JP2009194071A

JP2009194071A - 電磁波シールド材の製造方法

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Publication number: JP2009194071A
Application number: JP2008031792A
Authority: JP
Inventors: Kei Kato; 藤圭加; Yasuko Sone; 根康子曽; Setsuko Fukuhara; 原世津子福; Takeaki Imaizumi; 泉武章今
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】グラビア印刷を用いることにより、安価で生産性に優れ、様々な導電材料層パターンに対応可能な電磁波シールド材の製造方法を提供する。
【解決手段】両面に易接着層２１ｂ、２１ｃが形成された透明基材２１上に、グラビア印刷により、細線状の隙間２１ａを残して水または溶剤に対して可溶な物質によって多角状の多数のドット２６を形成する。次に透明基材２１上のドット２６上およびドット２６間の隙間２１ａに導電材料からなる導電材料層２２を形成する。その後、多数のドット２６を水または溶剤により溶解してドット２６を除去してドット２６間の隙間２１ａ上の導電材料層２２のみを残す。このようにして、透明基材２１と、透明基材２１上に設けられた導電材料層２２とを有する電磁波シールド材２０が作製される。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の表示装置の前面に配置され、表示装置から発生される電磁波を遮蔽する機能（電磁波遮蔽機能）を有する電磁波シールド材の製造方法に関する。

近年、各種映像表示装置から発生される電磁波による、電子機器や身体等への電磁気的なノイズ妨害（Electro Magnetic Interference; EMI）が問題となっている。例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、データ電極と蛍光層を有するガラス板と透明電極を有するガラス板との組合体であり、作動すると電磁波が大量に発生する。このため、プラズマディスプレイパネルの前面には、メッシュ状（格子状）に形成された導電体を含む電磁波シールド材が配置される。そして、この電磁波シールド材によって、映像表示装置から発生する電磁波を遮蔽するようになっている。
特開２００３−２４３８８１号公報

このような電磁波シールド材の製造方法としては様々なものが存在する。例えば特許文献１に記載された方法は、フレキソ印刷を用いて、フィルム面に溶剤に対して可溶な物質によりドットを形成し、次にフィルム面に溶剤に対して不溶な導電材料よりなる導電材料層を形成し、その後フィルム面を溶剤と接触させてドット及びドット上の導電材料層を除去することにより導電材料パターンを形成するものである。

しかしながら、このようにフレキソ印刷（凸版印刷）を用いて電磁波シールド材を製造する方法は、以下に示すようないくつかの問題が存在する。

すなわち、通常フレキソ印刷は版の素材としてゴムを使用するため、細線状のパターンを印刷することが難しい。またフレキソ印刷機のゴム版は短寿命であり、グラビア印刷の版と比較して交換頻度が高いため、生産能力が低い。また、フレキソ印刷機はその性能上、使用するインキの粘度を高くする必要がある。したがって、必然的にインキ層が厚盛になるため、材料コストが高くなる。

さらに、フレキソ印刷機の印刷版は、通常つなぎ目を有しているため、印刷する対象の大きさに限度がある。そして、塗工するインキと版の材料との相性が非常に重要となるため、塗工できる材料が限定されるとともに、インキに適する版の材料を選定することが容易でない。

一方、従来グラビア印刷は包装用途に用いられることがほとんどであるため、仮にグラビア印刷を用いて電磁波シールド材を製造しようとしても、電磁波シールド材の厳しい製造条件に適した印刷プロセスは確立されていない。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、グラビア印刷を用いることにより、安価で生産性に優れ、導電材料層の線を細くすることが可能な電磁波シールド材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、電磁波シールド材の製造方法において、両面に易接着層が形成された透明基材を準備する工程と、透明基材上にグラビア印刷により、細線状の隙間を残して水または溶剤に対して可溶な物質によって多角状の多数のドットを形成する工程と、透明基材上のドット上およびドット間の隙間に導電材料からなる導電材料層を形成する工程と、多数のドットを水または溶剤により溶解してドットを除去してドット間の隙間上の導電材料層のみを残す工程とを備えたことを特徴とする電磁波シールド材の製造方法である。

