JPH07283585A - 電磁波シールド剤及びそれを用いた陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＣＲＴ観察面に塗布方式で被膜を形成する事で
電磁波を遮断できる様なシールド剤を提供する事を目的
とする。 【構成】平均粒子径が０．０６μｍ以下の微粒子形状を
有する酸化アンチモン、酸化錫、酸化インジュウム、及
び／または酸化亜鉛からなる導電性微粒子と、アルコキ
シシランから誘導されたものであってシラノール基を珪
素原子を基準にして１０〜１００モル％含有するシリカ
ゾル微粒子、との重量比０．５：１〜２０：１の混合物
を分散媒体に１〜４０重量％分散させてなる電磁波シー
ルド剤である。錫ーインジュウム酸化物が好ましく特に
酸素格子欠陥のある粒子であるのが好ましい。このシー
ルド剤は陰極線管の観察面に塗布し、乾燥後１００〜２
００℃で焼成すると電磁波シールド効果を持った陰極線
管を簡単に製造する事が出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗布型の電磁波シールド
剤及びそれを塗布して得られる陰極線管もしくは液晶表
示パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ、ワードプロセ
ッサ、テレビ等の表示画面として陰極線管（ＣＲＴ）や
液晶パネルが広く使われている。ＣＲＴからは３０Ｈｚ
から３００ＧＨｚにわたる広範囲の電磁波が発生してお
り、これらが直接人体に影響するという事は証明されて
いないが、外国において１０ＫＨｚ以下の低周波のもの
が発ガン性や妊娠異常の原因ではないかなどと取りざた
され、スウェーデンなどではＭＰＲー〓と呼ばれる規格
が制定され、日本でも電磁波対策が取られつつある。

【０００３】液晶による表示画面では通常蛍光管からな
るバックライトが使われており、この蛍光管の放電及び
点灯維持のためにインバータ回路から高圧の交流電圧が
供給されており、これによる電磁界のために表示画面上
に縞模様などが発生する欠点を持っている。

【０００４】テレビ本体のＣＲＴの観察面即ちガラス面
部分以外から発生する電磁波についてはアルミニュウ
ム、銅、真鍮などの金属シート、膜で遮断したり、繊維
状の銅あるいはカーボンファイバなどを使ったシールド
材で遮断されるが、これらは透明体でないのでＣＲＴ画
面前面に適用する事が出来ない。このため観察面からの
電磁波対策としては導電性の細い繊維のメッシュ体を配
置する事が行われているが画面をかなり暗くする欠点が
ある。

【０００５】一方でＣＲＴ観察面に、インジュウムー錫
酸化物（ＩＴＯ）あるいはアンチモンー錫酸化物（ＡＴ
Ｏ）、場合によりアルミニュウム金属の透明薄膜をスパ
ッタリング法、真空蒸着、ＣＶＤ法などで形成して電磁
波を遮断する事も行われているが歩留まりが低くコスト
高であり、また成膜面積にも限度があるため大型品に適
用しにくい欠点がある。

【０００６】また、ＩＴＯやＡＴＯの微粉末をＣＲＴ観
察面上に塗布する試みもなされているがこの方法では表
面抵抗値で１×１０⁵Ωのレベルが最高値であって、こ
れは静電防止、帯電防止の観点からは十分であるが電磁
波のシールド効果としては不十分である。ＩＴＯ粉末を
超微粉にして透明性を高める試みもなされているが微粉
になるほど二次凝集が起こり易く超微粉にしただけでは
均一分散が困難である。従って微粉状で均一分散できて
ガラス面との接着性と形成被膜の硬度が充分となるよう
な新たなバインダーの開発が望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＣＲＴの観察面上また
は液晶表示パネル上に塗布可能で、透明性が高く、塗膜
形成時の表面抵抗値が９×１０⁴Ωレベル以下となるよ
うな電磁波シールド剤を提供する事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒子径が
０．０６μｍ以下の微粒子形状を有する酸化アンチモ
ン、酸化錫、酸化インジュウム、及び／または酸化亜鉛
からなる導電性微粒子と、テトラアルコキシシランから
誘導されたものであって加水分解率が６００〜１０００
％のシリカゾル微粒子との重量比０．５：１〜２０：１
の混合物を水性もしくはアルコール性の分散媒体に１〜
４０重量％分散させた電磁波シールド剤である。又本発
明は、シリカゾル微粒子に、含有シリカに対し０．１〜
１．２モル％のアルミナ、または１〜１０モル％のアル
カリ金属を含有させたものを用いた電磁波シールド剤で
ある。

