JPH08250044A

JPH08250044A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH08250044A
Application number: JP7054407A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yamamura; 昌大山村; Keizo Ishiai; 敬三石合; Hidekazu Hayama; 秀和羽山; Takashi Aoyama; 隆至青山
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで形成することができるとともに、
可視光の広い波長領域にわたって反射防止効果が得ら
れ、反射光の着色が少ない反射防止膜を有する画像表示
装置を実現する。【構成】内面に蛍光膜７が形成されたフェースプレー
ト１の外表面に、高屈折率層３およびＳｉＯ₂からなる
低屈折率層４が順次積層された２層構造の反射防止膜２
が形成されている。高屈折率層３は、ＳｉＯ₂層中に、
高屈折率を得るためと同時に電気伝導性を得るためにＳ
ｂをドープした平均１次粒径が約６ｎｍのＳｎＯ₂の微
細粒子５と、表面に凹凸を形成するために平均１次粒径
が約３０〜５０ｎｍのチタンブラックの微粒子６とを混
合分散させた構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は受像管（ＣＲＴ）、液晶
ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレ
イなどの画像表示装置に関し、特にその画像表示面の外
表面に外光の反射を抑える反射防止膜が形成された反射
防止型の画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】受像管や液晶ディスプレイなどの画像表
示装置において、画像が表示される表示面は通常その外
表面が平滑なガラス製フェースプレートにより形成され
ている。そのため、これら画像表示装置の画像表示面
に、蛍光灯や窓から差し込む光などのいわゆる外光が反
射して表示画像が見づらくなることが問題となる。そこ
で、近年この外光反射を防止または低減するためのさま
ざまな技術が提案されている。

【０００３】このような外光反射防止技術の一つとし
て、フェースプレート外表面に所定の屈折率を有する１
層の膜、または屈折率の異なる２層以上の膜からなる反
射防止膜を形成するものがある。これは、フェースプレ
ートのガラス自体、およびその外表面に形成された膜の
屈折率の違いによる光の干渉作用を利用して反射防止効
果を得るものであり、例えば微細凹凸を設け外光を散乱
するという他の外光反射防止技術と比較して、表示画像
の透過光が散乱されることがなく解像度が低下しないと
いう優れた効果がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような反
射防止膜を実際に画像表示装置のフェースプレート外表
面に形成する場合、安価に形成しようとすると、反射防
止膜を構成する膜の層数をあまり多くできない。ところ
が、光の干渉作用を利用する反射防止膜の場合、構成す
る膜の層数が少ないと、反射防止効果が得られる波長が
狭い領域に限られてくる。この結果、反射防止効果は特
定の波長の光に対してしか得られず、反射光が強く着色
し、かえって反射光が目障りとなるという問題があっ
た。

【０００５】本発明は上記の問題を解決しようとするも
のであり、低コストで形成することができるとともに、
可視光の広い波長領域にわたって反射防止効果が得られ
るため、反射光の着色が少ない反射防止膜を有する画像
表示装置を実現するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の画像表示装置
は、ガラス製フェースプレート外表面に所定の屈折率を
有する１層または２層以上の膜からなる反射防止膜を有
し、前記反射防止膜最表層の膜の外表面が平滑であると
ともに、前記フェースプレートまたは前記反射防止膜最
表層以外の膜の外表面に微細凹凸を有する。

【０００７】

【作用】本発明は、反射防止膜の最表層の外表面以外の
境界面に凹凸を形成しているので、微視的に見ると、部
分ごとに異なった膜厚を有する層によって反射防止膜が
構成されることになり、反射率が最低となる波長が各部
分で異なったものとなる。そして、この微細凹凸のピッ
チは人間の目では捉えることのできない程度の微細なも
のであるので、観視者は反射率低減効果が平均化された
反射光を見ることになる。この結果、平坦な膜によって
のみ構成されている従来の反射防止膜と比較して、膜の
層数が等しい場合にはより可視光の広い領域にわたって
反射光が低減され着色が抑えられたものとなる。

【０００８】さらに最表層の外表面が平滑であるので、
表示画像の透過光の散乱がなく解像度の低下がほとんど
生じない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。

【００１０】図２は、本発明の一実施例であるカラー受
像管の断面図を示している。図１に示すように、このカ
ラー受像管は、ガラス製フェースプレート１を有するパ
ネル部１１と、後方にネック部１３を有するファンネル
部１２とからなるバルブ１０を備える。ネック部１３
は、その内部に電子銃（図示せず）を有する。

