DE102006005611A1

DE102006005611A1 - Display mit Hintergrundbeleuchtung, umfassend Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden

Info

Publication number: DE102006005611A1
Application number: DE102006005611A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Letz; Jörg Dr. Fechner; Franz Dr. Ott
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2005-03-19
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2006-11-16
Also published as: KR20060101313A; JP2006269428A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Display, insbesondere Flachdisplay, mit Hintergrundbeleuchtung für Handy, Kraftfahrzeug, Fernseher, Computer, Haushalt und Kameras, umfassend mindestens ein Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, das einen Glashohlkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaszusammensetzung für den Glashohlkörper des Leuchtmittels derart ausgewählt ist, dass für den Quotient aus dem Verlustwinkel (tan delta) und der Dielektrizitätskonstante (epsilon') gilt: DOLLAR F1 Hierdurch kann die Gesamtverlustleistung des Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden gezielt über die Glaseigenschaften minimiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Display mit Hintergrundbeleuchtung, umfassend mindestens ein Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, wie beispielsweise eine Fluoreszenzlampe, insbesondere eine EEFL (external electrode fluorescent lamp).
Flache Displayanzeigen spielen eine zunehmend größere Rolle. Mit einer in der Regel weißen Hintergrundbeleuchtung wird ein selbstleuchtendes Display realisiert. Diese Hintergrundbeleuchtung ist bevorzugt mit Gasentladungslampen ausgeführt.
Für Hintergrundbeleuchtungen in Displays werden ganz besondere Anforderungen an das Glas und dessen Eigenschaften gestellt. So sollten die eingesetzten Leuchtmittel sehr geringe Dimensionen, dementsprechend äußerst geringe Dicke aufweisen und UV-absorbierende Eigenschaften haben, wobei die eingestrahlte Hochfrequenzenergie nicht oder nur in einem geringfügigen Maße vom Lampenglas absorbiert werden sollte, um beispielsweise das in der Fluoreszenzlampe eingeschlossene Leuchtgas zum Zünden zu bringen. Dies setzte bisher voraus, dass das Glas eine äußerst geringen Imaginärteil der Dielektrizitätskonstante, einen möglichst hohen Realteil der Dielektrizitätskonstante bzw. 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.
Im Stand der Technik sind Floureszenzlampen mit externen Elektroden (EEFLs) für Hintergrundbeleuchtungen zum Beispiel in den Anmeldungen KR1020030080915 A und KR1020020071685 A beschrieben. Hierbei werden aber Gläser verwendet, deren dielektrische Eigenschaften keine effiziente Gasentladung ermöglichen und die eine viel zu geringe Durchschlagsfestigkeit (sog. „pinhole burning", das einen Durchschlag bei hohen Spannungen bedeutet) bei den auftretenden Spannungen und Temperaturen aufweisen.
Die JP 2005093422 A2 bzw. WO 2005/015606 A1 beschreiben ein Behältnis zur Herstellung von Fluoreszenzlampen mit externen Elektroden, wobei die eingesetzten Gläser relativ niedrige dielektrische Verlustleistungen mit einem tan δ von nicht mehr als 0,02 bei 40 kHz und 250°C aufweisen.
Die JP 2002 338296 A2 bzw. die WO 02/072492 A1 offenbaren Gläser mit hoher Dielektrizitätskonstante und relativ niedrigem dielektrischen tan δ, aber durch die beschriebenen hohen Alkaligehalte mit der Summe aus Li₂O, Na₂O und K₂O von 4,5 bis 25 Gew.-%, ist der dielektrische Verlust für eine effiziente Fluoreszenzlampe noch viel zu hoch.
Es besteht demnach ein Bedarf, ein Display mit einer hocheffizienter Beleuchtungseinheit zu entwickeln. Die bisher existierende Fluoreszenzlampen mit externen Elektroden (EEFL) verwenden Glasröhrchen, die besonders bei Betrieb mit Wechselspannungen im Bereich zwischen 10kHz und 100kHz noch eine nennenswerte Leitfähigkeit für elektrischen Strom aufweisen. Dadurch ist der Gesamtwirkungsgrad einer solchen Fluoreszenzlampe deutlich beeinträchtigt und der Vorteil einer EEFL gegenüber beispielsweise einer CCFL (cold-cathode fluorescent lamp), die intrinsisch leichte Ansteuerbarkeit und die einfachere Herstellung, zu einem großen Teil durch Effizienzverluste kompensiert.
Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Display mit Hintergrundbeleuchtung bereitzustellen, welches die gewünschten Anforderungen in hohem Maße erfüllt. Insbesondere sollen hierzu Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, wie Fluoreszenzlampen, zur Verfügung stehen, die durch Induktion von außen gezündet werden können und keine durch das umschließende Lampenglas hindurch geführte Metalldrähte bzw. Elektroden benötigen. 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 in der vorliegenden Erfindung durch ein Display mit einer Hintergrundbeleuchtung gelöst, wobei die Hintergrundbeleuchtung mit Hilfe von Leuchtmitteln mit außenliegenden Elektroden, insbesondere hoch effizienten Gasentladungsröhren, realisiert ist, die über externe Elektroden mit Strom versorgt werden. Hierbei kommt eine Glaszusammensetzung für einen Glashohlkörper des mindestens einen Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden zum Einsatz, worin der Quotient aus dem Verlustwinkel und der Dielektrizitätskonstante
bevorzugt < 4 × 10^–4 und < 3 × 10^–4, ganz besonders bevorzugt < 2 × 10^–4 und < 1,5 × 10^–4 beträgt. Eine ganz besonders bevorzugte Ausführung besitzt einen Quotienten aus
Insbesondere kann der Quotient auch auf < 0,7 × 10^–4 und < 0,5 × 10^–4 eingestellt werden.
