KR19980023241A - Transparent filter for electromagnetic shielding - Google Patents

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Abstract

투명 비결정물에 전도성 투명물질의 박막을 형성시킴으로써 가시광은 투과하고, 외부로부터 유입되거나, 외부로 유출되는 전자파를 차폐하는 전자파 차폐용 투명필터에 대해 개시한다. 본 발명의 전자파 차폐용 투명필터는, 투명 비결정물 및 상기 투명 비결정물의 일면에 ITO(indium tin oxide), ZnO, 및 SnO2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 형성된 투명 도전층을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 가시광 파장영역은 투과시키고, 라디오파 파장영역(10MHz ∼1GHz)은 차폐하는 투명 도전층을 투명 비결정물 상에 형성함으로써, 전자기파에 의한 정보의 유출 및 인체에 대한 유해를 방지할 수 있다.Disclosed is a transparent filter for shielding electromagnetic waves by forming a thin film of a conductive transparent material in a transparent amorphous material and transmitting visible light and shielding electromagnetic waves flowing from the outside or flowing out. The transparent filter for shielding electromagnetic waves of the present invention comprises a transparent amorphous material and a transparent conductive layer formed on at least one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), ZnO, and SnO 2 on one surface of the transparent amorphous material. do. According to the present invention, by forming a transparent conductive layer on the transparent amorphous material that transmits the visible light wavelength region and shields the radio wave wavelength region (10 MHz to 1 GHz), it is possible to prevent leakage of information by electromagnetic waves and harm to the human body. Can be.

Description

전자파 차폐용 투명필터Transparent filter for electromagnetic shielding

본 발명은 전자파 차폐용 투명필터에 관한 것으로, 특히 투명 비결정물에 전도성 투명물질의 박막을 형성시킴으로써 가시광은 투과하고, 외부로부터 유입되거나, 외부로 유출되는 전자파를 차폐하는 전자파 차폐용 투명필터에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent filter for shielding electromagnetic waves, and more particularly, to a transparent filter for shielding electromagnetic waves by forming a thin film of a conductive transparent material in a transparent amorphous material and shielding electromagnetic waves from being transmitted from outside or flowing out of the outside. will be.

현대 사회에서 정보의 교환은 대부분 유·무선통신을 통하여 이루어지고 있다. 이러한 통신수단은 업무의 신속성 및 편리성을 제공하고 있지만, 정보기밀이 전자파의 형태로 외부에 유출될 위험성이 있다. 즉, 전자통신을 이용한 정보 교환 시에 발생하는 전자파는 창문을 통해 빠져 나가 정보가 유출될 수 있다. 콘크리트의 경우, 충분히 전자파를 차단할 수 있지만, 투명 비결정물의 경우 전자파의 투과에 의한 정보유출 가능성이 높다. 그렇다고 해서, 건축물 전체를 콘크리트로 둘러싸는 것은 불가능하다.In modern society, information exchange is mostly done through wired and wireless communication. Although these communication means provide speed and convenience of work, there is a risk that information confidentiality is leaked to the outside in the form of electromagnetic waves. That is, the electromagnetic waves generated when exchanging information using electronic communication may escape through windows and leak information. In the case of concrete, electromagnetic waves can be sufficiently blocked, but in the case of transparent amorphous materials, there is a high possibility of information leakage due to the transmission of electromagnetic waves. Even so, it is impossible to surround the whole building with concrete.

또한, 인체가 전자파에 장시간 노출되는 경우에는 질병이 야기될 위험성도 있다.In addition, when the human body is exposed to electromagnetic waves for a long time, there is a risk of causing disease.

