JP2008124299A - Ｅｍｉシールド部材の製造方法及びｅｍｉシールド部材並びに画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト面での問題を解決するために、フォトリソグラフィーを用いずに、安価で簡便にエッチングメッシュからなるシールド層を形成できるＥＭＩシールド部材の製造方法及びＥＭＩシールド部材並びに画像表示装置を提供する。
【解決手段】電磁波を遮断するメッシュ状のシールド層１２を備えたＥＭＩシールド部材１の製造方法であって、透明フィルム１１上に導電性物質からなる導電層を一様に積層して積層体を形成する工程と、連続的に搬送される積層体の導電層上に、印刷にてメッシュ状のレジストパターンを搬送方向に対して連続して形成する工程と、エッチングによるパターンニングを行う工程と、レジストを剥離して導電性物質からなるメッシュ状のシールド層１２を形成する工程とを有するＥＭＩシールド部材１の製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、ＣＲＴやＰＤＰ、液晶、ＥＬなどの画像表示装置の画像を表示する前面側に設けられ、この前面から発生する電磁波を遮断し、かつ、透明性を有するＥＭＩシールド部材の製造方法及びこの方法で製造されるＥＭＩシールド部材並びにこのＥＭＩシールド部材を備えた画像表示装置に関する。

近年、各種の電気設備や電子応用設備の利用が増加するのに伴い、電磁気的なノイズ妨害（ＥＭＩ；Electro-Magnetic Interference）も増加の一途をたどっている。ノイズは大きく分けて伝導ノイズと放射ノイズに分けられる。伝導ノイズの対策としては、ノイズフィルタなどを用いる方法がある。
一方、放射ノイズの対策としては、電磁気的に空間を絶縁する必要があるため、例えば、筐体を金属体または高導電体にしたり、回路基板同士の間に金属板を設置したり、ケーブルに金属箔を巻き付けたりすることにより、ディスプレイから発生する電磁波（ＥＭＩ）が外部に放出されることを防止している。これらの対策は、回路や電源ブロックではＥＭＩシールド効果が期待できるが、ＣＲＴ、ＰＤＰなどの画像表示装置の画像を表示する前面より発生するＥＭＩのシールド用途としては、透明性に欠けるため画像の視認性を確保できず、適したものではなかった。

そこで、シールド性と透明性を両立させたＥＭＩシールド部材を得る手段として、透明基材上に導電性を有する層（シールド層）を形成させる方法が多数提案されている。
例えば、特許文献１、２には、透明基材上に金属または金属酸化物を蒸着して薄膜シールド層を形成する方法が開示されている。
特許文献３、４には、メッシュ状の良導電性繊維を透明基材に埋め込む方法によって得られたＥＭＩシールド部材が開示されている。
特許文献５、６には、金属粉末等を含む導電性樹脂を、透明基材上にメッシュ形状になるように直接印刷する方法によって得られたＥＭＩシールド部材が開示されている。
特許文献７には、透明基材上の表面に凹凸を形成させた後に銅箔を貼り付け、エッチングにより銅のメッシュを形成する方法が開示されている。

ところで、シールド層は、特許文献１、２に記載のような、透明基材上に金属または金属酸化物を蒸着して薄膜シールド層を形成するスパッタタイプと、特許文献３〜７に記載のような、導電性物質をメッシュ状に形成するメッシュタイプに大別できる。
スパッタタイプは透明基材の全面にシールド層を形成する方法であるが、光の透過性も確保しなければならないため、その膜厚を厚くすることができない。通常、シールド層には、電磁波規制により表面抵抗を１．５Ω／□以下（クラスＢ：家庭用）にすることが求められるが、シールド層の膜厚が薄くなるほど表面抵抗は低抵抗になりにくくなる。そのため、スパッタタイプでは、膜厚を薄く形成し、かつ、表面抵抗が１．５Ω／□以下のシールド層を作成することが困難であった。

