CN114326225B - 液晶移相器、液晶天线和液晶天线的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供液晶移相器、液晶天线和液晶天线的制造方法。液晶移相器包括第一基板、混合层、第二基板、液晶层、第一电极、第二电极；第一基板和第二基板相对设置；第一电极位于第一基板靠近第二基板的一侧；第二电极位于第二基板靠近第一基板的一侧；混合层包括混合的金属垫球和支撑层，混合层在第一基板和第二基板之间，混合层通过在支撑层中混合的金属垫球支撑第一基板与第二基板；液晶层位于第一基板和第二基板之间。其中，混合层在支撑层中混合金属垫球。支撑层和金属垫球具有一定的强度。支撑层和金属垫球支撑第一基板和第二基板。混合层避免第一基板与第二基板压缩影响液晶层。这样的液晶移相器确保电磁波的移相功能。

Description

液晶移相器、液晶天线和液晶天线的制造方法

【技术领域】

本发明涉及液晶技术领域，尤其涉及液晶移相器、液晶天线和液晶天线的制造方法。

【背景技术】

天线是通信领域进行信号传递、交换的核心元器件。目前市场上主要有两类天线，一种是机械式天线，其体积大、质量大、故障率高、维护成本高，无法实现自动调谐等特点。另外一种是在印制电路板上集成微波芯片制作的相控阵天线，具有价格高、结构复杂、功耗高、散热慢等特点，使天线的发展无法匹配信息时代的需求。液晶天线具有体积小、功耗低、可以实现连续可调等特点被业内关注，但是液晶天线对液晶层厚度要求比较高，需要达到50μm以上的厚度，以目前的液晶显示面板加工工艺无法实现对50μm以上液晶层厚度的制造加工，另外如果支撑点位阻挡微波传输，会产生较大的吸波和互耦效应，影响液晶天线的传输特性。