전자파 차폐는 외부로 전파되는 전자파가 임의의 차폐물질에 의해 반사 또는 흡수되어 이루어진다. 차폐용량은 입사된 전자파가 차폐물질에 의해 어느 정도 감쇠되는가에 의해 결정된다. Shelkunoff의 이론에 의하면 금속막 또는 금속판으로 이루어진 물질에 의한 차폐효과는 흡수손실(A), 반사손실(R), 다중반사손실(M)의 합으로 표현된다. 각각의 전자파 손실의 합을 나타내는 S는,S(dB) = A + R + M 이다. 여기서, 다중반사손실(M)은 금속판의 양면 사이에서 일어나는 반사에 기인한 효과로서, 이 효과는 다른 두 인자에 비해 무시 가능하며, 흡수손실(A)은 t로 표현되고, 흡수손실(R)은 log에 비례한다. 이로부터 전자파의 차폐는 막의 전도도에 의존함을 알 수 있다.Electromagnetic shielding is made by reflecting or absorbing electromagnetic waves propagated to the outside by any shielding material. The shielding capacity is determined by how much the incident electromagnetic wave is attenuated by the shielding material. According to Shelkunoff's theory, the shielding effect of a material consisting of a metal film or metal plate is expressed as the sum of absorption loss (A), reflection loss (R) and multiple reflection loss (M). S, which represents the sum of the electromagnetic wave losses, is S (dB) = A + R + M. Here, the multi-reflective loss (M) is due to the reflection between the two sides of the metal plate, this effect is negligible compared to the other two factors, the absorption loss (A) is t Absorption loss (R) is expressed in log Proportional to It can be seen from this that the shielding of the electromagnetic waves depends on the conductivity of the film.

가시광 파장영역은 투과시키고, 라디오파 파장영역(10MHz ∼1GHz)은 차폐하는 투명도전층을 투명 비결정물 상에 형성한다.The visible light wavelength region is transmitted, and the radio wave wavelength region (10 MHz to 1 GHz) forms a transparent conductive layer on the transparent amorphous material.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐용 투명필터의 실시예를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a transparent filter for shielding electromagnetic waves according to the present invention.

도 2는 도 1에 개시된 ITO 박막의 증착시간에 따른 투명도를 Au 박막의 투명도와 비교하여 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the transparency of the ITO thin film disclosed in FIG. 1 compared with the transparency of the Au thin film.

도 3은 ITO 박막의 증착시간에 따른 저항특성 변화를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a change in resistance characteristics according to the deposition time of the ITO thin film.

도 4a 및 도 4b는 ITO 박막의 전자파 차폐능을 측정한 결과 그래프이다.4A and 4B are graphs of the results of measuring electromagnetic wave shielding ability of an ITO thin film.

* 도면의 주요부에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 ··· 유리 기판 20 ··· ITO 박막10 ... glass substrate 20 ... ITO thin film

본 발명의 전자파 차폐용 투명필터는, 투명 비결정물 및 상기 투명 비결정물의 일면에 ITO(indium tin oxide), ZnO, 및 SnO2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 형성된 투명 도전층을 구비하는 것을 특징으로 한다.The transparent filter for shielding electromagnetic waves of the present invention comprises a transparent amorphous material and a transparent conductive layer formed on at least one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), ZnO, and SnO 2 on one surface of the transparent amorphous material. do.

또한, 상기 투명 비결정물은 유리 또는 플라스틱인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 투명 도전층 상에 ITO, SnO2, TiN, Al, Cr, Cu, 및 CrO2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 칼라층을 더 구비할 수 있다.In addition, the transparent amorphous material is preferably glass or plastic, more preferably at least one color selected from the group consisting of ITO, SnO 2 , TiN, Al, Cr, Cu, and CrO 2 on the transparent conductive layer. A layer may be further provided.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자파 차폐용 투명필터에 대해 설명한다.Hereinafter, a transparent filter for shielding electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐용 투명필터의 일 실시예를 나타내는 단면도로서, 특히 전자파 차폐를 위한 투명 도전층으로 ITO(Indium-Tin-Oxide)를 채용한 경우를 도시한 도면이다. 여기서, 가시광을 투과시키는 비결정물인 유리기판(10) 상에 형성되는 ITO 박막(20)은 다음 공정에 의해 형성시켰다.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an electromagnetic shielding transparent filter according to the present invention, in particular, a case in which ITO (Indium-Tin-Oxide) is employed as a transparent conductive layer for shielding electromagnetic waves. Here, the ITO thin film 20 formed on the glass substrate 10, which is an amorphous material that transmits visible light, was formed by the following process.

