天线及其制备方法、电子装置

技术领域

本文涉及通信技术领域，尤指一种天线及其制备方法、电子装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展，移动通信产品也得到了快速的发展。移动通信产品可以实现数据传输功能，达到资源共享目的。在移动通信产品中，天线是必备的组件之一。天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。天线可以实现发射或接收电磁波的功能，在通信、雷达、导航、广播、电视、遥感、射电天文等诸多领域有着广泛的应用。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本公开实施例提供了一种天线及其制备方法、电子装置。

一方面，本公开实施例提供了一种天线，包括：透明基底以及设置在所述透明基底上的金属层。所述金属层包括多个镂空区域，多个镂空区域中的至少一个镂空区域由至少一个金属线组围绕，所述至少一个金属线组包括至少一条金属线；所述至少一条金属线的横截面为非矩形。

在一些示例性实施方式中，所述透明基底具有多个非平面结构，所述多个非平面结构中的至少一个非平面结构的横截面为宽度沿着远离所述透明基底表面的方向逐渐减小的形状。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个非平面结构为凹面结构或凸面结构。

在一些示例性实施方式中，所述至少一条金属线覆盖所述至少一个非平面结构。

在一些示例性实施方式中，所述透明基底的至少一个非平面结构的横截面为类楔形，所述至少一条金属线的横截面为肩章形。

在一些示例性实施方式中，所述透明基底的至少一个非平面结构的表面与所述透明基底表面之间的最大垂直距离与所述至少一条金属线的宽度的比值至少大于0.5。

在一些示例性实施方式中，所述透明基底的至少一个非平面结构的表面与所述透明基底表面之间的最大垂直距离的范围为2微米至25微米，所述至少一条金属线的宽度范围为1微米至10微米。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个金属线组包括至少两条金属线，所述至少一个金属线组中的相邻金属线之间的间距大于或等于0.2微米。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个金属线组包括至少两条金属线，在垂直于透明基底的平面内，所述至少一个金属线组中的相邻金属线的倾斜方向相互平行，且所述至少一个金属组中的至少一个金属线在所述透明基底上的投影与所述至少一个非平面结构在所述透明基底上的投影至少部分交叠。

在一些示例性实施方式中，所述透明基底的至少一个非平面结构的横截面为V形或倒V形，所述至少一条金属线的横截面为平行四边形。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个金属线组中的相邻金属线之间的间距大于1微米。

在一些示例性实施方式中，所述天线还包括：覆盖所述金属层的有机层。

在一些示例性实施方式中，所述透明基底为玻璃基底。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个镂空区域为矩形、菱形或多边形。

另一方面，本公开实施例提供一种电子装置，包括如上所述的天线。

另一方面，本公开实施例提供一种天线的制备方法，包括：提供透明基底；在所述透明基底上形成金属层，所述金属层包括多个镂空区域，多个镂空区域中的至少一个镂空区域由至少一个金属线组围绕，所述至少一个金属线组包括至少一条金属线，所述至少一条金属线的横截面为非矩形。

在一些示例性实施方式中，所述透明基底为玻璃基底。所述提供透明基底，包括：采用干法刻蚀和湿法刻蚀的混合方式，在玻璃基底上刻蚀出多个非平面结构，所述多个非平面结构中的至少一个非平面结构的横截面为宽度沿着远离所述透明基底表面的方向逐渐减小的形状。

在一些示例性实施方式中，所述在所述透明基底上形成金属层，包括：利用掩模版在所述透明基底的至少一个非平面结构的一部分区域沉积金属薄膜，形成金属层，所述金属层的至少一个金属线组包括至少两条金属线，在垂直于透明基底的平面内，所述至少一个金属线组中的相邻金属线的倾斜方向相互平行。

在阅读理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。附图中一个或多个部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。

图1为一种透明天线的俯视图；

图2A为图1中沿P-P方向的剖面示意图；

图2B为图1中沿Q-Q方向的剖面示意图；

图3为本公开至少一实施例的天线的俯视图；

图4A为图3中沿P-P方向的剖面示意图；

图4B为图3中沿Q-Q方向的剖面示意图；

图5为本公开至少一实施例的天线的光线入射示意图；

图6为不同的入射极化波透过相邻金属线之间的缝隙的示意图；

图7为本公开至少一实施例的天线的透明基底的制备示意图；

图8为图3中沿P-P方向的另一剖面示意图；

图9为本公开至少一实施例的天线的另一俯视图；

图10A为图9中沿P-P方向的剖面示意图；

图10B为图9中沿Q-Q方向的剖面示意图；

图11为本公开至少一实施例的成像示意图；

图12为本公开至少一实施例的天线的金属层的制备示意图；

图13为图9中沿P-P方向的另一剖面示意图；

图14为本公开至少一实施例的横截面为平行四边形的金属线与横截面为矩形的金属线的对比示意图；

图15为本公开至少一实施例的电子装置的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本公开的实施例进行详细说明。实施方式可以以多个不同形式来实施。所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是方式和内容可以在不脱离本公开的宗旨及其范围的条件下被变换为一种或多种形式。因此，本公开不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了一个或多个构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本公开的一个方式并不一定限定于该尺寸，附图中各部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本公开的一个方式不局限于附图所示的形状或数值等。

本公开中的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而设置，而不是为了在数量方面上进行限定的。本公开中的“多个”表示两个及以上的数量。

在本公开中，为了方便起见，使用“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的词句以参照附图说明构成要素的位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。构成要素的位置关系根据描述构成要素的方向适当地改变。因此，不局限于在说明书中说明的词句，根据情况可以适当地更换。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据情况理解上述术语在本公开中的含义。

