米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> 株式会社日立製作所

発明の名称 表示装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−251728
公開日 平成6年(1994)9月9日
出願番号 特願平5−35505
出願日 平成5年(1993)2月24日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎
発明者 河村 啓溢 / 小原 克美 / 宮崎 正広 / 河村 孝男 / 遠藤 喜重
要約 目的
画面に汚れ等の耐付着性をもつ帯電防止と反射防止機能をもつ表示装置を提供する。

構成
表示装置の画面を構成する基板1の表面上に、SnO2,Sb2O3 ,In2O3,TiO2,ZrO2およびこれらの混合物の中から選択した少なくとも1種の第1超微粒子14からなる第1層と、第1層の上層に上記超微粒子より大きな粒子径を持つ上記物質およびこれらの混合物の中から選択した少なくとも1種の第2超微粒子13からなる第2層と、第2層を構成する第2超微粒子間の隙間および/または第1層を構成する第1超微粒子間と第1層を構成する第2超微粒子間の隙間を埋めるようにSiO2,MnF2の少なくとも一方かならるマトリクス層12備えた帯電防止および反射防止膜を有する。
特許請求の範囲
【請求項1】表示装置の画面を構成する基板の表面上に、SnO2 ,Sb2 3 ,In2 3 ,TiO2 ,ZrO2 およびこれらの混合物の中から選択した少なくとも1種の第1超微粒子からなる第1層と、この超微粒子層からなる第1層の上層に上記超微粒子より大きな粒子径を持つSnO2 ,Sb2 3 ,In2 3 ,TiO2,ZrO2 およびこれらの混合物の中から選択した少なくとも1種の第2超微粒子からなる第2層と、上記第2層を構成する第2超微粒子間の隙間および/または上記第1層を構成する第1超微粒子間と上記第1層を構成する第2超微粒子間の隙間を埋めるようにSiO2 ,MnF2 の少なくとも一方かならるマトリクス層とを備えた帯電防止および反射防止膜を有することを特徴とする表示装置。
【請求項2】請求項1において、前記第1超微粒子および第2超微粒子が、SiO2 ,TiO2 ,ZrO2 の中から選択した少なくとも1種からなるマトリクス層により固定してなる帯電防止および反射防止膜を有することを特徴とする表示装置。
【請求項3】請求項1または2において、前記第2層の空気層との界面より僅かに内側に入った部分での屈折率をn1 、第2層を構成する第2超微粒子の相互接触面より僅かに上記空気層側に寄った部分の屈折率をn2 、前記導電層部分の屈折率をn3としたときn1 <n2 <n3である帯電防止および反射防止膜を有することを特徴とする表示装置。
【請求項4】請求項1,2または3において、前記マトリクス層の最外表面が滑らかに連続する凹凸を有する帯電防止および反射防止膜を有することを特徴とする表示装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管、液晶表示装置、等の表示装置、およびその他の表示装置に係り、特にその表面に反射防止と帯電防止構造をもつ表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】陰極線管や液晶表示装置等の表面光沢性を有するスクリーンが外光の反射によって、その再生画質が劣化するのを防止するために、従来から各種の反射防止手段を当該スクリーン面に施すことが行われている。その代表的なものとして、スクリーン面にセラミックを蒸着により多層コートし、このセラミックコート層による光の干渉を利用して反射率を小さくする方法が知られている。
【0003】この方法は、コートしたセラミック層の凹凸が殆どない平滑面であるために、表示画像に歪みが生ぜず、超高精細のカラーディスプレイ管などの反射防止に適しているが、セラミックコート層の形成コストが高いために、高級機種に限定して適用されている。そのため、一般の汎用機種については、表面に凹凸を形成して光を拡散させ、反射像の輪郭をぼかした,所謂ノングレア方式の反射防止膜が広く適用されている。
【0004】本出願人は、前者の光の干渉を利用した反射防止膜を比較的低コストで実現できるものとして、超微粒子を用いた反射防止を提案した(特開昭63−193101号公報参照)。上記公報に開示の発明は、表示装置の画面にSiO2 超微粒子を添加したSi(OR)4 (Rはアルキル基)のアルコール溶液を塗布し、これを焼成して当該画面上にSiO2 超微粒子およびこれを固定するSiO2 バインダーからなる反射防止膜を形成するものである。
