JPH09148782A

JPH09148782A - 透明電磁波吸収シールド材

Info

Publication number: JPH09148782A
Application number: JP7307246A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Matsuo; 誠一松尾
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】透明でかつ電磁波吸収能力および電磁波シー
ルド能力の優れた透明電磁波吸収シールド材の提供。【解決手段】 (１)導電性材料からなる、導電性線分パ
ターンであって、該導電性線分パターンが対象とする電
磁波波長の１／２以上の長さを持ち、各線分パターンは
電気的に導通を有さないものである電磁波吸収性を有す
る一次元導電性線分パターン、(２)可視光透過能を有す
る電磁波シールド層、および、(３)上記一次元導電性線
分パターンと透明電磁波シールド層との間にあって、
０.１−１０.０mmの厚さを有する絶縁性透明中間材、か
らなる透明電磁波吸収シールド材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オフィスなどの電
磁波シールドが必要とされる空間において、透光性が要
求される部分に適用される透明電磁波吸収シールド材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話・無線ＬＡＮなどの通信
システムの発達により、オフィス情報の保護、および通
信混線の防止の目的で建物をブロック毎にシールド材で
囲み、内外の電波を遮断する必要がでてきた。特に、窓
などの開口部の電磁波のシールドには透光性も同時に要
求されるため、導電性金属のネットを挟み込んだ合わせ
ガラス、またはＩＴＯなどの透明導電膜を蒸着したガラ
スが使用されている。

【０００３】しかし、これらの電磁波シールドガラスは
電磁波を反射させるのみで、閉鎖された室内ではマルチ
パスフェージングや遅延波により通信が正常に行なわれ
なくなる恐れがある。また、半導体技術の進歩によって
高度化したマイクロエレクトロニクスとそれを応用した
制御システムが誤動作する恐れもある。

【０００４】電磁波の反射蓄積によるこれらの障害を防
止する手段として、電磁波を吸収する材料が考えられ、
フェライトを有機高分子中に分散させた電波吸収材が既
に知られている。また、特開平６−１４０７８７号公報
には、電波反射層と導電パターンをフェライト及びカー
ボン粉末分散樹脂を夾んで配置する電波反射防止体が提
案されているが、透明性が無く窓などの建築物開口部に
は適用できない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、不要電磁波
の蓄積を防止するため、電磁波吸収能力と電磁波シール
ド能力の両方を有する透明な材料を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は(１)
導電性材料からなる、導電性線分パターンであって、該
導電性線分パターンが対象とする電磁波波長の１／２以
上の長さを持ち、各線分パターンは電気的に導通を有さ
ないものである電磁波吸収性を有する一次元導電性線分
パターン、(２)可視光透過能を有する電磁波シールド
層、および、(３)上記一次元導電性線分パターンと透明
電磁波シールド層との間にあって、０.１−１０.０mmの
厚さを有する絶縁性透明中間材、からなる透明電磁波吸
収シールド材を提供する。

【０００７】また、本発明は上記透明電磁波シールド材
の面に別の絶縁性透明中間材を設け、さらにその上に別
の一次元導電性線分パターンを設けてなる、双方向の吸
収能を有する、透明電磁波吸収シールド材をも提供す
る。

【０００８】本発明では、透明材料上に、不透明なもの
を、間隔のある模様として形成すると、透明性は保持し
たままであることに注目した。本発明者らは新たに特殊
なパターンが電磁波吸収能を有し、また別のパターンが
電磁波シールド能力を有することを新たに見出し、これ
に基づいて本願発明を成すに至った。

【０００９】本発明において電磁波吸収能を有する一次
元導電性線分パターン(１)は、導電性材料からなる導電
性線分のみからなるパターンであって、各線分パターン
は電気的に導通を有さない、すなわち接触することがな
いものである。「一次元」なる語は後述の「二次元」と区別
するために用いられる語であって、導電性線分だけから
構成されているパターンであって、各線分間およびパタ
ーン全体には電気的な接続がないことを意味している。
一次元導電性線分パターンでは各導電性線分パターンの
長さは、電磁波波長の１／２以上の長さを有する。従っ
て、各線分の長さは、対象とする電磁波によって異な
る。

