CN100372449C - Pdp保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PDP保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法，其具体步骤为：1)静电处理：对PET表面进行静电释放处理；2)真空溅射膜：采用真空直流磁控溅射技术，在上述经处理后的PET上溅射金属膜；3)等离子刻蚀网膜：采用高精密等离子体刻蚀技术，在上述金属膜上刻蚀网孔膜；4)等离子去胶：去除上述网孔膜上的刻蚀胶后即成。本发明的电磁波屏蔽膜由于采用了刻蚀技术来制作网孔膜，因此网膜的线径和网间距均很小，网膜的对比度高、不产生光学变形，电磁波屏蔽性能好。

Description

PDP保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法

技术领域

本发明涉及一种PDP保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法。

背景技术

等离子显示屏(PDP)是继背投、液晶电视后的大屏幕高清晰平板显示屏，具有图像清晰、亮度高、视角度大等视觉效果，同时还具有重量轻、厚度薄等优点，是未来真正的高清晰度大屏幕平板显示电视的最佳侯选者。但是，由于等离子体显示面板存在以下问题：有很高的光反射，Ne气体发出的590nm的橙色光会降低色纯度，释放有害的电磁干扰和近红外干扰以及等离子体显示面板的玻璃极薄而不能承受太大的压力。因此，目前在等离子体显示面板的前方使用保护屏来克服上述缺陷，如US6150754、JP13-134198和JP11-74683，其描述的保护屏结构主要有两种：第一种是在半钢化玻璃基材的一侧交替层叠金属层和高折射率氧化物层，以形成EMI/NIR屏蔽层，并在玻璃基材的另一侧形成AR消除高光反射层，其结构为：AR/半钢化玻璃/NIR/EMI。第二种是在两层PET(聚酯薄膜)之间放置导电网格以形成EMI层，在半钢化玻璃或有机玻璃基材的一侧粘附AR膜，在相反的另一侧粘附NIR层。其结构为：ARPET/粘着层/半钢化玻璃或有机玻璃/粘着层/NIRPET/Ne_cut/粘着层/EMIPET。

但是，上述两种结构的保护屏，由于自身结构和制造工艺等原因，存在许多缺陷。第一种结构的缺陷是：导电薄膜是金属或氧化物构成，为了保证透光性，膜厚很薄，并且表面电阻很高，所以电磁波屏蔽(EMI)性能很差，特别是在高频率电磁波段屏蔽性能差。第二种结构的缺陷是：电著法金属网格膜(铜网或镍网)放置在两层PET薄膜之间，形成EMI层，该金属网格膜的丝径较粗、孔径较小、角度难保证，因此，对比度较差，图像容易产生光学变形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种PDP保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法，具有电磁波屏蔽性能好和图像不产生变形的优点。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：电磁波屏蔽膜的制备方法为：1)静电处理：对PET表面进行静电释放处理；2)真空溅射膜：采用真空直流磁控溅射技术，在上述经处理后的PET上溅射金属膜；3)等离子刻蚀网膜：采用高精密等离子体刻蚀技术，在上述金属膜上刻蚀网孔膜；4)等离子去胶：去除上述网孔膜上的刻蚀胶后即成。

本发明的有益效果是：本发明的电磁波屏蔽膜由于采用了刻蚀技术来制作网孔膜，因此网膜的线径和网间距极易控制，网膜的对比度高、不产生光学变形，电磁波屏蔽性能好。

附图说明：

图1是PDP保护屏的结构示意图。

具体实施方式

PDP保护屏的基本结构如图1所示，其依次排列为：AR、PET、粘接层、NIR、Ne_cut、基片、黑框丝印层、粘接层、PET、EMI Mesh Film和导电铜箔或镍箔。其中：AR是消除高光反射，保持屏幕的清洁度，PET是防止基片受意外压力破碎，增加保护屏的强度，AR和PET组成消除高光反射膜(ARPET)；590nm橙色光吸收层(Ne_cut)是吸收Ne气发出的橙色光，保持色纯度纯正，NIR是遮蔽红、绿、蓝三色荧光粉发出的780nm～1100nm近红外线，消除近红外干扰，基片是保护面板，避免受意外压力冲击，NIR、Ne_cut和基片组成吸收近红外线和590nm橙色光的基片；黑框丝印层是增加光的对比度；EMI Mesh Film是屏蔽电磁波辐射，消除对人的辐射伤害，避免与其它电子设备发生作用，PET和EMI Mesh Film组成电磁波屏蔽膜(EMI Mesh Film/PET)；导电铜箔或镍箔是起接地作用；粘接层是粘接ARPET、EMI Mesh Film/PET等功能膜，通常采用PSA等透明胶。上述结构分别是采用：纳米粒子分散浸渍、涂敷技术制备ARPET；真空溅射交替层叠技术制备NIR和Ne_cut的基片；溅射成膜和蚀刻网格膜制备EMI MeshFilm/PET；滚压覆膜技术来制作保护屏。下面将分别描述其制作方法。