本発明は、導電材料層上に、電解めっき法により金属めっき層を形成する工程を更に備えたことを特徴とする電磁波シールド材の製造方法である。

本発明は、導電材料層を形成する工程において、導電材料層は０．０１μｍ乃至０．５μｍの厚さに形成されることを特徴とする電磁波シールド材の製造方法である。

本発明は、透明基材の易接着層は、水系ポリエステル系樹脂からなることを特徴とする電磁波シールド材の製造方法である。

本発明は、導電材料は、銅、アルミニウム、クロム、ニッケルクロム、銀、またはＩＴＯからなることを特徴とする電磁波シールド材の製造方法である。

本発明は、水または溶剤に対して可溶な物質は、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの部分ケン化物、可溶性デンプン、カルボキシメチルデンプン、酢酸ビニルマレイン酸交互共重合体、ヒドロキシプロピルセルロース、またはこれらのうち２種類以上の混合物を含むことを特徴とする電磁波シールド材の製造方法である。

以上のように本発明によれば、透明基材上にグラビア印刷により、細線状の隙間を残して水または溶剤に対して可溶な物質によって多角状の多数のドットを形成するので、電磁波シールド材の製造コストを安価にすることができる。また電磁波シールド材の生産性を向上させることができ、かつ導電材料層の線を細くすることができる。

また本発明によれば、透明基材の両面に易接着層が形成されているので、透明基材に対する導電材料の接着性を向上させることができるとともに、透明基材とグラビア印刷機の圧胴とのすべりを滑らかにして透明基材上にドットを良好に形成することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、電磁波シールド材を示す構成図であり、図２は、電磁波シールド材を含む表示装置用フィルタを示す構成図である。図３は、電磁波シールド材の製造方法を示す構成図であり、図４は、電磁波シールド材の製造工程において透明基材上にグラビア印刷された多数のドットを示す平面図である。

電磁波シールド材の構成
まず、図１により電磁波シールド材の概要について説明する。

図１に示す電磁波シールド材２０は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の表示装置から放出され人体に有害な電磁波を効果的に遮蔽するものである。この電磁波シールド材２０は、ＰＥＴ製の透明基材２１と、透明基材２１上に設けられたメッシュ状の導電材料層２２と、導電材料層２２上に設けられた金属めっき層２３とを備えている。

このうち透明基材２１としては、ＰＥＴ製フィルムのほか、アクリル製フィルム等のプラスチックフィルムを用いることができる。透明基材２１を構成するプラスチックフィルムは、高透明性と耐熱性を有することが望ましく、高分子成形物および高分子成形物の積層体を用いることができる。透明性に関しては可視光線透過率が８０％以上であることが有利であって、耐熱性に関してはガラス転移温度が５０℃以上であることが望ましい。とりわけ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリサルフォン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリアリルレート、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等を挙げることができる。これらのうち、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルムを用いることが最も望ましい。

また透明基材２１の厚さは、５０μｍ乃至２５０μｍであることが好ましく、７５μｍ乃至１００μｍであることが更に好ましい。透明基材２１の厚さが薄すぎると、後述するようにグラビア印刷機によりドット２６を形成することが困難となる。他方、透明基材２１の厚さが厚すぎると、電磁波シールド材２０の製造工程中で透明基材２１のコシが強すぎてグラビア印刷機の版胴から透明基材２１にドット２６を転移させることが難しく、また電磁波シールド材２０のコストの上昇にも繋がるため、好ましくない。

一方、メッシュ状の導電材料層２２を構成する金属の材質としては例えば、銅、アルミニウム、クロム、ニッケルクロム、銀、またはＩＴＯ（酸化インジウム錫）など電気伝導性に優れ、加工性が高い金属であれば、いずれも使用可能である。

この導電材料層２２は、厚さが０．０１μｍ乃至０．５μｍとなっている。導電材料層２２の厚さが薄すぎると導電材料層２２の電気抵抗にムラが生じ、金属めっき層２３を作製する際にめっきムラが生じるので好ましくない。他方、導電材料層２２の厚さが厚すぎると、後述するようにドット２６を水または溶剤により溶解して除去することが困難となるおそれがある。