【0005】上記反射防止膜は、超微粒子と空気で構成される表面層の屈折率が、順次厚さ方向に連続的に変化することによる光の干渉を利用して反射率を実質的に低下させるものである。図7は上記従来技術による表示装置の反射防止膜の構造と作用を説明する要部断面図であって、10は表示装置のスクリーン基板(以下、パネルという)、11は空気層、21はSiO2 微粒子層、22はSiO2 バインダー層である。
【0006】同図において、Aに示す位置における屈折率は空気の屈折率n0 (n0 ≒1)、Bに示す位置からパネル10側ではSiO2 微粒子21とSiO2 バインダー層とが充填された状態にあるので、その屈折率nsiはSiO2 の屈折率(≒1.46)となり、また、ガラスからなるパネル10の屈折率ng はガラスの屈折率(≒1.53)に等しい。
【0007】そして、上記AとBとの囲まれた凹凸部分における屈折率は、SiO2 の体積分率、つまりA,B平面に平行な平面で切った微小な厚みの板を仮想したとき、その板の体積全体に占めるSiO2 部分の体積の割合に応じれ連続的に変化する。すなわち,Aより僅かにB側に入った部分での屈折率をn1 、Bより僅かにA側に入った部分の屈折率をn2 としたとき、n1 <n2 となる。
【0008】上記の構造をもったパネルの反射防止膜の反射率をRaとすると、
但し、δ={2π(n1 +n2 )}d/λ(1)式において、Raが最も小さくなるのは、Sinδ/2が最大(すなわちδ=π)のときで、この条件を満足させる組合せは {(n1 +n2 )/2}d=λ/4 ・・・・・(1-a) であり、そのときのRaの最小条件はsi=n1 ・n2 ・・・・・(1-b) である。
【0009】上記の各関係を満足させるようにA位置からB位置の距離すなわち深さd、SiO2 の粒子径、粒子配列、粒子配列表面側の凹部を埋めるマトリックス(導電層)、および溶媒、塗布条件等をコントロールして反射防止特性を得ている。さらに、反射防止に加えて帯電防止性が要求されるときは、次のような多層コーティング膜構成が取られる。
【0010】図8は従来技術による表示装置の帯電防止性を併せ持つ反射防止膜の構造と作用を説明する要部断面図であって、23はSnO2 導電層、nsnはSnO2 導電層の屈折率である。同図に示したように、基板10の上に帯電防止層として機能する第1層としてSnO2 の導電層23が設けられ、この上に第2層としての反射率Raの反射防止層を形成した多層膜を設けている。この反射防止層の構造は前記図7で説明したものと同様である。
【0011】図8の構成において反射率Rが最小となる条件は、図7の反射率Raが最小となる条件の他に、帯電防止層23の反射率Rbとの干渉を考慮する必要がある。これらを含めた反射率Rが最小となる条件は、2層膜の特性マトリックスの計算方法からsi・d1 ={(n1 +n2 )/2}d1=λ/4 ・・・・(2-a) nsi={(n1 +n2 )/2}√(nsn) ・・・・(2-b) の関係を満たすことが必要である。
【0012】従来の技術においては、上記したような条件を満足させて帯電および反射防止膜を形成している。なお、図7,図8の構成における反射防止原理の説明は、基板10との界面の反射についても考慮する必要があるが、説明の便宜上省略してある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、SiO2 超微粒子による方法や、蒸着多層コーティング膜による方法は、前記(1−a)式、(2−a)式に示したように、物理的な膜の厚みをd、屈折率をnとしたとき、物理的膜厚ndが反射防止特性に非常に敏感に影響する。例えば、その表面(パネル表面)に汚れや指紋が付着すると厚みdが変化して、反射率は一般に大きく変化する。
【0014】したがって、汚れや指紋が付着した部分の反射率が変わり、当該部分は明瞭に浮き出て見えるようになり、表示品質を劣化させてしまう。特に、表面に微細な凹凸のある反射防止膜は、その微細な凹凸の隙間に汚れや指紋が入り込み易く、それが奥深く侵入した場合は簡単に除去できない。本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、反射防止効果に優れ、汚れや指紋の付着が少なく、かつ付着した汚れや指紋を容易に除去できる反射防止構造をもつ表示装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記したごとく、超微粒子による表面の凹凸を利用した反射防止膜は反射防止性に優れ、汚れに対しても実用的には問題ないが、この反射防止膜の信頼性をより向上させるために、本発明は、汚れや指紋の付着性が低く、呼気布拭きなどの日常の簡単な方法で払拭でき、かつ傷つき難く膜強度に優れた帯電防止と反射防止膜をもつ表示装置を提供するものである。
