JPH10104402A - 反射帯電防止膜およびそれを用いた表示装置 - Google Patents

反射帯電防止膜およびそれを用いた表示装置

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JPH10104402A
JPH10104402A JP8258727A JP25872796A JPH10104402A JP H10104402 A JPH10104402 A JP H10104402A JP 8258727 A JP8258727 A JP 8258727A JP 25872796 A JP25872796 A JP 25872796A JP H10104402 A JPH10104402 A JP H10104402A
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film
refractive index
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layer
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JP8258727A
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Tomoji Oishi
知司 大石
Daigoro Kamoto
大五郎 嘉本
Takao Ishikawa
敬郎 石川
Ken Takahashi
高橋  研
Norikazu Uchiyama
則和 内山
Shoko Nishizawa
昌紘 西沢
Toshio Tojo
利雄 東條
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のゾルゲル法よりも膜強度が高く、表面の
平坦性の優れた反射帯電防止膜の提供にある。 【解決手段】表示装置の表示パネルフェース面に形成さ
れる反射帯電防止膜であって、該反射帯電防止膜が導電
性の超微粒子粉末を含み透明な帯電防止層の上に、Si
骨格に低級アルキル基が直結したシリコンアルコキシド
を含むシリカゾル溶液から形成され、前記帯電防止層よ
りも低屈折率の低屈折率層が積層されており、前記低屈
折率層中のアルキル基の濃度が7〜30重量%である反
射帯電防止膜。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】陰極線管(CRT),液晶表
示装置(LCD)などの表示装置のフェースプレート表
面に形成される反射帯電防止膜およびそれを用いた表示
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CRT,LCD等の表示装置の高性能化
に伴い、それらのフェースプレート面上には反射帯電防
止膜が形成されるようになってきた。
【0003】これらの反射帯電防止膜の形成方法として
は、スパッタ法、真空蒸着法などの手法もあるが、現在
コスト的な観点からゾルゲル法などの溶液を使用した塗
布法が主流である(特開平6−234552号公報)。
【0004】これは、導電性を有するSnO2やIn2
3等の超微粒子を分散した溶液を塗布して成膜後、その
上にシリカ膜を形成して積層膜とし、次いで、熱処理し
て膜を硬化する。この膜は、上層が高屈折率、下層が低
屈折率の積層膜となるため、光の干渉効果を利用して反
射光を減ずることができる。
【0005】また、下層の低屈折率層は導電性の超微粒
子を含ませているために、帯電防止の効果を有する。こ
のため、反射防止と帯電防止の二つの効果を有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ゾルゲル法で作製した
上記積層膜は、上層に形成されるシリカ膜と下層の導電
性膜により、反射防止機能と帯電防止機能が発現する。
【0007】この反射帯電防止機能が発現する機構とし
ては、上層にスピンコートされたシリカゾル溶液が下層
の超微粒子層中へしみ込み、膜の硬化過程で超微粒子同
士の接着により導電パスが形成されて帯電防止機能が発
現し、CRTガラスへの超微粒子層の密着を高め、下層
よりも低屈折率のシリカ層が、高屈折率の下層と相俟っ
て光の干渉効果が生じ、反射防止機能が発現する。
【0008】しかし、これはシリカゾルの収縮硬化作用
を利用しているために、次のような問題がある。
【0009】上層のシリカ膜の硬化収縮により膜中に残
留応力が発生し、膜の強度が低下することである。ま
た、硬化収縮時に、下層の超微粒子層の形状を反映して
上層のシリカ層の表面に微小な凹凸が形状されることで
ある。即ち、下層の超微粒子が、粒子径が数十から数百
Åの分布を有するため、形成される超微粒子層の平坦性
