JP4837654B2 - 導電性積層体、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムおよびプラズマディスプレイ用保護板 - Google Patents

導電性積層体、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムおよびプラズマディスプレイ用保護板 Download PDF

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Description

本発明は、導電性積層体、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムおよびプラズマディスプレイ用保護板に関する。
透明性を有する導電性積層体は、液晶表示素子等の透明電極、自動車風防ガラス、ヒートミラー、電磁波遮蔽窓ガラス等として用いられている。たとえば、特許文献1には、透明基板上に酸化亜鉛からなる透明酸化物層と銀層とを交互に積層した合計(2n+1)層(n≧2)のコーティングが施された導電性積層体が開示されている。該導電性積層体は、充分な導電性(電磁波遮蔽性)および可視光透過性を有するとされている。しかし、導電性積層体の導電性(電磁波遮蔽性)をさらに向上させようと、積層数nを増やして銀層の数を増やした場合、可視光透過性が低下する問題がある。
また、導電性積層体は、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムとしても用いられている。プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと記す。)の前面からは電磁波が放出されているため、その電磁波を遮蔽することを目的として、PDPの観察者側には、プラスチックフィルム等の基体上に導電膜が形成された導電性積層体からなる電磁波遮蔽フィルムが配置されている。
たとえば、特許文献2には、導電膜として、酸化物層と金属層とが交互に積層された積層体を有するプラズマディスプレイ用保護板が開示されている。
プラズマディスプレイ用保護板においては、可視光領域全体にわたって透過率が高いこと、および可視光領域全体にわたって反射率が低いこと、すなわち透過・反射バンドが広いこと、また、近赤外領域においては遮蔽性が高いことが求められる。透過・反射バンドを広くするためには、保護板に用いられる電磁波遮蔽フィルムにおける導電膜の酸化物層と金属層との積層数を増やせばよい。しかし、積層数を増やすと、(i)電磁波遮蔽フィルムにおける内部応力が増加し、該フィルムがカールしたり、導電膜が破断して抵抗値が高くなったりする問題、(ii)可視光透過性が低下する問題、等が生じるため、導電膜における酸化物層と金属層との積層数には限界がある。よって、透過・反射バンドが広くでき、しかも導電性(電磁波遮蔽性)および可視光透過性に優れた電磁波遮蔽フィルムは知られていなかった。
特公平8−32436号公報 国際公開第98/13850号パンフレット
本発明は、透過・反射バンドが広く、導電性(電磁波遮蔽性)、可視光透過性および近赤外線遮蔽性に優れた導電性積層体、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルム、および電磁波遮蔽性に優れ、透過・反射バンドが広く、可視光透過率が高く、近赤外線遮蔽性に優れるプラズマディスプレイ用保護板を提供することを目的とする。
本発明の導電性積層体は、基体と、該基体側から順に、第1の酸化物層、金属層、および第2の酸化物層を積層した3層構造が繰り返された、3×n層構造(nは2〜8の整数である。)の導電膜とを有し、第1の酸化物層が、酸化物換算で、ZnOと、TiO2またはNb25とを第1の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層であり;金属層が、銀を含有する層であり;第2の酸化物層が、酸化物換算で、(ZnOとAl23とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層)、(ZnOとGa23とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層)、(In23とSnO2とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層)、(In23とCeO2とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層)、および(SnO2を第2の酸化物層全質量に対して90質量%以上含有する層)からなる群から選ばれる1種である;ことを特徴とする。
属層は、純銀、または、金およびビスマスから選ばれる1種以上を含有する銀合金からなる層であることが好ましい。
本発明のプラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムは、本発明の導電性積層体からなることを特徴とする。
本発明のプラズマディスプレイ用保護板は、支持基体と、該支持基体上に設けられた本発明のプラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムと、該プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムの導電膜に電気的に接している電極とを有することを特徴とする。
本発明のプラズマディスプレイ用保護板は、導電性メッシュフィルムをさらに有していてもよい。
本発明の導電性積層体は、透過・反射バンドが広く、導電性(電磁波遮蔽性)、可視光透過性および近赤外線遮蔽性に優れている。
本発明のプラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムは、導電性(電磁波遮蔽性)および可視光透過性に優れている。
