JP2021164011A - インピーダンス整合膜及び電波吸収体 - Google Patents

インピーダンス整合膜及び電波吸収体 Download PDF

Info

Publication number
JP2021164011A
JP2021164011A JP2020061583A JP2020061583A JP2021164011A JP 2021164011 A JP2021164011 A JP 2021164011A JP 2020061583 A JP2020061583 A JP 2020061583A JP 2020061583 A JP2020061583 A JP 2020061583A JP 2021164011 A JP2021164011 A JP 2021164011A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impedance matching
matching film
film
openings
radio wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020061583A
Other languages
English (en)
Inventor
陽介 中西
Yosuke Nakanishi
宏和 田中
Hirokazu Tanaka
広宣 待永
Hironobu Machinaga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2020061583A priority Critical patent/JP2021164011A/ja
Priority to US17/915,681 priority patent/US20230139063A1/en
Priority to PCT/JP2021/008918 priority patent/WO2021199928A1/ja
Publication of JP2021164011A publication Critical patent/JP2021164011A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/24—Terminating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H01Q17/008—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems with a particular shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/025—Electric or magnetic properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

【課題】虹色の模様の発生及びインピーダンス整合に関する特性の空間的なばらつきを抑制する観点から有利インピーダンス整合膜を提供する。【解決手段】インピーダンス整合膜１０は、複数のドメイン１１からなる。ドメイン１１は、形状の異なる複数の開口部１２を有する。複数の開口部１２のそれぞれは、インピーダンス整合膜１０の主面１０ｆに沿って特定方向に周期的に配置されている。特定方向におけるドメイン１１の大きさは、５０μｍ以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、インピーダンス整合膜及び電波吸収体に関する。
従来、所定の膜を用いて、電波吸収体の表面のインピーダンスを空気の特性インピーダンスに合わせるインピーダンス整合を図る技術が知られている。一方、従来、透明な電波吸収体を提供することが試みられている。
例えば、特許文献１には、透明性を有する電波吸収体が記載されている。この電波吸収体において導電性繊維からなるメッシュ面状物が抵抗層として用いられている。
特開２０００−２３２３２０号公報
ミリ波等の高周波の電波を用いたセンシングにおいて透明性を有するインピーダンス整合膜が必要になることが想定される。加えて、第５世代移動通信システム（５Ｇ）及びInternet of Things(IoT)等の多岐にわたる技術分野において、透明性を有するインピーダンス整合膜が必要になることが想定される。
高周波の電波に対応可能であり、透明性を有するインピーダンス整合膜を提供するために、インピーダンス整合膜に複数の開口部を形成することが考えられる。この場合、光の回折及び干渉によりインピーダンス整合膜において虹色の模様が発生する可能性がある。このことは、インピーダンス整合膜の外観の観点から有利であるとは言い難い。特許文献１に記載の技術では、このような虹色の模様の発生は想定されていない。
このような事情に鑑み、本発明は、高周波の電波に対応可能であるとともに透明性を有し、虹色の模様の発生を抑制しつつインピーダンス整合に関する特性の空間的なばらつきを低減する観点から有利なインピーダンス整合膜を提供する。
本発明は、
複数のドメインからなるインピーダンス整合膜であって、
前記ドメインは、形状の異なる複数の開口部を有し、
前記複数の開口部のそれぞれは、前記複数のドメインにおいて当該インピーダンス整合膜の主面に沿って特定方向に周期的に配置されており、
前記特定方向における前記ドメインの大きさは、５０μｍ以上である、
インピーダンス整合膜を提供する。
また、本発明は、
上記のインピーダンス整合膜と、
電波を反射する反射体と、
前記インピーダンス整合膜の厚み方向において前記インピーダンス整合膜と前記反射体との間に配置された誘電体層と、を備えた、
電波吸収体を提供する。
上記のインピーダンス整合膜は、高周波の電波に対応可能であるとともに透明性を有し、虹色の模様の発生及びインピーダンス整合に関する特性の空間的なばらつきを抑制する観点から有利である。
