JP6027281B1 - 近傍界電磁波吸収フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】 高い電磁波吸収能を有するとともに、透過視認性を有する近傍界電磁波吸収フィルムを提供する。【解決手段】 プラスチックフィルムと、その一面に設けた単層又は多層の穿孔金属薄膜とを有し、前記穿孔金属薄膜は全面に直径200μm以下のレーザビーム穿孔穴を50μm以下の間隔で有し、前記穿孔金属薄膜はさらに透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部を部分的に有し、前記穿孔金属薄膜は50〜300Ω／100 cm2の電気抵抗値を有する近傍界電磁波吸収フィルム。【選択図】図9
Description
本発明は、高い電磁波吸収能を有するとともに、透過視認性を有する近傍界電磁波吸収フィルムに関する。
携帯電話、スマートフォン、無線LAN等の通信機器や、コンピュータ等の電子機器には、電磁波の漏洩及び進入を防止する電磁波吸収シートが使用されている。現在広く使用されている電磁波吸収シートは金属のシート又はネットからなるが、最近プラスチックシートに金属蒸着膜を形成した電磁波吸収シートも提案されている。例えば特開平9-148782号（特許文献1）は、プラスチックフィルムと、その両面に形成した第一及び第二のアルミニウム蒸着膜とからなり、第一のアルミニウム蒸着膜は非導通の線状パターンにエッチングされており、第二のアルミニウム蒸着膜は網目状の導通パターンにエッチングされている電磁波吸収シートを提案している。
また、WO 2010/093027（特許文献2）は、プラスチックフィルムと、その少なくとも一面に設けた単層又は多層の金属薄膜とを有し、前記金属薄膜に多数の実質的に平行で断続的な線状痕が不規則な幅及び間隔で複数方向に形成されているために、電磁波吸収能の異方性が低減された線状痕付き金属薄膜−プラスチック複合フィルムを開示している。
特許文献1の電磁波吸収シート及び特許文献2の線状痕付き金属薄膜−プラスチック複合フィルムでは、線状パターン又は線状痕により電磁波吸収能を得ているが、それとは別にレーザビームの点状のパターンで電磁波吸収能を有する電磁波吸収フィルムを効率良く得ることも望まれている。
さらに、透明な電磁波吸収フィルムに対する需要もあり、ITO薄膜又はCNT薄膜を有する電磁波吸収フィルムが提案され、ETC等に使用されている。しかし、ETCに用いる電磁波吸収フィルムは遠方界電磁波吸収フィルムであり、近傍界電磁波吸収フィルムとしては使用されない。というのは、近傍界に適したインピーダンス制御が難しいからである。そのため、電磁波吸収能を有する不透明な層を有しながら、それを通して向う側の物体を視認できる性質（以下単に「透過視認性」という。）を有する近傍界電磁波吸収フィルムが望まれている。
従って本発明の目的は、良好な電磁波吸収能を有するとともに透過視認性も有する近傍界電磁波吸収フィルムを提供することである。
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、(a) プラスチックフィルムに形成した金属薄膜の全面に直径200μm以下のレーザビーム穿孔穴を50μm以下の間隔で形成した後に、(b) 透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部を部分的に形成することにより、良好な電磁波吸収能を有するだけでなく、透過視認性に優れた近傍界電磁波吸収フィルムが得られることを発見し、本発明に想到した。
すなわち、本発明の近傍界電磁波吸収フィルムは、プラスチックフィルムと、その一面に設けた単層又は多層の穿孔金属薄膜とを有し、
前記穿孔金属薄膜は透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部を部分的に有し、
開口残留穿孔金属薄膜部は全面に直径200μm以下のレーザビーム穿孔穴を50μm以下の間隔で有することを特徴とする。
前記穿孔金属薄膜は透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部を部分的に有し、
開口残留穿孔金属薄膜部は全面に直径200μm以下のレーザビーム穿孔穴を50μm以下の間隔で有することを特徴とする。
前記レーザビーム穿孔穴の直径は好ましくは100μm以下であり、より好ましくは40〜100μmである。
前記レーザビーム穿孔穴の間隔は20μm以下であるのが好ましい。
