穩(wěn)定的放電管，特別是微型放電管。
這些目的通過使用權(quán)利要求1的玻璃，通過權(quán)利要求11的燈泡和通過權(quán)利要求12的放電管達(dá)到。
本發(fā)明所用的玻璃是具有轉(zhuǎn)變溫度Tg＞600℃的鋁硅酸鹽玻璃。這種玻璃具有很高的耐熱性。
本發(fā)明所用的玻璃優(yōu)選是堿土金屬鋁硅酸鹽玻璃。
本發(fā)明所用的玻璃優(yōu)選是下述組成范圍的玻璃(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO2＞55-64、Al2O313-18、B2O30-5.5、MgO 0-7、CaO5-14、SrO 0-8、BaO 6-17、ZrO20-2、TiO20-5。
尤其優(yōu)選使用具有下述組成范圍的玻璃(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO259-62、Al2O313.5-15.5、B2O33-5.5、MgO 2.3-5、CaO8.2-10.5、BaO 8.5-9.5、ZrO20-1.5、TiO20-3和具有下述組成范圍的玻璃(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO2＞58-62、Al2O314-17.5，優(yōu)選15-17.5、B2O30-1，優(yōu)選0.2-0.7、MgO 0-7，優(yōu)選0-3，特別優(yōu)選0-＜1、CaO 5.5-14、BaO 6-17，優(yōu)選6-10、SrO 0-8、ZrO20-1.5，優(yōu)選0.05-1、TiO20-3。
這類玻璃是DE 197 47 355 C1、DE 197 47 354 C1和DE 197 58481 C1中已知的。
上述組成范圍的玻璃是具有轉(zhuǎn)變溫度Tg≥700℃和熱膨脹系數(shù)α20/300為4.3×10-6/K-4.95×10-6/K的玻璃。
因此，所述玻璃具有特別高的熱穩(wěn)定性。盡管其熱膨脹使它不適合與科伐，一種Fe-Co-Ni合金，的熔焊，但是它們的確很適合與其它金屬例如鉬熔焊。因此這種玻璃特別適合于作為燈泡材料用于與鉬電極和/或鉬電極引線熔焊的放電管。
上述組成的玻璃也特別適合于生產(chǎn)無內(nèi)電極的放電管。代替內(nèi)部與玻璃泡(燈泡)熔焊的內(nèi)電極，這種放電管在燈泡的兩端具有很細(xì)的金屬環(huán)，它被夾住或粘結(jié)并使燈泡放電成為可能。因此，在這種情況下不需要玻璃-金屬熔焊。
這種類型的燈泡優(yōu)選為微型放電管。
所述的鋁硅酸鹽玻璃在可見區(qū)具有高透射并在紫外區(qū)具有低透射。這種玻璃具有足夠的耐曬性。
為了提高耐曬性和為了有目的地調(diào)節(jié)紫外邊緣的位置和陡度，這種玻璃除了上述TiO2(0-5重量％，優(yōu)選至少0.2重量％)外，還含有一種或多種其它常用的摻雜劑。摻雜劑特別是CeO2和Fe2O3。但是CeO2和Fe2O3的總量不應(yīng)超過5重量％，優(yōu)選不超過1重量％(優(yōu)選0-0.5Fe2O3和0-0.5 CeO2)。CeO2含量?jī)?yōu)選為0-0.1重量％。優(yōu)選TiO2、CeO2和Fe2O3的總含量為至少0.01重量％，優(yōu)選至少0.1重量％，特別優(yōu)選至少0.2重量％。
這種玻璃可含有常規(guī)量的常用澄清劑，例如蒸發(fā)澄清劑，如Cl-，還有由于其多價(jià)陽離子起作用的氧化還原澄清劑，例如SnO2(優(yōu)選0-0.5重量％)、Sb2O3(優(yōu)選0-0.5重量％)和As2O3(優(yōu)選0-0.5重量％)，在這種情況下SnO2、Sb2O3和As2O3的總量不應(yīng)超過1重量％。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例通過下述實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明和其優(yōu)點(diǎn)將由常規(guī)原料得到的具有下述組成的玻璃(基于氧化物計(jì)，以重量％表示)SiO260.75；Al2O316.5；CaO 13.5；B2O30.3；ZrO21.0；BaO7.85；TiO20.011，CeO20.002；Fe2O30.003在1640℃下熔融、澄清并攪拌。最后用下拉法拉制管材。由這種管材通過常規(guī)方式制備放電管。
蒸發(fā)發(fā)光劑的粘合劑的加熱溫度為620℃。
同樣地，制備相同基本玻璃組成并含有0.005重量％TiO2、0.0025重量％CeO2和0.0025重量％Fe2O3的玻璃并加工成具有這種玻璃制成的燈泡的放電管。
這種玻璃具有Tg 790℃，熱膨脹系數(shù)α20/3004.7×10-6/K，τ(400-800nm)＞90％(樣品厚度0.2mm)，τ(＜260nm)＜1％(樣品厚度0.2mm)，耐曬性，用未輻照樣品和用HOK-4照射樣品15小時(shí)后，用在λ＝300nm處玻璃的透過率的差別給出，即Δ15τ(300nm)＜10％(樣品厚度0.2nm)。
這一結(jié)果表明這種玻璃特別適合用作放電管的燈泡材料，即適合用于制備放電管。
由于其Tg＞600℃的高的轉(zhuǎn)變溫度，在生產(chǎn)過程中涂敷發(fā)光劑的有機(jī)粘合劑可完全并很快蒸發(fā)。因此不干擾燈泡工作中的氣體放電。