一、消除高光反射膜(ARPET)：

按照“n_高d₁＝n_低d₂＝n_高d₁＝n_低d₂＝λ/4(或3λ/4、λ/8)”的减反射光学膜制备原理，本发明是先将高折射率材料和低折射率材料采用“纳米粒子分散技术”中的“纳米插层化分散法或纳米振动磨分散法”处理后，掺杂配料，配制成具有高、低折射率的纳米粒子透明树脂，在PET薄膜上，交替层叠浸渍、涂敷高折射率树脂和低折射率树脂，来制备致密、均匀的ARPET薄膜。

上述高折射率材料可以采用：氟化镁(MgF₂)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO₂)、氮化钛(TiN)、三氧化二铟(In₂O₃)、二氧化锡(SnO₂)、三氧化二铬(Cr₂O₃)、二氧化锆(ZrO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、六硼化镧(LaB₆)、铌氧化物(NbO、Nb₂O₃、Nb₂O₅)等；低折射率材料可以采用：二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、碳化硅(SiC)、三氧化二铝(Al₂O₃)等。

实施例1：涂敷结构为：PET/TiO₂/SiO₂/TiO₂/SiO₂/MgF₂/SiO₂的ARPET膜

1、静电处理：对PET表面进行静电释放处理，确保PET薄膜的表面清洁。可采用“空气电离”方式来中和或者释放PET薄膜上的静电，也可以采用“软X射线”方式。

2、掺杂配料：将采用纳米插层化分散法处理后的具有高折射率和低折射率的纳米粒子材料TiO₂、SiO₂和MgF₂，分别掺杂到耐温透明树脂里，配制成具有高、低折射率的纳米粒子透明树脂。耐温透明树脂可采用三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂或PVB聚脂等。

3、浸渍、涂敷：将调配好的具有高、低折射率的纳米粒子透明树脂，分别在上述静电处理后的PET薄膜表面上，交替层叠浸渍、涂敷，制成均匀、致密的薄膜。通常，第一层TiO₂薄膜的膜厚为10nm～50nm；第二层SiO₂薄膜的膜厚为10nm～50nm；第三层TiO₂薄膜的膜厚为20nm～35nm；第四层SiO₂薄膜的膜厚为20nm～35nm；第五层Al₂O₃薄膜的膜厚为20nm～30nm；第六层Si₃N₄薄膜的膜厚为20nm～30nm。

4、烘干：在60℃～80℃的洁净环境中，加热烘干即成。

通过上述方法制备的ARPET减反射薄膜的性能特征为：

(1)、薄膜致密、均匀，真正做到纳米级粒子分散，膜层附着力强；

(2)、薄膜的雾度低，对比度高，减反射光学性能特征理想和全光线增透容易控制。

二、吸收近红外线(NIR)和橙色光(Ne_cut)的基片：

本发明是利用磁控溅射原理，在高真空的环境中，气体电离产生辉光放电，电离出正、负离子和电子，高速轰击耙材，使各种耙材的原子或分子通过交替层叠的方式，溅射到高质量的基片上，与基片表面紧密结合形成致密、均匀的光学薄膜，从而制备吸收近红外线和590nm波长橙色光的基片。

本发明通常采用的溅射方法包括：射频反应溅射、中频反应溅射、高频反应溅射、直流反应溅射或电子枪溅射。

上述耙材可采用：二氧化硅(SiO₂)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO₂)、氮化钛(Ti₃N₄)、三氧化二铟(In₂O₃)、二氧化锡(SnO₂)、三氧化二铬(Cr₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、六硼化镧(LaB₆)、铌氧化物(NbO、Nb₂O₃、Nb₂O₅)、三氧化二铝(Al₂O₃)、硫化锌(ZnS)、氮化硅(Si₃N₄)、硒化锌(ZnSe)等介质膜和银(Ag)、金(Au)等金属膜。

