电磁波吸收片的制作方法

文档序号:22689187发布日期:2020-10-28 13:00
电磁波吸收片的制作方法

本公开涉及具有挠性的电磁波吸收片,特别是涉及能够吸收数十千兆赫(ghz)至数百千兆赫(ghz)的所谓毫米波波段以上的电磁波的电磁波吸收片。



背景技术:

为了避免从电气线路等向外部释放的泄漏电磁波、不希望地反射的电磁波的影响,使用了吸收电磁波的电磁波吸收片。

近年来,在手机等移动通信、无线lan、自动收费系统(etc)等中,作为具有数千兆赫(ghz)的频率波段的厘米波、进一步具有30千兆赫至300千兆赫的频率的毫米波波段、超过毫米波波段的高频波段的电磁波,也在进行利用具有1太赫(thz)频率的电磁波的技术的研究。

针对利用这样的更高频率的电磁波的技术趋势,认为作为吸收不需要的电磁波的电磁波吸收体、提高了使用者的便利性的片状电磁波吸收体的电磁波吸收片中,对于能够吸收毫米波波段至波段在此之上的电磁波的电磁波吸收片的需求越来越高。

作为这样的电磁波吸收片,已知有下述所谓的电磁波干涉型(也称为λ/4型或反射型)的电磁波吸收片:分别在电介质层的一个表面形成有电阻被膜、在另一表面形成有反射电磁波的电磁波屏蔽层,使反射波的相位相对于入射波偏移1/2波长,从而向电磁波吸收片的入射波与反射波相互抵消,吸收电磁波。电磁波干涉型的电磁波吸收片与利用比重大的磁性体粒子来磁性吸收电磁波的方式的电磁波吸收片等相比重量轻,能够容易地制造,因此具有能够低成本化的优点。

以往,作为所谓的电磁波干涉型的电磁波吸收片(电磁波吸收体),已知将氧化铟锡(ito)、氧化铟、氧化锡、氧化锌等金属氧化物、金属氮化物以及它们的混合物通过离子镀法、蒸镀法、溅射法等而形成在电介质层表面形成的电阻被膜(参照专利文献1、专利文献2)。

此外,作为电磁波干涉型的电磁波吸收体,提出了具有阻燃性和透光性的电磁波吸收体,该电磁波吸收体具有氧化铟锡(ito)膜等透明导电体电阻层,玻璃、丙烯酸树脂等透明的电介质层,以及形成于该电介质层上的由银、金、铜、铝等金属构成的反射膜(参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平06-120689号公报

专利文献2:日本特开平09-232787号公报

专利文献3:日本特开2006-86446号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

上述现有的电磁波吸收片、电磁波吸收体中,进行使形成于电介质层表面的电阻被膜的表面电阻值为377ω/sq左右的值的阻抗匹配,从而防止电磁波在吸收片的表面发生反射、散射所导致的电磁波吸收效果的下降。

另一方面,电磁波干涉型的电磁波吸收片中,随着吸收的电磁波达到高频率,电介质层的厚度变薄,因此变得具有更高的挠性。更薄且能够容易地弯曲的电磁波吸收片虽然可粘贴的地方扩大、使用者的便利性提高,但被使用者强烈地弯曲的机会也会增加。此时,由通过溅射法等形成的金属氧化膜等构成的电阻被膜由于被强烈地弯曲而容易产生裂纹,存在表面电阻值变大,阻抗匹配被打破,电磁波吸收特性下降这样的问题。

此外,以往并没有实现具有使光透过的透光性且具有挠性的电磁波吸收片。

本公开的目的在于,解决上述现有的课题,实现能够良好地吸收毫米波波段以上的频率波段的电磁波、能够以低成本制作的电磁波干涉型的电磁波吸收片。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题,本申请公开的电磁波吸收片的特征在于,其为依次层叠有由导电性有机高分子形成的电阻被膜、具有粘合性的电介质层和电磁波屏蔽层而成的电磁波干涉型的电磁波吸收片,片材整体具有挠性,前述电介质层设定为能够吸收毫米波波段以上的电磁波的层厚。

发明效果

本申请公开的电磁波吸收片中,电阻被膜由导电性有机高分子形成,因此即使在片材被强烈地弯曲的情况下也能够维持阻抗匹配、继续保持高的电磁波吸收特性。此外,电介质层本身具有粘合性,因此能够容易地进行电阻被膜和电磁波屏蔽层与电介质层的粘接,能够在成本低的同时吸收毫米波波段以上的电磁波,能够实现具有挠性且便利性高的电磁波吸收片。

附图说明

图1为对本实施方式涉及的电磁波吸收片的构成进行说明的截面图。

图2为对开口率的研究中使用的电磁波屏蔽层的形状进行说明的模式图。

具体实施方式

本申请公开的电磁波吸收片是依次层叠有由导电性有机高分子形成的电阻被膜、具有粘合性的电介质层和电磁波屏蔽层而成的电磁波干涉型的电磁波吸收片,片材整体具有挠性,前述电介质层设定为能够吸收毫米波波段以上的电磁波的层厚。

其中,本申请发明中,“电介质层具有粘合性”的意思是,电介质层本身具有粘合性,即使不借助于另外形成的粘接层也可作为与层叠的电阻被膜和电磁波屏蔽层粘接的层而一体化的状态。此外,“具有粘合性的电介质层”可以通过使用具有粘合性的部件作为构成电介质层的部件(例如丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯树脂)、或者在电介质层中添加有机硅系粘合剂、丙烯酸系粘合剂和聚氨酯系粘合剂等粘合剂而使其具有粘合性来实现。

