KR20170112991A - 근거리 전자기파 흡수 필름 - Google Patents

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Abstract

플라스틱 필름, 그리고 그의 표면에 형성되는 단일 층, 또는 다중 층의 얇은 금속 필름을 포함하는 근거리 전자기파 흡수 필름으로서,
얇은 금속 필름은 표면 전체에 50 ㎛ 이하의 간격들로 200 ㎛ 이하의 직경의 레이저 빔 보어 가공된 홀들, 그리고 표면에 부분적으로 투과 가시성을 주는 크기의 복수의 개구들을 갖는다.

Description

근거리 전자기파 흡수 필름{NEAR-FIELD ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORBING FILM}
본 발명은 우수한 전자기파 흡수 능력 및 투과 가시성을 갖는 근거리 전자기파 흡수 필름(near-field electromagnetic wave absorbing film)에 관한 것이다.
전자기파들의 누수 및 침투를 방지하기 위한 전자기파 흡수 시트(sheet)들은 통신 장비들, 이를테면 휴대 전화기들, 스마트폰들, 무선 LAN 들 등, 그리고 전자 기기들, 이를테면 컴퓨터들 등에 사용된다. 현재 널리 사용되는 전자기파 흡수 시트들은 금속 시트들 또는 네트(net)들로 형성되고, 플라스틱 시트들에 형성된 증기 증착된 금속 필름을 포함하는 전자기파 흡수 시트들이 최근에 제안된다. 예컨대, JP 9-148782 A 는 플라스틱 필름 그리고 플라스틱 필름의 양쪽 표면들에 형성되는 제 1 및 제 2 증기 증착 알루미늄 필름들을 포함하는 전자기파 흡수 시트를 제안하며, 제 1 증기 증착 알루미늄 필름은 비전도성 선형 패턴(non-conductive linear pattern)으로 에칭되고, 제 2 증기 증착 알루미늄 필름은 전도성 네트워크 형상(network-shaped) 패턴으로 에칭된다.
WO 2010/093027 은 플라스틱 필름의 적어도 하나의 표면에 형성하는 단일 층 또는 다중 층의, 얇은 금속 필름을 포함하는 복합 필름을 개시하고, 얇은 금속 필름에는 복수의 방향들로 불규칙한 폭들 및 간격들을 갖는 많은 수의 실질적으로 평행한, 간헐적인 선형 스크래치(scratch)들이 제공되고, 이에 의해 전자기파 흡수 능력의 감소된 비등방성(anisotropy)을 갖는다.
선형 스크래치형 얇은 금속 필름을 갖는 JP 9-148782 A 의 전자기파 흡수 시트 그리고 WO 2010/093027 의 복합 필름에서, 전자기파 흡수 능력은 선형 패턴 또는 선형 스크래치들에 의해 얻어진다. 하지만, 패턴에 레이저 빔 보어 가공된(laser-beam-bored) 홀들을 형성함으로써 우수한 전자기파 흡수 능력을 갖는 전자기파 흡수 필름을 효율적으로 얻는 것이 또한 바람직하다.
또한, 투명한 전자기파 흡수 필름들의 요구로 인해, 얇은 ITO 필름들 또는 얇은 CNT 필름들을 갖는 전자기파 흡수 필름들이 제안되고 ETC 들 등에 사용된다. 하지만, ETC 들에 사용되는 전자기파 흡수 필름들은 원거리(far-field) 전자기파 흡수 필름들이며, 근거리 전자기파 흡수 필름들로서 사용되지 않는데 이는 근거리 전자기파들에 대한 임피던스(impedance) 제어의 어려움 때문이다. 따라서, 아이템들이 보여질 수 있는, 전자기파 흡수 능력을 갖는 불투명한 층을 포함하는 근거리 전자기파 흡수 필름이 바람직하다. 이러한 특징은 "투과 가시성(transmission viewability)" 이라고 불린다.
따라서, 본 발명의 목적은 우수한 전자기파 흡수 능력 그리고 투과 가시성을 갖는 근거리 전자기파 흡수 필름을 제공하는 것이다.
상기 목적의 관점에서의 집중적인 연구의 결과로서, 발명자는 플라스틱 필름의 얇은 금속 필름의 표면 전체에, (a) 50 ㎛ 이하의 간격들로 형성되는 200 ㎛ 이하의 직경의 레이저 빔 보어 가공된 홀들, 그리고 (b) 부분적으로 형성된 투과 가시성을 주는 크기의 복수의 개구들을 갖는, 우수한 전자기파 흡수 능력 및 투과 가시성을 갖는 근거리 전자기파 흡수 필름이 얻어질 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견을 기초로 완성되었다.
