JPH04292834A - 表示装置の表示窓を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置用の表示窓を
製造する方法に関するものである。また、本発明は、こ
のような方法によって製造された表示窓に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】表示装置の例として陰極線管表示装置及
びＬＣＤ（液晶表示装置）がある。これらの表示装置は
、例えばコンピュータのモニタ装置又はカラーテレビジ
ョン受像機として用いられている。表示窓に入射する光
によって生ずる表示窓の表面における反射は表示画像の
コントラストを低下させ画像に対する外乱となる。

【０００３】この課題に対する既知の解決方法として、
表示窓の表面にゾル状のシリカ層を形成し、その後シリ
カ層を処理する方法がある。このような方法は米国特許
第４５６０５８１号明細書から既知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した既知の方法で
は、処理に長時間かかるばかりでなく、生態学的に有害
な汚染物質が生ずる欠点がある。従って、本発明の目的
は一層簡単で且つ一層清浄な状態で処理でき、表示スク
リーンにおける外乱反射を低減できる表示装置の表示窓
を製造する方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段並びに作用】上記目的を達
成するため、本発明による方法は、冒頭部で述べた方法
において、表示窓の表面における反射を減少させるため
、表示窓の表面に、紫外域レーザから放出された放射に
よる前記表面における溶発により不規則性パターンを形
成することを特徴とする。

【０００６】本発明による方法は、既知の方法よりも一
層簡単であり、しかも汚染物がほとんど発生しない。

【０００７】本発明による方法の別の利点は、正確に規
定された不規則性パターンを形成できるので、表示窓の
表面における反射性能を簡単な方法で調整できることで
ある。既知の方法では、スタート材料を変えることによ
り及び／又は処理を変えることにより反射性能がわずか
な範囲に亘ってしか調整することができない。これに対
して、本発明による方法では、要求に応じて数μｍ　の
寸法の不規則部を表示窓の表面に正確に形成することが
できる。本発明による方法の別の利点は、一層大きな融
通性を呈することができることである。例えば、不規則
性部分の深さ及び数、つまり処理された表面における反
射に対する不規則性部分の効果を正確に調整することが
できる。

【０００８】不規則性部分の深さは約０．１　〜０．３
　μｍ　とすることが好ましい。この深さの不規則性部
分により、表面反射を顕著に低減することができる。

【０００９】本発明の方法の一実施例においては、紫外
域レーザと処理すべき表面との間の放射光路中に透過型
回折格子を配置する。以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明による陰極線管の構成を示す水
平方向断面図である。本例ではカラー表示管について説
明するものとし、このカラー表示管は、ほぼ矩形の表示
窓２と、エンベロープ部３と、ネック部４とを有する真
空容器１を具える。ネック部４に、３本の電子ビーム６
，７及び８を発生させる電極部５を設ける。本例では、
３本の電子ビームは１個の面内（本例の場合、紙面内）
で発生し、表示窓２の内側に形成した表示スクリーン９
に入射する。この表示スクリーンは赤、緑及び青の光を
発光する多数の蛍光素子から成る蛍光パターンを有して
いる。これら蛍光素子はドット状又はラインに形成する
ことができる。表示スクリーン９に至る経路上において
電子ビーム６，７及び８は偏向ユニット１０によって表
示スクリーン９の両端に亘って偏向され、表示窓２の前
面に配置したカラー選択電極を通過する。このカラー選
択電極は開口１２を有する薄い金属プレートで構成する
。３本の電子ビーム６，７及び８は互いに微小角だけず
れてカラー選択電極の開口１２を通過し、従って各電子
ビームは１色の蛍光素子に入射する。このカラー選択電
極は支持部材１３により表示窓２に支持する。

