CN112993525A - 显示装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种显示装置及电子设备，属于通信技术领域。所述显示装置包括：毫米波天线，所述毫米波天线设置在所述显示装置内；第一显示层玻璃基板，所述第一显示层玻璃基板上设置有毫米波裸片，所述毫米波裸片与所述毫米波天线的馈线连接。上述方案，将毫米波裸片以及毫米波天线均设置于屏幕内，使得毫米波裸片与毫米波天线之间的距离缩小，能够减少毫米波信号在传输中的损耗。
Description
技术领域
本申请属于通信技术领域，具体涉及一种显示装置及电子设备。
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，使得无线通信系统对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、隐蔽性以及安全性，以便能够集成到汽车、智能穿戴或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，导致路径损耗越来越大，以致于需要阵列天线提高增益来克服路径损耗的影响。而为了高增益的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，因此，需要在有限的空间内集成更多的天线，这样，就需要在传统的天线设计方式的基础上，开辟其它的天线空间，比如屏幕集成天线，即屏幕内置天线。
现有技术中，屏上毫米波天线制作在屏幕内部，而毫米波芯片则是焊接在柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)上并通过邦定(bonding)与天线连接，这种分离式的结构会导致射频前端架构的体积较大，而且毫米波信号在通过FPC和bonding区域时会造成很大的损耗，导致毫米波射频前端架构系统性能恶化。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种显示装置及电子设备，能够解决现有的射频结构存在毫米波信号损耗较大的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：
毫米波天线，所述毫米波天线设置在所述显示装置内；
第一显示层玻璃基板，所述第一显示层玻璃基板上设置有毫米波裸片，所述毫米波裸片与所述毫米波天线的馈线连接。
可选地，所述第一显示层玻璃基板为上层封装玻璃。
可选地，所述第一显示层玻璃基板上设置有邦定区域，所述毫米波裸片通过引线与所述邦定区域连接。
可选地，所述第一显示层玻璃基板上设置有邦定区域，包括以下任意一种情况：
所述第一显示层玻璃基板上设置有一个邦定区域，且所述邦定区域位于所述毫米波裸片宽度方向上的一侧，所述邦定区域的长度方向与所述毫米波裸片的长度方向平行；
所述第一显示层玻璃基板上设置有两个邦定区域，且两个所述邦定区域分别位于所述毫米波裸片长度方向上的两侧。
可选地，所述第一显示层玻璃基板上设置有毫米波裸片，包括以下任意一种情况：
所述毫米波裸片封装在所述第一显示层玻璃基板的外表面上；
所述第一显示层玻璃基板上开设有凹槽，所述毫米波裸片封装在所述凹槽内。
可选地，所述毫米波天线包括发射天线和N个接收天线，N为大于2的整数；
其中，沿第一方向上设置有所述N个接收天线中的至少两个天线，且沿第二方向上设置有所述N个接收天线中的至少两个天线。
可选地，所述显示装置还包括：
位于所述第一显示层玻璃基板上方的触摸屏板(TouchScreenPanel，TSP)；
其中，所述毫米波天线设置在所述显示装置内，包括以下任意一种情况：
所述毫米波天线设置在TSP的绝缘区域上，且所述毫米波天线在所述第一显示层玻璃基板上的正投影与所述馈线相交，所述毫米波天线通过所述馈线耦合馈电；
所述毫米波天线设置在所述第一显示层玻璃基板上，且所述毫米波天线与所述馈线相连接。
可选地，所述第一显示层玻璃基板和所述TSP之间填充有OCA光学胶(OpticallyClear Adhesive，OCA)。
可选地，所述毫米波天线的馈线为所述毫米波裸片的射频通道的封装管脚。
可选地，所述毫米波裸片设置在所述第一显示层玻璃基板的黑色矩阵(BlackMatrix，BM)区域。