本発明のプラズマディスプレイ用保護板は、電磁波遮蔽性に優れ、透過・反射バンドが広く、可視光透過率が高く、近赤外線遮蔽性に優れている。
本発明の導電性積層体の一例を示す概略断面図である。 本発明のプラズマディスプレイ用保護板の第1の実施形態を示す概略断面図である。 本発明のプラズマディスプレイ用保護板の第2の実施形態を示す概略断面図である。 本発明のプラズマディスプレイ用保護板の第3の実施形態を示す概略断面図である。 実施例1、比較例1の保護板の反射スペクトルを示すグラフである。 実施例1、比較例1の保護板の透過スペクトルを示すグラフである。
符号の説明
1 保護板(プラズマディスプレイ用保護板)
2 保護板(プラズマディスプレイ用保護板)
3 保護板(プラズマディスプレイ用保護板)
10 導電性積層体
11 基体
12 導電膜
12a 第1の酸化物層
12b 金属層
12c 第2の酸化物層
13 保護膜
20 支持基体
30 着色セラミックス層
40 飛散防止フィルム
50 電極
60 保護フィルム
70 粘着剤層
80 導電性メッシュフィルム
90 導電体
<導電性積層体>
図1は、本発明の導電性積層体の一例を示す概略断面図である。導電性積層体10は、基体11と、該基体11上に設けられた導電膜12と、該導電膜12上に設けられた保護膜13とを有して概略構成される。
(基体)
基体11としては、透明基体が好ましい。本発明における「透明」とは、可視光領域の波長の光を透過することを意味する。
透明基体の材質としては、ガラス(風冷強化ガラス、化学強化ガラス等の強化ガラスを含む。);ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のプラスチック等が挙げられる。
(導電膜)
本発明における導電膜は、基体側から順に、第1の酸化物層、金属層、および第2の酸化物層を積層した3層構造、または、該3層構造が繰り返された3×n層構造(nは2以上の整数である。)の多層膜である。
導電膜は、3×n層構造(nは2以上の整数である。)であることが好ましい。また、nは、2〜8が好ましく、2〜6がより好ましい。nを2以上とすることにより、得られる保護板の透過・反射バンドが充分に広くなり、また、抵抗値が充分に低くなり、導電性が向上する。nを8以下とすることにより、導電性積層体の内部応力増加を充分に抑制できる。導電膜の抵抗値は、電磁波遮蔽性を充分に確保するため、0.4〜3.5Ω/□が好ましく、0.4〜2.5Ω/□がより好ましく、0.4〜1.5Ω/□が特に好ましい。導電膜12の抵抗値を充分に低くするために、導電膜12の比抵抗は、4.5μΩcm以下が好ましい。
図1における導電膜12は、n=4の例である。該導電膜12は、基体11側から順に、第1の酸化物層12a、金属層12b、および第2の酸化物層12cを積層し、さらにこれら3層の積層をさらに3回繰り返してなる、合計12層から構成される多層膜である。
第1の酸化物層12aは、酸化物換算で、ZnOと、TiO2 またはNb25とを第1の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層である。これにより、第1の酸化物層12aが可視光透過性に優れ、導電膜12の透過・反射バンドを広くすることができる。本発明における酸化物換算の含有量は、ラザフォード後方散乱法により測定して求められる。
第1の酸化物層12aにおいて、亜鉛(Zn)と、チタン(Ti)またはニオブ(Nb)とは、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)または酸化ニオブ(Nb25)として、またはこれらの複合酸化物が混合した形として存在すると考えられる。
第1の酸化物層12aにおけるチタン(Ti)またはニオブ(Nb)は、チタン(Ti)またはニオブ(Nb)と亜鉛(Zn)との合計(100原子%)中の、1〜50原子%が好ましく、5〜20原子%がより好ましい。チタン(Ti)またはニオブ(Nb)をこの範囲内とすることにより、保護板とした際、透過・反射バンドを広く保つことができる。また、第1の酸化物層12a中の粒子を小さくできるため、金属層12bを成膜した際、均一で緻密な膜を形成でき、導電性に優れた金属層12bが得られる。
第1の酸化物層12aにおいて、酸化物換算した場合、ZnOと、TiO2またはNb25との合計は、第1の酸化物層全質量に対して、95質量%以上が好ましく、99質量%以上がより好ましい。これにより、透過・反射バンドを広く保つことができる。
第1の酸化物層12aには、物性を損なわない範囲で、亜鉛、チタンおよびニオブ以外の、他の金属が酸化物として適宜必要に応じて含まれていてもよい。たとえば、ガリウム、インジウム、アルミニウム、マグネシウム、スズ等が含まれていてもよい。
第1の酸化物層12aの幾何学的膜厚(以下、膜厚と記す。)は、30〜50nmが好ましく、35〜45nmが特に好ましい。本発明における「膜厚」は、次のようにしてあらかじめ作成された検量線を使って、成膜時のスパッタリング時間から換算して得られた値である。
検量線の作成:表面の一部に粘着テープが貼り付けられた基体表面に、任意の時間でスパッタリングし成膜を行う。成膜後、前記粘着テープを基体からはがす。前記成膜された基体表面において、粘着テープをはがした成膜されていない部分と、成膜された部分との高さの差を触針式表面粗さ測定器により測定する。前記高さの差が当該スパッタリング時間における膜厚である。次に、成膜時のスパッタリングの時間を変えた以外は前記と同様にして、膜厚を測定する。必要に応じて同様の測定を3回以上繰り返す。以上の測定により得られた値から、スパッタリング時間と膜厚との検量線を作成する。
金属層12bは、銀を含有する層であり、金属層12b(100質量%)中に銀を95質量%以上含有することが好ましい。これにより、導電膜12の抵抗値を低くできる。
