WO2023014017A1 - 전자파 차폐 시트 및 그 제조방법 - Google Patents

전자파 차폐 시트 및 그 제조방법 Download PDF

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    • H05K9/0086—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising a single discontinuous metallic layer on an electrically insulating supporting structure, e.g. metal grid, perforated metal foil, film, aggregated flakes, sintering
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    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Definitions

  • the present invention relates to shielding of electromagnetic waves or EMI (electromagnetic interference), and more specifically, to an electromagnetic wave shielding sheet having a conductive metal pattern formed on a transparent material sheet (electromagnetic wave shielding sheet and manufacturing method thereof) and manufacturing thereof It's about how.
  • EMI electromagnetic interference
  • electromagnetic wave shielding sheets used in monitor screens or optical products must effectively absorb electromagnetic waves such as radio waves and microwaves or EMI while maintaining transparency to visible light or infrared rays.
  • the EMI shielding technology of the past is a method of shielding EMI using a metal material in a mesh or grid pattern, and such a pattern has a problem in that light transmittance is reduced and light scattering occurs because such a pattern is opaque.
  • a film in which a metal pattern of a specific pattern is formed on a transparent material to maintain transparency and to provide a function of shielding electromagnetic waves has been developed.
  • FIG. 1A As an example of a conductor pattern applied to a conventional EMI shielding film, there is a randomly distributed elliptical pattern as shown in FIG. 1A or a regular pattern as shown in FIG. 1B.
  • the present invention is proposed to catch two rabbits: maintenance of transparency (visibility) and improvement of electromagnetic wave shielding performance in electromagnetic wave shielding sheets.
  • a transparent sheet through which light can pass; and a conductive metal pattern defined as lines on the transparent sheet.
  • the conductive metal pattern may include a first row, a second row, ..., and an Nth row in which figures having the same shape are arranged to partially overlap each other in rows.
  • the first row, the second row, ..., and the Nth row may be arranged to partially overlap as columns.
  • the shielding performance of electromagnetic waves such as EMI is uniformed over the entire area of the sheet, so that the performance of reflecting and absorbing electromagnetic waves is improved, as well as visible light (or infrared rays) transmittance is not impaired.
  • the anti-reflection coating layer is applied, the light irradiated to the electromagnetic wave shielding sheet is not reflected from the surface but is completely incident and transmitted into the sheet, so that visibility can be further improved.
  • 1A and 1B are exemplary views of a conductor pattern of a conventional electromagnetic wave shielding sheet.
  • FIGS. 2A and 2B show an electromagnetic wave shielding sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 shows the size of the circle 30 constituting the conductive metal pattern 20 of the above embodiment.
  • 4A and 4B show an electromagnetic wave shielding sheet according to another embodiment of the present invention.
  • FIG 5 shows the size of the hexagon 50 constituting the conductive metal pattern 40 of the above embodiment.
  • FIG. 6 shows a process flow chart and a cross-sectional view of an intermediate product of a manufacturing method of an electromagnetic wave shielding sheet according to the present invention.
  • FIGS. 2A and 2B show an electromagnetic wave shielding sheet according to an embodiment of the present invention.
  • a conductive metal pattern 20 having a uniform thickness of a micrometer level is formed on a sheet 10 made of a transparent glass material through which light can pass.
  • the pattern of the conductive metal pattern 20 was designed to achieve the purpose of maximizing electromagnetic wave shielding performance while maintaining visibility due to the transparency of the transparent glass.
  • the conductive metal pattern 20 includes a first row 21 and a second row 22 arranged in a row such that a plurality of identically shaped figures (here, circles) partially overlap each other. , ..., including the Nth row.
  • the conductive metal pattern 20 according to the embodiment of FIG. 2B is formed with a higher density by partially overlapping the circles in each row as columns.
  • the diameter (outer diameter) is about 0.1 mm to 3 mm, and the thickness of the line defining the circle is about 10 ⁇ m or less.
  • a diameter of 1 mm was exemplified as one example of the diameter range.
  • the circle includes not only a garden but also an ellipse and other round curved shapes.
  • 4A and 4B show an electromagnetic wave shielding sheet according to another embodiment of the present invention.
  • a conductive metal pattern 40 having a uniform thickness of a micrometer level is formed on a transparent glass sheet 10 through which light can pass.
  • the pattern of the conductive metal pattern 40 was designed to achieve the purpose of maximizing electromagnetic wave shielding performance while maintaining visibility due to the transparency of the transparent glass.
  • the conductive metal pattern 40 includes a first row 41, a second row 42, and a third row ( 43), ..., including the Nth row.
  • the conductive metal pattern 40 according to the embodiment of FIG. 4B is formed with a higher density by overlapping a portion of the hexagons in each row as a column.
  • the EMI shielding performance is uniformed over the entire area of the sheet, and the EMI reflection/absorption (shielding) performance is improved. At the same time, The transmittance of visible light (or infrared rays) is not impaired.
  • FIG. 5 shows the size of the basic hexagon 50 constituting the conductive metal pattern 40 of this embodiment.
  • the size (length) between the vertices is about 0.1 mm to 3 mm, and the thickness of the line defining the hexagon is about 10 ⁇ m or less.
  • the embodiment of FIG. 5 exemplified a size of 1 mm as one example of the size range.
  • a hexagon is used as the basic shape of the conductive metal pattern 40, it is not limited thereto, and for example, polygons such as a triangle, a quadrangle, and a pentagon may also be used.
  • an anti-reflection layer may be additionally coated on the entire surface.
  • the electromagnetic wave shielding sheet according to the present invention is basically used for devices or parts that require optical transmission, and an anti-reflective layer is coated so that the irradiated light is not reflected from the surface of the electromagnetic wave shielding sheet and completely enters and passes through the inside of the sheet. is to do
  • the formation thickness is about 100 nm to 10 ⁇ m.
  • the conductive metal patterns 20 and 40 may be formed through photolithography and etching processes. This manufacturing method will be described later.
  • FIG. 6 illustrates a method of manufacturing an electromagnetic wave shielding sheet according to the present invention, the left side shows a process sequence and the right side shows a cross-sectional view of an intermediate product obtained in the process.
  • a transparent sheet material 60 is prepared (110).
  • the transparent sheet may be made of glass, but is not limited thereto.
  • a conductive metal material 70 is deposited on the transparent sheet material 60 (120).
  • the conductive metal material 70 may be deposited using a highly conductive material such as aluminum, gold, copper, or nickel.
  • the deposition thickness of the metal material 70 may be greater than or equal to about 100 nm and less than or equal to 10 ⁇ m.
  • the above-described conductive metal patterns 20 and 40 are defined with photoresist (PR) using a photolithography technique (130).
  • Etching is performed to form the conductive metal patterns 20 and 40 leaving only the portions defined as PR (140).
  • Various etching methods can be used, but it is preferable to use isotropic etching or dry etching in order to increase the resolution of the pattern.
  • a cross-sectional view of the intermediate product after undergoing etching is on the right side of FIG. 6 .
  • the transparent sheet 60 from which PR is removed and the intermediate product in which the conductive metal patterns 20 and 40 remain are washed to remove impurities and residues (160).
  • the surfaces on which the conductive metal patterns 20 and 40 are formed are coated with an anti-reflection layer 80 to finish (170).
  • the reason for coating the anti-reflective layer 80 is to ensure that the light irradiated to the electromagnetic wave shielding sheet is completely incident and transmitted into the sheet without being reflected from the surface.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

