KR102572146B1 - 전자파 차폐 시트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

투명도(시인성) 유지와 전자파 차폐 성능의 향상이라는 두 가지 조건을 만족하는 전자파 차폐 시트 및 제조방법에 관한 발명이다. 본 발명의 한 특징에 따르면, 빛이 투과할 수 있는 투명 시트; 및 투명 시트 위에 선으로 정의되는 도전성 금속 패턴을 포함하는 전자파 차폐 시트가 제공된다. 여기서, 상기 도전성 금속 패턴은 동일한 형상의 도형이 행(row)으로 일부 중첩되도록 배열되는 제1행, 제2행, ..., 및 제N행을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1행, 제2행, ..., 및 제N행은 열(column)로 일부 중첩되도록 배열될 수 있다.

Description

전자파 차폐 시트 및 그 제조방법 {Electromagnetic wave shielding sheet and manufacturing method thereof}

본 발명은 전자파(EMI 등) 차폐에 관한 것으로, 구체적으로는, 투명 재료 시트에 형성된 도전성 금속 패턴이 형성된 전자파 차폐 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

과거의 브라운관이나 최근의 평면 모니터나 각종 산업용 민수용 군사용 기기와 부품 등에서 발생하는 전자파(EMI, EMC)를 차폐(shield)할 수 있는 전자파 차폐필름 또는 시트가 있다.

특히, 모니터 화면이나 광학 제품에 사용되는 전자파 차폐 시트는 가시광선이나 적외선 등에 대한 투명도를 유지하면서 전파, 마이크로파 등의 전자파를 효과적으로 흡수해야 한다.

그러나 과거의 EMI 차폐 기술은 메시 또는 그리드 패턴의 금속 소재를 이용하여 EMI를 차폐하는 방식으로, 이러한 패턴은 불투명하여 광 투과율이 떨어지고 광 산란이 발생하는 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 투명 소재에 특정 문양의 금속 패턴을 형성하여 투명도 유지와 전자파 차페 기능을 부여한 필름이 개발된 바 있다.

미국특허 9,073,084에 따르면, 도 1a에 나타낸 것과 같이 랜덤하게 분포된 타원형 패턴의 금속 코팅을 센서 윈도우에 적용하였다.

또다른 선행기술 국내 공개특허 10-2013-7022723에 따르면 도 1b와 같은 전도체 미세 패턴이 개시되어 있다.

위에 언급한 것과 같이 전자파 차폐 시트에 있어서 투명도(시인성) 유지와 전자파 차폐 성능의 향상이라는 두 마리 토끼를 잡고자 본 발명을 제안한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 한 측면에 따르면, 빛이 투과할 수 있는 투명 시트; 및 투명 시트 위에 선으로 정의되는 도전성 금속 패턴을 포함하는 전자파 차폐 시트가 제공된다.

또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 투명 시트 재료에 도전성 금속 물질을 증착하는 단계; 상기 증착된 도전성 금속 물질에 패턴을 정의하는 단계; 및 정의된 도전성 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 전자파 차폐 시트 제조방법이 제공된다.

여기서, 상기 도전성 금속 패턴은 동일한 형상의 도형이 행(row)으로 일부 중첩되도록 배열되는 제1행, 제2행, ..., 및 제N행을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1행, 제2행, ..., 및 제N행은 열(column)로 일부 중첩되도록 배열될 수 있다.

본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명에 따르면, 특유 문양의 도전성 금속 패턴을 투명 유리 소재에 형성함으로써, 시트의 전면적에 걸쳐 EMI 등 전자파의 차폐 성능이 균일화되어, 전자파 반사/흡수(차폐) 성능이 향상됨과 아울러, 가시광선(또는 적외선)의 투과율이 훼손되지 않게 된다. 또한 반반사 코팅층이 적용됨으로써 전자파 차폐 시트에 조사된 광이 표면에서 반사되지 않고 온전히 시트 내부로 입사되어 투과되어 시인성이 더욱 향상될 수 있다.

도 1a, 도 1b는 종래의 전자파 차폐 시트의 패턴의 예시도이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자파 차폐 시트를 나타낸다.
도 3은 상기 실시예의 도전성 금속 패턴(20)을 이루는 원형(30)의 사이즈를 나타낸다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자파 차폐 시트를 나타낸다.
도 5는 상기 실시예의 도전성 금속 패턴(40)을 이루는 육각형(50)의 사이즈를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 전자파 차폐 시트의 제조방법 공정 순서도 및 중간산물의 단면도를 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 이하 첨부된 도면과 함께 상세하게 기술된 바람직한 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에 기술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다. 실시예는 단지 본 발명을 완전하게 개시하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 청구항의 기재 내용에 의해 정의되는 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한 명세서에 사용된 'XX를 포함한다(comprise, comprising 등)'라는 용어는, XX로 언급된 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자(또는 부품) 이외의 다른 하나 이상의 요소, 단계, 동작, 및/또는 소자(또는 부품)의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 의미로 사용된 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 실시예의 설명에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2a와 도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자파 차폐 시트를 나타낸다.

