JP2944819B2 - Coating liquid composition for forming glass gel thin film, colored glass gel filter and display device - Google Patents

Coating liquid composition for forming glass gel thin film, colored glass gel filter and display device

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JP2944819B2
JP2944819B2 JP9337392A JP9337392A JP2944819B2 JP 2944819 B2 JP2944819 B2 JP 2944819B2 JP 9337392 A JP9337392 A JP 9337392A JP 9337392 A JP9337392 A JP 9337392A JP 2944819 B2 JP2944819 B2 JP 2944819B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属アルコキシド、色
素からなるガラスゲル薄膜形成用コーティング液組成
物、着色ガラスゲルフィルターおよびそれを適用した表
示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coating composition for forming a glass gel thin film comprising a metal alkoxide and a dye, a colored glass gel filter, and a display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、表示装置の外表面にフィルターを
設けて、コントラストを向上させることが行われてい
る。このフィルターとしては、通常、ガラス膜が用いら
れている。このガラス膜に所望のフィルター特性をもた
せるためには、適当な光吸収特性を有する色素を含有さ
せればよく、そのための色素としては有機色素が種類が
多いため所望のフィルター特性を得る面から好ましく、
また無機色素も可能である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a filter is provided on an outer surface of a display device to improve contrast. A glass film is usually used as this filter. In order to impart desired filter characteristics to the glass film, a dye having appropriate light absorption characteristics may be contained, and as the dye therefor, there are many types of organic dyes, and thus it is preferable from the viewpoint of obtaining desired filter characteristics. ,
Also, inorganic dyes are possible.

【0003】さらに、ガラス膜を形成する方法として
は、一般的にゾル−ゲル法がよく知られている。これ
は、金属アルコキシド、水、酸、色素およびアルコール
の混合液、すなわちコーティング液組成物から加水分解
と縮重合を経てゲル膜を得る方法であるが、通常のゾル
−ゲル法は1000℃程度の温度で焼成するため、有機
色素は分解してしまう。そのため、低温で焼成して色素
をその内部に含有させ、選択吸収特性を有するガラス薄
膜とする手段が、特開平1-320742号公報に開示されてい
る。この特開平1-320742号公報には、ボディカラーが外
光により大きく変化せず、しかも所望の光吸収フィルタ
ー特性をもたせるため、色素として染料を用いている。
その結果、所望の選択吸収特性を得ている。
Further, as a method of forming a glass film, a sol-gel method is generally well known. This is a method of obtaining a gel film from a mixed solution of a metal alkoxide, water, an acid, a dye, and an alcohol, that is, a coating liquid composition through hydrolysis and polycondensation. The organic dye is decomposed because it is fired at a temperature. For this reason, JP-A-1-320742 discloses a means for baking at a low temperature to contain a dye therein to form a glass thin film having selective absorption characteristics. In JP-A-1-320742, a dye is used as a coloring matter in order that the body color does not significantly change due to external light and has a desired light absorption filter characteristic.
As a result, desired selective absorption characteristics are obtained.

【0004】しかしながら、ゾル−ゲル法において50
0℃以下の焼成で得られるガラス薄膜は細孔が極めて多
く多孔質となっている。特に、シャープな色が得られる
染料、有機顔料を色素として用いた場合、その耐熱性の
面から焼成は最大300℃以下という制約を受けるた
め、多孔質となる傾向は大きくなる。このように、低温
焼成での上記ガラス膜は充分ち密な膜とすることができ
ず、欠陥である細孔が極めて多くポーラスな、いわゆる
ガラスゲル状(以後、ガラスゲル膜と称する)のものし
か得られない。
However, in the sol-gel method, 50
The glass thin film obtained by baking at 0 ° C. or lower has extremely many pores and is porous. In particular, when a dye or an organic pigment capable of obtaining a sharp color is used as a coloring matter, baking is restricted to a maximum of 300 ° C. or less from the viewpoint of heat resistance. As described above, the above-mentioned glass film obtained by low-temperature firing cannot be a sufficiently dense film, and only a so-called glass gel film (hereinafter, referred to as a glass gel film) having a large number of defective pores and being porous can be obtained. Absent.

【0005】この結果、特に色素が染料の場合は、耐水
性の問題つまり膜表面からの水や薬品等が浸入すること
により色素が溶出する問題がある。また、膜の透明性の
面から色素の粒径は小さくなっているが、このガラスゲ
ル薄膜は酸素等も透過するため、耐紫外線特性つまり紫
外線等による色素の酸化退色を粒径が小さいが故に充分
に防止することができないという問題もある。さらに、
ガラスゲル薄膜の骨格構造に欠陥を生じた場合、膜自体
の強度劣化を引き起こす。
[0005] As a result, when the dye is a dye, there is a problem of water resistance, that is, a problem that the dye is eluted due to intrusion of water or chemicals from the film surface. In addition, the particle size of the dye is small from the viewpoint of the transparency of the film. There is also a problem that it cannot be prevented. further,
When a defect occurs in the skeleton structure of the glass gel thin film, the strength of the film itself is deteriorated.

【0006】そのため、耐熱性が良好な無機色素を用い
て、高温焼成によりガラスゲル薄膜の欠陥を消失させ、
ガラス化することにより充分な強度を得るという手段も
あるが、そのためには、最低でも500℃以上の温度で
長時間焼成しなければならない。このような高温で長時
間の焼成を行うことは工程上非常に困難であり、特に、
表示装置等の電子デバイスでは極めて困難である。ま
た、無機色素は有機色素に比べ種類が少なく、無機色素
だけで所望のフィルター特性を得るのは困難である。
For this reason, defects of the glass gel thin film are eliminated by firing at a high temperature using an inorganic dye having good heat resistance,
There is also a means of obtaining sufficient strength by vitrification, but for that purpose, it is necessary to fire at a temperature of at least 500 ° C. for a long time. It is very difficult in the process to perform long-time firing at such a high temperature, and in particular,
It is extremely difficult with an electronic device such as a display device. In addition, the types of inorganic dyes are smaller than those of organic dyes, and it is difficult to obtain desired filter characteristics using only inorganic dyes.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来、
ゾル−ゲル法によりフィルター特性を有するガラス膜を
形成していたが、色素の耐熱性の面から焼成温度は低く
設定され、そのために多孔質のガラスゲル膜となってい
るため、耐水性の面で問題があり、また、膜の透明性の
面から色素の粒径は小さくなっており、耐紫外線特性の
面で問題があった。また、フィルターそのものの膜強度
も充分ではなかった。
As described above, conventionally,
Although a glass film having filter characteristics was formed by the sol-gel method, the firing temperature was set low from the viewpoint of the heat resistance of the dye, and thus the porous glass gel film was used. There is a problem, and the particle size of the dye is small from the viewpoint of the transparency of the film, and there is a problem in terms of the ultraviolet light resistance. Further, the film strength of the filter itself was not sufficient.

【0008】本発明は、色素を含有するガラスゲル膜の
優れた光学特性を維持したまま、耐水性、耐紫外線特性
を有する色素含有ガラスゲル薄膜を低温で容易に形成す
ることのできるコーティング液と、上記色素含有ガラス
ゲル薄膜を有するコントラストおよび色純度特性に優れ
た表示装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a coating solution capable of easily forming a dye-containing glass gel thin film having water resistance and ultraviolet light resistance at a low temperature while maintaining excellent optical properties of the dye-containing glass gel film. An object of the present invention is to provide a display device having a dye-containing glass gel thin film and having excellent contrast and color purity characteristics.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、金属アルコキシドおよび金属アルコキシ
ドの縮合多量体のいずれかまたはその両方と、色素と、
アルコール溶媒と、前記色素に対し吸着作用を有しかつ
アルコールに可溶で金属アルコキシドと相溶性のある分
散剤を含有し、前記色素の平均粒径が3nm〜300nmで
あることを特徴とするガラスゲル薄膜形成用コーティン
グ液組成物である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method comprising the steps of: providing one or both of a metal alkoxide and a condensation polymer of a metal alkoxide;
A glass gel comprising: an alcohol solvent, a dispersant having an adsorbing action on the dye and soluble in alcohol and compatible with a metal alkoxide, wherein the dye has an average particle size of 3 nm to 300 nm. It is a coating liquid composition for forming a thin film.

【0010】また、前記金属アルコキシドまたは金属ア
ルコキシドの縮合多量体の総重量をA、色素の総重量を
B、分散剤の総重量をC、コーティング液の総重量をD
としたとき、B/A=0.0001〜2、C/A=0.
0001〜2、(A+B+C)/D=0.001〜0.
5であることを特徴とする前記ガラスゲル薄膜形成用コ
ーティング液組成物である。
The total weight of the metal alkoxide or the condensation polymer of the metal alkoxide is A, the total weight of the dye is B, the total weight of the dispersant is C, and the total weight of the coating liquid is D.
Where B / A = 0.0001 to 2 and C / A = 0.
0001-2, (A + B + C) /D=0.001-0.
5 is the coating liquid composition for forming a glass gel thin film.

【0011】また、前記ガラスゲル薄膜形成用コーティ
ング液組成物を基板上に塗布し、低温焼成により形成し
た着色ガラスゲルフィルターである。
[0011] Further, there is provided a colored glass gel filter formed by applying the coating liquid composition for forming a glass gel thin film on a substrate and baking at a low temperature.

【0012】さらに、光透過性表示部基体の外表面に、
少なくとも発光エネルギーが多い波長以外の波長域を選
択的に吸収するように設定された前記着色ガラスゲルフ
ィルターが設けられたことを特徴とする表示装置であ
る。
Further, on the outer surface of the light-transmitting display portion substrate,
A display device provided with the colored glass gel filter set so as to selectively absorb at least a wavelength region other than a wavelength having a large emission energy.

【0013】[0013]

【作用】低温でガラスのような非晶質金属酸化物を得る
方法としては、ゾル−ゲル法がよく知られている。この
ゾル−ゲル法は、金属の有機または無機化合物の溶液を
加水分解、重縮合させゾルを形成し、さらに反応を進め
ることによりゲルとして、このゲルを加熱することによ
り金属酸化物の固体を得るものである。出発物質となる
金属化合物として最もよく知られているものはアルコキ
シドである。シリカガラス膜のゾル・ゲル法による一般
的な形成過程を以下に述べる。金属化合物としてSiの
アルコキシド、例えば、テトラエトキシシランを用いた
場合、このアルコキシドをアルコール等の溶媒に溶解
し、酸、水を少量加えることにより溶液中で以下の反応
をおこしゾルを形成する。
The sol-gel method is well known as a method for obtaining an amorphous metal oxide such as glass at a low temperature. In this sol-gel method, a solution of a metal organic or inorganic compound is hydrolyzed and polycondensed to form a sol, and the reaction is further advanced to form a gel. By heating the gel, a metal oxide solid is obtained. Things. The best known starting metal compound is an alkoxide. The general process of forming a silica glass film by the sol-gel method is described below. When an alkoxide of Si, for example, tetraethoxysilane, is used as the metal compound, this alkoxide is dissolved in a solvent such as alcohol, and an acid and water are added in small amounts to cause the following reaction in the solution to form a sol.

