JPH0136112B2

JPH0136112B2 -

Info

Publication number: JPH0136112B2
Application number: JP11008280A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Itatsu
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1980-08-11
Filing date: 1980-08-11
Publication date: 1989-07-28
Also published as: JPS5734641A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は周囲光の反射を防止した表示装置に
関するものである。

従来、表示デバイス装置たとえばカラーブラウ
ン管は第１図に示す構造となつている。カラーブ
ラウン管２１は透明なガラスパネル２２を含み、
ガラスパネル内面には３色螢光体スクリーン２３
がアルミニウムのメタルバツク層と共にもうけら
れている。３色螢光体スクリーンの近くにはシヤ
ドウマスク２４がとりつけられている。

カラーブラウン管のネツクには３本の電子銃２
５と２６と２７がある。電子銃２５と２６と２７
から発せられた電子ビームＲとＢとＧはそれぞれ
異なつた角度からシヤドウマスク２４に到達す
る。偏向ヨーク２８がネック部２９を取り巻いて
おりラスター走査を行う。

第２図は第１図の３色螢光体スクリーン部の拡
大断面図である。ガラスパネル２２の内面にはブ
ラツクマトリスク膜３０がもうけられ、その上に
３色螢光体ドツト２３Ｒと２３Ｇと２３Ｂがもう
けられ、更にその上にアルミニウムのメタルバツ
ク層３１がもうけられている。

この様な構成より成るカラーブラウン管を動作
させると人間の目に入射する光は３色螢光体ドツ
ト２３Ｒと２３Ｇと２３Ｂとにより発光した光Ｉ
の他に周囲光によるガラスパネル内外表面での反
射光R₁と３色螢光体ドツト２３Ｒと２３Ｇと２
３Ｂとの表面の反射光R₂とがある。反射光R₁＋
R₂が３色螢光体ドツト２３Ｒと２３Ｇと２３Ｂ
とにより発光した光Ｉに比し強くなればなるほど
カラーブラウン管の画像コントラストが低下し画
像が不鮮明となつてしまう。

従来よりこのコントラスト低下を防ぐための手
段がいくつかとられて来た。螢光体からの反射を
少なくする手段として主なものはいわゆるブラツ
クマトリツクスクリーンであり、更には螢光体の
表面に着色フイルター粒子を付着せしめたもので
ある。

ガラスパネルに対する手段として、透過率の高
いクリヤーパネルの代りに透過率の低いグレーパ
ネルを使用することである。この方法では、ガラ
スパネルの製造設備をクリヤーパネル用とグレー
パネル用の２本立としなければならい欠点を生ず
る。他方カラーブラウン管の製造においては両者
のパネルの製造条件が若干異なるため、生産管理
が複雑となる欠点を生ずる。

ガラスパネルに対する他の手段としては、非吸
収薄膜による反射防止膜をもうけることである。
可視光全域にわたつて低い反射率に保つため、こ
の反射防止膜は厚さ1/4波長又は1/2波長との組合
せから成る薄膜を３層以上積層しなければなら
ず、製造コストが高くなる欠点を有する。

本発明の目的は、上述の欠点を除去してコント
ラストの高い表示デバイス装置を提供することに
ある。

上記目的を達成するため、本願発明において
は、ガラスパネルの表面に光吸収性薄膜と非吸収
性薄膜とから成るわずか２層の薄膜からなる反射
防止膜をもうけることを特徴とする。

以下本願の発明を詳細に説明する。

第３図に示す様に屈折率n₀の基板と屈折率n₃の
空気との間に、厚さd₁なる複素屈折率n₁−ikを有
する光吸収性薄膜と厚さd₂なる屈折率n₂を有する
薄膜をもうける。基板n₀と光吸収性薄膜n₁−ikと
の界面を第１面P1、光吸収性薄膜n₁−ikと薄膜n₂
との界面を第２面P2、薄膜n₂と空気n₃との界面
を第３面P3とする。この薄膜に対し空気n₃側か
ら基板n₀側へ波長λの光が面に垂直に透過する場
合の薄膜の多重反射による振幅反射率（r₃₀）と
振幅透過率（t₃₀）は次式で与えられる。