導電材料層２２の形状は、メッシュ状（格子状）のほか、ストライプ状またはその他幾何学模様形状であってもよい。必要とされる電磁波シールド材２０の電磁波遮蔽効果および光透過率に応じて、導電材料層２２の形状がメッシュ状である場合、導電材料層２２を構成する各線の幅を１μｍ乃至１００μｍとし、かつ各線の間隔を５０μｍ乃至５００μｍとすることができる。

金属めっき層２３を構成する金属の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、錫、クロム、銀、モリブデン、タングステンなどが挙げられ、導電材料層２２上に電解めっき法により形成することができる金属であれば良い。

この金属めっき層２３は、厚さが１μｍ乃至１００μｍとなっている。金属めっき層２３は、導電材料層２２の厚さが薄く、導電材料層２２の導電性が不十分となる場合に設けられる。したがって、必要とされる電磁波シールド材２０の電磁波遮蔽効果に応じてその厚さを設定すれば良い。

表示装置用フィルタの構成
次に、図２により電磁波シールド材を有する表示装置用フィルタについて説明する。

図２に示すように、表示装置用フィルタ１０は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）２５等の映像表示装置の前面に設置されるものである。

このような表示装置用フィルタ１０は、図１に示す電磁波シールド材２０と、電磁波シールド材２０上に設けられた粘着材層１３と、粘着材層１３上に設けられた近赤外線カット層１５と、近赤外線カット層１５上に設けられた反射防止フィルム１７とを備えている。

このうち粘着材層１３は、ＰＤＰ２５から放出されるネオン光をカットする機能（ネオンカット機能）を有し、近赤外線カット層１５は、ＰＤＰ２５から放出される近赤外線（near infrared：ＮＩＲ）をカットする機能（近赤外線カット機能）を有している。

また、反射防止フィルム１７は、外部からの紫外線を吸収して近赤外線カット層１５を保護する紫外線カット基材１６と、紫外線カット基材１６上に設けられた反射防止層１４とを有している。このうち反射防止層１４は、空気と表示装置用フィルタ１０との間の屈折率差による反射を防止するとともに、ＰＤＰ２５表面の反射を防止するものである。

電磁波シールド材２０上には、粘着性をもつアクリル樹脂等からなる粘着材層２４が設けられている。この粘着材層２４は、表示装置用フィルタ１０をＰＤＰ２５の前面に接着させるものである。そして表示装置用フィルタ１０をＰＤＰ２５の前面に接着させることにより、表示装置用フィルタ１０とＰＤＰ２５とからなるフィルタ付ＰＤＰ（フィルタ付表示装置）が得られる。

電磁波シールド材の製造方法
次に、図１に示す電磁波シールド材２０の製造方法について、図３（ａ）〜（ｅ）、図４により説明する。

まず図３（ａ）に示すように、両面に水系ポリエステル系樹脂からなる易接着層２１ｂ、２１ｃが形成された透明基材２１を準備する。透明基材２１の厚さは、上述したように、５０μｍ乃至２５０μｍとなることが好ましく、７５μｍ乃至１００μｍとなることが更に好ましい。

次に、透明基材２１上にグラビア印刷（凹版印刷）により、細線状の隙間２１ａを残して多角状、例えば正方形状の多数のドット２６を形成する（図３（ｂ））。この場合、水または溶剤に対して可溶な物質（以下インキともいう）を用いて、透明基材２１上にグラビア印刷を施し、更にインキを乾燥させることにより、透明基材２１上に多数のドット２６が形成される。

この場合、透明基材２１の両面に易接着層２１ｂ、２１ｃが形成されているので、透明基材２１とグラビア印刷機の圧胴とのすべりが滑らかになり、透明基材２１上にドット２６を良好に形成することができる。これに対して、透明基材２１の片面のみに易接着層が形成されている場合、透明基材２１両面の滑りやすさが互いに異なるため、グラビア印刷機内で透明基材２１を円滑に搬送できない。したがって、ドット２６が正しい形状にならないおそれがある。

