CN112054308A - 一种电磁散射膜及包含电磁散射膜的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁散射膜及包含电磁散射膜的电子装置，其中，电磁散射膜包括金属层；金属层上设有贯穿其上、下表面的通孔，通孔的截面的轮廓上任意两点距离s中的最大值小于射入通孔内的微波的波长λ，以使微波入射至通孔后发生衍射。通过在金属层上设置小于微波的波长的通孔，原本直线传输的微波入射至通孔后会产生衍射，增大微波发射和/或接收的空间范围。

Description

一种电磁散射膜及包含电磁散射膜的电子装置

本发明要求以下两项中国专利申请的优先权，1、申请日为：2019年06月05日，申请号为：201920847012.6；2、申请日为：2019年06月05日，申请号为：201910489146.X，该申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种电磁散射膜及包含电磁散射膜的电子装置。

背景技术

微波通信是使用波长在0.1毫米至1米之间的电磁波进行的通信。该波长段电磁波所对应的频率范围是300MHz(0.3GHz)-3THz。微波通信因微波直线传输的特性而具有定向性，当用户未处于该规定的方向区域内，则无法接收到信号，造成通信盲区。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种电磁散射膜，微波通过该电磁散射膜上的通孔后可产生衍射，增大微波发射和/或接收的空间范围，尽可能避免通信盲区。

本发明的另一个目的在于提供一种电子装置，该装置的微波信号发射和/或接收范围大，用户使用体验好。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一方面，提供一种电磁散射膜，包括金属层，所述金属层上设有贯穿其上、下表面的通孔，所述通孔的截面的轮廓上任意两点距离s中的最大值小于射入所述通孔内的微波的波长λ，以使微波入射至所述通孔后发生衍射。通过在金属层上设置小于微波的波长的通孔，原本直线传输的微波入射至通孔后会产生衍射，增大微波发射和/或接收的空间范围。

另一方面，提供一种电子装置，包括所述的电磁散射膜和电路装置，所述电路装置包括信号电路，所述电磁散射膜与所述电路装置连接。

本发明实施例提供的电子装置，电磁散射膜与电路装置连接，经过信号电路发射和/或接收的微波信号，可以经由电磁散射膜的通孔产生衍射，扩大了电子装置的微波信号发射和/或接收的空间范围，避免电子装置的信号盲区问题，提高用户的使用体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电磁散射膜的结构示意图；

图2为本发明实施例的电磁散射膜的通孔的结构示意图；

图3为本发明实施例中的带有圆形孔的电磁散射膜的截面示意图(图1中A-A向)；

图4为本发明实施例中的带有方形孔的电磁散射膜的截面示意图；

图5为本发明实施例中的带有组合孔型的电磁散射膜的截面示意图；

图6为本发明实施例中的电磁散射膜的金属层结构示意图；

图7为本发明另一实施例中的电磁散射膜的金属层结构示意图；

图8为本发明实施例提供的电磁散射膜的结构示意图；

图9为本发明另一实施例提供的电磁散射膜的结构示意图；

图10为本发明实施例中的电磁散射膜的结构示意图(金属层远离绝缘层的一面为非平整面)；

图11为本发明实施例中的电磁散射膜的结构示意图(金属层的上下表面均为非平整面)；

图12为本发明的实施例提供的电子装置的结构示意图。

附图标记：

1、金属层；11、通孔；111、截面；1111、点；2、绝缘层；3、导电凸起；4、胶膜层；5、凸起部；100、电磁散射膜；200、电路装置；201、信号电路。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例的电磁散射膜的结构示意图。如图1所示，本发明优选实施例的一种电磁散射膜，包括金属层1，金属层1上设有贯穿其上、下表面的通孔11，通孔11的截面的轮廓上任意两点距离s中的最大值小于射入通孔11内的微波的波长λ，以使微波入射至所述通孔11后发生衍射。在通信技术领域，实现数据交换的重要手段为信号的传输，微波信号传输属于其中的一种手段。由于微波信号是沿规定方向的直线型传输，导致未在规定方向的区域可能接收不到微波信号，或者，不能向规定方向以外的区域发射微波信号，而导致通信失败。图1中所示的箭头方向为示例性的微波传输方向，本发明的实施例提供的散射膜采用了衍射原理，通过在金属层1上设置远小于微波波长的通孔11，当微波被发射经过该通孔11时，则会发生衍射，使得原先只定向传输的微波的运动路径产生了改变，经过衍射产生了多个方向的传输路径，扩大了微波发射和/或接收的空间范围。其中，本发明所述的截面是指沿着图1中所示的A-A方向截取散射膜得到的通孔11的截面。

