JP2010056236A - Frequency selecting member, method for manufacturing such requency selecting member, and wave absorber having such requency selecting member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周波数選択部材およびそのような周波数選択部材を製造する方法に関する。また、本発明は、そのような周波数選択部材を有する電波吸収体に関する。 The present invention relates to a frequency selection member and a method for manufacturing such a frequency selection member. Moreover, this invention relates to the electromagnetic wave absorber which has such a frequency selection member.
相互に近接して使用される電子機器からの電磁波の影響を防止する場合、不要電磁波を吸収する電波吸収体が使用される。 In order to prevent the influence of electromagnetic waves from electronic devices used in close proximity to each other, a radio wave absorber that absorbs unnecessary electromagnetic waves is used.
従来の電波吸収体は、例えば、透明基材にITO(インジウムスズ酸化物)のような透明導電層を設置することにより構成した吸収性部材と、透明基材に透明反射膜を設置して構成した反射性部材とを、スペーサ層を介して、所定の間隔を開けて平行に設置することにより構成される(特許文献1、2参照)。
Conventional radio wave absorbers, for example, are configured by installing a transparent conductive layer such as ITO (indium tin oxide) on a transparent substrate and a transparent reflective film on the transparent substrate. The reflective member thus formed is arranged in parallel with a predetermined interval through a spacer layer (see
このように構成された電波吸収体に、吸収性部材を介して不要電磁波が入射されると、入射された不要電磁波は、反射性部材で反射され、再度吸収性部材を通り、電波吸収体から放射されることになる。ここでスペーサ層により設けられた吸収性部材と反射性部材の間隔は、電波吸収体から放射される電磁波の位相が、入射電磁波の位相と丁度180゜だけ反転するように設定されている。従って、電波吸収体に入射される電磁波は、電波吸収体から放射される電磁波により打ち消され、結果的に不要電磁波を消失させることができる。
従来の電波吸収体では、不要電磁波を適正に吸収(消失)させようとした場合、吸収性部材と反射性部材の間隔、すなわちスペーサ層の厚さを極めて大きくする必要がある(例えば、1GHzの電磁波を対象とした場合、10cm程度)。これは、電波吸収体に入射される電磁波と、電波吸収体から放射される電磁波の位相を逆転させる場合、スペーサ層の厚さを波長λの1/4となるように設計する必要があるためである。このため、従来の電波吸収体では、スペーサ層の厚さに制約があり、電波吸収体の厚さをあまり薄くすることができないという問題がある。 In a conventional radio wave absorber, when an unnecessary electromagnetic wave is properly absorbed (disappeared), the distance between the absorbing member and the reflecting member, that is, the thickness of the spacer layer needs to be extremely large (for example, 1 GHz) When electromagnetic waves are targeted, about 10 cm). This is because when the phase of the electromagnetic wave incident on the radio wave absorber and the electromagnetic wave radiated from the radio wave absorber are reversed, the thickness of the spacer layer needs to be designed to be 1/4 of the wavelength λ. It is. For this reason, the conventional radio wave absorber has a problem that the thickness of the spacer layer is limited, and the thickness of the radio wave absorber cannot be reduced too much.
一方最近では、吸収性部材と反射性部材の間に、周波数選択表面(FSS:Frequency Selective Surface)と呼ばれる層を設置することにより、両者の間隔を狭くする技術が開発されている。また、前述の透明導電層をパターン化することにより、吸収性部材そのものに、周波数選択層としての機能を発現させる技術が開発されている(例えば特許文献3)。 On the other hand, recently, a technique has been developed in which a layer called a frequency selective surface (FSS) is provided between the absorbent member and the reflective member so as to narrow the distance between the two. In addition, a technique has been developed that causes the absorbent member itself to exhibit a function as a frequency selection layer by patterning the transparent conductive layer described above (for example, Patent Document 3).
