专利名称：图像显示装置用面板的表面处理方法和包括实施了表面处理的面板的图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在面板表面上喷射涂敷涂料来形成膜的方法，特别涉及阴极射线管、等离子体显示器、液晶显示器等的图像显示装置用面板的表面处理方法。
背景技术：
在阴极射线管或液晶显示器、等离子体显示器面板等的图像显示装置中，一般将具有防止带电性或防止光反射性等功能的膜形成在图像显示装置用面板的表面上。
例如，在形成包括防止带电功能的防止反射膜的情况下，将包含ATO(掺杂锑氧化锡)或ITO(掺杂锡氧化铟)等的微粒(一般来说，平均粒径为0.01μm～0.1μm)、二氧化硅那样的固态部分的涂料喷射涂敷在图像显示装置的面板表面上，在干燥后对其进行烧制。
使用被称为喷射涂敷法的这样的方法时，在涂料冲击到基板上时容易形成微细的凹凸。图5模式地示出具有这样的凹凸的膜13使反射光散乱并起到使反射像模糊的作用，在降低反射效果优良，所以以往形成在计算机监视器所用的图像显示装置等上。
喷射涂敷法具有制造装置比较简单，可以低价地形成膜这样的优点，以往被广泛地使用。
但是，面板表面上形成了微细的凹凸的图像显示装置尽管有大的反射降低效果，但近年来变为不好的倾向。其理由在于，因膜的微细凹凸，显示的图像本身模糊而不能获得清晰度优良的画质，膜将外光扩散地反射，从而面板整体发白模糊，图像的对比度恶化。特别是在涂料中包含用于实施防止带电处理的导电性微粒或用于提高画面的对比度的颜料等微粒的情况下，用喷射涂敷法时，在面板表面上容易形成凹凸。
从这样的理由来看，目前需要形成凹凸少的涂膜的技术。
作为用涂料来形成凹凸少的涂膜的方法，有通过使面板旋转将涂料扩展变薄涂敷的旋转涂敷方法，但该方法除了工序数增加，装置复杂以外，还存在由于到处扩展涂料而需要比实际涂敷量多的涂料，所以材料利用率差的问题。
在不使用涂料的方法中，已知CVD(Chemical Vapor Deposition(化学汽相淀积))、溅射、真空镀敷等方法，但由于这些方法的装置复杂庞大，所以在对图像显示装置等范围宽的面积进行处理时不大实用。
本发明是鉴于上述课题的发明，在图像显示装置的面板表面上，由包含微粒的涂料形成膜来具有防止带电或防止外光反射等功能性的技术中，用比较简单的装置可以实现的喷射涂敷法来形成凹凸少的膜。由此，在表面上具有防止带电和防止外光反射等功能，并且可以用低成本高效率地实现提供清晰度或对比度优良的画质的图像显示装置用面板，以及包括这样的面板的图像显示装置。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的图像显示装置用面板的表面处理方法在面板的表面上喷射涂敷包含微粒的涂料来形成一层以上的涂膜，其特征在于，所述涂料的溶剂包括乙二醇、丙二醇醚、水、以及碳数目在1以上、3以下的醇。
因此，可以减少图像显示装置用面板的膜的凹凸。
在本发明的图像显示装置用面板的表面处理方法中，所述溶剂相对于全部溶剂量来说，包含5～10wt％的所述乙二醇，30～50wt％的所述丙二醇醚，20～30wt％的所述水。
因此，可以抑制涂膜不匀或污点。
本发明的图像显示装置用面板的表面处理方法中，喷射涂敷所述涂料时的所述面板的外表面温度为50～90℃。
本发明的图像显示装置用面板的表面处理方法中，所述涂料冲击到所述面板时的喷射压力为0.2MPa～0.6MPa。
本发明的图像显示装置用面板的表面处理方法中，用包括通过施加了压力的空气来喷出所述涂料的喷嘴的空气喷射装置进行所述喷射涂敷。
本发明的图像显示装置用面板的表面处理方法中，所述面板和所述空气喷射装置的喷嘴的距离为150mm～220mm，并且从所述喷嘴喷出的所述空气的压力为0.3MPa～0.6MPa。