図１は、本発明に係るインピーダンス整合膜の一例を示す平面図である。 図２は、図１に示すインピーダンス整合膜におけるドメインを示す平面図である。 図３は、図１に示すIII-III線を切断線とする断面図である。 図４Ａは、ドメインの別の一例を示す平面図である。 図４Ｂは、ドメインのさらに別の一例を示す平面図である。 図４Ｃは、ドメインのさらに別の一例を示す平面図である。 図４Ｄは、ドメインのさらに別の一例を示す平面図である。 図４Ｅは、ドメインのさらに別の一例を示す平面図である。 図４Ｆは、ドメインのさらに別の一例を示す平面図である。 図４Ｇは、ドメインのさらに別の一例を示す平面図である。 図４Ｈは、ドメインのさらに別の一例を示す平面図である。 図５Ａは、本発明に係る電波吸収体の一例を示す断面図である。 図５Ｂは、本発明に係る電波吸収体の変形例を示す断面図である。 図５Ｃは、本発明に係る電波吸収体の別の変形例を示す断面図である。 図６は、本発明に係る電波吸収体の別の一例を示す断面図である。
インピーダンス整合膜が複数の開口部を有することは、インピーダンス整合膜に透明性をもたらす観点から有利である。このようなインピーダンス整合膜が高周波の電波に対応できれば、インピーダンス整合膜の価値をさらに高めることができる。そこで、本発明者らは、高周波の電波に対応できる複数の開口部を有するインピーダンス整合膜について鋭意検討を重ねた。この検討の過程で、本発明者らは、インピーダンス整合膜において所定の大きさの開口部が等間隔で形成されていると、光の回折及び干渉により虹色の模様が発生しやすいことに気付いた。本発明者らは、さらに検討を進め、形状の異なる複数の開口部をインピーダンス整合膜に形成することにより、虹色の模様の発生を抑制できることを突き止めた。一方、本発明者らの検討によれば、インピーダンス整合の空間的なばらつきを抑制するためには、開口部の面積が空間的に大きくばらつかないことも重要である。そこで、本発明者らは、多大な試行錯誤を重ね、インピーダンス整合膜において虹色の模様の発生の抑制及びインピーダンス整合に関する特性の空間的なばらつきの抑制のための条件を見出し、本発明に係るインピーダンス整合膜を案出した。本明細書において「透明性」とは、特に説明する場合を除き、可視光に対する透明性を意味する。
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下の実施形態には限定されない。
図１に示す通り、インピーダンス整合膜１０は、複数のドメイン１１からなる。図２に示す通り、ドメイン１１は、形状の異なる複数の開口部１２を有する。複数の開口部１２のそれぞれは、インピーダンス整合膜１０の主面１０ｆに沿って特定方向に周期的に配置されている。特定方向におけるドメイン１１の大きさは、５０μｍ以上である。ドメイン１１は、形状の異なる複数の開口部１２を有し、例えば、形状の異なる複数の開口部１２の特定方向における周期的な配置の周期に基づいて区切られる領域である。本明細書において「形状が異なる」とは、対比する２つの開口部１２の一方を平行移動しても２つの開口部１２の他方に完全には重ならないことを意味する。例えば、対比する２つの開口部１２の一方を平行移動して２つの開口部１２の他方に重ねたときに２つの開口部１２の重複部分の面積が２つの開口部１２の一方の面積の９０％以下である場合には、２つの開口部１２の一方が２つの開口部１２の他方に完全には重ならないとみなすことができる。特定方向におけるドメイン１１の大きさは、特定方向において隣り合う２つのドメイン１１の特定方向における複数の開口部１２の端同士の距離である。
インピーダンス整合膜において、所定の大きさの同一の形状の開口部が等間隔で形成されていると光の回折及び干渉により虹色の模様が発生しやすい。一方、インピーダンス整合膜１０によれば、形状の異なる複数の開口部１２のそれぞれが特定方向に周期的に配置されているので、特定方向における開口部１２の大きさが周期的に変動する。また、複数の開口部１２のそれぞれがインピーダンス整合膜１０の主面１０ｆに沿って特定方向に周期的に配置されているように、インピーダンス整合膜１０は複数のドメイン１１を有するので、開口部１２の面積が空間的に大きくばらつくわけではない。このため、インピーダンス整合膜１０によれば、インピーダンス整合に関する特性の空間的なばらつきが抑制されやすい。
インピーダンス整合膜１０において、特定方向は、互いに交差する複数の並び方向を含んでいてもよい。複数の開口部１２のそれぞれは、例えば、互いに交差する３つの並び方向Ｄａ、Ｄｂ、及びＤｃに周期的に配置されている。これにより、インピーダンス整合膜１０の広い範囲で、虹色の模様の発生を抑制できるとともにインピーダンス整合に関する特性の空間的なばらつきを小さくできる。互いに交差する複数の並び方向は、直交していてもよい。例えば、並び方向Ｄａにおけるドメイン１１の大きさＬａ、並び方向Ｄｂにおけるドメイン１１の大きさＬｂ、及び並び方向Ｄｃにおけるドメイン１１の大きさＬｃのいずれか１つは、５０μｍ以上である。望ましくは、大きさＬａ、Ｌｂ、及びＬｃが５０μｍ以上である。
複数の開口部１２を定める枠は、例えば、並び方向Ｄａ及び並び方向Ｄｂにおいて現れるように、特定方向に並んだ複数の線状のパターンを形成していてもよく、並び方向Ｄｃにおいて現れるように、特定方向に並んだ複数の点状のパターンを形成していてもよい。いずれの場合でも、特定方向におけるドメイン１１の大きさが５０μｍ以上であることにより、虹色の模様の発生を抑制できる。一方、複数の開口部１２を定める枠が特定方向において線状のパターンを形成している場合に、その特定方向におけるドメイン１１の大きさが５０μｍ以上であることが虹色の模様の発生を抑制する観点からより望ましい。
