(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波吸収用の複層薄膜構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】複層薄膜構造体４００は、複数のポリマー薄膜１００と、複数の透磁性薄膜１０４とから構成されている。これらポリマー薄膜１００は、複数薄膜の積層構造を有し、且つ炭素化合物構造体を有している。これらポリマー薄膜１００の各表面には透磁性薄膜１０４が形成されている。従って、隣接する透磁性薄膜毎の磁気モーメントの方向が反対になり、放出された全ての電磁波は、透磁性薄膜１０４により消去されるか、電磁波のエネルギーが消費されるまでいずれか１つのポリマー薄膜中で反射されるか、炭素化合物構造体により吸収されて熱エネルギーに変換される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数薄膜の積層構造を有し、炭素化合物構造体を有する複数のポリマー薄膜と、
これらポリマー薄膜の各表面に形成された複数の透磁性薄膜と
を有する電磁波吸収用の複層薄膜構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の複層薄膜構造体において、
前記透磁性薄膜が金属薄膜を有する複層薄膜構造体。
【請求項３】
請求項２に記載の複層薄膜構造体において、
前記金属薄膜の厚さが１０μｍ〜１００μｍの範囲にある複層薄膜構造体。
【請求項４】
請求項２に記載の複層薄膜構造体において、
前記金属薄膜が合金薄膜を有する複層薄膜構造体。
【請求項５】
請求項２に記載の複層薄膜構造体において、
前記金属薄膜は、アルミニウム層、ニッケル層、鉄層、銅層及びコバルト層から成る群のうちの少なくとも１層から構成した積層体である複層薄膜構造体。
【請求項６】
請求項１に記載の複層薄膜構造体において、
前記炭素化合物構造体が炭素含有粒子を有する複層薄膜構造体。
【請求項７】
請求項６に記載の複層薄膜構造体において、
前記炭素含有粒子がナノ粒子を有する複層薄膜構造体。
【請求項８】
請求項６に記載の複層薄膜構造体において、
前記炭素含有粒子が窒化珪素粒子を有する複層薄膜構造体。
【請求項９】
請求項１に記載の複層薄膜構造体において、
前記ポリマー薄膜が遠赤外線セラミックを有する薄膜を具える複層薄膜構造体。
【請求項１０】
請求項９に記載の複層薄膜構造体において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、酸化珪素及び酸化アルミニウムの双方又はいずれか一方を有する複層薄膜構造体。
【請求項１１】
請求項１０に記載の複層薄膜構造体において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、さらに、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化マンガンの少なくとも一種を有する複層薄膜構造体。
【請求項１２】
請求項１０に記載の複層薄膜構造体において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、さらに、斑状安山岩及びトルマリンの少なくとも一種を有する複層薄膜構造体。
【請求項１３】
ポリマー溶液を準備する工程と、
このポリマー溶液中に炭素化合物構造体を加える工程と、
得られたポリマー溶液を用いて複数のポリマー薄膜を形成する工程と、
複数の透磁性薄膜をこれらポリマー薄膜の各表面に形成する工程と、
これらポリマー薄膜を積層する工程と
を有する電磁波吸収用の複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の複層薄膜構造体の製造方法において、
前記ポリマー溶液中に炭素化合物構造体を加える工程が、さらに、このポリマー薄膜溶液中に遠赤外線セラミックを加える工程を有する複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の複層薄膜構造体の製造方法において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、酸化珪素及び酸化アルミニウムの双方又はいずれか一方を有する複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の複層薄膜構造体の製造方法において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、さらに、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化マンガンの少なくとも一種を有する複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の複層薄膜構造体の製造方法において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、さらに、斑状安山岩及びトルマリンの少なくとも一種を有する複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の複層薄膜構造体の製造方法において、
前記複数の透磁性薄膜をポリマー薄膜の各表面に形成する工程が、前記ポリマー薄膜の各表面に合金層を形成する工程を有する複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載の複層薄膜構造体の製造方法において、
