JP4531763B2 - 透光性電磁波シールド膜およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、CRT(陰極線管)、PDP(プラズマディスプレイパネル)、液晶、EL(エレクトロルミネッセンス)、FED(フィールドエミッションディスプレイ)などのディスプレイ前面、電子レンジ、電子機器およびプリント配線板などから発生する電磁波を遮蔽し、且つ、透明性を有する電磁波遮蔽材料である透光性電磁波シールド膜およびその製造方法、並びに、プラズマディスプレイパネル用透光性電磁波シールド膜およびプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
近年、各種の電気設備や電子応用設備の利用の増加に伴い、電磁波障害(Electro−Magnetic Interference:EMI)が急増している。EMIは、電子、電気機器の誤動作や障害の原因になるほか、これらの装置のオペレーターにも健康障害を与えることが指摘されている。このため、電子電気機器では、電磁波放出の強さを規格または規制内に抑えることが要求されている。
上記EMIの対策には電磁波をシールドする必要があるが、それには金属の電磁波を貫通させない性質を利用すればよいことは自明である。例えば、筐体を金属体または高導電体にする方法や、回路基板と回路基板との間に金属板を挿入する方法や、ケーブルを金属箔で覆う方法などが採用されている。しかし、CRTやPDPなどではオペレーターが画面に表示される文字等を認識する必要があるため、ディスプレイにおける透明性が要求される。このため、上述の方法では、いずれもディスプレイ前面が不透明になることが多く、電磁波のシールド法としては不適切なものであった。
特に、PDPは、CRT等と比較すると多量の電磁波を発生するため、より強い電磁波シールド能が求められている。電磁波シールド能は、簡便には表面抵抗値で表すことができる。例えば、CRT用の透光性電磁波シールド材料では、表面抵抗値は凡そ300Ω/sq以下であることが要求されるのに対し、PDP用の透光性電磁波シールド材料では、2.5Ω/sq以下であることが要求され、PDPを用いた民生用プラズマテレビにおいては、1.5Ω/sq以下とする必要性が高く、より望ましくは0.1Ω/sq以下という極めて高い導電性が要求されている。
また、透明性に関する要求レベルは、CRT用としては凡そ全可視光透過率が70%以上、PDP用としては全可視光透過率が80%以上であることが要求されており、さらに高い透明性が望まれている。
上記の問題を解決するために、以下に示されるように、開口部を有する金属メッシュを利用して電磁波シールド性と透明性とを両立させる種々の材料・方法がこれまでに提案されている。
(1)銀ペーストを印刷したメッシュ
例えば、銀粉末からなるペーストを網目状に印刷して、銀メッシュを得る方法が開示されている(例えば、特開2000−13088号公報参照)。この方法で得られた銀メッシュは、印刷法によることから線幅が太く透過率が低下する等の問題があり、また、表面抵抗値が高く電磁波シールド能が小さい。このため、電磁波シールド能を高めるには得られた銀メッシュにメッキ処理を施す必要があった。
(2)不規則網目状の銀メッシュ
例えば、不規則な微小な網目状の銀メッシュおよびその製造方法が開示されている(例えば、特開平10−340629号公報参照)。しかし、この製造方法では表面抵抗値が10Ω/sqと大きな(電磁波シールド能の低い)メッシュしか得られない問題がある。また、ヘイズが大きく10数%以上あって、ディスプレイ画像がボケる問題があった。
(3)フォトリソグラフィー法を利用したエッチング加工銅メッシュ
フォトリソグラフィー法を利用して銅箔をエッチング加工し、透明基体上に銅メッシュを形成する方法が提案されている(例えば、特開平10−41682号公報参照)。この方法では、メッシュの微細加工が可能であるため、高開口率(高透過率)のメッシュを作製することができ、強力な電磁波放出も遮蔽できるという利点を有する。しかし、その製造工程は非常に多くの工程を含み、これらを経て製造しなければならない問題点があった。
また、銅箔を用いることから、でき上がりのメッシュが黒色ではなく銅箔の色となることから、ディスプレイ機器における映像のコントラスト低下の原因となる問題があった。さらには、エッチング工法によるところから、格子模様の交点部が直線部分の線幅より太い問題があり、モアレの問題と関連して改善が要望されていた。
(4)銀塩を利用した導電性銀形成法
1960年代に、物理現像核に銀を沈着させる銀塩拡散転写法によって導電性を有する金属銀薄膜パターンを形成する方法が開示されている(例えば、特公昭42−23746号公報参照)。
しかし、このような方法で導電性金属銀薄膜を作製してCRTやPDPなどのディスプレイの画像表示面から放射される電磁波を、画像表示を妨害せずに、シールドする方策については全く知られていなかった。
また、この方法によれば、10Ω/sq〜100KΩ/sqの銀薄膜が得られるが、この導電性レベルでは、PDP用途としては不十分である。さらに、透明性の面でも十分でなく、透明性と導電性との両立を果たすことができない問題があった。
したがって、上記銀塩拡散転写法をそのまま用いても、電子ディスプレイ機器における画像表示面から放出される電磁波をシールドするために好適な、光透過性と導電性とに優れた透光性電磁波シールド材料は得ることができなかった。
【発明の開示】
上述のように、従来の電磁波遮蔽材料やその製造方法には、それぞれ問題点があった。中でも、透明なガラスやプラスチック基板面に金属薄膜からなるメッシュを形成した電磁波遮蔽板は、極めて高い電磁波シールド性を有し、且つ良好な光透過性が得られることから、近年、PDP等のディスプレイ用パネル等の電磁波シールド材として用いられるようになってきた。
しかし、その価格は非常に高価であったため、製造コストの低減化が強く要望されていた。さらに、ディスプレイでは、高い画像の明度が要求されるため、100%に近い光透過性や、メッシュの色が黒色であることが求められていた。ところが、光透過性を向上させるために、開口率(メッシュをなす細線のない部分)が全体に占める割合を上げると、導電性が低下して電磁波シールド効果が損なわれるため、導電性(電磁波シールド効果)と光透過性を同時に向上させることは、これまでの技術では非常に困難であった。