一方、メッシュタイプは、工法によりさらに４つの工法、すなわち、エッチングメッシュ、繊維メッシュ、印刷メッシュ、銀塩メッシュに大別される。現在、これらの中で品質が安定しており、かつ表面抵抗が１．５Ω／□以下を満たし、ユーザーから高い信頼を得ているエッチングメッシュが大部分のシェアを占めている。
エッチングメッシュは、通常、レジスト塗布（または貼り合せ）、露光、現像の３工程を有するフォトリソグラフィーを用いて作成する。
特開平１−２７８８００号公報 特開平５−３２３１０１号公報 特開平５−３２７２７４号公報 特開平５−２６９９１２号公報 特開昭６２−５７２９７号公報 特開平２−５２４９９号公報 特許第３４７３３１０号公報

しかしながら、フォトリソグラフィーでは、パターン部以外のレジストを処分するため中間部材の費用がかかっていた。そのため、エッチングメッシュからなるシールド層を備えたＥＭＩシールド部材は高価であった。また、露光を行うため、製品の搬送が停止、搬送の繰り返し（ステップ搬送）となる。そのため、タクトを短くすることに限界があり、生産性の向上には限界があった。このような理由により、エッチングメッシュからなるシールド層を備えたＥＭＩシールド部材はランニングコストが高かった。
このように、ＥＭＩシールド部材の製造にはより一層のコストダウンが求められている。

本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、コスト面での問題を解決するために、フォトリソグラフィーを用いずに、安価で簡便にエッチングメッシュからなるシールド層を形成できるＥＭＩシールド部材の製造方法及びＥＭＩシールド部材並びに画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明のＥＭＩシールド部材の製造方法は、電磁波を遮断するメッシュ状のシールド層を備えたＥＭＩシールド部材の製造方法であって、透明フィルム上に導電性物質からなる導電層を一様に積層して積層体を形成する工程と、連続的に搬送される積層体の導電層上に、印刷にてメッシュ状のレジストパターンを搬送方向に対して連続して形成する工程と、エッチングによるパターンニングを行う工程と、レジストを剥離して導電性物質からなるメッシュ状のシールド層を形成する工程とを有することを特徴とする。

ここで、前記印刷の方式が、凹版印刷であることが好ましい。
また、前記導電性物質が黒化処理された銅であることが好ましい。
また、本発明のＥＭＩシールド部材は、前記ＥＭＩシールド部材の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする。
また、本発明の画像表示装置は、前記ＥＭＩシールド部材が画像を表示する前面側に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、コスト面での問題を解決するために、フォトリソグラフィーを用いずに、安価で簡便にエッチングメッシュからなるシールド層を形成できるＥＭＩシールド部材の製造方法及びＥＭＩシールド部材並びに画像表示装置を提供できる。

以下、図１から図８を参照し、本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材の製造方法及びＥＭＩシールド部材並びに画像表示装置について説明する。本実施形態は、例えばＣＲＴやＰＤＰ、液晶、ＥＬなどの画像表示装置（ディスプレイ）の前面に取り付けられてこの前面からから発生する電磁波ノイズを遮断するためのＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）シールド部材（電磁波シールド部材）の製造方法及びＥＭＩシールド部材並びに画像表示装置に関するものである。

本実施形態のＥＭＩシールド部材１は、図１及び図２に示すように、透明フィルム１１上に、複数の開口部１２ａが規則的に配列した幾何学形状（メッシュ状）のシールド層１２が積層されて一体に形成されている。

透明フィルム（基材）１１としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢ビコポリマー（ＥＶＡ）などのポリオレフィン類などのプラスチックフィルムやトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを用いることができる。
透明フィルム１１は、可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）における透過率が７０％以上であることが望ましい。また、後述するようなロール・ツー・ロール方式を用いてＥＭＩシールド部材１を製造する場合を考慮すると、ある程度のコシがあり、かつロールへ巻き取るために柔軟性を示すことが望まれることから、透明フィルム１１の厚さｄ１は１０μｍ〜２５０μｍが好適である。