前記開口部の形成後に残留する穿孔金属薄膜部は少なくとも2方向に延在する帯状部を有するのが好ましい。前記帯状部は少なくとも3方向に延在するのがより好ましい。
前記穿孔金属薄膜における開口部の面積率は15〜60％であるのが好ましい。
前記金属薄膜の厚さは10〜300 nmであるのが好ましい。
前記金属薄膜はアルミニウム、銅、銀、錫、ニッケル、コバルト、クロム及びこれらの合金からなる群から選ばれた少なくとも一種の金属からなるのが好ましい。
本発明の近傍界電磁波吸収フィルムは、全体的に形成された多数の微細なレーザビーム穿孔穴と、透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部とを有するので、優れた電磁波吸収能とともに透過視認性も有する。このような特徴を有する本発明の近傍界電磁波吸収フィルムは、内部を透視し得るいわゆるスケルトン構造の電子機器、例えば携帯電話、スマートフォン、ロボット、ゲーム機器等に用いるのに好適である。
本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明するが、特に断りがなければ一つの実施形態に関する説明は他の実施形態にも適用される。また下記説明は限定的ではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変更をしても良い。
[1] 穿孔金属薄膜
図1(a)〜図1(c) は本発明の近傍界電磁波吸収フィルムを形成するための微細なレーザビーム穿孔穴の配列の一例を示す。多数の微細なレーザビーム穿孔穴を形成した金属薄膜を以下「穿孔金属薄膜」と呼ぶ。この穿孔金属薄膜1は、プラスチックフィルム10の一面に形成された単層又は多層の金属薄膜11にレーザビーム穿孔穴12が交差する二列に形成されたものである。
図1(a)〜図1(c) は本発明の近傍界電磁波吸収フィルムを形成するための微細なレーザビーム穿孔穴の配列の一例を示す。多数の微細なレーザビーム穿孔穴を形成した金属薄膜を以下「穿孔金属薄膜」と呼ぶ。この穿孔金属薄膜1は、プラスチックフィルム10の一面に形成された単層又は多層の金属薄膜11にレーザビーム穿孔穴12が交差する二列に形成されたものである。
(1) プラスチックフィルム
プラスチックフィルム10を形成する樹脂は、絶縁性とともに十分な強度、可撓性及び加工性を有する限り特に制限されず、例えばポリエステル（ポリエチレンテレフタレート等）、ポリアリーレンサルファイド（ポリフェニレンサルファイド等）、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）等が挙げられる。強度及びコストの観点から、ポリエチレンテレフタレート（PET）が好ましい。プラスチックフィルム10の厚さは10〜100μm程度で良い。
プラスチックフィルム10を形成する樹脂は、絶縁性とともに十分な強度、可撓性及び加工性を有する限り特に制限されず、例えばポリエステル（ポリエチレンテレフタレート等）、ポリアリーレンサルファイド（ポリフェニレンサルファイド等）、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）等が挙げられる。強度及びコストの観点から、ポリエチレンテレフタレート（PET）が好ましい。プラスチックフィルム10の厚さは10〜100μm程度で良い。
(2) 金属薄膜
金属薄膜11を形成する金属は導電性を有する限り特に限定されないが、耐食性及びコストの観点からアルミニウム、銅、銀、錫、ニッケル、コバルト、クロム及びこれらの合金が好ましく、特にアルミニウム、銅、ニッケル及びこれらの合金が好ましい。金属薄膜の厚さは10〜300 nmが好ましく、20〜200 nmがより好ましく、30〜150 nmが最も好ましい。金属薄膜11は蒸着法（真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法、又はプラズマCVD法、熱CVD法、光CVD法等の化学気相蒸着法）、めっき法又は箔接合法により形成することができる。
金属薄膜11を形成する金属は導電性を有する限り特に限定されないが、耐食性及びコストの観点からアルミニウム、銅、銀、錫、ニッケル、コバルト、クロム及びこれらの合金が好ましく、特にアルミニウム、銅、ニッケル及びこれらの合金が好ましい。金属薄膜の厚さは10〜300 nmが好ましく、20〜200 nmがより好ましく、30〜150 nmが最も好ましい。金属薄膜11は蒸着法（真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法、又はプラズマCVD法、熱CVD法、光CVD法等の化学気相蒸着法）、めっき法又は箔接合法により形成することができる。