Die Werte für tan δ können in Werten von 10^–4 angegeben sein; hieraus ergibt sich dann für den Quotient
Die Werte für tan δ können auch als Absolutwert angegeben sein; hieraus ergibt sich dann für den Quotient
Als Zahlenbeispiel sei angenommen:
tan δ = 0,001 bzw. tan δ [10^–4] = 10 und ε' = 4,
dann ist der Quotient
Die Erfindung betrifft somit ein Display mit Hintergrundbeleuchtung, wobei das Glas für den Glashohlkörper des Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden derart ausgewählt ist, dass eine möglichst geringe Verlustleistung P_loss und damit ein möglichst hoher Wirkungsgrad erhalten wird, wobei der Quotient aus dem Verlustwinkel tan δ und der Dielekrizitätszahl ε' eine bestimmte Obergrenze nicht erreichen darf. Die Gasentladung wird hierbei von außen gezündet, wobei das Glas als Dielektrikum in einem Kondensator fungiert. Für eine einfache Geometrie mit planaren Elektroden an den Stirnflächen eines geschlossenen Glasrohres kann die Verlustleistung (nachfolgend bezeichnet als P_Verlust oder P_loss) näherungsweise beschrieben werden durch:
wobei gilt:

ω:: Kreisfrequenz
tan δ:: Verlustwinkel
ε':: Dielektrizitätszahl
d:: Dicke des Kondensators (hier: Dicke des Glases)
A:: Elektrodenfläche und
I:: Stromstärke
ε₀:: Influenzkonstante = 8.8542 10^–12 As/(Vm).

Es wird demnach durch Einstellung des Quotienten tan δ/ε' in einem bestimmten Bereich gezielt Einfluss auf die Glaseigenschaften genommen, wodurch die Gesamtverlustleistung des Leuchtmittels minimiert werden kann. Erfindungsgemäß wurde in überraschender Weise gefunden, dass durch Verwendung ausgewählter Glaszusammensetzungen als Hintergrundbeleuchtung für ein Display auf äußerst kostengünstige Art und Weise die gewünschten Anforderungen erreicht werden können. Überraschenderweise zeigt sich, dass sich Gläser, die die obige Gleichung erfüllen, wonach der Quotient aus dem Verlustwinkel und der Dielektrizitätskonstante unterhalb von 5 × 10^–4 liegt, sehr wohl für Anwendungen in Fluoreszenzlampen eignen.
Zur Verwendung von Leuchtmitteln mit außenliegenden Elektroden, wie beispielsweise einer EEFL-Fluoreszenzlampe, für eine Hintergrundbeleuchtung liegt der Quotient bei < 5 × 10^–4, bevorzugt < 4,5 × 10^–4, besonders bevorzugt < 4,0 × 10^–4, insbesondere < 3 × 10^–4, noch bevorzugter < 2,5 × 10^–4. Gute Eigenschaften werden auch im Bereich von 0,75 × 10^–4 bis 2,5 × 10^–4 erzielt. Ganz besonders bevorzugt ist weiterhin ein Quotient < 1,0 × 10^–4, insbesondere < 0,75 × 10^–4.
Der oben beschriebene Quotient kann beispielsweise in einer Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers, 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.
Erfindungsgemäß werden für den Glashohlkörper des Leuchtmittels im Display vorzugsweise Gläser mit einer relativ hohen dielektrischen Konstante (Dielektrizitätszahl DZ) eingesetzt. Dabei beträgt die Dielektrizitätszahl bei 100 kHz bei 25°C bevorzugt > 3 und > 4, liegt insbesondere im Bereich von 3,5 bis 4,5, beträgt bevorzugter > 5 und > 6, ganz besonders bevorzugt > B. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt werden für den Glashohlkörper Gläser mit hoher Polarisierbarkeit, d.h. einer Dielektrizitätskonstante ε' > 5, eingesetzt.
Der dielektrische Verlustfaktor tan δ 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, insbesondere ein Bereich zwischen 1 und 15. Je nach Grad der Verunreinigung und dem Herstellungsverfahren können die tan δ-Werte schwanken. 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.
Vorzugsweise wird im erfindungsgemäßen Display für den Glashohlkörper des Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden, wie EEFLs, ein Glas ausgewählt, für das gilt:
wobei die Anwendungsfrequenzen im Bereich von 5-200 kHz, bevorzugt 10-150 kHz, besonders bevorzugt 20-100 kHz liegen.
Um derartige Frequenzen einzustellen, sind erfindungsgemäß vorzugsweise Mittel zur Ansteuerung der Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, insbesondere EEFL(s), mit Wechselspannungen vorhanden, wobei vorzugsweise Wechselspannungen im Bereich von 0,5-10kV, besonders bevorzugt 0,8-6kV im Frequenzbereich von 5-200 kHz, bevorzugt 10-150kHz, besonders bevorzugt 20-100kHz vorgesehen sind (d.h. außerhalb der Frequenzen, die wenn sie resonant mechanisch Schwingungen im System anregen, hörbar sind). Diese Mittel zur Ansteuerung der Leuchtmittel sind beispielsweise für sinusförmige Signale ausgelegt, bevorzugt sind jedoch rechteckförmige Signale. Besonders bevorzugt stellen die Mittel eine elektronische Ansteuerungseinheit dar, welche die gewünschten Spannungen und Signalformen erzeugt. Es kann weiterhin von Vorteil sein, wenn die elektronische Ansteuerungseinheit mit einer Strombegrenzung versehen ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden für den Glashohlkörper des Leuchtmittels Gläser mit geringer Leitfähigkeit ausgewählt, insbesondere solche mit tan δ < 20 × 10^–4, besonders bevorzugt tan δ < 1 × 10^–4. Ganz besonders bevorzugt enthalten die Glaszusammensetzungen nur eine geringe Konzentration an Alkaliionen, insbesondere liegt die Summe aus Li₂O, Na₂O und K₂O unterhalb, vorzugsweise deutlich unterhalb 4,5 Gew.-%.
Weiterhin besonders bevorzugt werden für den Glashohlkörper Gläser verwendet, deren UV-Blockung in gewünschter Weise eingestellt wurde. So kann die UV-Blockung in den Gläsern beispielsweise durch Einbeziehen von Seltenerd- oder Übergangsmetallen-Ionen, in die Glaszusammensetzungen eingestellt werden. Hierfür kommen beispielsweise folgende Elemente in Frage: Ti, Ce, W, Nb, Bi, Yb, Fe und/oder Ni.
Die UV-Blockung kann aber auch in Form einer Innen- oder Aussenbeschichtung des Glashohlkörpers eingestellt werden, insbesondere geeignet ist eine Innen- oder Aussenbeschichtung aus TiO₂.
