JPH0570176A - 低反射帯電防止膜及びその製造方法 - Google Patents

低反射帯電防止膜及びその製造方法

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JPH0570176A
JPH0570176A JP26716291A JP26716291A JPH0570176A JP H0570176 A JPH0570176 A JP H0570176A JP 26716291 A JP26716291 A JP 26716291A JP 26716291 A JP26716291 A JP 26716291A JP H0570176 A JPH0570176 A JP H0570176A
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JP
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film
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antistatic
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JP26716291A
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English (en)
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Keisuke Abe
啓介 阿部
Keiko Kubota
恵子 久保田
Kazuya Hiratsuka
和也 平塚
Takeshi Morimoto
剛 森本
Satoshi Takemiya
聡 竹宮
Takeshi Kawasato
健 河里
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】導電性酸化チタンを含む液に、Ti(C5H7O2)n(O
R)m(但し、n+m=4、m=0〜3、n=1〜4、R
=C1 〜C4 のアルキル基)を含む液を混合した液を基
体上に塗布した後加熱し高屈折率帯電防止膜を形成す
る。次いで、この膜上に、Si(OR)mRn(n+m=4、m=
1〜4、n=0〜3、R=C1 〜C4 のアルキル基)の
モノマーや重合体を含む液を塗布した後加熱して低屈折
率膜を形成し、全体として低反射帯電防止膜を製造す
る。 【効果】高耐久性を有する低反射帯電防止膜を生産性よ
く製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラウン管パネル等に
適用される低反射帯電防止膜及びその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】低反射膜のコーティング法は、従来より
光学的機器においてはいうまでもなく、民生用機器特に
TV、コンピューター端末の陰極線管(CRT)に関し
多くの検討がなされてきた。
【0003】従来の方法は、例えば特開昭61−118
931号記載の如くブラウン管表面に防眩効果をもたせ
る為に表面に微細な凹凸を有するSiO2層を付着させた
り、弗酸により表面をエッチングして凹凸を設ける等の
方法が採られてきた。しかし、これらの方法は、外部光
を散乱させるノングレア処理と呼ばれ、本質的に低反射
層を設ける手法でない為、反射率の低減には限界があ
り、またブラウン管などにおいては、解像度を低下させ
る原因ともなっていた。
【0004】又、帯電防止膜の付与についても多くの検
討がなされてきており、例えば特開昭63−76247
号にはブラウン管パネル表面を 350℃程度に加熱してC
VD法により酸化スズ及びインジウム等の導電性酸化物
層を設ける方法が、又特開昭62−230617号には
酸化スズ粒子を酸或はアルカリ水溶液中で加熱処理して
ゾルを製造する方法が提案されている。
【0005】更に、低反射性及び帯電防止性を同時に付
与する場合、例えば2層膜構成においては、空気側に低
屈折率層、基体側に高屈折率層を配する必要がある。し
かしながら、これらまでこのような性能を有し、かつ耐
擦傷性及び耐久性の優れた膜及びこのような膜を工業的
に安定して形成する方法は知られていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が
有していた前述の欠点を解消し、低温熱処理が可能な優
れた低反射帯電防止膜とその製造方法を新規に提供する
ことを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は前述の問
題点を解決すべくなされたものであり、基体表面に導電
性チタンを含む被膜を形成し、更にこの上に当該被膜よ
りも低屈折率膜を形成してなることを特徴とする低反射
帯電防止膜、及び、
【0008】Ti(C5H7O2)n(OR)m(但し、n+m=4、m
=0〜3、n=1〜4、R=C1 〜C4 のアルキル基)
のうち少なくとも1種及び導電性酸化チタンを含む帯電
防止膜用溶液、あるいは更にSi(OR)mRn(n+m=4、m