ここでΥ₃₂、t₃₂は面P3による振幅反射率、振幅
透過率を、Υ₂₀、t₂₀は面P2、P1による振幅反射
率、空気透過率をΥ₂は位相差をそれぞれ示す。
ここでΥ₃₂、Υ₂₀、t₂₀、r₂は次式で与えられる。

Υ₃₂＝n₃−n₂／n₃＋n₂ ……(3) Υ₂₀＝Υ₂₁＋Υ₁₀・eⁱ〓¹・e^-xd1／１＋Υ₂₁＋Υ₁₀・eⁱ〓¹・e^-xd1……(4) γ₂＝4π／λn₂d₂ ……(6) さらにΥ₂₁、t₂₁は面P2による振幅反射率、振幅
透過率を、Υ₁₀、t₁₀は面P1による振幅反射率、振
幅透過率を、γ₁は位相差を、ｘは光吸収性薄膜の
光吸収系数をそれぞれ示す。ここでΥ₂₁、Υ₁₀、
γ₁、ｘは次式で与えられる。

Υ₂₁＝n₂−n₁＋ik／n₂＋n₁−ik ……(7) Υ₁₀＝n₁−n₀−ik／n₁＋n₀−ik ……(8) γ₁＝4π／λn₁d₁ ……(9) ｘ＝4π／λｋ ……(10) これによりエネルギー反射率Ｒ、エネルギー透
過率Ｔはそれぞれ次式で与えられる。

Ｒ＝Υ₃₀・Υ₃₀※ ……(11) Ｔ＝t₃₀・t₃₀※ ……(12) ここで※ は共役複素数を示す。

反射率がゼロとなるためには(1)、(11)式より次式
が成立しなければならない。

Υ₃₂＋Υ₂₀・eⁱ〓²＝０ ……（13） Υ₃₂※ ＋Υ₂₀※ ・e^-i〓²＝０ ……（14）これより次式を得る。

Υ₃₂＋Υ₂₁・eⁱ〓²＋（eⁱ〓²＋Υ₃₂・Υ₂₁）・Υ
₁₀・eⁱ〓¹・e^-Xd1＝０……（15） Υ₃₂※ ＋Υ₂₁※ ・eⁱ〓²＋（e^-i〓²＋Υ₃₂※ ・Υ₂₁※ ）・Υ₁₀※ ・e^-i〓¹・e^-Xd1＝０ ……（16）これよりe^-2xd1は次式で与えられる。

e^-2xd1＝Υ₃₂ ²＋Υ₃₂（Υ₂₁eⁱ〓²＋Υ₂₁※ e^-i〓²）＋Υ₂₁・Υ₂₁※ ／Υ₁₀・Υ₁₀※ ｛１＋Υ₃₂（Υ₃₁e^-i〓²＋Υ₂₁※ eⁱ〓²）＋Υ₃₂ ²・Υ₂₁・Υ₂₁※ ｝＝（n₁＋n₀）²＋k²／（n₁−n₀）²＋k²×（n₃ ²＋n₂ ²）
（n₂ ²＋n₁ ²）−4n₃n₂ ²n₁／（n₃ ²＋n₂ ²）（n₂ ²＋n₁ ²）＋
4n₃n₂ ²n₁ ＋（n₃ ²＋n₂ ²）k²＋（n₃ ²−n₂ ²）｛（n₂ ²−n₁ ²−k²）
cosγ₂＋2n₂ksinγ₂｝／＋（n₃ ²＋n₂ ²）k²＋（n₃ ²−n₂ ²）｛（n₂ ²−n₁ ²−k²）cosγ₂−2n₂ksinγ₂｝≦１……（
17） γ₂＝πすなわちn₂d₂＝λ／４の場合（17）式は
次の如く与えられる。