【0016】すなわち、本発明の請求項1の発明は、表示装置の画面(スクリーン)を構成する基板(パネル)の表面上に、SnO2 ,Sb2 3 ,In2 3 ,TiO2,ZrO2 およびこれらの混合物の中から選択した少なくとも1種の第1超微粒子からなる第1層と、この第1層の上層に上記超微粒子より大きな粒子径を持つSnO2 ,Sb2 3 ,In2 3 ,TiO2 ,ZrO2 およびこれらの混合物の中から選択した少なくとも1種の第2超微粒子からなる第2層と、上記第2層を構成する第2超微粒子間の隙間および/または上記第1層を構成する第1超微粒子間と上記第1層を構成する第2超微粒子間の隙間を埋めるようにSiO2 ,MnF2 の少なくとも一方かならるマトリクス層とを備えた帯電防止および反射防止膜を有することを特徴とする。
【0017】また、本発明の請求項2の発明は、前記第1超微粒子および第2超微粒子が、SiO2 ,TiO2 ,ZrO2 の中から選択した少なくとも1種からなるマトリクス層により固定してなることを特徴とする。さらに、本発明の請求項3の発明は、請求項1または2において、前記第2層の空気層との界面より僅かに内側に入った部分での屈折率をn1 、第2層を構成する第2超微粒子の相互接触面より僅かに上記空気層側に寄った部分の屈折率をn2 、前記導電層部分の屈折率をn3 としたときn1 <n2 <n3であることを特徴とする。
【0018】そして、本発明の請求項4の発明は、請求項1,2または3において、前記マトリクス層の最外表面が、滑らかに連続する凹凸を有することを特徴とする。
【0019】
【作用】上記本発明の構成において、反射率を最小にする条件は、前記(1−a)式,(1−b)式、および(2−a)式,(2−b)式と同様の方法により求めると、 n3・d1={(n1+n2)/2}・d2=λ/4 ・・・・・(3−a)
n3=n1・n2 ・・・・・(3−b)
n3={(n1+n2)/2}・√(n・g) ・・・・・(3−c)
となり、このような条件が得られるように、成膜の材質、膜厚をコントロールして成膜すれば、反射率を小さくすることができる。
【0020】また、帯電,反射防止層を構成する膜の最外表面に、汚れや指紋の付着がし難く、付着した汚れや指紋を容易に除去できる範囲で滑らかな多少の凹凸を有せしめると、上記n1 をさらに小さくすることができ、反射防止効果をより向上できる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明による表示装置をカラー陰極線管に適用した実施例を説明するための当該カラー陰極線管の構造を示す部分断面模式図である。同図において、1はスクリーンであるパネル、2はファンネル、3はネック、4はネック3の部分に収納された電子銃、5はシャドウマスク、6は蛍光面、7はファンネルに装架された偏向ヨーク、8はパネルの外面に形成した帯電防止および反射防止層、9は防爆バンドである。
【0022】なお、パネル1,ファンネル2およびネック3で陰極線管の外周器を構成し、R,G,Bは電子ビームを示す。図示したように、スクリーンすなわち画面を構成するパネル1の外面に帯電,反射防止層8が形成され、これにより外光の反射を防止して高コントラストの画像を再生できると共に、パネル1の内面に印加される高電圧による高圧の静電気は防爆バンド9を通して接地される。
【0023】図2は本発明の第1実施例を説明する図1の矢印A部分の拡大断面図であって、図1と同一符号は同一部分に対応し、12は低屈折率のマトリクス層、13は第1超微粒子、14は第2超微粒子、13aは高屈折率の第2層、14aは第2層よりさらに高屈折率の第1層である。帯電防止および反射防止層8は第1層14aと第1層13aの多層から構成される。
【0024】同図において、低屈折率のマトリクス層12は超微粒子13からなる第2層の表面の微細な凹凸や隙間を埋めて、汚れや指紋の付着を低減し、付着した汚れや指紋を容易に除去できるように、その最外表面が滑らかな多少の凹凸を有している。上記マトリクス層は、SiO2 ,MgF2 の少なくとも1種を含み、SiO2はエチルシリケートなどの金属アルコキシドの分解重縮合反応により形成する。
【0025】なお、MgF2 の場合は、MgF2 をエチルシリケートに添加してもよい。また、両者共に別の有機金属化合物から導入しても差支えない。第2層を構成する第2超微粒子13は高屈折率の材料で、屈折率の連続変化が体積分律で得られる形状であれば図示したような球形に限らない。球形の場合は80〜120nm程度が好ましい。
【0026】この材質は、SnO2 ,Sb2 3 ,In2 3 ,TiO2 ,ZrO2 およびこれらの中から選択した少なくとも1種の超微粒子で構成される。第1層を構成する第1超微粒子14は高屈折率の材料で、かつ導電性を得るために、第2超微粒子13よりは粒子径が小さい(例えば、5〜7nm、なお20nm程度でも可)ものが均一緻密に詰まった構成とされる。