【０００９】更に本発明は、上記の電磁波シールド剤を
陰極線管の観察面もしくは液晶表示パネル面に１層もし
くは多層に塗布し、乾燥後１００〜２５０℃で焼成し、
４μｍ以下の厚さの被膜とした陰極線管もしくは液晶表
示パネルである。以下に本発明の技術内容について詳し
く説明する。

【００１０】本発明に用いられるアンチモン、錫、イン
ジュウム及び／または亜鉛の酸化物微粒子は０．０６μ
ｍ以下の微粒子形状を有するものであり、好ましくは
０．０１〜０．０５μｍの範囲のものが用いられる。
０．０６μｍ以上の時は被膜の厚みを相当厚くしないと
表面抵抗値を１０⁴Ωレベルにする事が困難であり、厚
くすると所定の透明性を保つ事が出来ない。

【００１１】本発明で用いられる酸化物微粉末は、例え
ばアンチモンをドープした錫酸化物、錫をドープしたイ
ンジュウム酸化物あるいは、アンチモン、錫もしくはア
ルミニュウムをドープした亜鉛酸化物などが用いられ
る。特に錫が酸化物（ＳｎＯ₂）として１〜１０重量％
含有する様にドープしたインジュウム酸化物（ＩＴＯ）
が好ましい。これらの酸化物は完全な酸化物系よりやや
酸素の格子欠陥のあるものの方が電導性に優れているの
で好ましい。このような酸素格子欠陥のある酸化物微粒
子は酸化物微粒子をアルコールまたはヒドラジン水化物
の存在下に加熱して得られる。あるいは、各々の金属化
合物から加水分解で得られる水酸化物などの沈澱物を酸
素雰囲気下に焼成するとき酸素含有量を調節し青灰色の
微粒子が得られるようにして製造できる。

【００１２】本発明に用いる微粒子は原料となる金属の
コロイド溶液をアトマイザーから高温に加熱した酸素コ
ントロール下の雰囲気に噴霧し、乾燥焼成することで得
られる。焼成時に焼結して出来た凝集体はアルカリまた
は酸の水溶液中で３０〜２００℃に加熱処理してコロイ
ド状に再分散できる。

【００１３】本発明で用いられるシリカゾルはテトラア
ルコキシシランを６００〜１０００％の範囲で加水分解
したものである。この範囲で加水分解されたものは適度
な量のシラノール基を含んでいる。シリカゾルに含まれ
るシラノール基は水と共存していると水和された状態で
シリカゾルを安定化しており、約１００℃に加熱される
と水和状態が壊れてシラノール基に戻る。更にこれ以上
の温度で加熱または焼成されると互いにまたは被塗布面
上の水酸基と結合反応を起こす。このようなシラノール
基はＣＲＴ観察面のようなガラスとの密着性を保つため
に重要であり、一方で導電性酸化物微粒子同士の結合を
保つ役割をはたしている。加水分解率が６００％未満で
は形成された塗膜の硬さが充分でなく、１０００％を越
えると電磁シールド剤としての保存安定性が悪くなり好
ましくない。

【００１４】本発明で言うテトラアルコキシシランの加
水分解率とはテトラアルコキシシランが水と反応する下
記のごとき反応を想定し、 Ｓｉ（ＯＲ）₄＋２Ｈ₂Ｏ→ＳｉＯ₂＋４ＲＯＨ テトラアルコキシシラン１モルに対し水２モル使用して
加水分解させたときを加水分解率１００％として算出し
ている。従って、テトラアルコキシシランと水の使用量
（重量）との関係では次式によって算出される。

【００１５】

【数１】

【００１６】このような加水分解率のシリカゾルはメチ
ル、エチル、プロピルなどの低級アルキルシリケートを
アルコールなどの溶媒下、水を加えて室温程度の低温で
ゆっくりと所定量の加水分解を行うことで得る事が出来
る。加水分解に際しては酸触媒、塩基性触媒の何れも用
いられるが、得られたシリカゾルは導電性酸化物微粒子
を添加しても安定で無ければならない。このため塩酸や
硫酸を用いた場合は電解質を作りゾルのゲル化を起こし
易いのでこれらを用いた場合は反応後イオン交換法など
により電解質除去の操作を施すのが好ましい。アルカリ
金属水酸化物などのアルカリ性下で水溶液中でゆっくり
と加水分解すると安定したシリカゾルが得られる。得ら
れたシリカゾルの安定性を保つにはナトリウム、カリウ
ムもしくはリチウムなどのアルカリ金属をシリカに対し
１〜１０モル％存在させるのが好ましく、形成塗膜の硬
さなどの点からリチウム化合物が特に好ましい。

