DE69834805T2

DE69834805T2 - Durchsichtiges element zur abschirmung gegen die elektromagnetischen wellen sowie dessen herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69834805T2
Application number: DE69834805T
Authority: DE
Inventors: Shiga Laboratory of Gunze Ltd. Shigenori Moriyama-shi KIYAMA; Shiga Laboratory of Gunze Ltd. Atsushi Moriyama-shi OKADA; Shiga Laboratory of Gunze Ltd. Takeshi Moriyama-shi YOSHIMI; Shiga Laboratory of Gunze Ltd. Toshiyuki Moriyama-shi OKAMOTO; Shiga Laboratory of Gunze Ltd. Masanori Moriyama-shi YAMAMOTO
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2007-01-04
Also published as: CA2282532C; EP0963146A4; US6448492B1; CA2282532A1; KR100374222B1; WO1999034658A1; AU1686999A; KR20000075620A; DE69834805D1; DE69834805T8; EP0963146A1; EP0963146B1; US20020153149A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte transparente Elemente zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen und ein Verfahren zur Herstellung dieser Elemente. Diese transparenten Elemente eignen sich als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen zur Verwendung bei elektronischen Informationsgeräten, wie einem Plasmabildschirm, z.B. zur Verwendung als Frontfilter zur Abschirmung von elektromagnetischen Wellen für Plasmabildschirme. Die transparenten Elemente besitzen ausgezeichnete Abschirmeigenschaften für elektromagnetische Wellen, erzeugen keinen Moire-Effekt und besitzen eine ausgezeichnete Sichtbarkeit.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die elektromagnetischen Wellen, die durch verschiedene elektronische Informationsgeräte erzeugt werden, und jene, denen derartige Geräte ausgesetzt werden, ergeben das Problem, dass ein fehlerhafter Betrieb der Geräte relativ zueinander verursacht wird und eine nachteilige Wirkung auf den menschlichen Körper ausgeübt wird. Die Verfahren zur Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, die allgemein untersucht werden, sind derzeit in die folgenden beiden Verfahren aufgeteilt.
Eines dieser Verfahren ist ein Netzverfahren, bei dem eine elektrisch leitende Faser, die mit Nickel oder Kupfer über der Oberfläche plattiert ist, zu einem Netz gebildet wird, das sandwichartig zwischen zwei Substraten angeordnet wird oder an einem Substrat mit einem Klebstoff befestigt wird.
Das andere Verfahren ist die Beschichtung eines Substrats mit einem Dünnfilm aus ITO (Indium-Zinn-Oxid), Silber oder dgl. über der gesamten Oberfläche.
Das Netzverfahren ist im allgemeinen bezüglich der Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen ausgezeichnet, aber zeigt eine geringe Transparenz. Dieses Verfahren neigt ferner zur Bildung des Moire-Effekts.
Andererseits ist das Beschichtungsverfahren bezüglich der Transparenz und des Moire-Effekts zufriedenstellend, aber bezüglich der Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen minderwertig und zeigt wegen der Wellenlängenabhängigkeit besonders geringe Abschirmeigenschaften im Hochfrequenzband.
Wenn der Schirm eines Plasmabildschirms (PDP) oder dgl. durch ein Abschirmelement gegen elektromagnetische Wellen gesehen wird, ist es auch nötig, dass das Abschirmelement, das transparent sein muss, Anforderungen wie bezüglich der Sichtbarkeit erfüllen muss, d.h. ein leichtes Betrachten sicherstellen und keine Ermüdung der Augen verursachen, selbst wenn der Schirm über einen langen Zeitraum angesehen wird, wobei die beiden Verfahren bei der Erfüllung dieser Anforderungen noch nicht zufriedenstellend sind.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Abschirmelements mit hoher Transparenz und höheren Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Abschirmelements, das in der Sichtbarkeit zufriedenstellend ist und angepasst ist, um das Auftreten des Moire-Effekts auszuschließen oder abzuschwächen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines transparenten Elements nach einem ersten Aspekt der Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht des durch Schritt F erhaltenen Elements;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer in Beispiel 1B erhaltenen transparenten Platte/Folie mit hoher Sichtbarkeit zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen;
4 ist eine Draufsicht auf ein netzartiges Muster mit quadratischen Öffnungen;
5 ist eine Draufsicht auf ein netzartiges Muster mit rechteckigen Öffnungen; und
6 ist eine perspektivische Ansicht teilweise im Querschnitt einer in den Beispielen 1C bis 2C erhaltenen transparenten Platte/Folie mit hohen Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Punkt 1 bis Punkt 23, die nachstehend angegeben sind.
Punkt 1. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch leitendes netzartiges Muster auf einem Substrat (1) durch Bilden einer Dünnschicht (2) von Kupfer oder einer Legierung davon auf dem Substrat durch ein physikalisches Dünnschicht-Formgebungsmittel und Bilden einer Kupfer-Dickschicht (4) auf der Dünnschicht durch ein Plattiermittel aufgebracht ist, so dass das Element eine Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 50% erhält, wobei das netzartige Muster einen spezifischen elektrischen Widerstand von bis zu 200 mΩ/☐ aufweist.
Punkt 2. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, wobei ferner eine braun bis schwarz gefärbte Schicht (5) über der Kupfer-Dickschicht (4) gebildet ist.
Punkt 3. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, wobei das transparente Substrat (1) eine Platte/Folie aus thermoplastischem Harz mit einer Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 65% ist.
Punkt 4. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, wobei das physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel ein Sputterverfahren oder ein Ionenplattierverfahren ist.
Punkt 5. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, wobei das Plattiermittel ein elektrolytisches Plattierverfahren ist.
Punkt 6. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, wobei die Dünnschicht aus Kupfer oder Legierung (2) eine Dicke von 100 bis 2.000 Å aufweist.
Punkt 7. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, wobei die Kupfer-Dickschicht (4) eine Dicke von 1 bis 10 μm aufweist.
Punkt 8. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 2, wobei die gefärbte Schicht (5) ein Kupferoxid oder Kupfersulfid umfasst.
Punkt 9. Verfahren zur Herstellung eines transparenten Elements zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte A bis E beinhaltet
Schritt A: der Schritt des Sputterns von Kupfer oder einer Legierung davon auf eine Oberfläche einer Platte/Folie von thermoplastischem Harz mit einer Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 65%, um eine Dünnschicht mit einer Dicke von 100 bis 2.000 Å zu bilden,
Schritt B: der Schritt der Entwicklung der Dünnschicht durch Photolithographie, um ein netzartiges Muster freizulegen,
Schritt C: der Schritt des elektrolytischen Plattierens des netzartigen Musters mit Kupfer, um eine Kupfer-Dickschicht mit einer Dicke von 1 bis 10 μm zu bilden,
Schritt D: der Schritt des Entfernens des verbleibenden Resists aus Öffnungsteilen des netzartigen Musters,
Schritt E: der Schritt des chemischen Ätzens der gesamten sich ergebenden Oberfläche, um die Dünnschicht von Kupfer oder einer Legierung davon von den Öffnungsteilen des netzartigen Musters durch Auflösen zu entfernen, um ein elektrisch leitendes netzartiges Muster zu erhalten, das die Dünnschicht von Kupfer oder einer Legierung davon, gebildet durch Sputtern, und die Kupfer-Dickschicht, gebildet durch elektrolytisches Plattieren und über der Dünnschicht geschichtet, umfasst.
Punkt 10. Verfahren zur Herstellung eines transparenten Elements zur Abschirmung von elektromagnetischen Wellen nach Punkt 9, welches ferner den folgenden Schritt F beinhaltet
Schritt F: der Schritt der Oxidation oder Sulfidierung der Kupferoberfläche des sich ergebenden leitenden netzartigen Musters, um eine braune bis schwarze Oberflächenschicht aus Kupferoxid oder Kupfersulfid zu bilden.
Punkt 11. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, in welchem das netzartige Muster ein auf einer transparenten Platte/Folie (21) gebildetes und überwiegend aus Kupfer bestehendes netzartiges Kupfermuster (2P) umfasst, wobei das netzartige Kupfermuster eine Linienbreite von 1 bis 25 μm und ein Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% aufweist.
Punkt 12. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 11, wobei ferner eine braun bis schwarz gefärbte Schicht (24) auf der Oberfläche des netzartigen Kupfermusters (2P) gebildet ist.
Punkt 13. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 11, wobei die braun bis schwarz gefärbte Schicht (24) Kupferoxid oder Kupfersulfid umfasst.
Punkt 14. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 11, wobei die transparente Platte/Folie (21) eine Platte/Folie aus einem thermoplastischen Harz mit einer Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 60% und einer Dicke von 0,05 bis 5 mm ist.
Punkt 15. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 11, wobei das netzartige Kupfermuster (2P) eine Kupfer-Dünnschicht (22), die überwiegend aus Kupfer besteht, durch physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel gebildet ist und als Grundschicht dient, und eine Kupfer-Dickschicht (23), die über der Kupfer-Dünnschicht (22) durch ein Plattiermittel gebildet ist, umfasst.
Punkt 16. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 11, wobei die Kupfer-Dünnschicht (22), die überwiegend aus Kupfer besteht, eine Dicke von 50 Å bis 1 μm aufweist und die Kupfer-Dickschicht (23) eine Dicke von 1 bis 15 μm aufweist.
Punkt 17. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 11, wobei das netzartige Kupfermuster (2P) quadratische oder rechteckige Öffnungen aufweist.
Punkt 18. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 1, in welchem das netzartige Muster ein überwiegend aus Kupfer bestehendes netzartiges Kupfermuster (3P) und eine elektrisch leitende transparente Dünnschicht (32) umfasst, die über einer transparenten Platte/Folie (31) gebildet sind, so dass sich eine Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 50% für das transparente Element ergibt.
Punkt 19. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 18, wobei ferner eine braun bis schwarz gefärbte Schicht (33) auf dem netzartigen Kupfermuster (3P) gebildet ist.
Punkt 20. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 18, wobei die braun bis schwarz gefärbte Schicht (33) ein Kupferoxid oder Kupfersulfid umfasst.
Punkt 21. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 18, wobei die transparente Platte/Folie (31) eine Platte/Folie aus thermoplastischem Harz mit einer Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 60% ist.
Punkt 22. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 18, wobei das netzartige Kupfermuster (3P) ein quadratisches oder rechteckiges Gittermuster mit einer Linienbreite von 1 bis 25 μm und einem Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% ist.
Punkt 23. Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Punkt 18, wobei die leitende transparente Dünnschicht (32) eine Dicke von 100 bis 1.500 Å aufweist.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in den 1 und 2 gezeigt, ein zweiter Aspekt in 3 und ein dritter Aspekt in 6.
Nach den ersten bis dritten Aspekten der vorliegenden Erfindung sind Beispiele für Materialien, die für das Substrat des transparenten Abschirmelements gegen elektromagnetische Wellen verwendbar sind, anorganische Materialien, wie Tafelglas, thermoplastische Harze einschließlich Polymethylmethacrylat, Polystyrol oder Copolymer von Styrol und Acrylnitril oder Methylmethacrylat, Poly(4-methylpenten-1), Polypropylen oder nicht kristalline cyclische Olefinpolymere, die durch Homopolymerisation von Cyclopenten, Norbornen, Tetracyclododecan oder entsprechenden cyclischen Olefinmonomeren oder durch Copolymerisieren eines derartigen Monomers mit Ethylen oder dgl. erhalten werden, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polyarylat, Polyethersulfon, Polycarbonat und verschiedene Flüssigkristallpolymere und wärmehärtbare Harze, einschließlich Acryl-, Urethan-, Epoxy- und Siliconharze. Beispiele für bevorzugte Substratmaterialien sind Tafelglas oder entsprechende anorganische Materialien und thermoplastische Harze. Diese Harze sind bevorzugt solche, die eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, Nicht-Kontrahierbarkeit, chemische Beständigkeit und andere mechanische Festigkeiten aufweisen.
Die Gesamtdurchlässigkeit des Substrats beträgt gewöhnlich mindestens 50%, bevorzugt mindestens etwa 60%, bevorzugter mindestens etwa 65% und am meisten bevorzugt mindestens etwa 85%.
Das Substrat ist z.B. in Form einer Folie oder Platte mit einer Dicke von 0,05 bis 5 mm. Insbesondere sind Beispiele für Substrate gehärtete oder nicht gehärtete anorganische Glasplatten mit einer Dicke von 1 bis 5 mm, bevorzugt 1 bis 3 mm, und Folien oder Platten von thermoplastischem Harz oder wärmehärtbarem Harz mit einer Dicke von 0,05 bis 5 mm, bevorzugt 0,1 bis 4 mm, bevorzugter 0,1 bis 3 mm und am meisten bevorzugt 0,1 bis 2 mm.
Der Ausdruck "Gesamtdurchlässigkeit" wie hier verwendet (und hier im folgenden als "Tt" bezeichnet) bezieht sich auf einen Wert (%) gemessen mit einem Trübungsmessgerät des Typs NDH-20D, hergestellt von Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., nach JIS K7105 (1981). Umso größer der Wert, desto höher die Sichtbarkeit.
Das Substrat, das im allgemeinen in Form einer einzelnen Platte oder Folie vorliegt, kann ein Kompositsubstrat umfassend mindestens zwei Materialien in Kombination sein. Ferner kann das Substrat in geeigneter Weise behandelt sein, z.B. für Antireflex oder zum Blockieren von Infrarot- oder Ultraviolettstrahlen.
Das elektrisch leitende netzartige Muster besitzt Öffnungen, einschließlich solchen, die wie Öffnungen von einem Gitter geformt sind und z.B. mit gleichen oder unterschiedlichen vertikalen und horizontalen Breiten, quadratische oder rechteckige Öffnungen, Öffnungen, die durch sich gegenseitig in einem Winkel schräg schneidende Linien definiert sind, d.h., Öffnungen in Form von Rhomben, Dreiecken und Polygonen im allgemeinen im Bereich von Pentagonen bis Dekagonen, d.h. dreieckige und pentagonale bis dekagonale Öffnungen.