먼저, 전 처리공정인 유리기판(10)의 세척은, 60℃로 가열된 TCE 용액에서 초음파를 이용하여 유리기판(10)을 1차세척하는 단계와; 상기 1차세척된 유리기판(10)을 상온의 TCE용액으로 2차세척하는 단계와; 상기 2차세척된 유리기판(10)을 상온이하의 TCE용액에서 초음파를 이용하여 3차세척하는 단계와; 상기 3차세척된 유리기판(10)을 TCE 증기에 의한 4차 세척하여 얼룩발생을 억제하는 단계로 이루어졌다.First, the cleaning of the glass substrate 10, which is a pretreatment process, includes first washing the glass substrate 10 using ultrasonic waves in a TCE solution heated to 60 ° C .; Second washing the first washed glass substrate 10 with a TCE solution at room temperature; Tertiary washing the second glass substrate 10 using ultrasonic waves in a TCE solution at room temperature or lower; The third washed glass substrate (10) was a step of inhibiting the occurrence of stains by the fourth wash with TCE steam.

세척완료 후, 자동 이송장치로 유리기판(10)을 1.8m×1.8m의 대차 위에 적재하고, 1번 진공 챔버로 이송한 후 2×10-2Torr까지 감압하고, 2번 진공 챔버로 이송한 후 2×10-5Torr까지 감압한 상태에서, 할로겐 램프로 유리기판을 100℃까지 가열시킨 후, 아르곤 가스와 산소 가스의 분압을 조절하며 주입하여 플라즈마 스퍼터링을 실시한다. 플라즈마 전력은 2.5∼3.75W/㎠ 범위였다. 본 실시예에 사용된 스퍼터링 장치는 탑재측 로드록 챔버, 메인 스퍼터링 챔버, 배출부측 스퍼터링 챔버, 및 배출부측 로드록 챔버가 게이트 밸브에 의해 연결되어 있어서, 공정진공도를 1×10-4∼2×10-3Torr로 유지하며 연속 스퍼터링을 할 수 있었다. 작업의 자동화를 위해 PLC (programmable logic controller)로 작업을 제어하며, 플라즈마를 발생시키는 전력 공급부는 80kW 용량(800V×100A)으로 설계되었고, 이와 연결된 스퍼터링 타아게트의 크기는 길이 2m, 폭 0.2m로 마그네트론을 이용하여 증착속도를 증가시켰다. 스퍼터링 타아게트는 6개 사용하여 다중코팅이 가능하게 하였으며, 각 타아게트의 양단에는 터보 모레큘러 펌프(turbo molecular pump)를 부착하여 가스의 흐름을 임의로 조절함으로써 반응성 스퍼터링을 용이하게 하였다.After cleaning, the glass substrate 10 was loaded on a 1.8m × 1.8m bogie with an automatic transfer device, transferred to the first vacuum chamber, decompressed to 2 × 10 -2 Torr, and transferred to the second vacuum chamber. Thereafter, the glass substrate was heated to 100 ° C. with a halogen lamp under reduced pressure to 2 × 10 −5 Torr, and then plasma sputtering was performed by controlling the partial pressure of argon gas and oxygen gas. Plasma power ranged from 2.5 to 3.75 W / cm 2. In the sputtering apparatus used in this embodiment, the loading side load lock chamber, the main sputtering chamber, the discharge side side sputtering chamber, and the discharge side load lock chamber are connected by a gate valve, so that the process vacuum degree is 1 × 10 -4 to 2 ×. Continuous sputtering was possible at 10 -3 Torr. Programmable logic controller (PLC) is used to automate the work, and the power supply that generates plasma is designed with 80kW capacity (800V × 100A), and the sputtering target connected is 2m long and 0.2m wide. The deposition rate was increased by using a magnetron. Six sputtering targets were used for multi-coating. A turbo molecular pump was attached to both ends of each target to facilitate reactive sputtering by arbitrarily controlling the flow of gas.