金属薄膜11が単層の場合、金属薄膜11は導電性、耐食性及びコストの観点からアルミニウム又はニッケルからなるのが好ましい。また金属薄膜11が複層の場合、一方を非磁性金属により形成し、他方を磁性金属により形成しても良い。非磁性金属としてアルミニウム、銅、銀、錫又はこれらの合金が挙げられ、磁性金属としてニッケル、コバルト、クロム又はこれらの合金が挙げられる。合計の厚さが上記範囲内であれば、非磁性金属層の厚さ及び磁性金属層の厚さは特に限定的でない。
(3) レーザビーム穿孔穴
図1(a)〜図1(c) に示すように、各レーザビーム穿孔穴12は、金属薄膜11にレーザビームを照射することにより金属が蒸発して形成されたほぼ円形の開口部であるが、プラスチックフィルム10は開口していない。各レーザビーム穿孔穴12の直径Dは200μm以下である。直径Dが200μm超であると、金属薄膜11の残留部分が反射材として機能し、十分な電磁波吸収能が得られない。各レーザビーム穿孔穴12の直径Dは100μm以下が好ましく、40〜100μmがより好ましい。
図1(a)〜図1(c) に示すように、各レーザビーム穿孔穴12は、金属薄膜11にレーザビームを照射することにより金属が蒸発して形成されたほぼ円形の開口部であるが、プラスチックフィルム10は開口していない。各レーザビーム穿孔穴12の直径Dは200μm以下である。直径Dが200μm超であると、金属薄膜11の残留部分が反射材として機能し、十分な電磁波吸収能が得られない。各レーザビーム穿孔穴12の直径Dは100μm以下が好ましく、40〜100μmがより好ましい。
図示の例では、金属薄膜11にレーザビーム穿孔穴12が交差する二列に配列されている。交差するレーザビーム穿孔穴列12a，12bにより仕切られた金属薄膜11は個々の金属薄膜本体部13となる。レーザビーム穿孔穴12は少なくとも部分的に間隔が開けているので、間隔部分の金属薄膜11は幅の狭い金属薄膜ブリッジ部14として残留する。従って、レーザビーム穿孔穴12の形成後に残留した金属薄膜部分（穿孔残留金属薄膜部）11aは、金属薄膜本体部13及び幅の狭い金属薄膜ブリッジ部14からなる。
レーザビーム穿孔穴12の隙間は両方の列12a，12bにあるのが好ましい。レーザビーム穿孔穴12の間隔（金属薄膜ブリッジ部14の幅）Wは50μm以下である。間隔Wが50μm超であると、穿孔金属薄膜1は所望の電気抵抗値を有さない。レーザビーム穿孔穴12の間隔（金属薄膜ブリッジ部14の幅）Wは20μm以下が好ましく、1〜15μmの範囲内がより好ましい。従って、金属薄膜ブリッジ部14の最大幅Wmaxは50μmであり、好ましくは20μmである。また、金属薄膜ブリッジ部14の平均幅Wavは3〜30μmであり、好ましくは5〜20μmである。
レーザビームスポット自体は円形であるが、レーザビームにより蒸発する金属薄膜1の領域は完全な円形にならず、隣接するレーザビーム穿孔穴12との干渉でやや不規則な輪郭を有する傾向がある。例えば、隣接するレーザビーム穿孔穴12との間に隙間がない場合、両レーザビーム穿孔穴12，12が接合するのではなく、僅かな幅の金属薄膜ブリッジ部14ができることがある。これは、隣接するレーザビームスポットの間に蒸発した金属が凝固し、幅の狭い金属薄膜ブリッジ部14になるためであると考えられる。このように、レーザビームスポットを同じ間隔で配列しても金属薄膜11の蒸発により実際に形成されるレーザビーム穿孔穴12の間隔は同じにならないので、金属薄膜ブリッジ部14は50μm以下の範囲内で異なる幅Wを有する。そのため、本発明の近傍界電磁波吸収フィルムは広範囲の周波数に対して優れた電磁波吸収能を有する。
レーザビーム穿孔穴列12a，12bは45〜90°の交差角θで交差している。これにより、高い電磁波吸収能が得られるだけでなく、電磁波吸収能の異方性も低下する。交差角θが45°未満であると、電磁波吸収能は十分に発揮されない。交差角θが90°のとき、電磁波吸収能は最大となる。交差角θの好ましい範囲は60〜90°である。