【００１７】シリカゾルの安定性を向上させる他の方法
はアルミナを少量添加する事である。アルミニュウム化
合物は電解質であるから通常これを添加するとシリカコ
ロイドの電荷状態が壊れてゲル化し易くなるが、シリカ
に対し１．２モル％以下の添加であるとかえって安定化
を増大する。好ましい添加量は０．７〜０．９モル％で
ある。アルミナ成分として添加する化合物はアルミン酸
ナトリウムなどが好ましい。

【００１８】導電性酸化物微粒子とシリカゾルとの混合
割合はシリカゾル１重量部に対し０．５〜２０重量部が
用いられる。好ましくは１〜５部が用いられる。導電性
酸化物粒子の量がこれより少ない場合は表面抵抗値を１
０⁴Ωのレベル即ち９×１０⁴Ω以下にする事がほとんど
不可能になる。２０部以上になると被膜形成時の導電性
酸化物微粒子同士の結合力が十分でなく僅かな衝撃で皮
膜が破壊し易く、対摩耗性も悪くなる。

【００１９】本発明で媒体として用いられる溶媒は水ま
たはアルコールを主体とするものであり、少量のケト
ン、エステルなどを含んでも良い。アルコール類として
はメタノール、エタノール、ｎもしくはｉｓｏ−プロパ
ノール、ｎ，ｓｅｃまたはｔ−ブタノールなどが用いら
れる。共存させても良いケトン類としてはアセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘ
キサノンなど；エステルとしては酢酸エチル、プロピ
ル、ブチルなどである。好ましい媒体は水、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノールなどであり、これら
の混合系も好ましい。

【００２０】媒体中に含有させる導電性微粒子及びシリ
カゾルの濃度はスピンコーティング、スプレーコーティ
ングやバーコート法、ディップ法など、使用するコーテ
ィング法に適した濃度にすれば良い。均一な厚さの皮膜
を形成するためあるいはその制御を容易にするため、こ
の濃度は１〜４０重量％である。シリカゾル及び導電性
酸化物の粒子が小さくなるほど衝突による粒子の肥大化
が起こり易くなるので分散液の安定性のためには濃度は
薄い方が好ましい事になるが塗膜形成の総合的効率から
見ると２〜２５重量％が好ましい。導電性微粒子とシリ
カゾルの分散を安定化するために界面活性剤を添加して
も良い。界面活性剤としては非イオン性のものが好まし
く、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリ
オキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリ
コール脂肪酸エステル、シリコーン系などが用いられ
る。界面活性剤の使用量は全体の０．０５〜５重量％が
好ましい。

【００２１】本発明の電磁波シールド剤を利用するに際
しては前記したコーティング法の何れかでＣＲＴ観察面
に多層コーティングする事が好ましい。これは多層にす
る事によって表面反射を有る程度防ぐ事が出来る為であ
る。勿論本格的に表面反射を防止するために屈折率の大
きい硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）ま
たは屈折率の小さいフッ素化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ₂）、シリカゲル（ＳｉＯ₂）などの薄膜層を光線透過
率が著しく低下しない程度に組み合わせて使用しても良
い。

【００２２】本発明のシールド剤を蛍光管をバックライ
トとする液晶表示パネルに適用する場合はパネル面上に
直接コートしても良いが、バックライトを構成する導光
板表面または拡散板表面にコートしても効果が現れる。
コートした後１００℃以下の乾燥だけでは表面抵抗が十
分低下しない場合もあるので１００℃以上での焼成が好
ましい。このため表示パネルが十分な耐熱性を持ってい
ない場合は耐熱透明板またはフィルムに本発明のシール
ド剤をコートして焼成したものを表示パネルの上または
これとバックライトの間に配設すると良い。

【００２３】本発明で用いる導電性酸化物は従来の０．
１μｍ程度の粒径の粒子に比べてより高い透明性を保つ
事が出来、又表面抵抗値もより小さく出来る。これは一
緒に使用するバインダーであるシリカゾルが安定で導電
性酸化物の二次凝集を生起させず、ガラス面との密着性
が良好なためと思われる。なお、表面抵抗値と電磁波の
シールド効果の間には相関関係があり、１０³Ωレベル
の表面抵抗値に達すると５Ｈｚ〜２ＫＨｚの低周波帯で
は５０〜７０デシベル、２ＫＨｚ〜４００ＫＨｚの高周
波帯では３０〜５０デシベルのシールド効果を、１０⁴
Ωレベルではそれぞれ４０〜６０、２０〜４０デシベル
のシールド効果を達成できる。