前記複数の透磁性薄膜をポリマー薄膜の各表面に形成する工程が、真空スパッタリング又は電気メッキ処理を用いる工程を有する複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項２０】
請求項１３に記載の複層薄膜構造体の製造方法において、
前記複数の透磁性薄膜をポリマー薄膜の各表面に形成する工程が、前記ポリマー薄膜の各表面への堆積処理を数回に亘って行い複層金属薄膜を形成する工程を有する複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の複層薄膜構造体の製造方法において、
前記堆積処理が、真空スパッタリング又は電気メッキ処理を用いる工程を有する複層薄膜構造体の製造方法。
【請求項２２】
カバーを有する本体から放出される電磁波を吸収する電磁波防止装置であって、
複数薄膜の積層構造を有する複数のポリマー薄膜であって、炭素化合物構造体を有し前記カバーの内面に取付けられたポリマー薄膜と、
これらポリマー薄膜の各表面に形成された複数の透磁性薄膜と
を有する電磁波防止装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の電磁波防止装置において、
前記透磁性薄膜が金属薄膜を有する電磁波防止装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の電磁波防止装置において、
前記金属薄膜が合金薄膜を有する電磁波防止装置。
【請求項２５】
請求項２３に記載の電磁波防止装置において、
前記金属薄膜は、アルミニウム層、ニッケル層、鉄層、銅層及びコバルト層から成る群のうちの少なくとも１層から構成した積層体である電磁波防止装置。
【請求項２６】
請求項２２に記載の電磁波防止装置において、
前記炭素化合物構造体が炭素含有粒子を有する電磁波防止装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の電磁波防止装置において、
前記炭素含有粒子がナノ粒子を有する電磁波防止装置。
【請求項２８】
請求項２６に記載の電磁波防止装置において、
前記炭素含有粒子が窒化珪素粒子を有する電磁波防止装置。
【請求項２９】
請求項２２に記載の電磁波防止装置において、
前記ポリマー薄膜が遠赤外線セラミックを有する電磁波防止装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の電磁波防止装置において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、酸化珪素及び酸化アルミニウムの双方又はいずれか一方を有する電磁波防止装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の電磁波防止装置において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、さらに、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化マンガンの少なくとも一種を有する電磁波防止装置。
【請求項３２】
請求項３０に記載の電磁波防止装置において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、さらに、斑状安山岩及びトルマリンの少なくとも一種を有する電磁波防止装置。
【請求項３３】
カバーを有する本体を準備する工程と、
このカバーの内面にポリマー薄膜を形成する工程であって、当該ポリマー薄膜が炭素化合物構造体を有するようにする工程と、
前記ポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜を形成する工程と、
前記カバーの内面にポリマー薄膜を形成する工程、及び前記ポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜を形成する工程を繰り返す工程と
を有する電磁波防止装置の製造方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の電磁波防止装置の製造方法において、
前記ポリマー薄膜が、遠赤外線セラミックを有するようにする電磁波防止装置の製造方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の電磁波防止装置の製造方法において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、酸化珪素及び酸化アルミニウムの双方又はいずれか一方を有する電磁波防止装置の製造方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の電磁波防止装置の製造方法において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、さらに、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化マンガンの少なくとも一種を有する電磁波防止装置の製造方法。
【請求項３７】
請求項３５に記載の電磁波防止の製造方法において、
前記遠赤外線セラミックの材料が、さらに、斑状安山岩及びトルマリンの少なくとも一種を有する電磁波防止装置の製造方法。
【請求項３８】
請求項３３に記載の電磁波防止装置の製造方法において、