図２に示す通り、例えば、ドメイン１１において開口部１２同士が隣り合っている。換言すると、隣り合う開口部１２の形状が異なる。これにより、インピーダンス整合膜１０において虹色の模様の発生がより抑制されやすい。
特定方向におけるドメイン１１の大きさの上限は、特定の値に限定されない。
ドメイン１１に含まれる複数の開口部１２のそれぞれの周長の平均値ＰAは、特定の値に限定されない。平均値ＰAは、例えば、５０００μｍ以下である。これにより、インピーダンス整合膜１０が高周波の電波に対応しやすい。平均値ＰAは、ドメイン１１に含まれる複数の開口部１２のすべての周長の合計を複数の開口部１２の数で除することによって決定できる。
平均値ＰAは、望ましくは４０００μｍ以下であり、より望ましくは３０００μｍ以下であり、さらに望ましくは２０００μｍ以下であり、特に望ましくは１０００μｍ以下である。平均値ＰAは、例えば１０μｍ以上であり、２０μｍ以上であってもよく、５０μｍ以上であってもよく、１００μｍ以上であってもよい。
図２に示す通り、ドメイン１１に含まれる複数の開口部１２のすべての形状が異なっていてもよい。これにより、インピーダンス整合膜１０において虹色の模様の発生がより抑制されやすい。
ドメイン１１に含まれる開口部１２の数は、特定の値に限定されない。ドメイン１１に含まれる開口部１２の数は、例えば３以上であり、４以上であってもよく、５以上であってもよい。開口部１２の数は、平方数であってもよいし、平方数以外の整数であってもよい。
ドメイン１１の形状は、特定の形状に限定されない。ドメイン１１の形状は、例えば、同一形状のドメイン１１が隙間なく平面上に存在するように構成された多角形状である。ドメイン１１の形状は、例えば、正方形状又は長方形状である。
インピーダンス整合膜１０のシート抵抗は、特定の値に限定されない。インピーダンス整合膜１０は、例えば、２００〜１０００Ω／□のシート抵抗を有する。これにより、インピーダンス整合膜１０によって、高周波の電波に対するインピーダンス整合が良好になされやすい。インピーダンス整合膜１０のシート抵抗は、例えば、渦電流法に従って測定できる。
インピーダンス整合膜１０のシート抵抗は、２５０Ω／□以上であってもよく、３００Ω／□以上であってもよく、３５０Ω／□以上であってもよい。インピーダンス整合膜１０のシート抵抗は、９５０Ω／□以下であってもよく、９００Ω／□以下であってもよく、８５０Ω／□以下であってもよい。
インピーダンス整合膜１０の厚みｔは、特定の値に限定されない。厚みｔは、例えば５ｎｍ以上である。この場合、インピーダンス整合膜１０のシート抵抗が長期間変動しにくく、インピーダンス整合膜１０は高い耐久性を発揮しやすい。
インピーダンス整合膜１０の厚みｔは、１０ｎｍ以上であってもよく、１５ｎｍ以上であってもよい。厚みｔは、例えば、５００ｎｍ以下である。これにより、インピーダンス整合膜１０の反りを抑制しやすく、インピーダンス整合膜１０においてクラックが発生しにくい。厚みｔは、４５０ｎｍ以下であってもよく、４００ｎｍ以下であってもよい。
インピーダンス整合膜１０における開口率は、特定の値に限定されない。インピーダンス整合膜１０における開口率は、例えば４０％以上であってもよい。一方、インピーダンス整合膜１０における開口率は、望ましくは６５％以上である。これにより、インピーダンス整合膜１０が高い透明性を有しやすい。インピーダンス整合膜１０における開口率は、インピーダンス整合膜１０を平面視したときの複数の開口部１２の開口面積Ｓａとインピーダンス整合膜１０の非開口部の面積Ｓｂとの和Ｓａ＋Ｓｂに対する、複数の開口部１２の開口面積Ｓａの比Ｓａ／（Ｓａ＋Ｓｂ）である。
インピーダンス整合膜１０における開口率は、より望ましくは７０％以上であり、さらに望ましくは７５％以上である。インピーダンス整合膜１０における開口率は、例えば９９％以下であり、９８％以下であってもよく、９７％以下であってもよい。
複数の開口部１２は、特定の形状に限定されない。複数の開口部１２は、例えば、平面視で正方形状又は長方形状である。
インピーダンス整合膜１０をなす材料は、特定の材料に限定されない。インピーダンス整合膜１０をなす材料は、金属、合金、及び金属酸化物等の無機材料であってもよいし、導電性高分子及びカーボンナノチューブ等の有機材料であってもよい。
インピーダンス整合膜１０は、複数の貫通孔が形成された均一な厚みを有する膜であってもよいし、織物であってもよい。織物をなす繊維は、導電性高分子及びカーボンナノチューブ等の有機材料であってもよいし、金属及び合金等の無機材料であってもよい。
図３に示す通り、インピーダンス整合膜１０は、例えば、基材２２の一方の主面上に形成されていてもよい。この場合、インピーダンス整合膜付フィルム１５によってインピーダンス整合膜１０が提供されうる。なお、基材２２が使用されることなく、インピーダンス整合膜１０が単独で提供されてもよい。
基材２２は、例えば、インピーダンス整合膜１０を支持する支持体としての役割を果たす。インピーダンス整合膜付フィルム１５におけるインピーダンス整合膜１０は、例えば、スパッタリング等の成膜法によって基材２２の一方の主面上に形成された無孔の膜にレーザー加工又はエッチング等によって複数の開口部１１を形成することによって作製できる。場合によっては、イオンプレーティング又はコーティング（例えば、バーコーティング）等の成膜法によってインピーダンス整合膜１０のための無孔の膜が形成されてもよい。
基材２２は、例えば１０〜１５０μｍの厚みを有し、望ましくは１５〜１００μｍの厚みを有する。これにより、基材２２の曲げ剛性が低く、かつ、インピーダンス整合膜１０を形成する場合に基材２２において皺の発生又は変形を抑制できる。
ドメイン１１は、例えば、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆ、図４Ｇ、及び図４Ｈに示すように構成されていてもよい。
