KR100897309B1 - Electromagnetic wave absorptive film and its fabrication - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상쇄 간섭(destructive interference)에 의해 전자기파를 흡수하는 전자기파 흡수 필름을 개시한 것으로, 상기 필름은 내부에 매립된 단일층 및/또는 이중층 파 흡수(wave-absorbing) 및/또는 파 반사(wave-reflcecting) 입자를 보유하고, 두께가 흡수하고자 하는 전자기파의 파장의 1/4n 배인 복합층(compound layer), 및 상기 복합층의 한 면 상에 덮여 있고 굴절율이 복합층보다 더 큰 반사층(reflective layer)을 포함한다.The present invention discloses an electromagnetic wave absorbing film that absorbs electromagnetic waves by destructive interference, wherein the film has a single layer and / or double layer wave-absorbing and / or wave reflection embedded therein. a compound layer containing particles, whose thickness is 1/4 n times the wavelength of the electromagnetic wave to be absorbed, and a reflective layer covered on one side of the compound layer and having a higher refractive index than the compound layer ).
전자기파 흡수 필름 Electromagnetic wave absorption film
Description
도 1은 전자기파 흡수 필름과 차폐하고자 하는 제품 간의 상관성을 나타내는 간략도이다.1 is a simplified diagram showing the correlation between the electromagnetic wave absorbing film and the product to be shielded.
도 2는 본 발명에 따른 전자기파 흡수 필름의 복합층 내에서 이중층 반사 입자의 반사 및 흡수 작용을 나타내는 간략도이다. Figure 2 is a simplified diagram showing the reflection and absorption of the bi-layer reflective particles in the composite layer of the electromagnetic wave absorbing film according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 전자기파 흡수 필름의 복합층의 캐리어 내에 매립된 단일층 파 반사 입자, 이중층 파 반사 입자 및 단일층 파 흡수 입자를 나타내는 간략도이다.3 is a simplified diagram showing single layer wave reflecting particles, double layer wave reflecting particles and single layer wave absorbing particles embedded in a carrier of a composite layer of an electromagnetic wave absorbing film according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 전자기파 흡수 필름의 복합층의 캐리어 내에 매립된 단일층 파 반사 입자, 이중층 파 반사 입자, 단일층 파 흡수 입자 및 이중층 파 흡수 입자를 나타내는 간략도이다.4 is a schematic diagram showing single layer wave reflecting particles, double layer wave reflecting particles, single layer wave absorbing particles, and double layer wave absorbing particles embedded in a carrier of the composite layer of the electromagnetic wave absorbing film according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 전자기파 흡수 필름의 제조 흐름도이다.5 is a manufacturing flowchart of the electromagnetic wave absorbing film according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 핸드폰의 안테나 상에 덮여 있는 전자기파 흡수 필름을 나타내는 간략도이다.Figure 6 is a simplified diagram showing an electromagnetic wave absorbing film covered on the antenna of the mobile phone according to the present invention.
도 7은 본 발명의 또다른 적용 예를 도시한 것이다.Figure 7 shows another application example of the present invention.
본 발명은 EMI 보호 물질에 관한 것이고, 보다 구체적으로 상쇄 간섭에 의해 전자기파를 흡수하는 전자기파 흡수 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 전자기파 흡수 필름의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an EMI protection material, and more particularly to an electromagnetic wave absorbing film that absorbs electromagnetic waves by destructive interference. Moreover, this invention relates to the manufacturing method of such an electromagnetic wave absorption film.
첨단기술의 급속한 개발이 이루어지면서, 다양한 컴퓨터 및 디지탈화 커뮤니케이션 장치 및 소비자용 전자 제품이 발표되어 시장에서 선보이고 있다. 시장에서는 비교적 보다 높은 빈도로 전자 제품을 제조하는 경향을 보이고 있다. 결과적으로, 소비자들은 백혈병, 뇌종양, DNA 파괴 질환(DNA destructive disease) 및 기타 질환의 높은 위험을 결과로 야기할 수 있는 전자기파의 유해성에 신체를 노출하는 높은 기회를 갖고 있다. 연구에 따르면, 60 Hz 이상의 전자기파는 사람 세포의 DNA에 유해하게 된다. 일부 다른 외국 연구에 의하면, 사람 뇌에 미치는 핸드폰의 영향, 예컨대 일시적 기억 상실, 행동 능력 저하 등이 언급되고 있다. 전자기파의 나쁜 효과가 지속적으로 발견되고 있기 때문에, 상이한 분야에서는 전자기파 보호 물질을 발견하는 것이 중요한 연구 주제로 되고 있다.With the rapid development of advanced technologies, a variety of computer and digital communication devices and consumer electronics have been announced and introduced to the market. There is a trend in the market to manufacture electronic products at a relatively higher frequency. As a result, consumers have a high chance of exposing their bodies to the harmful effects of electromagnetic waves, which can result in high risk of leukemia, brain tumors, DNA destructive disease and other diseases. Studies show that electromagnetic waves above 60 Hz are harmful to DNA in human cells. Some other foreign research mentions the effects of cell phones on the human brain, such as temporary memory loss and poor behavior. As the bad effects of electromagnetic waves continue to be discovered, the discovery of electromagnetic shielding materials has become an important research topic in different fields.