金属層12bは、導電膜12の抵抗値を低くする観点からは、純銀からなる層であることが好ましい。本発明における「純銀」は、金属層12b(100質量%)中に銀を99.9質量%以上含有することを意味する。
金属層12bは、銀の拡散を抑制し、結果として耐湿性を高くできる観点からは、金およびビスマスから選ばれる1種以上を含有する銀合金からなる層が好ましい。金およびビスマスの合計は、比抵抗を4.5μΩcm以下にするために、金属層12b(100質量%)中、0.2〜1.5質量%が好ましい。
すべての金属層12bの膜厚を合計した合計膜厚は、たとえば、得られる導電性積層体10の抵抗値の目標を1.5Ω/□とした場合、25〜60nmが好ましく、25〜50nmがより好ましい。抵抗値の目標を1Ω/□とした場合、35〜80nmが好ましく、35〜70nmがより好ましい。各金属層12bの膜厚は、合計膜厚を金属層12bの数で適宜配分する。なお、金属層12bの数が多くなると、各金属層12bの比抵抗が上がるため、抵抗値を下げるために合計膜厚は大きくなる傾向にある。
第2の酸化物層12cは、酸化物換算で、それぞれ、(ZnOとAl23とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層(以下、AZO層と記す。))、(ZnOとGa23とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層(以下、GZO層と記す。))、(In23とSnO2とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層(以下、ITO層と記す。))、(In23とCeO2とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層(以下、ICO層と記す。))、および(SnO2を第2の酸化物層全質量に対して90質量%以上含有する層(以下、SnO2 層と記す。))からなる群から選ばれる1種である。
酸化物換算とは、それぞれの金属を単独の酸化物として換算して得られる含有量の値である。第2の酸化物層中のその他の成分についても同様に、その他の成分の物質単独の酸化物として換算し、得られた値をその他の成分の含有量とする。
酸化物換算で、(ZnOとAl23とを合計で90質量%以上含有するターゲット(以下、AZOターゲットと記す。))、(ZnOとGa23とを合計で90質量%以上含有するターゲット(以下、GZOターゲットと記す。))、(In23とSnO2とを合計で90質量%以上含有するターゲット(以下、ITOターゲットと記す。))、(In23とCeO2とを合計で90質量%以上含有するターゲット(以下、ICOターゲットと記す。))および(SnO2を90質量%以上含有するターゲット(以下、SnO2ターゲットと記す。))は、第1の酸化物層12aの成膜に用いられる、酸化物換算で、(ZnOとTiO2とを合計で90質量%以上含有するターゲット(以下、TZOターゲットを記す。))および(ZnOとNb25とを合計で90質量%以上含有するターゲット(以下、NZOターゲットと記す。))に比べ、後述のスパッタリング等による成膜速度が速い。よって、金属層12bと第1の酸化物層12aとの間、および導電膜12の最外層に第2の酸化物層12cを設けることにより、成膜に時間のかかる第1の酸化物層12aの膜厚を光学特性を低下させることなく薄くでき、かつ最外層に第1の酸化物層12aを設ける必要がなくなり、結果、導電性積層体10の生産効率が向上する。
第2の酸化物層12cとしては、成膜速度に優れることから、AZO層が特に好ましい。
AZO層におけるアルミニウムは、アルミニウムと亜鉛との合計(100原子%)中の、1〜10原子%が好ましく、2〜7原子%がより好ましい。これにより、可視光透過性に優れた膜が得られる。
AZO層において、亜鉛およびアルミニウムは、酸化物の状態で含まれる。前記酸化物は、酸化亜鉛および酸化アルミニウムとして、さらにこれらの複合酸化物が混合した形で存在すると考えられる。前記酸化亜鉛、前記酸化アルミニウムおよび前記複合酸化物は、任意の割合で第2の酸化物層中に含まれる。
GZO層におけるガリウムは、ガリウムと亜鉛との合計(100原子%)中の、0.5〜10原子%が好ましく、2〜7原子%がより好ましい。これにより、可視光透過率および導電性に優れた膜が得られる。
GZO層において、亜鉛およびガリウムは、酸化物の状態で含まれる。前記酸化物は、酸化亜鉛および酸化ガリウムとして、さらにこれらの複合酸化物が混合した形で存在すると考えられる。前記酸化亜鉛、前記酸化ガリウムおよび前記複合酸化物は、任意の割合で第2の酸化物層中に含まれる。
ITO層におけるスズは、スズとインジウムとの合計(100原子%)中の、1〜50原子%が好ましく、5〜40原子%がより好ましい。これにより、耐食性、導電性に優れた膜が得られる。
ITO層において、インジウムおよびスズは、酸化物の状態で含まれる。前記酸化物は、酸化インジウムおよび酸化スズとして、さらにこれらの複合酸化物が混合した形で存在すると考えられる。前記酸化インジウム、前記酸化スズおよび前記複合酸化物は、任意の割合で第2の酸化物層中に含まれる。
ICO層におけるセリウムは、セリウムおよびインジウムの合計(100原子%)中の、1〜40原子%が好ましく、10〜30原子%がより好ましい。これにより、耐食性、ガスバリア性、可視光透過率に優れた膜が得られる。
ICO層において、インジウムおよびセリウムは、酸化物の状態で含まれる。前記酸化物は、酸化インジウムおよび酸化セリウムとして、さらにこれらの複合酸化物が混合した形で存在すると考えられる。前記酸化インジウム、前記酸化セリウムおよび前記複合酸化物は、任意の割合で第2の酸化物層中に含まれる。
SnO2層は、コスト的に安く、光学特性に優れた膜が得られる。
第2の酸化物層において、酸化物換算した場合、ZnOとAl23との合計、ZnOとGa23との合計、In23とSnO2との合計、In23とCeO2との合計、またはSnO2の含有量は、第2の酸化物層全質量に対して、95質量%以上が好ましく、99質量%以上がより好ましい。