Eine andere erfindungsgemäße Variante betrifft eine mögliche Innenbeschichtung des Glashohlkörpers zur Lichtkonversion von UV- bzw. blauem Licht zu in Summe weißem Licht mit einer Fluoreszenzschicht aus einem Festkörperpulver, das mit Seltenerdionen dotiert ist. Dies ist beispielsweise ein YAG-Pulver, dotiert mit beispielsweise Ce, Eu, Tm, Tb, Dy und/oder Gd.
Es kann aber auch eine Dotierung der Gläser zur Lichtkonversion von UV- bzw. blauem Licht zu in Summe weißem Licht durch fluoreszierende Seltenerdionen und/oder Übergangsmetallionen vorgesehen sein. Seltenerdionen sind beispielsweise ausgewählt aus Ce, Eu, Tm, Tb, Dy, und/oder Gd.
Als das oder die erfindungsgemäß eingesetzten Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden kann jedes dem Fachmann für diesen Zweck bekannte Leuchtmittel eingesetzt werden. Bevorzugt ist das Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden eine Entladungslampe, wie eine Gasentladungslampe, insbesondere eine Niederdruckentladungslampe. Bei Niederdrucklampen können die diskreten UV-Linien durch Fluoreszenzschichten teilweise ins Sichtbare konvertiert werden. Daher kann das Leuchtmittel auch eine Fluoreszenzlampe, insbesondere eine EEFL-Lampe, ganz besonders bevorzugt eine miniaturisierte Fluoreszenzlampe sein.
Der Querschnitt des Leuchtmittels ist beliebig und den räumlichen Gegebenheiten des Displays angepasst. Bevorzugt sind runde, ovale, rechteckige und/oder flache, rechteckige Querschnitt (zum Beispiel Planon^® von Osram). Die Leuchtmittel können alle denselben Querschnitt aufweisen oder verschiedene Querschnittsformen können kombiniert werden. Ganz besonders bevorzugt sind als Hintergrundbeleuchtung für das erfindungsgemäße Display ein oder mehrere Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, beispielsweise EEFLs, vorgesehen, die einen flachen rechteckigen Querschnitt haben.
Unter „Display" wird erfindungsgemäß jede elektronische Anzeigevorrichtung verstanden; hierunter sollen auch Bildschirme aller Art fallen.
Die Größe des erfindungsgemäß verwendeten Displays ist im Rahmen der Erfindung nicht besonders beschränkt. Vorzugsweise kommen Displaygrößen im Bereich von 50 × 50 mm bis 4 × 5 m zum Einsatz.
Es ist jedes dem Fachmann bekannte Display in der vorliegenden Erfindung verwendbar. Beispielsweise können dies Displays sein, die eine vorzugsweise strukturierte Glasscheibe, eine Flüssigkristallschicht, Polarisationseinheiten sowie eine weitere Glasscheibe für das Display umfassen.
Üblicherweise enthält ein Display eine Lichtverteilungseinheit. Diese ist im Rahmen der Erfindung nicht besonders beschränkt. Beispielsweise kann ein Diffusor bzw. eine Diffusorplatte oder -scheibe oder eine lichtleitende oder transportierende Platte oder Scheibe, wie eine LGP („light guide plate"), Verwendung finden. Bevorzugt umfasst die Lichtverteilungseinheit erfindungsgemäß jedoch ein Polymer mit Streuzentren, Glas, phasensepariertem Glas oder Glaskeramik. Besonders bevorzugt sind inhomogen verteilte Streuzentren zur optimalen homogenen Lichtverteilung vorhanden. Derart inhomogen verteilte Streuzentren können beispielsweise mit einer Glaskeramik, die im Temperaturgradienten auskristallisiert wurde, eingestellt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Lichtverteilungseinheit eine strukturierter Oberfläche oder definierte Oberflächenrauhigkeit mit rms Werten in der Größenordnung der Lichtwellenlänge auf, bevorzugt mit 20nm < rms < 100.000 nm, besonders bevorzugt 10 nm < rms < 10000 nm. Die rms-Werte bedeuten die Standartabweichung der Oberfläche von einem Mittelwert.
Die im erfindungsgemäßen Display vorhandene Lichtverteilungseinheit kann auch als Hohlkörper ausgebildet sein, dessen Wände durch Reflexion das Licht leiten, und aus dem durch Oberflächenrauhigkeit das Licht ausgekoppelt wird.
Das Material der Kontakte am Glashohlkörper ist nicht besonders beschränkt; diese können bevorzugt ausgewählt sein aus

a) Metall oder Metallblech, zum Beispiel aus Cu, Al, Ag und dergleichen
b) Tauchbeschichtungen aus Metall oder metallhaltigen leitenden Substanzen,
c) Leitlack, wie beispielsweise silberhaltiger Leitlack, oder
d) leitendem Klebeband, wie ein Metallklebeband.

Weiterhin können zum Wärmemanagement am Leuchtmittel, insbesondere zu dessen passiver Kühlung Kühlbleche vorgesehen sein. Zur aktiven Kühlung ist es üblich, einen Ventilator und/oder eine Flüssigkeitskühlung vorzusehen.
Der Aufbau und die Anordnung von Leuchtmittel und Lichtverteilungseinheit sind im erfindungsgemäßen Display nicht besonders beschränkt. Nachfolgend werden einige erfindungsgemäße Varianten beschrieben, auf welche die erfindungsgemäße Lehre jedoch nicht beschränkt werden soll:
Nach einer ersten erfindungsgemäßen Variante werden mindestens zwei Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden 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 oder Hohlräume 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 Lichtverteilungseinheit oder lediglich als Abdeckung fungieren. 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 Display zum Beispiel auch außerhalb der Lichtverteilungseinheit 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 Displays kann auch ein elektrodenloses Lampensystem, d.h. ein so genanntes EEFL-System (external electrode fluorescent lamp) zum Einsatz kommen. Betreffend EEFL-Lampen wird auf: Cho G. et al., J. Phys. D: Appl. Phys. Bd. 37, (2004), S. 2863–2867 und Cho T.S. et al., Jpn. J. Appl. Phys. Bd. 41, (2002), S. 7518–7521 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Offenbarung miteingeschlossen wird.