【００１１】図２は図１の細部を断面で示す。表示窓２
の表面２０に表示スクリーン９を設ける。入射光２３は
表示窓２の面２０で部分的に反射する。

【００１２】図３は上述した反射による外乱効果を図示
する。ランプ３１からの光は表示装置３３の表示窓３２
に入射し視聴者３４に対して部分的に反射する。この反
射光により表示画像が不鮮明になり、表示装置３３の表
示画像はコントラストが低下してしまう。尚、反射光の
強度は内側面２０における反射により支配される。

【００１３】反射を低減する方法として米国特許第４５
６０５８１号公報に記載されている方法が既知である。 この既知の方法では、反射が生ずる面にゾル状シリカ層
が被着され、この層はその後乾燥され、洗浄されて焼結
される。この既知の方法は処理に長時間かかるばかりで
なく環境汚染を生ずる不都合がある。従って、本発明の
目的は、処理中に汚染がほとんど生じない反射処理方法
を提供することにある。

【００１４】図４は本発明による方法を実施するための
配置構成を線図的に示す。紫外域レーザ４１から例えば
３００ｎｍ　以下の波長の紫外放射を発生する。本例で
は、このレーザは１９３ｎｍ　の波長の放射を放出する
ものとする。レーザパルスの時間幅は数１０ｎ秒の範囲
にある。本例では、パルス期間を約２０ｎ秒とする。表
示窓４４とレーザ４１との間に透過型の回折格子４２及
びレンズ系４３を配置する。尚、表示窓４４の内側面４
５に処理を施す。レンズ系４３により透過型回折格子４
２の縮小画像を表示窓４４の内側面４５上に形成する。 この内側面上には誘発（ａｂｌａｔｉｏｎ）　により不
規則性パターンを形成する。表示窓４４を適切に移動さ
せ、内側面の一部を順次処理して内側面全体に亘って不
規則性部分を形成することができる。この処理方法は高
い融通性を有している。例えば、透過型回折格子を変更
させることができ、或いは移動させることができ、これ
と共に又はこれとは別に回折格子の縮小率を変化させる
こともできる。このように構成することにより、不規則
性部分の形状又は位置が良好に規定されると共に所望の
ように形成することができる。この結果、例えば反射の
程度を簡単な方法で変化させることができる。

【００１５】紫外域放射を用いることによる溶発により
、極めて微細な不規則性部分を形成することができる。 ここで、“極めて微細”とは、不規則性部分の平均の大
きさが、表面方向に測った場合に数μｍ　から約１０μ
ｍ　の大きさにあることを意味する。この微細性はＨＤ
ＴＶ（高品位テレビジョン）の場合に特に重要である。 この不規則性は蛍光区域の大きさよりも小さくすること
が好ましく、蛍光区域の寸法はＨＤＴＶの場合数１０μ
ｍ　程度である。

【００１６】本発明による方法で処理した場合、表面に
クラックが全く形成されなかった。この効果は、紫外線
放射のガラスへの浸透深さ（本例の場合、表示窓はガラ
スで構成する）が極めて浅いことに起因するものと解さ
れる。すなわち、レーザ光がガラスに入射する場合、そ
の単位体積別当りのエネルギー密度は極めて高くなる。 溶発は供給エネルギーの熱拡散に要する時間内において
急速に発生する。この結果ガラスの周囲部分に対する熱
的負荷は極めて微小でありガラス中でのクラックの発生
が防止される。ガラス中にクラックが生ずると、表示画
像の強度及び／又は鮮明度が低下し、この結果表示窓の
強度も低下するおそれがある。

