JP2022545340A - アンテナシステムに使用するためのポリマー組成物 - Google Patents

Abstract

ポリマーマトリックス内に分配された誘電材料を含むポリマー組成物が提供される。誘電材料は、約０．１オーム・ｃｍ～約１×１０１２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有し、ポリマーマトリックスは少なくとも１種のサーモトロピック液晶ポリマーを含有し、さらにポリマー組成物は、２ＧＨｚの周波数で決定される約４以上の比誘電率および約０．３以下の誘電正接を示す。【選択図】図１

Description

関連出題の相互参照
[0001]本出願は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年８月２１日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／８８９，７９２号；２０１９年９月１０日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／８９８，１８８号；２０１９年１０月２４日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／９２５，２７１号；２０１９年１２月２０日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／９５１，０３３号；２０２０年１月７日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／９５８，００３号；２０２０年２月１０日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／９７２，２０１号；２０２０年５月１４日の出願日を有する米国仮特許出願第６３／０２４，５７９号；および２０２０年６月１５日の出願日を有する米国仮出願第６３／０３８，９８０号の出願利益を主張する。

[0002]種々の電子構成部品のアンテナシステムを形成するために、成形回路部品（ｍｏｌｄｅｄ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｄｅｖｉｃｅ）（「ＭＩＤ」）は、多くの場合、その上に導電素子または経路が形成されるプラスチック基板を含有する。したがって、そのようなＭＩＤデバイスは、集積印刷導体または回路レイアウトを有する三次元成型部品である。レーザー直接構造化（「ＬＤＳ」）プロセスを使用したＭＩＤの形成がますます普及しており、このプロセスでは、コンピュータ制御されたレーザービームがプラスチック基板上を移動し、導電路が位置すべき場所でその表面を活性化する。レーザー直接構造化プロセスを用いると、１５０ミクロン以下の導電素子の幅および間隔を得ることができる。結果として、このプロセスから形成されるＭＩＤは、最終用途における空間および重量を削減する。レーザー直接構造化の別の利点は、その柔軟性である。レーザー直接構造化ＭＩＤデバイスのプラスチック基板を形成するために種々の材料が提案されてきた。例えば、１つのそのような材料は、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン（「ＡＢＳ」）、銅クロム酸化物スピネルおよびビスフェノールＡジフェニルホスフェート（「ＢＰＡＤＰ」）難燃剤のブレンドである。しかし、そのような材料に関する１つの問題は、難燃剤が組成物の機械的特性（例えば、荷重変形温度）に悪影響を及ぼす傾向があり、そのためレーザー直接構造化プロセスでの使用が困難であることである。そのような材料はまた、高温耐性を必要とする鉛フリーはんだ付けプロセス（表面実装技術）に好適ではない。別の問題は、材料が低い比誘電率および高い誘電正接（dissipation factor）を有する傾向にあり、そのためデバイスに１つより多くのアンテナを含むことが所望される用途での使用が困難であることである。

[0003]したがって、アンテナシステムに使用するための、比較的高い比誘電率および低い誘電正接を有するポリマー組成物に対する必要性が存在する。

[0004]本発明の一実施形態によると、ポリマーマトリックス中に分配された誘電材料を含むポリマー組成物が開示される。誘電材料は、約０．１オーム・ｃｍ～約１×１０^１２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する。ポリマーマトリックスは、少なくとも１種のサーモトロピック液晶ポリマーを含有し、ポリマー組成物は、２ＧＨｚの周波数で決定される約４以上の比誘電率および約０．３以下の誘電正接を示す。

[0005]本発明の他の特色および態様が、以下により詳細に記載される。
[0006]本発明の完全かつ実施可能な開示が、当業者に対するその最良の形態を含め、添付の図面への参照を含む本明細書の残り部分でより詳細に記載される。

[0007]アンテナシステムを利用できる電子構成部品の一実施形態の正面斜視図である。 アンテナシステムを利用できる電子構成部品の一実施形態の背面斜視図である。 [0008]アンテナシステムの一実施形態のための例示的な逆Ｆアンテナ共振素子の上面図である。 [0009]アンテナシステムの一実施形態のための例示的なモノポールアンテナ共振素子の上面図である。 [0010]アンテナシステムの一実施形態のための例示的なスロットアンテナ共振素子の上面図である。 [0011]アンテナシステムの一実施形態のための例示的なパッチアンテナ共振素子の上面図である。 [0012]アンテナシステムの一実施形態のための例示的な多分岐逆Ｆアンテナ共振素子の上面図である。 [0013]本開示の態様による基地局、１つまたは複数の中継局、１つまたは複数のユーザコンピューティングデバイス、１つもしくは複数またはそれ以上のＷｉ－Ｆｉリピーターを含む５Ｇアンテナシステムの図である。 [0014]本開示の態様による５Ｇアンテナを含む例示的なユーザコンピューティングデバイスを上から見た図である。 [0015]本開示の態様による５Ｇアンテナを含む、図９Ａの例示的なユーザコンピューティングデバイスの側面図である。 [0016]図９Ａのユーザコンピューティングデバイスの一部の拡大図である。 [0017]本開示の態様による同一平面導波管アンテナアレイ構成の側面図である。 [0018]本開示の態様による大規模多入力多出力構成のためのアンテナアレイの図である。 [0019]本開示の態様によるレーザー直接構造化によって形成されたアンテナアレイの図である。 [0020]本開示の態様による例示的なアンテナ構成の図である。 [0021]図１３Ａは、アンテナシステムを形成するために使用可能なレーザー直接構造化製造方法の簡潔なシーケンス図である。 図１３Ｂは、アンテナシステムを形成するために使用可能なレーザー直接構造化製造方法の簡潔なシーケンス図である。 図１３Ｃは、アンテナシステムを形成するために使用可能なレーザー直接構造化製造方法の簡潔なシーケンス図である。

[0022]本考察は、例示的な実施形態の説明にすぎず、本発明のより広範な態様を制限するものではないことが当業者によって理解される。
[0023]概して、本発明は、サーモトロピック液晶ポリマーを含むポリマーマトリックス内に分配された誘電材料を含有するポリマー組成物に関する。本発明者らは、組成物の種々の態様（例えば、誘電材料の体積抵抗率）を選択的に制御することにより、得られる組成物がアンテナシステムに使用するための高い比誘電率と低い誘電正接の独特な組合せを維持できることを発見した。例えばポリマー組成物は、２ＧＨｚの周波数でスプリットポスト共振法によって決定して、約４以上、一部の実施形態では約８以上、一部の実施形態では約１０以上、一部の実施形態では約１０～約３０、一部の実施形態では約１１～約２５、一部の実施形態では約１２～約２４の高い比誘電率を示してもよい。そのような高い比誘電率は、薄い基板を形成する能力を促進させ、さらにほんの最小レベルの電気的干渉と同時に動作する複数の導電素子（例えば、アンテナ）の利用を可能にすることができる。エネルギー損失率の測定値である誘電正接も比較的低い場合があり、例えば２ＧＨｚの周波数でスプリットポスト共振法によって決定して、約０．３以下、一部の実施形態では約０．１以下、一部の実施形態では約０．０６以下、一部の実施形態では約０．０４以下、一部の実施形態では約０．０１以下、一部の実施形態では約０．００１～約０．００６であってもよい。特に、本発明者はまた、比誘電率および誘電正接は、約－３０℃～約１００℃の温度などの種々の温度に曝露された場合でも上述の範囲内に維持できることを驚くべきことに発見した。例えば、本明細書に記載される熱サイクル試験に供された場合、熱サイクリング後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は、約０．８以上、一部の実施形態では約０．９以上、一部の実施形態では約０．９１～約１であってもよい。同様に、高温への曝露後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、約１．３以下、一部の実施形態では約１．２以下、一部の実施形態では約１．１以下、一部の実施形態では約１．０以下、一部の実施形態では約０．９５以下、一部の実施形態では約０．１～約０．９、一部の実施形態では約０．２～約０．８であってもよい。誘電正接の変化（すなわち、初期誘電正接－熱サイクリング後の誘電正接）も、約－０．１～約０．１、一部の実施形態では約－０．０５～約０．０１、一部の実施形態では約－０．００１～０の範囲でありうる。

[0024]従来的に、高い比誘電率と低い誘電正接の組合せを有するポリマー組成物は、特定の種類の用途でのそれらの使用を可能とするのに十分良好な熱的、機械的特性および加工容易性（すなわち、低粘度）を同時に有さないと考えられていた。しかし、従来の思想とは対照的に、ポリマー組成物は、優れた熱的、機械的特性および加工性の両方を有することが見出された。組成物の溶融温度は、例えば約２５０℃～約４４０℃、一部の実施形態では約２７０℃～約４００℃、一部の実施形態では約３００℃～約３８０℃であってもよい。そのような溶融温度であっても、短期的な耐熱性の測定値である荷重たわみ温度（「ＤＴＵＬ」）の溶融温度に対する比は、依然として比較的高いままであってもよい。例えば、比は約０．５～約１．００、一部の実施形態では約０．６～約０．９５、一部の実施形態では約０．６５～約０．８５の範囲であってもよい。特定のＤＴＵＬ値は、例えば約２００℃～約３５０℃、一部の実施形態では約２１０℃～約３２０℃、一部の実施形態では約２３０℃～約２９０℃の範囲であってもよい。そのような高いＤＴＵＬ値は、とりわけ、構造体と電気構成部品の他の構成部品を嵌合するための高速かつ確実な表面実装プロセスを使用可能とすることができる。