【００１０】このような一次元導電性線分パターンの例
を図１の(a)〜(f)に例を示す。これら図１の(a)〜(f)は
単なる例示であってこれらに限定されるものではない。
基本的には、上述のように導電性金属で線分を形成し、
これらが対象とする電磁波長の１／２以上の長さを有す
ることである。この線分は折れ曲がったり、円周を構成
してもよい。また異なる長さのものが幾つか固まって１
つの模様を形成していてもよい(図１(a)〜(c))。図１
(d)は各線分が蛇腹状の形を構成しているものを示し、
図１(e)は各線分が円を構成し、半径の違う円が幾つか
そろって、１つの模様を形成している。図１(f)は渦巻
状のパターンを有するものである。

【００１１】電磁波吸収能において重要なことは、前述
したように、各導電性パターンが一次元であること、即
ち電気的に導通していないことである。後述するが、電
気的な接触を有している場合、電磁波吸収能を示さず、
逆に電磁波シールド性のみを示すことになる。

【００１２】本発明では各線分パターンが対象とする電
磁波波長の１／２以上の長さを有することを要する。そ
の場合電磁波波長の１／２以上の長さを有するのは、各
線分が折れ曲がっていても、円周を形成していても、そ
れを延ばした時の長さである。従って、蛇腹状に折り畳
まれていても(図１(d)参照)であっても、これを引きの
ばした線分の長さが、電磁波波長の１／２以上の長さを
有することを必要とする。

【００１３】上記説明から明らかなように、一次元導電
性線分パターンに入らないものは、後述する二次元導電
性線分パターン(２)であるか、電磁波波長の１／２以下
の長さを有する線分パターン、例えば点の連続や小さな
黒丸や、短い線の連続であるものである。このようなパ
ターンを長さをもたないパターンの意味で０次元パター
ンと呼ぶこともある。念のため、後者の０次元パターン
の分類に入るものの例を図２に示す。

【００１４】本発明に用いられる一次元導電性線分パタ
ーン(１)は、導電性インキで絶縁性透明中間材(３)上に
直接印刷する事でも実現できるが、窓ガラス等の硬質中
間材を使用することが多い本発明の目的のためには、製
造及び搬送に便利なロール巻きの形態が取れる透明プラ
スチックフィルム上に一次元導電性パターン(１)を形成
し、透明中間材上に接着剤または粘着剤で貼り付ける方
法が好ましい。こうすれば一次元導電性線分パターン
(１)は印刷ロールで連続印刷が可能となり、生産速度が
格段に向上する。

【００１５】一次元導電性線分パターン(１)はまた、透
明プラスチックフィルム上に水溶性インキでパターンを
印刷その他の方法で描き、その上に導電性金属を蒸着、
スパッタリング等の方法で導電性金属薄膜を形成し、次
いで水溶性インキを水洗除去してパターンを形成しても
よい。

【００１６】より好ましい一次元導電性線分パターン
(１)の形成方法は、まず、透明プラスチックフィルム上
に導電性金属薄膜層を全面に形成し、この金属薄膜を適
当な方法(例えば、フォトリソグラフィ法等)でパターン
を形成する方法である。

【００１７】導電性金属薄膜層を透明プラスチックフィ
ルム上に形成する方法は従来公知の方法でよいが、例え
ば導電性金属箔のラミネート方法や、金属薄膜の蒸着、
スパッタリングまたは無電界メッキ方法等が一般的であ
る。好ましくは金属薄膜の蒸着(具体的には、真空蒸着)
またはスパッタリング方法である。