=1〜4、n=0〜3、R=C1 〜C4 のアルキル基)
のモノマー或は重合体のうち少なくとも1種を含む帯電
防止膜用溶液を、基体上に塗布した後加熱して高屈折率
を有する帯電防止膜を形成し、
【0009】更にこの当該膜上にSi(OR)mRn(n+m=
4、m=1〜4、n=0〜3、R=C1 〜C4 のアルキ
ル基)のモノマー或は重合体のうち少なくとも1種を含
む溶液を塗布した後加熱して、上記帯電防止膜より低屈
折率を有する膜を形成することを特徴とする低反射帯電
防止膜の製造方法、を提供するものである。
【0010】一般に、薄膜の光学的性能はその膜を構成
する屈折率と膜厚で決定される。ここで一定の屈折率n
S を有する基体上に屈折率nを有する薄膜を付着し、屈
折率nO の媒質中より波長λの光が入射した場合のエネ
ルギー反射率Rは光が膜中を通過する差異の位相差をΔ
とすると Δ=4πnd/λ (d:膜厚)
【0011】Δ=(2m+1)π,すなわち位相差Δが
半波長の奇数倍の時、極小値をとり、このとき R=((n2-nOnS)/(n2+nOnS))2 <(1) 式> となる。
【0012】無反射条件を満たすには、(1) 式におい
て、R=0とおき n=(nOnS1/2 <(2)式> が必要とされる。(2) 式を2層構成に拡張した場合、 nSn1 2 =n2 2nO <(3) 式> となる。(n1 :媒質側層、n2 :基体側層)
【0013】ここでnO =1(空気),nS =1.52(ガ
ラス)を(3) 式に適用した場合、n2 /n1 =1.23とな
り、この場合、2層構成膜の最大の低反射性が得られ
る。勿論n2 /n1 =1.23を満たさなくても、2層膜の
屈折率がこれに近い値をとれる場合、低反射性が発現さ
れる。従って基体側に設ける高屈折率層と媒質側に設け
る低屈折率層は両者の屈折率比ができるだけ1.23に近い
値を選択するのが望ましい。
【0014】本発明は、基体側に設ける高屈折率層の屈
折率を1.60以上にし、その上に形成する低屈折率層をこ
れより低い屈折率を有する珪素化合物により構成し、上
記目的を達成するものである。なお、本発明において多
層膜及び単層膜の膜厚は従来から知られている方法によ
り光学的に定めることができる。
【0015】本発明において、帯電防止膜或は低反射膜
を形成する基体としては、特に限定されるものではな
く、目的に応じてソーダライムシリケートガラス、アル
ミノシリケートガラス、硼珪酸塩ガラス、リチウムアル
ミノシリケートガラス、石英ガラスなどのガラス、鋼玉
等の単結晶、マグネシア、サイアロン等の透光性セラミ
ックス、ポリカーボネート等のプラスチック等が使用で
きる。
【0016】本発明で用いる高屈折率を有する帯電防止
膜を構成する導電性酸化物としては、還元処理した酸化
チタン、もしくは五価の金属イオンをドープした酸化チ
タンを用いる。還元処理には、不活性ガス、N2ガス、H2
ガスもしくはそれらの混合ガスを用いることができる。
又、五価の金属イオンとしてはNb,Sb,Taなどを用いるこ
とが好ましく、還元雰囲気でドープすることも可能であ
る。
【0017】これらの粒子の分散媒、分散法も特に限定
されるものではなく種々使用可能である。好ましくは、
水或はアルコール等の有機溶媒中に導電性酸化チタン粒
子を添加し、酸或はアルカリを添加し pH を調整し、コ
ロイドボールミル、サンドミル、ホモミキサー、等の市
販の粉砕器で分散させて得ることができる。この場合、
分散中の導電性酸化チタン粒子の平均径は300nm 以下と
なっていることが好ましい。
【0018】又、この分散液はアルコール、水等で任意
に希釈して用いることができる。又、上記導電性酸化チ
タンを分散させた液の代りにSbをドープしたSnO2、Fを
ドープしたSnO2或はITO等の導電性酸化物微粒子を分
散させたコロイド液を調整して用いることも可能であ
る。
【0019】又、Ti塩については、好ましくはTi(OR)4
(R:アルキル基)で示されるアルコキサイドをアルコ
ール等の有機溶媒中に溶融させ、アセチルアセトンを添
加、撹拌を行いキレート化した後TiO2ゾル中に添加する
か或はキレート化した後、水を添加、撹拌して部分加水
分解させた後に用いる。この場合、キレート化しない場
合は液の安定性が乏しいので好ましくない。
【0020】更に、膜の強度を向上させるため、上記溶
液に、Si(OR)mRn (n+m=4、m=1〜4、n=0〜
3、R:C1 〜C4 のアルキル基)で示される化合物
(例えば、シリコンエトキサイド、シリコンメトキサイ
ド、シリコンイソプロポキサイド、シリコンブトキサイ
ド等)或は部分加水分解物を添加するのが好ましい。好
ましい組成比としては、酸化物換算でSiO2:TiO2=20:
1〜1: 100の重量比範囲が挙げられ、総固型分量とし
ては、溶媒に対して0.1〜30wt% 含まれていることが好
ましい。
【0021】かかる溶液の基体への塗布法は、スピンコ
ート法、ディップ法、スプレー法、ロールコーター法、
メニスカスコーター法等、種々考えられるが、特にスピ
ンコート法は量産性、再現性に優れ、好ましく採用可能
である。かかる方法によって100 Å〜1μm程度の厚さ
の膜が形成可能である。
