JPH07335122A - 撥水，撥油処理膜の形成方法とその装置および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】無反射処理膜の反射特性を損なわず、塗布むら
等によるの外観上の欠点の発生がなく、かつ優れた撥
水，撥油処理膜を形成する方法とその装置および画像表
示装置を提供すること。 【構成】撥水，撥油基を含む化学吸着単分子膜を形成す
る方法において、撥水，撥油処理液を減圧し、発生した
蒸気に被形成面を暴露することにより撥水，撥油性化学
吸着単分子膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防汚効果が要求される
陰極線管や液晶表示装置の画像表示面、光学レンズ、眼
鏡用レンズ等に撥水，撥油処理膜を形成する方法とその
装置および画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管や液晶表示装置の画像表示面、
光学レンズ、眼鏡用レンズ等に指紋等の汚れが付着する
とこの汚れによって画像品質や視覚品質が損なわれる。
一般に、これらの面には、外来光の反射を防止するため
に多層蒸着膜や不均質膜からなる無反射処理が施されて
いることが多く、このような面に汚れが付着した場合に
はこの汚れが特に目立ちやすく取れにくいという問題が
ある。

【０００３】このような汚れの付着性を低減あるいは除
去性を向上させる方法として、陰極線管や液晶表示装置
の画像表示面、光学レンズ、眼鏡レンズの無反射処理面
に撥水，撥油処理膜を形成し、防汚性を向上させる方法
が知られている。上記撥水，撥油処理をする方法として
は、フロロカーボン系樹脂をスプレィや浸漬法により塗
布する方法やアルコキシシラン、クロロシラン、フルオ
ロアルキルシランおよびフルオロアルキルクロロシラン
を混ぜた溶剤中に浸漬塗布する方法等が知られている。

【０００４】なお、この種の従来技術を開示したものと
しては、例えば特開平４−１２４０４７号を挙げること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した汚れの付着性
を低減あるいは除去性を向上させる方法のうち、前者の
方法では、均一に単分子層のみ撥水，撥油処理膜を形成
することは困難で、当該処理膜が厚膜で形成されるた
め、本来無反射処理膜の持っている反射防止効果が損な
われてしまうという問題があった。

【０００６】また、後者の方法では、撥水，撥油膜塗布
時に処理剤の液切れが十分でないと処理剤が被形成面に
塗布むらとして残りやすいという問題があった。この撥
水，撥油処理剤の塗布むらは、処理剤が乾燥していない
時点であれば溶剤で拭きとることができるが、きれいに
拭き取ることが難しく、拭きとり方によっては逆に撥
水，撥油効果を落としてしまうという問題がそれぞれあ
った。

【０００７】本発明の目的は、前記従来技術の課題を解
決するため、陰極線管や液晶表示装置の画像表示面、光
学レンズ、眼鏡用レンズ等に指紋等に汚れが付着しに難
く取れ易くする，所謂防汚効果を高める撥水，撥油処理
膜を前記被形成面である無反射処理膜の反射特性を損な
わず、塗布むら等による外観上の欠点の発生がなく、か
つ優れた撥水，撥油処理効果を有する膜を単分子層形成
する方法とその装置および画像表示装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の第１の発明は、撥水，撥油基を含
む化学吸着単分子膜を形成する方法において、撥水，撥
油処理液を減圧し、発生した蒸気に被形成面を暴露する
ことにより撥水，撥油性化学吸着単分子膜を形成するこ
とを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載の第２の発明は、撥
水，撥油基を含む化学吸着単分子膜が被形成面とシロキ
サン結合していることを特徴とする。そして、請求項３
に記載の第３の発明は、上記第１および第２の発明の撥
水，撥油処理膜を形成するための装置が、撥水，撥油処
理液の蒸気を発生させるための減圧機構と、撥水，撥油
処理液を空気と遮断するためのシャッタ機構、及び不活
性ガスとの置換機構とを有することを特徴とする。

