专利名称：电磁波屏蔽薄膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及电磁辐射的屏蔽技术，特别涉及一种适用于抑制显示设备的电磁波泄漏的高透明度电磁波屏蔽薄膜及其制造方法。
背景技术：
目前已知各种电子类产品(例如阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器和等离子电视机等)在使用过程中会透过外壳或显示屏幕发射出对人体有害的各种波长的电磁辐射，这种辐射将对人体产生伤害，特别是如果长时间靠近辐射源，可能会导致各种生理疾病，例如细胞病变程度加大、诸如癌症之类的恶性疾病、甲状腺肿大、白血病、眼睛干涩和颈椎疾病等。
为了防止显示器的电磁辐射泄漏，目前做法都在屏幕表面覆盖或形成一层可屏蔽电磁幅射的高透明薄膜。例如其中一种方式是利用固化胶(其厚度例如为10微米左右)将厚度超过6微米的压延铜膜或电解铜膜粘贴在透光率较高(例如90％以上)的光学级透明聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上，之后再做铜膜网状金属蚀刻，以在PET薄膜表面形成金属格状层。这种方式虽然可行，但是由于工业化生产的压延铜膜及电解铜膜非常昂贵，其厚度一般要达到8微米-12微米或更厚，远远超出电磁波屏蔽所需的金属层厚度，浪费了资源并增加了成本。此外，将金属膜与PET薄膜间粘合在一起所用的固化胶在生产过程及以后使用中都会因热量升高而释放出污染环境的有机挥发物，从而对人体健康产生有害的影响。
另一种电磁波屏蔽薄膜采用一种由聚合物材料编织成的网纱，该网纱上采用”化学镀”的方法镀上金属化的外层，并用固化胶将其贴在光学透明级的PET薄膜上以构成电磁波屏蔽膜。但是“化学镀”被公认为会对环境造成重大危害，而且需要消耗大量的水力资源和电力。另外，这种方法生产的网纱需使用含有有机挥发物的固化胶粘贴着在高透光率的光学PET膜上，也会因为显示屏使用时组件及机体发热而造成粘贴使用的固化胶释放出的有害环境及人体的有机挥发物。最后，聚合物编织的网纱受材料线径的限制并且编织的纱线形状呈柱状体，因此就算金属化后仍制约并影响了电磁辐射屏蔽效果及视觉效果。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电磁波屏蔽薄膜，其可减少屏蔽金属的用量和固化胶水之类有机挥发物对环境造成的污染。
本发明的上述目的通过下列技术方案实现一种电磁波屏蔽薄膜，包含薄膜基材；以及位于所述薄膜基材至少一个表面的金属网层。
优选地，在上述电磁波屏蔽薄膜中，所述薄膜基材为透光率大于或等于87％的塑料薄膜，厚度为1～500微米。
优选地，在上述电磁波屏蔽薄膜中，所述金属网层由单一金属或合金制成，厚度为2.5～4微米，并且表面覆盖有抗氧化层。
优选地，在上述电磁波屏蔽薄膜中，进一步包含涂覆在所述薄膜基材另一个表面和覆盖在该背胶膜层表面的离型纸。
本发明的另一个目的是提供一种制造电磁波屏蔽薄膜的方法，其可减少屏蔽金属的用量和屏蔽金属与薄膜基材之间使用的固化胶水所含有机挥发物对环境造成的污染。
本发明的上述目的通过下列技术方案实现一种制造电磁波屏蔽薄膜的方法，包含以下步骤利用物理气相沉积法在薄膜基材表面形成导电层；利用电镀工艺在所述导电层上形成金属层；以及以光刻工艺在所述薄膜基材上形成金属网状图案。
本发明的上述目的还通过下列技术方案实现一种制造电磁波屏蔽薄膜的方法，包含以下步骤利用电镀工艺在表面沉积有导电层的薄膜基材上形成金属层；以及以光刻工艺在所述薄膜基材上形成金属网状图案。