【００１１】フェースプレート１の内面には、蛍光膜７
が形成されており、この蛍光膜７に電子銃から電子ビー
ム（図示せず）が照射されて所定の画像を表示する。パ
ネル部１１の内部には、電子ビームに対し色選別電極の
役割を果たすシャドウマスク１４が、蛍光膜７と所定間
隔を有するようにマスクフレーム１５により保持されて
いる。フェースプレート１の外表面に設けられた反射防
止膜２は、同時に帯電防止膜としての機能を果たすた
め、パネル部１１の周囲に取り付けられている金属製の
補強バンド１６と接触させてある。

【００１２】図１は、本発明の一実施例であるカラー受
像管の要部拡大断面図である。本発明の反射防止膜２
は、カラー受像管の画像表示面であるフェースプレート
１上に順次形成された高屈折率層３と低屈折率層４との
２層によって構成される。

【００１３】高屈折率層３はＳｉＯ₂層中に、Ｓｂをド
ープした平均１次粒径が約６ｎｍのＳｎＯ₂微細粒子５
を混合分散させ、さらに高屈折率層３の外側表面に凹凸
を形成するために平均１次粒径が約３０〜５０ｎｍの微
粒子として、例えば三菱マテリアル社のチタンブラック
粒子６を混合分散させたものである。ＳｉＯ₂層中にド
ープしたＳｂは、高屈折率を得るためと同時に帯電防止
膜として機能するために電気伝導性を得るためのもので
ある。また膜中における上記の各粒子の混合比率は、Ｓ
ｎＯ₂粒子が３０〜７０ｗｔ％、チタンブラック粒子が
５〜６０ｗｔ％である。

【００１４】この高屈折率層３の上に積層される低屈折
率層４は、ＳｉＯ₂によって構成されている。

【００１５】上記の反射防止膜２の具体的な製造方法の
一例を説明する。まず、上述の粒径と混合比率のＳｎＯ
₂およびチタンブラックの粒子を、アルキルシリケート
Ｓｉ（ＯＲ）₄のアルコール等の有機溶媒の溶液に混合
分散させたものを、フェースプレート上にスピンコート
法によって塗布する。これを乾燥させると、外表面に微
細な凹凸のある高屈折率層３が得られる。

【００１６】次にアルキルシリケートＳｉ（ＯＲ）₄の
アルコール等の有機溶媒の溶液を、上記高屈折率層３の
上にスピンコート法によって塗布し乾燥することによっ
て、平滑な外表面をもつ低屈折率層４が得られる。

【００１７】上記２層の膜の塗布工程を終えた後、１５
０〜４００℃で約２０分間以上焼成すると、強固な反射
防止膜２が得られる。

【００１８】上記方法によって得られた高屈折率層３
は、屈折率が約１．７、その表面には高さが約３０ｎ
ｍ、ピッチが約３０〜１２０ｎｍの凹凸が形成される。
また、低屈折率層４の屈折率は約１．４６である。ここ
で、各膜の膜厚は、視感反射率の高い５６０ｎｍの反射
率がボトム（最低値）となるようにするため、高屈折率
層３の膜厚を約１００〜１３０ｎｍ、低屈折率層４の膜
厚を約７０〜１００ｎｍとしている。各層の膜厚がそれ
ぞれ約３０ｎｍの幅を有しているのは、高屈折率層３の
外表面、すなわち低屈折率層４との境界面に高さが約３
０ｎｍの凹凸があるからである。

【００１９】ここで、高屈折率層３の外表面の凹凸の高
さおよびピッチは、得られる反射防止膜２の平均化効果
と凹凸により生じる表示画像の散乱度合いによって決定
すべき値である。

【００２０】このようにして得られた、反射防止膜の可
視域の各波長に対する反射率特性を図３に示す。図３
中、曲線ａは本発明の実施例に示す反射防止膜の反射率
特性、同ｂは従来例の反射防止膜の反射率特性である。
曲線ｂで示す従来例の反射防止膜は、本発明の実施例と
同じく高屈折率層の上に低屈折率層を積層した２層構造
によるものであり、各層の膜を構成する材料はほぼ同じ
であるが、各層が平坦であることが本発明の実施例と異
なる。より具体的には、比較例の高屈折率層は、ＳｉＯ
₂層中にＳｂをドープしたＳｎＯ₂微細粒子のみを混合分
散させており、チタンブラック粒子は混合させていな
い。また、低屈折率層は実施例と同じくＳｉＯ₂によっ
て構成されている。従って、従来例の高屈折率層の屈折
率は約１．７、低屈折率層の屈折率は約１．４６と実施
例の場合とほぼ同じであるが、実施例のものと同様視感
反射率の高い５６０ｎｍの反射率がボトムとなるように
するため、高屈折率層の膜厚を約８０ｎｍ、低屈折率層
の膜厚を約９５ｎｍにしている。

