WO2009142415A2

WO2009142415A2 - Tv, 컴퓨터, 휴대전화기, 무선전화기, 안경, 보안면 및 화면보안기의 전자파 차폐

Info

Publication number: WO2009142415A2
Application number: PCT/KR2009/002583
Authority: WO
Inventors: 임병윤; 임수현
Original assignee: Lim Byung Yun; Lim Soo Hyun
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2009-11-26
Also published as: WO2009142415A3; KR20080055767A; EP2302658A2; WO2009142415A4

Abstract

오늘날 TV와 컴퓨터나 휴대전화기의 전자파는 사람의 건강에 큰 위해가 되고 있으나, 제품성능의 눈부신 발달에 비해, 전자기파를 충분히 차폐하여 건강을 지킬 수 있는 제품은 아직 만들어지지 않고 있다. 본 발명은 휴대전화기와 무선전화기의 전자파나 TV와 컴퓨터 화면의 전자파를 차폐하는 발명이며, 또한 상기 전자파를 차폐하는 안경과 보안면 및 화면보안기에 대한 발명이다. 본 발명은 단일자기구역과 빛 투명성을 지니는 미소한 입경의 강자성물질이나 페리자성물질을 투명재질내에 혼합하여 전자기파를 차폐하는, 새로운 원리에 의한 발명으로, 전기파보다 더욱 유해하나 기존의 방법으로 차폐가 불가능하던 자기파까지 포함하여 모든 전자파를 충분히 차폐할 수 있다. 본 발명은 전기파만 일부 차폐할 수 있는 기존의 얇은 코팅방식과는 달리, 두터운 재질의 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 화면이나, 안경과 보안면과 화면보안기의 투시부분에서, 투명한 유리나 합성수지 재질자체에 입자상이나 섬유상의 전자파차폐물질을 혼합하여, 유해 전자파는 충분히 차폐하며 가시광선만을 선택적으로 통과시킬 수 있다. 사용되는 투명재질의 전자파차폐재는 0.2㎚ ~ 200㎚의 입경범위를 가지고, 바람직하게는 0.2㎚ ~ 200㎚의 입경범위를 가진다. 또한 10¹⁰Ω·m 이하의 체적저항을 지니는 도전층을 가지며 안경과 보안면에서는 10¹¹Ω·m 이하의 비저항을 가진다. 휴대전화기나 무선전화기에서는 통화나 대기시의 사용자방향은 전자파차폐재로 차폐하고, 뒷면의 안테나부분은 전체나 부분적으로 전자파차폐재를 사용하지 않아 송수신이 가능하도록 한다. 본 발명으로 해결이 어려웠던 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 유해한 전자기파를 충분히 차폐하여 새로운 건강시대를 열 수 있다.

Description

TV, 컴퓨터, 휴대전화기, 무선전화기, 안경, 보안면 및 화면보안기의 전자파 차폐

본 발명은 휴대전화기나 무선전화기의 전자파차폐와 TV와 컴퓨터 화면에서의 전자파 차폐 및 TV와 컴퓨터의 전자파로부터 사람의 건강을 지키기 위한 보안경과 보안면 및 화면보안기에 대한 것이다.

본 발명은 단일자기구역과 빛 투명성을 지니는 미소한 입경의 강자성물질을 투명재질에 혼합하여 전자기파를 차폐하는 새로운 발명으로, 전기파보다 더욱 유해하나 기존의 방법으로는 차폐가 불가능했던 자기파도 차폐할 수 있다.

본 발명에 적용되는 휴대전화기는 휴대전화기와 스마트폰과 PDA등 모든 이동전화기기류를 뜻하며 무선전화기는 가정용 무선전화기를 뜻한다.

오늘날 유해전자파는 사람들의 건강을 위협하는 가장 큰 원인의 하나이며, 그중 가장 대표적인 것은 TV와 컴퓨터나 휴대전화기의 전자파이다.

과학문명의 상징인 이들 전자기기들의 전자파가 사람들의 건강을 해치고 육체적 정신적인 여러 가지 질환을 일으키고 있으나, 전자파 중 특히 유해한 자기파를 투명한 화면에서 차폐할 수 있는 기술이 아직 개발되지 않아, TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 전자파로부터 사람들의 건강을 지킬 수 있는 제품은 출시되지 않고 있다.

기존의 보안경의 출원 기술을 살펴보면 2004.10.14 실용신안출원 20-2004-0029813로 “컴퓨터모니터로부터 눈을 보호하는 보안경”이 출원된 바 있으나 이는 이중렌즈사이에 전자파차단재의 얇은 필름을 내장하는 방식으로 기존의 코팅방식의 효과와 대동소이하며, 또한 2005.4.14 실용출원번호 20-2005-0010399로 “은나노안경”이 출원되었으나 이는 전자파를 차폐하기 위한 보안경이 아니라 은의 살균작용을 이용하여 안경에 세균번식을 방지하는 효과를 위한 출원이다.

지금까지 TV 화면등의 투명재질에서 전자파 방지대책은 극히 얇은 도전성의 막이나 1㎛ 이하의 금속진공증착박막을 화면에 코팅한 정도로서 코팅의 두께도 얇고 차폐재질도 부적절하여 전자파중 전기파만 일부 차폐할 뿐이며 실제 전자파중 더욱 유해한 자기파를 차단하는 효과는 없었다.

본 발명자는 TV와 컴퓨터 모니터의 화면에서 발생되는 전자파를 효과적으로 차폐하기 위하여 2005년 1월 26일 대한민국 특허 출원번호 10-2005-0008292로서 “TV와 컴퓨터 모니터의 전자파 차폐”를 출원하여 등록한 바 있다.

상기의 발명은 화면재질에 전자파차폐재를 혼합하여 두터운 화면재질자체에서 전자파를 차폐하는 방법을 최초로 도입하고 페라이트류나 페레이트류 등을 사용하여 최초로 투명재질에서 자기파의 차폐를 가능하게 한 발명이다.

그러나 전자파 차폐재 혼합시의 빛 투명성을 확보할 수 있는 적절한 입경범위는 상기 발명에 제시하지 않았고, 전기파의 차폐에 필요한 도전성의 기준도 제시하지 않았다.

또한 상기의 출원에서는 휴대전화기나 무선전화기의 전자파 방지 방법은 포함되지 않았으며 눈과 머리를 보호하는 안경이나 보안면과, 기존의 화면재질에 덧씌워 사용할 수 있는 전자파차폐용 보안기에 대한 발명은 출원에 포함되지 않아, 기존에 생산된 TV와 컴퓨터의 전자기파를 방지할 방법은 출원되지 않았다.

본 발명자는 위와 같은 문제점을 해소하기 위하여 본 발명자가 출원했던 상기의 10-2005-0008292의 출원 발명을 더욱 깊이 연구하여 자기파의 차폐를 위해서는 영구자성이나 일시자성의 강한 자성을 지닌 입자나 섬유를 사용하는 것으로 자기파 차폐재질의 선정기준을 확립하였으며, 빛의 파장과 차폐재 입경에 따른 투명도의 상관관계를 연구하여 가시광선에 대한 투명도를 확보할 수 있는 전자파차폐재의 적절한 입경범위를 산출하였고, 유해한 X선이나 자외선을 본 발명에 따른 방법으로 차폐할 수 있는 방안도 수립하고, 전기파 차폐에 필요한 체적저항의 기준을 확립함으로서 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 화면에서 발생되는 유해 전자파를 모두 충분히 차폐할 수 있는 본 발명을 출원하게 되었다. 아울러 투명부분에서 동일한 전자파차폐원리를 적용하여 보안경과 보안면 및 화면보안기에 대한 본 발명을 출원하게 되었으며, 또한 휴대전화기나 무선전화기의 화면과 본체에서 전자파를 차폐하는 방법도 수립하였다.

본 발명으로서 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 유해전자파를 충분히 차폐할 수 있어, 그동안 거의 무방비로 피폭되었던 상기 제품들의 전자파로부터 사람들의 소중한 건강을 지킬 수 있다.

종래의 제품이나 기술은 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 화면에서 발생되는 유해 전자기파를 충분히 차폐할 수 있는 제품이 없으며 TV와 컴퓨터의 유해전자파를 충분히 차폐할 수 있는 안경과 보안면이나 화면보안기도 없었다. 그리하여 사람들은 전자파의 영향으로 어지러움, 눈의 질병, 태아의 기형이나 유산, ADHD(주의력결핍 과잉행동장애 증후군)등 정신질환, VDT 증후군, 순환기질환, 암등 여러 질병이 발생되고 있다. 이러한 건강에의 위해는 과거의 브라운관방식의 화면뿐만 아니라 오늘날의 LCD등 액정화면에서도 여전히 사람의 건강에 유해한 전자파가 다량 방출되고 있다.

인류에 전자파위해는 근래에 대두된 문제로서 연구의 역사나 축적된 자료도 적고, 국제적인 안전기준도 계속 강화되는 추세이므로 허용기준 이하라고 하더라도 절대적으로 안전하다고 할 수 없으며, 허용기준이하의 전자파도 사람에게 여러 가지 증세를 유발하고 있다.

방사선이나 전자파의 피폭에 대한 안전은 절대적인 안전한계값(threshold value)이 존재하지 않는 것이 정설이므로, 건강을 위한다면 방출량이 허용기준이하 일지라도 최대한 발생량을 줄이는 것이 가장 바람직한 방향인 것이다.

일반적인 TV와 컴퓨터에서 나오는 전자파는 제품마다 다르지만 전기파는 보통 30~50cm거리에서 10~180 V/M(볼트/미터)이고 국제허용기준은 주파수대역별로 1~10 V/M이며, 자기파는 약1mG~2mG(밀리가우스) 정도 발생되나 허용기준은 주파수대역별로 0.25~2mG이다.

또한 휴대전화기는 한국전파진흥협회의 전파진흥 1998년 2월호의“무선단말기 전자파 안전기준에 관한 고찰”에 의하면 2mm거리에서 28.2 V/M의 값이 측정된 바 있다.

1997.5.30발행된 도서 "한승"의 "당신을 위협하는 전자파"에 의하면 송전선부근에서 카롤린스카의 보고는 자기파의 강도와 백혈병간의 상관관계에서 3mG이상인 곳은 소아백혈병의 발생률이 3.8배, 2mG이상에서는 2.7배, 1~1.9mG에서는 2.1배의 백혈병 발생률을 나타냈다.

또한 불테리스 보고에서도 2.9mG이상에서 어른백혈병이 3.04배 증가하였다.

상기에서 보듯이 자기파의 강도가 1mG이상에서 백혈병의 발생이 2.1배 증가하므로 1mG이하라 하더라도 상당한 유해성이 있을 것으로 예상되므로, 미량의 전자기파라도 이의 완전한 차폐는 오늘날 사람들의 건강을 위하여 매우 중요한 사항임을 알 수 있다.