図４Ａ〜図４Ｅに示す通り、ドメイン１１は、形状の異なる複数の開口部１２を有する限り、同一の形状の開口部１２を有していてもよい。また、図４Ｃ〜図４Ｅに示す通り、同一の形状の開口部１２が隣り合っていてもよい。このような場合でも、等間隔で形成された同一形状の開口部のみを開口部として有するインピーダンス整合膜と比べると、虹色の模様の発生が抑制されやすい。
図４Ｆに示す通り、ドメイン１１において、開口部１２の形状は円状であってもよい。この場合、ドメイン１１の形状は、例えば、平行四辺形状である。一方、ドメイン１１の形状は、正方形状又は長方形状であってもよい。
図４Ｇに示す通り、ドメイン１１において、開口部１２の形状は正六角形状であってもよい。この場合、ドメイン１１の形状は、例えば、平行四辺形状である。一方、ドメイン１１の形状は、正方形状又は長方形状であってもよい。
図４Ｈに示す通り、ドメイン１１において、開口部１２の形状は三角形状であってもよい。この場合、ドメイン１１の形状は、例えば、一対の平行四辺形が一辺を共有するように線対称に配置されることによって形成される六角形状である。
ドメイン１１において、開口部１１の形状は、他の多角形状又は楕円状であってもよい。ドメイン１１の形状は、他の多角形状であってもよい。
図１に示す通り、インピーダンス整合膜１０は、例えば、１種類のドメイン１１のみによって形成されている。インピーダンス整合膜１０は、２種類以上のドメイン１１によって形成されていてもよい。この場合、特定方向において、同一種類のドメイン１１が隣り合っていてもよいし、複数種類のドメイン１１が代わる代わる存在していてもよい。
図５Ａに示す通り、例えば、インピーダンス整合膜１０を用いて電波吸収体１ａを提供できる。電波吸収体１ａは、インピーダンス整合膜１０と、電波を反射する反射体３０と、誘電体層２０とを備えている。誘電体層２０は、インピーダンス整合膜１０の厚み方向においてインピーダンス整合膜１０と反射体３０との間に配置されている。
電波吸収体１ａは、例えば、λ／４型の電波吸収体である。電波吸収体１ａに吸収対象とする波長λOの電波が入射すると、インピーダンス整合膜１０の表面での反射（表面反射）による電波と、反射体３０における反射（裏面反射）による電波とが干渉するように、電波吸収体１ａが設計されている。λ／４型の電波吸収体においては、下記の式（１）に示す通り、誘電体層の厚みｔ及び誘電体層の比誘電率εrによって吸収対象の電波の波長λOが決定される。すなわち、誘電体層の比誘電率及び厚みを適宜調節することにより、吸収対象の波長の電波を設定できる。式（１）においてｓｑｒｔ（εr）は、比誘電率εrの平方根を意味する。
λO＝４ｔ×ｓｑｒｔ（εr） 式（１）
電波吸収体１ａは、例えば、１０ＧＨｚ以上の所定の周波数域において電波を吸収できるように構成されている。電波吸収体１ａが吸収可能な電波の周波数域の例は、以下の通りである。以下の電波は、各国において５Ｇ用の電波としての使用が検討されている。
２７．５〜２９．５ＧＨｚ
２７．５〜２８．３５ＧＨｚ
２４．２５〜２４．４５ＧＨｚ
２４．７５〜２５．２５ＧＨｚ
３７〜３８．６ＧＨｚ
３８．６〜４０ＧＨｚ
４７．２〜４８．２ＧＨｚ
６４〜７１ＧＨｚ
２４．２５〜２７．５ＧＨｚ
４０．５〜４３．５ＧＨｚ
６６〜７１ＧＨｚ
２４．７５〜２７．５ＧＨｚ
３７〜４２．５ＧＨｚ
２７．５〜２９．５ＧＨｚ
３１．８〜３３．４ＧＨｚ
３７〜４０．５ＧＨｚ
電波吸収体１ａが吸収可能な電波の周波数域の別の例は、以下の通りである。以下の電波は、ミリ波レーダー用の電波として利用されうる。
２１．６５〜２６．６５ＧＨｚ
６０〜６１ＧＨｚ
７６〜７７ＧＨｚ
７７〜８１ＧＨｚ
９４．７〜９５ＧＨｚ
１３９〜１４０ＧＨｚ
電波吸収体１ａは、例えば、１０ＧＨｚ以上の吸収ピーク周波数を有する。これにより、所望の高周波の電波を吸収できる。
吸収ピーク周波数ｆｐは、電波吸収体１ａに対し、反射減衰量|Ｓ|が最大となる電波の周波数である。反射減衰量|Ｓ|は、下記の式（２）で算出されるＳの絶対値である。式（２）において、Ｐ0は、測定対象に電波を所定の入射角度で入射させた場合における送信電波の電力であり、Ｐiは、その場合における受信電波の電力である。電波吸収体１ａに対する反射減衰量|Ｓ|の値は、例えば、アルミニウム等の基準金属の板材に電波を所定の入射角度で入射させた場合における反射減衰量|Ｓ|の値を０ｄＢとみなして決定される。電波吸収体１ａにおいて吸収ピーク周波数ｆｐの電波の表面反射が適切に生じ、電波吸収体１ａが吸収ピーク周波数ｆｐの電波を良好に吸収できる。
Ｓ［ｄＢ］＝１０×ｌｏｇ｜Ｐi／Ｐ0｜ 式（２）
電波吸収体１ａは、１０ＧＨｚ以上の所定の周波数域において、例えば、１０ｄＢ以上の反射減衰量を示し、望ましくは２０ｄＢ以上の反射減衰量を示す。
反射体３０は、吸収対象の電波を反射できる限り特定の形態に限定されない。反射体３０は、例えば透明導電膜である。この場合、反射体３０が透明性を有し、電波吸収体１ａの全体を透明にしやすい。透明導電膜をなす材料は、アルミニウム等の金属、合金、及び金属酸化物等の無機材料であってもよいし、導電性高分子及びカーボンナノチューブ等の有機材料であってもよい。反射体３０は、不透明な導電膜であってもよい。このような導電膜をなす材料は、アルミニウム等の金属、合金、及び金属酸化物等の無機材料であってもよいし、導電性高分子及びカーボンナノチューブ等の有機材料であってもよい。
透明導電膜は、例えば、透明導電膜の主面に沿って形成された複数の開口部３１を有する。このような構成によれば、反射体３０は、吸収対象の電波を適切に反射でき、かつ、所望の透明性を有しやすい。透明導電膜は無孔の膜であってもよい。
反射体３０が複数の開口部３１を有する場合、インピーダンス整合膜１０は、複数の貫通孔が形成された均一な厚みを有する膜であってもよいし、織物であってもよい。織物をなす繊維は、導電性高分子及びカーボンナノチューブ等の有機材料であってもよいし、金属及び合金等の無機材料であってもよい。