第2の酸化物層12cの膜厚は、20〜60nmが好ましく、30〜50nmが特に好ましい。
第1の酸化物層12aと、これに隣接する第2の酸化物層12cとの膜厚比(第1の酸化物層12a:第2の酸化物層12c)は、5:5〜9:1が好ましい。
基体11上への導電膜12(第1の酸化物層12a、金属層12b、および第2の酸化物層12c)の形成方法としては、たとえば、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング化学的気相成長法等が挙げられる。これらのうち、品質、特性の安定性が良好であることから、スパッタ法が好ましい。スパッタ法としては、パルススパッタ法、ACスパッタ法等が挙げられる。
スパッタ法による導電膜12の形成は、たとえば、以下の(i)〜(iii)のようにして行うことができる。
(i)酸素ガスを混合したアルゴンガスを導入しながら、TZOまたはNZOからなるターゲットを用いてスパッタリングを行い、基体11表面に第1の酸化物層12aを形成する。
(ii)アルゴンガスを導入しながら、銀ターゲットまたは銀合金のターゲットを用いてスパッタリングを行い、第1の酸化物層12a表面に金属層12bを形成する。
(iii)酸素ガスを混合したアルゴンガスを導入しながら、AZO、GZO、ITO、ICOおよびSnO2からなる群から選ばれる1種からなるターゲットを用いてスパッタリングを行い、金属層12b表面に第2の酸化物層12cを形成する。
(i)〜(iii)の操作により、3層構造の導電膜12を形成する。または、(i)〜(iii)の操作を繰り返し、3×n層構造の導電膜12を形成する。
TZO、NZO、AZO、GZO、ITO、ICO、SnO2 等の、第1の酸化物層12aまたは第2の酸化物層12cの形成に用いられるターゲットは、各金属酸化物の高純度(通常99.9%)粉末を混合し、ホットプレス法、またはHIP(ホットアイソスタティックプレス)法、または常圧焼成法により焼結することにより製造できる。
(保護膜)
保護膜13は、導電膜12を水分から保護し、導電性積層体10上に任意の樹脂フィルム(防湿フィルム、飛散防止フィルム、反射防止フィルム、近赤外線遮蔽用等の保護フィルム、近赤外線吸収フィルム等の機能性フィルム等)を接着する際の接着剤(特にアルカリ性の接着剤)から第2の酸化物層12cを保護する層である。なお、保護膜13は、本発明において任意の構成要素であり、省略されていても構わない。
保護膜13としては、具体的には、スズ、インジウム、チタン、ケイ素等の金属の酸化物膜、窒化物膜、複数の酸化物の混合物からなる膜等が挙げられる。これらのうち、ITO膜が特に好ましい。ITO膜は、前述の第2の酸化物層12cと同じ組成のものが好ましい。
保護膜13の膜厚は、2〜30nmが好ましく、3〜20nmがより好ましい。
本発明の導電性積層体は、可視光透過性に優れる。本発明の導電性積層体は、視感透過率が55%以上のものが好ましく、60%以上のものがより好ましい。また、本発明の導電性積層体は、波長850nmでの透過率が5%以下のものが好ましく、2%以下のものが特に好ましい。
(用途)
本発明の導電性積層体は、導電性(電磁波遮蔽性)、可視光透過性および近赤外線遮蔽性に優れ、しかもガラス等の支持基体に積層した場合、透過・反射バンドが広くなることから、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムとして有用である。
また、本発明の導電性積層体は、液晶表示素子等の透明電極として用いることができる。該透明電極は、表面抵抗が低いため応答性がよく、反射率がガラス並みに抑えられるため視認性がよい。
また、本発明の導電性積層体は、自動車風防ガラスとして用いることができる。該自動車風防ガラスは、導電膜に通電することにより、防曇または融氷の機能を発揮でき、かつ低抵抗であるので通電に要する電圧が低く済み、また、反射率がガラス並みに抑えられるためドライバーの視認性を損なうことがない。
また、本発明の導電性積層体は、赤外線領域での反射率が非常に高いため、建物の窓等に設けられるヒートミラーとして用いることができる。
また、本発明の導電性積層体は、電磁波遮蔽効果が高いため、電気・電子機器から放射される電磁波が室外に漏れることを防止し、かつ電気・電子機器に影響する電磁波が室外から室内へ侵入することを防止する電磁波遮蔽窓ガラスに用いることができる。
<プラズマディスプレイ用保護板>
以下、本発明の導電性積層体を、プラズマディスプレイ用保護板(以下、保護板と記す。)の電磁波遮蔽フィルムとして用いた例について説明する。
(第1の実施形態)
図2に、第1の実施形態の保護板を示す。保護板1は、支持基体20と、支持基体20の周縁部に設けられた着色セラミックス層30と、導電性積層体10の周縁部が着色セラミックス層30と重なるように、支持基体20表面に粘着剤層70を介して貼り合わされた導電性積層体10と、導電性積層体10とは反対側の支持基体20表面に、粘着剤層70を介して貼り合わされた飛散防止フィルム40と、粘着剤層70を介して導電性積層体10表面に貼り合わされた保護フィルム60と、導電性積層体10および保護フィルム60の周縁部に設けられ、導電性積層体10の導電膜12と電気的に接続する電極50とを有するものである。保護板1は、導電性積層体10が支持基体20のPDP側に設けられている例である。
支持基体20は、導電性積層体10の基体11よりも剛性の高い、透明基体である。支持基体20を設けることにより、導電性積層体10の基体11の材料がPET等のプラスチックであっても、PDP側と観察者側との間で生じる温度差により反りが発生することがない。
支持基体20の材料としては、上述の基体11の材料と同様の材料が挙げられる。
着色セラミックス層30は、電極50が観察者側から直接見えないように隠蔽するための層である。着色セラミックス層30は、たとえば、支持基体20上に印刷する、着色テープを貼る等により形成できる。