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、高い電磁波シールド性と高い透明性とを同時に有し、且つ、メッシュ部が黒色の透光性電磁波シールド膜を提供すること、および、細線状パターンの形成が短工程で可能であり、安価・大量に製造できる透光性電磁波シールド膜の製造方法を提供することにある。さらに本発明の別目的は、前記製造方法により得られる透光性電磁波シールド膜を利用したプラズマディスプレイパネル用透光性電磁波シールド膜およびこれを用いたプラズマディスプレイパネルを提供することにある。
本発明者らは、高い電磁波シールド性と高い透明性とを同時に得つつ、PDP画像の画質劣化を最小にする観点から、鋭意検討した結果、上記目的は、以下の透光性電磁波シールド膜の製造方法により効果的に達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
(1) 支持体上に金属銀部がメッシュ状に形成されていて、メッシュ状に形成された前記金属銀部は、線幅が18μm以下で開口率が85%以上であり、Agを90〜100質量%含有し、且つ、表面抵抗値が5Ω/sq以下である透光性電磁波シールド膜の製造方法であって、
支持体上に設けられた光センサーとしての銀塩及びバインダー(光硬化性樹脂を除く)を含有する銀塩含有層をメッシュ状に露光する工程と、
現像処理を施すことによって露光部および未露光部にそれぞれ金属銀部および光透過性部を形成する工程とを有することを特徴とする透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(2) 前記金属銀部の膜厚が2.5〜8μmである(1)に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(3) 前記金属銀部のピッチが60〜450μmである(1)または(2)に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(4) 前記光透過性部の全可視光透過率が95%以上である(1)〜(3)のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(5) 前記光透過性部における物理現像核の存在率が0〜5%の範囲である(1)〜(4)のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(6) 前記銀塩がハロゲン化銀である(1)〜(5)のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(7) 前記銀塩がAgBrを主体としたハロゲン化銀である(6)に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(8) 前記ハロゲン化銀の平均粒子サイズが球相当径で0.1〜1000nmである(6)または(7)に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(9) 前記銀塩含有層がロジウムまたはイリジウムを含有する(1)〜(8)のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(10) 前記銀塩含有層がバインダーとしてゼラチンを含有する(1)〜(9)のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(11) 前記銀塩含有層のAg/バインダー体積比が1/2以上であることを特徴とする(1)〜(10)のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(12) 前記金属銀部に物理現像および/またはメッキ処理を施さないことを特徴とする(1)〜(11)のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
(13) 支持体上に金属銀部がメッシュ状に形成されていて、メッシュ状に形成された前記金属銀部は、線幅が18μm以下で開口率が85%以上であり、Agを90〜100質量%含有し、且つ、表面抵抗値が5Ω/sq以下である導電性銀薄膜の製造方法であって、
支持体上に設けられた光センサーとしての銀塩及びバインダー(光硬化性樹脂を除く)を含有する銀塩含有層をメッシュ状に露光する工程と、
現像処理を施すことによって露光部および未露光部にそれぞれ金属銀部および光透過性部を形成する工程とを有することを特徴とする導電性銀薄膜の製造方法。
本発明によれば、高い電磁波シールド性と高い透明性とを有し、且つ、メッシュ部が黒色の透光性電磁波シールド膜を提供することができる。また、本発明によれば、細線状パターンの形成が短工程で可能であり、高い電磁波シールド性と高い透明性とを有し、且つ、メッシュ部が黒色の透光性電磁波シールド膜を安価・大量に製造することが可能な透光性電磁波シールド膜の製造方法を提供することができる。さらに本発明によれば、前記製造方法により得られる透光性電磁波シールド膜を利用したプラズマディスプレイパネル用透光性電磁波シールド膜およびこれを用いたプラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
以下に本発明の透光性電磁波シールド膜およびその製造方法ついて詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味として使用される。
《透光性電磁波シールド膜》
本発明の透光性電磁波シールド膜は、支持体上に金属銀部がメッシュ状に形成された導電性銀薄膜であって、メッシュ状に形成された前記金属銀部は、線幅が18μm以下および開口率が85%以上、並びに、Agを90〜100質量%含有しており、且つ、表面抵抗値が5Ω/sq以下であることを特徴とする。
[支持体]
本発明において、上記支持体としては、プラスチックフィルム、プラスチック板、または、ガラスなどを用いることができる。
上記プラスチックフィルムおよびプラスチック板の原料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、およびポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、およびEVAなどのポリオレフィン類;ポリ塩化ビニル、およびポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂;その他、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)などを用いることができる。