전기파는 비교적 용이하게 차폐되나, 자기파는 잘 차폐되지 않으며 이중 자기파는 작은 강도라도 더욱 사람에 유해하다. 전기파는 도전성의 물체에서 잘 차폐되고 사람의 신체도 도전성이므로 전기파는 인체표면에서 영향을 더욱 크게 미치며 사람의 신체내부에의 영향은 전기파의 파동보다는 전기파로 발생된 전하의 영향을 받는 것이나, 자기파는 잘 차폐되지 않고 투과력이 커서 직접 사람의 신체 내부까지 침투하여 유해한 영향을 주므로 자기파가 더욱 해로운 것이며 여러 연구사례들도 이를 뒷받침하고 있다.

전자파 중 발열효과가 특히 강한 주파수범위는 300MHz ~ 30GHz의 마이크로파 대역이다.

휴대전화기의 주파수는 800MHz대역과 2GHz대역을 사용하고 있어 휴대전화를 사용시는 머리부분의 온도가 상승한다. 약 10분만 머리에 밀착하여 통화해도 어지러운 증세가 발생되기도 하고, 휴대전화기를 장기간 사용시 뇌종양의 위험이 커져 10년 이상 휴대전화기를 사용한 사람에게 뇌종양 발생률이 2배 이상 높아진다는 연구결과도 있다.

또한 컴퓨터화면에서 발생되는 전자파는 휴대전화기의 전자파보다는 집중도가 약하나 약 1~2시간 정도 사용하면 어지러운 증세가 발생되거나 눈의 충혈이나 통증이 유발되기도 하고 수시간정도 사용하면 피로감이 심해진다.

물론 장기간 사용시에는 여러 가지 질환으로 이환될 수 있으며 심지어 9시간 연속하여 컴퓨터게임을 하다가 혈전생성으로 급사한 사례도 있으며, 수일간 연속하여 컴퓨터게임을 하던 사람이 전자파로 인한 혈전생성으로 인하여 사망하는 사례는 다수 발생되고 있다.

또한 가정용 교류주파수인 50~60Hz의 저주파수에서 발생되는 전자기파도 인체에 매우 유해하며 이는 기존의 전기장판이나 전기매트 등의 사용자에게서 그 유해성이 입증되고 있다.

언론에 보도된 내용을 살펴보면 2008년 5월 20일 한국의 조선일보에서 영국의 일간지 인디펜던트의 5월18일자 기사를 인용하여 보도한바, 미국 UCLA대학(캘리포니아 주립대학)과 덴마크 아르후스대학의 공동연구팀이 1990년대 후반에 출산한 덴마크여성 1만3159명의 조사결과, 임신중 휴대폰(휴대전화)을 하루에 2~3회 사용한 여성이 출산한 아이는 각종 행동장애를 일으킬 확률이 휴대폰을 사용하지 않은 여성에게서 태어난 아기보다 54%나 높다는 연구결과가 실렸으며, 임신중 휴대폰을 사용한 여성이 낳은 아이가 7세 이전에 직접 휴대폰을 사용하면 그렇지 않은 아이보다 심신장애를 겪을 확률이 80%나 높아진다고 밝혔다.

2008년 3월25일 한국의 문화일보기사에는 가정용 무선전화기의 전자파강도가 휴대전화기보다 52배나 높다는 연구결과가 실리기도 하였다. 또한 2003년 02월 05일 영국 BBC 방송에서 스웨덴 룬트대 라이프 살포르드 박사는 미국 전문지 ‘환경보건전망’ 최신호에서 핸드폰에서 방출되는 전자파가 학습, 기억, 운동을 관장하는 뇌 부위의 세포를 손상시킨다는 쥐 실험 결과를 발표하였다. 생후 12~26주 된 쥐들에 휴대폰 전자파와 동일한 전자파에 2시간 동안 노출시키고 50일 후 뇌를 현미경으로 관찰한 결과 많은 뇌세포가 죽어 있었다. 휴대폰이 뇌세포를 손상시켜 알츠하이머병을 유발할 수 있다며, 그는 쥐의 뇌가 인간과 매우 흡사하다는 점에서 휴대폰 전자파가 사람에게도 같은 영향을 미칠 것이라고 주장했다.

한국경제신문의 2001년 09월 18일 보도에 의하면 서울 시내 인터넷PC방에서 측정된 전자파 수치가 국제 기준치의 최고 17배를 초과한 것으로 나타났다. 국회 행정자치위원회 소속 유성근 의원(한나라당)은 18일 서울시에 대한 국정감사에서 성동구 L인터넷 PC방의 경우 전자파 측정기로 검사한 결과, 입구에서 3밀리가우스(mG),좌우 측면에서 15~35mG로 측정됐다. 이는 국제 기준인 2mG보다 최고 17배 이상 높은 것이다.유 의원에 따르면 대학로의 S PC방 역시 전자파 측정치가 4~20mG에 달했다.

기존의 전자파방지코팅은 도전성의 전자파차단막을 화면에 얇게 도포한 것으로서 전자파중 전기파는 다소 차단되나, 실제 투과력이 높고 인체에 더욱 유해한 자기파를 차폐하는 기능은 없었다. 또한 휴대전화기나 무선전화기의 전자기파를 차폐하는 방안도 역시 시행되지 않고 있다.

TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 전자파는 전기파와 자기파가 혼합된 것으로서 전자파의 충분한 차폐를 위해서는 전기파와 자기파를 모두 충분히 제거할 수 있는 방법이 사용되어야 한다.

본 발명의 해결해야 할 과제는 다음과 같다.

첫째 자기파 차폐 원리를 연구하여 투명한 재질에서 자기파를 차폐할 수 있는 가장 효율적인 방안을 수립하고,

둘째 빛의 투명도를 확보할 수 있는 적절한 입경의 크기를 선정하며,

셋째 전기파차폐에 필요한 도전성기준을 설정하고,

넷째 기타 자외선이나 X선 등 인체에 유해한 고 에너지전자파도 잘 차폐할 수 있는 방안을 수립하며,

다섯째 휴대전화기나 무선전화기에서 통신시나 대기시에 사용자의 전자파 피폭을 최소화 할 수 있는 방안을 수립하여

오늘날 인류의 건강을 심각히 위협하는 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 전자파로부터 사람들의 건강을 지킬 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 전기파와 자기파의 충분한 차폐를 위하여 다음과 같은 방법을 시행한다.

TV, 컴퓨터, 휴대전화기, 무선전화기의 화면이나 안경, 보안면, 화면보안기의 재질 자체에서 전자기파를 차단 및 저감시키는 방법은, 상기 제품에서 mm단위의 두터운 전자파차폐층을 구성하는 투명한 유리나 투명한 합성수지의 재질자체에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 제품들의 화면이나 보안경, 보안면, 화면보안기의 재질자체에 배합하되, 배합하는 차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질을 한 가지 이상 포함되도록 하며,

사용되는 투명재질의 전자파차폐재는 0.2㎚~200㎚의 입경범위를 가지고, 바람직하게는 0.2㎚~20㎚의 입경범위를 가진다. 또한 제품사용시 10¹⁰Ω·m이하의 체적저항값을 가지는 도전층이 하나 이상 있도록 하여 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 하며, 안경과 보안면에서는 10¹¹Ω·m이하의 체적저항값을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 TV 컴퓨터 휴대전화기 무선전화기의 투명한 화면이나 보안경 보안면 화면보안기의 재질자체부분에서 미소한 전자파차폐재의 입자를 분산시켜 전자파를 차폐하는 원리이므로 본 발명의 적용시 충분한 전자기파의 차폐를 위해 mm단위의 두터운 재질이 필요하다. 물론 상기의 화면재질은 단층으로 할 수도 있고 이중이상의 다층으로 할 수도 있으며 다층으로 할 경우에도 하나 이상의 화면재질자체의 층에 본 발명에 따른 전자파차폐재를 혼합한다.

또한 자외선의 차폐효율을 더욱 높이기 위해서는 자외선 차폐효과가 특히 높은 금속인 백금이나 티타늄이나 수은 중에서 이들의 금속이나 그 합금 또는 그 화합물의 입자나 섬유상물질을 본 발명에 따라 두터운 유리나 합성수지의 재질내에 분산 혼합한다.

휴대전화기나 무선전화기에서 전자기파를 차폐하는 방법은 화면부분은 상기와 같으나, 화면외의 부분에서는 전화통화시나 대기시의 사람방향은 전자파차폐재로 차폐하고, 사용자 반대방향은 전체나 부분적으로 전자파차폐재를 사용하지 않음으로써 무선통신이 가능하도록 한다.

본 발명은 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 화면투시부분 제조공정이나, 안경 보안면 화면보안기 제조공정에서, 전자파차폐층의 재질로 사용되는 투명한 유리나 투명한 합성수지 원재료의 배합 교반이나 용융시에 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상의 물질을 유리나 합성수지의 원재료에 함께 혼합하여 화면투시부분에서 mm단위의 두꺼운 재질 자체가 전자파 차폐성능을 지니도록 함을 특징으로 한다.

본 발명에서 화면이라 함은 화면투시부분을 포함하는 말로 LCD패널이나 PDP모듈이나 OLED패널이나 브라운관의 새도우마스크 등의 상이 맺히는 부분만을 뜻하는 것이 아니라, 맺힌 상과 보는 사람과의 사이에 존재하는 투명한 유리나 합성수지재질을 모두 포함하는 광의의 뜻으로 TV와 컴퓨터의 화면모듈이나 화면패널을 포함하는 뜻이다.

화면재질은 단층으로 할 수도 있고 이층이상의 다층으로 할 수도 있으며 다층으로 할 경우에도 본 발명에 따른 전자파차폐재를 혼합한 층이 하나 이상 있도록 한다. 전기파의 차폐층과 전자기파의 차폐층을 달리 할 수도 있다.

배합하는 전자파차폐재는 단일자기구역을 가지는 강자성물질이나 준 강자성의 페리자성물질을 한 가지 이상 포함되도록 하며, 사용되는 투명재질의 전자파차폐재는 0.2㎚~200㎚의 입경범위를 가지고, 바람직하게는 0.2㎚~20㎚의 입경범위를 가진다. 또한 제품사용시 10¹⁰Ω·m이하의 체적저항값을 가지는 도전층이 하나 이상 있도록 하되, 바람직하게는 10⁸Ω·m이하의 체적저항값을 가지도록 하고, 전자파발생원과 약간의 거리가 떨어진 상태로 사용되는 안경과 보안면에서는 10¹¹Ω·m이하의 체적저항값을 가질 수 있도록 하여 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 강자성물질은 일반적인 강자성물질과 준강자성인 페리자성물질을 포함한 광의의 뜻으로 흔히 사용되므로 본 발명에서도 이를 적용한다. 섬유상물질은 일반적인 섬유나 그물형상이나 나노튜브형상을 포함한다.

휴대전화기나 무선전화기에서 전자기파를 차폐하는 방법은 화면부분은 상기와 같으나, 화면외의 부분에서는 전화통화시의 얼굴방향은 전자파차폐재로 차폐하고, 얼굴 반대방향은 전체나 부분적으로 전자파차폐재를 사용하지 않음으로써 무선통신이 가능하도록 한다.

