WO2024070407A1 - 反射パネル、これを用いた電磁波反射装置、電磁波反射フェンス、及び反射パネルの作製方法 - Google Patents

反射パネル、これを用いた電磁波反射装置、電磁波反射フェンス、及び反射パネルの作製方法 Download PDF

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reflective panel
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film
electromagnetic wave
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真治 植木
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Asahi Glass Co Ltd
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    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
    • H01Q15/0026—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective said selective devices having a stacked geometry or having multiple layers

Definitions

  • the present invention relates to a reflective panel, an electromagnetic wave reflective device using the same, an electromagnetic wave reflective fence, and a method for manufacturing the reflective panel.
  • the fifth generation mobile communication system (hereafter referred to as "5G"), a mobile communication technology that offers high speed, large capacity, low latency, and multiple simultaneous connections, will be introduced into the communication networks of the IoT (Internet of Things), which handles large amounts of data.
  • the low latency characteristics of 5G are said to be suitable for IoT.
  • 5G radio waves have a high degree of directivity, it is necessary to install reflectors or the like to ensure a propagation path that delivers radio waves to the required areas.
  • 6G sixth generation mobile communication system
  • 6G which uses a higher frequency band
  • reflection devices used to improve the propagation environment will be required to have high reflection efficiency as well as accurate reflection direction.
  • Reflective panels have an issue where the reflection direction or reflection efficiency deviates from the design, causing radio waves to not reach the desired area.
  • One objective of the present invention is to provide a reflective panel that improves at least one of the reflection efficiency and the accuracy of the reflection direction.
  • the reflective panel includes a first substrate, a second substrate, and an intermediate layer provided between the first substrate and the second substrate, the intermediate layer being formed by laminating a first intermediate film, a second intermediate film, and a third intermediate film in this order, and an interface between the first intermediate film and the second intermediate film or an interface between the second intermediate film and the third intermediate film is a reflective surface that reflects electromagnetic waves of 1 GHz or more and 300 GHz or less, If the average thickness of the first interlayer film is d1 and the average thickness of the third interlayer film is d2, 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5 Meet the following.
  • a reflective panel is realized that has improved reflection efficiency and/or accuracy of reflection direction.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electromagnetic wave reflecting fence in which electromagnetic wave reflecting devices having reflecting panels according to an embodiment are connected together.
  • 2 is a horizontal cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a layer structure of a reflective panel.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of a layer structure of the reflective panel.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a layer structure of the reflective panel of Example 1.
  • 1 is an optical microscope image of a cross section of the reflective panel of Example 1.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of a layer structure of a reflective panel of Example 5, which is a comparative example.
  • 1 is an optical microscope image of a cross section of the reflective panel of Example 5.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electromagnetic wave reflecting fence 100 in which electromagnetic wave reflecting devices having reflecting panels according to an embodiment are connected.
  • the electromagnetic wave reflecting fence 100 is formed by connecting electromagnetic wave reflecting devices 60-1, 60-2, and 60-3, each having a reflecting panel 10-1, 10-2, and 10-3 (hereinafter, may be collectively referred to as "reflecting panel 10" as appropriate), in the horizontal direction.
  • the width or horizontal direction of the reflecting panel 10 is the X direction
  • the height or vertical direction is the Y direction
  • the thickness direction is the Z direction.
  • the electromagnetic wave reflecting fence 100 is formed by connecting three electromagnetic wave reflecting devices 60-1, 60-2, and 60-3 (hereinafter, may be collectively referred to as "electromagnetic wave reflecting device 60" as appropriate), but there is no particular limit to the number of electromagnetic wave reflecting devices 60 that are connected.
  • each reflective panel 10 includes a layer that forms a reflective surface.
  • the reflective surface may be a mirror reflective surface with an angle of incidence and an angle of reflection equal to each other, or a metasurface that reflects incident electromagnetic waves in a desired direction, or it may include both of these.
  • Each electromagnetic wave reflecting device 60 has a frame 50 that holds the reflecting panel 10.
  • the electromagnetic wave reflecting device 60 may have legs 56 that support the frame 50.
  • the legs 56 are not essential, but are useful when the electromagnetic wave reflecting device 60 or the electromagnetic wave reflecting fence 100 is to be made to stand independently on the installation surface (XZ plane) as shown in FIG. 1.
  • the reflective panels 10-1, 10-2, and 10-3 have mirror-like reflective surfaces, it is desirable for them to be electrically connected to each other in order to maintain the continuity of the reflected potential, but if they include a metasurface, there does not need to be any electrical connection between adjacent reflective panels 10.
  • an electromagnetic wave reflective fence 100 that is connected in the X direction is obtained.
  • the electromagnetic wave reflection device 60 may have a top frame 57 that holds the upper end of the reflective panel 10, and a bottom frame 58 that holds the lower end.
  • the frame 50, top frame 57, and bottom frame 58 form a frame that holds the entire periphery of the reflective panel 10.
  • the frame 50 may be called a "side frame" because of its positional relationship to the top frame 57 and bottom frame 58. Providing the top frame 57 and bottom frame 58 ensures mechanical strength and safety when transporting and assembling the reflective panel 10.
  • FIG. 2 is a horizontal cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 1.
  • This horizontal cross-sectional view shows the reflective panels 10-1 and 10-2 held by the frame 50 in a cross section parallel to the XZ plane.
  • the frame 50 has a conductive main body 500 and slits 51-1 and 51-2 formed on both sides of the width of the main body 500.
  • the edges of the reflective panels 10-1 and 10-2 are inserted into the slits 51-1 and 51-2, respectively, and are held within a space 52.
  • the space 52 is not essential, providing the space 52 allows the weight of the main body 500 of the frame 50 to be reduced and allows for a more flexible holding angle for the reflective panel 10.
  • a part of the main body 500 may be formed from a non-conductive material.
  • a non-conductive cover 501 such as a resin may be provided on the outer surface of the main body 500, but the cover 501 is not essential. If the cover 501 is provided, the cover 501 functions as a protective member that protects the frame 50.
  • ⁇ Layer structure of reflective panel> 3 shows an example of a layer structure of the reflective panel 10A.
  • This layer structure is a structure in the thickness (Z) direction of the reflective panel 10A.
  • the reflective panel 10A has a first substrate 11, a second substrate 12, and an intermediate layer 13A provided between the first substrate 11 and the second substrate 12.
  • the intermediate layer 13A is formed by laminating a first intermediate film 131, a second intermediate film 132A, and a third intermediate film 133 in this order.
  • the interface between the first intermediate film 131 and the second intermediate film 132A, or the interface between the second intermediate film 132A and the third intermediate film 133 becomes a reflective surface that reflects electromagnetic waves in a predetermined frequency band of 1 GHz to 300 GHz.
  • the first substrate 11 and the second substrate 12 support the intermediate layer 13A from both sides.
  • the first substrate 11 and the second substrate 12 are insulating polymer sheets or films such as polycarbonate, COP, polyethylene terephthalate (PET), and fluororesin.
  • polycarbonate which has excellent impact resistance, durability, and transparency.
  • the thicknesses of the first substrate 11 and the second substrate 12 are appropriately selected in the range of 1.0 mm to 10.0 mm.
