JP4053055B2 - 金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液、その溶液を用いた電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させる方法、及び、その方法により形成された黒色酸化層を備えた電磁波遮蔽フィルター - Google Patents

金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液、その溶液を用いた電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させる方法、及び、その方法により形成された黒色酸化層を備えた電磁波遮蔽フィルター Download PDF

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Description

本発明は、金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液、その溶液を用いた電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させる方法、及び、その方法により形成された黒色酸化層を備えた電磁波遮蔽フィルターに関する。
ディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）とは、文字や図形の形式でデータを視覚的に表示する装置である。ディスプレイの内部には、人体に有害な電磁波を遮断する遮蔽フィルター、近赤外線を遮断し反射を防止する遮蔽フィルムなどが設けられている。
電磁波遮蔽フィルターは、導電性金属のＣｕで製造された金属薄膜を有する。前記金属薄膜には、メッシュ（Ｍｅｓｈ）が形成され、メッシュが形成された前記金属薄膜の一方の面には光の反射を防止する黒色酸化層が形成される。
前記反射防止効果を達成するために、ディスプレイで使用される電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層は、できるだけ面状構造に近く形成され、黒色酸化層の硬度（Ｈｖ：Ｖｉｃｋｅｒｓ Ｈａｒｄｎｅｓｓ；以下、単位は省略する）、面抵抗値（Ω/□（Ｓｑｕａｒ
ｅ）；以下、単位は省略する）、及び黒色度（Ｌ＊；以下、単位は省略する）は、それぞれ２５．０以上、０．１以下及び３０以下であることが要求される。電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層に要求されるこれらの条件は、一般的に知られているものである。
そして、高濃度の亜塩素酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）と高濃度の水酸化ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）とを混合した溶液に金属薄膜を浸漬させて、金属薄膜に黒色酸化層を形成させる方法が、１９４７年メイヤ（Ｍｅｙｅｒ）により発表された。
前記亜塩素酸塩類は、（化１）のように、Ｃｕと反応してＣｕ水酸化物が生成され、生成されたＣｕ水酸化物は、脱水反応により（化２）のように分解されて酸化銅、または、亜酸化銅となり、金属薄膜の表面に黒色酸化層として形成される。
（化１）
ＣｌＯ２ - ＋ ２Ｃｕ ＋ ２Ｈ２Ｏ → ２Ｃｕ（ＯＨ）２ ＋ Ｃｌ-
（化２）
２Ｃｕ（ＯＨ）２ → ２ＣｕＯ ｏｒ Ｃｕ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ
そして、水酸化ナトリウムは高分子錯塩を形成するが、Ｃｕ錯塩は（化３）のように黒色酸化層の組織を針状や羽状の構造で成長させる。
（化３）
Ｃｕ（ＯＨ）２ ＋ ２ＮａＯＨ → Ｎａ（Ｃｕ（ＯＨ）４）
しかしながら、前記のようなメイヤの方法により形成された黒色酸化層は、表面から内部に行くほど、亜酸化銅の含量比が高くなる。即ち、黒色酸化層の表面は不導体の酸化銅の含量比が高いが、金属薄膜と接触する内部は導体の亜酸化銅の含量比が高い。従って、ディスプレイの電磁波遮蔽フィルターとして要求される０．１以下の面抵抗値は得にくいという問題点がある。この問題点を解決するために、前記のようなメイヤの方法による黒色酸化層の形成の際、黒色酸化層の表面における導体の亜酸化銅の含量比を増加させることにより、黒色酸化層の面抵抗値を０．１以下に得られる。しかし、この場合、ディスプレイから要求される３０以下の黒色度は得にくくなる。面抵抗値が小であれば通電性がよ
く、通電性がよいと電磁波遮蔽フィルターの電磁波の遮蔽機能が優れる。なお、黒色度が０であれば真黒色、黒色度が１００であれば白色を意味する。
また、前記のようなメイヤの方法は、黒色酸化層がとがった針状や羽状の組織で形成されるので、強度が弱くて黒色酸化層は外部の衝撃によって脱離しやすい。これにより、後工程において、電磁波遮蔽フィルターと近赤外線遮蔽フィルムとを接着する際に、電磁波遮蔽フィルターと近赤外線遮蔽フィルムとが互いに不均一に接着してしまうという問題点がある。
前記のようなメイヤの方法を応用した黒色酸化層の形成のための溶液が、特許文献１（発明者:シルベスタ バレイ（Ｓｉｌｖｅｓｔｅｒ Ｖａｌａｙｉｌ））に開示されてい
る。特許文献１に開示された溶液は、水１Ｌ（リットル）に対し、アルカリメタルクロライト（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）６０ｇ、アルカリメタルヒドロキシド（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）２７ｇ、トリアルカリメタルホスフェート（Ｔｒｉａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）３ｇ及びビノルポリビニールアルコール（Ｖｉｎｏｌ Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）４ｍｇを添加したものである。