【００１０】さらに、請求項４に記載の発明は、上記第
１，第２の発明の形成方法、および上記第３の発明の製
造装置で形成した撥水，撥油処理膜を備えた陰極線管、
液晶表示装置、その他の光学機器を含む画像表示装置で
あることを特徴とする。すなわち、本発明は、撥水，撥
油基を有する処理剤を減圧し、発生した蒸気を被形成面
（陰極線管や液晶表示装置の画像表示面、光学レンズ、
眼鏡用レンズ）に暴露することにより優れた撥水，撥油
効果を有する化学吸着単分子膜を形成することを特徴と
する。

【００１１】また、この撥水，撥油処理膜は被形成面と
シロキサン結合していることを特徴としている。本発明
の撥水，撥油効果を得るための処理剤としては、アルキ
ルシラン、クロロシラン、フルオロアルキルシラン及び
フルオロアルキルクロロシラン等があるが、トリフルオ
ロプロピルトリクロロシラン、トリデカフルオロオクチ
ルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリク
ロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジクロロ
シラン等のフルオロアルキルクロロシランを用いること
が撥水、撥油効果が優れていることと、低い圧力で蒸気
が発生することから好ましい。

【００１２】このフルオロアルキルクロロシラン処理剤
は、大気圧では蒸気は発生しないため減圧する必要があ
る。また、減圧下で空気中の水分と処理剤が反応すると
白濁する（加水分解ゲル化物）。従って、本発明の撥
水，撥油処理膜の形成装置は、処理剤の蒸気を発生する
ための減圧機構と、処理剤と空気（空気中の水分）を遮
断するためのシャッター機構及び空気を不活性ガスと置
換するための機構を有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】陰極線管や液晶表示装置の画像表示面、光学レ
ンズ、眼鏡用レンズ等に形成される無反射膜は、一般に
可視光の幅広い範囲において反射防止効果を得るために
屈折率の異なった物質がそれぞれ一定の膜厚となるよう
に積層された多層膜、あるいは屈折率が連続的に変化す
るような微細な凹凸を持った不均質膜等から構成されて
いる。

【００１４】このため、これら無反射膜の膜厚分布や微
細凹凸の深さが変わると反射特性も変わり本来の反射防
止効果が得られなくなってしまう。従って、当該膜に形
成される撥水，撥油処理膜は、反射防止特性に影響を与
えない膜厚でなければいけない。本発明で形成される撥
水，撥油処理膜は、その膜厚がナノメータレベルのきわ
めて薄い単分子膜であるため、無反射膜本来の反射防止
特性を損なうことがない。

【００１５】陰極線管や液晶表示装置の画像表示面、光
学レンズ、眼鏡用レンズ等は当然のことながら画像品
質、視覚品質や実用強度が重要である。このため形成さ
れた撥水，撥油処理膜は外観上の欠点が無く、十分な膜
強度を有している必要がある。本発明の撥水，撥油処理
膜は、撥水，撥油処理液の発生した蒸気を被形成面に暴
露する方法であるため、撥水，撥油処理液が混合された
塗布液中に浸積する方法とは異なり処理剤が残ることが
なく塗布むらの発生が無く均一に形成される。

【００１６】また、この撥水，撥油処理膜は被形成面と
化学結合しているため十分な付着強度を有する。すなわ
ち、被形成面の親水基と撥水、撥油処理膜のシラノール
基がナノメータレベルの膜厚でシロキサン結合している
ので十分な付着強度を有する。本発明による撥水、撥油
処理膜形成装置は、真空ポンプによりフルオロアルキル
クロロシラン処理剤を減圧し蒸気を発生させる。また、
フルオロアルキルクロロシランの空気中の水分との反応
による白濁は、撥水，撥油処理膜形成時に空気と遮断さ
れる機構と空気と不活性ガスと置換される機構を持った
装置で形成されるので白濁が防止でき処理剤の劣化が防
げる。

