JP2000260355A

JP2000260355A - ディスプレイ

Info

Publication number: JP2000260355A
Application number: JP5942299A
Authority: JP
Inventors: Koji Sakai; 浩司酒井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ディスプレイ表示画面上に、大気中に浮遊す
る埃及び油脂質有機物等の静電気付着による汚れや、人
間が直接触れる指紋等の汚れを、上述するように人間が
直接に布等で拭き取って清浄化することなく、常に自然
に汚れが除去されて、表示画像が良好な画質で見ること
ができる表示面を有するディスプレイデバイスを提供す
ることである【解決手段】ディスプレイの表示部表面に、紫外線照
射されて防汚性を呈するアナターゼ型ＴｉＯ2 等の金属
酸化物光半導体粒子を含有する実質的に透明な被膜層が
施されているディスプレイ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイに関
し、更に詳しくは、テレビやパソコン等の表示画面であ
るディスプレイの表示部ＣＲＴ表面及び表示部パネル表
面が、通常、大気中に浮遊する油脂質や人間の指紋等の
付着有機質によって汚れて、表示画質を著しく低下させ
るが、これらの汚れを効果的に防止できるディスプレイ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）、エレクトロケミカルディスプレイ（ＥＣＤ）、プ
ラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、エレクトロルミネセン
トディスプレイ（ＥＬＤ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）、発
光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、及びＣＲＴ、Ｌ
ＣＤ等のように、各種のディスプレイデバイスが多岐に
使用されている。

【０００３】これらの表示部パネル表面又は表示部ＣＲ
Ｔ表面は、透明ガラスや透明プラスチック部材からな
り、このようなガラス面及びプラスチック面は、何れも
高誘電性の絶縁材であり、従来から、静電気蓄積がされ
やすく、大気中に浮遊する埃や油脂質が、付着しやす
く、又人間が触れた指紋等の有機質によって汚れやす
く、表示画像のコントラス低下、ぼやけ、班模様等を生
じさせて画質を著しく低下させるのが一般的である。通
常は、このような汚れは、布、紙等で直接拭き取るよう
にしている。

【０００４】さらにまた、最近は、テレビにしても、パ
ソコンにしても、カラー表示の液晶及びＣＲＴ表示が、
質・量とも急速に進展・拡大し、そのモノカラー表示、
マルチカラー表示及びフルカラー表示にしても、益々高
画質、高精細化及び高精彩化が進むに伴い、このような
汚染による単純な画像表示の品質低下は、極力防止され
ることが望まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、従来から、こ
のような静電気付着に基づく汚れを少なくするために、
そのディスプレイ表示面に帯電防止剤を塗布（スプレ）
させて静電気蓄積を減少させて、静電気付着による汚れ
を防止させるとか、また、この表示画面に親水性塗料を
塗布させて親水性にして、大気中に浮遊する埃及び油脂
質有機物等の親油性成分の付着による汚れを防止する等
の提案がなされているが、通常、このような処置による
効果も一時的で、しかも、耐久性に欠けて、未だ十分に
満足されるものでないのが実状である。

【０００６】従って、本発明の目的は、ディスプレイ表
示画面上に、大気中に浮遊する埃及び油脂質有機物等の
静電気付着による汚れや、人間が直接触れる指紋等の汚
れを、上述するように人間が直接に布等で拭き取って清
浄化することなく、常に自然に汚れが除去されて、表示
画像が良好な画質で見ることができる表示面を有するデ
ィスプレイデバイスを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑みて、これらの課題を解決すべく鋭意検討をし、チタ
ン等の光半導体粒子が、紫外線の照射下において、有機
物を分解させることに着目して、ガラス面にチタン微粒
子を含有する透明樹脂を薄膜状に形成させた後、この面
にグリスを塗り、裏面から蛍光灯によって、光照射させ
たところ自然にグリスが消滅することを見出して、本発
明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、ディスプレイの表示
部表面に、紫外線照射されて防汚性を呈する実質的に透
明な被膜層が施されていることを特徴とするディスプレ
イを提供する。