通过这样操作,本申请公开的电磁波吸收片作为由电阻被膜、电介质层和电磁波屏蔽层层叠而形成的电磁波干涉型的电磁波吸收片,即使在强烈地弯曲的情况下,电阻被膜中也难以产生裂纹等,能够维持阻抗匹配,发挥高的电磁波吸收特性。此外,由于电介质层本身具有粘合性,因此能够容易地进行电介质层与电阻被膜、以及电介质层与电磁波屏蔽层的粘接,因此电磁波吸收片整体具有挠性,能够以低成本实现可吸收毫米波波段以上的电磁波的电磁波吸收片。

本申请公开的电磁波吸收片中,优选前述电阻被膜和前述电介质层均具有透光性,并且,前述电磁波屏蔽层由导电网构成,片材整体具有全光线透过率30%以上的透光性。通过这样操作,作为具有透光性的电磁波吸收片,能够进一步具有高的便利性。

此外,前述电介质层含有有机硅系粘合剂、丙烯酸系粘合剂和聚氨酯系粘合剂中的至少1种粘合剂。这些粘合剂均为透光性高的所谓的oca材料,能够使电阻被膜与电介质层和电磁波屏蔽层良好地粘接,并且能够实现片材整体的高的光学特性。

进一步,前述电磁波屏蔽层的表面电阻值优选为0.3ω/sq以下。此外,前述电磁波屏蔽层的开口率优选为35~85%。通过这样操作,可以制成具有透光性的同时实现高的电磁波吸收特性的电磁波屏蔽层。

进一步,前述电阻被膜中还优选含有聚(3,4-乙二氧基噻吩)。通过这样操作,即使在片材整体被强烈地弯曲的情况下,阻抗匹配也得以维持,能够实现具有高的电磁波吸收特性的电磁波吸收片。

此外,前述电磁波屏蔽层的与前述电介质层相反侧的表面可以具有粘接层。通过这样操作,能够容易地将电磁波吸收片粘贴在期望的地方,便利性进一步提高。

以下,参照附图对本申请公开的电磁波吸收片进行说明。以下的实施方式中例示的是电磁波吸收片具有挠性的同时,作为片材整体具有使光透过的透光性的例子。

(实施方式)

首先,对本实施方式涉及的电磁波吸收片的整体构成进行说明。

图1为表示本实施方式涉及的电磁波吸收片的构成的截面图。

需说明的是,图1是为了使本实施方式涉及的电磁波吸收片的构成容易理解而记载的图,关于图中所示的部件的大小、厚度,并非根据实际情况来表示的。

本实施方式中例示的电磁波吸收片是电磁波干涉型(λ/4型、反射型)的电磁波吸收片,由电阻被膜1、电介质层2、电磁波屏蔽层3层叠而形成。需说明的是,图1所示的电磁波吸收片中,在电磁波屏蔽层3的背面侧、即电磁波屏蔽层3中与配置有电介质层2的一侧相反侧的表面,层叠形成有粘接层4。此外,在电阻被膜1的前面侧、即电阻被膜1中与配置有电介质层2的一侧相反侧的表面,层叠形成有保护层5。

本实施方式涉及的电磁波吸收片中,入射到电介质层2的电磁波11在配置于电介质层2背面侧的电磁波屏蔽层3与电介质层2的界面被反射,作为反射波12再次向外部释放。此时,通过将电介质层2的厚度d设为入射的电磁波的波长λ的1/4(d=λ/4),从而入射波11的相位11a与反射波12的相位12a相互抵消,吸收入射到电磁波吸收片的电磁波。

需说明的是,d=λ/4是使用空气(介电常数ε=1)作为电介质层2的情况,电介质层2中使用的电介质的介电常数为εr的情况下,d=λ/(4√εr),可以使电介质层2的厚度d刚好薄1/(4√εr)。通过使电介质层2形成得薄,能够实现电磁波吸收片整体的薄型化,能够实现挠性更优异的电磁波吸收片。

此外,本实施方式所示的电磁波吸收片中,电介质层2具有粘合性。作为电介质层2,可以使用树脂、粘合剂等具有粘合性的有机材料。

层叠在电介质层2的背面侧而形成的电磁波屏蔽层3是在作为与电介质层2的交界面的电介质层2侧的表面使入射的电磁波反射的层。

根据本实施方式涉及的电磁波干涉型的电磁波吸收片的电磁波吸收原理,电磁波屏蔽层3需要作为反射电磁波的反射层而发挥功能。此外,为了作为本实施方式示出的电磁波吸收片具有挠性和透光性,作为电磁波屏蔽层也需要具有挠性和透光性。作为能够应对这样的要求的电磁波屏蔽层3,可以使用由导电性纤维构成的导电性网、由线极细的金属等导电性线构成的导电性格子。

需说明的是,本实施方式涉及的电磁波吸收片中,通过电介质层2与电磁波屏蔽层3相接配置,能够利用电介质层2的粘合性而形成电磁波屏蔽层3与电介质层2密合的状态。电阻被膜1形成于电介质层2的前面侧、即电介质层2的与层叠有电磁波屏蔽层3的一侧相反侧的、吸收的电磁波所入射的一侧,并进行电磁波吸收片与空气之间的阻抗匹配。

在空气中传输的电磁波入射到电磁波吸收片时,通过使电磁波吸收片的输入阻抗值接近作为空气中的阻抗值(实际上是真空的阻抗值)的377ω,能够防止电磁波入射到电磁波吸收片时发生电磁波的反射、散射而使电磁波吸收特性下降。本实施方式的电磁波吸收片中,通过使电阻被膜1作为导电性有机高分子膜形成,能够确保作为电磁波吸收片的挠性,并且即使在电磁波吸收片被强烈地弯曲的情况下也不会产生电阻被膜1的裂纹等,表面电阻值不会发生变化而能够维持良好的阻抗匹配。

粘接层4是形成于电磁波屏蔽层3的背面侧的层,以使得能够容易地将电磁波吸收片粘贴在预定的地方。粘接层4可以通过涂布粘合性的树脂糊而容易地形成。

需说明的是,粘接层4不是本实施方式涉及的电磁波吸收片中所必需的部件。在将电磁波吸收片配置在预定的地方时,可以在粘贴电磁波吸收片的部件侧配置用于粘接的部件,此外,在将电磁波吸收片配置在预定的地方时,也可以采用在电磁波吸收片与配置的地方之间供应粘接剂、或使用双面胶带等的粘接方法。

保护层5形成于电阻被膜1的表面、即电磁波吸收片中电磁波入射的一侧的最外面,是保护电阻被膜1的部件。

形成本实施方式的电磁波吸收片的电阻被膜1的导电性有机高分子存在由于空气中的湿度的影响从而其表面电阻值发生变化的情况。此外,因为是树脂制的膜,所以在尖锐部件与表面接触时、用材质坚硬的物体摩擦时,有可能会受到损伤。因此,优选将电阻被膜1的表面用保护层5覆盖来保护电阻被膜1。

需说明的是,保护层5不是本实施方式涉及的电磁波吸收片中所必须的构成要件,根据导电性有机高分子的材料,在表面电阻值随着水分在表面上的附着发生的变化小、电阻被膜1的表面受损的可能性小的情况下,可以选择没有保护层5的电磁波吸收片的构成。

作为保护层5,可以像后述那样使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂材料。虽然作为保护层5使用的树脂材料具有一定的电阻值,但通过将保护层5的膜厚设定得薄,能够使保护层5的有无给电磁波吸收片的表面电阻值带来的影响成为在进行阻抗匹配上没有实际使用上的问题的水平。

接下来,对构成本实施方式涉及的电磁波吸收片的各部件进行详述。

[电阻被膜]

本实施方式涉及的电磁波吸收片中,电阻被膜1由导电性有机高分子构成。

作为导电性有机高分子,可使用共轭导电性有机高分子,优选使用聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物。

作为本实施方式涉及的电磁波吸收片的电阻被膜1中适合使用的聚噻吩系导电性高分子的具体例子,可列举聚(噻吩)、聚(3-甲基噻吩)、聚(3-乙基噻吩)、聚(3-丙基噻吩)、聚(3-丁基噻吩)、聚(3-己基噻吩)、聚(3-庚基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二烷基噻吩)、聚(3-十八烷基噻吩)、聚(3-溴噻吩)、聚(3-氯噻吩)、聚(3-碘噻吩)、聚(3-氰基噻吩)、聚(3-苯基噻吩)、聚(3,4-二甲基噻吩)、聚(3,4-二丁基噻吩)、聚(3-羟基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-丁氧基噻吩)、聚(3-己氧基噻吩)、聚(3-庚氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚(3-癸氧基噻吩)、聚(3-十二烷氧基噻吩)、聚(3-十八烷氧基噻吩)、聚(3,4-二羟基噻吩)、聚(3,4-二甲氧基噻吩)、聚(3,4-二乙氧基噻吩)、聚(3,4-二丙氧基噻吩)、聚(3,4-二丁氧基噻吩)、聚(3,4-二己氧基噻吩)、聚(3,4-二庚氧基噻吩)、聚(3,4-二辛氧基噻吩)、聚(3,4-二癸氧基噻吩)、聚(3,4-二(十二烷氧基)噻吩)、聚(3,4-乙二氧基噻吩)、聚(3,4-丙二氧基噻吩)、聚(3,4-丁二氧基噻吩)、聚(3-甲基-4-甲氧基噻吩)、聚(3-甲基-4-乙氧基噻吩)、聚(3-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧乙基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧丁基噻吩)等。

此外,作为电阻被膜1中适合使用的聚吡咯系导电性高分子的具体例子,可列举聚吡咯、聚(n-甲基吡咯)、聚(3-甲基吡咯)、聚(3-乙基吡咯)、聚(3-正丙基吡咯)、聚(3-丁基吡咯)、聚(3-辛基吡咯)、聚(3-癸基吡咯)、聚(3-十二烷基吡咯)、聚(3,4-二甲基吡咯)、聚(3,4-二丁基吡咯)、聚(3-羧基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧乙基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧丁基吡咯)、聚(3-羟基吡咯)、聚(3-甲氧基吡咯)、聚(3-乙氧基吡咯)、聚(3-丁氧基吡咯)、聚(3-己氧基吡咯)、聚(3-甲基-4-己氧基吡咯)、聚(3-甲基-4-己氧基吡咯)等。

另外,作为电阻被膜1,可以使用主链由π共轭系构成的有机高分子,可以使用聚乙炔系导电性高分子、聚亚苯基系导电性高分子、聚亚苯基亚乙烯基系导电性高分子、聚苯胺系导电性高分子、聚并苯系导电性高分子、聚噻吩亚乙烯基系导电性高分子、以及它们的共聚物等。

需说明的是,作为电阻被膜中使用的导电性有机高分子,可以使用聚阴离子作为抗衡阴离子。作为聚阴离子没有特别限定,优选含有能够在上述电阻被膜中使用的共轭导电性有机高分子中发生化学氧化掺杂的阴离子基团的物质。作为这样的阴离子基团,可列举例如通式-o-so3x、-o-po(ox)2、-coox、-so3x所表示的基团等(各式中,x表示氢原子或碱金属原子。),其中,从在共轭导电性有机高分子中的掺杂效果优异方面出发,特别优选-so3x和-o-so3x所表示的基团。

作为这样的聚阴离子的具体例子,可列举聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯酸基磺酸、聚甲基丙烯酸基磺酸、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸)、聚异戊二烯磺酸、聚甲基丙烯酸磺基乙酯、聚(4-甲基丙烯酸磺基丁酯)、聚甲基丙烯酰氧基苯磺酸等具有磺酸基的高分子、聚乙烯基羧酸、聚苯乙烯羧酸、聚烯丙基羧酸、聚丙烯羧酸、聚甲基丙烯羧酸、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷羧酸)、聚异戊二烯羧酸、聚丙烯酸等具有羧酸基的高分子。可以是它们的均聚物,也可以是2种以上的共聚物。聚阴离子可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这些聚阴离子中,优选具有磺酸基的高分子,更优选聚苯乙烯磺酸。

上述导电性有机高分子可以单独使用1种,也可以并用2种以上。上述例示的材料中,从透光性和导电性更高方面出发,优选由从聚吡咯、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3,4-乙二氧基噻吩)、聚(2-苯胺磺酸)、聚(3-苯胺磺酸)中选择的1种或2种构成的聚合物。

特别是,作为共轭系导电性有机高分子与聚阴离子的组合,优选使用聚(3,4-乙二氧基噻吩:pedot)和聚苯乙烯磺酸(pss)。

此外,本实施方式涉及的电阻被膜1中,为了控制导电性有机高分子的电气传导度而将电磁波吸收片的输入阻抗与空气中的阻抗值匹配,可以并用掺杂物。作为掺杂物,可以使用碘、氯等卤素类;bf3、pf5等路易斯酸类;硝酸、硫酸等质子酸类;过渡金属、碱金属、氨基酸、核酸、表面活性剂、色素、氯醌、四氰基乙烯、tcnq等。更具体地,优选使电阻被膜1的表面电阻值为相对于377ω的+/-数%左右的值,此时,关于导电性有机高分子与掺杂物的配合比例,作为一例,按质量比计可以设为导电性高分子:掺杂物=1:2~1:4。

进一步,作为形成电阻被膜1的材料,优选另外含有聚偏二氟乙烯。

聚偏二氟乙烯通过加入到涂布导电性有机高分子时的组合物中,从而在导电性有机高分子膜中发挥作为粘合剂的功能,能够使成膜性提高,同时提高与基材的密合性。

此外,进一步优选在电阻被膜1中含有水溶性聚酯。水溶性聚酯与导电性高分子的相容性高,因此通过在形成电阻被膜1的导电性有机高分子的涂料组合物中加入水溶性聚酯,能够使导电性高分子在电阻被膜1内固定化,形成更均匀的被膜。结果,通过使用水溶性聚酯,即使在处于更严酷的高温高湿环境下时,表面电阻值的变化也会变小,能够维持完成了与空气中的阻抗值的阻抗匹配的状态。

通过电阻被膜1中含有聚偏二氟乙烯、水溶性聚酯,从而电阻被膜1的耐候性提高,因此能够实现电阻被膜1的表面电阻值的经时变化得以抑制,且能够维持稳定的电磁波吸收特性的可靠性高的电磁波吸收片。

相对于电阻被膜1组合物所含的固体成分的总质量,电阻被膜1中的导电性有机高分子的含量优选为10质量%以上35质量%以下。如果含量低于10质量%,则存在电阻被膜1的导电性下降的倾向。因此,难以取得与空气中的阻抗值的阻抗匹配,电磁波吸收性能下降。此外,还存在如下倾向:如果为了取得阻抗匹配而将电阻被膜1的表面电阻值设为预定范围,则电阻被膜1的膜厚变大,由此电磁波吸收片整体变厚、透光性等光学特性下降。另一方面,如果含量超过35质量%,则存在如下倾向:由于导电性有机高分子的结构,涂布电阻被膜1时的涂布适应性下降,难以形成良好的电阻被膜1,电阻被膜1的雾度上升,光学特性显然也下降。

需说明的是,电阻被膜1可以通过上述那样将作为电阻被膜形成用涂料的涂料组合物涂布在基材上并干燥而形成。

作为将电阻被膜形成用涂料涂布在基材上的方法,例如可以使用棒涂法、反向涂布法、凹版涂布法、微凹版涂布法、模涂法、浸涂法、旋涂法、狭缝涂布法、喷涂法等涂布方法。涂布后的干燥只要是电阻被膜形成用涂料的溶剂成分蒸发的条件即可,优选在100~150℃进行5~60分钟。如果溶剂在电阻被膜1中残留,则存在强度变差的倾向。作为干燥方法,例如可以通过热风干燥法、加热干燥法、真空干燥法、自然干燥等来进行。此外,还可以根据需要,通过对涂膜照射uv光(紫外线)、eb(电子射线)使涂膜固化来形成电阻被膜1。

需说明的是,作为为了形成电阻被膜1而使用的基材没有特别限定,优选具有透光性的透明基材。作为这样的透明基材的材质,例如可以使用树脂、橡胶、玻璃、陶瓷等各种物质。

本实施方式涉及的电磁波吸收片中,通过使用上述导电性有机高分子构成表面电阻值为377ω/sq的电阻被膜1,能够对于入射到电磁波吸收片的电磁波与空气中的阻抗进行匹配,减少电磁波吸收片表面的电磁波的反射、散射,能够得到更好的电磁波吸收特性。

[电介质层]

本实施方式涉及的电磁波吸收片的电介质层2可以适当使用作为具有透光性且具有粘合性的材料的透明光学粘合膜(oca膜:opticalclearadhesivefilm)。

更具体地,可以使用作为有机硅系oca的mhmsi-500(商品名,日荣加工株式会社制)、作为丙烯酸系oca的mhm-fwv(商品名,日荣加工株式会社制)、作为聚氨酯系oca的freecrystal(商品名,坂东化学株式会社制)。

需说明的是,上述各材料中,在耐热性、耐寒性的观点来看,有机硅oca比其他材料更优异。因此,使用有机硅oca制作的电磁波吸收片在作为使用场所对环境温度上的制约少的方面是优选的材料。

本实施方式涉及的电磁波吸收片中,通过电介质层2具有粘合性,能够通过在电介质层2上层叠电阻被膜1来实现作为树脂制材料的薄膜而形成的电阻被膜1与电介质层2的粘接。因此,不需要在电介质层2没有粘合性的情况下所必须的、将电阻被膜1与电介质层2贴合的工序(例如层压加工工序等),能够简化电磁波吸收片的制造,降低制造成本。需说明的是,有时通过在将电阻被膜1与电介质层2层叠的状态下适当层压,能够以更高的粘接力进行粘接。

此外,为了制成具有透光性的电磁波吸收片而使用导电网、导电格子材料作为电磁波屏蔽层3的情况下,也能够利用电介质层2所具有的粘合性将电磁波屏蔽层3在与电介质层2的背面侧密接的状态下配置。作为电介质层2所具有的粘合性,作为通过180°剥离粘合力测试方法测得的结果,优选为8~35n/25mm。粘合力为8n/25mm以下时,电介质层2与电磁波屏蔽层3容易剥离;如果为35n/mm以上,则粘合过强,重新粘贴时的可返工性下降,对电磁波吸收片的制造上的制约变大。

需说明的是,电介质层2可以由1种材料作为1层的构成形成,此外,还可以设为层叠2层以上同种、异种材料而成的构成。电介质层2的形成可以使用涂布法、加压成型法、挤出成型法等。

如上所述,本实施方式涉及的电磁波吸收片是使入射到电磁波吸收片的电磁波与被电磁波屏蔽层3反射的反射波的相位偏移1/2波长,由此入射波与反射波相互抵消从而吸收电磁波的电磁波干涉型(λ/4型)的电磁波吸收片。因此,电介质层的厚度(图1中的d)对应于想要吸收的电磁波的波长来确定。

需说明的是,d的值在电阻被膜1与电磁波屏蔽层3之间形成空间的情况下、即电介质层2由空气形成的情况下,d=λ/4成立;在由介电常数εr的材料形成电介质层2的情况下,d=λ/(4(√εr)),因此通过使用材料本身具有的介电常数大的材料作为构成电介质层2的材料,能够使电介质层2的厚度d的值减小1/√εr,能够减小电磁波吸收片整体的厚度。本实施方式涉及的电磁波吸收片具有挠性,因而构成电磁波吸收片的电介质层2、电磁波吸收片本身的厚度越小则越能容易地弯曲,是更优选的。此外,考虑到本实施方式涉及的电磁波吸收片大多介由后述的粘接层4等来粘贴在想要防止电磁波泄漏的部件上而使用,优选电磁波吸收片的厚度薄而容易贴合粘贴部分的形状,并且片材更加轻量化。

这样,本实施方式涉及的电磁波吸收片中,能够通过调整作为电介质层2使用的电介质的介电常数εr的值、电介质层2的厚度,从而以能够利用具有该电介质层2的电磁波吸收片吸收毫米波波段以上的高频波段的电磁波的方式进行控制。此外,通过电介质层2具有粘合性,能够将电阻被膜1与电介质层2、进一步将后述的电磁波屏蔽层3与电介质层2密合配置。电磁波干涉型的电磁波吸收片中,如果各层间存在间隙,则该间隙部分具有介电常数,电介质层2的介电常数偏离预定的值,产生所吸收的电磁波的频率发生变动这样的不良状况,但利用本实施方式的具有粘合性的电介质层,能够良好地避免发生那样的不良状况的事态。

[电磁波屏蔽层]

本实施方式涉及的电磁波吸收片的电磁波屏蔽层3隔着电介质层2配置在电磁波吸收片的电磁波入射面的相反侧(背面侧),是使贯穿电阻被膜1而入射的电磁波反射的部件。

同时,本实施方式的电磁波吸收片具有挠性和透光性,因而电磁波屏蔽层3需要至少具有在电阻被膜1和电介质层2弯曲时追随而弯曲的挠性、以及透光性。

作为能够应对这样的要求的电磁波屏蔽层3,可以采用由导电性纤维构成的导电网。作为一例,导电网可以通过使金属附着在用聚酯单丝织成的网上形成导电性而构成。作为金属,可以使用导电性高的铜、银等。此外,为了减少由覆盖网的表面的金属膜导致的反射而在金属膜的更外侧赋予黑色的防反射层的产品也已产品化。

此外,作为电磁波屏蔽层3,还可以使用直径数十至数百μm的细铜线等金属线纵横配置而成的导电格子。

需说明的是,为了确保挠性和透光性,上述网、导电格子构成的电磁波屏蔽层3只要能够实现作为电磁波屏蔽层所要求的表面电阻值,具有最低限度的厚度来构成即可。此外,导电网的纤维、导电格子的线受损或切断的情况下,难以实现期望的表面电阻值。因此,可以使用在导电格子的进一步背面侧形成由具有透光性的树脂构成的增强层和保护层、作为由导电性材料构成的电磁波反射部分和树脂制的膜部分的层叠体构成的电磁波屏蔽层3。

接下来,对电磁波屏蔽层的开口率与表面电阻值的关系进行验证。

图2是显示在验证中使用的电磁波屏蔽层的形状的模式图。

如图2所示,作为电磁波屏蔽层,假设金属线在纵向和横向延伸的格子状的金属网,计算改变金属线的间距p时的开口率,以及将作为导电部件的金属线形成的1个格子作为环并视为电感元件(线圈)而计算作为金属层的电导率。

更具体地,作为金属线,假设使用直径27μm的金属线。此时,电磁波屏蔽层的开口率根据间距p=线的直径l+线间的间隙s表示为下述式(1)。

[数1]

此外,将入射到板状电磁波屏蔽层的电磁波的衰减量作为屏蔽se并用db表示时,将金属板的输入输出阻抗设为z0、金属板的电导率设为σ(ω-1·m-1)、板的厚度设为d(m),表示为以下的式(2)。

[数2]

这里,将金属网的一个个方格视为线圈,将作为金属板的电阻值r=1/(σ·d)替换为jωl时,上述式(2)可以转换为以下的式(3)。

[数3]

这里,ω=2πl,因而电磁波的屏蔽se可以表示为以下的式(4)。

[数4]

改变构成金属网的线的间距p,求出开口率(式(1))和屏蔽se(式(4)),将结果示于表1。

[表1]

如表1所示,电磁波的频率为60~90ghz时,构成导电网的金属线的间隔(p)为250μm时,作为屏蔽se,能够确保相当于99%的衰减量的20db(20.2db)。此时,网的开口率为85%,考虑了金属线的弯曲的导电网的透过率为66%。需说明的是,如上述那样,本实施方式的电磁波吸收片中,电介质层中可以使用透过率高的透明光学粘合膜(oca),电磁波屏蔽层的透过率基本上直接成为电磁波吸收片的透过率。

构成导电网的金属线的间隔p为170μm时,开口率为75%,透过率为60%,屏蔽se为21.2db。为了制成具有透光性的电磁波吸收片,认为电磁波屏蔽层的全光线透过率需要为30%左右以上,用于实现该透过率的金属线的间隔p为50μm,此时的开口率为35%,表示电磁波的衰减量的屏蔽se为45.0db。

基于以上的研究结果,从电磁波屏蔽层3的电磁波屏蔽效果和电磁波屏蔽层3的光学特性出发,开口率为35~85%可以说是在使用导电网、导电格子的情况下的良好的条件。此外可以判断,作为电磁波屏蔽层3,为了获得良好的电磁波反射特性,表面电阻值为0.3ω/sq以下是优选的条件。

[粘接层]

本实施方式涉及的电磁波吸收片中,通过设置粘接层4,能够将作为电阻被膜1、电介质层2、电磁波屏蔽层3的层叠体的电磁波吸收片粘贴在容纳电气线路的壳体的内面、电气设备的内面或外面等所期望的位置。特别是,由于本实施方式的电磁波吸收片具有挠性,因此在弯曲的曲面上也能够容易地粘贴,通过在背面设置粘接层4,从而电磁波吸收片的操作容易性提高。

作为粘接层4,可以使用作为粘合胶带等的粘合层使用的公知材料、丙烯酸系粘合剂、橡胶系粘合剂、有机硅系粘合剂等。此外,为了调节对被粘物的粘合力、减少残胶,也可以使用增粘剂、交联剂。作为通过180°剥离粘合力测试方法得到的测定结果,对被粘物的粘合力优选为5n/10mm~12n/10mm。如果粘合力小于5n/10mm,则有时电磁波吸收片容易从被粘物剥落或偏移。此外,如果粘合力大于12n/10mm,则难以将电磁波吸收片从被粘物剥离。

此外,粘接层4的厚度优选为20μm~100μm。如果粘接层4的厚度比20μm薄,则粘合力变小,有时电磁波吸收片容易从被粘物剥落或偏移。如果粘接层4的厚度大于100μm,则难以将电磁波吸收片从被粘物剥离。此外,粘接层的凝集力小的情况下,在将电磁波吸收片剥离时,有时被粘物上会产生残胶。此外,成为使电磁波吸收片整体的挠性降低的要因。

需说明的是,作为本实施方式涉及的电磁波吸收片中使用的粘接层4,可以设为将电磁波吸收片不可剥离地粘贴在被粘物体上的粘接层4,并且也可以设为进行可剥离的粘贴的粘接层4。此外,如上所述,本实施方式涉及的电磁波吸收片中,设为具有粘接层4的构成不是必须的要件,可以使用以往一般的各种粘接方法将电磁波吸收片与所期望的部件进行粘接。

[保护层]

本实施方式涉及的电磁波吸收片中,可以在作为电阻被膜1表面的电磁波的入射面一侧设置保护层5。

本实施方式涉及的电磁波吸收片中,作为电阻被膜1使用的导电性有机高分子有时受空气中湿度的影响而其表面电阻值发生变化。因此,通过在电阻被膜1的表面设置保护层5,能够减小湿度的影响,能够有效地抑制阻抗匹配导致的电磁波的吸收特性下降。

本实施方式的电磁波吸收片中,作为保护层5,作为一例,可以使用厚度25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯,可以将其通过树脂材料粘接剂粘贴在电阻被膜1的表面而构成。

需说明的是,保护层5通过设为覆盖电阻被膜1的整个表面的膜,能够防止空气中的湿度对电阻被膜1的影响。作为树脂制的膜而形成的保护层5的表面电阻值的成分可认为是作为与层叠的电阻被膜1的表面电阻值的成分并联的成分而产生影响。因此认为,只要保护层5的厚度不会过厚,则对电磁波吸收片的输入阻抗带来的影响就极小。此外,对于作为电磁波吸收片的输入阻抗,还可以在考虑保护层5的表面电阻值的影响的基础上,将电阻被膜1的表面电阻值设定为更合适的数值。

作为保护层5的厚度,优选在能够保护电阻被膜1的范围内更薄的厚度。具体地,保护层5的厚度优选为150μm以下,更优选为100μm以下。如果保护层的厚度超过150μm,则存在电磁波的吸收性能下降、电磁波吸收量低于20db的情况。此外,电磁波吸收片整体的厚度变大,因而挠性下降。

[实施例]

以下,实际制作本实施方式涉及的电磁波吸收片,对各种特性进行测定,对结果进行说明。

<电磁波吸收片的制作>

使用以下记载的材料,作为本实施方式涉及的电磁波吸收片,制作电介质层使用有机硅oca的电磁波吸收片(片材1、片材4、片材5)、电介质层使用丙烯酸oca的电磁波吸收片(片材2)、电介质层使用聚氨酯oca的电磁波吸收片(片材3)。此外,作为比较例,制作电介质层使用pet的电磁波吸收片(比较例1)。

[电阻被膜]

添加、混合以下的成分,调制电阻被膜液

(1)导电性高分子分散体(pedot-pss)36.7份

(ph-1000(商品名,贺利氏株式会社制))

固体成分浓度1.2质量%

(2)pvdf分散液5.6份

latex32(商品名,阿科玛株式会社制)

固体成分浓度20质量%,溶剂水

(3)水溶性聚酯水溶液0.6份

plascoatz561(商品名,互应化学工业株式会社制)

固体成分浓度25质量%

(4)有机溶剂(二甲基亚砜)9.9份

(5)水溶性溶剂(乙醇)30.0份

(6)水17.2份。

实施例的电磁波吸收片(片材1~5)和比较例的电磁波吸收片的电阻被膜均为:在作为基材的聚对苯二甲酸乙二醇酯制片材(50μm厚)上,通过棒涂法以干燥后的厚度约为120nm的量涂布按上述组成制作的电阻被膜液,然后150℃加热5分钟成膜。这种情况下电阻被膜的表面电阻均为377ω/sq。

[电介质层]

作为实施例的电磁波吸收片的电介质层,使用以下的部件。此外,作为比较例1的电磁波吸收片,如下所述,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)树脂,除了电介质层以外,与片材1同样地操作而制作。

有机硅oca

mhmsi-500(商品名,日荣加工株式会社制)

厚度500μm粘合力10n/25mm介电常数3.0

丙烯酸oca

mhm-fwv(商品名,日荣加工株式会社制)

厚度500μm粘合力30n/25mm介电常数3.5

聚氨酯oca

freecrystal(商品名,坂东化学株式会社制)

厚度500μm粘合力25n/25mm介电常数2.3

比较例1

petu32(商品名,东丽株式会社制)

厚度500μm(250μm+250μm)。

[电磁波屏蔽层]

对于电磁波屏蔽层,在片材1~3中,作为电磁波屏蔽层1,使用世联株式会社制的导电网su-4x-13227(商品名,开口率75%)形成。此外,为了确认导电网的开口率的差别导致的特性变化,电介质层使用了有机硅oca的片材4中,使用世联株式会社制的导电网su-4x-9027(商品名,开口率82%)作为电磁波屏蔽层2。进一步,片材5中,使用世联株式会社制的导电网su-4x-27036(商品名,开口率38%)作为电磁波屏蔽层3。

需说明的是,作为比较例的电磁波吸收片的电磁波屏蔽层,使用上述开口率75%的电磁波屏蔽层1。

[片材的形成]

上述说明的实施例的电磁波吸收片1~5中,使用各电介质层具有的粘合力,首先将电阻被膜粘贴在电介质层上,进一步将作为电磁波屏蔽层的导电网粘贴在电介质层的与粘贴有电阻被膜的面相反侧的面上。需说明的是,对于作为比较例的使用pet作为电介质层的电磁波吸收片,使用厚度20μm的丙烯酸oca,将电阻被膜和电磁波屏蔽层粘贴在电介质层上。

[测定方法]

对于上述那样制作的实施例(片材1~5)和比较例的电磁波吸收片,测定全光线透过率和雾度值。

需说明的是,关于全光线透过率和雾度值,使用日本电色株式会社制的hazemeterndh2000(制品名),按照jisk7105来测定。光源使用lightc。

此外,电磁波吸收特性是与上述同样地,通过自由空间法,使用keycom株式会社制的自由区间测定装置和安立株式会社制的矢量网络分析仪ms4647b(商品名),将对各电磁波吸收片照射电磁波时的入射波与反射波的强度比分别作为电压值来掌握。

将测定结果示于以下的表2。

[表2]

如表2所示,电磁波屏蔽层使用开口率75%的导电网的电磁波吸收片的情况下,对于电介质层使用有机硅oca的电磁波吸收片1,全光线透过率为60%,雾度值为12;对于电介质层使用丙烯酸oca的电磁波吸收片2,全光线透过率为60%,雾度值为12;对于电介质层使用聚氨酯oca的电磁波吸收片3,全光线透过率为60%,雾度值为12。

相对于此,对于电磁波屏蔽层同样使用开口率75%的导电网、电介质层使用pet的比较例的电磁波吸收片,全光线透过率为59.9%,雾度值为21,因此可以确认,实施例的电磁波吸收片的光学特性均比比较例的电磁波吸收片的光学特性优异。

此外,对于电磁波屏蔽层使用开口率82%的导电网、电介质层使用有机硅oca的电磁波吸收片4,全光线透过率为66%,雾度值为7;能够确认:如果导电网的开口率从75%增加至82%,则全光线透过率、雾度值均变得更好,可得到能够获得形变、渗漏少的透射光像的电磁波吸收片。另一方面,对于电磁波屏蔽层使用开口率38%的导电网、电介质层使用有机硅oca的电磁波吸收片5,全光线透过率为30%,雾度值为40,虽然作为电磁波吸收特性得到了高的值,但在透光性的观点上可以说是允许范围的特性。

根据这些测定结果,作为本实施方式涉及的电磁波吸收片,设为具有透光性的电磁波吸收片的情况下,优选具有片材整体的全光线透过率为30%以上的透光性。此外,由导电网构成的电磁波屏蔽层的表面电阻值优选为0.3ω/sq以下。进一步,导电网的开口率优选为35~85%,基于实施例,更优选为38%~82%。

[挠性的确认]

接下来,对本实施方式涉及的电磁波吸收片的挠性进行确认。

将上述制作的电磁波吸收片1、电磁波吸收片2、电磁波吸收片3、电磁波吸收片4和电磁波吸收片5分别切成5×10cm的大小,测定作为初始值的表面电阻,确认到表面电阻值为377ω。

接下来,以电阻被膜朝外的方式覆盖在水平配置的直径10mm、8mm、6mm、4mm、2mm、0.5mm的6种粗细的铝制圆柱形棒(芯轴)上,在片材两端安装300g的砝码,维持30秒,在片材的中央部分弯曲的状态下将两端向下方拉伸。然后,再次测定各电磁波吸收片的表面电阻。

结果,上述电磁波吸收片1~电磁波吸收片5的任一者中,电阻被膜的表面电阻的值(377ω)均未发生变化,确认到即使用倍率100倍的显微镜来观察各片材的表面,表面也未产生裂纹等。

另一方面,作为挠性确认中的比较例,制作用透明导电膜(ito)形成电阻被膜,除此以外与片材1同样地操作而得的电磁波吸收片(比较例2的片材),在相同条件下进行确认,结果,虽然在铝制圆柱形棒的直径为10mm时未确认到表面电阻值的变化,但在铝制圆柱形棒的直径为6mm时,表面电阻值增加至约2倍,达到750ω/sq。进一步,在铝制圆柱形棒的直径小至2mm、0.5mm时,表面电阻值无限大,无法作为电阻被膜使用。

基于以上结果,可以说,作为本申请公开的电磁波吸收片具有的挠性,优选在上述使用铝制圆柱形棒的挠性试验中,试验结束后的表面电阻值的变化小于2倍,进一步优选为1.5倍以下。

此外,在由透明导电膜(ito)形成电阻被膜的挠性确认中的比较例的情况下,能够确认在卷绕于直径6mm的铝制圆柱形棒上的电磁波吸收片的表面产生了裂纹,在卷绕于直径0.5mm的铝制圆柱形棒上的电磁波吸收片的表面,能够确认到更多的裂纹。

由此能够确认,本实施方式涉及的电磁波吸收片中,通过在电阻被膜中使用导电性有机高分子,从而片材的挠性提高,即使在施加使片材以小的直径强烈地弯曲那样的负荷的情况下,也能够维持电磁波吸收特性。

如上述说明的那样,本实施方式涉及的电磁波吸收片通过由导电性有机高分子构成配置在吸收的电磁波入射一侧的表面上的电阻被膜1,从而即使在使电磁波吸收片强烈地弯曲的情况下也能够维持电磁波吸收特性。此外,通过使电阻被膜1、电介质层2、电磁波屏蔽层3均由具有透光性的部件构成,能够制成除了具有挠性以外还具有透光性的电磁波吸收片,例如能够合适地用于处于电磁波屏蔽状态的房间的窗帘等要求能够识别内部或外部情形的同时吸收不希望的电磁波而不使其透过的情况下。

进一步,通过电介质层2具有粘合性,能够容易地进行电阻被膜1与电介质层2的粘接、电介质层2与电磁波屏蔽层3的粘接。因此,在使用导电性高分子作为电阻被膜1、并且使用导电网、导电格子作为电磁波屏蔽层3的情况下,不需要以往为了与电介质层粘接所必须的层压工序等特别的粘接工序,能够降低电磁波吸收片的制造成本。

(关于其他构成例)

上述实施方式中例示了作为电磁波吸收片整体具有透光性,且全光线透过率为30%以上的例子来进行了说明。但作为本申请公开的电磁波吸收片,没有必要一定具有透光性。

在片材不要求透光性的情况下,可以使用不具有透光性的材料作为电阻被膜、电介质层、电磁波屏蔽层来形成电磁波吸收片,这种情况下,通过电介质层具有粘合性,也能够以低成本实现具有挠性、能够吸收毫米波波段以上的高频电磁波的电磁波干涉型的电磁波吸收片。

作为电磁波吸收片无需具有透光性的情况下,对构成电阻被膜的导电性有机高分子材料、适当添加掺杂物等的材料的选择余地扩大。此外,作为形成电介质层的材料,也可以选择氧化钛、聚偏二氟乙烯、聚酯树脂、玻璃、有机硅橡胶等电介质材料与各种具有粘合性的材料混合而成的材料。

进一步,作为电磁波屏蔽层,在不妨碍电阻被膜、电介质层所具有的挠性的范围内,可以适当选择在金属箔、树脂制基材表面蒸镀金属而形成的反射性片材等,而不是网、格子等具有透光性的形态。这种情况下,能够利用电介质层的粘合性,在电介质层的背面侧粘贴金属箔、金属蒸镀膜,使得电介质层与电磁波屏蔽层之间不产生间隙。

产业可利用性

本申请公开的电磁波吸收片能够稳定地吸收毫米波波段以上的高频波段的电磁波,作为具有挠性的低成本电磁波吸收片是有用的。

符号说明

1电阻被膜

2电介质层

3电磁波屏蔽层

4粘接层

5保护层。

再多了解一些
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