そのようなパターン化された透明導電層が設置された吸収性部材(以下、「周波数選択部材」と称する)は、図1(a)に示すように、例えばPETのような透明基材20上に、スクリーン印刷、グラビア印刷等の技術により、ITOのような導電性酸化物30Sのパターン32を成膜することにより作製される。これにより得られる各導電性酸化物30S間の線幅(すなわち図1の隙間35の幅W)の最小値は、おおよそ50μm程度である。なお、通常の場合、図1(b)に示すように、パターン化された導電層30の上には、さらに追加層40が設置される。追加層40は、パターン化された導電層30の表面を外界から保護したり、あるいは入射電磁波の反射を防止する役割を有する。この追加層40は、スパッタ法、蒸着法などの一般的な成膜技術により設置される。
An absorptive member (hereinafter referred to as a “frequency selection member”) provided with such a patterned transparent conductive layer is formed on a
しかしながら、パターン化された導電層30上に追加層40を設置しようとした場合、図1(b)に示すように、導電性酸化物30S同士の間の隙間35の存在により、追加層40の露出表面39には、凹部36が形成されてしまう。また追加層40により、導電性酸化物30S同士の間の隙間35は、追加層40を構成する材料で充填されてしまう。
However, when trying to install the
このような形態の周波数選択部材1では、各部材(基板20、導電層30、追加層40)が全て透明材料で構成されているにも関わらず、追加層40の露出表面39の凹凸により光の散乱が生じてしまい、周波数選択部材1の見栄えが悪くなるという問題がある。
In the
またそのような周波数選択部材1を電波吸収体に適用した場合、隙間35が追加層40で充填され、空間が消失されているため、設計の際に予測した適正な周波数選択特性が得られず、電波吸収性能が低下してしまうという問題が生じ得る。
In addition, when such a
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、薄い形状を維持したまま、見栄えが良く、適正な周波数選択特性を示す周波数選択部材を提供することを目的とする。また、本発明では、そのような周波数選択部材を製造する方法、およびそのような周波数選択部材を備える電波吸収体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a frequency selection member that has a good appearance and maintains appropriate frequency selection characteristics while maintaining a thin shape. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a frequency selection member, and a radio wave absorber including such a frequency selection member.
本発明では、
透明基材と、導電層と、該導電層の表面を被覆するために設けられる追加層と、がこの順に積層された電波吸収体用の周波数選択部材であって、
前記導電層は、複数のセグメントにパターン化され、各セグメントの間には、空間が形成されており、
前記追加層は、前記空間が残存するようにして前記導電層上に設置されており、実質的に平坦な露出表面を有することを特徴とする電波吸収体用の周波数選択部材が提供される。
In the present invention,
A frequency selective member for a radio wave absorber in which a transparent substrate, a conductive layer, and an additional layer provided to cover the surface of the conductive layer are laminated in this order,
The conductive layer is patterned into a plurality of segments, and spaces are formed between the segments.
The additional layer is disposed on the conductive layer so that the space remains, and has a substantially flat exposed surface. A frequency selection member for a radio wave absorber is provided.
ここで、本発明の周波数選択部材において、前記セグメント同士の間の空間の幅は、10nm〜100nmの範囲であっても良い。 Here, in the frequency selection member of the present invention, the width of the space between the segments may be in the range of 10 nm to 100 nm.
また、本発明の周波数選択部材において、前記透明基材は、レーザ光を実質的に透過し、
前記導電層は、前記レーザ光の少なくとも一部を吸収し、
前記追加層は、前記レーザ光を実質的に反射しまたは透過しても良い。
Moreover, in the frequency selection member of the present invention, the transparent base material substantially transmits laser light,
The conductive layer absorbs at least a portion of the laser beam;
The additional layer may substantially reflect or transmit the laser light.
なお、本願において、「実質的に透過(する)」とは、ある特定の波長のレーザ光に対する、ある部材の透過率、反射率および吸収率(ここで透過率+反射率+吸収率=1)のうち、透過率が最も大きい場合を意味する。また、「実質的に反射(する)」とは、ある特定の波長のレーザ光に対する、ある部材の透過率、反射率および吸収率(ここで透過率+反射率+吸収率=1)のうち、反射率が最も大きい場合を意味する。 In the present application, “substantially transmit (permit)” means the transmittance, reflectance, and absorptance of a certain member with respect to laser light having a specific wavelength (where transmittance + reflectivity + absorbance = 1). ) Means the highest transmittance. Further, “substantially reflect” means that the transmittance, reflectance, and absorptance of a certain member with respect to laser light having a specific wavelength (transmittance + reflectance + absorption rate = 1) This means that the reflectance is the highest.
また、本発明の周波数選択部材において、前記導電層は、酸化スズ、酸化亜鉛、銀およびITO(インジウムスズ酸化物)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料で構成されても良い。 In the frequency selection member of the present invention, the conductive layer may be made of at least one material selected from the group consisting of tin oxide, zinc oxide, silver, and ITO (indium tin oxide).
また、本発明の周波数選択部材において、前記透明基材は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、TAC(トリアセチルセルロース)、PEN(ポリエチレンナフタレート)およびPMMA(ポリメタクリレート)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料で構成されても良い。 In the frequency selection member of the present invention, the transparent substrate is made of PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), TAC (triacetylcellulose), PEN (polyethylene naphthalate), and PMMA (polymethacrylate). It may be composed of at least one selected material.
また、本発明の周波数選択部材において、前記レーザ光は、波長が約1064nmのNd:YAGレーザ光であり、
前記追加層は、窒化珪素(SiN)、二酸化珪素(SiO2)、炭化珪素(SiC)および酸窒化珪素(SiON)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料を含んでも良い。
In the frequency selection member of the present invention, the laser beam is an Nd: YAG laser beam having a wavelength of about 1064 nm,
The additional layer may include at least one material selected from the group consisting of silicon nitride (SiN), silicon dioxide (SiO 2 ), silicon carbide (SiC), and silicon oxynitride (SiON).