レーザビーム穿孔穴列12a，12bの中心線間距離Tは金属薄膜本体部13の大きさに影響する。金属薄膜本体部13の大きさは近傍界電磁波吸収フィルム20の電気抵抗値（よって電磁波吸収能）に影響するので、所望の電気抵抗値が得られるように、レーザビーム穿孔穴列12a，12bの中心線間距離Tを設定する必要がある。具体的には、レーザビーム穿孔穴列12a，12bの中心線間距離Tは100〜400μmが好ましく、150〜300μmがより好ましい。
図2は本発明の近傍界電磁波吸収フィルムを形成するための微細なレーザビーム穿孔穴の配列の別の例を示す。この穿孔金属薄膜1’は、複数のレーザビーム穿孔穴12が上下左右ほぼ同じ間隔Wで配列している。上記の例と同様に、間隔Wは50μm以下であり、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは1〜15μmの範囲内である。
(4) 開口部
穿孔金属薄膜に、透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部を部分的に形成し、近傍界電磁波吸収フィルムとする。開口部の形状、大きさ及び配列は、十分な電磁波吸収能を確保しつつ必要な透過視認性が得られるものであれば、特に限定されない。図3〜図9は開口部の形状、大きさ及び配列の例を示す。
穿孔金属薄膜に、透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部を部分的に形成し、近傍界電磁波吸収フィルムとする。開口部の形状、大きさ及び配列は、十分な電磁波吸収能を確保しつつ必要な透過視認性が得られるものであれば、特に限定されない。図3〜図9は開口部の形状、大きさ及び配列の例を示す。
図3に示す近傍界電磁波吸収フィルム20では、穿孔金属薄膜1に平行な複数のスリット状開口部21が形成されている。スリット状開口部21を形成した後の開口残留穿孔金属薄膜部22は帯状である。
図4に示す近傍界電磁波吸収フィルム20では、穿孔金属薄膜1に複数の長方形状開口部21が縦横平行に形成されている。長方形状開口部21を形成した後の開口残留穿孔金属薄膜部22は格子状である。
図5に示す近傍界電磁波吸収フィルム20では、穿孔金属薄膜1に複数の正方形状開口部21が縦横平行に形成されている。正方形状開口部21を形成した後の開口残留穿孔金属薄膜部22は格子状である。
図6に示す近傍界電磁波吸収フィルム20では、穿孔金属薄膜1に複数の円形状開口部21が縦横平行に形成されている。円形状開口部21を形成した後の開口残留穿孔金属薄膜部22は変形した格子状である。
図7に示す近傍界電磁波吸収フィルム20では、穿孔金属薄膜1に複数の三角形状開口部21が縦横平行に形成されている。三角形状開口部21を形成した後の開口残留穿孔金属薄膜部22は変形した格子状である。
図8に示す近傍界電磁波吸収フィルム20では、穿孔金属薄膜1に複数の菱形状開口部21が縦横平行に形成されている。菱形状開口部21を形成した後の開口残留穿孔金属薄膜部22は変形した格子状である。
図9に示す近傍界電磁波吸収フィルム20では、穿孔金属薄膜1に複数の菱形状開口部21が縦横平行に形成されている。菱形状開口部21を形成した後の開口残留穿孔金属薄膜部22は変形した格子状である。
図3〜図9に示すように、開口残留穿孔金属薄膜部22は少なくとも一方向に連結している必要があり、少なくとも二方向に連結しているのが好ましい。また、穿孔金属薄膜1に対する開口部21の面積率［100×開口部21の総面積／（開口部21の総面積＋開口残留穿孔金属薄膜部22の総面積）］は15〜60％が好ましく、20〜50％がより好ましい。開口部21の面積率が15％未満であると、十分な透過視認性が得られない。一方、開口部21の面積率が60％超であると、十分な電磁波吸収能を確保できない。
(4) 電気抵抗値
近傍界電磁波吸収フィルム20の電磁波吸収能は基本的に穿孔金属薄膜1の電磁波吸収能により決まる。鋭意研究の結果、穿孔金属薄膜1の電磁波吸収能は、レーザビーム穿孔穴12の形成後に残留した穿孔金属薄膜部（穿孔残留穿孔金属薄膜部11a＝穿孔金属薄膜本体部13＋穿孔金属薄膜ブリッジ部14）の大きさ及び電気抵抗に依存することが分った。穿孔金属薄膜1の電気抵抗値が50〜300Ω／100 cm2の場合、広範囲の周波数の電磁波に対して優れた吸収能を有する。
近傍界電磁波吸収フィルム20の電磁波吸収能は基本的に穿孔金属薄膜1の電磁波吸収能により決まる。鋭意研究の結果、穿孔金属薄膜1の電磁波吸収能は、レーザビーム穿孔穴12の形成後に残留した穿孔金属薄膜部（穿孔残留穿孔金属薄膜部11a＝穿孔金属薄膜本体部13＋穿孔金属薄膜ブリッジ部14）の大きさ及び電気抵抗に依存することが分った。穿孔金属薄膜1の電気抵抗値が50〜300Ω／100 cm2の場合、広範囲の周波数の電磁波に対して優れた吸収能を有する。