【发明内容】

为了解决上述技术问题，本发明提供液晶移相器、液晶天线和液晶天线的制造方法。

本发明的第一方面提供一种液晶移相器，包括第一基板、混合层、第二基板、液晶层、第一电极、第二电极；

所述第一基板和所述第二基板相对设置；

所述第一电极位于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧；

所述第二电极位于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧；

所述混合层包括混合的金属垫球和支撑层，所述混合层在所述第一基板和所述第二基板之间，所述混合层通过在支撑层中混合的所述金属垫球支撑所述第一基板与所述第二基板；

所述液晶层位于所述第一基板和所述第二基板之间。

本发明的第二方面提供一种液晶天线，包括移相器和辐射体；

所述移相器包括第一基板、混合层、第二基板、液晶层、第一电极、第二电极；

所述第一基板和所述第二基板相对设置；

所述辐射体位于所述第二基板远离所述第一基板的一侧；

所述第一电极位于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧；

所述第二电极位于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧；

所述混合层包括混合的金属垫球和支撑层，所述混合层在所述第一基板和所述第二基板之间，所述混合层通过在支撑层中混合的所述金属垫球支撑所述第一基板与所述第二基板；

所述液晶层位于所述第一基板和所述第二基板之间。

本发明的第三方面提供一种液晶天线的制造方法，所述液晶天线包括移相器和辐射体；

所述移相器包括第一基板和第二基板；

所述辐射体位于所述第二基板远离所述第一基板的一侧；

所述液晶天线的制造方法包括：

在所述第二基板或所述第一基板中的至少一者上形成金属垫球和支撑层的混合层；

在所述第二基板靠近所述混合层的一侧设置所述第一基板；

在所述第一基板和所述第二基板之间填充液晶层。

在本发明中，液晶移相器通过液晶层传播电磁波。第一电极施加恒定电位。第二电极施加另一电位。第一电极的电位小于第二电极的电位。这里给第一电极和第二电极施加不同的电位，让液晶进行偏转，从而液晶的介电常数发生变化，从而可以改变电磁波在液晶层中相位，实现移相功能。这样的移相器实现电磁波的相移功能。第一基板和第二基板分别设置有第一电极和第二电极，并且其间夹着液晶层。混合层在支撑层中混合金属垫球。支撑层和金属垫球具有一定的强度。支撑层和金属垫球支撑第一基板和第二基板。混合层利用支撑层加强对第一基板和第二基板的支撑。另外，混合层一部分是金属垫球,一部分是支撑层,而非全部是金属垫球,这里可以减少金属垫球阻挡微波传输有效，缓解较大的吸波和互耦效应，以免影响电磁波的传输特性。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一种液晶移相器的结构示意图；

图2为本发明实施例另一种液晶移相器的结构示意图；

图3为本发明实施例另一种液晶移相器的俯视示意图；

图4为本发明实施例另一种液晶移相器的结构示意图；

图5为本发明实施例另一种液晶移相器的俯视示意图；

图6为本发明实施例另一种液晶移相器的俯视示意图；

图7为本发明实施例一种液晶天线的结构示意图；

图8为本发明实施例一种液晶天线的制造方法的流程示意图；

图9为本发明实施例另一种液晶天线的结构示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述装置，但这些装置不应限于这些术语。这些术语仅用来将装置彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一装置也可以被称为第二装置，类似地，第二装置也可以被称为第一装置。

本发明实施例提供液晶移相器、液晶天线和液晶天线的制造方法。

图1为本发明实施例一种液晶移相器的结构示意图；图2为本发明实施例另一种液晶移相器的结构示意图；图3为本发明实施例另一种液晶移相器的俯视示意图。

如图1至3所示，液晶移相器1包括第一基板11、混合层12、第二基板13、液晶层14、第一电极15、第二电极16；第一基板11和第二基板13相对设置；第一电极15位于第一基板11靠近第二基板13的一侧；第二电极16位于第二基板13靠近第一基板11的一侧；混合层12包括混合的金属垫球121和支撑层122，混合层12在第一基板11和第二基板13之间，混合层12通过在支撑层122中混合的金属垫球121支撑第一基板11与第二基板13；液晶层14位于第一基板11和第二基板13之间。

在本实施例中，液晶移相器1通过液晶层14传播电磁波。第一电极15施加恒定电位。第二电极16施加另一电位。第一电极15的电位小于第二电极16的电位。这里给第一电极15和第二电极16施加不同的电位，让液晶进行偏转，从而液晶的介电常数发生变化，从而可以改变电磁波在液晶层14中相位，实现移相功能。这样的移相器1实现电磁波的相移功能。第一基板11和第二基板13分别固定第一电极15和第二电极16并且其间夹着液晶层14。混合层12在支撑层122中混合金属垫球121。支撑层122和金属垫球121具有一定的强度。支撑层122和金属垫球12支撑第一基板11和第二基板13。混合层12利用支撑层122加强对第一基板11和第二基板13的支撑。另外，混合层一部分是金属垫球,一部分是支撑层,而非全部是金属垫球,这里可以减少金属垫球121阻挡微波传输，缓解较大的吸波和互耦效应，以免影响电磁波的传输特性。

如图1至3所示，液晶移相器1的盒厚平均值大于或等于50微米。

在本实施例中，液晶移相器1的盒厚T是指液晶层14在竖直方向上的尺寸。竖直方向是指第一基板11的垂直方向。液晶移相器1的盒厚平均值是指液晶层14中各点的盒厚的平均值。液晶移相器1的盒厚均匀性是指液晶层14中盒厚最大值与盒厚最小值之差和盒厚最大值与盒厚最小值之和的比值。液晶移相器1的盒厚最大值是指液晶层14在竖直方向上的最大尺寸。液晶移相器1的盒厚平均值大于或等于50微米。这样的液晶移相器1确保液晶层14传播电磁波的性能优良。这样的液晶移相器1确保液晶层14传播电磁波的性能均匀。另外，液晶移相器1的盒厚平均值大于或等于50微米，这就实现液晶移相器1的高盒厚。液晶移相器1的高盒厚通过金属垫球121支撑来维持。