휴대전화기나 무선전화기의 전자파차폐방법은 전화기의 형태에 따라 몇 가지로 나눌 수 있다. 휴대전화기는 통화시 뿐만 아니라 대기시에도 화면이 있는 한쪽면은 전자파를 차폐하는 구조로 제조하여 사용자의 전자파노출을 최소화한다. 폴더형이나 슬라이딩형과 같이 전화기가 두 부분으로 이루어진 경우는 화면이 있는 부분은 전자파차폐재질로 제조하고 반대측 뒷면의 안테나 위치부분의 외부는 일부분이나 전체적으로 전자파차폐층을 부착하지 않아 통신이 가능하도록 한다.

슬라이드형의 휴대전화기나 무선전화기는 외부케이스 뿐만 아니라 위판과 아래판 사이에서 대개 케이스의 일부가 되는 슬라이딩판 부분을 강자성체의 판이나 강자성체 입자를 혼합한 판으로 제작하는 것이 바람직하며 특히 페라이트가 다량 함유된 판을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 각 종류의 무선전화기나 휴대전화기의 통화시 상기 전화기들의 하부에 전자파차폐판이 열리는 구조의 전화기도 제조할 수 있다. 평소 전화기 본체의 뒷면에 밀착되어 있던 전자파차폐판은 통화시에 수동이나 자동 또는 반자동으로 펼쳐져서 전화기 하부의 사용자 신체로 전파되는 전자파를 차단한다.

본 발명에서의 가장 큰 특징은 투명한 재질부분에서 차폐가 어려운 자기파를 잘 차폐하는 것에 있는 바, 이를 가능하게 하는 원리는 단일 자기구역을 가지는 미소한 강자성체는 자기화의 방향이 정렬되므로 이론 보자력 값에 근접하는 강한 자력을 보유함으로써 자성체에 직접 접촉되는 자기파를 차폐할 뿐만 아니라, 미소한 자성체의 주위에 자기장을 형성하여 자성체 사이의 공간 재질에도 자기장이 영향을 미쳐 이 자성체사이의 공간으로 가시광선은 통과되나 전자파는 강한 자기장이나 자성체에 포착되어 차폐되는 원리이며 준강자성체인 페리자성체도 상기와 유사한 원리가 적용되어 전자파를 잘 차폐할 수 있다.

이와 동시에 가시광선의 파장을 고려하여 가시광선이 차폐되지 않고 통과될 수 있는 입경이하로 전자파차폐재의 크기를 선정하면, 이와 같이 투명도를 확보할 수 있는 입경크기와 상기의 단자기구역을 이루는 입경크기를 동시에 만족하는 전자파차폐재는 투명도를 지니면서도 자기파를 충분히 차폐할 수 있다. 본 발명에서는 전자파차폐재가 단일자기구역을 지니는 입경이하로서 투명도를 확보할 수 있는 입경의 최대값으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 다자기구역을 가지는 큰 입자를 사용할 수도 있으나 단자기구역의 입자가 입자주위에 확산된 자기장을 형성하는 것과 달리 다자기구역의 큰 입자는 투명도를 확보하기도 어렵지만 자기장이 인접한 자기구역 간에 내부 순환되므로 오히려 자기장이 외부로는 잘 확산되지 못하여 입자사이의 공간을 통과하는 자기파의 차폐효과는 미흡해진다.

본 발명자는 상기 원리를 연구하여 본 발명을 이루고, 본 발명에 따라 새로운 자외선과 X선의 차폐방법도 발명하였다.

일반적으로 20㎚ ~ 30㎚이하의 자성체입자는 초상자성 현상이 나타나기 시작한다. 입경이 작아질수록 초상자성 현상이 점점 크게 나타나고 보자력도 점차 감소된다. 그러므로 빛의 투명도가 확보되는 한 가급적 큰 입경의 단자기구역의 입자를 사용하는 것이 권장된다. 그러나 초상자성의 물질은 자기민감도가 높고 본 발명의 제품에서는 자기장이 인가되므로 자기장의 세기에 비례하여 초상자성의 발현이 완화될 수 있다. 물론 미소한 자성체가 단원자라면 초상자성현상과는 무관하고 강자성물질은 원자단위에서도 초미세자기장이 존재하므로 여전히 자기파의 차폐가 가능하다.

본 발명은 전기파만 차폐하는 기존의 얇은 ㎛단위의 전자파 차폐재질과는 달리 mm단위의 두터운 재질내에 전자파차폐재를 분산 혼합하여 전자파를 차폐하는 방식이다. 그리하여 두터운 유리나 합성수지 재질에서 전자파를 차폐하므로 전자파차폐재를 기존의 얇은 코팅방식보다 더욱 많이 사용할 수 있으며, 전기파보다 더욱 유해하나 기존 방식으로는 차폐가 불가능했던 자기파의 충분한 차폐도 가능하므로 기존의 코팅방식보다 월등하게 전반적인 전자파 차폐효율이 높아진다.

본 발명에서 전기파의 차폐를 위한 도전성의 얇은 층을 별도로 둘 수도 있다. 그러나 전기파의 차폐도 본 발명과 같이 두터운 재질자체를 이용하는 것이 기존의 제품처럼 얇은 코팅층을 이용하는 것 보다는 더욱 바람직하다.

기존의 차폐법인 코팅방식은 금속류진공증착코팅의 경우 밀집하여 금속층을 이루므로 쉽게 빛의 투명도가 저하되어 약 1㎛정도 이상으로는 금속류의 코팅을 하기가 어려웠으며 사용재질도 한정되었고 자기파는 차폐할 수 없었다.

그러나 본 발명은 두터운 재질내의 분산방식이라 파동의 특성이 있는 빛이 미소하게 분산된 전자파차폐재 사이를 잘 통과하게 되어, 투명재질이 두터울수록 차폐효과를 더욱 증가시킬 수 있으며, 사용하는 전자파차폐재도 매우 다양하게 이용할 수 있고, 전자기파를 모두 잘 차폐할 수 있는 특징이 있다.

본 발명에 사용되는 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 투명한 화면부분이나, 보안경과 보안면 및 화면보안기의 재질은 다음과 같다.

상기 제품에서 전자파차폐재의 재질로 사용되는 일반유리나 도전성의 유리 또는 일반합성수지나 도전성의 합성수지에 전자파차폐재로서 금속이나 금속합금이나 금속화합물의 미소한 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 미소한 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 미소한 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 미소한 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 미소한 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 미소한 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상의 물질을 상기의 화면이나 안경, 보안면, 보안기재질에 혼합하여 사용한다.

상기에서 물론 페라이트나 페레이트도 금속에 해당되지만 특히 자기파의 차폐효과가 우수하므로 별도로 기술하였다.

이때 도전성의 향상을 위해서는 다양한 페라이트류나 페레이트류 중에서 도전성이 우수한 것을 사용하거나, 철나노입자등 도전성이 우수한 전자파차폐재의 양을 충분히 하거나, 별도 층의 도전성코팅 등으로 전기파를 차폐할 수 있다. 자외선의 차폐효과를 높이기 위해서는 사용하는 전자파차폐재에 티타늄을 포함하는 것이 바람직하다.

전자파는 전기파와 자기파로 나눌 수 있으며 전기파는 도전성의 물질에서 잘 차폐되나 자기파의 차폐는 도전성여부와는 무관하다. 본 발명은 도전성의 재질과 자성을 지니는 재질을 사용하여 전기파와 자기파를 차폐하여야 한다. 물론 도전성과 자성을 함께 지니는 재질로 전기파와 자기파를 동시에 차폐할 수 있다. 현재 일반적으로 알려진 가장 우수한 자기파의 차폐재질은 페라이트류나 페레이트류이다.

TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 화면재질 자체에서 전자파차폐 성능을 지니도록 한 후 화면외부에 기존의 방법처럼 전자파차폐 코팅이나 대전방지 코팅을 추가로 할 수도 있으며 자외선이나 근적외선등의 차폐를 위한 코팅을 할 수도 있다. 투명한 유리재질은 가시광선은 매우 잘 통과하나 자외선이나 원적외선은 유리의 고유진동수와 주파수공명을 일으켜 유리재질내에서 에너지의 소실이 크므로 가시광선보다는 차폐율이 크다. 그러므로 본 발명에 따라 적외선파장이하의 주파수대역에서 자기파를 차폐할 때 비로소 가시광선만을 선택적으로 투과하는 재질을 만들 수 있다.

본 발명에 따라 전자파차폐재를 첨가시 자외선의 차폐효율도 커지나 자외선의 차폐효율을 더욱 높이기 위해서는 특히 자외선 차폐효과가 높은 금속인 백금이나 티타늄이나 수은의 금속이나 그 합금 또는 그 화합물의 입자나 섬유상물질을 외부코팅방법이나 화면내부혼합방법으로 사용할 수 있다. 상기의 재질 중 백금은 고가이며 수은은 유독물이므로 티타늄의 사용이 권장된다. 외부코팅방법은 기존에 알려져 있는 방법이며 화면재질내에 투입하는 것은 본 발명에 따른 입경범위로 다른 금속류등과 함께 백금이나 티타늄의 금속이나 그 합금 또는 그 화합물의 입자를 혼합하여 차폐한다. 물론 이 경우에도 기존방식의 금속류 외부코팅은 다른 전자파차폐재의 경우처럼 투명도의 한계에 따른 문제점이 있어 본 발명에 의한 재질내부의 분산혼합방식으로 제조하는 것이 바람직하다.

또한 합성수지재질의 투명한 자외선차폐재를 본 발명의 화면외부에 코팅하거나 합성수지 화면제조시 합성수지 원재료에 합성수지류의 자외선차폐재를 혼합 용융시켜 사용할 수도 있으며 이는 기존에 알려진 방법이다.

본 발명은 투명한 화면과 화면보안기 부분에서 전자파를 차폐할 수 있으며, 불투명한 케이스 부분의 전자파 차폐는 투명하지 않아도 되어 더욱 차폐가 용이하므로 TV와 컴퓨터 전자파의 완전한 차폐를 위해서는 화면부분과 케이스부분을 모두 전자파차폐방식으로 제조하고 이를 접지하는 시스템을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 그리하면 모든 방향에서 전자파의 방출을 차폐할 수 있는 제품의 제조가 가능해진다.