また、本発明の周波数選択部材において、前記レーザ光は、波長が約532nmのNd:YAGレーザ光(2倍波)であり、
前記追加層は、窒化アルミニウム(AlN)、二酸化ハフニウム(HfO2)、二フッ化マグネシウム(MgF2)、窒化珪素(SiN)および二酸化珪素(SiO2)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料を含んでも良い。
In the frequency selection member of the present invention, the laser beam is an Nd: YAG laser beam (second harmonic) having a wavelength of about 532 nm,
The additional layer is at least one selected from the group consisting of aluminum nitride (AlN), hafnium dioxide (HfO 2 ), magnesium difluoride (MgF 2 ), silicon nitride (SiN), and silicon dioxide (SiO 2 ). Materials may be included.
また、本発明では、
表面に反射膜が設置された基板により構成される反射性部材と、
前述の特徴を有する周波数選択部材と、
を備える電波吸収体が提供される。
In the present invention,
A reflective member composed of a substrate having a reflective film on the surface;
A frequency selection member having the aforementioned characteristics;
A radio wave absorber comprising:
さらに、本発明では、
(a)透明基材上に導電層を設置するステップと、
(b)前記導電層上に追加層を設置するステップと、
(c)(b)のステップの後、前記導電層をパターン化するステップであって、前記透明基材を実質的に透過し、前記追加層を実質的に透過または反射し、前記導電層で少なくとも一部が吸収されるレーザ光を、前記基板の側から照射することにより、前記導電層が選択的にパターン化される、ステップと、
を有する電波吸収体用の周波数選択部材の製造方法が提供される。
Furthermore, in the present invention,
(A) installing a conductive layer on the transparent substrate;
(B) installing an additional layer on the conductive layer;
(C) after the step of (b), patterning the conductive layer, substantially transmitting the transparent substrate, substantially transmitting or reflecting the additional layer, The conductive layer is selectively patterned by irradiating at least partly absorbed laser light from the substrate side; and
There is provided a method of manufacturing a frequency selection member for a radio wave absorber.
ここで、本発明の周波数選択部材の製造方法において、前記導電層は、酸化スズ、酸化亜鉛、銀およびITO(インジウムスズ酸化物)からなる群から選定された材料で構成されても良い。 Here, in the method for producing a frequency selection member of the present invention, the conductive layer may be made of a material selected from the group consisting of tin oxide, zinc oxide, silver, and ITO (indium tin oxide).
また、本発明の周波数選択部材の製造方法において、前記透明基材は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、TAC(トリアセチルセルロース)、PEN(ポリエチレンナフタレート)およびPMMA(ポリメタクリレート)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料で構成されても良い。 Moreover, in the manufacturing method of the frequency selection member of this invention, the said transparent base material is from PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), TAC (triacetylcellulose), PEN (polyethylene naphthalate), and PMMA (polymethacrylate). It may be composed of at least one material selected from the group consisting of:
また、本発明の周波数選択部材の製造方法において、前記レーザ光は、波長が約1064nmのNd:YAGレーザ光であり、
前記追加層は、窒化珪素(SiN)、二酸化珪素(SiO2)、炭化珪素(SiC)および酸窒化珪素(SiON)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料を含んでも良い。
In the method for manufacturing a frequency selective member of the present invention, the laser beam is an Nd: YAG laser beam having a wavelength of about 1064 nm,
The additional layer may include at least one material selected from the group consisting of silicon nitride (SiN), silicon dioxide (SiO 2 ), silicon carbide (SiC), and silicon oxynitride (SiON).
本発明では、薄い形状を維持したまま、見栄えが良く、適正な周波数選択特性を示す周波数選択部材を提供することができる。また、本発明では、そのような周波数選択部材を製造する方法、およびそのような周波数選択部材を備える電波吸収体を提供することが可能となる。 In the present invention, it is possible to provide a frequency selection member that has a good appearance and maintains an appropriate frequency selection characteristic while maintaining a thin shape. Moreover, in this invention, it becomes possible to provide the method of manufacturing such a frequency selection member, and a radio wave absorber provided with such a frequency selection member.