因此，可以用简单的装置、设定来减少图像显示装置用面板表面的膜的凹凸。
本发明的图像显示装置，包括实施了在面板的表面上喷射涂敷包含微粒的涂料来形成一层以上涂膜的表面处理的面板，其特征在于，所述涂料的溶剂包括乙二醇、丙二醇醚、水、以及碳数目在1以上、3以下的醇。
通过包括实施了本发明的表面处理的面板，可以形成清晰度和对比度高的图像显示装置。
图1是由本发明实施例形成的面板部和膜的局部剖面模型图。
图2是列举本发明实施例的图像显示装置之一的阴极射线管的外观示意图。
图3是本发明实施例所用的喷嘴的局部剖面图。
图4是本发明实施例所用的喷嘴的扫描一例的图。
图5是用现有的方法形成的面板部和膜的局部剖面模型图。
具体实施例方式
以下说明本发明的实施例。
图2表示计算机监视器或电视机所用的阴极射线管。阴极射线管1包括在面板部2的内表面上形成用于映出图像的荧光屏的面板3；以及在管颈4的内侧配置电子枪的锥体5构成的外壳内的荫罩等管内部件。这里，在面板3的面板部2的外表面上形成具有防止反射功能的膜。
以下说明在这样的阴极射线管的面板2的外表面上形成膜的方法。
在预先实施了所谓的研磨、清洗、预热处理的面板部2的外表面上，用喷射装置以雾状喷出规定的涂料。空气喷射装置作为一例如图3所示，在喷嘴6的内侧内装涂料7和空气8，通过从空气出口10施加压力喷吹出的空气8将从涂料出口9喷出的涂料7雾化喷出。喷嘴如图4所示的箭头线11那样来扫描面板部2的外表面，使得涂料7均匀地涂敷在面板部2的整个外表面上。
作为涂料使用的材料包含1～5wt％的固态部分，以便使所谓的色感、导电性、固化性这样的涂膜的诸特性或涂膜的厚度达到期望的要求。这里，固态部分包含作为提高对比度的着色剂的碳黑微粒(平均粒径0.08μm)，作为具有防止带电的导电性材料的ATO微粒(平均粒径0.1μm)，并且包含具有固化性的硅酸乙酯的加水分解物(二氧化硅部分)。
作为涂料的溶剂，包含5～10wt％的乙二醇，30～50wt％的丙二醇醚，20～30wt％的水，其余的10～45wt％为碳数目1以上、3以下的醇。
这里，醇指碳数目在1以上、3以下的醇，例如，可以列举出乙醇、甲醇、异丙醇等。这些醇可以单独使用，也可以按任意的比例混合使用。
乙二醇的沸点非常高为197℃，而且表面张力高。原来，在涂料中混合微粒时，由于涂膜的表面积增大，干燥变快，所以涂料被喷吹到面板的瞬间的膜表面的凹凸大多原封不动地固化，但如上所述，由于乙二醇的沸点高，所以在膜的干燥过程中长时间残留，可以使干燥变慢。而且，乙二醇通过其大的表面张力作用，涂料在冲击面板部时可进行均匀移动微细的凹凸。但是，在其添加量超过10wt％的情况下，由于干燥显著变慢，所以在膜上产生白斑状的污点等弊病。
作为丙二醇醚，可以列举出丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等，但从均匀膜表面的凹凸效果来看，最好是丙二醇单乙醚。
因此，将丙二醇单乙醚混合在涂料中。丙二醇单乙醚的沸点比较高为133℃，而乙二醇的沸点不高。因此，主要可以用于调整干燥速度，通过乙二醇和其他溶剂的适当比例，具有使膜表面的凹凸均匀并且抑制产生污点的作用。由于丙二醇单乙醚在雾滴状态的涂料到达面板前的期间抑制干燥，所以还具有提高喷射涂敷时的涂料涂敷效率的作用。另一方面，丙二醇醚的添加材料超过50wt％的情况下，由于干燥明显变慢，所以会产生膜的涂敷不匀等危害。
这里，这些乙醇、乙二醇、丙二醇醚都具有自由的混合在水和各自的溶剂中的特征，而且，无论哪个溶剂都具有价格低、容易得到的优点。