一方、シールド層１２は、後述するように導電層をメッシュ状にパターンニングして得られる。パターン形状としては、正方形（図１）、ひし形（図３）などの四角形や、三角形、六角形（図４）など、網状の模様が作成できる形状であればよい。また、網状の模様が一様であれば２種以上の形を組み合わせて使用しても良く、例えば、ひし形と二等辺三角形の繰り返し構造などが挙げられる。
なお、メッシュのパターンとしては、シールド性を有しつつ、光透過特性が良好であることが必要であることから、パターンを形成するライン幅ｗ１は５〜２５μｍが望ましく、開口部１２ａの幅（ライン間隔）ｗ２は１００〜３００μｍが望ましい。また、シールド層１２の厚さｄ２は、１０〜２０μｍが望ましい。

図５、６に示す導電層１３は導電性物質からなる。導電性物質の材料としては、公知の導電性材料を用いることができるが、例えば、亜鉛、錫、アルミニウム、ニッケル、鉄、銀、金、銅などの金属材料、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）などの透明金属酸化物材料を用いることができる。これらの材料においては、加工性、導電性から銅が望ましい。
また、導電性物質の表面は、後述するインクの「のり」が良くなるように表面処理されているものが好適である。例えば銅の場合、電解銅箔、圧延銅箔などの銅箔の表面を、硫酸と過酸化水素水の混合溶液を用いて粗面化させ、光沢を無くした銅を用いた方が、表面未処理の銅箔に比べてインクの「のり」が良くなり好適である。
さらに、導電性物質の材料として、黒化処理された銅を用いるのが好ましい。黒化処理された銅を用いたＥＭＩシールド部材１は、ブラックマトリックス効果によって見た目が引き締まるため視覚的にも良好である。なお、黒化処理された銅を用いた場合、図５に示す導電層１３の厚さｄ３は、表面抵抗が１．５Ω／□以下を満たしていれば制限されないが、加工寸法安定性、銅箔の入手の容易さの観点から１０μｍ程度が好ましい。

本発明においては、図５、６に示すように、必要に応じて透明フィルム１１と導電層１３の間に、両者を張り合わせるための接着剤からなる接着剤層１４が設けられていてもよい。
接着剤としては、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系の接着剤を用いることができ、シート状であっても液状であっても構わない。

次に、上記の構成からなるＥＭＩシールド部材１を製造する方法について説明し、本実施形態のＥＭＩシールド部材１の製造方法及びＥＭＩシールド部材１並びにこのＥＭＩシールド部材１を備えた画像表示装置の作用及び効果について説明する。

（ａ）工程；
図５に示すように、透明フィルム１１上に導電性物質からなる導電層１３を一様に積層して積層体１０を形成する。
透明フィルム１１上に導電層１３を積層する方法としては、接着剤からなる接着剤層１４を介して貼り合せる方法の他、真空蒸着、スパッタ、無電解めっきなどの方法を用いることができる。また、透明フィルム１１上に導電層１３を厚さが１μｍ以下になるように積層した後、電気めっきで所望の厚さまでめっきを行うことにより積層体１０を形成することもできる。これらの方法のうち、簡便であり、コストも安いことから、接着剤層１４を介して貼り合せる方法が好適である。

（ｂ）工程；
図６、８に示すように、連続的に搬送される積層体１０の導電層１３上に、印刷にてメッシュ状のレジストパターン１５を搬送方向に対して連続して形成する。

レジストパターン１５の形成には、エッチングレジストを使用する。エッチングレジストとしては、市販のフォトレジストを用いることができる。例えば、東京応化製のレジスト、ＪＳＲ社製の液状レジストなどが挙げられる。またエッチングレジストの材料としては、ＵＶ硬化樹脂、熱可塑性樹脂、アクリル系、エポキシ系などを用いることもできる。これらのエッチングレジストは、単独でインクとしても良いし、溶媒に溶解または分散させてインクとして用いてもよい。