穿孔金属薄膜1の電気抵抗値は、プラスチックフィルム10の一面に穿孔金属薄膜1を有する穿孔金属薄膜複合フィルムの試験片TP1を図10(a)〜図10(c) に示す装置にセットし、加圧下での直流二端子法（単に「加圧二端子法」と言う）により測定する。具体的には、硬質な絶縁性平坦面上に穿孔金属薄膜1を上にして載置した10 cm×10 cmの正方形試験片TP1の対向辺部に、長さ10 cm×幅1 cm×厚さ0.5 mmの電極本体部121と、電極本体部121の中央側部から延びる幅1 cm×厚さ0.5 mmの電極延長部122とからなる一対の電極120，120を載置し、試験片TP1と両電極120，120を完全に覆うようにそれらの上に10 cm×10 cm×厚さ5 mmの透明アクリル板130を載せ、透明アクリル板130の上に直径10 cmの円柱状重り140（3.85 kg）を載せた後で、両電極延長部222，222間を流れる電流から電気抵抗値を求める。上記条件で測定した電気抵抗値を「Ω／100 cm 2 」の単位で表す。
穿孔金属薄膜1（近傍界電磁波吸収フィルム20）の電気抵抗値は50〜300Ω／100 cm2の範囲内である必要がある。電気抵抗値が50Ω／100 cm2未満又は300Ω／100 cm2超であると、近傍界電磁波吸収フィルム20は十分な電磁波吸収能を有さない。近傍界電磁波吸収フィルム20の電気抵抗値は好ましくは60〜250Ω／100 cm2であり、より好ましくは80〜200Ω／100 cm2である。
(5) 保護層
穿孔金属薄膜1を保護するために、その表面にプラスチック保護層（図示せず）を形成するのが好ましい。プラスチック保護層用のプラスチックフィルムはプラスチックフィルム10と同じで良い。プラスチック保護層の厚さは10〜100μm程度が好ましい。脱離を防止するために、プラスチックフィルムを熱ラミネートすることによりプラスチック保護層を形成するのが好ましい。保護層プラスチックフィルムがPETフィルムの場合、熱ラミネート温度は110〜150℃で良い。
穿孔金属薄膜1を保護するために、その表面にプラスチック保護層（図示せず）を形成するのが好ましい。プラスチック保護層用のプラスチックフィルムはプラスチックフィルム10と同じで良い。プラスチック保護層の厚さは10〜100μm程度が好ましい。脱離を防止するために、プラスチックフィルムを熱ラミネートすることによりプラスチック保護層を形成するのが好ましい。保護層プラスチックフィルムがPETフィルムの場合、熱ラミネート温度は110〜150℃で良い。
保護層プラスチックフィルムは通常、プラスチックフィルム10の金属薄膜11にレーザビーム穿孔穴及び開口部を形成した後に貼付するが、保護層プラスチックフィルムに微細孔を多数形成しておけば、保護層プラスチックフィルムを金属薄膜11に貼付した後で、レーザビーム穿孔穴及び開口部を形成することができる。保護層プラスチックフィルムへの微細孔の形成は、特許第2063411号に記載の方法により行うことができる。
[2] 近傍界電磁波吸収フィルムの電磁波吸収能
(1) 伝送減衰率
伝送減衰率Rtpは、図11(a) 及び図11(b) に示すように、50ΩのマイクロストリップラインMSL（64.4 mm×4.4 mm）と、マイクロストリップラインMSLを支持する絶縁基板220と、絶縁基板220の下面に接合された接地グランド電極221と、マイクロストリップラインMSLの両端に接続された導電性ピン222，222と、ネットワークアナライザNAと、ネットワークアナライザNAを導電性ピン222，222に接続する同軸ケーブル223，223とで構成されたシステムを用い、マイクロストリップラインMSLに近傍界電磁波吸収フィルム20の試験片TP2を粘着剤により貼付し、0.1〜6 GHzの入射波に対して、反射波S11の電力及び透過波S12の電力を測定し、下記式(1)：
Rtp＝−10×log[10S21/10/(1−10S11/10)]・・・(1)
により求める。
(1) 伝送減衰率
