CN112421207A - 显示屏模组及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种显示屏模组，包括依次层叠设置的盖板、偏光片、触控层和玻璃层，所述显示屏模组还包括天线辐射体以及对应所述天线辐射体设置的馈线结构，其中，所述天线辐射体设于所述盖板和偏光片之间，所述馈线结构位于所述触控层和玻璃层之间，且所述馈线结构与所述触控层绝缘设置；所述触控层对应所述天线辐射体的位置设有缝隙开口，所述馈线结构通过所述缝隙开口与所述天线辐射体耦合连接。由于在显示屏模组的堆叠结构上集成天线，从而无需单独设置天线模组，因此减小了天线设计对电子设备的空间占用，有利于电子设备的小型化设计。

Description

显示屏模组及电子设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种显示屏模组及电子设备。
背景技术
随着无线通信技术日新月异的发展，特别是随着5G的即将商用，无线通信系统的应用场景越来越丰富，从而对无线通信系统关键部件之一的天线的要求越来越高。一方面，在一些应用场景中，天线需要具有共形性，隐蔽性，安全性以便集成汽车，智能穿戴，智能家居等无线产品上，另一方面，随着无线通信系统的传输速率越来越高，通信容量越来越大，使得载波频率越来越高，而载波频率越来越高带来的路径损耗越来越大，使得需要阵列天线提高增益克服路径损耗的影响，而为了高增益同时又能波束扫描或者波束赋形(beamforming)，需要采用相控阵列天线(phased antenna array)技术，从而需要在有限的空间内集成越来越多的天线，从而需要在传统的天线设计方式基础上，开辟其它的天线空间。
传统的天线设计方式主要是采用天线封装(Antenna in package，AIP)的技术与工艺，将毫米波天线、射频芯片以及电源管理集成电路(Power Management IntergartedCircuit，PMIC)集成在一个模块内。然后将该模块至于电子设备内部，需要占用较大的空间。因此，现有技术中存在天线的占用空间较大的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种显示屏模组及电子设备，以解决天线的占用空间较大的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种显示屏模组，包括依次层叠设置的盖板、偏光片、触控层和玻璃层，所述显示屏模组还包括天线辐射体以及对应所述天线辐射体设置的馈线结构，其中，所述天线辐射体设于所述盖板和偏光片之间，所述馈线结构位于所述触控层和玻璃层之间，且所述馈线结构与所述触控层绝缘设置；所述触控层对应所述天线辐射体的位置设有缝隙开口，所述馈线结构通过所述缝隙开口与所述天线辐射体耦合连接。
第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括上述第一方面提供的显示屏模组。
本申请实施例通过在显示屏模组中设置天线辐射体以及对应所述天线辐射体设置的馈线结构，其中，所述天线辐射体设于所述盖板和偏光片之间，所述馈线结构位于所述触控层和玻璃层之间，且所述馈线结构与所述触控层绝缘设置；所述触控层对应所述天线辐射体的位置设有缝隙开口，所述馈线结构通过所述缝隙开口与所述天线辐射体耦合连接。这样，设置馈线结构缝隙开口与天线辐射体电连接，从而实现了对天线辐射体的耦合馈电。由于在显示屏模组的堆叠结构上集成天线，从而无需单独设置天线模组(如AiP模组)，因此减小了天线设计对电子设备的空间占用，有利于电子设备的小型化设计。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施例提供的显示屏模组的剖面结构示意图；
图2是本申请实施例提供的显示屏模组的爆炸结构示意图；
图3是本申请实施例提供的显示屏模组中馈线结构的爆炸结构示意图；
图4是本申请实施例提供的显示屏模组去除介质基板之后的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的显示屏模组的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的显示屏模组中天线辐射体的S参数曲线；