前記ポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜を形成する工程が、前記ポリマー薄膜の表面に合金層を形成する工程を有する電磁波防止装置の製造方法の製造方法。
【請求項３９】
請求項３３に記載の電磁波防止装置の製造方法において、
前記ポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜を形成する工程が、前記ポリマー薄膜の表面への堆積処理を数回に亘って行い複層金属薄膜を形成する工程を有する電磁波防止装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波吸収用の薄膜構造体及びその製造方法に関するものである。より具体的には、本発明は、電磁波の吸収効率が高い複層薄膜構造体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータや、商業用及び一般用の電子装置はポータブル化、ワイヤレス化及び高周波化する傾向にあり、これらの電子装置から放出され漏洩する電磁波の量が急速に増大している。多数の調査結果によりば、高周波の電磁波を多量に受けると、人体細胞の組織及び機能が損傷するおそれがあり、白血病、脳腫瘍及びデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）の破壊のような多くの病気が引き起こされるおそれがあることが示されている。複数の調査結果によれば、人体が、携帯電話からの電磁波のような特定波長の電磁波に長期間曝されると、記憶が一時的に失われたり、理解力が失われたり、運動緩慢になったりするなど主たる脳の機能が影響を受けるおそれがあることが示されている。ワイヤレス及び高周波の電子装置がより一般的になるに従い、これら電子装置に適した電磁波防止材料、構造体及び装置がますます重要になっている。
【０００３】
一般的に言って、少なくとも２種類の電磁波防止構造体が開発されており、そのうちの一方は、金属、導電ポリマー、導電薄膜、プラスチック及びゴムを有する導電複合材料、導電性接着剤並びに導電性表面処理のような電界遮蔽材料である。他方は、磁性材料、磁性複合材料及び超伝導体のような磁界遮蔽材料である。また、金属繊維を他の繊維と組み合わせて得られる材料を、電磁波防止の材料又は布地として使用することができる。より具体的には、ある種の材料からなる電磁波防止表面は、有機ナノレベル複合材料を用いた無毒な材料を、ポリマー被覆布地の製造処理により、金属、合金、木材及びセラミックなどを含む材料の表面に被覆することによっても得ることができる。
【０００４】
しかし、従来の電磁波防止材料、構造体又は装置は、携帯電話のようなポータブルで薄肉軽量な電子装置に使用するには厚すぎる。さらに、従来の電磁波防止材料、構造体又は装置を被覆した電子装置からは依然としてある量の電磁波が漏洩してしまう。
【発明の開示】
【０００５】
従って、本発明の目的の１つは、薄肉軽量な電子装置に利用することのできる電磁波吸収用の薄膜構造体及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、電磁波を吸収しその電磁波を熱エネルギーに変換しうる電磁波吸収用の薄膜構造体及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
上述の及びその他の利点を達成するために、本発明の目的に従い本明細書中に例を用いて詳細に説明する電磁波吸収用の複層薄膜構造体を提供する。複層薄膜構造体は、複数のポリマー薄膜と、複数の透磁性薄膜とから構成する。これらポリマー薄膜は、複数薄膜の積層構造を有し、炭素化合物構造体を具える。これらポリマー薄膜の各表面には透磁性薄膜を形成する。
【０００８】
本発明の第１の実施例において、炭素化合物構造体は、ナノレベルの炭化珪素粒子にする。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、電磁波吸収用の複層薄膜構造体の製造方法を提供することにある。この製造工程は、ポリマー溶液を準備する工程と、このポリマー溶液中に炭素化合物構造体を加える工程とを有する。次に、得られたポリマー溶液を用いて複数のポリマー薄膜を形成する。複数の透磁性薄膜をこれらポリマー薄膜の各表面に形成した後に、得られたポリマー薄膜を積層し複層薄膜構造体を得る。
【００１０】
本発明の第１の実施例においては、前記複数の透磁性薄膜をポリマー薄膜の各表面に形成する工程が、真空スパッタリング処理を用いる工程を有するようにする。
【００１１】
本発明の更に別の目的は、電磁波防止装置の製造方法を提供することにある。この製造方法は、カバーを有する本体を準備する工程と、このカバーの内面にポリマー薄膜を形成する工程であって、当該ポリマー薄膜が炭素化合物構造体を有するようにする工程と、前記ポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜を形成する工程と、前記カバーの内面にポリマー薄膜を形成する工程及び前記ポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜を形成する工程を繰り返す工程とを有する。
【００１２】
従って、本発明による薄膜構造体を複数層のポリマー薄膜から構成し、このポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜を堆積することにより、放出された電磁波がこの透磁性薄膜により消去される。すなわち、複層ポリマー薄膜内の電磁波は薄膜内側で屈折して進み、最終的に電磁波のエネルギーは完全に吸収される。別の場合には、複層ポリマー薄膜中の電磁波のエネルギーは、炭素化合物構造体により吸収され熱エネルギーに変換される。さらに、本発明の薄膜構造体の厚さは、薄肉軽量の電子装置の用途にあわせて最適化することができる。
