JP2000515264A - 静電防止、反射防止フィルタを具える表示装置及び陰極線管上に反射防止フィルタを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 表示装置の表示窓に静電防止、反射防止フィルタを設ける。前記フィルタは金属粒子と透明粒子を含む導電層を具え、この層を他の透明層で覆う。金属粒子が好ましくは１０００オーム以下の導電性をもたらし、透明粒子が光の透過をもたらす。導電層と透明被覆層の集成体が極めて低い、好ましくは１％より低い反射率を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 静電防止、反射防止フィルタを具える表示装置及び陰極線管上に反射防止フィル タを製造する方法 本発明は、表示窓上に静電防止、反射防止フィルタを具える表示装置に関する とともに、表示窓上に反射防止フィルタを具える表示装置を製造する方法に関す るものである。 このようなフィルタは表示装置、例えば陰極線管の表示窓上又はプラズマディ スプレイパネル（ＰＤＰ）の表示窓上に設けられる。これらのフィルタは一般に 導電層を具える。前記導電層は静電防止効果を有し、そのコンダクタンスに依存 して、シールド効果をもたらす。即ち、導電透明層を設けることにより表示装置 により放射される交番電磁界の強度が低減される。 表示装置及び表示装置に反射防止フィルタを製造する方法がＷＯ９５／２９５ ０１に開示されている。この出願には、陰極線管の窓に被着したＩＴＯ（酸化イ ンジウム錫、即ちＳｎＯ₂/Ｉ₂ｎＯ₃含有層）のゾル／ゲル被膜を水素含有雰囲気 内でレーザにより硬化させる方法が開示されている。 反射防止フィルタの反射及び電気抵抗は低いのが好ましい。反射の低減は表示 装置のデイライトコントラストの向上をもたらす。抵抗の低減はフィルタのシー ルド効果の向上をもたらす。 本発明の目的は、低い反射及び良好なシールド効果を達成し得るフィルタを具 える頭書に記載したタイプの表示装置を提供することにある。 この目的を達成するために、本発明の表示装置においては、反射防止フィルタ は金属粒子と透明領域を含む導電層を具え、且つ前記導電層に他の透明層が塗布 されていることを特徴とする。 半導体（従来では例えばＩＴＯ又はＡＴＯ）からなる導電性透明層を金属粒子 と透明領域を含む層と置換すると、良好な導電特性及び良好な光学特性を達成す ることができる。前記層は、この層の相当部分が透明であるとともに互いに接触 する金属粒子が導電性をもたらす構造を有する。そのコンダクタンス、換言すれ ばその表面抵抗が金属特性を有し、半導体よりもはるかに外部因子により影響さ れない。表面抵抗を１０００オームより低い値に減少させることができる。反射 も同数のフィルタ層を有する既知の陰極線管に比較して減少する。 金属粒子は、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、金又はプラチナからな る群の金属を含むものとするのが好ましい。これらの金属はほぼ無彩色であり、 且つ低い反応度を示す。前記層は銀粒子（Ａｇ）を含むとともに腐食阻害物質を 含む。銀は適切な材料であるが、銀の腐食はかなり容易に生ずる。銀粒子の腐食 は銀粒子の外面に酸化銀層又は銀塩層を形成する。これらの層は銀粒子間の抵抗 を増大し、従って導電層の抵抗を増大する。導電層に腐食阻害物質を、例えば層 内の銀粒子とは別個の金属粒子の形態で、又は銀粒子の少なくとも一部分を覆う 層として、又は銀粒子への添加剤として付加すると、銀粒子の腐食が低減する。 腐食阻害物質は、特に、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（ Ｒｈ）、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）及び鉛（Ｐｂ）とする。銀粒子の腐食の 低減はフィルタの電気抵抗の変化の減少をもたらす。 透明粒子はＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＡＴＯ（アンチモン添加酸化インジ ウム錫）、ＳｉＯ₂及びＴｉＯ₂からなる群の材料で構成するのが好ましい。 