尽管水的沸点没有乙二醇或丙二醇单乙醚高，但表面张力比乙二醇高，通过水与其他溶剂的适当比例，具有可以均匀涂料冲击到面板时的微细凹凸的作用。另一方面，在水的添加量超过30wt％的情况下，由于干燥显著迟缓，所以在膜上产生白斑状的污点等危害。
涂敷后的涂料进行自然干燥，但在该干燥过程中从沸点低的溶剂起首先开始蒸发，而沸点高的溶剂长时间残留在涂料中。涂料中残留最长的溶剂是乙二醇，涂敷时从喷嘴喷出的涂料因在冲击到面板时产生的凹凸均匀而具有充分的干燥时间。因此，如图1的模型所示，膜12的表面是凹凸少的平滑的表面。
在使这样的膜的干燥、烧制后的厚度为约100nm左右时，透光率为70％、折射率约为1.46。相对于面板本身的约1.54的折射率来说，由于膜的折射率低，所以可以基于干涉作用来获得降低反射效果。这种情况下，JIS规格R3106中规定的分光反射率在波长560nm时呈现最低反射率，该值与面板部的外表面上没有任何膜的面板相比降低约4.5％，而与在面板的外表面上有膜的面板相比降低约2.0％。即，具有用这样的涂料形成的膜的面板成为降低反射效果优良的面板。此外，膜的表面电阻为1×109Ω/□左右，在实用上是可获得充分的防止带电效果的值。
于是，根据本发明，通过设备简单的喷射涂敷可以形成凹凸少平滑表面的功能性膜。
在本发明的表面处理方法中，除了涂料的材料条件以外，通过涂料的喷射涂敷条件，也可以获得膜表面平滑度。
例如，喷射涂敷时的面板部的外表面温度过低时，涂料的干燥变慢，容易发生带状的扫描不匀或污点等缺陷。而面板的外表面温度过高时，由于涂料瞬间干燥，在均匀凹凸上没有充分的时间。喷射涂敷时的面板的外表面温度最好在50～90C°的范围内。
在涂料冲击到面板部时的喷射压力过低的情况下，由于涂料的雾化不充分而使膜的凹凸变大，成为没有光泽感的膜。另一方面，在喷射压力过高的情况下，由于涂料的干燥快，所以在均匀凹凸上没有充分的时间，这也成为膜的凹凸原因。涂料冲击到面板时的喷射压力最好在0.2MPa～0.6Mpa的范围内。
而且，喷嘴和面板的距离也是重要的因素。在喷嘴与面板过近的情况下，在膜上产生带状的扫描不匀。相反，在喷嘴与面板过远的情况下，由于在到达面板前的期间会干燥，雾滴的比例升高，所以涂敷效率变差，不能获得适当的膜厚。喷嘴和面板之间的距离最好在150～220mm的范围内。这种情况下，从喷嘴喷出的空气的压力最好为0.3MPa～0.6MPa。
下面用实施例来说明通过涂料的材料条件来获得膜表面的平滑度。当然，本发明不限于本实施例。
实施例(实施例1)为了调查本实施例的效果，用多种涂料在面板的面板部外表面上形成膜，对各个涂料进行完成膜的阴暗程度的比较。涂敷条件是面板温度为65℃，涂料从喷嘴喷出时的喷射压力为0.4MPa，涂料的排出量为10ml/min，面板和喷嘴之间的距离为200mm，喷嘴扫描速度为300mm/s，喷嘴扫描间距为12.5mm。涂敷时的环境气氛为室温22℃、湿度56％，这里所用的喷嘴在直径0.5mm的圆状的涂料排出口的周围，有外径2.4mm、内径1.5mm的环形状的空气出口。
对于左右膜的表面平滑性的乙二醇、丙二醇醚、水来说，为了确认基于它们的比例作用的不同，如表1～3所示，使用各四种共计12种不同的涂料，在分别涂敷和自然干燥后，用烧制炉或电炉进行160℃、20分钟的烧制，调查完成的膜的表面平滑度。这里，确认膜的阴暗程度来作为比较平滑度的指标，测定JIS规格K7105中规定的薄雾值(阴暗度)。此外，还调查有无外表的不匀或污点。表中的EG表示乙二醇，而PGE表示丙二醇单乙醚。