  • the second intermediate film 132A is made of a material containing metal and reflects incident electromagnetic waves.
  • the material of the second intermediate film 132A can be stainless steel, mild steel, copper, copper oxide, nickel, nickel oxide, gold, silver, aluminum, or a combination of these.
  • the first intermediate film 131 and the third intermediate film 133 are insulating resin films.
  • resins that can be used include ethylene vinyl acetate, cycloolefin polymer (COP), ultraviolet-curing resin, thermosetting resin, and thermoplastic resin.
  • ultraviolet-curing resins that can be used include urethane-based resin, acrylic-based resin, silicone-based resin, epoxy resin, and urethane acrylate.
  • the first intermediate film 131 and the third intermediate film 133 may be made of the same or different materials, but it is desirable to form them from the same material so that the front and back surfaces of the reflective panel 10A can be used with the same reflective properties from either direction without distinguishing between them.
  • the relative dielectric constant and dielectric loss tangent of the resin material of the first intermediate film 131 and the third intermediate film 133 are set within an appropriate range to suppress the decrease in reflection efficiency.
  • the relative dielectric constant of the above resin material is 2.0 or more and less than 3.0, and the dielectric loss tangent is 0.0001 or more and less than 0.1000. If the relative dielectric constant of the first intermediate film 131 and the third intermediate film 133 is 3.0 or more, there is a risk of increased loss at high frequencies. Similarly, if the dielectric loss tangent of the first intermediate film 131 and the third intermediate film 133 is 0.1000 or more, there is a risk of increased loss of electrical energy in the resin film.
  • the average thickness of the first intermediate film 131 is d1 and the average thickness of the third intermediate film 133 is d2, then d1 and d2 satisfy 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5.
  • the average thickness refers to the average thickness measured at 10 points in the width (X) direction of the reflective panel.
  • This condition is the film thickness relationship in the finished state of the intermediate layer 13A.
  • the position of the second intermediate film 132A in the intermediate layer 13A is stable, and at least one of the reflection efficiency and reflection direction can be maintained well.
  • the second intermediate film 132A will be too close to the surface of the intermediate layer 13A, resulting in insufficient coverage by the resin film, and there is a risk of air bubbles being generated at the interface between the intermediate layer 13A and the first substrate 11 or the second substrate 12.
  • the resin film covering the second intermediate film 132A may become too thick, which may cause undesirable air bubbles to form inside the dielectric film.
  • the second intermediate film 132A is stably maintained in the intermediate layer 13A, and a decrease in reflection efficiency or deterioration in the accuracy of the reflection direction can be suppressed. It is desirable that the value of d1/d2 satisfies 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5 and is approximately uniform over the entire outer periphery of the reflective panel 10.
  • the average thickness of the second intermediate film 132A is d3. From the viewpoint of designing it to be usable for the entire range of 5G or 6G related frequencies and keeping the reflective panel 10 thin, it is desirable that the total thickness of d1, d2, and d3, i.e., the average thickness of the intermediate layer 13A, in the completed state of the intermediate layer 13A, is smaller than the operating wavelength ⁇ (d1 + d2 + d3 ⁇ ⁇ ). For example, when the frequency of the electromagnetic wave incident on the reflective panel 10A is 28.0 GHz, the wavelength ⁇ is 10.7 mm, and it is desirable that the thickness of the intermediate layer 13A is thinner than 10.7 mm.
  • FIG. 4 shows an example of the layer structure of the reflective panel 10B.
  • the reflective panel 10B has the same layer structure as the reflective panel 10A, except that the second intermediate film 132B of the intermediate layer 13B has an opening 135.
  • the intermediate layer 13B is held between the first substrate 11 and the second substrate 12.
  • the intermediate layer 13B is formed by laminating the first intermediate film 131, the second intermediate film 132B, and the third intermediate film 133 in this order.
  • the interface between the first intermediate film 131 and the second intermediate film 132B, or the interface between the second intermediate film 132B and the third intermediate film 133 becomes a reflective surface that selectively reflects electromagnetic waves in a predetermined frequency band of 1 GHz to 300 GHz.
  • the materials, thicknesses, etc. of the first substrate 11, the second substrate 12, the first intermediate film 131, and the third intermediate film 133 are the same as those of the reflective panel 10A.
  • the openings 135 of the second intermediate film 132B may be through holes of a square, circle, ellipse, polygon, or the like, or may be mesh openings.
  • the openings 135 penetrating the second intermediate film 132B may be formed in a periodic arrangement to enhance the selectivity of reflection for a specific frequency.
  • the second intermediate film 132B may be formed in a mesh structure, and the mesh openings may be the openings 135 of the second intermediate film 132B.
  • the aperture ratio of the second intermediate film 132B is preferably 50% or more and 80% or less. If the aperture ratio exceeds 80%, the desired reflection efficiency may not be obtained.
  • the aperture ratio is less than 50%, the visible light transmittance of the reflection panel 10B may be reduced. If transparency to visible light is not required depending on the usage mode of the reflection panel 10B, the aperture ratio of the openings 135 may be made smaller than 50% to prioritize improvement of the reflection efficiency.
  • the first intermediate film 131 and the third intermediate film 133 may be connected within the opening 135 of the second intermediate film 132B.
  • the opening 135 does not need to be completely filled with the resin film, and may be 90.0% or more of the total area or volume of the opening 135 depending on the bonding conditions when forming the intermediate layer 13B.
  • the first intermediate film 131 and the third intermediate film 133 may enter the opening 135 from both sides of the second intermediate film 132B, or either the first intermediate film 131 or the third intermediate film 133 may enter the opening 135.
  • the average thickness d1 of the first intermediate film 131 and the average thickness d2 of the third intermediate film 133 in the finished state also satisfy the condition 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5. This allows the second intermediate film 132B to be stably held in the intermediate layer 13B, suppressing a decrease in reflection efficiency or deterioration in the accuracy of the reflection direction. Furthermore, assuming that the average thickness of the second intermediate film 132B is d3, the total thickness of d1, d2, and d3, i.e., the thickness of the intermediate layer 13B, is smaller than the operating wavelength ⁇ (d1+d2+d3 ⁇ ).
  • samples are prepared under different conditions, and the return loss at a specified frequency is measured to verify the preferred range of the film thickness relationship of the first intermediate film 131, the second intermediate film, and the third intermediate film contained in the intermediate layer 13.
  • the return loss is measured using a vector network analyzer and a high-frequency oblique incidence free-space type S-parameter measurement jig.
  • As a reference value for return loss the return loss is measured using a smooth aluminum plate that is 3 mm thick and 300 mm x 300 mm, and this measurement value is set to a return loss of 0.00 dB.
  • Example 1 is Example 1.
  • a sample of a reflective panel 10 is prepared by using a polycarbonate sheet having a thickness of 2 mm as the first substrate 11 and the second substrate 12, and disposing an intermediate layer 13 between the two polycarbonate sheets.
  • a first intermediate film 131 is made of ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m
  • a second intermediate film 132 is made of stainless steel mesh having a thickness of 100 ⁇ m
  • a third intermediate film 133 is made of ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m.
  • the average opening diameter of the stainless steel mesh is 268 ⁇ m, and the average opening ratio is 71%.