【００１３】
上述した一般的な説明及び後述する詳細な説明は双方とも例示的なものであり、特許請求の範囲に記載した発明を詳細に説明することを目的とするものであることを理解されたい。
【００１４】
添付の図面は本発明を更に理解するためのものである。これら図面は本発明の例を示しており、詳細な説明と共に本発明の原理を説明するものである。
【００１５】
本発明の好適例を示す添付の図面を参照して、以下に本発明をより完全に説明する。本発明は種々の形態で実施しうるため、以下に説明する実施例に限定して解釈されるものではない。下記の実施例は、発明の開示を完全なものとし、本発明の範囲を当業者に対し充分に伝達するためのものである。
【００１６】
第１の実施例
図１は、本発明の第１の実施例による電磁波吸収用の複層薄膜構造体を示す断面図である。
【００１７】
図１を参照するに、本発明による電磁波吸収用の複層薄膜構造体は、複数のポリマー薄膜１００と、複数の透磁性薄膜１０４とを有する。これらポリマー薄膜１００の材料としては、ポリエチレン又は他のポリマーがあるが、これらに限定されるものではない。ポリマー薄膜１００は、複数薄膜の積層構造を有し、これらポリマー薄膜１００の少なくとも１つは炭素化合物構造体１０２を有する。この炭素化合物構造体１０２は、例えば炭素繊維又は炭素含有粒子を有するが、これらに限定されるものではない。炭素含有粒子としては、窒化珪素粒子又はナノレベル粒子がある。ポリマー薄膜１００の各表面には、透磁性薄膜１０４が形成されている。従って、電磁波１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ及び１０６ｄが放出された場合に、ポリマー薄膜１００の上側にある透磁性薄膜１０４における誘起される磁気モーメントの方向は、同じポリマー薄膜１００の下側にある他の透磁性薄膜１０４における方向の反対になる。従って、隣接する透磁性薄膜１０４の磁気モーメントはそれぞれ反対方向になる。最終的に、反射される電磁波１０６ａを除いた他の全ての放出された電磁波は、透磁性薄膜１０４により消去されるか、電磁波のエネルギーが消費されるまでいずれか１つのポリマー薄膜１００中で反射されるか、炭素化合物構造体１０２により吸収され熱エネルギーに変換されるかする。
【００１８】
図１を再度参照するに、ポリマー薄膜１００中に遠赤外線セラミックを加えて電磁波を吸収させこれを遠赤外線放射に変換させることもできる。本発明の一例では、遠赤外線放射の波長は約１μｍ〜約３０μｍの範囲にある。本発明の一例では、遠赤外線セラミックの材料が酸化珪素及び酸化アルミニウムの双方又はいずれか一方を有するものとし得る。さらに、遠赤外線セラミックの材料が、その他に酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化マンガンの少なくとも一種を含むようにしてもよい。また、本発明の他の例では、遠赤外線セラミックの材料が、さらに斑状安山岩及びトルマリンの少なくとも一種を有するようにすることもできる。透磁性薄膜１０４は、例えば金属薄膜を有するのが好ましいが、これに限定されるものではない。金属薄膜の厚さは１０μｍ〜１００μｍの範囲にし、金属薄膜は、合金薄膜から構成するか、或いはアルミニウム層、ニッケル層、鉄層、銅層又はコバルト層から成る群のうちの少なくとも１層を有する積層体から構成することができる。透磁性薄膜１０４を合金薄膜から構成する場合、合金の材料としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、銅、コバルトから成る群のうちの少なくとも１種を使用することができ、この合金薄膜には微量のマンガンを添加することもできる。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施例による電磁波吸収用の複層薄膜構造体の製造方法の工程図である。
【００２０】
図２を参照するに、工程２００においてポリマー溶液を準備し、工程２０２においてこのポリマー溶液に炭素化合物構造体を加える。次に、工程２０４において、得られたポリマー溶液を用いて複数のポリマー薄膜を形成する。その後、工程２０６において、得られたポリマー薄膜の各表面に透磁性薄膜を形成する。ここで複数の透磁性薄膜を形成する方法としては、真空スパッタリング又は電気メッキ処理があるが、これらに限定されるものではない。ポリマー薄膜の各表面に堆積処理を数回に亘って行い、透磁性薄膜として使用することのできる複層金属薄膜を形成する。最後に工程２０８において、得られたポリマー薄膜を接着又は加熱圧着処理により積層する。また、工程２０２において、ポリマー薄膜溶液中に遠赤外線セラミックを添加する処理をさらに行ってもよい。
【００２１】
第２の実施例
図３は、本発明の第２の実施例による電磁波防止装置を示す線図である。
【００２２】
図３を参照するに、本発明の電磁波防止装置は、カバー３０２を有する本体３００から放出される電磁波を吸収させるのに用いることができる。この実施例は、カバー３０２の内側に、複数薄膜の積層構造を有する複数のポリマー薄膜３１０を取付けたことを特徴とする。これらポリマー薄膜３１０は炭素化合物構造体を有し、複数の透磁性薄膜３１４がこれらポリマー薄膜３１０の各表面に形成されている。また、このポリマー薄膜の材料及び特性は、第１の実施例において説明した電磁波吸収用の複層薄膜構造体と同じである。しかし、本発明を各種の用途に用いる場合には、本体のカバーを変形する。従って、本発明の本体のカバーは、取付けるものの形状に対応して変形させ、ポリマー薄膜３１０の層の数及び厚さは、電磁波の強度に応じたものにする。