Das leitende netzartige Muster, insbesondere das Muster aus Kupfer oder hauptsächlich aus Kupfer, besitzt eine Linienbreite von 1 bis 25 μm, bevorzugt 3 bis 20 μm, bevorzugter 5 bis 15 μm.
Beispiele für physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel sind das Sputterverfahren, das Vakuumverdampfungsverfahren und das Ionenplattierverfahren. Diese Verfahren sind darin gleich, dass ein Metall oder Nichtmetall durch ein Verfahren in Dampf oder Ionen überführt wird, die auf die Oberfläche des transparenten Substrats aufgebracht und darauf in Form einer Dünnschicht abgeschieden werden. Das in dieser Erfindung zu verwendende Metall ist Kupfer oder eine Legierung davon.
(1) Erster Aspekt der Erfindung
Die Kupfer- oder Legierungs-Dünnschicht kann durch ein physikalisches Dünnschicht-Formbildungsmittel, wie Sputtern, Vakuumverdampfung oder Ionenplattierung, gebildet werden.
Von diesen Mitteln sind Sputtern oder Ionenplattierung bevorzugt und ist Sputtern bevorzugter.
Wenn Kupfer zur Bildung der Dünnschicht aus Kupfer oder einer Legierung davon durch das Dünnschicht-Formbildungsverfahren verwendet wird, ist das zu verwendende Kupfer bevorzugt so rein wie möglich. Beispiele für Legierungen davon sind solche, die hauptsächlich aus Kupfer bestehen, wie Cu/Zn (Messing), Cu/Sn (Bronze), Cu/Al, Cu/Ni, Cu/Pd, Phosphorbronze und Cu/Be.
Die Kupfer-Dickschicht kann durch elektrolytisches Plattieren oder stromloses Plattieren gebildet werden. Elektrolytisches Plattieren ist zur raschen Bildung der Kupfer-Dickschicht mit erforderlicher Dicke bevorzugt.
Die Kombination der Kupfer- oder Legierungs-Dünnschicht und der Kupfer-Dickschicht, die darauf geschichtet ist, kann chemisch geätzt werden, um ein elektrisch leitendes Muster zu bilden, ohne dass im wesentlichen eine Verringerung der Linienbreite involviert ist (Seitenätzen), die häufig beobachtet wird, wodurch das gewünschte leitende netzartige Muster mit guter Reproduzierbarkeit gebildet werden kann. Selbst wenn es aus dünnen Linien zusammengesetzt ist, kann das Muster dementsprechend einen geringen spezifischen elektrischen Widerstand erhalten, d.h. hohe Transparenz und Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen.
Die Kupfer- oder Legierungs-Dünnschicht 2 wird zur Bildung der Kupfer-Dickschicht 4 bereitgestellt, so dass der wesentliche Faktor zur Lieferung der Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen auf der Kupfer-Dickschicht beruht. Die Dünnschicht 2 aus Kupfer oder einer Legierung davon beträgt etwa 100 bis etwa 2.000 Å, bevorzugt 300 bis 1.700 Å, und die Kupfer-Dickschicht 4 beträgt etwa 1 bis etwa 10 μm, bevorzugt 2 bis 8 μm.
Bei einer Dicke im obigen Bereich kann die Kupfer- oder Legierungs-Dünnschicht rasch plattiert werden (insbesondere elektrolytisch plattiert werden) und die sich ergebende Oberfläche kann chemisch geätzt werden, ohne eine Seitenätzung mit sich zu bringen.
Wenn die Kupfer-Dickschicht 4 eine Dicke im obigen Bereich aufweist, erhält das sich ergebende Element zufriedenstellende Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen.
Das transparente Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen weist einen spezifischen elektrischen Widerstand von bis zu 200 mΩ/☐, bevorzugt 5 bis 150 mΩ/☐ und bevorzugter 5 bis 50 mΩ/☐ auf.
Der Ausdruck "spezifischer elektrischer Widerstand", wie hier verwendet, bezieht sich auf einen Wert, der für das erhaltene elektrisch leitende netzartige Muster gemessen wird unter Verwendung eines Messgeräts für den elektrischen Widerstand umfassend LORESTA (Handelsbezeichnung: MCP-TESTERFP), Produkt von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd., und einen MCP-Meßfühler (mit vier Anschlüssen zur Messung), der zur Verwendung damit spezifiziert ist und damit verbunden ist, wobei die vier Anschlüsse in Kontakt gehalten werden mit der Kupferoberfläche des Musters und die Messung an verschiedenen Stellen der Oberfläche erfolgt.
Die braun bis schwarz gefärbte Schicht 5 wird bereitgestellt, um eine verbesserte Sichtbarkeit zu erhalten. Die Schicht 5 ist braun bis schwarz, bevorzugt schwarz, gefärbt.
Die gefärbte Schicht 5, die auf der Kupferoberfläche vorgesehen ist, ist bevorzugt so dünn wie möglich und fest an der Kupferoberfläche in engem Kontakt damit gebunden. In diesem Sinne ist die Schicht bevorzugt aus einem Kupferoxid oder Kupfersulfid. Das Kupferoxid oder Kupfersulfid kann durch Oxidieren oder Sulfidieren der Kupferoberfläche erhalten werden.
Das transparente Abschirmelement gegen elektromagnetische Wellen wird durch das als nächstes zu beschreibende Verfahren hergestellt.
Nachstehend angegeben ist eine besonders bevorzugte Art der Durchführung des Verfahrens.
Das in Schritt A zu verwendende Substrat 1 ist eines der bereits genannten, bevorzugt eine Platte/Folie aus thermoplastischen Harz, mit einer Tt von mindestens 65%. Zweckmäßig unter den angegebenen Beispielen ist eine Platte/Folie aus Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat oder einem nicht kristallinen Polyolefin. Die zu verwendende Platte/Folie hat im Hinblick auf Handhabbarkeit und Tt bevorzugt eine Dicke von etwa 0,1 bis etwa 1 mm. Kupfer oder eine Legierung davon, die als Target zum Sputtern dienen, wird in Form einer Dünnschicht mit einer Dicke von 100 bis 2.000 Å auf einer Oberfläche der Platte/Folie abgeschieden. Die Platte/Folie braucht zum Sputtern nicht vorbehandelt zu werden, wobei die Oberfläche durch Entfetten oder Vorbehandlung durch Glimm- oder Koronaentladung gesäubert werden kann.
Das Sputtern, das unter üblichen Bedingungen durchgeführt werden kann, wird bevorzugt bei einem geringen Gasdruck von bis zu 10^–1 bis 10^–2 Torr durchgeführt (das Gas ist Argon oder ein entsprechendes Inertgas). Das Sputtern bei niedrigem Gasdruck entspricht dem Sputtern durch 3-Elektroden-Glimmentladung, 2-Elektroden-RF-Glimmentladung, Magnetron oder Ionenstrahlen und es wird bevorzugt mit einem Magnetron gesputtert, da dieses Sputterverfahren eine Dünnschicht mit einer hohen Rate und hoher Reinheit bildet, wobei sich eine niedrigere Temperatur (von bis zu etwa 100°C höchstens) in der Vakuumkammer der Sputter-Vorrichtung ergibt.
Die durch den obigen Schritt erhaltene Kupfer- oder Legierungs-Dünnschicht wird anschließend in Schritt B durch Photolithographie entwickelt, um das gewünschte netzartige Muster freizulegen. Die Photolithographie ist ein Verfahren, das in dieser Folge die Anwendung eines lichtempfindlichen Resists, die Vakuumabscheidung eines Maskenfilms, die Belichtung, die Entwicklung zur Entfernung des belichteten Bereichs oder des unbelichteten Bereichs durch Auflösen und die Bildung des gewünschten freigelegten netzartigen Musters umfasst. Der lichtempfindliche Resist ist vom Negativ-Typ oder Positiv-Typ. Wenn der Negativ-Typ verwendet wird, wird nur der belichtete und mit Ultraviolettstrahlen bestrahlte Bereich optisch gehärtet. Wenn der Positiv-Typ verwendet wird, der bezüglich der optischen Eigenschaften dem Negativ-Typ entgegengesetzt ist, wird der Ultraviolettstrahlen ausgesetzte Bereich einer Photozersetzung ausgesetzt. Wenn das Muster zur Behandlung behandelt wird, wird der unbelichtete Bereich durch Auflösen entfernt, wenn der Negativ-Typ verwendet wird, während im Fall des Positiv-Typs der belichtete Bereich durch Auflösen entfernt wird. Demgemäss ist der für den Negativ-Typ zu verwendende Maskenfilm ein Positivfilm (schwarzes netzartiges Muster), während der Maskenfilm für den Positiv-Typ ein Negativfilm ist (transparentes netzartiges Muster).
Obwohl nicht besonders spezifiziert, ist der zu verwendende lichtempfindliche Resist im allgemeinen ein Acrylmaterial, wenn er vom Negativ-Typ ist, oder ein Diazomaterial, wenn er vom Positiv-Typ ist. Der Resist ist im allgemeinen flüssig und kann daher durch Beschichten aufgebracht werden oder er kann in Form eines Films vor Einsatz vorliegen wie ein Trockenfilm.
Sofern das zu erhaltende netzartige Muster nicht eine feine oder winzige Struktur ist, kann das Muster wie freigelegt ferner direkt auf der Dünnschicht durch Drucken statt durch Photolithographie gebildet werden.
Die Dünnschicht des freigelegten netzartigen Musters, das durch die beschriebenen Schritte erhalten wird und als Basis dient, wird anschließend in Schritt C elektrolytisch mit Kupfer elektrolytisch plattiert, um auf der Schicht Kupfer mit einer Dicke von 1 bis 10 μm zu überschichten.
Das elektrolytische Plattieren wird im wesentlichen unter den Bedingungen durchgeführt, die allgemein zur Kupferplattierung verwendet werden. Wenn ein Kupfersulfat-Plattierbad verwendet wird, das hauptsächlich aus Kupfersulfat und Schwefelsäure hergestellt wird, wird z.B. die Platte/Folie aus thermoplastischem Harz, die mit der Dünnschicht gebildet ist, in das Bad getaucht, um als Kathode zu dienen, wobei das Phosphor enthaltende Kupfer als Anode dient, und die Dünnschicht wird bei einer Kathodenstromdichte von 0,5 bis 6 A/dm², einer Badtemperatur von 15 bis 30°C und einer Plattiergeschwindigkeit von 0,1 bis 1,2 μm/min plattiert. Es können natürlich andere Verfahren verwendet werden, wie Kupferplattieren unter Einsatz eines Plattierbads bestehend hauptsächlich aus Kupfercyanid und Natriumcyanid, d.h. Kupfercyanid-Plattieren, oder Kupferplattieren unter Einsatz eines Plattierbads, das hauptsächlich Kupferpyrophosphat und Kaliumpyrophosphat umfasst, d.h. Kupferpyrophosphat-Plattieren.
In Schritt D wird der Bereich der lichtempfindlichen Harzschicht, die in den Öffnungen des netzartigen Musters verbleibt und durch den vorherigen Schritt nicht freigelegt wurde, entfernt. Der Resist wird im allgemeinen unter Einsatz einer Chemikalie entfernt, wie eines organischen Lösungsmittels oder einer wässrigen Alkalilösung, die durch Sprühen oder Eintauchen mit Hilfe einer Bewegung angewendet wird.
Die sich ergebende Platte/Folie wird in Schritt E über der ganzen Oberfläche gleichzeitig chemisch geätzt. Das chemische Ätzen erfolgt zumindest über einen Zeitraum, bis die Dünnschicht von Kupfer oder einer Legierung davon von den Öffnungen des netzartigen Musters vollständig durch Auflösen entfernt worden ist. Die Dauer des chemischen Ätzens variiert mit der Dicke der Dünnschicht. Da die ganze Oberfläche gleichzeitig chemisch geätzt wird, wird die Dicke der durch Schritt C gebildeten Kupfer-Plattierschicht durch das chemische Ätzen um eine Menge verringert, die der Dicke der Dünnschicht entspricht, während das Muster im wesentlichen bezüglich des spezifischen elektrischen Widerstandes unverändert verbleibt, da die durch elektrolytisches Plattieren gebildete Kupfer-Dickschicht eine übermäßig größerer Dicke (1 bis 10 μm) als die Dünnschicht (100 bis 2.000 Å in der Dicke) aufweist.
Das chemische Ätzen dieses Schritts ist ein Verfahren zum chemischen Auflösen und Entfernen des Kupfers oder einer Legierung davon mit einem Ätzmittel. Dementsprechend ist das Ätzmittel nicht beschränkt, sofern es Kupfer oder eine Legierung davon löst. Das allgemein einsetzbare Ätzmittel ist eine wässrige Lösung von Eisen(III)chlorid oder Kupfer(II)chlorid, die üblicherweise verwendet wird, wobei es zweckmäßig ist, ein Ätzmittel mit milderen Ätzwirkungen zu verwenden, wie eine wässrige Lösung vom Typ Schwefelsäure/Wasserstoffperoxid, da, wenn die durch Sputtern abgeschiedene sehr dünne Schicht aus Kupfer oder einer Legierung davon nur durch chemisches Ätzen von den Öffnungen des netzartigen Musters entfernt wird, das gewünschte leitende Muster spontan gebildet werden kann, was sich von einem leitenden Muster unterscheidet, das durch chemisches Ätzen einer dicken Kupferschicht gebildet wird.