【００１７】なお、本発明では処理剤の白濁を防止する
方法で説明したが、形成装置に必要な一定量供給する方
法でも差し支えない。このように形成された撥水、撥油
処理膜は、表層に撥水，撥油性に優れたフッ素基を含有
するので防汚効果に優れたものである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による撥水，撥油処理
膜の形成方法を陰極線管の画像表示面に適用した実施例
を説明する処理手順の説明図である。同図において、ま
ず、無反射テレパネルあるいは不均質膜からなる反射防
止膜の形成された陰極線管の画像表示面を中性洗剤、ア
ルカリ洗剤、純水等により清浄化する（プロセス１、以
下Ｐ−１のように記す）。

【００１９】この陰極線管を撥水，撥油処理膜形成装置
の処理槽内にセットする（Ｐ−２）。蒸気処理槽には通
常はシャッターで槽内雰囲気と遮断されたフルオロアル
キルクロロシラン収容容器が格納されている。処理槽内
に陰極線管をセットした後、当該処理槽内をドライ窒素
で十分置換する（Ｐ−３）。

【００２０】フルオロアルキルクロロシラン容器のシャ
ターを開け、真空ポンプで７６０ｍｍＨｇ程度まで減圧
する（Ｐ−４）。これにより、処理槽内にフルオロアル
キルクロロシラン（ヘプタデカフルオロデシルトリクロ
ロシラン）の蒸気を発生させ、陰極線管の画像表示面に
発生したフルオロアルキルクロロシラン蒸気を被暴させ
る（Ｐ−５）。

【００２１】そして、真空ポンプを止め、５分間保持す
ることで撥水，撥油処理膜を形成する（Ｐ−６）。その
後、シャッターを閉じて当該処理槽内をドライ窒素の導
入によりパージして（Ｐ−７）、陰極線管を処理槽から
取り外す（Ｐ−８）。更に、必要に応じてこの陰極線管
を１００〜１５０°Ｃ程度の温度で加熱焼成する。

【００２２】このようにして形成された撥水，撥油処理
膜の膜厚は非常に薄い（１０〜２０オングストローム程
度）ものであるため、画像表示面に形成されている多層
膜や不均質膜からなる反射防止膜の反射防止特性を全く
損なうことがなく、外観上の欠点もない。このようにし
て形成した撥水，撥油処理膜に指紋等の汚れを付けて、
撥水，撥油処理を施さない同様の陰極線管と比較してみ
た結果、本発明の撥水、撥油処理膜を施した陰極線管の
画像表示面には汚れの付着が大幅に減少し、付着した汚
れも乾布で軽く拭くだけで簡単に取れたのに対して、処
理していない陰極線管の画像表示面では汚れがはっきり
と目立ち、乾布で強く擦っただけでは取れなかった。

【００２３】上記実施例は陰極線管の画像表示面に本発
明を適用した場合についてのものであるが、液晶表示装
置、その他の光学装置の表面（被被面）についても同様
である。なお、この撥水，撥油処理膜の水に対する接触
角は、被形成面に成膜された反射防止膜が多層膜の場合
は９０〜１００度で、不均質膜の場合で１２０〜１３０
度であった。

【００２４】更に、この膜をライオン社製「５０ー３
０」消しゴムで５０回擦ってみた後の接触角を測定して
みたところ、擦る前とほとんど変化が無く、十分に強い
付着強度を有していた。図２は本発明の撥水，撥油処理
膜形成方法で画像表示面に撥水、撥油処理膜を形成した
陰極線管の断面であって、１は陰極線管、２は画像表示
面（パネル）、３はファンネル、４はネック、５は蛍光
面、６はシャドウマスク、７はマスクフレーム、８はシ
ャドウマスク懸架機構、９は磁気シールド、１０は電子
銃、１１は偏向ヨーク、１２は外部補正磁気装置、１３
は画像表示面とファンネルを接合するためのフリットガ
ラス、１４は補強バンドである。

