涂渍溶液组合物,其用途,有色玻璃滤光片及采用它的显示器制造技术

一种形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物，含有至少一种选自金属醇盐和金属醇盐缩聚物的材料；一种着色材料；一种醇溶剂和一种能吸收着色材料、可溶于醇溶剂并与金属醇盐有混溶性的分散剂，其中着色材料的平均粒度为３－３００ｎｍ。将此组合物于１００－３００℃的温度烧结后所得到的玻璃凝胶薄膜具有极好的防水性、耐久性、并具有高强度。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物，该组合物包括一金属醇盐和一着色材料，及玻璃凝胶滤光片和采用玻璃凝胶滤光片的显示装置。具有选择光吸收性质的滤光片是在一常规显示装置的外表面上形成的，以改进对比度特性。滤光片一般用玻璃薄膜。为得到玻璃薄膜所需的滤光特性，在玻璃薄膜中可含有有适当光吸收性质的着色材料。有机着色材料是优先选择的用以得到所需滤光特性的着色材料，因为可获得的有机着色材料种类繁多。但是无机着色材料也是可以使用的。溶胶-凝胶法是常用的形成玻璃膜的方法。按此方法，可将金属醇盐、水、酸、着色材料和醇的溶液混合物(即涂渍溶液组合物)进行水解和缩聚以得到凝胶膜。在一常用的溶液-凝胶法中，涂渍溶液组合物是在约1，000℃的温度下烧结，但在此温度下有机着色剂将被分解。与此相反，日本专利公开(未审查)No1-320742公开了在低温下烧结含着色材料的涂膜以形成具有选择的光吸收性质的玻璃薄膜的方法，在此专利公开中是将一染料用作着色材料的，因为不透明的颜色不能被外部光改变，可以得到所需之光吸收滤光特性，结果便可得到实际的选择性光吸收性质。用溶胶-凝胶法于500℃或更低的温度下烧结得到的玻璃薄膜有许多孔隙，因而是高孔隙的。当用能得到鲜明颜色的染料或有机颜料作为着色材料时，涂渍溶液组合物的最大烧结温度由于耐热性应为约300℃或更低，由于这一原因，所得到的玻璃膜趋于多孔性。低温烧结所得到的玻璃膜不可能是足够致密的膜，有许多作为膜的缺陷的孔隙，因此得到多孔的玻璃凝胶薄膜(下称玻璃凝胶膜)。结果，特别是用染料作为着色材料时，提出了耐水性的问题。即水或化学品可以渗透过膜的表面以洗脱着色材料。再者，由于使用小粒度的着色材料以增加玻璃凝胶膜的透明度，不能很好地阻止着色材料被氧、紫外线等所氧化或脱色。这种玻璃凝胶薄膜趋向于渗透氧;另外，当玻璃凝胶的骨架结构具有缺陷时，其机械强度趋于降低。在此情况下提出了用耐热性好的无机着色材料代替耐热性很差的有机着色材料以高温烧结使材料玻璃化的方法，由此消除了低温烧结所得到的玻璃凝胶薄膜存在的缺陷，因而得到高的机械强度。但是，为达此目的必须将材料在500℃或更高的温度下烧结一较长的时间。从成本的观点考虑，要进行长时间的高温烧结是困难的，特别是象显示装置这样的电子设备在这样一种高温下进行烧结，是非常困难的。由于与有机着色材料相比，无机着色材料的种类较少，仅用无机着色材料要得到所需的滤光特性也是困难的。用常规溶胶-凝胶法已形成了一种具有滤光特性的玻璃膜，用此方法时由于考虑到所用的着色材料的耐热性而采用低温烧结，得到的玻璃薄膜是多孔的，并且耐水性很差。要提高薄膜的透明度，着色材料的粒度必须很小。因此，常规玻璃存在防紫外线的问题。另外滤光片上的膜强度也是不足的。本专利技术的目的是提供在低温下容易形成具有防水和防紫外线的含着色材料的玻璃凝胶薄膜涂渍溶液，同时保持含着色材料的玻璃凝胶膜极好的光学特性，也提供含着色材料的玻璃凝胶薄膜的显示装置，该薄膜有极好的对比度和颜色纯度特性。本专利技术提供了形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物，该组合物包括至少一种选自金属醇盐和金属醇盐缩聚物的材料;一种着色材料;一种醇溶剂和一种分散剂，分散剂能吸收着色材料、溶于醇溶剂、与金属醇盐混溶，其中着色材料的粒度为3nm至300nm。本专利技术也提供了具有选择光吸收性质的玻璃凝胶薄膜，其是在100°-300℃，通过烧结涂渍薄膜形成的，其基本是由形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物组成。本专利技术也提供显示装置，该装置包括显示单元和吸收选择光线的玻璃凝胶滤光片，滤光片是在100°-300℃下烧结涂覆在显示单元基体外表面上的涂层而得到的，其主要由形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物组成。