정규의 전자기파 보호 물질은 전기장 차폐(shielding) 물질 및 자기장 차폐 물질을 포함한다. 추가로, 금속 섬유(metal fiber)와 기타 천연 및 합성 섬유의 혼합물로부터 제조된 EMI(electromagnetic interference) 보호 물질이 존재한다. 유기 복합 물질이 다양한 물질, 예컨대 금속, 플라스틱, 마그네슘 합금, 티탄 합금, 알루미늄 합금, 목재, 세라믹 상에 코팅되어 이들의 표면 특성을 변화시키는데, 이 는 EMI 보호 기능을 달성한다.Regular electromagnetic wave shielding materials include electric field shielding materials and magnetic field shielding materials. In addition, there is an electromagnetic interference (EMI) protective material made from a mixture of metal fibers and other natural and synthetic fibers. Organic composite materials are coated on various materials, such as metals, plastics, magnesium alloys, titanium alloys, aluminum alloys, wood, ceramics, to change their surface properties, which achieves EMI protection.
그러나, 종래의 EMI 보호 물질은 일반적으로 적용 범위를 제한하는 특정 두께를 보유하고 있다. 요즘, 시장에서는 가볍고 얇으며 짧고 작은 특징을 갖는 핸드폰(cellular telephone) 및 기타 전자 제품을 개발하는 경향이 있다. 종래의 EMI 보호 물질을 작은 이동(mobile) 전자 제품에 사용하는 경우, 전자기파가 여전히 누출되고 있다. However, conventional EMI protection materials generally have certain thicknesses that limit their coverage. Nowadays, there is a tendency to develop cellular telephones and other electronic products with light, thin, short and small features. When conventional EMI protection materials are used in small mobile electronics, electromagnetic waves are still leaking.
그러므로, 상기 언급한 문제점을 제거하는 전자기파 흡수 필름을 제공하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to provide an electromagnetic wave absorbing film which eliminates the above-mentioned problems.
본 발명은 이러한 상황 하에서 달성하게 되었다. 본 발명의 하나의 목적은 전자기파 흡수 필름의 구조물에서 전자기파를 상쇄 및 흡수하는 위상 옵셋(phase offset)의 전자기파 특성을 이용하는 전자기파 흡수 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. The present invention has been accomplished under these circumstances. One object of the present invention is to provide an electromagnetic wave absorbing film using the electromagnetic wave characteristics of the phase offset (phase offset) to cancel and absorb the electromagnetic wave in the structure of the electromagnetic wave absorbing film and a method of manufacturing the same.
본 발명의 또다른 목적은 전자기파를 효과적으로 흡수하기 위해서 다양한 제품 중 어느 것이든지에 사용하기에 실제적인 얇은 두께를 보유하는 전자기파 흡수 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. It is still another object of the present invention to provide an electromagnetic wave absorbing film having a practical thin thickness for use in any of a variety of products for effectively absorbing electromagnetic waves and a method of manufacturing the same.
본 발명의 또다른 목적은 전기 접속을 일으키는 일 없이 접지의 설치를 제거하는 전자기파 흡수 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide an electromagnetic wave absorbing film and a method of manufacturing the same, which eliminates the installation of ground without causing electrical connection.