빛이 투과할 수 있는 투명 유리 재질의 시트(10)에 마이크로미터급의 균일한 굵기의 도전성 금속 패턴(20)이 형성되어 있다.

투명 유리의 투과성에 의한 시인성에 유지하면서도 전자파 차폐 성능을 극대화하기 위한 목적을 달성하기 위해 도전성 금속 패턴(20)의 문양이 설계되었다.

도 2a의 실시예에서, 도전성 금속 패턴(20)은 다수의 동일한 형상의 도형(여기서는, 원형)들이 서로 일부분 중첩되도록 행(row)으로 배열된 제1행(21), 제2행(22), ..., 제N행을 포함한다.

도 2b의 실시예에 따른 도전성 금속 패턴(20)은 각 행의 원형들이 열(column)로도 일부분 중첩되어 좀더 밀도가 높게 형성되어 있다.

도 3은 상기 실시예의 도전성 금속 패턴(20)을 이루는 기본 원형(30)의 사이즈이다. 직경(외경)은 약 0.1mm 내지 3mm이고, 원을 정의(define)하는 선의 굵기는 약 10㎛ 이하이다. 단, 도 3의 실시예서는 상기 직경 범위 중 하나의 예로 1mm의 직경을 예시하였다.

여기서 원형은 정원 뿐만 아니라 타원도 포함되고 그 밖의 둥근 곡선 형태도 포함된다.

도 4a와 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자파 차폐 시트를 나타낸다.

앞의 실시예처럼, 빛이 투과할 수 있는 투명 유리 재질의 시트(10)에 마이크로미터급의 균일한 굵기의 도전성 금속 패턴(40)이 형성되어 있다. 투명 유리의 투과성에 의한 시인성에 유지하면서도 전자파 차폐 성능을 극대화하기 위한 목적을 달성하기 위해 도전성 금속 패턴(40)의 문양이 설계되었다.

도 4a의 실시예에서, 도전성 금속 패턴(40)은 다수의 동일한 형상의 육각형들이 서로 일부분 중첩되도록 행(row)으로 배열된 제1행(41), 제2행(42), 제3행(43),..., 제N행을 포함한다.

또, 도 4b의 실시예에 따른 도전성 금속 패턴(40)은 상기 각 행의 육각형들이 열(column)로도 일부분 중첩되어 좀더 밀도가 높게 형성되어 있다.

도 2a, 2b 및 도 4a, 4b와 같은 문양의 도전성 금속 패턴(20,40)을 이용함으로써, 시트의 전면적에 걸쳐 EMI 차폐 성능이 균일화되어, EMI 반사/흡수(차폐) 성능이 향상됨과 아울러, 가시광선(또는 적외선)의 투과율이 훼손되지 않게 된다.

도 5는 이 실시예의 도전성 금속 패턴(40)을 이루는 기본 육각형(50)의 사이즈를 나타낸다. 꼭지점과 꼭지점 사이의 크기(길이)는 약 0.1mm 내지 3mm이고, 육각형을 정의(define)하는 선의 굵기는 약 10㎛ 이하이다. 단, 도 5의 실시예서는 상기 크기의 범위 중 하나의 예로 1mm의 크기를 예시하였다.

여기서는 도전성 금속 패턴(40)의 기본 도형으로 육각형을 사용하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형도 사용가능하다.

한편, 상기 두 실시예에서 투명 시트(10)에 도전성 금속 패턴(20,40)을 형성한 후에 전체 면에 반반사층(anti-reflection)이 추가로 코팅될 수 있다. 본 발명에 따른 전자파 차폐 시트는 기본적으로 광학적 투과가 필요한 기기나 부품에 사용되는 것으로 조사된 광이 전자파 차폐 시트의 표면에서 반사되지 않고 온전히 시트 내부로 입사되어 투과될 수 있도록 하기 위하여 반반사층을 코팅하는 것이다.

상기 도전성 금속 패턴(20,40)을 상기 투명 시트(10)에 형성시의 형성 두께는 약 100㎚ 내지 10㎛이다.