优选地，在上述方法中，所述导电层和金属层由铜构成，所述形成金属网状图案的步骤包括在所述金属层表面形成光刻胶层；将印制有网格状图案的胶片覆盖在所述光刻胶层表面；使所述光刻胶层曝光显影以形成与所述网状图案对应的图案；以及对所述薄膜基材上未覆盖所述光刻胶的金属层和导电层区域进行刻蚀以形成所述金属网状图案。
优选地，在上述方法中，所述薄膜基材为透光率大于或等于87％的塑料薄膜，厚度为1～500微米，所述导电层和金属层由单一金属或合金构成，总厚度为2.5～4微米。
优选地，在上述方法中，在形成所述金属层的步骤与形成金属网状图案的步骤之间包含下列步骤使电镀有所述金属层的薄膜基材与抗氧化剂接触，以在所述金属层表面形成抗氧化层；在所述薄膜基材未沉积所述导电层的表面或所述金属层上涂覆背胶膜层；以及在所述背胶膜层表面覆盖离型纸。
本发明还有一个目的是提供一种显示设备，包含显示屏；以及上述电磁波屏蔽薄膜，覆盖在所述显示屏表面。
与前述现有的电磁波屏蔽薄膜及其制造方法相比，本发明除了具有减少电磁波屏蔽的金属耗用量和避免在金属层与PET膜间使用固化胶的优点以外，还可以减少工艺步骤，从而有效降低工业生产成本及提高生产效率。此外，与现有技术相比，本发明的金属层厚度减少到原先的1/2至1/3，减少了蚀刻成网状图案结构所需的时间，因此有利于抑制金属蚀刻因酸洗时间过长而产生的梯形现象。
附图简述以下借助较佳实施例和附图对本发明作更为充分的阐述，其中
图1为按照本发明一个较佳实施例的电磁波屏蔽薄膜的剖面视图；图2示出了图1所示电磁波屏蔽薄膜中的金属层的图案；
图3a和3b为图1所示电磁波屏蔽薄膜的电磁波屏蔽性能测试结果。
具体实施例方式
以下借助图1描述按照本发明一个较佳实施例的电磁波屏蔽薄膜，假设本实施例被用于屏蔽显示屏的电磁辐射。
参见图1，电磁波屏蔽薄膜1为一个复合层结构，主要包含薄膜基材11、位于薄膜基材11其中一个表面的金属网层12、覆盖在金属网层12表面的抗氧化层13、涂覆在薄膜基材11另一个表面的背胶膜层14以及覆盖在该背胶膜层14表面的离型纸15。
薄膜基材11作为电磁波屏蔽薄膜的衬底，起着支承金属层和背胶膜层的作用，此外，当用于显示设备的显示屏时，薄膜基材11应当具有足够的光学透光率，为此可采用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜或其它能够达到同样性能的塑料薄膜。比较好的是，塑料薄膜的透光率大于或等于87％，厚度在1～500微米之间。
金属网层12形成于薄膜基材11的表面，其形成方式将在下面作详细的描述。图2示出了图1所示电磁波屏蔽薄膜中的金属网层12的图案。如图2所示，金属网层12的中间为沿不同方向交织的金属线构成的网状区域12a，其中，金属线的线径小于或等于30微米，金属线之间的间距小于或等于420微米。网状区域由金属框12b(图中以粗框线表示)包围。金属网层12可由单一金属或合金制成，一般而言，当该层厚度为2.5～4微米时即可满足电磁波屏蔽要求。值得指出的是，在本发明中，单一金属或合金包括但不限于铜、铝、金、镍和孟得尔合金(铜镍合金)。金属种类的选择依赖于其与薄膜基材的结合强度、电磁波屏蔽效果等因素。
为了防止金属氧化，在本实施例中，例如可通过将铜抗氧化剂涂覆在金属网层12上，在金属网层12上形成一层抗氧化层13。
在本实施例中，利用涂胶设备在薄膜基材11未形成金属层的表面涂覆透明的一层背胶膜层14，而后再用离型纸15(例如含硅离型纸)覆盖住背胶膜层14。当使用时，揭开离型纸15并将电磁波屏蔽薄膜1涂覆有背胶膜层14的那一面贴在显示屏的表面(例如内表面)，使得显示屏与前述网状区域相对，金属框12a接地。