米国特許第４,５１２,８１８号明細書
特許文献１に開示された溶液を用いて、金属薄膜に黒色酸化層を形成させた後、表面組織を撮影して面抵抗値及び黒色度を測定した。
図１（ａ）に示すように、走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により５０００倍の倍率で表面組織を撮影した結果、黒色酸化層の組織は針状や羽状であった。黒色酸化層の組織が針状や羽状のため、その硬度は、９．３４であって、ディスプレイ用の電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度の２５．０より劣る。そして、面抵抗値は、２．１であって、ディスプレイ用の電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜の黒色酸化層として要求される面抵抗値の０．１以下より劣り、黒色度は、図１（ｂ）に示すように、１４．０７であって、ディスプレイ用の電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜の黒色酸化層として要求される黒色度の３０以下より優れる。
即ち、特許文献１に開示されている溶液を用いて、電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させた場合、ディスプレイの電磁波遮蔽フィルターとして要求される組織、硬度及び面抵抗値を、同時には得にくいという問題点がある。
本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、電磁波遮蔽フィルターに使用される金属薄膜に形成された黒色酸化層の硬度、面抵抗値及び黒色度が、共にディスプレイの電磁波遮蔽フィルターとして要求される特性値を満たし、黒色酸化層を面状構造で形成できる、金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液、その溶液を用いた電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させる方法、及び、その方法により形成された黒色酸化層を備えた電磁波遮蔽フィルターを提供することである。
上述した目的を達成するために、本発明に係る金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液は、水１Ｌに対し、亜塩素酸塩類（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）３０〜１００ｇ、水酸化ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）１０〜３０ｇ、燐酸ソーダ類（Ｔｒｉａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）０．１〜１
０ｇ、エチレングリコール類（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）０．１〜０．４ｇ、塩酸（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）０．０１〜１０ｇ及びアミノ酸類（Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ）０．２〜１０ｇを混合したものとする。
また、金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液は、水１Ｌに対し、亜塩素酸塩類
（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）３０〜１００ｇ、水酸化ナトリウム（Ｓ
ｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）１０〜３０ｇ、燐酸ソーダ類（Ｔｒｉａｌｋａｌｉ Ｍ
ｅｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）０．１〜１０ｇ、エチレングリコール類（Ｅｔｈｙｌｅ
ｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）０．１〜０．４ｇ、塩酸（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）０
．０１〜１０ｇ、アミノ酸類（Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ）０．２〜１０ｇ及びピロ燐酸塩
（Ｃｏｐｐｅｒ Ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）０．１〜１０ｇを混合したものとする。
上述した目的を達成するために、本発明に係る電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させる方法は、前記溶液を４０〜９０℃で維持した状態で、金属薄膜を前記溶液に３０秒〜１０分間浸漬させて、前記金属薄膜の外表面に黒色酸化層を形成させる。
上述した目的を達成するために、本発明に係る電磁波遮蔽フィルターは、前記方法により製造された黒色酸化層を備える。
