CN116918175A - 天线及显示装置 - Google Patents

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CN116918175A
CN116918175A CN202280000211.8A CN202280000211A CN116918175A CN 116918175 A CN116918175 A CN 116918175A CN 202280000211 A CN202280000211 A CN 202280000211A CN 116918175 A CN116918175 A CN 116918175A
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China
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antenna
display device
radio frequency
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conductive
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张亚飞
张东东
于孟夏
曲峰
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Beijing BOE Technology Development Co Ltd
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BOE Technology Group Co Ltd
Beijing BOE Technology Development Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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Abstract

一种天线，所述天线包括至少一条馈线，所述至少一条馈线包括第一馈线；还包括：多个第一贴片单元，所述多个第一贴片单元沿所述第一馈线的延伸方向串接于所述第一馈线上；所述第一馈线和/或所述多个第一贴片单元具有网格结构，所述网格结构由多条导电线构成；所述多条导电线中，相邻且不相交的两条导电线之间的距离，大于等于任一导电线的最大宽度，且小于等于任一馈线的最小宽度。

Description

天线及显示装置 技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线及显示装置。
背景技术
毫米波(mm Wave)是一种工作频率在30GHz到300GHz之间、波长在毫米范围内的电磁波，往往也包含24GHz以上的频段。高增益的毫米波束能够穿透如塑料、石膏板、服装面料等多种非金属材料，并且受雨，雾，灰尘和雪等环境条件的影响也较小，此外，毫米波传输所需的天线体积较小，检测精度高，因此具有广泛的用途，备受市场青睐。
发明内容
一方面，提供一种天线。所述天线包括至少一条馈线，所述至少一条馈线包括第一馈线；多个第一贴片单元，所述多个第一贴片单元沿所述第一馈线的延伸方向串接于所述第一馈线上；所述第一馈线和/或所述多个第一贴片单元具有网格结构，所述网格结构由多条导电线构成；所述多条导电线中，相邻且不相交的两条导电线之间的距离，大于等于任一导电线的最大宽度，且小于等于任一馈线的最小宽度。
在一些实施例中，所述天线被配置为传输射频信号，其中，相邻且不相交的两条导电线之间的距离，小于等于所述射频信号波长的1/5。
在一些实施例中，所述天线被配置为传输射频信号，其中，相邻且不相交的两条导电线之间的距离，大于等于所述射频信号波长的1/10。
在一些实施例中，所述第一馈线包括延伸方向大致平行的多条第一导电线和延伸方向大致平行的多条第二导电线，所述多条第一导电线和所述多条第二导电线构成网格结构；所述多个第一贴片单元包括延伸方向大致平行的多条第三导电线和延伸方向大致平行的多条第四导电线，所述多条第三导电线和所述多条第四导电线构成网格结构；其中，一第一导电线、一第二导电线、一第三导电线和一第四导电线分别为所述多条导电线中的一条。
在一些实施例中，一第一导电线与一第三导电线大致平行；一第二导电线与一第四导电线大致平行。
在一些实施例中，所述多个第一贴片单元交替串接于所述第一馈线两侧，一第一贴片单元与所述第一馈线不垂直。
在一些实施例中，所述至少一条馈线还包括第二馈线；所述天线还包括：多个第二贴片单元，一第二贴片单元与一第一贴片单元垂直，所述多个第二贴片单元沿所述第二馈线的延伸方向串接于所述第二馈线上；所述第二馈线和所述多个第二贴片单元均具有网格结构。
在一些实施例中，所述天线还包括至少一个阻抗匹配单元，一阻抗匹配单元与一馈线耦接；所述阻抗匹配单元具有网格结构。
在一些实施例中，所述阻抗匹配单元与所述馈线的一端部相接。
在一些实施例中，所述阻抗匹配单元的形状为正多边形；相接的所述阻抗匹配单元和所述馈线的形状为轴对称图形。
在一些实施例中，所述阻抗匹配单元上具有凹槽，所述馈线靠近所述阻抗匹配单元的端部与所述凹槽的槽底相接，所述馈线与所述凹槽的两个侧壁之间留有间隙。
在一些实施例中，所述凹槽的两个侧壁之间的距离为所述馈线宽度的1.4倍～1.8倍；所述凹槽的深度为所述馈线宽度的0.5倍～2.25倍。
另一方面，提供一种显示装置，所述显示装置具有出光面，所述显示装置包括：介质层；像素电路层，所述像素电路层位于所述介质层远离所述出光面的一侧；天线层，位于所述介质层靠近所述出光面的表面上，所述天线层包括至少一个天线阵列，一天线阵列被配置为传输射频信号；所述天线阵列包括多个如前述任一实施例中所述的天线，垂直于所述显示装置厚度方向的一方向上，所述天线阵列中的所述多个天线依次排布。
