JP2005064174A - 電磁波シールド体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 透明基板の視認性を損なうことが無く、例えパターンを狭くして十分な開口率を得ることができ、透光性とシールド性を両立させることができるとともに、透明基板のうねりによる影響を受けずに濃淡むらのないパターンを得ることのできる電磁波シールド体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 セパレータ２４の片側全表面に導電インクを塗布乾燥させて導電層２５を形成し、導電層２５の表面に黒色粘着層２６を黒色インクによりスクリーン印刷してパターン形成し、導電層２５を溶解するが、黒色粘着層２６を溶解しない溶媒により、黒色粘着層２６から露出した導電層２５の非パターン部である露出領域を溶解除去して中間体２９を形成する。そして、透明基板２０に上下逆にした中間体２９のパターン化された黒色粘着層２６及び導電層２５を転写した後、熱処理を加えて導電層２５を導電化して電磁波シールド層とし、電磁波シールド体を得る。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）、フィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤという）等の表示画面から放射される電磁波をシールドする電磁波シールド体及びその製造方法に関するものである。

カラーテレビには様々なタイプがあるが、近年、図６に示すカラーのＰＤＰ1が注目されている。このＰＤＰ1は、発光部であるパネル本体（図示せず）と、このパネル本体の前面に装着されてパネル本体を保護すると共に、電磁波の遮蔽等の機能を有する前面パネル２とを備え、周囲にフレーム３が装着されており、視野角、応答速度、鮮明性に優れるという特徴を有している。

前面パネル２は、図７に示すように、透明基板２０の表面に電磁波シールド層２１と無反射処理層２２とが順次積層され、透明基板２０の裏面には近赤外線吸収層２３が形成されている。透明基板２０には、電磁波をシールドして周囲の電子・電気機器や人体等に対する悪影響を抑制防止する電磁波シールド層２１が形成されるが、この電磁波シールド層２１を形成する場合には、例えば透明基板２０の表面に導電インクによりスクリーン印刷して網層をパターン形成し、この網層に透明の保護層をスクリーン印刷する方法が採用されている（特許文献１参照）。
特開平９−２８３９７７号公報

従来の電磁波シールド層２１は、以上にように透明基板２０に網層が導電インクにより単にスクリーン印刷されるが、これではパターンの形成に伴い、パターンによる乱反射で電磁波シールド体が全体として曇るので、電磁波シールド体に要求される重要な視認性を損なうという大きな問題がある。また近年、電磁波シールド体のパターンは、３０μｍ以下の狭い幅が求められているが、単なるスクリーン印刷では１００μｍ以上の幅となり、十分な開口率を得ることができない。また、十分な開口率を確保しようとすると、シールド性に悪影響を及ぼし、透光性とシールド性とを両立させることができないおそれが少なくない。

さらに、透明基板２０として、例えばフロートガラスを用いた場合、数十μｍ程度の厚さばらつき、表面のうねりを有しているので、これに印刷を施すと、表面のうねりの影響によりパターン線幅にばらつきを生じ、これが濃淡むらとなって認識され、表示機器としての品位を劣化させるという問題がある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、透明基板の視認性を損なうことが無く、例えパターンを狭くして十分な開口率を得ることができ、透光性とシールド性とを両立させることができるとともに、透明基板のうねりによる影響を受けずに濃淡むらのないパターンを得ることのできる電磁波シールド体及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明においては、上記課題を解決するため、透明基板の電磁波シールド層により電磁波をシールドするものであって、
電磁波シールド層を、透明基板の片面にパターン形成されて光線を吸収する黒色粘着層と、この黒色粘着層に形成される導電層とから構成したことを特徴としている。

また、本発明においては、上記課題を解決するため、電磁波をシールドするものの製造方法であって、
セパレータの片側全面に導電層を形成してこの導電層上には黒色粘着層をパターン形成する工程と、黒色粘着層を溶解しない溶媒を使用して黒色粘着層から露出した導電層の露出領域を溶解除去し、中間体を形成する工程と、この中間体のパターン化された導電層と黒色粘着層とを透明基板に転写する工程とを含んでなることを特徴としている。

なお、溶媒により露出領域が溶解除去される際の導電層を水溶性とするとともに、黒色粘着層を非水溶性とすることが好ましい。
また、黒色粘着層をスクリーン印刷によりパターン形成することが好ましい。

