JP4867261B2 - 電磁波遮蔽シート - Google Patents
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Description
この様な用途に用いる電磁波遮蔽シートは、電磁波シールド性能と共に光透過性も要求される。従って、電磁波遮蔽シートとしては、透明基材の全面に透明導電性のITO(酸化スズインジウム)膜を設けたもの(特許文献1等)や、樹脂フィルムからなる透明基材に接着剤で貼り合わせた銅箔等の金属箔をエッチングしてメッシュ状としたもの等が知られている(特許文献2等)。
また、導電層となる金属層を、めっき法により形成することも知られている。例えば、(1)透明基材の上に導電インキをパターン状に印刷し、該パターン状導電インキ層の上へ金属メッキする方法(特許文献3等)、(2)透明基材の上に導電インキ又は化学メッキ触媒含有感光性塗布液を全面に塗布し、該塗布層をフォトリソグラフィー法でメッシュ状とした後に、該メッシュの上へ金属メッキする方法(非特許文献1等)、(3)透明基材の上に導電処理層を施し、その上に電解メッキにより金属メッキ層を形成した後、金属メッキ層及び導電処理層をフォトリソグラフィー法でメッシュ状とする方法(特許文献4)などが知られている。
当該光学フィルタ層を金属メッシュ面に積層する際には、予め平坦化樹脂と呼称される透明樹脂でメッシュの開口部を充填して、金属メッシュ状領域の表面を平坦化した後、該平坦化層上に接着剤層を介して該光学フィルタ層等を積層することが一般的である。これは、金属メッシュ層は開口部が凹んで凹凸面をなす為、光学フィルタ層を接着剤によって直接積層すると、金属メッシュの開口部内に気泡が残留してしまい、該気泡の光散乱により、複合フィルタの曇値(ヘイズ)が上昇するという不都合を生じるからである。
メッシュ状銅メッキ層の厚さに関しては、従来5〜15μm程度のものが広く用いられているが、銅の使用量を節約する観点や、メッシュパターンの凹凸段差を小さくして表面平坦化を容易にする観点から、メッシュ状銅メッキ層の厚さをできるだけ薄くすることが望まれている。
しかし、メッシュ状銅メッキ層の厚さを薄くすると、電磁波遮蔽シートの製造プロセス中に銅メッキ層が破損しやすくなるという問題がある。特に、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の透明基材シート状にごく薄い銅メッキ層を形成したウエブを高速で巻取り或いは巻戻しながら様々な加工を行うと、銅メッキ層が薄いゆえに擦られて傷ついたり、引っ張られて亀裂を生じる危険がある。
本発明においては、電磁遮蔽シートの導電体層に含まれる銅メッキ層の結晶配向性を、上記のように調節することによって、銅メッキ層の硬度と伸び率が向上したので、銅メッキ層が破損し難い。
本発明においては銅メッキ層が優れた硬度と伸び率を有しているので、極薄い銅メッキ層を形成する場合でも銅メッキ層の破損を防止することができる。
特に、柔軟な樹脂シートの上に極薄い銅メッキ層を形成したウエブを高速で巻取り或いは巻戻しながら加工を行う場合でも、銅メッキ層が擦られて傷ついたり、引っ張られて亀裂を生じるなどの破損を生じる危険が少ない。
従って、銅メッキ層を薄く形成して、銅の使用量を節約したり、メッシュパターンの凹凸段差を小さくして表面平坦化を容易にすることができる。
本発明により提供される電磁波遮蔽シートは、透明基材の一方の面に、少なくとも、複数の開口部とこれを囲繞し区割するライン部を有するメッシュ状の導電体層を設けてなる電磁波遮蔽シートであって、該導電体層は銅メッキ層を含み、かつ、該銅メッキ層の表面に対して平行な結晶面の存在比をX線回折法(X−Ray Diffraction。以下略して、XRD、或いはXRD測定とも呼称する)により特定された結晶面の面指数ピーク比で表したときに、(111)面強度に対する(220)面強度の比が50%以上であることを特徴とするものである。