可选地，所述显示装置还包括：
与所述上层封装玻璃连接的有机发光材料层，所述有机发光材料层的显示区阴极为所述毫米波天线的地。
第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括如第一方面所述的显示装置。
可选地，所述的电子设备还包括：
低频柔性电路板FPC，低频FPC通过异方性导电胶膜(Anisotropic ConductiveFilm，ACF)与第一显示层玻璃基板上的所述邦定区域相连接。
在本申请实施例中，将毫米波裸片以及毫米波天线均设置于屏幕内，使得毫米波裸片与毫米波天线之间的距离缩小，能够减少毫米波信号在传输中的损耗。
附图说明
图1是本申请实施例的显示装置的毫米波射频系统的结构示意图；
图2是本申请实施例的毫米波裸片及毫米波天线集成于屏幕内部的叠层图之一；
图3是本申请实施例的毫米波裸片及毫米波天线集成于屏幕内部的叠层图之二；
图4是本申请实施例的毫米波裸片和毫米波天线区域的详细结构图；
图5是本申请实施例的毫米波裸片和毫米波天线布局的爆炸示意图之一；
图6是本申请实施例的毫米波裸片和毫米波天线布局的平面示意图(2T4R)；
图7是本申请实施例的毫米波裸片和毫米波天线布局的平面示意图(1T3R)；
图8是本申请实施例的毫米波裸片和毫米波天线布局的爆炸示意图之二；
图9是本申请另一实施例的毫米波裸片和毫米波天线布局的平面示意图(2T4R)；
图10是本申请另一实施例的毫米波裸片和毫米波天线布局的平面示意图(1T3R)；
图11是本申请实施例的毫米波裸片及毫米波天线集成于屏幕内部的叠层图之三。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。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。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的显示装置进行详细地说明。
如图1至3所示，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：
毫米波天线1，所述毫米波天线1设置在所述显示装置内；第一显示层玻璃基板，所述第一显示层玻璃基板上设置有毫米波裸片2，所述毫米波裸片2与所述毫米波天线1的馈线3连接。毫米波裸片2即毫米波芯片的裸片(die)，也就是采用半导体材料制作而成的未经过封装的一小块集成电路本体。
本申请一可选实施例中，基于如图1所示的射频系统划分，提供了一种将毫米波裸片2以及毫米波天线1集成在屏幕内部的显示装置(即射频前端架构系统)，该显示装置主要包括屏幕和设置在屏幕上的毫米波裸片2和毫米波天线1，其中，该显示装置中的屏幕的典型的叠层结构如图2所示，主要包括：玻璃盖板(Cover GLASS)、触控层和显示层。其中，以OLED屏幕举例来说，屏幕的显示层包括上层封装玻璃(CF GLASS)、有机发光材料层和下层的TFT玻璃基板(TFT GLASS)。触控层包括TSP和聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate，PET)基材。第一显示层玻璃基板位于该显示层中。可选地，所述第一显示层玻璃基板为显示层中的上层封装玻璃。
需要说明的是，考虑到下层的TFT玻璃基板上已经蚀刻了薄膜晶体管，如果以TFT玻璃基板作为毫米波裸片2的基板的话，一方面可能会破坏其原有电路的设计，另一方面，TFT玻璃基板与设置在显示屏上层的毫米波天线1的距离较远，这样的设置方式需要穿过有机发光层和上层封装玻璃，会导致增加工艺难度和高频的路径损耗。而上层封装玻璃的外表面没有蚀刻额外的电路，且上层封装玻璃距离上方的毫米波天线1距离较近，可以有效降低高频的线路损耗。
本申请实施例中，将毫米波裸片2以及毫米波天线1均设置于屏幕内侧，使得毫米波裸片2与毫米波天线1之间的距离缩小，能够减少毫米波信号在传输中的损耗，实现了整个毫米波射频前端架构系统与屏幕的一体化。
