[发明专利]基于超薄导体的半透明电磁干扰屏蔽

说明书

提供了用于宽带电磁干扰(EMI)屏蔽的电磁干扰屏蔽件和方法。设置在电磁辐射路径中的EMI屏蔽件阻挡宽频率范围(约800MHz至约90GHz)、以达到至20dB的屏蔽效率，而通过电磁屏蔽件透射可视范围内的波长以达到约85％的平均透射效率。该屏蔽件包括柔性叠层，该柔性叠层包括连续超薄金属膜和两个抗反射介电层，该连续超薄金属膜包含银(Ag)和铜(Cu)，该两个抗反射介电层设置在超薄金属膜的任一侧上。该屏蔽件还可以包括多个叠层或可选的石墨烯层，该石墨烯层可以与柔性叠层间隔开以实现射频(RE)吸收，这提供了额外形式的EMI屏蔽。EMI屏蔽可以经由卷对卷溅射制成。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月1日提交的美国临时申请第62/812,706号的权益。以上申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于通过使用电磁屏蔽件在透射可见光的情况下进行宽带电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)屏蔽的方法，该电磁屏蔽件包括柔性叠层，该柔性叠层具有包含银(Ag)和铜(Cu)的连续超薄金属膜以及包括导电介电材料的至少两个层。

背景技术

本部分提供与本公开有关的、不一定是现有技术的背景信息。

信息技术的显著进步，尤其是采用微波无线通信和高度集成电路的现代电子产品的迅速兴起，已经产生了显著的电磁能量污染，也称为电磁干扰(EMI)。EMI会导致广泛的工业、民用、商业和科学研究应用(例如航空航天、飞机、汽车和卫星通信仪器)中使用的电子系统的不可接受的故障。此外，据报道，长期暴露于强烈的电磁辐射可能会造成健康危害，包括癌症和失眠。因此，最小化或消除暴露于不利电磁波以保护电子系统操作(包括敏感电路)并保持健康的生活环境是有利的。

同样地，对高性能电磁干扰(EMI)屏蔽的需求增加，例如可以减少不期望辐射的微波频率吸收器(微波吸收器(microwave absorber，MA))。微波吸收器(MA)还可以增强能量收集效率并且改善探测器灵敏度等。鉴于各种光电装置的普遍使用，包括可穿戴传感器和智能手机以及相关的复杂电磁环境，EMI屏蔽技术变得更加重要。然而，许多传统的电磁屏蔽装置是不透明的，这限制了它们在需要高可视透明度的光学应用中的使用。因此，在许多应用中，例如飞机的窗和显示器、航天探测设施、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、移动通信装置以及用于医疗和电子安全领域的光学检测装置，都需要电磁屏蔽件/微波吸收器来提供高可见光透射率并且同时地衰减微波透射。

最近，通过工程材料结构实现了所谓的超材料(meta-materials)，可以操纵有效的介电常数和磁导率，从而控制微波响应，例如透射和反射。已经表明，可以通过由阻抗匹配最小化反射来获得半透明微波超材料吸收器。尽管超材料为完美的微波吸收提供了巨大潜力，但它们的应用在很大程度上受到不期望的窄带性能的限制，这意味着它们只可以阻挡或衰减窄的选定波长范围。然而，横跨波长的宽射频带降低电磁干扰(EMI)而不是在窄的频带上降低电磁干扰(EMI)更有利于消除日益复杂的电磁环境的不利影响。此外，机械灵活性差和制造复杂性显著地限制了超材料吸收器和其他类似的吸收器在柔性电子产品中的使用。开发具有高光学透明度和强电磁波衰减的EMI屏蔽装置将是期望的。进一步地，非常需要良好的机械灵活性，以便可以以可扩展和低成本的方式制造EMI屏蔽装置。

发明内容

本部分提供了本公开的一般概述，而不是本公开的全部范围或所有特征的全面公开。