【００１７】図５は、２０ｎ秒のレーザパルスを用いた
場合の溶発深さＡ（μｍ　）すなわちレーザパルスによ
って溶発される層の厚さ（縦軸）を表示窓の表面上のエ
ネルギー密度Ｂ（横軸）の関数として示す。本例で用い
たレーザ放射は１９３ｎｍ　の波長である。このグラフ
を外挿すると、溶発はエネルギー密度Ｅｍｉｎ　（本例
の場合約４０ｍジュール／ｃｍ２　）から開始しており
、このエネルギー密度は２×１０６　ワット／ｃｍ２　
のパワー密度に対応する。他のパルス期間、他のガラス
の型式及び他の波長の放射の場合において、溶発を発生
させるために必要な最小エネルギー密度Ｅｍｉｎ　は、
溶発の割合をエネルギー密度の関数にして測定し、測定
結果をエネルギー密度の対数としてプロットすることに
よりほぼ決定することができる。外挿線と横軸との交点
がＥｍｉｎ　となる。図５は、溶発の深さがエネルギー
密度のほぼ対数に従って増大していることを示している
。エネルギー密度は最小エネルギー密度の１．２　〜２
．５　倍の範囲、本例の場合５０ｍジュール／ｃｍ２　
と１０００ｍジュール／ｃｍ２　の間にあることが好ま
しく、この範囲は２．５　×１０６　〜５×１０７　ワ
ット／ｃｍ２　に対応し、溶発深さはレーザパルス当た
り約０．００５　〜０．０５μｍ　に相当する。

【００１８】図６は表示窓の表面を紫外線レーザで処理
するのに必要な時間ｔ（秒）を示す。ここで、処理は、
０．１　μｍ　の深さを有する不規則パターンを形成す
ることを意味するものと理解すべきである。必要なパル
ス数は、本例の場合２〜２０パルスの範囲にある。不規
則部の深さは、パルス数又はパルス強度Ｆにより正確に
調整することができる。本例では、紫外域レーザは波長
が１９３ｎｍ　でパルス幅が２０ｎ秒、従って全エネル
ギーが１パルス当り２００　ｍジュールのレーザパルス
を毎秒２００　パルス発生する。処理に必要な時間ｔを
縦軸にエネルギー密度Ｂ（ｍジュール／ｃｍ２　）を横
軸に表示した。曲線６１は必要な処理時間ｔをエネルギ
ーの関数として示す。溶発させるのに必要な最小エネル
ギー密度（Ｅｍｉｎ　）　を直線６２で示す。必要な処
理時間ｔは用いたレーザエネルギーの効率の目安となる
。処理時間が少なくとも最小値を超えるようにエネルギ
ー密度を調整することが好ましい。本例の場合、このエ
ネルギー密度は５０ｍジュール／パルス〜１０００ｍジ
ュール／パルスの範囲のエネルギー密度が対応し、これ
らの範囲は必要な最小エネルギー密度Ｅｍｉｎ　の約１
．２　〜２５倍の範囲に相当する。この範囲を、図６に
おいて符号６４で示す。本例では、最適値は最小値Ｅｍ
ｉｎ　の約２．７　倍に位置する。

【００１９】本発明による表示窓の製造方法は、上述し
た実施例だけに限定されず種々の変形が可能である。上
述した実施例では表示装置として陰極線管を用いたがＬ
ＣＤ（液晶表示装置）や他の型式の表示装置を用いるこ
とができる。また、上述した実施例では陰極線管の内側
表面に処理を施したが、内側表面及び外側表面に、又は
外側表面だけに処理を施すことも可能である。これとの
関連において、当該処理を行った後蛍光パターンが形成
される陰極線管表示装置の表示窓の内側面を処理すべき
面とする場合、本発明の方法を用いるのが特に好適であ
る。この理由は、本発明による製造方法では、汚染物質
が生じないためである。汚染物質が生じると、蛍光体の
品質及び／又は寿命に悪影響を及ぼすおそれがある。

