(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製フェースパネルと、前記ガラス製フェースパネルの外面上に形成された、導電性の高屈折率薄膜からなる第１層と、前記第１層の上に積層された低屈折率薄膜からなる第２層と、前記第２層上に形成された、多数の凹凸を露出表面に有する前記第２層と同材質の第３層とからなる反射防止膜とを備え、
前記第３層の凹凸は、凸部領域が平面形状の凹部領域を取り囲む形になっており、前記凹部領域および前記凸部領域の存在しない領域は前記第２層の露出表面となっており、前記凹部領域と前記露出表面との面積比がほぼ５０：５０であり、
前記反射防止膜は、鏡面反射光の視感反射率が１．５％以下であるとともにその鏡面反射スペクトルにおいて波長４３６ｎｍでの反射率が３％以下であり、可視光領域のほぼ全域にわたって低い反射率となる反射特性を有していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
高屈折率薄膜は、膜厚が１０〜２０ｎｍ、屈折率がほぼ２．０であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
高屈折率薄膜は、ＳｎＯ２またはＩｎ２Ｏ３を主成分とする透明導電物質からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、帯電防止および外光反射低減の両機能を備えた受像管またはプラズマディスプレイパネル等の画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
室内照明灯等による外光が、受像管等の画像表示装置のガラス製フェースパネルの外面で鏡面反射をすると、再生画像が非常に見づらくなる。この外光反射を、表示画像の解像度を低下させることなく有効に低減するとともに、帯電防止効果を得るために、フェースパネルの外面上に高屈折率薄膜と低屈折率薄膜とを順次積層し、これらの干渉膜としての効果と、低屈折率薄膜の露出表面に形成された多数の凹凸による乱反射面の効果とを併せ持つ外光反射防止膜が、「ＳＩＤＪａｐａｎＤｉｓｐｌａｙ  ’９２；Ａｎｔｉ−Ｇｌａｒｅ，Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｎｔｉ−Ｓｔａｔｉｃ（ＡＧＲＡＳ）  ｃｏａｔｉｎｇ  ｆｏｒ  ＣＲＴｓ」に開示されている。
【０００３】
この画像表示装置の外光反射防止膜は、次のような構成を有している。すなわち、フェースパネルガラスの外面上には、第１層としてＣＶＤ法によりＳｎＯ２を主成分とする高屈折率薄膜が形成されており、その上に第２層としてスピンコート法によりＳｉＯ２  を主成分とする低屈折率薄膜が形成されている。第２層上には、第２層と同一材料であるＳｉＯ２  を主成分とするクレータ状の凹凸膜からなる第３層がスプレーコート法により形成されており、第２層の表面の一部を覆っている。第３層の凹凸膜は、凸部領域が平面形状の凹部平面領域を取り囲む形になっている。凹凸膜の存在しない領域は第２層の露出表面である。このような反射防止膜に入射した光のうち、第２層の露出表面または第３層凹部平面領域の表面に入射した光の反射光は、フェースパネルガラスと第１層との界面、および第１層と第２層との界面での反射光との干渉作用により低減され、また第３層凸部領域に入射した光の反射光は乱反射することで反射像をぼかす。かかる干渉膜と乱反射膜との構成により防眩効果が得られる。
【０００４】
このような従来の画像表示装置では、その膜厚設計の基本的な考え方として、第２層の露出表面での反射光、および第３層凹部領域の表面での反射光の反射率の最低値をできるだけ低くすることが重視されている。例えば、第１層の高屈折率薄膜としてＳｉＯ２  ＋ＳｎＯ２  を用いた場合は、第１層の屈折率は１．８２、第２層および第３層の低屈折率薄膜の各屈折率が１．４７であるため、各層の最適膜厚は第１層が７６ｎｍ、第２層が７４ｎｍ、第３層の凹凸膜の平均膜厚が２０ｎｍであるとされている。また、第１層にＳｎＯ２  のみを用いたときは、その屈折率は２．０であるので、第１層の最適膜厚は３２ｎｍ、第２層は７４ｎｍ、第３層の凹凸膜の平均膜厚は２０ｎｍが最適であるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のような膜厚設計による鏡面反射光のスペクトルは、図３の曲線８に示す反射特性となる。このとき、この反射特性の各波長での反射率と人間の視感度とを掛け合わして示される視感反射率は１．５％で、未処理のガラス表面反射率４．５％に比べて反射は十分に低減するが、青色刺激の最も強い４３６ｎｍでの波長の反射率は５％以上となり、蛍光灯等の強い外光の反射が青く光って目障りであるという問題が生じていた。