【００２１】図３より明らかなように、曲線ａで示す本
発明の実施例のＣＲＴは、曲線ｂで示す従来例と比較し
て可視光の広い領域にわたってよりブロードな波長―反
射率特性を得ることができることがわかる。これは、本
発明の実施例における反射防止膜では、高屈折率層３の
表面に形成された凹凸によって反射光の平均化作用をも
たらすためと考えられる。すなわち、高屈折率層３を微
視的に見れば、それぞれの位置で凹凸に応じて約１００
〜１３０ｎｍの範囲で膜厚が異なっている。また、これ
に応じて低屈折率層４の膜厚も約７０〜１００ｎｍの範
囲で変化している。多層膜の干渉作用による各波長に対
する反射率特性は、各層の膜を構成する材料による屈折
率が同じ場合はその膜厚によって定まる。つまり、本発
明の画像表示装置の反射防止膜は、２層が部分部分で微
視的に異なる膜厚を持つので、その部分での反射率も微
視的に異なっている。しかし、観視者である人間の目の
解像力はこのような微視的な変化を認識することができ
ないので、あたかもこのような微視的な反射率特性が平
均化されて、反射防止膜全体としてみると、層数の少な
い膜構成にもかかわらずブロードな波長−反射率特性を
得ることができるのである。

【００２２】本実施例では、高屈折率層３の外表面に凹
凸を形成する方法として、高屈折率層３中にチタンブラ
ック粒子を混合分散させたが、混入する微粒子として
は、ＳｉＯ₂やその他の金属酸化物などでも良い。ただ
し、本実施例で示したごとく、高屈折率層３の外表面に
所望の高さピッチの凹凸を形成するため、その平均一次
粒径は材料による凝集などを考慮して約１０〜８０ｎｍ
であることが望ましい。

【００２３】凹凸を形成するために混入する粒子とし
て、チタンブラックを用いた場合は、黒色顔料としての
特徴から高屈折率層の透過率がコントロールできるとい
う効果を得ることができる。また、チタンブラックは、
他の材料に比べて所望の粒径のものを比較的入手しやす
いという特長がある。

【００２４】これに対し、微粒子としてＳｉＯ₂を用い
た場合は、ＳｉＯ₂が透明であるので、高屈折率膜の透
過率を高くすることができ、また、Ｍｎ₂Ｏ₃など他の金
属酸化物を用いた場合は、酸化物として安定しているの
で、高屈折率層の色をコントロールしやすいという特長
がある。

【００２５】高屈折率層３の外表面に凹凸を形成する方
法として、本実施例のように凹凸を形成できるような粒
子を高屈折率層形成の際に混合分散させる方法は、最も
簡易に所定の膜を形成することができるという特長を有
する。もちろん、このような凹凸を形成する方法として
は、まずスピンコート法により平坦な高屈折率層を塗布
し、その上にたとえばスプレーコート法などにより凹凸
膜を形成する方法でもよく、また平坦な高屈折率層を形
成した後その表面にケミカルエッチング法やサンドブラ
スト法などにより高屈折率層を表面を削ることで凹凸処
理を施す方法によっても良い。

【００２６】なお、低屈折率層４の材料としては上記Ｓ
ｉＯ₂以外にも、ＭｇＦ₂など屈折率が１．４〜１．５程
度の材料を用いることができる。また、本実施例では高
屈折率膜３のに電気伝導性を得ることを目的としてＳｎ
Ｏ₂微粒子にＳｂをドープしたが、帯電防止膜としての
機能を要求されない場合は、Ｓｂをドープする必要はな
く、この場合反射防止膜２を金属製補強バンド１５に接
触させる必要はない。

【００２７】図４は本発明の第２の実施例であるカラー
受像管の要部拡大断面図である。第２の実施例は、カラ
ー受像管の画像表示面であるフェースプレート１の外表
面に微細な凹凸を形成し、その上に順次形成された高屈
折率層３と低屈折率層４との２層によって構成される反
射防止膜である。

【００２８】カラー受像管のフェースプレート１に凹凸
を設ける方法としては、従来からあるサンドブラスト
法、ケミカルエッチング法などが利用できる。ここで、
凹凸の高さおよびピッチは、得られる反射防止膜の各波
長光に対する反射防止効果の平均化作用と、凹凸による
表示画像の散乱度合いによって決定すべき値であるが、
第１の実施例同様、高さが約３０ｎｍ、ピッチが約３０
〜１２０ｎｍであることが望ましい。

【００２９】次に、第２の実施例のカラー受像管を具体
的に形成する方法の一例を説明する。

【００３０】まず、サンドブラスト法でフェースプレー
ト１上に約３０ｎｍの凹凸を約１００ｎｍのピッチで形
成する。その上に前述の第１の実施例と同様の方法によ
って、高屈折率層３、低屈折率層４を順次形成させる。