在本公开中，“电连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”的例子不仅包括电极和布线，而且还包括晶体管等开关元件、电阻器、电感器、电容器、其它具有一种或多种功能的元件等。

在本公开中，“平行”是指两条直线形成的角度为-10°以上且10°以下的状态，因此，可以包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。另外，“垂直”是指两条直线形成的角度为80°以上且100°以下的状态，因此，可以包括85°以上且95°以下的角度的状态。

在本公开中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”换成为“导电膜”。与此同样，有时可以将“绝缘膜”换成为“绝缘层”。

本公开中的“约”，是指不严格限定界限，允许工艺和测量误差范围内的数值。

本公开中的“厚度”为膜层在垂直于基底方向上的尺寸。

本公开中的“透光率”指的是光线透过介质的能力，是透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。

具有良好隐蔽性能的天线，在智能建筑、人造微型卫星、车载通信设备、第五代移动通信技术(5G)移动终端等应用中有着突出的设计优势。尤其是目前的移动终端(例如手机)正朝着超薄、全面屏、以及同时兼容5G/第四代移动通信技术(4G)/第三代移动通信技术(3G)、WiFi、近场通信(NFC，Near Field Communication)等一系列通信功能的方向发展，预留给天线的设计空间就显得极其受限。通过设计具有良好隐蔽性能的天线，可以缓解上述设计空间紧张的情况。目前通常采用透明氧化物导电材料如氧化铟锡(ITO，Indium TinOxide)，或者金属和导电氧化物的多层膜材料，或者是金属网格薄膜，来实现透明天线设计。

图1为一种透明天线的俯视图。图2A为图1中沿P-P方向的剖面示意图。图2B为图1中沿Q-Q方向的剖面示意图。如图1、图2A和图2B所示，透明天线包括透明基底10以及设置在透明基底10上的金属层。如图1所示，在平行于透明基底10的平面上，透明天线的金属层包括多条相互平行的第一金属线11和多条相互平行的第二金属线12。多条第一金属线11沿第一方向(如图1所示的X方向)延伸，多条第二金属线12沿第二方向(如图1所示的Y方向)延伸，且第一方向垂直于第二方向。多条第一金属线11和多条第二金属线12交叉形成多个第一镂空区域100，第一镂空区域100可以暴露出透明基底10。图1中的第一镂空区域100以矩形为例进行示意。每个第一镂空区域100由两条相邻的第一金属线11和两条相邻的第二金属线12围绕形成。光可以从透明天线的金属层的第一镂空区域100中透过，从而保证透明天线的透光率。在一些示例中，第一金属线11具有第一线宽W1，第二金属线12具有第二线宽W2，由第一金属线11和第二金属线12围绕形成的矩形的第一镂空区域100沿Y方向具有第一边长L1，沿X方向具有第二边长L2，则透明天线的透光率为

如图2A和图2B所示，在垂直于透明基底10的平面上，透明基底10具有平坦的上表面，第一金属线11和第二金属线12位于透明基底10的平坦上表面上。第一金属线11和第二金属线12的横截面均为矩形。第一金属线11和第二金属线12均具有第一厚度h1。第一厚度h1可以薄到小于微波段的金属趋肤深度，但为了保证较小的微波阻抗，通常至少取金属材料在微波段或者毫米波段趋肤深度的一倍到三倍。比如，对于银，在5吉赫兹(GHz)左右的趋肤深度为0.6微米至0.7微米，因此，采用银材料制备的金属线的厚度通常可以为2微米左右。

在上述透明天线中，金属层的多条第一金属线和多个第二金属线会遮挡部分入射光线，从而降低透明天线的透光率，而金属层的第一镂空区域又会降低电导率，增大阻抗。虽然通过增加金属线的线宽可以有效增加电导率，降低阻抗，但是增加金属线的线宽会遮挡更多的光线，导致透光率降低。因此，上述透明天线无法同时兼顾增加透光率和减小阻抗损耗。

本公开至少一实施例提供一种天线，包括：透明基底以及设置在透明基底上的金属层。金属层包括多个镂空区域，多个镂空区域中的至少一个镂空区域由至少一个金属线组围绕，至少一个金属线组包括至少一条金属线；至少一条金属线的横截面为非矩形。

本实施例提供的天线，通过设置镂空区域由至少一组金属线围绕，可以降低阻抗损耗，而且通过将围绕镂空区域的金属线的横截面设置为非矩形，可以实现增加天线的透光率。

在一些示例性实施方式中，至少一个镂空区域可以为矩形、菱形或多边形。然而，本实施例对于镂空区域的形状并不限定。

在一些示例性实施方式中，透明基底具有多个非平面结构，多个非平面结构中的至少一个非平面结构的横截面为宽度沿着远离透明基底表面的方向逐渐减小的形状。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，至少一个非平面结构的横截面可以为宽度沿着远离透明基底表面的方向逐渐增加的形状。在本示例性实施方式中，通过在透明基底上形成非平面结构，改变金属层的金属线的横截面形状。在一些示例中，非平面结构可以为凸面结构或凹面结构。其中，凸面结构可以包括凸起，凹面结构可以包括凹槽。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，可以在平坦的透明基底上形成横截面为非矩形的金属线。例如，可以在平坦的透明基底上形成横截面为倒置梯形的金属线。

在一些示例性实施方式中，至少一条金属线覆盖至少一个非平面结构。例如，非平面结构为凹槽，则金属线可以填充并覆盖该凹槽；非平面结构为凸起，则金属线可以覆盖该凸起。在一些示例中，当非平面结构为凹槽，金属线通过填充凹槽，可以在底部形成陡峭的反射平面，有利于入射光线从透明基底入射后经过金属线的反射穿过金属层，从而提高天线的透光率。

