电磁屏蔽板和制造该板的方法

专利名称：电磁屏蔽板和制造该板的方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁屏蔽板和一种制造这种板的方法。
然而，这种包含导电丝网的电磁屏蔽板具有这样一个问题，即，不容易对丝网进行处理，因为在生产这种板时，编织成的导电丝网容易拉伸或收缩。而且，应当提高电磁屏蔽板对可见光的透射度，以便用电磁屏蔽板作为显示器的正面过滤器。为达此目的，应当扩大导电丝网的网格距离并同时减小纤维直径。这样一种导电丝网更容易拉伸和收缩，因而对它的处理就变得更加困难。另外，这种容易拉伸和收缩的导电丝网具有这样的问题，即，当把它粘附到透明衬底上的时候，网格距离会改变且网格图案会变形。
为了解决上述问题，提出在透明衬底的表面上附上一个被蚀刻成网格形状的金属箔的蚀刻层。但是，有的正面过滤器要附在如等离子显示器或大型阴极射线管(CRT)这种面积较大的显示器上，当生产这种过滤器时，要把面积相当于显示器面积的一大片金属箔蚀刻成网格形状。为了蚀刻这样一大片金属箔，需要用到大规模的光刻方法。因而，生产这样一种电磁屏蔽板是不容易的。
JP-A-62-57297和JP-A-02-52499公开了一种电磁屏蔽板，这种屏蔽板是通过把导电漆印刷成网格或条纹形状而形成的。在这些JP-A公告中所公开的电磁屏蔽板的网格距离大约是1,000μm，线宽度大约是100μm。因而，它没有足够的电磁屏蔽特性。另外，有可能看见网格线且可能会减小显示器的清晰度。而且，导电漆形成的网格对玻璃衬底的粘附力不够强。
JP-2000-13088A公开了一种用能印刷出优良图案的印刷方法在薄膜上形成具有细线条的几何图案的方法。但是，当把这种薄膜附在显示器上作为电磁屏蔽过滤器使用时，除了给薄膜提供低反射特性和近红外射线屏蔽特性这个步骤之外，还需要一个把这种薄膜粘附到自承板上的步骤。结果，增加了生产过滤器的步骤。另外，在处理过程中可能会出现如皱褶这样的缺点。所以，应当改革处理方式。因此，这种方法需要进一步改进。而且，当用目前所用的糊剂在玻璃衬底上形成几何图案时，图案对衬底的粘附力不够强。
EP-A-0 998 182公开了一种电磁屏蔽板，在该板上用印刷方法形成了良好的几何图案。这种几何图案对玻璃衬底的粘附力也不够强。
JP-A-10-64435和JP-2001-6435A公开了把玻璃粉末附加物加入糊剂中，这种糊剂用于形成等离子显示板的内部电极，但它们没有公开把玻璃粉末用于需要高清晰度及良好电磁屏蔽特性的电磁屏蔽板中。
当电磁屏蔽板被用作等离子显示板的正面过滤器时，经常要求它具有高屏蔽特性。在这种情况下，通过湿喷镀(wet plating)在图案表面上形成金属薄层以提高导电性，因而希望形成具有高喷镀特性并经得起湿喷镀的图案。当用电磁屏蔽板作为等离子显示板的正面过滤器时，也希望该板实际上保护一个模块，如果该模块被打破的话，该板能防止碎片的扩散。
发明概要本发明的一个目的是提供一种包含玻璃衬底以及形成于该衬底上的几何图案的电磁屏蔽板，其中，图案对玻璃衬底的粘附力良好，一个通过湿喷镀在图案上容易地形成附加金属层，图案不会被湿喷镀剥落，且板的清晰度和强度都很高。
为了达到上述目的，本发明提供一种电磁屏蔽板，包括玻璃衬底；形成于该衬底上的几何图案；以及可选择地形成于几何图案上的导电金属层。其中，所述几何图案包括(a)一种从金属和金属氧化物组成的组中选出的无机填料，以及(b)一种软化点大约为200-700℃的玻璃成分。
另外，本发明提供一种生产本发明所述之电磁屏蔽板的方法，包括步骤通过用糊剂印刷图案来形成几何图案，该糊剂包含从金属粉末、金属合金粉末、金属氧化物粉末有机金属络合物及铂金属的有机酸盐组成的组中选出的无机填料，玻璃粉，粘合剂树脂和有机溶剂；烘焙该图案直到图案中有机原料的重量减少至烘焙前有机原料之重量的10％或更少；以及可选择地用湿喷镀在几何图案上形成导电金属层。
当通过用糊剂印刷图案而在玻璃衬底上形成几何图案，该糊剂包含从金属和金属氧化物组成的组中选出的无机填料以及具有大约200-700℃的软化点的玻璃粉，烘焙该图案，并有选择地用湿喷镀在几何图案上形成金属层时，即使电磁屏蔽板尺寸较大，也能容易地生产出具有良好电磁屏蔽特性以及高清晰度和强度的电磁屏蔽板，基于这一发现已经实现了本发明。
附图简介

图1是一个根据本发明已形成几何图案的实施方案的剖面示意图。
发明的详细说明在本发明的电磁屏蔽板中，几何图案(后文中简称为图案)设置在玻璃衬底的表面上。就其具有透明性这一点而言，对玻璃衬底没有限制，以便该板可以被放置在显示器的正表面上。玻璃衬底的厚度通常为大约0.7mm到大约5mm，优选为从大约2mm到大约3.5mm，更加优选为从大约2.5mm到大约3mm。当玻璃衬底的厚度小于大约0.7mm时，玻璃衬底在处理及使用中会很容易被打破。当玻璃衬底的厚度超过大约5mm时，玻璃衬底的重量变得太大，以至于处理中板的重量以及装配了电磁屏蔽板的显示器的总重量不适宜地增加。