TV나 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기의 케이스부분은 대개 합성수지로 이루어지나 금속류로 제조할 수도 있다. 상기 제품의 케이스는 두터운 재질을 사용가능하므로 전자파차폐층과 전자파차폐층이 아닌 층의 다층으로 제조할 수 있으나, 특히 휴대전화기나 무선전화기는 얇은 두께를 최대한 이용하여 전자파를 차폐해야 하므로 케이스나 자판등을 전자파차폐층으로 최대한 제조하는 것이 바람직하다. 전자파차폐재질은 본 발명에 따른 화면재질의 전자파차폐재를 모두 사용할 수 있으며, 케이스나 자판 부분의 전자파차폐시에는 투명도와 무관하므로 입자크기를 크게 할 수 있어 다자기구역을 가진 강자성체의 입자나 섬유나 판으로서 자기파를 차폐할 수도 있다. 그러나 효율이나 제품의 무게나 자장발생의 문제나 케이스성형등의 문제를 고려시 전체적으로 강자성체의 판을 사용하지 않을 경우는 단자기구역의 입자를 충분히 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

다자기구역을 형성할 경우에는, 전자파차폐물질을 영구자성물질로 사용하거나 일시자성물질일 경우는 자기파차폐재료의 혼합 용융시에 자장을 걸어서 자기화방향을 정렬시키면 영구자성을 지니게 되어 자기파의 차폐효율이 높아진다.

그러나 재질전체가 자성을 지니는 영구자성체가 되게 하기 보다는 단자기구역 입자의 분산이 실용적이다.

본 발명에서 가장 바람직한 방법은 단일자기구역을 가지는 입경이하의 전자파차폐재를 재질에 분산 혼합하여 제품 전체적으로는 자성을 띠지 않으면서도 강한 자기장을 가지는 단자기구역 입자의 개별적인 역할로 자기장을 차폐하는 것이다.

단자기구역을 이룰 수 있는 임계입경은 자성재료마다 다르다.

철금속은 40㎚이며, 코발트는 60㎚, 바륨페라이트(BaO·6Fe₂O₃)는 1㎛, 네오디뮴붕소자석(Nd₂Fe₁₄B)은 200㎚, 사마륨코발트자석(SmCo₅)은 1.3㎛이다.

불투명해도 무관한 케이스나 자판부분의 가장 효율적인 자기파차폐입경은 단일자기구역을 가지는 입자의 재질별 임계입경(단일자기구역 최대입경)을 사용하는 것이 바람직하다.

전자파 차단 재질은 도전성의 재질과 비 도전성의 재질로 나눌 수 있는데 도전성의 재질을 TV와 컴퓨터모니터의 케이스외부에 사용시에는 감전의 우려가 있을 수 있어 가급적 케이스의 내부측에 사용하는 것이 안전하다.

접지의 방법은 다양하게 실시 할 수 있으나 도전성의 차폐재료 부분에서 접지선과 연결할 수 있는 금속 단자를 만들고 여기에 접지선을 연결하여 외부로 접지 시킨다. 외부 지면으로 접지연결이 곤란할 경우에는 안전한 장소에서 접지선의 선단에 여러가닥의 금속세사로서 코로나방전을 일으켜 대전을 제거할 수도 있다. 화면과 화면보안기부분만의 전자파 차폐시에도 본 발명에 따른 화면자체나 보안기 단독으로도 접지하는 시스템을 갖추는 것이 권장된다. 접지는 본체에 내장된 전원의 접지선에 연결할 수 있고 외부에 접지극과 접지선을 노출형으로 제작하는 것도 가능하다.

본 발명에 현재 적용될 수 있는 TV와 컴퓨터는 브라운관방식, PDP방식, LCD방식에 적용할 수 있고 향후로는 OLED방식, 3D(3차원)방식, FED(전계방출디스플레이)방식, 접을 수 있는 모니터(flexible monitor)방식 등 어떤 TV나 컴퓨터에도 적용이 가능하다.

전자파의 차폐정도는 차폐재료의 종류와 입경의 크기 및 함량, 차폐방법, 전기전도도, 자기파차폐물질의 혼합 용융 및 큐리온도 이하로 냉각시에 자기장 인가여부, 재질의 두께에 따라 달라지며 물론 전자파 차폐재의 사용량이 증가되거나 전자파차폐층의 재질이 두꺼울수록 차폐효과도 높아진다.

부피를 가진 물체의 저항은 R ∝ L/A 의 비례식으로 표현될 수 있다.

물체의 고유한 체적저항상수를 ρ라면 R = ρ·L/A 로 나타낼 수 있다.

여기서 체적저항 ρ = R · A / L 이므로 단위는 Ω·m나 Ω·cm가 된다.

(여기서 R은 저항, ρ는 물체의 고유한 체적저항, L은 시편의 길이, A는 시편의 단면적을 나타내며 R의 단위는 Ω, ρ의 단위는 Ω·m나 Ω·cm, L은 m나 cm, A는 ㎡나 ㎠를 사용한다.)

한국산업안전공단규격 KOSHA CODE E-34-2007에서는 도전성의 기준을 10⁸Ω·m 이하로 정하고, 반도전성의 기준을 10⁸Ω·m ~ 10¹⁰Ω·m로 규정한다. 일반적으로 부도체는 체적저항이 10¹²Ω·m ~ 10¹⁵Ω·m정도이다.

체적저항이 10¹²Ω·m이상인 부도체에서는 전기파의 차폐효과를 기대할 수 없으므로 본 발명에서는 체적저항의 기준을 TV나 컴퓨터의 전원이 켜져 전자파가 방출되는 제품사용 상태에서 반도전성의 기준인 10¹⁰Ω·m이하로 정하여 반도전성이나 도전성이 부여되는 층이 있도록 한다. 물론 보다 원활한 전자파차폐효과를 위해서는 반도전성의 최소기준인 10¹⁰Ω·m이하보다 도전성의 기준인 10⁸Ω·m이하의 체적저항을 가지도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 도전성이 크면 전기파의 제거효율은 높아진다.

본 발명의 대상인 컴퓨터작업시나 TV시청시의 전자파 차폐에 필요한 안경과 보안면의 체적저항을 간략히 산정해 보면

본 발명의 대상인 컴퓨터모니터는 보통 사용자의 위치인 모니터 앞 30~50cm 거리에서 130~150 V/M정도의 전계강도를 가지며 TV도 이와 유사하다. 일반적으로 10,000V~15,000V정도의 강한 정전하를 제거하기 위한 물체의 도전성은 10⁸Ω·m정도이하의 체적저항값을 지니면 원활한 제전이 된다.

전하량이 크면 이를 신속히 제거하기 위해서 체적저항이 낮아야 하며, 전하량이 작으면 보다 저항이 커도 제전이 가능하다.

이를 계산할 때

150V ÷ 15000V = 0.01 이며

130V ÷ 15000V = 0.0087 이므로

이를 기준하면

10⁸Ω·m ÷ 0.01 = 10¹⁰Ω·m이며

10⁸Ω·m ÷ 0.0087 = 1.15 ×10¹⁰Ω·m이므로

전계강도 130~150 V/M에서 원활한 제전을 위한 도전성은

10¹⁰Ω·m ~ 1.15 ×10¹⁰Ω·m 이하로 계산할 수 있다.

이는 KOSHA CODE E-34-2007에서의 반도전성의 기준값인 10¹⁰Ω·m의 값과 거의 일치하며, 본 발명에서 보안경과 보안면의 비저항기준이하로 설정한 10¹¹Ω·m이하를 만족하는 10¹⁰Ω·m ~ 10¹¹Ω·m사이의 값이다.

향후 전자파제어기술의 발달로 컴퓨터모니터나 TV에서 발생되는 전자파가 더욱 감소되어 사용자 위치의 전계강도가 15 V/M 정도가 되면

15V ÷ 15000V = 0.001 이므로 최소의 제전에 필요한 전자파차폐 체적저항을 같은 방법으로 계산할 때 10⁸Ω·m ÷ 0.001 = 10¹¹Ω·m이하가 되어 본 발명에서 설정한 보안경과 보안면의 비저항기준인 10¹¹Ω·m이하의 기준과 일치한다.

보자력이 큰 철이나 페라이트류와 같은 강한 자성물체의 미소한 전자파차폐재를 본 발명에 의거하여 재질내에 분산하여 혼합시에 입자간의 거리와 입자의 크기에 따라 입자간의 자기모멘트가 반발하여 이웃한 입자간의 자기 모멘트가 서로 반대방향으로 정렬하는 경우도 생길 수 있으며 이러한 경우에는 거대자기저항현상인 GMR(giant magnetoresistance)현상과 유사한 원리로서 도전성이나 전체적인 자성이 그렇지 않은 경우보다 낮아질 수 있다. 이런 경우에 입자 크기나 간격과 입자크기 분포도의 조절이나, 섬유나 다른 재료의 혼합이나, 재질제조시에 외부자기장의 인가 등으로 도전성이나 자성의 증감이 가능하다.

자기파차폐효율이 높은 물질로 알려진 페라이트류는 일반 금속성의 강자성체보다 3배 이상 높은 체적저항을 가지며 페라이트의 종류에 따라 10⁰Ω·m ~ 10¹⁰Ω·m 정도의 체적저항값을 지닌다. 상기의 값을 고려시 비저항이 높은 페라이트류를 사용시에는 충분한 도전성을 부여하기 어렵다. 다른 도전성의 재질을 사용하지 않고 페라이트류나 페레이트류만 차폐재로 사용시에는 전기파의 동시제거를 위해 자성이 크면서도 도전성이 우수한 종류의 페라이트류나 페레이트류를 선정하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 가장 바람직한 실시례는 페라이트류나 페레이트류의 나노입자를 본 발명의 전자파차폐층 재질인 투명한 유리나 합성수지에 분산시켜 혼합하고 제품사용조건에서 10⁵Ω·m ~ 10⁸Ω·m의 체적저항을 지니도록 하며 나노입자들의 크기는 0.2㎚~20㎚의 범위로 혼합하여 가시광선을 제외한 모든 유해 전자파를 충분히 차폐하는 것이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시례는 페라이트류나 페레이트류의 나노입자와 티타늄나노입자를 본 발명의 전자파차폐층 재질인 투명한 유리나 합성수지에 분산시켜 혼합하고 제품사용시 10⁵Ω·m ~ 10⁸Ω·m의 체적저항을 지니도록 하며 나노입자들의 크기는 0.2㎚~20㎚의 범위로 혼합하여 가시광선을 제외한 모든 유해 전자파를 충분히 차폐하는 것이다.

부도체의 유리에 도전성을 부여하기 위하여는 유리재질내에 상기의 금속류등 도전성의 전자파차폐물질을 혼합하거나 도전성의 코팅으로도 만들 수 있으며, 반도전성이나 도전성을 지니도록 제품사용시에 체적저항값이 10¹⁰Ω·m 이하가 되게 하며 바람직하게는 10⁸Ω·m 이하의 체적저항값을 가지도록 제조한다.

부도체의 합성수지에 도전성을 부여하기 위해서는 합성수지재질에 도전성고분자나 금속류등 도전성의 전자파차폐재를 혼합하여 제조할 수 있으며, 합성수지자체로 도전성을 지니는 것을 사용할 수도 있고 도전성의 코팅을 할 수도 있다. 합성수지 자체에 도전성을 지니는 것은 폴리피롤류, 폴리아닐린류, 폴리아세틸렌류, 폴리티오펜류, 액정폴리에스테르류, 폴리비닐테로센류, 폴리비닐아세틸렌류, 폴리아크릴로니트릴류 등의 고분자류가 있으며 이와 같이 도전성을 자체적으로 지니는 고분자합성수지류를 그대로 사용하거나 이들을 한 가지 이상 혼합사용하거나 일반 비도전성의 합성수지류와 혼합사용하여 도전성이나 반 도전성의 합성수지로서 사용할 수 있다.