따라서, 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름은 플라스틱 필름, 그리고 플라스틱 필름의 적어도 하나의 표면에 형성되는 단일 층 또는 다중 층의 얇은 금속 필름을 포함하고,
얇은 금속 필름은 표면 전체에 50 ㎛ 이하의 간격들로 200 ㎛ 이하의 직경의 레이저 빔 보어 가공된 홀들, 그리고 표면에 부분적으로 투과 가시성을 주는 크기의 복수의 개구들을 갖는다.
레이저 빔 보어 가공된 홀들의 직경들은 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 20 내지 100 ㎛ 이다.
레이저 빔 보어 가공된 홀들은 바람직하게는 20 ㎛ 이하의 간격들로 배열된다.
얇은 금속 필름에 형성되는 개구는 바람직하게는 적어도 2 개의 방향들로 배열된다.
얇은 금속 필름의 개구들의 면적비(area ratio)는 바람직하게는 15 내지 60 % 이다.
얇은 금속 필름의 두께는 바람직하게는 10 내지 300 ㎚ 이다.
얇은 금속 필름은 바람직하게는 알루미늄, 구리, 은, 주석, 니켈, 코발트, 크롬 및 이들의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 금속이다.
본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름이 표면 전체에 형성되는 많은 수의 미세한 레이저 빔 보어 가공된 홀들, 그리고 투과 가시성을 주는 크기의 복수의 개구들을 갖기 때문에, 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름은 우수한 전자기파 흡수 능력 뿐만 아니라 좋은 투과 가시성을 갖는다. 이러한 특징들을 갖는 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름은 내측이 보여질 수 있는, 이를테면 휴대폰들, 스마트폰들, 로봇들, 게임 기계들 등의 소위 스켈레톤(skeleton) 구조들을 갖는 전자 기기들에 적절하다.
도 1a는 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 미세한 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 배열들의 실시예를 도시하는 부분 확대 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 라인 A-A 을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 1c는 도 1a의 부분 확대도이다.
도 2는 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 미세한 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 배열들의 다른 실시예를 도시하는 부분 확대 평면도이다.
도 3은 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 개구들의 배열들의 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 개구의 배열들의 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 개구들의 배열들의 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 개구들의 배열들의 또 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 개구들의 배열들의 또 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 개구들의 배열들의 또 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 개구들의 배열들의 또 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 10a는 근거리 전자기파 흡수 필름의 전기 저항을 측정하기 위한 기기를 도시하는 사시도이다.
도 10b는 도 10a의 기기에 의한 근거리 전자기파 흡수 필름의 전기 저항의 측정을 도시하는 평면도이다.
도 10c는 도 10b의 라인 B-B 을 따라 취해진 횡단면도이다.
도 11a는 근거리 전자기파 흡수 필름의 전자기파 흡수 능력을 평가하기 위한 시스템을 도시하는 평면도이다.
도 11b는 근거리 전자기파 흡수 필름의 전자기파 흡수 능력을 평가하기 위한 시스템을 도시하는 부분 횡단 정면도이다.
도 12는 기준예(Reference Example) 1 의 보어 가공된 복합 필름을 도시하는 현미경 사진(photomicrograph)이다.
도 13은 비교예 1 의 보어 가공된 복합 필름을 도시하는 현미경 사진이다.
도 14는 비교예 2 의 보어 가공된 복합 필름을 도시하는 현미경 사진이다.
도 15는 기준예 1 그리고 비교예 1 및 2 의 보어 가공된 복합 필름들의 입사(incident) 전자기파들의 주파수와 S11 사이의 관계들을 도시하는 그래프이다.
도 16은 기준예 1 그리고 비교예 1 및 2 의 보어 가공된 복합 필름들의 입사 전자기파들의 주파수와 투과 감쇠 파워 비(Rtp) 사이의 관계들을 도시하는 그래프이다.
도 17은 0.1 내지 6 ㎓ 에서 기준예 1 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 Ploss/Pin 을 도시하는 그래프이다.
도 18은 기준예 2 의 보어 가공된 복합 필름을 도시하는 현미경 사진이다.
도 19는 0.1 내지 6 ㎓ 에서 기준예 2 의 보어 가공된 복합 필름의 Ploss/Pin 을 도시하는 그래프이다.
도 20은 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 1 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 S11, S21 및 Rtp 를 도시하는 그래프이다.
도 21은 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 1 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 Ploss/Pin 을 도시하는 그래프이다.
도 22는 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 2 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 S11, S21 및 Rtp 를 도시하는 그래프이다.
도 23은 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 2 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 Ploss/Pin 을 도시하는 그래프이다.
도 24는 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 3 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 S11, S21 및 Rtp 를 도시하는 그래프이다.
도 25는 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 3 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 Ploss/Pin 을 도시하는 그래프이다.
도 26은 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 4 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 S11, S21 및 Rtp 를 도시하는 그래프이다.
도 27은 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 4 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 Ploss/Pin 을 도시하는 그래프이다.
도 28은 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 5 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 S11, S21 및 Rtp 를 도시하는 그래프이다.