在一些示例性实施方式中，至少一个非平面结构为凹面结构，透明基底的至少一个非平面结构的横截面为类楔形，覆盖非平面结构的至少一条金属线的横截面为肩章形。在一些示例中，类楔形可以包括由两条逐渐聚拢的曲线相交形成的形状。肩章形为类似肩章的形状，例如底部由两条逐渐聚拢的曲线相交形成，顶部由两条向着底部方向逐渐聚拢的曲线相交形成。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，非平面结构的横截面可以为倒置梯形或V形等，金属线的横截面可以为倒置梯形、或倒置三角形等。

在一些示例性实施方式中，透明基底的至少一个非平面结构的表面与透明基底表面之间的最大垂直距离与至少一条金属线的宽度的比值至少大于0.5。在本示例性实施方式中，通过设置透明基底的非平面结构的表面与透明基底表面之间的最大垂直距离与金属线的宽度的比值至少大于0.5，有利于增加从透明基底入射的光线向前散射的入射角度范围。

在一些示例性实施方式中，透明基底的至少一个非平面结构的表面与透明基底表面之间的最大垂直距离的范围为2微米至25微米，至少一条金属线的宽度范围为1微米至10微米。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，至少一个金属线组包括至少两条金属线，至少一个金属线组中的相邻金属线之间的间距大于或等于0.2微米。在本示例性实施方式中，通过设置金属线组中的相邻金属线之间的间距大于或等于0.2微米，可以保证所有可见光波段的横电极化光均能穿过相邻金属线之间的缝隙，从而增加天线的光通过量。

在一些示例性实施方式中，至少一个金属线组包括至少两条金属线，在垂直于透明基底的平面上，所述至少一个金属线组中的相邻金属线的倾斜方向相互平行，且所述至少一个金属组中的至少一个金属线在透明基底上的投影与所述至少一个非平面结构在基底上的投影部分交叠。在本示例性实施方式中，通过设置金属线组中的相邻金属线的倾斜方向相互平行，以使穿过金属线组的光线的出射方向与远离入射光线的方向保持一致，保持形成清晰的像点，以适用于显示系统或成像系统。

在一些示例性实施方式中，透明基底的至少一个非平面结构的横截面为V形或倒V形，至少一条金属线的横截面为平行四边形。

在一些示例性实施方式中，至少一个金属线组中的相邻金属线之间的间距大于1微米。在本示例性实施方式中，通过设置金属线组中的相邻金属线之间的间距大于1微米，可以减少光学衍射和干涉效应，减小对显示或成像的影响。

在一些示例性实施方式中，天线还包括：覆盖金属层的有机层。有机层可以起到平坦作用，还可以起到保护金属层的作用。

在一些示例性实施方式中，透明基底为玻璃基底。然而，本实施例对此并不限定。例如，透明基底可以为采用有机材料(例如，聚酰亚胺)制备的柔性基底。

下面通过多个示例对本实施例提供的天线进行举例说明。

图3为本公开至少一实施例的天线的俯视图。图4A为图3中沿P-P方向的剖面示意图。图4B为图3中沿Q-Q方向的剖面示意图。图3所示的天线可以应用于非显示系统或非成像系统。本示例的天线可以为微波段或毫米波段的透明天线。本示例性实施例的天线可以增加可透过天线的光能量，并降低微波段或毫米波段的阻抗损耗。

在一些示例性实施方式中，如图3所示，在平行于透明基底的平面上，天线的金属层包括多个第二镂空区域201。在本示例中，第二镂空区域201以矩形为例进行示意。然而，本实施例对于第二镂空区域的形状并不限定。在一些示例中，第二镂空区域可以为三角形、菱形、多边形、非规则形状(例如，具有曲线边缘的形状)。

在一些示例性实施方式中，如图3所示，矩形的第二镂空区域201具有第一侧201a、第二侧201b、第三侧201c和第四侧201d。第一侧201a与第三侧201c相对，第二侧201b与第四侧201d相对。第二镂空区域201的第一侧201a和第三侧201c均由一个第三金属线组21围绕，第二镂空区域201的第二侧201b和第四侧201d均由一个第四金属线组22围绕。换言之，第二镂空区域201由四个金属线组围绕形成。第二镂空区域201具有沿第一方向(如图3所示的X方向)的第四边长L4以及沿第二方向(如图3所示的Y方向)的第三边长L3。如图3所示，第三金属线组21包括四条相互平行且沿X方向延伸的第三金属线211，第四金属线组22包括四条相互平行且沿Y方向延伸的第四金属线221。然而，本实施例对于第三金属线组内的第三金属线的条数以及第四金属线组内的第四金属线的条数并不限定。例如，第三金属线组包括的第三金属线的条数可以为一条、两条、三条、或五条等，第四金属线组包括的第四金属线的条数可以为一条、两条、三条、或五条等。在一些示例中，第三金属线组包括的第三金属线的数目和第四金属线组包括的第四金属线的数目可以不同。例如，第三金属线组可以包括两条第三金属线，第四金属线组可以包括三条第四金属线。

在一些示例性实施方式中，如图3所示，第三金属线211具有第三线宽W3，第四金属线221具有第四线宽W4。第三金属线211的第三线宽W3和第四金属线221的第四线宽W4可以相同或者不同。然而，本实施例对此并不限定。例如，第三金属线组内的多条第三金属线的线宽可以相同或不同，第四金属线组内的多条第四金属线的线宽可以相同或不同。