【００３１】ここで、第２の実施例では高屈折率層３の
外表面に凹凸は不要であるので、チタンブラックの粒子
は混合しない。従って、高屈折率層３は、ＳｉＯ₂層中
にＳｂをドープしたＳｎＯ₂の微粒子５を混合分散させ
たもので、屈折率は約１．７、膜厚はフェースプレート
の凹凸に伴って約１００〜１３０ｎｍである。低屈折率
層４はＳｉＯ₂によって構成されており、屈折率は約
１．４６、膜厚は約９０ｎｍである。各層の膜厚は、第
１の実施例同様、視感反射率の高い５６０ｎｍの反射率
がボトムとなるように選定されている。

【００３２】このような本発明の第２の実施例において
も、多層干渉膜を構成する一つの層に該当するフェース
プレート１の外表面に凹凸が形成されることで、前記第
１の実施例で詳細を説明したものと同様の微視的領域で
の膜厚の変化による、反射防止膜全体としての平均化作
用によって、ブロードな波長−反射率特性を持った反射
防止膜を有する受像管を得ることができる。

【００３３】本発明の第２の実施例においても、反射防
止膜２を構成する各層の材料は上記第１の実施例の場合
と同様所定のものと置き換えることができる。

【００３４】また、本発明の実施例中各膜の形成方法と
してスピンコート法による場合を説明したが、各膜の特
性を損なわなければＣＶＤ法、ディップコート法など一
般の薄膜形成方法によっても同様の効果を持つ反射防止
膜を備えた受像管を得ることができる。

【００３５】上記本発明の実施例では、２層の膜構成の
反射防止膜を用いた場合について説明したが、本発明は
３層以上の多層膜構成を用いてもよい。反射防止膜を３
層以上の膜構成とする場合には、凹凸を形成する膜の境
界部は、最表層の外表面以外であればどこでもよい。さ
らに凹凸を設ける境界面は１箇所の方が各膜厚の調整が
しやすいが、これに限るものではなく２つ以上の境界面
に凹凸を設けてもよい。

【００３６】また、ガラス製フェースプレートの外表面
に一層の膜を形成した場合も、この膜の屈折率を画像表
示装置のフェースプレートの屈折率（通常のカラー受像
管の場合は約１．５４）よりも低くすることによって、
フェースプレートと一層の膜による干渉作用による反射
防止効果を得ることができる。このような、１層の膜に
よる反射防止膜に本発明を適用する場合には、上記第２
の実施例で示したようにフェースプレート表面に凹凸を
形成することが必須となる。

【００３７】以上のように、本発明にかかる反射防止膜
は、最表層の外表面以外の境界面に凹凸を形成している
ので、微視的には異なった膜厚を有する層によって反射
防止膜が構成されていることになり、同じ膜数から構成
される反射防止膜と比較して可視領域の波長に対する反
射率特性がブロードなものを得ることができる。

【００３８】なお、上記実施例においては、画像表示装
置としてカラー受像管について説明したが、本発明はモ
ノクローム受像管や液晶ディスプレイ、プラズマディス
プレイ、ＥＬディスプレイ、いわゆるマイクロカソード
型ディスプレイなど、画像表示面がガラスからなる画像
表示装置についても同様に適用でき、同様の反射防止効
果を得ることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同数の膜構成からなる従来の反射防止膜と比較して、よ
り広い可視光領域についてのブロードな波長−反射率特
性を持った反射防止膜を得ることができる。また、反射
防止膜の最表層の外表面を平坦としているので、表示画
像の散乱が少ない。従って、低コストで反射光の着色が
抑えられるとともに、表示画像の解像度が低下しないと
いう優れた表示特性を持つ画像表示装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のカラー受像管の要部拡大断
面図

【図２】本発明の一実施例のカラー受像管の断面図

【図３】カラー受像管の波長−反射率特性を示す図

【図４】本発明の第２の実施例のカラー受像管の要部拡
大断面図

【符号の説明】

１フェースプレート２反射防止膜３高屈折率層４低屈折率層５ＳｎＯ₂の微細粒子６チタンブラック微粒子７蛍光膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青山隆至大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス製フェースプレート外表面に所定
の屈折率を有する１層または２層以上の膜からなる反射
防止膜を有し、前記反射防止膜最表層の膜の外表面が平
滑であるとともに、前記フェースプレートまたは前記反
射防止膜最表層以外の膜の外表面に微細凹凸を有するこ
とを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記最表層以外の膜の外表面が有する微
細凹凸が、前記膜に混合分散された微粒子により形成さ
れたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。