図1(A)に示すように、本発明の電磁波遮蔽用シート1は、平面方向においては、適用されるディスプレイの画像表示領域を全て覆うことが可能なメッシュ状領域101と、当該メッシュ状領域の周囲の少なくとも一部に接地用領域102を有する導電体層12が形成されている。この例での導電体層12は、下地層である導電処理層13と、導電体層の主たる部位である銅メッキ層14とを有するが、導電処理層13は必ずしも設ける必要はない。導電体層13は、メッシュ状銅メッキ層のみからなるものであってもよいし、導電処理層13以外の他の層を含んでいても良い。
メッシュ状領域101は、適用されるディスプレイの画像表示領域を全て覆うことが可能な寸法及び形状を有し、適用されるディスプレイの画像表示領域に対峙する部分30が必ず含まれる。当該ディスプレイの画像表示領域に対峙する部分30の外の領域となる外縁部は、メッシュ状領域101が含まれても良いし、接地用領域102のみからなっても良い。接地用領域102は、通常、メッシュ状領域101と同じ層構成を有しながら開口部を形成しないものであり、ディスプレイへ設置した場合にアースをとり易いために設けられる。なお、接地用領域102は、開口部が形成されたメッシュ状であっても良い。接地用領域102は、通常四角形のディスプレイの画像表示領域に対峙する部分30の外の領域となる外縁部である画像表示に影響しない部分に、四辺周囲の額縁状に設けられることが多いが、メッシュ状領域101の全周囲でなくても、周囲の一部に設ける形態でもよく、三辺、二辺、或いは一辺のみに設ける形態でも良い。
以後図示している電磁波遮蔽シートは、いずれも枚葉化されたものであるが、本発明において電磁波遮蔽シートは、枚葉シート2枚分以上の区画を含む連続帯状シートの状態であってもよい。
[透明基材]
透明基材11は、機械的強度が弱いメッシュ層を補強するための層である。従って、機械的強度と共に光透過性を有すれば、その他、耐熱性、絶縁性等も適宜勘案した上で、用途に応じたものを選択使用すれば良い。透明基材の具体例としては、例えば、樹脂、ガラス等の透明な材料から成る板、シート、又はフィルムが用いられる。
樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体などのポリエステル系樹脂、ナイロン6などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン系樹脂、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂、イミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
なお、これら樹脂は、樹脂材料的には、単独、又は複数種類の混合樹脂(ポリマーアロイを含む)として用いられ、また層的には、単層、又は2層以上の積層体として用いられる。また、樹脂シートの場合、1軸延伸や2軸延伸した延伸シートが機械的強度の点でより好ましい。
また、これら樹脂中には、必要に応じて適宜、紫外線吸収剤、充填剤、可塑剤、帯電防止剤などの添加剤を加えても良い。
なお、透明基材の厚さは、用途に応じたものとすれば良く特に制限は無く、透明樹脂から成る場合は、通常12〜1000μm程度であるが、好ましくは50〜500μmである。一方、透明基材がガラス板である場合には、通常1〜5mm程度が好適である。いずれの材料に於いても、上記未満の厚さとなると機械的強度が不足して反りや弛み、破断などが起こり、上記を超える厚さとなると過剰性能でコスト高となる上、薄型化が難しくなる。
また、電磁波シールドフィルタを連続的に製造し生産性を向上できる点では、透明基材は、メッシュ層形成等の少なくとも製造初期の段階に於いては、連続帯状のシートの形態で取り扱うのが好ましい。
この様な点で、透明基材としては樹脂シートが好ましい材料である。なお、ガラス板等の剛直な透明基材を用いる場合と比べて、可撓性の樹脂シートを透明基材として用いる場合には、中間製品を加工する際に銅メッキ層の破損する危険性が大きい。従って、本発明は、透明基材としては樹脂シートを用いる電磁波遮蔽シートに対して特に好適に適用される。
なお、樹脂シート等の透明基材は、適宜その表面に、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理、フレーム処理、プライマー処理、予熱処理、除塵埃処理、蒸着処理、アルカリ処理、などの公知の易接着処理を行ってもよい。