金属領域は２０ｎｍより小さく，１ｎｍより大きい平均サイズ（１ｎｍ＜ｄ１ ＜２０ｎｍ）を有する金属粒子を含むのが好ましい。 ２０ｎｍより大きい金属粒子は、多数の領域の凝固が反射を増大する反射表面 を形成する欠点を生ずる。１ｎｍより小さい透明金属領域はコンダクタンスの減 少を示す。 透明領域は金属粒子のサイズの少なくとも２倍の平均サイズ（ｄ２＞２ｄ１） を有するものとするのが好ましい。 透明領域がこれより小さい場合には（ｄ２＜２ｄ１）、透明領域が金属粒子に より部分的に覆われ、表面が汚れている印象を与える惧れがある。導電層の厚さ （ｄ３）は透明領域の平均サイズの１．５倍より小さくする（ｄ３＜１．５ｄ２ ）のが好ましい。これより厚い第１層は透明領域の形成を困難にし、一般に反射 の増大をまねく。 既知の表示装置又は既知の方法によっても、導電層を表示装置に塗布する一般 的の方法によっても解決されない問題は使用する原料の不安定性及び／又は反射 防止フィルタの表面抵抗の不安定性に関するものである。 既知の方法で使用するゾル／ゲル溶液は一般に不安定であり、且つ腐食しやす い。これは、前記溶液の詞製、保存及び処理に多大の注意を払う必要があり、前 記溶液は比較的少量をストックすべきであり且つこのゾル／ゲル溶液は前記方法 を実施する使用装置から小距離の位置で調製して製造と前記ゾル／ゲル溶液の使 用との間の期間をできるだけ短くする必要があることを意味する。このような条 件はかなりコストを増大し、注意にもかかわらず、前記溶液、従って導電層が品 質要件を満足しなくなる惧れが大きい。 本発明の方法は、コロイド状金属粒子溶液を表示窓上に設け、乾燥させ、その 後に他の透明層を塗布することを特徴とする。このようなコロイド溶液はゾル／ ゲル溶液よりはるかに安定である。本発明により製造される静電防止、反射防止 フィルタの抵抗は改善された安定性を示す。 コロイド状金属粒子の溶液には透明材料の粒子も含めるのが好ましい。コロイ ド状金属粒子が透明粒子の周囲に集まるため、金属粒子と透明領域を含む導電性 透明層を容易に形成することができる。 本発明のこれらの特徴及び他の特徴は以下に記載する実施例の説明を参照する と明らかになる。 図面において、 図１は陰極線管を示し、 図２は静電防止、反射防止フィルタが設けられた表示窓の断面図であり、 図３は導電層のＳＥＭ写真の平面図であり、 図４は導電層の他の実施例の模式的平面図であり、 図５は陰極線管上の２つの二層静電防止、反射防止フィルタの測定反射特性を 示すグラフであり、 図６は導電層が設けられた表示窓の断面図であり、 図７Ａ及び７Ｂは本発明による方法の一実施例を示す。 図は線図であって、一定の比率で描いてなく、また同一の部分は同一の符号で 示してある。 図１は、表示窓３、コーン部４及びネック部５を有するガラス容器２を具える 陰極線管１の一部を切除して示す線図である。前記ネック部内には電子ビームを 発生する電子銃６が設けられる。この電子ビームは表示窓３の内面上の蛍光スク リーン７上に集束される。動作中、電子ビームは偏向コイル系（図示せず）によ り蛍光スクリーン７を横切って偏向される。表示窓３の外面に本発明による静電 防止、反射防止フィルタ８を設ける。 図２は静電防止、反射防止フィルタ８が設けられた表示窓の断面図である。前 記フィルタは表示窓３の上に設けられた導電層９（ＡＳ）と、この層を覆う透明 層１０とを具え、これらの層があいまってＡＲＡＳ（静電防止、反射防止）層を 形成する。本例では、グレアを抑圧するために第２透明層１０をグレア防止層１ １で覆う。 図３は第１導電層９のＳＥＭ写真を示す。この層９は透明領域１６を取り囲む 金属粒子（暗黒粒子１５）を含む。 金属粒子１５は２−８ｎｍの範囲の平均サイズ（ｄ１）を有する。透明領域は ２０−３５ｎｍの平均サイズを有する。金属粒子１５は互いに接触し、従って導 電性をもたらすとともに、透明領域１６を取り囲む。このように形成された構造 は、互いに接触する金属粒子の海の中に透明な“泡”が存在する石鹸泡構造とい うことができる。透明領域１６が光の透過をもたらし、導電性は金属粒子１５相 互の接触によりもたらされる。金属粒子の平均サイズは２０ｎｍより小さく且つ １ｎｍより大きくするのが好ましい。透明領域の平均サイズは金属粒子の２倍以 上にするのが好ましい。導電層９の厚さは透明領域の平均サイズの１．