透明性、耐熱性、取り扱いやすさおよび価格の点から、上記プラスチックフィルムはポリエチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
また、ディスプレイ用の電磁波シールド材では透明性が要求されるため、支持体の透明性は高いことが望ましい。この場合におけるプラスチックフィルムまたはプラスチック板の全可視光透過率は70〜100%が好ましく、更に好ましくは85〜100%であり、特に好ましくは90〜100%である。また、本発明では、前記プラスチックフィルムおよびプラスチック板を本発明の目的を妨げない程度に着色したものを支持体として用いることもできる。
本発明における支持体として用いることのできるプラスチックフィルムおよびプラスチック板は、単層で用いることもできるが、2層以上を組み合わせた多層フィルムとして用いることも可能である。
本発明における支持体としてガラス板を用いる場合、その種類は特に限定されないが、ディスプレイ用電磁波シールドの用途で用いる場合には、表面に強化層を設けた強化ガラスを用いることが好ましい。該強化ガラスは、強化処理していないガラスを用いた場合に比べて破損を防止できる可能性が高い。さらに、風冷法により得られる強化ガラスは、万一破損してもその破砕破片が小さく、且つ端面も鋭利になることはないため、安全上好ましい。
[金属銀部(導電性金属部)]
次に、本発明における導電性金属部について説明する。
本発明では、金属銀部が導電性金属部の働きを担う。該金属銀部は、銀塩含有層に露光および現像処理を施すによって形成することができ、露光部に金属銀部が形成される。
本発明における導電性金属部(金属銀部)が経時的に酸化され変色するのを防止する観点からは、金属銀部に変色防止処理を施すのが好ましい。その手段としては、金属表面に用いられる腐食抑制剤を利用することなどが挙げられ、該腐食抑制剤としては、例えば、メルカプト化合物などを利用することができる。
本発明における金属銀部は、良好な導電性を有している。本発明における金属銀部の表面抵抗値は、5Ω/sq以下であり、2.5Ω/sq以下であることがより好ましく、1Ω/sq以下であることが最も好ましい。尚、本発明において表面抵抗値は低いほど好ましく、下限については特に限定はないが、通常0.01Ω/sq以上程度である。
また、本発明における金属銀部は、良好な導電性を得るためにAgを90〜100質量%、さらに好ましくは95〜100質量%含有する。このように、本発明の透光性電磁波シールド膜は、Ag含有量の高い金属銀部を備えることで、良好な導電性を確保し、表面抵抗値を低く抑えることができる。また、本発明においては導電性金属として銀を用いるため透光性電磁波シールド膜のメッシュを黒色とすることができる。これにより、プラズマディスプレイパネル等に用いた場合に画像のコントラストの低下を防止することができる。
本発明における金属銀部は、メッシュ状の形態をしており、正三角形、二等辺三角形、直角三角形などの三角形、正方形、長方形、菱形、平行四辺形、台形などの四角形、(正)六角形、(正)八角形などの(正)n角形、円、楕円、星形などを組み合わせた幾何学図形からなることが好ましい。電磁波シールド性の観点からは三角形の形状が最も有効であるが、可視光透過性の観点からは同一のライン幅なら(正)n角形のn数が大きいほど開口率が上がり可視光透過性が大きくなるので有利である。
透光性電磁波シールド膜の用途において、上記金属銀部の線幅は、メッシュ形状を目視した際に判別できるようでは問題があるため、判別できない程度に細線であることがPDP用途として望まれている。本発明において上記金属銀部の線幅は18μm以下であり、3μm〜14μmが好ましく、3μm〜10μmがより好ましい。尚、本発明において上記金属銀部の線幅が18μm以下であるとは、必ずしも全ての線幅が18μm以下であることを意味するものではなく、線幅全体の60%以上(好ましくは80%以上)が18μm以下であることを意味する。このため、線幅の一部が18μmを超える箇所がある場合であっても、線幅全体の60%以上が18μm以下である場合には、本発明の効果を奏することができる。
本発明における金属銀部の膜厚は薄いことがモアレ等画質の観点で好ましく、導電性を確保する意味で2.5μm以上の膜厚が好ましく、2.5μm〜8μmが好ましく、2.5μm以上5μm未満が好ましく、2.5μm〜4μmがより好ましい。
また、本発明における金属銀部のピッチは、60μm〜450μmが好ましく、120μm〜400μmがより好ましい。
また、金属銀部は、アース接続などの目的においては、線幅は20μmより広い部分を有していてもよい。
本発明における金属銀部は、可視光透過率の点から開口率が85%以上であり90%以上であることが好ましく、93%以上であることが最も好ましい。ここで本発明における金属銀部の「開口率」とは、メッシュをなす金属銀部の細線のない部分(空間)が全体に占める割合であり、例えば、線幅10μm、ピッチ200μmの正方形の格子状メッシュの開口率は90%である。
尚、本発明における金属銀部の開口率について特に上限の限定はないが、表面抵抗値および線幅値との関係から、上記開口率としては、98%以下であることが好ましい。
本発明の透光性電磁波シールド膜のヘイズは、小さいほど好ましい。ヘイズが大きいほどPDP画像がボケるためである。本発明において透光性電磁波シールド膜のヘイズは10%以下が好ましく、5%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、2%以下がさらに好ましく、最も好ましくは1%以下である。
[光透過性部]
本発明における「光透過性部」とは、透光性電磁波シールド膜のうち導電性金属部(金属銀部)以外の透明性を有する部分を意味する。
光透過性部における全可視光透過率は、95%以上、好ましくは97%以上であり、最も好ましくは99%以上である。