在一些实施例中，所述显示装置包括多个天线阵列，垂直于所述显示装置厚度方向的一方向上，所述多个天线阵列依次排布，且任意相邻的两个天线阵列间距离的数值范围为射频信号波长的1/4～3/4。
在一些实施例中，所述显示装置还包括调向单元，所述调向单元与一天线阵列耦接，被配置为调整所述天线阵列所传输的射频信号的方向。
在一些实施例中，所述调向单元包括传输线，所述传输线按照巴特勒矩阵的形状设置；所述巴特勒矩阵包括多个输入端口和多个输出端口，一输出端口与所述天线阵列中的一天线耦接，所述输出端口还与所述巴特勒矩阵中的所述多个输入端口均相连通，且所述输出端口与每个 输入端口的连接路径不同。
在一些实施例中，所述显示装置还包括虚拟图案，所述虚拟图案与所述天线层同层设置，且所述虚拟图案与所述天线层之间处处留有间距；所述虚拟图案具有网格结构。
在一些实施例中，所述虚拟图案包括延伸方向大致平行的多条第一走线和延伸方向大致平行的多条第二走线，所述多条第一走线和所述多条第二走线构成网格结构；任意相邻的两条第一走线之间的距离大于等于所述射频信号波长的1/10，且小于等于所述射频信号波长的1/5，任意相邻的两条第二走线之间的距离大于等于所述射频信号波长的1/10，且小于等于所述射频信号波长的1/5。
在一些实施例中，一第一走线包括多个第一走线段，一第一走线段的长度小于等于所述射频信号波长的1/2，任意相邻且共线的两个第一走线段之间的距离为所述第一走线宽度的5倍～20倍；一第二走线包括多个第二走线段，一第二走线段的长度小于等于所述射频信号波长的1/2，任意相邻且共线的两个第二走线段之间的距离为所述第一走线宽度的5倍～20倍。
在一些实施例中，所述虚拟图案与所述天线层之间的间距为所述第一走线宽度的10倍～30倍。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些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公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。
图1为根据一些实施例的显示装置结构图；
图2为根据一些实施例的液晶显示装置结构图；
图3为根据一些实施例的自发光显示装置结构图；
图4为根据一些实施例的天线层和介质层结构图；
图5为根据一些实施例的显示装置结构图；
图6为根据一些实施例的天线结构图；
图7为根据另一些实施例的天线结构图；
图8为根据又一些实施例的天线结构图；
图9为图8中FD1和FD2的放大图；
图10为根据一些实施例的包括第一天线和第二天线的天线结构图；
图11为根据另一些实施例的包括第一天线和第二天线的天线结构图；
图12为图11中FD3和FD4的放大图；
图13为根据一些实施例的包括阻抗匹配单元的天线结构图；
图14为根据另一些实施例的包括阻抗匹配单元的天线结构图；
图15为根据又一些实施例的包括阻抗匹配单元的天线结构图；
图16为图14中FD5的放大图；
图17为根据一些实施例的天线阵列结构图；
图18为根据另一些实施例的天线阵列结构图；
图19为根据又一些实施例的天线阵列结构图；
图20为根据又一些实施例的天线阵列结构图；
图21为根据一些实施例的天线阵列及显示装置结构图；
图22为根据另一些实施例的天线阵列及显示装置结构图；
图23为图22沿A-A’方向的剖视图；
图24为图22中FD6的放大图；
图25为图13所示的天线的S参数曲线图；
图26为图13所示的天线的电压驻波比曲线图；
图27为图13所示的天线的随频率变化的辐射增益图；
图28为图13所示的天线的随频率变化的辐射效率图；
图29为图13所示的天线在28GHz的三维辐射方向图；
图30为图13所示的天线在28GHz的极化辐射方向图；
图31为图22所示的天线阵列的一组仿真结果图；
图32为图15所示的天线的一组仿真结果图；
图33为图21所示的天线阵列的一组仿真结果图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)” 和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“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。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在描述一些实施例时，可能使用了“耦接”、“相接”和“连接”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如，描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而，术语“耦接”或“通信耦合(communicatively coupled)”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触，但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。
“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义，均包括以下A、B和C的组合：仅A，仅B，仅C，A和B的组合，A和C的组合，B和C的组合，及A、B和C的组合。
“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。
如本文中所使用，根据上下文，术语“如果”任选地被解释为意思是“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定……”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。