본 발명의 제품에서 전자파중 인체에 특히 유해한 자기파를 충분히 차단하기 위하여는 전기파의 차폐효과가 큰 도전성재료만을 혼합하기보다는 강한 자기파 차폐물질을 충분히 혼합해야 하는 바, 자기파 차단효과가 특히 우수한 자성산화철 성분인 페라이트류나 페레이트류의 성분을 혼합하는 것이 바람직하다. 페라이트류나 페레이트류 외에도 본 발명에 사용할 수 있는 자기파를 차단할 수 있는 바람직한 재질은 강자성을 지니는 철, 코발트, 니켈이나 이들의 합금이나 화합물중 강자성이나 준 강자성을 지니는 재질이며 이외에도 강자성이나 준강자성을 띠지 않은 금속이지만 망간과 비스무트의 합금이나 은과 망간과 알루미늄의 영구자석 합금처럼 합금이 강자성을 띠는 물질도 가능하고 자성을 가지는 파인세라믹스도 가능하다.

근래에는 영구자석으로서 네오디뮴자석과 같이 철에 희토류금속인 네오디뮴과 붕소를 혼합하여 강한 영구자석을 만드는 방법도 알려져 있으며 이와 같은 희토류금속의 혼합은 철 원자의 자기구역화를 방지하여 영구자석으로서 철원자를 고정시키는 역할을 하므로, 큐리온도 이하에서는 강한 영구자성을 지니게 된다.

모든 파동은 입자의 성질로도 나타날 수 있으며, 전기파는 전하를 띤 물질파의 개념을 적용할 수 있어 전하입자 흐름의 성질을 함께 지니고 있으므로 도전성의 재질에서 포착되어 전류의 흐름으로 제거되게 된다.

물론 자기장을 지나는 전하입자는 마치 지구자기장에 포착되어 오로라를 발생시키는 태양풍의 전하입자와 같이 자기장의 존재하에서도 진행방향이 변동되며 자기파차폐물질에 포착될 수 있다. 이러한 경향은 자성이 강할수록 전자파의 강도가 약할수록 강해진다.

본 발명자의 연구로는 자기파도 역시 자기를 띤 입자의 흐름인 물질파로 해석할 수 있고, 자성을 지닌 전자파차폐재는 N극과 S극 사이에서 자기장을 지니므로 이 자기장으로 자기를 띤 자기입자로서의 물질파를 포착하여 차폐할 수 있어 직접적으로 전자파차폐재에 부딪히지 않는 자기파입자도 전자파차폐재의 주변공간을 지나다가 자기장에 포착되어 차폐되게 된다. 물론 케이스의 경우 공간이 없이 전체적으로 자기파차폐물질로 제조되면 직접적으로 전자기파를 차폐할 수 있다.

미소한 소립자인 전자도 N극과 S극으로 나누어지므로 자기파라는 물질파를 구성하는 입자는 전자보다도 더욱 미소한 극미의 소립자이며 물질세계의 가장 궁극적인 입자의 하나일 가능성이 있다.

도전성의 금속류라고 하더라도 상당한 자성을 띠지 못하면 자기파를 차폐하지 못하며 그 원인은 자기적 물질파를 포착할 만한 충분한 자기장이 없기 때문이다. 이에 따라 본 발명에서 자기파의 차폐방법은 영구자성이나 일시자성의 강자성이나 페리자성을 지니는 자기파차단물질을 사용함으로써 자기파를 차폐할 수 있도록 하였다. 페라이트류나 페레이트류는 현재 알려진 물질 중 저렴하며 가장 우수한 자기파의 차폐특성을 지니는 물질의 하나로서 본 발명에서 사용하는 대표적 물질이다.

본 발명에 따라 전자파차폐물질을 전자파차폐층의 재질에 투입하는 공정은 상기 제품 제조시 유리나 합성수지 제품원료의 일반적인 원료투입, 용융, 혼합, 성형, 가공의 제품 제조공정 중, 원료투입, 용융, 혼합 공정사이에서 금속류나 페라이트류 등 본 발명에 따른 전자파차폐물질을 투입한다.

본 발명에 따른 제품 재질의 도전성을 향상시키기 위해서는 도전성의 금속류분말을 다량투입 하거나 섬유상의 전자파차폐재를 혼합하거나, 유리나 합성수지에 용해되거나 용융상태로 혼합될 수 있는 투명한 도전성의 재질을 혼합하면 금속분말의 양을 적게 투입하고도 도전성을 높일 수 있다. 이와 같은 투명한 도전성 재질은 유리에는 소다류의 함량을 높이거나 용융상태의 금속을 넣으면 도전성이 증가되며 합성수지에는 폴리피롤류, 폴리아닐린류등의 도전성의 고분자합성수지류를 사용하여 도전성을 증가시킬 수 있다.

본 발명에 사용되는 금속류등의 나노입자나 섬유상물질은 작은 입경을 사용할수록 같은 양으로도 빛의 투과성이 좋아지며 동시에 입자간의 거리가 가까워져 도전성도 좋아지므로 투명도와 도전성을 증가시키려면 작은 입경의 입자나 섬유를 사용할수록 유리하나 자기파의 차폐효과는 초상자성현상으로 낮아질 수 있으므로 이는 동시에 고려되어야 한다. 물론 섬유상의 차폐재 물질을 사용시는 전자파차폐재간에 직접적인 전기적 연결이 가능하므로 더욱 도전성이 좋아지게 된다.

본 발명은 이러한 금속류등 전자파차폐재의 미소한 입자나 섬유상물질을 전자파차폐층의 두터운 재질에 분산시키면 기존의 코팅 방법보다 전자파의 단위투과면적당 전자파차폐물질을 월등하게 많이 함유시킬 수 있어 전자파차폐재가 함유된 화면재질이 두터워질수록 전자파차폐효율은 높아지고, 유해전자파는 많이 분포한 미세한 전자파차폐재에 전자기적으로 잘 차폐된다. 전기파는 도전성의 재질에서 차폐되며 전자기파는 자성을 띤 재질에서 차폐된다. 또한 상기 전자파차폐재가 미소할수록 가시광선 빛의 파동성과 진폭과 회절효과, 유리재질에서의 투명성, 도전성이나 자성체에 거의 영향을 받지 않는 가시광선 광자의 특성 등으로 인해, 미소한 차폐재에 차폐되지 않고 충분한 투명도를 유지하며 두터운 화면 투시부 재질에서 계속적 투과진행이 가능하다.

이와 같이 가시광선의 파장은 전자파차폐층 재질내의 전자파차폐재에 거의 차폐되지 않으나 다른 파장대의 전자파는 본 발명에서 잘 차폐될 수 있다.

자외선이나 X선은 투명재질에서의 흡수율도 다르나 파장이 매우 짧아 실효진폭이 작으므로 전자파차폐재에 잘 차단되고 또한 적외선이상의 장파장 전자기파의 자기장은 자기적 물질파의 에너지가 낮아 강한 보자력을 지니는 단자기구역의 자기파차폐재와 자기장에서 잘 차폐되고 흡수된다.

강한 발열작용이 있어 매우 유해한 마이크로파인 300MHz~30GHz 대역의 파장을 가장 밝은 가시광선 파장으로 표준색인 노란색 파장인 500㎚의 파장과 에너지를 비교하면, 빛의 속도를 300,000km/초 라고 할 때 이는 3×10¹⁷ ㎚/초 이므로 진동수를 구하면

노란색 빛의 진동수

(뉴)는 3×10¹⁷ ㎚/s ÷ 500㎚ = 6×10¹⁴ Hz이다.

300MHz 전자파의 진동수는 3×10⁸ Hz이고

30GHz 전자파의 진동수는 3×10¹⁰ Hz이다.

모든 물질과 파동은 양면성이 있으므로 드브로이의 물질파에서

에너지 E=ｈ

이다.(여기서 ｈ는 플랑크상수로 6.63×10^-34 J·s 이고

는 진동수이다)

에너지는 진동수에 정비례하므로

500 ㎚ 빛의 에너지는 E=6.63×10^-34 J·s × 6×10¹⁴ Hz

300MHz 전자파의 에너지는 E=6.63×10^-34 J·s × 3×10⁸ Hz이고

30GHz 전자파의 에너지는 E=6.63×10^-34 J·s × 3×10¹⁰ Hz이다.

그러므로 500 ㎚ 파장의 가시광선 빛의 에너지는 300MHz 전자파의 에너지보다 6×10¹⁴ Hz ÷ 3×10⁸ Hz = 2,000,000 이므로 2백만배 크며,

30GHz 전자파의 에너지보다는 6×10¹⁴ Hz ÷ 3×10¹⁰ Hz = 20,000 이므로 2만배 크다.

위와 같이 가시광선의 에너지가 마이크로파보다 매우 크나 오히려 마이크로파가 사람에 더 유해한 원인은, 태양의 스펙트럼중 지상에 도달되는 가장 강한 파장이 500㎚대역의 가시광선이고 지상의 생물체는 대부분 이에 맞게 진화해 와서 가시광선파장을 볼 수 있고, 또한 가시광선에는 위해를 받지 않는다. 그러나 가시광선외의 파장은 지구대기층과 지자기층에 대부분 차단되어 지상에 도달하지 못하므로 지상생물이 적응되지 않아 대부분 유해하다. 본 발명은 미소입자의 강한 자기장과 차폐재입경에 따른 빛 투명성과 전자파파장의 관계 등을 이용하여 가시광선을 제외한 다른 대역의 전자파를 충분히 차폐할 수 있다.

일반적으로 휴대전화기에 많이 쓰이는 파장은 800MHz와 2GHz 대역이다.

이들의 에너지는 500 ㎚ 노란색 빛보다

6×10¹⁴ Hz ÷ 8×10⁸ Hz = 750,000이므로 1/750,000 에 불과하며

6×10¹⁴ Hz ÷ 2×10⁹ Hz = 300,000이므로 1/300,000 에 불과하다.

전자파의 에너지를 비교할 때 가시광선보다 휴대전화 전자파 광자의 에너지는 30만분의 1에서 75만분의 1에 불과하므로 휴대전화의 800MHz 전자파는 노란색의 가시광선보다 750,000배나 더 잘 차폐되며, 2GHz 전자파는 300,000배나 더 잘 차폐될 수 있어, 강한 단자기구역과 자기장을 가지는 본 발명의 자기파차폐물질에 쉽게 차폐될 수 있다.

같은 원리로 가정용 가전제품에서 발생되는 초저주파 전자파인 60Hz의 전자기파는 같은 방법으로 계산시 6×10¹⁴ Hz ÷ 60 Hz = 1×10¹³ 배 이므로 노란색의 가시광선보다 1×10¹³ 배나 더 잘 차폐되게 되어 역시 본 발명에서 쉽게 차폐할 수 있다.