本発明に係る金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液を用いて、電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させれば、黒色酸化層ができるだけ面状構造に近く形成されるので、黒色酸化層の硬度、面抵抗値及び黒色度は、共にディスプレイ用の電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値及び黒色度のそれぞれの基準値である、２５以上、０．１以下及び３０以下を各々満たす。従って、電磁波遮蔽フィルターの電磁波遮蔽効率の向上と共に、黒色酸化層における光の吸収効率向上により、電磁波遮蔽フィルターが設けられたディスプレイのコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）が向上する。
以下、本発明の好ましい実施の形態に係る金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液、その溶液を用いた電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させる方法、及び、その方法により形成された電磁波遮蔽フィルターについて、詳細に説明する。
まず、添付図面に基づき、電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽フィルターの使用例を、ディスプレイの一種であるプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：以下、“ＰＤＰ”という）を例として説明する。
図２は、本発明の一実施の形態に係る電磁波遮蔽フィルターを含むＰＤＰの概略的な構成を示す図である。図２に示すように、ＰＤＰ１０は、互いに微細間隔を維持して放電空間を形成する前面ガラス基板１１及び後面ガラス基板１３を備えている。前面ガラス基板１１及び後面ガラス基板１３間の放電空間には、放電ガスが封入されており、その放電空間をプラズマ放電させ、後面ガラス基板１３の隔壁１３ａに塗布された蛍光体を励起・発光させて画像を表示させる。後面ガラス基板１３の後面には駆動コントローラ１５が設けられ、前面ガラス基板１１の前面には光学フィルムフィルター１７が設けられている。光学フィルムフィルター１７は、反射防止フィルム１７ａ、電磁波遮蔽フィルター５０及び色補正／近赤外線遮蔽フィルム１７ｂを有する。また、符号１９はフレームである。
電子部品から放射される有害な電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽フィルター５０は、図３に
示すように、透明基材５１、金属薄膜５３及び透明樹脂５７を有している。透明基材５１は金属薄膜５３を支持し、金属薄膜５３は透明基材５１の上面に形成されて電磁波を遮蔽する。金属薄膜５３はＣｕなどのような導電性金属からなり、金属薄膜５３にはメッシュ５３ａが形成されている。メッシュ５３ａが形成された金属薄膜５３上に透明樹脂５７をコーティングするが、透明樹脂５７は、金属薄膜５３のメッシュ５３ａの部位に平坦にコーティングされて光透過度を向上させる。そして、メッシュ５３ａが形成された金属薄膜５３には反射防止のための黒色酸化層５４が形成される。このとき、黒色酸化層５４は、金属薄膜５３の表面、即ち、金属薄膜５３の上下面及びメッシュ５３ａの内周面に形成される。黒色酸化層５４は、メッシュ５３ａが形成された金属薄膜５３を透明基材５１の上面に形成する前に形成される。なお、符号５９は接着層である。
本実施の形態に係る金属薄膜５３に形成された黒色酸化層５４の組織は面状構造で形成される。黒色酸化層５４を面状構造で形成するための本実施の形態に係る溶液は、水１Ｌ（リットル）に対し、亜塩素酸塩類（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）３０〜１００ｇ、水酸化ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）１０〜３０ｇ、燐酸ソーダ類（Ｔｒｉａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）０．１〜１０ｇ、エチレングリコール類（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）０．１〜０．４ｇ、塩酸（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）０．０１〜１０ｇ及びアミノ酸類（Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ）０．２〜１０ｇが添加されたものである。
亜塩素酸塩類はＣｕと反応して銅水酸化物（Ｃｕ（ＯＨ）２）を生成し、水酸化ナトリウムは銅水酸化物と反応して銅錯塩（Ｎａ（Ｃｕ（ＯＨ）４））が生成される。これは前述と同様である。そして、燐酸ソーダ類は亜塩素酸ソーダの自然分解を防止し、黒色酸化層を微細化させ、エチレングリコール類はＣｕ表面の張力を減少させ、組織を微細化させる。また、塩酸は前述した酸化銅と亜酸化銅との生成比率を調節して黒色酸化層の面抵抗値を減少させ、アミノ酸類は、黒色酸化層の組織を面状組織に改質すると共に、面抵抗値を減少させる。即ち、塩酸とアミノ酸類の添加により、面抵抗値を０．１Ω/□（Ｓｑｕ
ａｒｅ）（以下、単位は省略する）以下に減少させることができる。
そして、本実施の形態に係る溶液には、ピロ燐酸塩（Ｃｏｐｐｅｒ Ｐｙｒｏｐｈｏｓ
ｐｈａｔｅ）０．１〜１０ｇがさらに添加されることができる。ピロ燐酸塩は、溶液を活
性化させて、黒色酸化層の黒色度（Ｌ＊；以下、単位は省略する）を３０以下に減少させ
る。