可以理解的是，本申请实施中的屏幕形式以OLED为例，实际也可应用于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等屏幕形式。此外，本申请实施中的毫米波天线1可以是贴片天线(patch antenna)、偶极子天线(Dipole antenna)或者缝隙天线等各种天线形式。本申请实施例可以应用于5G毫米波通信，实现高速率低延迟的无线通信。
可选地，所述第一显示层玻璃基板上设置有毫米波裸片2，包括以下任意一种情况：
第一种情况，如图2所示：所述毫米波裸片2封装在所述第一显示层玻璃基板的外表面上。该实施例中，所述第一显示层玻璃基板为显示层中的上层封装玻璃。可以将上层封装玻璃作为毫米波裸片2的基板，将毫米波裸片2封装在上层封装玻璃外表面上。
第二种情况，如图3所示：所述第一显示层玻璃基板上开设有凹槽，所述毫米波裸片2封装在所述凹槽内。该实施例中，可以在图2所示的层叠结构的基础上，在上层封装玻璃的边缘区域开设凹槽，将毫米波裸片2放置于凹槽内进行封装，形成如图3所示的层叠结构。这样，可以进一步降低屏幕的厚度，以及提高芯片封装的稳定性。
上述实施例中，由于将毫米波裸片2封装在了屏幕显示层的上层封装玻璃上，因此只需要通过低频FPC5与芯片bonding提供低频的信号源，控制信号和电源等，这种方式对bonding的工艺要求会大幅降低。
本申请实施例中，采用将毫米波裸片2直接封装在屏幕显示区的上层封装玻璃上的方式，相较于采用已经用塑料或者陶瓷封装后的芯片焊接在FPC5上的方式，可以减小对终端的空间占用，提高了集成度。
可选地，所述毫米波裸片2设置在所述第一显示层玻璃基板的黑色矩阵BM区域。
由于毫米波芯片的体积可以制作的很小，因此可以将毫米波裸片2制作在屏幕黑边的区域，通过这种方式，可以避免影响屏幕的显示效果。
可选地，所述显示装置还包括：位于所述第一显示层玻璃基板上方的触摸屏板TSP；其中，所述毫米波天线1设置在所述显示装置内，包括以下任意一种情况：
第一种情况，如图2、图3所示：所述毫米波天线1设置在TSP的绝缘区域上，且所述毫米波天线1在所述第一显示层玻璃基板上的正投影与所述馈线相交，所述毫米波天线1通过所述馈线耦合馈电。可选地，所述第一显示层玻璃基板和所述TSP之间填充有OCA光学胶。
该实施例中，将毫米波天线1制作在触控层的边缘非导电区域，不影响触控操作。可以将毫米波裸片2的封装引脚直接延长，作为毫米波天线1的馈线3，毫米波天线1的馈线3位于毫米波天线1下方，从而通过耦合馈电激励起位于触控层绝缘区域的毫米波天线1。如图4所示，虚线框中的毫米波天线1与馈线3构成耦合馈电毫米波天线。具体的，可将OCA胶填充于上层封装玻璃和PET基材之间，将PET基材作为毫米波天线1的基板，而将毫米波天线1放置于触控层的边缘非导电区域。通过这种方式，既可以实现辐射，又可以减小对触控层的影响。
本申请实施例中，将毫米波裸片2直接封装在屏幕显示区的上层封装玻璃上，并通过耦合馈电激励起位于触控层绝缘区域的毫米波天线1，从而实现整个毫米波射频前端架构系统都位于屏幕内部，减少毫米波信号损耗。
第二种情况，如图11所示：所述毫米波天线1设置在所述第一显示层玻璃基板上，且所述毫米波天线1与所述馈线相连接。
本申请实施例中，将毫米波天线1直接设置在上层封装玻璃上，毫米波天线1和毫米波裸片2之间直接通过在封装玻璃上走线进行连接，毫米波天线1直接与馈线相连接，相比于耦合馈线的方式，直线距离很短，毫米波信号不需要通过FPC5进行bonding后进入毫米波天线1，因此可以进一步降低毫米波信号损耗。
可选地，所述毫米波天线1的馈线3为所述毫米波裸片2的射频通道的封装管脚。例如，可以将毫米波裸片2的封装引脚直接延长，作为毫米波天线1的馈线3。
可选地，所述显示装置还包括：与所述上层封装玻璃连接的有机发光材料层，所述有机发光材料层的显示区阴极6为所述毫米波天线1的地。
本申请实施例中，有机发光材料层的显示区阴极6和显示区阳极7如图4所示，其中，将显示区阴极6作为毫米波天线1的地，不需要额外增加天线地层，可以节省成本和空间。
如图4至10所示，可选地，所述第一显示层玻璃基板上设置有邦定区域4，所述毫米波裸片2通过引线10与所述邦定区域4连接。
该实施例中，毫米波裸片2与邦定区域4的焊盘连接，而该显示装置安装于电子设备上时，该邦定区域4可与电子设备的低频FPC5连接，这样，即可以实现毫米波裸片2与低频FPC5之间的连接。