从防止处理和使用中板的破损的观点看来，最好对玻璃衬底进行回火，特别是面板尺寸的增加。从完成回火的容易程度的观点出发，玻璃衬底的厚度最好至少为大约2mm。首先对玻璃衬底进行回火而后在已回火玻璃衬底上形成图案，或者首先在玻璃衬底上形成图案而后对具有图案的玻璃衬底进行回火。这种包含回火玻璃衬底的电磁屏蔽板不易破损，如果破损的话，碎片也不会扩散。
对玻璃衬底进行回火增加了玻璃的强度，并为玻璃衬底的表面提供压缩应变，根据处理方法它分为热回火和化学回火以便为表面提供压缩应变。对玻璃衬底表面用压缩应变可以增加玻璃的强度，因为玻璃的断裂从具有张力的表面开始。热回火可以通过把玻璃加热到其软化点附近的温度，然后用喷气器对玻璃板淬火，以在玻璃板表面形成一个具有压缩应变的层。化学回火可以通过修改玻璃板表面层的特性或成分，以在玻璃板表面形成一个具有压缩应变的层。例如，化学回火包括(1)使玻璃表面脱碱，(2)表面结晶，以及(3)高或低温的离子交换。其中，最常用的是低温离子交换。低温离子交换包括，在低于玻璃之玻璃临界温度的温度范围内，用其它离子半径大于玻璃中原始含有的碱离子半径的碱离子来置换玻璃中原始含有的碱离子。具体地，把钠玻璃板浸到熔化的钾盐中，钾离子把玻璃表面层中的钠离子置换出来。
当在形成图案前使玻璃板回火时，可以采用热回火或化学回火。当在形成图案后使玻璃板回火时，采用热回火。在热回火中，当玻璃的初始温度尽可能高地更加接近软化温度且冷却速度更大时，回火的程度增加。通过如下步骤进行热回火中的加热及淬火处理在加热炉中把玻璃衬底加热到接近玻璃软化点的温度，该加热炉具有连续或分段地加热玻璃的加热室；通过用垂直于玻璃衬底两个表面的喷气器的一组空气喷嘴鼓风，使玻璃衬底淬火，同时用一个金属吊钩使玻璃衬底保持垂直或把玻璃衬底保持在一个模型或一个卷筒上。
可以通过传统方法用金属离子、金属胶体、非金属元素等为玻璃衬底着色。在很多情况下，对玻璃衬底着色以提高显示器的清晰度。当电磁屏蔽板应用于等离子显示器时，会赋予屏蔽板屏蔽近红外线的特性。在这种情况下，具有这种特性的薄膜被粘附到玻璃衬底上，同时可以向玻璃衬底添加合适的离子以使玻璃具有这种特性。而且，可以用硅烷偶联剂等对玻璃衬底的表面进行处理以提高玻璃衬底和随后在玻璃衬底上形成的导电图案之间的粘附力。可以通过传统的方法或方式选择硅烷偶联剂并用硅烷偶联剂对玻璃衬底进行处理。
形成于玻璃衬底上的图案至少包含(a)一种从由金属和金属氧化物组成的组中选出的无机填料，和(b)一种软化点大约为200-700℃的玻璃成分。如下所述，图案可以有选择地包含(c)一种碳黑。而且，可以在图案上设置导电金属层以提高导电性能及介电常数，从而提高屏蔽特性。
当图案上没有设置导电金属层时，作为无机填料的金属或金属氧化物最好具有导电性以便使几何图案具有导电性。
导电金属的例子包括金、银、铜、铁、镍、铝、铂系金属、和至少包含一种上述导电金属的合金。不锈钢可以用作铁合金。铂系金属具体的例子包括铂、钌、铑、钯、锇和铱。
导电金属氧化物的例子包括氧化锡、铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)等。
根据形成图案的方法、图案的必要特性、烘焙条件等适当地选择要使用的金属(合金)或金属氧化物的种类。
当在图案上设置导电金属层时，图案并不一定要有导电性。因而，作为无机填料的金属或金属氧化物不一定有导电性。在这种情况下，无机填料成分可以至少是一种从由金、银、铜、铁、镍、铂系金属、及其合金组成的组中选出的非导电金属。
考虑到图案强度的增加、图案对玻璃衬底的粘附力和印刷特性，同时也考虑到费用问题，无机填料可以包含至少一种从由镍、钴、锡、铬、锰、及其合金和其金属氧化物组成的金属或氧化物，其含量的多少应保证不会损害到例如导电性、喷镀特性等这些图案的特性。
玻璃成分(b)的软化点通常大约为200-700℃，优选为大约350-700℃，更加优选为400-620℃。从具有上述范围内的软化点的传统玻璃粉中适当地选择玻璃成分(b)，然后对玻璃成分进行烘焙。传统玻璃粉的例子包括具有上述范围内的低软化点的玻璃粉，这样的玻璃粉包括硼酸硅玻璃，例如PbO-SiO2-B2O3玻璃、PbO-SiO2-B2O3-ZnO玻璃、PbO-SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO玻璃、B2O3-SiO2-B2O3玻璃、ZnO-SiO2-B2O3玻璃、R2O-ZnO-SiO2-B2O3玻璃(其中R2O是一种碱金属的氧化物)，等。