如图1至3所示，液晶移相器1还包括配向层17；配向层17位于第一电极15远离第一基板11的一侧；混合层12位于配向层17远离第一基板11的一侧。

在本实施例中，配向层17在第一基板11和混合层12之间。配向层17分别接触第一基板11和混合层12。配向层17的整层材料和混合层12中支撑层122的材料相同。配向层17的整层材料和第一基板11牢牢地固定。配向层17的整层材料和混合层12中支撑层122的材料牢牢地固定。这样，混合层12通过配向层17在第一基板11上牢牢地固定。可选的，如图2所示，虽然支撑层122覆盖配向层17，但是支撑层122具有镂空设计。因而，配向层17与液晶层14可以接触，配向层17实现对液晶层14的配向。

图4为本发明实施例另一种液晶移相器的结构示意图。

如图4所示，混合层12位于第一电极15远离第一基板11的一侧；混合层12接触第一电极15。

在本实施例中，混合层12在第一基板11上接触第一电极15。第一电极15先在第一基板11上形成。混合层12再在第一电极15上形成。混合层12与第一电极15之间还有配向层17，这里的配向层17镂空设置。这样，混合层12通过配向层17镂空接触第一电极15。混合层12接触第一电极15时的支撑效果更好。

如图4所示，金属垫球121电连接第一电极15且电连接第二电极16。

在本实施例中，第一电极15和第二电极16施加驱动信号驱动液晶层14。金属垫球121电连接第一电极15。通过金属垫球121，可以将与施加在驱动第一电极15不同的驱动信号传输至第二电极16。需要说明的是，金属垫球121可以设置在输入驱动信号或者高频信号的输入端，避免金属垫球121对高频信号的影响。

如图4所示，液晶层14、第一电极15和第二电极16用于传输电磁波信号。

在本实施例中，液晶层14、第一电极15和第二电极16用于传输电磁波信号。其中，第一电极15施加恒定电位。第二电极16施加另一电位。第一电极15的电位小于第二电极16的电位。第一电极15的电位为驱动信号。这里给第一电极15和第二电极16施加不同的电位，让液晶进行偏转，从而液晶的介电常数发生变化，从而可以改变电磁波在液晶层14中相位，实现移相功能。这样，液晶移相器1实现电磁波的传输和相移功能。

图5为本发明实施例另一种液晶移相器的结构示意图；图6为本发明实施例另一种液晶移相器的结构示意图。

如图4至6所示，金属垫球121的形状为方形、圆形或六边形中的一种。

在本实施例中，如图4所示的金属垫球121的形状为方形。如图5所示的金属垫球121的形状为圆形。如图6所示的金属垫球121的形状为六边形。这样的金属垫球121具有足够的强度实现支撑的功能。同时，这样的金属垫球121易于制造。

如图4所示，金属垫球121在第二基板13上的投影和第一电极15在第二基板13上的投影分离；金属垫球121在第二基板13上的投影和第二电极16在第二基板13上的投影分离。

在本实施例中，金属垫球121在第二基板13上的投影和第一电极15在第二基板13上的投影分离。这里避免金属垫球121和第一电极15交叠导致吸波和互耦效应。金属垫球121在第二基板13上的投影和第二电极16在第二基板13上的投影分离。这里避免金属垫球121和第二电极16交叠导致吸波和互耦效应。这样的液晶移相器1传输电磁波的性能优良。

如图4所示，支撑层122的材料为有机高分子材料或焊料合金。

在本实施例中，支撑层122的材料可以为有机高分子材料。例如，支撑层122的材料为聚酰亚胺支撑层122的材料也可以为焊料合金。例如，支撑层122的材料为锡等低熔点金属。支撑层122利用锡等低熔点金属实现支撑。这样的支撑层122使得混合层12实现更好的支撑功能。