飛散防止フィルム40は、支持基体20の損傷時における支持基体20の破片の飛散を防止するためのフィルムである。飛散防止フィルム40としては、公知のものを用いることができる。
飛散防止フィルム40には、反射防止機能を持たせてもよい。飛散防止機能と反射防止機能とを兼ね備えたフィルムとしては、旭硝子社製のARCTOP(商品名)が挙げられる。ARCTOPは、自己修復性と飛散防止特性とを有するポリウレタン系軟質樹脂フィルムの片面に、非結晶性の含フッ素重合体からなる低屈折率の反射防止層を形成して反射防止処理を施したものである。また、PET等の高分子からなるフィルム上に、低屈折率の反射防止層を湿式または乾式で形成したフィルム等も挙げられる。
電極50は、導電性積層体10の導電膜12による電磁波遮蔽効果が発揮されるように、導電膜12と電気的に接続するように設けられる。電極50は、導電性積層体10の周縁部の全体に設けられていることが、導電膜12による電磁波遮蔽効果を確保するために好ましい。
電極50の材質は、抵抗が低い方が電磁波遮蔽性の点では優位となる。電極50は、たとえば、銀とガラスフリットとを含む銀ペースト、Cuとガラスフリットとを含む銅ペーストを塗布、焼成することにより形成される。
保護フィルム60は、導電性積層体10(導電膜12)を保護するフィルムである。導電膜12を水分から保護する場合には、防湿フィルムが設けられる。防湿フィルムとしては、たとえば、PET、ポリ塩化ビニリデン等のプラスチック製のフィルムが挙げられる。また、保護フィルム60として、上述した飛散防止フィルムを用いてもよい。
粘着剤層70の粘着剤としては、市販されている粘着剤が挙げられる。たとえば、アクリル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、スチレン−ブタジエン共重合体系ゴム、ブチルゴム、シリコーン樹脂等の粘着剤が挙げられる。これらのうち、良好な耐湿性が得られることから、アクリル系の粘着剤が特に好ましい。粘着剤層70には、紫外線吸収剤等の添加剤が配合されてもよい。
(第2の実施形態)
図3に、第2の実施形態の保護板を示す。保護板2は、支持基体20と、支持基体20表面に粘着剤層70を介して貼り合わされた導電性積層体10と、導電性積層体10の周縁部に設けられ、導電性積層体10の導電膜12と電気的に接続する電極50と、電極50と重ならないように、導電性積層体10表面に粘着剤層70を介して貼り合わされた飛散防止フィルム40と、導電性積層体10とは反対側の支持基体20表面の周縁部に設けられた着色セラミックス層30とを有するものである。保護板2は、導電性積層体10が支持基体20の観察者側に設けられている例である。
なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同じ構成については図2と同じ符号を付して説明を省略する。
(第3の実施形態)
図4に、第3の実施形態の保護板を示す。保護板3は、支持基体20と、支持基体20表面に粘着剤層70を介して貼り合わされた導電性積層体10と、導電性積層体10表面に粘着剤層70を介して貼り合わされた飛散防止フィルム40と、導電性積層体10とは反対側の支持基体20表面の周縁部に設けられた着色セラミックス層30と、導電性メッシュフィルム80の周縁部が着色セラミックス層30と重なるように、支持基体20表面に粘着剤層70を介して貼り合わされた導電性メッシュフィルム80と、導電性積層体10の導電膜12と導電性メッシュフィルム80の導電性メッシュ層(図示略)とを電気的に接続するように保護板3の周側部に設けられた導電体90とを有するものである。保護板3は、導電性積層体10が支持基体20の観察者側に設けられ、導電性メッシュフィルム80が支持基体20のPDP側に設けられている例である。
なお、第3の実施形態において、第1の実施形態と同じ構成については図2と同じ符号を付して説明を省略する。
導電性メッシュフィルム80は、透明フィルム上に銅からなる導電性メッシュ層を形成したものである。通常は、透明フィルム上に銅箔を貼り合わせた後、メッシュ状に加工することにより製造される。
銅箔は、圧延銅、電界銅のどちらでもよく、適宜必要に応じて公知のものを用いればよい。銅箔は、各種表面処理をされていてもよい。表面処理としては、クロメート処理、粗面化処理、酸洗、ジンク・クロメート処理等が挙げられる。銅箔の厚さは、3〜30μmが好ましく、5〜20μmがより好ましく、7〜10μmが特に好ましい。銅箔の厚さを30μm以下とすることにより、エッチング時間を短くすることができ、3μm以上とすることにより、電磁波遮蔽性が高くなる。
導電性メッシュ層の開口率は、60〜95%が好ましく、65〜90%がより好ましく、70〜85%が特に好ましい。
導電性メッシュ層の開口部の形状は、正三角形、正四角形、正六角形、円形、長方形、菱形等である。開口部は、形状が揃っていて、かつ面内に並んでいることが好ましい。
開口部のサイズは、1辺または直径が5〜200μmであることが好ましく、10〜150μmであることがより好ましい。開口部の1辺または直径を200μm以下とすることにより、電磁波遮蔽性が向上し、5μm以上とすることにより、PDPの画像への影響が少ない。
開口部以外の金属部の幅は、5〜50μmが好ましい。すなわち、開口部の配列ピッチは、10〜250μmが好ましい。金属部の幅を5μm以上とすることにより、加工が容易となり、50μm以下とすることにより、PDPの画像への影響が少ない。
導電性メッシュ層の面抵抗を必要以上に低くすると、膜が厚くなり、開口部を充分確保できなくなる等、保護板3の光学性能等に悪影響を及ぼす。一方、導電性メッシュ層の面抵抗を必要以上に高くすると、充分な電磁波遮蔽性を得ることができなくなる。したがって、導電性メッシュ層の面抵抗は、0.01〜10Ω/□が好ましく、0.01〜2Ω/□がより好ましく、0.05〜1Ω/□が特に好ましい。
