JPH09509645A - ぎらつき現象を低減した基体の製造方法、陰極線管のディスプレ−ウインドの製造方法並びにディスプレーウインドを備えた陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 サブミクロンの透明な酸化物粒子及びバインダーを含む懸濁液を基体上に塗布して膜を形成し、その後該膜を粒子がその場で凝集するようにして乾燥することを特徴とする反射率を低減したガラス基体の製造方法。上のようにその場で凝集するすることによって当該表面でのぎらつきを強力に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】 ぎらつき現象を低減した基体の製造方法、陰極線管のディスプレー ウインドの製造方法並びにディスプレーウインドを備えた陰極線管 本発明は、反射率を低減した基体の製造方法に関する。 このような方法は、例えば陰極線管あるいはＬＣＤ装置等におけるディスプレ ー装置のディスプレーウインドのぎらつきを少なくするために用いられる。 本発明は、また陰極線管のディスプレーウインドの製造方法及びディスプレー ウインドを備えた陰極線管に関する。 特にディスプレー装置のディスプレーウインドの表面で反射が生じる場合には 反射によって表示像のコントラスト、鮮明さ及び／又は色彩の再現性が落ちるの で、基体上での反射現象はしばしばやっかいなものと考えられている。表面上で の反射を抑制できる方法、すなわち反射像をランダムに分散させる方法（非ぎら つき、ＡＧ）及び明瞭な光学的界面を防止する方法（非反射、ＡＲ）との２つの 方法がある。ぎらつき現象を低減するには、例えばエッチングを行うとか、湿式 ブラスティングするとかあるいはシリカ等の材料を塗布する等の幾つかの方法が 知られている。これらの方法にはそれぞれ欠点がある。エッチングは、強力なエ ッチング流体を使用する必要があり、このエッチング流体は環境及び安全上害が あり、比較的高価につく。湿式ブラスティングは、流体の中に懸濁させた硬質の 粒子を表面に叩きつけてそれによって該表面の表面構造を変える方法であり、比 較的高価でかつ時間のかかる方法であり、また安全対策も必要となる。シリカ等 の材料をスプレする方法は、時間がかかりかつ比較的緩みやすい粒子が発生し、 この方法で表面に渡ってシリカ粒子を均一に分布させて拡散反射現象を均一な分 布で低減するのは非常に困難である。 本発明は、少なくとも上記欠点の幾つかの欠点を解消したぎらつきを低減する 代案方法を提供し、かつ拡散反射現象を低減した表面を有するディスプレーウイ ンドを備えたディスプレー装置を提供することを目的とする。 本目的のため、本発明に係るぎらつきの低減した基体の製造方法、例えばディ スプレー装置用のディスプレーウインドを製造する方法は、サブミクロンの透明 な酸化物粒子及びバインダーを含んだ懸濁液を、例えばディスプレーウインドの 表面に塗布して塗膜を形成し、その後でその場所で粒子の凝集が生じるようにそ の塗膜を乾燥することを特徴とする。 本発明に係るディスプレー装置は、凝集したサブミクロンの透明な酸化物粒子 を含む塗膜をディスプレーウインドの表面に設けたことを特徴とする。 凝集は、幾つかの粒子が凝集して（凝集塊）不定型の大きな凝集粒子を形成さ せる方法であり、このような凝集粒子は好ましくは約１−５μｍの平均粒度をも ち、該表面上での可視光線の拡散・反射に影響を与え、すなわち拡散反射を強力 に低減する。 懸濁液を凝集させる方法は、通常回避すべき方法であると考えられる。通常は 、凝集させると懸濁液の寿命を短くし、凝集が生じるとその方法自体制御するの が非常に困難となり、（粉体粒径は約１−５μｍのサイズであるので）凝集によ って懸濁液を効果的に濾過することはかなり困難になる可能性があり、また懸濁 液導管、スプレーノズル等を詰まらす原因ともなり得る。さらに、塗布層の均一 性を損ない、乾燥層に平行細縞、まだら模様を生じさせる可能性がある。 