【００１８】金属薄膜層を有する透明プラスチックフィ
ルムは市販品を用いてもよい。例えば、アルミニウムを
真空蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルム(ア
ルミ蒸着フィルム)が食品包装材として、安価かつ大量
に市販されており、これを用いることが経済的な面から
最も好ましい。

【００１９】金属薄膜をパターン化する方法は公知の方
法を用いることができるが、好適にはフォトリソグラフ
ィ法が挙げられる。

【００２０】一般にフォトリソグラフィ法は、感光性エ
ッチングレジストを全面に塗布した後、パターンマスク
を密着させて露光し、その後現像液で露光部分と未露光
部分の溶解度差を利用してレジストパターンを形成す
る。さらにエッチング液でパターン部以外の金属を溶出
して金属パターンが形成される。

【００２１】本発明のアルミ蒸着フィルムのフォトリソ
グラフィの場合、アルカリ現象型レジストを用いればエ
ッチングする金属が現像液に可溶であるため、現像行程
で同時に金属エッチングが行われ、パターン形成が容易
に出来る。さらに蒸着膜が極めて薄いためレジスト膜も
薄膜でよく、経済的で有るばかりでなくレジスト乾燥時
間および必要露光量が少なく、ロールツウロールの
高速連続生産が可能となる。

【００２２】本発明者の研究によれば、導電膜が極めて
薄いことはこの様な生産コストの低下ばかりでなく電波
吸収能力の点でも極めて有利に作用することが判った。
さらに１００μ以下の細線で構成されたパターンも高い
電波吸収能力を示す事も判った。この理由は後述する二
次元導電性線分パターンの電磁波吸収原理から、導体断
面積が小さくなる事により熱転化が容易になった為と考
えられる。

【００２３】本発明の絶縁性透明中間材(３)とは透明性
を有する絶縁材料であればよく、ガラス、硬質プラスチ
ック等の建物開口部に用いられる透明建材でもよい。例
えば窓ガラス自身を中間材にしてその両面に前記２種の
パターンを配置することもできる。さらに軽量化を達成
する目的で空気を中間材とする空洞構造にもできる。前
述のような軟質プラスチックフィルム、例えばポリエチ
レンテレフタレートフィルム(ＰＥＴフィルム)、ポリエ
チレンフィルムまたはポリプロピレンフィルムであって
もよい。

【００２４】絶縁性透明中間材(３)の厚さは０.１〜１
０mm未満である必要があり、好ましくは０.６〜６mmで
ある。この範囲を外れると電磁波吸収能力が低下する。

【００２５】可視光透過能を有する電磁波シールド層
(２)は可視光透過能と電磁波シールド性を合わせもつ材
料であればよく、透明導電膜と知られているＩＴＯ蒸着
膜や金属性メッシュ類などが使用できる。また透明電磁
波シールド層は前述の一次元導電性線分パターンと同様
のパターンであって、線分同士が電気的に導通を有する
ものであってもよい。これを、線分のみからなる一次元
パターンに対し、接点を通じ別のパターンに接続するこ
とから、特に二次元導電性線分パターンという。

【００２６】二次元導電性線分パターンは本発明者らの
研究により、電磁波フィルターとしての利用価値があ
り、電磁波は最大間隙が波長の１／１０以下の導通パタ
ーンを通過することができないことが判った。本発明の
対象とする不要電磁波の波長は、約０.５〜３００cm
²(６０ＧＨz〜１００ＭＨz)であり、５００μ以下の間
隙の導通パターンは不要電磁波のシールド能力を有して
いることになる。一方、透光性を支配する可視光も電磁
波の１種であるが、波長は極端に短かく、１μ以下であ
り、可視光は通過するために、本発明のシールド材に適
する。