[0025]さらに、ポリマー組成物は、薄い基板を形成する際に有用な高い衝撃強度を有してもよい。組成物は、例えば温度２３℃でＩＳＯ試験Ｎｏ．ＩＳＯ １７９－１：２０１０に従って決定して、約０．５ｋＪ／ｍ^２以上、一部の実施形態では約１～約６０ｋＪ／ｍ^２、一部の実施形態では約５～約５０ｋＪ／ｍ^２、一部の実施形態では約２０～約４５ｋＪ／ｍ^２のノッチ付きシャルピー衝撃強度を有してもよい。組成物の引張および曲げ機械的特性も良好である場合がある。例えば、ポリマー組成物は、約２０～約５００ＭＰａ、一部の実施形態では約５０～約４００ＭＰａ、一部の実施形態では約７０～約３５０ＭＰａの引張強度；約０．４％以上、一部の実施形態では約０．５％～約１０％、一部の実施形態では約０．６％～約３．５％の引張破断歪み；および／または約５，０００ＭＰａ～約２０，０００ＭＰａ、一部の実施形態では約８，０００ＭＰａ～約２０，０００ＭＰａ、一部の実施形態では約１０，０００ＭＰａ～約２０，０００ＭＰａの引張弾性率を示してもよい。引張特性は、温度２３℃でＩＳＯ試験Ｎｏ．５２７：２０１２に従って決定されてもよい。さらに、ポリマー組成物は、約２０～約５００ＭＰａ、一部の実施形態では約５０～約４００ＭＰａ、一部の実施形態では約１００～約３５０ＭＰａの曲げ強度；約０．４％以上、一部の実施形態では約０．５％～約１０％、一部の実施形態では約０．６％～約３．５％の曲げ伸び；および／または約５，０００ＭＰａ～約２０，０００ＭＰａ、一部の実施形態では約８，０００ＭＰａ～約２０，０００ＭＰａ、一部の実施形態では約１０，０００ＭＰａ～約１５，０００ＭＰａの曲げ弾性率を示してもよい。曲げ特性は、温度２３℃で１７８：２０１０に従って決定されてもよい。

[0026]ここで、本発明の種々の実施形態をより詳細に記載する。
Ｉ．ポリマー組成物
Ａ．ポリマーマトリックス
[0027]ポリマーマトリックスは、１種または複数の液晶ポリマーを、概して全ポリマー組成物の約１５ｗｔ．％～約８５ｗｔ．％、一部の実施形態では約２０ｗｔ．％～約７５ｗｔ．％、一部の実施形態では約３０ｗｔ．％～約５０ｗｔ．％の量で含有する。液晶ポリマーは、一般的に棒状構造を有し、それらの溶融状態（例えば、サーモトロピックネマチック状態）で結晶挙動を示すことができる限り、「サーモトロピック」と分類される。ポリマー組成物に利用される液晶ポリマーは、典型的に約２００℃以上、一部の実施形態では約２２０℃～約３５０℃、一部の実施形態では約２４０℃～約３００℃の溶融温度を有する。溶融温度は、示差走査熱量測定（「ＤＳＣ」）を使用し当技術分野で周知のように決定されてもよく、例えばＩＳＯ試験Ｎｏ．１１３５７－３：２０１１によって決定されてもよい。そのようなポリマーは、当技術分野で公知のように、１つまたは複数の種類の繰り返し単位から形成されてもよい。液晶ポリマーは、例えば、以下の式（Ｉ）：

（式中、
環Ｂは、置換または非置換の６員アリール基（例えば、１，４－フェニレンまたは１，３－フェニレン）、置換または非置換の５または６員アリール基に縮合した置換または非置換の６員アリール基（例えば２，６－ナフタレン）、あるいは置換または非置換の５または６員アリール基に連結した置換または非置換の６員アリール基（例えば４，４－ビフェニレン）であり；
Ｙ_１およびＹ_２は、独立してＯ、Ｃ（Ｏ）、ＮＨ、Ｃ（Ｏ）ＨＮ、またはＮＨＣ（Ｏ）である）
によって一般的に表される１つまたは複数の芳香族エステル繰り返し単位を含有してもよい。

[0028]典型的に、Ｙ_１およびＹ_２の少なくとも１つはＣ（Ｏ）である。そのような芳香族エステル繰り返し単位の例として、例えば芳香族ジカルボン酸繰り返し単位（式Ｉ中Ｙ_１およびＹ_２はＣ（Ｏ）である）、芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位（式Ｉ中Ｙ_１はＯであり、Ｙ_２はＣ（Ｏ）である）、ならびにこれらの種々の組合せを挙げることができる。

[0029]例えば、４－ヒドロキシ安息香酸；４－ヒドロキシ－４’－ビフェニルカルボン酸；２－ヒドロキシ－６－ナフトエ酸；２－ヒドロキシ－５－ナフトエ酸；３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸；２－ヒドロキシ－３－ナフトエ酸；４’－ヒドロキシフェニル－４－安息香酸；３’－ヒドロキシフェニル－４－安息香酸；４’－ヒドロキシフェニル－３－安息香酸など、ならびにこれらのアルキル、アルコキシ、アリール、およびハロゲン置換体、ならびにこれらの組合せなどの芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位が利用されてもよい。特に好適な芳香族ヒドロキシカルボン酸は、４－ヒドロキシ安息香酸（「ＨＢＡ」）および６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸（ＨＮＡ）である。利用される場合、ヒドロキシカルボン酸（例えばＨＢＡおよび／またはＨＮＡ）に由来する繰り返し単位は、典型的にポリマーの約２０ｍｏｌ．％以上、一部の実施形態では約３０ｍｏｌ．％～約７０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約３５ｍｏｌ．％～６０ｍｏｌ．％を構成する。

[0030]テレフタル酸、イソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル－４，４’－ジカルボン酸、１，６－ナフタレンジカルボン酸、２，７－ナフタレンジカルボン酸、４，４’－ジカルボキシビフェニル、ビス（４－カルボキシフェニル）エーテル、ビス（４－カルボキシフェニル）ブタン、ビス（４－カルボキシフェニル）エタン、ビス（３－カルボキシフェニル）エーテル、ビス（３－カルボキシフェニル）エタンなど、ならびにこれらのアルキル、アルコキシ、アリール、およびハロゲン置換体、ならびにこれらの組合せなどの芳香族ジカルボン酸に由来する芳香族ジカルボン酸繰り返し単位も利用されてもよい。特に好適な芳香族ジカルボン酸として、例えばテレフタル酸（「ＴＡ」）、イソフタル酸（「ＩＡ」）、および２，６－ナフタレンジカルボン酸（「ＮＤＡ」）を挙げることができる。利用される場合、芳香族ジカルボン酸（例えば、ＩＡ、ＴＡ、および／またはＮＤＡ）に由来する繰り返し単位は、典型的にポリマーの約１ｍｏｌ．％～約５０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１０ｍｏｌ．％～約４５ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約２０ｍｏｌ．％～約４０ｍｏｌ．％を構成する。

[0031]他の繰り返し単位もポリマーに利用することができる。例えば、特定の実施形態では、ヒドロキノン、レゾルシノール、２，６－ジヒドロキシナフタレン、２，７－ジヒドロキシナフタレン、１，６－ジヒドロキシナフタレン、４，４’－ジヒドロキシビフェニル（または４，４’－ビフェノール）、３，３’－ジヒドロキシビフェニル、３，４’－ジヒドロキシビフェニル、４，４’－ジヒドロキシビフェニルエーテル、ビス（４－ヒドロキシフェニル）エタンなど、ならびにこれらのアルキル、アルコキシ、アリールおよびハロゲン置換体、ならびにこれらの組合せなどの芳香族ジオールに由来する繰り返し単位が利用されてもよい。特に好適な芳香族ジオールとして、例えばヒドロキノン（「ＨＱ」）および４，４’－ビフェノール（「ＢＰ」）を挙げることができる。利用される場合、芳香族ジオール（例えば、ＨＱおよび／またはＢＰ）に由来する繰り返し単位は、典型的にポリマーの約１ｍｏｌ．％～約５０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１０～約４５ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約２０ｍｏｌ．％～約４０ｍｏｌ．％を構成する。また、芳香族アミド（例えばアセトアミノフェン（「ＡＰＡＰ」））、および／または芳香族アミン（例えば、４－アミノフェノール（「ＡＰ」））、３－アミノフェノール、１，４－フェニレンジアミン、１，３－フェニレンジアミンなど）に由来するものなどの繰り返し単位が利用されてもよい。利用される場合、芳香族アミド（例えば、ＡＰＡＰ）および／または芳香族アミン（例えば、ＡＰ）に由来する繰り返し単位は、典型的に、ポリマーの約０．１ｍｏｌ．％～約２０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約０．５ｍｏｌ．％～約１５ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１ｍｏｌ．％～約１０ｍｏｌ．％を構成する。また、ポリマーに種々の他のモノマー繰り返し単位が導入されてもよいことが理解されるべきである。例えば、特定の実施形態では、ポリマーは、脂肪族または脂環式ヒドロキシカルボン酸、ジカルボン酸、ジオール、アミド、アミンなどの非芳香族モノマーに由来する１つまたは複数の繰り返し単位を含有してもよい。当然ながら、他の実施形態では、ポリマーは非芳香族（例えば、脂肪族または脂環式）モノマーに由来する繰り返し単位を含まないという点で「全芳香族」であってもよい。

[0032]必ずしも必要ではないが、液晶ポリマーは、ナフタレン－２，６－ジカルボン酸（「ＮＤＡ」）、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸（「ＨＮＡ」）またはこれらの組合せなどの、ナフテン系ヒドロキシカルボン酸およびナフテン系ジカルボキシ酸に由来する繰り返し単位を比較的高い含有量で含有する限り、「高ナフテン」ポリマーであってもよい。つまり、ナフテン系ヒドロキシカルボン酸および／またはジカルボン酸（例えば、ＮＤＡ、ＨＮＡまたはＨＮＡとＮＤＡの組合せ）に由来する繰り返し単位の合計量は、典型的にポリマーの約１０ｍｏｌ．％以上、一部の実施形態では約１５ｍｏｌ．％以上、一部の実施形態では約２０ｍｏｌ．％～約６０ｍｏｌ．％である。多くの従来の「低ナフテン」ポリマーと異なり、得られる「高ナフテン」ポリマーは、良好な熱的および機械的特性を示すことができると考えられる。１つの特定の実施形態では、例えばナフタレン－２，６－ジカルボン酸（「ＮＤＡ」）に由来する繰り返し単位は、ポリマーの約１０ｍｏｌ．％～約４０ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１２ｍｏｌ．％～約３５ｍｏｌ．％、一部の実施形態では約１５ｍｏｌ．％～約３０ｍｏｌ．％を構成してもよい。