しかしながら、本発明者らは、凝集粒子のサイズは多少ランダムに分布すると いう事実によって、凝集したサブミクロン粒子を含む膜は広い波長領域に渡って 分散反射を抑制することを発見した。したがって、拡散反射が非常に均一に抑制 される。さらに、その場所、すなわち基体の表面でサブミクロンの粒子を凝集さ せることが可能であることを発見した。懸濁液をその表面に塗布し、その後サブ ミクロンの粒子の凝集を行うことによって、センチメートルスケールでは均一に 分布しているがミクロンスケールでは実際ランダムに凝集塊を分布させることが できる。 上記層は、例えば流し塗布法あるいはスプレー法あるいは他の方法によって形 成することができる。しかしながら、膜をスピンコーティング法によって形成す ることが好ましい。スピンコーティング法によれば、簡単なやり方で表面に懸濁 液を均一な厚さでつけることができる。これにより、ディスプレーウインド上の 凝集塊の分布を（大きなスケールでの）均一性が上がる。 サブミクロンの粒子のサイズは、約３５０−３０ｎｍの間であることが好まし い。このサイズの範囲では、反射光に対する各単一の粒子の影響は小さい。粒子 のサイズは２００ｎｍ未満であることが好ましい。その場合には、反射光に対す る影響は無視できる。 透明な酸化物粒子は、ＴｉＯ₂，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等とすることができる。 懸濁液としては、水の粒子コロイド懸濁液が好ましい。このような懸濁液は、 特に健康上あるいは環境上安全対策を必要としない。 本発明の上記及び他の視点は、例として添付する図面を参照してより詳細に説 明する。図中、 図１は、陰極線管の断面図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、ぎらつき低減膜を備えたディスプレーウインドの横断図 である。 図３Ａから図４Ｃは、凝集したサブミクロン粒子を含む膜を示す。 図５は、図３Ａから図３Ｃに示す膜によって拡散反射を低減することをグラフ で示す。 図６は、陰極線管のディスプレーウインドの内側表面を被覆する方法を示す。 図面は、図式的に示すもので、実際の寸法に従って図示したものではない。一 般に、同一の部品、部分は同一の参照番号を付す。 図１は、陰極線管、本実施態様では実質的に四角形状のディスプレーウインド ２、エンベロープ部３とネック部４とを有する真空管１を備えたカラー陰極線管 の断面図である。このネック部には、本実施態様では３つの電子線６、７、８と を発生する電子銃システム５が設けられている。本実施態様では、複数の電子銃 を一つの面（図面の面）内に配置しディスプレーウインドの内側に設けられ赤、 緑及び青に発光する多数の燐光素子からなる燐光パターンで構成した電子燐光デ ィスプレースクリーン９に指向させてある。燐光素子は例えドット状あるいは線 状形状とすることができる。ディスプレースクリーン９の途中で、電子線６、７ 、８は、偏向ユニット１０によってディスプレースクリーン９を横断する方向に 偏向され、その後ディスプレースクリーン９の前方に配置され開孔１２を有する 薄い板からなる色彩選択電極を通過する。３つの電極線６、７、８が小さい角度 で色彩選択電極１１の開孔１２を通過し、その結果各電子線は１つの色だけの燐 光素子に衝突する。色彩選択電極が、懸架手段１３によってディスプレースクリ ーンの前方に懸架してある。 ディスプレーウインドの表面、この例では、内側の表面１６に膜を設けて該表 面の分散反射を低減している。 図２Ａ及び図２Ｂでは、横断面で図１に示すディスプレーウインドを示す。 図２Ａでは、その内側表面１６が膜２０で被覆したディスプレーウインド２を 示す。膜２０の上には、開孔を有する黒色のマトリックス２１が設けられている 。該開孔には、燐光素子２３が設けられている。図２Ｂは、膜２０のみを示した 以外は図２Ａと同様である。膜２０は多数の凝集塊２６を有する。 図３Ａから図３Ｃに黒色マトリックス２１（図３Ａ）の中の開孔３１及び膜２ ０の拡大の上面図を示す。