導電性メッシュ層の面抵抗は、開口部の1辺または直径よりも5倍以上大きな電極を用い、開口部の配列ピッチよりも5倍以上の電極間隔で、4端子法により測定すればよい。たとえば、開口部が1辺100μmの正方形で、金属部の幅20μmを介して規則的に並べられたものであれば、直径1mmの電極を1mm間隔で並べて測定すればよい。または、導電性メッシュフィルムを短冊状に加工し、その長手方向の両端に電極を設けて、その抵抗Rを測り、長手方向の長さa、短手方向の長さbから、下式から求めてもよい。
面抵抗=R×b/a
銅箔を透明フィルムにラミネートする際には、透明な接着剤を用いる。接着剤としては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリエステル系接着剤等が挙げられる。接着剤のタイプとしては、2液型または熱硬化タイプが好ましい。また、接着剤としては、耐薬品性に優れたものが好ましい。
銅箔をメッシュ状に加工する方法としては、フォトレジスト法が挙げられる。印刷法では、スクリーン印刷、グラビア印刷等によって開口部のパターン形成をする。フォトレジスト法では、ロールコーティング法、スピンコーティング法、全面印刷法、転写法等により、銅箔上にフォトレジスト材料を形成し、露光、現像、エッチングによって開口部のパターンを形成する。導電性メッシュ層を形成する他の方法としては、スクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷法によって、開口部のパターンを形成する方法が挙げられる。
導電体90は、導電性積層体10の導電膜12と導電性メッシュフィルム80の導電性メッシュ層とを電気的に接続するものである。導電体90としては、導電性テープ等が挙げられる。導電性積層体10の導電膜12と導電性メッシュフィルム80の導電性メッシュ層とを電気的に接続することによって、全体の面抵抗値をさらに下げることができるため、電磁波遮蔽効果をさらに向上させることができる。
保護板1〜3は、PDPの前面に配置されるものであるため、PDPの画像が見にくくならないように、可視光透過率は35%以上であることが好ましい。また、可視光反射率は6%未満が好ましく、3%未満が特に好ましい。また、波長850nmでの透過率は、5%以下が好ましく、2%以下が特に好ましい。
(他の実施形態)
なお、本発明の保護板は、第1〜3の実施形態に限定されない。たとえば、粘着剤層70を設けずに、熱による貼り合わせを行ってもよい。
また、本発明の保護板には、必要に応じて、反射防止フィルムまたは低屈折率薄膜である反射防止層を設けてもよい。ここで、低屈折率とは、屈折率が1.1〜1.6であり、1.2〜1.5であることがより好ましく、1.3〜1.48であることがさらに好ましい。
反射防止フィルムとしては、公知のものを用いることができ、反射防止性の点から、フッ素樹脂系フィルムが特に好ましい。
反射防止層は、保護板の反射率が低くなり、好ましい反射色が得られることから、可視光領域において反射率が最低となる波長が500〜600nmであるものが好ましく、530〜590nmであるものが特に好ましい。
また、保護板に近赤外線遮蔽機能を持たせてもよい。近赤外線遮蔽機能を持たせる方法としては、近赤外線遮蔽フィルムを用いる方法、近赤外線吸収基体を用いる方法、近赤外線吸収剤を添加した粘着剤をフィルム積層時に用いる方法、反射防止フィルム等に近赤外線吸収剤を添加して近赤外線吸収機能を併せ持たせる方法、近赤外線反射機能を有する導電膜を用いる方法等が挙げられる。
上記した導電性積層体10にあっては、金属層12bの基体11側に、屈折率の高いTZOまたはNZOを含む第1の酸化物層12aが接しているため、導電膜12の積層数を増やすことなく、これを用いた保護板1〜3の透過・反射バンドを広くすることができる。また、金属層12bが、TZOまたはNZOを含む第1の酸化物層12a表面に形成されているため、金属層12bの抵抗が小さくなり、結果、導電膜12の積層数(金属層12bの数)を減らしても、導電性(電磁波遮蔽性)に優れる。また、導電膜12の積層数を増やすことなく、透過・反射バンドを広くでき、導電性にも優れるため、導電膜12の積層数を減らすことができ、結果、可視光透過性にも優れる。
また、上記した保護板1〜3にあっては、透過・反射バンドが広く、しかも導電性、可視光透過性および近赤外線遮蔽性に優れた導電性積層体10を用いているため、電磁波遮蔽性に優れ、透過・反射バンドが広く、可視光透過率が高く、近赤外線遮蔽性に優れる。
(実施例1)
図1に示す導電性積層体10を以下のように作製した。
まず、イオンビームによる乾式洗浄によって、基体11である厚さ100μmのPETフィルム表面の洗浄を行った。イオンビームによる乾式洗浄は、アルゴンガスに約30%の酸素を混合して、100Wの電力を投入し、イオンビームソースによりイオン化されたアルゴンイオンおよび酸素イオンを基体11表面に照射して行った。
(i)5体積%の酸素ガスを混合したアルゴンガスを導入しながら、TZOターゲット[ZnO:TiO2 =85:15(質量比)]を用い、圧力0.15Pa、電力密度5w/cm2 の条件でACスパッタリングを行い、基体11表面に厚さ35nmの第1の酸化物層12a(1)を形成した。アルバックファイ社製、ESCA5500で測定したところ、第1の酸化物層12a(1)において、亜鉛とチタンとの合計(100原子%)中、亜鉛量は85原子%、チタン量は15原子%であった。
(ii)アルゴンガスを導入しながら、金を1質量%ドープした銀合金ターゲットを用い、圧力0.25Pa、周波数100kHz、電力密度0.4w/cm2、反転パルス幅5μ秒の条件でパルススパッタリングを行い、第1の酸化物層12a(1)表面に厚さ10nmの金属層12b(1)を形成した。