Ｂ．誘電材料
[0033]所望の誘電特性の達成を促すために、ポリマー組成物は誘電材料も含有する。誘電材料は、典型的に組成物の約１０ｗｔ．％～約７０ｗｔ．％、一部の実施形態では約２０ｗｔ．％～約６０ｗｔ．％、一部の実施形態では約３０ｗｔ．％～約５０ｗｔ．％の量で利用される。上述のように、誘電材料の体積抵抗率は、概して半導電性の性質であるように選択的に制御される。例えば、誘電材料は、例えばＡＳＴＭ Ｄ２５７－１４に従って約２０℃の温度で決定される、約０．１オーム・ｃｍ～約１×１０^１２オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約０．５オーム・ｃｍ～約１×１０^１１オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約１～約１×１０^１０オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約２～約１×１０^８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有してもよい。これは、所望の体積抵抗率を有する単一の材料を選択することによって、または得られるブレンドが所望の体積抵抗を有するように複数の材料をまとめて（例えば、絶縁性および導電性）ブレンドすることによって達成されてもよい。

[0034]一実施形態では、例えば、電荷（または分極）対電圧の線形応答を示しうる無機酸化物材料が利用されてもよい。これらの材料は、印加された電場が除去された後、結晶構造内で電荷の総可逆的分極を示してもよい。この目的に好適な無機酸化物材料として、例えば強誘電性および／または常誘電性材料を挙げることができる。好適な強誘電性材料の例として、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ_３）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ_３）、チタン酸ストロンチウムバリウム（ＳｒＢａＴｉＯ_３）、ニオブ酸ナトリウムバリウム（ＮａＢａ_２Ｎｂ_５Ｏ_１５）、ニオブ酸カリウムバリウム（ＫＢａ_２Ｎｂ_５Ｏ_１５）、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ_３）、チタナイト（ＣａＴｉＳｉＯ_５）、およびこれらの組合せが挙げられる。さらに好適な常誘電性材料の例として、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）など、およびこれらの組合せが挙げられる。特に好適な無機酸化物材料は、ＴｉＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＭｇＴｉＯ_３、ＢａＳｒＴｉ_２Ｏ_６およびＺｎＯを含む粒子である。当然ながら、他の種類の無機酸化物材料（例えば、マイカ）も誘電材料として利用可能である。グラファイト、カーボンブラックなどの炭素材料も同様に利用することができる。

[0035]誘電材料の形状およびサイズは特に限定されず、粒子、微粉末、繊維、ウィスカー、テトラポッド、プレートなどが挙げられてもよい。例えば一実施形態では、誘電材料は、約０．０１～約１００マイクロメートル、一部の実施形態では約０．１０～約２０マイクロメートルの平均直径を有する粒子を含んでもよい。別の実施形態では、誘電材料は、約０．１～約３５マイクロメートル、一部の実施形態では約０．２～約２０マイクロメートル、一部の実施形態では約０．５～約１５マイクロメートルの平均直径を有する繊維および／またはウィスカーを含んでもよい。利用される場合、ウィスカーは、約１～約１００、一部の実施形態では約２～約８０、一部の実施形態では約４～約５０のアスペクト比を有してもよい。そのようなウィスカーの体積平均長は、例えば約１～約２００マイクロメートル、一部の実施形態では約２～約１５０マイクロメートル、一部の実施形態では約５～約１００マイクロメートルの範囲であってもよい。

[0036]所望の体積抵抗率の達成を促すために種々の技術が利用されてもよい。例えば、一実施形態では、例えばＡＳＴＭ Ｄ２５７－１４に従って約２０℃の温度で決定される、０．１オーム・ｃｍ～約５００オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約０．５オーム・ｃｍ～約２５０オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約１～約１００オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約２～約５０オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する無機酸化物材料が利用されてもよい。そのような材料の一例として、三次元構造を有する無機酸化物ウィスカー（例えば、酸化亜鉛ウィスカー）が挙げられる。例えば、無機酸化物ウィスカーは、中心体およびそこから放射状に延伸して三次元構造を形成する複数の針状結晶を有してもよい。そのようなウィスカーが樹脂に配合される場合、針状結晶は互いに極めて密接されてもよく、それにより安定な導電路を形成する可能性が増大する。針状結晶の数は異なってもよく、例えば約２以上、一部の実施形態では３～８、一部の実施形態では４～６（例えば４）であってもよい。例えば４つの針状結晶が存在する場合、ウィスカーは、それらの針状結晶突出のうちの１つまたは複数が処理および／または製造中に破損する可能性がある場合でも「テトラポッド」形態を有する。針状結晶の中心体および／または基底部分は、上述の範囲内、例えば約０．１～約３５マイクロメートル、一部の実施形態では約０．２～約２０マイクロメートル、一部の実施形態では約０．５～約１５マイクロメートルの平均直径を有してもよい。針状結晶の体積平均長（基底から先端まで）は、同様に上述の範囲内、例えば約１～約２００マイクロメートル、一部の実施形態では約２～約１５０マイクロメートル、一部の実施形態では約５～約１００マイクロメートルの体積平均長を有してもよい。そのようなウィスカーは、例えばＹｏｓｈｉｎａｋａらの米国特許第４，９６０，６５４号に記載されるように、表面に酸化膜を有する金属粉末（例えば、亜鉛）を、分子酸素を含有する雰囲気中で熱処理することによって形成されてもよい。そのような特徴を有する１つの特に好適な種類のウィスカーとして、商品名Ｐａｎａ－Ｔｅｔｒａ（商標）でＰａｎａｓｏｎｉｃから入手可能な単結晶テトラポッド酸化亜鉛ウィスカーが挙げられる。

[0037]別の実施形態では、例えばＡＳＴＭ Ｄ２５７－１４に従って約２０℃の温度で決定される、約１×１０^３～約１×１０^１２オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約１×１０^４～約１×１０^１１オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約１×１０^５～約１×１０^１０オーム・ｃｍ、一部の実施形態では約１×１０^６～約１×１０^８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する炭素材料が利用されてもよい。例えば、上述の範囲内の体積抵抗率を有する炭素材料（例えば、粒子、繊維など）は、例えばＮｉｓｈｉｈａｔａらの米国特許第８，６４２，６８２号に記載されるように、有機物質（例えば、石油タール、石油ピッチ、コールタールまたはコールピッチ）を高温（例えば、４００℃～９００℃）で不活性雰囲気中で焼成することによって得られてもよい。得られる炭素材料は、典型的に、約８０ｗｔ．％以上、一部の実施形態では約８５ｗｔ．％以上、一部の実施形態では約９０ｗｔ．％～約９８ｗｔ．％などの高い炭素含有量を有する。１つの特に好適な種類のそのような特徴を有する炭素材料は、商品名Ｋｒｅｆｉｎｅ（商標）でＫｕｒｅｈａ Ｅｘｔｒｏｎから入手可能である。

[0038]当然ながら、上述のように、所望の体積抵抗の達成を促すために、絶縁材料と組み合わせて導電性材料を利用することもできる。導電性材料は、一般的に約０．１オーム・ｃｍ未満、一部の実施形態では約１×１０^－８～約１×１０^－２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有し、絶縁材料は、一般的に約１×１０^１２オーム・ｃｍより大きい、一部の実施形態では約１×１０^１３～約１×１０^１８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する。好適な導電性材料として、例えば導電性炭素材料（例えば、グラファイト、カーボンブラック、繊維、グラフェン、ナノチューブなど）、金属などを挙げることができる。同様に、好適な絶縁材料として、上述の無機酸化物材料（例えば、粒子）、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ_２）を挙げることができる。利用される場合、ポリマー組成物中の絶縁材料の重量パーセンテージの、組成物中の導電性材料の重量パーセンテージに対する比は、約３～約１００、一部の実施形態では約３～約５０、一部の実施形態では約３～約２０、一部の実施形態では約７～約１８、一部の実施形態では約８～約１５であってもよい。例えば、導電性材料は、誘電材料の約１ｗｔ．％～約２０ｗｔ．％、一部の実施形態では約３ｗｔ．％～約１８ｗｔ．％、一部の実施形態では約５ｗｔ．％～約１５ｗｔ．％を構成してもよく、一方で絶縁材料は、誘電材料の約８０ｗｔ．％～約９９ｗｔ．％、一部の実施形態では８２ｗｔ．％～約９７ｗｔ．％、一部の実施形態では約８５ｗｔ．％～約９５ｗｔ．％を構成してもよい。同様に、導電性材料は、ポリマー組成物の約０．１ｗｔ．％～約１５ｗｔ．％、一部の実施形態では約０．５ｗｔ．％～約１２ｗｔ．％、一部の実施形態では約１ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％を構成してもよく、一方で絶縁材料は、ポリマー組成物の約２０ｗｔ．％～約６０ｗｔ．％、一部の実施形態では２５ｗｔ．％～約５５ｗｔ．％、一部の実施形態では約３０ｗｔ．％～約５０ｗｔ．％を構成してもよい。

Ｃ．任意選択の添加剤
[0039]滑剤、繊維状充填剤、粒子状物質充填剤、熱伝導性充填剤、顔料、酸化防止剤、安定剤、界面活性剤、ワックス、難燃剤、垂れ防止添加剤、核形成剤（例えば、窒化ホウ素）、流動改質剤、レーザー活性化可能添加剤、ならびに特性および加工性を向上させるために添加される他の材料などの、多種多様なさらなる添加剤もポリマー組成物に含まれてもよい。

[0040]一部の実施形態では、ポリマー組成物は、レーザー直接構造化（「ＬＤＳ」）プロセスによって活性化され、アンテナ素子を形成できる添加剤を含有するという意味で「レーザー活性化可能」であってもよい。そのようなプロセスでは、添加剤は金属の遊離を引き起こすレーザーに曝露される。それにより、レーザーはその部分に導電素子のパターンを描き、埋め込まれた金属粒子を含有する粗面化表面を残留させる。これらの粒子は、後後のメッキプロセス（例えば、銅メッキ、金メッキ、ニッケルメッキ、銀メッキ、亜鉛メッキ、スズメッキなど）の間に、結晶成長のための核として作用する。利用される場合、レーザー活性化可能添加剤は、典型的に、ポリマー組成物の約０．１ｗｔ．％～約３０ｗｔ．％、一部の実施形態では約０．５ｗｔ．％～約２０ｗｔ．％、一部の実施形態では約１ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％を構成する。レーザー活性化可能添加剤は、一般的にスピネル結晶を含み、これは画定可能な結晶形成内に２つ以上の金属酸化物クラスター構成を含んでもよい。例えば、全結晶形成は、以下の一般式：
ＡＢ_２Ｏ_４
（式中、
Ａは２の価数を有する金属カチオン、例えばカドミウム、クロム、マンガン、ニッケル、亜鉛、銅、コバルト、鉄、マグネシウム、スズ、チタンなど、およびこれらの組合せであり；
Ｂは３の価数を有する金属カチオン、例えばクロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、スズなど、およびこれらの組合せである）
を有してもよい。