본 발명의 이들 목적 및 기타 목적을 달성하기 위해서, 전자기파 흡수 필름은 내부에 매립된 입자를 보유하고, 두께가 흡수하고자 하는 전자기파의 파장의 1/4n 배인 복합층, 및 상기 복합층의 한 면 상에 덮여 있고 굴절율이 복합층보다 더 큰 반사층을 포함한다. 추가로, 전자기파 흡수 필름의 제조 방법은 (1) 용융된 중합체를 제조하는 단계; (2) 용용된 중합체 내로 입자를 혼합하는 단계; (3) 용융된 중합체와 입자의 혼합물을 형상화하여 두께가 흡수하고자 하는 전자기파의 파장의 1/4n인 복합층을 형성시키는 단계; 및 (4) 복합층의 한 면 상에 굴절율이 복합층보다 더 큰 반사층을 형성시키는 단계를 포함한다. In order to achieve these and other objects of the present invention, an electromagnetic wave absorbing film has particles embedded therein, the composite layer having a thickness of 1 / 4n times the wavelength of the electromagnetic wave to be absorbed, and on one side of the composite layer. It includes a reflective layer that is covered by and has a refractive index greater than that of the composite layer. In addition, the method for producing an electromagnetic wave absorbing film includes the steps of (1) preparing a molten polymer; (2) mixing the particles into the molten polymer; (3) shaping the mixture of molten polymer and particles to form a composite layer whose thickness is 1 / 4n of the wavelength of the electromagnetic wave to be absorbed; And (4) forming a reflective layer on one side of the composite layer having a refractive index greater than that of the composite layer.
본 발명에 따른 전자기파 흡수 필름은 상쇄 간섭을 이용하여 전자기파를 흡수한다. 소위 상쇄 간섭은 일부 파장의 2개의 역위(reversed) 파열(波列, wave train)을 서로 만나게 하여 1개의 파열의 피크들이 또다른 파열의 파곡(波谷, wave trough)들 상에 각각 중첩할 수 있도록 함으로써, 2개의 파열을 중화시키게 된다. The electromagnetic wave absorbing film according to the present invention absorbs electromagnetic waves by using destructive interference. The so-called destructive interference causes two reversed wave trains of some wavelengths to meet each other so that the peaks of one burst can overlap each other on the wave troughs of another burst. This neutralizes the two tears.
도 1은 전자기파 흡수 필름과 차폐하고자 하는 제품 간의 상관성을 나타내는 간략도이다. 예시되어 있는 바와 같이, 전자기파 흡수 필름은 복합층(1) 및 이 복합층(1)의 한 면, 즉 정상 면 상에 덮여 있는 반사층(2)을 포함한다. 상기 복합층(1)은 캐리어(12) 및 이 캐리어(12) 내에 매립된 입자(14)를 포함한다. 상기 캐리어(12)는 중합체 물질로부터 제조한다. 복합층(1)의 두께는, 입사파가 장애물에 의해 반사되는 경우 반사된 파 이동 코스가 파장의 1/2n 배 되도록, 상쇄 간섭을 위한 요건, 즉 흡수하고자 하는 전자기파의 파장의 1/4n 배(여기서, n은 자연수임)를 충족한다. 전진 이동 코스와 반사 이동 코스 간의 차이가 파장의 1/2n인 경우, 반사된 파열의 피이크는 전진 파열의 파골 위로 중첩함으로써 파열을 중화시킬 수 있게 된다.1 is a simplified diagram showing the correlation between the electromagnetic wave absorbing film and the product to be shielded. As illustrated, the electromagnetic wave absorbing film includes a