图3-5是本发明实施例的电磁散射膜的截面示意图。本发明实施例的通孔11可以为圆形孔或非圆形孔中的一种或两种及以上的组合，例如，通孔11可以为三角形、四边形等多边形孔或其他不规则形状孔，只需满足能够使微波入射至所述通孔11后发生衍射即可。

本发明实施例中，在通孔11的截面的轮廓上存在多个点，任意两点之间具有直线距离。具体地，如图2所示，以圆形通孔为例，沿着通孔11的中心轴线方向，通孔11具有若干个相互平行的截面111，在每个截面轮廓上具有若干相互间隔的个点1111，两点1111之间具有直线距离。本发明通过限定通孔11的截面的轮廓上任意两点距离s中的最大值小于射入通孔11内的微波的波长λ，以限定通孔11的尺寸小于射入通孔11内的微波的波长λ，确保射入通孔11内的微波能发生衍射。如图3所示，即图中的A-A向视图，当通孔11为圆形孔时，所述通孔11的截面的轮廓上任意两点距离s中最大值为通孔11的直径。图3的示例中，通孔11的直径小于射入通孔11内的微波的波长λ，如此设计，则可保证圆形的通孔11尺寸小于射入通孔11内的微波的波长λ。如图4所示，当通孔11为非圆形孔时，例如，图示的通孔11为长方形，则所述通孔11的截面的轮廓上任意两点距离s中最大值为长方形对角线长度。图4的示例中，通孔11的对角线长度小于射入通孔11内的微波的波长λ，如此设计，则可保证长方形的通孔11尺寸小于射入通孔11内的微波的波长λ。如图5所示，当通孔11为圆形孔和非圆形孔的组合情况时，所述通孔11的截面的轮廓上任意两点距离s中最大值为圆形通孔11的直径s1或方形通孔11的对角线长度s2中的数值较大者。图5的示例中，圆形通孔11的直径s1或方形通孔11的对角线长度s2中的数值较大者小于射入通孔11内的微波的波长λ，如此设计，则可保证通孔11的尺寸小于射入通孔11内的微波的波长λ。

优选的实施例中，通孔11的截面的轮廓上任意两点距离s为1μm～500μm，且所述距离s小于所述微波的波长λ。需要说明的是，本实施例中的所述微波根据实际使用要求，承载有用于微波通信的信号。本实施例中的所述微波的波长λ为0.1mm至1m。从上述距离s和波长λ的数值范围来看，通孔11尺寸远小于微波的波长，可以使得微波进入通孔11后发生衍射。

优选地，通孔11的截面的轮廓上任意两点距离s与所述微波的波长λ的比值为1:200～1:100。通过明确通孔11的截面轮廓上两点之间距离s与所述微波的波长λ之间的尺寸关系，确保通孔11的截面轮廓上任意两点之间的距离s远远小于所述微波的波长λ，保证了无论所述微波从哪个方向入射都能发生衍射，从而确保了微波由定向传输转换为多方位的发散传输，进而确保了用户在不同方向的区域内可接收到信号。

另外，在本发明实施例中，每1cm²的所述金属层1上设置的通孔11的数量为1000个以上。通过设置尽可能多的通孔11，可以提高微波与电磁散射膜的有效接触面积，使得尽可能多的微波得到散射。优选地，所述金属层1上开孔率为1％～99％。金属层1上的开孔率为金属层1上开孔的总面积(所有开孔的面积之和)与所述金属层1的主体面积的比值为1％～99％。具体地，以金属层1的任意一个表面为例，开孔率指在该表面上开设的所有孔的面积之和与金属层1的表面面积的比值。通过所述设计，使得在金属层1上的开孔面积得到控制，避免因为开孔面积太大，导致金属层1容易产生破裂的问题，或者，避免因为开孔面积太小，导致大量微波直接被金属层1发射，却不会通过通孔11产生衍射的问题。

在本发明实施例中，多个所述通孔11规则或不规则地分布在所述金属层1上；和/或，多个所述通孔11的形状相同或不同；和/或，多个所述通孔11的尺寸相同或不同。其中，所述通孔11规则地分布在所述金属层1上是指各个通孔11均匀地分布在所述金属层1上；所述通孔11不规则地分布在所述金属层1上是指各个通孔11无序地分布在所述金属层1上。