또한 TV나 컴퓨터에서 발생되는 다양한 대역의 전자파중

0.1MHz ~ 1MHz의 전자기파는 같은 방법으로 계산시

6×10¹⁴ Hz ÷ 1×10⁵ Hz = 6×10⁹ 배 이며

6×10¹⁴ Hz ÷ 1×10⁶ Hz = 6×10⁸ 배 이므로 노란색의 가시광선보다 6×10⁹ 배 ~ 6×10⁸ 배 더 잘 차폐되게 되어 또한 본 발명에서 쉽게 차폐할 수 있다.

본 발명에서 대표적인 제거대상인 인체에 유해한 전자기파는 위에서 계산한 바와 같이 가시광선보다 3×10⁵배 ~ 1×10¹³배 정도로 에너지가 작으므로 본 발명의 전자파 차폐재에 쉽게 차폐될 수 있다.

본 발명은 단일자기구역을 가지는 입자의 크기뿐만 아니라, 투명도를 위해 가시광선파장이 투과할 수 있는 입자크기도 고려하여 적정한 전자파차폐재의 입경을 선정하였다.

다음은 빛에서의 투명도를 확보하기 위한 전자파차폐재의 입경크기를 결정하기 위한 본 발명의 연구사항이다.

일반적으로 파동을 차단하기 위한 물질의 크기는 파동의 진폭보다 커야 하며 수평면을 기준할 때, 밀려오는 파동의 높이보다 차폐물질의 높이가 낮다면 파동은 차폐물질을 넘어 가게 되며 차폐물질의 높이가 낮을수록 더 잘 넘어가게 된다. 차폐물질의 높이가 파동의 실효적 진폭보다 높으면 회절에 의하지 않고는 차폐재를 통과하기 어렵다. 본 발명에서는 이와 같은 원리를 응용하여 횡파인 전자파에서 가장 표준적인 파동인 정현파로서 그 실효 진폭을 기준하여 전자파차폐를 위한 입자상물질이나 섬유상 물질의 입경 기준을 정하였다. 본 발명에서 선정한 입경 기준은 입자상물질은 둥근 구형을 기준한 직경이며, 그물상이나 나노튜브상의 섬유상물질은 섬유의 직경을 기준한다. 입자상 물질이 구형이 아닌 불규칙한 모습일 경우는 장경과 단경의 평균을 취할 수도 있으나 가급적 단경을 기준 하는 것이 바람직하다.

빛의 파동적인 측면으로 고려하여 볼 때도 본 발명은 기존의 코팅방식과는 달리 전자파차폐입자나 섬유상물질을 투명한 화면재질에 분산시키는 것이므로 입자와 입자사이에 빈 공간이 많아 파동은 공간을 퍼져나가므로 전자파차폐재의 양이 기존의 코팅방식에 비교하여 크게 많아도 가시광선은 계속적으로 전자파 차폐재물질의 사이사이를 통과하여 투과하게 된다. 그러면서 에너지가 작은 장파장의 유해전기파와 자기파는 전자기적으로 잘 차폐되고 자외선이상의 단파장은 유리나 합성수지 재질자체의 차폐와 그 직진성에 따른 전자파차폐재에 의한 직접차폐와 자외선차폐재의 흡수효과에 의해 차폐되어 가시광선대역부분만 통과시키는 방식이다.

가시광선 빛의 파장은 일반적으로 약380㎚ ~ 720㎚이며 진폭의 크기는 빛의 밝기에 따라 변동되나, 빛은 횡파이므로 가장 표준적인 정현파를 고려할 때 정현파에서 빛의 진폭의 양의 실효값은 파장의 1/4인 95㎚ ~ 190㎚가 된다. 물론 음의 영역까지 포함하면 빛의 진폭은 190㎚~360㎚이 된다. 또한 가시광선의 파장이 관측자에 따라 400㎚ ~ 800㎚로 될 수도 있으므로 이 경우 음의 영역까지 포함한 빛의 진폭의 실효값은 200㎚ ~ 400㎚ 이 된다.

상기 빛의 최단 파장의 양의 실효진폭인 95㎚ ~ 100㎚를 고려시 차폐재입경의 크기가 100㎚정도 이상이면 빛의 차폐나 산란이 발생하게 된다. 가시광선의 색에서 가장 파장이 짧은 보라색에 해당하는 파장의 한계값은 380㎚인데 정현파의 횡파에서 전자파차폐재의 입경크기가 95㎚~100㎚이상 되면 파장이 380~400㎚인 단파장의 빛은 진폭의 실효값에 의거 전자파차폐재의 입자에 상당히 차단되며 200㎚이상이면 대부분 차폐되므로 TV나 PC등의 화면을 볼 때 빛의 차단과 산란으로 화면의 질이 나빠지게 된다.

이와 같이 실제 100㎚~200㎚정도의 입경은 가시광선에서 산란과 차폐가 많이 발생되므로 본 발명에서 사용하는 전자파차폐재 입경의 상한선은 가시광선 최단파장의 총 유효진폭을 기준하여 200㎚로 기준한다. 물론 더욱 양호한 투명도를 위해서는 모든 제품에서 보다 작은 입경의 전자파차폐재를 사용하는 것이 바람직하다.

200㎚에서 단파장 가시광선이 차단됨을 기준하여 빛의 통과율이 99%가 되는 단위 입경을 구하면

입경이 200㎚인 단면적은 200㎚ × 200㎚ = 40000 ㎚²이며

입경이 20㎚인 단면적은 20㎚ × 20㎚ = 400 ㎚²이므로 40000㎚² 의1%가 된다.

이는 약 1%의 면적이므로 빛의 투과율은 99%에 해당하므로 본 발명에서 사용하는 전자파차폐재의 바람직한 입경상한선은 안전율 100배인 빛 투과율 99%를 고려하면 20㎚이 되어, 실제로는 이 입경이하의 전자파차폐재를 사용하는 것이 권장된다. 물론 빛 투과율은 입경이 작을수록 증가된다.

가장 일반적인 강자성금속인 철의 경우에 단일자기구역을 이룰 수 있는 입경은 40㎚이하이므로 철을 전자파차폐재로 사용시 가장 큰 자기파의 차폐효과를 위해서는 최대입경을 40㎚이하로 하는 것이 바람직하다.

가시광선의 파장을 고려시 약 20~200㎚사이의 입경을 사용시에 가시광선의 색 중에서 짧은 파장의 차폐효과가 더욱 크게 나타나서 빛의 산란 외에 적색편이가 나타나기 쉽다. 보라색의 빛의 99%이상 통과될 수 있는 20㎚정도 이하의 입경일 때는 빛의 적색편이 현상도 그만큼 줄어들게 된다.

그러므로 본 발명에서 바람직한 입경의 상한은 빛의 투과율과 적색편이를 고려하면 20㎚이하가 권장된다.

10㎚입경의 차폐재는 20㎚입경보다 차폐면적이 1/4이므로 10㎚의 입경에서는 위와 같은 방법으로 단순계산시 200㎚ 입경의 차폐재보다 불과 0.25%의 빛만 차단되므로 보라색 단파장의 빛이라도 99.75%가 통과하게 되어 20㎚입경보다 더욱 빛의 통과율이 좋아진다.

전자파차폐재의 입경의 하한선은 원자의 크기와도 연관되나 또한 본 발명에서는 에너지 준위가 높아 인체에 유해성이 큰 X선이나 자외선도 차폐할 수 있도록 고려하였다.

일반적으로 자외선의 파장은 약 10㎚~380㎚이며 X선의 파장은 약 0.001㎚ ~ 10㎚이며 원자외선과 X선의 일부 대역은 중첩되고 일반적으로 사용되는 X선은 약 0.1㎚정도의 파장을 가지고 있다.

X선의 차폐를 위해서는 일반적으로 납유리가 많이 사용된다. 본 발명에서 도 제조되는 TV나 컴퓨터의 화면이 X선을 다량 발생하는 제품일 경우 본 발명의 전자파차폐재와 함께 X선 차폐를 위한 산화납성분을 함께 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 입자상의 전자파차폐재중 가장 중요한 자기파차폐입자의 하나인 철 원자는 약 0.28㎚정도 직경의 원자크기를 가지고 있다. 이온상태의 철은 약 0.12~0.21㎚정도 직경의 크기이다. 이 정도의 크기는 X선 대역에서 가장 많이 쓰이는 0.1㎚ 크기의 파장보다 입자가 커서 단순히 파장만을 고려시 이 파장의 X선은 철원자단위의 분산으로도 상당히 차폐될 수 있다.

본 발명에서 사용하는 전자파차폐재의 입자나 섬유의 입경크기는 전기파와 자기파를 모두 차폐할 수 있는 것이 바람직하므로 이러한 물질을 선정하기 위해 고찰할 때, 철은 원자단위에서 강한 자성을 띠고 있으므로 좋은 자기파의 차폐재가 되고, 도전성을 지니고 있으므로 전기파의 차폐재로도 우수하며, 지구상에 많이 있는 물질로서 가격도 타 재료보다 저렴한 금속이므로, 철의 원자의 입경을 기준하여 0.2㎚를 본 발명의 전자파 차폐재의 입경하한기준으로 설정하였다.

X선은 파장이 짧아 직진성이 크고 회절성이 작으므로 직접차폐를 위해서는 차폐재입경이 클수록 차폐효과가 크다.

저 에너지 범위의 X선 파장에 해당되고 또한 고에너지 자외선영역에 해당하는 원자외선인 10㎚정도의 파장을 차폐하기 위한 실효값은 상기와 같은 방식으로 계산시 2.5㎚에 해당하므로, 파장의 길이로 계산시에 X선을 전체적으로 차폐하기 위한 입자상물질이나 섬유상물질의 입경은 2.5㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하며 이정도 입경이상의 차폐재를 많이 함유하는 것이 좋다. 그러나 0.2㎚~2.5㎚사이의 입경의 철원자도 전기적 자기적으로 전자파를 차폐하고 도전성을 지니므로 이러한 미소한 입경대역의 전자파차폐재가 2.5㎚이상의 입경과 혼합되어도 무방하다.

본 발명에서 20㎚의 입경의 전자파차폐재를 사용할 때 대부분 차폐가능한 자외선은 단순히 파장이 실효값으로만 계산시 20 × 4 = 80㎚이므로 80나노미터이하의 자외선과 X선은 이 경우 잘 차폐된다. 물론 본 발명은 입자상물질로 전자파를 차폐하므로 80㎚이상의 자외선도 이러한 입자상이나 섬유상의 전자파차단재를 사용하지 않는 다른 발명제품에 비해서는 탁월한 차폐효과가 있으나, 더욱 완전한 차폐를 위해서는 별도로 자외선 차폐효과가 큰차폐재를 사용할 수 있다.