なお、本発明における「全可視光透過率」とは、特に断らない限り、支持体の光吸収および反射の寄与を除いた380〜780nmの波長領域における透過率の平均で示される透過率を指す。本発明における全可視光透過率は、(透光性電磁波シールド材料の全可視光透過率)/(支持体の全可視光透過率)×100(%)で表され、本発明の態様であれば開口率にほぼ等しい。
本発明において光透過性部は、透過性を向上させる観点から実質的に物理現像核を有しないことが好ましい。本発明は、従来の銀錯塩拡散転写法とは異なり、未露光のハロゲン化銀を溶解して可溶性銀錯化合物に変換させた後、拡散させる必要がないため、光透過性部には物理現像核を実質的に有しない。
ここに、「実質的に物理現像核を有しない」とは、光透過性部における物理現像核の存在率が0〜5%の範囲であることをいう。
本発明における光透過性部は、前記銀塩含有層を露光および現像処理することにより、金属銀部と共に形成される。
[透光性電磁波シールド膜の層構成]
本発明の透光性電磁波シールド膜における支持体の厚さは、5〜200μmであることが好ましく、30〜150μmであることがさらに好ましい。5〜200μmの範囲であれば所望の可視光の透過率が得られ、且つ取り扱いも容易である。
金属銀部は1層で構成されていてもよく、2層以上の重層構成であってもよい。金属銀部がパターン状であり、且つ2層以上の重層構成である場合、異なる波長に感光できるように、異なる感色性を付与することができる。これにより、露光波長を変えて露光すると、各層において異なるパターンをも形成することができる。
ディスプレイの電磁波シールド材用途としては、導電性金属部である金属銀部の厚さは、薄いほどディスプレイの視野角が広がるため好ましい。さらに、導電性配線材料の用途としては、高密度化の要請から薄膜化が要求される。
本発明では、上述した銀塩含有層の塗布厚みをコントロールすることにより所望の厚さの金属銀部を形成できることから、5μm未満、好ましくは3μm未満の厚みを有する透光性電磁波シールド膜であっても容易に形成することができる。
[電磁波シールド以外の機能性膜]
本発明では、必要に応じて、別途、所望の機能を有する機能層を設けていてもよい。この機能層は、用途ごとに種々の仕様とすることができる。例えば、ディスプレイ用電磁波シールド材用途としては、屈折率や膜厚を調整した反射防止機能が付与された反射防止層;ノングレアー層またはアンチグレアー層(共にぎらつき防止機能を有する);近赤外線を吸収する化合物や金属からなる近赤外線吸収層;特定の波長域の可視光を吸収する色調調節機能をもった層;指紋などの汚れを除去しやすい機能を有した防汚層;傷のつき難いハードコート層;衝撃吸収機能を有する層;ガラス破損時のガラス飛散防止機能を有する層;などを設けることができる。これらの機能層は、銀塩含有層と支持体とを挟んで反対側の面に設けてもよく、さらに同一面側に設けてもよい。
これらの機能性膜はPDPに直接貼合してもよく、プラズマディスプレイパネル本体とは別に、ガラス板やアクリル樹脂板などの透明基板に貼合してもよい。これらの機能性膜を光学フィルター(または単にフィルター)と呼ぶ。
反射防止機能を付与した反射防止層は、外光の反射を抑えてコントラストの低下を抑えるために、金属酸化物、フッ化物、ケイ化物、ホウ化物、炭化物、窒化物、硫化物等の無機物を、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト法等で単層或いは多層に積層させる方法;アクリル樹脂、フッ素樹脂等の屈折率の異なる樹脂を単層或いは多層に積層させる方法等によって形成することができる。また、反射防止処理を施したフィルムを該フィルター上に張り付けることもできる。また必要であればノングレアー層またはアンチグレアー層を設けることもできる。ノングレアー層やアンチグレアー層を形成する際には、シリカ、メラミン、アクリル等の微粉体をインキ化して、表面にコーティングする方法等を用いることができる。係るインキの硬化は熱硬化或いは光硬化等を用いることができる。また、ノングレア処理またはアンチグレア処理をしたフィルムを該フィルター上に張り付けることもできる。さらに必要で有ればハードコート層を設けることもできる。
上記近赤外線吸収層としては、金属錯体化合物等の近赤外線吸収色素を含有する層、または、銀スパッタ層等を挙げることができる。銀スパッタ層は、誘電体層と金属層とを基材上に交互にスパッタリング等で積層させることで、近赤外線、遠赤外線から電磁波まで1000nm以上の光をカットすることもできる。上記誘電体層に含まれる誘電物質としては酸化インジウム、酸化亜鉛等の透明な金属酸化物等が挙げられる。また、金属層に含まれる金属としては、銀或いは銀−パラジウム合金が一般的である。上記銀スパッタ層は、通常、誘電体層よりはじまり3層、5層、7層或いは11層程度積層した構造を有する。
PDPに備えられた青色を発光する蛍光体は、青色以外にも僅かであるが赤色を発光する特性を有している。この為、青色に表示されるべき部分が紫がかった色で表示されるという問題がある。上記特定の波長域の可視光を吸収する色調調節機能をもった層は、この対策として発色光の補正を行う層であり、595nm付近の光を吸収する色素を含有する。
[PDP用電磁波シールド膜の製造方法]
次に、本発明のPDP用電磁波シールド膜の製造方法について述べる。
本発明の透光性電磁波シールド膜の製造方法は、以下のいずれの方法を採ってよい。
(a)メッシュ状の金属銀部を電解メッキによって得た後、透明支持体にメッシュ状の金属銀部を転写して本発明の透光性電磁波シールド膜を得る方法。
(b)無電解メッキ触媒のメッシュ状パターンを支持体上に形成し、無電解メッキすることによってメッシュ状の金属銀部を形成し、本発明の透光性電磁波シールド膜を得る方法。
(c)導電性銀ペーストでメッシュ状パターンを形成することによって本発明の透光性電磁波シールド膜を得る方法。
(d)支持体上に設けられた光センサーとしての銀塩及びバインダーを含有する銀塩含有層を露光し、現像処理することによって露光部に金属銀部を形成し、未露光部に光透過性部を形成することによって本発明の透光性電磁波シールド膜を得る方法。
(e)支持体上の金属薄膜をエッチングする方法。
上述の製造方法のうち上記(a)における製造方法は、金属板上にレジストパターンを形成した後、電解メッキにより金属板上にメッシュ状の導電性金属薄膜(金属銀部)を形成させ、それを、接着剤を有する接着フィルムなどに転写させる方法である。