以下図面により本発明の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2には、本発明による周波数選択部材の一例の模式的な断面図を示す。本発明による周波数選択部材100は、透明基材120と、導電層130と、追加層140とをこの順に積層することにより構成される。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an example of the frequency selection member according to the present invention. The
透明基材120は、導電層130および追加層140を支持する担体としての役割を有する。透明基材120は、例えば、透明プラスチック材料等の材料で構成される。透明プラスチック材料には、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、TAC(トリアセチルセルロース)、PEN(ポリエチレンナフタレート)およびPMMA(ポリメタクリレート)等が含まれる。
The
なお透明基材120は、後述するように、所定の波長λを有するレーザ光に対して、吸収率が十分に低く、そのようなレーザ光を実質的に透過させる材料であれば、いかなる材料を使用しても良い。図3に、各種透明材料について、吸収率の波長依存性を示したグラフを示す。例えば、前述のPETは、波長400nm〜2000nm(ただし波長1700nmを除く)にわたる広い範囲の光に対して、5%未満の極めて低い吸収率を有することがわかる。なお透明基材120の厚さは、特に限られないが、あまり厚くすると、電波吸収体に適用した際の全厚さが厚くなるので、100nm〜1mm程度であることが好ましく、例えば50μmまたは100μmである。
As will be described later, the
導電層130は、特定の範囲の周波数の入射電磁波のみを透過させる、いわゆる「周波数選択」の役割を有する。図2に示すように、導電層130は、複数のセグメント130Sを有するようにパターン化されており、各セグメント130S同士の間には、空間135が形成されている。なお、上面から見た場合(図示されていない)、各セグメント130Sの形状は、特に限られず、各セグメント130Sは、正方形、長方形のような矩形状の他、円形、楕円形など各種形状を有していても良い。
The
導電層130の厚さは、特に限られないが、電波吸収体に使用される場合、一般には、50nm〜100nmの範囲である。好ましくは、80nm〜100nmの範囲である。一方、空間135の幅W1は、例えば、10nm〜100nmの範囲である。ただし、この幅W1は、周波数選択部材100が対象とする入射電磁波の周波数範囲に基づいて設定される。
The thickness of the
導電層130は、透明金属酸化物で構成され、例えば、酸化スズ、酸化亜鉛、銀またはITO(インジウムスズ酸化物)等が用いられる。なお導電層130は、後述するように、所定の波長λを有するレーザ光に対して、大きな吸収率(吸収率10%以上)を有する材料で構成される。例えば、図3に示すように、ITOは、950nm以上の波長の光に対して、大きな吸収率(吸収率10%以上)を有する。
The
追加層140は、導電層130の表面を被覆するために設けられる透明な層である。追加層140を設置することにより、周波数選択部材100の表面に、例えば、耐擦傷性、耐防汚性等の特性を付与することができる。また、追加層140によって、反射防止性が提供されても良い。
The
追加層140の厚さは、特に限られないが、例えば、5nm〜1mmの範囲である。好ましくは、10nm〜5μmの範囲である。
Although the thickness of the
追加層140は、後述するように、所定の波長λを有するレーザ光に対して、吸収率が十分に低く(吸収率5%以下)、そのようなレーザ光を実質的に透過し、または反射する材料で構成される。なお、追加層140の具体的な材質については後述する。
As will be described later, the
次に、このように構成された本発明による周波数選択部材100の特徴を、従来の周波数選択部材と比較して説明する。
Next, the characteristics of the
図1は、従来の周波数選択部材1の製造方法を概略的に示したものである。
FIG. 1 schematically shows a method for manufacturing a conventional
従来のパターン化された透明導電層を有する周波数選択部材1は、図1(a)に示すように、例えばPETのような透明基材20上に、スクリーン印刷、グラビア印刷等の技術により、ITOのような導電性酸化物30Sのパターン32を成膜することにより作製される。このような方法で形成されるパターン32の線幅(すなわち図1の隙間35の幅W)は、おおよそ50μm程度であり、透明基材20上には、比較的広い間隔で離間された導電性酸化物30Sのパターン32が形成されることになる。
As shown in FIG. 1A, a conventional
次に、図1(b)に示すように、パターン化された導電層30の上に、スパッタ法などの物理蒸着、または熱CVDなどの化学蒸着のような一般的な成膜技術により、追加層40が設置される。ここで、前述のように、導電層30内には、比較的広い隙間35が形成されているため、成膜の際に追加層40を構成する材料は、この隙間35内に容易に侵入することができる。従って、隙間35は、この侵入材料によって、充填されてしまう。またこの影響により、最終的に得られる追加層40の露出表面39には、隙間35のパターンに対応した凹部36が形成されてしまうことになる。
Next, as shown in FIG. 1 (b), it is added on the patterned
このような形態の周波数選択部材1では、各部材(基板20、導電層30、追加層40)が全て透明材料で構成されているにも関わらず、追加層40の露出表面39の凹凸により光の散乱が生じ、周波数選択部材1の見栄えが悪くなるという問題が生じる。またこのような周波数選択部材1を電波吸収体に適用した場合、隙間35が追加層40で充填され、導電性酸化物30S間の空間が消失されているため、設計の際に予測した適正な周波数選択特性が得られず、電波吸収性能が低下してしまうという問題が生じ得る。
In the
これに対して、本発明による周波数選択部材100では、図2に示すように、導電性酸化物130S間に、空間135が残存しており、ここには、追加層140が充填されていない。また、追加層140の露出表面139は、追加層140を設置した直後の状態であっても、実質的に平坦な表面となっており、前述のような凹部は形成されていない。
On the other hand, in the
従って、本発明による周波数選択部材100では、追加層140の表面で光の散乱が生じ、見栄えが悪くなるという従来の問題を有意に抑制することができる。また、本発明による周波数選択部材100を電波吸収体に設置した場合、設計の際に予測した通りの適正な周波数選択特性を得ることができるため、適正な電波吸収特性を得ることができる。
Therefore, in the
(本発明によるパターン化部材の製造方法)
次に、図4および図5を参照して、前述のような特徴を有する本発明による周波数選択部材の製造方法の一例について説明する。なお、以下に示す方法は、本発明による周波数選択部材の製作方法の一例にすぎず、本発明による周波数選択部材は、他の方法で製作しても良いことは、当業者には明らかであろう。
(Method for producing patterned member according to the present invention)
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, an example of the manufacturing method of the frequency selection member by this invention which has the above characteristics is demonstrated. Note that the following method is merely an example of a method for manufacturing a frequency selection member according to the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that the frequency selection member according to the present invention may be manufactured by other methods. Let's go.
