JP2003318593A - 電磁波シールド性光透過窓材及びその製造方法 - Google Patents
電磁波シールド性光透過窓材及びその製造方法Info
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Abstract
ーンを有する導電層が設けられた電磁波シールド性光透
過窓材及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 透明基板上に、導電性微粒子分散液をイ
ンクジェットヘッドからメッシュパターン状に噴霧する
ことにより、メッシュパターン状の導電層を形成し、次
いで高温で焼成することを特徴とする電磁波シールド性
光透過窓材の製造方法及びこの方法により得られる、線
幅の小さい、開口率の大きいメッシュパターンを有する
導電層が設けられた電磁波シールド性光透過窓材。
Description
ィスプレーパネル)の前面フィルタや、病院などの電磁
波シールドを必要とする建築物の窓材料(例えば貼着用
フィルム)等として有用な電磁波シールド性光透過窓材
及びその製造方法に関する。
もない、これらの機器から発生する電磁波によりもたら
される人体への影響が懸念されている。また、電磁波に
より精密機器の誤作動等を起こす場合もあり、電磁波が
問題視されている。
前面フィルタとして、電磁波シールド性を有し、かつ光
透過性の窓材が開発され、実用に供されている。このよ
うな窓材はまた、携帯電話等の電磁波から精密機器を保
護するために、病院や研究室等の精密機器設置場所の窓
材としても利用されている。
は、主に、金網のような導電性メッシュ材又は透明導電
性フィルムをアクリル板等の透明基板の間に介在させて
一体化した構成を有するものである。電磁波シールド性
光透過窓材に用いられている導電性メッシュは、通常、
線径10〜500μmで、5〜500メッシュ程度のも
のであり、開口率は75%未満である。
は、一般に、メッシュを構成する導電性繊維の線径が太
いものは目が粗く、線径が細くなると目が細かくなって
いる。これは、線径の太い繊維であれば、目の粗いメッ
シュとすることは可能であるが、線径の細い繊維で目の
粗いメッシュを形成することは非常に困難であることに
よっている。このため、このような導電性メッシュを用
いた従来の電磁波シールド性光透過窓材では、光透過率
の良いものでも、高々70%程度であり、良好な光透過
性を得ることができないという欠点があった。
シールド性光透過窓材を取り付ける発光パネルの画素ピ
ッチとの関係で、モアレ(干渉縞)が発生し易いという
問題もあった。
過性と電磁波シールド性とを両立させることが考えられ
るが、透明導電性フィルムは、筐体と導通させることが
容易ではないとの不利がある。即ち、導電性メッシュで
あれば、上述の如く、導電性メッシュの周縁部を透明基
板周縁部からはみ出させ、このはみ出し部分を折り曲
げ、この折り曲げた部分から筐体との導通を図ることが
できるが、透明導電性フィルムでは、その周縁部を透明
基板周縁部からはみ出させて曲げると、この折り目部分
でフィルムが裂け、筐体と導通させることができない。
の透明基板の接着面に透明導電性膜を直接成膜すること
も考えられるが、この場合には、透明導電性膜が他方の
透明基板で覆われるため、透明導電性膜から筐体へ導通
させることができない。
合には、例えば、透明基板に貫通孔を形成して透明導電
性フィルムとの導通路を設けるなどの設計変更が必要と
なり、電磁波シールド性光透過窓材の組み立てや筐体へ
の組み込み作業が複雑となる。
防止すると共に、光透過性、電磁波シールド性、熱線
(近赤外線)カット性がいずれも極めて良好な電磁波シ
ールド性光透過窓材とするために、導電性インキを、線
幅200μm以下、開口率75%以上の格子状に透明板
の表面にパターン状にスクリーン印刷により印刷してな
るものが提案されている。
は、パターン印刷により、所望のパターン形状の導電層
を形成することができることから、線幅や間隔、網目形