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 Hintergrundbeleuchtung nach dieser Variante ist beispielsweise eine elektrodenlose Gasentladungslampe, d. h. es gibt keine Durchführungen, sondern lediglich äußere bzw. außenliegende Elektroden.
Der Glashohlkörper des Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden enthält vorzugsweise eine Füllung eines Gases, ausgewählt aus Hg-Gas, Edelgas, insbesondere Xe-Gas oder deren Mischungen.
Wenn das im erfindungsgemäßen Display verwendete Leuchtmittel eine Hochdrucklampe darstellt, können die unter Druck stehenden Füllgase auf so hohe Temperaturen kommen, dass ein kontinuierliches Spektrum entsteht oder, wenn Hg und/oder Xe-Gas als Füllgas enthalten ist, kann eine zusätzliche starke Stossverbreiterung des Hg- und/oder Xe-Linienspektrums vorliegen, die über externe Elektroden angesteuert werden kann.
Das Glas des Glashohlkörpers des Leuchtmittels enthält oder besteht aus einer Glaszusammensetzung, welche die obige Voraussetzung an den Quotient aus dem Verlustwinkel tan δ und der Dielekrizitätszahl ε' erfüllt. Bevorzugt werden ein oder mehrere einzelne, insbesondere miniaturisierte Leuchtmittel verwendet, deren Glashohlkörper derartige Gläser im Wesentlichen enthält oder aus diesen besteht.
Im erfindungsgemäßen Display weist das Glas des Glashohlkörpers für ein Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, wie eine EEFL-Entladungslampe, daher bevorzugt folgende Zusammensetzung auf:

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.
Eine weiterhin besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzung ist:

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + BaO + PbO + Bi₂O₃ 10–80 Gew.-% beträgt,
sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.
Besonders bevorzugt ist das Glas bis auf unvermeidbare Verunreinigungen frei von Alkalien.
Besonders bevorzugt werden für den Glashohlkörper der Leuchtmittel in den erfindungsgemäßen Displays demnach Borosilikatgläser verwendet. Borosilikatgläser umfassen als erste Komponente SiO₂ sowie B₂O₃ und als weitere Komponente Erdalkalioxid, 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. Borosilikatgläser mit einem Gehalt von B₂O₃ zwischen 15 und 25 Gew.-% zeigen eine gute Prozessierbarkeit. Borosilikatgläser mit einem B₂O₃-Gehalt im Bereich von 25–35 Gew.-% zeigen bei Verwendung als Lampenglas einen besonders geringen dielektrischen Verlustfaktor tan δ, 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 0,2 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 2 Gew.% oder 4 Gew.-% oder 5 Gew.-% und insbesondere mindestens 10 Gew.-% oder mindestens 15 Gew.-% enthalten, wobei mindestens 16 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Die Höchstmenge an B₂O₃ beträgt maximal 35 Gew.-%, vorzugsweise jedoch maximal 32 Gew.-%, wobei maximal 30 Gew.-% besonders bevorzugt sind.
Obwohl die im Glashohlkörper verwendeten Gläser in einzelnen Fällen auch frei von Al₂O₃ sein können, so enthalten diese 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 Glas beträgt 8 Gew.-%, wobei maximal 7 und insbesondere maximal 6 Gew.-% bevorzugt sind. SrO kann im 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 des Glashohlkörpers hoch polarisierbare Elemente in oxidischer Form, eingebaut in die Glasmatrix. Derartige hochpolarisierbare Elemente 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 Gew.-%, 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 Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers 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 Gew.-%, 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 Leuchtmitteln für Displays 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 Gew.-%, bevorzugt 10–70 Gew.-%, besonders bevorzugt 20–60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 20–55 Gew.-%. Weiterhin bevorzugt sind 20–40 Gew.-%.
Das Glas des Glashohlkörpers 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, 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.-% zugegeben werden, wobei nicht mehr als 10 Gew.% enthalten sein sollten, wobei trotzdem noch die Anforderung an den Quotienten
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.-%, insbesondere höchstens 8 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. Weiterhin ist auch eine Läuterung mit Sb₂O₃ und Nitrat möglich.
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 sind. 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 für Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden konzipiert, bei denen keine Einschmelzung des Glases mit Elektrodendurchführungen erfolgt, wie EEFL-Leuchtmittel ohne Elektrodendurchführungen. 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:

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:

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.
Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Glaszusammensetzung aus SiO₂ mit und ohne Dotierungen aufgebaut. Dotierungen bedeuten im Rahmen der Erfindung Dotieroxide, insbesondere die Oxide, die im einzelnen genannt wurden mit den jeweiligen Mengenangaben.
Ein bevorzugter Zusammensetzungsbereich der Glaszusammensetzungen für den Glashohlkörper dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist:
Hierbei ergibt sich die Obergrenze des SiO₂-Gehalts durch 100 Gew.-% – alle Untergrenzen der vorhandenen Dotieroxide, d.h. die Summe aller Untergrenzen wird abgezogen, wenn beispielsweise der Gehalt an TiO₂ 5–10 Gew.-% beträgt und der Gehalt an CeO₂ 2–5 Gew.-%. beträgt, berechnet sich die Obergrenze für SiO₂ mit: 100 – (5+2) = 93 Gew.-%. Ganz besonders bevorzugt liegt reines SiO₂ ohne Dotierung vor.
Der Höchstgehalt an TiO₂, insbesondere zur UV-Blockung des Glases, beträgt 10 Gew.-%, wobei bevorzugt höchstens 8 Gew.-%, insbesondere höchstens 5 Gew.-% vorliegen, wobei auch Gehalte zwischen 1 und 4 Gew.-% möglich sind. Der CeO₂-Gehalt beträgt höchstens 5 Gew.-%, wobei auch Mengen von 0 bis 4 Gew.-%, insbesondere 0 bis 3 Gew.-%, noch bevorzugter unter 1 Gew.-% eingestellt werden können. Weitere bereits beschriebene Oxide können ebenfalls enthalten sein.
Verfahren zur Herstellung von SiO₂-Gläsern, insbesondere von amorphem SiO₂ (Kieselglas, Quarzglas) sind beispielsweise: Gasphasenabscheidung, Auslaugung von Borosilikatglas und anschließendes Sintern sowie Erzeugen einer Glasschmelze.