【００２７】従来の技術に記載した金属ネットを挟み込
んだ電磁波シールドガラスはこのような性質を利用した
ものである。また、特開昭５５−８２４９９号公報、特
開昭６２−５７２９７号公報、実開昭６３−１９５８０
０号公報および特開平２−２４１０９８号公報にも、網
目状、格子状金属パターンを描いた透明シールド材が記
載されているが、いずれも上記の導通パターンのみを描
いたものであり、これらの実施例では電磁波シールド材
に言う透過減衰量(放射電磁波に対する通過電磁波量)が
報告されているのみで、反射減衰量の報告はない。本発
明者らの研究ではこれらの網目状パターンには全く電磁
波吸収性がなく、電磁波吸収シールド材は前述の導電性
線分パターンと透明電磁波シールド層とを巧妙に配置す
ることで初めて達成されるのである。本発明で好適に用
いられる二次元導電性線分パターンを図３(a)〜(f)に示
す。

【００２８】このような二次元導電性線分パターンは前
述の導電性線分パターンで述べた方法と同じ方法で形成
される。特に、金属薄膜層を有する透明プラスチックフ
ィルムをフォトリソグラフィの方法を用いてパターン化
することが好ましい。

【００２９】一次元導電性線分パターン(１)および二次
元導電性線分パターン(２)のいずれもその厚さには特に
限定はないが、例えば金属蒸着薄膜の場合５０〜５００
０Å、好ましくは１００〜１０００Åが好適に形成され
る。また、導電性線分パターンの線幅は、透明性が十分
に確保できる幅であれば特に問題はないが、一般的に１
００μ以下、好ましくは１〜５０μ、より好ましくは１
〜３０μである。１００μを越えると、透明性が十分確
保できない恐れがある。

【００３０】上述の３つの構成から、本発明の透明電磁
波吸収シールド材が形成される。

【００３１】本発明の電磁波吸収能力は、複数の一次元
導電性線分パターン(１)を積層後それを構成する模様が
重ならないように描き、積層することにより格段に強化
される。例えば、図４のようなパターンを模様が重なら
ないように積層し、各模様を３次元的に配置した導電性
線分パターンは、単に平面上に模様を配置した導電性線
分パターンより格段に高い電波吸収能力を示す。

【００３２】また、本発明を利用すれば、二次元導電性
線分パターンを透明中間材で夾んでその両側に異なる一
次元導電性線分パターンを描いた双方向の電磁波吸収シ
ールド材が製造できる。これは近年高層ビルで問題化し
ているＴＶゴースト対策にもなり極めて有用である。つ
まり本発明の吸収電磁波波長は一次元導電性線分パター
ンを構成する模様の大小で制御できるため、両面に異な
る波長の電磁波に対応した模様を配置することにより、
ビル外面に要求されるＴＶ波吸収と内面に要求される不
要電磁波吸収を同時に実現できる。

【００３３】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００３４】＜実施例１＞尾池工業製アルミ蒸着ＰＥＴ
フィルム(蒸着膜厚５００Å、ＰＥＴフィルム厚１００
μ)上に日本ペイント製ポジ型液状レジスト(オプトＥＲ
Ｐ−６００)を乾燥膜厚０.５μになるように塗布した
後熱風オーブンで乾燥せしめた。この上に図４、のパタ
ーンマスクを重ね３０mＪ／cm²露光した後１％苛性ソー
ダ水で現像と同時に露出したアルミ蒸着膜部分をエッチ
ングしアルミ蒸着パターンフィルムを得た。次にこのフ
ィルムを厚さ２mmのＩＴＯ蒸着ガラス(蒸着膜厚２００
０Å、光線透過率８５％))の非蒸着面に貼り付け透明電
磁波吸収シールド材を得た。

【００３５】＜実施例２＞実施例１において、図４に加
えて図５のパターンマスクを重ね３０mＪ／cm²露光した
後１％苛性ソーダ水で現像と同時に露出したアルミ蒸着
膜部分をエッチングし、２種類のアルミ蒸着パターンフ
ィルムを得た。次にこの２枚のフィルムを厚さ２mmの板
ガラスの両面に貼り付け透明電磁波吸収シールド材を得
た。