は不均一となる。この下層の不均一な形状が上層に形成
されるシリカ層に反映されて表面に微小な凹凸が生ずる
ために、反射防止膜としての性能が均一なものとならな
かった。また、膜強度も残留応力のために弱いものであ
った。
【0010】本発明の目的は、上記の課題を解決するた
めになされたもので、膜強度が高く、反射帯電防止性能
の優れた反射帯電防止膜を提供することにある。
【0011】本発明の他の目的は、上記反射帯電防止膜
を設けた表示装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は下記のとおりである。
【0013】(1) 表示装置の表示パネルフェース面
に形成される反射帯電防止膜であって、該反射帯電防止
膜が導電性の超微粒子粉末を含み透明な帯電防止層の上
に、Si骨格に低級アルキル基が直結した式〔1〕
【0014】
【化3】 R3−Si−Cn2n+1 …〔1〕 (式中、Rはアルコキシ基、nは1〜4の整数)で示さ
れるシリコンアルコキシドを含むシリカゾル溶液から形
成され、前記帯電防止層よりも低屈折率の低屈折率層が
積層されており、前記低屈折率層中のアルキル基の濃度
が7〜30重量%であることを特徴とする反射帯電防止
膜。
【0015】(2) 出射光または反射光を変調するこ
とにより表示を行う表示装置において、前記表示装置の
表示パネルフェース面に、導電性の超微粒子粉末を含み
透明な帯電防止層の上に、Si骨格に低級アルキル基が
直結した前記式〔1〕で示されるシリコンアルコキシド
を含むシリカゾル溶液から形成され、前記帯電防止層よ
りも低屈折率の低屈折率層が積層されており、前記低屈
折率層中のアルキル基の濃度が7〜30重量%である反
射帯電防止膜を設けたことを特徴とする表示装置。
【0016】前記高屈折率層の導電性の超微粒子粉末
が、In23,SnO2またはZnOである。
【0017】前記反射帯電防止膜の低屈折率層中の膜の
残留応力が5dyn/cm2以下のものである。
【0018】
【発明の実施の形態】前記表示装置上に形成される低屈
折率層/高屈折率層が積層された反射帯電防止膜は、低
屈折率層中のアルキル基の濃度を7〜30重量%とする
ことにより、上層の低屈折率層の残留応力が減少し、こ
れにより高強度の反射帯電防止膜を得ることができる。
これは、可撓性を有するアルキル基が膜中に存在するた
めである。
【0019】上記の低屈折率層の材料としての前記式
〔1〕で示されるシリコンアルコキシドは、シリカを主
骨格としメチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基等
のアルキル基がSiに直結したものである。なお、Rで
示されるアルコキシ基としてはエトキシ基が好ましい。
【0020】この低屈折率層材料は、そのゾル溶液中に
存在する無機ポリマの末端水酸基量が、上記のアルキル
基によって調整され、無機ポリマ間の水素結合が弱めら
れる。このため熱処理時に無機ポリマ同士が動き易くな
り熱流動性を示す。無機ポリマの末端水酸基の量が調整
されていないものは、無機ポリマ間の水素結合が強いた
めに熱流動性を示さない。
【0021】この低屈折率層材料は100〜200℃の
熱処理により熱流動性を示すため、スピンコート時の表
面の凹凸が平坦化され、反射帯電防止膜としての表面粗
さが減少する。
【0022】また、熱流動性により下層の超微粒子層中
にしみ込み易く、導電性を有するSnO2やIn23
の超微粒子同士の接着がより向上し導電性が向上する。
この導電性向上により帯電防止特性が良好なものとな
る。
【0023】さらにまた、上層の低屈折率層の硬化収縮
の際に生じる膜の収縮応力が熱流動性により緩和される
ため、膜中の残留応力が減少して膜の強度が向上する。
しかし、膜中に存在するアルキル基の濃度が高過ぎる
と、膜自体の硬度が減少するので、その濃度は7〜30
重量%が好ましい。
【0024】このようにして、高強度、かつ、高性能の
反射帯電防止膜を得ることができる。また、この反射帯
電防止膜をCRT,LCD等の表示装置の表示パネルフ
ェース面に形成することにより、反射帯電防止特性の優
れた表示装置を提供することができる。
【0025】
【実施例】
〔実施例 1〕テトラエトキシシラン、水、エタノー
ル、硝酸を、モル比で1:12:45:0.25の割合
で混合し、4時間撹伴した。
【0026】次いで、この反応溶液にトリメチルシリル
クロライドをテトラエトキシシランに対して等モル量添
加し、50℃で2時間反応させて前記シリコンアルコキ
シドを含むシリカゾル溶液を調製した。このシリカゾル
溶液は、低屈折率層のシリカ膜の作製に使用する。
【0027】ITO(Indim Tin Oxide)超微粒子
(平均粒径50〜500Å)をエタノール、イソプロパ