エッチングレジストをメッシュ状のパターンとなるように導電層１３上に印刷する方法としては、グラビア印刷などの凹版印刷、凸版印刷（フレキソ印刷）、平版印刷、孔版印刷、インクジェット印刷を用いることができる。中でも凹版印刷や凸版印刷がエッチングレジストパターンを連続して導電層１３上に形成できる点で好適である。さらには、レジストパターンを厚く形成できる点で、凹版印刷が特に好ましい。インクジェット印刷や孔版印刷を用いた場合、積層体１０をステップ搬送してレジストパターン１５を形成することになるため、生産性の点では凹版印刷や凸版印刷に劣る。

ここで、本発明に用いる凹版印刷について説明する。
本発明では、凹版印刷の装置として、例えば、図８に示すような輪転グラビア印刷機２０を用いる。輪転グラビア印刷機２０は５つの基本的な部品、すなわち、グラビア版シリンダ２１、インクパン２２、ドクターブレード２３、圧胴２４、および乾燥炉２５から構成される。なお、乾燥炉２５は、インク（エッチングレジスト）２６の乾燥を表面と内部の両方から効率よく乾燥できる目的で、赤外線（ＩＲ）と温風を複合させた方式となっている。

輪転グラビア印刷機２０による印刷の流れは次の通りである。
まず、グラビア版シリンダ２１の一部がインクパン２２に浸され、グラビア版シリンダ２１の版面の凹部２１ａをエッチングレジスト２６で満たす。グラビア版シリンダ２１が回転して、凹部２１ａ以外の版面に付着したインク（エッチングレジスト）２６が、ドクターブレード２３で掻き取られる。積層体１０は連続的に搬送され、圧胴２４とグラビア版シリンダ２１に挟まれる。凹部２１ａに詰まったインク（エッチングレジスト）２６が、積層体１０の導電層１３上に転写され、レジストパターン１５が印刷される。その後、乾燥炉２５に送られ、インク（エッチングレジスト）２６を乾燥する。
なお、印刷速度は、グラビア印刷が転写に遠心力を利用している点を考慮し、２〜３０ｍ／分とするのが望ましい。

グラビア版シリンダ２１は、凹部２１ａの深さが１０μｍ〜５０μｍであることが望ましい。深さが１０μｍ未満の場合、エッチングレジスト２６によっては印刷されたレジストの厚さが薄くなってしまうため、レジストとしての役割を果たしにくくなる。従って、後述する（ｃ）工程（エッチング工程）においてレジスト浮き、またはレジストの割れが発生し、メッシュが形成できにくくなる。一方、深さが５０μｍを超える場合、メッシュの交点部分がレジストで潰れ、メッシュ形状が崩れやすくなる。

（ｃ）工程
図７に示すように、導電性物質をエッチングによりパターニングを行う。
これにより、エッチングレジストを設けた箇所はエッチングされないが、エッチングレジストを設けていない部分は、導電性物質が除去され、メッシュパターン１６が形成される。エッチングを十分に行うと、メッシュパターン１６が細線化されるため、（ｂ）工程で形成するレジストパターン１５のライン幅よりもメッシュパターン１６のライン幅を細くすることができる。また、エッチングの条件によっては図７に示すように、メッシュトップ幅ｗ３がメッシュボトム幅ｗ４よりも狭くなるような、オーバーハング構造のメッシュパターン１６を形成することもできる。

エッチングに用いるエッチング液は、例えば導電性物質として銅を用いた場合、塩化第二鉄または塩化第二銅を主要成分として用いることができる。これらは市販の液として入手することもできる。銅以外の金属を導電性物質として用いた場合、各々の金属に対応した剥離剤を用いてエッチングを行うことができる。例えばニッケルの場合は、市販のニッケル剥離剤（メルテックス（株）製「メルストリップＭＮ−９５５」）を用いてエッチングを行うことができる。