ここで、特許請求の範囲における透明基板としては、強化ガラスや半強化ガラスの他、歪みの問題を生じなければ、例えばアクリル基板等が使用される。この透明基板には、電磁波シールド層の他、無反射処理層や近赤外線吸収層を適宜形成することができる。導電層と黒色粘着層とは、最終的には格子形、ストライプ形、その他幾何学模様等にパターン形成され、電磁波シールド層を形成する。黒色粘着層の導電性の有無については特に問うものではない。

黒色粘着層のパターン形成には、生産性や量産性等に優れる安価なスクリーン印刷法を主に用いるが、オフセット印刷法等を用いることもできる。さらに、本発明に係る電磁波シールド体は、ＰＤＰの前面パネルの一部として使用されるが、なんらこれに限定されるものではない。例えば、ＦＥＤ等の他の機器に使用することができる。ＰＤＰには、ＤＣ型、ＡＣ型、ハイブリッド型等があるが、特に限定されるものではない。

以上のように本発明によれば、透明基板の視認性を損なうことが無く、パターンを狭くして十分な開口率を得ることができるという効果がある。また、透光性とシールド性とを両立させることができ、透明基板のうねりによる影響を受けずに濃淡むらのないパターンを有する電磁波シールド体を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における電磁波シールド体の製造方法は、図１ないし図５に示すように、セパレータ２４の片側に導電インクを塗布乾燥させて導電層２５を形成し、この導電層２５の表面に黒色粘着層２６を黒色インクによりスクリーン印刷してパターン形成し、導電層２５を溶解するものの、黒色粘着層２６を溶解しない溶媒Ｓにより、黒色粘着層２６から露出した導電層２５の非パターン部である露出領域２７を溶解除去して中間体２９を形成するとともに、透明基板２０に上下逆にした中間体２９のパターン化された黒色粘着層２６及び導電層２５を転写し、その後、熱処理を加えて導電層２５を導電化して電磁波シールド層２１とし、電磁波シールド体３０を得るようにしている。

セパレータ２４としては、例えばＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥ、フッ素樹脂等からなる厚さ２５〜２５０μｍ程度のフィルム基材に、必要に応じてシリコーン等の離型処理が施された公知のセパレータ２４が使用される。このセパレータ２４は、印刷時に濃淡むらを生じないよう、厚さばらつきの少ないものを選択することが好ましい。具体的には、１０μｍ以内、好ましくは５μｍ以内のばらつきのセパレータ２４を使用すると良い。

導電層２５は、樹脂バインダー（Ａ）と導電性付与フィラーとを含む導電インクからなり、硬化剤、架橋剤、重合禁止剤、レベリング剤、分散剤、消泡剤、増粘剤、沈殿防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤等が必要に応じて添加され、セパレータ２４の片側全表面に塗布形成される。この導電層２５は、熱処理により導電化して黒色粘着層２６と共に電磁波シールド層２１を形成する。

樹脂バインダー（Ａ）は、導電層２５の露出領域２７を溶解除去する時点において、黒色インクを構成する樹脂バインダー（Ｂ）を溶解しない適宜の溶媒Ｓに溶解するバインダーである必要がある。作業性や無害性を考慮すると、導電層２５の露出領域２７を除去するための溶媒Ｓとして、酸性、中性、アルカリ性、温水を含む水系のタイプを使用することが好ましい。このような水溶性の樹脂バインダー（Ａ）としては、ポリビニルアルコール、酸価８０〜５００ｍｇＫＯＨ程度の酸ポリマー等が例示される。

導電性付与フィラーとしては、入手の容易性、コスト、導電性、耐酸化性に優れる銀粒子が好ましい。この導電インクに用いられる銀粒子の平均粒径は、０．０５〜１μｍ、好ましくは０．０７〜０．８μｍが良い。

これは、平均粒径が０．０５μｍ未満の場合は、凝集しやすくなり、この凝集を抑えるために多量の分散剤の添加を必要とし、この分散剤が導電性に悪影響を与えるおそれが大きいためである。逆に、１μｍを超える場合には，銀粒子の脱落やはみ出しにより、パターンエッジの直線性に与える影響が大きくなり、微細なパターンを得ることが困難になるからである。導電インクは、加工法に応じ、溶剤等の添加により最適な性状に調整される。