e^-2xd1（n₁＋n₀）²＋k²／（n₁−n₀）²＋k²×
（n₃n₁−n₂ ²）²＋k²n₃ ²／（n₃n₁＋n₂ ²）²＋k²n₃ ²≦１…
…（18）これより反射率がゼロ即ち無反射の条件は次の
如く与えられる。

n₁｛（n₂ ²−n₃n₀）（n₃n₁ ²−n₂n₀）＋（n₃n₂ ²−n
₃ ²n₀）k²｝≧０……（19）ｋ＝０の場合は非吸収性薄膜の場合の無反射条
件であつてn₃n₁ ²＝n₂n₀なるよく知られた結論を
得る。

ｋ≠０の場合は光吸収性薄膜を含む場合の無反
射条件であり、例えば、空気（n₃＝１）とガラス
基板（n₀＝1.51）の間に、ZnS（n₂＝2.30）、MgF₂
（n₂＝1.38）、SiO（n₂＝２）、TiO₂（n₂＝2.4）、
CeO₂（n₂＝2.30）等の非吸収性薄膜と、光吸収性
のCr（n₁＝2.97、ｋ＝4.85）薄膜とを組合せた２
層の薄膜を形成した場合には（19）式が満たされ
無反射となる。このように多くの非吸収性薄膜と
Cr薄膜の組合せで反射率を零とすることができ
る。

以上はγ₂＝πすなわちn₂d₂＝λ／４の場合の無反射条件を示したがγ₂≠πにおいても無反射とする
ことが出来る。第４図は光吸収性薄膜としてCr
を用いた場合の（17）式に示すe^-2xd1とγ₂との関
係を示すもので、曲線ａはCrとZnSの組合せの薄
膜、曲線ｂはCrとMgF₂の組合せの薄膜の場合で
ある。図においてe^-2xd1が１より小さい無反射の
領域はγ₂＝πにかぎらないことが示される。

図において、０からπの間の二点α、β（α＜
β）において同じe^-2xd1の値を与えることを示し
ている。このことはn₂d₂＝λ／4πβなる反射防止膜にλ以外の波長即ちβ／αλの波長の光が入射しても無反射となることを示している。従つて可視光
領域における二波長で無反射となるようｘとn₂d₂
を選べば、可視光全域にわたつて極めて低い反射
率にすることが出来る。

反射率ゼロの場合のエネルギー透過率T₃₀は(2)
(5)(12)（13）（14）式より次の如く与えられる。

T₃₀＝t₃₂ ⁽・t₂₁・t₂₁※ ・t₁₀・t₁₀※ ／（１−Υ₃₂ ²）² ×１＋Υ₃₂（Υ₂₁・e^-i〓²＋Υ₂₁※ ・eⁱ〓²）＋Υ₃₂ ²・Υ₂₁・Υ₂₁※ ／（１−Υ₂₁ ²X1−Υ₂₁※ ²）・e^-xd1 ……（20） T₃₀は光吸収性薄膜の薄膜d₁がゼロ即ち非吸収
性薄膜のみの透過率と関係づけて次式の如く変形
される。

T₃₀＝4n₃n₂ ²n₀／（n₃n₀＋n₂ ²）²×１＋Υ₃₂（Υ21・ｅ
−iγ2＋Υ₂₁※ eiγ2）＋Υ₃₂ ²・Υ21・Υ21※ ／1１＋Υ32（Υ21＋Υ21※ ）＋Υ₃₂ ²・Υ21・Υ21※ ・e^-xd1 ＝4n₃n₂ ²n₀／（n₃n₀＋n₂ ²）×（n₃ ²＋n₂ ²）（n₂ ²＋n₁ ²）＋4n₃n₂ ²n₁／（n₃₂＋n₂ ²）（n₂ ²＋n₁ ²）＋4n₃n₂ ²n₁ ＋（n₃ ²＋n₂ ²）k²＋（n₃ ²＋n₂ ²）｛（n₂ ²−n₁ ²＋k²）
crsγ₂−2n₂ksinγ₂｝／＋（n₃ ²＋n₂ ²）k²＋（n₃ ²−n₂ ²）（n₂ ²−n₁ ²−k²）・e^-xd1……（21）次に本発明を実施例により詳細に説明する。第
１の実施例は、第１図に示す従来のカラーブラウ
ン管の透明なガラスパネル（n₀＝1.51）の表面に
真空蒸着法によつてCr膜（n₁＝2.97、ｋ＝4.85）
を約３ｍμ形成し、さらにその上にMgF₂膜（n₂
＝1.38）を同じく真空蒸着法によつて約100ｍμ
形成したものである。この場合には可視光（λ＝
55ｍμ）の光に対して反射率は零、透過率は約80
％である。