導電体層12は、導電性を有する層であって、電磁波遮蔽機能を担う層であり、またそれ自体は不透明性であっても、メッシュ状の形状で開口部が存在することにより、電磁波シールド性能と光透過性を両立させている。メッシュ状領域101を形成している導電体層12の一例を図2に示す。メッシュ状領域101を形成している導電体層12は、開口部103が密に配列したメッシュ状であり、該メッシュ状領域は開口部103と各開口部間を区割する枠をなしているライン部104から構成されている。
本発明において導電体層12は、主たる層として銅メッキ層14を含み、銅メッキ層14のみからなるものであってもよいが、通常は銅メッキ層14に加えて、下地層となる導電処理層13を含み、場合により、後述するような導電性を有する黒化層や防錆層をさらに含むものである。
メッシュの形状は、任意で特に限定されないが、開口部の形状としては正方形が代表的である。開口部の形状は、例えば、正三角形等の三角形、正方形、長方形、菱形、台形等の四角形、六角形、等の多角形、或いは、円形、楕円形などが挙げられる。
なお、メッシュ状領域のライン部の高さHは、ライン部104を形成する層の厚みを全て含む総厚みをいう。例えば、ライン部104が導電体層のみから成る場合は、ライン部の高さは導電体層の厚さに等しいが、例えば、ライン部が導電体層、非導電性黒化層、及び非導電性防錆層とから成る場合は、ライン部の高さは導電体層、非導電性黒化層、及び非導電性防錆層の厚みの合計値となる。
ライン部の総厚みが大きすぎると、メッシュに加工した際にライン部と開口部の段差が大きくなり、接着剤層を積層する際に気泡が残留し易くなる。また、ライン部の厚みが更に厚くなるとエッチング加工時のサイドエッチング等により所望する高精細なメッシュの形状が得られ難くなる。
これに対して、銅メッキ層を含むライン部の総厚みを10μm以下とすることで、銅使用量の節約及びメッシュ面の平坦化が可能となる。特に、ライン部の総厚みを3μm以下とする場合には、平坦化の効果が大きい。このような場合には、光学フィルタとの積層前に予めメッシュ面への平坦化工程を省略した場合であっても、電磁波遮蔽シートと光学フィルタの積層及び接着時に金属メッシュの開口部内に接着剤層が均一に入り易く、開口部内に気泡が残留し難いからである。この場合には、該気泡の光散乱による複合フィルタの曇価(ヘイズ)が上昇するという不都合を回避でき、透明性の高い複合フィルタを生産効率良く得ることができる。
一方、ライン部の総厚みHが小さ過ぎると、導電体層の厚みも小さくなりすぎる為、金属の電気抵抗値が増え電磁波遮蔽効果が損なわれやすくなる。電磁波遮蔽機能の点を考慮すると、銅メッキ層を含む導電体層の厚みは前記のライン幅及びラインピッチの場合に於いて、1μm以上であることが好ましく、更に2μm以上であることが好ましい。故に、メッシュ状領域のライン部の高さは、1μm以上とすることが好ましく、2μm以上となるようにすることが更に好ましい。
また、メッシュ状領域のバイアス角度(メッシュのライン部と電磁波遮蔽シートの外周辺とのなす角度)は、ディスプレイの画素ピッチや発光特性を考慮して、モアレが出難い角度に適宜設定すれば良い。
(1)透明基材へ導電インキをパターン状に印刷し、該導電インキ層の上へ銅メッキする方法(例えば、特開2000−13088号公報)。
(2)透明基材へ、導電インキ又は化学メッキ触媒含有感光性塗布液を全面に塗布し、該塗布層をフォトリソグラフィー法でメッシュ状とした後に、該メッシュの上へ銅メッキする方法(例えば、住友大阪セメント株式会社新材料事業部新規材料研究所新材料研究グループ、“光解像性化学メッキ触媒”、[online]、掲載年月日記載なし、住友大阪セメント株式会社、[平成15年1月7日検索]、インターネット〈URL:http://www.socnb.com/product/hproduct/display.html〉)。
(3)透明基材の一方の面へ、金属薄膜をスパッタ等により形成して導電処理層を形成し、その上に電解メッキにより銅メッキ層を形成した透明基材を準備し、該透明基材上の銅メッキ層及び導電処理層を、フォトリソグラフィー法でメッシュ状とする(例えば、特許第3502979号公報、特開2004−241761号公報)。
