(57)【要約】【課題】  透明性や放熱性に優れ高いフレキシブル性を有する透明放熱部材を提供する。【解決手段】  透明基材の少なくとも片面に連続した形状の金属パターン層を少なくとも１つ以上設けた透明放熱部材。連続した形状の金属パターン層が、メッシュ状又は複数の開口を有する金属パターン層で開口形状が、楕円であると好ましく、パターンめっき転写法により形成されることが好ましい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材の少なくとも片面に連続した形状の金属パターン層を少なくとも１つ以上設けた透明放熱部材。
【請求項２】
連続した形状の金属パターン層が、メッシュ状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の透明放熱部材。
【請求項３】
連続した形状の金属パターン層が、複数の開口を有する金属パターン層で開口形状が、楕円であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の透明放熱部材。
【請求項４】
連続した形状の金属パターン層が、パターンめっき転写法により形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明放熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明放熱部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ照明などの分野では、透明性とフレキシブル性を兼ね備え、なおかつ放熱性に優れる材料が熱望されている。ディスプレイ装置のプロジェクタでは、プロジェクタの一部にゴミやほこりがレンズに付着するのを防ぐため、レンズやレーザーなどの光学機器を保護するために、透明フィルターが使用されるが、その透明フィルターには割れにくいプラスチック材料が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５０９６０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年の拡張現実（ＡＲ、augmented reality）、プロジェクションマッピングなどの普及に伴い、プロジェクタの光量が非常に大きくなってきており、透明フィルターに用いるプラスチック材料の温度が上昇し、ゆがむなどの問題が生じていた。そのため、透明性や放熱性が高いフレキシブルな材料が熱望されていた。
本発明は、透明性や放熱性に優れ高いフレキシブル性を有する透明放熱部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、［１］  透明基材の少なくとも片面に連続した形状の金属パターン層を少なくとも１つ以上設けた透明放熱部材に関する。
また、本発明は、［２］  連続した形状の金属パターン層が、メッシュ状に配置されていることを特徴とする上記［１］に記載の透明放熱部材に関する。
また、本発明は、［３］  連続した形状の金属パターン層が、複数の開口を有する金属パターン層で開口形状が、楕円であることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の透明放熱部材に関する。
また、本発明は、［４］  連続した形状の金属パターン層が、パターンめっき転写法により形成されることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の透明放熱部材に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の透明放熱部材は、透明、高いフレキシブル性を有しながら、放熱性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の透明放熱部材の１つの連続した形状の金属パターン層を説明する上面概略図であり、（ａ）はメッシュ状に配置される形態、（ｂ）は蜂の巣（ハニカム）状に配置される形態、（ｃ）は異なる径の穴あき状（楕円状）に配置される形態を示した図。
【図２】本実施形態の透明放熱部材の周辺部を示した上面概略図で、（ａ）は、連続した形状の金属パターン層から周辺部の全体形状を示し、（ｂ）はその一部を示した図。
【図３】本実施形態の透明放熱部材の複数の連続した形状の金属パターン層を説明する上面概略図であり、（ａ）は連続した形状の金属パターン層が４個配置される形態、（ｂ）は連続した形状の金属パターン層が８個配置される形態、（ｃ）は連続した形状の金属パターン層が複数個配置される形態を示した図。
【図４】本実施形態の透明放熱部材の断面模式図であり、金属パターン層を示した図。
【図５】本実施形態の透明放熱部材の断面模式図を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態の透明放熱部材に用いる金属パターン層の金属としては、銅、銀、金、ニッケル、アルミ、すず、インジウム及びそれらの合金等が挙げられる。
熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であると熱伝導率に優れる、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上であると、縦、横両方向に効率的に熱を放散できる点でさらに好ましい。金属パターン層の厚さは３〜３０μｍであることが好ましく、透明放熱部材の薄型化が図れる点で厚さは３〜１５μｍであることがより好ましく、３〜１０μｍであることが更に好ましい。このような金属パターン層は、金属箔をパンチングする方法、電気鋳造法、パターンめっき転写法、金属箔の不要な部分をエッチングにて除去する方法等で作製できる。
【０００９】
このうち、パターンめっき転写法は、めっきを形成する金属板（版）に金属パターンが金属板から露出するように絶縁レジストを設けた版を用意し、その後、電解めっきで下地の金属パターンが露出する箇所に金属を形成し、更に、その金属パターンを、例えば、粘着層付透明基材の粘着層に重ね、これを剥がすことで粘着層付透明基材に金属パターン層を転写し、金属板（版）から剥離して所定形状の金属パターンを形成するものである。パターンめっき転写法は版を繰り返し使用でき、また、微細なパターンを安価に形成できる点で好ましい。
【００１０】
金属めっきは、銅、銀、金、ニッケル、アルミ、すず等の金属及び各種合金などが挙げられるが、安価で熱伝導率に優れる点で銅が好ましい。
【００１１】
金属パターン層を構成する金属層表面の金属は、概ね平坦であると透明放熱部材の平坦化が図れ、画像をゆがみなく表示できる点で好ましい。ここで概ね平坦とは使用する寸法の透明放熱部材において、金属層の１０箇所の厚さを測定し、その平均厚さＸ、薄い部分の厚さＹ、最も厚い部分の厚さＺとすると、（Ｚ−Ｙ）／Ｘが０．３以下であることである。金属繊維を編んだもの、織ったもの等の２次元金属繊維構造体は凹凸が大きい点で好ましくない。また、金属パターン層は、金属パターン層以外の部分（光線透過部分）を全面積の５０〜９７％有する構造である必要がある。より好ましくは８０〜９５％である。
金属パターン層以外の部分が少ないと透明性が低下するため、透明部材としては用いることはできない。なお透明部材の透明は、光線に対して透過する意味で、無色透明が好ましいが、有色透明であってもよい。
金属パターン層以外の部分が９７％を超すと透明性は改善するが、放熱性が低下するため、温度上昇が起こり、変形しやすくなる。金属パターン層以外の部分は、透明放熱部材にわたり均一な密度で多数あることが好ましい。連続した形状の金属パターン層の形状は円形、四角形、多角形、ギザギザ形状等いずれの形状でもよく、金属パターン層以外の部分を有する金属パターン層の形状は図１のように（ａ）格子状、（ｂ）蜂の巣（ハニカム）状、（ｃ）異なる径の穴あき状（楕円状）など多様な構造をとることができる。
前記のように金属パターン層（金属部）は、エッチング、めっき、パターンめっき転写法、パンチングなどのいずれの手法で作製しても良いが、効率よく連続的に製造できる点でパターンめっき転写法が好ましい。
また、金属パターンは熱を端部から逃がせるように連続していることが必要である。ここで連続であるとは、パターンの任意の点から別の任意の点まで、パターンを通って到達できることをいうが、ただし、製造時にわずかに不連続なパターンが生じることはあるため、パターンの面積の９５％以上の部分が連続であることと定義した。特にパターンの任意の点から放熱部材の端部のパターンにパターンを通って到達できることが好ましい。
【００１２】
また、透明放熱部材の端部から筐体、放熱板、ヒートパイプなどに熱を逃がすことが必要であるが、界面の熱抵抗が大きいと十分に放熱することができない。そこで、図２に示すように透明放熱部材の周辺部（端部）の金属部の面積を大きくする、パターンを太くすることなどが好ましい。特に、光が当たらない周辺部（端部）の金属部の面積を大きくする、パターンを太くすることにより透過率を落とすことなく、放熱性を高くすることができる。
周辺部（端部）全部について上記の対応をしてもよいが、周辺部（端部）の一部分、例えば矩形の場合は１〜３辺のみでも良い。
【００１３】
金属パターン層のパターンの幅は、１μｍから１ｍｍ以下であることが好ましい。１μｍ未満では放熱性が低く、また、１ｍｍ超では透過率が低くなる点で好ましくない。より好ましくは３〜２００μｍである。
なお、配線の太さは、均一である必要はなく、むしろ広範囲に熱を移動したい部分には太い線を、局所的に熱を移動したい部分には、細い線を配して、透明性を維持しながら局所的な高温部（ホットスポット）が発生しないように、効率的に熱を逃がすことが好ましい。例えば、樹木状のパターン（太い幹と細い枝が組み合わさったパターン）により広範囲に熱を逃がす部分と微細なメッシュを組み合わせた図３に示すパターンが挙げられる。
透明放熱部材は、金属パターン層単体ではなく、透明基材の少なくとも片面に設け、透明基材と金属パターン層が接着された状態で使用される。
このような透明基材としては、ガラス、プラスチック等からなる板、プラスチックフィルムなどがある。ガラスとしては、ソーダガラス、無アルカリガラス、強化ガラス等のガラスを使用することができる。プラスチックとしては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００１４】