【０００９】すなわち、ＴｉＯ2 等の酸化物粒子は、従
来から、光励起により、電子−正孔対が生成し、生成し
た電子は表面酸素を還元してスーパーオキサイドイオン
（Ｏ ^2-）を生成し、正孔は表面水酸基を酸化して水酸化
ラジカル（・ＯＨ）を生成し、これらの高度に反応性の
活性酸素種（Ｏ^2-や・ＯＨ）の酸化還元反応によって有
機物を分解させるものである。

【００１０】このような光励起状態で、チタニア（Ｔｉ
Ｏ2 ）の粒子表面に上述するような油脂質有機成分が付
着すると、スーパーオキサイドイオン（Ｏ^2-）が、この
付着有機成分（汚れ）の炭素の水素を、水酸基ラジカル
が奪って分解させて、それぞれを酸化することで、二酸
化炭素と水に分解される。

【００１１】本発明によれば、例えば、図１に示すディ
スプレイは、液晶表示パネル素子であって、本発明によ
る光半導体金属酸化物粒子を含有する薄膜被覆が、液晶
パネル板３上に形成されている。この液晶表示パネル
は、使用時には、光分散板９を介して蛍光管４から、常
時、微弱であるが紫外線を含む白色光が照射されている
ので、液晶パネル板３上に上述するような汚れがあれ
ば、この薄膜被覆層中の光半導体金属酸化物粒子の光励
起による酸化還元作用によって、この油脂質有機成分付
着に基づく汚れは、分解消滅させられて、液晶表示パネ
ル面は清浄化されるので、このような汚れによるディス
プレイの表示画質の低下を効果的に防止することができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】既に上述するように、本発明は、
ディスプレイの表示部表面に、静電気付着等に基づく油
脂質汚れを防止するために、紫外線照射下にこれらを二
酸化炭素と水に分解させて防汚性を呈するアナターゼ型
ＴｉＯ2 等の金属酸化物光半導体粒子を含有する実質的
に透明な被膜層が施されていることが特徴である。

【００１３】本発明において、例えば、ＣＲＴ及び液晶
表示パネルのような表示画面上に、光触媒性金属酸化物
粒子を含有さ被覆層を形成させるに、その表示画面の材
質が、例えば、透明ガラス又は透明プラスチック面であ
れば、これらの光触媒性金属酸化物粒子を含有する樹脂
塗料を塗布させて、焼き付け硬化させて、この光触媒に
よる防汚性被覆層を形成させることができる。また、特
に、ＣＲＴ等のようにガラス製官球のように耐熱性の材
料である場合には、この官球の表示面にこれらの金属酸
化物粒子を焼結させることで光触媒による防汚性被膜の
実質的に透明な被覆層を形成することができる。さらに
は、チタニアゾルのような無定形の光触媒前駆体等を用
いる場合には、塗布後、所定温度に加熱させて結晶化さ
せることにより、同様に防汚性被覆層を形成させること
ができる。

【００１４】このような防汚性被覆層の膜厚（層厚）
は、本発明においては、、光の波長からして、好ましく
は、０．２μｍ以下であることにより、光の干渉による
この層による発色を防止することができる。また、この
膜厚が薄ければ薄いほど透明性が向上することから好ま
しい。また、極薄膜であることによる耐磨耗性におい
て、必要に応じて、更に、適宜に耐磨耗性又は耐食性の
保護膜を被覆させることもできる。

【００１５】このような光触媒性金属酸化物粒子として
は、ＴｉＯ2 、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、ＳｒＴｉＯ3 、ＷＯ
3 、Ｂｉ2 Ｏ3 等の酸化物粒子が挙げられ、これらの単
独又は２種以上を組み合わせて適宜に使用することがで
きるが、本発明において、特に、好ましくは、酸化チタ
ン粒子の中でも、アナターゼ型ＴｉＯ2 が好適に使用さ
れる。これらの光半導体は、粉末又はゾルの形態で用い
られ、その一次粒径は、５〜５０ｎｍの範囲にあるのが
好ましい。