在用电喷镀形成图案的情况下，最好使用软化点为大约350-700℃优选为大约400-620℃的玻璃粉。在用无电喷镀形成图案的情况下，最好使用软化点为大约400-700℃优选为大约400-620℃的玻璃粉。
图案中无机填料和玻璃粉的量取决于要使图案具有的导电性能。为了形成具有高导电性的图案，最好用少量的玻璃成分。考虑到图案对衬底的粘附力和图案的强度，玻璃成分的含量约占体积的1-10％，优选为大约1-5％，更加优选为大约1-2.5％。
当在图案上形成金属层时，图案本身可能并不需要很高的导电性。当直接电喷镀图案时，玻璃成分的含量约占体积的1-20％，优选为大约1-10％，更加优选为大约3-7％。当图案被无电喷镀时，玻璃成分的含量优选在这样的范围内，即，不会干扰喷镀之主要成分(例如，金、银、铂系金属或它们的氧化物)的暴露(exposure)，且玻璃成分的含量约占体积的1-60％，优选为大约20-50％，更加优选为大约30-50％。
当本发明的电磁屏蔽板用作显示器的正面过滤器时，整个图案或图案的最上层优选被制成黑色以防止显示器之清晰度的恶化。
当图案包含一种如金属的有光泽的成分时，周围的场景或显示器屏幕上显示的图像被反射到图案的表面或衬底面，从而引起一些如显示器之对比度降低这样的不良影响。由于在玻璃衬底的表面上能看到图案成分的色调，所以图案最好被制成黑色。因此，图案优选地包含(c)碳黑。碳黑(c)的例子包括钌、锰、镍、铬、铁、钴、铜、和它们的氧化物、及其混合物。当图案包含碳黑时，图案的导电性通常会降低。所以应当控制碳黑的量，或在形成的图案上设置导电金属层以维持导电性。
为了在玻璃衬底上形成包含上述成分的几何图案，例如，把分散在粘合剂树脂和有机溶剂中的糊剂印刷在玻璃衬底上，然后进行烘焙。该糊剂包含玻璃粉及无机填料前体，该无机填料前体在烘焙时产生无机填料。
根据图案的必要特性、烘焙条件等适当地选择要使用的无机填料。例如，当在氧化气氛中(如在空气中)烘焙玻璃衬底上的糊剂以形成导电图案时，无机填料可以是金、银、铂系金属及这些金属的合金、有机金属络合物及铂系金属的有机酸盐、不锈钢、氧化锡、ITO、ATO等。当在无氧气氛中(如在氮气中)烘焙玻璃衬底上的糊剂以形成导电图案时，除了上述成分之外，可以使用如铜、铁、镍、铝等金属。当图案不必要有导电性时，不论什么烘焙气体都可以应用上述金属的氧化物。当无机填料包括铂系金属时，可以应用这种有机金属络合物及有机酸盐，因为该络合物及有机酸盐在烘焙中分解而产生铂系金属。这里，有机金属络合物的例子包括乙酰丙酮铂(acetylacetonatoplatinum)、反—双(苯基氰)二氯化铂、乙酰丙酮钯(acetylacetonatopalladium)、双(亚苯基丙醇)铂、双(苯基氰)二氯化铂、双[1，2-双(二苯基磷)乙烷]铂、六氟代乙酰基丙酮酸钯(hexafluoroacetylacetonatopalladium)等。有机酸盐的例子包括乙酸化钯等。
糊剂还可以包含碳黑(c)或碳黑(c)的前体。
碳黑(c)之前体的例子包括如钌、锰、镍、铁、钴或铜这样的金属；这些金属的醇盐衍生物、β二酮络合物、β酮酸酯络合物、有机羧酸酯；等。它们经过烘焙转变成相应的氧化物而显现出黑色。当这样的金属用作碳黑(c)的前体时，它可以不同于用作无机填料(a)的金属粉末，或者一种金属可以具有双重作用。例如，当铜粉用作金属粉末时，一部分铜粉经过烘焙变成黑色的氧化铜。
由精细的银颗粒组成的金属粉末，其表面被薄薄地镀上铂，可以用作无机填料，因为镀铂的银粉呈现黑色并因而产生黑色图案，且包含这种粉末的图案具有高导电性。考虑到导电性，铂镀层的厚度通常为大约1μm或更小，优选为大约0.3μm或更小，更加优选为大约0.1μm或更小。图案的导电性随着图案中镀铂银粉数量的增加而增强。图案中镀铂银粉的含量通常至少占体积的大约50％，优选地至少占大约70％，更加优选地至少占大约90％，特别优选地至少占大约95％。虽然铂镀层会轻微地减小导电性，但因为铂的反射率低于银因而镀铂银呈现黑色。另外，由于在空气中烘焙时铂的表面不会被氧化，因而比起其它金属来，铂所经受的由氧化造成的导电性的降低要小。而且，烘焙时镀铂的银粉不会使玻璃着色，而当以高温加热钠玻璃上的银粉时，银本身会使玻璃着色。除了铂之外，其它如钯这样的铂系金属可以用于为银粉镀层。当在无氧气氛中烘焙玻璃衬底上的图案时，要被镀层的金属粉末可以是铜粉，镍可以用来为这样的金属粉末镀层。
本发明中使用的粘合剂树脂的例子包括聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、乙基纤维素树脂、丁缩醛树脂、氨基甲酸乙酯，等。
有机溶剂用于控制糊剂的粘性，可以使用在适当温度蒸发的任何有机溶剂。
无机填料通常是例如上述金属的粉末。考虑到在粘合剂树脂中的可分散性，优选使用颗粒大小约为0.1-5μm的金属粉末或长度约为1-20μm的片状金属。
