JPH07230775A - 電界シールド用透明導電膜 - Google Patents

電界シールド用透明導電膜

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JPH07230775A
JPH07230775A JP1907694A JP1907694A JPH07230775A JP H07230775 A JPH07230775 A JP H07230775A JP 1907694 A JP1907694 A JP 1907694A JP 1907694 A JP1907694 A JP 1907694A JP H07230775 A JPH07230775 A JP H07230775A
Authority
JP
Japan
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film
silicate
layer
dispersed
ito
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Pending
Application number
JP1907694A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Adachi
健治 足立
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電界シールド効果に十分な低い表面抵抗値
と、低いヘイズ値と、高い透過率を有し、さらに反射防
止効果があって耐湿性に優れた透明導電膜を提供する。 【構成】 ガラス基板上に第1層がITO分散シリケー
ト膜、第2層がATO分散シリケート膜、第3層がオー
バーコートシリケート膜又は第1層がITO分散シリケ
ート膜、第2層がシリケート膜、第3層がATO分散シ
リケート膜、第4層がオーバーコートシリケート膜であ
る電界シールド用透明導電膜。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、OA機器のディスプレ
イ、テレビジョンのブラウン管などの陰極線管の前面ガ
ラスに電界シールド効果を付与するための透明導電膜に
関する。
【0002】
【従来の技術】テレビジョンのブラウン管の表面には、
静電気帯電によるホコリが付着しやすく、また人体が接
触した時に放電して電気ショックを受けるため、帯電防
止の処理を施すことは古くから知られている。殊に近年
のオフィスオートメーション(OA)化により、オフィ
スに多くのOA機器が導入され、OA機器のディスプレ
イと向き合って終日作業を行なうという環境は珍しくな
い。このためコンピュータの陰極線管(CRT)は、単
に静電気によるCRT表面のホコリの付着、電撃ショッ
クに止まらず、表示画面が見やすく、視覚疲労を感じさ
せないことのほか、漏洩X線や漏洩電磁界が人体へ影響
を与えないよう安全基準をクリアすることが要求され
る。
【0003】上記の要求に対応するため、本発明者等は
表面抵抗が105 Ω/□以下全光線透過率93%以上ヘ
イズ値5%以下550nm積分反射率10%以下の2層
構造を有する透明導電膜を発明し、出願した(特願平5
−44548号公報)。上記の透明導電膜は、ITO分
散シリケート膜とオーバーコートとの2層積層からな
り、ITO分散シリケート膜を第1層、オーバーコート
を第2層としてガラス基板上に形成する電界シールド用
透明導電膜であって、ITO分散シリケート膜は、IT
O粒子をシリケートマトリックスに分散させた膜であ
り、0.07〜0.60μmの膜厚を有し、ITO粒子
は、粒径が50nm以下の粒子を粒子体積分率で50%
以上含み、膜体積に対するITO粒子の体積は、体積率
で35〜95%であり、オーバーコートは、0.08μ
m以上の厚みの透明なシリケートガラス層である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、CRTの使用
環境によっては高温高湿に耐える膜質であることが必要
とされる。ITO微粒子は水分に対しては比較的弱く、
このため、吸湿した透明導電膜は、表面抵抗値が上昇す
る。上記の2層膜では、オーバーコート膜を侵入した水
分が第1層中のITO粒子を劣化させ、透明導電膜とし
ての耐湿性や経時変化に問題が生じる場合もある。オー
バーコート膜の膜厚を厚くすれば水分の影響は避けるこ
とができるが、オーバーコートの膜厚は反射率を低減さ
せるため、通常は0.1μm程度の光学的無反射膜厚に
薄く制御されており、これを厚くするのは難しい。
【0005】本発明の目的は、CRT前面ガラスに適用
した時に、電界シールド効果に十分な低い表面抵抗値と
ヘイズが低く透過率の高い光学的特性を持ち、さらに反
射防止効果があってかつ耐湿性に優れた特性を持つ透明
導電膜を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明は、ガラス基板上に、第1層がITO分散シリ
ケート膜、第2層がATO分散シリケート膜、第3層が
オーバーコートシリケート膜の3層積層からなる電界シ
ールド用透明導電膜であって、第1層のITO分散シリ
ケート膜は、インジウム錫酸化物微粒子をシリケートマ
トリックスに分散させた膜であり、0.07〜0.60
μmの膜厚を有し、第2層のATO分散シリケート膜
は、アンチモン酸化錫微粒子をシリケートマトリックス
に分散させた膜であり、0.07〜0.60μmの膜厚
を有し、第3層のオーバーコートシリケート膜は、0.