Die beschriebenen Gläser der Erfindung eignen sich – mit Ausnahme der oben erwähnten SiO₂-Gläser – insbesondere zur Herstellung von Flachglas, besonders nach dem Float-Verfahren. Außerdem eignen sich die Gläser zur Herstellung von Röhrenglas, wobei das Danner-Verfahren besonders bevorzugt ist. Jedoch ist die Herstellung von Rohrglas auch nach dem Velo- bzw. A-Zug Verfahren möglich. 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 mit außenliegenden Elektroden enthält eine Glaszusammensetzung oder besteht aus dieser, die darüber hinaus auch eine UV-blockende Wirkung im gewünschten Maße aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass die beschriebenen Gläser, insbesondere Borosilikatgläser oder reines oder dotiertes SiO₂, besonders gut zur Herstellung von Lampengläsern für Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden für Displays eignen, da diese die obige Anforderung an den Quotient aus aus dem Verlustwinkel tan δ und der Dielekrizitätszahl ε'erfüllen. Die beschriebenen Gläser werden zur Hintergrundbeleuchtung der erfindungsgemäßen Displays verwendet, zum Beispiel in LCD-Displays oder -Bildschirmen, sowie bei rückseitig beleuchteten Displays (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 Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben werden.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Displays mit einer miniaturisierten Backlightanordnung;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Displays mit einer Backlightanordnung mit äußeren Elektroden;
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Displays mit seitlich angebrachten Fluoreszenzleuchten;
4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Displays mit EEFL-Lampen;
5 eine schematische Darstellung beispielhafter Querschnitte von erfindungsgemäß verwendeten Leuchtmitteln;
6 eine schematische Darstellung eines Lampenaufbaus, der für die Messungen in den nachfolgenden Beispielen zugrunde gelegt wurde;
7 ein elektrisches Ersatzschaltbild (RC-Glied) der Darstellung der Lampe gemäß 4 und
8 eine Darstellung einer sinusförmigen und rechteckförmigen, periodischen Spannung.
In den 1 bis 3 ist die Verwendung von Backlightlampen in einem erfindungsgemäßen Display beispielhaft gezeigt, deren Glashohlkörper eine geeignete Glaszusammensetzung enthält oder aus dieser besteht.
In 1 ist eine spezielle Verwendung für solche Anwendungen gezeigt, bei denen einzelne miniaturisierte Leuchtstoffröhren 110, bestehend aus geeigneten Gläsern, parallel zueinander verwendet werden und sich in einer Platte 130 mit Vertiefungen 150 befinden, die das ausgesendete Licht auf dem erfindungsgemäßen 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, solche Backlightanordnungen zu verwenden, bei denen sich die lichterzeugende Einheit 310 direkt in einer strukturierten Scheibe 315 befindet. Dies ist in 3 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 mit 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.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Displays mit Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, wie EEFLs. Dargestellt ist ein Display, wie ein LCD-Display 1, beispielsweise mit jeweils einer Glasabdeckung an der Ober- und Unterseite. Ferner ist eine Flüssigkristallschicht mit Polarisatoren 2 dargestellt. In den Hohlformen befinden sich in 4 Fluoreszenz-Gasentladungslampen 3, wobei es sich im vorliegenden Fall um runde Röhren handelt, die von Spezialglas 6 eingeschlossen sind. Selbstverständlich können auch andere Querschnitte verwendet werden. Über die Unterseite 5 des Displays wird die Wärme abgeführt. Die Lichtverteilungseinheit ist mit 4 bezeichnet.
5 zeigt schematische Darstellungen beispielhafter Querschnitte von Leuchtmitteln. So sind beispielsweise Geometrien mit rundem, ovalem, abgerundetem oder mit rechteckigem Querschnitt gezeigt.
In 6 ist in schematischer Form ein Teil einer Lampe, insbesondere einer EEFL-Glasröhre, dargestellt, an der die Messungen in den nachfolgenden Beispielen durchgeführt wurden, wobei die Messergebnisse in Tabelle 9 zusammengefasst wurden. 6 zeigt in schematischer Form ein Ende einer Glasröhre 1000. Die Glasröhre 1000 umfasst ein Glas der Dicke d, wobei der Durchmessser der Glasröhre 2r beträgt. Die Elektrode ist mit 1010 bezeichnet und erstreckt sich über eine Länge l an der Außenseite der Röhre 1000.
In 7 ist das elektrische Ersatzschaltbild (RC-Glied) des Lampenaufbaus gemäß der 6 gezeigt.
Die Kontakte der EEFL-Glasröhren werden hier durch einen Zylinder gebildet, der einen Radius r, typischerweise mit 0,3 mm < r < 10 mm, aufweist, eine Dicke d der Glasröhre in der Größenordnung von 0,1 mm < d < 0,5 mm sowie eine Höhe l des gesamten Kontakts, die in der Größenordnung von 0,5 cm < l < 5 cm liegt. In diesem Fall kann die Gesamtkapazität angenähert werden durch einen Plattenkondensator einer Dicke d und eines Radius r zusammen mit einem zylindrischen Kondensator mit einem Radius r und einer Höhe I. Diese Geometrie ist in 7 gezeigt. Die gesamte Kapazität dieser Geometrie beträgt:
wobei der letzte Faktor G nur den Effekt der Geometrie beeinhaltet, ε₀= (μ₀c²)^–1= 8,85418710^–12AsV^–1m^–1 ist die Influenzkonstante und ε' ist der reelle Teil der Dielektrizitätskonstante. Die von der Frequenz abhängige imaginäre Impedanz eines derartigen Kondensators ist gegeben durch: Xc = (iωC)–1 (2)worin ω = 2πv die Kreisfrequenz darstellt und i = √–1 ist. Da das dielektrische Medium durch Glas gebildet wird, stellt der Ohmsche Verlust des Glases die Hauptquelle für den Verlust der gesamten Entladungslampe dar. Der Gesamtwiderstand des Kontaktbereichs beträgt: R = (ωε0ε''G)–1 (3)worin ε'' den – im Allgemeinen frequenzabhängigen – imaginären Teil der dielektrischen Funktion darstellt. Wenn eine Spannung im Kontaktbereich angelegt wird, ist der elektrische Widerstand, wie in 7 gezeigt, parallel zum Kondensator angeordnet, was zu der Impedanz Z führt: Z–1 = Xc –1 + R–1 (4)
Der gesamte elektrische Verlust eines derartigen RC-Glieds, wobei der Ohmsche Widerstand R bei den zur Verwendung kommenden Frequenzen viel größer ist als der Blindwiderstand des Kondensators R >> |X_c| resultiert wie folgt:
Der gesamte Strom I_tot wird hauptsächlich durch die Entladungslampe bestimmt. Die Spannung, die bei der Kontaktkappe abfällt, wird durch die Kapazität bestimmt: Ucont = |Xc|Itot (5)
Der Teil des Stroms, der durch den Widerstand läuft, ist vorgegeben durch:
Der gesamte dielektrische Verlust eines derartigen Kontakts ist somit:
Da eine EEFL-Lampe zwei derartige Kontakte aufweist, multipliziert man das Ergebnis mit dem Faktor 2 und setzt den Geometriefaktor G ein. Aus Gründen der im allgemeinen dynamischen Natur der dielektrischen Funktion schreibt man ε'(ω) und ε''(ω).