한편, ITO 박막(20) 제조를 위해 사용된 스퍼터링 타아게트는 In(90%)-Sn(10%)의 합금 타아게트였다. ITO 박막(20) 제조 시 투명도, 전도도 등에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 산소 가스와 아르곤 가스의 시간당 유입량비이다. 아르곤 가스의 유입량을 FAr, 산소 가스의 유입량을 FO2로 표시하였을 때, FO2/FAr값이 0.39 이하이면 전도성은 매우 양호하나, 불투명한 박막이 형성되고, 0.45 이상이면 투명도는 우수하지만 전도도가 Mohm/㎝로 높아졌다. 따라서, 본 실시예에서는 FO2/FAr값을 0.43으로 하여 박막두께의 균일도(uniformity)는 10% 이내, 가시광선(400㎚∼755㎚)의 투과율은 80±5%의 값을 가지는 ITO 박막(20)을 얻었다. 이 ITO 박막(20)은 밀착력 및 염수 분무시험에서도 좋은 결과를 나타내었다.On the other hand, the sputtering target used for manufacturing the ITO thin film 20 was an alloy target of In (90%)-Sn (10%). The factor which has the greatest influence on transparency, conductivity, etc. in the manufacture of the ITO thin film 20 is the ratio of the inflow of oxygen gas and argon gas per hour. When the flow rate of argon gas is F Ar and the flow rate of oxygen gas is F O2 , the conductivity is very good when the F O2 / F Ar value is 0.39 or less, but an opaque thin film is formed, and the transparency is excellent when it is 0.45 or more. Conductivity was raised to Mohm / cm. Therefore, in the present embodiment, an ITO thin film having a F O2 / F Ar value of 0.43 having a uniformity of thin film thickness within 10% and a transmittance of visible light (400 nm to 755 nm) of 80 ± 5% (20) was obtained. This ITO thin film 20 also showed good results in adhesion and salt spray tests.

여기서, 유리기판(10) 대신에 가시광을 투과시키는 또 다른 비결정물 재질인 플라스틱을 사용하여도 무방하며, ITO 박막(20) 상에 ITO, SnO2, TiN, Al, Cr, Cu, 및 CrO2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 칼라층을 더 구비하게 할 수도 있다.Here, instead of the glass substrate 10, another amorphous material may be used, which may be plastic, and plastic may be used, and ITO, SnO 2 , TiN, Al, Cr, Cu, and CrO 2 may be used on the ITO thin film 20. It may be further provided with at least one color layer selected from the group consisting of.

도 2는 도 1에 개시된 ITO 박막(20)의 증착시간에 따른 투명도를 Au 박막의 투명도와 비교하여 나타낸 그래프이다. 스퍼터링 증착시간은 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6.5, 10, 12.5, 15, 20분으로 나누어 실시하였으며, 그래프는 도시를 위하여 각 측정점을 연결하여 표시하였다. 동일 두께에 있어서, ITO 박막은 Au 박막보다 우수한 가시광 투과율을 나타내고 있다. 또한, 증착시간을 20분으로 조절하여 약 800㎚의 두께로 ITO 박막을 형성시킨 경우, 투명도는 40%로 감소하고 있음을 알 수 있다.FIG. 2 is a graph showing the transparency of the ITO thin film 20 shown in FIG. 1 compared with the transparency of the Au thin film. Sputtering deposition time was divided into 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6.5, 10, 12.5, 15, 20 minutes, the graph is shown by connecting each measuring point for the purpose of illustration. At the same thickness, the ITO thin film exhibited better visible light transmittance than the Au thin film. In addition, when the ITO thin film was formed to a thickness of about 800 nm by adjusting the deposition time to 20 minutes, it can be seen that the transparency is reduced to 40%.

도 3은 ITO 박막의 증착시간에 따른 저항특성 변화를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a change in resistance characteristics according to the deposition time of the ITO thin film.

여기서, 저항값은 72㎜×23㎜ 크기의 시편 양단에 구리 전극을 설치하고 10V의 전압을 인가해준 상태에서 전류를 측정하여 조사하였다. 증착시간이 증가함에 따라서 저항이 급격히 감소하여 10분(1200㎚)에서 약 20ohm의 저항을 보이고 있다.Here, the resistance value was investigated by measuring the current in a state in which a copper electrode was installed at both ends of a 72 mm × 23 mm specimen and a voltage of 10 V was applied thereto. As the deposition time increases, the resistance decreases rapidly and shows a resistance of about 20 ohm at 10 minutes (1200 nm).