反射体３０における複数の開口部３１の形状は、特定の形状に限定されない。複数の開口部３１の形状は、例えば、平面視で、三角形状、正方形及び長方形等の四角形状、六角形状、その他の多角形状、円状、又は楕円状であってもよい。
反射体３０における複数の開口部３１の配置は、特定の配置に限定されない。複数の開口部３１は、例えば、複数の開口部３１の中心が正方形格子及び平行四辺形格子等の平面格子をなすように配置されていてもよい。
誘電体層２０は、例えば、２．０〜２０．０の比誘電率を有する。この場合、誘電体層２０の厚みを調整しやすく、電波吸収体１ａの電波吸収性能の調整が容易である。誘電体層２０の比誘電率は、例えば、空洞共振法に従って測定される１０ＧＨｚにおける比誘電率である。
誘電体層２０は、例えば、所定の高分子によって形成されている。誘電体層２０は、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系エラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、及びシクロオレフィンポリマーからなる群より選ばれる少なくとも１つの高分子を含む。この場合、誘電体層２０の厚みを調整しやすく、かつ、電波吸収体１ａの製造コストを低く保つことができる。誘電体層２０は、例えば、所定の樹脂組成物を熱プレスすることによって作製できる。
誘電体層２０は、単一の層として形成されていてもよいし、同一又は異なる材料でできた複数の層によって形成されていてもよい。誘電体層２０がｎ個の層（ｎは２以上の整数）を有する場合、誘電体層２０の比誘電率は、例えば、以下の様にして決定される。各層の比誘電率εiを測定する（ｉは、１〜ｎの整数）。次に、測定された各層の比誘電率εiにその層の厚みｔiの誘電体層２０の全体Ｔに対する厚みの割合を乗じて、εi×(ｔi／Ｔ)を求める。すべての層に対するεi×(ｔi／Ｔ)を加算することによって、誘電体層２０の比誘電率を決定できる。
図５Ａに示す通り、誘電体層２０は、例えば、第一層２１、第二層２２、及び第三層２３を備えている。第一層２１は、第二層２２と第三層２３との間に配置されている。第一層２１は、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、及びシクロオレフィンポリマーからなる群より選ばれる少なくとも１つの高分子を含む。
電波吸収体１ａにおいて、第二層２２は、インピーダンス整合膜１０にとっての基材を兼ねている。第二層２２は、例えば、インピーダンス整合膜１０よりも反射体３０に近い位置に配置されている。図５Ｂに示す通り、第二層２２は、インピーダンス整合膜１０よりも反射体３０から遠い位置に配置されていてもよい。この場合、第一層２１及び第三層２３によって誘電体層２０が構成される。この場合、第二層２２によって、インピーダンス整合膜１０及び誘電体層２０が保護され、電波吸収体１ａが高い耐久性を有する。この場合、例えば、インピーダンス整合膜１０が第一層２１に接触していてもよい。第二層２２の材料は、例えば、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（ＰＥＮ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、又はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）である。なかでも、良好な耐熱性と、寸法安定性と、製造コストとのバランスの観点から、第二層２２の材料は、望ましくはＰＥＴである。
電波吸収体１ａにおいて、第三層２３は、例えば、反射体３０を支持している。この場合、反射体３０は、例えば、スパッタリング、イオンプレーティング、又はコーティング（例えば、バーコーティング）等の方法を用いて第三層２３上に成膜することによって作製されてもよい。さらに、レーザー加工及びエッチング等によって複数の開口部３１が形成されてもよい。図５Ａに示す通り、第三層２３は、例えば、電波吸収体１ａにおいて、反射体３０よりもインピーダンス整合膜１０に近い位置に配置されており、誘電体層２０の一部を構成している。なお、図５Ｃに示す通り、第三層２３は、反射体３０よりもインピーダンス整合膜１０から遠い位置に配置されていてもよい。この場合、例えば、反射体３０が第一層２１に接触している。
第三層２３の材料として、例えば、第二層２２の材料として例示された材料を使用できる。第三層２３の材料は、第二層２２の材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。良好な耐熱性と、寸法安定性と、製造コストとのバランスの観点から、第三層２３の材料は、望ましくはＰＥＴである。
第三層２３は、例えば１０〜１５０μｍの厚みを有し、望ましくは１５〜１００μｍの厚みを有する。これにより、第三層２３の曲げ剛性が低く、かつ、反射体３０を形成する場合に第三層２３において皺の発生又は変形を抑制できる。なお、第三層２３は、場合によっては省略可能である。
第一層２１は、複数の層によって構成されていてもよい。特に、図５Ｂ又は図５Ｃに示す通り、インピーダンス整合膜１０及び反射体３０の少なくとも１つに第一層２１が接触している場合に、第一層２１は複数の層によって構成されうる。