【0022】又、本発明において低屈折率膜を構成する
珪素化合物としては、Si(OR)mRn (m+n=4、m=1
〜4、n=0〜3、R=C1 〜C4 のアルキル基)で示
される化合物或は部分加水分解物を用いることが好まし
いが、ケイフッ化水素酸、ホウ酸を含む水溶液に二酸化
ケイ素粉末を飽和させてなる溶液中から析出させてなる
珪素化合物も使用可能である。Si(OR)mRn で示される化
合物或は部分加水分解物の高屈折率帯電防止膜上への塗
布法としては、前述した方法と同様に種々の方法が好ま
しく採用可能である。
【0023】本発明の帯電防止膜、低反射帯電防止膜の
製造方法は、多層の低反射膜の製造にも応用できる。
【0024】本発明において、所望の低反射膜を得るに
は、多層膜間の屈折率と合わせて膜厚も重要な要素であ
る。反射防止性能を有する多層の低反射膜の構成として
は、反射防止したい波長をλとして、基体側より高屈折
率層−低屈折率層を光学厚みλ/2−λ/4で形成した
2層の低反射膜、基体側より中屈折率層−高屈折率層−
低屈折率層を光学厚みλ/4−λ/2−λ/4で形成し
た3層の低反射膜、基体より低屈折率層−中屈折率層−
高屈折率層−低屈折率層を光学厚みλ/4−λ/4−λ
/2−λ/4で形成した4層の低反射膜等が典型的な例
として知られている。
【0025】
【作用】本発明の高屈折率帯電防止膜においては、酸化
チタンゾルにTi塩を添加して安定かつ屈折率を増大し得
る。安定化の機構は必ずしも明確でないが、Ti塩のアセ
チルアセトン基と酸化チタン粒子の相互作用により酸化
チタン粒子の凝集が妨げられるためと考えられ、又、Ti
塩を用いている為、膜を加熱後、部分的にTiO2が析出し
て高屈折率化するものと考えられる。
【0026】しかしながら、これらのみでは完全に結晶
化は進行せず、TiO2に関しては不定比化合物を形成しや
すく、膜の強度としては200 ℃前後の低温加熱では十分
でないことが多い。そこで、Si(OR)mRn (m+n=4、
m=1〜4、n=0〜3、R:C1 〜C4 のアルキル
基)のモノマー或は重合体を膜のマトリックスとして導
入した。
【0027】特にSiアルコキサイドとTiアルコキサイド
は結合が形成されやすく、成膜後のIRスペクトル分析
より、Ti-O-Si の結合が認められ、これが膜の強度向上
に寄与していると推定される。導電性物質としては、一
般にSnO2が公知であるが結晶屈折率を考えた場合n=2.
09であり、TiO2の屈折率がn=2.35と優ていることから
TiO2を導電性フィラーとして用いることが屈折率の点よ
り、より好ましいと考えられる。
【0028】本発明で用いるTi塩は、アセチルアセトン
でキレート化しているため、Ti(OR)4 (R:アルキル
基)で示されるアルコキサイドを用いた液に比べ、塗布
液の安定性が向上する。
【0029】
【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0030】[実施例1]導電性酸化チタンTiOx(x=1.
6 〜1.9 )15gを塩酸であらかじめpH 3.0に調整した水
溶液85g中に添加してサンドミルで4時間粉砕し、90℃
で1時間加熱解膠した後、濃度を10重量%に調整し、ゾ
ルを調整した(A液)。
【0031】Ti(OC4H9)4のエタノール溶液(TiO2換算固
形分20wt%)にアセチルアセトンをTi(OC4H9)4に対して
2mol 比添加し1時間撹拌した後H2O をTi(OC4H9)4に対
して2mol 比添加し、更に1時間撹拌した(B液)。Si
(OC2H5)4のエタノール溶液(SiO2換算固形分28.9wt%)
にSi(OC2H5)4に対して塩酸でpH 2.0に調整した水溶液を
9mol 比添加し、2時間撹拌した(C液)。
【0032】B液とC液を各酸化物換算で3wt%となる
ようにエタノールで希釈した後、B液:C液=2:3重
量比になるように混合し(D液)、更にA液もエタノー
ルで酸化物換算で3wt%となるよう希釈した後、D液:
A液=1:1重量比となるように混合し、ブラウン管パ
ネル表面に1200rpmの回転速度で5秒間塗布し、その後
200℃で30分間加熱し屈折率1.69かつ約100 nmの厚さの
膜を得た。
【0033】この膜上にC液をエタノールで希釈し、酸
化物換算で3wt%となるよう調整し、2000rpm の回転速
度で5秒間塗布し、その後200℃で30分間加熱して、基
体側から数えて第2層として屈折率が1.46、膜厚が約90
nmの珪素化合物膜を形成させた。実施例において、得ら
れた2層膜の評価方法は次の通りである。
【0034】1)導電性評価 ハイレスタ抵抗測定器(三菱油化製)により相対湿度30
%以下の雰囲気中で膜表面の表面抵抗値を測定
【0035】2)耐擦傷性 1kg中の荷重下で消しゴムで膜表面を50回往復後、その
表面の傷の付きを目視で判断した。評価基準は以下の通
りとした。 ○:傷が全くつかない △:傷が多少つく ×:多くの傷がつくか、膜剥離
【0036】3)鉛筆硬度 1kg中の荷重下で鉛筆で膜表面を走査し、その後目視に
より表面の傷の生じ始める鉛筆の硬度を膜の鉛筆硬度と