また、上記(b)における製造方法は、パラジウム触媒等の無電解メッキ触媒のメッシュ状パターンを、種々の印刷法などによって支持体上に形成し、無電解メッキすることによってメッシュ状の金属銀部を形成する方法である。
上記(c)における製造方法は、導電性銀ペーストを用いて種々の印刷法などによって支持体上にメッシュ状の金属銀部を形成する方法である。
上記(d)における製造方法は、本発明の透光性電磁波シールド膜に関して好ましい製造方法であり、以下で詳細に説明する。
上記(e)における製造方法は、支持体上に一様な銀を含有した金属薄膜を形成し、レジストパターンをその上に形成した後、エッチングによってメッシュ状の金属薄膜(金属銀部)を得る方法である。エッチング方法には、酸化剤を含有したエッチング液を利用するウエットエッチング法(ケミカルエッチング法)が挙げられ、その他、ドライエッチング法も挙げることができる。
本発明の透光性電磁波シールド膜は、好ましくは、上記(d)における製造方法(以下、かかる製造方法を「本発明の製造方法」と称する。)によって製造される。以下、かかる製造方法について、より詳しく説明する。
本発明の製造方法は、上述の本発明の透光性電磁波シールド膜の製造方法であって、支持体上に設けられた光センサーとしての銀塩及びバインダーを含有する銀塩含有層を露光し、現像処理することによって露光部に金属銀部を形成し、未露光部に光透過性部を形成することを特徴とする。
[銀塩含有層]
本発明の製造方法において、光センサーとして銀塩及びバインダーを含有する層(銀塩含有層)が支持体上に設けられる。銀塩含有層は、銀塩及びバインダーのほか、溶媒等を含有することができる。
<銀塩>
本発明で用いられる銀塩としては、ハロゲン化銀などの無機銀塩および酢酸銀などの有機銀塩が挙げられるが、光センサーとしての特性に優れるハロゲン化銀を用いることが好ましい。
本発明で好ましく用いられるハロゲン化銀についてさらに説明する。
上述の通り本発明では、光センサーとして機能させるためにハロゲン化銀を使用することができる。ハロゲン化銀に関する銀塩写真フィルムや印画紙、印刷製版用フィルム、フォトマスク用エマルジョンマスク等で用いられる技術は、本発明においてもそのまま用いることもできる。
ハロゲン化銀に含有されるハロゲン元素は、塩素、臭素、ヨウ素およびフッ素のいずれであってもよく、これらを組み合わせでもよい。例えば、AgCl、AgBr、AgIを主体としたハロゲン化銀が好ましく用いられ、さらにAgBrを主体としたハロゲン化銀が好ましく用いられる。
ここで、「AgBr(臭化銀)を主体としたハロゲン化銀」とは、ハロゲン化銀組成中に占める臭化物イオンのモル分率が50%以上のハロゲン化銀をいう。
このAgBrを主体としたハロゲン化銀粒子は、臭化物イオンのほかに沃化物イオン、塩化物イオンを含有していてもよい。
ハロゲン化銀は固体粒子状であり、露光、現像処理後に形成されるパターン状金属銀層の画像品質の観点からは、ハロゲン化銀の平均粒子サイズは、球相当径で0.1〜1000nm(1μm)であることが好ましく、0.1〜100nmであることがより好ましく、1〜50nmであることがさらに好ましい。
尚、ハロゲン化銀粒子の球相当径とは、粒子形状が球形の同じ体積を有する粒子の直径である。
ハロゲン化銀粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、立方体状、平板状(6角平板状、三角形平板状、4角形平板状など)、八面体状、14面体状など様々な形状であることができる。
本発明で用いられるハロゲン化銀は、さらに他の元素を含有していてもよい。例えば、写真乳剤において、硬調な乳剤を得るために用いられる金属イオンをドープすることも有用である。特にロジウムイオンやイリジウムイオンなどの遷移金属イオンは、金属銀像の生成の際に露光部と未露光部の差が明確に生じやすくなるため好ましく用いられる。ロジウムイオン、イリジウムイオンに代表される遷移金属イオンは、各種の配位子を有する化合物であることもできる。そのような配位子としては、例えば、シアン化物イオンやハロゲンイオン、チオシアナートイオン、ニトロシルイオン、水、水酸化物イオンなどを挙げることができる。具体的な化合物の例としては、K3Rh2Br9およびK2IrCl6などが挙げられる。
本発明において、ハロゲン化銀に含有されるロジウム化合物および/またはイリジウム化合物の含有率は、ハロゲン化銀の、銀のモル数に対して、10-10〜10-2モル/モルAgであることが好ましく、10-9〜10-3モル/モルAgであることがさらに好ましい。
その他、本発明では、Pd(II)イオンおよび/またはPd金属を含有するハロゲン化銀も好ましく用いることができる。Pdはハロゲン化銀粒子内に均一に分布していてもよいが、ハロゲン化銀粒子の表層近傍に含有させることが好ましい。ここで、Pdが「ハロゲン化銀粒子の表層近傍に含有する」とは、ハロゲン化銀粒子の表面から深さ方向に50nm以内において、他層よりもパラジウムの含有率が高い層を有することを意味する。このようなハロゲン化銀粒子は、ハロゲン化銀粒子を形成する途中でPdを添加することにより作製することができ、銀イオンとハロゲンイオンとをそれぞれ総添加量の50%以上添加した後に、Pdを添加することが好ましい。またPd(II)イオンを後熟時に添加するなどの方法でハロゲン化銀表層に存在させることも好ましい。
このPd含有ハロゲン化銀粒子は、物理現像や無電解メッキの速度を速め、所望の電磁波シールド材の生産効率を上げ、生産コストの低減に寄与する。Pdは、無電解メッキ触媒としてよく知られて用いられているが、本発明では、ハロゲン化銀粒子の表層にPdを偏在させることが可能なため、極めて高価なPdを節約することが可能である。
本発明において、ハロゲン化銀に含まれるPdイオンおよび/またはPd金属の含有率は、ハロゲン化銀の、銀のモル数に対して10-4〜0.5モル/モルAgであることが好ましく、0.01〜0.3モル/モルAgであることがさらに好ましい。
使用するPd化合物の例としては、PdCl4や、Na2PdCl4等が挙げられる。
本発明では、さらに光センサーとしての感度を向上させるため、写真乳剤で行われる化学増感を施すこともできる。化学増感としては、例えば、金増感などの貴金属増感、イオウ増感などのカルコゲン増感、還元増感等を利用することができる。