第一層２１は、粘着性を有していてもよいし、粘着性を有していなくてもよい。第一層２１が粘着性を有する場合、第一層２１の両主面の少なくとも一方に粘着層が接して配置されてもよいし、その両主面に接するように粘着層が配置されていなくてもよい。第一層２１が粘着性を有しない場合、望ましくは、第一層２１の両主面に接して粘着層が配置される。なお、誘電体層２０が第二層２２を含む場合、第二層２２が粘着性を有しなくても、第二層２２の両主面に接するように粘着層が配置されなくてもよい。この場合、第二層２２の一方の主面に接して粘着層が配置されうる。誘電体層２０が第三層２３を含む場合、第三層２３が粘着性を有しなくても、第三層２３の両主面に接して粘着層が配置されなくてもよい。この場合、第三層２３の少なくとも一方の主面に接して粘着層が配置されうる。粘着層は、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、又はウレタン系粘着剤を含んでいる。粘着剤を含む粘着層の厚みは、特定の値に限定されないが、例えば３〜５０μｍであり、望ましくは５〜３０μｍである。
電波吸収体１ａは、誘電損失材料及び磁性損失材料の少なくとも１つを含んでいてもよい。換言すると、電波吸収体１ａは、誘電損失型の電波吸収体であってもよいし、磁性損失型の電波吸収体であってもよい。誘電体層２０が、誘電損失材料及び磁性損失材料の少なくとも１つを含んでいてもよい。インピーダンス整合膜１０をなす材料は磁性体であってもよい。
電波吸収体１ａは、様々な観点から変更可能である。例えば、電波吸収体１ａは、図６に示す電波吸収体１ｂのように変更されてもよい。電波吸収体１ｂは、特に説明する部分を除き、電波吸収体１ａと同様に構成されている。電波吸収体１ａの構成要素と同一又は対応する電波吸収体１ｂの構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。電波吸収体１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り電波吸収体１ｂにも当てはまる。
図６に示す通り、電波吸収体１ｂは、粘着層４０ａをさらに備えている。電波吸収体１ｂにおいて、反射体３０は、誘電体層２０と粘着層４０ａとの間に配置されている。
例えば、所定の物品に粘着層４０ａを接触させて電波吸収体１ｂを押し当てることによって、電波吸収体１ｂを物品に貼り付けることができる。これにより、電波吸収体付物品を得ることができる。
粘着層４０ａは、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、又はウレタン系粘着剤を含んでいる。電波吸収体１ｂは、セパレータ（図示省略）をさらに備えていてもよい。この場合、セパレータは、粘着層４０ａを覆っている。セパレータは、典型的には、粘着層４０ａを覆っているときに粘着層４０ａの粘着力を保つことができ、かつ、粘着層４０ａから容易に剥離できるフィルムである。セパレータは、例えば、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂製のフィルムである。セパレータを剥離することによって粘着層４０ａが露出し、電波吸収体１ｂを物品に貼り付けることができる。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。まず、実施例及び比較例に関する評価方法について説明する。
［ＴＥＭ観察］
集束イオンビーム加工観察装置（日立ハイテクノロジーズ社製、製品名：ＦＢ−２０００Ａ）を用いて、実施例及び比較例に係る無孔膜及び実施例及び比較例に係る合金膜付フィルムにおける合金膜の断面観察用サンプルを作製した。その後、電界放射型透過電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製、製品名：ＨＦ−２０００）を用いて、断面観察用サンプルを観察し、実施例及び比較例に係る無孔膜の厚みを測定した。この無孔膜の厚みを、実施例及び比較例に係る合金膜付フィルムにおける合金膜の厚みとみなした。
［シート抵抗］
ナプソン社製の非接触式抵抗測定装置NC-80LINEを用いて、日本産業規格JIS Z 2316に準拠して、渦電流法によって各実施例及び各比較例に係る合金膜付フィルムにおける合金膜のシート抵抗を測定した。結果を表２に示す。
［外観の確認］
各実施例及び比較例に係るサンプルの合金膜付フィルムに白色光源からの光を照射した状態で、虹色の模様が確認されるか否かを確認し、虹色の模様が確認されなかった場合を「Ａ」と評価し、虹色の模様が確認された場合を「Ｘ」と評価した。結果を表２に示す。
［電波吸収性能］
JIS R 1679:2007を参考に、アンリツ社製のベクトルネットワークアナライザーを用いて、サンプルホルダーに固定された各実施例及び各比較例に係るサンプルに対し、６０〜９０ＧＨｚの周波数の電波を０°の入射角度で入射させ、上記の式（２）に従って各周波数における反射減衰量|Ｓ|を特定した。なお、各実施例及び各比較例に係るサンプルの代わりに、アルミニウム製の板材をサンプルホルダーに固定してこの板材に電波を垂直に入射させた場合の反射減衰量|Ｓ|を０ｄＢとみなして各サンプルの反射減衰量|Ｓ|を決定した。この板材は３０ｃｍ平方の面寸法を有し、この板材の厚みは５ｍｍであった。各サンプルにおける反射減衰量|Ｓ|の最大値、その最大値を示す周波数（吸収ピーク周波数ｆｐ）を決定した。反射減衰量|Ｓ|の最大値が１０ｄＢ以上である場合に良好な電波吸収性能を有すると評価できる。結果を表２に示す。
＜実施例１＞
Ａｌ（アルミニウム）のターゲット材及びＳｉ（ケイ素）のターゲット材を用い、かつ、プロセスガスとしてアルゴンガスを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリングを行い、ＰＥＴフィルムの上にＡｌ−Ｓｉ合金膜を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリングにおいて、Ａｌ（アルミニウム）のターゲット材が関与する放電と、Ｓｉ（ケイ素）のターゲット材が関与する放電とを同時に行った。このようにして、ＰＥＴフィルムの上に実施例１に係る無孔膜を形成した。この無孔膜は、３０ｎｍの厚みを有していた。次に、メタルレーザーパターン加工機を用いて、実施例１に係る無孔膜に１６個の開口部を有する２８０μｍ平方の正方形状のドメインが主面に沿って繰り返し形成されるように開口部を形成した。ドメインにおいて、表１に示す寸法の正方形状又は長方形状の１６個の開口部がマトリクス状に形成されていた。表１の各セルにおいて、左側の数値がマトリクスの行に沿って延びる方向における開口部の寸法を示し、右側の数値がマトリクスの列に沿って延びる方向における開口部の寸法を示す。最近接の開口部同士の距離は１０μｍであった。