可选地，所述第一显示层玻璃基板上设置有邦定区域4，包括以下任意一种情况：
第一种情况，如图5至7所示：所述第一显示层玻璃基板上设置有一个邦定区域4，且所述邦定区域4位于所述毫米波裸片2宽度方向上的一侧，所述邦定区域4的长度方向与所述毫米波裸片2的长度方向平行。
第二种情况，如图8至10所示：所述第一显示层玻璃基板上设置有两个邦定区域4，且两个所述邦定区域4分别位于所述毫米波裸片2长度方向上的两侧。
下面以毫米波探测雷达系统为例，对本申请实施例的显示装置进行说明：
实施方式一：
如图5和图6所示，毫米波探测雷达系统的架构为2T4R(即两路发射通道9，四路接收通道8)。其中，毫米波裸片2放置在上层封装玻璃的特定凹槽区域(即在上层封装玻璃上开设的凹槽)；六路射频通道(即两路发射通道9和四路接收通道8)的芯片管脚通过引线10(金丝跳线)与六路毫米波天线1的馈线3相连接(作为一可选方式，毫米波天线1的馈线3可以是射频通道的封装管脚)；其他管脚(如低频信号输入管脚、控制信号管脚、电源管脚和地管脚等)通过引线10与上层封装玻璃的邦定区域4相连接；邦定区域4通过ACF工艺与低频FPC5相连接。
以图6所示为例，毫米波裸片2的两路发射通道9位于沿着X轴的方向(即毫米波裸片2的长度方向)，四路接收通道8位于沿着Y轴的方向(即毫米波裸片2的宽度方向)。这样的布局可以有效地提高发射通道9和接收通道8的隔离度，同时四路接收天线的间距优选二分之一工作波长左右的距离。
如图7所示，毫米波探测雷达系统的架构为1T3R(即两路发射通道9，四路接收通道8)，相比于如图6所示的2T4R的架构形式，可以采用与2T4R相同的毫米波裸片2，而只需要通过让其中的一路发射通道9和一路接收通道8空置，并去掉这两路通道对应的毫米波天线1即可。例如，将图7中未进行标号的一路发射通道9和一路接收通道8空置。
实施方式二：
如图8所示，为屏幕中毫米波裸片2和毫米波天线1的另一种布局的爆炸示意图。相比于图5，图8所示的方案是将六路射频通道(即两路发射通道9，四路接收通道8)都沿着Y轴方向，将邦定区域4放置于毫米波裸片2沿着X轴的两侧，这样可以进一步缩小毫米波裸片2在Y轴方向上的空间占用，从而能够更进一步缩小屏幕的黑边(即BM区域)。
可以理解的是，本申请实施例中的毫米波探测雷达系统中的毫米波天线1和毫米波天线1的布局可以有多种，并不限于图5中所示的方式。此外，上述实施例中以毫米波探测雷达系统为例，实际中该显示装置也可应用于其他毫米波应用，如5G毫米波通信等。
可选地，所述毫米波天线包括发射天线和N个接收天线，N为大于2的整数；其中，沿第一方向上设置有所述N个接收天线中的至少两个天线，且沿第二方向上设置有所述N个接收天线中的至少两个天线。
本申请实施例中，可包括至少一个发射天线和N个接收天线。例如，如图6所示，包括两个发射天线和四个接收天线。其中，有两个接收天线沿第一方向分布，另外两个接收天线则沿第二方向分布。
本申请实施例可以应用于毫米波手势雷达，通过上述毫米波天线可以实现隔空手势操控，从而实现一种新的人机交互体验。
需要说明的是，本申请实施例中的显示装置，可应用于无线城际网路(WMAN)、无线广域网路(WWAN)、无线区域网路(WLAN)、无线个人网路(WPAN)、多输入多输出(MIMO)和射频识别(RFID)，甚至是近场通信(NFC)、无线充电(WPC)或FM等无线通信领域，还可应用于SAR与HAC等对人体安全、健康，与佩戴的电子器件(如助听器或心率调整器等)相容性的法规测试与实际设计及应用上。
在本申请实施例中的显示装置，将毫米波裸片以及毫米波天线均设置于屏幕内，使得毫米波裸片与毫米波天线之间的距离缩小，能够减少毫米波信号在传输中的损耗。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上所述的显示装置。
本申请实施例中，由于显示装置中的毫米波裸片2以及毫米波天线1均设置于屏幕内侧，使得毫米波裸片2以及毫米波天线1之间的距离较小，能够减少电子设备中毫米波信号在传输中的损耗。
可选地，所述的电子设备还包括：低频柔性电路板FPC5，低频FPC5通过异方性导电胶膜ACF与所述第一显示层玻璃基板上的邦定区域4相连接。