另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
如本文所使用的那样，“约”、“大致”或“近似”等描述包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。
如本文所使用的那样，“平行”、“垂直”、“相等”等描述包括所阐述的情况以及与所阐述的情况相近似的情况，该相近似的情况的范围处于可接受偏差范围内，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。例如，“平行”包括绝对平行和近似平行，其中近似平行的可接受偏差范围例如可以是5°以内偏差；“垂直”包括绝对垂直和近似垂直，其中近似垂直的可接受偏差范围例如也可以是5°以内偏差。“相等”包括绝对相等和近似相等，其中近似相等的可接受偏差范围内例如可以是相等的两者之间的差值小于或等于其中任一者的5％。
本文参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图描述了示例性实施方式。在附图中，为了清楚，放大了层和区域的厚度。因此，可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此，示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状，而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如，示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状，并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。
随着通信标准(例如短距离无线通信)已经开始进入公共用途，电子设备(例如显示装置，可用于进行图像显示)中已经配备有对应于不同频带的天线以及用于多种频带中的无线通信的通信方案。此外，通信技术的不断进步也对天线提出了更高的技术要求。电子设备无线通信的传输速率越来越高，通信的容量越来越大，导致载波频率越来越高，天线信号的损耗越来越大，需要用阵列天线来降低损耗。而随着电子设备的商业化程度持续加大，为了满足用户对便利性的需求，电子设备朝着小型化和轻量化的方向不断发展，电子设备中用于天线的安装空间十分有限，因此传输所需的天线长度较短，体积较小的毫米波通信成为了当下通信技术的热点。
相关技术中常用封装天线(Antenna In Package，简称AIP)、介质谐振器天线(Dielectric Resonator Antenna，简称DRA)等实现电子设备的通信。然而，封装天线一般设置在电子设备的模组部分，其主要指向为电子设备背离用户的一侧(即背面)，介质谐振器天线一般设置在电子设备的边框、扬 声器等边缘部分，其主要指向为电子设备的侧方(或者侧面)，当电子设备的背面和侧面被遮挡时，设置在相应位置的天线存在传输中断的风险，导致信号传输的稳定性较差，影响用户体验。
为例避免出现前述问题，本公开的一些实施例提供了一种显示装置，该显示装置应用屏上天线(Antenna On Display，简称AOD)技术，在不影响正常显示的前提下，在显示装置的显示模组中嵌入天线，该天线的主要指向为显示侧，即用户进行观看的一侧，从而有利于实现显示装置的全向信号传输。
示例性地，显示装置可以包括但不限于手机、平板电脑(或者称为便携式电脑，Tablet Personal Computer，Tablet PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、导航仪等，本公开实施例对触控显示装置的用途不作限制。此外，该显示装置可以是可卷曲的或者可弯曲的柔性显示装置，也可以为平板状的刚性显示装置。显示装置具有出光面，具体地，显示装置能够进行图像显示且所显示的图像能够为用户所看到的表面，即为显示装置的出光面。
显示装置中包括显示面板，显示面板被配置为显示图像；例如，可以显示静态图像或动态图像等。对显示面板的类型不作过多限制。示例性地，显示面板可以是液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)，也可以是自发光显示面板，例如可以为OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示面板、QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)显示面板、微LED(包括：Mini LED或Micro LED)显示面板等。当显示装置中的显示面板为液晶显示面板时，显示装置为液晶显示装置；当显示装置中的显示面板为自发光显示面板时，显示装置为自发光显示装置。
参见图1，显示面板PNL具有显示区AA(Active Area)和周边区S。其中，周边区S位于显示区AA至少一侧。示例性地，周边区S可以围绕显示区AA一圈设置。显示区AA为能够显示图像的区域，显示面板还可以包括多个子像素(图中未示出)，多个子像素位于显示区AA中。示例性地，多个子像素可以呈阵列排布。多个子像素可以包括被配置为发出第一颜色光线的第一颜色子像素、被配置为发出第二颜色光线的第二颜色子像素和被配置为发出第三颜色光线的第三颜色子像素。例如，第一颜色、第二颜色和第三颜色分别为红色、绿色和蓝色。
继续参见图1，显示面板PNL还可以包括至少一个(例如一个)绑 定区BD，显示面板PNL中位于绑定区BD的部分用于与外部电路(显示面板PNL以外的电路)电连接。显示面板PNL可以包括设置于绑定区BD中的多个信号输入点(例如PAD，即焊盘)，多个信号输入点可以用于接收信号，这些信号输入点提供的信号可以对显示面板PNL和显示装置DP进行控制。