Unter Verwendung der Beziehung für den dielektrischen Verlusttangens tan δ = ε''/ε' führt dies zu:
Hierbei wird das wichtige Ergebnis erhalten, dass der dielektrische Verlust, unabhängig von der Geometrie der Kappe, proportional zu der vom Material abhängigen Größe tanδ(ω)/ε'(ω) ist.
Es ist festzuhalten, dass eine exakte Berechnung, die sowohl den Strom durch den Widerstand als auch durch den Kondensator berücksichtigt, zum Ergebnis führt:
Da der tan δ in den meisten Gläsern in der Größenordnung von 10^–4 liegt, kann der tan²δ(ω) im Nenner in den meisten Gläsern praktisch vernachlässigt werden.
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, wenn tan δ in Einheiten von 10^–4 angegeben ist, bzw. deutlich unter 5 × 10^–4, wenn tan δ in absoluten Einheiten angegeben ist, und erfüllen daher die festgesetzten Anforderungen.
Tabelle 1
Tabelle 2
Nachfolgend sind weitere Glaszusammensetzungen und Ausführungsbeispiele für die Erfindung angegeben:
In den nachfolgenden Tabellen 3 bis 8 sind weitere Glaszusammensetzungen angegeben. In den Tabellen 3 bis 7 sind erfindungsgemäße Gläser angegeben, in Tabelle 8 ist ein Vergleichsbeispiel angeführt. Die Gläser gemäß der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt alkalifrei.
In den Tabellen 9.1 und 9.2 sind für die Glaszusammensetzungen der Beispiele 15, 16 und 17 aus den Tabellen 3 und 4 sowie dem Vergleichsbeipiel aus Tabelle 8 die dielektrischen Verluste der EEFL-Lampe angegeben.
Im Einzelnen wurden in der Tabelle 9.1 und 9.2 die dielektrischen Verluste tan δ/ε' für Temperaturen von 25°C, 150°C und 250°C sowie Anregungsfrequenzen von 10 kHz, 35 kHz und 70 kHz aufgeführt. Die Verlustleistung der Lampe ist proportional dem Quotienten tan δ/ε'. Der dielektrische Verlust einer EEFL-Lampe wurde unter der Annahme bestimmt, dass an beiden Enden der Lampe ein zylindrischer Kondensator vorliegt, wie dies zuvor in Zusammenhang mit den 6 und 7 erläutert wurde.
Ferner sind in der Tabelle 9 die bei den Messungen verwendeten Parameter im Einzelnen aufgelistet, wie Radius der Röhre der Lampe, Dicke des Glases der Lampe, Länge des Kontakts, der Geometriefaktor und der Vorfaktor etc.
Die Zahlenwerte für die Quotienten der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzungen liegen sämtlich unterhalb der Obergrenze von 5, wenn tan δ in Einheiten von 10^–4 angegeben ist, bzw. unterhalb der Obergrenze von 5 × 10⁴, wenn tan δ in absoluten Einheiten angegeben ist, und zeigen somit einen deutlich geringeren dielektrischen Verlust als im Vergleichsbeispiel, wonach der Quotient die kritische Obergrenze übersteigt.
Die Messungen bestätigen demnach, dass es nicht entscheidend ist, die Einzelwerte von Verlustwinkel tan δ und der Dielekrizitätszahl ε' unabhängig voneinander möglichst niedrig einzustellen, sondern die beiden Werte müssen miteinander in Beziehung gesetzt werden. Überraschenderweise wurde anhand der bestimmten Werte belegt, dass der Quotient aus beiden Parametern die kritische Größe darstellt, mit deren Hilfe die Einstellung der Glasmaterialeigenschaften gelingt, und nicht tan δ alleine oder ε' alleine. Demnach kann mit der vorliegenden Erfindung die Gesamtverlustleistung des Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden gezielt über die Glaseigenschaften minimiert werden.
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5
Tabelle 6
Tabelle 7
Tabelle 8
Die folgende Tabelle 9.1 zeigt die berechneten Quotienten tanδ/ε' (berechnet aus den gemessenen Werten tanδ und ε'): Tabelle 9.1
Zahlenbeispiel, das auf alle Werte in Tabelle 9.1 zutrifft: tanδ/ε' mit tanδ in [10^–4] = 6,9 (bei 25°C) bzw. mit tanδ als Absolutwert tanδ/ε' = 0,00069
Aus der obigen Tabelle 9.1 ist unmittelbar erkennbar, dass die erfindungsgemäßen Gläser bei 250°C einen bis über 20-fach geringeren Quotienten zeigen als das Vergleichsbeispiel.