上記(3)の方法により形成された、透明基材の一方の面に、メッシュ状領域を形成している導電体層が少なくとも積層されてなる電磁波遮蔽シートについて、その一例を図3に示す。図3は、図2のAA断面図、及びBB断面図である。図3(A)は開口部を横断するAA断面を示し、開口部103とライン104が交互に構成され、図3(B)はライン104を縦断するBB断面を示し、導電体層12からなるライン104が連続して形成されている。図3において、導電体層12は、透明基材11に近い側から、導電処理層13、第一の防錆層16A、第一の黒化層15A、銅メッキ層14、第二の黒化層15B、及び第二の防錆層16Bが、この順に積層した構造を有する。尚、これらの層のうち、最低限必須のものは銅メッキ層14である。其の他の層は必要に応じ適宜設ける。
上記のような透明基材11に、上記(3)の方法においては、後述する金属電解メッキに先立ち導電処理を行い、導電処理層を形成する。該導電処理の方法としては、公知の導電性を持つ材料の薄膜を形成すればよい。該導電性を持つ材料としては、例えば金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロムなどの金属、或いはこれらの金属の合金(例えば、ニッケル−クロッム合金)から成る。また、酸化スズ、ITO、ATOなどの透明な金属酸化物でもよい。該導電処理は単層あるいは多層(例えば、ニッケル−クロッム合金と銅層との積層)であってもよく、これらの材料を公知の真空蒸着法、スパッタリング法、無電解メッキ法などの方法で形成し導電処理層13とする。該導電処理層13の厚さは、メッキ時に必要な導電性が得られればよいので、0.001〜1μm程度の極薄い層であることが好ましい。
該導電処理層13の面へ直接又は他の層を形成した後、電解メッキ法により銅メッキ層14を形成して、銅メッキ透明基材とする。
本発明においては、メッキ法によって銅層を形成することにより、銅箔を貼り合わせる工程を必要とせずに効率よく銅層を形成できる。特に、極薄い銅層(例えば5μm以下)を形成したい場合には、銅箔を貼合わせる工程での銅箔の取り扱いが非常に面倒であり、破損を生じやすいが、メッキ法による場合には極薄い銅層を容易に形成することができる。
本発明において銅メッキ層14は、典型的には銅単体から構成されるが、銅が主体であり且つ後述する結晶配向性さえ備えているのであれば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロムのような他の金属を含んでいても良い。銅メッキ層が、銅と他の金属との混合物また銅合金である場合には、銅の含有量が全金属成分の90重量%以上であることが好ましく、95重量%以上であることがさらに好ましい。
銅結晶は面心立方格子であり、その結晶面を面指数で表したときに、少なくとも3つの結晶、すなわち面心立方格子の結晶軸に対して面指数(111)で表される結晶面を有する結晶、面指数(200)で表される結晶面を有する結晶、及び面指数(220)で表される結晶面を有する結晶が存在し得る。
ここで、結晶面の面指数とは、結晶軸に対する結晶面の方向を表す手段である。結晶面が結晶軸を切り取る長さを格子定数を単位として表し、表された長さの逆数を求める。この逆数の比を、同じ比をなす3個の整数(通常は最小の整数の組み合わせ)に簡約する。その簡約した整数を括弧でくくって結晶面の面指数として決定する。
そして、銅メッキ層の表面に対して平行な結晶面の存在数比は、同じ結晶面がメッキの堆積方向を向く結晶の単位格子の数の比であり、別の言い方をすれば、結晶軸との関係で結晶の成長方向が同じである結晶の単位格子の数の比でもあり、銅メッキ層を構成している銅結晶の配向状態を示す手段となる。
そのようなXRD測定により特定される結晶面のピーク比は、多結晶系において、特定の方向を向いている結晶面の存在数比または結晶軸との関係で特定の結晶成長方向を有する結晶格子の存在数比を表す。
これに対して本発明においては、銅結晶の(220)面強度が上記したような標準的な強度値よりも大きい状態、すなわち(220)面に優先的に配向している状態とする。そして、その優先的配向の程度を、(111)面強度に対する(220)面強度の比が50%以上となるように調節することによって、銅メッキ層の硬度と伸び率を向上させることができる。