图7为本发明实施例一种液晶天线的结构示意图。

如图7所示，液晶天线3包括移相器1和辐射体2；移相器1包括第一基板11、混合层12、第二基板13、液晶层14、第一电极15、第二电极16；第一基板11和第二基板13相对设置；辐射体2位于第二基板13远离第一基板11的一侧；第一电极15位于第一基板11靠近第二基板13的一侧；第二电极16位于第二基板13靠近第一基板11的一侧；混合层12包括混合的金属垫球121和支撑层122，混合层12在第一基板11和第二基板13之间，混合层12通过在支撑层122中混合的金属垫球121支撑第一基板11与第二基板13；液晶层14位于第一基板11和第二基板13之间。通过金属垫球121，可以将与施加在驱动第一电极15不同的驱动信号传输至第二电极16。在本实施例中，移相器1通过液晶层14传播电磁波。移相器1的电磁波传到辐射体2上发射。第一电极15施加恒定电位。第二电极16施加另一电位。第一电极15的电位小于第二电极16的电位。这里给第一电极15和第二电极16施加不同的电位，让液晶进行偏转，从而液晶的介电常数发生变化，从而可以改变电磁波在液晶层14中相位，实现移相功能。这样的移相器1实现电磁波的相移功能。第一基板11和第二基板13分别固定第一电极15和第二电极16并且共同封住其间的液晶层14。混合层12在支撑层122中混合金属垫球121。支撑层122和金属垫球121具有一定的强度。支撑层122和金属垫球12支撑第一基板11和第二基板13。混合层12避免第一基板11与第二基板13压缩影响液晶层14。这样的液晶天线3确保天线的功能。

如图7所示，辐射体2在第一基板11上的投影和金属垫球121在第一基板11上的投影分离。

在本实施例中，辐射体2在第一基板11上的投影和金属垫球121在第一基板11上的投影分离。这里避免辐射体2和金属垫球121交叠导致吸波和互耦效应。这样的液晶移相器1传输电磁波的性能优良。这样的液晶天线3传输电磁波的性能也优良。

图8为本发明实施例一种液晶天线的制造方法的流程示意图。

如图7、8所示，在液晶天线的制造方法4中，液晶天线3包括移相器1和辐射体2；移相器1包括第一基板11和第二基板13；辐射体2位于第二基板13远离第一基板11的一侧；

液晶天线的制造方法4包括：

步骤S41，在第二基板13或第一基板11中的至少一者上形成金属垫球121和支撑层122的混合层12；

步骤S42，在第二基板13靠近混合层12的一侧设置第一基板11；

步骤S43，在第一基板11和第二基板13之间填充液晶层14。

在本实施例中，首先在第二基板13或第一基板11中的至少一者上形成金属垫球121和支撑层122的混合层12。混合层12在支撑层122中混合金属垫球121。支撑层122和金属垫球121具有一定的强度。支撑层122和金属垫球12支撑第一基板11和第二基板13。混合层12避免第一基板11与第二基板13压缩影响液晶层14。此后在第二基板13靠近混合层12的一侧设置第一基板11。第一基板11和第二基板13分别固定第一电极15和第二电极16并且共同封住其间的液晶层14。此后在第一基板11和第二基板13之间填充液晶层14。液晶天线3利用移相器1和辐射体2作为天线。移相器1通过液晶层14传播电磁波。移相器1的电磁波传到辐射体2上发射。第一电极15施加恒定电位。第二电极16施加另一电位。第一电极15的电位小于第二电极16的电位。这里给第一电极15和第二电极16施加不同的电位，让液晶进行偏转，从而液晶的介电常数发生变化，从而可以改变电磁波在液晶层14中相位，实现移相功能。这样的移相器1实现电磁波的相移功能。