  • This laminate is sandwiched between two pieces of glass having a thickness of 3 mm, and heated at 130° C. under vacuum for 60 minutes to prepare a reflective panel 10.
  • the size of the reflective panel 10 is 1000 mm ⁇ 2000 mm.
  • FIG. 5A shows a schematic diagram of the layer structure of the reflective panel of Example 1
  • FIG. 5B shows an optical microscope image of the cross section of the sample.
  • the average thickness d1 of the first intermediate film 131 is 400 ⁇ m
  • the average thickness d3 of the second intermediate film 132 is 100 ⁇ m
  • the average thickness d2 of the third intermediate film 133 is 400 ⁇ m.
  • d1/d2 1.0, which satisfies the condition 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5.
  • d1+d2+d3 900 ⁇ m.
  • Example 2 is Example 2.
  • a sample of the reflective panel 10 is prepared by using a polycarbonate sheet having a thickness of 2 mm as the first substrate 11 and the second substrate 12, and disposing the intermediate layer 13 between the two polycarbonate sheets.
  • the design conditions of the intermediate layer 13 are the same as those of Example 1, the first intermediate film 131 is ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m, the second intermediate film 132 is stainless steel mesh having a thickness of 100 ⁇ m, and the third intermediate film 133 is ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m.
  • the conditions of the stainless steel mesh are also the same.
  • the above-mentioned laminate is sandwiched between two pieces of glass having a thickness of 3 mm, and heated at 90° C. under vacuum for 60 minutes to prepare a sample of Example 2.
  • the size of the reflective panel 10 is 1000 mm ⁇ 2000 mm.
  • the average thickness d1 of the first intermediate film 131 was 400 ⁇ m
  • the average thickness d3 of the second intermediate film 132 was 100 ⁇ m
  • the average thickness d2 of the third intermediate film 133 was 350 ⁇ m.
  • d1/d2 1.1, which satisfies the condition 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5.
  • d1 + d2 + d3 850 ⁇ m, which also satisfies the condition d1 + d2 + d3 ⁇ ⁇ .
  • Example 3 is Example 3.
  • a sample of the reflective panel 10 is prepared by using a polycarbonate sheet having a thickness of 2 mm as the first substrate 11 and the second substrate 12, and disposing the intermediate layer 13 between the two polycarbonate sheets.
  • the design conditions of the intermediate layer 13 are the same as those of Example 1, the first intermediate film 131 is ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m, the second intermediate film 132 is stainless steel mesh having a thickness of 100 ⁇ m, and the third intermediate film 133 is ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m.
  • the conditions of the stainless steel mesh are also the same.
  • the above-mentioned laminate is sandwiched between two pieces of glass having a thickness of 3 mm, and heated at 88° C. under vacuum for 60 minutes to prepare a sample of Example 2.
  • the size of the reflective panel 10 is 1000 mm ⁇ 2000 mm.
  • the average thickness d1 of the first intermediate film 131 was 400 ⁇ m
  • the average thickness d3 of the second intermediate film 132 was 100 ⁇ m
  • the average thickness d2 of the third intermediate film 133 was 285 ⁇ m.
  • d1/d2 1.4, which satisfies the condition 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5.
  • d1 + d2 + d3 785 ⁇ m, which also satisfies the condition d1 + d2 + d3 ⁇ ⁇ .
  • Example 4 is Comparative Example 1.
  • the design conditions are the same as those of Examples 1 to 3. That is, a sample of the reflective panel 10 is prepared by using a polycarbonate sheet having a thickness of 2 mm as the first substrate 11 and the second substrate 12, and disposing the intermediate layer 13 between the two polycarbonate sheets.
  • the design values of the intermediate layer 13 are ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m for the first intermediate film 131, stainless steel mesh having a thickness of 100 ⁇ m for the second intermediate film 132, and ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m for the third intermediate film 133.
  • the conditions of the stainless steel mesh are also the same.
  • the above-mentioned laminate is sandwiched between two pieces of glass having a thickness of 3 mm, and heated at 80° C. under vacuum for 60 minutes to prepare a sample of Example 3.
  • the size of the reflective panel 10 is 1000 mm ⁇ 2000 mm.
  • the average thickness d1 of the first intermediate film 131 was 400 ⁇ m
  • the average thickness d3 of the second intermediate film 132 was 100 ⁇ m
  • the average thickness d2 of the third intermediate film 133 was 200 ⁇ m.
  • d1/d2 2.0, which is outside the range of 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5.
  • the cross section of the sample in Example 4 was observed with an optical microscope, 25 air bubbles with sizes of about 2 mm to 10 mm were observed within the effective range of 1000 mm x 2000 mm.
  • the return loss was measured for an incident electromagnetic wave of 28.0 GHz, it was -1.75 dB compared to an ideal aluminum plate reflector, indicating that the return loss had increased. This is thought to be due to the position of the second intermediate film 132 being offset in the intermediate layer 13, which resulted in the generation of air bubbles in the resin film.
  • Example 5 is Comparative Example 2.
  • the design conditions are the same as those of Examples 1 to 4, except for the second intermediate film 132.
  • a sample of the reflective panel 10 is prepared by using a polycarbonate sheet having a thickness of 2 mm as the first substrate 11 and the second substrate 12, and disposing the intermediate layer 13 between the two polycarbonate sheets.
  • the first intermediate film 131 and the third intermediate film of the intermediate layer 13 are ethylene vinyl acetate having a thickness of 400 ⁇ m.
  • As the second intermediate film 132 a film in which a sputtered film of Ag-based metal having a thickness of 360 nm is formed on polyethylene terephthalate having a thickness of 100 ⁇ m is used.
  • the above-mentioned laminate is sandwiched between two pieces of glass having a thickness of 3 mm, and heated at 130° C. for 60 minutes under vacuum, to prepare a sample of Example 4.
  • the size of the reflective panel 10 is 1000 mm ⁇ 2000 mm.
  • Figure 6A shows a schematic diagram of the layer structure of the reflective panel of Example 5
  • Figure 6B shows an optical microscope image of the cross section of the sample.
  • the average thickness d1 of the first intermediate film 131 is 400 ⁇ m
  • the average thickness d2 of the third intermediate film 133 is 50 ⁇ m.
  • d1/d2 8.0, which is outside the range of 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5.
  • 125 bubbles 101 with sizes of about 2 mm to 10 mm were observed within the effective range of 1000 mm x 2000 mm.
  • the average thickness d1 of the first intermediate film 131 and the average thickness d2 of the third intermediate film 133 are configured to satisfy 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5. Since the film thickness relationship between d1 and d2 is the same even if the first intermediate film 131 and the third intermediate film 133 are reversed, when d1/d2 is smaller than 1.5, d1/d2 is larger than 0.5 when viewed from the opposite side.
  • the method of manufacturing the reflective panel 10 is as follows: (a) An intermediate layer 13 in which a first intermediate film 131, a second intermediate film 132, and a third intermediate film 133 are laminated in this order is disposed between a first substrate 11 and a second substrate 12; (b) The first substrate 11, intermediate layer 13, and second substrate 12 are vacuum-pressed together at a temperature higher than 80°C and lower than 130°C, so that the ratio d1/d2 of the average thickness d1 of the first intermediate film 131 to the average thickness d2 of the third intermediate film 133 after pressing satisfies 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5.