在本专利技术的形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物中，着色材料组分的粒度是限定的，并且使用了能吸收着色材料的分散剂。由于这些原因，着色材料可以牢固地保留在玻璃凝胶薄膜中，因此可以得到防水性、耐久性和薄膜强度均优良的好的玻璃凝胶薄膜。本专利技术的其他目的和优点将在下面叙述，有一部分是显而易见的或者可经对本专利技术的实践而知晓。本专利技术的目的和优点可用设备装设和特别是所附权利要求中指出的结合而被认识和达到。所附各图构成本专利技术说明书的一部分，说明本专利技术的最佳具体实施方案。和上面的一般描述以及下面的最佳实施方案一起对本专利技术的原理进行解释。附图说明图1A和1B说明着色材料粒度的功能;图2A和2B说明图1A和1B中着色材料和玻璃凝胶膜之间的结合状态;图3示出本专利技术的最佳具体实施方案的有色玻璃凝胶滤光片的透光特性和彩色显像管发射光谱之间的关系;图4为按本专利技术方法的彩色显像管的部分切割面图，显示其结构;图5为本专利技术另一具体实施方案中有色玻璃滤光片的透光特性和等离子体显示的发射光谱之间的关系;图6为本专利技术的又一具体实施方案中显示液晶显示结构的截面图。本专利技术的形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物包括至少一种选自金属醇盐和金属醇盐缩聚物的材料;一种着色材料;一种醇溶剂和一种能吸收着色材料、能溶于醇溶剂和与金属醇盐混溶的分散剂，其中着色材料的平均粒度为3nm至300nm。着色材料的平均粒度优先选择的范围为5-200nm。在涂渍溶液组合物中需优先满足下列条件B/A＝10-4-2C/A＝10-4-2(A+B+C)/D＝10-3-0.5其中A为金属醇盐或金属醇盐缩聚物的总重量，B为着色材料的总重量，C为分散剂总重量，D为涂渍溶液总重量。如果B/A比率低于10-4，则着色不足;如果B/A比率大于2，则膜强度降低。如C/A低于10-4，则着色材料趋于变质;如C/A大于2，则膜强度降低。如(A+B+C)/D低于10-3，则膜厚度不能满足实际应用;如(A+B+C)/D大于0.5，则涂渍溶液的稳定性不足。另外，C/B最好是0.005-1。着色材料最好是选自由有机颜料和无机颜料组成的一组材料。有机颜料之例有偶氮型颜料(例如联苯胺黄和胭脂红FB)、缩合颜料(例如花、perynone、dioxadine)、硫靛、异二氢氮茚酮、Quinophthalone或Quinacridone)和酞菁型颜料。无机颜料之例有炭黑、钛白、氧化铁、铬黄、钴兰、群青、布鲁士兰和钼橙等。任何醇都可作为醇溶剂，如异丙醇、乙醇、甲醇、丁醇、甲氧基甲醇、乙氧基乙醇、丙氧基甲醇和丁氧基乙醇等。分散剂之例有聚乙烯基丁缩醛树脂、聚乙烯醇树脂、丙烯酸树脂、乙基纤维素、不饱和聚羧酸和磷酸盐表面活性剂。金属醇盐之例有Si、Zn、Zr、Ti、Al、Fe、Co和Ni的醇盐。本专利技术进一步提供了一种玻璃凝胶薄膜，它是在温度为100℃-300℃的范围内烧结涂膜得到的，涂膜是用形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物涂覆形成的。此玻璃凝胶膜有吸收选择光的性质，被吸收的光的波长范围可以根据适当选择所用的着色材料而任意改变。优先选择透明的基体用作此玻璃凝胶膜的基体。本专利技术进一步提供一显示装置，它包括一有吸收选择光性质的玻璃凝胶滤光片，是将形成玻璃凝胶薄膜的涂渍溶液组合物涂布在显示单元体的外表面形成的涂层膜，并在温度为100℃-300℃的范围内烧结而成。显示装置之例有阴极射线管、液晶显示和等离子体显示。玻璃凝胶滤光片的吸收选择光的性质可根据所用的着色材料的类型而恰当地改变。例如，当显示装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以形成玻璃凝胶薄膜（１）的涂渍溶液组合物，该组合物含：至少一种选自包括金属醇盐和金属醇盐缩聚物的材料；一种着色材料（３）和一种醇溶剂，其特征在于所说的涂渍溶液含有对着色材料有吸收性质的、能溶于醇溶液的和与金属醇盐能混溶的分散剂，所说的着色材料的平均粒度为３－３００ｎｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤武夫，松田秀三，坂井和夫，
申请(专利权)人：株式会社东芝，富士色素株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]