図4は、本発明による周波数選択部材の製造方法のフローチャートを示した図である。また、図5は、本発明による周波数選択部材の形成プロセスを概略的に示した図である。 FIG. 4 is a view showing a flowchart of a method of manufacturing a frequency selection member according to the present invention. FIG. 5 is a diagram schematically showing a process of forming a frequency selection member according to the present invention.
図4に示すように、本発明による周波数選択部材の製造方法は、透明基材上に導電層を設置するステップ(ステップS110)と、前記導電層上に追加層を設置するステップ(ステップS120)と、レーザ光を用いて、前記導電層を選択的にパターン化するステップ(ステップS130)とを有する。以下、各ステップについて詳しく説明する。 As shown in FIG. 4, in the method for manufacturing a frequency selection member according to the present invention, a step of installing a conductive layer on a transparent substrate (Step S110) and a step of installing an additional layer on the conductive layer (Step S120). And a step of selectively patterning the conductive layer using a laser beam (step S130). Hereinafter, each step will be described in detail.
(透明基材への導電層の設置)
まず、導電層130を設置するための透明基材120を準備する。透明基材120は、例えば、前述の透明プラスチック材料の中から選定される。透明基材120は、例えば、PETである。透明基材120の厚さは、例えば100μmである。
(Installation of conductive layer on transparent substrate)
First, the
導電層を設置する前に、透明基材120の表面は、洗浄されることが好ましい。表面洗浄は、例えば、イオンビームによる乾式洗浄により行われる。この場合、アルゴンガスに約30%の酸素を混合して、100Wの電力を投入する。これにより、イオンビームソースでイオン化されたアルゴンおよび酸素イオンが、透明基材120の表面に照射され、表面を乾式洗浄することができる。
Before installing the conductive layer, the surface of the
次に、図5(a)に示すように、この透明基材120の洗浄された表面に、導電層130'が設置される。導電層130'は、いかなる方法で透明基材上に設置されても良い。導電層130'は、スパッタリング、イオンプレーティングなどの物理蒸着、または熱CVD、プラズマCVD等の化学蒸着により、透明基材120上に設置される。なお、図5(a)に示すように、導電層130'は、透明基材120の表面全体を覆うように設置される。
Next, as shown in FIG. 5A, a
導電層130'は、前述のような透明金属酸化物で構成される。導電層の厚さは、特に限られないが、例えば、50nmである。
The
(追加層の設置)
次に、図5(b)に示すように、前述の導電層130'上に、追加層140が設置される。追加層は、いかなる方法で導電層130'上に設置されても良い。追加層140は、例えば、スパッタリング、イオンプレーティングなどの物理蒸着、または熱CVD、プラズマCVD等の化学蒸着により、導電層130'上に設置される。なお、図5(b)に示すように、追加層140は、導電層130'の表面全体を覆うように設置される。追加層140の厚さは、例えば10nm程度である。
(Installation of additional layers)
Next, as shown in FIG. 5B, the
(導電層のパターン化処理)
次に、透明基材120と追加層140の間にある導電層130'が所望のパターンにパターン化される。本発明による方法では、このパターン化処理に、レーザ光110が利用されるという特徴を有する。本発明による方法では、レーザ光110は、図5(c)に示すように、透明基材120の側から照射される。
(Conductive layer patterning)
Next, the
ここで、透明基材120は、前述のように、レーザ光110を透過し、実質的にレーザ光を吸収しない材料で構成されている。また追加層140は、レーザ光110を実質的に透過または反射し、レーザ光を吸収しない材料で構成されている(吸収率5%以下)。従って本発明では、レーザ光110は、導電層130'のみに選択的に吸収されることになり、導電層130'のみを選択的に加工することができる。
Here, as described above, the
図6には、そのようなレーザ光110の種類および波長λと、該波長λにおける吸収率の低い材料(すなわち、追加層140の候補材料)との組み合わせの一例を示す。例えば、波長が1064nm(基本波長)のNd:YAGレーザ光を使用する場合、追加層140として、窒化珪素(SiN)、二酸化珪素(SiO2)、炭化珪素(SiC)、および酸窒化珪素(SiON)からなる群より選ばれた一種以上の材料を使用することができる。また、Nd:YAGレーザ光の2倍波(波長532nm)では、窒化アルミニウム(AlN)、二酸化ハフニウム(HfO2)、二フッ化マグネシウム(MgF2)、窒化珪素(SiN)、二酸化珪素(SiO2)およびこれらの混合物からなる群より選ばれた材料を使用することができる。Er:YAGレーザ(基本周波数2940nm)およびHo:YAGレーザ(基本周波数2100nm)等の場合も同様に考えることができる。ただし、図6の組み合わせは、一例に過ぎず、図6の例以外にも、波長が400nm〜2000nmの範囲のその他のレーザ光と、その波長λにおける吸収率の低い材料との組み合わせが多数存在することは、当業者には明らかであろう。