凝集塊２６が存在することが明瞭に見れる。この実施 態様では、凝集塊のサイズは約１−５μｍの範囲であり、この範囲が好ましい範 囲である。この実施態様では、サブミクロンの粒子のサイズは約１２５ｎｍであ る。幾つかの単一の粒子が図３Ｃに見える。粒子の平均サイズとはいわゆるｄ₅₀ と理解すべきである。 サブミクロンの粒子のサイズは、約３５０と３０ｎｍとの間であることが好ま しい。このサイズ範囲では、反射光における各々の単一粒子の影響は小さい。好 ましくは、粒子のサイズは２００ｎｍ未満である。この場合には、反射光に対す る各粒子の影響は無視することができる。 図４Ａから図４Ｃは、平均サイズが約３００ｎｍである粒子の凝集塊を有する 膜４１を示す。この膜の分散反射が酔う癖いされているのが分かるが、図３に示 す膜よりは小さい。 粒子は透明な酸化物粒子からなり、本実施態様では、図３と図４についてはそ れぞれサブミクロン粒子はＳｉＯ₂とＴｉＯ₂とで形成されている。 図５は、波長λ（ｎｍ）の関数として分散反射の抑制度を示す。水平軸は、デ ィスプレーウインドの内表面への入射光の波長を示し、縦軸は処理をしていない 表面との対比で該表面上の分散反射量を％で示す。図５の線５１は、図３Ａから 図３Ｃｈａに示す膜が膜のない内側表面に対する数値の３０−４０％まで分散反 射を低減していることを示す。線５２は比較でいわゆる内側エッチングの影響を 示す。分散反射が低減しているかどうかは比較の問題である。 図６は、本発明に係る本発明に方法の一実施態様を説明するものである。ディ スプレーウインドを標準的手順（例えば、ＨＦ溶液を用い、その後脱ミネラル化 した水をもちいて水リンスする）で洗浄する。ディスプレーウインド２を回転軸 ６１の回りに回転（スピン）させる。ノズル６２を介してサブミクロン粒子のコ ロイド懸濁液を表面に取るする。ディスプレーウインドを回転させているので、 懸濁液は表面上を広がり均一に分散した厚さの膜が形成される。回転を続行させ 膜を赤外線乾燥法により乾燥させる。最初の乾燥期間（例えば、約２０秒間）後 に、さらに空気を吹きつけ完全に乾燥を行い、サブミクロンの粒子を凝集させる 。本実施態様では空気を吹きつけることによる強制乾燥工程によって凝集塊が形 成される。標準的な乾燥ほうほうを用いる場合は、凝集は生じない。空気の吹く つけを開始して空気を流して、凝集量（及びしたがって凝集塊のサイズ）を調整 する。凝集塊によって分散反射を効果的に抑制できる。凝集塊はランダムに形成 されるので、分散反射は広い波長領域に渡って抑制される。 従来の乾燥方法と（空気）強制乾燥を用いる方法とで層形態上の相違する理由 は以下のように考えられる。コロイド懸濁液では、粒子は荷電されているので、 粒子が凝集塊に凝集されるのを阻止する。従来の乾燥では、粒子を凝集塊に凝集 させようとするサブミクロン粒子間の毛細管引力は、荷電粒子間の反力によって バランスが取られている。しかしながら、強制的乾燥の間には恐らく毛細管力が 強くなって反力よりも大きくなり、それによりサブミクロンの粒子を凝集塊に凝 集させるものと思われる。強制的に乾燥をする前に、凝集を生じさせない従来の 乾燥を行うことが好ましい。このような先行乾燥期間の間に塗膜を表面で滑らか な層とすることが可能となる。懸濁液が凝集すると直ちに表面上で凝集塊の適当 な分散を妨げる可能性がある。本実施態様では、懸濁液は当該上に回転塗布され る。特に陰極線管の内側表面に塗膜を設ける場合には、このやり方は本発明の好 ましい態様である。しかしながら、例えば懸濁液を表面にブラシで塗布したり、 懸濁液層を塗布するナイフエッジ法等の他の塗布手段をもちることもできよう。 例えば、平坦な表面に塗布する場合にはナイフの刃先によって液層を表面に広げ る後者のナイフエッジ法を用いることができる。 好ましくは、水性コロイド懸濁液を用いる。水性懸濁液、すなわち水がベース の懸濁液は、健康上及び環境上害とはならない。