(iii)4体積%の酸素ガスを混合したアルゴンガスを導入しながら、AZOターゲット[Al23を5質量%ドープしたZnOターゲット]を用い、圧力0.11Pa、周波数100kHz、電力密度3w/cm2、反転パルス幅1μ秒の条件でパルススパッタリングを行い、金属層12b(1)表面に厚さ35nmの第2の酸化物層12c(1)を形成した。アルバックファイ社製、ESCA5500で測定したところ、第2の酸化物層12c(1)において、亜鉛とアルミニウムとの合計(100原子%)中、亜鉛量は95.3原子%、アルミニウム量は4.7原子%であった。
上記(i)と同様にして、第2の酸化物層12c(1)表面に厚さ35nmの第1の酸化物層12a(2)を形成した。
電力密度を0.54w/cm2に変更した以外は、上記(ii)と同様にして、第1の酸化物層12a(2)表面に厚さ14nmの金属層12b(2)を形成した。
上記(iii)と同様にして、金属層12b(2)表面に厚さ35nmの第2の酸化物層12c(2)を形成した。
上記(i)と同様にして、第2の酸化物層12c(2)表面に厚さ35nmの第1の酸化物層12a(3)を形成した。
電力密度を0.54w/cm2に変更した以外は、上記(ii)と同様にして、第1の酸化物層12a(3)表面に厚さ14nmの金属層12b(3)を形成した。
上記(iii)と同様にして、金属層12b(3)表面に厚さ35nmの第2の酸化物層12c(3)を形成した。
上記(i)と同様にして、第2の酸化物層12c(3)表面に厚さ35nmの第1の酸化物層12a(4)を形成した。
上記(ii)と同様にして、第1の酸化物層12a(4)表面に厚さ10nmの金属層12b(4)を形成した。
上記(iii)と同様にして、金属層12b(4)表面に厚さ30nmの第2の酸化物層12c(4)を形成した。
5体積%の酸素ガスを混合したアルゴンを導入しながら、ITOターゲット[インジウム:スズ=90:10(質量比)]を用い、圧力0.15Pa、周波数100kHz、電力密度0.64w/cm2、反転パルス幅1μ秒の条件で、パルススパッタリングを行い、第2の酸化物層12c(4)表面に、保護膜13である厚さ5nmのITO膜を形成した。
このようにして、図1に示すような、第1の酸化物層12aが4層、金属層12bが4層、第2の酸化物層12cが4層の導電性積層体10を得た。さらに、導電性積層体10の基体11側表面に、粘着剤層70(アクリル系粘着剤、厚さ25μm)を設けた。
図2に示す保護板1を以下のようにして作製した。
支持基体20であるガラス板を所定の大きさに切断、面取りし、洗浄した後、着色セラミックス層用のインクをガラス板周辺にスクリーン印刷し、充分に乾燥して着色セラミックス層30を形成した。ついで、着色セラミックス層30が形成された支持基体20を、660℃まで加熱し、その後風冷してガラス強化処理を施した。
支持基体20の着色セラミックス層30側に、上記粘着剤層70を介して、導電性積層体10を貼り付けた。ついで、導電性積層体10を保護する目的で、導電性積層体10表面に保護フィルム60(旭硝子社製、商品名:ARCTOP CP21、厚さ100μm)を、粘着剤層70(アクリル系粘着剤、厚さ25μm)を介して貼り合わせた。ただし、電極取り出しの目的から、導電性積層体10の周縁部には保護フィルム60を貼り合わせない部分(電極形成部)を残しておいた。
そして、電極形成部に、銀ペースト(太陽インキ製造社製、商品名:AF4810)を、ナイロンメッシュ#180、乳剤厚さ20μmにてスクリーン印刷し、熱風循環炉で85℃、35分間乾燥させて電極50を形成した。
ついで、支持基体20の裏面(導電性積層体10を貼り合わせた側の反対側の面)に、飛散防止フィルム40であるポリウレタン系軟質樹脂フィルム(旭硝子社製、商品名:ARCTOP URP2199、厚さ300μm)を粘着剤層70(アクリル系粘着剤、厚さ25μm)を介して貼り合わせた。該ポリウレタン系軟質樹脂フィルムは反射防止機能も有する。なお、通常、ポリウレタン系軟質樹脂フィルムに着色剤を添加して、色調補正、Neカットを行い、色再現性の向上を図るが、本実施例では色調補正、Neカットを評価しないため無着色とした。
このようにして作製した保護板1について、図2おける観察者側から東京電色社製、カラーアナライザーTC1800により測定したところ、視感透過率(JIS Z 8701において規定されている刺激値Y)は68.3%であり、視感反射率は2.20%であった。また、波長850nmの透過率は0.8%であった。この保護板1の反射スペクトルを図5に、透過スペクトルを図6に示す。
また、Nagy社製、渦電流型抵抗測定器SRM12により測定したシート抵抗(表面抵抗)は0.99Ω/□であった。
(比較例1)
まず、実施例1と同様にして乾式洗浄された基体を用意した。
(i)3体積%の酸素ガスを混合したアルゴンガスを導入しながら、AZOターゲット[Al23を5質量%ドープしたZnOターゲット]を用い、圧力0.35Pa、周波数100kHz、電力密度5.7w/cm2 、反転パルス幅1μ秒の条件でパルススパッタリングを行い、基体表面に厚さ40nmの酸化物層(1)を形成した。アルバックファイ社製、ESCA5500で測定したところ、酸化物層(1)において、亜鉛とアルミニウムとの合計(100原子%)中、亜鉛量は95.3原子%、アルミニウム量は4.7原子%であった。
(ii)アルゴンガスを導入しながら、金を1質量%ドープした銀合金ターゲットを用い、圧力0.5Pa、周波数100kHz、電力密度0.6w/cm2、反転パルス幅5μ秒のパルススパッタリングを行い、酸化物層(1)表面に厚さ13nmの金属層(1)を形成した。
電力密度を4.7w/cm2に変更した以外は、上記(i)と同様にして、金属層(1)表面に厚さ80nmの酸化物層(2)を形成した。
電力密度を0.9w/cm2に変更した以外は、上記(ii)と同様にして、酸化物層(2)表面に厚さ16nmの金属層(2)を形成した。
電力密度を4.7w/cm2に変更した以外は、上記(i)と同様にして、金属層(2)表面に厚さ80nmの酸化物層(3)を形成した。