如图7所示，在第一基板11上形成金属垫球121和支撑层122的混合层12包括：

在第一基板11上混合金属垫球121和支撑层122的材料且进行丝网印刷涂布和加热固化。

在本实施例中，首先在第一基板11上混合金属垫球121和支撑层122的材料。此后在第一基板11上通过丝网印刷形成金属垫球121和支撑层122的材料。此后在第一基板11上加热固化金属垫球121和支撑层122的材料。这里形成的混合层12具有足够的强度以便对第一基板11和第二基板13支撑。

图9为本发明实施例另一种液晶天线的结构示意图。

如图9所示，液晶天线的制造方法4还包括：形成金属垫球121和支撑层122的混合层12前，

在第二基板13或第一基板11中的至少一者上形成配向层17；

在第二基板13或第一基板11中的至少一者上形成金属垫球121和支撑层122的混合层12包括：

在第二基板13上配向层17远离第二基板13的一侧或在第一基板11上配向层17远离第一基板11的一侧形成金属垫球121和支撑层122的混合层12。

在本实施例中，首先在第二基板13或第一基板11中的至少一者上形成配向层17。此后形成金属垫球121和支撑层122的混合层12。此后在第二基板13上配向层17远离第二基板13的一侧或在第一基板11上配向层17远离第一基板11的一侧形成金属垫球121和支撑层122的混合层12。配向层17在第一基板11和混合层12之间。配向层17分别接触第一基板11和混合层12。配向层17的整层材料和混合层12中支撑层122的材料相同。配向层17的整层材料和第一基板11牢牢地固定。配向层17的整层材料和混合层12中支撑层122的材料牢牢地固定。这样，混合层12通过配向层17在第一基板11上牢牢地固定。

如图7所示，形成金属垫球121和支撑层122的混合层12包括：

通过丝网印刷涂布且通过加热固化低熔点金属，低熔点金属用作支撑层122。

在本实施例中，首先通过丝网印刷涂布且通过加热固化低熔点金属。低熔点金属用作固化支撑层122。这样的支撑层122具有更高的强度。这样，混合层12实现更好的支撑功能。

总而言之，本发明提供液晶移相器、液晶天线和液晶天线的制造方法。液晶移相器包括第一基板、混合层、第二基板、液晶层、第一电极、第二电极；第一基板和第二基板相对设置；第一电极位于第一基板靠近第二基板的一侧；第二电极位于第二基板靠近第一基板的一侧；混合层包括混合的金属垫球和支撑层，混合层在第一基板和第二基板之间，混合层通过在支撑层中混合的金属垫球支撑第一基板与第二基板；液晶层位于第一基板和第二基板之间。其中，混合层在支撑层中混合金属垫球。支撑层和金属垫球具有一定的强度。支撑层和金属垫球支撑第一基板和第二基板。混合层避免第一基板与第二基板压缩影响液晶层。这样的液晶移相器确保电磁波的移相功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种液晶移相器，其特征在于，包括第一基板、混合层、第二基板、液晶层、第一电极、第二电极；