FIG. 6 shows an example of such a combination of the type and wavelength λ of the
そのようなレーザ光と材料の組み合わせのいずれかを利用した場合、照射されたレーザ光110は、追加層140で吸収されず、導電層130'のみによって選択的に吸収されるようになる。
When any one of such combinations of laser light and material is used, the
従ってこのようなレーザ光110と追加層140適正な組み合わせを利用することにより、レーザ光110の照射により、導電性膜130'のみを選択的にパターン処理することができる。
Therefore, by using an appropriate combination of the
なお、透明基材120の側から照射されるレーザ光110の照射エネルギーは、使用されるレーザ光の種類、波長等によっても変化するが、例えば、波長λが1064nm(基本波長)のNd:YAGレーザ光を使用する場合、照射フルエンスは、最大30,000mJ/cm2程度であっても良い。また、波長λが532nm(2倍波)のNd:YAGレーザ光を使用する場合、照射フルエンスは、最大7,000mJ/cm2程度であっても良い。また、パルス幅は、5ピコ〜1000ナノ秒、パルス周期は、10〜1000マイクロ秒、走査速度は、10〜5000mm/分程度であっても良い。
The irradiation energy of the
以上のような工程を経て、図5(d)に示すような、周波数選択部材100を得ることができる。この周波数選択部材100において、基板120と追加層140の間、より具体的には、導電層130の各セグメント130S同士の間には、適正な空間135が「形成されており、ここには、追加層140の材料が充填されていない。
Through the steps as described above, the
本発明の方法により得られる周波数選択部材は、従来のような問題、すなわち周波数選択部材の表面(すなわち追加層140の露出表面139)に凹凸が生じたり、導電層130の隣接するセグメント130S同士の空間135が、別の材料で閉塞されたりするという問題を有意に抑制することができる。
The frequency selection member obtained by the method of the present invention has a conventional problem, that is, the surface of the frequency selection member (that is, the exposed
また一般に、レーザ光による導電層130'のパターン化処理では、スクリーン印刷法等の従来の導電層設置技術に比べて、微細なパターン加工が可能となる。従って、本発明による方法では、隣接するセグメント130S同士の間隔(図2のW1)を、従来よりも微細に形成することができ、導電層130のパターン形成の自由度が有意に増大する。例えば、W1は、10nm〜100nmの範囲にすることができる。W1は、例えば50nmである。
Further, in general, in the patterning process of the
(電波吸収体)
このような本発明による周波数選択部材100は、電波吸収体に適用することができる。図7には、そのような電波吸収体200の一例の断面図を模式的に示す。なお、図7において、各部材の寸法、特に厚さは、誇張して示されており、実際の寸法とは必ずしも対応していない。
(Radio wave absorber)
Such a
本発明による電波吸収体200は、前述の特徴を有する周波数選択部材100と、反射性部材270とを備える。また両者の間には、枠状のスペーサ260が介在され、これにより、枠状のスペーサ260の内部に空間部265が形成されている。
The
周波数選択部材100は、前述のように、透明基材120と、パターン化された導電層130と、追加層140とを備える。また反射性部材270は、基板290と、該基板290上に設置された反射膜280とを有する。
The
反射膜280は、要求される抵抗値や透過率に応じて、様々な材料を使用することができる。反射膜280は、例えば、酸化物層と金属層とが交互に積層された多層構造であっても良い。酸化物層の膜厚は、例えば10〜100nmの範囲である。その他の部分では、例えば40〜140nmの範囲である。一方、金属層の膜厚は、例えば5〜50nmの範囲である。
Various materials can be used for the
通常の場合、酸化物層は、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化ニオブおよび酸化スズからなる群から選ばれた1種以上の金属酸化物で構成される。特に、酸化物層は、スズ、アルミニウム、クロム、チタン、ケイ素、ホウ素、マグネシウムおよびガリウムからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有する酸化亜鉛で構成されることが好ましい。一方、金属層は、金、パラジウムおよびビスマスからなる群から選ばれる1種以上の他の金属を含有する銀合金からなる層が好ましい。 Usually, the oxide layer is composed of one or more metal oxides selected from the group consisting of aluminum oxide, zinc oxide, indium oxide, titanium oxide, niobium oxide, and tin oxide. In particular, the oxide layer is preferably composed of zinc oxide containing one or more elements selected from the group consisting of tin, aluminum, chromium, titanium, silicon, boron, magnesium, and gallium. On the other hand, the metal layer is preferably a layer made of a silver alloy containing one or more other metals selected from the group consisting of gold, palladium and bismuth.