【0014】加水分解反応: Si(OR)4 +2H2
O→Si(OH)4 +4ROH 脱水縮合反応: nSi(OH)4 →[SiO2 n
2nH2 O このゾル溶液を基板に塗布、乾燥する過程において、基
板に塗布されたゾルはゲル体へと変化する。このとき、
ゾル粒子同士はシロキサン結合を行い、ゾル粒子同士が
結合することによってゲル体の骨格構造を形成する。さ
らに、この得られたガラスゲル膜を焼成することによ
り、粒子同士のシロキサン結合の数を増やし、強度の強
いガラスゲル薄膜を得ることができる。このガラスゲル
薄膜の細孔を消失させ完全なガラス膜をするためには、
例えばシリカの場合では、最低でも500℃以上、通常
1000℃以上を必要とする。
Hydrolysis reaction: Si (OR) 4 + 2H 2
O → Si (OH) 4 + 4ROH Dehydration condensation reaction: nSi (OH) 4 → [SiO 2 ] n +
2nH 2 O In the process of applying and drying this sol solution on the substrate, the sol applied on the substrate changes to a gel. At this time,
The sol particles form a siloxane bond, and the sol particles bond with each other to form a skeleton structure of a gel body. Further, by firing the obtained glass gel film, the number of siloxane bonds between the particles is increased, and a strong glass gel thin film can be obtained. In order to eliminate the pores of this glass gel thin film and form a complete glass film,
For example, in the case of silica, at least 500 ° C. or higher, usually 1000 ° C. or higher is required.

【0015】本発明によるガラスゲル薄膜は、上述のゾ
ル−ゲル法において含有させる色素の分解温度以下で焼
成することより得られるガラスゲル薄膜であり、この場
合のガラスとは非晶質金属酸化物のことをさす。
The glass gel thin film according to the present invention is a glass gel thin film obtained by firing at a temperature not higher than the decomposition temperature of the dye contained in the above-mentioned sol-gel method. In this case, the glass is an amorphous metal oxide. Point out.

【0016】特定の分光透過率特性を有する光学薄膜を
得るためにこのようなガラスゲル薄膜を利用する理由
は、工程上の簡便さの追求と並んで、色素の耐熱性の問
題が大きい。すなわち、色素、特に染料や有機色素等
は、ほとんどのものが300℃以上の高温では分解して
しまう。また、無機の材料においてもモリブデンオレン
ジや群青のように耐熱性に問題のある色素が多い。そこ
で、色素ごとに決まっている分解温度以下で焼成すれば
よいが、300℃以下の温度で形成される場合には、か
なりの種類の色素が有機、無機を問わず利用可能とな
り、分光透過率特性や色相を自由に選択できるようにな
り好ましい。
The reason for using such a glass gel thin film in order to obtain an optical thin film having a specific spectral transmittance characteristic is that, in addition to the simplicity of the process, the problem of the heat resistance of the dye is great. That is, most of pigments, especially dyes and organic pigments, are decomposed at a high temperature of 300 ° C. or higher. In addition, many inorganic materials have a problem with heat resistance, such as molybdenum orange and ultramarine blue. Therefore, firing may be performed at a decomposition temperature or lower determined for each dye, but when formed at a temperature of 300 ° C. or lower, a considerable variety of dyes can be used regardless of whether organic or inorganic, and the spectral transmittance is high. It is preferable because characteristics and hue can be freely selected.

【0017】しかしながら、このようなガラスゲル薄膜
に色素を用いて所望の分光透過率をもたせた場合、耐水
性、耐光性等の問題があった。以下、この問題について
説明する。
However, when such a glass gel thin film is provided with a desired spectral transmittance by using a dye, there are problems such as water resistance and light resistance. Hereinafter, this problem will be described.

【0018】例えば、染料を導入したガラスゲル薄膜を
形成するためには、出発溶液に染料を混合し、ゾル形成
後、塗布、乾燥すればよいが、溶液中でゾル粒子内に取
り込まれる染料は非常に微量であり、大部分の染料は塗
布、乾燥時、すなわち、ゲル形成時にゾル粒子の間に挟
まれるような形でゲル内に取り込まれる。言い換えれ
ば、形成されたゲルの細孔部に大部分の染料が存在して
いることになる。これは、焼成によりゾル粒子同士のシ
ロキサン結合を発達させた場合においても同様である。
ところで、このゲルの細孔部の表面は、金属アルコキシ
ド等の加水分解反応により生じた水酸基が存在するの
で、水に対する親和性が大きく、そのため細孔へ水が浸
透しやすい。したがって、耐水性の問題、すなわち細孔
へ浸透した水が細孔部に存在する染料を溶出させてしま
うことにより、ガラスゲル薄膜が所望の分光透過率特性
を維持できなくなるという問題がある。
For example, in order to form a glass gel thin film into which a dye has been introduced, the dye may be mixed with the starting solution, and the sol may be formed, then coated and dried. Most of the dye is incorporated into the gel during application and drying, that is, in the form of being sandwiched between sol particles during gel formation. In other words, most of the dye is present in the pores of the formed gel. This is the same when the siloxane bond between the sol particles is developed by firing.
By the way, since the surface of the pore portion of this gel has a hydroxyl group generated by a hydrolysis reaction of a metal alkoxide or the like, the gel has a high affinity for water, so that water easily penetrates into the pores. Accordingly, there is a problem of water resistance, that is, water penetrating into the pores elutes the dye present in the pores, so that the glass gel thin film cannot maintain desired spectral transmittance characteristics.

【0019】また、顔料等を用いた場合も上記と同様に
ゲル形成時にゾル粒子間に挟み込まれるようにゲル内に
取り込まれる。顔料の粒径が小さすぎる場合には、染料
の場合と同様に溶出現象を引き起こし、大きい場合には
顔料粒子が光散乱をおこし、透明性を損なう。
Also, when a pigment or the like is used, it is taken into the gel so as to be sandwiched between the sol particles at the time of gel formation in the same manner as described above. If the particle size of the pigment is too small, an elution phenomenon is caused as in the case of the dye, and if the particle size is too large, the pigment particles cause light scattering and impair transparency.

【0020】さらに、透明性を損なわない程度の粒径で
あっても以下の理由で強度が劣化する。すなわち、顔料
の粒子は、金属アルコキシド等の加水分解、重縮合によ
り得られた金属酸化物の粒子とともにゲルの骨格構造を
形成する。しかしながら、顔料粒子と金属酸化物粒子と
の結合が起こらないためにゲル自体の構造が弱くなり、
得られたガラスゲル薄膜は充分な強度を得ることができ
ない。これは、ゾル−ゲル法によって得られる金属酸化
物粒子同士の結合は、ゾル形成時に加水分解反応により
粒子表面が水酸基にとんだ状態となっており、粒子同士
が脱水縮合をすることにより起こるからでる。顔料と金
属酸化物の微粒子の間ではこのような結合は期待できな
い。
Further, even if the particle size is such that the transparency is not impaired, the strength is deteriorated for the following reason. In other words, the pigment particles form a gel skeleton structure together with the metal oxide particles obtained by hydrolysis and polycondensation of metal alkoxide and the like. However, since the bonding between the pigment particles and the metal oxide particles does not occur, the structure of the gel itself is weakened,
The obtained glass gel thin film cannot obtain sufficient strength. This is because the bonding between the metal oxide particles obtained by the sol-gel method is caused by a hydrolysis reaction at the time of forming the sol, the surface of the particles is in a state of hydroxyl groups, and the particles are dehydrated and condensed. . Such a bond cannot be expected between the pigment and the fine particles of the metal oxide.

【0021】このような色素粒子を含んだガラスゲル薄
膜の硬度をあげるには、焼成温度を上げることによりガ
ラスゲルの細孔率を減らし、完全なガラス膜かそれにほ
とんど近い状態にして、色素を骨格構造で包み込んだ状
態にしなければならない。このための焼成温度は最低で
も500℃以上必要であり、使用される色素は大きく制
限されてしまう。
In order to increase the hardness of the glass gel thin film containing such dye particles, the porosity of the glass gel is reduced by raising the firing temperature, and the dye is brought into a state of a perfect glass film or almost the same as that of the glass gel. It must be wrapped in. The firing temperature for this must be at least 500 ° C. or higher, and the dyes used are greatly restricted.

【0022】そこで、発明者等は、種々の実験を通し、
色素の粒径を3nm以上に制御すれば低温焼成によって得
られたガラスゲル薄膜についても上述の問題即ち耐水性
の問題が発生しないことを確認した。その際、色素に対
し吸着作用があり、かつ金属アルコキシドおよびその加
水分解物と親和性の強い物質を添加すると色素粒子によ
るガラスゲル膜の硬度劣化を防止できることも合わせて
見出だした。
Therefore, the present inventors have conducted various experiments,
It was confirmed that if the particle size of the dye was controlled to 3 nm or more, the above-mentioned problem, that is, the problem of water resistance did not occur even in a glass gel thin film obtained by firing at a low temperature. At that time, it was also found that the addition of a substance having an adsorbing effect on the dye and having a high affinity for the metal alkoxide and its hydrolyzate can prevent the deterioration of the hardness of the glass gel film due to the dye particles.

【0023】以下、本発明における色素の粒径の作用に
ついて詳述する。
Hereinafter, the function of the particle size of the dye in the present invention will be described in detail.

【0024】まず、色素の粒径と上述の耐水性、耐光性
の関係について説明する。
First, the relationship between the particle size of the dye and the above-mentioned water resistance and light resistance will be described.

【0025】(耐水性の評価)耐水性の評価のため、様
々な粒径の色素を含有する薄膜について、各々、水およ
び洗剤を白い布につけ、500往復のこすり試験を行
い、膜からの色素のはがれの有無を確認した。表1にそ
の試験結果を示す。
(Evaluation of Water Resistance) In order to evaluate water resistance, a thin film containing dyes having various particle diameters was immersed in water and a detergent on a white cloth and subjected to a 500 reciprocating rubbing test. The presence or absence of peeling was checked. Table 1 shows the test results.