Das chemische Ätzen ist in einem kurzen Zeitraum fertig, d.h. etwa 20 bis etwa 50 s, und unmittelbar anschließend wird mit Wasser gewaschen und getrocknet, um das ganze Verfahren fertigzustellen.
Die in Schritt E erhaltene Oberfläche des leitenden Kupfermusters wird in Schritt F in einer anderen Farbe gefärbt, um die Sichtbarkeit zu verbessern. Da die unterschiedliche Farbe vorzugsweise braun bis schwarz ist, wird ein Kupferoxid oder Kupfersulfid zur Färbung verwendet. Zur Färbung mit Kupferoxid wird das Muster mit einem Oxidationsmittel in Kontakt gebracht, um die Kupferoberfläche chemisch zu oxidieren und eine Kupferoxid-Oberflächenschicht zu bilden. Zur Färbung mit Kupfersulfid wird das Muster andererseits mit einem Sulfidiermittel in Kontakt gebracht. Da das Muster so chemisch gefärbt wird, kann eine Farbschicht von reduzierter Dicke integriert mit der Kupferoberfläche gebildet werden und löst sich anders als die eine gefärbte Schicht, die durch Beschichten mit einem unterschiedlichen Material neu gebildet wird, nicht ab.
Obwohl verschiedene Oxidationsmittel zur Verfügung stehen, sind wässrige Lösungen von starken alkalischen Oxidationsmitteln zweckmäßig, welche z.B. eine wässrige Lösung von Natriumchlorit, das mit Natriumhydroxid alkalisch gemacht wurde, beinhalten. Das Muster braucht nur für mehrere Minuten in diese Lösung eingetaucht zu werden.
Die Farbe, die erhalten werden soll, kann nach Bedarf in einem Bereich von Braun bis Schwarz durch Ändern der Natriumhydroxid-Konzentration oder der Natriumchlorit-Konzentration der wässrigen Lösung oder der Eintauchzeit geändert werden. Die Farbänderung scheint der Kristallstruktur des sich ergebenden Kupferoxids zugeordnet werden zu können.
Beispiele für Sulfidiermittel sind wässrige Lösungen, die hauptsächlich aus Schwefel oder einer anorganischen Verbindung davon (z.B. Kaliumsulfid) bestehen. Schwefel ist ineffektiv, wenn es allein verwendet wird, so dass eine wässrige Lösung aus Schwefel hergestellt und dazu gebrannter Kalk, Kasein und nach Bedarf Kaliumsulfid, die als Hilfsmittel dienen, zugegeben wird. Andererseits wird Kaliumsulfid in einer wässrigen Lösung in Kombination mit Ammoniumchlorid oder dgl. erstellt, um eine beschleunigte Reaktion zu gewährleisten. Die Kontaktzeit, die Temperatur usw. werden in geeigneter Weise durch Versuche bestimmt.
1 zeigt die Struktur des transparenten Elements, das durch die Behandlungen A bis F erhalten wird. Die Zeichnung zeigt einen Teil der Struktur im Querschnitt. In der Zeichnung als 1 angegeben ist eine Platte/Folie aus thermoplastischem Harz mit einer Tt von mindestens 65, als 2 eine Dünnschicht, die durch Sputtern von Kupfer oder einer Legierung davon erhalten wird, als 2a Bereiche eines netzartigen Musters, die durch Lithographie freigelegt sind, als 3 verbleibende Bereiche einer Beschichtung der gesamten Oberfläche aus lichtempfindlichem Resist 3a, als 4 eine Kupfer-Dickschicht, die auf der Dünnschicht der freigelegten Bereiche durch elektrolytisches Plattieren darüber geschichtet wird, und als 5 eine Kupferoxid-Oberflächenschicht. 2 ist eine perspektivische Ansicht von Schritt F, in der Öffnungen mit 6 angegeben sind. Die Tt variiert mit der gemeinsamen Fläche der Öffnungen.
Neben den beschriebenen bevorzugten Herstellungsverfahren können z.B. Kupfer-Sputtern und elektrolytisches Plattieren zuerst durchgeführt werden und anschließend Photolithographie und chemisches Ätzen. Alternativ wird Kupfer-Sputtern zuerst durchgeführt und die sich ergebende Kupfer-Dünnschicht wird einer Photolithographie unterworfen und chemisch geätzt, um die Dünnschicht zu einem Muster zu bilden. Das Muster wird dann elektrolytisch mit Kupfer plattiert, um die Kupferplattierung nur über dem Musterbereich mit Kupfer zu überschichten. Das die Schritte A bis E umfassende Verfahren ist jedoch zweckmäßig, besonders bezüglich der genauen Reproduzierbarkeit des ursprünglichen Musters.
Die Reproduzierbarkeit des leitenden Musters durch das vorstehende Herstellungsverfahren erweist sich durch die Herstellung eines netzartigen (gitterartigen) Musters, das eine Linienbreite von mindestens 10 μm, einen Abstand von mindestens 100 μm und eine Dicke von bis zu 10 μm aufweist. Der durch Dividieren von 2,54 cm durch den Abstand erhaltene Wert ist die Maschenzahl.
(2) Zweiter Aspekt der Erfindung
Das netzartige Kupfermuster (2P), das auf einem transparenten Abschirmelement gegen elektromagnetische Wellen zu bilden ist und hauptsächlich aus Kupfer besteht, weist eine Linienbreite von 1 bis 25 μm, bevorzugt 3 bis 20 μm und 3 bis 20 μm und bevorzugter 5 bis 15 μm auf.
Das Muster besteht hauptsächlich aus Kupfer, da Kupfer im Gesamtüberblick wirksamer ist als andere Metalle bezüglich Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen (wobei Leistungsvermögen, Produktqualität, leichte Herstellung usw. berücksichtigt sind). Der Ausdruck "hauptsächlich aus Kupfer bestehend" wird verwendet, um zu bedeuten, dass das Muster nur aus Kupfer oder einer Legierung von Kupfer und einem anderen Metall ist. Derartige Legierungen beinhalten Zweikomponentenlegierungen, hauptsächlich umfassend Kupfer, wie Cu/Zn (Messing), Cu/Sn (Bronze), Cu/Al, Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pb und Cu/Be, und Dreikomponentenlegierungen, hauptsächlich umfassend Kupfer, wie Cu/Sn/P (Phosphorbronze).
Das Kupfermuster mit der vorstehenden Linienbreite ist netzartig. Dies bedeutet, dass das netzartige Muster kontinuierliche Linien umfasst, die hauptsächlich aus Kupfer bestehen und eine Linienbreite von 1 bis 25 μm aufweisen. Das Muster hat vorzugsweise gitterartige quadratische oder rechteckige Öffnungen und Öffnungen in Form von Rhomben, Dreiecken, Polygonen im Bereich von Pentagonen bis Dekagonen oder Kreisen. Das netzartige Muster hat bevorzugter quadratische oder rechteckige Öffnungen.
Das Muster weist ein Öffnungsverhältnis (Flächenverhältnis) von etwa 56% bis etwa 96%, bevorzugt etwa 60 bis etwa 90% auf.
Das Verfahren zur Bestimmung des Öffnungsverhältnisses wird unter Bezugnahme auf gitterartige Muster mit quadratischen oder rechteckigen Öffnungen beschrieben.
Zunächst wird das Muster mit quadratischen Öffnungen unter Bezugnahme auf 4 und Gleichung 1 beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Bereich B, der durch punktierte Linien und schneidende durchgezogene Linien angegeben wird und eine Öffnung darstellt. Dieser Öffnungsbereich B wird durch eine Komponenteneinheit A des Kupfermusters gebildet. Dementsprechend wird das Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% durch Gleichung 1 angegeben, wobei a die Linienbreite des Kupfermusters ausgewählt aus dem Bereich von 1 bis 25 μm ist und b und die Länge (μm) von einer Seite der Komponenteneinheit A ist. Öffnungsverhältnis = 100 × {(Fläche von B)/(Fläche von A)} = 100 × (b – a)2/(b2) (Gleichung 1)
Als nächstes wird das Muster mit rechteckigen Öffnungen unter Bezugnahme auf 5 und Gleichung 2 beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Bereich G, der durch punktierte Linien und schneidende durchgezogene Linien angegeben ist und eine Öffnung darstellt. Dieser Öffnungsbereich G wird durch eine Komponenteneinheit H des Kupfermusters P gebildet. Dementsprechend wird das Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% durch Gleichung 2 angegeben, worin c und d jeweils eine Linienbreite des Kupfermusters ausgewählt aus dem Bereich von 1 bis 25 μm sind, im allgemeinen ist c = d, aber c ist nicht immer gleich d, und e und f die Länge (μm) der langen Seite der Komponenteneinheit H bzw. die Länge (μm) der kurzen Seite sind. Öffnungsverhältnis = 100 × {(Fläche von G)/(Fläche von H) = 100 × {(e – d) × (f – c)}/(f × e) (Gleichung 2)
Das transparente Element zur Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach dem zweiten Aspekt der Erfindung, das so aufgebaut ist, wird durch das nachstehend beschriebene Verfahren hergestellt. Drei Beispiele für dieses Verfahren werden nachstehend beschrieben, aber diese Beispiele sind nicht beschränkend.
Bei dem ersten dieser Beispiele wird eine mit Kupfer laminierte Platte/Folie verwendet, die durch Laminieren einer Kupferfolie auf die transparente Platte/Folie mit einem transparenten Klebstoff erhalten wird. Diese Platte/Folie wird mit einem lichtempfindlichen Resist beschichtet, eine Maske, die ein Bild eines gewünschten netzartigen Musters trägt, wird dann auf der Resistbeschichtung im Vakuum abgeschieden und anschließend erfolgt eine Photoätzung (Belichtung – Entwicklung – chemisches Ätzen), um auf der transparenten Platte/Folie ein netzartiges Kupfermuster mit einer Linienbreite von 1 bis 25 μm und einem Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% zu bilden.
Das zweite Beispiel ist ein Verfahren, das die Bildung einer Ankerschicht (z.B. eines hydrophilen Harzes, wie Polyhydroxyethylacrylat) auf der transparenten Platte/Folie zur Bildung von Plattierkeimen für das außenstromlose Plattieren, die Bildung einer außenstromlosen Plattierschicht über der Ankerschicht unter Verwendung von Palladium als Katalysator für die chemische Plattierung, die Behandlung der Plattierschicht mit einem außenstromlosen Kupfer-Plattierbad, um eine Kupferschicht mit einer Dicke von 1 bis 10 μm über der ganzen Oberfläche der Plattierschicht zu bilden, und das Photoätzen der sich ergebenden Kupferschicht wie im vorstehenden Fall der Kupferfolie, um auf der transparenten Platte/Folie ein netzartiges Kupfermuster mit einer Linienbreite von 1 bis 25 μm und einem Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% zu bilden, umfasst.
Das dritte Beispiel stellt ein netzartiges Kupfermuster mit einer Linienbreite von 1 bis 25 μm und einem Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% gebildet auf der transparenten Platte/Folie bereit. Das netzartige Kupfermuster umfasst eine Kupfer-Dünnschicht, die hauptsächlich aus Kupfer besteht und als untere Schicht durch physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel gebildet wird, und eine Dickschicht aus Kupfer, die über die Kupfer-Dünnschicht durch Plattiermittel geschichtet wird.
Genauer gesagt können die folgenden beiden Verfahren als das Verfahren des dritten Beispiels beispielhaft genannt werden. Bei dem ersten dieser Verfahren wird eine Dünnschicht auf einer transparenten Platte/Folie durch physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel gebildet, z.B. durch Sputtern, Vakuumverdampfen oder Ionenplattierung, wobei die Dünnschicht hauptsächlich aus Kupfer besteht und eine Dicke von etwa 50 Å bis etwa 1 μm, bevorzugt 100 Å bis 0,7 μm, aufweist. Als nächstes wird eine Kupfer-Dickschicht mit einer Dicke von etwa 1 bis etwa 10 μm über der ganzen Oberfläche der Dünnschicht durch Plattieren, z.B. durch elektrolytisches Plattieren, gebildet. Schließlich wird die Kupfer-Dickschicht durch Photoätzen in das gewünschte netzartige Muster umgewandelt.
Das andere Verfahren verwendet physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel, um auf einer transparenten Platte/Folie eine Dünnschicht zu bilden, die hauptsächlich aus Kupfer besteht und eine Dicke von etwa 50 Å bis etwa 1 μm, bevorzugt 100 Å bis 0,7 μm, wie im obigen Verfahren aufweist. Bei Einsatz einer Maske mit einem netzartigen Muster wird die Dünnschicht einer Photolithographie unterworfen (Schritte beinhalten Belichtung der maskierten Schicht bis Entwicklung), um ein freigelegtes Muster zu erhalten. Die Öffnungsbereiche des Musters bleiben mit dem Photoresist maskiert. Das freigelegte Muster wird dann über der Dünnschicht mit Kupfer durch Plattiermittel plattiert, um eine Musterschicht mit einer Dicke von etwa 1 bis etwa 10 μm zu überschichten. Der Resist, der in den Musteröffnungsbereichen verbleibt, wird dann mit einem Lösungsmittel entfernt. Schließlich wird die gesamte sich ergebende Oberfläche chemisch geätzt, um die Dünnschicht in den Musteröffnungsbereichen zu entfernen, wonach der Ätzvorgang unterbrochen wird. Da die gesamte Oberfläche chemisch geätzt wird, wird die Kupferplattierung, die das Muster bildet, gleichzeitig geätzt. Die Dünnschicht in den Musteröffnungsbereichen wird jedoch mit einer viel höheren Geschwindigkeit geätzt, so dass die Verringerung in der Dicke des Kupfers der Dickschicht, die durch Plattieren gebildet wird, außerordentlich gering ist, was es ermöglicht, die Dicke der Schicht im wesentlichen zu erhalten und sie von Seitenätzung freizuhalten.