상기 도전성 금속 패턴(20,40)은 포토리소그래피 및 에칭 공정으로 형성할 수 있다. 이 제조방법에 대해서는 후술한다.

도 6은 본 발명에 따른 전자파 차폐 시트의 제조방법을 설명하는 것으로, 좌측은 공정순서를 우측은 공정에서 얻어지는 중간산물의 단면도를 나타낸다.

먼저, 투명 시트 재료(60)를 준비한다(110). 여기서 투명 시트는 유리로 제작할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

투명 시트 재료(60)에 도전성 금속 물질(70)을 증착한다(120). 도전성 금속 물질(70)은 예를 들어, 알루미늄, 금, 구리, 니켈 등의 고도전성 재료를 이용하여 증착할 수 있다. 금속 물질(70)의 증착두께는 약 100㎚ 이상 10㎛ 이하일 수 있다.

포토리소그래피 기법을 이용하여 포토레지스트(PR)로 상술한 도전성 금속 패턴(20,40)을 정의한다(130).

PR로 정의된 부분만 남겨서 도전성 금속 패턴(20,40)을 형성하기 위해 에칭을 실시한다(140). 다양한 에칭 방식을 사용할 수 있으나, 패턴의 해상도를 높이기 위해서는 이소트로픽 에칭이나 건식 에칭을 이용하는 것이 바람직할 것이다. 에칭을 시행한 후의 중간 산물의 단면도는 도 6의 우측에 있다.

에칭에 의해 도전성 금속 패턴(20,40)을 형성한 후에 남아 있는 PR을 제거한다(150).

PR이 제거된 투명 시트(60)와 도전성 금속 패턴(20,40)이 남은 중간 산물을 세정하여 불순물과 잔류물을 제거한다(160).

최종적으로 도전성 금속 패턴(20,40)이 형성된 면에 반반사(anti-reflection) 층(80)을 코팅하여 마무리한다(170). 반반사층(80)을 코팅하는 이유는 앞에서 언급한 것과 같이 전자파 차폐 시트에 조사된 광이 표면에서 반사되지 않고 온전히 시트 내부로 입사되어 투과될 수 있도록 하기 위한 것이다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 또한 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

1. 빛이 투과할 수 있는 투명 시트; 및
   상기 투명 시트의 동일한 면에, 굵기가 10㎛ 이하인 선으로 정의되는 동일한 크기 및 형상의 다수의 도형들이 행(row) 및 열(column)로 배열되어 증착된 도전성 금속 패턴을 포함하되,
   상기 도전성 금속 패턴은, 상기 동일한 크기 및 형상의 다수의 도형들이 행 방향으로 일부 중첩되도록 배열되는 제1행, 제2행, ..., 및 제N행을 포함하며,
   상기 제1행, 제2행, ..., 및 제N행에 있는 상기 행 방향으로 일부 중첩된 상기 다수의 도형들은 추가적으로 열 방향으로도 일부 중첩되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 투명 시트는 유리인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
4. 제1항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 상기 도형은 정원, 타원, 및 둥근 곡선 형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
5. 제1항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 상기 도형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 및 그 이상의 다각형 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
6. 제1항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 도형의 크기는 0.1mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 두께는 100㎚ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
9. 제1항에 있어서, 상기 투명 시트의 적어도 상기 도전성 금속 패턴이 형성된 면에 코팅된 반반사층을 추가로 포함하는 전자파 차폐 시트.
10. 투명 시트 재료의 동일한 면에 도전성 금속 물질을 증착하는 단계; 및
    상기 증착된 도전성 금속 물질에 패턴을 정의하여 도전성 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 도전성 금속 패턴은 굵기가 10㎛ 이하인 선으로 정의되는 동일한 크기 및 형상의 다수의 도형들이 행(row) 방향으로 일부 중첩되도록 배열되는 제1행, 제2행, ..., 및 제N행을 포함하며,
    상기 제1행, 제2행, ..., 및 제N행에 있는 상기 행 방향으로 일부 중첩된 상기 다수의 도형들은 추가적으로 열(column) 방향으로도 일부 중첩되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트 제조방법.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 상기 도형은 정원, 타원, 및 둥근 곡선 형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트 제조방법.
13. 제10항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 상기 도형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 및 그 이상의 다각형 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트 제조방법.
14. 제10항에 있어서, 적어도 상기 도전성 금속 패턴이 형성된 면에 반반사층을 증착하는 단계를 추가로 포함하는 전자파 차폐 시트 제조방법.