続いて、本発明の金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の構成成分、各構成成分別の含有量、本発明の溶液の維持温度及び金属薄膜を本発明の溶液に浸漬させる時間を変化させながら、金属薄膜に黒色酸化層を形成した場合の具体例について説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１は、本発明の金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の構成成分として、水１Ｌに対し、亜塩素酸塩類（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）、水酸化ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、燐酸ソーダ類（Ｔｒｉａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、エチレングリコール類（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ
Ｇｌｙｃｏｌ）、塩酸（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）及びアミノ酸類（Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ）をそれぞれ所定量で混合して製造された本発明の溶液を用いて、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた例を示す。
本実施の形態では、溶液の温度を８５℃、メッシュが形成された金属薄膜を本発明の溶液に浸漬させる時間を１８０秒に固定した状態で、本発明の溶液を構成する各々の構成成分の含有量のみを変更して溶液を製造した。この溶液を用いて金属薄膜の表面に黒色酸化
層を形成させた試料を製作し、製作した各試料に対する黒色酸化層の硬度、面抵抗値及び黒色度を各々測定した結果を、表１に示す。
まず、試料１は、水１Ｌに対し、亜塩素酸カリウム６０ｇ、水酸化ナトリウム２７ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰ０４３ｇ、エチレングリコール０．２ｇ、塩酸１．３ｇ及びアミノ酸２．７ｇを混合した溶液を８５℃で維持した状態で、メッシュが形成された金属薄膜を１８０秒間この溶液に浸漬させることにより、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた。
試料２、３は、亜塩素酸カリウムを、各々本発明の亜塩素酸カリウムの含有範囲内である３０ｇ及び１００ｇとし、それ以外の物質を、試料１と同量である、水酸化ナトリウム２７ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰＯ４３ｇ、エチレングリコール０．２ｇ、塩酸１．３ｇ及びアミノ酸２．７ｇとして、混合した溶液を製造し、この溶液を用いて試料１と同一の条件下で金属薄膜に黒色酸化層を各々形成させた。
試料４、５は、亜塩素酸カリウムを各々本発明の亜塩素酸カリウムの含有範囲外である２９ｇ及び１０１ｇとし、それ以外の物質を、試料１と同量である、水酸化ナトリウム２７ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰＯ４３ｇ、エチレングリコール０．２ｇ、塩酸１．３ｇ及びアミノ酸２．７ｇとして、混合した溶液を製造し、この溶液を用いて試料１と同一の条件下で金属薄膜に黒色酸化層を各々形成させた。
試料６、７は、水酸化ナトリウムを各々本発明の水酸化ナトリウムの含有範囲内である１０ｇ及び３０ｇとし、それ以外の物質を、亜塩素酸カリウム６０ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰＯ４３ｇ、エチレングリコール０．２ｇ、塩酸１．３ｇ及びアミノ酸２．７ｇとして、混合した溶液を８５℃で維持した状態で、メッシュが形成された金属薄膜を１８０秒間この溶液に浸漬させることにより、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた。
試料１０、１１は、燐酸ソーダ類を各々本発明の燐酸ソーダ類の含有範囲内である０．１０ｇ及び１０ｇとし、それ以外の物質を、亜塩素酸カリウム６０ｇ、水酸化ナトリウム２７ｇ、エチレングリコール０．２ｇ、塩酸１．３ｇ及びアミノ酸２．７ｇとして、混合した溶液を８５℃で維持した状態で、メッシュが形成された金属薄膜を１８０秒間この溶液に浸漬させることにより、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた。
試料１４、１５は、エチレングリコール類を各々本発明のエチレングリコール類の含有範囲内である０．１０ｇ及び０．４０ｇとし、それ以外の物質を、亜塩素酸カリウム６０ｇ、水酸化ナトリウム２７ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰＯ４３ｇ、塩酸１．３ｇ及びアミノ酸２．７ｇとして、混合した溶液を８５℃で維持した状態で、メッシュが形成された金属薄膜を１８０秒間この溶液に浸漬させることにより、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた。
試料１８、１９は、塩酸を各々本発明の塩酸の含有範囲内である０．０１ｇ及び１０ｇとし、それ以外の物質を、亜塩素酸カリウム６０ｇ、水酸化ナトリウム２７ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰＯ４３ｇ、エチレングリコール０．２ｇ及びアミノ酸２．７ｇとして、混合した溶液を８５℃で維持した状態で、メッシュが形成された金属薄膜を１８０秒間この溶液に浸漬させることにより、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた。
試料２２、２３は、アミノ酸類を各々本発明のアミノ酸類の含有範囲内である０．２０ｇ及び１０ｇとし、それ以外の物質を、亜塩素酸カリウム６０ｇ、水酸化ナトリウム２７ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰＯ４３ｇ、エチレングリコール０．２ｇ及び塩酸１．３ｇとして、混合した溶液を８５℃で維持した状態で、メッシュが形成された金属薄膜を１８０秒間この溶液に浸漬させることにより、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた。