투명도(시인성) 유지와 전자파 차폐 성능의 향상이라는 두 가지 조건을 만족하는 전자파 차폐 시트 및 제조방법(electromagnetic wave shielding sheet and manufacturing method thereof)에 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
본 발명은 전자파(electromagnetic wave) 또는 EMI(electromagnetic interference)의 차폐에 관한 것으로, 구체적으로는, 투명 재료 시트에 형성된 도전성 금속 패턴이 형성된 전자파 차폐 시트{electromagnetic wave shielding sheet and manufacturing method thereof} 및 그 제조방법에 관한 것이다.
과거의 브라운관이나 최근의 평면 모니터나 각종 산업용 민수용 군사용 기기와 부품 등에서 발생하는 전자파 또는 EMI를 차폐(shield)할 수 있는 필름 또는 시트가 있다.
특히, 모니터 화면이나 광학 제품에 사용되는 전자파 차폐 시트는 가시광선이나 적외선 등에 대한 투명도를 유지하면서 전파, 마이크로파 등의 전자파 또는 EMI를 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.
종래의 EMI 차폐 필름에 적용된 도전체 패턴의 예로서, 도 1a에 나타낸 것과 같은 랜덤 분포된 타원형 패턴 또는 도 1b와 같은 정형 패턴이 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 및 흡수 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 도전체 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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하 설명에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한 명세서에 사용된 '포함한다(comprise, comprising 등)'라는 용어는 언급된 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용된 것이다.
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 사이즈를 나탄낸다. 직경(외경)은 약 0.1mm 내지 3mm이고, 원을 정의하는 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.
이상에서 본 발명의 사상을 구체적으로 구현한 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명의 기술적 범위는 이상에서 설명한 실시예 및 도면에 한정되는 것이 아니라 특허청구범위의 합리적 해석에 의해 정해지는 것이다.

Claims (14)

  1. 빛이 투과할 수 있는 투명 시트; 및
    투명 시트 위에 선으로 정의되는 도전성 금속 패턴을 포함하며,
    상기 도전성 금속 패턴은 동일한 형상의 도형이 행(row)으로 일부 중첩되도록 배열되는 제1행, 제2행, ..., 및 제N행을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1행, 제2행, ..., 및 제N행은 열(column)로 일부 중첩되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투명 시트는 유리인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 도형은 정원, 타원, 및 둥근 곡선 형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 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. 제1항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 도형을 정의하는 선의 굵기는 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트.
  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 재료에 도전성 금속 물질을 증착하는 단계;
    상기 증착된 도전성 금속 물질에 패턴을 정의하는 단계; 및
    정의된 도전성 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 도전성 금속 패턴은 동일한 형상의 도형이 행(row)으로 일부 중첩되도록 배열되는 제1행, 제2행, ..., 및 제N행을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1행, 제2행, ..., 및 제N행은 열(column)로 일부 중첩되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 도형은 정원, 타원, 및 둥근 곡선 형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 시트 제조방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 도전성 금속 패턴의 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.
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