本发明通常采用“射频反应溅射、中频反应溅射、高频反应溅射或电子枪溅射”技术来制备：二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、碳化硅(SiC)等光学薄膜；通常采用“真空直流反应溅射或电子枪溅射”技术来制备：氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO₂)、氮化钛(Ti₃N₄)、三氧化二铟(In₂O₃)、二氧化锡(SnO₂)、三氧化二铬(Cr₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、六硼化镧(LaB₆)、铌氧化物(NbO、Nb₂O₃、Nb₂O₅)、三氧化二铝(Al₂O₃)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)等光学薄膜。

上述基片可以采用钢化玻璃、半钢化玻璃。

实施例2：制备具有“Ag/Au/Ta₂O₅/TiO₂/SiO₂/Y₂O₅/Nb₂O₅/Ti₃N₄/SiO₂”的膜层结构的半钢化玻璃

1、先用圆盘辊刷或滚筒刷用50℃～60℃的中性洗涤剂刷洗半钢化玻璃基材，再采用超声的清洗方式用电阻率为15～17MΩ.CM的去离子水，对玻璃基材进行清洗。如果玻璃表面静电处理不彻底或者玻璃表面清洗不干净，制备的光学薄膜就会出现真孔，造成膜层附着力降低。

2、在温度为50℃～80℃的温度场中，对半钢化玻璃基材均匀烘烤，可采用红外线烘烤方式。如果烘烤不均匀，会造成光学薄膜的反射不均匀，影响膜层组分和结构，也会降低膜层的附着力。

3、真空镀膜：在反应溅射室中充入介质气体对上述经处理后的半钢化玻璃进行真空溅射镀膜即成。其主要工艺参数为：

耙位	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
									耙材	Ag	Au	Ta	Ti	Y	Nb	Ti	Si
耙-基距(mm)	65	65	65	65	65	65	65	60

Ar(sccm)	100	100	50	50	50	50	50	50
									O<sub>2</sub>(sccm)	0	0	60	60	60	60	80	80
NO<sub>2</sub>(sccm)	0	0	40	40	40	40	60	0
									耙电压(V)	450	450	450	450	400	400	400	3500
耙电流(A)	60	60	60	60	60	60	60	10
									工作压强(Pa)	6.0×10<sup>-4</sup>		6.0×10<sup>-4</sup>		4.0×10<sup>-4</sup>		4.0×10<sup>-4</sup>
玻璃在溅射室行走速度			0.2～0.6m/min
									玻璃在溅射室来回摆动次数			10～15
烘烤温度(℃)			60～80

其中：1)耙-基距：耙材和玻璃基材之间距离，它影响薄膜的附着力和薄膜均匀性；2)Ar为保护气体，NO₂、O₂是制备薄膜的反应气体；3)耙电压、耙电流：气体电离产生“辉光放电”而电离出正、负离子和电子并高速轰击耙材的能量。

根据上述方法制备的光学薄膜，第一层Ag薄膜的膜厚5nm～10nm；第二层Au薄膜的膜厚为5nm～10nm；第三层Ta₂O₅薄膜的膜厚为10nm～35nm；第四层TiO₂薄膜的膜厚为20nm～35nm；第五层SiO₂薄膜的膜厚为10nm～30nm；第六层Y₂O₅薄膜的膜厚为10nm～30nm；第七层Nb₂O₅薄膜的膜厚为10nm～30nm；第八层Ti₃N₄薄膜的膜厚为20nm～30nm；第九层SiO₂薄膜的膜厚为20nm～30nm。

本发明的上述光学薄膜由于采用直接在基片上溅射介质膜和金属膜，并去掉了PET，因此比“采用真空溅射单一的金属膜”和“采用浸渍、涂敷有机吸收染料”等方法制备的吸收近红外线和橙色光的基片具有更佳的光学特征：

(1)、很好的“吸收近红外线(在780nm～1200nm之间)和吸收590nm波长橙色光”的光学性能特征；

(2)、膜层的雾度低，可见光透过率容易控制；

(3)、膜层的表面附着力高，表面硬度高，耐热、耐湿、耐低温性能好；

(4)、采用该结构薄膜制备的保护屏的对比度高，色纯度纯正。

三、电磁波屏蔽膜(EMI Mesh Film/PET)