도 29는 0.1 내지 6 ㎓ 에서 실시예 5 의 근거리 전자기파 흡수 필름의 Ploss/Pin 을 도시하는 그래프이다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 일 실시예에 관한 설명은 달리 언급되지 않는다면 다른 실시예들에도 적용 가능한 것에 주의해야 한다. 또한, 이후의 설명은 제한적인 것이 아니며, 오히려 다양한 수정들이 본 발명의 범주 내에서 이루어질 수 있다.
[1] 보어 가공된 얇은 금속 필름
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 미세한 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 배열들의 실시예를 도시한다. 많은 수의 미세한 레이저 빔 보어 가공된 홀들이 제공되는 얇은 금속 필름은 이후에 "보어 가공된 얇은 금속 필름" 으로 지칭된다. 이러한 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)은 플라스틱 필름(10)의 표면에 형성되는 단일 층 또는 다중 층의 얇은 금속 필름(11)에 레이저 빔들에 의해 2 개의 교차하는 라인들에 홀(12)들을 형성함으로써 얻어진다.
(1) 플라스틱 필름
플라스틱 필름(10)을 형성하는 수지들은 이들이 절연성 외에 충분한 강도, 가변성 및 작업성을 갖는 한 특별히 제한적이지 않고, 이들은, 예컨대 폴리에스테르(폴리에틸렌 테레프탈레이트 등), 폴리아릴렌 설파이드(폴리페닐렌 설파이드 등), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르 설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 폴리스티렌, 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등) 등일 수 있다. 강도 및 비용의 측면에서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 바람직하다. 플라스틱 필름(10)의 두께는 약 10 내지 100 ㎛ 일 수 있다.
(2) 얇은 금속 필름
얇은 금속 필름(11)을 형성하는 금속들은 이들이 전도성을 갖는 한 특별히 제한적이지 않고, 내부식성 및 비용의 양태로부터, 이들은 바람직하게는 알루미늄, 구리, 은, 주석, 니켈, 코발트, 크롬 및 이들의 합금들, 특히 알루미늄, 구리, 니켈 및 이들의 합금들이다. 얇은 금속 필름의 두께는 바람직하게는 10 내지 300 ㎚, 더 바람직하게는 20 내지 200 ㎚, 가장 바람직하게는 30 내지 150 ㎚ 이다. 얇은 금속 필름(11)은 증기 증착(진공 증기 증착, 스퍼터링(sputtering) 또는 이온 도금과 같은 물리적 증기 증착, 또는 플라즈마 CVD, 열 CVD 또는 광 CVD 와 같은 화학적 증기 증착), 도금 또는 포일 본딩(foil bonding)에 의해 형성될 수 있다.
얇은 금속 필름(11)이 단일 층일 때, 얇은 금속 필름(11)은 전도성, 내부식성 및 비용의 양태로부터 바람직하게는 알루미늄 또는 니켈로 만들어진다. 얇은 금속 필름(11)이 복합 층일 때, 하나의 층은 비자기 금속으로 형성될 수 있고, 다른 층은 자기 금속에 의해 형성될 수 있다. 비자기 금속은 알루미늄, 구리, 은, 주석 또는 이들의 합금들일 수 있고, 자기 금속은 니켈, 코발트, 크롬 또는 이들의 합금들일 수 있다. 비자기 금속 층의 두께 및 자기 금속 층의 두께는 이들의 총 두께가 상기 범위 내에 있는 한 제한적이지 않다.
(3) 레이저 빔 보어 가공된 홀들
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 각각의 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)은 플라스틱 필름(10)의 개방 없이, 얇은 금속 필름(11)에 대한 레이저 빔의 조사(irradiation)에 의해 금속을 소멸시킴으로써(evaporating) 형성되는 실질적으로 원형 홀이다. 각각의 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)의 직경(D)은 200 ㎛ 이하이다. 직경(D)이 200 ㎛ 초과일 때, 단위 면적에 형성되는 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들의 수는 너무 적고, 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들 사이에 남아있는 얇은 금속 필름(11)의 너무 큰 부분들을 초래하며, 이는 반사 필름의 역할을 하고, 따라서 충분한 전자기파 흡수 능력을 얻는 것에 실패한다. 각각의 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)의 직경(D)은 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 20 내지 100 ㎛ 이다.
묘사된 실시예에서, 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들은 얇은 금속 필름(11)의 2 개의 교차하는 라인들에 배열된다. 얇은 금속 필름(11)은 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 교차하는 라인(12a, 12b)들에 의해 개별적인 주요 나머지 부분(13)들로 구획된다. 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들이 적어도 부분적인 간격들을 갖고 배열되기 때문에, 얇은 금속 필름(11)의 간격 부분들은 좁은 브리지형(bridge-like) 부분(14)들로서 남아있는다. 따라서, "남아있는 얇은 금속 필름 부분들" 이라고 불리는, 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들을 형성한 후에 남아있는 얇은 금속 필름 부분(11a)들은 주요 나머지 부분(13)들 그리고 좁은 브리지형 부분(14)들로 이루어진다.