状の自由度は導電性メッシュに比べて格段に大きく、線
幅200μm以下、開口率75%以上という細線で開口
率の高い格子状の導電層であっても容易に形成可能であ
る。そして、このような細線で目の粗い導電層を形成し
た導電性印刷膜であれば、良好な光透過性を得ることが
できると共に、モアレ現象をかなり防止することができ
る。
チ幅に存在する線の数から計算で求めたものである。
者等の検討によれば、上記パターン印刷による方法で
は、線幅を十分に小さくすることは困難であることが明
らかとなった。即ち、スクリーン印刷による方法では、
スクリーン目がつぶれやすく、線幅は30μmが限界
で、この程度の線形ではディスプレイの画素に対してモ
アレが発生する場合がある。さらに、メッシュパターン
を変える毎に、スクリーンの印刷版を作製し直す必要が
あり煩雑であるとの問題点もある。
決するものであり、線幅の小さい、開口率の大きいメッ
シュパターンを有する導電層が設けられた電磁波シール
ド性光透過窓材を提供することを目的とする。
を簡易に製造する方法を提供することを目的とする。
に、導電性微粒子分散液をインクジェットヘッドからメ
ッシュパターン状に噴霧することにより、メッシュパタ
ーン状の導電層を形成することを特徴とする電磁波シー
ルド性光透過窓材の製造方法;透明基板上に、導電性微
粒子分散液をインクジェットヘッドからメッシュパター
ン状に噴霧することにより、メッシュパターン状の導電
層を形成し、次いで高温で焼成することを特徴とする電
磁波シールド性光透過窓材の製造方法;及び透明基板上
に、導電性微粒子分散液をインクジェットヘッドからメ
ッシュパターン状に噴霧することにより、メッシュパタ
ーン状の導電層を形成し、次いで高温で焼成した後、該
焼成された電導層上に、さらに金属メッキを施すことを
特徴とする電磁波シールド性光透過窓材の製造方法にあ
る。
属、合金、金属酸化物又は半金属酸化物の微粒子である
ことが、良好な導電性を得る上で好ましい。その平均粒
径は0.0005〜15μmの範囲、特に0.01〜
0.5μmの範囲が、小さい線幅を得るために好まし
い。上記導電性微粒子分散液は、一般に導電性微粒子が
バインダ及び有機溶剤を含む混合液中に分散されてなる
ものである。良好な分散状態が得られる。導電性微粒子
は、銀、銅又はアルミニウムの微粒子であることが好ま
しい。上記焼成温度は、一般に、200〜500℃であ
る。金属メッキに使用する金属が、生産性、導電性の観
点から、銅であることが好ましい。
り得られる電磁波シールド性光透過窓材にもある。
パターン状の導電性微粒子からなる導電層が設けられ、
該メッシュパターンが線幅5〜15μmで、開口率75
〜95%であることを特徴とする電磁波シールド性光透
過窓材にある。
であり、その開口率80〜95%であることが好まし
い。その他の好ましい態様は上記方法で述べたものを適
用することができる。
窓材の製造方法は、透明基板上に、導電性微粒子分散液
をインクジェットヘッドからメッシュパターン状に噴霧
することにより、メッシュパターン状の導電層を形成す
ることに特徴を有する。そして形成されたメッシュパタ
ーン状の導電層は次いで高温で焼成して、バインダ等の
有機物を除去し、高導電性の膜することが好ましい。さ
らに導電性を高めるため、焼成された導電層上に、さら
に金属メッキを施すことが好ましい。
に対して)を有する基板であれば良く、その材料の例と
して、ガラス;或いはポリエステル(例、ポリエチレン
テレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレー
ト)、アクリル樹脂(例、ポリメチルメタクリレート
(PMMA))、ポリカーボネート(PC)、ポリスチ
レン、セルローストリアセテート、ポリビニルアルコー
ル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラ
ール、金属イオン架橋エチレン−メタクリル酸共重合
体、ポリウレタン、セロファン等を挙げることができ