图7是本申请实施例提供的显示屏模组中天线辐射体的辐射方向示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中，需要说明的是，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1和图2，本申请实施例提供了一种显示屏模组，包括依次层叠设置的盖板10、偏光片20、触控层30和玻璃层40，该显示屏模组还包括天线辐射体50以及对应所述天线辐射体50设置的馈线结构60，其中，所述天线辐射体50设于所述盖板10和偏光片20之间，所述馈线结构60位于所述触控层30和玻璃层40之间，且所述馈线结构60与所述触控层30绝缘设置；所述触控30层对应所述天线辐射体50的位置设有缝隙开口301，所述馈线结构60通过所述缝隙开口301与所述天线辐射体50耦合连接。
本申请实施例中，上述缝隙开口301的位置可以根据实际需要进行设置，例如，在一实施例中，上述缝隙开口301靠近所述触控层30的边缘设置。由于触控层的边缘区域通常为触控盲区，在触控盲区开设缝隙开口301不会影响触控层的整体触控操作。
上述盖板10可以为玻璃盖板，上述偏光片20与盖板10之间可以设置第二透明胶层70，通过第二透明胶层70将所述偏光片20和所述盖板10粘接固定。上述触控层可以由氧化铟锡(Indium-Tin Oxide，ITO)材料制成，也可以称之为触控层ITO。上述天线辐射体50可以设置在上述偏光片20上，例如，在一实施例中，可以通过ITO材料制成，也可以由金属网(Metal Mesh)和纳米银线等材料制成，其中，天线辐射体50可以为矩形，圆形等不同形状的结构。在此不做进一步的限定。当天线辐射体50采用ITO材料制成时，该天线辐射体50可以称之为ITO贴片天线。
可选地，所述馈线结构60与所述触控层30绝缘设置，可以理解为，馈线结构与触控层30具有预设间隙，也可以理解为在馈线结构60与触控层30之间设置有绝缘层。
可选地，上述缝隙开口301靠近所述触控层30的边缘设置可以理解为，缝隙开口301距离触控层30最近一侧边缘的距离小于预设值，该预设值的大小可以根据实际需要进行设置，例如，在一实施例中，该预设值可以为3毫米。当然在其他实施例中，还可以为其他值，在此不做进一步的限定。在本申请实施例中，由于触控层的边缘区域通常为触控盲区，在触控盲区开设缝隙开口301不会影响触控层的整体触控操作。该缝隙开口301贯穿触控层30相对的第一表面和第二表面，该第一表面为朝向偏光片20一侧的表面，第二表面为朝向玻璃层40的表面。上述缝隙开口301的长度方向可以与触控层靠近缝隙开口301的边缘平行设置，该缝隙开口301的长度可以为天线辐射体50工作评论的二分之一导波波长。
应理解，为了保证馈线结构60与天线辐射体50耦合连接的可靠性，可以设置馈线结构60在触控层30上投影至少部分位于缝隙开口301内，天线辐射体50在触控层30上投影至少部分位于缝隙开口301内，且馈线结构60在缝隙开口301内的投影和天线辐射体50在缝隙开口301内的投影至少部分重叠。
本申请实施例通过在显示屏模组中设置天线辐射体50以及对应所述天线辐射体50设置的馈线结构60，其中，所述天线辐射体50设于所述盖板10和偏光片20之间，所述馈线结构60位于所述触控层30和玻璃层40之间，且所述馈线结构60与所述触控层30绝缘设置；所述触控层30对应所述天线辐射体50的位置设有缝隙开口301，所述馈线结构60通过所述缝隙开口301与所述天线辐射体50耦合连接。这样，设置馈线结构60缝隙开口301与天线辐射体50电连接，从而实现了对天线辐射体50的耦合馈电。由于在显示屏模组的堆叠结构上集成天线，从而无需单独设置天线模组(如AiP模组)，因此减小了天线设计对电子设备的空间占用，有利于电子设备的小型化设计。
可选地，在一实施例中，上述触控层30和玻璃层40之间设有第一透明胶层80，所述触控层30和玻璃层40通过所述第一透明胶层80粘接固定。
可选地，上述馈线结构60设置的位置可以根据实际需要进行设置，如图1所示，在本申请实施例中，上述馈线结构60可以位于所述第一透明胶层80远离所述触控层30的一侧。上述第一透明胶层可以为光学透明胶，例如可以为OCA(Optically Clear Adhesive)，也可以为OCR(Optical Clear Resi)。由于增加第一透明胶层，从而可以有效保证馈线结构60的绝缘性能，同时保证馈线结构60固定的稳定性。
应理解，上述天线辐射体50的数量为N个，且N个所述天线辐射体50间隔设置，N为大于1的整数，所述馈线结构60与所述天线辐射体50一一对应设置。
本申请实施例中，上述N个天线辐射体50可以形成天线阵列，从而可以提高天线辐射性能。上述天线辐射体50的工作频率范围可以根据实际需要进行设置，例如，在一些实施例中，利用耦合馈电的形式，可以覆盖的频率范围为53-67GHz，由于可以覆盖目前主流的60GHz毫米波，因此上述天线辐射体50可以为毫米波天线。
进一步地，上述触控层30包括与N个所述天线辐射体50一一对应设置的N个所述缝隙开口301。
