CN113314840A - 显示装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种显示装置及电子设备，属于电子产品技术领域，其中，所述显示装置包括：触控显示屏，所述触控显示屏中设置有天线；柔性电路板，所述柔性电路板内设置有腔体滤波器和馈线结构，所述腔体滤波器通过所述馈线结构分别与所述天线和馈源连接。

Description

显示装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电子产品技术领域，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，特别是随着第五代移动通信技术(5th-Generation，5G)的发展，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，从而载波频率越来越高，而载波频率越来越高带来的路径损耗越来越大，导致需要阵列天线提高增益克服路径损耗的影响，而为了满足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(phasedantenna array)技术，这就需要在有限的空间内集成越来越多的天线。

目前毫米波屏上天线通常包括以下三部分：1、制作在屏幕内的毫米波天线、2、毫米波射频芯片、3连接毫米波芯片并对毫米波天线进行馈电的软板，可以看出，上述软板仅作为天线馈电走线的载体，对空间利用率造成极大的浪费。

发明内容

本申请实施例提供了一种显示装置及电子设备，能够解决目前的毫米波屏上天线未能充分利用软板空间的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：

触控显示屏，所述触控显示屏中设置有天线；

柔性电路板，所述柔性电路板内设置有腔体滤波器和馈线结构，所述腔体滤波器通过所述馈线结构分别与所述天线和馈源连接。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如上所述的显示装置。

这样，本申请的上述方案中，将腔体滤波器设置在柔性电路板中，该腔体滤波器通过所述馈线结构分别与所述天线和馈源连接，这样，在实现滤波天线功能的同时，又能避免滤波结构占用屏幕空间，且提高了柔性电路板上的空间利用率。

附图说明

图1表示本申请实施例的显示装置的示意图之一；

图2表示本申请实施例的显示装置的示意图之二；

图3表示图2中天线和柔性电路板的具体连接示意图；

图4表示本申请实施例的显示装置的示意图之三；

图5表示图4中天线和柔性电路板的具体连接示意图；

图6表示本申请实施例的显示装置的示意图之三；

图7表示图6中天线和柔性电路板的具体连接示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本申请实施例提供了一种显示装置，包括：

触控显示屏101，所述触控显示屏101中设置有天线102；

柔性电路板103，所述柔性电路板103内设置有腔体滤波器104和馈线结构，所述腔体滤波器104通过所述馈线结构分别与所述天线和馈源连接。

其中，上述馈源可以通过设置在柔性电路板上的毫米波芯片105提供。

可选地，上述天线102可以为贴片天线，偶极子天线，八木天线，缝隙天线等。例如，上述天线102为贴片天线，该贴片天线的制作方法是通过在光学透明粘合剂(OpticallyClear Adhesive，OCA)层上引入新天线层，并利用氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)层作为天线的地层来实现辐射；除此之外也通过在ITO触控层非敏感区域开槽来制作毫米波缝隙天线(ITO层既是天线本身又同时作为天线地)，因此不需要在显示屏幕增加额外的ITO走线层，从而有效的简化了工艺难度并降低了成本。其中，非敏感区域可以是指该触控显示屏上的被触控几率小于预设门限或者不会被触控的区域。从而可以降低对触控显示屏的触控功能的影响。

可选地，上述腔体滤波器104可以为多级级联的介质集成波导腔体滤波器，也可为任何其他由介质集成波导结构组成的腔体滤波器。

上述腔体滤波器通过采用腔体结构从而能够获得更高的Q值，相比于微带结构的滤波器，其带外抑制更好，带内的插损更小；同时由于腔体结构是封闭结构，相比于微带的半封闭结构，其杂散辐射更小，对其他器件的影响更小。

本申请实施例的显示装置，将腔体滤波器设置在柔性电路板中，该腔体滤波器通过所述馈线结构分别与所述天线和馈源连接，这样，在实现滤波天线功能的同时，又能避免滤波结构占用屏幕空间，且提高了柔性电路板上的空间利用率。

可选地，如图3和图5所示，所述馈线结构包括：

阻抗变换结构1061和微带馈线1062；

其中，所述阻抗变换结构1061的第一端与所述天线102连接，所述阻抗变换结构1061的第二端与所述腔体滤波器104连接；

所述微带馈线1062的第一端与腔体滤波器104连接，所述微带馈线1062的第二端与馈源连接。

本申请实施例中的阻抗变换结构的主要作用是连接制作在触控显示屏中的天线和制作在柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)上的腔体滤波器，并通过阻抗变换的功能实现两者良好的匹配。