５倍以下 にする。 実施例１： エタノール−水（１００ｇ）中のコロイド状銀溶液を準備する。この溶液は、 例えばいわゆるキャレイリー(Carey Lea)ゾル調製方法により調製する。 次の出発溶液： Ａ： ４００g/l Ｎａ₃クエン酸塩．２Ｈ₂Ｏ Ｂ： ３００g/l ＦｅＳＯ₄．７Ｈ₂Ｏ Ｃ： １００g/l ＡｇＮＯ₃ を使用し、 -７００ｍｌの溶液Ａを５００ｍｌの溶液Ｂと混合し、 -５００ｍｌの溶液Ｃをこのこ混合液に乱流攪拌しながら加え、その後に、 -得られた混合液を遠心分離し（４０００ｒｐｍ、３０分）、その後に、 -遠心分離中に形成された沈殿物を１リットルの水に分散させ、その後に、 -１リットルの溶液Ａを加え、沈殿物の形成を行い、 -この沈殿物を１リットルの水に分散させ、 -分散と沈殿を３回繰り返し、 -最終沈殿物を１リットルの水に分散させる。 得られた銀の溶液をエタノール又はメタノールに懸濁する。次にこの懸濁溶液 を表示装置の表面上に設け、乾燥させ、金属粒子１５を含有する層９を形成する 。 溶液中の銀濃度が金属粒子含有層の導電特性及び透過特性を決定する。 比較的高い銀濃度は高いコンダクタンスとともに低い透過を生じ、低い銀濃度 は低いコンダクタンスとともに高い透過を生ずる。 一例として、下記の表に、Ａｇ溶液（２．５％の固形分を有する）：エタノー ルの比（Ａｇ：ＥｔＯＨ）の関数として測定した表面抵抗値（オーム／□）を透 過率についての観察結果とともに示す。 図３に示すＳＥＭ写真は１：１．５のＡｇ：ＥｔＯＨの比に対応する層を示す 。分散を改善するために、シラン成分（例えばDow Corning Z 6032）をこの溶液 に加えることもできる。この溶液を表示装置の外表面に例えばスピンコーティン グにより塗布し、次いで乾燥する。コロイド銀粒子の粒度は約２−８ｎｍである 。得られた金属粒子含有層に第２の層を設ける。この第２の層は金属粒子含有層 を覆うとともに金属粒子間の透明領域１６を満たす。この目的のために、例えば 加水分解されたＴＥＯＳ（テトラ-エチル-オルトシリケート）溶液を金属粒子含 有層９に、例えばスピンコーティングにより塗布する。標準ＴＥＯＳ溶液は、導 電率が著しく減少するとともに被膜自体が曇りを示すため、不満足であることが 証明された。これはおそらく、金属粒子の金属がＣｌ^-イオン(標準溶液ではＴＥ ＯＳ溶液の加水分解のためにＨＣｌを使用する)により部分的にＡｇＣｌ(絶縁体 )に変換される事実に起因する。ＴＥＯＳ溶液（又は一般的には第２層形成用の 各溶液）は（Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉのような）ハロゲン化物のないものが好ましい。例 えば、加水分解されたＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケート）溶液を導電層 上にスピンコーティングにより塗布し、乾燥させる（９２ｇのエタノール中に５ ｇのＴＥＯＳ及び２．５ｇのＨＮＯ₃を含む）。 次に、いくつかの実施例では、グレアを防止するためにグレア防止層を第２層 上にスプレーする。こうして設けた層を次に熱にさらして硬化させる(１６０℃ で３０分)。 実施例２： エタノール−水中のコロイド状銀溶液を実施例１に記載したように調製する。 約２０−４０ｎｍの寸法を有する透明粒子（例えばＡＴＯ又は好ましくはＳｉＯ₂ ）をこの溶液に加える。 金属粒子：透明粒子（例えばＡｇ：ＳｉＯ₂、他の粒子でもよい）の体積比は １：０．８から１：９の範囲が好ましい。これより小さい体積比はフィルタの透 過を過度に小さくして、表示画像の強度が過度に小さくなってしまう。 これより大きい体積比は過度に高い抵抗値を生ずる。この体積比は１：２から １：５の範囲が好ましい。透明粒子を溶液中に混合することにより、導電層内の 透明領域に対する金属粒子の比を容易に制御することができる。コロイド状金属 粒子は透明粒子の周囲に集まるため、金属粒子１５及び透明領域１６を含む導電 性透明層を容易に形成することができる。図４は、平均直径ｄ１を有する金属粒 子（１５）及び平均直径ｄ２を有する透明粒子（１７）を含む導電層９を模式的 に示す。次に、実施例１において述べたように、この層に他の透明層を設ける。 