なお、図7において、周波数選択部材100は、追加層140の側が外側となり、透明基材120の側が空間部265と接するようにして配置される。ただし、この周波数選択部材100の配置の向きは、逆であっても良い。同様に図7において、反射性部材270は、反射膜280の側が、空間部265と接するように配置される。しかしながら、この配置の向きは、逆であっても良い。
In FIG. 7, the
次に、このように構成された電波吸収体200の動作について説明する。
Next, the operation of the
電波吸収体200は、周波数選択部材100を備えており、特定の範囲の周波数を有する不要電磁波のみが周波数選択部材100を介して、選択的に電波吸収体200内部に進入する。この不要電磁波240は、空間部265を通過して、反射性部材270の反射膜280の表面に到達する。不要電磁波240は、反射膜280の表面で反射され、今度は逆向きに、空間265内を進行する。その後、不要電磁波240は、再度周波数選択部材100を通り、電波吸収体200から放出される。空間部265の厚さD2は、電波吸収体200から放射される電磁波の位相が、入射電磁波の位相と丁度180゜だけ反転するように設定されている。従って、電波吸収体200に入射される電磁波は、電波吸収体から放射される電磁波により打ち消され、結果的に不要電磁波を消失させることができる。
The
ここで、本発明による電波吸収体では、周波数選択部材100が従来のFSS層として機能するため、周波数選択部材100と反射性部材270の間隔、すなわち空間部265の厚さD2を有意に薄くすることができる。空間部265の厚さD2は、1GHzの電磁波を対象とした場合、例えば2cm〜3cmの範囲である。
Here, in the radio wave absorber according to the present invention, since the
ここで、本発明による電波吸収体では、前述のように、周波数選択部材100の導電層130が、従来のものに比べて、適正にパターン化されている。すなわち空間135には、追加層140を構成する材料などからなる異物が充填されておらず、空間135は、適正に残存している。また、追加層140の露出表面は、実質的に平坦であり、表面の凹凸は、有意に抑制されている。
Here, in the radio wave absorber according to the present invention, as described above, the
従って、本発明による電波吸収体では、全体的な厚さを十分に薄くしたまま、特定の周波数範囲に対して、適正な電波吸収特性を得ることができる。また、表面で光が乱反射することもなく、見栄えの良い電波吸収体を提供することが可能となる。 Therefore, in the radio wave absorber according to the present invention, it is possible to obtain appropriate radio wave absorption characteristics for a specific frequency range while keeping the overall thickness sufficiently thin. In addition, it is possible to provide a good-looking radio wave absorber without irregular reflection of light on the surface.
次に、図7に示したものとは異なる、別の電波吸収体について説明する。図8には、別の電波吸収体の断面を模式的に示す。なお、図8において、各部材の寸法、特に厚さは、誇張して示されており、実際の寸法とは必ずしも対応していない。 Next, another radio wave absorber different from that shown in FIG. 7 will be described. FIG. 8 schematically shows a cross section of another electromagnetic wave absorber. In FIG. 8, the dimensions of each member, particularly the thickness, are exaggerated and do not necessarily correspond to actual dimensions.
この電波吸収体300は、基本的には、図7に示した電波吸収体200と同様に構成され、反射性部材270と、周波数選択部材101とを有する。また、両者の間には、枠状のスペーサ260が介在され、これにより、枠状のスペーサ260の内部に空間部265が形成される。しかしながら、この電波吸収体300では、周波数選択部材101は、前述の周波数選択部材100には含まれていない、追加の部材を有する。
The
より具体的には、周波数選択部材101は、透明基材120と、パターン化された導電層130と、追加層140と、補強材340とがこの順に積層されて構成される。なお、補強材340と、追加層140の間には、粘着層320が配置されており、これにより、追加層140と補強材340とが接合される。
More specifically, the
補強材340は、周波数選択部材101に強度を付与するために設けられる。従って、補強材340の厚さは、透明基材120よりも厚くなっており、厚さは、例えば、0.5mm〜1mm程度である。補強材340は、例えば、ポリカーボネートまたはPET等で構成されても良い。
The reinforcing
また、同様に、反射層側の基板290上には、補強材350が積層されている。補強材350と、基板290の間には、粘着層330が配置されており、これにより、基板290と補強材350とが接合される。
Similarly, a reinforcing
このような構成の電波吸収体300では、補強材340および350により高い強度が得られるため、より耐久性の高い電波吸収体を提供することができる。
In the
本発明は、電波吸収体等に利用することができる。 The present invention can be used for a radio wave absorber or the like.