【００２５】同図において、この陰極線管は所謂シャド
ウマスク型カラー陰極線管であり、画像表示面２とファ
ンネル３およびネック４とで真空外囲器を構成し、画像
表示面２の内面には蛍光面５が塗布されている。この蛍
光面５に近接してシャドウマスク６が配置される。シャ
ドウマスク６はマスクフレーム７に保持され、シャドウ
マスク懸架機構８で画像表示面２の内側壁に懸架支持さ
れる。なお、マスクフレーム７には外部磁気から電子ビ
ームを遮蔽するための磁気シールド９が固定される。

【００２６】ファンネル３とネック４の遷移部には偏向
ヨーク１１が外装され、ネック４に収納された電子銃１
０から発射された３本の電子ビームＢｓ×２，Ｂｃを水
平と垂直の２方向に偏向し、画像表示面２に画像を形成
する。なお、外部補正磁気装置１２は電子ビームの進路
を微調整し、センタリングあるいはピュリティの補正を
行う。

【００２７】画像表示面２とファンネル３とはフリット
ガラス１３で接合され、補強バンド１４で緊締される。
図３は図２における画像表示面の第１例を説明する要部
断面図であって、陰極線管の外光の反射防止法として多
層の蒸着膜を成膜した所謂テレパネルをレジンで画像表
示面の表面に貼り付けた画像表示面を示す。

【００２８】同図において、２ａはパネルガラス、２ｂ
は多層蒸着膜が形成された無反射テレパネル、２ｃはパ
ネルガラスとテレパネルを接着するためのレジン、２ｄ
は本発明の方法により形成した撥水，撥油処理膜をそれ
ぞれ示す。陰極線管のパネル画像２ａの表面にはレジン
２ｃで多層蒸着膜が形成された無反射テレパネル２ｂが
接着される。

【００２９】このテレパネル２ｂの外面には前記した本
発明の形成方法で形成した撥水、撥油処理膜２ｄが成膜
されている。この第１例によれば、無反射処理膜の反射
特性を損なわず、塗布むら等によるの外観上の欠点の発
生がなく、かつ優れた撥水，撥油処理効果を奏する。図
４は図２における画像表示面の第２例を説明する要部断
面図であって、陰極線管の外光の反射防止法として不均
質膜を直接陰極線管に形成した画像表示面を示す。

【００３０】同図において、２ｅは高屈折率導電膜、２
ｆは微細凹凸を有する不均質膜、２ｄは本発明の方法に
より形成した撥水、撥油処理膜をそれぞれ示す。陰極線
管のパネル画像２ａの表面には高屈折率導電膜２ｅが直
接形成され、その外面に前記した本発明の形成方法で形
成した撥水、撥油処理膜２ｄが成膜されている。

【００３１】この第２例によれば、上記と同様、無反射
処理膜の反射特性を損なわず、塗布むら等によるの外観
上の欠点の発生がなく、かつ優れた撥水，撥油処理効果
を奏する。図５は被形成面としての陰極線管の画像表示
面に撥水、撥油処理膜を形成する本発明の撥水、撥油処
理膜形成装置の一例を説明する模式図であって、１５は
撥水，撥油処理膜形成装置を構成する処理槽、１６はフ
ルオロアルキルクロロ処理剤から蒸気を発生させるため
の真空ポンプ、１７は真空計、１８はフルオロアルキル
クロロ処理剤を空気と遮断するためのシャッター、１９
は処理槽内の雰囲気を置換するためのドライ窒素、２０
はフルオロアルキルクロロシラン（ここでは、ヘプタデ
カフルオロデシルトリクロロシラン）処理剤を収容する
容器をそれぞれ示す。

【００３２】同図において、中性洗剤、アルカリ洗剤、
純水等により清浄化された前記図３で説明した無反射テ
レパネル、あるいは前記図４で説明した不均質膜からな
る反射防止膜の形成された陰極線管１の画像表示面を処
理槽に臨ませてセットする。処理槽１５内には、通常は
シャッター１８で槽内雰囲気と遮断されたフルオロアル
キルクロロシラン収容容器２０が格納されている。