Unter den drei beispielhaften Verfahren ist die Kombination von physikalischem Dünnschicht-Formbildungsmittel und Plattiermittel des dritten Beispiels bevorzugt.
Es wird eine Beschreibung von einem transparenten Abschirmelement gegen elektromagnetische Wellen angegeben, das mit einer braun bis schwarz gefärbten Schicht 24 versehen ist. Die gefärbte Schicht, die auf der Oberfläche der oberen Kupfer-Dickschicht gebildet wird und die dem transparenten Abschirmelement eine braune bis schwarze Farbe gibt, macht den Schirm eines PDP oder dgl. leicht anzuschauen, wenn der Bildschirm durch das Abschirmelement betrachtet wird, und es ist unwahrscheinlich, dass eine große Ermüdung der Augen verursacht wird, selbst wenn der Bildschirm kontinuierlich über einen langen Zeitraum angesehen wird. So verleiht die gefärbte Schicht Sichtbarkeit in einem Sinn, der sich von einer verbesserten Sichtbarkeit, die durch Ausschließen des Auftretens des Moire-Effekts ergibt, unterscheidet. Die braune bis schwarze Farbe bedeutet einen Bereich von reinem Braun bis reinem Schwarz und weiter einen Bereich von geeigneten Mischungen der beiden Farben, wobei eine schwärzlich braune Farbe, in der viel Schwarz hinzugefügt ist, bevorzugter als reines Braun ist.
Das Mittel zur Bereitstellung der gefärbten Schicht 24 ist nicht beschränkt; es gibt z.B. die folgenden drei Verfahren.

(i) Beschichten der Oberfläche des netzartigen Kupfermusters mit einer Beschichtungs-Harzzusammensetzung, die durch Mischen eines farbgebenden braunen bis schwarzen Pigments zum Beschichtungsharz erhalten wird.
(ii) Bei der Bildung des netzartigen Kupfermusters durch Photoätzen wird ein lichtempfindlicher Resist verwendet, der bereits vorher braun oder schwarz gefärbt ist, und der Resist, der auf dem Kupfermuster verbleibt, wird wie er ist beibehalten, ohne ihn zu entfernen.
(iii) Ein chemisches Verfahren, bei dem das netzartige Kupfermuster oxidiert oder sulfidiert wird, um die Oberfläche in Kupferoxid oder Kupfersulfid umzuwandeln.

Von diesen drei Verfahren ist das chemische Verfahren (iii), das auf einer Oxidations- oder Sulfidierbehandlung beruht, bevorzugt, da anders als bei den anderen beiden Verfahren die gefärbte Schicht dieses Verfahrens integriert mit der Kupfermusterschicht gebildet wird und daher im engen Kontakt mit dem Kupfer gebunden ist und ferner weil die Dicke und der Farbton der Kupferoxid- oder Kupfersulfid-Oberflächenschicht nach Bedarf durch bloßes Variieren der Oxidations- oder Sulfidierbedingung geändert werden können.
Die Oxidationsbehandlung kann durchgeführt werden, indem z.B. das erhaltene transparente Abschirmelement in eine wässrige Lösung von Natriumchlorid getaucht wird, die mit Natriumhydroxid alkalisch gemacht worden ist, d.h. in eine alkalische, stark oxidierende wässrige Lösung, um das Kupfer in Kupferoxid umzuwandeln. Die optimalen Behandlungsbedingungen (Temperatur, Eintauchzeit, Alkalikonzentration, Natriumchlorit-Konzentration usw.) sind vorher durch Versuche zu bestimmen. Die Sulfidierbehandlung wird durchgeführt, indem das transparente Abschirmschild z.B. mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, die hauptsächlich Schwefel oder eine anorganische Verbindung davon (z.B. Kaliumsulfid) umfasst. Schwefel ist ineffektiv, wenn er allein verwendet wird, so dass eine wässrige Lösung aus Schwefel und hinzugegebenem gebranntem Kalk, Kasein und nach Bedarf Kaliumsulfid, das als Hilfsstoff dient, hergestellt wird. Andererseits wird Kaliumsulfid in einer wässrigen Lösung in Kombination mit Ammoniumchlorid oder dgl. erstellt, um eine beschleunigte Reaktion zu gewährleisten. In jedem Fall werden die Kontaktzeit, die Temperatur usw. durch Versuche in geeigneter Weise bestimmt. Obwohl die Dicke der Kupferoxid- oder Kupfersulfid-Oberflächenschicht nach Bedarf durch Ändern der Oxidations- oder Sulfidierbedingungen geändert werden kann, ergibt eine zu große Dicke einen erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand des Kupfermusters, was folglich eine verschlechterte Abschirmwirksamkeit gegen elektromagnetische Wirkung mit sich bringt. Demgemäss wird eine Kupferoxid- oder Kupfersulfid-Oberflächenschicht mit einer solchen Dicke erstellt, dass der spezifische Widerstand nicht größer als etwa 200 mΩ/☐ ist.
(3) Dritter Aspekt der Erfindung
Ein netzartiges Kupfermuster 3P, das hauptsächlich aus Kupfer und einer elektrisch leitenden transparenten Dünnschicht 32 besteht, wird über einem Substrat 31 gebildet, um eine Tt von mindestens 50%, bevorzugt mindestens 60%, für das gesamte transparente Element, das schließlich erhalten wird, zu ergeben.
Das netzartige Kupfermuster 3P wird nun beschrieben.
Das Muster besteht hauptsächlich aus Kupfer, da Kupfer im Gesamtüberblick wirksamer ist als andere Metalle bezüglich Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen (wobei Leistungsvermögen, Produktqualität, leichte Herstellung usw. berücksichtigt werden). Der Ausdruck "hauptsächlich aus Kupfer bestehend" wird verwendet, um zu bedeuten, dass das Muster nur aus Kupfer oder einer Legierung von Kupfer und einem anderen Metall ist. Derartige Legierungen beinhalten Zweikomponentenlegierungen, hauptsächlich umfassend Kupfer, wie Cu/Zn (Messing), Cu/Sn (Bronze), Cu/Al, Cu/Ni, Cu/Pb und Cu/Be, und Dreikomponentenlegierungen, hauptsächlich umfassend Kupfer, wie Cu/Sn/P (Phosphorbronze).
Das Muster hat kontinuierliche Kupferlinien, die hauptsächlich aus Kupfer bestehen und Öffnungen von bestimmter Gestalt in einer regelmäßigen netzartigen Anordnung definieren. Genauer hat das Kupfermuster gitterartige quadratische oder rechteckige Öffnungen, rhombische oder kreisförmige Öffnungen oder Öffnungen jeweils in Form eines Dreiecks oder eines Polygons im Bereich von Pentagonen bis Dekagonen. Von diesen Beispielen ist ein gitterartiges Kupfermuster mit quadratischen oder rechteckigen Öffnungen bevorzugt.
Das Muster hat eine Linienbreite von 1 bis 25 μm, bevorzugt 3 bis 20 μm und bevorzugter 5 bis 15 μm. Das Muster weist 56 bis 96%, bevorzugt 60 bis 90% Öffnungen auf.
Das Öffnungsverhältnis kann aus den Gleichungen 1 und 2 wie im vorstehenden Fall bestimmt werden.
Übrigens braucht das netzartige Kupfermuster eine größere Dicke als die leitende transparente Dünnschicht 32, um die größtmögliche Abschirmwirksamkeit gegen elektromagnetische Wellen zu zeigen, während eine zu große Dicke keine verbesserte Wirksamkeit erreicht. In diesem Sinne ist es zweckmäßig, dem Muster eine Dicke von etwa 0,5 bis etwa 10 μm, bevorzugt 1 bis 7 μm, zu geben.
Als nächstes wird die leitende transparente Schicht 32 beschrieben. Diese Schicht wird unterhalb oder über dem netzartigen Kupfermuster 3P gebildet, um sich entlang der ganzen Fläche davon zu erstrecken. Während die Schicht aus einem transparenten leitenden Material von geringem spezifischem Widerstand gebildet wird, ist die Transparenz vorzugsweise so, dass das transparente Element in seiner Gesamtheit die höchstmögliche Tt aufweist, die nicht kleiner als 50% ist. Das Material ist bevorzugt eines, das eine erleichterte Bildung der Dünnschicht gewährleistet und zufriedenstellend an das Substrat 31 und das netzartige Kupfermuster 3P gebunden werden kann. Die leitende transparente Schicht 32 besitzt eine Dicke von 100 bis 1.500 Å, bevorzugt 150 bis 1.200 Å.
Beispiele für Materialien, die transparent und elektrisch leitend sind und aus denen die Dünnschicht leicht gebildet werden kann, sind elementare Metalle, wie Silber, Platin, Aluminium und Chrom, Metalloxide, wie Indiumoxid, Zinnoxid, Zinkoxid und Cadmiumoxid, Indium-Zinn-Oxid (ITO), das durch Dotieren von Indiumoxid mit Zinn erhalten wird, Antimon-Zinn-Oxid (ATO), das durch Dotieren von Zinnoxid mit Antimon erhalten wird, Fluorzinnoxid (FTO), das durch Dotieren von Zinnoxid mit Fluor erhalten wird, Aluminiumzinkoxid (AZO), das durch Dotieren von Zinkoxid mit Aluminium erhalten wird, ein Kompositoxid von Indiumoxid und Zinkoxid usw. Unter diesen sind Metalloxide oder Metalloxide mit einem Dotiermittel bevorzugt. ITO ist besonders bevorzugt.
Die transparente Platte/Folie mit hohen elektromagnetischen Abschirmeigenschaften wird durch das nachstehend zu beschreibende Verfahren hergestellt. Dieses Verfahren ist aber nicht beschränkend; die folgenden vier Verfahren können z.B. verwendet werden.
Das erste dieser Verfahren umfasst die Bildung einer Ankerschicht (aus einem hydrophilen Harz, wie Polyhydroxylethylacrylat) auf einer Oberfläche des transparenten Substrats 31 zur Bildung eines Plattierkeimes für die außenstromlose Plattierung, die Bildung einer außenstromlosen Plattierschicht über der Ankerschicht unter Verwendung von Palladium als Katalysator für die chemische Plattierung und das Behandeln der Plattierschicht mit einem außenstromlosen Kupfer-Plattierbad, gefolgt je nach Fall von einem außenstromlosen Kupferplattieren, um eine Kupferschicht mit einer Dicke von 1 bis 10 μm über der gesamten Oberfläche der Plattierschicht zu bilden. Im Anschluss wird ein netzartiges Kupfermuster durch das übliche Photoätzverfahren unter Verwendung eines Maskenfilms mit dem gewünschten netzartigen Muster gebildet.
Eine leitende transparente Dünnschicht 32 wird dann auf der gesamten sich ergebenden Oberfläche einschließlich des netzartigen Kupfermusters überschichtet. Obwohl das Verfahren der Bildung der Dünnschicht nicht besonders beschränkt ist, ist es zweckmäßig, die Schicht durch ein physikalisches Dünnschicht-Formbildungsmittel, wie Vakuumverdampfung, Sputtern oder Ionenplattieren, unter Verwendung des leitenden Materials, das vorstehend beispielhaft genannt wurde, zu bilden. Von diesen Mitteln oder Verfahren ist Sputtern bevorzugt, da dieses Verfahren in der Lage ist, die leitende transparente Dünnschicht von hoher Qualität rasch zu bilden.
Bei dem zweiten Verfahren wird eine mit Kupfer laminierte Platte/Folie verwendet, die durch Laminieren von Kupferfolie auf das transparente Substrat 31 mit einem Klebstoff erhalten wird. Genauer wird die mit Kupfer laminierte Oberfläche durch Photoätzen auf die gleiche Weise wie im vorstehend beschriebenen ersten Verfahren in das gewünschte netzartige Kupfermuster überführt. Ferner wird eine leitende transparente Dünnschicht auf der gesamten Oberfläche über dem Muster durch ein physikalisches Dünnschicht-Formbildungsmittel gebildet.
Bei dem dritten Verfahren wird ein netzartiges Kupfermuster 3P auf dem transparenten Substrat 31 durch Plattieren einer dünnen Kupferschicht, die hauptsächlich aus Kupfer besteht und als Grundschicht dient, mit Kupfer in Form einer Dickschicht durch elektrolytisches Plattieren bereitgestellt. Eine leitende transparente Dünnschicht 32 wird auf der gesamten sich ergebenden Oberfläche über dem Kupfermuster 3P in der gleichen Weise wie vorstehend überschichtet.
Übrigens gibt es zwei nachstehend beschriebene Verfahren I und II zur Bildung des Kupfermusters selbst.
Verfahren I bildet eine Dünnschicht mit einer Dicke von 50 Å bis 1 μm, bevorzugt 100 Å bis 0,7 μm, auf der Oberfläche des transparenten Substrats 31 durch das physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel unter Verwendung des vorstehend genannten Kupfermaterials, das hauptsächlich aus Kupfer besteht. Die Dünnschicht wird dann mit Kupfer über der ganzen Oberfläche elektrolytisch plattiert, um eine Dickschicht mit einer Dicke von 1 bis 10 μm zu überschichten. Schließlich wird die sich ergebende Oberfläche unter Verwendung eines Maskenfilms mit einem Bild des gewünschten netzartigen Musters photolithographisch photogeätzt, wodurch ein netzartiges Kupfermuster gebildet wird, das zwei Schichten umfasst, d.h. die Kupfer-Dünnschicht, die als Grundschicht dient, und die Kupfer-Dickschicht, die darauf geschichtet ist.