判断した。 4)視感反射率 GAMMA 分光反射スペクトル測定器により膜の400nm 〜70
0nm 視感反射率を測定した。
【0037】[実施例2]実施例1に示されるB液とC
液の混合比をB液:C液=3:2重量比とした以外は実
施例1と同様に行った。
【0038】[実施例3]実施例1に示されるD液とA
液の混合比をD液:A液=4:3重量比とした以外は実
施例1と同様に行った。
【0039】[実施例4]実施例1に示される導電性酸
化チタンを酸素欠損型(TiOx : x=1.6〜1.9 )から、Nb
Cl5 をTiO2粉末に0.05 mol比含浸させ 900℃でN2ガス雰
囲気下で2時間加熱することにより TiO2 中にNbをドー
プすることにより得られるNb- TiO2粉末に変更した以外
は、実施例1と同様に行った。
【0040】[比較例1]実施例1に示される導電性酸
化チタンを、SbドープしたSnO2に変更した以外は実施例
1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0041】
【表1】
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、強固で且つ長期保存性
に優れた低反射帯電防止膜を提供することが可能とな
る。本発明は生産性に優れ、かつ真空を必要としないの
で装置も比較的簡単なもので良い。特にCRTのフェイ
ス面等の大面積の基体にも十分適用でき量産も可能であ
り、工業的価値は非常に高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 剛 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 竹宮 聡 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 河里 健 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基体表面に導電性チタンを含む被膜を形成
    し、更にこの上に当該被膜よりも低屈折率膜を形成して
    なることを特徴とする低反射帯電防止膜。
  2. 【請求項2】基体上に形成された多層膜からなり、その
    うち少なくとも1層が導電性酸化チタンを含む被膜であ
    ることを特徴とする低反射帯電防止膜。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の低反射帯電防止膜
    を形成した陰極線管。
  4. 【請求項4】請求項1または2記載の低反射帯電防止膜
    を形成したガラス物品。
  5. 【請求項5】Ti(C5H7O2)n(OR)m(但し、n+m=4、m
    =0〜3、n=1〜4、R=C1 〜C4 のアルキル基)
    のうち少なくとも1種及び導電性酸化チタンを含む帯電
    防止膜用溶液を基体上に塗布した後加熱して高屈折率を
    有する帯電防止膜を形成し、更にこの膜上にSi(OR)mR
    n(n+m=4、m=1〜4、n=0〜3、R=C1 〜C
    4 のアルキル基)のモノマー或は重合体のうち少なくと
    も1種を含む溶液を塗布した後加熱して、上記帯電防止
    膜より低屈折率を有する膜を形成することを特徴とする
    低反射帯電防止膜の製造方法。
  6. 【請求項6】導電性を有する帯電防止膜を少なくとも1
    層含む多層からなる低反射帯電防止膜の製造方法であっ
    て、該帯電防止膜を、Ti(C5H7O2)n(OR)m(但し、n+m
    =4、m=0〜3、n=1〜4、R=C1 〜C4 のアル
    キル基)のうち少なくとも1種及び導電性酸化チタンを
    含む帯電防止膜用溶液を基体上に塗布した後加熱するこ
    とにより形成することを特徴とする低反射帯電防止膜の
    製造方法。
  7. 【請求項7】請求項5又は6記載の低反射帯電防止膜の
    製造方法において、上記帯電防止膜用溶液は更にSi(OR)
    mRn(n+m=4、m=1〜4、n=0〜3、R=C1
    4のアルキル基)のモノマー或は重合体のうち少なく
    とも1種を含むことを特徴とする低反射帯電防止膜の製
    造方法。
JP26716291A 1991-09-18 1991-09-18 低反射帯電防止膜及びその製造方法 Withdrawn JPH0570176A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5916401A (en) * 1994-04-05 1999-06-29 The University Of Queensland Coating of substrates

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5916401A (en) * 1994-04-05 1999-06-29 The University Of Queensland Coating of substrates

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