상기 입자(14)는 단일층 반사 입자(16) 및 이중층 반사 입자(18)를 비롯한 반사 입자일 수 있다. 이중층 반사 입자(18)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 파 흡수 물질의 내부층(182) 및 파 반사 물질의 외부층(184)을 포함한다. 파 흡수 물질의 내부층(182)은 탄화규소, 반암(Porphyries), 안산암(Andesite), 적외 세라믹, 토르말린(tourmaline) 등으로부터 얻을 수 있다. 파 반사 물질의 외부층(184)은 금속일 수 있다. 입사 전자기파가 이중층 반사 입자(18)와 만나게 되는 경우, 비교적 보다 낮은 에너지의 입사 전자기파의 일부는 파 반사 물질의 외부층(184)에 의해 제2 이중층 반사 입자(18)를 향하여 반사되고, 비교적 보다 낮은 에너지의 반사된 전자기파의 일부는 제2 이중층 반사 입자(18)의 파 반사 물질의 외부층(184)에 의해 제3 이중층 반사 입자(18)를 향해 반사되는데, 이는 계속 반복되며, 옹벽(revetment) 또는 격벽(bulkhead)에 유사하게 작용함으로써, 반사된 전자기파를 중화시킬 수 있다. 비교적 보다 강한 에너지의 입사 전자기파의 나머지 다른 부분은 처음 만나게 되는 이중층 반사 입자(18)의 파 흡수 물질의 내부층(182)에 의해 흡수되고, 처음 만나게 되는 이중층 반사 입자(18)를 통해 통과하는 입사 전자기파의 부분은 그 에너지가 크게 약화되어 또다른 이중층 반사 입자(18)의 파 반사 물질의 외부층(184)에 의해 반사된다. 반복되는 반사 및 흡수 작용을 통해, 입사 전자기파는 머지 않아 중화된다.The
상기 언급한 입자(14)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 복합층(1)이 보유하고 있는 파 흡수 물질로 형성된 파 흡수 입자(21)를 포함한다. 복합층(1)은 그 캐리어(14) 내에 매립된 파 흡수 입자(21), 단일층 반사 입자(16) 및 이중층 반사 입자(18)를 보유하여 벌집형 구조물을 형성하게 된다. 이러한 설계는 단일층 반사 입자(16)의 고 설치 밀도로 인하여 단일층 반사 입자(16)의 전기 접속의 가능성을 제거한다. The
도 4를 참조하면, 본 발명의 파 흡수 입자(21)는 이중층 파 흡수 입자(22)일 수 있다. 이 이중층 파 흡수 입자(22)는 예를 들어 금속으로부터 얻어지는 파 반사 물질의 내부층(222), 및 예를 들어 탄화규소, 반암, 안산암, 적외 세라믹 또는 토르말린으로부터 얻어지는 파 흡수 물질의 외부층을 포함한다. 전자기파가 하나의 이중층 파 흡수 입자(22)와 만나게 되는 경우, 이중층 파 흡수 입자(22)의 파 흡수 물질의 외부층(224)은 입사 전자기파의 에너지를 흡수하고, 하나의 이중층 파 흡수 입자(22)의 파 반사 물질의 내부층(222)은 감소된 입사 전자기파를 반사하는데, 이는 반사된 전자기파의 잔류 에너지가 이중층 파 흡수 입자(22)의 파 흡수 물질의 외부층(224)에 의해 다시 흡수될 수 있도록 한다. Referring to FIG. 4, the
상기 각종 상이한 입자는 상이한 요건을 충족하기 위해서 복합층의 중합체 캐리어 내에서 독립적으로 사용하여 혼합할 수 있다. The various different particles can be used independently and mixed in the polymer carrier of the composite layer to meet different requirements.
상기 언급한 반사층(2)은 복합층(1) 뒤로 통과하는 전자기파를 복합층(1) 상으로 반사하기 위해서 복합층(1)의 정상 면에 제공된다. 그러므로, 반사층(2)의 물질은 복합층(1)의 캐리어(12)의 구조에 따라 선택되는데, 반사층(2)의 굴절율 n1이 캐리어(12)의 굴절율 n2보다 더 클 수 있도록 한다. 이러한 설계는, 전자기파를 브루스텐 각도(Brewsten angle) 하에 복합층(1)로 다시 반사시키는 기회를 크게 증가 시키도록 하기 위해서, 전자기파가 보다 조밀한 매체에서 보다 소밀한 매체로 이동할 수 있도록 한다. 일반적으로, 합금은 반사층(2)을 형성시키는 데 사용된다. 그 합금은 알루미늄, 니켈, 철, 코발트 및 구리로 형성된다. 추가로, 소량의 망간이 합금에 첨가될 수 있다. 대안으로, 반사층(2)은 함께 적층될 수 있는 알루미늄층, 니켈층, 철층, 구리층 및 코발트층을 비롯한 다수의 금속층을 포함할 수 있다.The above-mentioned
전자기파 흡수 필름의 제조 방법은 도 5 및 도 1을 재참조하여 이하 요약 기술하면 다음과 같다. 이 제조 절차는 A method of manufacturing the electromagnetic wave absorbing film will be described below with reference to FIGS. 5 and 1 again. This manufacturing procedure
S1: 소정의 캐리어를 위한 용융된 중합체를 제조하는 단계,S1: preparing a molten polymer for a given carrier,
S2: 용융된 중합체 내로 입자를 혼합하는 단계로서, 상기 입자는 단일층 반사 입자(16), 이중층 반사 입자(18), 단일층 파 흡수 입자(21), 이중층 파 흡수 입자(22) 및/또는 이들의 조합물일 수 있는 것인 단계,S2: mixing particles into the molten polymer, wherein the particles are monolayer
S3: 용융된 중합체의 혼합물을 형상화하여 압출 공정을 통한 선결정된 두께에 따라 소정의 복합층(1)을 형성시키는 단계, 및S3: shaping the mixture of molten polymer to form a predetermined
S4: 그와 같이 얻어지는 복합층(1)의 한 면, 즉 정상 면 상에 진공 스퍼터링 또는 전기도금으로 반사층(2)을 형성시키는 단계S4: forming the
를 포함한다.It includes.