伝送減衰率Rtpは、図11(a) 及び図11(b) に示すように、50ΩのマイクロストリップラインMSL（64.4 mm×4.4 mm）と、マイクロストリップラインMSLを支持する絶縁基板220と、絶縁基板220の下面に接合された接地グランド電極221と、マイクロストリップラインMSLの両端に接続された導電性ピン222，222と、ネットワークアナライザNAと、ネットワークアナライザNAを導電性ピン222，222に接続する同軸ケーブル223，223とで構成されたシステムを用い、マイクロストリップラインMSLに近傍界電磁波吸収フィルム20の試験片TP2を粘着剤により貼付し、0.1〜6 GHzの入射波に対して、反射波S11の電力及び透過波S12の電力を測定し、下記式(1)：
Rtp＝−10×log[10S21/10/(1−10S11/10)]・・・(1)
により求める。
(2) ノイズ吸収率
図11(a) 及び図11(b) に示すシステムにおいて、入射した電力Pin＝反射波S11の電力＋透過波S12の電力＋吸収された電力（電力損失）Plossが成り立つ。従って、入射した電力Pinから反射波S11の電力及び透過波S21の電力を差し引くことにより、電力損失Plossを求め、Plossを入射電力Pinで割ることによりノイズ吸収率Ploss/Pinを求める。
図11(a) 及び図11(b) に示すシステムにおいて、入射した電力Pin＝反射波S11の電力＋透過波S12の電力＋吸収された電力（電力損失）Plossが成り立つ。従って、入射した電力Pinから反射波S11の電力及び透過波S21の電力を差し引くことにより、電力損失Plossを求め、Plossを入射電力Pinで割ることによりノイズ吸収率Ploss/Pinを求める。
[3] 近傍界電磁波吸収フィルムの製造方法
蒸着法によりプラスチックフィルム10の一面に形成した金属薄膜11の全面に、まず直径200μm以下のレーザビーム穿孔穴12を50μm以下の間隔で形成する。得られた穿孔金属薄膜1に対して、透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部21を部分的に形成する。開口部21もレーザビームの照射により形成することができる。この場合、レーザビーム穿孔穴12と開口部21を一回のレーザビーム照射工程で形成することができるが、レーザビーム穿孔穴12の形成工程と開口部21の形成工程とを二段階で行う方が、精度良く近傍界電磁波吸収フィルム20を製造できる。なお、開口部21をフォトリソグラフィー法で形成しても良い。
蒸着法によりプラスチックフィルム10の一面に形成した金属薄膜11の全面に、まず直径200μm以下のレーザビーム穿孔穴12を50μm以下の間隔で形成する。得られた穿孔金属薄膜1に対して、透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部21を部分的に形成する。開口部21もレーザビームの照射により形成することができる。この場合、レーザビーム穿孔穴12と開口部21を一回のレーザビーム照射工程で形成することができるが、レーザビーム穿孔穴12の形成工程と開口部21の形成工程とを二段階で行う方が、精度良く近傍界電磁波吸収フィルム20を製造できる。なお、開口部21をフォトリソグラフィー法で形成しても良い。
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
参考例1、及び比較例1及び2
厚さ16μmのPETフィルム10に真空蒸着法により形成した厚さ50 nmのNi薄膜11に対して、3-AxisハイブリッドレーザーマーカーMD-X1000（株式会社キーエンス製）により直径60μmのレーザビーム穿孔穴12を交差する二列に形成し、図12〜図14に示す穿孔金属薄膜複合フィルム20’を作製した。各穿孔金属薄膜複合フィルム20’から切り出した正方形の試験片TP1（10 cm×10 cm）に対して、段落[1] の(4) に記載の方法により電気抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
厚さ16μmのPETフィルム10に真空蒸着法により形成した厚さ50 nmのNi薄膜11に対して、3-AxisハイブリッドレーザーマーカーMD-X1000（株式会社キーエンス製）により直径60μmのレーザビーム穿孔穴12を交差する二列に形成し、図12〜図14に示す穿孔金属薄膜複合フィルム20’を作製した。各穿孔金属薄膜複合フィルム20’から切り出した正方形の試験片TP1（10 cm×10 cm）に対して、段落[1] の(4) に記載の方法により電気抵抗値を測定した。結果を表1に示す。
(2) 金属薄膜ブリッジ部の幅W。