【０００６】
これは、図７に示す反射スペクトルのシミュレーションのように、第２層の露出表面７での反射光スペクトル１０、および第３層凹部平面領域の表面６での反射光のスペクトル１１は、それぞれスペクトルの反射率の最低値をほぼ零％となるようにしてあるため、波長による反射特性はシャープなＶ字形となっている。画像表示装置の使用者の目に入る鏡面反射光は、外光反射防止膜の第２層の露出表面での反射光１０と、第３層凹部領域の表面での反射光１１との合成光１２となるので、その反射率の最低値は約１．５％にまで高くなり、またスペクトルは依然としてシャープなＶ字形の反射特性となるため、可視光領域の中では特に青色の反射が強くなってしまうのである。
【０００７】
また、合成光１２のスペクトルがシャープなＶ字形の反射特性であるため、第２層の膜厚や第３層の凹凸密度がわずかに変化するだけで反射光の色合いが大きく変化する。したがって、膜厚制御が不十分であると、表示面各部の反射光の色が異なったり、表示装置ごとに反射光の色が異なったりする等の問題が生じていた。そのため、高精度の膜厚制御が必要とされ、製造能率の低下や製造コストの高騰をまねく原因となっていた。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたもので、実用上十分な反射防止効果を得、また目障りな反射光の色を抑えることのできる画像表示装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、ガラス製フェースパネルと、前記ガラス製フェースパネルの外面上に形成された、導電性の高屈折率層からなる第１層と、前記第１層の上に積層された低屈折率からなる第２層と、前記第２層上に形成された、多数の凹凸を露出表面に有する前記第２層と同材質の第３層とからなる反射防止膜とを備え、前記第３層の凹凸は、凸部領域が平面形状の凹部領域を取り囲む形になっており、前記凹部領域および前記凸部領域の存在しない領域は前記第２層の露出表面となっており、前記凹部領域と前記露出表面との面積比がほぼ５０：５０であり、前記反射防止膜は、鏡面反射光の視感反射率が１．５％以下であるとともにその鏡面反射スペクトルにおいて波長４３６ｎｍでの反射率が３％以下であり、可視光領域のほぼ全域にわたって低い反射率となる反射特性を有している。
【００１０】
【作用】
上記のようにすることで、画像表示装置の使用者が感知する合成光の反射を低減して、実用上十分な反射防止効果を得ることができる。また、同時に、青色刺激の最も強い４３６ｎｍの波長での反射率を３％以下に低減することで、可視波長の広い範囲にわたってよりブロードな低い反射特性を持つので、目障りな反射光の色を抑えることができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１２】
図１に示すように、本発明の実施例の画像表示装置は、ガラス製フェースパネル１の外面上に、第１層２としてＳｎＯ２を主成分とする透明導電物質からなる高屈折率薄膜がＣＶＤ法等によって膜厚ｔ１  が１５ｎｍとなるように均一に形成されている。第１層２上には、第１層２とともに干渉作用により低反射機能を付与するための低屈折率薄膜からなる第２層３が形成されている。第２層３は、例えばアルコール系溶媒中にアルキルシリケート重合体のみを投入したもの等を用い、スピンコート法等によって膜厚ｔ２  が９７ｎｍとなるように均一に形成されている。さらに、第２層３の表面の一部には、第３層４として、第２層３と同材質であって、多数の凹凸を露出表面に有するクレータ状の凹凸膜からなる低屈折率薄膜がスプレーコート法等によって形成されている。第３層４の凹部領域６の膜厚ｔ３  は４１ｎｍである。コート処理後は４００〜４５０℃で約２０分間加熱処理を行う。第３層４のクレータ状の凹凸の密度は、ＪＩＳＺ８７４１にもとづく鏡面光沢度測定装置を用いて光入射角を６０度としたときの反射光沢度が７５前後となるように行う。この場合、凹部領域６と第２層の露出表面７との面積比はほぼ５０：５０となる。
【００１３】
図２は、上記画像表示装置の露出表面の拡大平面図を示す。図２に示すように、第３層４が第２層３の表面の一部を覆っている。第３層である凹凸膜は、凸部領域５が平面形状の凹部領域６を取り囲む形になっている。凸部領域５の存在しない領域は第２層３の露出表面７となっている。
【００１４】