1 従来の周波数選択部材
20 透明基材
30 導電層
30S 導電性酸化物
32 導電性酸化物のパターン
35 隙間
36 凹部
39 露出表面
40 追加層
100 本発明による周波数選択部材
101 本発明による別の周波数選択部材
110 レーザ光
120 透明基材
130 導電層(パターン処理後)
130' 導電層(パターン処理前)
130S セグメント
135 空間
139 露出表面
140 追加層
200 本発明による電波吸収体
240 不要電磁波
260 スペーサ
265 空間部
270 反射性部材
280 反射膜
290 基板
300 別の電波吸収体
320 粘着層
330 粘着層
340 補強材
350 補強材。
DESCRIPTION OF
130 'conductive layer (before pattern processing)
Claims (12)
前記導電層は、複数のセグメントにパターン化され、各セグメントの間には、空間が形成されており、
前記追加層は、前記空間が残存するようにして前記導電層上に設置されており、実質的に平坦な露出表面を有することを特徴とする電波吸収体用の周波数選択部材。 A frequency selective member for a radio wave absorber in which a transparent substrate, a conductive layer, and an additional layer provided to cover the surface of the conductive layer are laminated in this order,
The conductive layer is patterned into a plurality of segments, and spaces are formed between the segments.
The frequency selecting member for a radio wave absorber, wherein the additional layer is disposed on the conductive layer so that the space remains, and has a substantially flat exposed surface.
前記導電層は、前記レーザ光の少なくとも一部を吸収し、
前記追加層は、前記レーザ光を実質的に反射しまたは透過することを特徴とする請求項1または2に記載の電波吸収体用の周波数選択部材。 The transparent substrate substantially transmits laser light;
The conductive layer absorbs at least a portion of the laser beam;
The frequency selection member for a radio wave absorber according to claim 1, wherein the additional layer substantially reflects or transmits the laser light.
前記追加層は、窒化珪素(SiN)、二酸化珪素(SiO2)、炭化珪素(SiC)、および酸窒化珪素(SiON)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電波吸収体用の周波数選択部材。 The laser beam is an Nd: YAG laser beam having a wavelength of about 1064 nm,
The additional layer includes at least one material selected from the group consisting of silicon nitride (SiN), silicon dioxide (SiO 2 ), silicon carbide (SiC), and silicon oxynitride (SiON). The frequency selection member for electromagnetic wave absorbers in any one of Claims 1-5.
前記追加層は、窒化アルミニウム(AlN)、二酸化ハフニウム(HfO2)、二フッ化マグネシウム(MgF2)、窒化珪素(SiN)および二酸化珪素(SiO2)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電波吸収体用の周波数選択部材。 The laser beam is an Nd: YAG laser beam (double wave) having a wavelength of about 532 nm,
The additional layer is at least one selected from the group consisting of aluminum nitride (AlN), hafnium dioxide (HfO 2 ), magnesium difluoride (MgF 2 ), silicon nitride (SiN), and silicon dioxide (SiO 2 ). The frequency selection member for a radio wave absorber according to any one of claims 1 to 5, comprising a material.
前記請求項1〜7に記載の周波数選択部材と、
を備える電波吸収体。 A reflective member composed of a substrate having a reflective film on the surface;
The frequency selection member according to claim 1,
An electromagnetic wave absorber comprising:
(b)前記導電層上に追加層を設置するステップと、
(c)(b)のステップの後、前記導電層をパターン化するステップであって、前記透明基材を実質的に透過し、前記追加層を実質的に透過または反射し、前記導電層で少なくとも一部が吸収されるレーザ光を、前記基板の側から照射することにより、前記導電層が選択的にパターン化される、ステップと、
を有する電波吸収体用の周波数選択部材の製造方法。 (A) installing a conductive layer on the transparent substrate;
(B) installing an additional layer on the conductive layer;
(C) after the step of (b), patterning the conductive layer, substantially transmitting the transparent substrate, substantially transmitting or reflecting the additional layer, The conductive layer is selectively patterned by irradiating at least partly absorbed laser light from the substrate side; and
The manufacturing method of the frequency selection member for electromagnetic wave absorbers which has this.
前記追加層は、窒化珪素(SiN)、二酸化珪素(SiO2)、炭化珪素(SiC)および酸窒化珪素(SiON)からなる群から選定された、少なくとも一つの材料を含むことを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の電波吸収体用の周波数選択部材の製造方法。 The laser beam is an Nd: YAG laser beam having a wavelength of about 1064 nm,
The additional layer includes at least one material selected from the group consisting of silicon nitride (SiN), silicon dioxide (SiO 2 ), silicon carbide (SiC), and silicon oxynitride (SiON). Item 12. A method for producing a frequency selecting member for a radio wave absorber according to any one of Items 9 to 11.
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