電力密度を1w/cm2に変更した以外は、上記(ii)と同様にして、酸化物層(3)表面に厚さ16nmの金属層(3)を形成した。
電力密度を4.7w/cm2に変更した以外は、上記(i)と同様にして、金属層(3)表面に厚さ80nmの酸化物層(4)を形成した。
電力密度を1w/cm2に変更した以外は、上記(ii)と同様にして、酸化物層(4)表面に厚さ13nmの金属層(4)を形成した。
電力密度を5.2w/cm2に変更した以外は、上記(i)と同様にして、金属層(4)表面に厚さ35nmの酸化物層(5)を形成した。
3体積%の酸素ガスを混合したアルゴンを導入しながら、ITOターゲット[インジウム:スズ=90:10(質量比)]を用い、圧力0.35Pa、周波数100kHz、電力密度1w/cm2、反転パルス幅1μ秒の条件で、パルススパッタリングを行い、酸化物層(5)表面に、保護膜である厚さ5nmのITO膜を形成した。
このようにして、基体上に、AZOからなる酸化物層と、金−銀合金からなる金属層とが交互に積層された、酸化物層が5層、金属層が4層の導電性積層体を得た。さらに、導電性積層体には、透明粘着加工を施した。
実施例1と同様にして、比較例1の保護板を作製した。
比較例1の保護板について、図2における観察者側から東京電色社製、カラーアナライザーTC1800により測定したところ、視感透過率(JIS Z 8701において規定されている刺激値Y)は61.8%であり、視感反射率は4.22%であった。また、波長850nmでの透過率は0.3%であった。反射スペクトルを図5に、透過スペクトルを図6に示す。
また、Nagy社製、渦電流型抵抗測定器SRM12により測定したシート抵抗(表面抵抗)は0.98Ω/□であった。
第1の酸化物層12aがTZOを含有し、金属層12bが銀合金を主成分とし、第2の酸化物層12cがAZOを含有する実施例1の保護板は、金属層の数が4層であるにもかかわらず、透過・反射バンドが広く、しかも導電性および光透過性に優れていた。
これに対し、酸化物層がAZOを含有し、金属層の数が4層の比較例1の保護板は、透過・反射バンドが狭かった。
本発明の導電性積層体は、導電性(電磁波遮蔽性)、可視光透過性および近赤外線遮蔽性に優れ、しかも支持基体に積層した場合、透過・反射バンドが広くなることから、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルム、保護板として有用である。また、本発明の導電性積層体は、液晶表示素子等の透明電極、自動車風防ガラス、ヒートミラー、電磁波遮蔽窓ガラスとして用いることができる。

なお、2005年2月17日に出願された日本特許出願2005−040384号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (9)

  1. 基体と、該基体側から順に、第1の酸化物層、金属層、および第2の酸化物層を積層した3層構造が繰り返された、3×n層構造(nは2〜8の整数である。)の導電膜とを有し、
    前記第1の酸化物層が、酸化物換算で、ZnOと、TiO2またはNb25とを第1の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層であり、
    前記金属層が、銀を含有する層であり、
    前記第2の酸化物層が、酸化物換算で、(ZnOとAl23とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層)、(ZnOとGa23とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層)、(In23とSnO2とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層)、(In23とCeO2とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層)、および(SnO2を第2の酸化物層全質量に対して90質量%以上含有する層)からなる群から選ばれる1種である、導電性積層体。
  2. 前記金属層が、純銀、または、金およびビスマスから選ばれる1種以上を含有する銀合金からなる層である、請求項に記載の導電性積層体。
  3. 前記金属層が、金およびビスマスから選ばれる1種以上の金属が金属層中に0.2〜1.5質量%含有された銀合金からなる層である、請求項に記載の導電性積層体。
  4. 第2の酸化物層が、酸化物換算で、ZnOとAl23とを第2の酸化物層全質量に対して合計で90質量%以上含有する層であり、かつ、アルミニウムと亜鉛との合計中のアルミニウムが1〜10原子%である請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性積層体。
  5. 前記導電膜の表面上にさらに保護膜を有する請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性積層体。
  6. 前記保護膜が、In23とSnO2とを保護膜全質量に対して合計で90質量%以上含有する層である請求項に記載の導電性積層体。
  7. 請求項1〜のいずれかに記載の導電性積層体からなる、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルム。
  8. 支持基体と、該支持基体上に設けられた請求項に記載のプラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムと、
    該プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルムの導電膜に電気的に接している電極とを有する、プラズマディスプレイ用保護板。
  9. 導電性メッシュフィルムをさらに有する、請求項に記載のプラズマディスプレイ用保護板。
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