また、試料８、９は、水酸化ナトリウムを各々本発明の水酸化ナトリウムの含有範囲外である９ｇ及び３１ｇとした以外は、試料６、７と同様であり、試料１２、１３は、燐酸ソーダ類を各々本発明の燐酸ソーダ類の含有範囲外である０．０９ｇ及び１０．１０ｇとした以外は、試料１０、１１と同様であり、試料１６、１７は、エチレングリコール類を各々本発明のエチレングリコール類の含有範囲外である０．０９ｇ及び０．４１ｇとした以外は、試料１４、１５と同様であり、試料２０、２１は、塩酸を各々本発明の塩酸の含有範囲外である０．００９ｇ及び１０．５０ｇとした以外は、試料１８、１９と同様であり、試料２４、２５は、アミノ酸類を各々本発明のアミノ酸類の含有範囲外である０．１９ｇ及び１０．１０ｇとした以外は、試料２２、２３と同様である。
また、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の一実施の形態の試料１の黒色酸化層の表面組織及び黒色度を、各々走査電子顕微鏡にて５０００倍の倍率で撮影した状態を示す図である。
本実施の形態の試料１の黒色酸化層５４の表面組織は、図４（ａ）に示すように、面状構造をなしており、また、表１に示すように、黒色酸化層５４の硬度（Ｈｖ：Ｖｉｃｋｅｒｓ Ｈａｒｄｎｅｓｓ；以下、単位は省略する）は３６．０２であって、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度である２５．０以上で優れ、面抵抗値は０．１であって、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される面抵抗値である０．１以下と同一の特性が得られた。また、図４（ｂ）及び表１に示すように、黒色酸化層５４の黒色度は２５．４３であって、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される黒色度３０以下より優れた。
また、表１に示すように、金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の構成成分である、水１Ｌに対する、亜塩素酸塩類（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）、水酸化ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、燐酸ソーダ類（Ｔｒｉａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、エチレングリコール類（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）、塩酸（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）及びアミノ酸類（Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ）の含有量を各々本発明の含有範囲内とした場合である、試料２、３、６、７、１０、１１、１４、１５、１８、１９、２２及び２３は、黒色酸化層の硬度、面抵抗値及び黒色度が、共にディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度のそれぞれの基準値である、２５以上、０．１以下及び３０以下を各々満たしている。
しかし、金属薄膜に黒色酸化層を形成するための溶液の構成成分である、水１Ｌに対する、亜塩素酸塩類（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）、水酸化ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、燐酸ソーダ類（Ｔｒｉａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、エチレングリコール類（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）、塩酸（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）及びアミノ酸類（Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ）の含有量を各々本発明の含有範囲外とした場合である、試料４、５、８、９、１２、１３、１６、１７、２０、２１、２４及び２５は、黒色酸化層の硬度、面抵抗値及び黒色度の少なくともいずれかが、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下を満たしていない。
表１において、判定「０」と表記したものは、黒色酸化層の硬度、面抵抗値、黒色度が、共にディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される基準値の範囲内である場合であり、判定「Ｘ」と表記したものは、黒色酸化層の硬度、面抵抗値、黒色度の何れか一つ以上が、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求さ
れる基準値の範囲外であって、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターで使用する場合、所望の電磁波遮蔽効果が得られない場合を示している(以下、表２、３、４でも同様である)。
本実施の形態から分かるように、金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための本発明の溶液は、水１Ｌに対し、亜塩素酸塩類３０〜１００ｇ、水酸化ナトリウム１０〜３０ｇ、燐酸ソーダ類０．１〜１０ｇ、エチレングリコール類０．１〜０．４ｇ、塩酸０．０１〜１０ｇ及びアミノ酸類０．２〜１０ｇの範囲が好ましい。