  • the condition d1+d2+d3 ⁇ is satisfied. Even if d1+d2+d3 ⁇ is satisfied, if it is outside the range of 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5, the return loss will increase, making it difficult to maintain the accuracy of the reflection efficiency or reflection direction.
  • the electromagnetic wave reflecting device 60 and the electromagnetic wave reflecting fence 100 By using the above-mentioned reflective panel 10 in the electromagnetic wave reflecting device 60 and the electromagnetic wave reflecting fence 100, it is possible to reduce the return loss and maintain at least one of the reflection efficiency and the accuracy of the reflection direction.
  • the electromagnetic wave reflecting device and the electromagnetic wave reflecting fence using the reflective panel of the embodiment are effectively used in environments where many blind zones occur within a limited space. If the reflective panel 10 is transparent to visible light, the electromagnetic wave reflecting device and the electromagnetic wave reflecting fence can also be used as a safety fence or a soundproof fence.
  • the in-plane size of the reflective panel 10 can be appropriately selected within a range from 30 cm x 30 cm to 3 m x 3 m.
  • the entire surface of the reflective panel 10 may be a metasurface, or a portion of it may be a mirror-reflective surface.
  • a protective layer such as an ultraviolet protection film on the surfaces of the first substrate 11 and the second substrate of the reflective panel 10, it can be used for a long period of time in outdoor environments.
  • the present disclosure may include the following configurations.
  • (Item 1) A first substrate; A second substrate; an intermediate layer provided between the first substrate and the second substrate, the intermediate layer being formed by stacking a first intermediate film, a second intermediate film, and a third intermediate film in this order; an interface between the first intermediate film and the second intermediate film, or an interface between the second intermediate film and the third intermediate film, is a reflective surface that reflects electromagnetic waves of 1 GHz or more and 300 GHz or less; If the average thickness of the first interlayer film is d1 and the average thickness of the third interlayer film is d2, 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5 Meet the reflective panels.
  • (Item 2) Item 2.
  • the reflective panel according to item 1 wherein the thickness of the intermediate layer is smaller than the wavelength of the electromagnetic wave incident on the reflective surface.
  • Item 5 Item 5.
  • (Item 7) The reflective panel according to item 6, wherein the aperture ratio of the through holes or the mesh structure is 50.0% or more and 80% or less.
  • (Item 8) Item 8. The reflective panel according to item 6 or 7, wherein the first intermediate film and the third intermediate film are connected inside the opening.
  • (Item 9) 9. The reflective panel according to any one of items 6 to 8, wherein at least one of the first intermediate film and the third intermediate film is disposed inside the opening.
  • Item 10 Item 10. The reflective panel according to item 9, wherein the filling rate of the openings is 90.0% or more of the total area or volume of the openings.
  • (Item 11) A reflective panel according to any one of items 1 to 10, A frame for holding the reflective panel; An electromagnetic wave reflecting device having the same.
  • An electromagnetic wave reflective fence comprising two or more electromagnetic wave reflective devices according to item 11, the two or more reflective panels being connected by the frame.
