JP2000059083A - 電磁波遮蔽透明体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性を有し、電磁波遮蔽効果が高い、電磁
波遮蔽体を安価に提供すること。 【解決手段】 透明高分子フィルムの少なくとも片面に
近赤外線カット材と色補正を行うための色素を添加した
接着材層、導電層を順次積層してなる積層フィルムの導
電層を、パターン化して形成した電磁波遮蔽透明体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ装置
の表示面、特に電磁波漏洩防止を必要とするプラズマデ
ィスプレイ（以下ＰＤＰと略す）や内部を透視する必要
がある医療用機器が設置されている窓等の表面カバー材
料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年エレクトロニクスの急激な発展によ
りコンピューター等の発展に伴い電子機器の誤動作を発
生する電磁波障害が大きな問題となってきている。この
電磁波障害を未然に防止する手段としては電式機器のハ
ウジングを導電化する事により、発生源で不要電波を封
じ込める能動的遮蔽がある。具体的な電磁波漏洩防止材
料としては金属箔、金属箔をパンチング、金属メッシ
ュ、金属繊維、有機・無機繊維にメッキ処理したものが
用いられているがＰＤＰに代表される表示体や窓等では
透明性が絶対的な必要条件であり、いずれも光の透過性
の観点からは使用に適さない物であった。

【０００３】更に、金属表面は時間の経過と共に酸化が
進行するために上記の中では透明性がある程度期待出来
る金属メッシュでも格子点で高周波接触が絶たれやす
く、長時間に渡り安定な電磁遮蔽効果を示しにくい欠点
があった。これに対し液晶用電極として広く用いられて
いる酸化劣化もない酸化インジウムと酸化錫の複合酸化
物（以下ＩＴＯと略す）を用いられる事が考えられてい
るが、電磁波漏洩防止機能は少ない事が指摘されており
静電防止機能用途に限られていたのが実状であった。可
能性として金属並の導電性例えば１Ω／□以下まで導電
性を上げる試みがなされていたが、現状、ガラス基板に
加熱しながら成膜しても４Ω／□レベルでありプラスチ
ックフィルム上に形成することは技術的に不可能であっ
た。

【０００４】更に、重量の問題がある。特に今後注目さ
れているつまりＰＤＰの目指す対角４０〜５０インチ以
上の様な大型サイズで重量が重いガラス基板を用いたの
ではＰＤＰ実装時には取り付け性からも問題であった。
一方軽量化の為に基板としてプラスチック基板を用いる
と透明性、導電性を上げる為の最も重要な基板加熱とい
う手段が耐熱性の点から用いることが出来ず低抵抗を得
るのは不可能であった。更に膜厚を上げて抵抗を下げよ
うとするとＩＴＯ膜とプラスチック基板との線膨張率の
差から成膜後内部応力から剥離したり、クラックが発生
し金属並の低抵抗のＩＴＯを形成する事は２０〜４０Ω
が限界であり、目的を達成する事は不可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明性を有
し、電磁波遮蔽効果が高い、表示体用特にはプラズマデ
ィスプレー用や医療用機器室の窓用として最適な電磁波
遮蔽透明フィルムを安価に提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明高分子フ
ィルムの少なくとも片面に近赤外線カット材と色補正を
行うための色素を添加した接着材層、導電層を順次積層
してなる積層フィルムの導電層を、パターン化して形成
した電磁波遮蔽透明体である。好ましい形態としては、
波長５５０ｎｍでの光線透過率が５０％以上であり、厚
み１ｍｍ以上の透明高分子補強体に接着層を介し積層し
た電磁波遮蔽透明体である。更に好ましい形態として
は、積層フィルムあるいは透明高分子補強体の少なくて
も一方に反射防止層及び／またはハードコート層が設け
られている電磁波遮蔽透明体である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に最も重要な基材となる透
明導電性フィルムに於ける高分子フィルムは、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等のポリエステル、ポリイミ
ド、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリエ
ーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルイミ
ド、ポリアリレート、ノルボルネンに代表される熱可塑
性樹脂、紫外線硬化型樹脂、エポキシ樹脂に代表される
熱硬化型樹脂等からなり、５５０ｎｍでの光線透過率が
８０％（以下では全て５５０ｎｍでの値を示す）以上の
透明性を有したフィルムか或いはこれら高分子の共重合
体が使用出来き適宜選択される。