本申请实施例中，上述N个缝隙开口301距离触控层30边缘的距离相同，且N个缝隙开口301的宽度和长度均相等，从而可以保证N个天线辐射体50的天线辐射性能基本相同。
可选地，N个所述天线辐射体50包括设置在第一方向上的至少两个所述天线辐射体50，以及设置在第二方向上的至少一个所述天线辐射体50，其中，所述第一方向对应所述触控层30的第一侧边，所述第二方向对应所述触控层30的第二侧边，所述第一侧边与所述第二侧边相邻设置。
本申请实施例中，上述第一方向与第一侧边平行，上述第二方向与第二侧边平行，即第一方向与第二方向垂直，其中，在第一方向上设置的天线辐射体50可以理解为，长度方向包括第一方向的缝隙开口301对应的天线辐射体；在第二方向上设置的天线辐射体50可以理解为，长度方向包括第二方向的缝隙开口301对应的天线辐射体。如图3所示，可以在第一方向上设置3个天线辐射体50，在第二方向上设置1个天线辐射体。由于将四个天线辐射体50设置在两个不同的方向上，从而可以实现二维的波束的收发，因此，本申请实施例可以进一步提高天线辐射性能。此外，上述N个天线辐射体50可以得到二维的角度信息，可以实现二维手势动作的识别，因此本申请实施例提供的显示屏模组可用于实现毫米波手势识别雷达等功能同时不影响触控。
可选地，在一些实施例中，上述馈线结构60包括液晶高分子聚合物(LiquidCrystal Polymer，LCP)馈线结构。
在本申请实施例中，采用LCP材料作为屏上ITO贴片天线的馈线，从而尽可能的减小馈电带来的不必要的线损。
应理解，上述LCP馈线结构的具体结构可以根据实际需要进行设置，如图4所示，在一些实施例中，上述LCP馈线结构包括依次层叠设置的第一金属导电层601、第一LCP基板602、第二金属导电层603、第二LCP基板604和第三金属导电层605，所述第一金属导电层601包括共面微带传输线6011，所述第一LCP基板602设有连接过孔6021，所述第二金属导电层603包括带状线6031，其中，所述共面微带传输线6011的一端在对应所述天线辐射体50的位置形成天线馈点，另一端通过所述连接过孔6021与所述带状线6031电连接，形成所述天线辐射体50的导电馈线。
本申请实施例中，上述共面微带传输线6011也可以称之为共面波导(Coplanarwaveguide，CPW)，由于带状线6031是一种全封闭的馈电结构，所以其上的电磁波不会泄露到空间中，从而避免了对电子设备中其他元器件的电磁干扰；在靠近天线馈电处时，带状线6031通过一个金属过孔变换到上层的共面微带传输线6011从而实现馈电线的参考地与天线辐射体50的参考地良好共地。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他馈电结构，例如可以采用同轴馈电、微带线馈电等形式的LCP馈电结构。上述第三金属导电层605与接地端连接，也可以称之为金属接地层。
可选地，如图5所示，所述显示屏模组还包括LCP电路板90，所述LCP电路板90设有射频芯片(Radio Frequency Integrated Circuit，RFIC)和连接器901，所述LCP馈线结构60与所述LCP电路板90电连接，所述LCP馈线结构60通过所述LCP电路板90与所述射频芯片电连接，所述射频芯片与所述连接器901电连接。
本申请实施例中，射频芯片也可以称之为射频集成电路，上述LCP电路板具有链接区域(Bonding Area)，每个馈线结构60汇聚到链接区域，直接引到触控热压位，经过热压后通过LCP电路板上的走线转接到RFIC的引脚。上述RFIC可以直接焊接在LCP电路板上，上述连接器可以为板对板(board to board，BTB)连接器，用于实现LCP电路板与主板之间的电连接。
需要说明的是，上述缝隙开口的形状可以根据实际需要进行设置，例如，在一实施例中，上述缝隙开口301可以为长条形开口，且所述缝隙开口301的长度方向与所述馈线结构60的长度方向垂直。
本申请实施例中，上述馈线结构60的长度方向可以理解为上述共面微带传输线6011的长度方向，其中，馈线结构60的一端与RFIIC连接，另一端超过缝隙开口301的长度通常可以设置为天线辐射体50工作频率的四分之一导波波长，这样可以使得馈线结构辐射的电磁波尽可能多的穿过缝隙开口301，耦合到天线辐射体50，从而进一步提高天线辐射性能。
进一步地，在一些实施例中，所述LCP电路板上还设有屏幕芯片902和触控芯片903，所述屏幕芯片902和触控芯片903均与所述连接器连接。
本申请是实施例中，通过将RFIC、屏幕芯片902和触控芯片903集成在同一电路板上，通过一个连接器实现与主板之间的电连接，从而可以节省空间，降低走线的损耗。