Figure 2021164011
１０重量％のＳｎＯ2を含有するＩＴＯのターゲット材を用い、プロセスガスとしてアルゴン及び酸素を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリングを行い、ＰＥＴフィルムの上にＩＴＯ膜を形成した。その後、温度１５０℃の条件でＩＴＯ膜のアニール処理を１時間行って、ＩＴＯを多結晶化させ、反射体付フィルムを得た。反射体付フィルムの反射体のシート抵抗は２０Ω／□であった。次に、２．６の比誘電率を有するアクリル樹脂を５５０μｍの厚みに成形して、アクリル樹脂層Ａを得た。実施例１に係る合金膜付フィルムの合金膜がアクリル樹脂層Ａに接触するように実施例１に係る合金膜付フィルムをアクリル樹脂層Ａに重ねた。次に、反射体付フィルムにおけるＩＴＯがアクリル樹脂層Ａに接触するように反射体付フィルムをアクリル樹脂層Ａに重ねた。このようにして、実施例１に係るサンプルを得た。
＜比較例１＞
実施例１と同様にして、ＰＥＴフィルムの上に比較例１に係る無孔膜を形成した。無孔膜の厚みは、３０ｎｍであった。次に、メタルレーザーパターン加工機を用いて、比較例１に係る無孔膜に正方格子をなすように正方形状の複数の開口部を等間隔で形成し、比較例１に係る合金膜付フィルムを得た。比較例１に係る合金膜付フィルムの平面視において、複数の開口部が等間隔で配置された方向における開口部の大きさは３５μｍであり、最近接の開口部同士の距離は１０μｍであった。
実施例１に係る合金膜付フィルムの代わりに、比較例１に係る合金膜付フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１に係るサンプルを得た。
Figure 2021164011
１ａ、１ｂ 電波吸収体
１０ インピーダンス整合膜
１０ｆ 主面
１１ ドメイン
１２ 開口部
２０ 誘電体層
３０ 反射体

Claims (9)

  1. 複数のドメインからなるインピーダンス整合膜であって、
    前記ドメインは、形状の異なる複数の開口部を有し、
    前記複数の開口部のそれぞれは、前記複数のドメインにおいて当該インピーダンス整合膜の主面に沿って特定方向に周期的に配置されており、
    前記特定方向における前記ドメインの大きさは、５０μｍ以上である、
    インピーダンス整合膜。
  2. 前記特定方向は、互いに交差する複数の並び方向を含む、請求項１に記載のインピーダンス整合膜。
  3. 前記ドメインにおいて前記開口部同士が隣り合っている、請求項１又は２に記載のインピーダンス整合膜。
  4. 前記ドメインに含まれる前記複数の開口部のそれぞれの周長の平均値は、５０００μｍ以下である、請求項１又は２に記載のインピーダンス整合膜。
  5. 前記ドメインに含まれる前記複数の開口部のすべての形状が互いに異なる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のインピーダンス整合膜。
  6. ２００〜１０００Ω／□のシート抵抗を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のインピーダンス整合膜。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のインピーダンス整合膜と、
    電波を反射する反射体と、
    前記インピーダンス整合膜の厚み方向において前記インピーダンス整合膜と前記反射体との間に配置された誘電体層と、を備えた、
    電波吸収体。
  8. 前記反射体は、透明導電膜である、請求項７に記載の電波吸収体。
  9. １０ＧＨｚ以上の吸収ピーク周波数を有する、請求項７又は８に記載の電波吸収体。
JP2020061583A 2020-03-30 2020-03-30 インピーダンス整合膜及び電波吸収体 Pending JP2021164011A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020061583A JP2021164011A (ja) 2020-03-30 2020-03-30 インピーダンス整合膜及び電波吸収体
US17/915,681 US20230139063A1 (en) 2020-03-30 2021-03-08 Impedance-matching membrane and radio-wave-absorbing body
PCT/JP2021/008918 WO2021199928A1 (ja) 2020-03-30 2021-03-08 インピーダンス整合膜及び電波吸収体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020061583A JP2021164011A (ja) 2020-03-30 2020-03-30 インピーダンス整合膜及び電波吸収体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021164011A true JP2021164011A (ja) 2021-10-11

Family

ID=77929042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020061583A Pending JP2021164011A (ja) 2020-03-30 2020-03-30 インピーダンス整合膜及び電波吸収体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230139063A1 (ja)