る。これらの中で、加工処理(加熱、溶剤、折り曲げ)
による劣化が少なく、透明性の高い材料であるガラス、
PET、PC、PMMAが好ましい。
光透過窓材の用途等によっても異なるが、通常の場合1
μm〜5mmの範囲、特に10μm〜1mmの範囲にあ
ることが好ましい。特にガラスが好ましい。
ンクジェットヘッドからメッシュパターン状に噴霧され
る。
(樹脂)及び界面活性剤等の添加剤と、有機溶剤との混
合液(一般に溶液)に、導電性微粒子を分散させたもの
である。
酸化物又は半金属酸化物の微粒子を挙げることができ、
具体的には、アルミニウム、ニッケル、インジウム、ク
ロム、金、バナジウム、すず、カドミウム、銀、プラチ
ナ、銅、チタン、コバルト、鉛等の金属又はこれらの合
金、或いはITO等の金属酸化物又は半金属酸化物(導
電性酸化物)が好ましい。その平均粒径は0.0005
〜15μmの範囲、特に0.01〜0.5μmの範囲
が、小さい線幅を得るために好ましい。また導電性微粒
子は、インクジェットヘッドより噴霧する際の分散液中
に一般に30〜70質量%、特に40〜60質量%の範
囲が好ましい。
して使用され、例えば水、或いは水と少なくとも1種の
水溶性有機溶剤から構成される。水溶性有機溶剤として
は、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、1,3−プロパンジオール、チオジグリコー
ル、モノアセチン、ジアセチン、プロピレングリコール
等の多価アルコールを挙げることができ、これらは単独
でも2種以上組み合わせて使用することもできる。
合は、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶
剤;トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;エタノー
ル、IPA等のアルコールを使用することができる。前
記水系溶剤にもこれらを適宜用いても良い。
般に使用されるが、導電性微粒子の分散性が保持できれ
ば有機溶剤及び添加剤だけでバインダは使用しなくても
良い。バインダは、一般に導電性微粒子の分散剤の役目
を担うものであり、例えばランダム重合体及び構造重合
体(例、ブロック共重合体、枝分かれ重合体)、或いは
グラフト重合体を挙げることができる。重合体の例とし
ては、スチレン、置換スチレン及び(メタ)アクリル酸
エステルから選ばれる少なくとも1種と、(メタ)アク
リル酸との共重合体を挙げることができる。このような
重合体としては、アニオン系、カチオン系、非イオン系
のいずれでも良い。更にポリビニルアルコール等の水溶
性樹脂も使用することができる。
インダとしては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂が好
ましく、アクリル樹脂としてスチレン、置換スチレン及
び(メタ)アクリル酸エステルから選ばれる少なくとも
1種と、(メタ)アクリル酸との共重合体が好ましい。
これらの樹脂は酸価の高いものが好ましい。これにより
導電性微粒子の分散性を向上させることができる。
するシリコーン系界面活性剤、フッ素原子含有界面活性
剤を挙げることができ、例えば特開平11−43639
号公報の一般式で表される化合物を挙げることができ
る。
オン性シロキサンポリオキシアルキレン、シロキサンブ
ロックとオキシアルキレンブロックからなる共重合体等
を挙げることができる。
インダ、界面活性剤、分散剤を混合し、続いて該微粒子
を分散または脱凝集することによって行う。この工程
は、水平小型ミル(horizontal mini mill)、ボールミ
ル(ballmill )、磨砕機で行うことができる。あるい
は、混合物を、水性キャリア媒体である有機溶剤中の導
電性微粒子の均一分散体を作るために、少なくとも10
0psiの液圧で液体ジェットインタラクションチャン
バーにある複数のノズルに通過させることで達成するこ
とができきる。
ェット用のインクと同様に濃縮状態で作製することが望