首先，为了确认乙二醇的添加量产生的效果，如表1所示，将丙二醇单乙醚、水、固态部分(例如以ATO为30wt％、碳黑为25wt％、二氧化硅为45wt％的比例来混合，在混合的状态中它们的平均粒径为90nm)固定至一定比例，使用乙二醇的添加量的比例以0wt％、5wt％、10wt％、15wt％来变化的四种涂料1～4。对应于乙二醇的添加量比例来改变醇的比例。至于醇，采用乙醇88wt％、甲醇12wt％的混合物。表1涂料 涂料的材料组成(wt％)薄雾值 外观No. EG PGE 水 乙醇固态部 (％)分10 40 25 3418.2 阴暗感强25 40 25 2912.9 有光泽感310 40 25 2412.6 有光泽感415 40 25 1912.5 产生不匀、污点乙二醇为0wt％的涂料1的情况下，薄雾值为非常大的8.2％，外表上看阴暗感强。在乙二醇为5wt％以上的涂料2～4中，可获得薄雾值为3.0％以下的有光泽感的膜，其中，在乙二醇为15wt％的涂料4中产生不匀或污点。
下面，为了确认丙二醇单乙醚的添加量产生的效果，如表2所示，将乙二醇、水、固态部分固定至一定比例，使用丙二醇单乙醚的添加量的比例以20wt％、30wt％、50wt％、60wt％来变化的四种涂料5～8。对应于丙二醇单乙醚的添加量比例来改变醇的比例。表2涂料 涂料的材料组成(wt％) 薄雾值 外观No.EG PGE 水 乙醇固态部 (％)分5 5 2025 49 1 1.8 膜厚过薄6 5 3025 39 1 2.5 有光泽感7 5 5025 19 1 2.6 有光泽感8 5 6025 91 2.3 产生不匀、污点对于这四种涂料5～8来说，无论哪种情况下薄雾值都在3.0％以下。但是，在丙二醇单乙醚为20wt％的涂料5中，由于涂敷效率差而不能获得合适的膜厚，未成为形成目标特性的膜。在丙二醇单乙醚为30wt％的涂料6和为50wt％的涂料7中，可以形成光泽感好的膜。而在丙二醇单乙醚为60wt％的涂料8中，尽管有光泽感，但产生不匀和污点。
下面，为了确认水的添加量产生的效果，如表3所示，将乙二醇、丙二醇单乙醚、固态部分固定至一定比例，使用水的添加量的比例以10wt％、20wt％、30wt％、35wt％来变化的四种涂料9～12。对应于水的添加量比例来改变醇的比例。表3涂料 涂料的材料组成(wt％) 薄雾值外观No.EG PGE 水 乙醇 固态部 (％)分9 5 40 10 44 1 4.4 膜厚过薄10 5 40 20 34 1 3.0 有光泽感11 5 40 30 24 1 2.6 有光泽感12 5 40 35 19 1 2.3 产生不匀、污点在水为10％的涂料9的情况下，涂敷效率差，不能获得合适的膜厚。此外，薄雾值有些高。在水为20％以上的涂料10～12中，薄雾值低，可获得外表上有光泽感膜，但其中，在水为35wt％的涂料12中，产生不匀和污点。
于是，通过使涂料中包含的溶剂为乙二醇、丙二醇醚、水、碳数目3以下的醇的混合物，规定各个材料的添加量，可以获得表面平滑不模糊、没有不匀和污点的膜。如上所述，最理想的情况是固态部分为1～5wt％时，乙二醇为5～10wt％，丙二醇醚为30～50wt％，水为20～30wt％，其余的10～45wt％为醇。
在本实施例中，作为溶剂中的丙二醇醚，示出了使用丙二醇单乙醚的示例，但在例如用丙二醇单甲醚等来代替的情况下，可获得同样的效果。
在本实施例中，将涂料的溶剂由乙二醇、丙二醇醚、水、碳数目1以上、3以下的醇来构成，但除了它们以外，也不妨碍混合其它材料的情况。例如，也可以添加均化剂或表面活性剂等。
在本实施例中，作为涂料中的固态部分，包含作为着色剂的碳黑的微粒和作为导电材料的ATO的微粒，但并不限于此。作为着色剂，也可以使用染料或颜料，而作为导电性材料，使用ITO的微粒也可以。例如，通过在涂料中包含如银和钯的合金那样的降低膜的电导率的材料，可以具有电磁波屏蔽性能。这样的涂料中包含的材料的微粒最好是平均粒径为0.01μm～0.1 μm。