上記実施例において、各層の形成方法として、第１層をＣＶＤ法、第２層をスピンコート法、第３層をスプレーコート法をそれぞれ用いた場合について説明したが、第１層および第２層では膜厚を均一にすること、第３層では必要な凹凸面を形成することができる方法であれば、ディップコート法やスパッタ法等を用いることができる。
【００１５】
上記のようにして形成された反射防止膜は、第１層２のＳｎＯ２  膜の屈折率が２．０、第２層３および第３層４の各屈折率は１．４５となる。
【００１６】
上記実施例では、第１層の材料としてＳｎＯ２を用いたが、この代わりにＩｎ２Ｏ３を用いることもできる。また、これらの屈折率はほぼ２．０であるが、ドープされるアンチモンの量により若干の差異が生じる。この屈折率の変化による反射特性のずれは、膜厚の微調整によりカバーすることができる。
【００１７】
上記実施例の画像表示装置の鏡面反射光のスペクトルを実測した結果を図３に曲線９として示す。図３から明らかなように、この画像表示装置の視感反射率は１．２％で十分な反射低減効果を有し、また青色刺激の強い波長４３６ｎｍでの反射率は約２．４％となり、可視光領域のほぼ全域にわたって低い反射率となるブロードな反射特性となるので、目障りな反射光の色を抑えられることができることがわかる。
【００１８】
次に、第１層の膜厚を選定することにより上記の効果が得られる理由について、図４に示す鏡面反射スペクトルのシミュレーションを用いて説明する。
【００１９】
本発明においては、第２層３の露出表面７での反射光、および第３層４の凹部領域６での反射光反射率の最低値をできるだけ低くするという従来の考え方を大幅に転換し、それぞれの反射光の波長特性ができるだけブロードになるようにした。第１層の膜厚を１５ｎｍとすることにより、第２層３の露出表面７での鏡面反射光のスペクトルの曲線１３、および第３層４の凹部領域６での反射光のスペクトルの曲線１４は、それぞれの反射率の最低値が０．３％および０．８％と多少高くなっているものの、ブロードな反射特性となり、前記各スペクトルを示す曲線１３および曲線１４の合成光のスペクトルを示す曲線１５では反射率の最低値は、従来例とほぼ同等の約１．６％となるとともに、従来例のシャープなＶ字形のスペクトルに比べ、ブロードな反射特性となることがわかる。なお、図３に示す実測したスペクトルは、図４および図７のシミュレーションでのスペクトルに比べ反射率が低くなっているが、これは実測では第３層４の凸部領域５に入射した光の反射光は乱反射することで鏡面反射が低減するためである。
【００２０】
実験によれば、上記反射防止膜は、実用上外光反射を十分に防止し、反射光の色刺激を抑える条件として、視感反射率が１．５％以下で、かつ青色刺激の強い波長４３６ｎｍでの反射率が３％以下の反射特性を有することが必要であることが確認された。図５に示す第１層の膜厚と反射率との関係から視感反射率が１．５％以下となる条件として第１層の膜厚は１０ｎｍ以上、また、図６に示す第１層の膜厚と波長４３６ｎｍにおける反射率との関係から波長４３６ｎｍにおける反射率が３％以下となる条件として第１層の膜厚は２０ｎｍ以下である。第１層の膜厚が２０ｎｍを越えると、波長４３６ｎｍにおける反射率は急激に増大する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像表示装置は、可視光のほぼ全域にわたって低反射効果が実現でき、十分な反射低減効果を有しかつ目障りな反射光の色を抑えるという効果を有する。また、反射光の波長特性がよりブロードであるために、第２層の膜厚や第３層の凹凸密度がわずかに変化しても画像表示装置の部分によって反射光の色が大きく変化することがない。したがって、高精度の膜厚制御を行わなくても実用上十分な反射特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である画像表示装置の要部拡大断面図
【図２】同画像表示装置の露出表面の平面図
【図３】本発明および従来の画像表示装置の各鏡面反射スペクトルの実測例図
【図４】本発明の一実施例である画像表示装置の鏡面反射スペクトル図
【図５】本発明実施例の画像表示装置の反射防止膜における第１層の膜厚と視感反射率との関係図
【図６】同反射防止膜における第１層の膜厚と波長４３６ｎｍｍにおける反射率との関係図
【図７】従来の画像表示装置の鏡面反射スペクトル図
【符号の説明】
１  フェースパネルガラス
２  第１層
３  第２層
４  第３層
５  凸部領域
６  凹部領域
７  第２層の露出表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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