CN112462560B - 显示基板、显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开一种显示基板、显示面板和显示装置，显示基板具有显示区和非显示区，其中，所述显示基板包括：衬底；设置在所述衬底上的近场通信天线，所述近场通信天线包括主体部，所述主体部位于所述显示区，所述主体部的至少部分区域透光。

Description

显示基板、显示面板和显示装置
技术领域
本公开涉及显示技术领域，具体涉及一种显示基板、显示面板和显示装置。
背景技术
近场通信(Near Field Communication，NFC)通信技术具有成本低、带宽高、 响应速度块、安全性好等优点，被广泛应用于移动支付、电子门票、门禁、防 伪等领域。
发明内容
本公开提供一种显示基板、显示面板和显示装置。
本公开提供一种显示基板，具有显示区和非显示区，其中，所述显示基板 包括：
衬底；
设置在所述衬底上的近场通信天线，所述近场通信天线包括主体部，所述 主体部位于所述显示区，所述主体部的至少部分区域透光。
在一些实施例中，所述主体部包括金属网格结构。
在一些实施例中，所述显示基板还包括：设置在所述衬底上的多条信号线， 所述信号线位于所述显示区且与所述近场通信天线绝缘间隔；
所述金属网格结构包括交叉的第一金属线和第二金属线。
在一些实施例中，多条所述信号线包括：位于栅金属层的多条栅线和位于 源漏金属层的多条数据线，所述栅线和所述数据线交叉且通过第一绝缘层间隔 开；所述第一金属线位于所述栅金属层，所述第二金属线位于所述源漏金属层；
所述第一金属线和所述第二金属线在二者的交叉位置通过所述第一绝缘层 上的过孔连接，所述第一金属线和所述第二金属线中的至少一者与所述栅线或 所述数据线同层设置。
在一些实施例中，所述显示基板还包括：设置在所述衬底上的多条信号线， 所述信号线位于所述显示区且与所述近场通信天线绝缘间隔；所述金属网格结 构包括多条金属线，至少一条所述金属线在所述衬底上的正投影位于所述信号 线在衬底上的正投影范围之内。
在一些实施例中，每条所述金属线在所述衬底上的正投影均位于所述信号 线在所述衬底上的正投影范围内。
在一些实施例中，所述金属网格结构的多条所述金属线包括多条第一金属 线和多条第二金属线，所述第一金属线和所述第二金属线交叉设置，
多条所述信号线包括：多条栅线和多条数据线，所述栅线和所述数据线交 叉设置且绝缘间隔；所述第一金属线在所述衬底上的正投影位于所述栅线在所 述衬底上的正投影范围之内，所述第二金属线在所述衬底上的正投影位于所述 数据线在所述衬底上的正投影范围之内。
在一些实施例中，所述第一金属线和所述第二金属线同层设置，所述信号 线位于所述金属网格结构远离所述衬底的一侧。
在一些实施例中，所述近场通信天线还包括：位于所述非显示区的连接线， 所述连接线和所述主体部连接，构成天线线圈，所述天线线圈的两端用于连接 控制电路。
在一些实施例中，所述近场通信天线还包括：第一引出端和第二引出端， 所述第一引出端和所述第二引出端分别连接所述天线线圈的首尾两端，所述第 一引出端、所述第二引出端和所述连接线同层设置；
所述非显示区还设置有桥接件，所述连接线在所述衬底上的正投影穿过所 述桥接件在所述衬底上的正投影，所述桥接件所在层与所述连接线所在层之间 设置有第二绝缘层，所述第二引出端通过所述第二绝缘层上的过孔与所述桥接 件的一端连接，所述桥接件的另一端用于连接所述控制电路。
本公开实施例还提供一种显示面板，其包括上述显示基板。
在一些实施例中，所述主体部包括金属网格结构，所述显示面板还包括对 盒基板，所述对盒基板上设置有黑矩阵，所述金属网格结构的金属线在所述衬 底上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底上的正投影范围之内。
本公开实施例还提供一种显示装置，其包括上述显示面板以及控制电路， 所述控制电路与所述近场通信天线连接。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下 面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图 中：
图1为本公开的一些实施例中提供的显示基板的示意图。
图2为图1中Q区域的局部放大图。
图3为本公开的一些实施例中提供的显示基板的局部区域中的走线示意图。
图4为沿图3中A-A’线的剖视图。
图5为本公开的一些实施例中提供的显示面板的一种剖视图。
图6为本公开的另一些实施例中提供的显示基板的局部示意图。
图7为沿图6中B-B'线的剖视图。
图8为本公开的一些实施例中提供的沿图1中I-I’线的剖视图。
图9为本公开的另一些实施例中提供的沿图1中I-I’线的剖视图。