考虑到在粘合剂树脂中的可分散性，玻璃粉的颗粒大小约为10μm或更小，优选约为5μm或更小。
糊剂可以包含聚合物分散剂(比如聚酯分散剂等)、硅烷偶联剂、钛酸盐偶联剂(titanate coupling agent)等以提高在粘合剂树脂中成分的可分散性。
根据形成所需几何图案的方法、图案的导电性、图案对玻璃衬底的粘附力等来适当地确定糊剂中成分的含量。当考虑到糊剂印刷的容易程度时，糊剂中粘合剂树脂的含量通常占总体积的大约10-90％、优选为大约20-70％、更加优选为大约30-65％。
本发明的电磁屏蔽板中的几何图案可以是任何几何图案，例如，三角形像等边三角形、等腰三角形、直角三角形等；四边形像正方形、长方形、平行四边形、菱形、梯形等；其它多边形像五边形、六边形、八边形、十二边形等；圆形、椭圆形、三叶形、花瓣形、星形等。每个几何图案都由这些图形中的一个或多个以规则或不规则的排列方式组成。
图案的间距折合成一英寸(25.4mm)中的线数优选为大约50-250个网格，或相邻线之间的距离(线距离)大约为500-100μm。更加优选地，图案的间距大约为50-200网格(mesh)(大约500-125μm)。每条线的宽度优选为大约10-80μm，更加优选为大约10-40μm。
当线间距小于50网格(mesh)时，几何图案可能会变得能被观察到从而使显示器的清晰度有恶化的倾向。当线间距超过大约250网格(mesh)时，几何图案变得太精细从而使可见光的透射度降低并因而使显示器屏幕有变黑的倾向。
当线宽度超过大约80μm时，网格图案可能会变得能被观察到从而使显示器的清晰度有恶化的倾向。当线宽度小于大约10μm时，形成几何图案就变得困难。因而，线宽度通常至少为大约10μm。
图案的线粗优选为至少大约1μm，且通常不超过大约30μm。当线粗小于大约1μm时，屏蔽电磁波的效果可能会不够好。
当通过调整线距离而使亮度(透光度)均等时，尽管印刷窄宽度的线比较困难，但因为屏蔽电磁波的效果增强，线宽度优选被降低到大约40μm或更小以减小线距离。
在图案并不是一个正方形的情况下，通过把距离转变成正方形的线距离而得出线距离的值。可以由测量到的线宽度和透光度而得到该转变值。
虽然图案可以形成于玻璃衬底的两个表面上，但是图案通常形成于玻璃衬底的一个表面上。本发明的图案可以直接形成于构成等离子显示器模块的正面玻璃板上，等。所以，可以为模块本身提供屏蔽电磁波的功能。尽管可以在组装模块的正面玻璃板上直接形成图案，但为了直接在模块的正面玻璃板上形成本发明的图案，考虑到导电性能及屏蔽性能，优选地，在组装模块之前，在玻璃板的一个表面上形成图案，同时在板的另一个表面上印刷透明电极图案，然后该玻璃板用作正面玻璃板。
可以用胶印方法印刷图案如胶板印刷方法、凸板胶印方法、平板胶印方法等；丝网印刷；凹板印刷；等。在这些方法中，优选胶印方法，因为它可以不损坏构成图案的线而形成图案，即使在几何图案具有宽度大约为40μm或更小的很细的线时也是这样。而且，由于能容易地形成具有较大厚度的图案，所以优选胶板印刷方法。
在玻璃衬底上形成图案之后，图案被烘焙而分散几乎所有的有机原料，从而粘合剂树脂把由无机成分构成的图案固定在玻璃衬底上。在如空气这样的氧化气氛中、在真空中、或者在如氮气或氢气这样的无氧气氛中进行烘焙。当在空气中进行烘焙时，烘焙的温度通常为大约350-750℃，优选为大约400-750℃，更加优选为大约400-700℃。当烘焙温度小于大约350℃时，图案中有机原料的含量不会充分地降低，从而使图案对玻璃衬底的粘附力不足。当烘焙温度超过大约750℃时，玻璃衬底会有较大变形。为了把图案牢固地粘附在玻璃衬底上，图案中有机原料的残余量通常为烘焙前图案重量的大约10％或更小，优选为大约5％或更小，更加优选为大约1％或更小。
根据其它如要形成的几何图案、所用糊剂的成分等因素，可以改变像烘焙温度、烘焙时间和烘焙气体这样的烘焙条件，且可以根据其它因素适当地选择这些条件。
当回火玻璃衬底被用作在其上形成图案的玻璃衬底时，设定的烘焙条件没有玻璃变形点那么严格，从而回火处理不是退火。为此目的，优选在至少比玻璃的变形点低大约30度(℃)的温度进行烘焙，更加优选为至少低大约50度，特别优选为至少低大约100度。当在整个玻璃衬底上形成图案并接着烘焙时，它被烘焙至接近玻璃软化点的温度并接着被淬火。所以，同时对玻璃衬底进行回火处理。具体地，在大约600至710℃的温度下对玻璃衬底上的图案烘焙30秒至15分钟，优选地在大约680至710℃的温度下烘焙80至160秒，更加优选地烘焙100-140秒，之后通过鼓吹空气对图案进行淬火。
根据玻璃衬底的厚度、所需回火程度等来适当地选择回火条件。