【0027】この材質としては、上記と同様にSnO2 ,Sb2 3 ,In2 3 ,TiO2 ,ZrO2 およびこれらの中から選択した少なくとも1種の超微粒子で構成される。なお、d1 ,d2 は前記反射率の計算における厚さである。この実施例によれば、反射防止効果に優れ、汚れや指紋の付着が少なく、かつ付着した汚れや指紋を容易に除去できる反射防止構造をもつ表示装置を提供することができる。
【0028】図3は本発明の第2実施例を説明する図1の矢印A部分の拡大断面図であって、図1と同一符号は同一部分に対応する。同図の実施例は、第1層を構成する第1超微粒子の大きさを略々第2層を構成する超微粒子と同程度として、反射防止層を複数層13a’,14a’で構成したものである。この場合は、層13a’の厚みがd2 、層14’の厚みがd1 となる。
【0029】このように、超微粒子の層を複数層とした場合においても、それらの屈折率の連続変化が体積分律で得られればよい。なお、第1層14a’には、少量のマトリクスがバインダーとして含まれていてもよい。そして、第1層14a’の屈折率は第2層の屈折率に等しいか、出来るだけ近い値であることが望ましい。
【0030】この場合のマトリクスとしては、SiO2 ,TiO2 ,ZrO2 の中から選択した少なくとも1種を用いる。この実施例によっても、反射防止効果に優れ、汚れや指紋の付着が少なく、かつ付着した汚れや指紋を容易に除去できる反射防止構造をもつ表示装置を提供することができる。
【0031】上記帯電防止,反射防止層の形成は、溶媒,触媒,その他の膜形成調節剤、所定の超微粒子、アルコキシド等により塗布液を調整し、ディップ法,スピンコート法,ロールコータ法,スプレー法等のどのような塗布方法を採用してもよく、その塗布も1回、あるいは数回の繰り返しで行う。また、出来上がった膜表面は、必ずしも図示したような平坦面に限らず、図4あるいは図5に示したように、汚れや指紋の付着性が低く、付着した汚れや指紋を容易に除去できる範囲で多少の凹凸を有する方が反射防止効果が大きい。
【0032】次に、図6を参照して本発明の帯電,反射防止層の具体的な形成方法を説明する。図6は本発明の帯電,反射防止層の組成と形成方法および特性の各種具体例の説明図である。まず、清浄化した表示装置の画面を構成する基体表面に同図に示した組成の混合液を塗布する。
【0033】同図の例では、混合液の塗布を2回ディップで行ったが、スピンコート法でも同様であり、また塗布回数も1回〜数回でよい。なお、スピンコート法で塗布する場合は、塗布液の濃度を少し希釈した方がよい結果が得られる。所定の塗布作業を終了後、基体を変形損傷させない温度範囲で焼成する。図6には、塗布条件,焼成完成品の各種特性も示してある。
【0034】また、同図では、各層の屈折率や膜厚の制御は、超微粒子の材質,塗布液組成,塗布速度,環装速度、等を変えて行った結果を示す。同図に参考例として示したNo.1は従来例を示す。この参考例でも帯電防止特性や反射防止特性は満足される実用値を示すが、汚れや指紋が付着し易く、かつその除去性は難しい。すなわち、この参考例は、前記図8に示した表面状態にあり、表面の凹凸の隙間部分に汚れや指紋が付着し易く、呼気による布拭きでは付着した汚れや指紋を除去できない。また、頑固な汚れはメタノール等の溶剤でも除去しきれない。
【0035】これに対し、No.2〜No.6では、表面が前記図2〜図5に示した状態となり、超微粒子間の隙間が詰まった滑らかな状態になるため、汚れや指紋がトラップされ難く、かつ、たとえ付着し残留しても、その除去は容易である。すなわち、呼気を吹きかけて布で擦ることで簡単に除去することができる。また、消しゴムで擦ったとき、正反射率の増加は、前者が約2倍であるのに対して、後者は1.1倍以下である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、反射防止効果に優れ、汚れや指紋の付着が少なく、かつ、クリーニングし易い表示画面を有する表示装置を提供できる。特に、本発明を適用した陰極線管は、多層コーティングと同じ原理の光干渉を利用した反射防止層であるために高解像度性を有し、かつ、画面状態が黒く沈むために高コントラストであり、製造コストも低く、そして帯電防止性を兼ね備えた高性能の表示装置として優れたものとなる。
【0037】本発明は、実施例で説明したカラー陰極線管に限らず、各種液晶表示装置,投写型陰極線管、その他の帯電および反射防止を必要とする表示装置に適用して優れた機能を発揮できる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013