なお、導電層２５を構成する成分として、黒色粘着層２６との密着性、機械的特性、耐久性、信頼性を向上させ、露出領域２７を除去する溶媒Ｓには、不溶の樹脂成分を全体の除去性を損なわない範囲で添加することができる。この際の添加量は、溶解性の樹脂１００質量部に対し、０．１〜３０質量部、好ましくは０．５〜２０質量部、より好ましくは１〜１０質量部の範囲が最適である。

黒色粘着層２６は、樹脂バインダー（Ｂ）と黒色の顔料、染料等の着色剤を含む黒色インクからなり、適宜の溶剤により粘度調整されるとともに、硬化剤、架橋剤、重合禁止剤、レベリング剤、分散剤、消泡剤、増粘剤、沈殿防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤等が必要に応じて添加されており、導電層２５上にスクリーン印刷により積層形成される。この黒色粘着層２６は、熱処理により導電化した導電層２５と共に電磁波シールド層２１を形成する。

黒色インクを構成する樹脂バインダー（Ｂ）としては、導電層２５の露出領域２７を溶解除去する時点において、導電層２５の露出領域２７除去用の溶媒Ｓに不溶の樹脂を用いる必要がある。特に、上記理由により、黒色インクに用いた樹脂バインダー（Ａ）が水溶性であれば、比較的極性の少ない樹脂を選択すれば、容易に非水溶性とすることができる。

また、印刷直後においては溶媒Ｓに可溶性であっても、加熱処理、ＵＶ照射等により黒色粘着層２６のみを不溶化することも可能である。例えば、低温硬化タイプのパーオキサイドを添加したアクリレート系粘着剤、光開始剤を添加したアクリレート系粘着剤等を用いる方法が例示される。

なお、導電層２５との密着性の向上を目的として、非溶解性を損なわない程度に溶解性樹脂を添加しても良い。この際の添加量は、非溶解性の樹脂１００質量部に対し、０．１〜３０質量部、好ましくは０．５〜２０質量部、より好ましくは１〜１０質量部の範囲が好適である。

さらに、導電層２５と黒色粘着層２６との密着性を向上させる場合には、一部双方が溶解する同種の溶媒を有するような組み合わせとすることが好ましい。このようにするためには、具体的には、導電インクの樹脂バインダー（Ａ）として酸価１００ｍｇＫＯＨのアルカリ可溶性であるアクリル基含有酸ポリマーを選択した場合、このものはメトキシブチルアセテート、酢酸カルビトール、グリコール類等の極性溶剤に溶解可能である。黒色インクに使用する樹脂バインダー（Ｂ）としては、非水溶性であり、上記極性溶剤に溶解可能な酸価５０ｍｇＫＯＨ以下、好ましくは２０ｍｇＫＯＨ以下のアクリル系粘着剤を選択する組み合わせが例示される。

透明基板２０は、例えば強化されて耐熱性や透光性に優れる平面略矩形のガラス板からなる。この透明基板２０は、例えば平坦なソーダライムガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が使用される。透明基板２０の厚さは、特に限定されるものではないが、重量、視認性や透光性の観点から薄い方が好ましいものの、機械的強度を考慮し、０．０５〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜３ｍｍ程度の厚さに形成される。

上記において、電磁波シールド体３０を製造する場合には、先ず、セパレータ２４を用意し（図１参照）、このセパレータ２４の片側全面に銀インクを塗布乾燥させて導電層２５を形成し、この導電層２５上に、黒色インクをスクリーン印刷して黒色粘着層２６をパターン形成する（図２参照）。導電層２５の形成に際しては、例えばロールコータやグラビアコータ等を用いることができる。

導電層２５は、乾燥後に１〜５μｍの厚さとなることが好ましい。これは、導電層２５の厚さが１μｍ未満の場合には、導電性が不足するおそれがあると共に、黒色インクの溶剤吸収能力が不足し、導電パターンの幅方向に対する広がり、換言すれば、パターンのだれを生じやすくなるからである。逆に、５μｍを超える場合には、導電層２５の露出領域２７を除去する工程において、黒色パターンで覆われた導電層２５が横方向から侵食されやすくなり、ひいてはパターンの欠損を生じ、露出領域２７のみを安定的に除去することが困難となるおそれがあるからである。

このように導電層２５は、黒色インクの溶剤を吸収し、パターンの幅方向に対する広がりを防止するよう機能する。換言すれば、パターンのだれを有効に防止する。

次いで、黒色粘着層２６から露出した導電層２５の露出領域２７をスプレー２８やディッピング等の方法による所定の溶媒Ｓで除去（図３参照）し、黒色粘着層２６が導電層２５同様にパターン形成された中間体２９を形成する。