레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들은 바람직하게는 양쪽의 라인(12a, 12b)들에 간격들을 갖고 배열된다. 인접한 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들의 간격(W)들(브리지형 부분(14)들의 폭들)은 50 ㎛ 이하이다. 간격(W)들이 50 ㎛ 초과일 때, 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)은 바람직한 전기 저항을 갖지 않는다. 인접한 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들의 간격(W)들(브리지형 부분(14)들의 폭들)은 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 1 내지 15 ㎛ 이다. 따라서, 브리지형 부분(14)들의 최대 폭(Wmax)은 50 ㎛, 바람직하게는 20 ㎛ 이다. 브리지형 부분(14)들의 평균 폭(Wav)은 3 내지 30 ㎛, 바람직하게는 5 내지 20 ㎛ 이다.
레이저 빔 스폿들 자체가 원형이지만, 레이저 빔들에 의해 소멸되는 얇은 금속 필름(1)의 영역들은 완전한 원형이 아니며, 인접한 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들 사이의 간섭으로 인해 오히려 약간 불규칙한 외형들을 가지려는 경향이 있다. 예컨대, 인접한 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들 사이에 공간이 없을 때, 양쪽의 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들은 접촉하지 않지만, 작은 폭들을 갖는 브리지형 부분(14)들을 가질 수 있다. 이는 소멸된 금속이 인접한 레이저 빔 스폿들 사이에서 고형화되고, 좁은 브리지형 부분(14)들을 초래한다는 사실로 인한 것으로 보인다. 따라서, 동일한 간격으로 배열된 레이저 빔 스폿들에 의해서라도, 얇은 금속 필름(11)의 소멸에 의해 사실상 형성되는 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들은 동일한 간격을 갖지 않으며, 브리지형 부분(14)들은 50 ㎛ 이하의 범위 내의 상이한 폭(W)들을 갖는다. 따라서, 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름은 넓은 범위의 주파수에서 우수한 전자기파 흡수 능력을 갖는다.
레이저 빔 보어 가공된 홀들의 라인(12a, 12b)들은 45 내지 90°의 각도(θ)로 교차하고, 이에 의해 낮은 비등방성을 갖는 높은 전자기파 흡수 능력을 제공한다. 교차 각도(θ)가 45° 미만일 때, 충분한 전자기파 흡수 능력이 얻어질 수 없다. 90°의 교차 각도(θ)는 최대 전자기파 흡수 능력을 제공한다. 바람직한 교차 각도(θ)는 60 내지 90°이다.
주요 나머지 부분(13)들의 크기는 주로 인접한 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 라인(12a, 12b)들 사이의 중심선 거리(T)에 의존한다. 주요 나머지 부분(13)들의 크기가 근거리 전자기파 흡수 필름(20)의 전기 저항(따라서, 전자기파 흡수 능력)에 영향을 미치기 때문에, 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 인접한 라인(12a, 12b)들 사이의 중심선 거리(T)는 바람직한 전기 저항을 갖도록 설정되어야 한다. 구체적으로, 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 인접한 라인(12a, 12b)들 사이의 중심선 거리(T)는 바람직하게는 100 내지 400 ㎛, 더 바람직하게는 150 내지 300 ㎛ 이다.
도 2는 본 발명의 근거리 전자기파 흡수 필름을 형성하기 위한 미세한 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 배열들의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 보어 가공된 얇은 금속 필름(1')에서, 복수의 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들이 양쪽 수직 방향들로 실질적으로 동일한 간격(W)을 갖고 배열된다. 상기 실시예에서와 같이, 간격(W)은 50 ㎛ 이하, 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 1 내지 15 ㎛ 이다.
(4) 개구들
투과 가시성을 주는 크기의 복수의 개구들은, 근거리 전자기파 흡수 필름을 제조하기 위해, 보어 가공된 얇은 금속 필름에 부분적으로 형성된다. 개구들의 형상들 및 배열들은, 충분한 전자기파 흡수 능력을 확보하면서 필요한 투과 가시성이 얻어지는 한 제한적이지 않다. 개구들의 크기들은, 충분한 전자기파 흡수 능력을 확보하면서 필요한 투과 가시성이 얻어지는 한 제한적이지 않지만, 예컨대, 이들이 도 2에 도시된 바와 같이 원형일 때, 이들은 바람직하게는 수 밀리미터 내지 수십 밀리미터의 직경들을 갖는다. 일반적으로, 개구들은 바람직하게는 직경 또는 폭이 2 내지 20 ㎜ 정도 크기이다. 도 3 내지 도 9는 개구들의 형상들, 크기들 및 배열들의 실시예들을 도시한다. 개구들이 하나의 방향으로 배열될 수 있지만, 이들은 바람직하게는 적어도 2 개의 방향들로 배열된다.