자외선 차폐방법으로 기존에 알려진 방법은 유리재질의 외부에 백금이나 티타늄이나 수은의 금속류 코팅을 하는 방법이나 자외선차단 필름을 부착하는 방법, 자외선차단의 합성수지 코팅을 하는 방법 등이 있다. 또한 합성수지재질에서는 상기와 같은 코팅류의 방법도 있으나 직접 합성수지 재질자체에서 자외선을 흡수하는 효과가 있는 재질을 사용하거나 상기의 자외선흡수효과가 있는 합성수지 재질을 합성수지 화면 재질 원료의 용융이나 혼합 단계에서 함께 투입하여 자외선 차단기능을 하도록 하는 방법이 알려져 있다.

본 발명에서는 위와 같은 기존의 자외선차단방법 외에도, 본 발명에 따른 차폐방법인 금속류등의 나노입자나 섬유상 물질을 화면이나 화면보호기의 재질인 유리나 합성수지에 직접 혼합하는 방식으로 자외선의 차단방법을 시행할 수 있다. 본 발명에 의한 전자파차폐 금속류는 물론 자외선차폐효과가 있지만 특히 자외선 흡수효과가 큰 티타늄(티탄)의 금속이나 이의 합금이나 이의 화합물의 나노입자 또는 나노섬유구조를 함께 혼합하여 자외선의 차폐효과를 높일 수 있다. 티타늄의 원자입경은 0.28㎚정도이며 티타늄 이온의 입경은 0.11㎚~0.2㎚이다.

또한 근적외선부의 차폐방법도 현재 고분자 수지나 색소 등으로서 화면부에 코팅방식으로 차폐하는 방법이 알려져 있다.

이러한 자외선이나 근적외선의 파장대역부분까지 차폐하는 방법을 본 발명에 따른 전자기파 차폐방법과 함께 사용시는 순수한 가시광선만을 투과하고 X선·자외선·적외선파장 이하의 전자파 등 모든 종류의 전자파를 차폐할 수 있다.

상기 자외선차폐효율의 증가를 위한 티타늄재질등의 혼합층은 본 발명의 전자파차폐재와 함께 혼합하여 사용하는 것이 바람직하나 별도로 자외선만의 차폐층을 만들 수도 있다.

전자파차폐재의 첨가량은 상당한 도전성을 지니도록 하면서도 투명도를 크게 저해하지 않도록, 최소 50%이상의 투명도를 가지도록 전자파차폐재의 첨가량을 정하는 것이 바람직하다. 물론 투명도를 이 이하인 20~50%정도로 할 수도 있으나 투명도가 낮아질수록 본 발명의 제품을 사용하기가 불편하다.

유리나 합성수지 재질자체가 부도체일 경우 첨가하는 전자파차폐재의 종류와 형상과 양에 의해 도전성이 결정된다. 같은 함량의 입자상 전자파차폐재를 혼합할 경우 전자파차폐재의 입도가 크면 전자파차폐재의 간격이 멀어져 도전성이 나빠지며 빛의 투과성도 저하된다. 반면에 같은 양의 전자파차폐재라도 혼합되는 차폐재의 입경이 작으면 빛의 투과율도 증가되며 입자간의 거리가 가까워져서 양자역학적인 전자의 터널링현상에 따른 점핑현상으로 도전성도 높아질 수 있다. 물론 섬유상물질은 직접적인 전기적 연결이 가능하다.

파인세라믹스는 산화지르코늄, 산화알루미늄, 산화티탄, 탄화규소, 코발트화합물, 철화합물, 아연화합물 등이 있으며 도전성이나 자성을 지니고 있다. 파인세라믹스는 과거의 고령토로 도자기를 굽던 것에 비교하여 뉴세라믹스라고도 한다.

본 발명은 미소한 나노입자를 사용하므로 취급시 안전보건에 주의하여야 한다. 산화가 완료되었거나 불활성의 나노물질은 비교적 취급의 안전성이 있으나 철원자의 순수 금속등 산화력이 큰 물질은 분진상태로 취급시 공기중의 산소와 반응하여 분진폭발을 일으킬 수 있어 취급시에 안전조치를 강구해야 하며, 이와 같이 취급안전의 증대나 전자기파 차단효과의 증대를 위하여 전자파차폐재를 다른 물질로 코팅하여 사용할 수도 있다. 보건측면으로도 나노입자들은 미소하므로 사람의 호흡기에 침투하여 장단기 질병을 일으킬 수 있으며 피부에 침투도 가능하므로 안전보건 대책을 수립하여야 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다. 도면2 내지 도면5는 본 발명에 따른 전자파차폐화면의 실시방법을 예시한 것이며, 도면6 내지 도면9는 휴대전화기와 무선전화기의 실시방법을 예시한 것으로 그 형태와 모양이나 재질등은 변경이 가능하며 본 발명의 범위내에서 여러 가지로 실시할 수 있다.

본 도면에서 투명한 유리제질과 투명한 합성수지 재질은 서로 바꾸어 마찬가지로 사용할수 있다.

도1은 기존의 전도성코팅으로 된 투명한 화면의 단면 예시도 이며 투명한 유리화면(1)에 도전성코팅(2)으로 구성되어 있다.

도2는 본 발명에 따라 전자파차폐 나노입자가 두터운 전자파차폐층 재질중에 분산된 단면재질의 예시도 이다. 투명한 유리재질(1)내에 전자파를 차폐하는 페라이트류 화합물(3)의 나노분말이 함유되어 있다.

도3은 본 발명에 따라 전자파차폐 나노입자가 두터운 전자파차폐층의 재질중에 분산된 단면재질의 예시도 이다. 투명한 유리재질(1)내에 전자파를 차폐하는 페라이트류 화합물(3)과 티타늄의 나노분말(4)이 함유되어 있다.

도4는 투명한 일반유리화면(1)에 본 발명에 따라 두터운 전자파차폐층이 부착되어 있는 투명한 유리재질(1)의 단면 예시도 이다. 전자파자폐층의 유리재질(1)내에 전자파를 차폐하는 페라이트류 화합물(3)의 나노분말이 함유되어 있다.

도5는 본 발명에 따라 전자파차폐 나노입자가 두터운 화면보안기의 재질중에 분산된 화면보안기의 단면 예시도 이다. 투명한 도전성의 합성수지 보안기재질(5)내에 전자파를 차폐하는 페라이트성분(3)의 나노분말과 자외선을 차폐하는 티타늄(4)의 나노분말이 함유되어 있다.

도6은 일자형(bar형)의 휴대전화기나 무선전화기의 측단면도 실시례이다. 무선전화기나 휴대전화기 본체(200)와 화면투시부(500)는 전자파차폐재를 사용하고 송수신부(100)의 외장커버는 전자파차폐재를 사용하지 않아 이 송수신부로 통신용전자파가 통하게 한다.

도7은 폴더형의 휴대전화기나 무선전화기의 측단면도 실시례이다. 앞 폴더(300)부분과 화면(500)부분은 전자파차폐재를 사용하며 본체(200)도 전자파차폐재를 사용하고 뒷부분(100)에는 안테나가 설치되어 전자파차폐재를 사용하지 않는다.

도8은 슬라이딩 형의 휴대전화기나 무선전화기의 측단면도 실시례이다. 화면부분(500)과 윗면부분(300)과 뒷면의 키패드설치된 본체부분(200)은 전자파차폐재를 사용하고 뒷면의 안테나부분은(100) 전자파차폐층을 두지 않고 일반 커버를 하여 전자파가 통과되어 통신이 되도록 한다. 특히 슬라이딩부분(400)은 페라이트류나 페레이트류와 같은 강자성물질의 판상의 전자파차폐층을 두는 것이 바람직하다.

도9는 일자형이나 폴더형이나 슬라이딩형 등의 모든 무선전화기나 휴대전화기의 뒷면부분 평면도의 실시례이다. 전자파차폐층 커버부분(200)은 뒷면의 둘레부분을 점유하고 송수신부가 있는 전자파통과층(100)은 뒷면의 중심 상단부분을 점유하고 있다. 전자파통과층(100)부분을 크게 하여 전자파차폐층(200)부분과 같도록 할 수도 있으나 작게 하는 것이 바람직하며 특히 슬라이딩형의 경우에는 전자파통과층(100)부분이 앞의 화면부분으로 완전히 가려지는 크기 이하로 되도록 하는 것이 바람직하다.

도10은 각 종류의 무선전화기나 휴대전화기의 통화시 상기 전화기들의 하부에 전자파차폐판이 열리는 구조의 전화기의 실시례로서 열린상태의 측면도의 예시이다. 평소에 전화기 본체의 뒷면(200)에 밀착되어 있는 전자파차폐판(700)은 통화시에 수동이나 자동 또는 반자동으로 펼쳐져서 전화기 하부의 사용자 신체로 전파되는 전자파를 차단한다.

본 발명은 TV, 컴퓨터, 휴대전화기, 무선전화기, 안경, 보안면, 화면보안기 제품에서 mm단위의 두터운 투시부분 재질자체에서 전자파를 차폐하므로 기존의 얇은 ㎛단위의 코팅방식보다 전반적인 전자파 차폐효과가 월등하며, 전기파보다 더욱 사람에 유해하나 기존의 방식으로는 차폐가 불가능했던 자기파도 충분히 차폐할 수 있는 발명이다. 그리하여 상기의 제품에서 가시광선만을 통과시키고 모든 유해전자파는 차폐할 수 있는 매우 이상적인 발명이다.

또한 본 발명으로 그동안 아무런 전자파 차폐방법이 없었던 휴대전화기나 무선전화기에서도 사용자에 미치는 전자파 위해를 충분히 감소시킬 수 있게 되었다.

본 발명은 TV와 컴퓨터나 휴대전화기나 무선전화기 사용자의 눈의 질환, 어지럼증, 유산, 기형아 출산, 전자파로 인한 ADHD(주의력결핍과잉행동장애)정신질환, VDT증후군, 순환장애, 암, 유전자변이 등 각종 질병을 방지할 수 있어 사람들의 건강에 큰 도움을 줄 수 있다.

본 발명은 경제적 측면으로도 TV, 컴퓨터, 휴대전화기, 무선전화기, 안경, 보안면, 화면보안기 제품에서 전자파위해를 해소시키는 신제품이 출현되므로 새로운 큰 시장이 열리는 경제적 효과가 있으며, 무엇보다도 가장 중요한 사람의 건강을 지킬 수 있어 그 유형무형의 효과가 무한한 발명이다.

도2는 본 발명에 따라 전자파차폐 나노입자가 두터운 전자파차폐층 재질중에 분산된 화면재질의 단면 예시도 이다. 투명한 유리화면재질(1)내에 전자파를 차폐하는 페라이트류 화합물(3)의 나노분말이 함유되어 있다.

도3은 본 발명에 따라 전자파차폐 나노입자가 두터운 전자파차폐재질중에 분산된 재질의 단면 예시도 이다. 투명한 유리재질(1)내에 전자파를 차폐하는 페라이트류 화합물(3)과 티타늄의 나노분말(4)이 함유되어 있다.