08μm以上の厚みの透明なシリケートガラス層である
ことを特徴とする電界シールド用透明導電膜、
【0007】または、ガラス基板上に、第1層がITO
分散シリケート膜、第2層がシリケート膜、第3層がA
TO分散シリケート膜、第4層がオーバーコートシリケ
ート膜の4層積層からなる電界シールド用透明導電膜で
あって、第1層のITO分散シリケート膜は、インジウ
ム錫酸化物微粒子をシリケートマトリックスに分散させ
た膜であり、0.07〜0.60μmの膜厚を有し、第
3層のATO分散シリケート膜は、アンチモン酸化錫微
粒子をシリケートマトリックスに分散させた膜であり、
0.07〜0.60μmの膜厚を有し、第2層および第
4層のシリケート膜は、0.08μm以上の厚みの透明
なシリケートガラス層であることを特徴とする電界シー
ルド用透明導電膜、を特徴とする。
【0008】ここで、インジウム錫酸化物(ITO)微
粒子は、三酸化二インジウム化合物中に錫が二酸化錫換
算で1〜15重量%固溶されたものであり、またアンチ
モン酸化錫(ATO)微粒子は、二酸化錫化合物中にア
ンチモンが三酸化二アンチモン換算で1〜20重量%ド
ープされたものである。
【0009】このような3層または4層構造を持つ膜
は、次のようにインク法により製造できる。まず第1層
目の膜としては、ITO微粒子をシリカゾルと溶媒中に
分散したITO分散インクを、CRT表面に塗布し、こ
れを乾燥してシリカゾルの重合反応を利用して成膜す
る。例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)のよ
うな分散剤およびN,N−ジメチルホルムアミド(DM
F)やエタノールのような分散溶媒中にITO微粒子粉
末を十分均一に混合分散し、一方で結合剤としてのアル
キルシリケート溶液を調整し、両者を混合する。アルキ
ルシリケートはITO粉をガラス表面上に結合固定する
ためのものであって、例えばオルトメチルシリケートS
i(OCH3 4 、オルトエチルシリケートSi(OC
2 5 4 など、或いはこれらを加水分解してある程度
脱水縮重合を進行させた形のものなどが使用される。ア
ルキルシリケート溶液はこれをジアセトンアルコールな
どで希釈し、少量の水や塩酸を加えたものである。IT
O分散溶液とアルキルシリケート溶液を混合してITO
分散インクとし、これを例えばスピンコート法により、
100〜200rpmで回転するCRT前面ガラス表面
上に滴下することによって、一層目のITO分散シリケ
ート膜を成膜することができる。成膜方法としては、ス
ピンコート法の他、スプレーコート法やディップコート
法など、均一に薄くインクをガラス表面に広げられる方
法であれば、どの方法でもかまわない。透明性と導電性
に十分な膜を得るには、粒子径の極力小さな、望ましく
は50nm以下のITO超微粉が必要である。例えばこ
のような粉体は、住友金属鉱山(株)から販売・供給さ
れている。
【0010】ATO分散シリケート膜は、同様のことを
ITO微粒子をATO微粒子に変えて行なえばよい。す
なわちNMP分散剤やエタノール分散溶媒中にATO微
粒子粉末を混合分散したATO分散液を、例えばオルト
エチルシリケートSi(OC2 5 4 にジアセトンア
ルコールや少量の水及び塩酸を加えたエチルシリケート
溶液と混合してこれをATO分散インクとする。ATO
分散インクを例えば100〜200rpmで回転する一
層目を成膜したCRT前面ガラス表面上に滴下すること
によって、二層目としてのATO分散シリケート膜を成
膜することができる。ここでATO微粒子も細かいほど
好ましいが、一般に粒径10nm以下のATO粉は市販
品の中から比較的容易に得ることができる。
【0011】オーバーコートなどのシリケート膜も、シ
リケートゾルゲル溶液の縮重合反応を利用して、成膜す
ることが可能である。シリケートゾルゲル溶液は、上記
のITO分散シリケート溶液やATO分散シリケート溶
液に含まれるアルキルシリケート溶液と、本質的には全
く同一のものである。すなわち、オルトメチルシリケー
トSi(OCH3 4 、オルトエチルシリケートSi
(OC2 5 4 などのアルキルシリケート、或いはこ
れらを加水分散してある程度脱水縮重合を進行させた形
のアルキルシリケートを、ジアセトンアルコールなどで
希釈してさらに少量の水や塩酸を加えたものである。シ
リケートゾルゲルインクを例えば100〜200rpm
で回転するCRT前面ガラス表面上に滴下することによ
って、二層目または四層目としてのシリケート膜を成膜