ましく、これにより製造プロセスおよび装置の効率を最
大限にすることができる。濃縮された導電性微粒子分散
液は、インクジェットプリント装置で使用する際に適当
な濃度に希釈される。希釈は、水および(または)適当
な溶媒を添加することで行う。希釈することで、導電性
微粒子分散液を用途に合わせて所定の粘度、色、飽和密
度、およびプリント領域付着量に調製する。
よりメッシュパターン状に噴霧する際、下記の条件によ
り噴霧作業性、噴霧状態が影響を受ける。
特性噴射速度、インク滴の分離長(separation length
)、インク滴サイズ、流れ安定性は、インクの表面張
力および粘性によって著しく影響を受ける。インクジェ
ットプリント装置で使用するのに適当な導電性微粒子分
散液(顔料系インクジェットインクと言える)は、約1
5dyne/cmから約70dyne/cm、好ましく
は15dyne/cmから約35dyne/cmの範囲
内の表面張力を有することが好ましい。許容できる粘度
は20cps以下であり、好ましくは約1.0cpsか
ら約15.0cpsまでの範囲内である。導電性微粒子
分散液は、吐出状態の幅広い範囲に対応可能な物理的特
性、すなわちサーマル式のインクジェットプリント装置
の駆動電圧およびパルス幅、ドロップオンデマンド方式
の装置またはコンティニュアス方式の装置のいずれか一
方のピエゾ素子の駆動周期、さらにノズルの形状および
寸法に対応する特性を有する。
しては、一般にコンティニュアス方式を用いるが、他の
どのようなインクジェット記録方式も用いることができ
る。例えばオンデマンド型方式があげられる。オンデマ
ンド型方式としては、電気−機械変換方式(例えば、シ
ングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダ
ー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォ
ール型、ピエゾ電気式ドロップオンデマンド等)、電気
−熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バ
ブルジェット(登録商標)型等)、静電吸引方式(例え
ば、電界制御型、スリットジェット型等)、及び放電方
式(例えば、スパークジェット型等)などを具体的な例
として挙げることができる。特開平11−43639号
公報(例、図1)に記載のインクジェット記録装置も利
用することができる。
性微粒子分散液)に圧力をかけ、連続してインクを噴射
させる方式である。ノズルは圧電素子により一定間隔で
振動することで液滴の形成を助けている。インク液滴の
経路には帯電電極と偏光電極が配されている。インク液
滴は帯電電極を通過する際に選択的に帯電され、帯電し
た液滴は偏向電極により軌道が曲げられる。帯電した液
滴と帯電しない液滴は、その軌道が異なるため、被記録
剤に着弾し、画像を形成する液滴と、ガターにより回収
される液滴に分離される。
にわたる優れた保存安定性を有し、さらにインクジェッ
ト装置内で目詰まりを生ずることはない。フィルム等の
透明基板へのインクの固定は、加熱することで重合体ラ
テックス等のバインダを合体させることによって素早く
かつ正確に行うことができる。
微粒子分散液は、上記のインクジェット装置を用いて、
透明基板上にメッシュパターン状に噴霧され、乾燥され
る。こうして形成されるメッシュパターンの線幅は、一
般に30μm以下、好ましくは5〜15μmで、特に5
〜12μmを有する。また、開口率は75〜95%であ
ることが好ましく、特に80〜95%である。
角形など任意の形状とすることができるが、一般に角形
であり、特に正方形であることが好ましい。
は、一般に高温で焼成される。
図1に示されている。透明基板1上に、導電性微粒子2
とこれを被覆又は付着した有機成分3とがインクジェッ
トヘッドから噴霧により設けられ、ついで焼成すること
により有機成分3は除去され導電性微粒子2同士が付着
又は融着する。これにより電気抵抗の高い有機成分が除
去され、電気抵抗低い金属粒子のみ残るため、抵抗値が