各穿孔金属薄膜複合フィルム20’から切り出した試験片TP2（55.2 mm×4.7 mm）を図11(a) 及び図11(b) に示すシステムのマイクロストリップラインMSLに粘着剤により貼付し、段落[2] の(1) 及び(2) に記載の方法により、0.1〜6 GHzの周波数範囲の入射電力Pinに対する反射波S11の電力及び透過波S21の電力を測定し、0.1〜6 GHzの周波数範囲における伝送減衰率Rtp及びノイズ吸収率Ploss/Pinを求めた。0.1〜6 GHzの周波数範囲におけるS11を図15に示し、伝送減衰率Rtpを図16に示し、ノイズ吸収率Ploss/Pinを図17に示す。図15から明らかなように、レーザビーム穿孔穴12が過少（電気抵抗値が過小）の比較例1は反射波S11が多かった。また、図16から明らかなように、レーザビーム穿孔穴12が過剰（電気抵抗値が過大）の比較例2は伝送減衰率Rtpが低かった。さらに、図17から明らかなように、参考例1の穿孔金属薄膜複合フィルム20’は優れたノイズ吸収率Ploss/Pinを示した。
参考例2
厚さ16μmのPETフィルム10に真空蒸着法により形成した厚さ80 nmのAl薄膜11に対して、3-AxisハイブリッドレーザーマーカーMD-X1000（株式会社キーエンス製）により直径80μmのレーザビーム穿孔穴12を交差する二列に形成し、図18に示す穿孔金属薄膜1を有する穿孔金属薄膜複合フィルム20’を作製した。レーザビーム穿孔穴12の間隔Wは約20μmであった。参考例1と同じ方法により、各穿孔金属薄膜複合フィルム20’の電気抵抗値を測定したところ、60〜80Ω／100 cm2であった。
厚さ16μmのPETフィルム10に真空蒸着法により形成した厚さ80 nmのAl薄膜11に対して、3-AxisハイブリッドレーザーマーカーMD-X1000（株式会社キーエンス製）により直径80μmのレーザビーム穿孔穴12を交差する二列に形成し、図18に示す穿孔金属薄膜1を有する穿孔金属薄膜複合フィルム20’を作製した。レーザビーム穿孔穴12の間隔Wは約20μmであった。参考例1と同じ方法により、各穿孔金属薄膜複合フィルム20’の電気抵抗値を測定したところ、60〜80Ω／100 cm2であった。
穿孔金属薄膜複合フィルム20’の0.1〜6 GHzの周波数範囲における反射波S11の電力及び透過波S21の電力を参考例1と同様に測定し、ノイズ吸収率Ploss/Pinを求めた。0.1〜6 GHzの周波数範囲におけるノイズ吸収率Ploss/Pinを図19に示す。図19から明らかなように、レーザビーム穿孔穴12及び電気抵抗値が本発明の要件を満たす参考例2の穿孔金属薄膜複合フィルム20’は高いノイズ吸収率Ploss/Pinを示した。
実施例1〜5
下記表2に示すように、参考例1及び2の穿孔金属薄膜複合フィルム20’に対して、図3〜6及び9のいずれかの開口部21を形成し、近傍界電磁波吸収フィルムを作製した。各近傍界電磁波吸収フィルムの試験片TP2について、0.1〜6 GHzの周波数範囲の入射電力Pinに対する反射波の電力S11及び透過波の電力S12を参考例1と同様に測定し、0.1〜6 GHzの周波数範囲における伝送減衰率Rtp及びノイズ吸収率Ploss/Pinを求めた。実施例1〜5の各々について、0.1〜6 GHzの周波数範囲におけるS11、S21及びRtpを図20、図22、図24、図26及び図28に示し、0.1〜6 GHzの周波数範囲におけるPloss/Pinを図21、図23、図25、図27及び図29に示す。
下記表2に示すように、参考例1及び2の穿孔金属薄膜複合フィルム20’に対して、図3〜6及び9のいずれかの開口部21を形成し、近傍界電磁波吸収フィルムを作製した。各近傍界電磁波吸収フィルムの試験片TP2について、0.1〜6 GHzの周波数範囲の入射電力Pinに対する反射波の電力S11及び透過波の電力S12を参考例1と同様に測定し、0.1〜6 GHzの周波数範囲における伝送減衰率Rtp及びノイズ吸収率Ploss/Pinを求めた。実施例1〜5の各々について、0.1〜6 GHzの周波数範囲におけるS11、S21及びRtpを図20、図22、図24、図26及び図28に示し、0.1〜6 GHzの周波数範囲におけるPloss/Pinを図21、図23、図25、図27及び図29に示す。
図20〜図29から明らかなように、実施例1〜5の近傍界電磁波吸収フィルムはいずれも反射波S11が少なく、伝送減衰率Rtp及びノイズ吸収率Ploss/Pinが高かった。また、実施例1〜5の近傍界電磁波吸収フィルムは15〜60％の開口部面積率を有し、良好な透過視認性を有していた。
1・・・穿孔金属薄膜