如上所述，通过在玻璃衬底上形成含有无机填料和玻璃成分的图案有效地屏蔽电磁波。为了进一步加强屏蔽效果，优选地在图案上形成导电金属层。用于形成金属层的金属例如包括铜、镍等。该金属层可以是单层或具有两层、三层或多个分层的复合层。金属层的厚度通常为大约0.1-20μm，优选从大约0.1-5μm。
通过在形成图案后在图案上喷镀金属而在图案上形成金属层。至于喷镀方法，优选湿喷镀，因为可以有选择地在图案上形成金属层。湿喷镀可以是电镀或无电镀，且根据所需要的图案的导电性适当地选择。可以把这两种方法结合起来使用。当图案导电时，可以从开始就采用电镀。图案的导电性能不强，用无电镀形成小厚度的第一导电层，接着用电镀形成第二导电层，从而在短时间内形成均匀的金属层。
在无电镀的情况下，在为图案施加喷镀催化剂之后喷镀金属，或者当图案包含喷镀催化剂时把金属直接喷镀到图案上。
当为图案施加喷镀催化剂时，图案优选地包含如铜、铁、银、金、铂系金属等这样的金属，或者它们的合金或氧化物。图案中这种金属、合金或氧化物的内含物促进了施加给图案的喷镀催化剂的吸收。被吸收的催化剂是活性的，接着图案被浸在喷镀池中以进行无电镀。在这种情况下，用从如铜、铁、银、金、铂系金属这样的金属，及这些金属的合金与氧化物组成的组中选出的无机填料，以及软化点大约为350-700℃的玻璃粉形成图案。由于图案中无机填料含量的减少，因而喷镀性能可能会恶化。所以，图案中无机填料的含量通常至少占体积的大约10％，优选地至少占体积大约20％的。
当图案包含银、金、铂系金属，或者其合金或氧化物时，图案可以直接被无电喷镀。在这种情况下，用从如铜、铁、银、金、铂系金属这样的金属，及这些金属的合金与氧化物组成的组中选出的无机填料，以及软化点大约为400-700℃的玻璃粉形成图案。
当使用铂系金属粉末时，如果图案中铂的含量至少占体积的1％(尽管这取决于一个特定的表面区域)可以直接对图案进行无电喷镀。图案中铂的含量通常占体积的大约1-10％，优选地大约占体积的2-3％。当用如acetylacetonatoplatinum这样的有机金属络合物或如乙酸化钯这样的有机酸盐作为铂金属的原料时，经过烘焙而形成的铂金属有效地分散在图案中，因而可以对图案进行均匀的无电喷镀。考虑到喷镀性能及成本，加入到无机填料中的有机金属络合物或有机酸盐的含量通常大约占重量的0.01-10％，优选地大约占重量的0.1-5％，更加优选地大约占重量的1-3％。
在任何情况下，如上所述，考虑到图案的强度、图案对玻璃衬底的已加强的粘附力、以及费用，图案最好包含一定量的至少一种从镍、钴、锡、铬、锰及它们的合金或氧化物组成的组中选出的金属或氧化物，从而不会降低导电性能。
优选地，考虑到对图案的黑色着色、印刷性能、和成本，可以用镍粉末和/或铜粉末作为无机填料。当把少量的铂金属的有机络合物和/或铂金属的有机酸盐加入镍粉末和/或铜粉末时，用这种混合物形成图案，该图案被着以黑色并能被直接进行无电喷镀。所以，可以容易地形成导电金属层。
本发明的图案足以经受在强碱性或酸性条件下进行的喷镀，而不被从玻璃衬底上除去。
为了把图案的最外层制成黑色，用黑色镍喷镀、铬酸盐喷镀、应用锡、镍和铜的黑色三元合金喷镀、或应用锡、镍和钼的黑色三元合金喷镀对图案进行处理。另外，可以通过传统的方法使金属的表面由于氧化作用或硫化作用而显现出黑色。
图1表示的是可以如上所述的那样形成的几何图案的一个实施方案。图1示意性地表示了图案的横截面。在该实施方案中，通过印刷和烘焙在玻璃衬底1的表面上形成几何图案2。几何图案2包含金属及玻璃成分，以及可选择地包含碳黑。在图案2上形成金属层3，接着在金属层3上形成黑色层4。
在本发明的电磁屏蔽板上可以层压一个功能薄膜。该功能薄膜的例子包括防止在薄膜表面上光反射的抗反射薄膜、用着色剂或添加剂着色的彩色薄膜、吸收或反射近IR射线的近IR射线屏蔽薄膜、防止如指印这样的污物粘附的抗穿透薄膜等。
本发明的电磁屏蔽板优选地用作如等离子显示器面板的正面过滤器。
实施例将通过下面的实施例对本发明进行详细描述，这些实施例在任何方面都不会限制本发明的范围。对实施例中生产的电磁屏蔽板进行的评估如下(1)线宽度通过用显微镜对几何图案进行观察来测量每条线的宽度。
(2)表面电阻率通过表面电阻率测量仪(由Mitsubishi Chemical Corporation生产的“LORESTA”)以四针(four-probe)方法测量表面电阻率。
(3)电磁屏蔽性能从电磁屏蔽板上切下一个方块形样品(200mm×200mm)，其周边用一个铜带接地以得到一个样本。针对这个样本，用电磁屏蔽效果检测器(由ADVANTEST CORPORATION生产的“TR 17301”)和网络分析器(由Hewlett-Packard生产的“8753A”)测量1MHz到1GHz频率范围内的电磁波的强度，然后根据下述等式计算电磁屏蔽的数值并作为电磁屏蔽性能的标准电磁屏蔽值(dB)＝20×log10(X0/X)其中，X0是在没有电磁屏蔽板的情况下测量的电磁波的强度，而X是在应用了电磁屏蔽板的情况下测量的电磁波的强度。