또한, 추가 단계, 즉 S5는 복합층(1)의 나머지 다른 한 면, 즉 바닥 면 상에 아교층(24)을 코팅하는 데 이용할 수 있다. 대안으로, 아교층(24)은 결합을 위하여 복합층(1)과 마주보는 반사층(2)의 한 면 상에 덮여 있을 수 있다. 반사층(2) 상에 아교층(24)을 코팅하기 전에, 전기 절연층(26)은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 아교층(24)의 결합이 전기 접속을 방지하도록 반사층(2) 상에 덮여 있어야 한다.In addition, a further step, S5, can be used to coat the
도 6은 핸드폰의 안테나 상에 덮여 있는 전자기파 흡수 필름을 나타내는, 본 발명의 적용 도면이다. 핸드폰은 안테나를 통해 라디오로 기지국에 신호를 송신하기 때문에, 안테나는 전자기파가 생성되는 현장이다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 도면 부호(5)로 표시된 전자기파 흡수 필름은 안테나(3)와 이 안테나(3)를 핸드폰의 케이스에 고정하는 패스너(4)를 덮고 있으며, 이와 동시에 핸드폰에서 발생된 전자기파가 통과할 수 있도록 차폐되어 있지 않은 가로 폭(transverse width) "a"을 남긴다. 이 가로 폭(갭) "a"는 핸드폰에서 발생된 전자기파의 파장으로 분할가능한 배수(multiple)이다. 추가로, 이러한 가로 폭 "a"는 사용자의 신체가 접촉할 수 있는 측면으로부터 멀리 떨어지는 방향으로 연장하게 된다. 6 is an application diagram of the present invention showing an electromagnetic wave absorbing film covered on an antenna of a cellular phone. Since cellular phones transmit signals to the base station by radio via an antenna, the antenna is a site where electromagnetic waves are generated. As shown in Fig. 6, the electromagnetic wave absorbing film denoted by the
도 7은 본 발명의 또다른 적용 예를 도시한 것이다. 이 적용 예에 따르면, 전자기파 흡수 필름(5)은 핸드폰 케이스(7)의 내벽에 결합되어 있다.Figure 7 shows another application example of the present invention. According to this application example, the electromagnetic
추가로, 전자기파 흡수 필름(5)은 전자기파를 흡수하기 위해서 핸드폰 케이스의 구성 부분의 표면 상에 직접 형성시킬 수 있다. 이러한 경우에는, 반사층이 먼저 구성 부분의 내벽에 형성되고, 이어서 복합층이 반사층 상에 코팅된다. 해당 기술분야의 당업자라면, 이러한 변형된 방법을 용이하게 달성할 수 있을 것이다.In addition, the electromagnetic
상기 나타낸 바와 같이, 본 발명은 파의 위상 옵셋 특징, 파 반사 및 파 흡수를 이용하여 전자기파를 중화시키는 전자기파 흡수 필름을 제공하는데, 상기 전자기파 흡수 필름은 금속 차폐물을 직접 사용하여 전자기파를 차폐하는 종래의 방법에서 사용되는 바와 같이 복잡한 접지 배치(grounding arrangement)를 제거한다. 위상 옵셋을 기초로 할 경우, 하나의 복합층도 전자기파를 제거하는 데 충분하다. 그러므로, 본 발명은 전자기 간섭 보호 물질을 가능한 얇게 만들 수 있다.As indicated above, the present invention provides an electromagnetic wave absorbing film that neutralizes electromagnetic waves using wave phase offset characteristics, wave reflections, and wave absorption, which is a conventional method of shielding electromagnetic waves using a metal shield directly. Eliminates complex grounding arrangements as used in the method. Based on the phase offset, even one composite layer is sufficient to eliminate the electromagnetic waves. Therefore, the present invention can make the electromagnetic interference protection material as thin as possible.
이상, 본 발명의 구체적인 실시양태를 예시 목적으로 상세하게 설명하긴 했지만, 다양한 변형예 및 개선예가 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나는 일 없이 이루어질 수 있다. While specific embodiments of the present invention have been described in detail for purposes of illustration, various modifications and improvements can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
본 발명은 파의 위상 옵셋 특징, 파 반사 및 파 흡수를 이용하여 전자기파를 중화시키는 전자기파 흡수 필름을 제공함으로써 핸드폰 등과 같은 전자 제품에서 발생할 수 있는 전자기파의 신체에 대한 유해성을 방지하는 데 이용할 수 있다. The present invention can be used to prevent harmful effects on the body of electromagnetic waves that may occur in electronic products such as mobile phones by providing an electromagnetic wave absorbing film that neutralizes electromagnetic waves using wave phase offset characteristics, wave reflection, and wave absorption.
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2005
- 2005-09-02 KR KR1020050081740A patent/KR100897309B1/en not_active IP Right Cessation
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