【0026】なお、使用したガラスゲル膜は、 Si(OC2 5 4 … 7.0 重量部 硝酸 … 1.3 重量部 水 … 1.5 重量部 顔料(ホスタパームピンクE)… 0.25重量部 分散剤 … 0.06重量部 イソプロピルアルコール …89.89重量部 からなるコーティング液組成物をガラス基板上に塗布
し、約150℃で20分間焼成して得られたものであ
る。顔料の平均粒径は、弾性光散乱法を用いて測定し
た。この方法は、顔料分散液に光を照射し散乱光のゆら
ぎを光子相関法にて定量する方法であり、ユニオン社の
散乱計を用いて行った。
The glass gel film used was composed of Si (OC 2 H 5 ) 4 … 7.0 parts by weight Nitric acid… 1.3 parts by weight Water 1.5 parts by weight Pigment (Hosta Palm Pink E)… 0.25 Parts by weight Dispersant: 0.06 parts by weight Isopropyl alcohol: 89.89 parts by weight A coating liquid composition was applied on a glass substrate and baked at about 150 ° C. for 20 minutes. The average particle size of the pigment was measured using an elastic light scattering method. This method is a method of irradiating a pigment dispersion with light and quantifying fluctuations of scattered light by a photon correlation method, and was performed using a scatterometer manufactured by Union.

【0027】[0027]

【表1】 また、図1は、上記表1の効果の違いを説明するための
図であり、(a)は、色素の粒径が3nmの場合、(b)
は色素の粒径が数オングストロームの場合を示す模式断
面図である。また、図2は、図1のガラスゲル薄膜1の
金属酸化物2と色素3との結合状態をさらに拡大して示
すものである。
[Table 1] FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining the difference between the effects shown in Table 1 above. FIG. 1A shows the case where the particle diameter of the dye is 3 nm, and FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a case where the particle diameter of a dye is several angstroms. FIG. 2 shows a further enlarged view of the bonding state between the metal oxide 2 and the dye 3 of the glass gel thin film 1 of FIG.

【0028】また、図1は粒径数オングストロームの場
合と3nmの場合における上記効果の違いを説明するため
の模式図である。図2(a)及び(b)はそれぞれ、図
1の金属酸化物により構成されるガラスゲル薄膜の金属
酸化物と色素粒子の結合部をさらに拡大して示すもので
ある。金属アルコキシドで形成され色素3を内部に含有
するガラスゲル薄膜1は、数オングストローム前後の網
目構造を有しており、ところどころに欠陥部である細孔
部4が存在する。この細孔部の大きさは、平均的に数オ
ングストローム〜数100オングストロームである。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the difference between the above-described effects in the case of a few angstrom particles and 3 nm. FIGS. 2A and 2B further show the bonding portion between the metal oxide and the dye particles of the glass gel thin film composed of the metal oxide of FIG. 1 in a further enlarged manner. The glass gel thin film 1 formed of a metal alkoxide and containing the dye 3 therein has a network structure of about several angstroms, and has pores 4 which are defective parts in some places. The size of the pores is several Å to several hundred Å on average.

【0029】図1からわかるように、細孔部4に集中的
に水が侵入することで、色素3の遊離が行われるが、こ
の際、色素3の粒径が大きく、ガラスゲル薄膜1との接
触面積が大きく、ガラスゲル薄膜1を構成する金属酸化
物2によりしっかり固定されている場合には、溶出が起
こりにくく、強度劣化をおこさない。この強度劣化は以
下の理由であろうと考えられる。すなわち、図2(b)
に示すように、色素粒子はガラスゲル薄膜の骨格構造の
一部を形成しているため、色素と金属酸化物、水酸化物
微粒子同士の結合が弱い場合には、その部分の骨格構造
の強度が劣化するために膜の強度を低下させてしまう。
しかし、図2(b)に示すように、色素と金属酸化物、
水酸化物微粒子同士の結合が強い場合には、この色素粒
子を含んだガラスゲル膜の骨格構造も充分な強度を保持
するために、膜の強度劣化を引き起こさない。これは、
色素に対し吸着作用があり、かつ金属アルコキシドおよ
びその加水分解物と親和性の強い物質を添加することに
より達成できる。
As can be seen from FIG. 1, the dye 3 is liberated by intensively penetrating water into the pores 4. At this time, the particle size of the dye 3 is large, When the contact area is large and firmly fixed by the metal oxide 2 constituting the glass gel thin film 1, elution hardly occurs and the strength does not deteriorate. This strength deterioration is considered to be for the following reason. That is, FIG.
As shown in the figure, since the pigment particles form a part of the skeleton structure of the glass gel thin film, if the bond between the pigment and the metal oxide or hydroxide fine particles is weak, the strength of the skeleton structure in that part is low. Because of the deterioration, the strength of the film is reduced.
However, as shown in FIG.
When the bonding between the hydroxide fine particles is strong, the skeleton structure of the glass gel film containing the pigment particles also maintains a sufficient strength, so that the strength of the film does not deteriorate. this is,
This can be achieved by adding a substance which has an adsorbing effect on the dye and has a high affinity for the metal alkoxide and its hydrolyzate.

【0030】上記こすり試験に用いたガラスゲル薄膜の
鉛筆強度(鉛筆硬度試験JIS K5400)は、粒径
によらず7H以上であった。また、上記こすり試験で
は、摩擦により表面のガラスゲル膜が損傷を受け、同じ
ように色素の溶出を引き起こすが、この際にも、色素の
粒径が大きい場合は上記と同じ理由により脱色が発生し
ない。以上の理由で、表1の結果が得られたものと推察
される。
The pencil strength (pencil hardness test JIS K5400) of the glass gel thin film used in the rubbing test was 7H or more regardless of the particle size. Also, in the above rubbing test, the glass gel film on the surface is damaged by friction and causes the dissolution of the dye in the same manner, but in this case, if the particle size of the dye is large, decolorization does not occur for the same reason as described above . For the above reasons, it is inferred that the results in Table 1 were obtained.

【0031】(耐紫外線特性)また、色素の粒径を大き
くすることにより、上述の耐水性と同様に、耐紫外線特
性も向上する。耐紫外線特性の評価のため、種々の粒径
の色素をガラスゲル薄膜中に封入し、色素の退色を測定
した結果を表2に示す。
(Ultraviolet resistance) By increasing the particle size of the dye, the ultraviolet resistance as well as the water resistance described above is improved. Table 2 shows the results obtained by enclosing dyes having various particle diameters in a glass gel thin film and measuring the fading of the dyes in order to evaluate the UV resistance.

【0032】なお、使用したガラスゲル膜は、上述の耐
水性評価にて使用したものと同じものである。
The glass gel film used was the same as the one used in the above-mentioned water resistance evaluation.

【0033】[0033]

【表2】 このとき色素にはホスタパームピンクE、光源にはメタ
ルハライドを用い、100mW/cm2 の紫外線を4時間
照射し、色素のメイン吸収ピークの吸収の残存率を比較
した。吸収残存率は、初期メインピーク透過率をT0
4時間後のメインピーク透過率をTn とすると、以下の
式で与えられる。
[Table 2] At this time, Hostaperm Pink E was used as the dye, and metal halide was used as the light source. Irradiation with ultraviolet light of 100 mW / cm 2 was performed for 4 hours, and the residual ratio of absorption at the main absorption peak of the dye was compared. The residual absorption ratio is obtained by calculating the initial main peak transmittance as T 0 ,
If the main peak transmittance after 4 hours is Tn , it is given by the following equation.

【0034】 D={(1−Tn )/(1−T0 )}×100(%) 表2より、色素の粒径が大きいほど良好な傾向を示すこ
とがわかる。これは色素の粒径が大きいほど色素内部へ
の紫外線の浸透が抑えられ、内部の色素分子が保護され
るためと考えられる。この表2から色素の粒径として
は、3nm以上が好ましい。
D = {(1−T n ) / (1−T 0 )} × 100 (%) From Table 2, it can be seen that the larger the particle size of the dye, the better the tendency. It is considered that the larger the particle diameter of the dye, the more the penetration of ultraviolet rays into the inside of the dye is suppressed, and the inside of the dye molecule is protected. From Table 2, the particle diameter of the dye is preferably 3 nm or more.

【0035】以上、色素の粒径を大きくすれば耐水性、
耐光性の面で特性が向上することがわかった。
As described above, when the particle diameter of the dye is increased, the water resistance,
It was found that the characteristics were improved in light resistance.

【0036】ところで、色素の粒径が300nmを越える
と、光散乱が生じ透明性が損なわれる。粒径と透明性の
関係を表3示す。ここで、透明性は以下のような方法で
評価した。すなわち、黒鉛により黒くした台の上に色素
を添加しない膜をコーティングしたガラスをのせ、その
反射率を100%として、種々の粒径の色素を添加した
膜をコーティングしたガラスを同じ台の上に乗せて反射
率を測定し、反射率の増加が明らかに認めれるとき、透
明性が損なわれたとする。
When the particle size of the dye exceeds 300 nm, light scattering occurs and transparency is impaired. Table 3 shows the relationship between the particle size and transparency. Here, the transparency was evaluated by the following method. That is, a glass coated with a film to which a pigment is not added is placed on a table blackened with graphite, and the reflectance is set to 100%, and a glass coated with a film to which a pigment having various particle diameters is added is placed on the same table. The reflectance is measured with the sample placed. When an increase in the reflectance is clearly observed, it is determined that the transparency is impaired.

【0037】なお、使用したガラスゲル膜は、上述の耐
水性評価にて使用したものと同じものである。
The glass gel film used was the same as that used in the above-mentioned water resistance evaluation.

【0038】[0038]

【表3】 なお、光が粒子を透過する最大径は、光の波長をλとす
ると、λ/2以下であるとされているので、可視光(4
00〜700nm)の場合を考えると、200nmを越える
粒径になると光散乱が生じ透明性が損なわれるため、光
学特性上好ましくなく、単純に、粒子径は200nm以下
が好ましいと考えられる。しかしながら、本発明では3
00nmまで透明性を損なわない。これは、ガラスゲル薄
膜内に色素粒子が取り込まれているため、色素の屈折率
と媒質の屈折率との差を小さくすることで、色素粒子自
体の表面反射率を減少させることができ、理論的な限界
を越えて、色素の粒型を耐光性および耐水性の面でより
有利な300nm程度の粒径にまで拡大することが可能で
あると考えられる。
[Table 3] The maximum diameter at which light passes through the particles is assumed to be λ / 2 or less, where λ is the wavelength of the light.
Considering the case of (00 to 700 nm), if the particle size exceeds 200 nm, light scattering occurs and transparency is impaired, which is not preferable in terms of optical characteristics. Simply, it is considered that the particle size is preferably 200 nm or less. However, in the present invention, 3
It does not impair the transparency up to 00 nm. This is because the pigment particles are incorporated in the glass gel thin film, and by reducing the difference between the refractive index of the pigment and the refractive index of the medium, the surface reflectivity of the pigment particles themselves can be reduced. It is thought that beyond the limits, the particle type of the dye can be expanded to a particle size of about 300 nm, which is more advantageous in terms of light resistance and water resistance.