图10为本公开实施例中的近场通信天线的谐振点匹配图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此 处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开 实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所 描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的 本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
这里用于描述本公开的实施例的术语并非旨在限制和/或限定本公开的范 围。例如，除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开 所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。应该理解的是，本公开中 使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要 性，而只是用来区分不同的组成部分。除非上下文另外清楚地指出，否则单数 形式“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存 在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或 者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右” 等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位 置关系也可能相应地改变。
在通信设备中，主要通过近场通信天线来实现近场通信功能。在一些通信 设备中，近场通信天线做成线圈结构设置在电路板上，设置有线圈结构的电路 板贴在通信设备的电池或外壳上，在这种设置方式中，由于电池、外壳反复拆 装，会导致近场通信天线磨损或对位不准、影响天线信号的传播。并且，近场 通信天线会在设备内部占据较大的空间，无法适应小型电子产品的设计需求。
图1为本公开的一些实施例中提供的显示基板的示意图，如图1所示，显 示基板具有显示区DA和位于该显示区DA周围的周边区NA。显示基板包括： 衬底10以及设置在该衬底10上的显示功能层。衬底10可以采用玻璃衬底10， 也可以采用柔性的有机材料制成，该有机材料例如是聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚 丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇 酯等树脂类材料。显示功能层可以包括信号线、薄膜晶体管等用于实现显示功 能的结构。另外，衬底10上还设置有近场通信天线20，近场通信天线20包括主体部21，主体部21位于显示区DA，主体部21的至少部分区域透光。其中， “透光”是指，透光率在80％以上，例如，至少部分区域为镂空，或者，至少 部分区域采用透光材料制成。
通过将近场通信天线20设置在显示基板上，可以解决近场通信天线20受 到磨损或对位不准的问题，防止天线信号的传播受到影响，另外，近场通信天 线20集成在显示基板中，从而提高设备的集成度，有利于实现小型化产品的需 求。并且，主体部21的至少部分区域透光，从而减少对显示的影响。
图2为图1中Q区域的局部放大图，如图2所示，为了防止主体部21影响 显示区DA的显示效果，在本公开的一些实施例中，主体部21包括金属网格结 构，当主体部21包括多个弯折部分时，每个弯折部分均包括金属网格结构。金 属网格结构包括多条金属线ML(例如，多条第一金属线M1和第二金属线M2)， 第一金属线M1和第二金属线M2交叉设置，以形成网格状。当然，主体部21 也可以采用氧化铟锡(ITO)等透明材料制成。
图3为本公开的一些实施例中提供的显示基板的局部区域中的走线示意图， 图4为沿图3中A-A’线的剖视图，如图3至图4所示，衬底10上的显示功能 层包括多条信号线，该多条信号线包括多条栅线GL和多条数据线DL，栅线GL 和数据线DL交叉设置，以限定出多个像素P。每个像素中设置有薄膜晶体管、 像素电极等结构。以显示基板用于液晶显示面板为例，薄膜晶体管的栅极与栅 线GL连接，源极与数据线DL连接，漏极与像素电极连接。薄膜晶体管的栅极 与栅线GL均位于栅金属层，薄膜晶体管的源极、漏极与数据线DL均位于源漏金属层，栅金属层与薄膜晶体管的有源层之间设置有栅绝缘层GI，有源层与源 漏金属层之间设置有层间介质层ILD，源漏金属层与像素电极之间设置有钝化层 PVX，像素电极通过钝化层PVX上的过孔与薄膜晶体管的漏极连接。另外，显 示基板上还可以设置与像素电极绝缘间隔的公共电极，公共电极为条状电极， 公共电极和像素电极加载电信号后，为显示面板的液晶层提供电场。当然，像 素电极和公共电极也可以采用其他设置方式，例如，公共电极位于钝化层PVX 远离衬底10的一侧，像素电极和薄膜晶体管的漏极均位于钝化层PVX与层间 介质层ILD之间，像素电极和薄膜晶体管的漏极之间不再设置绝缘层，并直接 连接。