実施例３： コロイド溶液を実施例１に記載したように調製するが、本例では溶液Ｃを、 Ｃ： １００g/l{ｘＡｇＮＯ₃＋ｙＲＮＯ₃（Ｈ₂Ｏ）} からなるものとする。換言すれば、溶液Ｃは、銀硝酸塩に加えて、金属Ｒの硝酸 塩を含み、ここでＲはパラジウム、プラチナ、金、ロジウム又はルテニウムであ る。ｙの値は０．０１（１％）〜０．７０（７０％）の範囲にするのが好ましい 。従って、本例導電層は銀粒子のみならず、パラジウム、プラチナ、金、ロジウ ム又はルテニウムの粒子も含む。導電層内のこれらの金属の存在は銀の腐食を低 減する。その結果として導電層の一層安定な抵抗値が得られる。 実施例４： 導電層を実施例１に記載したように製造する。ＴＥＯＳ溶液の塗布前に、導電 層にパラジウム、プラチナ、ロジウム、金、ルテニウム又は鉛の塩溶液（例えば 硝酸塩溶液）を塗布する。銀が溶液中に部分的に溶解し、貴金属又は鉛の層が少 なくとも部分的に銀粒子を覆う。導電層内のこれらの金属の存在は銀を腐食から 保護する。その結果として、導電層の一層安定な抵抗値が得られる。 実施例１と同様に、他の透明層を導電層に塗布するとき、この層はハロゲン化 物のないものとするのが好ましい。例えばＴＥＯＳ溶液の酸度、従って安定度は 通常塩酸（ＨＣｌ）を加えることにより制御される。しかし、第２層にハロゲン 化物又はハロゲン化合物を使用すると抵抗値及び抵抗値の安定性に悪影響（抵抗 値の増大及び大きな変化を示す）を与えるとともに光学特性に悪影響を与える。 これが、本例ではをＴＥＯＳ溶液にＨＮＯ₃使用する理由である。 上述した実施例に従って形成された静電防止、反射防止フィルタの表面抵抗は １００〜１０００オーム、例えば６００オームであり、透過率は６５％以上であ り、反射率は原反射率（４．５％）の２０％以下であった。比較のために、既知 の陰極線管では表面抵抗値が著しく高く、１０⁴から１０¹⁰オームの範囲である ことを付記する。 図５は２つのフィルタの反射（フィルタなしの陰極線管に対するパーセントで 示す）を波長Ｌ（ｎｍ単位）の関数としてグラフで示す。線４１は、その第１層 がＡＴＯを含み、その第２層がＳｉＯ₂を含む２層静電防止、反射防止フィルタ の反射を示す。線４２は実施例１に記載したように製造した２層静電防止、反射 防止フィルタの反射を示す。このフィルタの反射は光の可視スペクトル範囲内の ほぼ全波長において著しく低い。その反射係数は１％より低い最小値を有し、本 例では約０．３％である。フィルタに導電性を与えるのに十分な濃度の金属粒子 の付加はフィルタの光学特性にもかなりの好影響を与え、特に反射が相当減少す る（本例では１／２〜１／３）。本発明による静電防止、反射防止フィルタの透 過は一般に既知のフィルタより低い。しかし、これは欠点というより利点である 。一般に、陰極線管ではコントラストを高めるために暗ガラス（例えば５０％の 透過率を有する）使用する。本発明による陰極線管のフィルタの透過率は１００ ％より低いので、もっと色の薄いタイプのガラス（例えば７０％の透過率を有す るガラス）を使用することができる。これは、ガラスの厚さの変化があっても、 陰極線管の表示スクリーンを横切る光の透過が均一になる利点をもたらす。一般 に、表示窓の厚さは均一でなく、表示窓の中心から縁に向うにつれて厚くなる。 １０％の厚さの増大は珍しくない。その結果として、ガラスの吸収及び表示窓の 縁に向う厚さの変化により表示画像の明るさが減少する。色が薄いガラス（透過 率６０％以上）の使用はこの悪影響を低減する。本発明の表示装置の実施例では 、フィルタなしの表示窓の透過率は６０％以上であり、フィルタを具えた表示窓 の総合透過率は５０％以上である。 図６は表示窓３上の導電層６０の断面図である。導電層９は透明領域６１及び 金属粒子６２を含む。金属粒子の平均サイズ（ｄ１、図示せず）は透明領域の平 均サイズ（ｄ２）より小さい。透明領域より小さい金属粒子６２は透明領域１６ 間の“くぼみ”を満たすとともにと透明領域の周囲で互いに接触し（図３及び図 ４も参照）、導電性を与える。導電層の厚さ（ｄ３）は図に示してある。導電層 ９の厚さはｄ２の１．５倍以下にするのが好ましい。層６０を透明層６３で覆う 。 図７Ａ及び７Ｂは本発明方法の実施例を示す。図７Ａは、表示窓の上に導電粒 子１５が設けら、透明領域１６が露出したままの状態を示す断面図である（平面 図は図３参照）。