Verfahren II bildet zuerst eine Dünnschicht, die hauptsächlich aus Kupfer besteht und eine Dicke von 50 Å bis 1 μm, bevorzugt 100 Å bis 0,7 μm, aufweist, auf der Oberfläche des transparenten Substrats 31 durch ein physikalisches Dünnschicht-Formbildungsmittel. Die Dünnschicht wird dann unter Verwendung eines Maskenfilms mit einem Bild des gewünschten netzartigen Musters photolithographisch entwickelt, um ein freigelegtes Muster zu bilden. Die Öffnungsbereiche des Musters werden mit einem lichtempfindlichen Resist in diesem Schritt maskiert gehalten. Anschließend wird die Dünnschicht des freigelegten Musters mit Kupfer elektrolytisch plattiert, um eine Musterdickschicht mit einer Dicke von 1 bis 10 μm zu überschichten. Der verbleibende Resistfilm wird dann mit einem Lösungsmittel von den Musteröffnungsbereichen entfernt.
Die gesamte sich ergebende Oberfläche wird dann chemisch geätzt, um die Dünnschicht von den Musteröffnungsbereichen durch Auflösung zu entfernen, wonach der Ätzvorgang unterbrochen wird. Da die ganze Oberfläche chemisch geätzt wird, wird auch das plattierte Kupfer, das bereits das Muster bildet, geätzt. Die Dünnschicht in den Musteröffnungsbereichen wird aber mit einer übermäßig höheren Geschwindigkeit weggeätzt, so dass das plattierte Kupfer, das die Dickschicht bildet, nur leicht verschwindet und im wesentlichen die Originaldicke beibehält.
Das vierte Verfahren bildet ein netzartiges Kupfermuster 3P über einer leitenden transparenten Dünnschicht 32 als untere Schicht. Genauer gesagt wird eine elektrisch leitende transparente Dünnschicht 32 zuerst über der ganzen Fläche einer Oberfläche des transparenten Substrats 31 durch ein physikalisches Dünnschicht-Formbildungsmittel unter Verwendung des vorstehend genannten leitenden Materials bereitgestellt. Die Dünnschicht wird dann durch Photolithographie unter Verwendung eines Maskenfilms entwickelt, der ein Bild des gewünschten netzartigen Musters trägt, um den Dünnschichtbereich, der dem Muster entspricht, zu belichten, wobei die Musteröffnungsbereiche mit einem lichtempfindlichen Resist maskiert gehalten werden.
Anschließend wird der freigelegte Bereich (leitender transparenter Dünnschichtbereich), der das Muster bildet, mit Kupfer auf eine Dicke von 1 bis 10 μm elektrolytisch plattiert. Schließlich wird der verbleibende Resist durch Ablösen (oder Auflösen) von den Musteröffnungsbereichen entfernt.
Auf diese Weise bildet das Verfahren eine Struktur, die eine leitende transparente Dünnschicht 32, die als untere Schicht über der gesamten Substratoberfläche vorgesehen ist, und ein gewünschtes netzartiges Kupfermuster 3P, das über der unteren Schicht gebildet ist, umfasst.
Wenn die leitende Dünnschicht 32 elektrolytisch mit Kupfer plattiert werden soll, können sich Schwierigkeiten ergeben, z.B. bezüglich der elektrolytischen Plattierumgebung (Zugänglichkeit für den Durchgang des Stroms, Widerstand gegen das elektrolytische Plattierbad) und der Haftbarkeit der Kupferplattierung auf der Dünnschicht in Abhängigkeit von dem Material dieser Schicht. In einem solchen Fall müssen verschiedene Tests vorher durchgeführt werden, um die Vorbehandlungsbedingungen für die Haftung zu bestimmen. Wenn die Dünnschicht z.B. aus ITO gebildet wird, weist die Schicht eine geringe Haftbarkeit an der Plattierschicht auf, so dass die ITO-Schicht zuerst mit Palladium und Nickel elektrolytisch plattiert wird und anschließend mit Kupfer elektrolytisch plattiert wird.
Unter den vier beschriebenen Verfahren erfordern das dritte und vierte Verfahren keine Klebschicht und sind daher zweckmäßig.
Eine braune bis schwarze Farbe wird insbesondere für die gefärbte Schicht 33 gewählt.
Der Ausdruck "braune bis schwarze Farbe" bedeutet die einzelne Farbe von braun oder schwarz oder eine geeignete Mischung von den beiden Farben. Eine schwärzlich braune Farbmischung, worin schwarz vorherrscht, ist zweckmäßig.
Genauer gesagt wird die Schicht z.B. durch die nachstehend angegebenen fünften bis siebten Verfahren gefärbt.
Fünftes Verfahren: Beschichtung der Oberfläche des netzartigen Kupfermusters 3P mit einer Dünnschicht aus einer Harzzusammensetzung, die durch Mischen eines braunen bis schwarzen Pigments mit einem Beschichtungsharz hergestellt wird.
Sechstes Verfahren: Verwendung eines gefärbten lichtempfindlichen Resists bei der Bildung des netzartigen Kupfermusters P durch Photoätzen, wobei der Resist auf dem Kupfermuster wie er ist gelassen wird, ohne ihn zu entfernen.
Siebtes Verfahren: Chemisches Verfahren, bei dem das netzartige Kupfermuster 3P oxidiert oder sulfidiert wird, um die Oberfläche in ein Kupferoxid oder Kupfersulfid umzuwandeln.
Das siebte Verfahren ist zweckmäßig.
Die Oxidationsbehandlung kann durchgeführt werden, indem z.B. das erhaltene netzartige Kupfermuster 3P bloß in eine wässrige Lösung von Natriumchlorit getaucht wird, die mit Natriumhydroxid alkalisch gemacht worden ist, d.h. in eine alkalische, stark oxidierende wässrige Lösung, wodurch die Oberfläche ohne weiteres in Kupferoxid umgewandelt werden kann. Die optimalen Behandlungsbedingungen (Temperatur, Eintauchzeit, Alkalikonzentration, Natriumchlorit-Konzentration usw.) sind vorher durch Versuche zu bestimmen.
Für die Sulfidierbehandlung wird die Kupfermusteroberfläche z.B. mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht, die hauptsächlich Schwefel oder eine anorganische Verbindung davon (z.B. Kaliumsulfid) umfasst. Schwefel ist ineffektiv, wenn er allein verwendet wird, so dass eine wässrige Lösung aus Schwefel und hinzugegebenem gebranntem Kalk, Kasein und nach Bedarf Kaliumsulfid, das als Hilfsstoff dient, hergestellt wird. Andererseits wird Kaliumsulfid in einer wässrigen Lösung in Kombination mit Ammoniumchlorid oder dgl. erstellt, um eine beschleunigte Reaktion zu gewährleisten. In jedem Fall werden die Kontaktzeit, die Temperatur usw. durch Versuche in geeigneter Weise bestimmt. Obwohl die Dicke der Kupferoxid- oder Kupfersulfid-Oberflächenschicht nach Bedarf durch Ändern der Oxidations- oder Sulfidierbedingungen geändert werden kann, ergibt eine zu große Dicke einen erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand des Kupfermusters, was folglich eine verschlechterte Abschirmwirksamkeit gegen elektromagnetische Wirkung mit sich bringt. Demgemäss ist es zweckmäßig, der Kupferoxid- oder Kupfersulfid-Oberflächenschicht die geringstmögliche Dicke zu geben, so dass der spezifische Widerstand nicht größer als etwa 200 mΩ/☐ ist.
Wie bereits beschrieben, kann die leitende transparente Dünnschicht 32, die über der ganzen Fläche aufzubringen ist, unter oder über dem netzartigen Kupfermuster 3P gebildet werden, während die Schicht 32 alternativ als obere und untere zwei Schichten, die das Muster dazwischen halten, bereitgestellt werden kann. Es wird erwartet, dass die so gebildeten zwei Schichten weiter verbesserte Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen liefern und einen Schutz für das Muster bereitstellen.
BESTE ART ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlicher beschrieben. Die Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen, die Gesamtdurchlässigkeit Tt und der Moire-Effekt werden durch die folgenden Verfahren gemessen.
Die Abschirmeigenschaften werden bezüglich der Abschwächung (dB Dezibel) von elektromagnetischen Wellen, gemessen im Frequenzbereich von 100 bis 1.000 MHz (Megahertz) durch das Verfahren der Kansai Denshi Kogyo Shinko Center Foundation (allgemein das KEC-Verfahren genannt) ausgedrückt.
Die Gesamtdurchlässigkeit Tt ist die Durchlässigkeit (%) gemessen durch ein Trübungsmessgerät des Typs NDH-20D, hergestellt von Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., gemäß JIS K7105 (1981).
Das erhaltene transparente Abschirmelement wurde vor dem Bildschirm eines PDP 10 mm davon beabstandet installiert und mit bloßem Auge betrachtet, um das Element auf das Auftreten des Moire-Effekts (Moire-Streifen) zu prüfen. Der Grad des Auftretens von Streifen wird nach drei Kriterien bewertet; keine Streifen oder Streifen können nicht festgestellt werden wird durch ein Doppelkreiszeichen ⊙ dargestellt, ein leichtes Auftreten von Streifen, das für den tatsächlichen Gebrauch annehmbar ist, durch ein Kreiszeichen O und das scheinbare Auftreten von Streifen, das für den tatsächlichen Gebrauch nicht annehmbar ist, durch ein Kreuzzeichen x.
Das Öffnungsverhältnis wurde aus den hier bereits beschriebenen Gleichungen 1 und 2 bestimmt. Das transparente Element wurde auch bezüglich der Sichtbarkeit geprüft.
BEISPIEL 1A
Eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalat-Folie (hier als "PET-Folie" bezeichnet) mit einer Dicke von 125 μm und einer Größe von 400 × 1.000 mm und einer Tt von 90% wurde vor dem Sputtern zuerst durch Glimmentladung vorbehandelt. Die vorbehandelte PET-Folie wurde gegenüber einem Kupfer-Target in einem Vakuumbehälter einer Magnetron-Sputtervorrichtung angeordnet und die Luft im Behälter wurde vollständig durch Argon ersetzt, um ein Vakuum von 2 × 10^–3 Torr zu erhalten, in dem durch Anlegen einer Gleichspannung von 9 kW Kupfer auf der Folie mit einer Rate von 1 m/min dreimal wiederholt abgeschieden wurde.
Es wurde eine Kupfer-Dünnschicht mit einer gleichmäßigen Dicke von 1.200 Å (±100 Å) erhalten. Ein Teil der Folie wurde abgeschnitten und einem Bandablöstest unterworfen, aber es war aussichtslos, die Kupfer-Dünnschicht abzulösen.
Die erhaltene PET-Folie mit abgeschiedener Kupferoberfläche wurde dann mit einem Resist des Positiv-Typs mit einem Walzenbeschichter beschichtet, um eine Resistschicht mit einer Dicke von 5 μm zu bilden. Ein Negativfilm, der ein Bild eines netzartigen Musters trug (170 mesh) und eine Linienbreite von 15 μm und einen Abstand von 150 μm aufwies, wurde dann in engem Kontakt mit der Oberfläche der Resistschicht unter Vakuum gehalten und danach belichtet. (Der Negativfilm war ein Maskenfilm mit einem transparenten Muster mit Blocköffnungsbereichen und eine Ultrahochdruck-Quecksilberlampe wurde als Lichtquelle zur Bestrahlung des Films mit 130 mJ/cm² verwendet.) Der Resist des netzartigen Musterbereichs zersetzte sich durch die Belichtung, dieser Resistbereich wurde mit einem Entwickler zur Entfernung aufgelöst und anschließend wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der Resist in den Musteröffnungsbereichen verblieb im engen Kontakt mit der abgeschiedenen Kupferoberfläche. Dementsprechend waren die Öffnungsbereiche maskiert, wobei die abgeschiedene Kupferschicht im Musterbereich freigelegt war.
Als nächstes wurde das freigelegte netzartige Muster unter Verwendung von phosphorhaltigem Kupfer als Anode, des Musters als Kathode und einer Mischung von Kupfersulfat, Schwefelsäure und Wasser als Plattierbad bei einer Badtemperatur von 23°C, einer Kathodenstromdichte von 1,7 A/dm² und einer Plattierrate von 0,3 μm/min mit Kupfer elektrolytisch plattiert. Die so plattierte PET-Folie wurde gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Die ganze plattierte Oberfläche wurde leicht gebürstet, während ein Acetonstrahl darauf gerichtet wurde, um den verbleibenden Resist von den Musteröffnungsbereichen durch Auflösen zu entfernen, und anschließend wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet. Ein Bereich der sich ergebenden Folie wurde abgeschnitten und der abgeschnittene Abschnitt wurde unter einem Mikroskop vergrößert betrachtet, um festzustellen, dass die überschichtete Kupferplattierschicht in Form sehr scharfer Prismen mit 15,1 μm in der Breite und 4,9 μm in der Dicke (Höhe) vorlag. Die Kupfer-Plattierschicht, die in Form sehr scharfer Prismen überschichtet war, scheint der Anwesenheit des Photoresists zuschreibbar zu sein, der genau geformte Rahmen bildet, die es dem Kupfer ermöglichen, sich entlang des Rahmens abzuscheiden.
Anschließend wurde die mit Kupfer plattierte Folie in Aceton eingetaucht, um den verbleibenden Resist von den Musteröffnungsbereichen durch Auflösen zu entfernen, und anschließend wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die sich ergebende ganze Oberfläche wurde danach unter den folgenden Bedingungen geätzt.
Eine wässrige Lösung enthaltend Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid wurde als chemisches Ätzmittel verwendet und in ein Bad gegeben und die Oberfläche wurde unter Rühren für 30 s geätzt. Nach 30 s wurde die Folie unmittelbar mit Wasser gewaschen und getrocknet. Ein scharfes leitendes Muster von 170 mesh wurde auf der PET-Folie gebildet. Selbst wenn die sich ergebende Folie um 180° gebogen wurde, war es nicht wahrscheinlich, dass sich das Muster abtrennt. Das gebildete leitende Muster hatte eine Linienbreite von 15 μm und eine Dicke von 4,8 μm.