需要说明的是，为了保证天线辐射体50的天线辐射性能，可以在天线辐射体周边设置为净空区域，该净空区域可以理解为不含金属的区域。
为了更好的理解本申请，以下将以四个屏上宽带毫米波天线为例进行说明，实际中阵列的具体单元数目可以根据需要设计。本申请实施例中把贴片天线(即天线辐射体)放在了ITO层的触控盲区(一般指的是ITO触控层的四周围的位置)，这一区域不影响触控体验，为了提高透光率，贴片天线也为网状的结构，其材质可以为ITO，Metal Mesh和纳米银线，为了提高天线的性能，贴片天线周围需预留净空区域，即净空区域内不含有ITO，净空区域越大，天线性能越好，实际可根据天线性能和触控性能做折中取舍。四个屏上宽带毫米波贴片天线的摆放位置如图3所示，将四个贴片天线分别摆在电子设备的一角落，其中三个为一侧，另一个天线为一侧，这样可以得到二维的角度信息能很好的识别用户手势的动作。其中，宽带屏上毫米波双天线的S参数图如图6所示，标识1表示-9.9117dB对应的频率为53.006GHz，标识2表示-10.053dB对应的频率为67.361GHz。以-10dB为标准，本申请实施例所设计的屏上毫米波贴片天线的阻抗带宽能够覆盖53-67.3GHz，完全能够覆盖60GHz(57-64GHz)的手势识别雷达的主流频段。图7为屏上宽带毫米波贴片天线的辐射方向图，由于玻璃盖板的存在会引起较明显的表面波，故天线的辐射方向图会有比较明显的起伏。
本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括显示屏模组，该显示屏模组的结构可以参照上述实施例，在此不再赘述，由于本申请实施例提供的电子设备包括上述显示屏模组的结构，因此本申请实施例提供的电子设备包括上述显示屏模组的全部有益效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种显示屏模组，包括依次层叠设置的盖板、偏光片、触控层和玻璃层，其特征在于，所述显示屏模组还包括天线辐射体以及对应所述天线辐射体设置的馈线结构，其中，所述天线辐射体设于所述盖板和偏光片之间，所述馈线结构位于所述触控层和玻璃层之间，且所述馈线结构与所述触控层绝缘设置；所述触控层对应所述天线辐射体的位置设有缝隙开口，所述馈线结构通过所述缝隙开口与所述天线辐射体耦合连接。
2.根据权利要求1所述的显示屏模组，其特征在于，所述触控层和玻璃层之间设有第一透明胶层，所述触控层和玻璃层通过所述第一透明胶层粘接固定。
3.根据权利要求1所述的显示屏模组，其特征在于，所述天线辐射体的数量为N个，且N个所述天线辐射体间隔设置，N为大于1的整数，所述馈线结构与所述天线辐射体一一对应设置。
4.根据权利要求3所述的显示屏模组，其特征在于，所述触控层包括与N个所述天线辐射体一一对应设置的N个所述缝隙开口。
5.根据权利要求3所述的显示屏模组，其特征在于，N个所述天线辐射体包括设置在第一方向上的至少两个所述天线辐射体，以及设置在第二方向上的至少一个所述天线辐射体，其中，所述第一方向对应所述触控层的第一侧边，所述第二方向对应所述触控层的第二侧边，所述第一侧边与所述第二侧边相邻设置。
6.根据权利要求1所述的显示屏模组，其特征在于，所述馈线结构包括液晶高分子聚合物LCP馈线结构。
7.根据权利要求6所述的显示屏模组，其特征在于，所述LCP馈线结构包括依次层叠设置的第一金属导电层、第一LCP基板、第二金属导电层、第二LCP基板和第三金属导电层，所述第一金属导电层包括共面微带传输线，所述第一LCP基板设有连接过孔，所述第二金属导电层包括带状线，其中，所述共面微带传输线的一端在对应所述天线辐射体的位置形成天线馈点，另一端通过所述连接过孔与所述带状线电连接，形成所述天线辐射体的导电馈线。
8.根据权利要求6所述的显示屏模组，其特征在于，所述显示屏模组还包括LCP电路板，所述LCP电路板设有射频芯片和连接器，所述LCP馈线结构与所述LCP电路板电连接，所述LCP馈线结构通过所述LCP电路板与所述射频芯片电连接，所述射频芯片与所述连接器电连接。
9.根据权利要求8所述的显示屏模组，其特征在于，所述LCP电路板上还设有屏幕芯片和触控芯片，所述屏幕芯片和触控芯片均与所述连接器连接。
10.根据权利要求1所述的显示屏模组，其特征在于，所述缝隙开口为长条形开口，且所述缝隙开口的长度方向与所述馈线结构的长度方向垂直。
11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的显示屏模组。
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