도 3에 도시된 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에서, 복수의 평행한 슬릿형(slit-like) 개구(21)들이 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)에 형성된다. 개구 후(post-opening) 남아있는 부분들이라고 불릴 수 있는, 슬릿형 개구(21)들 형성 후에 남아있는 얇은 금속 필름 부분(22)들은 리본(ribbon) 형상이다.
도 4에 도시된 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에서, 복수의 사각형 개구(21)들이 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)에 평행하게 길이방향으로 그리고 횡방향으로 형성된다. 개구 후 남아있는 부분들이라고 불릴 수 있는, 사각형 개구(21)들 형성 후에 남아있는 얇은 금속 필름 부분(22)들은 격자(lattice) 형상이다.
도 5에 도시된 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에서, 복수의 정사각형 개구(21)들이 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)에 평행하게 길이방향으로 그리고 횡방향으로 형성된다. 개구 후 남아있는 부분들이라고 불릴 수 있는, 정사각형 개구(21)들 형성 후에 남아있는 얇은 금속 필름 부분(22)들은 격자 형상이다.
도 6에 도시된 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에서, 복수의 원형 개구(21)들이 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)에 평행하게 길이방향으로 그리고 횡방향으로 형성된다. 개구 후 남아있는 부분들이라고 불릴 수 있는, 원형 개구(21)들 형성 후에 남아있는 얇은 금속 필름 부분(22)들은 격자 형상이다.
도 7에 도시된 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에서, 복수의 삼각형 개구(21)들이 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)에 평행하게 길이방향으로 그리고 횡방향으로 형성된다. 개구 후 남아있는 부분들이라고 불릴 수 있는, 삼각형 개구(21)들 형성 후에 남아있는 얇은 금속 필름 부분(22)들은 변형된 격자 형상이다.
도 8에 도시된 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에서, 복수의 마름모(rhombic) 개구(21)들이 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)에 평행하게 길이방향으로 그리고 횡방향으로 형성된다. 개구 후 남아있는 부분들이라고 불릴 수 있는, 마름모(기울어진 정사각형) 개구(21)들 형성 후에 남아있는 얇은 금속 필름 부분(22)들은 변형된 격자 형상이다.
도 9에 도시된 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에서, 복수의 쌍들의 삼각형 개구(21)들이 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)에 평행하게 길이방향으로 그리고 횡방향으로 형성된다. 개구 후 남아있는 부분들이라고 불릴 수 있는, 삼각형 개구(21)들 형성 후에 남아있는 얇은 금속 필름 부분(22)들은 변형된 격자 형상이다.
도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 개구 후 남아있는 부분(22)들은 적어도 하나의 방향으로, 바람직하게는 적어도 2 개의 방향들로 연결되어야 한다. 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)에 대한 개구(21)들의 면적비([100 x 개구(21)들의 총 면적/(개구(21)들의 총 면적 + 개구 후 남아있는 부분(22)들의 총 면적)]는 바람직하게는 15 내지 60 %, 더 바람직하게는 20 내지 50 % 이다. 개구(21)들의 면적비가 15 % 미만일 때, 충분한 투과 가시성이 얻어질 수 없다. 다른 한편, 개구(21)들의 면적비가 60 % 초과일 때, 충분한 전자기파 흡수 능력이 확보될 수 없다.
(5) 전기 저항
근거리 전자기파 흡수 필름(20)의 전자기파 흡수 능력은 기본적으로 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)의 전자기파 흡수 능력에 의존한다. 집중적인 연구는 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)의 전자기파 흡수 능력이 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들 형성 후에 남아있는 보어 가공된 얇은 금속 필름 부분(11a)들(남아있는 보어 가공된 얇은 금속 필름 부분(11a)들 = 보어 가공된 주요 나머지 부분(13)들 + 보어 가공된 브리지형 부분(14)들)의 크기들 및 전기 저항에 의존한다는 것을 밝혀냈다. 50 내지 300 Ω/㎠ 의 전기 저항을 갖는 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)은 넓은 범위의 주파수에서 우수한 전자기파 흡수 능력을 갖는다.