(4)剥离试验一个粘附带粘附在样本的表面上，并在把带和样本之间的角度保持在90度(90度剥离试验)的情况下从带的一端剥离粘附带。然后，检查图案的清除情况。
下面是实施例中用于印刷图案的糊剂糊剂A作为金属粉末，平均颗粒大小为3μm的碎片状银粉(由Fukuda MetalFoil和Powder Co.，Ltd.生产的“Silcoat”)(600重量份)和平均颗粒大小为0.5μm的圆球形镍粉(360重量份)混合在一起。用行星式混合器(planetarymixer)把该金属粉末的混合物作为粘合剂树脂的聚脂树脂(由SumitomoRubber Industries，Ltd.制造)(100重量份)、软化点为550℃的玻璃粉(由OkunoChemical Co.，Ltd.制造的“GF 3550”)(150重量份)以及作为溶剂的正丁卡必醇醋酸酯(n-butylcarbito acetate)(50重量份)一起预先混合，然后用三滚磨(three-roll mill)进行揉合以使金属粉末均匀地分散到粘合剂树脂中。这种糊剂称作“糊剂A”。
糊剂B预制糊剂B时，除了用乙基纤维素树脂(由Dow Chemical生产的“ETHOCEL”)(100重量份)代替聚脂树脂作为粘合剂树脂之外，其它与预制糊剂A时所用的方法是一样的。该糊剂称作“糊剂B”。
糊剂C预制糊剂C时，除了用软化点为460℃的玻璃粉(由FERRO ENAMELS(JAPAN)LIMITED生产)(40重量份)代替玻璃粉“GF 3550”(150重量份)之外，其它与预制糊剂A时所用的方法是一样的。该糊剂称作“糊剂C”。
糊剂D作为金属粉末，平均颗粒大小为3μm的碎片状银粉(由Fukuda MetalFoil和Powder Co.，Ltd.生产的“Silcoat”)(100重量份)和平均颗粒大小为0.5μm的圆球形镍粉(780重量份)混合在一起。用行星式混合器(planetarymixer)把该金属粉末的混合物，作为粘合剂树脂的聚脂树脂(由SumitomoRubber Industries，Ltd.制造)(100重量份)、与预制糊剂C时所用的一样的软化点为460℃的玻璃粉(300重量份)以及作为溶剂的正丁基卡必醇醋酸酯(n-butylcarbito acetate)(50重量份)一起预先混合，然后用三滚磨(three-roll mill)进行揉合以使金属粉末均匀地分散到粘合剂树脂中。这种糊剂称作“糊剂D”。
糊剂E预制糊剂E时，除了用软化点为250℃的玻璃粉(由ASAHI TECHNO-GLASS CO.，Ltd.生产)代替玻璃粉“GF 3550”之外，其它与预制糊剂A时所用的方法是一样的。该糊剂称作“糊剂E”。
糊剂F
预制糊剂E时，除了用软化点为350℃的玻璃粉(由FERRO ENAMELS(JAPAN)LIMITED生产)代替玻璃粉“GF 3550”之外，其它与预制糊剂A时所用的方法是一样的。该糊剂称作“糊剂E”。
糊剂G一种平均颗粒大小为2.2μm的碎片状铜粉(300重量份)和作为喷镀主要成分的乙酰丙酮酸铂(II)(1重量份)混合在一起。该混合物与作为粘合剂树脂的聚脂树脂(由Sumitomo Rubber Industries，Ltd.生产)(100重量份)、软化点为530℃的玻璃粉(由Okuno Chemical Co.，Ltd.生产)(100重量份)以及作为溶剂的正丁基卡必醇醋酸酯(n-butylcarbito acetate)(50重量份)，由一个滚分散器进行混合以使金属粉末均匀地分散到粘合剂树脂中。这种糊剂称作“糊剂G”。该糊剂中每种固体成分的重量百分比及由重量百分比算出的体积百分比如下
实施例1通过胶板印刷方法，在大小为300mm×400mm且厚度为3mm的碱石灰玻璃衬底上，用糊剂A形成线距离为250μm且线宽度为27μm的格状图案。
在700℃的空气中对载有印刷图案的玻璃衬底进行5分钟的烘焙，然后通过鼓吹空气对图案进行淬火。通过这种处理，图案紧紧地与衬底粘附在一起，且玻璃衬底被回火。
通过在700℃对树脂加热5分钟单独对糊剂A中所含的聚脂树脂进行热重量分析。这些加热条件与上述烘焙条件相当。聚脂树脂几乎完全耗尽。
通过把载有烘焙图案的已回火的玻璃衬底浸入含有50g/L脱脂剂(由Okuno Chemical Co.，Ltd.生产的“ACE CLEAN A-220”)的溶液中，在50℃下保持10分钟，然后在100ml/L在硫酸水溶液中浸泡大约30秒，为该玻璃衬底脱脂。之后，在室温下把该玻璃衬底在20ml/L无电喷镀催化剂(由Okuno Chemical Co.，Ltd.生产的“TMP Activator”)溶液中浸泡5分钟，接着在室温下在150ml/L催化还原剂(catalyst-reducing agent)(由OkunoChemical Co.，Ltd.生产的“OPC 150 Cryster”)溶液中浸泡5分钟。然后，在室温下把玻璃衬底在浓度为100ml/L的无电喷镀液体(由Okuno ChemicalCo.，Ltd.生产的“OPC 750”)中浸溶10分钟以在图案表面上形成铜层。