【０００８】全光線透過率は出来る限り高い事が望まし
いが、最終製品としては５０％以上が必要な事から最低
２枚を積層する場合でも基板としては８０％を有すれば
目的に適うからであり、透過率が高ければ高いほど複数
枚を積層出来る為、好ましくは８５％以上が、最も好ま
しくは９０％以上でありこのため厚みを薄化するのも有
効な手段である。高分子フィルムの厚みとしては、透明
性さえ満足すれば特に制限されるものでは無いが、加工
性上からは２５〜３００μｍが好ましい。厚さ２５μｍ
未満の場合はフィルムが柔軟過ぎ、透明導電層である酸
化物の成膜や加工する際の張力により伸張やシワが発生
し易く、その為透明導電層の亀裂や剥離が生じやすく適
さない。又、３００μｍを超えるとフィルムの可撓性が
減少し、各工程中での連続巻き取りが困難で適さない。
特に複数枚を積層する際は加工性が大幅に劣るため作業
性、並びに全体の厚さを考慮すれば２５〜１００μｍが
特に好ましい。

【０００９】導電層を積層する際、密着力向上を目的と
して公知の接着層を設ける。特に導電層を細線にパター
ン化する際にはこの問題は重要である。例えばパターン
化をエッチングラインで行う際には、シャワー水圧に耐
え得るために基材と導電層の密着力は最低でも０．３ｋ
ｇ／ｃｍ程度が必要であり、実用上問題無いレベルとし
ては１．０ｋｇ／ｃｍ以上の密着力が必要である。これ
らの密着力が得られないと、パターン化後に導電層が剥
離したり、エッチング加工時に断線が生じる原因とな
る。さらに高い光線透過率を有することが望まれるた
め、接着層の厚み、接着層に用いる物質の屈折率なども
重要な特性となる。接着材の種類は使用する基材に応じ
て適時選択することが可能であるが、合成樹脂系の接着
材としては、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノー
ル樹脂系、エポキシ樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、シアノ
アクリレート系、ポリウレタン系、αオレフィン−無水
マレイン酸樹脂系、水性高分子−イソシアネート系、ア
クリル樹脂系、ＵＶ硬化樹脂系があり、他にエマルショ
ン型接着材、ホットメルト型接着材、合成ゴム系接着
材、シリコーン系接着材、無機系接着材等がある。

【００１０】ＰＤＰはキセノンガス放電を利用して発光
させている。この際生じる近赤外線が外部に漏洩し広く
利用されているセンサーの誤動作に結びつく為、近赤外
線カット機能はＰＤＰの前面シールド板には不可欠であ
る。ここで必要な遮蔽する必要がある近赤外線領域は８
００ｎｍ〜１１００ｎｍ、より好ましくは８００ｎｍ〜
１５００ｎｍの範囲である。また４００ｎｍ〜８００ｎ
ｍの可視光領域では充分な光線透過率を保つ必要があ
る。ところがこの近赤外線領域で遮蔽機能を有する物質
は可視光領域においても吸収がある場合が多く、透明で
あるものの着色して見えるという問題があった。本発明
ではこの着色の問題を解決すべく、色素を添加して色補
正を行うことを見出したものである。添加する色素は、
染料、顔料、その他可視光領域に吸収を持つもので有れ
ば特に限定されるものではなく、数種の色素を添加して
も良い。用いる色素は使用する近赤外線吸収材、バイン
ダーとなる樹脂層との相溶性、溶媒への溶解性から選択
することが可能であるが、例えば合成染料系としては油
溶系染料、金属錯塩型の有機溶剤可溶性染料などの有機
溶剤溶解染料や、分散染料、塩基性染料、金属錯塩染料
などの酸性染料、反応染料、直接染料、硫化染料、建染
染料、アゾイック染料、媒染染料、複合染料があり、無
機系顔料として雲母状酸化鉄、鉛白、鉛丹、黄鉛、銀
朱、群青、紺青、酸化コバルト、ストロンチウムクロメ
ート、ジンククロメート、二酸化チタン、チタニウムイ
エロー、チタンブラック、鉄黒、モリブデン系、リサー
ジ、リトポンがあり、有機系顔料としてアゾ顔料、フタ
ロシアニンブルーなどが挙げられる。補正により作り出
される色味は無色に近いほど好ましいが、透明電磁波シ
ールド体を適用する用途により視認性、質感などを考慮
して任意に選択できる。また近赤外線カット機能を発現
させるためにはカットする波長領域の異なる数種の近赤
外線カット材を添加することも可能である。