보어 가공된 얇은 금속 필름(1)의 전기 저항은, 도 10a 내지 도 10c 에 도시된 기기를 사용하여, 압력 하에서 DC 2-단자 방법(간단하게 "압력 하 2-단자 방법" 이라고 불림)에 의해, 플라스틱 필름(10)의 표면에 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)을 포함하는 복합 필름의 시편(TP1)에 대해 측정된다. 구체적으로, 10 ㎝ x 10 ㎝ 의 정사각형 시편(TP1)이 편평하고 경질의 절연 표면 위에 그의 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)이 있도록 놓이고, 길이가 10 ㎝, 폭이 1 ㎝ 그리고 두께가 0.5 ㎜ 인 전극 본체 부분(121), 그리고 전극 본체 부분(121)의 중심 측으로부터 연장하는 폭 1㎝ 그리고 두께가 0.5 ㎜ 인 전극 연장부(122)를 각각 포함하는 한 쌍의 전극(120, 120)들이 정사각형 시편(TP1)의 대향 측 부분들에 부착된다. 10 ㎝ x 10 ㎝ x 5 ㎜ 의 투명 아크릴 플레이트(130)가 시편(TP1)과 양쪽 전극(120, 120)들에, 이들을 완전히 커버하도록 놓이고, 직경이 10 ㎝ 인 원통형 추(140)(3.85 ㎏)가, 전기 저항을 판정하기 위해 양쪽 전극 연장부(222, 222)들 사이에서 유동하는 전류를 측정하기 위해, 투명 아크릴 플레이트(130)에 놓인다. 상기 조건들 하에서 측정된 전기 저항은 "Ω/100 ㎠" 에 의해 표현된다.
보어 가공된 얇은 금속 필름(1)(근거리 전자기파 흡수 필름(20))은 50 내지 300 Ω/100 ㎠ 범위의 전기 저항을 가져야 한다. 전기 저항이 50 Ω/100 ㎠ 미만이거나 300 Ω/100 ㎠ 초과일 때, 근거리 전자기파 흡수 필름(20)은 충분한 전자기파 흡수 능력을 갖지 않는다. 근거리 전자기파 흡수 필름(20)의 전기 저항은 바람직하게는 60 내지 250 Ω/100 ㎠, 더 바람직하게는 80 내지 200 Ω/100 ㎠ 이다.
(6) 보호층
보어 가공된 얇은 금속 필름(1)을 보호하기 위해, 보호 플라스틱 층(도시되지 않음)이 바람직하게는 그 위에 형성된다. 보호 플라스틱 층을 위한 플라스틱 필름은 플라스틱 필름(10)과 동일할 수 있다. 보호 플라스틱 층의 두께는 약 10 내지 100 ㎛ 이다. 분리를 방지하기 위해, 플라스틱 필름은 바람직하게는 보호층으로서 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에 열 적층된다(heat-laminated). 보호 플라스틱 층이 PET 필름에 의해 형성될 때, 열 적층 온도는 110 내지 150 ℃ 일 수 있다.
보호층을 위한 플라스틱 필름이 보통 레이저 빔 보어 가공된 홀들 및 개구들이 플라스틱 필름(10) 상의 얇은 금속 필름(11)에 형성된 후에 근거리 전자기파 흡수 필름(20)에 부착되지만, 레이저 빔 보어 가공된 홀들 및 개구들은, 보호 플라스틱 필름에 미리 많은 미세한 구멍들이 제공되는 한, 보호 플라스틱 필름이 얇은 금속 필름(11)에 부착된 후에 형성될 수 있다. 보호 플라스틱 필름의 미세한 구멍들의 형성은 일본 특허 2063411 에 설명된 방법에 의해 실시될 수 있다.
[2] 근거리 전자기파 흡수 필름의 전자기파 흡수 능력
(1) 투과 감쇠 파워 비
도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 50-Ω 마이크로스트립라인(microstripline; MSL)(64.4 ㎜ x 4.4 ㎜), 마이크로스트립라인(MSL)을 지지하는 절연 기재(220), 절연 기재(220)의 하부 표면에 부착되는 접지된(grounded) 전극(221), 마이크로스트립라인(MSL)의 양단부들에 연결되는 전도성 핀(222, 222)들, 네트워크 분석기(NA) 및 네트워크 분석기(NA)를 전도성 핀(222, 222)들에 연결하는 동축 케이블(223, 223)들을 포함하는 시스템을 사용하여, 각각의 근거리 전자기파 흡수 필름(20)의 시편(TP2)이 0.1 내지 6 ㎓ 의 입력 전자기파에 대한 그의 반사된 파장의 파워(S11) 및 투과된 파장의 파워(S21)를 측정하기 위해 마이크로스트립라인(MSL)에 부착되며, 이에 의해 이하의 공식(1)에 의해 그의 투과 감쇠 파워 비(Rtp)를 판정한다 :
Rtp = -10 x log [10S21 /10/(1-10S11 /10)] … (1).
(2) 노이즈 흡수 비
도 11a 및 도 11b에 도시된 시스템에서, 입력된 파워(Pin) = 반사된 파장의 파워(S11) + 투과된 파장의 파워(S21) + 흡수된 파워(파워 손실)(Ploss) 이다. 따라서, 소읍 흡수 비(Ploss/Pin)는 입력된 파워(Pin)로부터 반사된 파장의 파워(S11) 및 투과된 파장의 파워(S21)를 빼고, 결과인 파워 손실(Ploss)을 입력된 파워(Pin)로 나눔으로써 판정된다.