在一些实施例中，第一金属线M1和第二金属线M2中的至少一者与至少一 条信号线同层设置，以简化制作工艺。
可选地，第一金属线M1和第二金属线M2中的至少一者与栅线GL或数据 线同层设置，第一金属线M1和第二金属线M2位于绝缘间隔的不同层中，第一 金属线M1和第二金属线M2在交叉位置通过过孔连接。
例如，如图4所示，金属网格结构中的第一金属线M1位于栅金属层，即， 第一金属线M1与栅线GL同层设置；第二金属线M2位于源漏金属层，即，第 二金属线M2与数据线DL同层设置。栅金属层与源漏金属层之间设置有第一绝 缘层IL1(即，上述栅绝缘层GI和层间介质层ILD)，第一金属线M1与第二 金属线M2在二者的交叉位置通过第一绝缘层IL1上的过孔连接。例如，第一金 属线M1与第一连接部Ma形成为一体，第二金属线M2与第二连接部Mb形成 为一体，第一连接部Ma和第二连接部Mb通过第一绝缘层IL1上的过孔连接， 从而实现第一金属线M1与第二金属线M2的连接。
在图3和图4所示的实施方式中，显示区DA中设置的近场通信天线20的 主体部21并不会增加显示基板的厚度，从而有利于实现通信设备的轻薄化。并 且，第一金属线M1可以和栅线GL同步制作，第二金属线M2可以和数据线 DL同步制作，从而简化制作工艺，降低工艺成本。
图5为本公开的一些实施例中提供的显示面板的一种剖视图，其中，图5 所对应的剖切线为图3中的A-A’线。如图5所示，在显示面板中，显示基板 与对盒基板40相对设置，对盒基板40上设置有黑矩阵BM，该黑矩阵BM用于 对显示基板上的栅线GL、数据线DL和薄膜晶体管等结构进行遮挡。
当第一金属线M1与栅线GL同层设置，第二金属线M2与数据线DL同层 设置时，可以通过调整黑矩阵BM的宽度，使得第一金属线M1和第二金属线 M2均被黑矩阵BM遮挡。而考虑到增大黑矩阵BM的宽度会影响像素P的开口 率，因此，在本公开实施例中，将第一金属线M1与栅线GL之间的距离设置为 相邻两条栅线GL间距的1/7～1/4，将第二金属线M2与数据线DL之间的距离设 置为相邻两条数据线DL间距的1/7～1/4。
显示基板的多个像素P可以组成多个像素组，每个像素组包括沿X方向排 列的m个像素P，例如，每个像素组包括三个像素，分别为红色像素、绿色像 素和蓝色像素。这种情况下，为了使近场通信天线20所在区域中的各像素组的 开口率一致，可选地，沿Y方向排列的任意相邻两条第一金属线M1之间设置 有一条栅线GL，沿X方向排列的任意相邻两条第二金属线M2之间设置有m 条栅线GL。需要说明的是，红色像素/绿色像素/蓝色像素是指，当采用上述显 示基板的显示面板在进行显示时，显示面板对应于像素P的位置所发出的光线 颜色为红色/绿色/蓝色。例如，可以在对盒基板40上设置红色/绿色/蓝色的滤光 层。
在一些实施例中，第一金属线M1的走向与栅线GL的走向一致，第二金属 线M2的走向与数据线DL的走向一致。本公开实施例中，两条线的走向一致是 指，两条走线的整体延伸方向一致，且两条线的形状相同，从而使两条走线的 不同位置之间的距离相同或基本相同。例如，两条线均是直线，或者，两条线 按照相同的弯折趋势进行弯折。例如，如图3所示，栅线GL整体上沿x方向延 伸，而在局部位置呈弯折，第一金属线M1整体上沿x方向延伸，在布局位置呈 弯折。数据线DL包括位于相邻两条栅线GL之间的直线部分，相邻两个直线部分的延伸方向不同，且均与y方向之间存在呈一定夹角(例如，5°～15°)， 数据线DL整体上沿y方向延伸；第二金属线M2包括位于相邻两条栅线GL之 间的直线部分，第二金属线M2中的相邻两个直线部分的延伸方向不同，且均与 y方向之间存在一定夹角，第二金属线M2整体上沿y方向延伸。
图6为本公开的另一些实施例中提供的显示基板的局部示意图，图7为沿 图6中B-B'线的剖视图，如图6至图7所示，和图3相同的，衬底10上的显示 功能层包括多条信号线，该多条信号线包括多条栅线GL和多条数据线DL，栅 线GL和数据线DL的设置方式均与图3相同，下面仅对图6与图3中的区别之 处进行描述。
在图6至图7中，至少一条金属线ML在衬底10上的正投影位于信号线在 衬底10上的正投影范围之内，从而减少金属线ML对像素P的开口率的影响。
可选地，每条金属线ML在衬底10上的正投影均位于信号线在衬底10上 的正投影范围内。例如，第一金属线M1在衬底10上的正投影位于栅线GL在 衬底10上的正投影范围之内，第二金属线M2在衬底10上的正投影位于数据线 DL在衬底10上的正投影范围之内。其中，第一金属线M1可以位于栅线GL远 离衬底10的一侧，或者位于栅线GL与衬底10之间；第二金属线M2可以位于 数据线DL远离衬底10的一侧，或者位于数据线DL与衬底10之间。