銅メッキ層の硬度が向上することによって、特に加工プロセス中のこすれに強くなり、耐傷性が向上する。また、銅メッキ層の伸び率が向上することによって、特に加工プロセス中の引っ張りに強くなり、耐亀裂性が向上する。
本発明は、銅メッキ層中の銅結晶の(220)面強度が(111)面強度に対して50%以上となるように優先的に配向してさえいれば、(220)面配向(強度が最も大きい配向面が(220)面である状態)でなくとも効果が得られるが、より高い硬度または伸び率を得る観点から、銅メッキ層中の銅結晶が(220)面配向であることが更に好ましい。
メッキ添加剤に含まれる配向性調節成分としては、例えば炭化水素系高分子化合物、含硫黄炭化水素化合物、蛋白質、膠、アミン、アルカロイド、メルカプタン、スルフィド、或いは各種染料系化合物等公知のものが挙げられる。このような配向性調節成分を1種又は2種以上、適宜選択して用いる。添加量は1〜100g/L程度である。
銅メッキ層表面に平行な結晶面が(220)面であるものの比率を高め、特に50%以上とする為に好ましい添加剤の例としては、炭化水素系高分子化合物を主成分とし、含硫黄炭化水素化合物を含まない配合が挙げられる。特に、炭化水素系高分子化合物のみからなる配合物が特に好ましい。
又、必要に応じて、銅メッキ層表面を粗面化する為に、塩酸を塩素濃度40〜80mg/L程度添加しても良い。
メッキ条件は一般的な設定でよく、例えば、浴温を20〜30℃、電流密度を1〜3A/dm2、メッキ時間を30分から2時間とし、メッキ浴を攪拌する。メッキ層の堆積後、結晶配向を安定化するために必要に応じてアニール処理を行うことが好ましい。アニール処理の条件としては、例えば、100〜200℃、30分から2時間とする。
電磁波遮蔽用シート1への外光を吸収させて、ディスプレイの画像の視認性を向上するために、メッシュ状領域を形成している導電体層12の観察側に黒化処理を行って、コントラスト感を出すことが好ましい。このために、図3(A)に示されるように、金属メッキ層14の少なくとも片面に、必要に応じて、黒化層15A及び/又は15Bを設ける。該黒化層は金属メッキ層14面を粗化するか、全可視光スペクトルに亘って光吸収性を付与する(黒化)か、或いは両者を併用するかの何れかにより行なう。また、透明基材11面に黒化層を設ける場合には、該透明基材へ透明な導電性薄膜による導電処理を行い、黒色メッキ層を設けた後に、銅メッキ層14を設ければよい。
銅の場合に好ましい黒化層形成法としては、銅を硫酸、硫酸銅及び硫酸コバルトなどからなる電解液中で、陰極電解処理を行って、カチオン性粒子を付着させるカソーディック電着が挙げられる。該カチオン性粒子を設けることでより粗化し、同時に黒色が得られる。記カチオン性粒子としては、銅粒子、銅と他の金属との合金粒子が適用できるが、好ましくは銅‐コバルト合金の粒子である。該カチオン性粒子の粒径は、黒濃度の点から、平均粒径0.1〜1μm程度が好ましい。
其の他、黒化層形成法として、ニッケル−亜鉛合金、硫化ニッケル、或いはこれらの複合体からなる黒化ニッケルメッキ、並びに酸化銅も好適に使用できる。
さらに、銅メッキ層14の少なくとも片面を覆うように、また、黒化層を設けた場合には、黒化層15A及び/又は15Bの少なくとも片面を覆うように、防錆層16A及び/又は16Bを設けることが好ましい。
該防錆層16A、16Bは、防錆機能と黒化層の脱落や変形を防止するために、少なくとも、黒化層上に設けることが好ましい。該防錆層16Bとしては、ニッケル、亜鉛、及び/又は銅の酸化物、又はクロメート処理層が適用できる。ニッケル、亜鉛、及び/又は銅の酸化物の形成は、公知のメッキ法でよく、厚さとしては、0.001〜1μm程度、好ましくは0.001〜0.1μmである。
防錆層16Aを、透明基材11面の黒化層15A面に設ける場合には、透明基材へ導電処理を行い、上記の16Bと同様の材料及び方法で防錆層16Aを設ければよい。この場合には、該防錆層16A面へ、黒色メッキ層(黒化層15Aに相当する)、銅メッキ層14、さらに必要に応じて、黒化層15B、防錆層16Bを順次設ける。
黒化層15A、15B、及び防錆層16A、16Bは、少なくとも観察側に設ければよく、コントラストが向上してディスプレイの画像の視認性が良くなる。また、他方の面、即ちディスプレイ面側に設けてもよく、ディスプレイから発生する迷光を抑えられるので、さらに、画像の視認性が向上する。