[0041]一般的に、上記式中のＡは第１の金属酸化物クラスターの主カチオン成分を与え、Ｂは第２の金属酸化物クラスターの主カチオン成分を与える。これらの酸化物クラスターは、同じまたは異なる構造を有してもよい。例えば、一実施形態では、第１の金属酸化物クラスターは四面体構造を有し、第２の金属酸化物クラスターは八面体クラスターを有する。それにもかかわらず、クラスターは一緒になり、電磁放射線に対して増大した感度を有する単一の特定可能な結晶型構造を与えることができる。好適なスピネル結晶の例として、例えばＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４、ＦｅＡｌ_２Ｏ_４、ＣｕＦｅ_２Ｏ_４、ＣｕＣｒ_２Ｏ_４、ＭｎＦｅ_２Ｏ_４、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４、ＴｉＦｅ_２Ｏ_４、ＦｅＣｒ_２Ｏ_４、ＭｇＣｒ_２Ｏ_４などが挙げられる。銅酸化クロム（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）が本発明で使用するのに特に好適であり、Ｓｈｅｐｈｅｒｄ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏ．から「Ｓｈｅｐｈｅｒｄ Ｂｌａｃｋ １ＧＭ」の名称で入手可能である。

[0042]電気的性能に顕著な影響を及ぼさずに組成物の熱的および機械的特性を改善するために、繊維状充填剤もポリマー組成物に利用されてもよい。繊維状充填剤は、典型的に、それらの質量に対して高度な引張強度を有する充填剤を含む。例えば、繊維の最大引張強度（ＡＳＴＭ Ｄ２１０１に従って決定される）は、典型的に約１，０００～約１５，０００メガパスカル（「ＭＰａ」）、一部の実施形態では約２，０００ＭＰａ～約１０，０００ＭＰａ、一部の実施形態では約３，０００ＭＰａ～約６，０００ＭＰａである。所望の誘電特性の維持を促すために、そのような高強度繊維は、一般的に絶縁性の性質の材料、例えばガラス、セラミック（例えば、アルミナまたはシリカ）、アラミド（例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、デラウェア州によって販売されるＫｅｖｌａｒ（登録商標））、ポリオレフィン、ポリエステルなどから形成されてもよい。Ｅ－ガラス、Ａ－ガラス、Ｃ－ガラス、Ｄ－ガラス、ＡＲ－ガラス、Ｒ－ガラス、Ｓ１－ガラス、Ｓ２－ガラスなどのガラス繊維が特に好適である。

[0043]繊維状充填剤において利用される繊維は様々な異なるサイズを有してもよいが、特定のアスペクト比を有する繊維が得られるポリマー組成物の機械的特性の改善を促す場合がある。すなわち、約５～約５０、一部の実施形態では約６～約４０、一部の実施形態では約８～約２５のアスペクト比（平均長を公称直径で除したもの）を有する繊維が特に有益である。そのような繊維は、例えば約１００～約８００マイクロメートル、一部の実施形態では約１２０～約５００マイクロメートル、一部の実施形態では約１５０～約３５０マイクロメートル、一部の実施形態では約２００～約３００マイクロメートルの重量平均長を有してもよい。繊維は、同様に約６～約３５マイクロメートル、一部の実施形態では約９～約１８マイクロメートルの公称直径を有してもよい。繊維状充填剤の相対量もまた、組成物の他の特性、例えばその流動性および誘電特性などに悪影響を及ぼさずに所望の機械的および熱的特性を達成することを促すために、選択的に制御されてもよい。例えば、繊維状充填剤は、ポリマー組成物の約１ｗｔ．％～約４０ｗｔ．％、一部の実施形態では約３ｗｔ．％～約３０ｗｔ．％、一部の実施形態では約５ｗｔ．％～約２０ｗｔ．％を構成してもよい。レーザー活性化可能添加剤と組み合わせて利用される場合、繊維状充填剤はまた、誘電材料とレーザー活性化可能材料とを組み合わせた量に対する繊維状充填剤の重量比が約０．０５～約１、一部の実施形態では約０．０５～約０．５、一部の実施形態では約０．０６～約０．４、一部の実施形態では約０．１～約０．３であるように十分な量で利用されてもよい。

ＩＩ．形成
[0044]ポリマー組成物を形成するために使用される成分は、当技術分野で公知の種々の異なる技術のいずれかを使用して一緒に組み合わされてもよい。例えば、１つの特定の実施形態では、液晶ポリマー、誘電材料、および他の任意選択の添加剤を押出機内で混合物として溶融加工し、ポリマー組成物を形成する。混合物は、一軸または多軸押出機で約２５０℃～約４５０℃の温度で溶融混錬されてもよい。一実施形態では、混合物は、複数の温度ゾーンを含む押出機で溶融加工することができる。個々のゾーンの温度は、典型的に液晶ポリマーの溶融温度に対して約－６０℃～約２５℃内に設定される。例として、混合物は、Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ １８ｍｍ共回転完全噛み合い二軸押出機などの二軸押出機を使用して溶融加工することができる。混合物を溶融加工するために、汎用スクリュー設計を使用することができる。一実施形態では、成分をすべて含む混合物を、定量フィード機によって第一のバレルのフィード口にフィードすることができる。別の実施形態では、公知のように、押出機の別の添加点で異なる成分を添加することができる。例えば、液晶ポリマーをフィード口に適用し、それより下流に位置する同じまたは異なる温度ゾーンで、特定の添加剤（例えば、誘電材料）を供給することができる。いずれにせよ、得られた混合物を溶融し、混合し、次いでダイを通して押し出すことができる。次に、押し出されたポリマー組成物を水浴中でクエンチして固化し、ペレタイザーで造粒し、その後乾燥してもよい。

[0045]得られる組成物の溶融粘度は、概して金型の空洞に容易に流動し、小サイズの回路基板を形成できるように十分に低い。例えば１つの特定の実施形態では、ポリマー組成物は、１，０００秒^－１のせん断速度で決定される、約５～約１００Ｐａ・ｓ、一部の実施形態では約１０～約９５Ｐａ・ｓ、一部の実施形態では約１５～約９０Ｐａ・ｓの溶融粘度を有してもよい。溶融粘度は、１１４４３：２００５に従って決定されてもよい。

ＩＩＩ．基板
[0046]形成後、ポリマー組成物は、アンテナシステムで使用するために所望される基板の形状へと成型されてもよい。ポリマー組成物の有益な特性のために、得られる基板は、厚さ約５ミリメートル以下、一部の実施形態では約４ミリメートル以下、一部の実施形態では約０．５～約３ミリメートルなどの非常に小さいサイズを有してもよい。典型的に、成形部品は、乾燥および予熱されたプラスチック顆粒が金型に射出される一成分射出成型プロセスを使用して成型される。導電素子は、メッキ、電気メッキ、レーザー直接構造化などの種々の方法によって形成されてもよい。例えば、レーザー活性化可能添加剤としてスピネル結晶を含有する場合、レーザーでの活性化によって物理化学的反応が生じる場合があり、スピネル結晶が割れて開き、金属原子が遊離する。これらの金属原子は、金属化に対して核として作用してもよい（例えば、還元的銅コーティング）。さらに、レーザーは微視的に不規則な表面を作り出し、ポリマーマトリックスを研磨して多数の微視的なくぼみおよびみぞを作り、その中で金属化の間に銅が固着することが可能になる。

[0047]所望される場合、導電素子は、得られる部品がアンテナシステムを形成するように、アンテナ素子（例えば、アンテナ共振素子）であってもよい。導電素子は、パッチアンテナ素子、逆Ｆアンテナ素子、クローズドおよびオープンスロットアンテナ素子、ループアンテナ素子、モノポール、ダイポール、平面逆Ｆアンテナ素子、これらの設計の混成などから形成される共振素子を有するアンテナなどの、様々な異なる種類のアンテナを形成することができる。得られるアンテナシステムは、様々な異なる電子構成部品で利用されてもよい。例として、アンテナシステムは、デスクトップコンピュータ、軽量コンピュータ、手持ち型電子デバイス、自動車機器などの電子構成部品に形成されてもよい。１つの好適な構成では、アンテナシステムは、利用可能な内部空間が比較的小さい比較的小型の軽量電子構成部品の筐体に形成される。好適な軽量電子構成部品の例として、携帯電話、ラップトップコンピュータ、小さい軽量コンピュータ（例えば、超軽量コンピュータ、ネットブックコンピュータ、およびタブレットコンピュータ）、腕時計デバイス、ペンダントデバイス、ヘッドフォンおよびイヤーピースデバイス、ワイヤレス通信機能付きメディアプレーヤー、手持ち型コンピュータ（パーソナルデジタルアシスタントと呼ばれる場合もある）、リモートコントローラー、衛星測位システム（ＧＰＳ）デバイス、手持ち型ゲームデバイスなどが挙げられる。アンテナはまた、手持ち型デバイスのカメラモジュール、スピーカーまたは電池カバーなどの他の構成部品と一体型であってもよい。

[0048]図１～２に示される１つの特に好適な電子構成部品は、携帯電話機能付き手持ち型デバイス１０である。図１に示されるように、デバイス１０は、プラスチック、金属、他の好適な誘電材料、他の好適な導電性材料、またはそのような材料の組合せから形成される筐体１２を有してもよい。タッチスクリーンディスプレイなどのディスプレイ１４がデバイス１０の前面に設けられてもよい。デバイス１０はまた、スピーカーポート４０および他の入出力ポートを有してもよい。ユーザ入力を集めるために、１つまたは複数のボタン３８および他のユーザ入力デバイスが使用されてもよい。図２に示されるように、アンテナシステム２６はまた、デバイス１０の裏面４２に設けられるが、アンテナシステムは一般的に、デバイスの任意の所望の場所に位置してもよいことが理解されるべきである。アンテナシステムは、様々な公知の技術のいずれかを使用して電子デバイス内の他の構成部品に電気的に接続されてもよい。再び図１～２を参照すると、例えば筐体１２または筐体１２の一部は、アンテナシステム２６の導電性グランドプレーンとして機能してもよい。これは図３でより詳細に例示されており、この図はアンテナシステム２６が、正のアンテナフィード端子５４およびグランドアンテナフィード端子５６で無線周波数源５２によってフィードされることを示す。正のアンテナフィード端子５４は、アンテナ共振素子５８に結合されてもよく、グランドアンテナフィード端子５６は、グランド素子６０に結合されてもよい。共振素子５８は、主アーム４６および主アーム４６をグランド６０に接続する短絡分岐４８を有してもよい。