  • an intermediate layer having a first intermediate film, a second intermediate film, and a third intermediate film laminated in this order is disposed between the first substrate and the second substrate; the first substrate, the intermediate layer, and the second substrate are vacuum-compressed together at a temperature higher than 80° C. and lower than 130° C., so that a ratio d1/d2 of an average thickness d1 of the first intermediate film to an average thickness d2 of the third intermediate film after compression is such that 0.5 ⁇ d1/d2 ⁇ 1.5 is satisfied; How to make a reflective panel.
  • Electromagnetic wave reflection device 100
  • Air bubble 131
  • First intermediate film 132
  • Second intermediate film 133
  • Third intermediate film 135 Opening d1 Average thickness of first intermediate film d2 Average thickness of third intermediate film

Landscapes

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Abstract

反射効率と反射方向の正確性の少なくとも一方が改善された反射パネルを提供する。反射パネルは、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に設けられる中間層であって第１中間膜、第２中間膜、及び第３中間膜がこの順で積層された中間層と、を有する。前記第１中間膜と前記第２中間膜の界面、または前記第２中間膜と前記第３中間膜の界面は１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の電磁波を反射する反射面である。前記第１中間膜の平均厚さをｄ１、前記第３中間膜の平均厚さをｄ２とすると、反射パネルは０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５を満たす。

Description

反射パネル、これを用いた電磁波反射装置、電磁波反射フェンス、及び反射パネルの作製方法
　本発明は、反射パネル、これを用いた電磁波反射装置、電磁波反射フェンス、及び反射パネルの作製方法に関する。
　大量のデータを扱うＩоＴ（Internet of Things）の通信ネットワークに、第５世代移動通信システム（以下、「５Ｇ」と呼ぶ）の高速大容量、低遅延、かつ多数同時接続が可能な移動体通信技術を導入することが期待されている。移動体通信技術が本来有するモビリティと柔軟性に加えて、５Ｇの低遅延特性がＩｏＴに好適であるといわれている。一方で、５Ｇの電波は直進性が高いことから、リフレクタ等を設置して必要なエリアに電波を届ける伝搬経路を確保する必要がある。より高い周波数帯域を用いる第６世代移動通信システム（「６Ｇ」と呼ぶ）の導入も視野に入れると、伝搬環境の改善に用いられる反射装置には、反射効率とともに、反射方向の正確性が求められる。
国際公開第２０２１／１９９５０４号
　反射パネルにおいて、反射方向や反射効率が設計と乖離し、所望のエリアに電波が届かないという課題がある。本発明は、反射効率と、反射方向の正確性の少なくとも一方を改善した反射パネルを提供することを一つの目的とする。
　一実施形態において、反射パネルは、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に設けられる中間層であって第１中間膜、第２中間膜、及び第３中間膜がこの順で積層された中間層と、を有し、前記第１中間膜と前記第２中間膜の界面、または前記第２中間膜と前記第３中間膜の界面は１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の電磁波を反射する反射面であり、
　前記第１中間膜の平均厚さをｄ１、前記第３中間膜の平均厚さをｄ２とすると、
　　　０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５
を満たす。
　反射効率と反射方向の正確性の少なくとも一方が改善された反射パネルが実現される。
実施形態の反射パネルを有する電磁波反射装置を連結した電磁波反射フェンスの模式図である。 図１のＡ－Ａラインに沿った水平断面図である。 反射パネルの層構成の一例を示す図である。 反射パネルの層構成の別の例を示す図である。 例１の反射パネルの層構成の模式図である。 例１の反射パネル断面の光学顕微画像である。 比較例である例５の反射パネルの層構成の模式図である。 例５の反射パネル断面の光学顕微画像である。
　図１は、実施形態の反射パネルを有する電磁波反射装置を連結した電磁波反射フェンス１００の模式図である。電磁波反射フェンス１００は、反射パネル１０－１、１０－２、及び１０－３（以下、適宜「反射パネル１０」と総称する場合がある）をそれぞれ有する電磁波反射装置６０－１、６０－２、及び６０－３を横方向に連結したものである。図１の座標系で、反射パネル１０の幅または水平方向をＸ方向、高さまたは垂直方向をＹ方向、厚さ方向をＺ方向とする。図１では、３つの電磁波反射装置６０－１、６０－２、及び６０－３（以下、適宜「電磁波反射装置６０」と総称する場合がある）を連結して電磁波反射フェンス１００を構成しているが、連結される電磁波反射装置６０の数に、特に制限はない。
　電磁波反射装置６０－１、６０－２、及び６０－３で用いられる反射パネル１０－１、１０－２、及び１０－３は、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下、たとえば１ＧＨｚ以上１７０ＧＨｚ以下、または１ＧＨｚ以上１００ＧＨｚ以下、または１ＧＨｚ以上８０ＧＨｚ以下の所定の周波数帯の電磁波を反射する。後述するように、各反射パネル１０は、反射面を形成する層を含む。反射面は、入射角と反射角が等しい鏡面反射面であってもよいし、入射電磁波を所望の方向へ反射するメタサーフェスであってもよいし、これらの両方を含んでいてもよい。
　各電磁波反射装置６０は、反射パネル１０を保持するフレーム５０を有する。電磁波反射装置６０は、フレーム５０を支持する脚部５６を有していてもよい。脚部５６は必須ではないが、図１のように電磁波反射装置６０または電磁波反射フェンス１００を設置面（ＸＺ面）に対して自立させるときに有用である。
　反射パネル１０－１、１０－２、１０－３が鏡面反射面を有する場合、反射電位の連続性を保つ観点から、互いに電気的に接続されていることが望ましいが、メタサーフェスを含む場合は、隣接する反射パネル１０間に電気的な接続はなくてもよい。隣接する反射パネル１０同士をフレーム５０で保持することで、Ｘ方向に連結された電磁波反射フェンス１００が得られる。
　電磁波反射装置６０は、反射パネル１０とフレーム５０に加えて、反射パネル１０の上端を保持するトップフレーム５７と、下端を保持するボトムフレーム５８を有していてもよい。この場合、フレーム５０と、トップフレーム５７と、ボトムフレーム５８とで、反射パネル１０の全周を保持するフレームが構成される。フレーム５０は、トップフレーム５７とボトムフレーム５８に対する位置関係から、「サイドフレーム」と呼んでもよい。トップフレーム５７とボトムフレーム５８を設けることで、反射パネル１０の搬送、組立時の機械的強度と安全性が確保される。
　図２は、図１のＡ－Ａラインに沿った水平断面図である。この水平断面図は、フレーム５０によって保持された反射パネル１０－１と１０－２を、ＸＺ面と平行な断面で示す。フレーム５０は、導電性の本体５００と、本体５００の幅方向の両側に形成されたスリット５１－１、及び５１－２を有する。反射パネル１０－１と１０－２のエッジは、スリット５１－１と５１－２にそれぞれ挿入され、空間５２内で保持される。空間５２は必須ではないが、空間５２を設けることで、フレーム５０の本体５００を軽量化するとともに、反射パネル１０の保持角度にゆとりを持たせることができる。
　反射パネル１０－１と１０－２のそれぞれがスリット５１－１と５１－２に挿入されることで、隣接する反射パネル１０－１と１０－２は安定的に保持され得る。本体５００の一部は非導電性の材料で形成されていてもよい。本体５００の外表面に、樹脂などの非導電性のカバー５０１が設けられていてもよいが、カバー５０１は必須ではない。カバー５０１を設ける場合、カバー５０１はフレーム５０を保護する保護部材として機能する。
　＜反射パネルの層構成＞