图3a和3b为按照本实施例的电磁波屏蔽薄膜的电磁波屏蔽性能测试结果，其中，测试方法由中国国家标准GB9254-98规定，图3a所示的结果对应于金属网层厚度为3.5微米并且金属线径为10微米的情形，图3b所示的结果对应于金属网层厚度为3.5微米并且金属线径为30微米的情形，图中的横坐标为频率，纵坐标为电磁辐射强度。如图所示，本实施例的电磁波屏蔽薄膜在两种线径下的电磁辐射强度都低于水平线之下，也即未超过国标GB9254-98规定的电磁辐射强度。
在上述实施例中，仅在PET薄膜的单面形成金属网层，为了加强电磁波屏蔽效果，也可在PET薄膜的两个表面形成金属网层。
以下描述上述电磁波屏蔽薄膜的制造方法。
首先在步骤1中，在PET薄膜基材表面形成导电层，形成方法可以采用物理气相沉积法(physical vapor deposition)技术，在真空环境下以磁控溅射连续镀方式在PET薄膜基材表面附着厚度小于1000的铜或者锡铟合金(ITO)。在本实施例中，为了方便后续的光刻工艺，这里采用金属铜层作为导电层。为了提高生产效率，在真空镀时可使两卷PET薄膜同时向前拉伸卷绕，双面同步对这两卷薄膜向外的一面做单层真空磁控溅射镀，因此在同一时间内同步生产出两卷皆具有单面导电层的PET卷装薄膜。如果要在薄膜的两个表面都形成金属网层，可将单卷薄膜的两面同时进行真空磁控溅射镀以形成导电层。当电磁波屏蔽薄膜用于显示屏时，应保证一定的透明度，为此可采用透光率大于或等于87％的透明PET卷状薄膜，厚度介于1微米～500微米。
接着在步骤2中，利用现有的连续式电解电镀工艺在步骤1得到的单面已有导电金属层的薄膜基材上再电镀加厚金属，使金属层的总厚度增加至所需的厚度，在本实施例中该厚度为2.5微米～4微米。
随后进入步骤3，使电镀后的薄膜浸入抗氧化剂溶液中以在金属层表面形成抗氧化层。
接着进入步骤4，利用涂胶设备连续在PET薄膜基材未电镀金属层的一面涂上透明的背胶膜层。在步骤5中，在背胶膜层上覆盖一层含硅离型纸。在步骤6中，用防水贴纸胶带封住PET薄膜基材覆盖离型纸的表面。
随后，在步骤7中，在PET薄膜基材的金属层表面涂覆厚度约为1毫米左右的光阻胶。在步骤8中，以真空吸附方式使印刷点数在12,000ppi以上的负片胶片平整地置放在曝光机玻璃片上，该胶片上印制有网状图案，例如如图2所示的交叉及边框图案。
接着进入步骤9，使用波长较短的深紫外线光源扫描光刻机的玻璃片以实现平面曝光显影，那些未被胶片遮挡的光阻胶内的化学抑制剂将被深紫外线改变成一种感光剂，这些感光剂被显影剂冲洗后就形成与曝光所使用负片菲林相同的粗细线条的隐形网状图案。
随后进入步骤10，将经过步骤9处理的卷装薄膜连续或切割成单片后放进蚀刻设备中以腐蚀掉那些直接暴露铜金属的区域，从而形成所需的金属网状图案或图1所示的金属网层。
也可以从市场上获得表面预先形成有导电层的薄膜基材，因此在本发明的另外一个实施例中，步骤1可以省略。这种预先形成导电层的基材例如包括由位于中国济南的山东天诺光电材料有限公司生产的编号为TN-PET1-125-35-DNC的厚度为125微米的透明PET卷状薄膜。
在上述实施例的步骤4中，为提高电磁波屏蔽薄膜的透明度，也可以用普通的丝网印刷方法在PET薄膜基材未电镀金属层的一面涂覆背胶膜层，该膜层具有与上述步骤10蚀刻形成的金属网状图案相同的图案，线径与蚀刻的金属线相当甚至更细，膜层厚度一般小于10微米。
此外，上述实施例中导电层和金属层皆由铜构成，但是导电层也可以采用锡铟合金(ITO)，该合金是透明的，因此在步骤9中可仅腐蚀掉金属层而保留作为导电层的锡铟合金层。
本发明不论使用在显示屏(例如屏幕玻璃或柔性薄膜)的前方或后方，皆无碍于电磁波屏蔽的效果。如果要求更高的屏蔽值标准，则可以将光学级高透光率(87％以上)的PET膜双面都形成金属网状图案。具体而言，可以利用上述步骤1～3在PET薄膜的两个表面都形成金属铜层，然后利用上述步骤7～10形成金属网状图案，最后利用上述步骤4和5在其中一个金属网状图案上形成背胶层和离型纸。