上述腔体滤波器的作用是实现滤波，一般而言该腔体滤波器主要实现的带通滤波器的功能，也不排除实现低通，高通或者带阻的功能。从理论上讲，滤波结构要实现其滤波功能，有两个重要的概念：传输零点和传输极点，传输零点相当于在该频率处形成能量的通路，可以实现能量的最大传输；传输极点相当于在该频率处形成能量的断路，可以实现能量的最小传输。对滤波结构而言，其最主要的作用就是让所需工作频率内(带内)的信号尽可能的通过，同时抑制非所需工作频段(带外)的信号。因此需要在所需频段内形成传输零点，即形成通路状态，尽可能的让信号通过；同时在非所需频段(带外)形成传输极点，即形成断路状态，尽可能的抑制信号通过。

上述微带馈线的作用主要是连接天线和毫米波芯片，从而实现整个毫米波射频心跳的正常工作。例如，上述微带馈线采用的是微带线形式的传输线，实际中可以根据需要采用带状线，共面波导等其他传输结构，本申请不做具体限定。

可选地，本申请实施例中优先采用液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)材料(也可采用其他低介质损耗的材料)作为屏上天线和射频集成电路(Radiao FrquencyIntergarted Circuit，RFIC)的连接线(微带馈线)，通过把连接毫米波(优选60G频率)阵列天线的RFIC集成在承载屏幕IC和触控IC的LCP上，且共用屏幕与触控的BTB连接器，不用单独设置LCP和连接器，有效节省了空间。

进一步可选地，所述柔性电路板包括至少两个金属层；

所述阻抗变换结构和微带馈线位于所述柔性电路板的同一个金属层上；

或者，所述阻抗变换结构和微带馈线位于所述柔性电路板的两个不同的金属层上，其中，所述阻抗变换结构和所述微带馈线分别对应一个金属层。

如图2和图3所示，本申请实施例的显示装置包括盖板层108和天线介质层109，上述盖板层108包括屏幕的盖板玻璃以及光学透明粘合剂(Optically Clear Adhesive，OCA)胶等。所述阻抗变换结构和微带馈线位于所述柔性电路板的两个金属层上(第一金属层1032和第二金属层1033)，具体的，阻抗变换结构1061包括天线和FPC的连接点、该连接点周围的开槽(本申请实施例中为三角形开槽，可以为其他形状的开槽，如矩形开槽)以及用于连接位于不同金属层上的馈线的连接结构。另外，该连接结构为金属的连接结构，例如，该连接结构为金属的连接过孔，当然，该连接结构也可以为其他形式，例如，也可以为缝隙。

如图4和图5所示，本申请实施例的显示装置包括盖板层108、天线介质层109和触控IOT层110(天线地)，上述盖板层108包括屏幕的盖板玻璃以及光学透明粘合剂(Optically Clear Adhesive，OCA)胶等。所述阻抗变换结构和微带馈线位于所述柔性电路板的同一个金属层上，具体的，阻抗变换结构1061包括天线和FPC的连接点、该连接点周围的开槽(本申请实施例中为三角形开槽，可以为其他形状的开槽，如矩形开槽)。图4所示的阻抗变换结构省去了图3所示的连接结构，直接通过微带馈线连接天线和腔体滤波器，并通过上下层连接过孔将天线地107和滤波器的地相连接，通过该方式，省去了用于连接位于不同金属层上的馈线的连接结构，简化了滤波天线的结构，从而能够减小因该连接结构带来的阻抗匹配问题以及额外的损耗(高频时，过孔的损耗往往比较大)。

其中，图3和图5所示的显示装置中，腔体滤波器中还设置有阻抗调节过孔1043。

如图6和图7所示，本申请实施例的显示装置包括盖板层108、天线介质层109和触控IOT层110(天线地)，上述盖板层108包括屏幕的盖板玻璃以及光学透明粘合剂(Optically Clear Adhesive，OCA)胶等。所述阻抗变换结构和微带馈线位于所述柔性电路板的两个金属层上(第四金属层1037和第五金属层1038)，具体的，阻抗变换结构1061包括天线和FPC的连接点、该连接点周围的开槽(本申请实施例中为三角形开槽，可以为其他形状的开槽，如矩形开槽)。另外，该连接结构为金属的连接结构，例如，该连接结构为金属的连接过孔，当然，该连接结构也可以为其他形式，例如，也可以为缝隙。