然后，在室温下把载有由铜层覆盖图案的玻璃衬底浸泡在含有硫酸铜五水合物(copper sulfate pentahydrate)(70g)、硫酸(200g)和离子交换水(达到一升)的镀铜液体(一升)，并以0.9V电镀5分钟。之后，用不锈钢板作阴极，喷镀图案作阳极，以0.4V在200g/L氢氧化钠水溶液中对喷镀图案进行2分钟的阳极处理，这样把电镀图案的表面制成黑色。从而得到该实施例的电磁屏蔽板。
对该电磁屏蔽板的评估结果如表1中所示。
该实施例中形成的格状图案具有如图1中所示的三层结构。
实施例2通过胶板印刷方法在玻璃衬底上形成图案，然后，除了用糊剂B代替糊剂A之外，用与实施例1中相同的方法烘焙图案并使玻璃衬底回火。通过在700℃的温度下加热树脂5分钟单独对糊剂B中所含的乙基纤维素树脂进行热重量分析。乙基纤维素树脂几乎完全耗尽。
之后，用铜对载有成形图案的衬底进行无电喷镀处理，用与实施例1中相同的方法进行铜无电喷镀及阳极处理以使图案的表面呈现黑色。
对该电磁屏蔽板的评估结果如表1中所示。
实施例3除了用糊剂C代替糊剂A之外，以与实施例1中相同的方法用胶板印刷方法在玻璃衬底上形成图案。然后，在450℃对图案进行1小时的烘焙。通过在450℃对树脂加热5分钟单独对糊剂C中所含的聚脂树脂进行热重量分析。烘焙后的聚脂树脂残余量是烘焙前树脂重量的5％。
之后，用铜对载有成形图案的衬底进行无电喷镀处理，用与实施例1中相同的方法进行铜无电喷镀及阳极处理以使图案的表面呈现黑色。
对该电磁屏蔽板的评估结果如表1中所示。
对电磁屏蔽板的电磁屏蔽特性进行了评估。结果是在50MHz时是53dB，100MHz时是53dB，300MHz时是60dB。
实施例4除了用糊剂D代替糊剂A之外，以与实施例1中相同的方法用胶板印刷方法在玻璃衬底上形成图案。然后，在480℃对图案进行1小时的烘焙。在糊剂D中所含的聚脂树脂与糊剂C中所含的聚脂树脂一样。因而，烘焙后的聚脂树脂残余量是烘焙前树脂重量的5％。
之后，用铜对载有成形图案的衬底进行无电喷镀处理，用与实施例1中相同的方法进行铜无电喷镀及阳极处理以使图案的表面呈现黑色。
对该电磁屏蔽板的评估结果如表1中所示。
表1
实施例5除了用糊剂E代替糊剂A之外，以与实施例1中相同的方法用胶板印刷方法在玻璃衬底上形成图案。然后，在400℃对图案进行1小时的烘焙。通过在400℃对树脂加热1小时单独对糊剂E中所含的聚脂树脂进行热重量分析。烘焙后的聚脂树脂残余量是烘焙前树脂重量的16％。
之后，用与实施例1中相同的方法对载有成形图案的衬底进行无电喷镀及电镀处理。然而，由于没有充分烘焙，在电镀过程中图案从衬底上脱落。
实施例6除了用糊剂F代替糊剂A之外，以与实施例1中相同的方法用胶板印刷方法在玻璃衬底上形成图案。然后，在400℃对图案进行5小时的烘焙。通过在400℃对树脂加热5小时单独对糊剂F中所含的聚脂树脂进行热重量分析。烘焙后的聚脂树脂残余量是烘焙前树脂重量的8％。
之后，用与实施例1中相同的方法对载有成形图案的衬底进行无电喷镀及电镀处理。然而，由于在无电喷镀的情形下玻璃粉的软化点太低，在无电喷镀过程中图案从衬底上脱落。
实施例7通过胶板印刷方法，在大小为300mm×400mm且厚度为3mm的钠钙(soda-lime-silica)玻璃衬底上，用糊剂G形成线距离为250μm且线宽度为27μm的格状图案。
在700℃的温度下在玻璃回火炉中对载有印刷图案的玻璃衬底进行100秒的烘焙，然后通过鼓吹热空气对图案进行淬火从而使玻璃回火。
通过把载有图案的玻璃衬底浸入含有50g/L脱脂剂(由Okuno ChemicalCo.，Ltd.生产的“ACE CLEAN A-220”)的溶液中，在50℃下保持10分钟，然后在100cc/L硫酸水溶液中浸泡大约30秒，为该玻璃衬底脱脂。之后，在30℃的温度下把玻璃板在无电喷镀液体(由Okuno Chemical Co.，Ltd.生产的“OPC 750”)中浸溶10分钟以在图案表面上形成铜层。图案的镀层性能良好。
然后，用不锈钢作阴极，在8N氢氧化钠水溶液中以大约1V的电压对喷镀过的图案表面进行2分钟的阳极处理。对阳极处理后的图案进行剥离试验。没有发现图案的剥皮，因而图案对玻璃衬底的粘附力良好。