[3] 근거리 전자기파 흡수 필름의 제조 방법
직경이 200 ㎛ 이하인 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들은 먼저, 예컨대 증기 증착에 의해, 플라스틱 필름(10)에 형성된 얇은 금속 필름(11)의 표면 전체에 50 ㎛ 이하의 간격들로 형성된다. 보어 가공된 얇은 금속 필름(1)은 그 후 투과 가시성을 주는 크기의 복수의 개구(21)들이 부분적으로 제공된다. 개구(21)들은 레이저 빔들을 조사함으로써 형성될 수 있다. 이러한 경우, 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들 및 개구(21)들은 레이저 빔들의 한 번의 조사 작업에 의해 형성될 수 있지만, 2 단계들에 의한 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들 및 개구(21)들의 별개의 형성은 더 높은 효율로 근거리 전자기파 흡수 필름(20)을 제조할 수 있다. 부차적으로, 개구(21)들은 포토리소그래피(photolithography)에 의해 형성될 수 있다.
본 발명은 제한의 의도 없이 이하의 실시예들을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
기준예 1, 및 비교예 1 및 2
16 ㎛ 만큼 두꺼운 각각의 PET 필름(10)에 진공 증기 증착된, 50 ㎚ 만큼 두꺼운 얇은 Ni 필름(11)에, 도 12 내지 도 14에 도시된 보어 가공된 얇은 Ni 필름(1)을 갖는 복합 필름을 제조하기 위해, 3-축 하이브리드 레이저 마커(Keyence Corporation 으로부터 이용 가능한 MD-X1000)에 의해 2 개의 교차하는 라인들에 직경 60 ㎛ 의 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들이 제공되었다. 각각의 복합 필름에서 절단된 정사각형 시편(TP1)(10 ㎝ x 10 ㎝)의 전기 저항은 섹션 [1] (5) 에 설명된 방법에 의해 측정되었다. 결과들은 표 1에 도시된다.
번호 기준예 1 비교예 1 비교예 2
대응 도면 도 12 도 13 도 14
교차 각도 θ(1)(°) 90 90 90
최대 폭 Wmax(㎛) 15 60 0
평균 폭Wav(㎛) 7 50 0
전기 저항 (Ω/100㎠) 60 6 ∞
주의 : (1) 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 2 개의 라인들의 교차 각도(θ)
(2) 브리지형 부분들의 폭(W)
각각의 복합 필름으로부터 절단된 시편(TP2)(55.2 ㎝ x 4.7 ㎜)은, 섹션 [2], (1) 및 (2) 에 설명된 방법에 의해 0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 입력 파워(Pin)에 대한 반사된 파장의 파워(S11) 및 투과된 파장의 파워(S21)를 측정하기 위해, 도 11a 및 도 11b에 도시된 시스템의 마이크로스트립라인(MSL)에 부착되었고, 이에 의해 0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 투과 감쇠 파워 비(Rtp) 및 노이즈 흡수 비(Ploss/Pin)를 판정한다. 0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 S11, 투과 감쇠 파워 비(Rtp) 및 노이즈 흡수 비(Ploss/Pin)는 도 15, 도 16 및 도 17에 각각 도시된다. 도 15로부터 명백한 바와 같이, 너무 적은 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들(너무 낮은 전기 저항)을 갖는 비교예 1 에서 큰 반사된 파장 파워(S11)가 있었다. 또한, 도 16으로부터 명백한 바와 같이, 과도한 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들(너무 높은 전기 저항)을 갖는 비교예 2 에서 낮은 투과 감쇠 파워 비(Rtp)가 있었다. 또한, 도 17로부터 명백한 바와 같이, 기준예 1 의 복합 필름은 우수한 노이즈 흡수 비(Ploss/Pin)를 가졌다.
기준예 2
16 ㎛ 만큼 두꺼운 각각의 PET 필름(10)에 진공 증기 증착된, 80 ㎚ 만큼 두꺼운 얇은 Al 필름(11)에, 도 18에 도시된 보어 가공된 얇은 Al 필름(1)을 갖는 복합 필름을 제조하기 위해, 3-축 하이브리드 레이저 마커(Keyence Corporation 으로부터 이용 가능한 MD-X1000)에 의해 2 개의 교차하는 라인들에 직경 80 ㎛ 의 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들이 제공되었다. 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들의 간격(W)들은 약 20 ㎛ 였다. 기준예 1 에서와 동일한 방법에 의해 측정된 각각의 복합 필름의 전기 저항은 60 내지 80 Ω/100 ㎠ 였다.
0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 복합 필름의 반사된 파장의 파워(S11) 및 투과된 파장의 파워(S21)가, 노이즈 흡수 비(Ploss/Pin)를 판정하기 위해, 기준예 1 에서와 동일한 방식으로 측정되었다. 0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 노이즈 흡수 비(Ploss/Pin)가 도 19에 도시된다. 도 19로부터 명백한 바와 같이, 레이저 빔 보어 가공된 홀(12)들 및 전기 저항이 본 발명의 요건들을 충족하는, 기준예 2 의 복합 필름은 높은 노이즈 흡수 비(Ploss/Pin)를 가졌다.