【0039】したがって、以上の説明のように、耐水性
の面からは、ガラスゲル薄膜の欠陥の大きさ以上の粒
径、つまり1nm以上が好ましく、また、耐光性の面から
は3nm以上の粒径で大きいほど良い特性を示すが、粒径
があまり大きくなると透明性が損なわれるという問題が
ある。そこで、理論的な粒径の上限はある程度決められ
ていたが、本発明によると、この上限をこえた粒径まで
使用可能となる。すなわち、色素の粒径を3nm〜300
nmにすることにより、ガラスゲル薄膜の透明性を損なう
ことなく耐水性、耐光性を向上させることができる。好
ましくは、5〜200nmである。
Therefore, as described above, from the viewpoint of water resistance, a particle size larger than the size of the defect of the glass gel thin film, that is, 1 nm or more is preferable, and from the viewpoint of light resistance, a particle size of 3 nm or more. However, when the particle size is too large, there is a problem that transparency is impaired. Thus, the theoretical upper limit of the particle size has been determined to some extent, but according to the present invention, a particle size exceeding this upper limit can be used. That is, the particle diameter of the dye is 3 nm to 300 nm.
By setting the thickness to nm, water resistance and light resistance can be improved without impairing the transparency of the glass gel thin film. Preferably, it is 5-200 nm.

【0040】なお、以上の説明において、色素の粒径と
は平均粒径のことをいうものとする。
In the above description, the particle size of the dye means the average particle size.

【0041】(コーティング液の説明)以上、色素の粒
径について説明したが、次にガラスゲル薄膜を形成する
ためのコーティング液について説明する。
(Explanation of Coating Solution) The particle diameter of the dye has been described above. Next, a coating solution for forming a glass gel thin film will be described.

【0042】前述のように、ゾル−ゲル法により着色ガ
ラスゲルフィルターを形成するためには、金属アルコキ
シドを溶解したアルコール溶液に、色素を分散したコー
ティング液が必要である。
As described above, in order to form a colored glass gel filter by the sol-gel method, a coating solution in which a dye is dispersed in an alcohol solution in which a metal alkoxide is dissolved is required.

【0043】そこで、本発明に用いられる色素に対し、
色素を金属アルコキシド溶液に均一に分散させる分散剤
についてさらに研究を進めた結果、アルコールに可溶性
の樹脂であっても、それが色素に吸着されず、いわゆる
分散力がない場合には、色素が凝集して均一な分散液が
得られず、形成されたゲル膜は不透明で半鮮明なものに
なってしまう。ロジン樹脂、ケトン樹脂、シェラックが
そのような挙動を示した。また、アルコールに可溶で色
素の分散力もある樹脂でもそれが金属アルコキシドを含
むアルコール溶液と相溶性がなければ、やはりゲル膜は
不透明で半鮮明になってしまう。ビニルピロリドン樹脂
がそのような挙動を示した。
Therefore, for the dye used in the present invention,
As a result of further research on a dispersant that uniformly disperses the dye in the metal alkoxide solution, even if the resin is soluble in alcohol, it is not adsorbed by the dye, and if there is no dispersing power, the dye will aggregate. As a result, a uniform dispersion cannot be obtained, and the formed gel film becomes opaque and semi-clear. Rosin resin, ketone resin and shellac showed such behavior. In addition, even if a resin is soluble in alcohol and has a dispersing power of a dye, if the resin is not compatible with an alcohol solution containing a metal alkoxide, the gel film will be opaque and semi-clear. Vinylpyrrolidone resin showed such behavior.

【0044】すなわち、以下の条件を満足する分散剤を
用いることにより、色素の分散性を大幅に向上させると
ともに、形成された膜の強度も大幅に向上させることが
できる。つまり、色素に吸着作用があり、かつ金属アル
コキシドおよびその加水分解物と親和性の強い物質につ
いてさらに研究を進めた結果、これらの物質がアルコー
ル可溶性である場合、ガラスゲルコーティング液に添加
する色素の分散性が大幅に向上することがわかった。こ
のように、発明者等は鋭意研究の結果、色素としての顔
料分散の手段として、アルコールに可溶でありしかも金
属アルコキシドと相溶性があり、かつ顔料に対して吸着
作用(分散力)を有する物質を用いれば、優れた分散液
が得られることを見出だした。また、このように、色素
に対し吸着作用があり、かつ金属アルコキシドおよびそ
の加水分解物と親和性の強い物質を添加すると色素粒子
によるガラスゲル膜の硬度劣化を防止できることも発見
した。これは、以下の理由によるものと推察される。
That is, by using a dispersant satisfying the following conditions, the dispersibility of the dye can be greatly improved, and the strength of the formed film can be greatly improved. In other words, as a result of further research on substances that have an adsorption effect on the dye and have a strong affinity for metal alkoxide and its hydrolyzate, when these substances are alcohol-soluble, the dye added to the glass gel coating liquid It was found that the dispersibility was greatly improved. As described above, the present inventors have conducted intensive studies and found that as a means of dispersing a pigment as a pigment, the pigment is soluble in alcohol, is compatible with metal alkoxide, and has an adsorbing action (dispersing power) on the pigment. It has been found that an excellent dispersion can be obtained by using the substance. In addition, the inventors have also found that the addition of a substance having an adsorbing effect on a dye and having a high affinity for a metal alkoxide and a hydrolyzate thereof can prevent the glass gel film from deteriorating in hardness due to the dye particles. This is presumed to be due to the following reasons.

【0045】すなわち、上述の図2からわかるように、
色素粒子は、ガラスゲル薄膜の骨格構造の一部を形成し
ている。色素と金属酸化物、水酸化物微粒子同士の結合
が弱い場合には、その部分の骨格構造の強度が劣化する
ために膜の強度を低下させてしまう。上述のように、色
素と吸着作用があり金属アルコキシドあるいはその加水
分解物と親和性が大きいと、色素と金属酸化物、水酸化
物微粒子同士の結合を強くし、この色素粒子を含んだガ
ラスゲル薄膜の骨格構造も充分な強度を保持するため
に、膜の強度劣化を引き起こさない。
That is, as can be seen from FIG.
The pigment particles form part of the skeleton structure of the glass gel thin film. If the bond between the dye and the metal oxide or hydroxide fine particles is weak, the strength of the skeleton structure at that portion is deteriorated, and the strength of the film is reduced. As described above, if it has an action of adsorbing the dye and has a high affinity for the metal alkoxide or its hydrolyzate, the bond between the dye and the metal oxide or hydroxide fine particles is strengthened, and the glass gel thin film containing the dye particles is used. The skeletal structure also has a sufficient strength, so that the strength of the film does not deteriorate.

【0046】このような分散液としては次に掲げるもの
が有効である。
The following are effective as such a dispersion.

【0047】(1)ポリビニルブチラール樹脂。例え
ば、エスレックBLS、エスレックBL−1(商品名)
等。 (2)ポリビニルアルコール樹脂。例えば、ゴーセラン
L−0301(商品名)等。 (3)アクリル樹脂。例えば、ハイテック532(商品
名)等。 (4)エチルセルロース。例えば、エトセル(商品名)
等。 (5)不飽和ポリカルボン酸。例えば、ビック104S
(商品名)等。 (6)リン酸エステル系活性剤。例えば、デスコールA
−200(商品名)等。 (7)ポリエステル樹脂。例えば、ポリエスターWR−
901(商品名)等。
(1) Polyvinyl butyral resin. For example, Eslec BLS, Eslec BL-1 (product name)
etc. (2) Polyvinyl alcohol resin. For example, Gohselan L-0301 (product name) and the like. (3) Acrylic resin. For example, Hitec 532 (product name) and the like. (4) Ethyl cellulose. For example, Ethocel (product name)
etc. (5) unsaturated polycarboxylic acids. For example, Big 104S
(Product name) etc. (6) Phosphate ester activators. For example, desk call A
-200 (product name) and the like. (7) Polyester resin. For example, Polyester WR-
901 (product name) and the like.

【0048】(8)シランカップリング剤。例えば、K
BM−502、BBM−902(商品名)等。 (9)チタンカップリング剤。例えば、B−1(TB
T)(商品名)等。 (10)アルミニウムカップリング剤。例えば、アルミキ
レートM(商品名)等。
(8) Silane coupling agent. For example, K
BM-502, BBM-902 (trade name) and the like. (9) Titanium coupling agent. For example, B-1 (TB
T) (product name) and the like. (10) Aluminum coupling agent. For example, aluminum chelate M (product name) and the like.

【0049】これらの物質の添加量は色素に対して5w
t%〜100wt%が好ましい。
The addition amount of these substances is 5 w
t% to 100 wt% is preferred.

【0050】ところで、色素は種類によっては金属アル
コキシドと反応し、溶液中で経時変化を起こすものであ
る。このような色素を前記分散剤により保護することに
より安定化させることができることも発明者らは見出し
た。このような効果をこれら分散剤が発現するために
は、金属アルコキシドに対する分散剤の量が約0.01
wt%以上必要である。また、分散剤の量が多すぎると
強度を保持する効果が少なくなり、強度劣化を引き起こ
す。これは、分散剤自体の働が色素と金属酸化物粒子の
結合を促進させるという補助的な役割であり、これ自体
が膜構造を形成するものではないからである。このた
め、分散剤の量は、金属アルコキシドの量に対して20
0wt%以下であることが好ましい。
By the way, the dye reacts with the metal alkoxide depending on the kind, and changes with time in the solution. The inventors have also found that such a dye can be stabilized by protecting it with the dispersant. In order for these dispersants to exhibit such an effect, the amount of the dispersant relative to the metal alkoxide should be about 0.01%.
wt% or more is required. On the other hand, if the amount of the dispersant is too large, the effect of maintaining the strength is reduced, and the strength is deteriorated. This is because the function of the dispersant itself has an auxiliary role of promoting the binding between the dye and the metal oxide particles, and does not itself form a film structure. For this reason, the amount of the dispersant is 20 to the amount of the metal alkoxide.
The content is preferably 0% by weight or less.

【0051】また、金属アルコキシドは、一般的にM
(OR)n で表わされる。ここで、Mは金属元素、OR
はアルコキシル基、nは金属の酸化数である。この金属
アルコキシドとしては、Si(OR)4 が代表的である
が、Si以外にも、Zn,Zr,Ti,Al,Fe,C
o,Ni等のものをそれぞれの目的によって単独または
混合して用いることができる。例えば、反射率を高くし
たい場合には、TiやZn、また、強度、耐アルカリ性
の向上が必要な場合にはZr、耐光性をより向上させた
い場合にはNi等を混合することが有益である。これら
の場合にもほぼ同様の手法により色素の分散が可能であ
る。そして、Si(OR)4 の分解物であるSiO
2 は、基板と色素の間隙に入り込むためバインダーとし
ての役割もある。また、M(OR)n のRとしては、一
般に炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
The metal alkoxide is generally M
(OR) n . Here, M is a metal element, OR
Is an alkoxyl group, and n is the oxidation number of the metal. As the metal alkoxide, Si (OR) 4 is typical, but other than Si, Zn, Zr, Ti, Al, Fe, C
Those of o, Ni, etc. can be used alone or in combination depending on the purpose. For example, it is useful to mix Ti and Zn when it is desired to increase the reflectance, Zr when it is necessary to improve the strength and alkali resistance, and Ni when it is necessary to further improve the light resistance. is there. In these cases, it is possible to disperse the dye by almost the same method. And SiO (decomposition product of Si (OR) 4 )
2 also functions as a binder because it enters the gap between the substrate and the dye. Moreover, as R of M (OR) n , an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is generally preferable.