在本实施例中，示出了将基于本发明的表面处理方法的膜直接形成在面板的面板部的外表面上，仅形成一层的膜结构的实例，但例如在形成了基于本发明的表面处理方法的膜之后，用其他任何方法形成上层的膜，或重叠在已经用其他任何方法形成的膜的表面上，以基于本发明的表面处理方法的膜作为上层来形成，从而形成两层以上的膜结构也可以。这里，将通过本发明的表面处理方法形成的膜用作下层，在上层上通过其他方法形成膜的情况下，由于不需要使下层专门固化，所以在下层中不一定需要本实施例所用的二氧化硅部分。
此外，不限于将本实施例的膜直接形成面板部的外表面上，在面板和其他部件的板状面板或片状面板上将形成了这样的膜的部件粘结在面板的面板部也可以。
在本实施例中，作为实施本发明的表面处理的图像显示装置，以阴极射线管为例进行了说明，但并不限于此，本发明还适用于等离子体显示器、液晶显示器、有机EL显示器等其他图像显示装置的面板。
如上所述，根据本发明，在包含微粒的涂料中的溶剂中，通过包含乙二醇、丙二醇醚、水、碳数1以上、3以下的醇，可以由喷射涂敷法来实现具有防止反射效果并且表面平滑的膜。由此，除了具有防止反射和防止带电等功能性以外，还可以用低成本高效率地实现提供清晰度和对比度优良的画质的面板，以及包括该面板的图像显示装置，而没有材料利用效率问题和复杂的装置。
权利要求
1.一种图像显示装置用面板的表面处理方法，在面板的表面上喷射涂敷包含微粒的涂料来形成一层以上的涂膜，其特征在于，所述涂料的溶剂包括乙二醇、丙二醇醚、水、以及碳数目在1以上、3以下的醇。
2.如权利要求1所述的图像显示装置用面板的表面处理方法，其特征在于，所述涂料的溶剂相对于全部溶剂量来说，包含5～10wt％的乙二醇，30～50wt％的丙二醇醚，20～30wt％的水。
3.如权利要求1所述的图像显示装置用面板的表面处理方法，其特征在于，所述涂料包含1～5wt％的固态部分。
4.如权利要求1所述的图像显示装置用面板的表面处理方法，其特征在于，所述微粒包含导电性微粒。
5.如权利要求1所述的图像显示装置用面板的表面处理方法，其特征在于，所述微粒的平均粒径为0.01μm～0.1μm。
6.如权利要求1所述的图像显示装置用面板的表面处理方法，其特征在于，喷射涂敷所述涂料时的所述面板的表面温度为50～90℃。
7.如权利要求1所述的图像显示装置用面板的表面处理方法，其特征在于，所述涂料冲击所述面板时的喷射压力为0.2MPa～0.6MPa。
8.如权利要求1所述的图像显示装置用面板的表面处理方法，其特征在于，用包括通过施加了压力的空气来喷出所述涂料的喷嘴的空气喷射装置进行所述喷射涂敷。
9.如权利要求5所述的图像显示装置用面板的表面处理方法，其特征在于，所述面板和所述空气喷射装置的喷嘴的距离为150mm～220mm，从所述喷嘴喷出的所述空气的压力为0.3MPa～0.6Ma。
10.一种图像显示装置，包括实施了在面板的表面上喷射涂敷包含微粒的涂料来形成一层以上涂膜的表面处理的面板，其特征在于，所述涂料的溶剂包括乙二醇、丙二醇醚、水、以及碳数目在1以上、3以下的醇。
全文摘要
以低成本、高效率来实现图像显示装置用面板,具有防反射等功能,并且可以提供清晰度和对比度优良的图像。一种图像显示装置用面板的表面处理方法,在面板的表面上喷射涂敷包含微粒的涂料来形成一层以上的涂膜,其中,所述涂料的溶剂包括乙二醇、丙二醇醚、水、以及碳数目在1以上、3以下的醇。
文档编号C09D7/00GK1356711SQ0113382
公开日2002年7月3日 申请日期2001年11月9日 优先权日2000年11月9日
发明者山村昌大, 三浦康纪, 铃木敦 申请人:松下电器产业株式会社