10・・・プラスチックフィルム
11・・・金属薄膜
11a・・・穿孔残留金属薄膜部
12・・・レーザビーム穿孔穴
12a，12b・・・レーザビーム穿孔穴列
13・・・金属薄膜本体部
14・・・金属薄膜ブリッジ部
20・・・近傍界電磁波吸収フィルム
21・・・開口部
22・・・開口残留穿孔金属薄膜部
120・・・電極
121・・・電極本体部
122・・・電極延長部
130・・・透明アクリル板
140・・・円柱状重り
220・・・絶縁基板
221・・・接地グランド電極
222・・・導電性ピン
223・・・同軸ケーブル
D・・・レーザビーム穿孔穴の直径
W・・・金属薄膜ブリッジ部の幅
T・・・レーザビーム穿孔穴列の中心線間距離
TP1，TP2・・・近傍界電磁波吸収フィルムの試験片
MSL・・・マイクロストリップライン
NA・・・ネットワークアナライザ
10・・・プラスチックフィルム
11・・・金属薄膜
11a・・・穿孔残留金属薄膜部
12・・・レーザビーム穿孔穴
12a，12b・・・レーザビーム穿孔穴列
13・・・金属薄膜本体部
14・・・金属薄膜ブリッジ部
20・・・近傍界電磁波吸収フィルム
21・・・開口部
22・・・開口残留穿孔金属薄膜部
120・・・電極
121・・・電極本体部
122・・・電極延長部
130・・・透明アクリル板
140・・・円柱状重り
220・・・絶縁基板
221・・・接地グランド電極
222・・・導電性ピン
223・・・同軸ケーブル
D・・・レーザビーム穿孔穴の直径
W・・・金属薄膜ブリッジ部の幅
T・・・レーザビーム穿孔穴列の中心線間距離
TP1，TP2・・・近傍界電磁波吸収フィルムの試験片
MSL・・・マイクロストリップライン
NA・・・ネットワークアナライザ
Claims (9)
- プラスチックフィルムと、その一面に設けた単層又は多層の穿孔金属薄膜とを有する近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、
前記穿孔金属薄膜は透過視認性が得られる程度の大きさの複数の開口部を部分的に有し、
開口残留穿孔金属薄膜部は全面に直径200μm以下のレーザビーム穿孔穴を50μm以下の間隔で有することを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。 - 請求項1に記載の近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、前記レーザビーム穿孔穴の直径が100μm以下であることを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。
- 請求項2に記載の近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、前記レーザビーム穿孔穴の直径が40〜100μmであることを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、前記レーザビーム穿孔穴の間隔が20μm以下であることを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、前記開口部の形成後に残留する開口残留穿孔金属薄膜部が少なくとも2方向に延在する帯状部を有することを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。
- 請求項5に記載の近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、前記開口残留穿孔金属薄膜部が少なくとも3方向に延在する帯状部を有することを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、前記開口部の面積率が15〜60％であることを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、前記金属薄膜の厚さが10〜300 nmであることを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の近傍界電磁波吸収フィルムにおいて、前記金属薄膜がアルミニウム、銅、銀、錫、ニッケル、コバルト、クロム及びこれらの合金からなる群から選ばれた少なくとも一種の金属からなることを特徴とする近傍界電磁波吸収フィルム。
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