【００１６】すなわち、チタニア（ＴｉＯ2 ）は、無害
で、化学的安定で、安価で、且つ容易に入手される材料
である。また、バンドギャプエネルギが高く、従って、
光励起には紫外線を必要とするが、チタニアは、光励起
の過程で可視光を吸収しないので、補色成分による発色
が起こらない。従って、好ましくは可視光領域で透明で
あることが必要である場合にあっては、特に、チタニア
は好適に使用することができる。また、チタニアとし
て、本発明においても、ルチル型とアナターゼ型の何れ
も使用されるが、好ましくは、アナターゼ型を好適に使
用することができる。すなわち、アナターゼ型のチタニ
ア材料には、塗布等の作業性に優れるゾル状材料があ
り、しかも、入手が容易であって、特に、ゾル状である
がために薄膜被覆を形成させるに好適である。一方、ル
チル型は、アナターゼ型に比べて、高温度下にも安定で
あることから、例えば、ガラス面に焼結する場合には、
ルチル型が好適に使用される。

【００１７】また、このように光触媒性金属酸化物粒子
を単独で使用する他に、必要に応じて、これらの酸化物
粒子を、多孔質体に担持させた担持体として使用するこ
とができる。このような多孔質体（比較的に、比表面積
の大きな微細粒子）としては、従来から公知の比晶質Ｓ
ｉＯ2 が知られており、通常、ゾル状物も知られてお
り、好ましくは、このゾル状物に光触媒性金属酸化物粒
子を担持・分散させたものは、塗布液として使用するこ
とができる。また、２０〜７００ｍ²／ｇのＢＥＴ比表
面積を有する層状スメクタイト化合物も好適に使用する
ことができる。このような化合物としては、合成物のト
リオクタヘドラル（３−八面体）型スメクタイトとし
て、スチブンサイト、ヘクトライト、サポナイト等が公
知である。一般的に、容易に入手することができるもの
である。

【００１８】また、これらの層状スメクタイト化合物は
水膨潤性を有し、その分散液はチクソトロピー性を呈
し、これに上記する光触媒性金属酸化物粒子を担持・分
散させたものは、特に、これらの酸化物粒子の担持性に
優れ、しかも、塗布性、付着性に優れていることから、
塗布型として好適に使用することができる。しかも、波
長４００〜２５０ｎｍの紫外線に対して、６０％以下の
吸光度であり、上記する比晶質ＳｉＯ2 等の他の無機担
体に比して小さく、光半導体の光活性を阻害しにくい利
点を有している。

【００１９】また、これらの光触媒性金属酸化物粒子の
光励起を活性にするために、予め、これらの粒子に、Ｐ
ｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒの白金族金属元素か
ら選ばれた少なくとも１種の金属元素をドーピングさせ
た光触媒性金属酸化物粒子を、適宜好適に使用すること
ができる。これにより光触媒性金属酸化物粒子の光照射
下の酸化還元性を向上させることができて、上述したよ
うな汚れの分解を促進させるものである。

【００２０】また、既に上述したチタニアゾルの他に、
無定形チタンの形成には、有機チタンの加水分解と脱水
縮重合によるチタンのアルコキシドを用いることがで
き、例えば、テトラエトキシチタン、テトライソポロポ
キシチタン、テトラｎ−ポロポキシチタン、テトラブト
キシチタン、テトラメトキシチタン、に塩酸又はエチル
アミンのような加水分解抑制剤を添加し、エタノールや
プロパノールのようなアルコールで希釈した後、部分加
水分解をさせるか又は完全加水分解をさせた後、混合物
をスプレーコーティング、フローコーティング、スピン
コーティング、ディプコーティング、ロールコーテング
等のコーティング法により、表示面に塗布し、常温から
約２００℃の温度で乾燥させる。また、有機チタンとし
ては、この他に、チタンのキレ−ト、アセテ−ト等も使
用することができる。また、金属チタンをターゲット
に、酸化雰囲気下にスパッタリングさせて、表示面に無
定形酸化物の被膜を形成させることもできる。また、四
塩化チタン、硫酸チタニールの無機酸性水溶液を用い
て、これらを塗布、乾燥させて（加水分解、脱水縮重
合）、同様に無定形酸化物の被膜を形成させることもで
きるシ、また、四塩化チタンの化学蒸着によることも可
能である。