次に、上述のように設けられた透明基材上の導電体層を、フォトリソグラフィー法でメッシュ状とする工程について説明する。
まず、上記のように準備した透明基材上の導電体層12面へ、レジスト層を設け、メッシュパターン化し、レジスト層で覆われていない部分の導電体層12をエッチングにより除去した後に、レジスト層を除去する所謂フォトリソグラフィー法で、メッシュ状の金属層とする。さらに、既存の設備を使用でき、これらの製造工程の多くを連続的に行うことで、品質がよく、かつ、生産効率が高く歩留りがよく、安価に生産できる。
まず、透明基材11と導電体層12の積層体の導電体層側の面をフォトリソグラフィー法でメッシュ状とし、メッシュ状領域101を形成する。この工程も、帯状で連続して巻き取られたロール状の積層体を加工して行く(巻取り加工、ロールツーロール加工という)ことが好ましい。該積層体を連続的又は間歇的に搬送しながら、緩みなく伸張した状態で、マスキング、エッチング、レジスト剥離する。透明基材11としてガラスを用いる場合には、1枚毎に加工する(枚葉加工、枚葉工程という)。
まず、マスキングは、例えば、メッシュ状領域を形成する導電体層12上へ感光性レジストを塗布し、乾燥した後に、所定のパターンを有するフォトマスクにて密着露光し、水現像し、硬膜処理などを施し、ベーキングする。尚、感光性レジストのネガ型、ポジ型の何れも使用可である。感光性レジストがネガ型の場合は、フォトマスクのメッシュパターンはライン部が透明なものとする。又感光性レジストがポジ型の場合は、フォトマスクのメッシュパターンは開口部が透明なものとする。又、露光パターンとしては、電磁波遮蔽用シートとして所望のパターンであり、最低限メッシュ状領域のパターンから構成される。更に必要に応じて、図1の如く、メッシュ状領域の外周に接地用領域のパターンを追加する。
レジストの塗布は、巻取り加工では、帯状の積層体(透明基材11と、導電体層12との積層体)を連続又は間歇で搬送させながら、メッシュ状領域を形成する導電体層12面へ、カゼイン、PVA、ゼラチンなどのレジストをディッピング(浸漬)、カーテンコート、掛け流しなどの方法で行う。また、レジストは塗布ではなく、ドライフィルムレジストを用いてもよく、作業性が向上できる。ベーキングはカゼインレジストの場合、200〜300℃で行うが、積層体の反りを防止するために、できるだけ低温度が好ましい。
マスキング後にエッチングを行う。該エッチングに用いるエッチング液としては、エッチングを連続して行う本発明には循環使用が容易にできる塩化第二鉄、塩化第二銅の水溶液が好ましい。また、該エッチングは、帯状で連続する鋼材、特に厚さ20〜80μmの薄板をエッチングするカラーTVのブラウン管用のシャドウマスクを製造する設備と、基本的に同様の工程である。即ち、該シャドウマスクの既存の製造設備を流用でき、マスキングからエッチングまでが一貫して連続生産できて、極めて効率が良い。透明基材11としてガラスを用いる場合の枚葉加工もより古くから行われている。エッチング後は、水洗、アルカリ液によるレジスト剥離、洗浄を行ってから乾燥すればよい。このようにして形成された、メッシュ開口部の表面は透明基材が露出しているので、メッシュ開口部の透明性がよい。
以上のメッシュ加工により、メッシュ状導電体層が形成され、電磁波遮蔽シートが得られる。
本発明の電磁波遮蔽シートは、そのメッシュ状導電体層を有する側に、さらに光学フィルタを積層、接着してもよい。光学フィルタとしては、光学フィルタの透明基材上に、様々な機能発現層、例えば近赤外線吸収層(NIR層)、ネオン光吸収層、紫外線吸収層、反射防止層(AR層)、ハードコート層(HC層)、防眩層(AG層)、防汚層などのなかから1つまたは2つ以上を積層したものが用いられる。
本発明の電磁波遮蔽シート上に光学フィルタを積層する場合には、通常、メッシュ状導電体層の上に平坦化層を被覆し、該平坦化層の上に接着剤を用いて光学フィルタを貼り合せる。平坦化層は透明性が高く、メッシュの導電体層との接着性が良く、次工程の接着剤との接着性がよいものであればよい。該平坦化層に用いる樹脂としては、特に限定されず各種の天然又は合成樹脂が適用できるが、樹脂の耐久性、塗布性、平坦化しやすさ、平面性などから、アクリル系の紫外線硬化樹脂が好適である。