在一些示例中，第一金属线M1和第二金属线M2同层设置，也就是说，第 一金属线M1和第二金属线M2在二者的交叉处直接连接，从而简化工艺步骤并 防止显示基板的厚度过大。另外，栅线GL和数据线DL等信号线设置在金属网 格结构远离衬底10的一侧，栅线GL与金属网格结构之间被绝缘层IL间隔开， 从而减少近场通信天线20收发信号时对显示基板的显示过程产生的影响。
如图1所示，所述近场通信天线20还包括：位于周边区NA的连接线22， 连接线22和主体部21连接，构成天线20线圈，天线20线圈的两端用于连接 控制电路。具体地，如图1所示，主体部21包括多个弯折部分211/212(如图1 中的U型结构)，多个弯折部分211～212的首尾通过连接线22顺次连接，形成 回型的天线线圈。即，弯折部分211的首端作为天线线圈的首端，弯折部分211 的尾端与弯折部分212的首端连接，弯折部分212的尾端作为天线线圈的尾端。 近场通信天线20还包括：第一引出端E1和第二引出端E2，第一引出端E1和 第二引出端E2分别连接天线线圈的首尾两端，周边区NA还设置有桥接件30， 桥接件30的一端与第二引出端E2连接，桥接件30的另一端用于连接控制电路。 在进行近场通信时，近场通信天线20与控制电路形成闭合回路，通过外设的磁 感应线圈，可在近场通信天线20和控制电路内形成感应电流回路，完成近场通 信。
图8为本公开的一些实施例中提供的沿图1中I-I’线的剖视图，其中，当 金属网格结构的第一金属线M1与栅线GL同层设置，第二金属线M2与数据线 DL同层设置时，图1中I-I’线的剖视图如图8所示，第一引出端E1、第二引 出端E2和连接线22同层设置，且均位于源漏金属层，第一引出端E1和第二引 出端E2均与金属网格结构中的多条第二金属线M2连接。连接线22在衬底上 的正投影穿过桥接件30在衬底10上的正投影，桥接件30所在层与连接线22 所在层之间设置有第二绝缘层IL2。在一些示例中，桥接件30位于栅金属层， 此时，第二绝缘层IL2与第一绝缘层IL1为相同的膜层，第二引出端E2通过第 二绝缘层IL2上的过孔与桥接件30的一端连接；桥接件30的另一端用于连接 所述控制电路，例如，周边区NA设置有用于连接控制电路的绑定端子31，绑 定端子31位于源漏金属层，绑定端子31通过第二绝缘层IL2的过孔与桥接件 30的另一端连接，从而使桥接件30的另一端通过绑定端子31与控制电路连接。
图9为本公开的另一些实施例中提供的沿图1中I-I’线的剖视图，其中， 当金属网格结构的第一金属线M1与第二金属线M2同层设置时，图1中I-I’ 线的剖视图如图9所示，第一引出端E1、第二引出端E2、连接线22均与金属 网格结构同层设置，第一引出端E1和第二引出端E2均与金属网格结构直接连 接。桥接件30所在层与连接线22所在层之间设置有第二绝缘层IL2。在一些示 例中，桥接件30位于栅金属层，此时，第二绝缘层IL2即为上述绝缘层IL，桥 接件30的一端通过第二绝缘层IL2上的过孔与第二引出端E2连接，桥接件30 的另一端用于连接控制电路，例如，周边区NA设置有用于连接控制电路的绑 定端子31，绑定端子31位于源漏金属层，绑定端子31通过贯穿层间介质层ILD 和栅绝缘层GI的过孔与桥接件30的另一端连接，从而使桥接件30的另一端通 过绑定端子31与控制电路连接。
在一些实施例中，周边区NA包括第一子区域和第二子区域，第一子区域 和第二子区域分别位于显示区DA的相对两侧，其中，第一子区域中设置有焊 盘，焊盘与用于为显示基板提供显示驱动信号的驱动电路板连接，上述连接线 22和桥接件30位于第二子区域。
需要说明的是，本公开实施例中的显示基板可以用于液晶显示面板中，也 可以用于OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机电致发光二极管)显示面 板中，上述实施例均是以显示基板用于液晶显示面板为例，对金属网格结构的 设置方式进行说明。当显示基板用于OLED显示面板时，像素中可以设置有像 素电路和与像素电路连接的发光器件，像素电路包括多个晶体管，显示基板上 的信号线还可以包括电源线、复位线、发光控制线等，这种情况下，当金属网 格结构的第一金属线M1与第二金属线M2同层时，第一金属线M1在衬底10 上的正投影可以位于栅线GL在衬底10上的正投影之内，也可以位于其他信号 线(例如，复位线或发光控制线)在衬底10上的正投影之内；第二金属线M2 在衬底10上的正投影可以位于数据线DL在衬底10上的正投影之内，也可以位 于其他信号线(例如，电源线)在衬底10上的正投影之内。