次に、透明層７１をその上に設ける(図７Ｂ)。この層７１は導 電粒子を覆うとともに透明領域１６も満たす。 本発明の範囲内において多くの変更が当業者に可能であること明かである。本 発明を表示装置が陰極線管である実施例につき説明した。本発明は、特に反射防 止フィルタのシールド効果が重要となる陰極線管に特に重要でああるが、本発明 はこれに限定されない。本発明は、ＬＣＤ及びプラズマディスプレイのような他 のタイプの表示装置にも重要である。本発明は特にプラズマディスプレイ（ＰＤ Ｐ）及びプラズマ制御ＬＣＤ（ＰＡＬＣＤ）に有利に使用することができる。こ のような装置においては、プラズマ放電を発生して画像を再生する。放電の結果 として、静電荷が表示窓に蓄積し、漂遊電磁界が発生し得る。上述した実施例で は、導電層を表示装置の上に直接塗布する。これは好適実施例である。しかし、 本発明はこれに限定されない。他の実施例では、導電層と表示装置との間に他の 透明層を設けることができる。 本発明は次のように要約することができる。 表示装置の表示窓に静電防止、反射防止フィルタを設ける。前記フィルタは金 属粒子と透明粒子を含む導電層を具え、この層を他の透明層で覆う。金属粒子が 好ましくは１０００オーム以下の導電性をもたらし、透明粒子が光の透過をもた らす。導電層と透明被覆層の集成体が極めて低い、好ましくは１％より低い反射 率を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 29/88 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ (72)発明者 マイエル ブリット オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 コンペン ヨハネス マリア アザリナ アントニウス オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 ファン デル ホールン フスターフ ヘ ルマン アントニウス オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 表示窓上に反射防止フィルタを具える表示装置において、前記反射防止フ ィルタは金属粒子と透明領域を含む導電層を具え、且つ前記導電層に他の透明層 が塗布されていることを特徴とする表示装置。 ２． 金属粒子は、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、金又はプラチナか らなる群の金属を含むことを特徴とする請求項１記載の表示装置。 ３． 前記層は銀粒子（Ａｇ）及び腐食阻害物質を含むことを特徴とする請求項 ２記載の表示装置。 ４． 前記導電層は２０ｎｍより小さく，１ｎｍより大きい平均サイズ（１ｎｍ ＜ｄ１＜２０ｎｍ）を有する金属粒子を含むことを特徴とする請求項１記載の表 示装置。 ５． 前記透明領域は金属粒子のサイズの少なくとも２倍の平均サイズ（ｄ２＞ ２ｄ１）を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置。 ６． 前記導電層の厚さ（ｄ３）は透明領域の平均サイズの１．５倍より小さい ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。 ７． 前記透明領域は透明材料の粒子からなることを特徴とする請求項１記載の 表示装置。 ８． 前記導電層内の金属粒子：透明粒子の体積比は１：０．８から１：９の範 囲であることを特徴とする請求項７記載の表示装置。 ９． 反射防止フィルタが設けられた表示装置を製造する方法において、コロイ ド状金属粒子溶液を表示窓上に設け、乾燥させ、その後に他の透明層を塗布し、 固定することを特徴とする表示装置の製造方法。 10． 前記溶液は銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジ ウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）又はプラチナ（Ｐｔ）からなる群から選ばれた金属の 粒子を含むコロイド溶液であることを特徴とする請求項11記載の方法。