【００１１】近赤外線カット機能を付与するためには、
透明高分子補強体に近赤外線カット機能を付与する方
法、コーティング層を新たに新設する方法が用いられる
が、前者は近赤外線カット材の耐熱性や、溶解性など、
基材の製造条件に起因する制約を受けることになるし、
後者は新たに工程を増すことになりコスト上の問題があ
る。そこで接着材層に近赤外線カット機能を付与するこ
とで、この問題を解決することができる。接着材は非常
に多岐にわたる材料から選定することが可能であるた
め、使用する近赤外線カット材の特性を踏まえた材料設
計が容易である。また、基材と導電層の密着性を保つ上
で不可欠である接着材にその機能を持たせるため、新た
なコーティング層を積層する必要が無い。近赤外線カッ
ト材の添加量は接着材層の膜厚にも依存するが、一般的
には接着材層の樹脂固形分に対して１ｗｔ％以下の添加
量でその機能を達成できるため、近赤外線カット材を加
えることで接着材層の特性が大きく変わることはない。
近赤外線吸収剤としては、例えばアントラキノン系、ア
ミニウム系、ポリメチン系、ジイモニウム系、シアニン
系色素や、パラジウム、ニッケル、白金、モリブデン、
タングステン等の金属錯体、有機塩、ＩＴＯなどの金属
微粒子が上げられる。

【００１２】上記フィルムに形成する導電層としてはＡ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ等の金属、或いはこれらを
主成分とする合金、金属酸化膜などが用いられる。更に
上記以外に、酸化物、窒化物、ＩＴＯや導電性ポリマー
を代わりに用いる事ができ、必要に応じてこれらを積層
しても差し支えない。ここで、金属の場合、膜厚は５０
Å〜５０μｍが好ましい。５０Å未満では遮蔽効果が著
しく悪く５０μｍを超えるとパターン加工性が低下した
り、透過率が低下するからである。導電層の積層方法と
しては、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング
などの方法、電気メッキ法、金属箔のラミネート法やこ
れらを併用した方法などがある。又、ＩＴＯを含む酸化
物や窒化物の成膜方法はスパッタリング法が一般的であ
るが、更にゾル・ゲル法も可能となる。蒸着や電気メッ
キにより導電層を形成した場合には、フォトリソ法によ
り、コーティングによる場合は印刷法によりパターン形
成する事が可能である。導電層が１μｍ以下の厚みであ
る場合には細線加工が容易であるため、パターン設計に
おいて光線透過率を向上させるのに有利であり、導電層
が１μｍ以上の場合には表面抵抗値が小さくなるためシ
ールド特性を上げるのに効果がある。これらは使用する
材料の導電率、導電層の膜厚、パターンの開口率、形状
により設計することが可能であり、使用する基材の特性
や経済性も加味した上で、目的とする膜厚を得るのに適
した成膜方法を選択すればよい。

【００１３】規制の対象となる電磁波の周波数は１０Ｋ
Ｈｚ〜１０００ＭＨｚの範囲が一般的であるので導電層
の導電性は１０³Ω・ｃｍ以下の固有抵抗が必要であ
る。一般に電磁波シールド効果は以下の式で表わされ
る。 Ｓ（ｄＢ）=１０ｌｏｇ（１／ρｆ）＋１．７ｔ√ｆ/ρ Ｓ（ｄＢ） ：電磁波遮蔽効果 ρ（Ω・ｃｍ） ：導電膜の体積固有抵抗 ｆ（ＭＨｚ） ：電磁波周波数 当然，遮蔽効果Ｓを大きくするには、固有抵抗ρを限り
なく低くする必要があり低い程、より広範囲の周波数の
電磁波を有効に遮蔽する事が可能になるからである。目
的とするシールド効果を得るために、パターン形状と導
電層の素材、導電層の膜厚を適時設計することが可能で
ある。

【００１４】このようにして電磁波カットフィルタを形
成した事により次式で表わされる遮蔽効果を大幅に向上
させる事が出来た。 Ｓ（ｄＢ）＝２０Ｘｌｏｇ10（Ｅ0／Ｅ1） Ｅ0は入射電磁波 Ｅ1は通過した電磁波 従来の電波吸収体である許容反射減衰量は電力吸収率９
９％以上に相当する２０ｄＢ以上が一つの目安とされて
いるが本発明により３０〜５０ｄＢが可能に成った。

【００１５】透明高分子補強板は外圧に耐えるものであ
り傷等による損傷ひいては透明性の低下を及ぼすもので
ハードコートは不可欠である。ハードコート層はエポキ
シアクリレート、ウレタンアクリレート等の樹脂以外
に、無機材具体的には酸化珪素、アルミナ、酸化チタ
ン、酸化ジルコニュウム等の透明酸化物等が好ましい。
更に、本来の補強板としては軽量化の為、高分子を使用
する関係上１ｍｍ以上の強度が必要になる。厚みは増せ
ば増すほど強度は得られるが、重量、透明性の点からは
不利になる為、人為的な外圧、指圧に耐え得る強度とす
れば１ｍｍ以上で目的を達成出来き実用上は５ｍｍまで
である。