可选地，所述腔体滤波器包括相互耦合的至少两个基片集成波导SIW腔体。

这里，每个SIW谐振腔的长宽度约为所需工作频率处的1/4介质波长，其高度可以根据实际需要进行调节，每个SIW谐振腔的结构在所需频率处相当于一个通路状态，即形成一个传输零点(滤波器的传输零点可以类比于天线的谐振点)，当多个SIW谐振腔的结构通过缝隙(或者开窗)进行耦合时，相当于多个传输零点进行级联(由于SIW谐振腔存在耦合，因此即使尺寸完全相同，其传输零点的频率也会有一定偏差)，当滤波结构存在多个零点时，滤波结构的工作频率会获得明显扩展，从而提高滤波结构的带宽。本申请实施例中SIW谐振腔滤波结构的传输极点主要是有所有SIW谐振腔结构相互间的耦合带来的，其相当于在滤波器的带外的某些频率处形成断路状态，从而使得带外频率处的能量无法通过，从而实现在带外频率较高的抑制，提高滤波结构的带外抑制能力。

作为一种可选地实现方式，如图3和图5所示，所述至少两个基片集成波导SIW腔体穿过所述柔性电路板的所有堆叠层，且相邻的两个SIW腔体之间设置有耦合窗口1041。

假设本申请实施例中采用二阶SIW腔体滤波器，即由两个SIW腔体谐振结构(SIW腔体的尺寸可以一样，也可以不同)排列组成，实际中可根据需要使用三阶、四阶，五阶等滤波结构，本申请实施例不做具体限定。如图3所示，柔性电路板103的堆叠层包括：第一介质基板层1031、第一金属层1032和第二金属层1033。其中，所述第一金属层1032位于所述第一介质基板层1031的第一表面；第二金属层1033，所述第二金属层1033位于所述第一介质基板层1031的第二表面；其中，所述第二表面是与所述第一表面相背的表面。两个SIW腔体穿过上述第一介质基板层、第一金属层和第二金属层，且两个SIW腔体的中间位置设置有耦合窗口1041，通过该耦合窗口，实现前一个腔体耦合到后一个腔体。对于三阶，四阶等SIW腔体滤波结构，其耦合方式与此类似。

作为另一种可选地实现方式，所述至少两个基片集成波导SIW腔体穿过所述柔性电路板的不同堆叠层，且至少两个SIW腔体在同一堆叠层上的正投影区域至少部分重叠，且相邻的两个SIW腔体之间设置有耦合缝隙。

其中，所述耦合缝隙设置于所述相邻的两个SIW腔体在同一堆叠层上的正投影区域内。

如图7所示，所述柔性电路板103的堆叠层包括：第三金属层1034、第二介质基板层1035、第三介质基板层1036、第四金属层1037和第五金属层1038。其中，所述第二介质基板层1035设置于所述第三金属层1034的第一表面；所述第三介质基板层1036设置于所述第三金属层1034的第二表面，所述第三金属层的第二表面是与所述第三金属层的第一表面相背的表面；所述第四金属层1037与所述第三金属层1034位于所述第二介质基板层1035的相对两侧；所述第五金属层1038与所述第三金属层1034位于所述第三介质基板层1036的相对两侧；

其中，所述至少两个SIW腔体包括第一SIW腔体和第二SIW腔体，所述第一SIW腔体穿过所述第三金属层1034、第二介质基板1035和第四金属层1037，所述第二SIW腔体穿过所述第三金属层1034、第三介质基板层1036和第五金属层1038。