所述第一基板和所述第二基板相对设置；

所述第一电极位于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧；

所述第二电极位于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧；

所述混合层包括混合的金属垫球和支撑层，所述混合层在所述第一基板和所述第二基板之间，所述混合层通过在支撑层中混合的所述金属垫球支撑所述第一基板与所述第二基板；

所述液晶层位于所述第一基板和所述第二基板之间；

所述液晶移相器还包括配向层；

所述配向层位于所述第一电极远离所述第一基板的一侧；

所述混合层位于所述配向层远离所述第一基板的一侧；

所述配向层的整层材料和所述第一基板固定；

所述配向层的整层材料和所述混合层中所述支撑层的材料固定；

所述支撑层位于所述液晶层靠近所述第一基板的一侧；

所述支撑层覆盖所述配向层且所述支撑层镂空设置；所述配向层通过所述支撑层的镂空设置与所述液晶层接触；

所述金属垫球用于支撑并维持所述液晶移相器的盒厚；

所述金属垫球在所述第二基板上的投影和所述第一电极在所述第二基板上的投影分离；

所述金属垫球在所述第二基板上的投影和所述第二电极在所述第二基板上的投影分离。

2.根据权利要求1所述的液晶移相器，其特征在于，所述液晶移相器的盒厚平均值大于或等于50微米。

3.根据权利要求1所述的液晶移相器，其特征在于，

所述混合层位于所述第一电极远离所述第一基板的一侧；

所述混合层接触所述第一电极。

4.根据权利要求3所述的液晶移相器，其特征在于，所述液晶层、所述第一电极和所述第二电极用于传输电磁波信号。

5.根据权利要求1所述的液晶移相器，其特征在于，所述金属垫球的形状为方形、圆形或六边形中的一种。

6.根据权利要求1所述的液晶移相器，其特征在于，所述支撑层的材料为有机高分子材料或焊料合金。

7.一种液晶天线，其特征在于，包括移相器和辐射体；

所述移相器包括第一基板、混合层、第二基板、液晶层、第一电极、第二电极；

所述第一基板和所述第二基板相对设置；

所述辐射体位于所述第一基板远离所述第二基板的一侧；

所述第一电极位于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧；

所述第二电极位于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧；

所述混合层包括混合的金属垫球和支撑层，所述混合层在所述第一基板和所述第二基板之间，所述混合层通过在支撑层中混合的所述金属垫球支撑所述第一基板与所述第二基板；

所述液晶层位于所述第一基板和所述第二基板之间；

所述移相器还包括配向层；

所述配向层位于所述第一电极远离所述第一基板的一侧；

所述混合层位于所述配向层远离所述第一基板的一侧；

所述配向层的整层材料和所述第一基板固定；

所述配向层的整层材料和所述混合层中所述支撑层的材料固定；

所述支撑层位于所述液晶层靠近所述第一基板的一侧；

所述支撑层覆盖所述配向层且所述支撑层镂空设置；

所述配向层通过所述支撑层的镂空设置与所述液晶层接触；

所述金属垫球用于支撑并维持所述移相器的盒厚；

所述金属垫球在所述第二基板上的投影和所述第一电极在所述第二基板上的投影分离；

所述金属垫球在所述第二基板上的投影和所述第二电极在所述第二基板上的投影分离。

8.根据权利要求7所述的液晶天线，其特征在于，所述辐射体在所述第一基板上的投影和所述金属垫球在所述第一基板上的投影分离。

9.一种液晶天线的制造方法，其特征在于，所述液晶天线包括移相器和辐射体；

所述移相器包括第一基板和第二基板；

所述辐射体位于所述第一基板远离所述第二基板的一侧；

所述液晶天线的制造方法包括：

在所述第一基板上形成金属垫球和支撑层的混合层；

在所述混合层远离所述第一基板的一侧设置所述第二基板；

在所述第一基板和所述第二基板之间填充液晶层；

在所述形成金属垫球和支撑层的混合层前，

在所述第一基板上形成配向层；

所述在所述第一基板上形成金属垫球和支撑层的混合层包括：

在所述第一基板上所述配向层远离所述第一基板的一侧形成金属垫球和支撑层的混合层；

其中，所述配向层的整层材料和所述第一基板固定；所述配向层的整层材料和所述混合层中所述支撑层的材料固定；所述支撑层位于所述液晶层靠近所述第一基板的一侧；所述支撑层覆盖所述配向层且所述支撑层镂空设置；所述配向层通过所述支撑层的镂空设置与所述液晶层接触；所述金属垫球用于支撑并维持所述移相器的盒厚。

10.根据权利要求9所述的液晶天线的制造方法，其特征在于，所述在所述第一基板上形成金属垫球和支撑层的混合层包括：

在所述第一基板上混合所述金属垫球和所述支撑层的材料且进行丝网印刷涂布和加热固化。

11.根据权利要求9所述的液晶天线的制造方法，其特征在于，所述形成金属垫球和支撑层的混合层包括：

通过丝网印刷涂布且通过加热固化低熔点金属，低熔点金属用作所述支撑层。