【００２１】これにより、加水分解されて水酸化チタン
が生成し、この脱水縮重合により無定形チタニアとな
り、次いで、４００〜５００℃でアナタ−ゼ型に転移さ
れ、生成条件にもよるが、通常、６００〜８００℃以上
でルチル型に転移する。

【００２２】また、既に上述する光触媒性金属酸化物粒
子を含有する樹脂塗料を塗布させて、焼き付け硬化させ
て、防汚性被覆層を形成させるに当たり、本発明におい
ては、好ましくは、光触媒性金属酸化物粒子を含有する
シリコーン樹脂塗料を好適に使用することができる。

【００２３】これらのシリコーン系樹脂として、例え
ば、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラ
ン、メチルトリクロルシラン、メチルトリエトキシシラ
ン、メチルトリイソプロポキシシラン；エチルトリクロ
ルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキ
シシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソ
プロポキシシラン、ｎ−ポロピルトリクロルシラン、ｎ
−プロピルトリブロムシラン、ｎ−プロピルトリメトキ
シシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロ
ピルトリイソプロポキシシラン；ｎ−ヘキシルトリクロ
ルシラン、ｎ−ヘキシルトリブロムシラン、ｎ−ヘキシ
ルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラ
ン、ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシシラン；フェニル
トリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニ
ルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
フェニルトリイソプロポキシシラン；テトラクロルシラ
ン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシ
ジエトキシシラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルト
リブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン；
トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロ
プロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリ
メトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシ
ラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラ
ン；γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシ
シラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシ
シラン等を挙げることができ、本発明のおいては、これ
らの単独又はこれらの混合物及びこれらの部分加水分解
物を使用することができる。

【００２４】また、シリコーン樹脂塗膜の硬度、平滑性
等から、これらに３次元架橋型シロキサンを１０モル％
以上含有させることが好ましく、且つ塗膜に十分な強靱
性（又は、可撓性）を付与させる点から、３次元架橋型
シロキサンを６０モル％以下含有させることが好まし
い。また、塗布に際しては、刷毛塗り、スプレーコーテ
ィング、ロールコーティング等で塗布することができ
る。

【００２５】本発明に用いる光反応性半導体は、主に波
長が４００ｎｍ以下の紫外線の照射に光励起されて電子
・正孔対が生成される。この紫外線光源としては、蛍光
灯、白熱電灯、メタルハライドランプ、水銀ランプのよ
うな室内照明灯等を挙げることができる。なお、本発明
においては、ディスプレイデバイスから、使用時に微弱
であるが常時、紫外線がディスプレイ表示面の裏面から
照射されているものである。

【００２６】

【実施例】以下に、実施例でさらに説明するが、本発明
は、これらの実施例にいささかも限定されるものではな
い。（実施例１）ＰＣ用ＣＲＴのディスプレイの表示部のガ
ラス表面に、アナターゼ型光触媒粒子を含有する防汚性
を呈する薄膜被覆させた実施例について説明する。この
ＣＲＴのディスプレイの表示部に用いられているガラス
と同様の１０ｃｍ四角のガラス板表面に、エタノール溶
液８６重量部に、テトラエトキシシラン（和光純薬製）
６重量部と純粋６重量部とテトラエトキシシランの加水
分解抑制剤として３６％塩酸２重量部を加えて混合させ
て、シリカコーティング溶液を調整した。この溶液をフ
ローコーティング法によってのソーダライムガラス
表面に塗布し、８０℃の温度で乾燥させた。これによ
り、この表面には、無定形シリカの薄膜が形成された。
次いで、テトラエトキシチタン１重量部とエタノール９
重量部との混合溶液に加水分解抑制剤の３６％塩酸０．
１重量部を添加させてチタニアコーティング溶液を調整
し、これを上記したガラス面の無定形シリカの薄膜上
に、乾燥空気中でフローコーティング法によって塗布し
た。次いで、このガラス板を１０分間約１５０℃の温度
に保持させて、この面に無定形チタンを形成させた。次
いで、このガラス板を５００℃の温度で焼成させて、無
定形シリカの薄膜上にアナターゼ型のチタニア粒子が薄
膜状に分散固定させた。