【００３６】＜実施例３＞実施例２において図４の代わ
りに図６のパターンマスクを使用する以外は実施例２と
同様の方法で２種類のアルミ蒸着パターンフィルムを得
た。次に図６のフィルムを４枚模様が重ならないように
積層し、厚さ２mmの板ガラスの両面に図５のフィルムに
対向させて貼り付け透明電磁波吸収シールド材を得た。

【００３７】＜実施例４＞実施例３において図６の代わ
りに図７の積層フィルムを作成し、厚さ２mmの２枚の板
ガラスに図５のフィルムを夾んだ合わせガラスの両面に
図６、図７の積層フィルムを貼り付け透明電磁波吸収シ
ールド材を得た。

【００３８】＜実施例５＞実施例３においてアルミ蒸着
ＰＥＴフィルムの代わりに銅蒸着ＰＥＴフィルム(蒸着
膜厚１０００μ)を使用し、現像後、２.５％ＨＣ１／Ｆ
eＣ１３エッチング液で４１℃で銅エッチングする以外
は実施例３と同様の方法で透明電磁波吸収シールド材を
得た。

【００３９】＜実施例６＞実施例３において、銅蒸着Ｐ
ＥＴフィルムの代わりに厚さ０.１mm銅厚１８μの銅張
積層板(ＦＲ−４仕様)を使用し、エッチングレジストの
乾燥膜厚が３μであること以外は実施例３と同様の方法
で透明電磁波吸収シールド材を得た。

【００４０】＜比較例１＞実施例１において図４の代わ
りに図８の２種のパターンマスクを使用し、かつＩＴＯ
蒸着層のないガラスを使用する以外は実施例１と同様の
方法で透明電磁波吸収シールド材を得た。

【００４１】＜比較例２＞厚さ３mmの日本ペイント製フ
ェライト系電磁波吸収材ＮＰ−Ｓ０１(フェライト粒子
のエチレン酢酸ビニル共重合樹脂分散体)に厚さ１mmの
アルミ板を貼り合わせたものを本発明の透明電磁波シー
ルド材の代わりに用いた。

【００４２】実施例１〜６、比較例１で得た電磁波吸収
シールド材を下記測定法で電磁波吸収量、及びシールド
性能を測定し、その結果を表１に示す。

【００４３】さらに実施例２においてパターンマスクの
線幅を３００、１００、３０μと変えた場合の電磁波吸
収量を表２に示す。また実施例２において中間材の厚さ
を変えた場合の電磁波吸収量を図９に示す。

【００４４】＜シールド性能の測定方法＞対向させて配
置した１対のガイドホーンアンテナにネットワークアナ
ライザー(ＨＰ社製８５１０Ｂ)を接続し、フリースペ
ースタイムドメイン法により、アンテナ間の直接伝送波
のＳパラメータ(Ｓ２１)を測定した。これを透過減衰量
０dＢとして、次にアンテナ間にシールド性能を評価す
る試料を設置し、同様にしてＳ２１を測定して、透過減
衰量(＝シールド性能)を得た。

【００４５】＜電磁波吸収量の測定方法＞平行偏波の電
磁波が試料に対して１０°で斜入射するように送信側ガ
イドホーンアンテナを設置した。受信側は、光学反射の
方向に同一のガイドホーンアンテナを設置した。ネット
ワークアナライザーをアンテナに接続し、フリースペー
スタイムドメイン法により、試料に反射して電送された
電磁波のみを抽出してＳパラメータ(Ｓ２１)を測定し
た。試料にＡl板を用いた場合のＳ２１を０dＢとして、
次にＡl板の位置に実施例、比較例の試料を置いて、Ｓ
２１を測定し、反射減衰量を得た。透過減衰量が−４０
dＢの試料における反射減衰量を電磁波吸収量と見なし
た。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】