Ausgehend von diesen Quotienten wurden die jeweiligen Verlustleistungen (P_Verlust) für ein Leuchtmittel mit den im folgenden angegebenen Parametern berechnet:
wobei gilt:
Die exakte Berechnung erfolgt mit der zuvor hergeleiteten Formel (11), wobei G die obige Formel (12) ersetzen kann und dann gilt:
mit
π = 3,141592654
ε₀ = 8.8542 10^–12 As/(Vm)
Mit den zuvor angegebenen Parametern ergeben sich dann die in der folgenden Tabelle 9.2 zusammengestellten Verlustleistungen für die unterschiedlichen Frequenzen 10 Hz, 35 Hz und 70 Hz.
Tabelle 9.2
Die verwendeten Frequenzen von 10 kHz, 35 kHz und 70 kHz wurden ausgewählt, da die interessierenden Lampen, insbesondere EEFLs mit außenliegenden Elektroden, üblicherweise bei Frequenzen um 70 kHz betrieben werden. Dies geht auch aus den bereits zitierten Literaturstellen (Cho G. et al., J. Phys. D: Appl. Phys. Bd. 37, (2004), S. 2863–2867 und Cho T.S. et al., Jpn. J. Appl. Phys. Bd. 41, (2002), S. 7518–7521) hervor. D.h. die Lampen mit den erfindungsgemäßen Gläsern wurden unter Betriebsbedingungen getestet.
Bei den Messungen wurde eine Spannung in einem Bereich von 500V bis 6 kV, insbesondere 2 kV, bevorzugt 1 kV, angelegt und zwischen den Eckwerten, d.h. beispielsweise zwischen + 2kV und – 2kV, hin- und hergeschaltet. Diese Wechselspannung kann beispielsweise sinusförmig, sägezahnförmig, dreieckförmig oder rechteckförmig sein. Andere Formen sind ebenfalls möglich.
Beispielhaft sind in 8 eine sinusförmige und eine rechteckförmige Spannung mit den Eckwerten + 2kV und – 2 kV dargestellt. Zur Erzeugung von Hochspannung aus der vorhandenen Netzspannung wurde im vorliegenden Fall ein Inverter eingesetzt, der ein elektronisches Bauteil darstellt, das Spannungen im Bereich von 500 V bis 6 kV mit einem periodischen Zeitablauf zur Verfügung stellt. Dieser Inverter wird elektrisch vor die Lampe geschaltet.
Aus der Tabelle 9.1 ist nun ersichtlich, dass in den erfindungsgemäßen Displays eingesetzte Gläser eine bis zu 36-fach geringere Verlustleisung zeigen als das Glas des Vergleichsbeispiels. Es wird somit belegt, dass diese Glaszusammensetzungen tatsächlich extrem geringe dielektrische Verluste zeigen, und damit eine viel geringere Wärmeentwicklung im Glas vorliegt als in einem Vergleichsglas, woraus eine bessere Effizienz einer Leuchtvorrichtung und damit längere Haltbarkeit resultiert.
Ein weiteres Problem von EEFLs ist das sog. „pinhole burning", das einen Durchschlag bei hohen Spannungen bezeichnet. Tritt ein solcher Durchschlag auf, so werden hierdurch Undichtigkeiten des Glases hervorgerufen. Dies wird in den oben angeführten Literaturstellen von Cho et al. eingehend beschrieben. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass die verwendeten Glaszusammensetzungen, bevorzugt die in den Tabellen aufgeführten Glaszusammensetzungen, insbesondere diejenigen der Ausführungsbeispiele 15, 16 und 17, die alkalifreie Gläser darstellen, keinerlei pinhole burning zeigen. Ein unerwünschtes Duchschlagen trat in den unersuchten Gläsern sogar für eine Spannung bis zu 6 kV nicht auf. Dies bestätigt die Eignung der Gläser für eine Verwendung im Lampenbereich, insbesondere bei EEFL-Lampen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit ein Display mit Hintergrundbeleuchtung beschrieben, wobei der Glashohlkörper der Leuchtmittel eine Glaszusammensetzung aufweist, bei der 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 × 10^–4 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

Display, insbesondere Flachdisplay, mit Hintergrundbeleuchtung für Handy, Kraftfahrzeug, Fernseher, Computer, Haushalt und Kameras, umfassend mindestens ein Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden, das einen Glashohlkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaszusammensetzung für den Glashohlkörper des Leuchtmittels derart ausgewählt ist, dass für den Quotient aus dem Verlustwinkel (tan δ) und der Dielektrizitätskonstante (ε') gilt:
Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient
beträgt, insbesondere
beträgt.
Display nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient
insbesondere
beträgt.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einstellen des Quotienten tanδ/ε' < 5 × 10^–4 ein hoher Wirkungsgrad des Leuchtmittels durch eine geringe Verlustleistung P_loss resultiert durch:
wobei gilt: ω : Kreisfrequenz tan δ: Verlustwinkel ε': Dielektrizitätszahl d: Dicke des Kondensators (hier: Dicke des Glases) A: Elektrodenfläche und I: Stromstärke ε₀: Influenzkonstante = 8.8542 10^–12 As/(Vm).
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Displays im Bereich von 50 × 50 mm bis 4 × 5 m liegt.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Display umfasst: eine Glasscheibe, insbesondere eine strukturierte Glasscheibe, eine Flüssigkristallschicht, Polarisationseinheiten sowie eine weitere Glasscheibe für das Display.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Display eine Lichtverteilungseinheit umfasst, die ein Polymer mit Streuzentren, Glas, phasensepariertes Glas oder Glaskeramik enthält.
Display nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilungseinheit inhomogen verteilte Streuzentren zur optimalen homogenen Lichtverteilung aufweist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilungseinheit eine strukturierte Oberfläche oder definierte Oberflächenrauhigkeit mit rms Werten in der Größenordnung der Lichtwellenlänge aufweist, bevorzugt mit 20nm < rms < 100.000 nm, besonders bevorzugt 10 nm < rms < 10000 nm.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilungseinheit als Hohlkörper ausgebildet ist, dessen Wände durch Reflexion das Licht leiten, und aus dem durch Oberflächenrauhigkeit das Licht ausgekoppelt wird.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Entladungslampe, insbesondere eine Fluoreszenzlampe, besonders bevorzugt eine EEFL-Lampe darstellt.