在一些示例性实施方式中，如图3所示，第三金属线组21中的相邻两条第三金属线211之间具有第一间距g1，第四金属线组22中的相邻两条第四金属线221之间具有第二间距g2。第一间距g1和第二间距g2可以相同或不同。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，如图4A和图4B所示，在垂直于透明基底的平面上，天线包括：透明基底20、具有多个第二镂空区域的金属层以及覆盖金属层的有机层30。透明基底20可以为硬质基底(例如，玻璃基底)或柔性基底(例如，采用聚酰亚胺等有机材料形成的基底)。有机层30可以采用透明有机材料，例如PET(聚对笨二甲酸乙二醇酯，Polyethyleneterephthalate)材料、PVB(聚乙烯醇缩丁醛，Polyvinyl Butyral)材料、COP(环烯烃聚合物，Cyclo Olefin Polymer)材料、丙烯酸酯树脂或者透光率90％以上的透明防刮或防腐涂料。有机层30具有平坦作用以及对金属层的保护作用。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，如图4A和图4B所示，在垂直于透明基底的平面上，透明基底20靠近金属层的一侧表面具有多个第一凹槽。如图4A所示，O点为透明基底20上的第一凹槽的底端，透明基底20上的第一凹槽的表面与透明基底20表面之间的最大垂直距离(即第一凹槽的最大深度)h2即为O点至O’点之间的距离。第一凹槽的横截面的宽度沿着远离透明基底表面的方向逐渐减小。如图4A和图4B所示，第一凹槽的横截面为类楔形。其中，第一凹槽的横截面为类似楔形的形状。例如，第一凹槽的横截面由两条逐渐聚拢的曲线相交形成，且所述两条曲线向第一凹槽的外侧凸出。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，第一凹槽的横截面可以为宽度沿着远离透明基底表面的方向逐渐减小的其他形状，例如，倒置梯形、V形等；或者，第一凹槽的横截面可以为宽度沿着远离透明基底表面的方向逐渐减小的其他形状。

在一些示例性实施方式中，如图4A和图4B所示，透明基底20的第一凹槽内被金属层填充。如图4A所示，填充透明基底20的第一凹槽形成的第四金属线221的横截面为肩章形(或臂章形)。如图4B所示，填充透明基底20的第一凹槽形成的第三金属线211的横截面为肩章形(或臂章形)。第四金属线221和第三金属线211的横截面为类似肩章或臂章的形状。以第四金属线221为例，第四金属线221的横截面可以为两个类楔形的叠加形状，第四金属线221的横截面的底部为由两条逐渐聚拢的曲线相交形成的类楔形，第四金属线221的横截面的顶部为由两条向着底部方向逐渐聚拢的曲线相交形成的类楔形，且形成底部的两条曲线和形成顶部的两条曲线分别对应连接，上述四条曲线均向第四金属线221的外侧凸出。在一些示例中，以图4A所示的第四金属线221为例，第四金属线221填充透明基底20的第一凹槽，第四金属线221位于透明基底20以上部分形成有一个凹坑，该凹坑的最大深度为h2，即该凹坑的最大深度与第一凹槽的最大深度相同。该凹坑的底部与第一凹槽的底部之间的距离为h3。在本示例性实施方式中，在每组金属线的线宽和相邻金属线之间的间距保持不变的情况下，随着每组金属线中金属线的条数增加，可以降低阻抗损耗，但是第二镂空区域的面积会减小，而将金属线的横截面设置为肩章形，可以增加天线的光学投射，从而保证天线的透光率。如此一来，可以兼顾增加透光率和减小阻抗损耗。

在一些示例性实施方式中，如图3所示，在第三金属线组21和第四金属线组22的交叉区域，可以设置镂空图案。镂空图案可以包括多个矩形开口，每个矩形开口的尺寸为g1*g2。然而，本实施例对此并不限定。例如，在第三金属线组21和第四金属线组22的交叉区域可以不设置镂空图案。又如，交叉区域的镂空图案的矩形开口可以具有其他尺寸。在一些示例中，交叉区域的金属线的横截面可以为矩形或非矩形。例如，当交叉区域设置有镂空图案时，交叉区域内与第三金属线211的延伸方向相同部分线段的横截面可以与第三金属线211相同，交叉区域内与第四金属线221的延伸方向相同部分线段的横截面可以与第四金属线221相同。然而，本实施例对于交叉区域的金属线设置方式并不限定。

图5为本公开至少一实施例的天线的光线入射示意图。图5中示意了五种光线入射情形。在图5中，OO’表示光线入射的正前向法线，即沿着垂直于透明基底平面的法线方向，AB是透明基底平面，实线箭头表示光线传播路径。在图5中均以光线入射到OA面为例进行示意，光线从透明基底一侧入射到OB面的情形类似，故于此省略示意。

如图5(A)所示，入射光线沿平行于正前向法线OO’方向入射(即光线正入射进入天线)，入射光线进入透明基底20在金属线的底部向前方散射，然后在相邻金属线之间经过多次反射可以穿过金属层。

如图5(B)所示，入射光线与正前向法线OO’之间的顺时针角度为(360-θ2)，例如，入射光线位于正前向法线OO’的左侧，入射光线进入透明基底20在金属线的底部向前方散射，然后在相邻金属线之间经过多次反射可以穿过金属层。