실시예 1 내지 5
이하의 표 2에 도시된 바와 같이, 도 3 내지 도 6 그리고 도 9 중 임의의 하나에 도시된 개구(21)들은, 근거리 전자기파 흡수 필름을 제조하기 위해 기준예 1 및 2의 각각의 복합 필름에 형성되었다. 0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 입력 파워(Pin)에 대한 각각의 근거리 전자기파 흡수 필름의 시편(TP2)의 반사된 파장의 파워(S11) 및 투과된 파장의 파워(S21)는, 0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 투과 감쇠 파워 비(Rtp) 및 노이즈 흡수 비(Ploss/Pin)를 판정하기 위해 기준예 1 에서와 동일한 방식으로 측정되었다. 실시예 1 내지 5를 참조하면, 도 20, 도 22, 도 24, 도 26 및 도 28은 0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 S11, S21 및 Rtp 를 도시하고, 도 21, 도 23, 도 25, 도 27 및 도 29는 0.1 내지 6 ㎓ 의 주파수 범위의 Ploss/Pin 을 도시한다.
번호 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
얇은 금속 필름
금속(두께 : ㎚)		 기준예 1

Ni(50)		 기준예 2

Al(80)		 기준예 2

Al(80)		 기준예 2

Al(80)		 기준예 2

Al(80)
보어 가공된 얇은 금속 필름 도 12 도 18 도 18 도 18 도 18
개구들 도 3 도 4 도 5 도 6 도 9
개구들의 면적비(%) 33 24 36 40 44
도 20 내지 도 29로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1 내지 5 의 임의의 근거리 전자기파 흡수 필름들은 작은 반사된 파장의 파워(S11), 그리고 높은 투과 감쇠 파워 비(Rtp)들 및 노이즈 흡수 비(Ploss/Pin)들을 가졌다. 또한, 실시예 1 내지 5 의 근거리 전자기파 흡수 필름들은, 양호한 투과 가시성을 제공하는, 15 내지 60 % 의 개구 면적비들을 가졌다.
1 : 보어 가공된 얇은 금속 필름
10 : 플라스틱 필름
11 : 얇은 금속 필름
11a : 남아있는 얇은 금속 필름 부분
12 : 레이저 빔 보어 가공된 홀
12a, 12b : 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 라인
13 : 주요 나머지 부분
14 : 브리지형 부분
20 : 근거리 전자기파 흡수 필름
21 : 개구
22 : 개구 후 남아있는 부분
120 : 전극
121 : 전극 본체 부분
122 : 전극 연장부
130 : 투명 아크릴 플레이트
140 : 원통형 추
220 : 절연 기재
221 : 접지된 전극
222 : 전도성 핀
223 : 동축 케이블
D : 레이저 빔 보어 가공된 홀의 직경
W : 브리지형 부분의 폭
T : 인접한 레이저 빔 보어 가공된 홀들의 라인들 사이의 중심선 거리
TP1, TP2 : 근거리 전자기파 흡수 필름의 시편
MSL : 마이크로스트립라인
NA : 네트워크 분석기

Claims (8)

  1. 플라스틱 필름, 그리고 상기 플라스틱 필름의 일 표면에 형성되는 단일 층 또는 다중 층의 얇은 금속 필름을 포함하는 근거리 전자기파 흡수 필름(near-field electromagnetic wave absorbing film)으로서,
    상기 얇은 금속 필름은 상기 표면 전체에 50 ㎛ 이하의 간격들로 200 ㎛ 이하의 직경의 레이저 빔 보어 가공된 홀(laser-beam-bored hole)들, 및 상기 표면에 부분적으로 투과 가시성(transmission viewability)을 주는 크기의 복수의 개구들을 갖는, 근거리 전자기파 흡수 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔 보어 가공된 홀들은 100 ㎛ 이하의 직경들을 갖는, 근거리 전자기파 흡수 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 레이저 빔 보어 가공된 홀들은 20 내지 100 ㎛ 의 직경들을 갖는, 근거리 전자기파 흡수 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔 보어 가공된 홀들은 20 ㎛ 이하의 간격들로 배열되는, 근거리 전자기파 흡수 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 얇은 금속 필름에 형성되는 상기 개구들은 적어도 2 개의 방향들로 배열되는, 근거리 전자기파 흡수 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구들의 면적비(area ratio)는 15 내지 60 % 인, 근거리 전자기파 흡수 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 얇은 금속 필름의 두께는 10 내지 300 ㎚ 인, 근거리 전자기파 흡수 필름.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 얇은 금속 필름은 알루미늄, 구리, 은, 주석, 니켈, 코발트, 크롬 및 이들의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속으로 만들어지는, 근거리 전자기파 흡수 필름.
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