在本发明实施例中，金属层1的厚度t为0.1～10μm，通过所述设计，以确保所述金属层1不容易破裂并且具有良好的挠性。优选地，所述金属层1由铜、铝、钛、锌、铁、镍、铬、钴、银和金中的任意一种或多种材料制成。

本实施例中，金属层1的两个表面可以为平整面，也可以为非平整面。非平整面包括规则的非平整面和不规则的非平整面。当金属层1表面为规则的非平整面时，规则的非平整面为周期性起伏变化的结构，且起伏的幅度以及起伏的间隔相同；当金属层1表面为不规则的非平整面时，不规则的非平整面为非周期性起伏变化的结构，且起伏的幅度和/或起伏的间隔不同。如图1的示例中，金属层1的两个表面为平整面。如图6的示例中，金属层1的一个表面为平整面，另一个表面为不规则的非平整面。如图7的示例中，金属层1的两个表面均为不规则的非平整面。

图8是本发明实施例的电磁散射膜的结构示意图。如图8所示，金属层1的一面设置有绝缘层2。绝缘层2为了使金属层1绝缘并防止与周围的电路短路而设置。绝缘层2可以为设置于金属层1的表面的绝缘层膜层或者涂覆于金属层1的表面的绝缘涂层。在本发明实施例中，所述绝缘层2具有绝缘和保护作用，保证了所述金属层1在使用过程中不被划伤破损，优选地，所述绝缘层2的厚度为1μm～25μm，所述绝缘层2包括PPS薄膜层、PEN薄膜层、聚酯薄膜层、聚酰亚胺薄膜层、环氧树脂油墨固化后形成的膜层、聚氨酯油墨固化后形成的膜层、改性丙烯酸树脂固化后形成的膜层或聚酰亚胺树脂固化后形成的膜层中的任意一种。

请参阅图9所示，为了改善绝缘层2与金属层1之间的连接稳定性，以防止出现绝缘层2与金属层1之间剥离脱落的情况，本实施例中的金属层1靠近绝缘层2的一侧上设有多个凸起部5，凸起部5伸入绝缘层2中。此外，凸起部5可以从金属层1朝向绝缘层2的方向凸起，也可以从绝缘层2朝向金属层1的方向凸起，只需满足其有利于改善绝缘层2与金属层1之间的连接稳定性即可。需要说明的是，图9中的凸起部5的形状仅仅是示例性的，由于工艺手段及参数上的差异，各凸起部5的形状为规则或不规则的立体几何状，比如，凸起部5的形状可以为尖角状、倒锥状、颗粒状、树枝状、柱状、块状中的一种或多种。本发明实施例中的凸起部5并不受图示及上述形状的限制，只要是有利于改善绝缘层2与金属层1之间的连接稳定性的凸起部5，均在本发明的保护范围之内。多个凸起部5的形状可以相同或不同，凸起部5的尺寸也可以相同或不同，也就是说，多个凸起部5的形状可以为尖角状、倒锥状、颗粒状、树枝状、柱状、块状中的一种或多种，并且，同样形状的多个凸起部5的尺寸可不完全相同。另外，多个凸起部5在金属层1靠近绝缘层2的一侧连续或不连续地分布，例如，当多个凸起部5的形状为尖角状且连续分布时，可形成规则的、周期性的齿纹状立体图案，或是不规则的、无序的齿纹状立体图案，当然，这里只是列举了其中一种情况，上述中的其他形状的组合也均在本申请的保护范围内，在此就不一一列举。在本发明的其他实施例中，金属层1的表面为非平整面也会有利于金属层1与绝缘层2的连接稳定性和可靠性。

在本发明实施例中，凸起部5可以导电或不导电，优选地，所述凸起部5包括金属颗粒、碳纳米管颗粒、铁氧体颗粒、绝缘体颗粒和包覆复合颗粒(导体层作为包覆层形成的导体颗粒，或者绝缘体包覆的另一种绝缘体颗粒等)中的一种或多种，其中，当凸起部5导电时，所述凸起部5包括金属颗粒、碳纳米管颗粒、铁氧体颗粒和包覆复合颗粒(导体层作为包覆层形成的导体颗粒)中的一种或多种；当所述凸起部5不导电时，所述凸起部5包括绝缘体颗粒和包覆复合颗粒(绝缘体包覆的另一种绝缘体颗粒等)中的一种或多种。此外，当所述凸起部5为金属颗粒时，所述凸起部5包括单金属颗粒和/或合金颗粒；其中，所述单金属颗粒由铜、铝、钛、锌、铁、镍、铬、钴、银和金中的任意一种材料制成，所述合金颗粒由铜、铝、钛、锌、铁、镍、铬、钴、银和金中的任意两种或两种以上的材料制成。需要说明的是，多个凸起部5可以与所述金属层1的材料相同，也可以不相同。