도4는 투명한 일반유리화면(1)과 본 발명에 따라 두터운 전자파차폐층이 부착되어 있는 투명한 유리재질(1)의 단면 예시도 이다. 전자파자폐층 유리재질(1)내에 전자파를 차폐하는 페라이트류 화합물(3)의 나노분말이 함유되어 있다.

도7은 폴더형의 휴대전화기나 무선전화기의 측단면도 실시례이다. 앞 폴더(300)부분과 화면(500)부분은 전자파차폐재를 사용하며 본체(200)도 전자파차폐재를 사용하고 안테나가 설치되는 뒷부분(100)에는 전자파차폐재를 사용하지 않는다.

도8은 슬라이딩 형의 휴대전화기나 무선전화기의 측단면도 실시례이다. 화면부분(500)과 윗면부분(300)과 뒷면의 키패드가 설치된 본체부분(200)은 전자파차폐재를 사용하고 뒷면의 안테나부분은(100) 전자파차폐층을 두지 않고 일반 커버를 하여 전자파가 통과되어 통신이 되도록 한다. 특히 슬라이딩부분(400)은 페라이트류나 페레이트류등으로 판상의 강자성물질의 전자파차폐층을 두는 것이 바람직하다.

TV와 컴퓨터 휴대전화기 무선전화기의 투명한 화면부분이나 안경 보안면 화면보안기의 투시부분은 유리나 합성수지의 투명한 재질에 평균입경 10nm정도의 페라이트류나 페레이트류의 강자성물체나 페리자성물체를 분산혼합하여 유해전자파는 잘 차폐하고 가시광선 빛은 통과시킨다.

TV와 컴퓨터 휴대전화기 무선전화기에서 불투명해도 무방한 케이스부분은 40nm ~ 1.3㎛범위 정도의 단일자기구역범위 이내의 입자크기를 갖는 페라이트류나 페레이트류의 강자성물체나 페리자성물체를 합성수지나 금속류등의 케이스 재질에 분산혼합하면 비단 화면부분만이 아니라 모든 방향에 대해 효과적인 전자기파의 차폐가 가능하다. 또한 TV와 컴퓨터에서는 화면과 케이스 부분에 함께 접지를 하는것이 바람직하다.

이때 휴대전화기나 무선전화기는 뒷면의 통신용 안테나가 위치한 부위의 케이스 부분은 전자파차폐재를 사용하지 않아 통신이 되도록 하며, 슬라이딩형의 휴대전화기나 무선전화기는 슬라이딩판에도 페라이트류나 페레이트류의 재질을 사용하여 효율적으로 전자기파를 차폐한다.

TV와 컴퓨터 휴대전화기 무선전화기의 투명한 화면부분이나 안경 보안면 화면보안기의 투시부분은 유리나 합성수지의 투명한 재질에 평균입경 10nm±5nm정도의 페라이트류나 페레이트류의 강자성물체나 페리자성물체를 분산혼합하여 유해전자파는 잘 차폐하고 가시광선 빛은 통과시킨다.

TV와 컴퓨터 휴대전화기 무선전화기에서 불투명해도 무방한 케이스부분은 40nm ~ 1.3㎛범위 정도의 단일자기구역범위 이내의 입자크기를 갖는 페라이트류나 페레이트류의 강자성물체나 페리자성물체를 합성수지나 금속류등의 케이스 재질에 분산혼합하면 비단 화면부분만이 아니라 모든 방향에 대해 효과적인 전자기파의 차폐가 가능하다. 이때 휴대전화기나 무선전화기는 뒷면의 통신용 안테나가 위치한 부위의 케이스 부분은 전자파차폐재를 사용하지 않아 통신이 되도록 하며, 슬라이딩형의 휴대전화기나 무선전화기는 슬라이딩판에도 페라이트류나 페레이트류의 재질을 사용하여 효율적으로 전자기파를 차폐한다.

본 발명은 현재 평균입경 11nm정도의 페라이트류의 저렴한 대량생산기술이 개발되어 있고 나노 물질의 대량생산기술들이 계속적으로 개발되고 있어 산업상 이용이 충분히 가능하다.

Claims

TV화면의 재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지의 재질자체로서 전자파를 차단 및 저감시키는 TV화면에 있어서, 상기의 화면재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 화면재질에 배합하되, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질을 한가지이상 포함하도록 하며, 상기 전자파차폐재의 입경크기범위는 0.2㎚ ~ 200㎚의 범위를 가지고 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 하는 TV화면
컴퓨터화면의 재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지의 재질자체로서 전자파를 차단 및 저감시키는 컴퓨터화면에 있어서, 상기의 화면재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 화면재질에 배합하되, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질을 한가지이상 포함하도록 하며, 상기 전자파차폐재의 입경크기범위는 0.2㎚ ~ 200㎚의 범위를 가지고 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터화면
TV나 컴퓨터의 전자파차단용 화면보안기의 투명한 유리나 투명한 합성수지 재질자체로서 전자파를 차단 및 저감시키는 화면보안기에 있어서, 상기의 투명한 유리나 투명한 합성수지 재질에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 화면보안기재질에 배합하되, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질을 한가지이상 포함하도록 하며, 상기 전자파차폐재의 입경크기범위는 0.2㎚ ~ 200㎚의 범위를 가지고 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 하는 화면보안기
휴대전화기 화면의 재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지의 재질자체로서 전자파를 차단 및 저감시키는 휴대전화기 화면에 있어서, 상기의 화면재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 화면재질에 배합하되, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질을 한가지이상 포함하도록 하며, 상기 전자파차폐재의 입경크기범위는 0.2㎚ ~ 200㎚의 범위를 가지고 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 하는 휴대전화기 화면
무선전화기 화면의 재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지의 재질자체로서 전자파를 차단 및 저감시키는 무선전화기 화면에 있어서, 상기의 화면재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 화면재질에 배합하되, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질을 한가지이상 포함하도록 하며, 상기 전자파차폐재의 입경크기범위는 0.2㎚ ~ 200㎚의 범위를 가지고 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 하는 무선전화기 화면
안경알의 재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지의 재질자체로서 전자파차폐층을 구성하고 전자파를 차단 및 저감시키는 안경에 있어서, 상기의 안경알재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 안경알재질에 배합하되, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질을 한가지이상 포함하도록 하며, 상기 전자파차폐재의 입경크기범위는 0.2㎚ ~ 200㎚의 범위를 가지고 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 하는 안경
보안면투시부의 재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지의 재질자체로서 전자파를 차단 및 저감시키는 보안면에 있어서, 상기의 보안면투시부 재질인 투명한 유리나 투명한 합성수지에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 보안면투시부 재질에 배합하되, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질을 한가지이상 포함하도록 하며, 상기 전자파차폐재의 입경크기범위는 0.2㎚ ~ 200㎚의 범위를 가지고 유해전자파를 차단 및 저감하는 것을 특징으로 하는 보안면
상기 청구항 1항 내지 청구항 7항 중 어느 1항에 있어서, 투명한 유리나 투명한 합성수지에 자외선의 차폐효율을 높이기 위해 자외선차폐재로서 티타늄, 티타늄합금, 티타늄화합물, 백금, 백금합금, 백금화합물, 수은, 수은합금, 수은화합물 중에서 한 가지 이상의 물질을 입경 0.2㎚ ~ 200㎚인 입자상 물질이나 섬유상 물질로서 배합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 상기의 투명재질에서의 자외선차폐방법
휴대전화기의 케이스나 슬라이딩판이나 자판부분에서 전자파차폐층을 구성하고 전자파를 차단 및 저감시키는 휴대전화기에 있어서, 상기의 전자파차폐층인 합성수지나 금속류에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 전자파차폐층 재질에 배합하거나 상기의 전자파차폐재질로 전자파차폐층을 구성하고, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질이 한가지이상 포함되도록 하는 것을 특징으로 하는 휴대전화기
무선전화기의 케이스나 슬라이딩판이나 자판부분에서 전자파차폐층을 구성하고 전자파를 차단 및 저감시키는 무선전화기에 있어서, 상기의 전자파차폐층인 합성수지나 금속류에 전자파차폐재로서 금속류의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 금속류 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 합금의 입자상물질이나 섬유상물질, 페라이트나 페레이트 화합물의 입자상물질이나 섬유상물질, 탄소의 입자상물질이나 섬유상물질, 파인세라믹스의 입자상물질이나 섬유상물질 중에서 한 가지 이상을 상기 전자파차폐층 재질에 배합하거나 상기의 전자파차폐재질로 전자파차폐층을 구성하고, 배합하는 전자파차폐재는 강자성물질이나 페리자성물질이 한가지이상 포함되도록 하는 것을 특징으로 하는 무선전화기
휴대전화기의 케이스나 슬라이딩판이나 자판부분에서 전자파 차폐층을 구성하고 전자파를 차단 및 저감시키는 휴대전화기에 있어서, 상기의 전자파 차폐층인 합성수지나 금속류에 주된 전자파 차폐재로서 단일자기구역을 가지는 강자성물질이나 페리자성물질로 전자파를 차폐하는 것을 특징으로 하는 휴대전화기
무선전화기의 케이스나 슬라이딩판이나 자판부분에서 전자파 차폐층을 구성하고 전자파를 차단 및 저감시키는 무선전화기에 있어서, 상기의 전자파 차폐층인 합성수지나금속류에 주된 전자파 차폐재로서 단일자기구역을 가지는 강자성물질이나 페리자성물질로 전자파를 차폐하는 것을 특징으로 하는 무선전화기
상기 청구항 9 내지 청구항 12의 어느 한 항에 있어서, 휴대전화기나 무선전화기에전자파차폐층을 구성할 때 전자파차폐재를 배치하는 방법으로서, 전화통화시의 얼굴방향이거나 대기상태의 화면부분인 방향은 전자파차폐재로 차폐하고, 반대방향인 뒷면의안테나 위치부분은 부분적으로나 전체적으로 전자파차폐재를 사용하지 않고 케이스를제조함으로써 휴대전화기나 무선전화기에서 안테나가 배치된 뒷면으로만 송수신이 될 수 있도록 하여 사용자의 전자파위해를 방지하는 것을 특징으로 하는 휴대전화기나 무선전화기의 케이스 제조 방법.
휴대전화기의 슬라이딩부위에서의 전자파차폐에 있어서, 휴대전화기의 앞면과 뒷면의 경계부위인 슬라이딩판 부분의 전자파차폐층 재질을 페라이트나 페레이트 또는 페라이트합금이나 페레이트합금으로 만들어 슬라이딩판부분에서 전자파의 차폐가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 휴대전화기
무선전화기의 슬라이딩부위에서의 전자파차폐에 있어서, 무선전화기의 앞면과 뒷면의 경계부위인 슬라이딩판 부분의 전자파차폐층 재질을 페라이트나 페레이트 또는 페라이트합금이나 페레이트합금으로 만들어 슬라이딩판부분에서 전자파의 차폐가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 무선전화기