　図３は、反射パネル１０Ａの層構成の一例を示す。この層構成は、反射パネル１０Ａの厚さ（Ｚ）方向の構成である。反射パネル１０Ａは、第１基板１１と、第２基板１２と、第１基板１１と第２基板１２の間に設けられる中間層１３Ａを有する。中間層１３Ａは、第１中間膜１３１、第２中間膜１３２Ａ、及び第３中間膜１３３がこの順で積層されている。電磁波の入射方向によって、第１中間膜１３１と第２中間膜１３２Ａの界面、または第２中間膜１３２Ａと第３中間膜１３３の界面は、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の所定の周波数帯の電磁波を反射する反射面となる。
　第１基板１１と第２基板１２は、中間層１３Ａを両側から支持する。第１基板１１と第２基板１２は、ポリカーボネート、ＣＯＰ、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、フッ素樹脂などの絶縁性のポリマーシートまたはフィルムである。反射パネル１０Ａを屋外や、製造ラインで用いる場合は、耐衝撃性や耐久性、透明度に優れたポリカーボネートを用いるのが望ましい。反射パネル１０Ａの強度を保ちつつ、反射パネル１０Ａの総量をできるだけ軽くするためには、第１基板１１と第２基板１２の厚さは１．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下の範囲で適切に選択される。
　第２中間膜１３２Ａは金属を含む材料で形成されており、入射する電磁波を反射する。第２中間膜１３２Ａの材料として、ステンレス鋼、軟鋼、銅、銅酸化物、ニッケル、ニッケル酸化物、金、銀、アルミニウム、これらの組み合わせを用いることができる。
　第１中間膜１３１と第３中間膜１３３は、絶縁性の樹脂膜である。樹脂として、エチレン酢酸ビニル、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、紫外線硬樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が用いられる。紫外線硬化樹脂として、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタンアクリレート等を用いることができる。第１中間膜１３１と第３中間膜１３３の材料は同じであっても異なっていてもよいが、反射パネル１０Ａの表面と裏面を区別せずにどちらの方向からでも同じ反射特性で使用可能にするには、同じ材料で形成されていることが望ましい。
　第１中間膜１３１と第３中間膜１３３の樹脂材料の比誘電率と誘電正接は、反射効率の低下を抑制する適切な範囲に設定されている。上記の樹脂材料の比誘電率は、２．０以上３．０未満、誘電正接は、０．０００１以上０．１０００未満である。第１中間膜１３１と第３中間膜１３３の比誘電率が３．０以上になると、高周波に対する損失が増大するおそれがある。同様に、第１中間膜１３１と第３中間膜１３３の誘電正接が０．１０００以上になると、樹脂膜中での電気エネルギーの損失が大きくなるおそれがある。
　第１中間膜１３１の平均厚さをｄ１、第３中間膜１３３の平均厚さをｄ２とすると、ｄ１とｄ２は、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５を満たす。ここで、平均厚さとは反射パネルの幅（Ｘ）方向で１０点測定して平均した厚さのことをいう。この条件は、中間層１３Ａの出来上がりの状態での膜厚関係である。作製された電磁波反射パネル１０Ａの中間層１３Ａで、第１中間膜１３１と第３中間膜１３３の平均厚さがこの条件を満たすことで、中間層１３Ａにおける第２中間膜１３２Ａの位置が安定し、反射効率と反射方向の少なくとも一方を良好に維持することができる。第１中間膜１３１と第３中間膜１３３の厚さの差が大きいと、第２中間膜１３２Ａが中間層１３Ａの表面に近付きすぎて樹脂膜による被覆が不十分になり、中間層１３Ａと第１基板１１または第２基板１２の界面に気泡が生じるおそれがある。あるいは、樹脂膜による第２中間膜１３２Ａの被覆が厚くなりすぎて、誘電体膜の内部に好ましくない気泡が生じるおそれがある。
　第１中間膜１３１の平均厚さｄ１と、第３中間膜１３３の平均厚さｄ２を、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の範囲に保つことで、中間層１３Ａにおいて第２中間膜１３２Ａは安定的に保持され、反射効率の低下または反射方向の正確性の劣化を抑制することができる。ｄ１／ｄ２の値は、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５を満たし、かつ、反射パネル１０の外周全体にわたって略均一であるのが望ましい。
　第２中間膜１３２Ａの平均厚さをｄ３とする。５Ｇ、または６Ｇの関連周波数の全域に対して利用可能な設計とし、かつ、反射パネル１０を薄く保つ観点から、中間層１３Ａの出来上がりの状態で、ｄ１、ｄ２、ｄ３のトータルの厚さ、すなわち中間層１３Ａの平均厚さは、動作波長λよりも小さいことが望ましい（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＜λ）。たとえば、反射パネル１０Ａに入射する電磁波の周波数が２８．０ＧＨｚのときは、波長λは１０．７ｍｍであり、中間層１３Ａの厚さは１０．７ｍｍよりも薄いことが望ましい。
　図４は、反射パネル１０Ｂの層構成の一例を示す。反射パネル１０Ｂは、中間層１３Ｂの第２中間膜１３２Ｂが開口１３５を有することを除いて、反射パネル１０Ａと同様の層構造を有する。中間層１３Ｂは、第１基板１１と第２基板１２の間に保持されている。中間層１３Ｂは、第１中間膜１３１、第２中間膜１３２Ｂ、及び第３中間膜１３３がこの順で積層されている。電磁波の入射方向によって、第１中間膜１３１と第２中間膜１３２Ｂの界面、または第２中間膜１３２Ｂと第３中間膜１３３の界面は、１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の所定の周波数帯の電磁波を選択的に反射する反射面となる。第１基板１１、第２基板１２、第１中間膜１３１、及び第３中間膜１３３の材料、厚さ等は、反射パネル１０Ａと同じである。
　第２中間膜１３２Ｂの開口１３５は、方形、円形、楕円形、多角形などの貫通穴であってもよいし、メッシュ開口であってもよい。第２中間膜１３２Ｂを貫通する開口１３５を周期的な配列で形成して、特定の周波数に対する反射の選択性を高めてもよい。第２中間膜１３２Ｂをメッシュ構造に形成して、メッシュ開口を第２中間膜１３２Ｂの開口１３５としてもよい。第２中間膜１３２Ｂの開口率は、反射効率を維持しつつ反射パネル１０Ｂの可視光透過率を高く維持する観点から、５０％以上８０％以下が望ましい。開口率が８０％を超えると所望の反射効率が得られないおそれがある。開口率が５０％未満だと、反射パネル１０Ｂの可視光透過率が低下するおそれがある。反射パネル１０Ｂの使用態様によって、可視光に対する透明性を必要としない場合は、開口１３５の開口率を５０％よりも小さくして反射効率の向上を優先してもよい。
　第１中間膜１３１と第３中間膜１３３は、第２中間膜１３２Ｂの開口１３５内で接続されていてもよい。開口１３５は樹脂膜で完全に充填されている必要はなく、中間層１３Ｂを形成する際の貼り合わせの条件に応じて、開口１３５の総面積、または総体積の９０．０％以上であってもよい。第１中間膜１３１と第３中間膜１３３が第２中間膜１３２Ｂの両面側から開口１３５内に入り込んでもよいし、第１中間膜１３１と第３中間膜１３３のいずれか一方が開口１３５に入り込んでいてもよい。
　中間層１３Ｂにおいても、出来上がりの状態で、第１中間膜１３１の平均厚さｄ１と、第３中間膜１３３の平均厚さｄ２は、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の条件を満たす。これにより、中間層１３Ｂにおいて第２中間膜１３２Ｂを安定的に保持して、反射効率の低下または反射方向の正確性の劣化を抑制することができる。また、第２中間膜１３２Ｂの平均厚さをｄ３として、ｄ１、ｄ２、ｄ３のトータルの厚さ、すなわち中間層１３Ｂの厚さは、動作波長λよりも小さい（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＜λ）。
　以下で、異なる条件でサンプルを作製し、所定の周波数における反射減衰量を測定することで、中間層１３に含まれる第１中間膜１３１、第２中間膜、及び第３中間膜の膜厚関係の好ましい範囲を検証する。反射減衰量は、ベクトルネットワークアナライザと、高周波用斜め入射フリースペースタイプのＳパラメータ測定治具を用いて測定する。反射減衰量の基準値として、厚さ３ｍｍ、３００ｍｍ×３００ｍｍの平滑なアルミニウムプレートを用いて反射減衰量を測定し、この測定値を反射減衰量０．００ｄＢとする。
　［例１］
　例１は、実施例１である。第１基板１１及び第２基板１２として、厚さ２ｍｍのポリカーボネートシートを用い、２枚のポリカーボネートシートの間に中間層１３を配置した反射パネル１０のサンプルを作製する。中間層１３の設計条件として、第１中間膜１３１は厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニル、第２中間膜１３２は厚さ１００μｍのステンレスメッシュ、第３中間膜１３３は厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニルを用いる。ステンレスメッシュの平均開口径は２６８μｍ、平均開口率は７１％である。この積層体を２枚の厚さ３ｍｍのガラスで挟み、真空下１３０℃で６０分間加熱することで、反射パネル１０を作成する。反射パネル１０のサイズは１０００ｍｍ×２０００ｍｍである。