本申请实施例中，由于将毫米波裸片2封装在了屏幕显示层的上层封装玻璃上，毫米波裸片2与邦定区域4的焊盘连接，邦定区域4的焊盘则与低频FPC5相连接。因此，只需要通过低频FPC5与芯片bonding提供低频的信号源，控制信号和电源等，这种方式对bonding的工艺要求比较低。
在本申请实施例中的电子设备，将毫米波裸片以及毫米波天线均设置于屏幕内，使得毫米波裸片与毫米波天线之间的距离缩小，能够减少毫米波信号在传输中的损耗。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (13)
1.一种显示装置，其特征在于，包括：
毫米波天线，所述毫米波天线设置在所述显示装置内；
第一显示层玻璃基板，所述第一显示层玻璃基板上设置有毫米波裸片，所述毫米波裸片与所述毫米波天线的馈线连接。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示层玻璃基板为上层封装玻璃。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示层玻璃基板上设置有邦定区域，所述毫米波裸片通过引线与所述邦定区域连接。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示层玻璃基板上设置有邦定区域，包括以下任意一种情况：
所述第一显示层玻璃基板上设置有一个邦定区域，且所述邦定区域位于所述毫米波裸片宽度方向上的一侧，所述邦定区域的长度方向与所述毫米波裸片的长度方向平行；
所述第一显示层玻璃基板上设置有两个邦定区域，且两个所述邦定区域分别位于所述毫米波裸片长度方向上的两侧。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示层玻璃基板上设置有毫米波裸片，包括以下任意一种情况：
所述毫米波裸片封装在所述第一显示层玻璃基板的外表面上；
所述第一显示层玻璃基板上开设有凹槽，所述毫米波裸片封装在所述凹槽内。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述毫米波天线包括发射天线和N个接收天线，N为大于2的整数；
其中，沿第一方向上设置有所述N个接收天线中的至少两个天线，且沿第二方向上设置有所述N个接收天线中的至少两个天线。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：
位于所述第一显示层玻璃基板上方的触摸屏板TSP；
其中，所述毫米波天线设置在所述显示装置内，包括以下任意一种情况：
所述毫米波天线设置在TSP的绝缘区域上，且所述毫米波天线在所述第一显示层玻璃基板上的正投影与所述馈线相交，所述毫米波天线通过所述馈线耦合馈电；
所述毫米波天线设置在所述第一显示层玻璃基板上，且所述毫米波天线与所述馈线相连接。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示层玻璃基板和所述TSP之间填充有OCA光学胶。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述毫米波天线的馈线为所述毫米波裸片的射频通道的封装管脚。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述毫米波裸片设置在所述第一显示层玻璃基板的黑色矩阵BM区域。
11.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，还包括：
与所述上层封装玻璃连接的有机发光材料层，所述有机发光材料层的显示区阴极为所述毫米波天线的地。
12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的显示装置。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，还包括：
低频柔性电路板FPC，低频FPC通过异方性导电胶膜ACF与所述第一显示层玻璃基板上的邦定区域相连接。
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