如图5(C)所示，入射光线与正前向法线OO’之间的顺时针角度为θ3，例如，入射光线位于正前向法线OO’的右侧，入射光线进入透明基底20在金属线的底部向前方散射，然后在相邻金属线之间经过多次反射可以穿过金属层。图5(C)中入射光线前向反射的角度变小。图5(C)中入射光线在相邻金属线之间的反射次数大于图5(A)和图5(B)中入射光线在相邻金属线之间的反射次数。相较于图5(C)，图5(A)和图5(B)所示情形，入射光线较容易穿过金属层。

如图5(D)所示，入射光线与正前向法线OO’之间的顺时针角度为θ4，例如，入射光线位于正前向法线OO’的右侧，且θ4大于θ3，入射光线的入射点C靠近金属线底部。入射光线进入透明基底20到达金属线的底部后，较容易被反射回后向，无法继续保持前向传播，从而不能有效穿过金属层。

如图5(E)所示，入射光线与正前向法线OO’之间的顺时针角度为θ4，例如，入射光线位于正前向法线OO’的右侧，且θ4大于θ3，入射光线的入射点D远离金属线底部，且相邻金属线之间的间距较大。入射光线进入透明基底20到达金属线后，入射光线仍有机会前向出射，通过相邻金属线之间的多次反射可以穿过金属层。

根据图5可见，金属线的底部横截面为类楔形，类楔形的底部可以减少对入射光线的阻挡，通过向前方散射入射光线，可以使得入射光线穿过金属层继续保持前向传播，从而增加天线的透光率。

在本示例性实施方式中，为了使得入射光线位于正前向法线的右侧(例如图5(C)、图5(D)和图5(E)所示的情形)时，入射光线仍能保持较大的前向散射角度，可以通过增加透明基底20的第一凹槽的最大深度h2与金属线的线宽(例如，第三线宽W3或第四线宽W4)之间的比值，使得OA段(或OB段)较为陡峭，以有利于增加入射光线向前散射的入射角度范围。在一些示例中，在正入射情形下(如图5(A)所示的情形)，透明基底20的第一凹槽的最大深度h2与金属线的线宽(例如，第三线宽W3或第四线宽W4)之间的比值至少大于0.5，即OA段(或OB段)与正前向法线OO’之间的夹角小于45度，可以使得从透明基底入射的光线经过金属层散射穿过金属层。在一些示例中，可以通过增加第一凹槽的最大深度h2，或者减小金属线的线宽(例如，第三线宽W3或第四线宽W4)，来增加透明基底20的第一凹槽的最大深度h2与金属线的线宽之间的比值。

在一些示例性实施方式中，金属线的线宽范围可以为1微米至10微米，例如，3微米；第一凹槽的表面与透明基底表面之间的最大垂直距离的范围可以为2微米至25微米，例如，6微米。本示例中的金属线的线宽低于明视极限尺寸，使得人眼视觉上无法分辨，可以达到无遮挡效果；而且，本示例中的金属线的线宽至少大于金属材料(例如，银)在微波段或毫米波段的趋肤深度的三倍，可以减小阻抗；另外，本示例的第一凹槽的最大深度与金属线的线宽之比，有利于增加入射光线向前散射的入射角度范围。

在一些示例中，一个金属线组(例如，第三金属线组或第四金属线组)中的相邻金属线之间的间距(例如，第一间距g1或第二间距g2)可以大于或等于0.2微米。例如，一个金属线组中的相邻金属线之间的间距大于0.4微米时，如图5(E)所示的情形，可以有利于增加入射光线向前散射的入射角度范围。当一个金属线组中的相邻金属线之间的间距小于约0.4微米时，需要分别考虑不同的入射极化波的透过率，也就是磁场垂直于入射平面的横磁(TM)波和电场垂直于入射平面的横电(TE)波。图6为不同的入射极化波透过相邻金属线之间的缝隙的示意图。如图6(A)所示，对于TM极化波，可以形成“缝隙表面等离子体波”，任意波长的光线仍能穿过相邻金属线之间的狭窄孔径前向透过。对于TE极化波，会出现传输的截止波长。如图6(B)所示，当入射波长大于截止波长时，入射光线会迅速在相邻金属线之间的缝隙中衰减而不能穿过金属层。如图6(C)所示，当入射波长小于截止波长时，入射光线可以穿过金属层。综合考虑TM极化波和TE极化波，当环境折射率约为1.5时，一组金属线中的相邻金属线之间的间距(例如，第一间距g1或第二间距g2)至少大于0.2微米，才能保证所有可见光波段的TE极化波穿过。若要使得近红外光都能穿过相邻金属线之间的缝隙，相邻金属线之间的间距至少要大于0.5微米。

下面通过天线的制备过程的示例说明天线的结构。本公开所说的“构图工艺”包括沉积膜层、涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀和剥离光刻胶处理。沉积可以采用溅射、蒸镀和化学气相沉积中的任意一种或多种，涂覆可以采用喷涂和旋涂中的任意一种或多种，刻蚀可以采用干刻和湿刻中的任意一种或多种。“薄膜”是指将某一种材料在基底上利用沉积或涂覆工艺制作出的一层薄膜。若在整个制作过程中该“薄膜”无需构图工艺，则该“薄膜”还可以称为“层”。若在整个制作过程中该“薄膜”需构图工艺，则在构图工艺前称为“薄膜”，构图工艺后称为“层”。经过构图工艺后的“层”中包含至少一个“图案”。