【００１６】更に、透明高分子補強板は反射防止機能を
有する事が望ましい。これはＰＤＰからの表示部での乱
反射を防止しコントラストを高める為に設置される。無
論ハードコート層に反射防止機能を付与してもよく、こ
れとは別に積層しても良い。

【００１７】

【実施例】《実施例１》厚み７５μｍのポリエチエンテ
レフタレートフィルム（以下ＰＥＴと略す）に、ジイモ
ニウム系近赤外線カット材（日本化薬(株)製ＩＲＧ−０
２２）と色補正のための色素（日本化薬(株)製カヤセッ
ト ブルー Ａ−２Ｒ）を添加したウレタン系接着材層
１を塗布した後、両面に粗化処理を施した銅箔（厚み１
２μｍ）をラミネートして銅箔付きＰＥＴフィルムを得
た。この導電層をフォトリソ法にてパターニング加工
し、ライン幅１０μｍ、スペース幅１６０μｍメッシュ
状フィルターパターンを得た。２ｍｍ厚のポリカーボネ
ート基板の片面に反射防止機能を持つ鉛筆硬度３Ｈ以上
のハードコートを施し、脂肪族ポリエステルウレタン
（東洋モートン製ＡＤ−Ｎ４０１）接着材層２でハード
コート層の裏面にパターン加工基材を積層した。尚、外
縁部に於いて各透明導電膜とフラットケーブルを銀ペー
スト（住友ベークライト製ＣＲＭ−１０８５）で接着し
電気的に接地した。透明電磁波遮蔽体としての５５０ｎ
ｍでの光線透過率は７４％、近赤外線領域での光線透過
率は＜１０％（９００〜１２００ｎｍ）、電界シールド
特性は２００〜１０００ＭＨｚの範囲で５０ｄＢ以上
（アドバンテスト法）と良好であった。ハードコート面
の鉛筆硬度は３Ｈであり擦傷性に優れたものでＰＤＰ用
電磁波遮蔽透明板として遮蔽性だけではなく耐久性にも
優れた特性を得られた。

【００１８】《実施例２》実施例１において近赤外線カ
ット材の種類をアミニウム系（日本化薬製ＩＲＧ−００
２）とし、この物質の着色を色補正する為の色素を添加
した接着材層を積層した。９００〜１２００ｎｍの近赤
外線領域での光線透過率は１０％以下、５５０ｎｍでの
光線透過率は６８％で、かつ着色のない透明電磁波遮蔽
体を形成できた。

【００１９】《実施例３》実施例１において、導電層の
形成方法を銅をスパッタにより２０００Å成膜した後、
電気メッキ処理し、銅厚みを４μｍとした。透明電磁波
遮蔽体としての５５０ｎｍでの光線透過率は７４％、近
赤外線領域での光線透過率は＜１０％（９００〜１２０
０ｎｍ）、電界シールド特性は２００〜１０００ＭＨｚ
の範囲で４５ｄＢ以上（アドバンテスト法）と良好であ
った。

【００２０】《比較例１》実施例１に於いて色補正する
ための色素を添加せずに接着材層を積層した。９００〜
１２００ｎｍの近赤外線領域での光線透過率は１０％以
下、５５０ｎｍでの光線透過率は６８％であったもの
の、近赤外線カット材に起因する着色があり、ＰＤＰ用
の電磁波遮蔽透明体としては使用できなかった。

【００２１】

【発明の効果】本発明により、透明性に優れた、電磁波
遮蔽板透明体を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の層構成図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明高分子フィルムの少なくとも片面に
   近赤外線カット材と色補正を行うための色素を添加した
   接着材層、導電層を順次積層してなる積層フィルムの導
   電層を、パターン化して形成する事を特徴とする電磁波
   遮蔽透明体。
2. 【請求項２】 波長５５０ｎｍでの光線透過率が５０％
   以上である請求項１記載の電磁波遮蔽透明体。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電磁波遮蔽透明
   体を厚み１ｍｍ以上の透明高分子補強体に接着層を介し
   積層した電磁波遮蔽透明体。
4. 【請求項４】 積層フィルムあるいは透明高分子補強体
   の少なくても一方に反射防止層が設けられている請求項
   ３記載の電磁波遮蔽透明体。
5. 【請求項５】 積層フィルムあるいは透明高分子補強体
   の少なくても一方にハードコート層が設けられている請
   求項３または４記載の電磁波遮蔽透明体。