本発明で使用できる乳剤としては、例えば、特開平11−305396号公報、特開2000−321698号公報、特開平13−281815号公報および特開2002−72429号公報の実施例に記載されたカラーネガフィルム用乳剤;特開2002−214731号公報に記載されたカラーリバーサルフィルム用乳剤;特開2002−107865号公報に記載されたカラー印画紙用乳剤などを好適に用いることができる。
<バインダー>
本発明の製造方法における銀塩含有層において、バインダーは、銀塩粒子を均一に分散させ、且つ銀塩含有層と支持体との密着を補助する目的で用いる。本発明においては、非水溶性ポリマーおよび水溶性ポリマーのいずれもバインダーとして用いることができるが、水溶性ポリマーを用いることが好ましい。
上記バインダーとしては、例えば、ゼラチン、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、澱粉等の多糖類、セルロースおよびその誘導体、ポリエチレンオキサイド、ポリサッカライド、ポリビニルアミン、キトサン、ポリリジン、ポリアクリル酸、ポリアルギン酸、ポリヒアルロン酸、カルボキシセルロース等が挙げられる。これらは、官能基のイオン性によって中性、陰イオン性、陽イオン性の性質を有する。
本発明の製造方法における銀塩含有層中に含有されるバインダーの含有量は、分散性と密着性とを発揮し得る範囲で適宜決定することができる。金属粒子同士が互いに接触しやすく、高い導電性を得るため、銀塩含有層中のバインダーの含有量は、Ag/バインダー体積比で1/2〜2であることが好ましく、1/1〜2であることがさらに好ましい。
<溶媒>
本発明の製造方法における銀塩含有層で用いられる溶媒は、特に限定されるものではないが、例えば、水、有機溶媒(例えば、メタノール等アルコール類、アセトンなどケトン類、ホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、酢酸エチルなどのエステル類、エーテル類等)、イオン性液体、およびこれらの混合溶媒を挙げることができる。
本発明の銀塩含有層に用いられる溶媒の含有量は、前記銀含有層に含まれる銀塩、バインダー等の合計の質量に対して30〜90質量%の範囲であり、50〜80質量%の範囲であることが好ましい。
[露光]
本発明の製造方法では、支持体上に設けられた銀塩含有層の露光を行う。露光は、電磁波を用いて行うことができる。電磁波としては、例えば、可視光線、紫外線などの光、X線などの放射線等が挙げられる。さらに露光には波長分布を有する光源を利用してもよく、特定の波長の光源を用いてもよい。
上記光源としては、例えば、陰極線(CRT)を用いた走査露光を挙げることができる。陰極線管露光装置は、レーザーを用いた装置に比べて、簡便で且つコンパクトであり、低コストになる。また、光軸や色の調整も容易である。画像露光に用いる陰極線管には、必要に応じてスペクトル領域に発光を示す各種発光体が用いられる。発光体としては、例えば、赤色発光体、緑色発光体、青色発光体のいずれか1種または2種以上が混合されて用いられる。スペクトル領域は、上記の赤色、緑色および青色に限定されず、黄色、橙色、紫色或いは赤外領域に発光する蛍光体も用いられる。特に、これらの発光体を混合して白色に発光する陰極線管がしばしば用いられる。また、紫外線ランプも好ましく、水銀ランプのg線、水銀ランプのi線等も利用される。
また本発明の製造方法では、露光を種々のレーザービームを用いて行うことができる。例えば、本発明における露光は、ガスレーザー、発光ダイオード、半導体レーザー、半導体レーザーまたは半導体レーザーを励起光源に用いた固体レーザーと非線形光学結晶とを組み合わせた第二高調波発光光源(SHG)等の単色高密度光を用いた走査露光方式を好ましく用いることができ、さらにKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2レーザー等も用いることができる。システムをコンパクトで、安価なものにするために、露光は、半導体レーザー、半導体レーザー或いは固体レーザーと非線形光学結晶を組み合わせた第二高調波発生光源(SHG)を用いて行うことが好ましい。特にコンパクトで、安価、さらに寿命が長く、安定性が高い装置を設計するためには、露光は半導体レーザーを用いて行うことが好ましい。
レーザー光源としては、具体的には、波長430〜460nmの青色半導体レーザー(2001年3月 第48回応用物理学関係連合講演会で日亜化学発表)、半導体レーザー(発振波長約1060nm)を導波路状の反転ドメイン構造を有するLiNbO3のSHG結晶により波長変換して取り出した約530nmの緑色レーザー、波長約685nmの赤色半導体レーザー(日立タイプNo.HL6738MG)、波長約650nmの赤色半導体レーザー(日立タイプNo.HL6501MG)などが好ましく用いられる。
銀塩含有層をパターン状に露光する方法は、フォトマスクを利用した面露光で行ってもよいし、レーザービームによる走査露光で行ってもよい。この際、レンズを用いた屈折式露光でも反射鏡を用いた反射式露光でもよく、コンタクト露光、プロキシミティー露光、縮小投影露光、反射投影露光などの露光方式を用いることができる。
[現像処理]
本発明の製造方法では、銀塩含有層を露光した後、さらに現像処理が施される。上記現像処理は、銀塩写真フィルムや印画紙、印刷製版用フィルム、フォトマスク用エマルジョンマスク等に用いられる通常の現像処理の技術を用いることができる。現像液については特に限定はしないが、PQ現像液、MQ現像液、MAA現像液等を用いることもできる。市販品としては、例えば、富士フィルム社製のCN−16、CR−56、CP45X、FD−3、パピトールや、KODAK社製のC−41、E−6、RA−4、Dsd−19、D−72などの現像液、またはそのキットに含まれる現像液を用いることができる。また、リス現像液を用いることもできる。リス現像液としては、KODAK社製のD85などを用いることができる。
本発明の製造方法では、上記の露光および現像処理を行うことにより露光部にパターン状の金属銀部が形成されると共に、未露光部に後述する光透過性部が形成される。
本発明の製造方法における現像処理は、未露光部分の銀塩を除去して安定化させる目的で行われる定着処理を含むことができる。本発明の製造方法において定着処理は、銀塩写真フィルムや印画紙、印刷製版用フィルム、フォトマスク用エマルジョンマスク等に用いられる定着処理の技術を用いることができる。