在一些示例性实施方式中，天线的制备过程包括以下步骤操作。

(1)、提供透明基底。

在一些示例性实施方式中，参照图7，以透明基底为玻璃基底为例进行说明。如图7(A)所示，在玻璃基底20上沉积金属薄膜41，并涂覆光刻胶42。金属薄膜41可以采用金属材料，如镍(Ni)或铬(Cr)等。然后，利用掩膜版51对涂覆光刻胶42的玻璃基底20进行曝光，如图7(B)所示。然后，对光刻胶42进行显影，并腐蚀曝光区域的金属薄膜41，暴露出曝光区域的玻璃基底20的表面，如图7(C)所示。然后，对暴露出的玻璃基底20进行反应离子刻蚀(RIE，Reactive Ion Etching)，在玻璃基底20上形成腐蚀坑，如图7(D)所示。其中，腐蚀坑的深度和宽度之比范围可以为20:1至30:1。然后，采用氟化氢(HF)和氟化铵(NH

在本示例性实施方式中，利用干法刻蚀和湿法刻蚀的混合方式对玻璃基底进行刻蚀，可以较好地控制玻璃刻蚀的表面形貌和腐蚀深度。由于采用氟化氢(HF)和氟化铵(NH

(2)、在透明基底上形成金属层。

在一些示例性实施方式中，在形成前述结构的透明基底20上沉积金属薄膜，通过构图工艺对金属薄膜进行构图，形成具有第二镂空区域的金属层，如图4A和图4B所示。其中，第二镂空区域由多组金属线围绕，且金属线的横截面为肩章形。在金属层的制备过程中，金属薄膜的沉积厚度为h3，且金属薄膜的沉积厚度h3可以大于第一凹槽的最大深度h2。

在一些示例性实施方式中，金属层可以采用金属材料，如银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、钛(Ti)和钼(Mo)中的任意一种或更多种，或上述金属的合金材料，如铝钕合金(AlNd)或钼铌合金(MoNb)，可以是单层结构，或者多层复合结构，如Ti/Al/Ti等。

(3)、在金属层上覆盖有机层。

在一些示例性实施方式中，在形成前述结构的玻璃基底20上涂覆有机材料，形成覆盖整个玻璃基底20的有机层30，如图4A和图4B所示。有机层30可以起到平坦作用，并对金属层起到保护作用。

本公开实施例的天线的结构及其制备过程仅仅是一种示例性说明。在一些示例性实施方式中，可以根据实际需要变更相应结构以及增加或减少工艺。例如，无需在天线的玻璃基底上形成第一凹槽，通过在玻璃基底上形成具有第一凹槽的有机层，然后，在有机层内形成横截面为非矩形的金属线。又如，直接在平坦的玻璃基底上形成横截面为非矩形的金属线。然而，本公开在此不做限定。

在本示例性实施方式中，通过在玻璃基底上形成横截面为类楔形的第一凹槽，继而在第一凹槽上形成横截面为肩章形的金属线，并由金属线组围绕形成第二镂空区域，可以提高天线的透光率，并降低微波段或毫米波段的阻抗损耗。

本示例性实施例的天线的制备工艺可以利用现有成熟的制备设备即可实现，可以很好地与现有制备工艺兼容，工艺实现简单，易于实施，生产效率高，生产成本低，良品率高。

图8为图3中沿P-P方向的另一剖面示意图。在一些示例性实施方式中，如图8所示，在垂直于透明基底20的平面上，天线包括：透明基底20、具有多个第二镂空区域的金属层以及覆盖金属层的有机层30。透明基底20靠近金属层的一侧表面具有多个第一凸起。第一凸起的横截面的宽度沿着远离透明基底表面的方向逐渐减小。金属层的金属线221覆盖第一凸起。以图8所示的第四金属线221为例，第四金属线221覆盖第一凸起的表面，第四金属线221在透明基底20的投影覆盖第一凸起在透明基底的投影。第一凸起的横截面例如为类楔形，第四金属线221的横截面例如为倒U形。例如，第一凸起的横截面的顶部为由两条逐渐聚拢的曲线相交形成的形状。在一些示例中，第一凸起的横截面例如为倒三角形，第四金属线的横截面例如为倒V形。在本示例性实施方式中，光线可以从有机层30一侧入射，通过在金属层内的光学投射，可以穿过金属层从透明基底20出射。本示例性实施方式通过增加天线的光学投射，可以保证天线的透光率。

关于本实施例的其余结构可以参照前述实施例的描述，故于此不再赘述。

图9为本公开至少一实施例的天线的另一俯视图。图10A为图9中沿P-P方向的剖面示意图。图10B为图9中沿Q-Q方向的剖面示意图。图9所示的天线可以应用于显示系统或成像系统。本示例的天线可以为微波段或毫米波段的透明天线。本示例性实施例的天线可以增加可透过天线的光能量，并降低微波段或毫米波段的阻抗损耗，而且可以保持形成清晰的像点。

在一些示例性实施方式中，如图9所示，在平行于透明基底的平面上，天线的金属层可以包括多个第三镂空区域202。在本示例中，第三镂空区域202以矩形为例进行示意。然而，本实施例对于第三镂空区域的形状并不限定。在一些示例中，第三镂空区域可以为三角形、菱形、多边形、非规则形状(例如，具有曲线边缘的形状)。

在一些示例性实施方式中，如图9所示，矩形的第三镂空区域202具有沿第一方向(如图9所示的X方向)的第六边长L6以及沿第二方向(如图9所示的Y方向)的第五边长L5。矩形的第三镂空区域202由两组第五金属线组23和两组第六金属线组24围绕形成。换言之，第三镂空区域202由四个金属线组围绕形成。第五金属线组23包括四条相互平行且沿X方向延伸的第五金属线231，第六金属线组24包括四条相互平行且沿Y方向延伸的第六金属线241。如图9所示，第五金属线231具有第五线宽W5，第六金属线241具有第六线宽W6。第五金属线231的第五线宽W5和第六金属线241的第六线宽W6可以相同或者不同。第五金属线组23中的相邻两条第五金属线231之间具有第三间距g3，第六金属线组24中的相邻两条第六金属线241之间具有第四间距g4。第三间距g3和第四间距g4可以相同或不同。本实施例对于每个金属线组内的金属线的条数、每条金属线的线宽以及相邻金属线之间的间距均不限定。本示例性实施方式中，为了增加通过天线的透光率，可以增加第三镂空区域的边长与金属线的宽度之比，以扩大镂空区域的面积。