なお、グラビア印刷により形成されるドット２６の厚さｔ₂は、約０．５μｍ乃至１．０μｍとすることが好ましい。この厚さｔ₂が薄すぎると、後述するドット２６の溶解除去工程（図３（ｄ））で、ドット２６を水または溶剤により溶解してドット２６上の導電材料層２２を除去することが困難となる。

グラビア印刷により形成されるドット２６のパターンは、透明基材２１上に設けられる導電材料層２２の形状と正反対の形状となる。例えば導電材料層２２をメッシュ状に形成する場合、透明基材２１上に形成されるドット２６のパターンは、多数の正方形を互いに等間隔に並べた形状となる（図４参照）。図４において、各ドット２６間の間隔ｄ₂を１μｍ乃至１００μｍとし、かつドット２６の一辺の長さｄ₁を５０μｍ乃至５００μｍとすることが好ましい。

なお、ドット２６を構成するインキ（水または溶剤に対して可溶な物質）は、後述するドット２６の溶解除去工程（図３（ｄ））で用いられる液体（水または有機溶剤）に溶解する材料から選択される。例えば溶解除去工程で水が用いられる場合、インキは水溶性である。このようなインキとしては、例えばポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの部分ケン化物、可溶性デンプン、カルボキシメチルデンプン、酢酸ビニルマレイン酸交互共重合体、ヒドロキシプロピルセルロース、またはこれらのうち２種類以上の混合物を含むもの等が挙げられる。一方ドット２６の溶解除去工程で有機溶剤が用いられる場合、インキは有機溶剤可溶性であり、このようなインキとして、例えばアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、溶剤可溶型フッ素樹脂等を含むものを使用することができる。

次いで、透明基材２１上のドット２６上、ドット２６側部、およびドット２６間の隙間２１ａに、銅、アルミニウム、クロム、ニッケルクロム、銀、またはＩＴＯ等の導電材料からなる導電材料層２２を形成する（図３（ｃ））。この場合、透明基材２１の表面に易接着層２１ｂが設けられていることにより、導電材料層２２と透明基材２１との接着性を高めることができる。

導電材料層２２を形成する方法としては、導電材料を塗布するほか、気相めっき（スパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着、化学蒸着等）または液相めっき（電解めっき、無電解めっき等）等の手法を用いることができる。

なお、ドット２６の溶解除去工程において（図３（ｄ））、ドット２６を溶解してドット２６上の導電材料層２２を除去できるようにするため、導電材料層２２の厚さｔ₁は、０．０１μｍ乃至０．５μｍとすることが好ましい。

次に、多数のドット２６を水または有機溶剤により溶解することにより、ドット２６と、ドット２６上およびドット２６側部の導電材料層２２とを除去するとともに、隙間２１ａ上の導電材料層２２のみを残存させる（図３（ｄ））。すなわち、水または有機溶剤を導電材料層２２に供給して導電材料層２２内に浸透させ、ドット２６を溶解させる。このようにしてドット２６が溶解されることにより、ドット２６上およびドット２６側部の導電材料層２２も取り除かれる。他方、隙間２１ａ上の導電材料層２２は残存する。なお、このような有機溶剤として、例えばトルエン、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、アセトン、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）等を使用することができる。アルカリ溶解性材料を印刷し、アルカリ溶液、たとえば水酸化ナトリウム溶液により、導電材料層を除去してもよい。

その後、透明基材２１の隙間２１ａ上の導電材料層２２上に、電解めっき法により例えば銅、アルミニウム、錫、ニッケル等からなる金属めっき層２３を形成する（図３（ｅ））。このようにして、図１に示す電磁波シールド材２０が作製される。

このように本実施の形態によれば、電磁波シールド材２０を作成する際、グラビア印刷により隙間２１ａを残してインキ（水または溶剤に対して可溶な物質）によって多角状の多数のドット２６を形成するので、フレキソ印刷を用いる場合と比較して電磁波シールド材２０の製造コストを低減することができるとともに、生産性を向上させることができる。またグラビア印刷機は、低粘度から高粘度にわたる多様なインキを使用することができるので、様々な導電材料層２２のパターンに対応することができる。

また、本実施の形態によれば、電磁波シールド材２０を作成する際、グラビア印刷を用いるので、導電材料層２２を各線の幅を細くすることができる。さらにフルＨＤ用のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）２５に対応する電磁波シールド材２０を製造することができる。