（ｄ）工程
導電性物質上に残存するエッチングレジストを剥離して、導電性物質からなるメッシュ状のシールド層１２を形成し、図２に示すようなＥＭＩシールド部材１を製造する。
剥離液としては、例えば、先に述べたエッチングレジストを用いた場合、水酸化ナトリウム水溶液を用いることができる。

本発明においては、上述した（ａ）〜（ｄ）工程をロール・ツー・ロール方式で実行することも可能であるため、連続してＥＭＩシールド部材１を製造することができる。
ロール・ツー・ロール方式とは、例えば、（ａ）工程の場合、ロール状に巻いた透明フィルム上に導電層を積層させ積層体を形成し、積層体を再びロールに巻き取る手法のことである一方、ロール・ツー・ロール方式を用いると、製品をロール状に巻き取ることができるので、保管や運搬が容易になる。

また、反動上に印刷パターンが連続で設けられたグラビア版を用いることができるので、積層体１０の搬送方向に対して連続したレジストパターン１５を形成することが可能となる。従って、不良が生じた場合でも不良箇所のみを除去できるので、任意のサイズのメッシュパターン１６を有するＥＭＩシールド部材１を切り取ることができ、生産性が向上する。例えば、４２インチのパネルサイズのＥＭＩシールド部材をステップ搬送で製造する場合、１ｍｍ程度の断線不良が１箇所でも発見されれば、製造された１つ分のＥＭIシールド部材を不良品として扱わなければならず、材料としては４２インチパネル１枚分の材料、つまり約１ｍ分が無駄になっていた。しかし、本発明によれば、不良部分のみをカットすることで、効率的に４２インチのパネルサイズのＥＭＩシールド部材を切り出すことができる。

なお、本発明にあっては、次のようにしてＥＭＩシールド部材１を製造してもよい。
まず、接着剤として、粘着力が比較的弱い転写用接着剤を用い、上述した（ａ）工程から（ｄ）工程を実施して、基材上に転写用接着剤層を介して導電性物質からなるメッシュ状のシールド層が形成した転写フィルムを作成する。
別途、接着剤層を設けた透明フィルムを用意し、接着剤層を介して、透明フィルムとシールド層とが貼り合わさるように先の転写フィルムを積層する。次いで、転写用接着剤層を剥離して、ＥＭＩシールド部材１を得る。

このように、本発明のＥＭＩシールド部材１の製造方法によれば、エッチングレジストをパターン印刷にて形成するので、処分するレジストが大幅に削減できる。そのため、中間部材の費用がかからないので、エッチングメッシュからなるシールド層１２を備えたＥＭＩシールド部材１を安価に製造することができる。
また、連続してＥＭＩシールド部材１を製造することが可能であるため、フォトリソグラフィーを用いた場合に比べて簡便かつ、生産性を高めることができる。

また、本発明のＥＭＩシールド部材１を、画像表示装置の前面に貼り付けた場合には、画像表示装置の前面からの可視光が透明フィルム１１を透過するとともにシールド層１２の開口部１２ａを通じて外部に透過する。このとき、ＥＭＩシールド部材１の開口部１２ａが規定の面積をもって精度良く形成されているため、ＥＭＩシールド部材１は、ヘイズや透明性などの光学特性に優れ、明るい画像を提供することが可能になる。

以下に、本発明の実施形態例を具体的に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。

（ａ）工程
図５に示すように、透明フィルム１１上に、接着剤層１４を介して、導電層１３を一様に積層した積層体１０を作成した。なお、各層の材料として以下のものを用いた。
透明フィルム１１：厚さ１２５μｍの無色透明のＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製「コスモシャイン」）。
導電層１３：片面が黒化処理された、膜厚１０μｍの銅箔（三井金属鉱山（株）製「ＴＱ−Ｍ２−ＶＬＰ」）。
接着剤層１４：接着剤 (東洋モートン（株）製、「ＡＥシリーズ」)。