此外，在具体实施过程中，当所述凸起部5导电时，可以先形成金属层1，然后再通过其他工艺在该金属层1上形成凸起部5，最后再在该金属层1形成有凸起部5的一侧形成绝缘层2。当然，该金属层1和所述凸起部5还可以是一体成型。凸起部5的高度优选为0.1μm～15μm，当所述凸起部5具有导电性能时，所述凸起部5的高度小于所述绝缘层2的厚度，以防止所述绝缘层2失效。

如图8的示例中，金属层1的表面设有导电凸起3，以便于在使用电磁散射膜时，将金属层1中积聚的干扰电荷导出，进而避免了干扰电荷的积聚而形成干扰源。多个导电凸起3设置于金属层1远离绝缘层2的一侧面。于图8的示例中，先形成金属层1，然后再通过其他工艺在该金属层1上形成导电凸起3。于图9示例中，金属层1和导电凸起3一体成型。需要说明的是，图中的所述导电凸起3的形状仅仅是示例性的，由于工艺手段及参数上的差异，各所述导电凸起3的形状为规则或不规则的立体几何状，比如，多个所述导电凸起3的形状可以为尖角状、倒锥状、颗粒状、树枝状、柱状、块状中的一种或多种。

此外，对于金属层1远离绝缘层2的一侧上设有的多个导电凸起3，每个导电凸起3的形状可以相同或不同，每个导电凸起3的尺寸也可以相同或不同，也就是说，多个导电凸起3的形状可以为尖角状、倒锥状、颗粒状、树枝状、柱状、块状中的一种或多种，并且，同样形状的多个导电凸起3的尺寸可不完全相同。另外，多个导电凸起3在金属层1远离绝缘层2的一侧连续或不连续地分布，例如，当多个导电凸起3的形状为尖角状且连续分布时，可形成规则的、周期性的齿纹状立体图案，抑或是不规则的、无序的齿纹状立体图案，当然，这里只是列举了其中一种情况，上述中的其他形状的组合也均在本申请的保护范围内，在此就不一一列举。

在本发明实施例中，所述导电凸起3包括金属颗粒、碳纳米管颗粒和铁氧体颗粒中的一种或多种，所述导电凸起3包括单金属颗粒和/或合金颗粒；其中，所述单金属颗粒由铜、铝、钛、锌、铁、镍、铬、钴、银和金中的任意一种材料制成，所述合金颗粒由铜、铝、钛、锌、铁、镍、铬、钴、银和金中的任意两种或两种以上的材料制成。需要说明的是，所述导电凸起3可以与所述金属层1的材料相同，也可以不相同。

本发明实施例中，在满足接地效果的前提下，尽可能使产品趋于轻薄，所述导电凸起3的高度h为0.1～30μm。

如图9所示，为了便于使用所述电磁散射膜，本实施例中的所述金属层1远离所述绝缘层2的一侧上设有胶膜层4，多个所述导电凸起3伸入所述胶膜层4。所述导电凸起3可与所述胶膜层4的外表面存在一定的距离，也可与所述胶膜层4的外表面相接触或延伸出所述胶膜层4的外表面；所述胶膜层4的外表面可以为无起伏的平整面，也可以是平缓起伏的非平整面。在使用时，多个所述导电凸起3刺穿所述胶膜层4并接地，以将所述金属层1内积聚的干扰电荷导出。在本发明的其他实施例中，金属层1的表面为非平整面，因此在金属层1表面可形成不平整的凹凸面，如此设计可使更多的粘结胶量与金属层1连接，从而提高金属层1与胶膜层4的连接稳定性和可靠性。

优选地，所述胶膜层4所用材料选自以下任意一种：改性环氧树脂类、丙烯酸类、改性橡胶类、改性热塑性聚酰亚胺类、聚氨酯类、聚丙烯酸酯类、有机硅类。

在本发明实施例中，所述导电凸起3的高度优选为0.1μm-30μm，所述胶膜层4的厚度优选为0.1μm-45μm。通过设置所述导电凸起3的高度优选为0.1μm-30μm，所述胶膜层4的厚度优选为0.1μm-45μm，以确保所述电磁散射膜在使用时，所述导电凸起3能够刺穿所述胶膜层4，从而确保了所述电磁散射膜能够接地。