現像処理で用いられる現像液には、画質を向上させる目的で、画質向上剤を含有することができる。上記画質向上剤としては、例えば、ベンゾトリアゾールなどの含窒素ヘテロ環化合物を挙げることができる。また、リス現像液を利用する場合は、特にポリエチレングリコールを使用することも好ましい。
現像処理後の露光部に含まれる金属銀の質量は、露光前の露光部に含まれていた銀の質量に対して50質量%以上の含有率であることが好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。露光部に含まれる銀の質量が露光前の露光部に含まれていた銀の質量に対して50質量%以上であれば、高い導電性を得やすいため好ましい。
本発明における現像処理後の階調は、特に限定されるものではないが、4.0を超えることが好ましい。現像処理後の階調が4.0を超えると、光透過性部の透明性を高く保ったまま、導電性金属部の導電性を高めることができる。階調を4.0以上にする手段としては、例えば、前述のロジウムイオン、イリジウムイオンのドープが挙げられる。
[酸化処理]
本発明の製造方法では、現像処理後の金属銀部は、好ましくは酸化処理が行われる。酸化処理を行うことにより、例えば、光透過性部に金属が僅かに沈着していた場合に、該金属を除去し、光透過性部の透過性をほぼ100%にすることができる。
上記酸化処理としては、例えば、Fe(III)イオン処理など、種々の酸化剤を用いた公知の方法が挙げられる。酸化処理は、銀塩含有層の露光および現像処理後に行うことができる。
本発明では、さらに露光および現像処理後の金属銀部を、Pdを含有する溶液で処理することもできる。Pdは、2価のパラジウムイオンであっても金属パラジウムであってもよい。この処理により金属銀部の黒色が経時変化することを抑制できる。
尚、本発明の製造方法においては、線幅、開口率、Ag含有量を特定したメッシュ状の金属銀部を、露光・現像処理によって直接支持体上に形成するため十分な表面抵抗値を有することから、更に金属銀部に物理現象および/またはメッキ処理を施してあらためて導電性を付与する必要がない。このため、簡易な工程で透光性電磁波シールド膜を製造することができる。
上述の通り、本発明の透光性電磁波シールドは、プラズマディスプレイパネル用透光性電磁波シールド膜として好適に用いることができる。このため、本発明の透光性電磁波シールド膜を含んでなるプラズマディスプレイパネル用透光性電磁波シールド膜を用いて形成されたプラズマディスプレイパネルは、高電磁波シールド能、高コントラストおよび高明度であり、且つ低コストで作製することができる。
以下に本発明の実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例に示される材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【実施例】
(実施例1〜2)
水媒体中のAg60gに対してゼラチン4.6gを含む、球相当径平均0.09μmの塩臭化銀粒子を含有する乳剤を調製した。この乳剤のAg/ゼラチン体積比は1/0.6であった。また、ゼラチン種としては、平均分子量2万の低分子量ゼラチンと、平均分子量10万の高分子量ゼラチンと、平均分子量10万の酸化処理ゼラチンと、を混合して用いた。
また、この乳剤中にはK3Rh2Br9およびK2IrCl6を添加し、臭化銀粒子にRhイオン、Irイオンをドープした。次いで、この乳剤にNa2PdCl4を添加しさらに塩化金酸とチオ硫酸ナトリウムとを用いて金硫黄増感を行った。増感後、ゼラチン硬膜剤と共に、銀の塗布量が15g/m2となるように乳剤をポリエチレンテレフタレート(PET)上に塗布し、その後乾燥した。PETには塗布前にあらかじめ親水化処理したものを用いた。
次いで、乾燥させた塗布膜にライン/スペース=5μm/195μmの現像銀像を与えうる格子状のフォトマスク(ライン/スペース=195μm/5μm(ピッチ200μm)の、スペースが格子状であるフォトマスク)を介して高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて露光し、下記の現像液で現像し、さらに定着液(商品名:CN16X用N3X−R:富士写真フィルム社製)を用いて現像処理を行った後、純水でリンスし、線幅および開口率の異なる本発明のサンプルAおよびBを得た。
[現像液の組成]
現像液1リットル中に、以下の化合物が含まれる。
ハイドロキノン 0.037mol/L
N−メチルアミノフェノール 0.016mol/L
メタホウ酸ナトリウム 0.140mol/L
水酸化ナトリウム 0.360mol/L
臭化ナトリウム 0.031mol/L
メタ重亜硫酸カリウム 0.187mol/L
(比較例1〜4)
−比較サンプルの作製−
従来知られている中で最も導電性が高く且つ光透過性の高い技術と比較すべく、前述の従来技術欄の「フォトグラフィー法を利用したエッチング加工銅メッシュ」の代表として、特開平10−41682号記載の金属メッシュの作製法にしたがって、以下の手順により比較例1のサンプルを作製した。すなわち、まず厚さ50μmの透明PETフィルムの上に、接着層となるエポキシ系接着シート(ニカフレックスSAF;ニッカン工業(株)製を介して、厚さ18μmの電解銅箔を180℃、30kgf/cm2の条件で加熱ラミネートして接着させた。このとき、電解銅箔の粗化面がエポキシ系接着シート側になるようにした。得られた銅箔付きPETフィルムに、実施例1および2と同じピッチ200μmのフォトマスクを使用してフォトリソ工程(レジストフィルム貼付け−露光−現像−ケミカルエッチング−レジストフィルム剥離)を実施して、メッシュ形状を形成した。
また、前述の従来技術欄の「銀塩を利用した導電性銀形成法」である、物理現像核に銀を沈着させる銀塩拡散転写法の代表として特公昭42−23745号の実施例3に記載の金属メッシュの作製法にしたがって、以下の手順により比較例2のサンプルを作製した。すなわち、富士写真フィルム(株)製のTAC(トリアセチルセルロース)を易接着処理することにより親水化した。0.2%AgNO3(10ml)、1%KBr(1ml)、2%フオルマリン(10ml)および0.03mol/LのNaOH(100ml)からなる液と、ゼラチン(3g)と水(100ml)からなる液を混合し、透析で塩類等を除去した後、全量を500mlとし、100g/m2の塗布量(Agとして0.004g/m2に相当)で親水化処理済みTACの上に塗布、乾燥し、物理現像核層を形成した。さらにその上に塩化銀乳剤を塗布、乾燥することにより、感光層を形成した。ピッチ200μmのメッシュ状フォトマスクを介して露光を与え、DTR法による現像を行ってサンプルを作製した。