本発明における透明基材は、プラスチックフィルムが好ましい。このプラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＥＶＡなどのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂等のプラスチックからなるフィルムで全可視光透過率が７０％以上のものが好ましい。これらは単層で使うこともできるが、２層以上を組合せた多層フィルムとして使用してもよい。前記プラスチックフィルムのうち透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、価格の点からポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリカーボネートフィルムがより好ましい。
上記プラスチックフィルムの厚さは特に制限はないが、１ｍｍ以下のものが好ましく、厚すぎると可視光透過率が低下しやすくなる傾向がある。また、薄くなりすぎると取扱い性が悪くなることを勘案すると、上記プラスチックフィルムの厚さは５〜５００μｍが好ましく、５０〜２００μｍとすることがより好ましい。
【００１５】
上記の基材に金属パターン層を設ける面は、粘着性を有していることが好ましい。そのためには、基材自体が必要な粘着性を有していてもよいが、粘着層を積層しておくことが好ましい。
上記の粘着層は、金属パターン層を転写する時に、粘着性を有しているもの、又は加熱若しくは加圧下に粘着性を示すものが好ましい。粘着性を有しているものとしては、粘着層の主成分のガラス転移温度が２０℃以下の樹脂が好ましく、ガラス転移温度が０℃以下である樹脂を用いることがより好ましい。粘着層に用いる材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂等を使用することができる。加熱時に粘着性を示す場合、そのときの温度が高すぎると、透明基材にうねりやたるみ、カール等の変形が起こることがあるので、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂のガラス転移点は８０℃以下であることが好ましい。上記熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂の重量平均分子量は、５００以上のものを使用することが好ましい。分子量が５００未満では樹脂の凝集力が低すぎるために金属との密着性が低下するおそれがある。
【００１６】
粘着性を有しているもの又は粘着性を示すもの（以下、これらを、「粘着剤」という）には、必要に応じて、架橋剤、硬化剤、希釈剤、可塑剤、酸化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤や粘着付与剤などの添加剤を配合してもよい。
【００１７】
粘着層の厚さは、薄すぎると十分な強度を得られないため、めっきで形成された金属パターン層を転写する際に、金属パターン層が粘着層に密着せず、転写不良が発生することがある。したがって、粘着層の厚みは、１μｍ以上であることが好ましく、量産時の転写信頼性を確保するためには３μｍ以上であることがより好ましい。また、粘着層の厚さが厚いと、粘着層の製造コストが高くなるとともに、ラミネートした際に、粘着層の変形量が多くなるため、粘着層の厚みは３０μｍ以下が好ましく、１５μｍ以下がより好ましい。別の基材フィルムに粘着剤を塗布して形成した粘着層を有する粘着剤付フィルムを、金属パターン層が形成されている面に貼り合わせる際には、粘着剤の特性に応じて、必要ならば加熱される。
なお、透明基材としてのフィルム、粘着剤などに光拡散性を改善するため、高屈折率のナノサイズの粒子を加えても良い。このようなものとして、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウムなどがある。
【実施例】
【００１８】
以下に実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
（実施例）
図１（ａ）に示したような金属パターン層として、パターン幅５μｍ、厚さ５μｍ、パターン間の距離７０μｍの格子状（メッシュ状）の銅パターンを形成した。その際のパターン厚さのばらつきは±１μｍであった。なお、パターンはパターンめっき法により形成した（ＳＵＳ板の格子状となる開口部分にダイヤモンドライクカーボンの絶縁レジストを設け、下地の金属板の格子が露出するようにした版を用意し、その後、銅電解めっきで下地の金属板が露出する箇所に金属厚さ３５μｍになるように形成した）。
【００１９】
この格子状銅パターンにポリエチレンテレフタレートフィルム（膜厚３８μｍ）に透明な粘着剤を１０μｍ塗布したものに貼り付け、ＳＵＳ板から格子状銅パターンを粘着剤層側に付くよう剥離し転写した。格子状パターンは粘着剤に埋め込まれ表面は平坦化された。そして、このフィルムの格子状銅パターンが転写された粘着剤層側をソーダガラスに貼り付けた。この透明放熱部材の透過率は８０％であった。この試料にプロジェクタにて画像を写し、３０分後、試料の温度を測定したところ、３５℃であった。なお、画像を写す前の試料の温度は、室温と同じ２５℃であった。
【００２０】
（比較例）
金属パターン層を有しない他は、実施例と同様にして、試料の温度を測定した。なお、この試料の透過率は８６％であった。試料の温度は５５℃であり、本発明の透明放熱部材は透過率を大きく落とすことなしに、温度上昇を抑えることができることが確認された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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