도 4a 및 도 4b는 ITO 박막의 전자파 차폐능을 측정한 결과 그래프이다.4A and 4B are graphs of the results of measuring electromagnetic wave shielding ability of an ITO thin film.

도 4a에서는 3분간의 증착으로 360㎚의 ITO 박막을 투명유리에 형성시킨 경우 25dB의 전자파 차폐능을 가지는 것을 나타내며, 도 4b에서는 6분간의 증착으로 720㎚의 ITO 박막을 투명유리에 형성시킨 경우 45dB의 전자파 차폐능을 가지는 것을 나타낸다. 차폐의 대상이 된 전자파의 주파수 범위는 10MHz∼1GHz로 선정하였다. 45dB의 경우에는 약 99.8%의 전자파를 차폐하는 결과를 나타내었다.In FIG. 4A, when the ITO thin film of 360 nm is formed on the transparent glass by 3 minutes of deposition, the electromagnetic wave shielding ability is 25 dB. In FIG. It shows that the electromagnetic shielding ability of 45dB. The frequency range of the electromagnetic wave shielded was selected from 10 MHz to 1 GHz. In the case of 45dB, the result showed shielding of electromagnetic waves of about 99.8%.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전자파 차폐용 투명필터는 약 80% 이상의 가시광 투과율을 보임과 동시에 10±2Ω의 값을 가지면서, 10MHz∼1GHz 범위의 전자파를 99.8% 이상 차폐하는 효과를 보였다.Accordingly, the transparent filter for shielding electromagnetic waves according to the embodiment of the present invention exhibits a visible light transmittance of about 80% or more, and has a value of 10 ± 2 dB, while shielding 99.8% or more of electromagnetic waves in the 10 MHz to 1 GHz range.

따라서, 실생활에 적용되는 경우 전자파의 유해 방지 및 정보유출 방지에 기여할 수 있다.Therefore, when applied to real life it can contribute to the prevention of harmful and electromagnetic information leakage.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 많은 변형이 이루어질 수 있음은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications can be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

본 발명에 의하면, 하는 투명 도전층을 투명 비결정물 상에 형성함으로써, 전자기파에 의한 정보의 유출 및 인체에 대한 유해를 방지할 수 있다.According to the present invention, by forming the transparent conductive layer on a transparent amorphous material, leakage of information by electromagnetic waves and harmfulness to a human body can be prevented.

본 발명의 목적은 가시광을 투과하는 투명구조체로 형성되어 시야를 방해하지 않으면서도, 전자파의 차폐를 가능하게 하는 전자파 차폐용 투명필터를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transparent filter for shielding electromagnetic waves, which is formed of a transparent structure that transmits visible light and thus shields electromagnetic waves without disturbing the field of view.

Claims (3)

투명 비결정물 및 상기 투명 비결정물의 일면에 ITO(indium tin oxide), ZnO, 및 SnO2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 형성된 투명 도전층을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 투명필터.And a transparent conductive layer formed on at least one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), ZnO, and SnO 2 on one surface of the transparent amorphous material and the transparent amorphous material. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 비결정물은 유리 또는 플라스틱인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 투명필터.The transparent filter for shielding electromagnetic waves according to claim 1, wherein the transparent amorphous material is glass or plastic. 청구항 2에 있어서, 상기 투명 도전층 상에 ITO, SnO2, TiN, Al, Cr, Cu, 및 CrO2로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 칼라층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 투명필터.The transparent filter for electromagnetic shielding according to claim 2, further comprising at least one color layer selected from the group consisting of ITO, SnO 2 , TiN, Al, Cr, Cu, and CrO 2 on the transparent conductive layer. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000037039A (en) * 2000-04-06 2000-07-05 박정종 color patent for EMI covering
KR100334938B1 (en) * 2000-07-19 2002-05-03 박호군 Transluscent and conductive film for electric field shielding and fabrication method thereof
KR100794183B1 (en) * 2005-01-26 2008-02-18 임병윤 TV and computer monitor electromagnetic shield

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