【００２３】
図４は、本発明の第２の実施例による電磁波防止装置を携帯電話に用いた例を示す分解図である。
【００２４】
図４には、上側カバー及び下側カバー４１０と、スクリーン４１２と、メインボード４１４と、アンテナ４１６と、キーパッド４１８とを有する一般的な携帯電話が示されている。この携帯電話に電磁波防止効果を導入するために、上側カバー及び下側カバー４１０の内面と、スクリーン４１２及びメインボード４１４間の共通する面とに複層薄膜構造体４００を配置することができる。さらに、キーパッド４１８からの電磁波の漏洩を防止するために、キーパッド４１８及びメインボード４１４間の共通する面に複層薄膜構造体４００を配置してメインボード４１４の全表面を覆うことができる。この場合、メインボード４１４と上側カバー４１０の内側との間にキーパッド４１８を装着し、上側カバー４１０の開口部４１１にキーパッド４１８のキーが装着されるようにする。さらに、アンテナ４１６近傍の上側カバー４１０の内面に複層薄膜構造体４００を配置することができるが、電磁波を送信及び受信するためにアンテナ４１６の部分４２０には複層薄膜構造体４００を配置することはできない。実際には、電磁波の漏洩を防止するために、上述した携帯電話に用いる複層薄膜構造体４００の層の数は少なくとも４層にし、この複層薄膜構造体４００の総厚さは約０．１ｍｍ〜約０．２ｍｍの範囲にするが、これに限定されるものではない。図４に示す実施例は本発明の用途の１つを説明するものであり、複層薄膜構造体は、電磁波を防止するための各種の電子部品及び装置に用いることができる。
【００２５】
図５は、本発明の第２の実施例による電磁波防止装置の製造工程を示す工程図である。
【００２６】
図５を参照するに、工程５００において、カバーを有する本体を準備する。工程５０２において、このカバーの内面に、炭素化合物構造体を有するポリマー薄膜を形成する。この際、電磁波を遠赤外線放射に変換させるために、ポリマー薄膜の形成前にポリマー溶液中に遠赤外線セラミックを添加することもできる。その後、工程５０４において、得られたポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜を形成する。透磁性薄膜の形成方法としては、ポリマー薄膜の表面に合金層を形成する真空スパッタリング又は電気メッキ処理があるが、これらに限定されるものではない。ポリマー薄膜の各表面に堆積処理を数回に亘って行い、透磁性薄膜として使用することのできる複層金属薄膜を形成する。最後に工程５０２及び５０４を繰り返して、複層薄膜構造体を用いた電磁波防止装置を形成する。
【００２７】
従って、本発明による薄膜構造体が、複数層のポリマー薄膜から構成されており、且つこれらポリマー薄膜の表面に透磁性薄膜が堆積されていることにより、放射された電磁波はこの透磁性薄膜により消去される。すなわち、複層ポリマー薄膜内の電磁波は薄膜内側で反射して進み、最終的に電磁波のエネルギーは完全に吸収される。別の場合には、複層ポリマー薄膜内の電磁波のエネルギーは、炭素化合物構造体により吸収され熱エネルギーに変換される。さらに、本発明の薄膜構造体の厚さは、薄肉軽量の電子装置の用途にあわせて最適化することができる。
【００２８】
当業者にとって、本発明の範囲を逸脱することなく本発明の構成に種々の変更及び変形を加えうること明らかである。本発明は、上述した本発明の変更例及び変形例を含むものであり、これらの例は特許請求の範囲及びその均等の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例による電磁波吸収用の複層薄膜構造体の断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施例による電磁波吸収用の複層薄膜構造体の製造工程を示す工程図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施例による電磁波防止装置を示す線図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施例による電磁波防止装置を携帯電話に用いた例を示す分解図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施例による電磁波防止装置の製造工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００  ポリマー薄膜
１０２  炭素化合物構造体
１０４  透磁性薄膜
１０６ａ〜ｄ  電磁波
３００  本体
３０２  カバー
３１０  ポリマー薄膜
３１４  透磁性薄膜
４００  複層薄膜構造体
４１０  上側カバー、下側カバー
４１１  開口部
４１２  スクリーン
４１４  メインボード
４１６  アンテナ
４１８  キーパッド
【図１】
2006147699.tif 000003
【図２】
2006147699.tif 000004
【図３】
2006147699.tif 000005
【図４】
2006147699.tif 000006
【図５】
2006147699.tif 000007
【外国語明細書】
2006147699000001.pdf