低い導電層が得られる。従って、得られる窓材の電磁波
シールド効果が向上する。尚、この焼成工程を行う場合
は、できるだけ高温(好ましくは400〜500℃)で
行うことが有利であるので、透明基板はガラス等の耐熱
性の材料を用いることが好ましい。
ものではないが、一般に0.5〜100μmの範囲であ
る。この導電層の厚さは、薄過ぎると電磁波シールド性
が低下するので好ましくなく、厚過ぎると得られる電磁
波シールド性光透過窓材自体の厚さに影響を及ぼすと共
に、視野角を狭くしてしまうことから、0.5〜100
μmの範囲にするのが好ましい。
効果を高めたい場合には、導電層上にメッキ層を形成す
ることが好ましい。この場合、導電層の厚さを、低い値
に抑えることができる。
銅、ニッケル、クロム、亜鉛、スズ、銀及び金を挙げる
ことができる。これらは単独で使用しても、2種以上の
合金として使用しても良い。メッキ処理としては、通常
の液相メッキ(電解メッキ、無電解メッキ等)により一
般に行われる。
mの範囲、2〜5μmが好ましい。厚さが1μm未満で
は、電磁波シールド効果付与が充分でなく、10μmを
超えるとメッキ層が幅方向に広がりやすくなり、線幅が
太くなる傾向になる。
造方法においては、所望により防眩層等、他の層を設け
るための工程をさらに行っても良い。防眩層は、たとえ
ば黒化処理、即ち金属膜の酸化処理、クロム合金等の黒
色メッキ、黒又は暗色系インキの塗布、により形成する
ことができる。
発明の電磁波シールド性光透過窓材は、例えば図2に示
す様な正面図を有する。透明基板1上に格子状の導電層
5が形成されている。この導電層の線幅が、5〜15μ
mであることが好ましく、特に5〜12μmであること
が好ましい。この導電層の表面にメッキ層を形成しても
良い。
より導電層を形成することにより、線幅を極めて小さく
することが可能である。その際前記のようにインクジェ
ット印刷に使用される導電性微粒子分散液は、前記の組
成及び粘度を有することが好ましい。線幅を小さくする
ことにより、ディスプレイの画素に対してモアレの発生
を抑えることができ、透明性を向上させる開口率も大き
くすることができる。また単にインクジェットで印刷す
るとの極めて簡単な操作で、導電層を設けることが可能
であり、さらに印刷原板の作製無しに自由にパターンの
形成が可能であることから、生産性の極めて高い方法で
あると言うことができる。また上記線幅の小さい電磁波
シールド性光透過窓材は今まで得られなかったものであ
り、新規な窓材と言うことができる。
る場合はその上の表面抵抗率は、3Ω/□以下が好まし
く、特に1Ω/□以下が好ましい。表面抵抗率が3Ω/
□を超えると導電性が不充分で電磁シールド効果が満足
でるものではない。
であり、一般に75〜95%、特に80〜95%の範囲
が好ましい。
前述のように電磁波シールド性に優れ、モアレの発生が
ほとんどなく、また開口率も高いことから透明性にも優
れている。このため、本発明の窓材が、プラズマディス
プレー(PDP)の前面フィルムとして好適であり、ま
た病院等の電磁波シールド性を必要とされる建築物の窓
材料(例えば貼着用フィルム)等として有利に使用する
ことができる。
明する。 [実施例1]下記の配合の導電性微粒子分散液を混合
後、分散させ、次いで濃度調製することにより調製し
た。 (導電性微粒子分散液の配合) 銅微粒子(平均粒径0.20μm) 50質量部 アクリル樹脂 20質量部 ポリビニルアルコール 30質量部 水 適宜 透明基板としてガラス基板(厚さ3mm)の上に、上記
の配合の導電性微粒子分散液をインクジェットプリント
装置を用いてメッシュパターン状に印刷した。
間焼成を行い、導電層を形成した。
し、メッシュパターンの線幅が8μm、ドット(線で囲
まれた正方形)1個の大きさは1辺が234μmの正方
形状であり、ドット配列は正方格子状である。導電層の
厚さは、焼成後で10μmであった。
性窓材を得た。
た。 1)表面抵抗率(Ω/□) 得られた窓材の導電層又はメッキ層上の表面抵抗率をロ