とすることができる。
【0012】上記のようにスピンコート法などの方法に
よって多層膜を成膜後、これを焼成して膜構造を完成さ
せる。膜焼成温度は、CRTガラス封着前の前面ガラス
単独に対しては、ゾル乾燥が完了する200〜300℃
以上で焼成することができるCRT完成球に対しては通
常200℃以下の温度で焼成しなければならないが、こ
の場合ゾルの収縮や導電性はやや低い値となる。
【0013】
【作用】第1層目のITO分散シリケート膜に用いられ
るITO微粒子は、透明で高い導電性を持っており、膜
体積に対する充填率が35%以上であれば0.07〜
0.60μmの膜厚において、電界シールドに効果のあ
る104 Ω/□台以下の表面抵抗を実現することができ
る。膜厚を0.07〜0.60μmとするのは、0.0
7μm未満では十分な導電性が得られないからであり、
0.60μmをこえるとヘイズが5%以上になるからで
ある。ATO分散シリケート膜も同様である。
【0014】ATO分散シリケート膜に用いられるAT
O微粒子もITO微粒子と類似の透明導電性を持つが、
膜として得られる導電性のレベルは表面抵抗値で1桁〜
3桁低いため、この膜単独で電界シールドの用に供すこ
とはできない。一方、ATO微粒子は水分により抵抗値
を上げるようなことがないので耐湿性に於いてはITO
より優れる。またATO分散シリケート膜の屈折率はI
TO分散シリケート膜同様に1.60〜1.78と高
く、屈折率1.46程度のオーバーコートシリケート膜
との組合わせに於いて十分反射率低減効果を持たせるこ
とができる。またそれぞれに導電性を有するITO分散
膜とATO分散膜との組合わせにより、膜全体としての
電界シールド効果も向上する。
【0015】ITO分散シリケート膜とATO分散シリ
ケート膜はそのまま続いて積層してもよいが、間にシリ
ケート膜を挿入することによりさらに反射率を低減でき
る。またインクの溶媒組成にもよるが、一般にITOと
ATOとでは分散溶媒が異なるため、間のシリケートイ
ンクに用いる溶媒で両者を調整することにより、膜相互
の界面での密着性を高めることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。形成した膜の
膜厚と屈折率は、溝尻光学工業所製エリプソメータで測
定した。表面抵抗は、ITO分散シリケート膜の上に1
00mm×5mmのAgペーストを100mmの間隔で
焼きつけて測定した。ヘイズ値と透過率は村上色彩技術
研究所製ヘイズメータHR−200を用いて測定した。
反射率は島津製作所分光光度計を用いて測定した。 (実施例1)比表面積27.5cm2 、平均粒径25.
3nm(透過電子顕微鏡で評価)の、住友金属鉱山
(株)製ITO超微粉(ITO−UFP)を15g、N
−メチル−2−ピロリドン(NMP)を20g、N,N
−ジメチルホルムアミド(DMF)を7g、及び4−ヒ
ドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン(ジアセトンア
ルコール)70gをよく混合し、ITO分散溶液を作製
した。続いて比表面積33.4cm2 、平均粒径9.3
nm(透過電子顕微鏡で評価)の、住友金属鉱山(株)
製ATO超微粉を用いて、全く同様にATO分散溶液を
作製した。一方平均重合度で4〜5量体である多摩化学
工業製エチルシリケート40を1.5g、ジアセトンア
ルコール16g、蒸留水1.5gの混合溶液を攪拌しな
がら、5%塩酸水溶液3g、ジアセトンアルコール2
g、蒸留水2.4gの混合溶液を滴下して、エチルシリ
ケート溶液を調整した。次に、ITO分散溶液とエチル
シリケート溶液の2液を混合し、150rpmで回転す
る200×200×3mmの板ガラス上にビーカから滴
下した。これを大気中において焼成温度170℃で30
分焼成した後、Agペーストをスクリーン印刷して15
0℃30分焼いて電極を形成した。その後再び150r
pmで回転させながらATO分散溶液とエチルシリケー
ト溶液の混合溶液を滴下し、1分後にエチルシリケート
溶液単独をビーカから滴下した。
【0017】このようにして3層膜のスピンコートを行
なった板ガラスを、大気中において焼成温度170℃で
30分焼成した。形成された膜の焼成直後の表面抵抗
値、ヘイズ、膜厚、反射率を測定し、さらに80℃湿度
95%環境下で400時間保持後、表面抵抗値を測定し
た。これらの測定結果を表1に示す。電界シールドにふ
さわしい104 Ω/□台の抵抗値を持ち、ヘイズや反射