[0049]アンテナシステムを電気的に接続する種々の他の構成も企図される。例えば図４では、アンテナシステムはモノポールアンテナ構成に基づき、共振素子５８は、曲がりくねった蛇行路形状を有する。そのような実施形態では、フィード端子５４は共振素子５８の一端に接続されてもよく、グランドフィード端子５６は、筐体１２または別の好適なグランドプレーン素子に結合されてもよい。図５に示される別の実施形態では、導電アンテナ素子６２は、クローズドスロット６４およびオープンスロット６６を画定するように構成される。構造６２から形成されるアンテナは、正のアンテナフィード端子５４およびグランドアンテナフィード端子５６を使用してフィードされてもよい。この種類の配置では、スロット６４および６６は、アンテナ素子２６のためのアンテナ共振素子として機能する。スロット６４および６６のサイズは、アンテナ素子２６が所望される通信帯域（例えば、２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚなど）で動作するように構成されてもよい。アンテナシステム２６のための別の可能な構成が図６に示される。この実施形態では、アンテナ素子２６は、パッチアンテナ共振素子６８を有し、正のアンテナフィード端子５４およびグランドアンテナフィード端子５６を使用してフィードされてもよい。グランド６０は、筐体１２またはデバイス１０の他の好適なグランドプレーン素子と結合してもよい。図７は、アンテナシステム２６のアンテナ素子に使用されてもよいさらに別の例示的な構成を示す。示されるように、アンテナ共振素子５８は、２つの主アーム４６Ａおよび４６Ｂを有する。アーム４６Ａはアーム４６Ｂより短く、したがってアーム４６Ａより高い周波数の動作と関連する。異なるサイズの２つ以上の別個の共振素子構造を使用することにより、アンテナ共振素子５８は、より広い帯域幅または１つより多くの目的の通信帯域をカバーするように構成可能である。

[0050]本発明の特定の実施形態では、ポリマー組成物は、高周波数アンテナならびに基地局に使用されるアンテナアレイ、リピーター（例えば、「フェムトセル」）、中継局、端子、ユーザデバイスおよび／または５Ｇシステムの他の好適な構成部品に特に良好に適合してもよい。本明細書で使用される場合、「５Ｇ」は、概して無線周波数信号による高速データ通信を指す。５Ｇネットワークおよびシステムは、前世代のデータ通信規格（例えば、「４Ｇ」、「ＬＴＥ」）よりはるかに高速でデータを通信することができる。例えば、本明細書で使用される「５Ｇ周波数」は、１．５ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約２．０ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約２．５ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約３．０ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約３ＧＨｚ～約３００ＧＨｚ以上、一部の実施形態では約４ＧＨｚ～約８０ＧＨｚ、一部の実施形態では約５ＧＨｚ～約８０ＧＨｚ、一部の実施形態では約２０ＧＨｚ～約８０ＧＨｚ、一部の実施形態では約２８ＧＨｚ～約６０ＧＨｚの周波数を指す場合がある。５Ｇ通信の要件を定量化する種々の規格および仕様が公開されている。一例として、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｕｎｉｏｎ（ＩＴＵ）は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ－２０２０（「ＩＭＴ－２０２０」）規格を２０１５年に公開している。ＩＭＴ－２０２０規格は、５Ｇのための種々のデータ送信基準（例えば、ダウンリンクおよびアップリンクデータレート、待ち時間など）を定めている。ＩＭＴ－２０２０規格は、アップリンクおよびダウンリンクピークデータレートを、５Ｇシステムがサポートしなければならないデータをアップロードおよびダウンロードするための最小データレートと規定している。ＩＭＴ－２０２０規格は、ダウンリンクピークデータレート要件を２０Ｇｂｉｔ／秒、アップリンクピークデータレートを１０Ｇｂｉｔ／秒と設定している。別の例として、３^ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）は、「５Ｇ ＮＲ」と称する５Ｇ用の新規規格を近年公開した。３ＧＰＰは、「Ｐｈａｓｅ１」を５Ｇ ＮＲの標準化と規定する「Ｒｅｌｅａｓｅ １５」を２０１８年に発行した。３ＧＰＰは、５Ｇ周波数帯を、概して６ＧＨｚ未満の周波数を含む「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ １」（ＦＲ１）として、かつ「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｎｇｅ ２」（ＦＲ２）を２０～６０ＧＨｚの範囲の周波数帯として規定している。本明細書に記載されるアンテナシステムは、Ｒｅｌｅａｓｅ １５（２０１８）などの３ＧＰＰによって公開された規格および／もしくはＩＭＴ－２０２０規格に基づく「５Ｇ」を満たすか、または「５Ｇ」とみなされてもよい。

[0051]高速データ通信を高周波数で達成するために、アンテナ素子およびアレイは、アンテナ性能を改善することができる小さい特徴サイズ／間隔（例えば、ファインピッチ技術）を利用してもよい。例えば、特徴サイズ（アンテナ素子間の間隔、アンテナ素子の幅）などは、一般的に、その上にアンテナ素子が形成される基板の誘電体を通って伝搬する、所望の送信および／または受信無線周波数の波長（「λ」）に依存する（例えば、ｎλ／４であり、ここでｎは整数である）。さらに、ビーム形成および／またはビームステアリングを利用し、複数の周波数範囲またはチャネルにわたって送受信を促進することができる（例えば、多入力多出力（ＭＩＭＯ）、大規模ＭＩＭＯ）。

[0052]高周波数５Ｇアンテナ素子は、種々の構成を有してもよい。例えば、５Ｇアンテナ素子は、同一平面導波管素子、パッチアレイ（例えば、メッシュグリッドパッチアレイ）、他の好適な５Ｇアンテナ構成であってもよいか、またはこれらを含んでもよい。アンテナ素子は、ＭＩＭＯ、大規模ＭＩＭＯ機能、ビームステアリングなどをもたらすように構成されてもよい。本明細書で使用される「大規模」ＭＩＭＯ機能は、一般的に、アンテナアレイによって多数の送受信チャネル、例えば８つの送信（Ｔｘ）チャネルおよび８つの受信（Ｒｘ）チャネル（８×８と略記される）を提供することを指す。大規模ＭＩＭＯ機能は、８×８、１２×１２、１６×１６、３２×３２、６４×６４以上を備えてもよい。

[0053]アンテナ素子は、種々の構成および配置を有してもよく、種々の製造技術を使用して製作されてもよい。一例として、アンテナ素子および／または関連素子（例えば、グランド素子、フィードラインなど）は、ファインピッチ技術を利用してもよい。ファインピッチ技術は、一般的に、それらの構成部品またはリード間の小さなまたは微細な間隔を指す。例えば、アンテナ素子間（またはアンテナ素子とグランドプレーンとの間）の特徴寸法および／または間隔は、約１，５００マイクロメートル以下、一部の実施形態では１，２５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では７５０マイクロメートル以下（例えば、１．５ｍｍ以下の中心間間隔）、６５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では５５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では４５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では３５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では２５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では１５０マイクロメートル以下、一部の実施形態では１００マイクロメートル以下、一部の実施形態では５０マイクロメートル以下であってもよい。しかし、より小さいおよび／またはより大きい特徴サイズおよび／または間隔が本開示の範囲内で利用されてもよいことが理解されるべきである。

[0054]そのような小さい特徴寸法の結果として、小さな設置面積内に多数のアンテナ素子を有するアンテナシステムを達成することができる。例えば、アンテナアレイは、平方センチメートルあたり１，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では平方センチメートルあたり２，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では平方センチメートルあたり３，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では平方センチメートルあたり４，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では平方センチメートルあたり６，０００個より多いアンテナ素子、一部の実施形態では平方センチメートルあたり約８，０００個より多いアンテナ素子の平均アンテナ素子密度を有してもよい。アンテナ素子のそのような緻密な配置により、アンテナ領域の単位面積あたりより多数のＭＩＭＯ機能用チャネルを提供することができる。例えば、チャネル数は、アンテナ素子の数に対応してもよい（例えば、それと同等であってもよく、または比例してもよい）。

[0055]図８を参照すると、基地局１０２、１つもしくは複数の中継局１０４、１つもしくは複数のユーザコンピューティングデバイス１０６、１つもしくは複数のＷｉ－Ｆｉリピーター１０８（例えば、「フェムトセル」）および／または５Ｇアンテナシステム１００の他の好適なアンテナ構成部品も含む５Ｇアンテナシステム１００の一実施形態が示される。中継局１０４は、基地局１０２とユーザコンピューティングデバイス１０６および／または中継局１０４との間の信号を中継するまたは「反復する」ことにより、ユーザコンピューティングデバイス１０６および／または他の中継局１０４による基地局１０２との通信を促進するように構成されてもよい。基地局１０２は、中継局１０４、Ｗｉ－Ｆｉリピーター１０８と、および／または直接的にユーザコンピューティングデバイス１０６と無線周波数信号１１２を受信および／または送信するように構成されたＭＩＭＯアンテナアレイ１１０を含んでもよい。ユーザコンピューティングデバイス３０６は、必ずしも本発明によって制限されず、５Ｇスマートフォンなどのデバイスを含む。