（実施の形態２）
実施の形態２は、金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の構成成分として、水１Ｌに対する、亜塩素酸塩類（Ａｌｋａｌｉ Ｍｅｔａｌ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ）、水酸化ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、燐酸ソーダ類（Ｔｒｉａｌｋａｌｉ
Ｍｅｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、エチレングリコール類（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）、塩酸（Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）及びアミノ酸類（Ａｍｉｎｏ
Ａｃｉｄｓ）の含有量を、実施の形態１の試料１の含有量である、水１Ｌに対し、亜塩素酸カリウム６０ｇ、水酸化ナトリウム２７ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰ０４３ｇ、エチレングリコール０．２ｇ、塩酸１．３ｇ及びアミノ酸２．７ｇに固定した状態とし、溶液の維持温度または金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を変化させながら、金属薄膜に黒色酸化層を形成させて試料２６〜３３を製作し、各々の試料別の黒色酸化層の硬度、面抵抗値及び黒色度を各々測定した結果を、表２に示す。
まず、試料２６は、金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液をなす各構成成分の混合比率は、実施の形態１の試料１と同様であるが、製造された溶液の維持温度を本発明の溶液の維持温度範囲内である４０℃に維持した状態で、メッシュが形成された金属薄膜を１８０秒間この溶液に浸漬させることにより、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた。
試料２７は、溶液の維持温度を、本発明の溶液の維持温度範囲内である９０℃に変更した以外は、試料２６と同様である。
また、試料２８、２９は、溶液の維持温度を、各々本発明の維持温度範囲外である３９℃及び９１℃に変更した以外は、試料２６と同様である。
表２に示すように、溶液の維持温度を本発明の溶液の維持温度範囲内とした試料２６、２７の黒色酸化層は、硬度、面抵抗値及び黒色度が、共にディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下を各々満たす。しかし、溶液の維持温度が本発明の溶液の維持温度範囲外である試料２８、２９は、共に、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０.１以下及び
３０以下の少なくともいずれかを満たさない。
また、試料３０、３１は、金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液をなす各構成成分の混合比率は、実施の形態１の試料１と同様であり、溶液の維持温度も試料１と同様な温度である８５℃とした状態で、メッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、各々本発明の浸漬時間範囲内である３０秒及び６００秒間浸漬して黒色酸化層を形成させたものであり、試料３２、３３は、試料３０、３１と同一の条件下で、メッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、各々本発明の浸漬時間範囲外である２９秒及び６３０秒間浸漬して黒色酸化層を形成させたものである。
表２に示すように、メッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、各々本発明の浸漬時間範囲内である３０秒及び６００秒間浸漬して黒色酸化層を形成させた試料３０及び３１の黒色酸化層は、共にディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下を各々満たす。しかし、メッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、各々本発明の浸漬時間範囲外である２９秒及び６３０秒間浸漬して黒色酸化層を形成させた試料３２及び３３の黒色酸化層は、共に、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下の少なくともいずれかを満たさない。
本実施の形態から分かるように、本発明の金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の温度は、４０〜９０℃の範囲内が好ましく、メッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間は、３０〜６００秒の範囲内が好ましい。
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１の溶液にピロ燐酸塩物質をさらに混合した、メッシュが
形成された金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の製造例であり、実施の形態１
と同様に、溶液の各構成成分の量を変化させながら各々の試料を製作して、黒色酸化層の
硬度、面抵抗値及び黒色度を測定した。その結果を表３に示す。
試料３４は、試料１にピロ燐酸塩０．５ｇをさらに混合した溶液、即ち、水１Ｌに対し