Übrigens war das Muster in Form von Prismen und frei von jeder Seitenätzung. Tabelle 1 zeigt den spezifischen elektrischen Widerstand, die Abschwächung der elektromagnetischen Wellen und Tt der erhaltenen Folie.
TABELLE 1
BEISPIEL 2A
Ein leitendes netzartiges Muster von Kupfer wurde zuerst auf einer PET-Folie durch eine Abfolge von Schritten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1A gebildet, mit der Ausnahme der folgenden Bedingungen.

– Die durch Sputtern von Kupfer gebildete Dünnschicht hatte eine Dicke von 1.700 Å.
– Die Beschichtung des Resists vom Positiv-Typ hatte eine Dicke von 7 μm.
– Der Negativfilm hatte ein Bild von einem netzartigen Muster (101 mesh), 25 μm Linienbreite und 250 μm Abstand.
– Die elektrolytische Plattierung von Kupfer hatte eine Dicke von 6,8 μm.
– Die Dauer des chemischen Ätzens betrug 50 s.

Das so erhaltene leitende Muster hatte eine Dicke von 6,6 μm, eine Linienbreite von 25,0 μm und wies keine Nebenätzung auf und es wurde bei Betrachtung des Musters im Schnitt festgestellt, dass es in Form von scharfen Prismen vorlag.
Um die Oberfläche des so gebildeten leitenden Kupfermusters braun bis schwarz zu färben, wurde die sich ergebende Folie dann in ihrer Gesamtheit in ein Oxidationsbad eingetaucht, d.h. eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid und Natriumchlorit, bei 70°C für 5 min. Nach 5 min wurde die Folie aus dem Bad genommen, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Kupferoberfläche des Musters hatte sich in schwärzlichbraun geändert und die gefärbte Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,52 μm. Tabelle 1 zeigt den spezifischen elektrischen Widerstand, die Abschwächung der elektromagnetischen Wellen und Tt der Folie.
Die so erhaltene PET-Folie, die das gefärbte leitende Muster darauf trägt, wurde vor dem Bildschirm eines Plasmabildschirms mit einem Abstand von 10 mm davon gehalten. Bei Betrachtung durch die Folie waren die Bilder auf dem Bildschirm mit größerer Leichtigkeit sichtbar als durch die ungefärbte Folie von Beispiel 1A ohne ein visuelles Ermüdungsgefühl.
BEISPIEL 3A
Zuerst wurde ein leitendes netzartiges Muster einer Kupferschicht auf einer PET-Folie unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2A gebildet. Das Muster wurde dann in Kontakt mit einem Sulfidierbad bei 40°C für 60 s gehalten, wobei das Bad durch Zugabe von gebranntem Kalk, Kasein und Kaliumsulfid zu Schwefel, das als Hauptkomponente diente, und Lösen der Mischung in destilliertem Wasser hergestellt wurde. Die Folie wurde dann sofort aus dem Bad entnommen, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Muster war schwarz gefärbt und die Farbe war lebendiger und dunkler als in Beispiel 2A. Natürlich ergab das Farbmittel keine nachteilige Wirkung für das Muster.
VERGLEICHSBEISPIEL 1A
Eine PET-Folie, die ein leitendes Muster trug, wurde zum Vergleich durch eine Abfolge von Schritten unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1A durchgeführt, mit Ausnahme der folgenden Bedingungen.

– Der Negativfilm hate ein Bild von einem netzartigen Muster (195 mesh) mit einer Linienbreite von 13 μm und einem Abstand von 200 μm.
– Die elektrolytische Kupfer-Plattierschicht hatte eine Dicke von 0,8 μm.

Das leitende Kupfermuster, das auf der PET-Folie gebildet war, hatte eine Linienbreite von 10 bis 12 μm und eine Dicke von 0,6 bis 0,67 μm von Kupfer und war nicht gleichmäßig. Es wird angenommen, dass die Variationen der Seitenätzung, die beim chemischen Ätzen auftreten, und den Unregelmäßigkeiten, die bei der elektrolytischen Kupferplattierung auftreten, zuzuschreiben sind, da das netzartige Muster eine zu geringe Linienbreite aufweist und auch weil die Kupferplattierung eine zu geringe Dicke aufweist.
Tabelle 1 zeigt den spezifischen elektrischen Widerstand, die Abschwächung der elektromagnetischen Wellen und Tt der erhaltenen Folie.
Das transparente Element der Erfindung zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen ist wie es ist einsetzbar, aber es wird im Hinblick auf die Tatsache, dass das Muster aus Kupfer gebildet ist, und für einen Schutz gegen mögliche Schäden aufgrund von äußeren Kräften bevorzugt mit einem Schutzfilm über der ganzen Oberfläche versehen. Der auszuwählende Schutzfilm muss natürlich eine hohe Haftbarkeit aufweisen und auch eine ausgezeichnete Transparenz, ein ausgezeichnetes Vermögen, als Barriere gegen Wasser und Sauerstoff zu wirken, eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit, Wärmebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit usw. aufweisen. Beispiele für geeignete Filme sind solche von härtbaren organischen Substanzen des Acryl-, Urethan- und Silicontyps und anorganische Verbindungen, für die Siliciumdioxid typisch ist.
Der Schutzfilm aus Siliciumdioxid, der bevorzugter ist als die aus organischen Materialien, kann physikalisch durch Sputtern von Siliciumdioxid gebildet werden, aber er kann alternativ chemisch durch Beschichten des transparenten Elements mit einer Lösung von Perhydropolysilazan und Zersetzen der Beschichtung in Siliciumdioxid unter Erwärmen oder bei Anwendung von Wasser oder durch das Sol-Gel-Verfahren, bei dem ein polyfunktionelles Alkoxysilan verwendet wird, gebildet werden.
BEISPIEL 1B
Die verwendete transparente Folie war eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalat-Folie (hier im folgenden als "PET-Folie" bezeichnet) mit einer Dicke von 125 μm und einer Größe von 400 × 1.000 mm und einer Tt von 90%. Die PET-Folie wurde zuerst über einer Oberfläche durch Glimmentladung vorbehandelt. Die vorbehandelte PET-Folie wurde gegenüber einem Kupfer-Target in einem Vakuumbehälter einer Magnetron-Sputtervorrichtung angeordnet und die Luft im Behälter wurde vollständig durch Argon ersetzt, um ein Vakuum von 2 × 10^–3 Torr zu erhalten, wobei bei Anlegung eines Gleichstroms von 9 kW das Kupfer auf der Folie mit einer Rate von 1 m/min dreimal wiederholt abgeschieden wurde.
Es wurde eine Kupfer-Dünnschicht mit einer gleichmäßigen Dicke von 0,12 μm erhalten. Ein Bereich der Folie wurde abgeschnitten und zur Prüfung um 180° gebogen, aber es war aussichtslos, die Kupfer-Dünnschicht abzulösen.
Die abgeschiedene Kupferoberfläche der erhaltenen PET-Folie wurde dann mit Kupfer in einem Plattierbad, das eine wässrige Lösung von Kupfersulfat und Schwefelsäure in Mischung war, bei einer Badtemperatur von 23°C, einer Kathodenstromdichte von 1,7 A/dm² und einer Plattierrate von 0,3 μm/min elektrolytisch plattiert. Die so erhaltene Kupfer-Plattierschicht hatte eine gleichmäßige Dicke von 2 μm. Wenn ein Bereich der sich ergebenden Folie abgeschnitten und zur Prüfung um 180° gebogen wurde, war es wie im vorigen Test aussichtslos, die Kupferschicht von der PET-Folie abzulösen.
Anschließend wurde die mit Kupfer plattierte PET-Folie unter folgenden Bedingungen photogeätzt, um die Kupferschicht in ein leitendes netzartige Muster zu überführen.
Die Oberfläche der Kupferplattierschicht wurde zuerst mit einem Resist des Positiv-Typs durch einen Walzenbeschichter mit einer Dicke von 2 μm beschichtet. Ein maskierender Positivfilm, der ein Bild eines gitterartigen Musters mit quadratischen Öffnungen, einer Linienbreite von 15 μm und einem Abstand von 180 μm trug, wurde dann in engem Kontakt mit der Resistbeschichtung im Vakuum gehalten. Die sich ergebende Folie wurde danach mit einer Ultraviolett-Lichtquelle zur Bestrahlung mit 130 mJ/cm² belichtet. Es wurde dann ein Strahl des Entwicklers auf die Folie angewendet, um den Resist von den belichteten Bereichen (Gitteröffnungsbildbereiche) zu entfernen, und anschließend wurde mit Wasser gewaschen. Die Folie wurde dann im Behälter einer Ätzvorrichtung fixiert und in ein Ätzmittel Wasserstoffperoxid-Schwefelsäure bei 20°C unter Bewegung zur Abätzung der Bereiche der Kupferplattierschicht, die den freigelegten Bereichen entsprechen, zusammen mit der darunter liegenden durch Sputtern abgeschiedenen Kupferschicht für 2 min eingetaucht und anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet. Schließlich wurde die Folie (für 1 min) in eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid (5% Konzentration) getaucht, um die Resistbeschichtung von den nicht freigelegten Bereichen (Gittermusterbild) zu entfernen, um es in ein Kupfermuster mit quadratischen Öffnungen umzuwandeln.
Die Oberfläche des Musters wurde danach unter den folgenden Bedingungen zur Färbung oxidiert. Die PET-Folie mit dem Kupfermuster wurde 5 min in ein Bad getaucht, das auf 70°C erwärmt war und eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid und Natriumchlorit in Mischung war. Die Folie wurde dann entnommen, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Oberfläche des Kupfermusters war zu einer schwärzlich braunen Kupferoxidschicht oxidiert. Die gefärbte Kupferoxidschicht hatte eine Dicke von 1 μm.
Das erhaltene gefärbte Kupfermuster war scharf und hatte eine Linienbreite von 14 μm und war etwa eine Reproduktion des Originalmusters von etwa 1:1. In Tabelle 2 sind die Ergebnisse von der Messung von Tt, dem Öffnungsverhältnis, den Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen, dem Moire-Effekt und der Sichtbarkeit angegeben.
3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Struktur des in diesem Beispiel erhaltenen transparenten Elements zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen zeigt. Die PET-Folie ist mit 21 angegeben, die Kupfer-Dünnschicht mit 22 und die elektrolytisch plattierte Kupfer-Dickschicht mit 23. Diese beiden Schichten liefern im wesentlichen eine Kupfermusterschicht 2P. Mit 24 ist die gefärbte Kupferoxidschicht angegeben.
TABELLE 2
BEISPIEL 2B
Eine PET-Folie mit Kupferabscheidung, die durch Sputtern unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1B erhalten wurde, wurde einer Photolithographie unter den folgenden Bedingungen unterworfen, um ein freigelegtes Gittermuster mit quadratischen Öffnungen herzustellen. Die abgeschiedene Kupferoberfläche wurde mit einem Resist des Negativ-Typs durch einen Walzenbeschichter beschichtet, um eine Resistschicht mit einer Dicke von 2 μm bereitzustellen. Ein maskierender Positivfilm, der ein Bild eines Gittermusters mit quadratischen Öffnungen einer Linienbreite von 15 μm und einem Abstand von 150 μm trägt, wurde in engem Kontakt mit der Resistschicht unter Vakuum gehalten. Die sich ergebende Folie wurde danach mit Licht einer Ultraviolett-Lichtquelle bei 110 mJ/cm² belichtet. Der Resist wurde von dem unbelichteten Bereich (Gittermusterbild) mit einem Entwickler entfernt und anschließend mit Wasser gewaschen.
Als nächstes wurde der Bereich mit Kupferabscheidung des freigelegten Gittermusters mit quadratischen Öffnungen mit Kupfer elektrolytisch plattiert, um eine Dickschicht von Kupfer zu bilden, unter Verwendung von phosphorhaltigem Kupfer als Anode, dem Muster als Kathode und einer wässrigen Lösung von Kupfersulfat und Schwefelsäure in Mischung als Plattierbad bei einer Badtemperatur von 23°C, einer Kathodenstromdichte von 1,7 A/dm² und einer Plattierrate von 0,3 μm/min. Die so plattierte PET-Folie wurde gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet. Schließlich wurde der verbleibende Resistfilm aus den belichteten Bereichen (Gitteröffnungsbildbereichen) mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid (5% Konzentration) entfernt und anschließend wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Kupferplattierung hatte eine Dicke von 1 μm.
Anschließend wurde die PET-Folie mit dem Kupfer-Plattiermuster und der abgeschiedenen Kupferschicht unter den folgenden Bedingungen über der ganzen Oberfläche geätzt. Die PET-Folie wurde im Behälter einer Ätzvorrichtung fixiert und in ein Ätzmittel Wasserstoffperoxid-Schwefelsäure bei 20°C unter Bewegung zur Abätzung der abgeschiedenen Kupferbereiche der Gitteröffnungsbildbereiche, die den belichteten Bereichen entsprechen, eingetaucht. Die Ätzung erfolgte so für 20 s und wurde sofort nach Entfernung der abgeschiedenen Kupferbereiche abgebrochen und anschließend wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das so erhaltene Kupfermuster mit quadratischen Öffnungen hatte eine Linienbreite von 15 μm, das das gleiche war wie das Musterbild auf dem maskierenden Positivfilm, somit eine Reproduktion von 1:1. Die Musterschicht hatte eine Gesamtdicke von 1 μm. Obwohl das Kupfer-Plattiermuster auch gleichzeitig geätzt wurde, gibt das beschriebene Ergebnis an, dass die abgeschiedene Kupferschicht in den Gitteröffnungsbildbereichen bevorzugt weggeätzt wird und dass das Kupferplattiermuster im wesentlichen ungeätzt bleibt (ohne Seitenätzung).