特に、柔軟な樹脂シートの上に極薄い銅メッキ層を形成したウエブを高速で巻取り或いは巻戻しながら加工を行う場合でも、銅メッキ層が擦られて傷ついたり、引っ張られて亀裂を生じるなどの破損を生じる危険が少ない。
従って、銅メッキ層を薄く形成して、銅の使用量を節約したり、メッシュパターンの凹凸段差を小さくして表面平坦化を容易にすることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
ステンレス板の表面に、電解メッキにより銅メッキ膜を作成した。メッキ液としては、溶媒として水を用い、硫酸銅五水和物:75g/リットル、硫酸:180g/リットル、塩素(塩酸として添加):60mg/リットル、炭化水素系高分子系メッキ添加剤1:40ml/リットルを混合したメッキ液を用いた。メッキ条件は次の通りである。浴量:500ml、攪拌:エアー攪拌、浴温:25℃、電流密度:2A/dm2、メッキ時間:40min(狙い膜厚:18μm)。
メッキ処理により堆積した被膜を120℃、60分間、アニール処理して、銅メッキ膜を得た。
メッキ添加剤1の代わりに、炭化水素系高分子系メッキ添加剤2を同量用いたこと以外はエ参考実験例1と同じ手順で、メッキ処理及びアニール処理を行って、銅メッキ膜を得た。
市販の厚さ18μmの電解銅箔(離型性のドラム状陰極上に銅メッキ層を析出させ、該銅メッキ層を陰極から離型して、単層の銅箔としたもの。製品名:B−WS、製造元:古河電工)を用意した。
(メッシュ製造時の損傷評価)
実施例1〜2においては、上記各参考実験例と同様の条件で、透明基材上に厚みが2.3μmの銅メッキ層を形成し、該銅メッキ層をメッシュ化して、電磁波遮蔽シートを製造した。
一方、比較例1においては、上記比較実験例1と同等の電解銅箔で厚みが2.3μmの物を入手し、これを透明基材上に接着して銅箔層を形成した後、該銅箔層をメッシュ化して、電磁波遮蔽シートを製造した。
そして、加工時のメッシュ状領域に於ける亀裂、擦り傷の発生状態を評価した。
先ず、実施例1及び実施例2の電磁波遮蔽シートを以下の様にして得た。透明基材及び導電体層は共に連続帯状のものとして形成した。即ち、帯状の透明基材11上に、図1(A)の如き形状のメッシュ状領域101及び接地用領域102とからなる1単位分(1画面分)を流れ方向に順次、複数単位を連続的に配列してなる帯状の導電体層12を積層した形態のものを製造した。導電体層の1単位は、メッシュ状領域の対角線長が42インチであり接地用領域の幅を55mmとした。且つ該帯状の透明基材及び導電体層との積層体は、ロール状に巻き取った状態で保管し、巻出して1000m分の全数を連続加工し、加工後再び巻取る形態で加工した。
この透明基材のプライマー層上に、スパッタ法で、順次、厚さが0.1μmのニッケル−クロム合金層及び厚さが0.2μmの銅層(導電体層の一部)を設けて導電処理層13とした。
該導電処理層面に、前記各実験例と同様の硫酸銅浴を用いた電解メッキ法で厚さが2.3μmの銅メッキ層14を設け、これら導電処理層13及び銅メッキ層14の両層を導電体層12として形成して、透明基材上に導電体層が接着剤層を間に介さずに、直接形成された銅貼り積層シートを作製した。
エッチングは、具体的には、カラーTVシャドウマスク用の製造ラインを利用して、連続帯状の上記積層シートに対してマスキングからエッチングまでを一貫して行った。すなわち、上記積層シートの導電体層面全面に感光性のエッチングレジストを塗布後、所望のメッシュパターンを密着露光し、現像、硬膜処理、ベーキングして、メッシュのライン部に相当する領域上にはレジスト層が残留し、開口部に相当する領域上にはレジスト層が無い様なパターンにレジスト層を加工した後、塩化第二鉄水溶液で、黒化層を含む導電体層を、エッチング除去してメッシュ状の開口部を形成し、次いで、水洗、レジスト剥離、洗浄、乾燥を順次行った。
上記実験例で得られた銅メッキ膜又は電解銅箔のサンプルについて、3つの膜物性(XRD測定による面指数ピーク比、ビッカース硬度、伸び率)を測定した。また、実際に製造された電磁波遮蔽シートのメッシュ製造時における損傷状態を観察し、耐久性を評価した。
(1)XRD測定による面指数ピーク比