また、前述の従来技術欄の「銀ペーストを印刷したメッシュ」の代表として特開2000−13088号公報記載の金属メッシュの作製法にしたがって、以下の手順により開口率が異なる比較例3および4のサンプルを作製した。すなわち、まず厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡績株式会社製、商品名A−4100)の表面上に凹版オフセット印刷法を用いて表1に示すメッシュ形状を有する銀ペーストのパターンを形成した。その後、150℃で3時間、導電性ペースト樹脂を加熱硬化し、電磁波シールドフィルムを作製した。
(評価)
このようにして得られた、導電性金属部と光透過性部とを有する本発明のサンプルおよび比較例のサンプルの導電性金属部の線幅を測定して開口率を求め、更に表面抵抗値を測定した。尚、各測定には、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡および低抵抗率計を用いた。
また、メッシュの金属部の色を目視評価し、黒色のものを「○」、褐色ないしグレーのものを「×」とした。更に、製造方法における工程数について、5以下の工程を有するものを「○」とし、5を超える工程を要するものを「×」と評価した。
評価結果を、比較サンプルのデータと共に下表に示す。
【表1】
表1からわかるように、比較例3のエッチング銅メッシュは、メッシュの色が褐色であり、工程数も多工程であった。また、比較例4の銀塩を利用したメッシュは、表面抵抗値が大きく電磁波シールド能が不十分であった。更に、比較例5の銀ペーストを印刷したメッシュは、線幅が太いため開口率が低かった。また、係るメッシュは、比較例6の銀ペーストを印刷したメッシュのようにピッチを広げて開口率を高めることは可能であるが、その場合表面抵抗値が大きくなった。
これに対し、本発明のサンプル(実施例1および2)は、上記比較例の問題点がなく、線幅が細く、開口率が大きく、更に、表面抵抗値が低い(電磁波シールド能が高い)。さらに、メッシュの金属部が黒色であることから、ディスプレイの画像への悪影響(コントラスト低下)が避けられる。また、製造時の工程数が短工程であった。
【産業上の利用可能性】
本発明の透光性電磁波シールド膜は、高い電磁波シールド性と高い透明性とを同時に有し、且つ、メッシュ部が黒色である。また、本発明の製造方法は、このような特徴を有する透光性電磁波シールド膜を効率よく、安価で大量に製造することができる。このような本発明によって提供される透光性電磁波シールド膜は、プラズマディスプレイパネル等に効果的に利用される。したがって、本発明の産業上の利用可能性は高い。
Claims (13)
- 支持体上に金属銀部がメッシュ状に形成されていて、メッシュ状に形成された前記金属銀部は、線幅が18μm以下で開口率が85%以上であり、Agを90〜100質量%含有し、且つ、表面抵抗値が5Ω/sq以下である透光性電磁波シールド膜の製造方法であって、
支持体上に設けられた光センサーとしての銀塩及びバインダー(光硬化性樹脂を除く)を含有する銀塩含有層をメッシュ状に露光する工程と、
現像処理を施すことによって露光部および未露光部にそれぞれ金属銀部および光透過性部を形成する工程とを有することを特徴とする透光性電磁波シールド膜の製造方法。 - 前記金属銀部の膜厚が2.5〜8μmである請求項1に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記金属銀部のピッチが60〜450μmである請求項1または2に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記光透過性部の全可視光透過率が95%以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記光透過性部における物理現像核の存在率が0〜5%の範囲である請求項1〜4のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記銀塩がハロゲン化銀である請求項1〜5のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記銀塩がAgBrを主体としたハロゲン化銀である請求項6に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記ハロゲン化銀の平均粒子サイズが球相当径で0.1〜1000nmである請求項6または7に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記銀塩含有層がロジウムまたはイリジウムを含有する請求項1〜8のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記銀塩含有層がバインダーとしてゼラチンを含有する請求項1〜9のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記銀塩含有層のAg/バインダー体積比が1/2以上であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 前記金属銀部に物理現像および/またはメッキ処理を施さないことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の透光性電磁波シールド膜の製造方法。
- 支持体上に金属銀部がメッシュ状に形成されていて、メッシュ状に形成された前記金属銀部は、線幅が18μm以下で開口率が85%以上であり、Agを90〜100質量%含有し、且つ、表面抵抗値が5Ω/sq以下である導電性銀薄膜の製造方法であって、
支持体上に設けられた光センサーとしての銀塩及びバインダー(光硬化性樹脂を除く)を含有する銀塩含有層をメッシュ状に露光する工程と、
現像処理を施すことによって露光部および未露光部にそれぞれ金属銀部および光透過性部を形成する工程とを有することを特徴とする導電性銀薄膜の製造方法。
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