[0056]ＭＩＭＯアンテナアレイ１１０は、ビームステアリングを利用して無線周波数信号１１２を中継局１０４に対して集中させるまたは方向付けてもよい。例えば、ＭＩＭＯアンテナアレイ１１０は、仰角１１４を、Ｘ－Ｙ面および／またはＺ－Ｙ面に画定されるヘディング角１１６に対して、ならびにＺ方向に対して調整するように構成されてもよい。同様に、中継局１０４、ユーザコンピューティングデバイス１０６、Ｗｉ－Ｆｉリピーター１０８のうちの１つまたは複数は、ビームステアリングを利用し、基地局１０２のＭＩＭＯアンテナアレイ１１０に対するデバイス１０４、１０６、１０８の感度および／または送電を方向的に同調させることにより（例えば、それぞれのデバイスの相対仰角および／または相対方位角のうちの１つまたは両方を調整することにより）、ＭＩＭＯアンテナアレイ１１０に対する受信および／または送信能力を改善することができる。

[0057]図９Ａおよび９Ｂは、それぞれ例示的なユーザコンピューティングデバイス１０６を上から見た図および側面図である。ユーザコンピューティングデバイス１０６は、１つまたは複数のアンテナ素子２００、２０２（例えば、各アンテナアレイとして配置される）を含んでもよい。図９Ａを参照すると、アンテナ素子２００、２０２は、Ｘ－Ｙ面でビームステアリング（矢印２０４、２０６によって示され、相対方位角に対応する）を行うように構成されてもよい。図９Ｂを参照すると、アンテナ素子２００、２０２は、Ｚ－Ｙ面でビームステアリング（矢印２０４、２０６によって示される）を行うように構成されてもよい。

[0058]図１０は、各フィードライン３０４を使用して（例えば、フロントエンドモジュールと）接続される複数のアンテナアレイ３０２の簡潔な概略図である。アンテナアレイ３０２は、本発明のポリマー組成物から形成可能な基板３０８の側面３０６に取り付けることができる。アンテナアレイ３０２は、複数の垂直接続された素子（例えば、メッシュグリッドアレイ）を含んでもよい。したがって、アンテナアレイ３０２は、一般的に基板３０８の側面３０６と平行に延伸してもよい。アンテナアレイ３０２が基板３０８に対してシールドの外側に位置するように、基板３０８の側面３０６にシールドが任意選択で設けられてもよい。アンテナアレイ３０２の垂直接続された素子間の垂直間隔距離は、アンテナアレイ３２０の「特徴サイズ」に対応してもよい。したがって、一部の実施形態では、これらの間隔距離は、アンテナアレイ３０２が「ファインピッチ」アンテナアレイ３０２であるように比較的小さくてもよい（例えば、約７５０マイクロメートル未満）。

[0059]図１１は、同一平面導波管アンテナ４００の構成の側面図である。１つまたは複数の同一平面グランド層４０２は、アンテナ素子４０４（例えば、パッチアンテナ素子）と平行に配置されてもよい。別のグランド層４０６は、本発明のポリマー組成物から形成可能な基板４０８によってアンテナ素子から離間されてもよい。１つまたは複数のさらなるアンテナ素子４１０は、同様に本発明のポリマー組成物から形成可能な第２の層または基板４１２によってアンテナ素子４０４から離間されてもよい。寸法「Ｇ」および「Ｗ」は、アンテナ４００の「特徴サイズ」に対応してもよい。「Ｇ」寸法は、アンテナ素子４０４と同一平面グランド層４０６との間の距離に対応してもよい。「Ｗ」寸法は、アンテナ素子４０４の幅（例えば、線幅）に対応してもよい。したがって、一部の実施形態では、寸法「Ｇ」および「Ｗ」は、アンテナ４００が「ファインピッチ」アンテナ４００であるように比較的小さくてもよい（例えば、約７５０マイクロメートル未満）。

[0060]図１２Ａは、本開示の別の態様によるアンテナアレイ５００の図である。アンテナアレイ５００は、本発明のポリマー組成物から形成可能な基板５１０およびその上に形成された複数のアンテナ素子５２０を含んでもよい。複数のアンテナ素子５２０は、Ｘおよび／またはＹ方向でほぼ均等なサイズであってもよい（例えば、正方形または長方形）。複数のアンテナ素子５２０は、ＸおよびＹ方向でほぼ均等に離間されてもよい。アンテナ素子５２０の寸法および／またはその間の間隔は、アンテナアレイ５００の「特徴サイズ」に対応してもよい。したがって、一部の実施形態では、寸法および／または間隔は、アンテナアレイ５００が「ファインピッチ」アンテナアレイ５００であるように比較的小さくてもよい（例えば、約７５０マイクロメートル未満）。省略記号５２２によって図示されるように、図１２に図示されるアンテナ素子５２０の列数は、単なる例として示される。同様に、アンテナ素子５２０の行数は、単なる例として示される。

[0061]同調されたアンテナアレイ５００を使用し、例えば基地局に大規模ＭＩＭＯ機能を設けることができる（例えば、図８に関して上述された通り）。より詳細には、種々の素子間の無線周波数の相互作用が制御または同調され、複数の送信および／もしくは受信チャネルが提供されてもよい。送信電力および／または受信感度は、例えば図８の無線周波数信号１１２に関して記載されたように、無線周波数信号を集中させるまたは方向付けるように方向的に制御されてもよい。同調されたアンテナアレイ５００は、小さい設置面積内に多数のアンテナ素子５２２を設けることができる。例えば、同調されたアンテナ５００は、平方ｃｍあたり１，０００個以上のアンテナ素子の平均アンテナ素子密度を有してもよい。アンテナ素子のそのような緻密な配置により、単位面積あたりより多数のＭＩＭＯ機能用チャネルを提供することができる。例えば、チャネル数は、アンテナ素子の数に対応してもよい（例えば、それと同等であってもよく、または比例してもよい）。

[0062]図１２Ｂは、任意選択でアンテナ素子を形成するために利用可能なレーザー直接構造化によって形成されたアンテナアレイ５４０の図である。アンテナアレイ５４０は、複数のアンテナ素子５４２、およびアンテナ素子５４２を（例えば、他のアンテナ素子５４２、フロントエンドモジュールまたは他の好適な構成部品と）接続する複数のフィードライン５４４を含んでもよい。アンテナ素子５４２は、各幅「ｗ」ならびにその間の間隔距離「Ｓ_１」および「Ｓ_２」（例えば、それぞれＸ方向およびＹ方向に）を有してもよい。これらの寸法は、所望の５Ｇ周波数で５Ｇ周波数通信を達成するように選択されてもよい。より詳細には、寸法は、アンテナアレイ５４０を、５Ｇ周波数スペクトル内の無線周波数信号を使用してデータを送信および／または受信するように同調するために選択されてもよい。寸法は、基板の材料特性に基づいて選択されてもよい。例えば、「ｗ」、「Ｓ_１」または「Ｓ_２」のうちの１つまたは複数は、基板材料を通る所望の周波数の複数の伝搬波長（「λ」）に対応してもよい（例えば、ｎλ／４であり、ここでｎは整数である）。

[0063]一例として、λは、以下：

（式中、ｃは真空中の光の速度であり、ε_Ｒは基板（または周囲材料）の比誘電率であり、ｆは所望の周波数である）
のように計算されてもよい。

[0064]図１２Ｃは、本開示の態様による例示的なアンテナ構成５６０の図である。アンテナ構成５６０は、本発明のポリマー組成物から形成可能な基板５６４の平行な長辺に配置される複数のアンテナ素子５６２を含んでもよい。種々のアンテナ素子５６２は、アンテナ構成５６０を、所望の周波数および／または周波数範囲で受信および／または送信するように同調する各長さ「Ｌ」（およびその間の間隔距離）を有してもよい。より詳細には、そのような寸法は、例えば図１２Ｂを参照して上述されたように、基板材料のための所望の周波数で伝搬波長λに基づいて選択されてもよい。

[0065]図１３Ａ～１３Ｃは、本開示の態様によるアンテナ素子および／またはアレイを形成するために使用できるレーザー直接構造化製造方法の簡潔なシーケンス図である。図１３Ａを参照すると、基板６００は、任意の所望の技術（例えば、射出成型）を使用して本発明のポリマー組成物から形成されてもよい。特定の実施形態では、図１３Ｂに示されるように、レーザー６０２を使用してレーザー活性化可能添加剤を活性化し、アンテナ素子および／またはアレイの１つまたは複数を含みうる回路パターン６０４を形成してもよい。例えば、レーザーはポリマー組成物中の導電性粒子を溶融し、回路パターン６０４を形成することができる。図１３Ｃを参照すると、基板６００を無電解銅浴に浸漬して回路パターン６０４にメッキを施し、アンテナ素子、素子アレイ、他の構成部品および／またはその間の導電ラインを形成してもよい。

[0066]本発明は、以下の実施例を参照してより良好に理解することができる。
試験方法
[0067]溶融粘度：溶融粘度（Ｐａ・ｓ）は、Ｄｙｎｉｓｃｏ ＬＣＲ７００１キャピラリーレオメーターを使用して、せん断速度４００ｓ^－１および溶融温度を１５℃超える温度（例えば、約３５０℃）でＩＳＯ試験Ｎｏ．１１４４３：２００５に従って決定されてもよい。レオメーターオリフィス（ダイ）は、直径１ｍｍ、長さ２０ｍｍ、Ｌ／Ｄ比２０．１、および入口角１８０°を有していた。バレルの直径は９．５５ｍｍ＋０．００５ｍｍ、ロッド長さは２３３．４ｍｍであった。

[0068]溶融温度：溶融温度（「Ｔｍ」）は、当技術分野で公知のように示差走査熱量測定（「ＤＳＣ」）によって決定されてもよい。溶融温度は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１１３５７－２：２０１３によって決定される示差走査熱量測定（ＤＳＣ）のピーク溶融温度である。ＤＳＣ手順に基づき、ＴＡ Ｑ２０００装置上で行うＤＳＣ測定を使用し、ＩＳＯ標準１０３５０に記述されるように、試料を１分あたり２０℃で加熱および冷却した。

[0069]荷重たわみ温度（「ＤＴＵＬ」）：荷重たわみ温度は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．７５－２：２０１３（技術的にＡＳＴＭ Ｄ６４８－０７と同等である）に従って決定されてもよい。より詳細には、長さ８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、および幅４ｍｍの試験片試料を、指定の荷重（最大外部繊維応力）が１．８メガパスカルであるエッジワイズ三点屈曲試験に供してもよい。検体をシリコーン油浴中に下げ、検体が０．２５ｍｍ（ＩＳＯ試験Ｎｏ．７５－２：２０１３では０．３２ｍｍ）たわむまで温度を１分あたり２℃で上昇させる。