在一些示例性实施方式中，如图10A和图10B所示，在垂直于透明基底的平面上，天线包括：透明基底20、具有多个第三镂空区域的金属层以及覆盖金属层的有机层30。透明基底20可以为硬质基底(例如，玻璃基底)或柔性基底(例如，采用聚酰亚胺等有机材料形成的基底)。有机层30可以采用透明有机材料，例如PET材料、PVB材料、COP材料、丙烯酸酯树脂或者透光率90％以上的透明防刮或防腐涂料。有机层30不仅具有平坦化作用，还具有匹配透明基底20的折射率的作用。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，如图10A和图10B所示，在垂直于透明基底的平面上，透明基底20靠近金属层的一侧表面具有多个第二凹槽。第二凹槽的横截面的宽度沿着远离金属层的方向逐渐减小。如图10A和图10B所示，第二凹槽的横截面为V形。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，第二凹槽的横截面可以为宽度沿着远离金属层的方向逐渐减小的其他形状，例如，倒置梯形、类楔形等。如图10A和图10B所示，透明基底20上的第二凹槽的表面与透明基底20表面之间的最大垂直距离(即第二凹槽的最大深度)h4大于金属层的沉积厚度h5。

在一些示例性实施方式中，如图10A和图10B所示，金属层的一个金属线组中的相邻金属线的倾斜方向相互平行，一个金属线组中的至少一个金属线在透明基底上的投影与第二凹槽在透明基底上的投影至少部分交叠。以第二凹槽的横截面为V形为例，第二凹槽具有相对的第一坡面和第二坡面，金属层仅覆盖第二凹槽的第一坡面或第二坡面，使得相邻金属线的倾斜方向相互平行。然而，本实施例对此并不限定。例如，金属线可以在第二凹槽的第一坡面和部分第二坡面上形成金属线，或者，仅在第二凹槽的部分第一坡面上形成金属线。

在一些示例性实施方式中，如图10B所示，金属层的第五金属线231的横截面为站立的平行四边形。如图10A所示，金属层的第六金属线241的横截面为站立的平行四边形。以图10A所示的第六金属线241为例，第六金属线241形成在第二凹槽的右侧坡面上。第六金属线241的底部位于第二凹槽的底部，且顶部与玻璃基底的上表面之间的距离为金属沉积厚度h5。

在一些示例性实施方式中，如图9所示，在第五金属线组23和第六金属线组24的交叉区域，可以设置镂空图案。镂空图案可以包括多个矩形开口，每个矩形开口的尺寸为g3*g4。然而，本实施例对此并不限定。例如，在第五金属线组23和第六金属线组24的交叉区域可以不设置镂空图案。又如，交叉区域的镂空图案的矩形开口可以具有其他尺寸。在一些示例中，交叉区域的金属线的横截面可以为矩形或非矩形。例如，当交叉区域设置有镂空图案时，交叉区域内与第五金属线231的延伸方向相同部分线段的横截面可以与第五金属线231相同，交叉区域内与第六金属线241的延伸方向相同部分线段的横截面可以与第六金属线241相同。然而，本实施例对于交叉区域的金属线设置方式并不限定。

图11为本公开至少一实施例的天线的成像示意图。如图11所示，当显示屏上的某个像素发光点S发出的光入射到本示例性实施方式的天线上，在第三镂空区域，光线可以直接穿过，不影响显示，而在金属线所在的区域，通过横截面呈站立的平行四边形的金属线，可以对像素发光点S发出的光进行两次反射，以保持光线前向行进，并形成一个像点S’。这个形成的像点S’相对于原先的像素发光点S在显示屏平面内存在一个位移(用x来表示)，在垂直于显示屏的方向也可能存在一个位移(用y来代表)。在本示例中，相邻的金属线作为反射平面对光线进行反射。当相邻的金属线之间的反射平面间距较小，例如，几微米至十几微米量级，甚至小于一个像素点大小，则位移x在一个像素点内，不会对整个二维显示平面造成任何图像串扰影响，而且位移y也在微米至十几微米量级，基本不影响图案分辨率。当相邻金属线之间的反射平面间距大于一个像素点大小且小于人眼明视极限尺寸，仍不影响整体图像的显示效果。在本示例中，第三间距g3和第四间距g4至少大于1微米，可以减少光学衍射和干涉效应。而且，第三镂空区域的第五边长L5或第六边长L6与一个金属线组(例如，第五金属线组或第六金属线组)的总宽度之间大于或等于10:1，以达到最佳透光效果。例如，在每组金属线内的单根金属线的线宽为2至3微米时，每组金属线内的金属线的数目可以小于或等于10根，从而减少干涉效应。

在一些示例性实施方式中，本实施例的天线的制备过程可以包括以下操作步骤。

(4)、提供透明基底。

在一些示例性实施方式中，可以在透明基底20上形成多个横截面为V形的第二凹槽。关于透明基底的制备过程可以参照上述步骤(1)，故于此不再赘述。

(5)、在透明基底上形成金属层。

在一些示例性实施方式中，在形成前述结构的透明基底上，沉积金属薄膜，其中，采用掩模版52控制金属薄膜的沉积区域，形成具有第三镂空区域的金属层，如图12所示。其中，第三镂空区域由多组金属线围绕，每组金属线包括至少两条金属线，且金属线的横截面为站立的平行四边形。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，可以采用旋涂光刻胶、曝光、显影、金属沉积以及剥离等一系列工艺，来控制金属薄膜的沉积区域。