【００２４】以下実施例で説明する。部は重量部を示
す。 テトラエチルシリケートの加水分解条件 攪拌機、温度計、還流冷却器を取り付けた５００ｍｌの
フラスコにイソプロピルアルコール１００部，ｎ−ブタ
ノール３９部，メタノール２０部，イオン交換水４部を
加え均一に攪拌した後硝酸１部を加え、攪拌して均一に
した。この混合液を３０℃に保ち、テトラエトキシシラ
ン（コルコート社製エチルシリケート２８）を２．６部
添加し、攪拌下に４時間反応させ加水分解を行った。本
発明において定義する加水分解率は８９０％である。次
いでアルミン酸ナトリウム０．０１部を加えてゾルを安
定化させ、シリカゾル１とした。アルミン酸ナトリウム
の代わりに水酸化リチウム０．１５部を加えてゾルを安
定化させ、シリカゾル２とした。

【００２５】上記で得られたシリカゾル１および２の水
性分散液１００部に対し、各々平均０．０３μｍの球状
のＩＴＯを４０重量％含有する分散液７．３部を攪拌下
に加え、３０℃にて１時間反応させて電磁波シールド用
コーティング液を調整した。予め洗浄、乾燥させておい
たガラス板を２０００ｒｐｍの速度で回転下させながら
これに上記のコーティング液を１０ｍｌ滴下し、滴下後
１０秒間回転させるスピンコート処理を行った。この様
にして塗膜が形成されたガラス板を１００℃で３０分、
次いで１５０℃で３０分加熱処理した。得られた塗膜の
表面抵抗値は各々１×１０⁴Ω、１．５×１０⁴Ωを示
し、両者とも外観は透明で透光性も良く、塗膜硬度が鉛
筆硬度で４Ｈ以上であり、性能的に優秀な塗膜であっ
た。

【００２６】

【発明の効果】本発明により、高度の透明性を保ったま
まで電磁波を遮断できる程度に表面抵抗値を低下させる
事が出来る。このため陰極線管のガラス観察面に塗布す
るという簡単な操作でこの部分から漏れている電磁波を
相当の割合で遮断できる効果がある。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平均粒子径が０．０６μｍ以下の微粒子形
   状を有する酸化アンチモン、酸化錫、酸化インジュウ
   ム、及び／または酸化亜鉛からなる導電性微粒子と、テ
   トラアルコキシシランから誘導されたものであって加水
   分解率が６００〜１０００％のシリカゾル微粒子、との
   重量比０．５：１〜２０：１の混合物を水性もしくはア
   ルコール性の媒体に１〜４０重量％分散させた分散液か
   らなる電磁波シールド剤。
2. 【請求項２】導電性微粒子が錫を酸化物（ＳｎＯ₂）に
   換算して１〜１０重量％ドープした錫ーインジュウムの
   複合酸化物（ＳｎＯ₂／Ｉｎ₂Ｏ₃）であって、酸素格子
   欠陥のある粒子である請求項１の電磁波シールド剤。
3. 【請求項３】シリカゾル微粒子が含有シリカに対し０．
   １〜１．２モル％のアルミナを含有するものである請求
   項１の電磁波シールド剤。
4. 【請求項４】シリカゾル微粒子が含有シリカに対し１〜
   １０モル％のアルカリ金属を含有するものである請求項
   １の電磁波シールド剤。
5. 【請求項５】媒体に、平均粒子径が０．０６μｍ以下の
   微粒子形状を有する酸化アンチモン、酸化錫、酸化イン
   ジュウム、及び／または酸化亜鉛からなる導電性微粒子
   と、テトラアルコキシシランから誘導されたものであっ
   て加水分解率が６００〜１０００％であるシリカゾル微
   粒子、との重量比０．５：１〜２０：１の混合物を水性
   もしくはアルコール性媒体に１〜４０重量％分散させて
   なる電磁波シールド剤を陰極線管の観察面もしくは液晶
   表示パネル面に１層もしくは多層に塗布し、乾燥後１０
   ０〜２５０℃で焼成し、４μｍ以下の厚さの被膜とした
   陰極線管もしくは液晶表示パネル。