【0052】さらに、アルキル基を溶解させるためのア
ルコールは、上記炭素数の増加とともにM(OR)n
アルコール溶液の粘性が高くなるので、この点を考慮し
て適宜選択すればよい。一般的に使用可能なアルコール
としては、炭素数1〜5のアルコールが挙げられる。具
体例としては、イソプロピルアルコール、エタノール、
メタノール、ブタノール、ペンタノール、メトキシエタ
ノール、エトキシエタノール、プロポキシエタノール、
ブトキシエタノール等ほとんど全てのアルコールを用い
ることができる。
Further, the alcohol for dissolving the alkyl group increases the viscosity of the M (OR) n alcohol solution with the increase in the number of carbon atoms, and may be appropriately selected in consideration of this point. Generally usable alcohols include alcohols having 1 to 5 carbon atoms. Specific examples include isopropyl alcohol, ethanol,
Methanol, butanol, pentanol, methoxyethanol, ethoxyethanol, propoxyethanol,
Almost all alcohols such as butoxyethanol can be used.

【0053】色素としては、ほとんど全ての有機顔料や
レーキ化し粉末化した染料を用いて、本発明のコーティ
ング液組成物をつくることが可能であり、例えば、ベン
ジジンエロー、カーミンFB等のアゾ系黄色、赤色顔
料、ペリレン、ぺリノン、ジオキサジン、チオインジ
ゴ、イソインドリノン、キノフタロン、キナクリドン等
の縮合顔料、フタロシアニン系顔料、また、チタン白、
ベンガラ、黄鉛、コバルトブルー等の無機顔料、カーボ
ンブラックのような無機顔料がある。これらの中からの
色素の選択は、フィルターを形成するものの発光スペク
トルを考慮して行う必要がある。例えば、エネルギーの
少ないスペクトル域においてフィルター吸収特性が大と
なるようなものとすることができる。さらに、色素の着
色力はその色素によって異なる。比較的着色力の大きな
有機顔料(ヘリオゲンブルーE−7S)を用いて最大吸
収部分の透過率を測定したところ、表4に示すようにな
った。
As the coloring matter, it is possible to prepare the coating liquid composition of the present invention by using almost all organic pigments and laked and powdered dyes, for example, azo yellow, such as benzidine yellow and carmine FB. , Red pigments, perylene, perinone, dioxazine, thioindigo, isoindolinone, quinophthalone, condensed pigments such as quinacridone, phthalocyanine pigments, titanium white,
There are inorganic pigments such as red iron, graphite and cobalt blue, and inorganic pigments such as carbon black. It is necessary to select a dye from these in consideration of the emission spectrum of a filter. For example, it is possible to make the filter absorption characteristic large in a spectrum region where the energy is small. Further, the coloring power of the pigment differs depending on the pigment. When the transmittance of the maximum absorption portion was measured using an organic pigment having relatively large coloring power (Heliogen Blue E-7S), the results were as shown in Table 4.

【0054】なお、使用したガラスゲル膜は、 Si(OC2 5 4 …7.0 重量部 硝酸 …1.3 重量部 水 …1.5 重量部 分散剤 …0.00007〜0.7重量部 顔料(ヘリオゲンブルーE−7S)…0.00007〜0.7重量部 イソプロピルアルコール …残部 からなるコーティング液組成物をガラス基板上に塗布
し、約150℃で20分間焼成して得られたものであ
る。
The glass gel film used was as follows: Si (OC 2 H 5 ) 4 ... 7.0 parts by weight Nitric acid ... 1.3 parts by weight Water ... 1.5 parts by weight Dispersant ... 0.00007 to 0.7 parts by weight Part Pigment (Heliogen Blue E-7S): 0.00007 to 0.7 parts by weight Isopropyl alcohol: A coating liquid composition consisting of the remainder was applied on a glass substrate and baked at about 150 ° C. for 20 minutes. Things.

【0055】[0055]

【表4】 この結果、色素の添加量は最低でも0.01wt%以上
であることが好ましい。
[Table 4] As a result, the amount of the dye added is preferably at least 0.01 wt% or more.

【0056】また、色素の添加量と膜強度の関係を表5
に示す。
Table 5 shows the relationship between the amount of the dye added and the film strength.
Shown in

【0057】なお、使用したガラスゲル膜は、 Si(OC2 5 4 …7.0 重量部 硝酸 …1.3 重量部 水 …1.5 重量部 分散剤 …1.7〜3.7重量部 顔料(ヘリオゲンブルーE−7S)…7.0〜15.4重量部 イソプロピルアルコール …残部 からなるコーティング液組成物をガラス基板上に塗布
し、約150℃で20分間焼成して得られたものであ
る。
The glass gel film used was composed of Si (OC 2 H 5 ) 4 … 7.0 parts by weight Nitric acid… 1.3 parts by weight Water… 1.5 parts by weight Dispersant… 1.7 to 3.7 parts by weight Part: Pigment (Heliogen Blue E-7S): 7.0 to 15.4 parts by weight Isopropyl alcohol: A coating liquid composition consisting of the remainder was applied on a glass substrate and baked at about 150 ° C. for 20 minutes. Things.

【0058】[0058]

【表5】 実用レベルとしては鉛筆硬度で最低6H以上の膜硬度が
必要となるなので、色素の添加量は、200wt%以下
にすることが好ましい。
[Table 5] As a practical level, a film hardness of at least 6H in pencil hardness is required. Therefore, the amount of the dye added is preferably 200 wt% or less.

【0059】以上より、着色および膜強度を考慮する
と、バインダーに対する色素の重量比は、0.01wt
%〜200wt%が好ましく、少ないと着色不足となり
フィルターの意味をなさず、逆に多すぎると膜そのもの
の強度が弱くなり、仮に本発明に適する粒径の色素を用
いても脱色が生じる。
As described above, in consideration of coloring and film strength, the weight ratio of the dye to the binder is 0.01 wt.
% To 200% by weight is preferred. When the amount is too small, the coloring becomes insufficient and the filter does not make sense. On the contrary, when the amount is too large, the strength of the film itself becomes weak, and even if a dye having a particle size suitable for the present invention is used, decolorization occurs.

【0060】さらに、コーティング液の総量に対する固
形分の総量(金属アルコキシド、金属のアルコキシドの
縮合多量体、色素および分散剤の総量)の割合は、液の
安定性の面から50wt%以下でなければならない。5
0wt%以上になると、コーティング液調合後から約1
日程度で液自体が寒天状にゲル化してしまう。さらに、
ゲル化前であっても粘度等の液性が刻々と変化し、同一
条件で塗布されない。また、実用的な0.1μm以上の
膜厚を得るためには、固形分総量は0.1wt%以上が
好ましい。
Further, the ratio of the total amount of the solid content (the total amount of the metal alkoxide, the condensation polymer of the metal alkoxide, the coloring matter and the dispersant) to the total amount of the coating liquid must be 50 wt% or less from the viewpoint of the stability of the liquid. No. 5
When the content becomes 0 wt% or more, about 1
The liquid itself gels to agar in about a day. further,
Even before gelation, liquid properties such as viscosity change every moment, and they are not applied under the same conditions. In order to obtain a practical film thickness of 0.1 μm or more, the total solid content is preferably 0.1% by weight or more.

【0061】また、色素の粒径を大きくしているので、
コーティング液中での触媒である酸の影響を受けにくく
して、やや耐酸性に問題のある色素でも使用可能にな
り、また、コーティング液としての保存安定性も向上す
る。
Also, since the particle diameter of the pigment is increased,
It is less susceptible to the acid as a catalyst in the coating solution, so that it is possible to use even a dye having a problem with acid resistance, and the storage stability of the coating solution is improved.

【0062】分散剤の量は、金属アルコキシド100重
量部に対して0.01重量部以下であると、色素によっ
て金属アルコキシドと反応し経時変化が起きてしまう可
能性がある。また、200重量部以上であると膜強度が
劣化してしまう。さらに好ましくは、分散剤の量は色素
重量部に対して5〜100重量部が好ましい。
If the amount of the dispersing agent is 0.01 part by weight or less based on 100 parts by weight of the metal alkoxide, there is a possibility that the dye reacts with the metal alkoxide to cause a change with time. If the amount is more than 200 parts by weight, the film strength will be deteriorated. More preferably, the amount of the dispersant is preferably 5 to 100 parts by weight based on the weight of the dye.

【0063】したがって、本発明のコティング液組成物
は、上記金属アルコキシドの総重量をA、色素の総重量
をB、分散剤の総重量をCとしたとき、コーティング液
の総重量をDとしたとき、B/A=0.0001〜2、
C/A=0.0001〜2、(A+B+C)/D=0.
001〜0.5とすることが好ましい。また、さらに好
ましくは、C/B=0.05〜1である。B/Aが0.
0001以下であると着色不足となり、B/Aが2以上
だと膜強度の劣化を引き起こす。C/Aが0.0001
以下であると顔料によっては安定性が劣化し、C/Aが
2以上であると膜強度の劣化を引き起こす。さらに、
(A+B+C)/Dが0.001以下であると実用的な
膜厚を得ることができず、(A+B+C)/Dが0.5
以上であるとコーティング液の安定性に問題が生じる。
Accordingly, in the coating liquid composition of the present invention, when the total weight of the metal alkoxide is A, the total weight of the dye is B, and the total weight of the dispersant is C, the total weight of the coating liquid is D. When B / A = 0.0001-2,
C / A = 0.0001-2, (A + B + C) / D = 0.
It is preferably set to 001 to 0.5. Further, more preferably, C / B = 0.05 to 1. B / A is 0.
When it is less than 0001, the coloring becomes insufficient, and when B / A is 2 or more, the film strength is deteriorated. C / A is 0.0001
If it is less than the above, the stability of some pigments deteriorates. If C / A is 2 or more, the film strength deteriorates. further,
When (A + B + C) / D is 0.001 or less, a practical film thickness cannot be obtained, and (A + B + C) / D is 0.5
If it is more than the above, a problem occurs in the stability of the coating liquid.