在本发明的电磁屏蔽板中，几何图案直接形成于玻璃衬底的表面上，且图案对玻璃衬底的粘附力良好。另外，可以用湿喷镀容易地形成附加金属层，湿喷镀不会使图案脱落，而且屏蔽板具有高强度。当本发明的电磁屏蔽板用作显示器的正面过滤器时，显示器屏幕的电磁屏蔽性能及清晰度良好。即使屏蔽板的尺寸较大，也能容易地制造本发明的电磁屏蔽板。
权利要求
1.一种电磁屏蔽板，包括玻璃衬底和形成于该衬底上的几何图案，其中，所述几何图案包括(a)一种从由金属和金属氧化物组成的组中选出的无机填料，以及(b)一种软化点大约为200-700℃的玻璃成分。
2.如权利要求1所述的电磁屏蔽板，其中所述金属至少是一种从金、银、铜、铁、镍、铝、铂系金属以及这些金属的合金组成的组中选出的一种导电金属。
3.如权利要求1所述的电磁屏蔽板，其中所述金属氧化物至少是一种从氧化锡、铟锡氧化物和锑锡氧化物组成的组中选出的一种导电氧化物。
4.如权利要求1所述的电磁屏蔽板，其中所述几何图案还包含碳黑。
5.如权利要求4所述的电磁屏蔽板，其中所述碳黑是一种金属氧化物，该金属至少是从钌、锰、镍、铬、铁、钴和铜组成的组中选出的一种金属。
6.如权利要求1所述的电磁屏蔽板，其中所述几何图案的线距离大约为50-250网格，而线宽度大约为10-80μm。
7.如权利要求1所述的电磁屏蔽板，其中所述玻璃衬底是回火玻璃衬底。
8.如权利要求1所述的电磁屏蔽板，其中所述无机填料至少是一种从金、银、铜、铁、铂系金属以及这些金属的合金和氧化物组成的组中选出的一种原料，且所述几何图案的表面上有一层导电金属层。
9.如权利要求1所述的电磁屏蔽板，其中所述填料还包含至少一种从镍、钴、锡、铬、锰以及这些金属的合金和氧化物组成的组中选出的一种原料。
10.如权利要求8所述的电磁屏蔽板，其中所述金属层的最上面被制成黑色。
11.一种显示器的正面过滤器，它包括权利要求1-10中任何一个所述的电磁屏蔽板。
12.一种制造本发明之电磁屏蔽板的方法，包括如下步骤通过用糊剂印刷图案来形成几何图案，该糊剂包含从金属粉末、金属合金粉末、金属氧化物粉末和有机金属络合物及铂金属的有机酸盐组成的组中选出的无机填料，玻璃粉，粘合剂树脂和有机溶剂；和烘焙所述几何图案直到图案中有机原料的重量减少至烘焙前有机原料重量的10％或更少。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述的无机填料至少是一种从金、银、铂系金属及这些金属的合金、有机金属络合物及铂系金属的有机酸盐、不锈钢、氧化锡、铟锡氧化物和锑锡氧化物组成的组中选出的原料，且所述几何图案是在氧化气氛中被烘焙的。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述的无机填料至少是一种从金、银、铜、铁、镍、铝、铂系金属及这些金属的合金、有机金属络合物及铂系金属的有机酸盐、不锈钢、氧化锡、铟锡氧化物和锑锡氧化物组成的组中选出的原料，且所述几何图案是在无氧气氛中被烘焙的。
15.如权利要求12所述的方法，其中用至少一种从胶印方法、丝网印刷方法、照相凹板印刷方法组成的组中选出的印刷方法来印刷所述糊剂。
16.如权利要求12所述的方法，其中烘焙温度大约350-750℃。
17.如权利要求12所述的方法，其中在接近所述玻璃衬底软化点的温度下烘焙所述玻璃衬底，并在烘焙之后进行淬火。
18.如权利要求12所述的方法，其中所述玻璃粉的软化点大约为350-700℃，并通过电镀在所述烘焙过的几何图案表面上形成一个导电金属层。
19.如权利要求12所述的方法，其中所述玻璃粉的软化点大约为450-700℃，并通过无电喷镀在所述烘焙过的几何图案表面上形成第一金属层，接着用电镀在所述第一导电层上形成第二导电层。
20.如权利要求12所述的方法，其中所述无机填料包括至少一种从铜粉和镍粉组成的组中选出的粉末，以及至少一种从铂系金属的有机金属络合物及有机酸盐组成的组中选出的原料，所述玻璃粉的软化点大约为450-700℃，并用无电喷镀在所述烘焙过的几何图案的表面上形成一个导电金属层。
21.如权利要求12、13、14和20中任何一个所述的方法，其中所述铂系金属的有机络合物至少是一种从乙酰丙酮铂、反—双(苯基氰)二氯化铂、乙酰丙酮钯、双(亚苯基丙醇)铂、双(苯基氰)二氯化铂、双[1，2-双(二苯基磷)乙烷]铂、六氟代乙酰基丙酮酸钯组成的组中选出的混合物。
全文摘要
一种电磁屏蔽板,具有玻璃衬底和形成于该衬底上的几何图案,其中,所述几何图案包括(a)一种从金属和金属氧化物组成的组中选出的无机填料,以及(b)一种软化点大约为200－700℃的玻璃成分。
文档编号C03C17/00GK1384703SQ0211869
公开日2002年12月11日 申请日期2002年3月8日 优先权日2001年3月8日
发明者上田佳代子, 山根尚德, 近藤康彦, 杉谷信 申请人:住友化学工业株式会社, 住友橡胶工业株式会社