【００２０】上述した実施例において、紫外線レーザは
波長１９３ｎｍ　の放射を放出したが、紫外域の他の波
長放射例えば２４８ｎｍ，　３０８ｎｍ及び３５１ｎｍ
　の紫外放射を用いることも可能であり、さらに上述し
た波長域内の他の波長の放射又はこれに近接した放射或
いはこれら波長放射を組み合わせたものを用いることも
可能である。さらに、不規則パターンを形成するために
透過型回折格子を用いたが、別の方法として孔を有する
スクリーン又はメッシュ状スクリーン或いは紫外線に対
して透明な材料から成り紫外線に対して不透明な区域が
形成されているプレートを用いることも可能である。実
施例は限定的に解釈すべきではなく、本発明による別の
実施例として表示窓の材料に粒子を混合することによっ
て表示窓の表面に不規則性のパターンを形成することが
できる。この場合、表示窓の材料として例えばガラスが
あり、混合される粒子として紫外線レーザからの放射に
対して純粋のガラスの吸収率よりも高いか又は低い吸収
率を有する粒子を用いることができ、或いは、処理すべ
き面上にこのような粒子を付与形成してもよい。このよ
うにすることにより、吸収率を局部的に変化させること
ができる。パルス状の紫外線レーザビームは、溶発が局
部的にだけ生ずるようなエネルギー密度で処理表面に入
射する。従って、いかなる所望の不規則性パターンも形
成できる。この場合、透過型回折格子を省略することが
でき、製造装置を簡単化することができる。別の実施例
として、２本のレーザビームによる干渉パターンを処理
表面上に形成することもできる。２本のレーザビームの
干渉パターンを形成するには、例えばレーザビームをビ
ームスプリッタにより２個の放射成分に分割し、その後
これらのビームを処理すべき表面上に同一のスポットと
して集束させることにより形成することができる。

【００２１】不規則性パターンは不規則形態又は規則性
形態のものとすることができる。本発明において、表示
窓の上述の実施例に示した表示窓を意味するが、陰極線
管の前側に配置した透明プレートも含むものである。本
発明による方法によって低減できる外乱性反射はこのプ
レート表面でも同様に生ずるからである。上述した実施
例では表示窓をガラスとしたが、本発明では表示窓を別
の透明材料で構成することもできる。

【００２２】従って、本発明による方法は簡単であり、
周囲に有害なことにはならず、しかも高い融通性（構造
の選択性）と高精度性（不規則性部分の寸法及び位置）
の両方を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による直視型陰極線管表示装置
の構成を示す線図である。

【図２】図２は、図１の細部を示す断面図である。

【図３】図３は、表示窓の表面における外乱効果を示す
線図である。

【図４】図４は、本発明による方法を実施するのに好適
な装置を示す線図である。

【図５】図５は、溶発速度をレーザパルスのエネルギー
密度の関数として示すグラフである。

【図６】図６は、表面処理に必要な時間をレーザパルス
のエネルギー密度の関数として示すグラフである。

【符号の説明】

２，４４　　表示窓 ４１　　レーザ ４２　　透過型回折格子 ４３　　レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】　　表示装置の表示窓を製造するに当たり
   、表示窓の表面における反射を減少させるため、表示窓
   の表面に、紫外域レーザから放出された放射による前記
   表面における溶発により不規則性パターンを形成するこ
   とを特徴とする表示装置の表示窓を製造する方法。 【請求項２】　　請求項１に記載の表示装置の表示窓を
   製造する方法において、前記不規則パターンを、ほぼ０
   ．１　μｍ　から約０．３　μｍ　の深さを有するよう
   に形成することを特徴とする表示装置の表示窓を製造す
   る方法。 【請求項３】　　請求項１又は２に記載の表示装置の表
   示窓を製造する方法において、前記紫外域レーザと前記
   表面との間の放射光路中に透過型回折格子を配置したこ
   とを特徴とする表示装置の表示窓を製造する方法【請求
   項４】　　請求項１から３までのいずれか１項に記載の
   表示装置の表示窓を製造する方法において、前記処理す
   べき表面を、蛍光パターンが形成されている陰極線管表
   示装置の表示窓の内側表面としたことを特徴とする表示
   装置の表示窓を製造する方法。 【請求項５】　　請求項１〜４までのいずれか１項に記
   載の方法によって製造された表示窓。