(6)、在金属层上覆盖有机层。

在一些示例性实施方式中，在形成前述结构的玻璃基底20上涂覆有机材料，形成覆盖整个玻璃基底20的有机层30，如图10A和图10B所示。有机层30可以采用微波段或毫米波段低损耗的有机材料。有机层30具有平坦作用，还可以匹配玻璃基底的折射率。

本公开实施例的天线的结构及其制备过程仅仅是一种示例性说明。在一些示例性实施方式中，可以根据实际需要变更相应结构以及增加或减少工艺。例如，无需在天线的玻璃基底上形成第二凹槽，通过在玻璃基底上形成具有第二凹槽的有机层，然后，在有机层内形成横截面为非矩形的金属线。又如，直接在平坦的玻璃基底上形成横截面为非矩形的金属线。然而，本公开在此不做限定。

图13为图9中沿P-P方向的另一剖面示意图。在一些示例性实施方式中，如图13所示，在垂直于透明基底20的平面上，天线包括：透明基底20、具有多个第二镂空区域的金属层以及覆盖金属层的有机层30。透明基底20靠近金属层的一侧表面具有多个第二凸起。第二凸起的横截面的宽度沿着远离透明基底表面的方向逐渐减小。以图13所示的第二凸起的横截面为倒V形为例，第二凸起具有相对的第三坡面和第四坡面，金属层仅覆盖第二凸起的第三坡面或第四坡面，使得相邻金属线的倾斜方向相互平行。第四金属线221的横截面例如为站立的平行四边形。在本示例性实施方式中，光线可以从透明基底20一侧入射，通过在金属层内的光学投射，可以穿过金属层从有机层30出射。本示例性实施方式通过增加天线的光学投射，可以保证天线的透光率，而且通过横截面呈站立的平行四边形的金属线，可以对入射光线进行两次反射，保持光线前向行进，可以保持形成清晰的像点，避免对显示效果产生影响。

图14为本公开至少一实施例的横截面为平行四边形的金属线与横截面为矩形的金属线的对比示意图。如图14(A)所示，以金属线的横截面为站立的平行四边形为例，平行四边形的长边边长为a，平行四边形的长边与透明基底的上表面之间的夹角为φ，则光线被遮挡而不能直接透过的部分仅为a×cosφ。如图14(B)所示，光线被矩形横截面的金属线遮挡的部分为a，大于横截面为平行四边形的金属线的遮挡部分。如图14(C)所示，若使横截面为平行四边形的金属线的遮挡部分也为a，则平行四边形的斜边长度为a/cosφ。设金属层的沉积厚度为h5，趋肤深度为Δ，则横截面为平行四边形的金属线的趋肤电流的横截面积S1近似为a/cosφ×Δ+h5×cosφ×Δ-Δ

本示例性实施方式中，通过在玻璃基底上形成横截面为V形的第二凹槽，继而在第二凹槽上形成横截面为平行四边形的金属线，并由金属线组围绕形成第三镂空区域，可以提高天线的透光率，并降低微波段或毫米波段的阻抗损耗。

本示例性实施例的天线的制备工艺可以利用现有成熟的制备设备即可实现，可以很好地与现有制备工艺兼容，工艺实现简单，易于实施，生产效率高，生产成本低，良品率高。

本公开至少一实施例还提供一种天线的制备方法，包括：提供透明基底；在所述透明基底上形成金属层，所述金属层包括多个镂空区域，多个镂空区域中的至少一个镂空区域由至少一个金属线组围绕，所述至少一个金属线组包括至少一条金属线，所述至少一条金属线的横截面为非矩形。

在一些示例性实施方式中，所述透明基底为玻璃基底。所述提供透明基底，包括：采用干法刻蚀和湿法刻蚀的混合方式，在玻璃基底上刻蚀出多个非平面结构，所述多个非平面结构中的至少一个非平面结构的横截面为宽度沿着远离所述透明基底表面的方向逐渐减小的形状。

在一些示例性实施方式中，所述在透明基底上形成金属层，包括：利用掩模版在所述透明基底的至少一个非平面结构的一部分区域沉积金属薄膜，形成金属层，所述金属层的至少一个金属线组包括至少两条金属线，在垂直于透明基底的平面上，所述至少一个金属线组中的相邻金属线的倾斜方向相互平行。

关于本实施例的天线的制备方法可以参照前述实施例的说明，故于此不再赘述。

图15为本公开至少一实施例的电子装置的示意图。如图15所示，本实施例提供一种电子装置91，包括：天线910。天线910为前述实施例提供的天线。电子装置91可以为：智能电话、导航装置、游戏机、电视(TV)、车载音响、平板计算机、个人多媒体播放器(PMP)、个人数字助理(PDA)等任何具有通信功能的产品或部件。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例中，天线910可以为图3所示实施例提供的适用于非显示系统或非成像系统的天线，电子装置91可以为不具有显示或成像功能的产品或部件，例如，卫星的太阳能光伏板。天线910可以为图9所示实施例提供的适用于显示系统或成像系统的天线，电子装置91可以为具有显示或成像功能的产品或部件。

本公开中的附图只涉及本公开涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本公开技术方案的精神和范围，均应涵盖在本公开的权利要求的范围当中。