其中，所述耦合缝隙1042设置于所述第三金属层1034(两个腔体共同穿过的金属层)上，且位于所述第一SIW腔体和第二SIW腔体在所述第三金属层上的正投影区域内。

这里，通过上述耦合缝隙实现第一SIW腔体和第二SIW腔体的耦合，并减少了SIW腔体在平面上占用的空间。

另外，图7所示的结构中，天线和FPC的连接点、该连接点周围的开槽(本申请实施例中为三角形开槽，可以为其他形状的开槽，如矩形开槽)。

本申请实施例，通过将腔体滤波器设置在FPC中，且该FPC中设置有天线与馈源连接的馈线，能够减少分立滤波器与FPC焊接时带来的额外损耗，同时降低了成本。

另外，本申请实施例充分考虑了在天线上直接制作滤波结构会占用较多的屏幕空间，从而会增加黑边；同时考虑到在天线上直接制作滤波结构可能会带来天线增益的下降(而屏上毫米波天线本身的增益就不高)，会导致辐射性能的进一步恶化。为了避免上述情况，采用的是将腔体滤波器和天线集成的方案构建毫米波屏上滤波天线：分别设计毫米波天线和毫米波滤波器结构，同时仅将天线制作在屏幕中，将滤波结构制作在馈电的FPC上，这样既能实现滤波天线的功能，又能避免占用屏幕空间，同时提高了软板上的空间利用率。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如上所述的显示装置，且能实现上述显示装置的相应功能并能达到相同的技术效果，这里不再赘述。

可选地，当上述天线采用透明材料制备时，该天线不仅具备光透性，还具有比较好的天线辐射性能，因而可以应用在智能眼镜，虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)设备，增强现实(Augmented Reality，AR)设备等智能穿戴设备，也可用于物联网，智能家居，汽车，手机等移动终端设备的玻璃或者显示屏幕上面。不仅具有共形，隐蔽的特性，还可以大大拓展天线的设计空间。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端设备不仅包括那些要素，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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述的是本申请的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本申请所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本申请的保护范围内。

Claims (11)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

触控显示屏，所述触控显示屏中设置有天线；

柔性电路板，所述柔性电路板内设置有腔体滤波器和馈线结构，所述腔体滤波器通过所述馈线结构分别与所述天线和馈源连接。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述馈线结构包括：

阻抗变换结构和微带馈线；

其中，所述阻抗变换结构的第一端与所述天线连接，所述阻抗变换结构的第二端与所述腔体滤波器连接；

所述微带馈线的第一端与腔体滤波器连接，所述微带馈线的第二端与馈源连接。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述柔性电路板包括至少两个金属层；

所述阻抗变换结构和微带馈线位于所述柔性电路板的同一个金属层上；

或者，所述阻抗变换结构和微带馈线位于所述柔性电路板的两个不同的金属层上，其中，所述阻抗变换结构和所述微带馈线分别对应一个金属层。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述腔体滤波器包括相互耦合的至少两个基片集成波导SIW腔体。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述至少两个基片集成波导SIW腔体穿过所述柔性电路板的所有堆叠层，且相邻的两个SIW腔体之间设置有耦合窗口。

6.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述柔性电路板的堆叠层包括：

第一介质基板层；

第一金属层，所述第一金属层位于所述第一介质基板层的第一表面；

第二金属层，所述第二金属层位于所述第一介质基板层的第二表面；

其中，所述第二表面是与所述第一表面相背的表面。

7.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述至少两个基片集成波导SIW腔体穿过所述柔性电路板的不同堆叠层，且至少两个SIW腔体在同一堆叠层上的正投影区域至少部分重叠，且相邻的两个SIW腔体之间设置有耦合缝隙。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述耦合缝隙设置于所述相邻的两个SIW腔体在同一堆叠层上的正投影区域内。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述柔性电路板的堆叠层包括：

第三金属层；

第二介质基板层，所述第二介质基板层设置于所述第三金属层的第一表面；

第三介质基板层，所述第三介质基板层设置于所述第三金属层的第二表面，所述第三金属层的第二表面是与所述第三金属层的第一表面相背的表面；

第四金属层，所述第四金属层与所述第三金属层位于所述第二介质基板层的相对两侧；

第五金属层，所述第五金属层与所述第三金属层位于所述第三介质基板层的相对两侧；

其中，所述至少两个SIW腔体包括第一SIW腔体和第二SIW腔体，所述第一SIW腔体穿过所述第三金属层、第二介质基板和第四金属层，所述第二SIW腔体穿过所述第三金属层、第三介质基板层和第五金属层。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述耦合缝隙设置于所述第三金属层上，且位于所述第一SIW腔体和第二SIW腔体在所述第三金属层上的正投影区域内。

11.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的显示装置。

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