ノール、メチルエチルケトンの5:3:2(容積比)の
溶液に分散し、濃度1重量%の分散液を調製した。この
ITO分散液をガラス基板上(10cm角)に160r
pmでスピンコートし、60℃,5分間乾燥した。
【0028】このITO超微粒子層上に、前記シリカゾ
ル溶液を160rpmでスピンコートした。この積層膜
を160℃で30分間熱処理した。
【0029】上記積層膜の表面反射率は0.8%(57
0nm)、表面抵抗は7×104Ω/□であった。
【0030】また、この積層膜の表面の硬さは、消しゴ
ム試験法で300回以上であった。通常、用いられてい
るシリカゾル(アルキル基を含まない)を同様な方法で
作製した膜の消しゴム試験結果は、約200回であっ
た。
【0031】なお、図1にガラス基板上に形成された反
射帯電防止膜の模式断面図を示す。本実施例品の表面4
は、従来品の表面5に比べてその平坦度は格段に優れて
いる。表面粗さRaは、本実施例品ではRa=150Å
であるのに対し、従来品ではRa=260Åである。
【0032】上記のガラス基板上に作製したものと同様
な手法により、シリコンウエハ(直径3インチ)上に成
膜して、シリコンウエハの変形反り量から膜の残留応力
を求めた。
【0033】本実施例による膜の残留応力は5dyn/
cm2であり、従来のシリカゾルを用いた膜の40dy
n/cm2と比べ、格段にり小く、膜中の残留応力が小
さいことから膜の強度が向上していることが分かる。な
お、上層のシリカ膜の元素分析を行なった結果は、アル
キル基のCH濃度が11.0%であった。
【0034】上記ITOの他にSnO2,ZnOの超微
粒子を用いても、同様に帯電防止機能のある膜が得られ
た。
【0035】〔実施例 2〕前記式〔1〕で示されるシ
リコンアルコキシドのアルキル基の種類と、その濃度が
及ぼす膜強度並びに膜平坦度を調べた結果を表1に示
す。なお、使用したシリコンアルコキシドは、それぞれ
のアルキル基が置換されたシリコンエトキシドを実施例
1と同様にして作製し、実施例1と同様にして反射帯電
防止膜を形成し、測定した。
【0036】上記の膜強度は消しゴム試験で300回以
上を○、200回未満を×で示した。また、表面平坦度
は、表面粗さRaが=150Å以上を○、150Å未満
〜100Åを△、100未満を×で示した。
【0037】表から分かるように、アルキル基のいずれ
も7〜30重量%の範囲が膜強度の上から望ましく、膜
平坦度では7〜10重量%の範囲が好ましい。
【0038】
【表1】
【0039】〔実施例 3〕実施例1で調製したシリカ
ゾル液およびITO分散液を用いて、17インチ陰極線
管(CRT)のパネル面に、実施例1と同様な方法によ
り反射帯電防止膜を形成した。
【0040】図2は、電子銃6、パネルガラス7、帯電
防止膜8、シリカ膜9を有するCRTの模式断面図であ
る。
【0041】17インチCRTのパネルガラス7を16
0rpmで回転しておき、この上にITO分散液100
mlを滴下してスピンコートした。次いで、60℃で5
分間乾燥した。
【0042】このITO超微粒子層の上に、先に調製し
たシリカゾル溶液を100mlを滴下し、160rpm
でスピンコートし積層膜を形成し、これを160℃で3
0分間熱処理した。この膜の表面反射率は0.9%(5
70nm)、表面抵抗は9×104Ω/□であった。ま
た、膜の強度,平坦性は実施例1で作製したものと同等
であった。
【0043】CRTパネル面上に形成した本発明の反射
帯電防止膜は、膜表面の反射率の変動もなく良好なもの
が得られた。
【0044】〔実施例 4〕実施例1で調製したシリカ
ゾル液およびITO分散液を用いて、液晶表示装置(L
CD)のパネル面上に、実施例1と同様な方法により反
射帯電防止膜を形成した。
【0045】図3は、反射防止膜10、帯電防止膜1
1、偏光膜12、カラス基板13、カラーフィルタ1
4、有機保護膜15、透明導電膜16、層間絶縁膜1
7、配向膜18、および、液晶19を有するLCDパネ
ルの模式断面図である。LCDパネルは液晶19の配向
を電界で変化させ、反射光またはバックライトからの出
射光を変調させて表示を行うものである。
【0046】LCDパネルには有機物からなる偏光膜1
2が形成されているため、熱処理温度は90℃で30分
間とした。
【0047】この膜の表面反射率は1.1%(570n
m)、表面抵抗は4×105Ω/□であった。また、膜
の強度,平坦性は実施例1で作製したものと同等であっ
た。
【0048】LCDパネル面上に形成した本発明の反射
帯電防止膜は、膜表面の反射率の変動もなく良好なもの
が得られた。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、高強度、かつ、膜平坦
性の優れた反射帯電防止膜を提供することができる。ま