本公开实施例还提供一种显示面板，如图5所示，显示面板包括上述的显 示基板。另外，显示面板还包括对盒基板40，对盒基板40上设置有黑矩阵BM， 栅线GL、数据线DL、金属网格结构的金属线ML在衬底10上的正投影均位于 黑矩阵在衬底10上的正投影范围之内。
本公开实施例还提供一种显示装置，其包括上述显示面板以及控制电路， 控制电路与近场通信天线20连接。
该显示装置可以为液晶显示面板、OLED面板、手机、平板电脑、数码相框、 导航仪等具有显示功能和通信功能的产品或器件。
在一些示例中，控制电路设置在衬底上，并位于周边区。在另一些示例中， 控制电路设置在电路板上，电路板与显示基板连接，从而使控制电路通过电路 板上的连接端子和显示基板上的连接端子与近场通信天线连接。
图10为本公开实施例中的近场通信天线的谐振点匹配图，如图10所示， 近场通信天线20在M1点附近的通信效果最好，其频率为13.56MHz左右，S11 参数值为-11dB左右。因此，在应用中，可以通过调整天线20的匝数，来调整 天线20的通信距离。
表1为本公开实施例中的近场通信天线的仿真和实测数据，其中，近场通 信天线包括两匝线圈，即，主体部21包括图1中的两个弯折部分211～212。弯 折部分211的高度h1为57mm，宽度d1为38mm；弯折部分212的高度h2为 38mm，宽度d2为38mm。在实测中，分别对5个近场通信天线进行数据测量， 由于制作工艺、测量精度等条件的限制，导致不同显的近场通信天线的测量数 据有略微差异。但是，如表1所示，在5次实测数据中，每次实测的通信距离 均大于5cm，满足实际应用中的需求。
表1
Figure BDA0002755167340000111
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例 性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言， 在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型 和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (5)

1.一种显示面板，包括显示基板，所述显示基板具有显示区和非显示区，其中，所述显示基板包括：
衬底；
设置在所述衬底上的近场通信天线，所述近场通信天线包括主体部，所述主体部位于所述显示区，所述主体部的至少部分区域透光；所述主体部包括金属网格结构；
所述显示基板还包括：设置在所述衬底上的多条信号线，所述信号线位于所述显示区且与所述近场通信天线绝缘间隔；所述金属网格结构包括交叉的第一金属线和第二金属线；
多条所述信号线包括：位于栅金属层的多条栅线和位于源漏金属层的多条数据线，所述栅线和所述数据线交叉且通过第一绝缘层间隔开；
所述第一金属线与所述栅线同层设置，所述第一金属线与所述栅线之间的距离为相邻两条栅线间距的1/7~1/4，所述第二金属线与所述数据线同层设置，所述第二金属线与所述数据线之间的距离为相邻两条数据线间距的1/7~1/4；
所述显示面板还包括对盒基板，所述对盒基板上设置有黑矩阵，所述第一金属线和所述第二金属线在所述衬底上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底上的正投影范围之内；所述栅线和所述数据线在所述衬底上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底上的正投影范围之内。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其中，所述第一金属线和所述第二金属线在二者的交叉位置通过过孔连接。
3.根据权利要求1至2中任一所述的显示面板，其中，所述近场通信天线还包括：位于所述非显示区的连接线，所述连接线和所述主体部连接，构成天线线圈，所述天线线圈的两端用于连接控制电路。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其中，所述近场通信天线还包括：第一引出端和第二引出端，所述第一引出端和所述第二引出端分别连接所述天线线圈的首尾两端，所述第一引出端、所述第二引出端和所述连接线同层设置；
所述非显示区还设置有桥接件，所述连接线在所述衬底上的正投影穿过所述桥接件在所述衬底上的正投影，所述桥接件所在层与所述连接线所在层之间设置有第二绝缘层，所述第二引出端通过所述第二绝缘层上的过孔与所述桥接件的一端连接，所述桥接件的另一端用于连接所述控制电路。
5.一种显示装置，其包括权利要求1至4中任一项所述的显示面板以及控制电路，所述控制电路与所述近场通信天线连接。
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