首先，采用真空磁控溅射镀膜技术，在PET薄膜上制备金属薄膜，然后，采用高精密等离子体刻蚀技术，制备透光电磁屏蔽网孔膜。

上述真空磁控溅射镀膜技术可采用真空直流磁控溅射或电子枪溅射。

上述高精密等离子体刻蚀技术有：电感耦合等离子刻蚀技术(ICP、TCP)、电子回旋共振等离子体刻蚀技术(ECR)。

本发明也可以采用“掩膜、曝光”的光刻技术，来制备电磁波屏蔽网孔金属薄膜。

通常溅射的金属材料有：银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)等；

本发明所使用的高精密等离子体刻蚀技术中所采用的干法刻蚀系统包括：发生刻蚀反应的反应室、产生等离子体的射频电源、气体流量控制系统、去除刻蚀生成物和气体的真空系统等五个部分。该刻蚀技术采用“在磁场中”或采用“电子回旋共振”的方式，来产生刻蚀分解，获得高达10％的离化率，刻蚀金属网孔膜，来制备光学滤光片用的电磁波屏蔽透光网孔膜。

根据本发明方法制备的电磁屏蔽透光网孔膜，其网膜的金属丝线的线径可控制在10μm～25μm之间，网孔间距在250μm～300μm之间，丝线与水平方向成45°角。这种网孔膜具有很高的全光透过率、没有光学变形，网膜的表面电阻很低、电磁波屏蔽性能非常好。

实施例3：制备铜(Cu)网孔膜

1、静电处理：对PET表面进行静电释放处理，确保PET薄膜的表面清洁。可采用“空气电离”方式来中和或者释放PET薄膜上的静电，也可以采用“软X射线”方式，通过产生“离子对”来中和或者释放PET薄膜上静电。

2、真空溅射铜膜：采用真空直流磁控溅射技术，在上述经处理后的PET薄膜上，溅射金属铜膜。

3、等离子刻蚀网膜：采用电子回旋共振等离子体刻蚀技术，在上述金属铜膜上，刻蚀线径为10μm，孔径为300μm的铜网孔膜。

4、等离子去胶：去除上述铜网孔膜上的刻蚀胶后即成。可采用氧气等离子体去除刻蚀胶。

四、PDP保护屏的制作

采用干式滚筒式覆膜贴附机，将ARPET、吸收近红外线(NIR)和吸收590nm橙色光(Ne_cut)的基片、黑框丝印层、EMI Mesh Film/PET和导电铜或镍箔，通过滚压方式，粘贴在一起制成保护屏。

干式滚筒式覆膜贴附机包括：自动传送、自动复合、自动滚压、自动分割等控制系统。

通过采用滚压覆膜工艺方法制造的保护屏，具有以下优点：1)没有“褶皱、气泡”等瑕疵；2)增加了ARPET、EMI Mesh Film/PET薄膜和基片的附着力，使各功能滤膜紧密粘合在一起；3)、工艺稳定、容易控制，产品质量稳定。

本发明还可以采用：真空贴膜技术、水性贴膜法、高温气压法、水性UV粘贴等覆膜工艺方法，将ARPET、吸收近红外线(NIR)和吸收590nm橙色光(Ne_cut)的基片和EMI Mesh Film/PET粘贴在一起，来制备PDP保护屏。

Claims (4)

1.PDP保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法，其制作方法为：1)静电处理：对PET表面进行静电释放处理；2)真空溅射膜：采用真空直流磁控溅射技术，在上述经处理后的PET上溅射金属膜；3)等离子刻蚀网膜：采用高精密等离子体刻蚀技术，在上述金属膜上刻蚀网孔膜；4)等离子去胶：去除上述网孔膜上的刻蚀胶后即成。

2.如权利要求1所述的PDP保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法，其特征在于：所述步骤1)采用空气电离或软X射线方式来释放PET上的静电。

3.如权利要求1所述的PDP保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法，其特征在于：步骤3)所述的高精密等离子体刻蚀技术采用电感耦合等离子刻蚀技术或电子回旋共振等离子体刻蚀技术。

4.如权利要求1所述的PDP保护屏的电磁波屏蔽膜的制作方法，其特征在于：所述步骤4)采用氧气等离子体去除刻蚀胶。

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