【0064】なお、分散液を作成するのに要する分散機
には、2本ロール、3本ロール、バンバリーミキサー、
SGミル、アトライター等が挙げられる。
The dispersing machine required for preparing the dispersion liquid includes two rolls, three rolls, a Banbury mixer,
SG mill, attritor, and the like.

【0065】(着色ガラスゲルフィルター)また、本発
明による着色ガラスゲルフィルターは、上記コーティン
グ液組成物を基板上に塗布して、100℃〜300℃で
焼成することにより形成することができる。形成された
着色ガラスゲルフィルターは、SiO2 を主成分とする
無機質のガラスゲル薄膜の中に、所望の分光透過率特性
を有する色素を含有させ、この色素の平均粒径を3nm〜
300nmとするものである。この際、色素に対し吸着作
用があり、かつ金属アルコキシドおよびその加水分解物
と親和性の強い物質を添加してあるので、上述のよう
に、色素粒子によるガラスゲル膜の硬度劣化を防止でき
る。すなわち、色素と金属酸化物、水酸化物微粒子同士
の結合を強くし、色素粒子を含んだガラスゲル膜の骨格
構造を充分な強度を保持することができるため、膜の強
度劣化を引き起こさない。
(Colored Glass Gel Filter) The colored glass gel filter according to the present invention can be formed by applying the above-mentioned coating liquid composition on a substrate and baking it at 100 ° C. to 300 ° C. The formed colored glass gel filter contains a pigment having a desired spectral transmittance characteristic in an inorganic glass gel thin film containing SiO 2 as a main component, and the pigment has an average particle diameter of 3 nm or more.
It is set to 300 nm. At this time, since a substance having an adsorbing effect on the dye and having a high affinity for the metal alkoxide and its hydrolyzate is added, the deterioration of the hardness of the glass gel film due to the dye particles can be prevented as described above. That is, the bond between the dye and the metal oxide or hydroxide fine particles is strengthened, and the skeleton structure of the glass gel film containing the dye particles can be maintained at a sufficient strength, so that the strength of the film is not deteriorated.

【0066】膜厚は、0.1μm〜3μmが実用的であ
る。0.1μm未満では着色力が不足し、3μm以上で
はひび割れや白濁が生じ実用的でない。
The thickness is practically 0.1 μm to 3 μm. If it is less than 0.1 μm, the coloring power is insufficient, and if it is 3 μm or more, cracks and cloudiness occur, which is not practical.

【0067】(表示装置)上記着色ガラスゲルフィルタ
ーを表示装置の光透過性表示部基体に形成することによ
り、コントラストや色純度等を向上させることができ
る。
(Display) By forming the colored glass gel filter on the light-transmitting display portion base of the display, the contrast and the color purity can be improved.

【0068】表示装置としては、カラー受像管、白黒受
像管、投射型カラーTVセット、液晶ディスプレー、投
射型液晶ディスプレー、プラズマディスプレー等があ
る。通常は、光透過性表示部基体であるスクリーンガラ
ス基板上に塗布を行いフィルター膜を形成するが、投射
型の表示装置の場合には投射スクリーンにフィルター膜
を形成してもよい。
Display devices include a color picture tube, a black and white picture tube, a projection type color TV set, a liquid crystal display, a projection type liquid crystal display, a plasma display and the like. Normally, a filter film is formed by coating on a screen glass substrate which is a light-transmitting display portion base. In the case of a projection type display device, a filter film may be formed on a projection screen.

【0069】色素の選択は、各表示装置の発光スペクト
ルを考慮して行う必要がある。例えば、エネルギーの少
ないスペクトル域においてフィルター吸収特性が大とな
るようなものとすることができる。
It is necessary to select a dye in consideration of the emission spectrum of each display device. For example, it is possible to make the filter absorption characteristic large in a spectrum region where the energy is small.

【0070】また、その他の応用として、蛍光灯などの
発色光を変化させる目的でランプ外または内側に塗布形
成することも可能である。この場合には、特定波長をカ
ットするような色素の選択を行えばよい。
Further, as another application, it is also possible to form a coating on the outside or inside of the lamp for the purpose of changing the color light emitted from a fluorescent lamp or the like. In this case, a dye that cuts a specific wavelength may be selected.

【0071】さらに、本発明を磁気ディスク、光ディス
ク等に応用することも可能である。
Further, the present invention can be applied to a magnetic disk, an optical disk and the like.

【0072】[0072]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0073】(実施例1) ホスタパームピンクE(顔料) 2.5wt% TSL8311(シランカップリング剤、東芝シリコン製) 0.1wt% エトセル7CP(エチルセルロース) 0.5wt% イソプロピルアルコール 96.9wt% まず、上記材料をSGミル(分散機)で0.5mmジルコ
ンビーズを用いて12時間分散し、顔料分散液(顔料分
散液1)を作成する。ついで、以下の配合でプロペラ型
撹拌機にて混合し、色素の平均粒径が約20nmのコーテ
ィング液組成物を得た。
Example 1 Hostaperm Pink E (pigment) 2.5 wt% TSL8311 (silane coupling agent, manufactured by Toshiba Silicon) 0.1 wt% Ethocel 7CP (ethyl cellulose) 0.5 wt% Isopropyl alcohol 96.9 wt% The above-mentioned materials are dispersed for 12 hours using 0.5 mm zircon beads in an SG mill (dispersing machine) to prepare a pigment dispersion (pigment dispersion 1). Then, the mixture was mixed with a propeller type stirrer according to the following formulation to obtain a coating liquid composition having an average particle diameter of the dye of about 20 nm.

【0074】 Si(OC2 5 4 (金属アルコキシド) 7.0wt% 硝酸 1.3wt% 水 1.5wt% 顔料分散液1 10.0wt% イソプロピルアルコール 80.2wt% 上記コーティング液組成物の組成比は、 Si(OC2 5 4 (金属アルコキシド) 7.0 wt% 硝酸 1.3 wt% 水 1.5 wt% 顔料 0.25wt% 分散剤 0.06wt% アルコール 89.89wt% となっている。すなわち、金属アルコキシドの総重量を
A、色素の総重量をB、分散剤の総重量をC、コーティ
ング液の総重量をDとしたとき、B/A=0.036、
C/A=0.0086、(A+B+C)/D=0.07
3、C/B=0.24となっている。
Si (OC 2 H 5 ) 4 (metal alkoxide) 7.0 wt% Nitric acid 1.3 wt% Water 1.5 wt% Pigment dispersion liquid 1 10.0 wt% Isopropyl alcohol 80.2 wt% Composition of the above coating liquid composition The ratio was as follows: Si (OC 2 H 5 ) 4 (metal alkoxide) 7.0 wt% Nitric acid 1.3 wt% Water 1.5 wt% Pigment 0.25 wt% Dispersant 0.06 wt% Alcohol 89.89 wt% ing. That is, when the total weight of the metal alkoxide is A, the total weight of the dye is B, the total weight of the dispersant is C, and the total weight of the coating liquid is D, B / A = 0.036,
C / A = 0.0086, (A + B + C) /D=0.07
3, C / B = 0.24.

【0075】この組成物をガラス基板上に塗布した後、
150℃で20分間の焼成を行い、膜厚が0.2μmの
着色ガラスゲルフィルターを形成した。
After applying this composition on a glass substrate,
Baking was performed at 150 ° C. for 20 minutes to form a colored glass gel filter having a thickness of 0.2 μm.

【0076】本実施例のコーティング液組成物により形
成した着色ガラスゲルフィルターの光透過特性は図3の
6Aに示すようになっている。この着色ガラスゲルフィ
ルターについて、耐水性評価のため、洗剤によるこすり
試験を行ったところ、脱色の発生はなく、さらに耐紫外
線特性も92%と良好な特性を示した。また、膜の強度
は鉛筆硬度で8Hとなり、実用的に十分な強度を有す
る。鉛筆硬度はJISK5400に準じて行った。ま
た、上記コーティング液のポットライフも、従来の1週
間に比較して1か月程度と長くなり、良好な特性を得
た。
The light transmission characteristics of the colored glass gel filter formed by the coating liquid composition of this example are as shown in FIG. 3A. The colored glass gel filter was subjected to a rubbing test with a detergent to evaluate water resistance. As a result, no decolorization occurred, and the UV resistance exhibited excellent characteristics of 92%. Further, the strength of the film is 8H in pencil hardness, which is a sufficient strength for practical use. The pencil hardness was measured according to JIS K5400. In addition, the pot life of the coating solution was increased to about one month as compared with the conventional one week, and good characteristics were obtained.

【0077】(実施例2)上記実施例1に示す着色ガラ
スゲルフィルターをカラー受像管のスクリーン外表面に
形成したものについて以下説明する。
(Embodiment 2) A case where the colored glass gel filter shown in Embodiment 1 above is formed on the outer surface of the screen of a color picture tube will be described below.

【0078】図4は、本発明に基づき製造されたカラー
受像管を示す一部切欠側面図である。このカラー受像管
10は、内部が排気された気密性のガラス製の外囲器11を
有する。この外囲器11はネック12およびこのネック12か
ら連続するコーン13を有する。さらに、外囲器11はコー
ン13とフリットガラスにより封着されるフェースプレー
ト14を有する。このフェースプレート14の側壁の外周に
は防爆のため金属製のテンションバンド15が巻回されて
いる。このネック12には電子ビームを放射する電子銃16
が配置されている。フェースプレート12の内側には電子
銃16からの電子ビームにより励起されて、赤色、緑色、
青色に発光するストライプ状の蛍光体層および各蛍光体
層の間に配置されたストライプ状の黒色光吸収層よりな
る蛍光体スクリーン17が設けられている。また、全面に
透孔が設けられたシャドウマスク(図示せず)がこの蛍
光体スクリーン17に近接して配置されている。コーン13
の外側には蛍光体スクリーン17上を走査するように電子
ビームを偏向させる偏向装置(図示せず)が装着され
る。
FIG. 4 is a partially cutaway side view showing a color picture tube manufactured according to the present invention. This color picture tube
10 has an airtight glass envelope 11 whose inside is evacuated. The envelope 11 has a neck 12 and a cone 13 continuing from the neck 12. Furthermore, the envelope 11 has a cone 13 and a face plate 14 sealed with frit glass. A metal tension band 15 is wound around the outer periphery of the side wall of the face plate 14 for explosion protection. The neck 12 has an electron gun 16 for emitting an electron beam.
Is arranged. The inside of the face plate 12 is excited by an electron beam from the electron gun 16 to generate red, green,
A phosphor screen 17 is provided which includes a striped phosphor layer that emits blue light and a striped black light absorbing layer disposed between the phosphor layers. In addition, a shadow mask (not shown) having a through hole on the entire surface is arranged close to the phosphor screen 17. Cone 13
A deflecting device (not shown) for deflecting the electron beam so as to scan on the phosphor screen 17 is mounted on the outside.