、亜塩素酸カリウム６０ｇ、水酸化ナトリウム２７ｇ、燐酸ソーダ類のＨ２ＮａＰ０４３
ｇ、エチレングリコール０．２ｇ、塩酸１．３ｇ、アミノ酸２．７ｇ及びピロ燐酸塩のＣ
ｕ２Ｐ２Ｏ７０．５ｇを混合した溶液を８５℃で維持した状態で、この溶液にメッシュが
形成された金属薄膜を１８０秒間浸漬させて、金属薄膜の表面に黒色酸化層を形成させた
。
また、試料３５、３６は、試料３４において、亜塩素酸塩類を各々本発明の含有範囲内である３０ｇ及び１００ｇとし、それ以外の条件を試料３４と同様な条件としたものであり、試料３９、４０は、水酸化ナトリウムを各々本発明の含有範囲内である１０ｇ及び３０ｇとし、それ以外の条件を試料３４と同様な条件としたものであり、試料４３、４４は、燐酸ソーダ類を各々本発明の含有範囲内である０．１０ｇ及び１０ｇとし、それ以外の条件を試料３４と同様な条件としたものであり、試料４７、４８は、エチレングリコール類を各々本発明の含有範囲内である０．１０ｇ及び０．４０ｇとし、それ以外の条件を試料３４と同様な条件としたものであり、試料５１、５２は、塩酸を各々本発明の含有範囲内である０．０１ｇ及び１０ｇとし、それ以外の条件を試料３４と同様な条件としたものであり、試料５５、５６は、アミノ酸類を各々本発明の含有範囲内である０．２０ｇ及び１０ｇとし、それ以外の条件を共に試料３４と同様な条件としてたものであり、黒色酸化層を各々形成させた。
一方、試料３７、３８は、亜塩素酸塩類を各々本発明の含有範囲外である２９ｇ及び１０１ｇとし、試料４１、４２は、水酸化ナトリウムを各々本発明の含有範囲外である９ｇ及び３１ｇとし、試料４５、４６は、燐酸ソーダ類を各々本発明の含有範囲外である０．０９ｇ及び１０．１０ｇとし、試料４９、５０は、エチレングリコール類を各々本発明の含有範囲外である０．０９ｇ及び０．４１ｇとし、試料５３、５４は、塩酸を各々本発明の含有範囲外である０．００９ｇ及び１０．５０ｇとし、試料５７、５８は、アミノ酸類を各々本発明の含有範囲外である０．１９ｇ及び１０．１０ｇとし、これら以外の物質の含有量、溶液の維持温度及び浸漬時間は、試料３４と同様な条件として、黒色酸化層を各々形成させた。
また、試料５９、６０は、ピロ燐酸塩の含有量を各々本発明の含有範囲内である０．１
ｇ及び１０ｇとし、それ以外の物質は試料３４と同量として、混合した溶液を製造し、試
料３４と同じ溶液の維持温度及び浸漬時間により、メッシュが形成された金属薄膜に黒色
酸化層を各々形成させた。
また、試料６１、６２は、ピロ燐酸塩を本発明の含有範囲外である０．０９ｇ及び１０
．１０ｇとし、それ以外の物質は試料３４と同量として、混合した溶液を製造し、試料３
４と同じ溶液の維持温度及び浸漬時間により、メッシュが形成された金属薄膜に黒色酸化
層を各々形成させた。
表３に示すように、ピロ燐酸塩の含有量が本発明の含有範囲内である、試料３４、３５
、３６、３９、４０、４３、４４、４７、４８、５１、５２、５５、５６、５９、６０の
黒色酸化層は、共にディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される
硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下を各々満たし
ている。しかし、いずれかの物質の含有量が本発明の含有範囲外である、試料３７、３８
、４１、４２、４５、４６、４９、５０、５３、５４、５７、５８、６１、６２の黒色酸
化層は、共に、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度
、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下の少なくともいず
れかを満たさない。
また、試料３４に形成された黒色酸化層を走査電子顕微鏡で５０００倍の倍率で撮影した結果を、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。
試料３４の黒色酸化層５４の表面組織は、図５（ａ）に示すように、面状構造で形成され、黒色度は図５（ｂ）に示すように良好であった。
また、表１及び表３を比較して分かるように、ピロ燐酸塩を含む本発明の溶液で黒色酸
化層を形成させれば、ピロ燐酸塩を含まない本発明の溶液で黒色酸化層を形成させた場合
よりも、黒色度の面においてより優秀な結果が得られる。
（実施の形態４）
実施の形態４は、メッシュが形成された金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の構成成分は、実施の形態３の試料３４と同様であるが、メッシュが形成された金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の維持温度、及び金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、変化させながら金属薄膜に黒色酸化層を形成させた場合の例であり、本実施の形態においても各々の試料を製作して、硬度、面抵抗値及び黒色度を測定した。その結果を表４に示す。
試料６３、６４は、溶液の構成成分、各成分別の含有量及びメッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、試料３４と同様とし、メッシュが形成された金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の維持温度を、本発明の範囲内である４０℃及び９０℃で各々維持して、黒色酸化層を形成させたものであり、試料６５、６６は、溶液の構成成分、各成分別の含有量及びメッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、試料３４と同様とし、メッシュが形成された金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液の維持温度を、本発明の範囲外である３９℃及び９１℃で各々維持して、黒色酸化層を形成させたものである。