Die PET-Folie mit dem sich ergebenden Kupfermuster wurde dann in Kontakt mit einem Sulfidierbad bei 40°C für 60 s gehalten, wobei das Bad durch Zugabe von gebranntem Kalk, Kasein und Kaliumsulfid zu Schwefel, das als Hauptkomponente dient, und Auflösen der Mischung in destilliertem Wasser hergestellt worden war. Die Folie wurde danach sofort aus dem Bad genommen, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Muster war schwarz gefärbt und die Farbe war lebendiger und dunkler als in Beispiel 1B. Die erhaltene Folie wurde bezüglich der gleichen Punkte wie in Beispiel 1B gemessen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 2 angegeben sind.
VERGLEICHSBEISPIEL 1B
Ein Gittermuster von Kupfer mit quadratischen Öffnungen wurde auf einer PET-Folie unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2B gebildet, außer dass der verwendete positive Maskenfilm ein Bild von einem Gittermuster mit einer Linienbreite von 30 μm und einem Abstand von 180 μm aufwies. Das erhaltene Kupfermuster hatte eine Linienbreite von 29 μm und eine Gesamtdicke von 1 μm. Tabelle 2 zeigt die erhaltenen anderen Messungen.
VERGLEICHSBEISPIEL 2B
Ein Gittermuster von Kupfer mit quadratischen Öffnungen wurde auf einer PET-Folie unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2B gebildet, außer dass die verwendete positive Maskenfolie ein Bild von dem Gittermuster mit einer Linienbreite von 30 μm und einem Abstand von 100 μm aufwies. Das erhaltene Kupermuster hatte eine Linienbreite von 29 μm und eine Gesamtdicke von 1 μm. Tabelle 2 zeigt die erhaltenen anderen Messungen.
BEISPIEL 1C
Die verwendete transparente Folie war eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalat-Folie (hier im folgenden als "PET-Folie" bezeichnet) mit einer Dicke von 125 μm, einer Größe von 400 × 1.000 mm und einer Tt von 90%. Die PET-Folie wurde zuerst über einer Oberfläche davon durch Glimmentladung vorbehandelt. Die vorbehandelte PET-Folie wurde gegenüber ITO (Target) im Vakuumbehälter einer Magnetron-Sputtervorrichtung gesetzt und das ITO wurde unter den folgenden Bedingungen gesputtert, um eine ITO-Dünnschicht auf der ganzen Oberfläche der Folie abzuscheiden.

– Sputter-Betriebsdruck ... ein Vakuum von 2 × 10^–3 Torr, erhalten durch Ersetzen der Luft im Vakuumbehälter mit Argongas, enthaltend 4,5% Sauerstoff.
– Sputter-Temperatur ... 90°C
– Sputter-Zeit ... 4 s

Die so durch Sputter-Abscheidung gebildete ITO-Dünnschicht hatte eine Dicke von 200 Å, einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 400 Ω/☐ und eine Tt von 88,9%.
Als nächstes wurde die Oberfläche der ITO-Dünnschicht mit einem Photoresist des Positiv-Typs mit einem Walzenbeschichter mit einer Dicke von 2 μm beschichtet. Die Beschichtung wurde dann mit Ultraviolettstrahlen mit einer Intensität von 130 mJ/cm² bestrahlt, wobei ein negativer Maskenfilm in engem Kontakt mit der Beschichtungsoberfläche gehalten wurde und der Maskenfilm ein Bild von einem Gittermuster mit quadratischen Öffnungen mit einer Linienbreite von 15 μm und 150 μm trug. Der bestrahlte Musterbereich, der dem Musterbild entspricht, wurde zur Entfernung entwickelt.
Dementsprechend blieb der Resist in den Bereichen, die den Öffnungsbildbereichen entsprechen, maskiert. Die sich ergebende Folie wird hier im folgenden als "PET-Folie mit ITO-Muster" bezeichnet.
Anschließend wurde die PET-Folie mit ITO-Muster zuerst in ein außenstromloses Palladium-Plattierbad (Produkt von Nikko Metal Plating Co., Ltd., Produkt Nr. CG-535A, pH 3 bis 3,5) bei Raumtemperatur 1 min getaucht, gründlich gewaschen und dann in ein außenstromloses Nickel-Plattierbad (Produkt von Nikko Metal Plating Co., Ltd., Produkt Nr. NICOM N, pH 4,5 bis 5) bei 70°C für 5 min getaucht, um eine Nickelschicht zu bilden.
Das so aufgebrachte Palladium und die so gebildete Nickelschicht liefern eine Basisschicht (in diesem Fall mit einer Dicke von 0,2 μm) für die elektrolytische Plattierung von Kupfer, die im Anschluss durchzuführen ist. Die Anwesenheit der Basisschicht ermöglicht es, dass die ITO-Musterschicht an die zu bildende Kupfer-Plattierdickschicht gebunden wird, wodurch ein Kupfermuster von verbesserter Festigkeit bereitgestellt wird.
Dementsprechend ist die Bereitstellung der Basisschicht ein Beispiel für eine Vorbehandlung, die durchzuführen ist, wenn die leitende transparente Dünnschicht 32, die über der ganzen Oberfläche zu bilden ist, aus ITO als unterer Schicht gebildet ist. Wenn die Dünnschicht aus einem von ITO verschiedenen Material gebildet wird, wird eine andere Vorbehandlung durchgeführt (die nicht immer durchgeführt wird oder man kann von einem anderen Verfahren Gebrauch machen).
Die sich ergebende PET-Folie mit der Basisschicht auf der ITO-Musterschicht wurde dann in ein Plattierbad, worin eine wässrige Lösung von Kupfersulfat und Schwefelsäure als Kathode diente, die ITO-Musterschicht als Anode diente, für die elektrolytische Plattierung (2 A/dm² Kathodenstromdichte und 0,28 μm/min Plattierrate) bei Raumtemperatur eingetaucht. Das durch das Plattieren abgeschiedene Kupfer hatte eine Dicke von 1,1 μm. Die so erhaltene Folie wird im folgenden als "PET-Folie mit Kupferplattiermuster" bezeichnet.
Als nächstes wurde der Resistfilm, der in den Musteröffnungsbereichen des Kupferplattiermusters der PET-Folie verblieben war, mit Aceton zur Entfernung aufgelöst, wodurch ein Kupfer-Gittermuster mit quadratischen Öffnungen als oberer Schicht auf einer leitenden transparenten ITO-Dünnschicht, die als untere Schicht über der ganzen Oberfläche der PET-Folie aufgebracht ist, gebildet wurde. Das erhaltene Muster hatte eine Linienbreite von 14 μm. Tabelle 3 zeigt andere Messungen bezüglich der Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen, Tt und des Moire-Effekts.
Übrigens wurde das Öffnungsverhältnis aus Gleichung berechnet.
TABELLE 3
BEISPIEL 2C
Die PET-Folie mit dem quadratischen Kupfer-Gittermuster, hergestellt in Beispiel 1C wurde unter folgenden Bedingungen oxidiert, um die Kupferoberfläche des Musters unter Bildung einer schwärzlich braun gefärbten Schicht 3 zu färben.
Die PET-Folie wurde in ihrer Gesamtheit in ein Bad eingetaucht, das eine wässrige Lösung war, die durch Auflösen einer Mischung von Natriumhydroxid und Natriumchlorit in Wasser erhalten wurde, und auf 70°C erwärmt war, dann aus dem Bad entnommen, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Kupfermusteroberfläche war zu einer schwärzlich braunen Kupferoxidschicht oxidiert. Diese gefärbte Schicht hatte eine Dicke von 0,8 μm. Die sich ergebende Folie und die in Beispiel 1 erhaltene Folie wurden jeweils in Aufhängung an einem PDP befestigt und Bilder auf dem Bildschirm wurden durch die Folie angeschaut. Als Folge erleichterte die Folie des vorliegenden Beispiels dem Betrachter die Sicht, wenn der Bildschirm sichtbar wurde, wobei sich kein optisches Ermüdungsgefühl ergab, selbst wenn der Bildschirm weiter für einen längeren Zeitraum betrachtet wurde.
Bezüglich der anderen Eigenschaften, d.h. Abschirmeigenschaften gegen elektromagnetische Wellen, Tt und Moire-Effekt, wurden keine Unterschiede zwischen der Folie dieses Beispiels und der von Beispiel 1 festgestellt.
6 zeigt die in Beispiel 1 und auch in Beispiel 2 erhaltene Struktur. Mit 31 ist eine PET-Folie angegeben, mit 32 eine transparente ITO-Dünnschicht, die als untere Schicht über der ganzen Oberfläche der Folie gebildet ist, mit 33 eine Kupfer-Plattierschicht, die durch elektrolytisches Plattieren gebildet ist, und mit 34 eine schwärzlich gefärbte Schicht von Kupferoxid.
BEISPIEL 3C
Vier Stücke der gleichen PET-Folie wie in Beispiel 1C verwendet wurden vorbereitet und auf ähnliche Weise durch Glimmentladung vorbehandelt. Jedes Stück der PET-Folie wurde gegenüber einem Kupfer-Target im Vakuumbehälter einer Magnetron-Sputtervorrichtung gelegt und die Luft im Behälter wurde vollständig durch Argongas ersetzt, um ein Vakuum von 2 × 10^–3 Torr zu erhalten. Bei diesem Arbeitsdruck und bei Anlegung eines elektrischen Stroms von 9 kW (Gleichstrom) wurde Kupfer auf der Folie abgeschieden, wobei die Folie mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min bewegt wurde. Dieses Verfahren wurde dreimal wiederholt, um ein Kupfer-Dünnschicht mit einer Dicke von 0,12 μm (±0,01) abzuscheiden.
Ein Teil von jedem Stück der Folie wurde abgeschnitten und zur Prüfung um 180° gebogen, aber es war aussichtslos, die Dünnschicht abzulösen.
Als nächstes wurden die vier Stücke der so erhaltenen PET-Folie über der Oberfläche der Kupfer-Dünnschicht photolithographisch behandelt, um Gittermuster mit quadratischen Öffnungen und unterschiedlichem Öffnungsverhältnis zu bilden. Genauer wurde die Dünnschichtoberfläche jedes Folienstücks mit einem positiven Photoresist (photozersetzbarer Typ) mit einer Dicke von 2 μm beschichtet. Negative Maskenfilme, alle mit einer Linienbreite von 15 μm, aber mit einem unterschiedlichen Abstand, nämlich 100 μm, 150 μm, 200 μm bzw. 250 μm im Abstand, wurden erstellt und im engen Kontakt mit den Beschichtungsoberflächen der betreffenden Folienstücke im Vakuum gehalten und anschließend mit einer Ultraviolett-Lichtquelle bei 110 mJ/cm² bestrahlt. Der Resist des belichteten Musterbereichs jedes Filmstücks wurde zur Entfernung durch Auflösen entwickelt (wobei der Resist in engem Kontakt mit den Musteröffnungsbereichen blieb).
Anschließend wurde die Kupfer-Dünnschicht auf jedem wie vorstehend erhaltenen Stück der PET-Folie gebildeten quadratischen Gittermuster mit Kupfer unter den folgenden Bedingungen elektrolytisch plattiert, um die Dünnschicht mit einer Kupfer-Dickschicht zu überschichten und ein Kupfermuster zu bilden. Schließlich wurde der Resistfilm, der in den Musteröffnungsbereichen verblieb, durch Auflösen entfernt. Mit dem als Kathode dienenden Muster und mit einer als Plattierbad verwendeten und als Anode dienenden wässrigen Lösung einer Mischung von Kupfersulfat und Schwefelsäure wurde die Dünnschicht bei einer Badtemperatur von 23°C, einer Stromdichte von 1,7 A/dm² und einer Plattierrate von 0,3 μm/min elektrolytisch plattiert. Die so behandelten vier Folienstücke hatten alle eine Dicke von 2,5 μm des Kupfermusters, das sich aus der elektrolytischen Plattierung ergab.
Jedes der vier Stücke PET-Folie mit dem Kupfermuster auf der Kupfer-Dünnschicht wurde anschließend unter den folgenden Bedingungen chemisch geätzt, um die Kupfer-Dünnschicht von den Musteröffnungsbereichen durch Auflösen zu entfernen. Die PET-Folie in ihrer Gesamtheit wurde in eine Ätzvorrichtung positioniert und in Kontakt mit einem Ätzmittel Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure bei 20°C für 30 s gehalten. Die Kupfer-Dünnschicht wurde aus den Musteröffnungsbereichen durch Auflösen entfernt, wonach der Ätzvorgang unterbrochen wurde und anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet wurde. Die so erhaltenen Folienstücke hatten alle eine Dicke des sich ergebenden Kupfermusters von 2,41 (±0,01) μm. Diese Dicke unterscheidet sich nicht wesentlich von der Dicke (2,5 μm) vor dem Ätzen. Es wird angenommen, dass dies dem folgenden zuzuschreiben ist. Der Kupfermusterbereich wird gleichzeitig mit der Kupfer-Dünnschicht der Musteröffnungsbereiche geätzt, während es einen großen Unterschied zwischen der Dicke der beiden gibt, und es tritt ein Unterschied zwischen den beiden in der Qualität der Schichten auf, mit dem Ergebnis, dass die Kupfer-Dünnschicht bevorzugt geätzt wird.