【００２７】（実施例２）実施例１と同様のソーダライ
ムガラス板表面に、チタンキレート含有液を塗布し、加
水分解・脱水縮重合させて、薄膜状に無定形チタニアを
形成させた。次いで同様に５００℃の温度で焼成させて
アナターゼ型チタニアの薄膜状表層（約７．５ｎｍ厚で
あった））を形成させた。

【００２８】（実施例３）実施例１及び２で得られたア
ナターゼ型チタニアの薄膜表層を有するガラス板のこの
面上に、指先に天ぷら油を付けて、脱脂綿で軽く拭き取
って未だ油ぎっている指先で５ヵ所に指紋を付け（目視
で明確に指紋が確認される）、裏面から２０Ｗの蛍光灯
を照射（３日間）させたところ、表面の指紋跡は完全に
消失して清浄化されていた。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示パネル、ＰＣ
用ＣＲＴ等のディスプレイの表示部表面にアナターゼ型
チタニア等の光半導体酸化物粒子を、実質的に透明な薄
膜状に被覆させることにより、この表面に静電気付着す
る油質等の汚れは、これらのディスプレイデバイスが使
用時に発生する微弱な紫外線が照射されて、表示部表面
の光触媒作用により分解・消失され、このディスプレイ
の表示面は効果的に清浄化される。これにより、表示部
表面の汚れを自然に除去される防汚性表示画面を有する
ディスプレイを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスプレイとして、液晶表示パネルの表示面
に本発明による防汚性被膜を形成させた実施例を示す。

【符号の説明】

１前部キャビネット３液晶パネル４蛍光灯５反射傘７ポリント板８後部キャビネット９、９ａ、９ｂ拡散板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスプレイの表示部表面に、紫外線照
射されて防汚性を呈する実質的に透明な被膜層が施され
ていることを特徴とするディスプレイ。
【請求項２】前記被覆層に、光触媒性金属酸化物粒子
が含有することを特徴とする請求項１に記載のディスプ
レイ。
【請求項３】前記表示部表面が透明ガラス又は透明プ
ラスチック面であって、且つ前記被膜層が、光触媒性金
属酸化物粒子を含有する樹脂塗布膜であることを特徴と
する請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項４】前記樹脂塗布膜が光触媒性金属酸化物粒
子を含有するシリコーン樹脂であることを特徴とする請
求項３に記載のディスプレイ。
【請求項５】前記表示部パネル表面が透明ガラス面で
あって、その面に光触媒性金属酸化物粒子が焼結されて
いることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項６】前記光触媒性金属酸化物粒子が、ＴｉＯ
2 、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、ＳｒＴｉＯ3 、ＷＯ3 、Ｂｉ2
Ｏ3 からなる群から選ばれた少なくとも１種の酸化物粒
子であることを特徴とする請求項２に記載のディスプレ
イ。
【請求項７】前記光触媒性金属酸化物粒子が、アナタ
ーゼ型ＴｉＯ2 であることを特徴とする請求項６に記載
のディスプレイ。
【請求項８】前記酸化物粒子が、多孔質体に担持され
ていることを特徴とする請求項６又は７に記載のディス
プレイ。
【請求項９】前記多孔質体が比晶質ＳｉＯ2 又は層状
スメクタイトであることを特徴とする請求項８に記載の
ディスプレイ。
【請求項１０】前記酸化物粒子に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒ
ｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒの白金族金属元素から選ばれた少
なくとも１種の金属元素がドーピングされていることを
特徴とする請求項６に記載のディスプレイ。