（実施例）
次に、本発明の具体的実施例を説明する。

まず、予め両面に水系ポリエステルからなる易接着層２１ｂ、２１ｃが形成されたＰＥＴ製透明基材２１（東洋紡製Ａ４３００または東レ製Ｕ４６）を準備した。なお透明基材２１の厚さは１００μｍのものを用いた。

この透明基材２１上に水溶性インキによりグラビア印刷（印刷速度３０ｍ／ｍｉｎ）を施すとともに、インキを乾燥させ、透明基材２１上に多数のドット２６を形成した。各ドット２６の印刷厚さは、乾燥後で約１μｍであった。

グラビア印刷機の版胴としては、表面にドット２６に対応する多数の凹部が形成されたものを使用した。これらの凹部は、正方格子状に配列され、それぞれ１辺が２７５μｍの略正方形状であり、かつ各凹部間の間隔は２５μｍであった。

なおグラビア印刷で用いた水溶性インキの材質および組成は、以下の通りである。
・樹脂：ポリビニルピロリドン・・・２０重量％
・体質顔料：硫酸バリウム・・・２０重量％
・マット剤：シリカ・・・５重量％
・溶剤：水・・・２０重量％、メタノール・・・３０重量％

次に、ドット２６上およびドット２６間の隙間２１ａに、銅からなる導電材料層２２を平均膜厚０．２μｍとなるように蒸着により形成した。

次いで、導電材料層２２が形成された透明基材２１を３０℃乃至４０℃程度の水に浸漬し、スポンジやブラシ等で表面を軽く擦ることにより、ドット２６およびドット２６上の導電材料層２２を溶解除去した。さらに、透明基材２１を水洗し、乾燥することにより、隙間２１ａ上に残存する導電材料層２２からなる電磁波シールドパターンを形成した。

その後、電解めっき加工により銅からなる金属めっき層２３を平均膜厚２μｍとなるように形成し、このようにして図１に示す電磁波シールド材２０を作製した。

この電磁波シールド材２０の導電材料層２２のパターンは、正方格子状であり、各線の幅は約２０μｍ、開口率は８７％であった。また電磁波シールド材２０の抵抗値は０．２Ω／□であり、電磁波シールド性能を十分に満たしていた。

電磁波シールド材を示す構成図。表示装置用フィルタを示す構成図。本発明の一実施の形態による電磁波シールド材の製造方法を示す構成図。電磁波シールド材の製造工程において透明基材上にグラビア印刷された多数のドットを示す平面図。

符号の説明

１０表示装置用フィルタ
２０電磁波シールド材
２１透明基材
２１ｂ、２１ｃ易接着層
２２導電材料層
２３金属めっき層
２５ＰＤＰ
２６ドット

Claims

電磁波シールド材の製造方法において、
両面に易接着層が形成された透明基材を準備する工程と、
透明基材上にグラビア印刷により、細線状の隙間を残して水または溶剤に対して可溶な物質によって多角状の多数のドットを形成する工程と、
透明基材上のドット上およびドット間の隙間に導電材料からなる導電材料層を形成する工程と、
多数のドットを水または溶剤により溶解してドットを除去してドット間の隙間上の導電材料層のみを残す工程とを備えたことを特徴とする電磁波シールド材の製造方法。
導電材料層上に、電解めっき法により金属めっき層を形成する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の電磁波シールド材の製造方法。
導電材料層を形成する工程において、導電材料層は０．０１μｍ乃至０．５μｍの厚さに形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁波シールド材の製造方法。
透明基材の易接着層は、水系ポリエステル系樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁波シールド材の製造方法。
導電材料は、銅、アルミニウム、クロム、ニッケルクロム、銀、またはＩＴＯからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁波シールド材の製造方法。
水または溶剤に対して可溶な物質は、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの部分ケン化物、可溶性デンプン、カルボキシメチルデンプン、酢酸ビニルマレイン酸交互共重合体、ヒドロキシプロピルセルロース、またはこれらのうち２種類以上の混合物を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電磁波シールド材の製造方法。