（ｂ）工程
次いで、図８に示すようなグラビア印刷により、印刷速度５ｍ／分でエッチングレジスト（東洋紡績（株）製、「ＥＲグレード」）をロール・ツー・ロール方式にてパターン印刷し、図６に示すように、導電層１３上にメッシュ状のレジストパターン１５を形成した。
エッチングレジストのパターンは、正方形が連続的に連なるパターンで、ライン幅ｗ１が２０μｍ、ライン間隔ｗ２が３００μｍとなるようにした。
さらに、ＩＲと温風を併用した乾燥炉２５用いて、３０秒間の加熱により、エッチングレジストを硬化させた。

（ｃ）工程
次いで、第二塩化鉄系のエッチング液により銅を溶解させて、図７に示すような、メッシュトップ幅ｗ３が１０μｍ、メッシュボトム幅ｗ４が１４μｍである、銅のメッシュパターン１６を得た。なお、エッチングによる処理条件は以下の通りにした。
比重：１．４５０
ＨＣｌ：０．５ Ｍ／Ｌ
ＦｅＣｌ_３：２５ｇ／Ｌ
液温：４０℃

（ｄ）工程
次いで、４０℃の水酸化ナトリウム水溶液（５０g／Ｌ）に２分浸漬させてエッチングレジストを剥離し、図１、２に示すように、ＥＭＩシールド部材１を得た。

このようにして得られるＥＭＩシールド部材１に備わるシールド層１２は、従来のフォトリソグラフィーにより形成されるシールド層と配線幅が同等であった。
また、フォトリソグラフィーの３工程（レジスト塗布、露光、現像工程）に対応する工程を、本発明では１工程（すなわち（ｂ）工程）に置き換え、かつ、ステップ搬送を必要とする露光工程がなくなるため、生産性は倍以上に向上した。

本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材の一部を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材の一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材のパターン形状の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材のパターン形状の他の例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材の製造において、透明フィルム上に接着剤層を介して導電層を積層形成した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材の製造において、導電層上にエッチングレジストを積層した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材の製造において、エッチングによりパターンニングを行った状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るＥＭＩシールド部材の製造に用いたグラビア印刷装置を示す概略図である。

符号の説明

１：ＥＭＩシールド部材、１０：積層体、１１：透明フィルム、１２：シールド層、１２ａ：開口部、１３：導電層、１４：接着剤層、１５：レジストパターン、１６：メッシュパターン、２０：輪転グラビア印刷機、２１：グラビア版シリンダ、２１ａ：２１の版面の凹部、２２：インクパン、２３：ドクターブレード、２４：圧胴、２５：乾燥炉、２６：インク（エッチングレジスト）

Claims (5)

1. 電磁波を遮断するメッシュ状のシールド層を備えたＥＭＩシールド部材の製造方法であって、
   透明フィルム上に導電性物質からなる導電層を一様に積層して積層体を形成する工程と、連続的に搬送される積層体の導電層上に、印刷にてメッシュ状のレジストパターンを搬送方向に対して連続して形成する工程と、エッチングによるパターンニングを行う工程と、レジストを剥離して導電性物質からなるメッシュ状のシールド層を形成する工程とを有することを特徴とするＥＭＩシールド部材の製造方法。
2. 前記印刷の方式が、凹版印刷であることを特徴とする請求項１に記載のＥＭＩシールド部材の製造方法。
3. 前記導電性物質が黒化処理された銅であることを特徴とする請求項１または２に記載のＥＭＩシールド部材の製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のＥＭＩシールド部材の製造方法を用いて形成されていることを特徴とするＥＭＩシールド部材。
5. 請求項４に記載のＥＭＩシールド部材が画像を表示する前面側に設けられていることを特徴とする画像表示装置。

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