如图10-11所示，其中，图10所示的电磁散射膜中的金属层1的一个表面为平整面，另一个表面为不规则的非平整面。与金属层1连接的胶膜层4的一表面也呈现不规则的非平整面。图11所示的电磁散射膜的金属层1的两个表面均为不规则的非平整面。与金属层1连接的绝缘层2、胶膜层4的表面也呈现不规则的非平整面。通过所述设计，金属层1的表面为不规则的非平整面，可以提高与绝缘层2和胶膜层4的连接稳定性和可靠性。

为了适应更多的应用场景，本发明所述的电磁散射膜为柔性可折叠、可弯曲结构。具体地，可以通过将金属层1采用柔性的结构，例如，金属线路板、FPC线路板，在金属层1一表面设置的连接用的胶膜层4具有可折叠性，以及在金属层1的另一表面设置的保护用的绝缘层2也具备可弯折性，使得本发明的电磁散射膜具有可折叠和可弯曲的性能。实际使用时，可根据需要将散射膜弯曲或折叠成环状结构或半封闭结构等任意形状，例如，弧形结构、椭圆形结构、堆叠结构。

图12是本发明实施例提供的电子装置的结构示意图。如图12所示，电子装置包括电磁散射膜100和电路装置200，电路装置200包括信号电路201，电磁散射膜100与电路装置200连接。本实施例中，电路装置200与电磁散射膜100的胶膜层4连接。在其他的示例中，电路装置200自身可以带有粘结层，而电磁散射膜不设置有胶膜层4，同样可以实现本发明的目的。

综上所述，本发明实施例提供的电子装置，电磁散射膜与电路装置连接，经过信号电路发射和/或接收的微波信号，可以经由电磁散射膜的通孔11产生衍射，扩大了电子装置的微波信号发射和/或接收的空间范围，避免电子装置的信号盲区问题，提高用户的使用体验。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (16)

1.一种电磁散射膜，其特征在于，包括金属层，所述金属层上设有贯穿其上、下表面的通孔，所述通孔的截面的轮廓上任意两点距离s中的最大值小于射入所述通孔内的微波的波长λ，以使微波入射至所述通孔后发生衍射。

2.如权利要求1所述的电磁散射膜，其特征在于，所述通孔的截面的轮廓上任意两点距离s为1μm～500μm，且小于所述微波的波长λ。

3.如权利要求2所述的电磁散射膜，其特征在于，所述通孔的截面的轮廓上任意两点距离s与所述微波的波长λ的比值为1:200～1:100。

4.如权利要求1所述的电磁散射膜，其特征在于，每1cm²的所述金属层上设置的所述通孔的数量为1000个以上。

5.如权利要求4所述的电磁散射膜，其特征在于，所述金属层上的开孔率为1％～99％。

6.如权利要求1-5任一项所述的电磁散射膜，其特征在于，所述金属层的厚度t为0.1μm～10μm。

7.如权利要求1-5任一项所述的电磁散射膜，其特征在于，所述金属层的一面设置有绝缘层。

8.如权利要求7所述的电磁散射膜，其特征在于，所述绝缘层为设置于所述金属层的表面的绝缘层膜层或者涂覆于所述金属层的表面的绝缘涂层。

9.如权利要求7所述的电磁散射膜，其特征在于，所述金属层靠近所述绝缘层的一侧上设有多个凸起部，所述凸起部伸入所述绝缘层中。

10.如权利要求1-5任一项所述的电磁散射膜，其特征在于，所述金属层的表面设置有导电凸起。

11.如权利要求10所述的电磁散射膜，其特征在于，所述导电凸起的高度h为0.1μm～30μm。

12.如权利要求11所述的电磁散射膜，其特征在于，所述金属层上并与所述导电凸起同侧的表面设置胶膜层，所述导电凸起伸入所述胶膜层。

13.如权利要求10所述的电磁散射膜，其特征在于，所述导电凸起的形状为尖角状、倒锥状、颗粒状、树枝状、柱状、块状中的一种或多种组合。

14.如权利要求1-5任一项所述的电磁散射膜，其特征在于，所述金属层的表面为非平整面。

15.如权利要求1-5任一项所述的电磁散射膜，其特征在于，所述电磁散射膜为可弯曲结构。

16.一种电子装置，包括如权利要求1-15任一项所述的电磁散射膜，还包括电路装置，所述电路装置包括信号电路，所述电磁散射膜与所述电路装置连接。

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