【0079】ところで、このカラー受像管10のフェース
プレート17の外表面は選択吸収性を有する着色ガラスゲ
ルフィルター18をスピンコーティング法により形成して
いる。焼成温度および膜厚は上記実施例1と同じであ
る。
On the outer surface of the face plate 17 of the color picture tube 10, a colored glass gel filter 18 having selective absorption is formed by spin coating. The firing temperature and the film thickness are the same as in the first embodiment.

【0080】このフィルター特性は、400〜650nm
の領域で575±20nmの波長領域に最大吸収波長を有
し、しかも、波長が450nm、530nm、550nm、6
30nmおよび最大吸収波長の光に対する透過率を、それ
ぞれT450 、T530 、T550 630 、Tmin としたとき
に、Tmin ≦T550 <T530 、1≦T450 /T630
2、1≦T630 /T530 ≦2、0.7≦T450 /T530
≦1.43、の関係となり、具体的には図3の6Aに示
すようになる。図3において、6は着色ガラスゲルフィ
ルターによる光透過特性で、7はカラー受像管の発光ス
ペクトルである。また、コントラストの改善の効果は、
輝度低下割合ΔBと外光反射率の低下割合ΔRf との
比、すなわちBCP(Brightness ContrastPerformance
)=ΔB/(ΔRf 1/2 を用いて評価した。その結
果、本実施例ではBCPは1.07であった。耐水性、
耐紫外線特性および膜強度については上記実施例1と同
じである。
The filter characteristics are 400 to 650 nm
Has a maximum absorption wavelength in a wavelength range of 575 ± 20 nm in the range of 575 ± 20 nm, and has a wavelength of 450 nm, 530 nm, 550 nm,
Assuming that the transmittance for light having a wavelength of 30 nm and the maximum absorption wavelength is T 450 , T 530 , T 550 T 630 , and T min , respectively, T min ≦ T 550 <T 530 , 1 ≦ T 450 / T 630
2, 1 ≦ T 630 / T 530 ≦ 2, 0.7 ≦ T 450 / T 530
.Ltoreq.1.43, specifically, as shown in FIG. 3A. In FIG. 3, reference numeral 6 denotes a light transmission characteristic of the colored glass gel filter, and reference numeral 7 denotes an emission spectrum of the color picture tube. Also, the effect of improving the contrast is
The ratio of the luminance reduction rate ΔB to the external light reflectance reduction rate ΔR f , that is, BCP (Brightness Contrast Performance)
) = ΔB / (ΔR f ) 1/2 . As a result, in this example, the BCP was 1.07. water resistant,
The UV resistance and the film strength are the same as in the first embodiment.

【0081】よって、コントラスト、色純度を向上させ
る着色ガラスゲルフィルターの膜強度を劣化させること
なく、耐水性および耐紫外線特性を向上させることがで
きる。
Accordingly, the water resistance and the ultraviolet resistance can be improved without deteriorating the film strength of the colored glass gel filter for improving the contrast and the color purity.

【0082】(実施例3) パーマネントカーミンFBB−02(顔料) 2.5wt% ゴーセランL−0301(ポリビニルアルコール樹脂) 0.5wt% イソプロピルアルコール 97.5wt% 上記の材料を実施例1と同様の手段で分散し、顔料分散
液(顔料分散液2)を作成した。
(Example 3) Permanent carmine FBB-02 (pigment) 2.5% by weight Gohselan L-0301 (polyvinyl alcohol resin) 0.5% by weight Isopropyl alcohol 97.5% by weight The above materials were used in the same manner as in Example 1. To prepare a pigment dispersion (pigment dispersion 2).

【0083】また、下記の材料を同様の手段で分散し、
顔料分散液(顔料分散液3)を作成した。
Further, the following materials are dispersed by the same means,
A pigment dispersion (pigment dispersion 3) was prepared.

【0084】 ヘリオゲンブルーEP−7S(顔料) 2.5wt% プレンアクトKR44(チタンカップリング剤) 0.1wt% ハイテック532(アクリル樹脂) 0.5wt% n−ブチルアルコール 96.9wt% ついで、以下の配合でプロペラ型撹拌機にて混合し、色
素の平均粒径が約5nmのコーティング液組成物を得た。
Heliogen Blue EP-7S (pigment) 2.5 wt% Prenact KR44 (titanium coupling agent) 0.1 wt% Hitec 532 (acrylic resin) 0.5 wt% n-butyl alcohol 96.9 wt% The mixture was mixed with a propeller-type stirrer to obtain a coating liquid composition having an average particle size of the dye of about 5 nm.

【0085】 Si(OC2 5 4 (金属アルコキシド) 5.0wt% Zr(OC2 5 4 (金属アルコキシド) 2.0wt% 硝酸 0.5wt% 水 0.5wt% 顔料分散液2 8.0wt% 顔料分散液3 2.0wt% イソプロピルアルコール 82.0wt% 上記コーティング液組成物の組成比は、 金属アルコキシド 7.0wt% 硝酸 0.5wt% 水 0.5wt% 顔料 0.25wt% 分散剤 0.052wt% アルコール 91.608wt% となっている。すなわち、金属アルコキシドの総重量を
A、色素の総重量をB、分散剤の総重量をC、コーティ
ング液の総重量をDとしたとき、B/A=0.036、
C/A=0.0074、(A+B+C)/D=0.07
3、C/B=0.208となっている。
Si (OC 2 H 5 ) 4 (metal alkoxide) 5.0 wt% Zr (OC 2 H 5 ) 4 (metal alkoxide) 2.0 wt% Nitric acid 0.5 wt% Water 0.5 wt% Pigment dispersion liquid 28 0.0 wt% Pigment dispersion 3 2.0 wt% Isopropyl alcohol 82.0 wt% The composition ratio of the coating liquid composition is metal alkoxide 7.0 wt% nitric acid 0.5 wt% water 0.5 wt% pigment 0.25 wt% dispersant It is 0.052 wt% alcohol and 91.608 wt%. That is, when the total weight of the metal alkoxide is A, the total weight of the dye is B, the total weight of the dispersant is C, and the total weight of the coating liquid is D, B / A = 0.036,
C / A = 0.0074, (A + B + C) /D=0.07
3, C / B = 0.208.

【0086】これをガラス基板上に塗布した後、150
℃で20分間の焼成を行い、膜厚が0.2μmの着色ガ
ラスゲルフィルターを形成した。
After applying this on a glass substrate, 150
C. for 20 minutes to form a colored glass gel filter having a thickness of 0.2 .mu.m.

【0087】この着色ガラスゲルフィルターの光透過特
性は図3の6Bに示すものと同様である。また、耐水性
評価のため、洗剤によるこすり試験を行ったところ、脱
色の発生はなく、さらに耐紫外線特性も90%と良好な
特性を示した。さらに、膜強度も8Hであり、実用的に
十分である。
The light transmission characteristics of this colored glass gel filter are the same as those shown in FIG. 3B. In addition, when a rubbing test with a detergent was performed to evaluate the water resistance, no decolorization occurred, and the UV resistance exhibited excellent characteristics of 90%. Further, the film strength is 8H, which is practically sufficient.

【0088】(実施例4)上記実施例2に示す着色ガラ
ス・ゲル・フィルターをカラー受像管のスクリーン外表
面にスピンコーティング法により形成した。焼成温度お
よび膜厚は上記実施例2と同じである。
Example 4 The colored glass gel filter shown in Example 2 was formed on the outer surface of the screen of a color picture tube by spin coating. The sintering temperature and the film thickness are the same as those in the second embodiment.

【0089】このフィルター特性は、図3の6Bに示す
ようになる。また、本実施例ではBCPは1.08であ
った。耐水性、耐紫外線特性および膜強度については上
記実施例3と同じである。
The filter characteristics are as shown in FIG. 3B. In this example, the BCP was 1.08. The water resistance, ultraviolet light resistance and film strength are the same as in Example 3 above.

【0090】(実施例5) ベンガラ(顔料) 2.5wt% エスレックBLS 0.5wt% シランカップリング剤 0.1wt% イソプロピルアルコール 96.9wt% 上記材料を実施例1と同様の手段で分散し、顔料分散液
(顔料分散液4)を作成する。
Example 5 Bengala (pigment) 2.5 wt% ESREC BLS 0.5 wt% Silane coupling agent 0.1 wt% Isopropyl alcohol 96.9 wt% The above materials were dispersed by the same means as in Example 1, A pigment dispersion (pigment dispersion 4) is prepared.

【0091】ついで、以下の配合でプロペラ型撹拌機に
て混合し、色素の平均粒径が約50nmのコーティング液
組成物を得た。
Then, the mixture was mixed with a propeller-type stirrer in the following composition to obtain a coating liquid composition having an average particle diameter of the dye of about 50 nm.

【0092】 Si(OC2 5 4 (金属アルコキシド) 7.0wt% 硝酸 1.3wt% 水 1.5wt% 顔料分散液4 10.0wt% イソプロピルアルコール 80.2wt% 上記コーティング液組成物の組成比は、 金属アルコキシド 7.0wt% 硝酸 1.3wt% 水 1.5wt% 顔料 0.25wt% 分散剤 0.06wt% アルコール 89.89wt% となっている。すなわち、金属アルコキシドの総重量を
A、色素の総重量をB、分散剤の総重量をC、コーティ
ング液の総重量をDとしたとき、B/A=0.036、
C/A=0.0086、(A+B+C)/D=0.07
3、C/B=0.24となっている。
Si (OC 2 H 5 ) 4 (metal alkoxide) 7.0 wt% Nitric acid 1.3 wt% Water 1.5 wt% Pigment dispersion 4 10.0 wt% Isopropyl alcohol 80.2 wt% Composition of the above coating liquid composition The ratio is as follows: metal alkoxide 7.0 wt% nitric acid 1.3 wt% water 1.5 wt% pigment 0.25 wt% dispersant 0.06 wt% alcohol 89.89 wt%. That is, when the total weight of the metal alkoxide is A, the total weight of the dye is B, the total weight of the dispersant is C, and the total weight of the coating liquid is D, B / A = 0.036,
C / A = 0.0086, (A + B + C) /D=0.07
3, C / B = 0.24.

【0093】これをガラス基板上に塗布し、150℃で
20分間の焼成を行い、膜厚が0.2μmで、図5の8
の特性を有する着色ガラスゲルフィルターを形成した。
This was applied on a glass substrate, and baked at 150 ° C. for 20 minutes.
A colored glass gel filter having the following characteristics was formed.

【0094】この着色ガラスゲルフィルターについて、
耐水性評価のため、洗剤によるこすり試験を行ったとこ
ろ、脱色の発生はなく、さらに耐紫外線特性も100%
と良好な特性を示した。さらに、膜強度も実用的に十分
な8Hである。
The colored glass gel filter is as follows:
A rubbing test with a detergent was performed to evaluate the water resistance. No decolorization occurred, and the UV resistance was 100%.
And good characteristics. Further, the film strength is 8H, which is practically sufficient.