【００３３】処理槽１５に陰極線管をセットした後、当
該処理槽内をドライ窒素１９で十分置換し、フルオロア
ルキルクロロシラン容器２０のシャター１８を開け、真
空ポンプ１６を作動させて７６０ｍｍＨｇ程度まで減圧
する。これにより、処理槽１５内にフルオロアルキルク
ロロシランの蒸気を発生させ、陰極線管の画像表示面に
発生したフルオロアルキルクロロシラン蒸気を蒸発さ
せ、画像表示面に被暴させる。

【００３４】そして、真空ポンプ１６を止め、約５分間
程度保持することで撥水，撥油処理膜を形成する。その
後、シャッター１８を閉じて当該処理槽１５内をドライ
窒素１９の導入によりパージし、陰極線管を処理槽から
取り外す。なお、必要に応じてこの陰極線管を１００〜
１５０°Ｃ程度の温度で加熱焼成する。

【００３５】このようにして陰極線管１の画像表示面に
薄い撥水，撥油処理膜が形成される。この装置によれ
ば、画像表示面に形成されている多層膜や不均質膜から
なる反射防止膜の反射防止特性を全く損なうことがな
く、外観上の欠点もないこの撥水，撥油処理膜が得られ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による撥
水、撥油処理膜形成方法とその装置によれば、陰極線管
や液晶表示装置の画像表示面、光学レンズ、眼鏡用レン
ズ等に形成されている無反射膜の反射防止特性を損なう
ことが無く、外観上の欠点の無い優れた撥水、撥油性を
有する化学吸着単分子膜が撥水、撥油処理液の劣化も無
く形成できる。

【００３７】従って、耐久性がきわめて高く防汚効果に
優れた陰極線管や液晶画像表示装置、光学レンズ、眼鏡
用レンズ等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による撥水，撥油処理膜の形成方法を陰
極線管の画像表示面に適用した実施例を説明する処理手
順の説明図である。

【図２】本発明の撥水，撥油処理膜形成方法で画像表示
面に撥水、撥油処理膜を形成した陰極線管の断面であ
る。

【図３】図２における画像表示面の第１例を説明する要
部断面図である。

【図４】図２における画像表示面の第２例を説明する要
部断面図である。

【図５】被形成面としての陰極線管の画像表示面に撥
水、撥油処理膜を形成する本発明の撥水、撥油処理膜形
成装置の一例を説明する模式図である。

【符号の説明】

１ 陰極線管 ２ 画像表示面（パネル） ３ ファンネル ４ ネック ５ 蛍光面 ６ シャドウマスク ７ マスクフレーム ８ シャドウマスク懸架機構 ９ 磁気シールド １０ 電子銃 １１ 偏向ヨーク １２ 外部補正磁気装置 １３ フリットガラス １４ 補強バンド １５ 撥水，撥油処理膜形成装置を構成する処理槽 １６ 真空ポンプ １７ 真空計 １８ シャッター １９ ドライ窒素 ２０ フルオロアルキルクロロシラン処理剤を収容する
容器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 家田 雅大 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撥水，撥油基を含む化学吸着単分子膜を形
   成する方法において、撥水，撥油処理液を減圧し、発生
   した蒸気に被形成面を暴露することにより撥水，撥油性
   化学吸着単分子膜を形成することを特徴とする撥水，撥
   油処理膜の形成方法。
2. 【請求項２】撥水，撥油基を含む化学吸着単分子膜が被
   形成面とシロキサン結合していることを特徴とする撥
   水，撥油処理膜の形成方法。
3. 【請求項３】撥水，撥油処理液の蒸気を発生させるため
   の減圧機構と、撥水，撥油処理液を空気と遮断するため
   のシャッタ機構、及び不活性ガスとの置換機構とを有す
   る撥水，撥油処理膜の形成装置。
4. 【請求項４】請求項１，２に記載の撥水，撥油処理膜の
   形成方法、および請求項３に記載の撥水，撥油処理膜の
   形成装置で形成した撥水，撥油処理膜を画像表示面に備
   えた画像表示装置。