【発明の効果】本発明の実施例１〜３で、電磁波シール
ドと電磁波吸収を兼ね備えたうえに、従来のフェライト
系吸収材と同等以上の電磁波吸収力があり、かつ透明、
軽量である事が判る。

【００４９】また実施例４で双方向の電磁波吸収もでき
ることから、室外のＴＶゴースト対策と室内の不要電波
対策を兼ね備えた吸収も実現可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で、電磁波吸収性パターンとして使用
できる一次元導電性線分パターンの例である。

【図２】電磁波吸収力のない０次元パターンの例であ
る。

【図３】本発明の可視光透過能のある電磁波シールド
層として使用できるが、電磁波吸収能力のない、二次元
導電性線分パターンの例である。

【図４】実施例１で電磁波吸収性パターンとして使用
した一次元導電性線分パターンである。

【図５】実施例２で電磁波シールド性パターンとして
使用した二次元導電性線分パターンである。

【図６】実施例３において用いた、積層する事で高い
吸収力を示す一次元導電性線分パターンである。

【図７】実施例４において用いた、積層する事で高い
吸収力を示す一次元導電性線分パターンである。

【図８】比較例１で、吸収能力のなかった二次元導電
性線分パターンの例である。

【図９】実施例２における、中間材の厚みと吸収能力
の関係を示した図である。

【図１０】実施例３での４層積層タイプ透明電磁波吸
収シールド材の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (１)導電性材料からなる、導電性線分パ
ターンであって、該導電性線分パターンが対象とする電
磁波波長の１／２以上の長さを持ち、各線分パターンは
電気的に導通を有さないものである電磁波吸収性を有す
る一次元導電性線分パターン、 (２)可視光透過能を有する電磁波シールド層、および、 (３)上記一次元導電性線分パターンと透明電磁波シール
ド層との間にあって、０.１−１０.０mmの厚さを有する
絶縁性透明中間材、からなる透明電磁波吸収シールド
材。
【請求項２】可視光透過能を有する電磁波シールド層
(２)が網目状の電気的に導通を有する二次元導電性線分
パターンであって、網目内空隙の最大間隙幅が対象とす
る電磁波波長の１／１０未満である請求項１記載の透明
電磁波吸収シールド材。
【請求項３】可視光透過能を有する電磁波シールド層
(２)が透明電極層またはそれらのパターン化した層から
なる請求項１記載の透明電磁波吸収シールド材。
【請求項４】一次元導電性線分パターン(１)が５０〜
５０００Åの厚さの金属蒸着薄膜をパターン化すること
から得られる請求項１記載の透明電磁波吸収シールド
材。
【請求項５】金属蒸着膜がアルミ蒸着膜である請求項
４記載の透明電磁波吸収シールド材。
【請求項６】一次元導電性線分パターン(１)が金属蒸
着フィルムからフォトリソグラフィ法で形成され、線幅
が１００μ以下である請求項４記載の透明電磁波吸収シ
ールド材。
【請求項７】一次元導電性線分パターン(１)が１層ま
たは２層以上の層の集合体のいずれかである請求項１記
載の透明電磁波吸収シールド材。
【請求項８】可視光透過能を有する電磁波シールド層
(２)が１層または２層以上の層の集合体のいずれかであ
る請求項１記載の透明電磁波吸収シールド材。
【請求項９】絶縁性透明中間材(３)がガラス、透明プ
ラスチックフィルムまたは空気である請求項１記載の透
明電磁波吸収シールド材。
【請求項１０】請求項１記載の透明電磁波吸収シール
ド材の透明電磁波シールド層(２)上にさらに別の絶縁性
透明中間材(３')を設け、さらにその上に別の一次元導
電性線分パターン(１')を形成した、双方向の電磁波吸
収能を有する透明電磁波吸収シールド材。