た、この反射帯電防止膜をCRT,LCDの表示パネル
面に形成することにより、高性能な表示装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガラス基板上に形成された反射帯電防止膜の模
式断面図である。
【図2】本発明の陰極線管の模式断面図である。
【図3】本発明の液晶表示装置の模式断面図である。
【符号の説明】 1…ガラス基板、2…ITO超微粒子、3…シリカ膜、
4…本実施例品の表面、5…従来品の表面、6…電子
銃、7…パネルガラス、8…帯電防止膜、9…シリカ
膜、10…反射防止膜、12…偏光膜、14…カラーフ
ィルタ、15…有機保護膜、16…透明導電膜、17…
層間絶縁膜、18…配向膜、19…液晶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G09F 9/00 H01J 29/88 H01J 29/88 G02B 1/10 A (72)発明者 高橋 研 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 内山 則和 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 (72)発明者 西沢 昌紘 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 (72)発明者 東條 利雄 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示装置の表示パネルフェース面に形成
    される反射帯電防止膜であって、該反射帯電防止膜が導
    電性の超微粒子粉末を含み透明な帯電防止層の上に、S
    i骨格に低級アルキル基が直結した式〔1〕 【化1】 R3−Si−Cn2n+1 …〔1〕 (式中、Rはアルコキシ基、nは1〜4の整数)で示さ
    れるシリコンアルコキシドを含むシリカゾル溶液から形
    成され、前記帯電防止層よりも低屈折率の低屈折率層が
    積層されており、 前記低屈折率層中のアルキル基の濃度が7〜30重量%
    であることを特徴とする反射帯電防止膜。
  2. 【請求項2】 前記高屈折率層の導電性の超微粒子粉末
    がIn23,SnO2またはZnOである請求項1に記
    載の反射帯電防止膜。
  3. 【請求項3】 前記反射帯電防止膜の低屈折率層中の膜
    の残留応力が5dyn/cm2以下である請求項1に記
    載の反射帯電防止膜。
  4. 【請求項4】 前記反射帯電防止膜の表面粗さがRa=
    250A以下である請求項1に記載の反射帯電防止膜。
  5. 【請求項5】 出射光または反射光を変調することによ
    り表示を行う表示装置において、 前記表示装置の表示パネルフェース面に、導電性の超微
    粒子粉末を含み透明な帯電防止層の上に、Si骨格に低
    級アルキル基が直結した式〔1〕 【化2】 R3−Si−Cn2n+1 …〔1〕 (式中、Rはアルコキシ基、nは1〜4の整数)で示さ
    れるシリコンアルコキシドを含むシリカゾル溶液から形
    成され、前記帯電防止層よりも低屈折率の低屈折率層が
    積層されており、 前記低屈折率層中のアルキル基の濃度が7〜30重量%
    である反射帯電防止膜を設けたことを特徴とする表示装
    置。
  6. 【請求項6】 前記高屈折率層の導電性の超微粒子粉末
    が、In23,SnO2またはZnOである請求項5に
    記載の表示装置。
  7. 【請求項7】 前記反射帯電防止膜の低屈折率層中の膜
    の残留応力が5dyn/cm2以下である請求項5に記
    載の表示装置。
  8. 【請求項8】 前記反射帯電防止膜の表面粗さがRa=
    250A以下である請求項5に記載の表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000011267A (ko) * 1998-07-24 2000-02-25 김영남 전도성유기고분자의투명대전방지막이형성된화상표시면판및그제조방법과도포용액
JP2005266782A (ja) * 2004-02-16 2005-09-29 Fuji Photo Film Co Ltd 反射防止フィルム、それを用いた偏光板、並びにそれらを用いた画像表示装置、反射防止フィルムの製造方法
US7557885B2 (en) 2003-02-07 2009-07-07 Fujifilm Corporation Display and display system for medical use

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