Das Kupfermuster war kleiner als das durch das Verfahren von Beispiel 1 erhaltene bezüglich der Verkleinerung der Linienbreite und wurde in einem Verhältnis von 1:1 reproduziert. Als nächstes wurden gebrannter Kalk, Kasein und Kaliumsulfid mit Schwefel, das als Hauptkomponente diente, vermischt und die Mischung wurde in destilliertem Wasser gelöst. Die Kupfermusteroberfläche wurde in engem Kontakt mit der Lösung, die als Sulfidierbad diente, bei 40°C für etwa 60 s gehalten, dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Oberfläche färbte sich schwarz und die Farbe war dunkler und lebendiger als die von der Kupferoxidschicht von Beispiel 2C.
Als nächstes wurde ITO gesputtert, um einen Überzug über der ganzen Oberfläche des gefärbten Kupfermusters von jedem Stück der PET-Folie mit dem so gefärbten Kupfermuster zu bilden. Der Sputtervorgang wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1C durchgeführt, außer dass die Sputterzeit 8 s betrug. Der durch Sputtern abgeschiedene ITO-Film hatte eine Dicke von 410 Å und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 300 Ω/☐.
Bezüglich der Abschirmeingenschaften gegen elektromagnetische Wellen, Tt und des Moire-Effekts relativ zur Linienbreite/zum Abstand des gebildeten Kupfermusters wurden die erhaltenen vier Stücke der Folien gemessen. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.
VERGLEICHSBEISPIEL 1C
Vier Stücke von PET-Folie wurden hergestellt, die unterschiedliche quadratische Kupfermuster hatten, indem das Kupfermuster auf jedem Stück unter genau den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3C gebildet wurde, außer dass keine ITO-Dünnschicht gebildet wurde. Jedes dieser erhaltenen Folienstücke wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3C geprüft, wobei die Ergebnisse in Tabelle 3 angegeben sind.
VERGLEICHSBEISPIEL 2C
Die gleiche PET-Folie wie in Beispiel 1C verwendet wurde in ähnlicher Weise durch die Glimmentladung vorbehandelt und ITO wurde auf der ganzen vorbehandelten Oberfläche durch Sputtern unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3C abgeschieden, um eine ITO-Dünnschicht mit der gleichen Dicke zu bilden. Die erhaltene PET-Folie mit der nur darauf gebildeten transparenten ITO-Dünnschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3C geprüft. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.
VERGLEICHSBEISPIEL 3C
Das Verfahren von Beispiel 1C wurde durchgeführt, um eine ITO-Dünnschicht auf der ganzen Oberfläche der PET-Folie und ein Kupfer-Gittermuster auf der Dünnschicht unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1C zu bilden, mit der Ausnahme, dass ein negativer Maskenfilm mit einem Bild von quadratischen Gittermustern verwendet wurde, das eine Linienbreite von 30 μm und einen Abstand von 180 μm aufwies. Die Messungen, die von der erhaltenen Folie in der gleichen Weise wie in Beispiel 1C erhalten wurden, sind in Tabelle 3 gezeigt, die ergeben, dass der Moire-Effekt auftrat.
Tabelle 3 zeigt, dass eine übermäßig höhere Abschirmwirksamkeit gegen elektromagnetische Wellen durch die Kombination des Kupfermusters und der ITO-Dünnschicht gebildet wird als wenn nur eine dieser Schichten allein bereitgestellt wird. Ferner ergibt sich eine synergistische Wirksamkeit, insbesondere bei elektromagnetischen Wellenlängen von mehr als 100 MHz. Dies ist ein überraschendes Ergebnis.
Im Hinblick auf die Ausgewogenheit zwischen Transparenz und Abschirmeigenschaften ist die entsprechende Verringerung in den Wellenabschirmeigen schaften gering, wenn die Transparenz erhöht wird. Dies verweist darauf, dass die Transparenz erhöht werden kann, ohne die Abschirmeigenschaften zu verschlechtern, welches ein Merkmal darstellt, das hoch zu bewerten ist.
Die vorliegende Erfindung, welche die transparenten Abschirmelemente des vorstehenden Aufbaus bereitstellt, weist die folgenden Vorteile auf.
Erster Aspekt der Erfindung
Das leitende netzartige Muster aus Kupfer ist über dem transparenten Substrat gebildet, mit einer Dünnschicht aus Kupfer (oder einer Legierung davon), die dazwischengeschaltet ist und direkt durch Sputtern oder eine ähnliche Technik gebildet wird, so dass das Muster mit einer hohen Festigkeit an dem Substrat gebunden ist. Das Element ist daher biegebeständig, bewahrt das Muster vor Trennung, selbst bei Einsatz bei hohen Temperaturen oder hoher Feuchtigkeit über einen längeren Zeitraum.
Da das leitende Kupfermuster wie vorstehend angegeben direkt gebildet wird, anders als bei der gängigen Praxis ohne die Verwendung eines Klebstoffs oder dgl., ergibt sich keine Verschlechterung der Transparenz, die sich aus der Verwendung eines solchen Mittels ergeben würde.
Der spezifische elektrische Widerstand des leitenden Musters, der für eine hohe Abschirmeigenschaft erforderlich ist, ist in einem engeren Bereich, wobei Kupfer mit einer größeren Dicke plattiert ist. Das Element zeigt daher eine Abschirmwirksamkeit gegen elektromagnetische Wellen und besitzt eine hohe Transparenz.
Das transparente Abschirmelement der Erfindung kann durch das Verfahren nach Punkt 9 hergestellt werden, welches eine Seitenätzung des Musters unwahrscheinlich macht, was die leichte Herstellung gewährleistet und eine hohe Ausbeute erreicht.
Die Oberflächenschicht des leitenden netzartigen Musters kann braun bis schwarz mit Kupferoxid oder Kupfersulfid gefärbt werden. Die Anwesenheit der gefärbten Schicht führt zu einer angenehmen Betrachtung und verringert die optische Ermüdung, selbst wenn die Vorrichtung, die mit dem Element ausgerüstet ist, über einen langen Zeitraum betrachtet wird.
Zweiter Aspekt der Erfindung
Das Element der Erfindung hat die beschriebene Struktur und damit die folgenden Vorteile.
Das transparente Element der Erfindung zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen besitzt eine hohe Abschirmeigenschaft und Transparenz und weist ferner Eigenschaften auf, die das Auftreten des Moire-Effekts, der gewöhnlich auftritt, beseitigen oder verringern. Das netzartige Kupfermuster hat eine braun bis schwarz gefärbte Oberfläche, was eine verbesserte Sichtbarkeit gewährleistet.
Aufgrund dieser Eigenschaften blockiert das transparente Element bei Installation an der Vorderseite des Bildschirms des PDP oder dgl. vollständig die elektromagnetischen Wellen, die von dem PDP oder ähnlichen Geräten emittiert werden oder die von außerhalb empfangen werden, was eine klare und komfortable Sicht der Bildschirmbilder ermöglicht.
Das transparente Abschirmelement eignet sich auch für CRT und andere elektronische Informationsvorrichtungen neben PDP, wobei es das Innere der Vorrichtung sichtbar macht und die elektromagnetischen Wellen, die durch die Vorrichtung emittiert werden oder umgekehrt von anderen Vorrichtungen empfangen werden, blockiert, um zu verhindern, dass die Wellen einen fehlerhaften Arbeitsschritt verursachen.
Dritter Aspekt der Erfindung
Eine größere Verbesserung ergibt sich bei der Blockierung von elektromagnetischen Wellen als wenn die Schichtkomponenten einzeln bereitgestellt werden (nur das Kupfermuster oder nur die leitende transparente Dünnschicht) und es wird insbesondere eine synergistische Verbesserung im hohen elektromagnetischen Wellenlängenbereich erzielt.
Es ist möglich geworden, eine verbesserte Transparenz ohne Verschlechterung der Abschirmwirksamkeit zu ergeben. Dies beseitigt die Widerspruchsbeziehungen, die allgemein zwischen den beiden Eigenschaften existieren.
Die braun bis schwarz gefärbte Schicht, die über der Oberfläche des netzartigen Kupfermusters aufgebracht ist, liefert Sichtbarkeit. Ferner kann der Moire-Effekt, der insbesondere im Fall von Kupfer-Gittermuster mit quadratischen oder rechteckigen Öffnungen auftritt, beseitigt oder verringert werden.
Wegen dieser beschriebenen Vorteile findet das transparente Element ein weiteres Anwendungsfeld zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen für PDP, CRT und andere elektronische Geräte, die elektromagnetische Wellen emittieren.

Claims

Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch leitendes netzartiges Muster auf einem Substrat (1) durch Bilden einer Dünnschicht (2) von Kupfer oder einer Legierung davon auf dem Substrat durch ein physikalisches Dünnschicht-Formgebungsmittel und Bilden einer Kupfer-Dickschicht (4) auf der Dünnschicht durch ein Plattiermittel aufgebracht ist, so dass das Element eine Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 50% erhält, wobei das netzartige Muster einen spezifischen elektrischen Widerstand von bis zu 200 mΩ/☐ aufweist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 1, wobei ferner eine braun bis schwarz gefärbte Schicht (5) über der Kupfer-Dickschicht (4) gebildet ist, wobei die gefärbte Schicht (5) bevorzugt ein Kupferoxid oder Kupfersulfid umfasst.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 1, wobei das transparente Substrat (1) eine Platte/Folie aus thermoplastischem Harz mit einer Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 65% ist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel ein Sputterverfahren oder ein Ionenplattierverfahren ist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Plattiermittel ein elektrolytisches Plattierverfahren ist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Dünnschicht aus Kupfer oder Legierung (2) eine Dicke von 100 bis 2.000 Å aufweist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kupfer-Dickschicht (4) eine Dicke von 1 bis 10 μm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines transparenten Elements zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte A bis E beinhaltet Schritt A: der Schritt des Sputterns von Kupfer oder einer Legierung davon auf eine Oberfläche einer Platte/Folie von thermoplastischem Harz mit einer Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 65%, um eine Dünnschicht mit einer Dicke von 100 bis 2.000 Å zu bilden, Schritt B: der Schritt der Entwicklung der Dünnschicht durch Photolithographie, um ein netzartiges Muster freizulegen, Schritt C: der Schritt des elektrolytischen Plattierens des netzartigen Musters mit Kupfer, um eine Kupfer-Dickschicht mit einer Dicke von 1 bis 10 μm zu bilden, Schritt D: der Schritt des Entfernens des verbleibenden Resists aus Öffnungsteilen des netzartigen Musters, Schritt E: der Schritt des chemischen Ätzens der gesamten sich ergebenden Oberfläche, um die Dünnschicht von Kupfer oder einer Legierung davon von den Öffnungsteilen des netzartigen Musters durch Auflösen zu entfernen, um ein elektrisch leitendes netzartiges Muster zu erhalten, das die Dickschicht von Kupfer oder einer Legierung davon, gebildet durch Sputtern, und die Kupfer-Dickschicht, gebildet durch elektrolytisches Plattieren und über der Dünnschicht geschichtet, umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines transparenten Elements zur Abschirmung von elektromagnetischen Wellen nach Anspruch 8, welches ferner den folgenden Schritt F beinhaltet Schritt F: der Schritt der Oxidation oder Sulfidierung der Kupferoberfläche des sich ergebenden leitenden netzartigen Musters, um eine braune bis schwarze Oberflächenschicht aus Kupferoxid oder Kupfersulfid zu bilden.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 1, in welchem das netzartige Muster ein auf einer transparenten Platte/Folie (21) gebildetes und überwiegend aus Kupfer bestehendes netzartiges Kupfermuster (2P) umfasst, wobei das netzartige Kupfermuster eine Linienbreite von 1 bis 25 μm und ein Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% aufweist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 10, wobei ferner eine braun bis schwarz gefärbte Schicht (24) auf der Oberfläche des netzartigen Kupfermusters (2P) gebildet ist, wobei die braun bis schwarz gefärbte Schicht (24) Kupferoxid oder Kupfersulfid umfasst.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die transparente Platte/Folie (21) eine Platte/Folie aus einem thermoplastischen Harz mit einer Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 60% und einer Dicke von 0,05 bis 5 mm ist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das netzartige Kupfermuster (2P) eine Kupfer-Dünnschicht (22), die überwiegend aus Kupfer besteht, durch physikalische Dünnschicht-Formbildungsmittel gebildet ist und als Grundschicht dient, und eine Kupfer-Dickschicht (23), die über der Kupfer-Dünnschicht (22) durch ein Plattiermittel gebildet ist, umfasst.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Kupfer-Dünnschicht (22), die überwiegend aus Kupfer besteht, eine Dicke von 50 Å bis 1 μm aufweist und die Kupfer-Dickschicht (23) eine Dicke von 1 bis 15 μm aufweist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das netzartige Kupfermuster (2P) quadratische oder rechteckige Öffnungen aufweist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 1, in welchem das netzartige Muster ein überwiegend aus Kupfer bestehendes netzartiges Kupfermuster (3P) und eine elektrisch leitende transparente Dünnschicht (32) umfasst, die über einer transparenten Platte/Folie (31) gebildet sind, so dass sich eine Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 50% für das transparente Element ergibt.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 16, wobei ferner eine braun bis schwarz gefärbte Schicht (33) auf dem netzartigen Kupfermuster (3P) gebildet ist, wobei die braun bis schwarz gefärbte Schicht (33) vorzugsweise ein Kupferoxid oder Kupfersulfid umfasst.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei die transparente Platte/Folie (31) eine Platte/Folie aus thermoplastischem Harz mit einer Gesamtdurchlässigkeit von mindestens 60% ist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das netzartige Kupfermuster (3P) ein quadratisches oder rechteckiges Gittermuster mit einer Linienbreite von 1 bis 25 μm und einem Öffnungsverhältnis von 56 bis 96% ist.
Transparentes Element zur Verwendung als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen nach Anspruch 18, wobei die leitende transparente Dünnschicht (32) eine Dicke von 100 bis 1.500 Å aufweist.
Verwendung eines transparenten Elements nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 und 10 bis 20 als Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen.