JP7798807B2 - 電波吸収体、および電波吸収体の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、不所望な電波を吸収する電波吸収体に関し、特に、いわゆる電波干渉型の電波吸収体であり、電波が入射する表面に抵抗皮膜を保護する保護層を備えた電波吸収体とその製造方法に関する。

電気回路などから外部へと放出される漏洩電波や、不所望に反射した電磁波の影響を回避するために、電波を吸収する電波吸収体が用いられている。

近年は、携帯電話などの移動体通信や無線ＬＡＮ、料金自動収受システム（ＥＴＣ）などで、数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数帯域を持つセンチメートル波、さらには、３０ギガヘルツから３００ギガヘルツの周波数を有するミリ波帯、ミリ波帯域を超えた高い周波数帯域の電波としてテラヘルツ（ＴＨｚ）帯域の周波数を有する電波を利用する技術の研究も進んでいる。

このような高い周波数の電波を利用する技術トレンドに対応して、不要な電波を吸収する電波吸収体に対しても、ミリ波帯域からそれ以上の高い周波数帯域の電波を吸収可能とするものへの要望がより強くなることが考えられる。

不要な電波の反射を抑えて吸収する電波吸収体としては、誘電体層の電波入射側表面に抵抗皮膜が設けられ、反対側の裏面には電波を反射する電波遮蔽層が設けられて、電波遮蔽層で反射して外部に放射される電波の位相を抵抗皮膜表面で反射する電波の位相から１／２波長分ずらすことで、電波吸収体から反射する電波を打ち消しあって吸収するいわゆる電波干渉型（λ／４型、反射型とも言う）のものが知られている。電波干渉型の電波吸収体は、磁性体粒子によって磁気的に電波を吸収するタイプの電波吸収体と比べて軽量であり、容易に製造することができるため低コスト化が可能という利点を有している。

発明者らは、薄型に形成された電波干渉型の電波吸収体である電波吸収シートとして、誘電体層の表面に形成される抵抗皮膜に導電性有機高分子膜を採用することで、所望する周波数帯域の電波を良好に吸収することができるとともに高い可撓性を備えた、取り扱いの容易な電波吸収シートを提案している（特許文献１参照）。

国際公開番号ＷＯ２０１８／０８８４９２号公報

一般に、電波吸収体や電波吸収シートでは、その使用環境や目的に応じて当該電波吸収体や電波吸収シートに吸収させる電波（以下、「吸収電波」と称する）の周波数が設定される。上述の電波干渉型の電波吸収シートの場合、誘電体層の厚さを上記吸収電波の周波数に基づいて算出された所定の厚さである基準厚さ（ｄst）とすることによって、電波吸収シートによる電波吸収特性のピークを吸収電波の周波数に一致させることができる。また、上記従来の電波吸収シートは、導電性有機高分子膜で抵抗皮膜を構成しているため、抵抗皮膜の表面が傷付いて表面抵抗値が変化してしまうことを抑えるために、抵抗皮膜の表面を保護する保護層を設けることが有効となる。

ところが、発明者らの検討の結果、誘電体層の厚さを吸収したい電波の周波数から求められた基準厚さｄstとした場合でも、抵抗皮膜の表面に保護層を設けた場合に電波吸収シートで吸収される電波吸収特性のピーク周波数が、設定されている吸収電波の周波数と異なることが確認された。このため、電波吸収シートにおける電波吸収特性の周波数のピークの値がずれると、所望する周波数の電波である吸収電波を十分に吸収できないという事態が生じる。

本開示は、上記従来の電波吸収シートの課題を解決し、いわゆる電波干渉型の電波吸収体において、抵抗皮膜の表面に抵抗皮膜を保護する保護層を形成した場合でも、吸収電波を良好に吸収することができる電波吸収体、およびこの電波吸収体の製造方法を実現することを目的とする。

上記課題を解決するため本願で開示する電波吸収体は、抵抗皮膜と誘電体層と電波遮蔽層とが順次積層されて形成された電波干渉型の電波吸収体であって、前記電波吸収体に吸収させる吸収電波がミリ波帯域以上の高周波数帯域の電波であり、前記抵抗皮膜上に保護層を備え、前記保護層は、誘電率が２以上２０以下、厚さが１０μｍ以上１５０μｍ以下であり、前記誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下であり、前記誘電体層の厚さが、前記吸収電波の周波数と前記誘電体層の誘電率とに応じて求められた基準厚さｄstよりも薄いことを特徴とする。

また、本願で開示する電波吸収体の製造方法は、抵抗皮膜と誘電体層と電波遮蔽層とが順次積層された、ミリ波帯域以上の高周波帯域の電波を吸収電波とする電波干渉型の電波吸収体の製造方法であって、前記抵抗皮膜上に、誘電率が２以上２０以下、厚さが１０μｍ以上１５０μｍ以下の保護層を備え、前記誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下であり、前記誘電体層の厚さを、前記吸収電波の周波数と前記誘電体層の誘電率とに応じて求められた基準厚さｄstよりも薄く設定して作製することを特徴とする。

本願で開示する電波吸収シートは、抵抗皮膜の表面に、誘電率が２以上２０以下、厚さが１０μｍ以上１５０μｍ以下の保護層を備え、誘電率が２以上８以下の誘電体層の厚さが、基準厚さｄstよりも薄い。このため、保護層による抵抗皮膜の保護作用を得ながら、所望する吸収電波を良好に吸収することができる。

また、本願で開示する電波吸収シートの製造方法は、誘電体層の厚さを吸収電波の周波数と誘電体層の誘電率とに応じて求められた基準厚さｄstよりも薄く設定して作製する。このため、抵抗皮膜を保護する保護層を備えると同時に、所望する吸収電波を良好に吸収する電波吸収体を製造することができる。

本実施形態にかかる電波吸収シートの構成を説明する断面図である。 電波吸収シートの厚さ減少率を求めるシミュレーションの原理を説明する図である。 周波数が２８．５ＧＨｚ以上１４０ＧＨｚ以下の場合の、吸収電波の周波数と誘電体層の厚さ減少率との関係を示す図である。 周波数が２００ＧＨｚ以上４１４ＧＨｚ以下の場合の、吸収電波の周波数と誘電体層の厚さ減少率との関係を示す図である。 周波数が２８．５ＧＨｚ以上６０ＧＨｚ以下の場合の、誘電体層の誘電率Ｄと誘電体層の厚さ減少率Ｔとの関係を示す図である。 周波数が６０ＧＨｚより大きく９０ＧＨｚ以下の場合の、誘電体層の誘電率Ｄと誘電体層の厚さ減少率Ｔとの関係を示す図である。 周波数が９０ＧＨｚより大きく１４０ＧＨｚ以下の場合の、誘電体層の誘電率Ｄと誘電体層の厚さ減少率Ｔとの関係を示す図である。 周波数が２００ＧＨｚ以上４１４ＧＨｚ以下の場合の、誘電体層の誘電率Ｄと誘電体層の厚さ減少率Ｔとの関係を示す図である。

本願で開示する電波吸収体は、抵抗皮膜と誘電体層と電波遮蔽層とが順次積層されて形成された電波干渉型の電波吸収体であって、前記電波吸収体に吸収させる吸収電波がミリ波帯域以上の高周波数帯域の電波であり、前記抵抗皮膜上に保護層を備え、前記保護層は、誘電率が２以上２０以下、厚さが１０μｍ以上１５０μｍ以下であり、前記誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下であり、前記誘電体層の厚さが、前記吸収電波の周波数と前記誘電体層の誘電率とに応じて求められた基準厚さｄstよりも薄く、下記１）～４）のいずれかの条件を満たす
１）前記吸収電波の周波数が２８．５ＧＨｚ以上６０ＧＨｚ以下の場合に、前記誘電体層の厚さの前記基準厚さｄstからの減少率Ｔの値が、前記誘電体層の誘電率Ｄに対して下記の（式１）で表される曲線と（式２）で表される曲線との間の値であり、前記電波吸収体により実際に吸収される電波の最大吸収周波数の、前記吸収電波の周波数からのずれが±５％以内である
（式１）Ｔｍａｘ＝－０．０２１×Ｄ²＋０．２６×Ｄ－１．３５
（式２）Ｔｍｉｎ＝－０．０００５×Ｄ²＋０．００５６×Ｄ－０．０１７
２）前記吸収電波の周波数が６０ＧＨｚより大きく９０ＧＨｚ以下の場合に、前記誘電体層の厚さの前記基準厚さｄstからの減少率Ｔの値が、前記誘電体層の誘電率Ｄに対して下記の（式３）で表される曲線と（式４）で表される曲線との間の値であり、前記電波吸収体により実際に吸収される電波の最大吸収周波数の、前記吸収電波の周波数からのずれが±５％以内である
（式３）Ｔｍａｘ＝－０．０１４×Ｄ²＋０．２０×Ｄ－１．３３
（式４）Ｔｍｉｎ＝－０．０００２×Ｄ²－０．００２９×Ｄ＋０．００８
３）前記吸収電波の周波数が９０ＧＨｚより大きく１４０ＧＨｚ以下の場合に、前記誘電体層の厚さの前記基準厚さｄstからの減少率Ｔの値が、前記誘電体層の誘電率Ｄに対して下記の（式５）で表される曲線と（式６）で表される曲線との間の値であり、前記電波吸収体により実際に吸収される電波の最大吸収周波数の、前記吸収電波の周波数からのずれが±５％以内である
（式５）Ｔｍａｘ＝－０．０１３×Ｄ²＋０．１９×Ｄ－１．３２
（式６）Ｔｍｉｎ＝－０．０００３×Ｄ²＋０．００１７×Ｄ－０．００２４
４）前記吸収電波の周波数が２００ＧＨｚ以上４１４ＧＨｚ以下の場合に、前記誘電体層の厚さの前記基準厚さｄstからの減少率Ｔの値が、前記誘電体層の誘電率Ｄに対して下記の（式７）で表される曲線と（式８）で表される曲線との間の値であり、前記電波吸収体により実際に吸収される電波の最大吸収周波数の、前記吸収電波の周波数からのずれが±５％以内である
（式７）Ｔｍａｘ＝－０．００６０×Ｄ²＋０．０９９×Ｄ－１．１３
（式８）Ｔｍｉｎ＝－０．０００１×Ｄ²＋８×１０^-5×Ｄ－０．０１７。

このようにすることで、本願で開示する電波吸収体は、保護層によって抵抗皮膜の耐候性や物理的な衝撃に対する耐性を向上できるとともに、吸収する電波の周波数が保護層によってシフトする影響を抑えて、吸収電波に対する良好な電波吸収特性を実現することができる。

なお、前記吸収周波数の電波に対する反射減衰量が１０ｄＢ以上であることが好ましい。

また、前記抵抗皮膜が導電性有機高分子膜で形成されていることが好ましい。また、前記抵抗皮膜がカーボンマイクロコイル、カーボンナノチューブ、グラフェンの少なくとも一つを含むことが好ましい。このようにすることで、抵抗皮膜を容易に形成することができるとともに、電波吸収体が変形した場合でもその表面抵抗値を維持することができる。

さらに、前記保護層、抵抗皮膜、誘電体層がいずれも透光性を有する部材で形成され、かつ、前記電波遮蔽層が金属メッシュにより構成されていて、電波吸収体全体の全光線透過率が３０％以上であることが好ましい。このようにすることで、電波吸収体を通してその向こう側を視認することができ、輻射電波を遮蔽する電波発生源や、外部からの電波から保護する被遮蔽機器の様子を容易に観察することができる。

さらにまた、前記電波遮蔽層の背面に接着層をさらに備えることが好ましい。このようにすることで、電波吸収体を所望の位置に容易に配置することができる。

また、前記保護層、前記抵抗皮膜、前記誘電体層、前記電波遮蔽層がいずれも薄膜状に作製され、全体として可撓性を有するシート状に形成されることが好ましい。このようにすることで、取り扱いのような電波吸収体を実現することができる。

本願で開示する電波吸収体の製造方法は、抵抗皮膜と誘電体層と電波遮蔽層とが順次積層された、ミリ波帯域以上の高周波帯域の電波を吸収電波とする電波干渉型の電波吸収体の製造方法であって、前記抵抗皮膜上に、誘電率が２以上２０以下、厚さが１０μｍ以上１５０μｍ以下の保護層を備え、前記誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下であり、前記誘電体層の厚さを、前記吸収電波の周波数と前記誘電体層の誘電率とに応じて求められた基準厚さｄstよりも薄く設定して作製する。

このようにすることで、本願で開示する電波吸収体の製造方法は、誘電体層により形成される保護層の影響により生じる吸収される電波の周波数シフトの影響を抑えて、吸収電波に対して良好な電波吸収特性を発揮する電波吸収体を容易に製造することができる。

以下、本願で開示する電波吸収体について、図面を参照して説明する。

ここでは、本願で開示する電波吸収体として、主面積に対して厚さが十分に小さくシートとして把握できる電波吸収シートを例示して説明する。このように、本願で開示する電波吸収体とは、その表面積と厚さとの関係でシートとして捉えられる電波吸収シートと、相対的に厚さが厚く全体がブロック形状として把握される電波吸収ブロックとを含む概念である。

なお、後述するように、電波干渉型の電波吸収体の誘電体層の厚さは吸収する電波の周波数の逆数に比例することから、吸収する電波の周波数がミリ波帯域以上の高い周波数の電波吸収体では誘電体層の厚さはそれほど厚くはならない。また、例えば、ノイズ源となる電子機器の表面に隙間無く配置する場合や、外殻を構成する筐体の内部に配置された電子機器を不所望な外部電波から保護する場合などの用途の場合、電波吸収体が一定以上の表面積を有していることが実用上有効である。このため、本願で開示する電波吸収体は、一定の表面積を有し厚さが小さいシート状の形態を採ることがより一般的であると考えられる。

（実施の形態）
図１は、本実施形態にかかる電波吸収シート（電波吸収体）の構成を示す断面図である。

なお、図１は、本実施形態にかかる電波吸収シートの構成を理解しやすくするために記載された図であり、図中に示された部材の大きさ、特に厚さに関しては現実に即して表されたものではない。

［電波吸収シートの全体構成］
本実施形態で例示する電波吸収シートは、抵抗皮膜１、誘電体層２、電波遮蔽層３がこの順に積層され、さらに抵抗皮膜１の電波が入射される側の表面、すなわち、抵抗皮膜１において誘電体層２が配置されている側とは反対側の面に保護層４が形成されている。なお、図１に例示する電波吸収シートでは、電波遮蔽層３の背面側、すなわち、電波遮蔽層３において誘電体層２が配置されている側とは反対側の表面に、接着層５が積層形成されている。

本実施形態にかかる電波吸収シートは、電波干渉型（λ／４型、反射型とも称される）であり、抵抗皮膜１側から誘電体層２に入射した電波１１が、誘電体層２の背面側に配置されている電波遮蔽層３との界面で反射されて、反射波１３として再び外部へと放出される。このとき、誘電体層２の厚さｄを入射した電波の波長λの１／４とする（ｄ＝λ／４）ことで、電波吸収シートの表面で反射した一次反射波１２と電波遮蔽層３の表面で反射した二次反射波１３との位相が半波長（１８０°）分ずれることで打ち消しあって、見かけ上電波吸収シートによって電波が吸収されたようになる。なお、図１に点線で示す三次反射波、四次反射波以降の高次の反射波は、それぞれ一次反射波、二次反射波と同位相であるために重畳されるが、エネルギーが小さいため影響は少ない。

ここで、ｄ＝λ／４となるのは、誘電体層２として誘電率ε＝１の物質が用いられる場合であり、誘電体層２に用いられる誘電体の誘電率がε_rである場合には、ｄ＝λ／（４（ε_r）^-1/2）となって誘電体層２の厚さｄを、１／（ε_r）^-1/2だけ薄くすることができる。誘電体層２を薄く形成することで、電波吸収シート全体の薄型化を実現でき、電波吸収シートの低コスト化が図れ、さらには可撓性を有する電波吸収シートや弾性を有する電波吸収シートをより容易に実現することができるようになる。

一方で上述した電波干渉型の電波吸収体における電波吸収の原理から、電波干渉型の電波吸収体では誘電体層２の厚さｄを、その誘電率ε_rを踏まえて当該電波吸収体で吸収させたい電波である吸収電波の周波数から求められた理想的な厚さである基準厚さｄstとすることが重要となる。

誘電体層２の背面側に積層して形成される電波遮蔽層３は、誘電体層２との境界面である誘電体層２側の表面で、入射してきた電波を反射する層である。このため、電波遮蔽層３は、反射層と称されることもある。

本実施形態にかかる電波干渉型の電波吸収シートにおける電波吸収の原理から、電波遮蔽層３は電波を反射する反射層として機能すれば良く、金属板で形成された金属層として容易に実現可能である。なお、取り扱いを容易とするためにシートとして電波吸収体が可撓性を有するようにするためには、電波遮蔽層３として金属箔や、樹脂などの非金属製材料からなる薄膜上に金属材料を蒸着して形成された金属薄膜を用いることがより好ましい。

また、抵抗皮膜、誘電体層、後述する保護層を、光を透過させる材料で構成して電波吸収シート全体として所定の透光性（一例として実用上有効と考えられる全光線透過率３０％以上）を有する構成とする場合には、電波遮蔽層３にも透光性を備えさせるために、電波遮蔽層３を金属ワイヤや導電性部材がコーティングされた導電性繊維により形成された導電性メッシュで形成することが好ましい。

電波干渉型の電波吸収シートにおいて、抵抗皮膜１は、誘電体層２の前面側である吸収する電波が入射する側において、電波吸収シートと空気との間のインピーダンス整合を行う。

空気中を伝搬してきた電波が電波吸収シートに入射する際、電波吸収シートの入力インピーダンス値が空気のインピーダンス値と異なる値であると、このインピーダンスの差によって電波吸収シートに入射する電波の反射量が大きくなって、電波吸収シートの電波吸収特性を低下させることとなる。このため、電波吸収シートの入力インピーダンスを空気のインピーダンス（正確には真空のインピーダンス値）と等しい３７７Ωとして、電波吸収シートへの電波の入射時に、誘電体層と抵抗皮膜との界面で電波の反射・散乱が生じて電波吸収特性が低下することを防ぐことが重要となる。

本実施形態の電波吸収シートでは、抵抗皮膜１を導電性有機高分子の膜として形成することで、電波吸収シートとしての可撓性を確保するとともに、電波吸収シートが強く折り曲げられた場合でも抵抗皮膜１のひび割れなどが生じず、表面抵抗値が変化せずに良好なインピーダンス整合を維持することができる。なお、抵抗皮膜１を導電性有機高分子膜とすることは本願で開示する電波吸収シートにおいて必須ではなく、電波吸収シートの厚さが厚い場合や、電波吸収シートの使用場所が平坦な面である場合など、電波吸収シートに可撓性が求められない場合には、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの金属酸化物、金属窒化物ないしはこれらの混合体を、イオンプレーティング法、蒸着法、スパッタリング法などによって形成する、従来の硬質の抵抗皮膜１を採用することができる。

保護層４は、抵抗皮膜１の表面、すなわち、電波吸収シートにおいて電波が入射する側の最表面に形成され、抵抗皮膜１を保護する部材である。電波吸収シートの抵抗皮膜１は、表面に水分が付着するとその表面抵抗値が変化する場合がある。また、特に、抵抗皮膜１として導電性有機高分子膜を採用した場合は、表面に尖った部材が接触した場合や硬い材質のもので擦られた場合に傷がついてしまい、やはり抵抗皮膜１の表面抵抗値が変化してしまうおそれがある。このため、抵抗皮膜１の表面を保護層４で覆うことで、抵抗皮膜１を保護して、インピーダンス整合状態を維持することが重要である。

一方、発明者らの検討の結果、保護層を設けた場合と保護層を設けていない場合において、電波吸収体に吸収される電波のピーク波長が変化することが確認された。上述したように、電波干渉型の電波吸収体において良好な電波吸収特性を得る上では、吸収させたい電波である吸収電波の周波数に合わせて求められた所定の基準厚さｄstに誘電体層２の厚さを合わせることが重要となる。しかし、製造条件を調整して誘電体層２の厚さを基準厚さｄstに一致させることができたとしても、保護層４を設けたことで吸収される電波のピーク波長がずれてしまっていては、良好な電波吸収特性を備えた電波吸収体を得ることはできない。

そこで、本願で開示する電波吸収体では、誘電体層２の厚さを基準厚さｄstから所定の量だけ小さく（厚さを薄く）することにより、保護層４による電波吸収体が吸収する電波のピーク周波数が変化することをキャンセル(打消)し、所定の周波数の電波を良好に吸収できるようにした。保護層４を設けた場合の誘電体層２の好ましい厚さについては、後に詳述する。

接着層５は、電波吸収シートを所定の場所に容易に貼り付けることができるように、電波遮蔽層３の背面側に形成される層である。接着層５は、粘着性の樹脂ペーストを塗布することで容易に形成できる。

なお、接着層５は、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて必須の部材ではない。電波吸収シートを所定の場所に配置するに当たっては、電波吸収シートが貼り付けられる部材側に接着のための部材が配置されていてもよく、また、電波吸収シートを所定の場所に配置する際に、電波吸収シートと配置場所との間に接着剤を供給する、または、両面テープを用いるなどの接着方法を採用することができる。

［各部材の詳細について］
次に、本実施形態にかかる電波吸収シートとして、抵抗皮膜を導電性有機高分子で形成して、全体として可撓性を有するようにした電波吸収シートを構成する各部材について詳述する。

＜抵抗皮膜＞
本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、抵抗皮膜は、導電性有機高分子で構成される。

導電性有機高分子としては、共役導電性有機高分子が用いられ、ポリチオフェンやその誘導体、ポリピロールやその誘導体を用いることが好ましい。

本実施形態にかかる電波吸収シートの抵抗皮膜に用いられることが好適なポリチオフェン系導電性高分子の具体例としては、ポリ（チオフェン）、ポリ（３－メチルチオフェン）、ポリ（３－エチルチオフェン）、ポリ（３－プロピルチオフェン）、ポリ（３－ブチルチオフェン）、ポリ（３－ヘキシルチオフェン）、ポリ（３－ヘプチルチオフェン）、ポリ（３－オクチルチオフェン）、ポリ（３－デシルチオフェン）、ポリ（３－ドデシルチオフェン）、ポリ（３－オクタデシルチオフェン）、ポリ（３－ブロモチオフェン）、ポリ（３－クロロチオフェン）、ポリ（３－ヨードチオフェン）、ポリ（３－シアノチオフェン）、ポリ（３－フェニルチオフェン）、ポリ（３，４－ジメチルチオフェン）、ポリ（３，４－ジブチルチオフェン）、ポリ（３－ヒドロキシチオフェン）、ポリ（３－メトキシチオフェン）、ポリ（３－エトキシチオフェン）、ポリ（３－ブトキシチオフェン）、ポリ（３－ヘキシルオキシチオフェン）、ポリ（３－ヘプチルオキシチオフェン）、ポリ（３－オクチルオキシチオフェン）、ポリ（３－デシルオキシチオフェン）、ポリ（３－ドデシルオキシチオフェン）、ポリ（３－オクタデシルオキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジヒドロキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジメトキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジエトキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジプロポキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジブトキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジヘキシルオキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジヘプチルオキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジオクチルオキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジデシルオキシチオフェン）、ポリ（３，４－ジドデシルオキシチオフェン）、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３，４－プロピレンジオキシチオフェン）、ポリ（３，４－ブテンジオキシチオフェン）、ポリ（３－メチル－４－メトキシチオフェン）、ポリ（３－メチル－４－エトキシチオフェン）、ポリ（３－カルボキシチオフェン）、ポリ（３－メチル－４－カルボキシチオフェン）、ポリ（３－メチル－４－カルボキシエチルチオフェン）、ポリ（３－メチル－４－カルボキシブチルチオフェン）等が挙げられる。

また、抵抗皮膜に用いられることが好適なポリピロール系導電性高分子の具体例としては、ポリピロール、ポリ（Ｎ－メチルピロール）、ポリ（３－メチルピロール）、ポリ（３－エチルピロール）、ポリ（３－ｎ－プロピルピロール）、ポリ（３－ブチルピロール）、ポリ（３－オクチルピロール）、ポリ（３－デシルピロール）、ポリ（３－ドデシルピロール）、ポリ（３，４－ジメチルピロール）、ポリ（３，４－ジブチルピロール）、ポリ（３－カルボキシピロール）、ポリ（３－メチル－４－カルボキシピロール）、ポリ（３－メチル－４－カルボキシエチルピロール）、ポリ（３－メチル－４－カルボキシブチルピロール）、ポリ（３－ヒドロキシピロール）、ポリ（３－メトキシピロール）、ポリ（３－エトキシピロール）、ポリ（３－ブトキシピロール）、ポリ（３－ヘキシルオキシピロール）、ポリ（３－メチル－４－ヘキシルオキシピロール）、ポリ（３－メチル－４－ヘキシルオキシピロール）等が挙げられる。

この他にも、抵抗皮膜としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子を使用することができ、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、および、これらの共重合体等を用いることができる。

なお、抵抗皮膜に用いられる導電性有機高分子として、ポリアニオンをカウンターアニオンとして用いることができる。ポリアニオンとしては特に限定されないが、上述した抵抗皮膜１に用いられる共役導電性有機高分子に、化学酸化ドープを生じさせることができるアニオン基を含有するものが好ましい。このようなアニオン基としては、例えば、一般式－Ｏ－ＳＯ₃Ｘ、－Ｏ－ＰＯ（ＯＸ）₂、－ＣＯＯＸ、－ＳＯ₃Ｘで表される基等（各式中、Ｘは水素原子またはアルカリ金属原子を示す。）が挙げられ、中でも、共役導電性有機高分子へのドープ効果に優れることから、－ＳＯ₃Ｘ、および、－Ｏ－ＳＯ₃Ｘで表される基が特に好ましい。

上記導電性有機高分子は、１種を単独で使用してもよいし２種以上を併用してもよい。上記例示した材料の中でも、透明性と導電性とがより高くなることから、ポリピロール、ポリ（３－メトキシチオフェン）、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（２－アニリンスルホン酸）、ポリ（３－アニリンスルホン酸）から選ばれる１種または２種からなる重合体が好ましい。

特に、共役系の導電性有機高分子とポリアニオンの組み合わせとしては、ポリ（３、４－エチレンジオキシチオフェン：ＰＥＤＯＴ）と、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）を用いることが好ましい。

また、本実施形態にかかる電波吸収シートの抵抗皮膜においては、導電性有機高分子の電気伝導度を制御して、電波吸収シートの入力インピーダンスを空気中のインピーダンス値と整合させるために、ドーパントを併用することができる。ドーパントとしては、ヨウ素、塩素等のハロゲン類、ＢＦ₃、ＰＦ₅等のルイス酸類、硝酸、硫酸等のプロトン酸類や、遷移金属、アルカリ金属、アミノ酸、核酸、界面活性剤、色素、クロラニル、テトラシアノエチレン、ＴＣＮＱ等が使用できる。抵抗皮膜の表面抵抗値は、導電性有機高分子とドーパントとの配合割合によって調整することができる。導電性有機高分子とドーパントとの好ましい配合割合は、一例として質量比で導電性高分子：ドーパント＝１：２～１：４とすることができる。

さらに、抵抗皮膜を形成する材料としては、他にポリフッ化ビニリデン、水溶性ポリエステルを含むことが好ましい。これらを含むことで、抵抗皮膜の耐候性が向上するため、抵抗皮膜の表面抵抗値の経時的な変化を抑えることができ、抵抗皮膜を保護する保護層の材料や厚さの設計裕度を広げることができる。

ポリフッ化ビニリデンは、導電性有機高分子をコーティングする際の組成物に加えることで、導電性有機高分子膜の中でバインダーとしての機能を果たし、成膜性を向上させるとともに基材との密着性を高めることができる。

また、水溶性ポリエステルは導電性高分子との相溶性が高いため、抵抗皮膜を形成する導電性有機高分子のコーティング組成物に水溶性ポリエステルを加えることで抵抗皮膜１内において導電性高分子を固定化させ、より均質な皮膜を形成することができる。この結果、水溶性ポリエステルを用いることで、より厳しい高温高湿環境下におかれた場合でも表面抵抗値の変化が小さくすることができる。

抵抗皮膜における導電性有機高分子の含有量は、抵抗皮膜組成物に含まれる固形分の全質量に対して、１０質量％以上３５質量％以下であることが好ましい。含有量が１０質量％を下回ると、抵抗皮膜の導電性が低下する傾向にある。このため、インピーダンス整合をとるために抵抗皮膜の表面電気抵抗値を所定の範囲とした結果、抵抗皮膜の膜厚が大きくなることによって、電波吸収シート全体が厚くなったり光学特性が低下したりする傾向がある。一方、含有量が３５質量％を超えると、導電性有機高分子の構造に起因して抵抗皮膜をコーティングする際の塗布適正が低下して、良好な抵抗皮膜を形成しづらくなり、抵抗皮膜のヘイズが上昇して、やはり光学特性が低下する傾向にある。

また抵抗皮膜がカーボンマイクロコイル、カーボンナノチューブ、グラフェン等のカーボン材料を含む構成でも良い。

カーボンマイクロコイルは、主としてアセチレンの触媒活性化熱分解法によって得られる一種の気相成長カーボンファイバーであり、コイル径がミクロンオーダーの３Ｄ－ヘリカル／らせん構造をなしている材料である。コイル径は１～１０μｍであり、該コイルを形成するカーボンファイバー径は０．１～１μｍであり、コイルの長さは１～１０ｍｍであることが好ましい。

カーボンナノチューブは、具体的には例えばアーク放電法、レーザー蒸発法、熱分解法等の気相成長法によって得ることができる。本実施形態にかかる電波吸収シートの抵抗皮膜として用いられるカーボンナノチューブとしては、単層および多層のいずれであってもよい。

グラフェンは、例えば剥離転写法、ＳｉＣ熱分解法、化学気相成長法、カーボンナナノチューブを切開する方法等によって得ることができる。本実施形態にかかる電波吸収シートの抵抗皮膜として用いられるグラフェンとしては、所望するアスペクト比を容易に得られること、および、電磁波吸収シートにおける配向性の観点から、鱗片形状の紛体状グラフェンを用いることが好ましい。

なお、上記したカーボン材料を分散させる樹脂としては、水溶性ポリエステル樹脂を用いることができる。

なお、抵抗皮膜は、上述のように抵抗皮膜の形成用塗料としてのコーティング組成物を基材の上に塗布して乾燥することにより形成することができる。

抵抗皮膜形成用塗料を基材の上に塗布する方法としては、例えば、バーコート法、リバース法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、ダイコート法、ディッピング法、スピンコート法、スリットコート法、スプレーコート法等の塗布方法を用いることができる。塗布後の乾燥は、抵抗皮膜形成用塗料の溶媒成分が蒸発する条件であればよく、１００～１５０℃で５～６０分間行うことが好ましい。溶媒が抵抗皮膜に残っていると強度が劣る傾向にある。乾燥方法としては、例えば、熱風乾燥法、加熱乾燥法、真空乾燥法、自然乾燥等により行うことができる。また、必要に応じて、塗膜にＵＶ光（紫外線）やＥＢ（電子線）を照射して塗膜を硬化させることで抵抗皮膜を形成してもよい。

なお、抵抗皮膜を形成するために用いられる基材としては特に限定されないが、透明性を有する透明基材が好ましい。このような透明基材の材質としては、例えば、樹脂、ゴム、ガラス、セラミックス等の種々のものが使用できる。

＜誘電体層＞
本実施形態にかかる電波吸収シートの誘電体層は、酸化チタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ガラス、シリコーンゴムなどの誘電体で形成することができる。なお、誘電体層は、１種の材料で１層の構成として形成することができ、また、同種、異種の材料を２層以上積層した構成とすることもできる。誘電体層の形成には、塗布法やプレス成型法、押出成型法などを用いることができる。

上述のように、本実施形態にかかる電波吸収シートは、電波吸収シートに入射した電波と電波遮蔽層で反射された反射波との位相を１／２波長ずらすことで、入射波と反射波とが打ち消し合って電波を吸収する電波干渉型（λ／４型）の電波吸収シートである。このため、誘電体層の厚さ（図１におけるｄ）は、吸収しようとする電波の波長に対応して定められる。

なお、ｄの値は、抵抗皮膜と電波遮蔽層との間が空間となっている場合、すなわち、誘電体層が空気で形成されている場合は、ｄ＝λ／４が成り立つが、誘電体層を誘電率εｒの材料で形成した場合には、ｄ＝λ／４（εｒ）^-1/2となる。このことは、本実施形態にかかる電波吸収シートとして可撓性を有するものとする場合には、誘電体層が薄くなって電波吸収シート全体の厚さが薄くなり、容易に湾曲させることができてより好ましい。また、本実施形態にかかる電波吸収シートが、後述する接着層などを用いて電波漏洩を防ぎたい部材に貼着して使用されることが多いことを考慮すると、電波吸収シートの厚さが薄く容易に貼着部分の形状に沿うこと、また、シートがより軽量化されていることが好ましい。

本実施形態にかかる電波吸収シートの誘電体層の厚さは、誘電体層の誘電率εｒによって吸収する電波の周波数λを基準として求められた設計上の厚さ（基準厚さ）ｄst（＝λ／４（εｒ）^-1/2）よりも薄い厚さに作製される。この基準厚さからの厚さの減少率は、電波吸収シートで吸収したい電波の周波数に応じて、その範囲が定められる。誘電体層の厚さの減少率については、後に詳述する。

＜電波遮蔽層＞
本実施形態にかかる電波吸収シートの電波遮蔽層は、誘電体層を介して電波吸収シートの反対側に配置された、抵抗皮膜側から入射した電波を反射させる部材である。

電波吸収シートとして可撓性を有するようにするために、電波遮蔽層を構成する材料としては金属箔が好ましく、銅箔、アルミ箔、金箔などの各種の金属箔を用いることができる。これらの中でも、コストと空気中での酸化の影響を考慮すると、電波遮蔽層としてアルミ箔を用いることが好ましい。電波遮蔽層を形成するアルミ箔などの金属箔は、金属材料を圧延することで容易に実現できる。また、非金属製材料の表面に金属を蒸着した蒸着膜で電波遮蔽層を形成する場合には、従来各種蒸着膜の形成に用いられている蒸着方法を、蒸着する金属材料と基材となる樹脂などの非金属性材料の耐熱温度などとを考慮して適宜選択することが好ましい。

電波遮蔽層の厚さは、可撓性を有する電波吸収シートとする場合としてアルミ箔を用いた場合には、１μｍ～２０μｍであることが好ましい。

また、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、誘電体層の抵抗皮膜が形成されている側とは反対側の表面に直接金属材料の蒸着膜を形成することで、電波遮蔽層を金属などの導電性材料の蒸着膜のみで形成することができる。誘電体層の背面側に金属蒸着膜を形成した場合には、誘電体層と電波遮蔽層とを別々に形成してこれを密着配置させる場合と比較して、誘電体層と電波遮蔽層との間に間隙が生じない。このため、誘電体層を貫通した電波を誘電体層の背面側表面の位置で反射させることができ、誘電体層の厚さｄによって吸収される電波の周波数を正確に制御することができる。

一方で、電波遮蔽層に金属箔を用いる場合と比較して、蒸着膜を用いる場合には、蒸着膜における導電性材料の密度を均一に、かつ十分に形成する必要がある。発明者らの検討結果によれば、電波遮蔽層の表面抵抗値は１×１０^-1Ω／ｓｑ以下となるようにすることが好ましく、金属蒸着膜の厚さを十分に制御して表面抵抗値を所望する値以下とすることが好ましい。

また、電波吸収シートとして可撓性とともに透光性を有するようにするためには、電波遮蔽層として、導電性の繊維により構成された導電性メッシュが採用できる。導電性メッシュは、一例としてポリエステルモノフィラメントで織ったメッシュに金属を付着させて導電性とすることで構成できる。金属としては、導電性の高い銅、銀などを用いることができる。また、メッシュの表面を覆う金属膜による反射を低減するために、金属膜のさらに外側に黒色の反射防止層を付与したものも製品化されている。

電波遮蔽層としては、他にも、直径が数十から数百μｍの細い銅線などの金属線が、縦横に配置された導電性格子を用いることができる。

なお、上述のメッシュや導電性格子により電波遮蔽層を構成した場合には、可撓性と透光性とを確保するために、電波遮蔽層として求められる表面抵抗値を実現できる限りにおいて、最低限の厚さを有して構成されることとなる。

メッシュや導電性格子として形成される電波遮蔽層の開口率は、透光性を確保する観点からはより大きい方が、電波遮蔽層としてその表面で電波を確実に反射して電波吸収シートとしての電波吸収特性を高くする観点からはより小さい方が好ましい。発明者らの検討によると、開口率が３５％以上８５％以下であることが好ましく、開口率が３５％以上７５％以下であることがより好ましい。

＜保護層＞
本実施形態にかかる電波吸収シートでは、抵抗皮膜の表面である電波の入射面側に保護層が設けられている。

保護層を設けることで、抵抗皮膜として用いられている導電性有機高分子やカーボン材料が空気中の湿度の影響を受けてその表面抵抗値が変化することや、抵抗皮膜である導電性有機高分子膜が物理的に傷つけられてしまうことを効果的に防止することができる。

本実施形態の電波吸収シートの保護層としては、一例として、ポリエステルフィルムであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の膜を用いることができ、例えば、表面被膜である導電性有機高分子膜上に所定の厚さでＰＥＴ膜を塗布、乾燥することによって、表面被膜上に形成された保護層を得ることができる。また、他の所定の下地膜上にＰＥＴ膜を等乾燥してポリエチレンテレフタレートの薄膜を形成し、これを下地膜から剥がして、抵抗皮膜の表面に貼り付けることによって、表面皮膜上に保護層を積層することができる。

本実施形態にかかる電波吸収シートとして利用可能な保護層としては、上述したポリエチレンテレフタレート以外にも、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン－２，６－ナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリエステルフィルムが使用できる。また、その他にもポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン－１、およびポリ－４－メチルペンテン、ならびにこれらの共重合体などのポリオレフィン、ポリ塩化ビニルを用いることができる。なお、膜の透明性と抵抗被膜を保護する保護機能の高さ、可撓性の観点からポリエチレンテレフタレートが好ましい。

また、形成される保護層の膜厚は、１０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。保護層の膜厚が１０μｍより薄いと、抵抗皮膜の表面を保護する保護機能が十分に果たせない可能性がある。保護層の厚さとして１５０μｍあれば必要十分であり、１５０μｍよりも厚い保護層を有する場合には、保護層によって電波吸収シートの可撓性が制限される弊害が生じる。また、保護層の厚さが必要以上に厚い場合には、抵抗皮膜の表面に保護層を積層・貼着する工程が大がかりなものとなる懸念があり、製造の容易性や製造コストの観点からも、必要以上に厚い保護層は好ましくないと考えられる。

＜接着層＞
本実施形態にかかる電波吸収シートを所定の位置に容易に配置できるように、電波遮蔽層の背面に形成される接着層としては、粘着テープなどの粘着層として利用される公知の材料、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等を用いることができる。また被着体に対する粘着力の調節、糊残りの低減のために、粘着付与剤や架橋剤を用いることができる。被着体に対する粘着力は５Ｎ／１０ｍｍ～１２Ｎ／１０ｍｍが好ましい。粘着力が５Ｎ／１０ｍｍより小さいと、電波吸収シートが被着体から容易に剥がれてしまったり、ずれてしまったりすることがある。また、粘着力が１２Ｎ／１０ｍｍより大きいと、電波吸収シートを被着体から剥離しにくくなる。

また接着層の厚さは、２０μｍ～１００μｍが好ましい。接着層の厚さが２０μｍより薄いと、粘着力が小さくなり、電波吸収シートが被着体から容易に剥がれたり、ずれたりすることがある。接着層の厚さが１００μｍより大きいと、電波吸収シートを被着体から剥離しにくくなる。また接着層の凝集力が小さい場合は、電波吸収シートを剥離した場合、被着体に糊残りが生じる場合がある。また、電波吸収シート全体としての可撓性を低下させる要因となる。

なお、本実施形態にかかる電波吸収シートに用いられる接着層としては、電波吸収シートを被着物体に剥離不可能に貼着する接着層とすることができるとともに、剥離可能な貼着を行う接着層とすることもできる。また、前述のように、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、接着層を備えた構成とすることは必須の要件ではなく、電波吸収シートを所望する部材に対して、従来一般的な各種の接着方法を用いて接着することができる。

（実施例）
以下、本実施形態にかかる電波吸収シートについて、各種の検討を行った検討結果について説明する。

［保護層を形成したことによる誘電体層の厚さ減少率について］
上述のように、本実施形態にかかる電波吸収シートでは、抵抗皮膜１の表面に保護層４が形成されている。そして、保護層４が形成されることにより生じる電波吸収シートで吸収される電波のピーク周波数シフトに対応して、誘電体層２の厚さを、電波吸収シートにより吸収させる吸収電波の周波数から求めた基準厚さｄstから低減することで、保護層４による電波吸収体が吸収する電波のピーク周波数が変化することをキャンセル(打消)し、保護層４が形成されている電波吸収シートとして所望の周波数の電波を良好に吸収させるものである。以下、この誘電体層２の厚さを低減する度合いである厚さ減少率について説明する。なお、以下、本明細書では、誘電体層２の厚さを減少させる度合いである厚さ減少率を、Ｔとして表すこととする。厚さ減少率Ｔは、基準厚さｄstからの誘電体層２の厚さの低減度合いを％表示の負の数値で表したものであるため、Ｔの値の絶対値が大きいことは結果として誘電体層２の厚さがより薄いことを、Ｔの値の絶対値が小さいことは誘電体層２の厚さがより厚いことを示している。

発明者らは、保護層４を設けたことにより生じる吸収電波の周波数ピークシフトは、誘電体により形成された保護層４が抵抗皮膜３に積層されていることで、入射する電波が保護層４を透過する際にその誘電率と厚さの影響を受けることによって生じると考えた。そこで、保護層４と誘電体層２との２つの誘電体の層を有する電波吸収シートにおいて、ミリ波帯域以上の周波数の電波の吸収割合を求め、所定の周波数の電波を吸収する上での適切な誘電体層２の厚さを求めるシミュレーションを行い、保護層４を考慮しない場合の誘電体層２の好ましい厚さである基準厚さｄstに対する減少度合いである厚さ減少率Ｔを算出した。

＜シミュレーションの詳細＞
シミュレーションは、電波をＺ（軸）正方向とＺ（軸）負方向に伝搬する平面波と考え、この平面波が誘電率ε、透磁率μの均一な媒体中を伝播するときの伝搬定数をγ、波動インピーダンスをＺとして行った。なお、Ｚ正方向に伝搬する波とＺ負方向に伝搬する波との両方が同時に存在するとし、Ｚ方向における各位置の電磁界は電界成分と磁界成分との合成であるとした。

このとき、Ｚ＝ｄにおける平面波の電界成分をＥ₁、磁界成分をＨ₁、Ｚ＝０における平面波の電界成分をＥ₂、磁界成分をＨ₂とすると、基礎行列式（１）は以下のようになる。

図２は、本実施形態で使用したシミュレーションにおける概念を説明する図である。図２（ａ）は、平面波が厚さｄの媒質に入射している状態を示し、図２（ｂ）は、抵抗皮膜の上に誘電体からなる保護層が形成された電波吸収シートの等価回路を示している。

図２（ａ）に示すように、本実施形態で使用したシミュレーションでは、図中左側から厚さｄの媒質に電波が入射（入射波）し、その一部が媒質を透過（透過波）する状態を扱う。また、媒質への入射面で反射される反射波も考慮する。

なお、媒質の入射面側（図２（ａ）の左側面）をＺ＝０、通過した電波の出射面側（図２（ａ）の右側面）をＺ＝ｄと考えることができ、入射面側（Ｚ＝０側）での電界をＥ₂、磁界をＨ₂、また、出射面側（Ｚ＝ｄ側）での電界をＥ₁、磁界をＨ₁とすると、媒質領域は上記の基礎行列式（１）に基づいて、以下の式（２）に示す行列として示すことができる。なお、図２（ａ）に示すように、入射面側では電界、と磁界とが入射波と反射波との和であり、出射面側の電界と磁界は透過波のものとなる。

このとき、媒質の入射面側から見た入力インピーダンスＺ_inは、Ｅ₁＝Ｚ₀＊Ｈ₁を用いて、以下の式（３）で表すことができる。また、真空のインピーダンス（空気中も同じと考えられる）Ｚ₀は、真空中の誘電率ε₀と透磁率μ₀とを用いて下記の式（４）となる。

本実施形態にかかる電波吸収シートの構成は、図１に示したように、電波の入射面側から、誘電体により形成された保護層４、抵抗層である抵抗皮膜１、誘電体層２、金属層として把握できる電波遮蔽層３が順次積層されたものである。図２（ｂ）は、この電波吸収シートの構成を等価回路として示したものである。

このときの電波吸収シート全体としての入力インピーダンスは、式（５）で表される。なお、保護層４は、Ａｈ、Ｂｈ、Ｃｈ、Ｄｈを使った行列式で表している。

よって、電波吸収シート全体の電波入射側からの入力インピーダンスは、下記式（６）で表すことができる。

ここで、入射波に対する反射波の減少度合いである反射減衰量をΓで表して式（６）を変換すると下記式（７）となる。

これを変形して、Ｅ（１＋Γ）＝ＢＨ₁、および、Ｅ（１－Γ）＝Ｚ₀ＤＨ₁となり、反射減衰率Γは以下式（９）のように求まる。

なお、本実施形態では、電波吸収シートにおける電波吸収特性の評価値としての反射減衰量ＲＬを、下記式（１０）に示すように反射減衰率Γを用いてデシベルで表すこととする。

＜誘電体層の厚さ減少率＞
上記のシミュレーションを用いて、抵抗皮膜上に保護層が形成された電波吸収シートにおける入射した電波の反射減衰量を求め、保護層が形成されている状態の電波吸収シートに所定の周波数の電波が入射した際に良好に電波を吸収できる誘電体層の厚みを算出した。

なお、「良好に電波を吸収する範囲」は、反射減衰量が１０ｄＢ以上、すなわち、入射波に対する反射波の割合が１／１０以下となる範囲に規定した。電波吸収体や電波吸収シートとして、不所望な電波を１０分の１以下にすることができれば、その効果が認められると考えられるからである。

また、保護層の誘電率は、上述例示したポリエチレンテレフタレートの誘電率が２．７であることと、その他保護層として利用可能となる各種材料の誘電率を考慮して、２以上２０以下の範囲とした。一方、保護層の膜厚については、抵抗皮膜を保護することができる厚さという機能面と、特に電波吸収シートの場合に求められるシート全体の可撓性を著しく損なわないかという観点、さらには容易に製造可能であることなどの製造条件面とを考慮して、１０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲に設定した。

誘電体層の誘電率は、上述した、酸化チタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ガラス、シリコーンゴムなどの誘電体材料を含む誘電体層を考慮して、２以上８以下の範囲を考慮することとした。

シミュレーションでは、特定の周波数の電波が保護層を有する電波吸収シートに入射した際の反射減衰量について、保護層の誘電率を２以上２０以下、保護層の厚さを１０μｍ以上１５０μｍ以下、誘電体層の誘電率を２以上８以下の範囲でそれぞれ変化させて、反射減衰量が１０ｄＢ以上となる誘電体層の厚さｄcalの最小値と最大値とを求めた。そして、保護層を有さない状態での当該入射電波の周波数から求められた誘電体層の厚さ、すなわち、誘電体層の誘電率がεｒである時の計算式ｄ＝λ／４（εｒ）^-1/2により求められた基準厚さｄstに対する厚さ減少率Ｔ（％）、（Ｔ＝（（ｄst－ｄcal）／ｄst）×１００）を求めた。

なお、実際に電波吸収シートとして作製された際に、電波吸収特性を十分確保できる範囲として、実際に電波吸収シートで吸収される電波のピーク周波数が、当初から設定されていた入射電波の周波数に対して、±５％低下であるように設定した。

＜吸収する電波の周波数による誘電体層の厚さ減少率の変化＞
発明者らは、上記シミュレーションを用いて、吸収される電波の周波数を変化させながら、誘電体層の厚さ減少率Ｔの変化を確認した。図３、および、図４に、吸収電波の周波数に対する誘電体層の厚さ減少率Ｔの範囲の変化を示す。

図３は、周波数が２８．５ＧＨｚ以上１４０ＧＨｚ以下の電波における誘電体層の厚さ減少率の範囲を示している。

図３において、符号３１の黒丸印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値が最大の状態、すなわち、計算により求められた誘電体層の厚さｄcalが最も薄い状態の厚さ減少率の値を示している。また、符号３３として示す黒三角印が、計算によって求められた厚さｄcalの値が最も厚く、保護層を考慮しないで設定された基準厚さｄstからの厚さ減少率Ｔの絶対値が小さい値の場合を示す。

図３に示すように、厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値の変化を示す破線３１は、２８．５ＧＨｚから６０ＧＨｚ、６０ＧＨｚから９０ＧＨｚ、９０ＧＨｚから１４０ＧＨｚの範囲で厚さ減少率Ｔの変化の割合が異なる。具体的には、吸収電波の周波数が２８．５ＧＨｚから６０ＧＨｚの範囲では比較的大きな傾斜で厚さ減少率Ｔの絶対値が大きい値に変化し、吸収電波の周波数が６０ＧＨｚから９０ＧＨｚの範囲では厚さ減少率Ｔの絶対値の値はより大きくなるが、その変化の度合いを示す破線３１の傾斜は小さくなっている。さらに、吸収電波の周波数が９０ＧＨｚから１４０ＧＨｚの範囲では、厚さ減少率Ｔの絶対値の値は約９２％という大きな値でほぼ一定となっている。つまり、周波数の範囲が高くなると、厚さ減少率Ｔの絶対値の変化が小さくなっている。

一方、符号３３の黒三角印が、計算によって求められた厚さｄcalの値が最も厚く、保護層を考慮しないで設定された基準厚さｄstからの厚さ減少率Ｔの絶対値が最小値の場合を示す。このときの厚さ減少率Ｔの絶対値の値は、周波数２８．５ＧＨｚから９０ＧＨｚの全体にわたって、約０．１％から約１．５％となっている。

次に発明者らは、電波吸収シートに入射する電波がより高い周波数の範囲として、２００ＧＨｚ以上４１４ＧＨｚ以下の場合における誘電体層の厚さ減少率Ｔの変化を確認した。なお、入射電波の周波数が１４０ＧＨｚを超えて２００ＧＨｚよりも低い範囲については、電波の待機減衰などの観点から実際に使用されることが極めてまれであり、この周波数範囲の電波を吸収する電波吸収シートへの需要も少ないと考えられるため、本実施形態においての具体的な誘電体層の厚さ減少率Ｔの検討は行っていない。

図４は、周波数が２００ＧＨｚ以上４１４ＧＨｚ以下の電波における、誘電体層の厚さ減少率の範囲を示している。

図４において、黒丸印（符号４１）で示す誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値は、電波の周波数が高くなるに従い、約６０％から約９１％へと大きくなっている（線４２）。一方、黒三角印（符号４３）で示す、誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値では、電波の周波数が高くなっても小さな変化に止まり、約１．５％から約３．２％の間の値となっている。

このように、電波吸収シートに入射して吸収される電波の周波数が２００ＧＨｚ以上４１４ＧＨ以下の場合は、誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値は、入射する電波の周波数が高くなるにつれて大きくなる。また、誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値は、図３に示した、周波数が２８．５ＧＨｚ以上１４０ＧＨｚ以下の場合と比較してその値の絶対値が少し大きくなっている、すなわち基準厚さから減少させる度合いが大きくなっていることが理解できる。

以上、図３と図４に示したように、吸収対象となる電波の周波数が（１）２８．５ＧＨｚ以上６０ＧＨｚ以下、（２）６０ＧＨｚを超えて９０ＧＨｚ以下、（３）９０ＧＨｚを超えて１４０ＧＨｚ以下、（４）２００ＧＨｚ以上４１４ＧＨｚ以下という４つの範囲毎に、入射する電波の周波数に対応した誘電体層の厚さ減少率Ｔの変化の傾向が異なることが確認された。このため、保護層の影響を考慮したより好ましい誘電体層の厚さを得るためには、まず吸収対象の電波の周波数を上記した（１）から（４）の４つの周波数範囲に分けて、それぞれの周波数範囲において、誘電体層に用いられる材料の誘電率に対応した好ましい厚さ減少率Ｔを求めることが有効となる。以下、その内容について説明する。

＜入射する電波の周波数の範囲に応じた、誘電体層の誘電率と誘電体層の厚さ減少率との関係＞
図５は、周波数が２８．５ＧＨｚ以上６０ＧＨｚ以下の電波に対する誘電体層の誘電率と厚さ減少率との関係を示すグラフである。

図５において、符号５１で示す黒丸印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値（Ｔｍａｘ）であり、誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下の範囲において「－０．０２１×Ｄ²＋０．２６×Ｄ－１．３５」という式（式１：符号５２）で表される。一方、図５において、符号５３で示す黒三角印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値（Ｔｍｉｎ）であり、誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下の範囲において「－０．０００５×Ｄ²＋０．００５６×Ｄ－０．０１７」という式（式２：符号５４）で表される。

これら、式１および式２は、図５に示した各点（黒丸印：符号５１、黒三角印：符号５３）に基づいて、最小二乗法により算出した。なお、相関係数Ｒを二乗したＲ²が０．９９以上となった。なお、以下に示す、式３～式８も同様にして算出した。

以上より、吸収する電波の周波数が２８．５ＧＨｚ以上６０ＧＨｚ以下の場合には、誘電体層の厚さを、入射する電波の周波数と誘電体層として用いられる材料の誘電率から求められた誘電体層の基準厚さｄｓｔに対して、誘電体層に用いられる材料の誘電率を踏まえて、上記式（１）と式（２）との間の範囲の厚さ減少率Ｔの誘電体層とすることで、電波を良好、電波の反射減衰率が１０ｄＢ以上の水準で吸収することができる。

図６は、周波数が６０ＧＨｚを超えて９０ＧＨｚ以下の電波に対する誘電体層の誘電率と厚さ減少率との関係を示すグラフである。

また、図７は、周波数が９０ＧＨｚを超えて１４０ＧＨｚ以下の電波に対する誘電体層の誘電率と厚さ減少率との関係を示すグラフである。

さらに図８は、周波数が２００ＧＨｚ以上４２０ＧＨｚ以下の電波に対する誘電体層の誘電率と厚さ減少率との関係を示すグラフである。

図６において、符号６１で示す黒丸印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値（Ｔｍａｘ）であり、誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下の範囲において「－０．０１４×Ｄ²＋０．２０×Ｄ－１．３３」という式（式３：符号６２）で表される。一方、図６において、符号６３で示す黒三角印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値（Ｔｍｉｎ）であり、誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下の範囲において「－０．０００２×Ｄ²－０．００２９×Ｄ＋０．００８」という式（式４：符号６４）で表される。
吸収する電波の周波数が２８．５ＧＨｚ以上６０ＧＨｚ以下の場合の図５と同様に、周波数が６０ＧＨｚを超えて９０ＧＨｚ以下の電波の場合には、誘電体層の厚さを、入射する電波の周波数と誘電体層として用いられる材料の誘電率から求められた誘電体層の基準厚さｄｓｔに対して、誘電体層に用いられる材料の誘電率を踏まえて、上記式（３）と式（４）との間の範囲の厚さ減少率Ｔの誘電体層とすることで、電波の反射減衰率が１０ｄＢ以上の水準で良好に吸収することができる。

同様に、入射する電波の周波数が９０ＧＨｚを超えて１４０ＧＨｚ以下の場合は、図７に示される様に、符号７１で示す黒丸印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値（Ｔｍａｘ）であり、誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下の範囲において「－０．０１３×Ｄ²＋０．１９×Ｄ－１．３２」という式（式５：符号７２）で表される。一方、図７において、符号７３で示す黒三角印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値（Ｔｍｉｎ）であり、誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下の範囲において「－０．０００３×Ｄ²＋０．００１７×Ｄ－０．００２４」という式（式６：符号７４）で表される。
さらに、入射する電波の周波数が２００ＧＨｚ以上４１４０ＧＨｚ以下の場合を示す図８において、符号８１で示す黒丸印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値（Ｔｍａｘ）であり、誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下の範囲において「－０．００６０×Ｄ²＋０．０９９×Ｄ－１．１３」という式（式７：符号８２）で表される。一方、図８において、符号８３で示す黒三角印が誘電体層の厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値（Ｔｍｉｎ）であり、誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下の範囲において「－０．０００１×Ｄ²＋８×１０^-5×Ｄ－０．０１７」という式（式８：符号８４）で表される。

このように、本実施形態に示す電波吸収シートでは、誘電率が２～２０で厚さが１０～１５０μｍの保護層が形成されることを考慮して、誘電体層の厚さを誘電体層に用いられる材料の誘電率と吸収される電波の周波数とから求められた誘電体層の基準厚さｄstに対して、所定の厚さ減少率Ｔを用いて低減した厚さｄcalとする。このようにすることで、保護層の影響を考慮した状態で、良好に所定の電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。

なお、上述のように、本実施形態の電波吸収シートでは、吸収する電波の周波数と誘電体層に用いられる材料の誘電率から、保護層を考慮した誘電体層の厚さ減少率Ｔを求めることができる。このため、吸収電波の周波数と誘電体層の誘電率という従来の基準厚さｄstを算出していた場合と同じ情報のみを用いて、より好ましい誘電体層の厚さを設定することでき、容易に良好な電波吸収特性を有する電波吸収シートを得ることができる。

＜具体例＞
次に、実際に電波吸収シートを作製する具体例について説明する。

上述してきたように、本願で開示する電波吸収体では、保護層の影響を考慮して誘電体層の厚みを基準厚さｄstから所定の厚さ低減率Ｔだけ低減することに特徴がある。同様に、本願で開示する電波吸収体の製造方法では、保護層の影響を考慮した誘電体層の好ましい厚さを算出することに特徴がある。

まず、抵抗皮膜の形成に当たって、以下の成分を添加、混合して抵抗皮膜液を調整した。
（１）導電性高分子分散体 ３６．７部
ヘレウス社製導電性高分子（ＰＥＤＯＴ－ＰＳＳ）：ＰＨ－１０００（製品名）、
固形分濃度 １．２質量％
（２）ＰＶＤＦ分散液 ５．６部
アルケマ社製：ＬＡＴＥＸ３２（商品名）、
固形分濃度 ２０質量％、 溶媒 水
（３）水溶性ポリエステル水溶液 ０．６部
互応化学工業社製：プラスコートＺ５６１（商品名）
固形分濃度 ２５質量％
（４）有機溶媒（ジメチルスルホキシド） ９．９部
（５）水溶性溶媒（エタノール） ３０．０部
（６）水 １７．２部。

上記作製した抵抗皮膜液を、基材としての厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート上にバーコート法によって塗布し、その後１５０℃で５分加熱し成膜した。

その後、基材のポリエチレンテレフタレートの抵抗皮膜層を塗布した側とは反対側の面に、日榮新化株式会社製の厚さ１１０μｍのシリコーンＯＣＡを貼り合わせた。また、電波遮蔽層は、セーレン株式会社製の導電メッシュＳｕ－４Ｘ－１３２２７（商品名）を用いて形成した。

ここで、上述したように、作製する電波吸収シートで吸収する電波の周波数と、誘電体層を形成するポリエチレンテレフタレートの誘電率とに基づいて、誘電体層の厚さを決定する。

本実施例では、吸収する電波の周波数を４１４ＧＨｚとする。誘電体層に用いる材料は、誘電率Ｄが２．７のシリコーンＯＣＡである。また、保護層として使用するポリエチレンテレフタレートの誘電率は３．３、保護層の厚み５０μｍである。

まず、保護層を考慮しない従来の誘電体層の厚さ決定方法で求められる誘電体層の基準厚さｄstは、ｄ＝λ／４（εｒ）^-1/2から１１０μｍとなる。

入射する電波の周波数が４１４ＧＨｚであることから、図８に基づいて誘電体層の厚さ減少率Ｔを求めると、保護層の誘電率が３．３であるために厚さ減少率はＴの絶対値の最大値（ｍａｘ）－９３％とＴの絶対値の最小値（ｍｉｎ）－１．６％との間であり、一例として－６０．９％を選択した。

この結果、厚さ減少率Ｔを考慮した誘電体層の厚さｄcalは、ｄst×（１００－６０．９）の４３μｍとなり、誘電体層が４３μｍとなるように材料の塗布厚や押圧条件、乾燥条件等を定める。

上記のようにして電波吸収シート作製した後、電波吸収シートの抵抗皮膜の表面に保護層として、粘着層を付与した厚さ５０μｍポリエチレンテレフタレートシートを貼り合せて、実施例の電波吸収シートとした。

（電波吸収特性の測定）
上記作製した電波吸収シートの電波吸収特性について、アドバンステスト社のＴＨＺ－ＴＤＳ ＴＡＳ７５００ＳＰ（製品名）を用いて測定した。電波吸収特性は、上述したシミュレーションの結果と同様に、入射波に対する反射波の減衰量を反射減衰量として求め、ｄＢで表示した。

上記実施例の電波吸収シートの場合は、周波数４１４ＧＨｚでの電波吸収量のピークが２０ｄＢと、９９％以上の高い電波吸収量を実現できた。

なお、実施例として作製された電波吸収シートでは、厚さ５０μｍの保護層を備えることで、電波吸収シートの表面がこすられた場合でも抵抗皮膜の表面が削られることなくその表面抵抗値が維持できること、さらに、保護層自体もそのような摩擦に十分耐えうることが、白ネルの布をＨＥＩＤＯＮ社の摺動試験機にセットして、加重２０００ｇ、摺動速度４５００ｍｍ／ｍｉｎ、摺動幅２５ｍｍ、摺動回数１０００パス（約１０分間）の条件で行った摺動試験の結果確認できた。

また、上記実施例として作製した電波吸収シートを、水平に配置された直径が６ｍｍのアルミ製の円筒型棒（マンドレル）上に保護層の側が表向きになるようにして被せ、シートの両端に３００ｇの錘を付けて３０秒間維持する可撓性試験を行ったところ、試験の前後でのシート表面の見た目や表面抵抗値に変化は認められず、電波吸収特性の変化も生じなかった。このことから、上記実施例の電波吸収シートは、高い可撓性を有することが確認できた。

以上説明したように、本実施形態にかかる電波吸収シートは、抵抗皮膜と誘電体層と電波遮蔽層とが積層された電波干渉型の電波吸収シートであり、抵抗皮膜の表面に保護層を有している。このため、例えば抵抗皮膜として導電性高分子膜を用いて可撓性を有する電波吸収シートとした場合でも、保護層によって抵抗皮膜の表面抵抗値が変化してしまうことを防止できる。さらに、誘電率が２～２０、厚さが１０～１５０μｍの保護層を有することで生じる、電波吸収シートとしての吸収電波の周波数シフトに対応して、誘電体層の厚さを、電波の周波数と誘電率のみとから算出された基準厚さｄstから、吸収電波の周波数と誘電体層の誘電率とによって定められる所定の厚さ減少率を考慮した厚さｄcalとすることで、高い電波吸収特性を有する電波吸収シートを実現できる。

本願で開示する電波吸収シートは、抵抗皮膜を導電性有機高分子で構成することで、電波吸収シートを強く折り曲げた場合でも電波吸収特性を維持することができる、安定した高い電波吸収特性と可撓性を備えた電波吸収シートとして実現することができる。

また、表面積に対して所定の厚さを有する電波吸収体として実現する場合でも、全体として可撓性を有することができれば、電波吸収体を所定位置に配置する際の取り扱い性が向上し、実用性の高い電波吸収体とすることができる。

さらに、例えばタイル状に並べて配置する電波吸収体の場合には、上述したような全体として透光性を有する構成とすることで、窓や透明な壁などに配置して反対側を見通せる電波吸収ブロックとすることができる。この場合においても、抵抗皮膜と保護層との積層体して、空気中のインピーダンスとの整合が取られることで、高い電波吸収特性を実現することができる。

本願で開示する電波吸収体は、表面に保護層を有することで、高い電波吸収特性を安定して発揮することができる電波干渉型の電波吸収体として有用である。また、本願で開示する電波吸収体の製造方法は、保護層を備える電波吸収体を、保護層による吸収電波の周波数シフトを考慮した電波吸収特性に優れた電波吸収体を製造する上で有用である。

１ 抵抗皮膜
２ 誘電体層
３ 電波遮蔽層
４ 保護層
５ 接着層
ｄst 誘電体層の基準厚さ
Ｔ 誘電体層の厚さ低減率
ｄcal 厚さ低減率Ｔを考慮した誘電体層の厚さ

Claims (8)

1. 抵抗皮膜と誘電体層と電波遮蔽層とが順次積層されて形成された電波干渉型の電波吸収体であって、
   前記電波吸収体に吸収させる吸収電波がミリ波帯域以上の高周波数帯域の電波であり、
   前記抵抗皮膜上に保護層を備え、
   前記保護層は、誘電率が２以上２０以下、厚さが１０μｍ以上１５０μｍ以下、前記誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下であり、
   前記誘電体層の厚さが、前記吸収電波の周波数と前記誘電体層の誘電率とに応じて求められた基準厚さｄstに対して薄く、下記１）～４）のいずれかの条件を満たすことを特徴とする、電波吸収体。
   １）前記吸収電波の周波数が２８．５ＧＨｚ以上６０ＧＨｚ以下の場合に、前記誘電体層の厚さの前記基準厚さｄstからの減少率Ｔの値が、前記誘電体層の誘電率Ｄに対して下記の（式１）で表される厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値Ｔｍａｘを示す曲線と（式２）で表される厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値Ｔｍｉｎを示す曲線との間の値であり、前記電波吸収体により実際に吸収される電波の最大吸収周波数の、前記吸収電波の周波数からのずれが±５％以内である
   （式１）Ｔｍａｘ＝－０．０２１×Ｄ²＋０．２６×Ｄ－１．３５
   （式２）Ｔｍｉｎ＝－０．０００５×Ｄ²＋０．００５６×Ｄ－０．０１７
   ２）前記吸収電波の周波数が６０ＧＨｚより大きく９０ＧＨｚ以下の場合に、前記誘電体層の厚さの前記基準厚さｄstからの減少率Ｔの値が、前記誘電体層の誘電率Ｄに対して下記の（式３）で表される厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値Ｔｍａｘを示す曲線と（式４）で表される厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値Ｔｍｉｎを示す曲線との間の値であり、前記電波吸収体により実際に吸収される電波の最大吸収周波数の、前記吸収電波の周波数からのずれが±５％以内である
   （式３）Ｔｍａｘ＝－０．０１４×Ｄ²＋０．２０×Ｄ－１．３３
   （式４）Ｔｍｉｎ＝－０．０００２×Ｄ²－０．００２９×Ｄ＋０．００８
   ３）前記吸収電波の周波数が９０ＧＨｚより大きく１４０ＧＨｚ以下の場合に、前記誘電体層の厚さの前記基準厚さｄstからの減少率Ｔの値が、前記誘電体層の誘電率Ｄに対して下記の（式５）で表される厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値Ｔｍａｘを示す曲線と（式６）で表される厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値Ｔｍｉｎを示す曲線との間の値であり、前記電波吸収体により実際に吸収される電波の最大吸収周波数の、前記吸収電波の周波数からのずれが±５％以内である
   （式５）Ｔｍａｘ＝－０．０１３×Ｄ²＋０．１９×Ｄ－１．３２
   （式６）Ｔｍｉｎ＝－０．０００３×Ｄ²＋０．００１７×Ｄ－０．００２４
   ４）前記吸収電波の周波数が２００ＧＨｚ以上４１４ＧＨｚ以下の場合に、前記誘電体層の厚さの前記基準厚さｄstからの減少率Ｔの値が、前記誘電体層の誘電率Ｄに対して下記の（式７）で表される厚さ減少率Ｔの絶対値の最大値Ｔｍａｘを示す曲線と（式８）で表される厚さ減少率Ｔの絶対値の最小値Ｔｍｉｎを示す曲線との間の値であり、前記電波吸収体により実際に吸収される電波の最大吸収周波数の、前記吸収電波の周波数からのずれが±５％以内である
   （式７）Ｔｍａｘ＝－０．００６０×Ｄ²＋０．０９９×Ｄ－１．１３
   （式８）Ｔｍｉｎ＝－０．０００１×Ｄ²＋８×１０^-5×Ｄ－０．０１７
2. 前記吸収電波の周波数における反射減衰量が１０ｄＢ以上である、請求項１に記載の電波吸収体。
3. 前記抵抗皮膜が導電性有機高分子膜で形成されている、請求項１または２に記載の電波吸収体。
4. 前記抵抗皮膜がカーボンマイクロコイル、カーボンナノチューブ、グラフェンの少なくとも一つを含む、請求項１または２に記載の電波吸収体。
5. 前記保護層、抵抗皮膜、誘電体層がいずれも透光性を有する部材で形成され、かつ、前記電波遮蔽層が金属メッシュにより構成されていて、電波吸収体全体の全光線透過率が３０％以上である、請求項１～４のいずれかに記載の電波吸収体。
6. 前記電波遮蔽層の背面に接着層をさらに備えた、請求項１～５のいずれかに記載の電波吸収体。
7. 前記保護層、前記抵抗皮膜、前記誘電体層、前記電波遮蔽層がいずれも薄膜状に作製され、全体として可撓性を有するシート状に形成された、請求項１～６のいずれかに記載の電波吸収体。
8. 抵抗皮膜と誘電体層と電波遮蔽層とが順次積層された、ミリ波帯域以上の高周波帯域の電波を吸収電波とする電波干渉型の電波吸収体の製造方法であって、
   前記抵抗皮膜上に、誘電率が２以上２０以下、厚さが１０μｍ以上１５０μｍ以下の保護層を備え、
   前記誘電体層の誘電率Ｄが２以上８以下であり、
   前記誘電体層の厚さを、前記吸収電波の周波数と前記誘電体層の誘電率とに応じて求められた基準厚さｄstよりも薄く設定して作製することを特徴とする、電波吸収体の製造方法。