レスタAP(三菱化学(株)製)を用いて、四端子法に
より測定した。 2)電界シールド効果(dB) 窓材を15×15cmに裁断し、周波数100MHzの
条件でKEC法により測定した。測定にはシールド特性
評価装置(アンリツ(株)製)を用いた。 3)磁界シールド効果(dB) 前記電界シールド効果の測定と同様に行った。 4)開口率(%) 日立分光光度計(U−4000;(株)日立製作所製)
を用いて波長550nmの光線透過率を測定し、空気界
面での反射ロスをキャンセルして開口率とした。
は、電磁波シールド性に優れ、モアレの発生がほとんど
なく、また開口率も高いことから透明性にも優れてい
る。このため、本発明の窓材は、プラズマディスプレー
パネル(PDP)の前面フィルムとして好適であり、ま
た病院等の電磁波シールド性を必要とされる建築物の窓
材料(例えば貼着用フィルム)等として有利に使用する
ことができる。また本発明の製造方法は上記のような優
れた性能の窓材を簡易に、高い生産性で製造することが
できるものである。
めの概略図である。
平面図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 透明基板上に、導電性微粒子分散液をイ
ンクジェットヘッドからメッシュパターン状に噴霧する
ことにより、メッシュパターン状の導電層を形成するこ
とを特徴とする電磁波シールド性光透過窓材の製造方
法。 - 【請求項2】 透明基板上に、導電性微粒子分散液をイ
ンクジェットヘッドからメッシュパターン状に噴霧する
ことにより、メッシュパターン状の導電層を形成し、次
いで高温で焼成することを特徴とする電磁波シールド性
光透過窓材の製造方法。 - 【請求項3】 透明基板上に、導電性微粒子分散液をイ
ンクジェットヘッドからメッシュパターン状に噴霧する
ことにより、メッシュパターン状の導電層を形成し、次
いで高温で焼成した後、該焼成された電導層上に、さら
に金属メッキを施すことを特徴とする電磁波シールド性
光透過窓材の製造方法。 - 【請求項4】 導電性微粒子が、金属、合金、金属酸化
物又は半金属酸化物の微粒子である請求項1〜3のいず
れかに記載の製造方法。 - 【請求項5】 導電性微粒子分散液が、導電性微粒子が
バインダ及び有機溶剤を含む混合液中に分散されてなる
ものである請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項6】 導電性微粒子が、銀、銅又はアルミニウ
ムの微粒子である請求項1〜5のいずれかに記載の製造
方法。 - 【請求項7】 焼成温度が、200〜500℃である請
求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項8】 金属メッキに使用する金属が、銅である
請求項3〜7のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかの製造方法によ
り得られる電磁波シールド性光透過窓材。 - 【請求項10】 透明基板上に、メッシュパターン状の
導電性微粒子からなる導電層が設けられ、該メッシュパ
ターンが線幅5〜15μmで、開口率75〜95%であ
ることを特徴とする電磁波シールド性光透過窓材。 - 【請求項11】 導電性微粒子が、金属、合金、金属酸
化物又は半金属酸化物の微粒子である請求項10に記載
の光透過窓材。 - 【請求項12】 電導層が焼成処理されている請求項1
0又は11に記載の光透過窓材。 - 【請求項13】 電導層上に、さらに金属メッキ層が形
成されている請求項10〜12のいずれかに記載の光透
過窓材。 - 【請求項14】 メッシュパターンの線幅5〜12μm
であることを特徴とする請求項10〜13のいずれかに
記載の光透過窓材。 - 【請求項15】 メッシュパターンの開口率80〜95
%である請求項10〜14のいずれかに記載の光透過窓
材。
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