　図５Ａに例１の反射パネルの層構成の模式図を示し、図５Ｂにサンプル断面の光学顕微画像を示す。例１のサンプルの出来上がりの状態で、第１中間膜１３１の平均厚さｄ１は４００μｍ、第２中間膜１３２の平均厚さｄ３は１００μｍ、第３中間膜１３３の平均厚さｄ２は、４００μｍである。ｄ１／ｄ２＝１．０であり、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の条件を満たす。また、ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＝９００μｍである。図５Ｂに示すように、サンプルの出来上がりの外観を観察すると、１０００ｍｍ×２０００ｍｍの有効範囲内に、気泡の発生がなく、中間層１３内での第２中間膜１３２の位置はほぼ均一である。２８．０ＧＨｚの入射電磁波に対して反射減衰量を測定すると、理想的なアルミプレート反射板と比較して、－０．０２ｄＢであり、反射減衰が非常に少ない。２８ＧＨｚでの波長λは１０．７ｍｍであることから、ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＜λの条件も満たされる。例１で作製されたサンプルの反射特性は良好である。
　［例２］
　例２は、実施例２である。第１基板１１及び第２基板１２として、厚さ２ｍｍのポリカーボネートシートを用い、２枚のポリカーボネートシートの間に中間層１３を配置した反射パネル１０のサンプルを作製する。中間層１３の設計条件は例１と同じであり、第１中間膜１３１は厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニル、第２中間膜１３２は厚さ１００μｍのステンレスメッシュ、第３中間膜１３３は厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニルである。ステンレスメッシュの条件も同じである。貼り合わせプロセスで、上述した積層体を厚さ３ｍｍの２枚のガラスの間に挟み、真空下９０℃で６０分間加熱して、例２のサンプルを作製する。反射パネル１０のサイズは１０００ｍｍ×２０００ｍｍである。
　サンプルの出来上がりの状態で、第１中間膜１３１の平均厚さｄ１は４００μｍ、第２中間膜１３２の平均厚さｄ３は１００μｍ、第３中間膜１３３の平均厚さｄ２は３５０μｍになった。ｄ１／ｄ２＝１．１であり、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の条件を満たす。また、ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＝８５０μｍでありｄ１＋ｄ２＋ｄ３＜λの条件も満たされる。このサンプルの出来上がりの外観を観察すると、１０００ｍｍ×２０００ｍｍの有効範囲内に気泡の発生がない。２８．０ＧＨｚの入射電磁波に対して、反射減衰量を測定すると、理想的なアルミプレート反射板と比較して、－０．０３ｄＢであり、反射減衰が非常に少ないことが確認された。
　［例３］
　例３は、実施例３である。第１基板１１及び第２基板１２として、厚さ２ｍｍのポリカーボネートシートを用い、２枚のポリカーボネートシートの間に中間層１３を配置した反射パネル１０のサンプルを作製する。中間層１３の設計条件は例１と同じであり、第１中間膜１３１は厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニル、第２中間膜１３２は厚さ１００μｍのステンレスメッシュ、第３中間膜１３３は厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニルである。ステンレスメッシュの条件も同じである。貼り合わせプロセスで、上述した積層体を厚さ３ｍｍの２枚のガラスの間に挟み、真空下８８℃で６０分間加熱して、例２のサンプルを作製する。反射パネル１０のサイズは１０００ｍｍ×２０００ｍｍである。
　サンプルの出来上がりの状態で、第１中間膜１３１の平均厚さｄ１は４００μｍ、第２中間膜１３２の平均厚さｄ３は１００μｍ、第３中間膜１３３の平均厚さｄ２は２８５μｍになった。ｄ１／ｄ２＝１．４であり、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の条件を満たす。また、ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＝７８５μｍでありｄ１＋ｄ２＋ｄ３＜λの条件も満たされる。このサンプルの出来上がりの外観を観察すると、１０００ｍｍ×２０００ｍｍの有効範囲内に気泡の発生がない。２８．０ＧＨｚの入射電磁波に対して、反射減衰量を測定すると、理想的なアルミプレート反射板と比較して、－０．２０ｄＢであり、反射減衰が少ないことが確認された。
　［例４］
　例４は、比較例１である。設計条件は、例１から例３と同じである。すなわち、第１基板１１及び第２基板１２として、厚さ２ｍｍのポリカーボネートシートを用い、２枚のポリカーボネートシートの間に中間層１３を配置した反射パネル１０のサンプルを作製する。中間層１３の設計値は、第１中間膜１３１は厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニル、第２中間膜１３２は厚さ１００μｍのステンレスメッシュ、第３中間膜１３３は厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニルである。ステンレスメッシュの条件も同じである。貼り合わせプロセスでは、上述した積層体を厚さ３ｍｍの２枚のガラスの間に挟み、真空下８０℃で６０分間加熱して、例３のサンプルを作製する。反射パネル１０のサイズは１０００ｍｍ×２０００ｍｍである。
　サンプルの出来上がりの状態で、第１中間膜１３１の平均厚さｄ１は４００μｍ、第２中間膜１３２の平均厚さｄ３は１００μｍ、第３中間膜１３３の平均厚さｄ２は２００μｍになった。ｄ１／ｄ２＝２．０であり、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の範囲外である。例４のサンプル断面を光学顕微鏡で観察すると、１０００ｍｍ×２０００ｍｍの有効範囲内に、大きさ２ｍｍから１０ｍｍ程度の２５個の気泡が観察された。２８．０ＧＨｚの入射電磁波に対して、反射減衰量を測定すると、理想的なアルミプレート反射板と比較して、－１．７５ｄＢであり、反射減衰が増大していることがわかる。これは中間層１３で第２中間膜１３２の位置が偏り、それにともなって樹脂膜内に気泡が発生したためと考えられる。
　［例５］
　例５は、比較例２である。設計条件は、第２中間膜１３２を除いて、例１から例４と同じである。第１基板１１及び第２基板１２として、厚さ２ｍｍのポリカーボネートシートを用い、２枚のポリカーボネートシートの間に中間層１３を配置した反射パネル１０のサンプルを作製する。中間層１３の第１中間膜１３１と第３中間膜は、厚さ４００μｍのエチレン酢酸ビニルである。第２中間膜１３２として、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタラートに厚さ３６０ｎｍのＡｇ系金属のスパッタ膜が形成された膜を用いる。上述した積層体を厚さ３ｍｍの２枚のガラスの間に挟み、真空下１３０℃６０分間加熱して、例４のサンプルを作製する。反射パネル１０のサイズは１０００ｍｍ×２０００ｍｍである。
　図６Ａに例５の反射パネルの層構成の模式図を示し、図６Ｂにサンプル断面の光学顕微画像を示す。例５のサンプルの出来上がりの状態で、第１中間膜１３１の平均厚さｄ１は４００μｍ、第３中間膜１３３の平均厚さｄ２は、５０μｍである。ｄ１／ｄ２＝８．０であり、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の範囲外にある。図６Ｂに示すように、サンプルの出来上がりの外観を観察すると、１０００ｍｍ×２０００ｍｍの有効範囲内に、大きさ２ｍｍから１０ｍｍ程度の１２５個の気泡１０１が観察された。２８．０ＧＨｚの入射電磁波に対して、反射減衰量を測定すると、理想的なアルミプレート反射板と比較して、－２．２０ｄＢであり、反射減衰が増大していることがわかる。これは中間層１３で第２中間膜１３２の位置が著しく偏り、それにともなって樹脂膜内に多数の気泡１０１が発生し、第１中間膜１３１の比誘電率が設計値から外れたためと考えられる。
　このように、第１中間膜１３１と第３中間膜１３３で第２中間膜１３２を挟んだ三層構造の中間層の出来上がりの状態で、第１中間膜１３１の平均厚さｄ１と第３中間膜１３３の平均厚さｄ２を０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５を満たす構成とする。ｄ１とｄ２の膜厚関係は、第１中間膜１３１と第３中間膜１３３を逆にしても同じであるから、ｄ１／ｄ２が１．５よりも小さいということは、反対側の面からみると、ｄ１／ｄ２は０．５よりも大きくなる。反射パネル１０の作製方法は、