ここで反射防止膜を設けない場合とこの実施例
のように反射防止膜を設けた場合の相対揮度と相
対コントラストを求める。今、反射防止膜を設け
ない場合の相対揮度および相対コントラストをそ
れぞれ１とし、反射防止膜の透過率をηとする
と、この実施例の反射防止膜をガラスパネルの表
面に設けた場合の揮度はη、コントラストは１／
ηになる。従つて、この実施例の場合透過率80％
（η＝0.8）であるから揮度は少し低くなるが、コ
ントラストは1.25倍に高めることができる。

第２の実施例は、適当な基板ガラスの上に反射
防止膜を形成し、これをカラーブラウン管のガラ
スパネル表面に接着することによつて構成され
る。すなわち、適当な基板ガラスの表面にCr膜
を真空蒸着によつて約３ｍμ形成し、その上に
ZnS膜（n₂＝2.3）を約120ｍμ形成したものをガ
ラスパネルの表面にガラスとほぼ同等の屈折率を
有するエポキシ樹脂を用いて薄膜側が外表面にな
るように貼りつける。この場合にも可視光に対し
て反射率は零、透過率は約80％になり、コントラ
ストは1.25倍になる。

なお、Cr膜を厚くして透過率を更に低くする
とコントラストは高くなるが、揮度が抵下する。
従つて、実用上透過率は80％前後の値が適当であ
る。

また、上記実施例ではMgF₂とZnS薄膜の場合
について示したが、屈折率がほぼこれらの間にあ
るSiO₂（n₂＝２）、CeO₂（n²＝2.3）、TiO₂（n²＝
2.4）等の非吸収性薄膜は第４図からわかるよう
にe^-2xd1が1.0以下で曲線ａとｂの間の値を取るこ
とができ本発明に用いることができる。

以上の説明では表示デバイス装値としてカラー
ブラウン管を例に引いたが、本発明は本願の要旨
を変更しない範囲で、世の陰極線管、螢光表示
管、ブラズマデイスプレイパネル、エレクトロク
ロミツクデイスプレイパネル等のすべての表示デ
バイス装値に適用される。

以上説明した如く、本願発明を表示デバイス装
値の表面に適用することにより、わずか２層より
成る簡単な薄膜によつて表面反射を防止すること
が出来る他、クリヤーパネルをグレーパネルに相
当する透過率にすることによつて著しく画像のコ
ントラストを向上させることが出来るので、本願
発明のメリツトは大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラーブラウン管の断面図、第２図は
３色螢光体スクリーンの断面図、第３図は反射防
止膜の断面図、第４図はe^-2xd1とγ₂との関係を示
すグラフである。２２……ガラスパネル、２３……螢光体スクリ
ーン、２４……シヤドウマスク、n₀……ガラス基
板屈折率、n₁−ik……光吸収性薄膜の屈折率、n₂
……非吸収性薄膜の屈折率、n₃……空気の屈折
率。

Claims

【特許請求の範囲】

１文字、画像等を表示する表示装置の外表面に
光吸収性のCr薄膜と光非吸収性薄膜の二層から
なる反射防止膜を設けたことを特徴とする表示装
置。