こうして中間体２９を形成したら、この中間体２９を上下逆にして透明基板２０の表面に位置合わせする。そして、導電層２５を伴った黒色粘着層２６を転写（図４参照）し、不要となったセパレータ２４を取り除く。

そして、積層した黒色粘着層２６と導電層２５とが転写された透明基板２０をオーブン等に投入して２００〜６００℃の温度で熱処理し、この熱処理を所定の時間維持して導電層２５を収縮させつつ導電化し、黒色粘着層２６と導電層２５とからなる電磁波シールド層２１を形成し、その後、所定温度に冷却してオーブンから取り出せば、透光性の電磁波シールド体３０を得ることができる（図５参照）。

電磁波シールド層２１におけるパターンの線幅は２〜４０μｍが好ましい。これは、線幅が２μｍ未満の場合には、電磁波シールド特性が劣化し、しかも、パターンの断線を招くおそれがあるという理由に基づく。逆に、線幅が４０μｍを超える場合には、透光性を維持するために線間隔を広げる必要があり、透光性とシールド特性の両立が困難となるとともに、パターン自体が肉眼で認識可能となり、表示体の視認性を劣化させるおそれがあるからである。

電磁波シールド体３０を製造したら、透明基板２０の裏面に近赤外線吸収層２３を透明の接着剤により接着し、電磁波シールド層２１に無反射処理層２２を透明の接着剤により接着すれば、前面パネル２を得ることができる。無反射処理層２２は、必要がなければ、適宜省略することができる。また、近赤外線吸収層２３と無反射処理層２２が形成されたフィルム材を貼り付けることも可能である。

上記によれば、透明基板に導電層２５を直接形成するのではなく、透明基板２０と導電層２５との間に、光線を吸収する無彩色の黒色粘着層２６を介在させるので、電磁波シールド体３０が乱反射により曇ることがない。したがって、電磁波シールド体３０に求められる視認性を著しく向上させることができる。

また、黒色粘着層２６から露出した導電層２５の露出領域２７を除去し、電磁波シールド層２１をパターン形成するので、パターン化された黒色粘着層２６と導電層２５とを高精度に位置決めして重ねる必要が全くない。この結果、パターン線幅を４０μｍ、好ましくは３０μｍ、より好ましくは２０μｍ程度に狭めることができ、従来法では不可能だったパターンの線幅を狭めることができる。

また、厚さ精度の良いセパレータ２４に印刷を施し、これを透明基板２０に転写するので、透明基板２０の有する数十μｍ程度の厚さばらつき、表面のうねりの影響を受けることがなく、濃淡むらのないパターンを有する電磁波シールド体３０を得ることが可能になる。また、導電性の高い銀からなる導電層２５を形成するので、良好なシールド性を得ることができ、しかも、空気雰囲気中での熱処理が可能になる。

さらに、黒色粘着層２６と導電層２５を透明基板２０に転写した後に熱処理するので、黒色粘着層２６として熱硬化性の樹脂バインダーを用いた場合、架橋により信頼性が向上し、しかも、導電層２５の導電性の向上が大いに期待できる。

以下、本発明に係る電磁波シールド体及びその製造方法の実施例について説明する。

先ず、アクリル基含有スチレン−無水マレイン酸共重合体系のアルカリ可溶性樹脂（酸価１０５ｍｇＫＯＨ）とポリエチレングリコールジメタクリレート（架橋性モノマー）とからなる組成物（配合比５：１）を樹脂バインダー（Ａ）とし、この樹脂バインダー（Ａ）１００質量部に、架橋剤として日本油脂製〔パーヘキサ ２５Ｂ〕を３質量部、導電性付与フィラーとして重量平均粒子径０．３μｍの略球形の銀粉末を１５００質量部、粘度調整用溶剤としてブチルグリコールを４００質量部添加して導電インクを調製し、厚さ１００μｍ、幅６００ｍｍ、長さ１００ｍのフッ素樹脂系セパレータ上にグラビアコータを用いて連続塗布し、厚さ３μｍ（乾燥後）の導電層を形成した。