表４に示すように、溶液の維持温度が本発明の溶液の維持温度範囲内の条件で製作された試料６３、６４の黒色酸化層は、共にディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下を各々満たしている。しかし、溶液の維持温度が本発明の維持温度範囲外の条件で製作された試料６５、６６の黒色酸化層は、共に、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下の少なくともいずれかを満たさない。
また、試料６７、６８は、溶液の構成成分、各成分別の含有量及び溶液の維持温度を、試料３４と同様とし、メッシュが形成された金属薄膜に黒色酸化層を形成させるために金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、本発明の範囲内である３０秒及び６００秒として、各々黒色酸化層を形成させたものであり、試料６９、７０は、溶液の構成成分、各成分別の含有量及び溶液の維持温度を、試料３４と同様とし、メッシュが形成された金属薄膜に黒色酸化層を形成させるために金属薄膜を溶液に浸漬させる時間を、本発明の範囲外である２９秒及び６３０秒として、各々黒色酸化層を形成させたものである。
表４に示すように、メッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間が本発明の浸漬時間範囲内の条件で製作された試料６７、６８の黒色酸化層は、共にディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下を各々満たしている。しかし、メッシュが形成された金属薄膜を溶液に浸漬させる時間が本発明の浸漬時間範囲外の条件で製作された試料６９、７０の黒色酸化層は、共に、ディスプレイ用電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値、黒色度の基準値である２５以上、０．１以下及び３０以下の少なくともいずれかを満たさない。
実施の形態３、４から分かるように、ピロ燐酸塩が含まれた本発明の溶液は、水１Ｌに
対し、亜塩素酸塩類３０〜１００ｇ、水酸化ナトリウム１０〜３０ｇ、燐酸ソーダ類０．
１〜１０ｇ、エチレングリコール類０．１〜０．４ｇ、塩酸０．０１〜１０ｇ、アミノ酸
類０．２〜１０ｇ及びピロ燐酸塩０．１〜１０ｇが混合されたものが好ましく、また、溶
液の維持温度は、４０〜９０℃の範囲が好ましく、金属薄膜を溶液に浸漬させる時間は、
３０〜６００秒の範囲が好ましい。
本発明に係る金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液、その溶液を用いた電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に黒色酸化層を形成させる方法、及びその方法により形成された黒色酸化層を備えた電磁波遮蔽フィルターは、黒色酸化層ができるだけ面状構造に近く形成され、黒色酸化層の硬度、面抵抗値及び黒色度は、共にディスプレイ用の電磁波遮蔽フィルターの黒色酸化層として要求される硬度、面抵抗値及び黒色度のそれぞれの基準値である、２５以上、０．１以下及び３０以下を各々満たす。
従って、電磁波遮蔽フィルターの電磁波遮蔽効率の向上と共に、黒色酸化層における光の吸収効率向上により、電磁波遮蔽フィルターが設けられたディスプレイのコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）が向上するので、黒色酸化層を備えた電磁波遮蔽フィルター等に有用である。
従来の方法により形成された黒色酸化層の表面組織を示す図 従来の方法により形成された黒色酸化層の黒色度を示す図 本発明の一実施の形態に係るＰＤＰの概略的な構成を示す図 図２に示す電磁波遮蔽フィルターの構成を示す図 本発明の実施の形態１により形成された黒色酸化層の表面組織を示す図 本発明の実施の形態１により形成された黒色酸化層の黒色度を示す図 本発明の実施の形態３により形成された黒色酸化層の表面組織を示す図 本発明の実施の形態３により形成された黒色酸化層の黒色度を示す図
符号の説明
５０ 電磁波遮蔽フィルター
５３ 金属薄膜
５３ａ メッシュ
５４ 黒色酸化層

Claims (5)

  1. 水１Ｌに対し、亜塩素酸塩類３０〜１００ｇ、水酸化ナトリウム１０〜３０ｇ、燐酸ソ
    ーダ類０．１〜１０ｇ、エチレングリコール類０．１〜０．４ｇ、塩酸０．０１〜１０ｇ
    及びアミノ酸類０．２〜１０ｇを混合したことを特徴とする、Ｃｕからなる金属薄膜に黒
    色酸化層を形成させるための溶液。
  2. 水１Ｌに対し、亜塩素酸塩類３０〜１００ｇ、水酸化ナトリウム１０〜３０ｇ、燐酸ソ
    ーダ類０．１〜１０ｇ、エチレングリコール類０．１〜０．４ｇ、塩酸０．０１〜１０ｇ
    、アミノ酸類０．２〜１０ｇ及びピロ燐酸塩０．１〜１０ｇを混合したことを特徴とする
    、Ｃｕからなる金属薄膜に黒色酸化層を形成させるための溶液。
  3. 請求項１または２に記載の溶液を４０〜９０℃に維持させた状態で、電磁波遮蔽フィル
    ターのＣｕからなる金属薄膜を前記溶液に３０秒〜１０分間浸漬させて、前記金属薄膜の
    外表面に黒色酸化層を形成させることを特徴とする、電磁波遮蔽フィルターの金属薄膜に
    黒色酸化層を形成させる方法。
  4. 請求項３に記載の方法により形成された黒色酸化層を備えたことを特徴とする、電磁波
    遮蔽フィルター。
  5. 前記ピロ燐酸塩は、Ｃｕ ２ Ｐ ２ Ｏ ７ である、請求項２に記載の溶液。
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