由上可见，在本发明中，薄膜基材表面由于形成导电层，因此可利用电镀工艺而避免使用任何胶黏性固化剂将金属层与薄膜衬底粘合在一起，有利于减少有机物的挥发。此外，不需使用胶黏性固化剂还提高了电磁波屏蔽薄膜的透明度，因此可以降低对PET薄膜光学透光率的要求。例如本发明不一定要使用透光率92％以上的PET薄膜膜而只需使用87-87％透光率的光学级PET薄膜即可满足透明度的要求。
以上借助具体实施例对本发明作了描述，但是应当理解的是，对于本领域内的普通技术人员而言，在阅读上述说明书描述的基础上，无需创造性的劳动即可在不偏离本发明精神和实质的前提下，就上述实例作出各种变化和修改，因此本发明的保护范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种电磁波屏蔽薄膜，其特征在于，包含薄膜基材；以及位于所述薄膜基材至少一个表面的金属网层。
2.如权利要求1所述的电磁波屏蔽薄膜，其中，所述薄膜基材为透光率大于或等于87％的塑料薄膜，厚度为1～500微米。
3.如权利要求1所述的电磁波屏蔽薄膜，其中，所述金属网层由单一金属或合金制成，厚度为2.5～4微米，并且表面覆盖有抗氧化层。
4.如权利要求1所述的电磁波屏蔽薄膜，其中，进一步包含涂覆在所述薄膜基材一个表面或所述金属层上的背胶膜层和覆盖在该背胶膜层表面的离型纸。
5.一种显示设备，其特征在于，包含显示屏；以及如权利要求1-4中任意一项所述的电磁波屏蔽薄膜，覆盖在所述显示屏表面。
6.一种制造电磁波屏蔽薄膜的方法，其特征在于，包含以下步骤利用物理气相沉积法在薄膜基材表面形成导电层；利用电镀工艺在所述导电层上形成金属层；以及以光刻工艺在所述薄膜基材上形成金属网状图案。
7.一种制造电磁波屏蔽薄膜的方法，其特征在于，包含以下步骤利用电镀工艺在表面沉积有导电层的薄膜基材上形成金属层；以及以光刻工艺在所述薄膜基材上形成金属网状图案。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，所述形成金属网状图案的步骤包括在所述金属层表面形成光刻胶层；将印制有网状图案的胶片覆盖在所述光刻胶层表面；使所述光刻胶层曝光显影以形成与所述网状图案对应的图案；以及对所述薄膜基材上未覆盖所述光刻胶的金属层区域进行刻蚀以形成所述金属网状图案。
9.如权利要求6或7所述的方法，其中，所述薄膜基材为透光率大于或等于87％的塑料薄膜，厚度为1～500微米，所述导电层和金属层由单一金属或合金构成，总厚度为2.5～4微米。
10.如权利要求6或7所述的方法，其中，在形成金属层与形成金属网状图案的步骤之间包含下列步骤使电镀有所述金属层的薄膜基材与抗氧化剂接触，以在所述金属层表面形成抗氧化层；在所述薄膜基材未沉积所述导电层的表面或所述导电层上涂覆背胶膜层；以及在所述背胶膜层表面覆盖离型纸。
全文摘要
本发明提供一种电磁波屏蔽薄膜，包含光学级透明度大于等于87％薄膜基材；以及位于所述薄膜基材至少一个表面的金属网层。本发明还提供一种制造电磁波屏蔽薄膜的方法，包含以下步骤利用物理气相沉积法在薄膜基材表面形成导电层；利用电镀工艺在所述导电层上形成金属层；以及以光刻工艺在所述薄膜基材上形成金属网状图案。与现有的电磁波屏蔽薄膜及其制造方法相比，本发明除了具有减少电磁波屏蔽的金属耗用量和避免在金属层与薄膜基材间使用固化胶的优点以外，还可以减少工艺步骤，从而有效降低工业生产成本及提高生产效率。
文档编号H05K3/18GK1870881SQ200610084149
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月25日 优先权日2006年5月25日
发明者薛攀霆 申请人:七二国际股份有限公司