[0070]引張弾性率、引張応力および引張伸び：引張特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．５２７：２０１２（技術的にＡＳＴＭ Ｄ６３８－１４と同等である）に従って試験されてもよい。弾性率および強度の測定は、長さ８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、および幅４ｍｍの同じ試験片試料で行われてもよい。試験温度は２３℃であってもよく、試験速度は１または５ｍｍ／分であってもよい。

[0071]曲げ弾性率、曲げ応力および曲げ伸び：曲げ特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．１７８：２０１０（技術的にＡＳＴＭ Ｄ７９０－１０と同等である）に従って試験されてもよい。この試験は、６４ｍｍの支持スパン上で実施されてもよい。試験は、切断されていないＩＳＯ ３１６７マルチパーパスバーの中心部で行われてもよい。試験温度は２３℃であってもよく、試験速度は２ｍｍ／分であってもよい。

[0072]ノッチなしおよびノッチ付きシャルピー衝撃強度：シャルピー特性は、ＩＳＯ試験Ｎｏ．ＩＳＯ１７９－１：２０１０（技術的にＡＳＴＭ Ｄ２５６－１０、方法Ｂと同等である）に従って試験されてもよい。この試験は、タイプ１検体サイズ（長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、および厚さ４ｍｍ）を使用して行われてもよい。ノッチ付き衝撃強度を試験する場合、ノッチはタイプＡノッチ（０．２５ｍｍベース半径）であってもよい。検体は、一本歯フライス盤を使用してマルチパーパスバーの中心から切り出してもよい。試験温度は２３℃であってもよい。

[0073]比誘電率（「Ｄｋ」）および誘電正接（「Ｄｆ」）：比誘電率（または相対静的誘電率）および誘電正接は、Ｂａｋｅｒ－Ｊａｒｖｉｓら、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ、５（４）、５７１頁（１９９８年）およびＫｒｕｐｋａら、Ｐｒｏｃ． ７^ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ．４３０（１９９６年９月）に記載されるものなどの公知のスプリット－ポスト誘電共振法を使用して決定される。より詳細には、サイズ８０ｍｍ×８０ｍｍ×１ｍｍの板状試料を２つの固定された誘電共振器の間に挿入した。共振器により、検体の面における誘電率成分を測定した。５つの試料を試験し、平均値を記録する。スプリット－ポスト共振器を使用し、低ギガヘルツ領域、例えば１ＧＨｚ～２ＧＨｚで誘電測定を行うことができる。

[0074]熱サイクル試験：検体を温度制御チャンバに入れ、－３０℃～１００℃の温度範囲内で加熱／冷却する。まず、１００℃の温度に達するまで試料を加熱し、その時点ですぐに冷却した。温度が－３０℃に達したとき、検体を１００℃に達するまですぐに再び加熱した。３時間にわたって２３回の加熱／冷却サイクルを実施してもよい。

実施例１
[0075]試料１～５を、液晶ポリマー（ＬＣＰ１、ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、二酸化チタン、グラファイト、亜クロム酸銅充填剤（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、ガラス繊維およびアルミナ三水和物の種々の組合せから形成する。ＬＣＰ１は、４８％ＨＮＡ、２％ＨＢＡ、２５％ＢＰおよび２５％ＴＡから形成される。ＬＣＰ２は、４３％ＨＢＡ、２０％ＮＤＡ、９％ＴＡおよび２８％ＨＱから形成される。ＬＣＰ３は、７３％ＨＢＡおよび２７％ＨＮＡから形成される。ＬＣＰ４は、６０％ＨＢＡ、４．２％ＨＮＡ、１７．９％ＴＡおよび１７．９％ＢＰから形成される。配合は、１８ｍｍの単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。

[0076]試料１～５を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表２に記載する。

実施例２
[0077]試料６～１０を、液晶ポリマー（ＬＣＰ１、ＬＣＰ２またはＬＣＰ３）、二酸化チタン、グラファイトまたは炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ三水和物およびＰＰＳの種々の組合せから形成する。配合は、１８ｍｍの単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。

[0078]試料６～１０を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表４に記載する。

実施例３
[0079]試料１１～１５を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、二酸化チタン、グラファイト、亜クロム酸銅充填剤（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、ガラス繊維およびアルミナ三水和物の種々の組合せから形成する。配合は、１８ｍｍの単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（８０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍ）にする。

[0080]試料１１～１５を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表６に記載する。

実施例４
[0081]試料１６～２２を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、グラファイト、炭素繊維、亜クロム酸銅充填剤（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、およびガラス繊維の種々の組合せから形成する。配合は、１８ｍｍの単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。

[0082]試料１６～２２を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表８に記載する。

実施例５
[0083]試料２３～２７を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、亜クロム酸銅（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、ガラス繊維、酸化亜鉛単結晶、テトラポッドウィスカー（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ製Ｐａｎａ－Ｔｅｔｒａ（商標））、導電性グラファイトおよび／または半導電性グラファイト（Ｋｕｒｅｈａ Ｅｘｔｒｏｎ製Ｋｒｅｆｉｎｅ（商標）、体積抵抗率３×１０^７オーム・ｃｍ）の種々の組合せから形成する。配合は、１８ｍｍの単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。

[0084]試料２３～２７を電気的、熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表１０に記載する。

[0085]試料２７も上述の熱サイクル試験に供した。試験後、比誘電率は１１．３６であり、誘電正接は０．１５６６と決定された。したがって、熱サイクル試験後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は０．９６であり、熱サイクル試験後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は０．７５であった。

実施例６
[0086]試料２８～３０を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、炭素繊維、亜クロム酸銅充填剤（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、およびガラス繊維の種々の組合せから形成する。配合は、３２ｍｍの二軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（８０ｍｍ×９０ｍｍ×３ｍｍ）にする。

[0087]試料２８～３０を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表１２に記載する。

[0088]試料２８～３０も上述の熱サイクル試験に供した。試験後、試料について得られた誘電正接は、それぞれ０．０３２、０．０２５および０．０２０と決定された。したがって、試料２８、２９および３０の熱サイクル試験後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、それぞれ１．１４、１．２６および１．１３であった。

実施例７
[0089]試料３１～３４を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、二酸化チタン、炭素繊維、亜クロム酸銅充填剤（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、およびガラス繊維の種々の組合せから形成する。配合は、３２ｍｍの二軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（８０ｍｍ×９０ｍｍ×３ｍｍ）にする。

[0090]試料３１～３４を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表１４に記載する。

実施例８
[0091]試料３５～４０を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、二酸化チタン、炭素繊維、亜クロム酸銅充填剤（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、およびガラス繊維の種々の組合せから形成する。配合は、３２ｍｍの二軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（８０ｍｍ×９０ｍｍ×３ｍｍ）にする。

[0092]試料３５～４０を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表１６に記載する。

[0093]試料３８～４０も上述の熱サイクル試験に供した。試験後、試料について得られた誘電正接は、それぞれ０．０１７６４、０．０１５５および０．０１４２と決定された。したがって、試料３８、３９、および４０の熱サイクル試験後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、それぞれ０．８４、０．９１および０．８９であった。

実施例９
[0094]試料４１～４３を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、二酸化チタン、炭素繊維、亜クロム酸銅充填剤（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、およびガラス繊維の種々の組合せから形成する。配合は、３２ｍｍの二軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（８０ｍｍ×９０ｍｍ×３ｍｍ）にする。

[0095]試料４１～４３を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表１８に記載する。

[0096]試料４１～４３も上述の熱サイクル試験に供した。試験後、試料について得られた比誘電率は、それぞれ１４．１、１３．２および１６．６と決定された。したがって、試料４１、４２および４３の熱サイクル試験後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は、それぞれ０．９９、０．９９および０．９８であった。また、試料について得られた誘電正接は、それぞれ０．０２０、０．０２０および０．０２１と決定された。したがって、試料４１、４２および４３の熱サイクル試験後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、それぞれ１．１８、１．１８および１．１０であった。

実施例１０
[0097]試料４４～４７を、様々なパーセンテージの液晶ポリマー（「ＬＣＰ５」および「ＬＣＰ３」）、珪灰石繊維（Ｎｙｇｌｏｓ（商標）８）、黒色顔料、炭素繊維および滑剤（Ｇｌｙｃｏｌｕｂｅ（商標）Ｐ）から形成する。ＬＣＰ５は、６０ｍｏｌ．％ＨＢＡ、５ｍｏｌ．％ＨＮＡ、１２％ｍｏｌ．％ＢＰ、１７．５ｍｏｌ．％ＴＡおよび５ｍｏｌ．％ＡＰＡＰから形成される。配合は、１８ｍｍの単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。

[0098]試料４４～４７を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表２０に記載する。

[0099]試料４６～４７も上述の熱サイクル試験に供した。試験後、試料について得られた比誘電率は、それぞれ１２．９および１２．６と決定された。したがって、試料４６および４７の熱サイクル試験後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は、それぞれ０．９９および１．０であった。また、試料について得られた誘電正接は、それぞれ０．０２１および０．０１５と決定された。したがって、試料４６および４７の熱サイクル試験後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、それぞれ１．２および０．８３であった。

実施例１１
[00100]試料４８～５１を、様々なパーセンテージの液晶ポリマー（「ＬＣＰ５」および「ＬＣＰ３」）、Ｎｙｇｌｏｓ（商標）８、黒色顔料、グラファイトおよびＧｌｙｃｏｌｕｂｅ（商標）Ｐから形成する。配合は、１８ｍｍの単軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（６０ｍｍ×６０ｍｍ）にする。

[00101]試料４８～５１を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表２２に記載する。

[00102]試料４８～５０も上述の熱サイクル試験に供した。試験後、試料について得られた比誘電率は、それぞれ１２．６、８．９および６．２９と決定された。したがって、試料４８、４９および５０の熱サイクル試験後の比誘電率の初期比誘電率に対する比は、それぞれ１．０、１．０および１．０であった。また、試料について得られた誘電正接は、それぞれ０．０５７８、０．０２１４および０．００９８と決定された。したがって、試料４８、４９および５０の熱サイクル試験後の誘電正接の初期誘電正接に対する比は、それぞれ１．１７、１．０６および１．０９であった。