由于這種玻璃的高溫穩(wěn)定性，通過可能的高的烘烤溫度將有利于-縮短生產(chǎn)時(shí)間，特別是在回火爐中的通過時(shí)間-提高產(chǎn)率，因?yàn)榧词乖诟邷叵鹿懿囊膊凰苄宰冃?提高照射壽命，因?yàn)檎辰Y(jié)劑被完全除去并不只在使用時(shí)才逸出。
具有通過τ(400-800nm)和τ(＜260nm)＜1％以及其耐曬性Δ15τ(300nm)≤10％(樣品厚度均為0.2mm)表示的透射曲線，所述玻璃特別適合用于放電管玻璃，特別是用于背景光。
具有膨脹系數(shù)α20/300為4.3×10-6/K和4.95×10-6/K，這種玻璃可與選擇的金屬和金屬合金，特別是與Mo熔焊。
因此，它們適合于生產(chǎn)具有這種玻璃制成的燈泡的放電管和特別是被稱為背景光的微型放電管。
它們特別適合于生產(chǎn)無電極的放電管，即EEFL，因?yàn)檫@種類型的燈泡由于沒有內(nèi)電極不受對(duì)于所用電極材料和連接材料的限制。
可按常規(guī)方式將這種玻璃加工成放電管，特別是加工成微型放電管，以及特別是加工成無內(nèi)電極的放電管。
權(quán)利要求
1.具有轉(zhuǎn)變溫度Tg＞600℃的鋁硅酸鹽玻璃用于生產(chǎn)放電管燈泡的用途。
2.按照權(quán)利要求1的玻璃的用途，其中所述玻璃具有下述組成(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO2＞55-64Al2O313-18B2O30-5.5MgO 0-7CaO 5-14SrO 0-8BaO 6-17ZrO20-2TiO20-5。
3.按照權(quán)利要求1或2的玻璃的用途，其中所述玻璃具有下述組成(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO259-62Al2O313.5-15.5B2O33-5.5MgO 2.3-5CaO 8.2-10.5BaO 8.5-9.5ZrO20-1.5TiO20-3。
4.按照權(quán)利要求1或2的玻璃的用途，其中所述玻璃具有下述組成(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO2＞58-62Al2O314-17.5B2O30-1MgO 0-7CaO 5.5-14SrO 0-8BaO 6-17ZrO20-1.5TiO20-3。
5.按照權(quán)利要求4的玻璃的用途，其中所述玻璃具有下述組成(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO2＞58-62Al2O315-17.5B2O30.2-0.7MgO 0-3CaO 5.5-14SrO 0-8BaO 6-10ZrO20.05-1TiO20-3。
6.按照權(quán)利要求1-5至少一項(xiàng)的玻璃的用途，其中所述玻璃還含有(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SnO2+Sb2O3+As2O30-1CeO2+Fe2O30-5，優(yōu)選0-1。
7.按照權(quán)利要求1-6至少一項(xiàng)的玻璃的用途，其中所述玻璃含有(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)TiO2+CeO2+Fe2O3≥0.01，優(yōu)選≥0.1，特別優(yōu)選≥0.2。
8.按照權(quán)利要求2-7至少一項(xiàng)的玻璃的用途，其中所述玻璃具有轉(zhuǎn)變溫度Tg≥700℃和熱膨脹系數(shù)α20/300為4.3×10-6/K-4.95×10-6/K。
9.按照權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的玻璃用于生產(chǎn)微型放電管的燈泡，特別是用于顯示器的背景照明的用途。
10.按照權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的玻璃用于生產(chǎn)無內(nèi)電極的微型放電管的燈泡的用途。
11.由轉(zhuǎn)變溫度Tg＞600℃的鋁硅酸鹽玻璃生產(chǎn)的放電管的燈泡。
12.具有由轉(zhuǎn)變溫度Tg＞600℃的鋁硅酸鹽玻璃生產(chǎn)的燈泡的放電管。
13.按照權(quán)利要求12的微型放電管。
14.按照權(quán)利要求12或13的放電管，其中所述玻璃具有下述組成(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO2＞55-64Al2O313-18B2O30-5.5MgO0-7CaO5-14SrO0-8BaO6-17ZrO20-2TiO20-5CeO2+Fe2O30-1。
15.按照權(quán)利要求12-14至少一項(xiàng)的放電管，它具有熔焊的鉬電極和/或鉬電極引線。
16.按照權(quán)利要求12-14至少一項(xiàng)的放電管，其特征在于所述放電管無內(nèi)電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及Tg＞600℃、特別是具有組成(基于氧化物計(jì)，用重量％表示)SiO
文檔編號(hào)C03C3/091GK1446769SQ0310853
公開日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者B·霍伊貝爾, J·阿查茨, F·奧特, J·H·費(fèi)希納 申請(qǐng)人:肖特玻璃制造廠