【0095】(実施例6)上記実施例5に示す着色ガラ
スゲルフィルターをプラズマ・ディスプレーのスクリー
ン外表面により形成した。焼成温度および膜厚は上記実
施例2と同じである。
Example 6 The colored glass gel filter shown in Example 5 was formed on the outer surface of the screen of a plasma display. The sintering temperature and the film thickness are the same as those in the second embodiment.

【0096】このフィルター特性は、図5の8に示すよ
うになる。図5において、8は着色ガラスゲルフィルタ
ーの光透過特性であり、9はプラズマディスプレーの発
光スペクトルである。また、本実施例ではBCPは1.
10であった。耐水性、耐紫外線特性および膜強度につ
いては上記実施例3と同じである。プラズマディスプレ
イの場合は、400nm〜600nmの波長領域を吸収する
ことが好ましい。
The filter characteristics are as shown in FIG. In FIG. 5, 8 is the light transmission characteristic of the colored glass gel filter, and 9 is the emission spectrum of the plasma display. In this embodiment, BCP is 1.
It was 10. The water resistance, ultraviolet light resistance and film strength are the same as in Example 3 above. In the case of a plasma display, it is preferable to absorb a wavelength region of 400 nm to 600 nm.

【0097】(実施例7)上記実施例1に示す着色ガラ
スゲルフィルターをカラー液晶表示装置の外表面に形成
したものについて以下説明する。
(Embodiment 7) A case where the colored glass gel filter shown in the above Embodiment 1 is formed on the outer surface of a color liquid crystal display device will be described below.

【0098】図6に液晶表示装置を示す。この液晶表示
装置は、相対向する一対のガラスからなる基板21,22
と、この基板21,22 の各対向面にそれぞれ形成されたI
TO(Indium Tin Oxide)からなる所定パターンの電極
23,24 と、この各電極23,24 を覆うように上記一対の基
板21,22 の各対向面に形成された配向膜25,26 と、上記
基板21,22 間に配置され配向膜25,26 に固着し、上記一
対の基板21,22 の間隔を規制する熱硬化性樹脂からなる
スペーサー27と、その基板21,22 間に充填された液晶28
と、この液晶28の充填された基板21,22 の周縁部を封止
するシール剤29とから構成されている。そして、その表
示部基体をなすその一方の基板21の外表面に着色ガラス
ゲルフィルター30が設けられている。
FIG. 6 shows a liquid crystal display device. This liquid crystal display device includes substrates 21 and 22 made of a pair of glass facing each other.
And I formed on each opposing surface of the substrates 21 and 22, respectively.
Electrode of predetermined pattern consisting of TO (Indium Tin Oxide)
23, 24, alignment films 25, 26 formed on the opposing surfaces of the pair of substrates 21, 22 so as to cover the electrodes 23, 24, and alignment films 25, 26 disposed between the substrates 21, 22. 26, a spacer 27 made of a thermosetting resin that regulates the distance between the pair of substrates 21 and 22, and a liquid crystal 28 filled between the substrates 21 and 22.
And a sealant 29 for sealing the peripheral edges of the substrates 21 and 22 filled with the liquid crystal. A colored glass gel filter 30 is provided on the outer surface of one of the substrates 21 forming the display base.

【0099】この着色ガラスゲルフィルター30は、その
着色ガラスゲルフィルター30形成部以外の部分をシール
し、実施例1のガラスゲル薄膜形成用コーティング液を
膜厚が0.1μmになるように塗布して、その後、焼成
して形成したものである。
This colored glass gel filter 30 is formed by sealing the portion other than the portion where the colored glass gel filter 30 is formed, and applying the glass gel thin film forming coating solution of Example 1 so that the film thickness becomes 0.1 μm. , And then fired.

【0100】その結果、基板外表面に、膜強度が8Hと
いう良好なガラスゲルフィルターを形成することができ
る。このフィルター特性は図3の6Aに示す通りであ
り、BCPは1.06であった。さらに、耐水性、耐紫
外線特性および膜強度については、上記実施例1と同じ
である。液晶表示装置の場合は、550nm〜600nmの
波長領域を吸収することが好ましい。
As a result, a good glass gel filter having a film strength of 8H can be formed on the outer surface of the substrate. The filter characteristics were as shown in FIG. 3A, and the BCP was 1.06. Further, the water resistance, ultraviolet light resistance and film strength are the same as those in the first embodiment. In the case of a liquid crystal display device, it is preferable to absorb a wavelength region of 550 nm to 600 nm.

【0101】(実施例8)上記実施例7は、透過型の液
晶表示装置について説明したが、本発明はこれに限られ
ず、投射型の液晶表示装置にも応用できる。すなわち、
上記実施例1に示す組成物を用いて、背面投射型の液晶
表示装置のスクリーンに着色ガラスゲルフィルターを塗
布形成することで、選択吸収フィルターを形成した。
(Embodiment 8) In Embodiment 7, the transmission type liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a projection type liquid crystal display device. That is,
A selective absorption filter was formed by applying a colored glass gel filter to a screen of a rear projection type liquid crystal display device using the composition shown in Example 1 above.

【0102】このフィルター特性は実施例1と同様であ
り、BCPは1.10である。また、耐水性、耐紫外線
性特および膜強度については上記実施例1と同じであ
る。
The filter characteristics are the same as those of the first embodiment, and the BCP is 1.10. The water resistance, ultraviolet light resistance and film strength are the same as in the first embodiment.

【0103】以上の実施例は、カラー受像管、液晶表示
装置等の表示装置について、適用したものについて説明
したが、本発明は、表示装置ばかりでなく、蛍光灯など
の発光色を変化させる目的でランプの内側または外側に
塗布形成することも可能である。この場合、特定波長を
カットするような色素の選択を行えばよい。
Although the above embodiments have been described with respect to a display device such as a color picture tube, a liquid crystal display device, or the like, the present invention is not limited to the display device, but is intended to change the emission color of a fluorescent lamp or the like. Can be applied to the inside or outside of the lamp. In this case, a dye that cuts a specific wavelength may be selected.

【0104】さらに、レーザーによる記録部材等への応
用も可能である。
Further, application to a recording member or the like using a laser is also possible.

【0105】[0105]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、着色の
自由度が極めて大きく、かつ耐水性、耐紫外線性に優
れ、また充分な強度を有する薄膜をゾル−ゲル法の低温
焼成にて形成可能なコーティング液組成物および着色ガ
ラスゲルフィルターを得ることができる。
As described above, according to the present invention, a thin film having extremely high degree of freedom of coloring, having excellent water resistance and ultraviolet resistance, and having sufficient strength can be subjected to low-temperature sintering by the sol-gel method. Thus, a coating liquid composition and a colored glass gel filter which can be formed can be obtained.

【0106】また、適切な色素の選択により高コントラ
スト、高色純度の表示装置を提供することができる。
A display device having high contrast and high color purity can be provided by selecting an appropriate dye.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】色素の粒径の作用を説明するための模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the effect of the particle size of a dye.

【図2】図1における色素とガラスゲル膜との結合状態
を説明するための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a bonding state between a dye and a glass gel film in FIG.

【図3】本発明の一実施例による着色ガラスゲルフィル
ターの光透過特性およびカラー受像管の発光スペクトル
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing light transmission characteristics of a colored glass gel filter and an emission spectrum of a color picture tube according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明によるカラー受像管の構成を示す一部切
欠け平面図である。
FIG. 4 is a partially cutaway plan view showing a configuration of a color picture tube according to the present invention.

【図5】本発明の他の実施例による着色ガラスゲルフィ
ルターの光透過特性およびプラズマディスプレーの発光
スペクトルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing light transmission characteristics of a colored glass gel filter and an emission spectrum of a plasma display according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例による液晶表示装置の構成を
示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 …ガラスゲル膜 2 …金属酸化物 3 …色素 4 …細孔 1… Glass gel film 2… Metal oxide 3… Dye 4… Pore

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01J 29/88 H01J 29/88 29/89 29/89 (72)発明者 坂井 和夫 兵庫県川西市小花2丁目23−2 冨士色 素株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03B 8/02 C03B 19/12 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01J 29/88 H01J 29/88 29/89 29/89 (72) Inventor Kazuo Sakai 2-23-2 Obana, Kawanishi-shi, Hyogo Prefecture Fuji Stock Company In-company (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C03B 8/02 C03B 19/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 金属アルコキシドおよび金属アルコキシ
ドの縮合多量体のいずれかまたはその両方と、色素と、
アルコール溶媒と、前記色素に対し吸着作用を有しかつ
アルコールに可溶で金属アルコキシドと相溶性のある分
散剤を含有し、前記色素の平均粒径が3nm〜300nmで
あることを特徴とするガラスゲル薄膜形成用コーティン
グ液組成物。
1. A metal alkoxide and / or a condensation polymer of a metal alkoxide, and a dye,
A glass gel comprising: an alcohol solvent, a dispersant having an adsorbing effect on the dye and being soluble in alcohol and compatible with a metal alkoxide, wherein the dye has an average particle size of 3 nm to 300 nm. A coating liquid composition for forming a thin film.
【請求項2】 前記金属アルコキシドまたは金属アルコ
キシドの縮合多量体の総重量をA、色素の総重量をB、
分散剤の総重量をC、コーティング液の総重量をDとし
たとき、 B/A=0.0001〜2、 C/A=0.0001〜2、 (A+B+C)/D=0.001〜0.5、であること
を特徴とする請求項1記載のガラスゲル薄膜形成用コー
ティング液組成物。
2. The total weight of the metal alkoxide or the condensation polymer of the metal alkoxide is A, the total weight of the dye is B,
When the total weight of the dispersant is C and the total weight of the coating liquid is D, B / A = 0.0001 to 2, C / A = 0.0001 to 2, (A + B + C) /D=0.001 to 0 5. The coating liquid composition for forming a glass gel thin film according to claim 1, wherein
【請求項3】 請求項1記載のガラスゲル薄膜形成用コ
ーティング液組成物を基板上に塗布し、低温焼成により
形成したことを特徴とする着色ガラスゲルフィルター。
3. A colored glass gel filter, wherein the coating liquid composition for forming a glass gel thin film according to claim 1 is applied on a substrate and formed by firing at a low temperature.
【請求項4】 光透過性表示部基体の外表面に、少なく
とも発光エネルギーが多い波長以外の波長域を選択的に
吸収するように設定された請求項3記載の着色ガラスゲ
ルフィルターが設けられたことを特徴とする表示装置。
4. The colored glass gel filter according to claim 3, wherein the colored glass gel filter is set on the outer surface of the light-transmitting display portion base so as to selectively absorb at least a wavelength region other than a wavelength having a large emission energy. A display device characterized by the above-mentioned.
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