JP (1) JP2021164011A (ja)
WO (1) WO2021199928A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021163794A (ja) * 2020-03-30 2021-10-11 日東電工株式会社 電波吸収体

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007046527A1 (ja) * 2005-10-21 2007-04-26 Nitta Corporation 通信改善用シート体ならびにそれを備えるアンテナ装置および電子情報伝達装置
JP2008270793A (ja) * 2007-03-27 2008-11-06 Nitta Ind Corp 電磁波吸収体および建材ならびに電磁波吸収方法
JP2010010612A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Asahi Glass Co Ltd 電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法
EP2259329A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-08 Institut de Ciències Fotòniques, Fundació Privada Metal transparent conductors with low sheet resistance
EP2795628B1 (en) * 2011-12-22 2020-02-19 3M Innovative Properties Company Electrically conductive article with high optical transmission

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021199928A1 (ja) 2021-10-07
US20230139063A1 (en) 2023-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021199920A1 (ja) インピーダンス整合膜及び電波吸収体
JP6916965B2 (ja) 制御可能な波吸収メタマテリアル
WO2021199928A1 (ja) インピーダンス整合膜及び電波吸収体
CN116670927A (zh) 结构体和建筑材料
WO2021199921A1 (ja) 電波吸収体
WO2021049284A1 (ja) インピーダンス整合膜及び電波吸収体
CN112164874B (zh) 基于数字电磁超表面的低rcs宽带印刷缝隙天线
Khan et al. Transparent conformal metasurface absorber for ultrawideband radar cross section reduction
US20220190483A1 (en) Impedance matching film for radio wave absorber, impedance matching film-attached film for radio wave absorber, radio wave absorber, and laminate for radio wave absorber
US5225284A (en) Absorbers
WO2022209095A1 (ja) アンテナフィルム
Littman et al. Fabrication of RF elements on thin plastic substrate using laser engraving technique
US20220159884A1 (en) Radio wave absorber and kit for radio wave absorber
CN107732378A (zh) 倍频空间滤波器
EP2560235B1 (en) Artificial microstructure and artificial electromagnetic material using same
TW202207523A (zh) 天線裝置
CN112134020A (zh) 基于相位梯度超表面阵列天线
CN117594988A (zh) 一种基于陶瓷薄膜的光学透明超宽带宽角度超材料吸波体
JP7492072B1 (ja) 電磁波反射板および電磁波反射装置
CN221701766U (zh) 可拉伸导电织物、电子装置
WO2022118719A1 (ja) 電波吸収体及び電波吸収体用積層体
Wan et al. Broadband optically transparent microwave absorber made of interdigital metasurfaces in rotational symmetry with a single air spacer
CN115810919A (zh) 一种覆盖3.7-43.5GHz的超宽带透明电磁吸波器
Sivasamy et al. Design and Fabrication of a Miniaturized Microwave Absorber With Wide Band Absorption Characteristics
Sharma et al. Bipartite dielectric Huygens’ metasurface for anomalous refraction