率などの光学特性もCRTに許容される値が得られた。
また耐湿試験後の抵抗値の劣化は全くなく、十分耐湿性
を持つ3層膜構造が得られた。
【0018】(実施例2)実施例1と全く同様にして3
層積層膜を板ガラス上にスピンコートし、焼成した。但
し焼成温度は2回とも300℃で行なった。形成された
膜の特性は表1に示すように、170℃焼成に比べてさ
らに抵抗値の低い特性が得られた。
【0019】(実施例3)実施例1の要領でITO分散
液、ATO分散溶液、およびエチルシリケート溶液を調
整後、150rpmで回転する200×200×3mm
の板ガラス上に第1層としてITO分散溶液とエチルシ
リケート溶液の混合溶液をビーカから滴下し、大気中1
70℃30分焼成し、Ag電極を形成した後、第2層に
はエチルシリケート溶液単独を、第3層にはATO分散
溶液とエチルシリケート溶液の混合溶液を、第4層には
エチルシリケート溶液単独を、それぞれ1分の間隔をお
いて成膜した。このようにして4層膜のスピンコートを
行なった板ガラスを、大気中において焼成温度170℃
で30分焼成した。形成された膜の特性を表1に示す。
【0020】(実施例4)実施例3と全く同様にして4
層積層膜を板ガラス上にスピンコートし、焼成した。但
し焼成温度は300℃で行なった。形成された膜の特性
を表1に示す。
【0021】(比較例1)実施例1の要領で、第1層に
ITO分散溶液とエチルシリケート溶液の混合溶液を1
50rpmで回転する200×200×3mmの板ガラ
ス上に成膜し、170℃30分焼成し、Ag電極を形成
した後、第2層としてエチルシリケート単独溶液を、ビ
ーカから滴下し、170℃で30分焼成した。形成され
た膜の特性としては反射率が本発明の実施例に比べて高
く、また耐湿試験後の抵抗値の上昇が顕著であって、耐
湿性が劣ることがわかる。
【0022】(比較例2)比較例1と全く同様にして2
層積層膜を板ガラス上にスピンコートし焼成した。ただ
し焼成温度は2回とも300℃で30分行なった。形成
された膜の特性を表1に示す。初めの抵抗値は比較例1
よりもやや低いが、耐湿試験による劣化が認められる。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、低い表面抵抗値と高い
透過率および低いヘイズの膜が得られ、かつこの膜は耐
湿性に優れているので経時劣化しにくく、また、蒸着膜
などに比べてコスト的に圧倒的に有利であるため、CR
T前面の電界シールドにきわめて好適である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板上に、第1層がITO分散シ
    リケート膜、第2層がATO分散シリケート膜、第3層
    がオーバーコートシリケート膜の3層積層からなる電界
    シールド用透明導電膜であって、 第1層のITO分散シリケート膜は、インジウム錫酸化
    物微粒子をシリケートマトリックスに分散させた膜であ
    り、0.07〜0.60μmの膜厚を有し、 第2層のATO分散シリケート膜は、アンチモン酸化錫
    微粒子をシリケートマトリックスに分散させた膜であ
    り、0.07〜0.60μmの膜厚を有し、 第3層のオーバーコートシリケート膜は、0.08μm
    以上の厚みの透明なシリケートガラス層であることを特
    徴とする電界シールド用透明導電膜。
  2. 【請求項2】 ガラス基板上に、第1層がITO分散シ
    リケート膜、第2層がシリケート膜、第3層がATO分
    散シリケート膜、第4層がオーバーコートシリケート膜
    の4層積層からなる電界シールド用透明導電膜であっ
    て、 第1層のITO分散シリケート膜は、インジウム錫酸化
    物微粒子をシリケートマトリックスに分散させた膜であ
    り、0.07〜0.60μmの膜厚を有し、 第3層のATO分散シリケート膜は、アンチモン酸化錫
    微粒子をシリケートマトリックスに分散させた膜であ
    り、0.07〜0.60μmの膜厚を有し、 第2層および第4層のシリケート膜は、0.08μm以
    上の厚みの透明なシリケートガラス層であることを特徴
    とする電界シールド用透明導電膜。
JP1907694A 1994-02-16 1994-02-16 電界シールド用透明導電膜 Pending JPH07230775A (ja)

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