Display nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel einen runden, ovalen, rechteckigen und/oder flachen, rechteckigen Querschnitt aufweist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass für das Glas des Glashohlkörpers des Leuchtmittels mit außenliegenden Elektroden gilt:
bei den Anwendungsfrequenzen im Bereich von 5-200 kHz, bevorzugt 10-150 kHz, besonders bevorzugt 20-100 kHz.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzten Gläser für den Glashohlkörper ausgewählt sind aus Gläsern mit hoher Polarisierbarkeit (Dielektrizitätskonstante ε' > 5).
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzten Gläser für den Glashohlkörper ausgewählt sind aus Gläsern mit geringer Leitfähigkeit, insbesondere mit tan δ < 20 × 10^–4, besonders bevorzugt tan δ < 1 × 10^–4.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gläser für den Glashohlkörper ausgewählt sind aus Gläsern mit UV-Blockung.
Display nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Blockung in den Gläsern eingestellt ist durch Einbeziehen von Seltenerd- oder Übergangsmetallen-Ionen, insbesondere ausgewählt aus Ti, Ce, W, Nb, Bi, Yb, Fe, Ni, in die Glasmatrix.
Display nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Blockung durch Vorsehen einer Innen- oder Aussenbeschichtung des Glashohlkörpers des Leuchtmittels eingestellt ist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Glashohlkörper eine Füllung eines Gases, ausgewählt aus Hg-Gas, Edelgas, insbesondere Xe-Gas, oder deren Mischungen aufweist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenbeschichtung des Glashohlkörpers zur Lichtkonversion von UV- bzw. blauem Licht zu in Summe weißem Licht mit einer Fluoreszenzschicht aus einem Festkörperpulver, das mit Seltenerdionen dotiert ist, vorgesehen ist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dotierung des Glases des Glashohlkörpers zur Lichtkonversion von UV- bzw. blauem Licht zu in Summe weißem Licht durch fluoreszierende Seltenerdionen und/oder Übergangsmetallionen vorgesehen ist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Seltenerdionen ausgewählt sind aus Ce, Eu, Tm, Tb, Dy und/oder Gd.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte am Glashohlkörper des Leuchtmittels ausgewählt sind aus a) Metall oder Metallblech; b) Tauchbeschichtungen aus Metall oder metallhaltigen leitenden Substanzen; c) Leitlack oder d) leitendem Klebeband.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wärmemanagement am Leuchtmittel zur passiven Kühlung Kühlbleche oder zur aktiven Kühlung (ein) Ventilator(en) und/oder eine Flüssigkeitskühlung vorgesehen sind.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Ansteuerung der Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden mit Wechselspannungen von 0,5-10 kV, besonders bevorzugt 0,8-6 kV im Frequenzbereich von 5-200 kHz, bevorzugt 10-150 kHz, besonders bevorzugt 20-100 kHz vorgesehen sind.
Display nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ansteuerung der Leuchtmittel mit außenliegenden Elektroden sinusförmige Signale, bevorzugt rechteckförmige Signale, verwenden.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine elektronische Ansteuerungseinheit darstellen, die die Spannungen und Signalformen erzeugt.
Display nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Ansteuerungseinheit mit einer Strombegrenzung versehen ist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Hochdrucklampe darstellt, bei der das oder die unter Druck stehenden Füllgase auf so hohe Temperaturen kommen, dass ein kontinuierliches Spektrum entsteht oder, wenn Hg und/oder Xe-Gas als Füllgas enthalten ist, eine zusätzliche starke Stossverbreiterung des Hg- und/oder Xe-Linienspektrums vorliegt, die über externe Elektroden ansteuerbar ist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Glashohlkörper eine Glaszusammensetzung aufweist, die mindestens ein hoch polarisierbares Element in oxidischer Form in der Glasmatrix enthält, das 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 ausgewählt ist.
Display nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die hochpolarisierbaren Elemente in oxidischer Form in einer Menge von mindestens 8, bevorzugt 12, besonders bevorzugt 15, insbesondere von 20 Gew.-% oder mehr vorliegen.
Display nach Anspruch 30, 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.
Display nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Glashohlkörper eine der folgenden Glaszusammensetzungen umfasst:

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.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Glashohlkörper eine der folgenden Glaszusammensetzungen umfasst:

die Σ Al₂O₃ + B₂O₃ + BaO + PbO + Bi₂O₃ 10–80 Gew.% beträgt, sowie Läutermittel in üblichen Konzentrationen.
Display nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Glashohlkörper eine der folgenden Glaszusammensetzungen umfasst:
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.
Display nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Glashohlkörper eine der folgenden Glaszusammensetzungen umfasst:
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.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Alkali in der Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers < 1,0 Gew.-% beträgt.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas des Glashohlkörpers frei von Alkali ist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an BaO in der Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers größer als 15 Gew.-%, bevorzugt größer als 18 Gew.-% beträgt.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an BaO in der Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers größer als 20 Gew.-% beträgt.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an BaO in der Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers zwischen 20 Gew.-% und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 20 und 60 Gew.-% liegt.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Gehalt an PbO in der Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers 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.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers kein PbO enthält, der Gehalt an Alkali < 1,0 Gew.-% beträgt, bevorzugt kein Alkali enthalten ist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Glaszusammensetzung des Glashohlkörpers PbO enthält, der Gehalt an BaO < 10 Gew.-%, bevorzugt < 5 Gew.-%, besonders bevorzugt kein BaO enthalten ist.
Display nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas des Glashohlkörpers SiO₂ mit oder ohne Dotieroxide enthält oder hieraus besteht.
Display nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas des Glashohlkörpers eine der folgenden Zusammensetzungen umfasst:
wobei sich die Obergrenzen des SiO₂-Gehalts ergibt durch: 100 Gew.-% – (Minus) alle Untergrenzen der vorhandenen Oxide, außer SiO₂.
Display nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas des Glashohlkörpers aus SiO₂ besteht.
Verwendung des Displays nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 47 in elektronischen Vorrichtungen, insbesondere für Bildschirm- und Anzeigeanwendungen, wie LCD-Anzeigen, in Computermonitoren, wie TFT-Geräten, Telefondisplays, wie Mobiltelefonen, Scannern, Werbeschildern, medizinischen Instrumenten und Geräten der Luft- und Raumfahrt, sowie der Navigationstechnik und in PDAs (Personal Digital Assistant).