有益なコロイド懸濁液の例とし ては、平均半径が１２５ｎｍの水性シリカ粒子があり、例えばバインダー及び接 着剤としてリチウムポリシリケート（ＬｉｐｏｌｙＳｉ，デュポン型ポリ−４８ ）及び接着性成膜促進バインダーとしてＰＶＡ（４０−８８）とを加えたデュポ ンの懸濁液Ｓｙｔｏｎ−ＨＴ５０がある。基本的懸濁液組成物は、３％（重量） Ｓｙｔｏｎ、ＰＶＡ０．４％、ＬｉｐｏｌｙＳｉ０．４％とした。これらの数値 の周辺で比較的広い範囲で変更することが可能である（１−５％Ｓｙｔｏｎ，０ ．２−１．５％ＰＶＡ，０．０５−１．５％ＬｉｐｏｌｙＳｉ）。 非ぎらつき層は、どんな表面に設けることも可能である。上の例は、陰極線管 に関するが、他のディスプレー装置についてもディスプレーウインド上にこのよ うな非ぎらつき層を設けることもできる。このような他のディスプレー装置の例 としては、例えばＬＣＤ及びプラズマディスプレー装置がある。 本発明に係る反射低減層は、好ましくはいわゆるマトリックスを用いたディス プレー装置にも干いることができる。マトリックスは、色彩素子を取り囲む黒色 の層で像の鮮明さ及び／又はコントラストを向上させるものである。マトリック スを用いる装置には、例えばＣＲＴ、ＬＣＤ及びプラズマ装置がある。マトリッ クスを凝集したマイクロ粒子を含む層につければ十分であることが判明した。該 マトリックスは層全体に渡ってつける好ましい。 本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、本発明の範囲内でさらに別 の実施態様が可能であることは当業者には明らかであろう。 例えば、透明な酸化物粒子として、例えばＡｌ₂Ｏ₃（アルミナ）あるいはジル コニア等の他の物質を用いることもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 9/20 9508−2Ｇ Ｈ０１Ｊ 29/88 29/88 9508−2Ｇ 31/20 Ａ 31/20 9222−2Ｈ Ｇ０２Ｂ 1/10 Ａ (72)発明者 ファンデイック ヘンドリクス ランベル タス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 コンペン ヨハネス マリア アザリナ アントニウス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．サブミクロンの透明な酸化物粒子及びバインダーを含む懸濁液を基体上に塗 布して膜を形成し、その後該膜を粒子がその場で凝集するようにして乾燥するこ とを特徴とする反射率を低減したガラス基体の製造方法。 ２．サブミクロンの透明な酸化物粒子及びバインダーを含む懸濁液をディスプレ ーウインドの表面上に塗布して膜を形成し、その後該膜を粒子がその場で凝集す るようにして乾燥することを特徴とするディスプレー装置のディスプレーウイン ドの製造方法。 ３．前記表面が陰極線管のディスプレーウインドの内側表面であることを特徴と する請求項２に記載した方法。 ４．前記粒子の平均サイズが３５０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１、 ２または３に記載した方法。 ５．凝集塊が１−５μｍのサイズであることを特徴とする請求項１、２、３また は４に記載した方法。 ６．前記懸濁液が水をベースとした懸濁液であることを特徴とする前に掲げる請 求項のいずれかの請求項に記載した方法。 ７．ディスプレーウインドの表面が膜で被覆されており、該膜がバインダー中に 凝集したサブミクロンの透明な酸化物粒子を含んでいることを特徴とするディス プレーウインドを有するディスプレー装置。 ８．前記表面が陰極線管のディスプレーウインドの内側表面であることを特徴と する請求項７に記載したディスプレー装置。 ９．サブミクロンの粒子の平均サイズが３５０ｎｍ未満であることを特徴とする 請求項７又は８に記載したディスプレー装置。 １０．凝集塊が１−５のサイズを有する請求項７、８または９に記載したディス プレー装置。