次いで、酸価１ｍｇＫＯＨ以下のアクリル系粘着剤〔ＳＫダインＳＣ−１２０２〕（綜研化学社製、商品名、溶剤としてブチルグリコール及びキシレンを使用）を樹脂バインダー（Ｂ）とし、この樹脂バインダー（Ｂ）の固形分１００質量部に、黒色着色剤として黒鉛化カーボンを１０質量部添加して黒色インクを調製し、スクリーン印刷法により、上記導電層上に黒色粘着層を形成、１２０℃のＩＲ乾燥炉にて３分間乾燥させた。

印刷に使用したスクリーンは、ＳＵＳ＃３８０のメッシュとし、乳剤厚さ１０μｍで、５３０ｍｍ×９３０ｍｍの矩形領域に、線幅２０μｍ、ピッチ３００μｍ、バイアス１５°の格子状の開口パターンを有し、この外側全周に幅２５ｍｍのアース用電極部を形成するための開口部（内部の格子パターンと連通）を有するものとした。

次いで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液を使用してスプレー法により導電層の露出領域を除去し、中間体を作製した。こうして中間体を作製したら、厚さ２．５ｍｍ、縦５８２ｍｍ×横９８２ｍｍの半強化ソーダライムガラス（透明ガラス）にロールラミネータを用いて中間体を密着しながらセパレータを剥離し、導電層を伴った黒色粘着層を転写し、これを２５０℃のオーブンで６０分間加熱処理して電磁波シールド体を得た。

得られた電磁波シールド体を縦２０ｃｍ×横２０ｃｍに切り出し、アドバンテスト法により、周波数０．１ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲における電磁波の減衰率（ｄＢ）を測定し、係る周波数範囲における電磁波シールド効果を評価した。評価の結果、全領域にわたって５０ｄＢを超える非常に優れた電磁波シールド性を確認した。

また、可視光線（波長４００〜７００ｎｍ）の分光透過率を測定したところ、全領域にわたって８０％を超える非常に優れた透光性を示した。また、電磁波シールドパターンを内側にしてＰＤＰの前面パネルとし、パネル本体前面に５ｍｍの空隙を設けて設置した後、表示画像の視認性を目視にて評価したところ、濃淡むらやメッシュが全く見られなかった。さらに、コントラストが著しく高く、きわめて良好な画像を得ることができた。

本発明に係る電磁波シールド体の製造方法の実施形態におけるセパレータを示す模式断面説明図である。 本発明に係る電磁波シールド体の製造方法の実施形態におけるセパレータに導電層を形成し、この導電層上に黒色粘着層をパターン形成する状態を示す模式断面説明図である。 本発明に係る電磁波シールド体の製造方法の実施形態における導電層の露出領域を溶媒で除去する状態を示す模式断面説明図である。 本発明に係る電磁波シールド体の製造方法の実施形態におけるパターン化された導電層及び黒色粘着層を透明ガラスに転写する状態を示す模式断面説明図である。 本発明に係る電磁波シールド体の製造方法の実施形態における電磁波シールド層が導電パターン化された電磁波シールド体を示す模式断面説明図である。 プラズマディスプレイを示す全体斜視説明図である。 前面パネルを示す模式断面説明図である。

符号の説明

１ ＰＤＰ
２ 前面パネル
２０ 透明基板
２１ 電磁波シールド層
２２ 無反射処理層
２３ 近赤外線吸収層
２４ セパレータ
２５ 導電層
２６ 黒色粘着層
２７ 露出領域
２９ 中間体
３０ 電磁波シールド体
Ｓ 溶媒

Claims (4)

1. 透明基板の電磁波シールド層により電磁波をシールドする電磁波シールド体であって、電磁波シールド層を、透明基板の片面にパターン形成されて光線を吸収する黒色粘着層と、この黒色粘着層に形成される導電層とから構成したことを特徴とする電磁波シールド体。
2. 電磁波をシールドする電磁波シールド体の製造方法であって、セパレータの片側全面に導電層を形成してこの導電層上には黒色粘着層をパターン形成する工程と、黒色粘着層を溶解しない溶媒を使用して黒色粘着層から露出した導電層の露出領域を溶解除去し、中間体を形成する工程と、この中間体のパターン化された導電層と黒色粘着層とを透明基板に転写する工程とを含んでなることを特徴とする電磁波シールド体の製造方法。
3. 溶媒により露出領域が溶解除去される際の導電層を水溶性とするとともに、黒色粘着層を非水溶性とする請求項２記載の電磁波シールド体の製造方法。
4. 黒色粘着層をスクリーン印刷によりパターン形成する請求項２又は３記載の電磁波シールド体の製造方法。

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