実施例１２
[00103]試料５２～５６を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２またはＬＣＰ３）、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、二酸化チタン、炭素繊維およびガラス繊維の種々の組合せから形成する。配合は、３２ｍｍの二軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（８０ｍｍ×９０ｍｍ×３ｍｍ）にする。

[00104]試料５２～５６を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表２４に記載する。

実施例１２
[00105]試料５７～５８を、液晶ポリマー（ＬＣＰ２、ＬＣＰ３またはＬＣＰ４）、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、二酸化チタン、炭素繊維、亜クロム酸銅充填剤（ＣｕＣｒ_２Ｏ_４）、およびガラス繊維の種々の組合せから形成する。配合は、３２ｍｍの二軸押出機を使用して実施した。部品を射出成型し、試料を板（８０ｍｍ×９０ｍｍ×３ｍｍ）にする。

[00106]試料５８を熱的および機械的特性について試験した。結果を以下の表２６に記載する。

[00107]本発明のこれらおよび他の修正および変形は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく当業者によって実施可能である。さらに、種々の実施形態の態様は、全体的または部分的の両方で相互交換可能であることが理解されるべきである。さらに、当業者は、上述の記載が単なる例示であり、したがって添付の特許請求の範囲にさらに記載される本発明を制限するものではないことを理解する。

[0055]図８を参照すると、基地局１０２、１つもしくは複数の中継局１０４、１つもしくは複数のユーザコンピューティングデバイス１０６、１つもしくは複数のＷｉ－Ｆｉリピーター１０８（例えば、「フェムトセル」）および／または５Ｇアンテナシステム１００の他の好適なアンテナ構成部品も含む５Ｇアンテナシステム１００の一実施形態が示される。中継局１０４は、基地局１０２とユーザコンピューティングデバイス１０６および／または中継局１０４との間の信号を中継するまたは「反復する」ことにより、ユーザコンピューティングデバイス１０６および／または他の中継局１０４による基地局１０２との通信を促進するように構成されてもよい。基地局１０２は、中継局１０４、Ｗｉ－Ｆｉリピーター１０８と、および／または直接的にユーザコンピューティングデバイス１０６と無線周波数信号１１２を受信および／または送信するように構成されたＭＩＭＯアンテナアレイ１１０を含んでもよい。ユーザコンピューティングデバイス１０６は、必ずしも本発明によって制限されず、５Ｇスマートフォンなどのデバイスを含む。

[0058]図１０は、各フィードライン３０４を使用して（例えば、フロントエンドモジュールと）接続される複数のアンテナアレイ３０２の簡潔な概略図である。アンテナアレイ
３０２は、本発明のポリマー組成物から形成可能な基板３０８の側面３０６に取り付けることができる。アンテナアレイ３０２は、複数の垂直接続された素子（例えば、メッシュグリッドアレイ）を含んでもよい。したがって、アンテナアレイ３０２は、一般的に基板３０８の側面３０６と平行に延伸してもよい。アンテナアレイ３０２が基板３０８に対してシールドの外側に位置するように、基板３０８の側面３０６にシールドが任意選択で設けられてもよい。アンテナアレイ３０２の垂直接続された素子間の垂直間隔距離は、アンテナアレイ３０２の「特徴サイズ」に対応してもよい。したがって、一部の実施形態では、これらの間隔距離は、アンテナアレイ３０２が「ファインピッチ」アンテナアレイ３０２であるように比較的小さくてもよい（例えば、約７５０マイクロメートル未満）。

Claims (37)

1. ポリマーマトリックス内に分配された誘電材料を含むポリマー組成物であって、誘電材料が約０．１オーム・ｃｍ～約１×１０^１２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有し、ポリマーマトリックスが少なくとも１種のサーモトロピック液晶ポリマーを含有し、さらにポリマー組成物が、２ＧＨｚの周波数で決定される約４以上の比誘電率および約０．３以下の誘電正接を示す、ポリマー組成物。
2. 約－３０℃～約１００℃の温度サイクルに曝露された後に比誘電率を示し、温度サイクル後の比誘電率の熱サイクル前の比誘電率に対する比が約０．８以上である、請求項１に記載のポリマー組成物。
3. 約－３０℃～約１００℃の温度サイクルに曝露された後に誘電正接を示し、温度サイクル後の誘電正接の熱サイクル前の誘電正接に対する比が約１．３以下である、請求項１または２に記載のポリマー組成物。
4. 約－３０℃～約１００℃の温度サイクルに曝露された後に誘電正接を示し、温度サイクル後の誘電正接の熱サイクル前の誘電正接に対する比が約１．０以下である、請求項１から３のいずれかに記載のポリマー組成物。
5. 誘電材料が無機酸化物材料を含有する、請求項１から４のいずれかに記載のポリマー組成物。
6. 無機酸化物材料が二酸化チタン粒子を含む、請求項５に記載のポリマー組成物。
7. 無機酸化物材料が無機酸化物ウィスカーを含む、請求項５に記載のポリマー組成物。
8. 前記ウィスカーが酸化亜鉛ウィスカーである、請求項７に記載のポリマー組成物。
9. 前記ウィスカーが、中心体およびそこから放射状に延伸する複数の針状結晶を有する、請求項７に記載のポリマー組成物。
10. 誘電材料が、０．１オーム・ｃｍ～約５００オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する無機酸化物材料を含む、請求項１から９のいずれかに記載のポリマー組成物。
11. 誘電材料が、約１×１０^３～約１×１０^１２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する炭素材料を含む、請求項１から１０のいずれかに記載のポリマー組成物。
12. 誘電材料が、約０．１オーム・ｃｍ未満の体積抵抗率を有する導電性材料および約１×１０^１２オーム・ｃｍより大きい体積抵抗率を有する絶縁材料を含む、請求項１から１１のいずれかに記載のポリマー組成物。
13. 導電性材料が炭素材料を含み、絶縁材料が無機酸化物材料を含む、請求項１２に記載のポリマー組成物。
14. 無機酸化物材料の重量パーセンテージの炭素材料の重量パーセンテージに対する比が約３～約１００である、請求項１３に記載のポリマー組成物。
15. サーモトロピック液晶ポリマーが、４－ヒドロキシ安息香酸に由来する繰り返し単位を含有する芳香族ポリエステルである、請求項１から１４のいずれかに記載のポリマー組成物。
16. サーモトロピック液晶ポリマーが、約１０ｍｏｌ．％以上のナフテン系ヒドロキシカルボン酸および／またはナフテン系ジカルボン酸に由来する繰り返し単位の合計量を有する、請求項１から１５のいずれかに記載のポリマー組成物。
17. サーモトロピック液晶ポリマーが、約１０ｍｏｌ．％以上のナフタレン－２，６－ジカルボン酸に由来する繰り返し単位の合計量を有する、請求項１６に記載のポリマー組成物。
18. レーザー活性化可能添加剤をさらに含む、請求項１から１７のいずれかに記載のポリマー組成物。
19. レーザー活性化可能添加剤が、以下の一般式：
    ＡＢ_２Ｏ_４
    （式中、
    Ａは、２の価数を有する金属カチオンであり；
    Ｂは、３の価数を有する金属カチオンである）
    を有するスピネル結晶を含有する、請求項１８に記載のポリマー組成物。
20. スピネル結晶が、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４、ＦｅＡｌ_２Ｏ_４、ＣｕＦｅ_２Ｏ_４、ＣｕＣｒ_２Ｏ_４、ＭｎＦｅ_２Ｏ_４、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４、ＴｉＦｅ_２Ｏ_４、ＦｅＣｒ_２Ｏ_４、ＭｇＣｒ_２Ｏ_４またはこれらの組合せを含む、請求項１９に記載のポリマー組成物。
21. 繊維状充填剤をさらに含む、請求項１から２０のいずれかに記載のポリマー組成物。
22. 繊維状充填剤がガラス繊維を含む、請求項２１に記載のポリマー組成物。
23. １，０００秒^－１のせん断速度および３５０℃の温度で決定される約５～約１００Ｐａ・ｓの溶融粘度を有する、請求項１から２２のいずれかに記載のポリマー組成物。
24. 約１５ｗｔ．％～約８５ｗｔ．％のサーモトロピック液晶ポリマーおよび約１０ｗｔ．％～約７０ｗｔ．％の誘電材料を含む、請求項１から２３のいずれかに記載のポリマー組成物。
25. 請求項１から２４のいずれかに記載のポリマー組成物を含む成型部品。
26. 請求項２５に記載の成型部品であって、１つまたは複数の導電素子が当該部品の表面上に形成される、前記成型部品。
27. 請求項１から２４のいずれかに記載のポリマー組成物、および無線周波数信号を送受信するように構成された少なくとも１つのアンテナ素子を含む基板を含み、アンテナ素子が当該基板に結合されている、アンテナシステム。
28. 無線周波数信号が５Ｇ信号である、請求項２７に記載のアンテナシステム。
29. 少なくとも１つのアンテナ素子が約１，５００マイクロメートル未満の特徴サイズを有する、請求項２７に記載のアンテナシステム。
30. 少なくとも１つのアンテナ素子が複数のアンテナ素子を含む、請求項２７に記載のアンテナシステム。
31. 複数のアンテナ素子が、約１，５００マイクロメートル未満の間隔距離によって離間されている、請求項３０に記載のアンテナシステム。
32. 複数のアンテナ素子が少なくとも１６個のアンテナ素子を含む、請求項３０に記載のアンテナシステム。
33. 複数のアンテナ素子がアレイに配置されている、請求項３０に記載のアンテナシステム。
34. 前記アレイが、少なくとも８つの送信チャネルおよび少なくとも８つの受信チャネル用に構成されている、請求項３３に記載のアンテナシステム。
35. 前記アレイが、平方センチメートルあたり１，０００個より多いアンテナ素子の平均アンテナ素子密度を有する、請求項３３に記載のアンテナシステム。
36. 基地局をさらに含み、基地局が少なくとも１個のアンテナ素子を含む、請求項２７に記載のアンテナシステム。
37. ユーザコンピューティングデバイスまたはリピーターのうちの少なくとも１つをさらに含み、ユーザコンピューティングデバイスまたは当該リピーター基地局のうちの少なくとも１つが少なくとも１個のアンテナ素子を含む、請求項２７に記載のアンテナシステム。
    

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