X線回折装置(装置名XRD−6100、(株)島津製作所製)を用い、X線源はCuKα(λ=1.54オングストローム(Å))で、各銅メッキ膜及び電解銅箔の面指数ピーク比を測定した。
ステンレス板上の銅メッキ膜のビッカース硬度を、ビッカース硬度測定装置(AKASHI Co., LTD製、機種名MVK−G2)を用いて、圧子荷重を10g、保持時間を15秒として測定した。銅メッキ膜上の5地点でビッカース硬度を測定し、平均値を算出した。
ステンレス板から銅メッキ膜を剥離し、JIS Z−2241(1980)「金属材料引張試験法」に従って伸び率を測定した。一般的な引張試験装置(SHIMADZU Co., LTD製)を用いて、試験片寸法を厚さ18μm×幅10mm×長さ50mm、引張り速度を10mm/minとして測定した。5つの試験片について伸び率を測定し、平均値を算出した。
(4)製造時のメッシュ耐久性評価
上記の如く、電磁波遮蔽シートを連続して1000m加工し、製品全数につき、形成されたメッシュ部を拡大観察した。
(耐擦傷性)
メッシュ部に擦り傷が認められ無いものを良好(○)、メッシュ部に擦り傷が認められるものを不良(×)と評価した。
(耐亀裂性)
又、メッシュ部に亀裂が認められ無いものを良好(○)、メッシュ部に亀裂が認められるものを不良(×)と評価した。
各試験片についての試験結果を表1に示す。
これに対して、参考実験例1で得られた銅メッキ膜は、(111)面強度100%に対して(220)面強度は62%であり、標準的なXRDピーク比と比べて(220)面が優先的に配向していた。この時、ビッカース硬度(Hv)が105Hvであり、伸び率は12.0%であった。該銅メッキ膜と同等の銅メッキ層(2.3μm厚)を基材に形成してメッシュ加工した(実施例1)場合には、擦り傷、亀裂とも認められず、メッシュの耐久性は良好と認定された。
また、参考実験例2で得られた銅メッキ膜は、(111)面強度100%に対して(220)面強度は1033%であり、(220)面配向であった。この時、ビッカース硬度(Hv)が105Hvであり、伸び率は13.0%であった。該銅メッキ膜と同等の銅メッキ層(2.3μm厚)を基材に形成してメッシュ加工した(実施例2)場合にも、擦り傷、亀裂とも認められず、メッシュの耐久性は良好と認定された。
従って、(111)面強度100%に対して(220)面強度が50%以上となるように(220)面が優先的に配向し、典型的には(220)配向となることによって、銅メッキ膜の硬度と伸び率が向上し、擦り傷、亀裂の発生が防止され、メッシュの耐久性が良好になることが確認された。
なお、膜物性の試験に用いた銅メッキ膜及び電解銅箔の厚さは約18μmである。XRD測定では、膜表面から1〜5μm程度の深さの面指数ピーク比を測定したが、膜のどの深さでも結晶配向性は均一であると推測される。また、厚さ約18μmの銅メッキ膜について測定されたビッカース硬度及び伸び率の値は、銅メッキ膜及び電解銅箔の厚さが極薄い場合、例えば2〜3μm厚であっても、大きな違いはないと推測される。
11 透明基材
12 導電体層
13 導電処理層
14 金属メッキ層(金属層)
15 黒化層
16 防錆層
101 メッシュ状領域
102 接地用領域
103 開口部
104 ライン部
Claims (3)
- 透明基材の一方の面に、少なくとも、複数の開口部とこれを囲繞し区割するライン部を有するメッシュ状の導電体層を設けてなる電磁波遮蔽シートであって、該導電体層は銅メッキ層を含み、かつ、該銅メッキ層の表面に対して平行な結晶面の存在比をX線回折測定により特定された結晶面の面指数ピーク比で表したときに、(111)面強度に対する(220)面強度の比が50%以上であることを特徴とする電磁波遮蔽シート。
- 前記透明基材が樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項1に記載の電磁波遮蔽シート。
- 前記導電体層を含むライン部の総厚みが1〜10μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の電磁波遮蔽シート。
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