（ａ）第１基板１１と第２基板１２の間に、第１中間膜１３１、第２中間膜１３２、及び第３中間膜１３３がこの順で積層された中間層１３を配置し、
（ｂ）第１基板１１と中間層１３と第２基板１２を、８０℃より高く１３０℃以下の温度で真空圧着して、圧着後の第３中間膜１３３の平均厚さｄ２に対する第１中間膜１３１の平均厚さｄ１の比ｄ１／ｄ２が０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５を満たすようにする。
　これにより、反射減衰量を低減して反射効率の低減を抑制できる。第１中間膜１３１または第３中間膜１３３の内部の気泡１０１の発生を抑制し、屈折率または比誘電率の変化に起因して反射方向が設計された方向から外れることを抑制できる。
　第１中間膜１３１と第３中間膜１３３が０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の条件を満たすことを前提として、ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＜λの条件が満たされることが望ましい。ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＜λが満たされても、０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５の範囲から外れる場合は、反射減衰量が大きくなって、反射効率または反射方向の正確性を維持することが困難になる。
　電磁波反射装置６０と電磁波反射フェンス１００に上述した反射パネル１０を用いることで、反射減衰量を低減し、反射効率と反射方向の正確性の少なくとも一方を維持することができる。実施形態の反射パネルを用いた電磁波反射装置と電磁波反射フェンスは、限られた空間内に不感地帯が多く発生する環境で有効に用いられる。反射パネル１０が可視光に対する透明性を有する場合は、電磁波反射装置と電磁波反射フェンスを安全フェンスや、防音フェンスとしても利用可能である。
　反射パネル１０の面内サイズは、３０ｃｍ×３０ｃｍから３ｍ×３ｍの範囲で、適宜選択可能である。反射パネル１０の全面をメタサーフェスにしてもよいし、一部を鏡面反射面にしてもよい。反射パネル１０の第１基板１１と第２基板の表面に紫外線防止膜のような保護層を設けることで、屋外の環境で長期にわたって使用され得る。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示には以下の構成が含まれ得る。
（項１）
　第１基板と、
　第２基板と、
　前記第１基板と前記第２基板の間に設けられる中間層であって、第１中間膜、第２中間膜、及び第３中間膜がこの順で積層された中間層と、
を有し、前記第１中間膜と前記第２中間膜の界面、または前記第２中間膜と前記第３中間膜の界面は１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の電磁波を反射する反射面であり、
　前記第１中間膜の平均厚さをｄ１、前記第３中間膜の平均厚さをｄ２とすると、
　　　０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５
を満たす、反射パネル。
（項２）
　前記中間層の厚さは前記反射面に入射する前記電磁波の波長よりも小さい、項１に記載の反射パネル。
（項３）
　前記第１中間膜と前記第３中間膜は樹脂層である、項１または２に記載の反射パネル。
（項４）
　前記樹脂層の比誘電率は２．０以上３．０以下、誘電正接は０．０００１以上０．１０００未満である、項３に記載の反射パネル。
（項５）
　前記第２中間膜は金属を含む膜である、項１から４のいずれかに記載の反射パネル。
（項６）
　前記第２中間膜は貫通穴またはメッシュ構造の開口を有する、項５に記載の反射パネル。
（項７）
　前記貫通穴または前記メッシュ構造の開口率は５０．０％以上８０％以下である、項６に記載の反射パネル。
（項８）
　前記第１中間膜と前記第３中間膜は前記開口の内部で接続されている、項６または７に記載の反射パネル。
（項９）
　前記開口の内部に前記第１中間膜と前記第３中間膜の少なくとも一方が入っている、項６から８のいずれかに記載の反射パネル。
（項１０）
　前記開口の充填率は、前記開口の総面積または総体積の９０．０％以上である、項９に記載の反射パネル。
（項１１）
　項１から１０のいずれかに記載の反射パネルと、
　前記反射パネルを保持するフレームと、
を有する電磁波反射装置。
（項１２）
　項１１に記載の電磁波反射装置を２以上有し、２以上の前記反射パネルを前記フレームによって連結した電磁波反射フェンス。
（項１３）
　第１基板と第２基板の間に、第１中間膜、第２中間膜、及び第３中間膜がこの順で積層された中間層を配置し、
　前記第１基板と前記中間層と前記第２基板を、８０℃より高く１３０℃以下の温度で真空圧着して、圧着後の前記第３中間膜の平均厚さｄ２に対する前記第１中間膜の平均厚さｄ１の比ｄ１／ｄ２が０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５を満たすようにする、
反射パネルの作製方法。
この出願は、２０２２年９月２６日に出願された日本国特許出願第２０２２－１５２１５４号に基づいてその優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を含む。
１０、１０－１、１０－２、１０－３、１０Ａ、１０Ｂ　反射パネル
１１　第１基板
１２　第２基板
１３、１３Ａ、１３Ｂ　中間層
５０　フレーム（サイドフレーム）
５７　トップフレーム
５８　ボトムフレーム
６０、６０－１、６０－２、６０－３　電磁波反射装置
１００　電磁波反射フェンス
１０１　気泡
１３１　第１中間膜
１３２　第２中間膜
１３３　第３中間膜
１３５　開口
ｄ１　第１中間膜の平均厚さ
ｄ２　第３中間膜の平均厚さ

Claims (13)

  1. 　第１基板と、
    　第２基板と、
    　前記第１基板と前記第２基板の間に設けられる中間層であって、第１中間膜、第２中間膜、及び第３中間膜がこの順で積層された中間層と、
    を有し、前記第１中間膜と前記第２中間膜の界面、または前記第２中間膜と前記第３中間膜の界面は１ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の電磁波を反射する反射面であり、
    　前記第１中間膜の平均厚さをｄ１、前記第３中間膜の平均厚さをｄ２とすると、
    　　　０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５
    を満たす、反射パネル。
  2. 　前記中間層の厚さは、前記反射面に入射する前記電磁波の波長よりも小さい、
    請求項１に記載の反射パネル。
  3. 　前記第１中間膜と前記第３中間膜は樹脂層である、
    請求項１に記載の反射パネル。
  4. 　前記樹脂層の比誘電率は２．０以上３．０以下、誘電正接は０．０００１以上０．１０００未満である、
    請求項３に記載の反射パネル。
  5. 　前記第２中間膜は金属を含む膜である、
    請求項１に記載の反射パネル。
  6. 　前記第２中間膜は貫通穴またはメッシュ構造の開口を有する、
    請求項５に記載の反射パネル。
  7. 　前記貫通穴または前記メッシュ構造の開口率は５０．０％以上８０％以下である、
    請求項６に記載の反射パネル。
  8. 　前記第１中間膜と前記第３中間膜は前記開口の内部で接続されている、
    請求項６に記載の反射パネル。
  9. 　前記開口の内部に前記第１中間膜と前記第３中間膜の少なくとも一方が入っている、
    請求項６に記載の反射パネル。
  10. 　前記開口の充填率は、前記開口の総面積または総体積の９０．０％以上である、
    請求項９に記載の反射パネル。
  11. 　請求項１から１０のいずれか一項に記載の反射パネルと、
    　前記反射パネルを保持するフレームと、
    を有する電磁波反射装置。
  12. 　請求項１１に記載の電磁波反射装置を２以上有し、２以上の前記反射パネルを前記フレームによって連結した電磁波反射フェンス。
  13. 　第１基板と第２基板の間に、第１中間膜、第２中間膜、及び第３中間膜がこの順で積層された中間層を配置し、
    　前記第１基板と前記中間層と前記第２基板を、８０℃より高く１３０℃以下の温度で真空圧着して、圧着後の前記第３中間膜の平均厚さｄ２に対する前記第１中間膜の平均厚さｄ１の比ｄ１／ｄ２が０．５＜ｄ１／ｄ２＜１．５を満たすようにする、
    反射パネルの作製方法。
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