示例性地，显示装置还可以包括触控层(也可称为触摸屏、触摸结构或触摸板)，该触控层用于感应触摸位置，实现触控。本公开对触控层的具体设置方式不作过多限制，例如，触控层可以采用In-cell方案进行设置，也可以采用On-cell方案进行设置，还可以采用FMLOC(Flexible Multiple Layer On Cell)方案进行设置。
可以理解的是，显示装置中应该包括实现其基本功能所必须的、相关技术中通用的结构部件及其他膜层设置，本公开对此不详细展开，以下仅对显示装置中的部分关键部件进行详细介绍，下文中未介绍的结构部件，并不代表显示装置中没有设置。
示例性地，当显示装置为液晶显示装置时，参见图2，沿液晶显示装置DP1的厚度方向(即Z方向)，液晶显示装置DP1包括依次叠置的背光模组10和液晶显示面板20，背光模组10用于提供背光，在外部电路的控制下，液晶显示面板20中的多个子像素透过背光的亮度不同，从而实现图像显示。其中，背光模组10中可以包括光源、反射片、导光板、扩散片、棱镜片等光学结构。
继续参见图2，沿液晶显示装置DP1的厚度方向，液晶显示面板20包括依次叠置的阵列基板210、液晶层220和对置基板230(也可以称为对盒基板)。
阵列基板210中包括依次叠置的第一偏光片211、第一基板212和像素电路层213等膜层结构，对置基板230中包括依次叠置的彩膜层231、第二基板232和第二偏光片233等膜层结构。其中，第一偏光片211和第二偏光片233所能透过的光线方向垂直。
第一基板212可以是刚性基板；该刚性基板例如可以为玻璃基板或PMMA(Polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)基板等。又如，基板可以为柔性基板；该柔性基板例如可以为PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板、PEN(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，聚萘二甲酸乙二醇酯)基板、PI (Polyimide，聚酰亚胺)基板或MPI(Modefied Polymide，改性聚酰亚胺)基板等。第二基板232可选用的材质与第一基板212相同，在此不再赘述。
像素电路层213包括多条栅线(也可以称为扫描线)、多条数据线和多个像素电路(也称为像素驱动电路)，多条栅线和多条数据线交叉(例如垂直)设置，每个像素电路包括至少一个(例如两个)晶体管和一个电容器，每个像素电路与一个子像素对应设置，以调节与其对应的子像素的发光亮度。
彩膜层231包括多个彩色滤光片，每个子像素与一个彩色滤光片对应设置，该子像素的颜色由与其对应的彩色滤光片的颜色决定。彩膜层还可以包括黑矩阵(图中未示出)，用于遮光，同时还能避免不同颜色子像素混色。
又示例性，当显示装置为自发光显示装置DP2时，参见图3，沿自发光显示装置DP2的厚度方向(即Z方向)，自发光显示面板DP2’包括依次叠置的衬底30、像素电路层40、发光层50和封装层60。自发光显示面板DP1还包括设置在像素电路层40远离衬底一侧的像素界定层(图中未示出)，像素界定层上具有多个开口，每个开口与一个子像素相对应。
衬底30可以是单层结构，也可以是叠层结构，可以是刚性衬底，也可以是柔性衬底。当衬底30为单层结构时，衬底30可选用的材质与第一基板相同，在此不再赘述。当衬底30为叠层结构时，衬底可以包括第三基板和在第三基板上形成的至少一个(例如一个)阻障层，阻障层位于第三基板靠近像素电路层40的一侧，阻障层的材料可以为氧化硅(SiO x)、氮化硅(SiN x)、金属、金属氧化物等中的任一种。
自发光显示装置DP2的像素电路层40包括多条信号线，多条信号线包括多条栅线、多条数据线等，像素电路层40还包括多个像素电路，每个像素电路与一个子像素对应设置。此外，多条信号线还可以包括多条发光控制信号线、复位信号线和多条初始化信号线。其中，发光控制信号线被配置为传输发光控制信号，复位信号线被配置为传输复位控制信号，初始化信号线被配置为传输初始化信号。本公开的实施例对像素电路的具体结构不作限定，可以根据实际情况进行设计。像素电路同样由晶体管、电容器等电子器件组成。例如，像素电路可以包括两个晶体管(一个开关晶体管和一个驱动晶体管)和一个电容器，构成2T1C结构；当然，像素电路还可以包括两个以上的晶体管(多个开关晶体管和一个驱动晶体管)和至少一 个电容器，例如，像素电路可以包括一个电容器和七个晶体管(七个开关晶体管以及一个驱动晶体管)，构成7T1C结构。
发光层50包括多个发光器件，每个发光器件与一个子像素对应设置。示例性地，发光器件可以包括阴极和阳极，以及位于阴极和阳极之间的发光功能层。其中，发光功能层例如可以包括发光功能层(Emission layer，EML)、位于发光功能层和阳极之间的空穴传输层(Hole Transporting Layer，HTL)、以及位于发光功能层和阴极之间的电子传输层(Election Transporting Layer，ETL)。当然，根据需要，在一些实施例中，还可以在空穴传输层和阳极之间设置空穴注入层(Hole Injection Layer，HIL)，以及在电子传输层和阴极之间设置电子注入层(Election Injection Layer，EIL)。
示例性地，发光器件的阳极例如可由具有高功函数的透明导电材料形成，其电极材料可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓锌(GZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化铝锌(AZO)和碳纳米管等；阴极例如可由高导电性和低功函数的材料形成，其电极材料可以包括镁铝合金(MgAl)和锂铝合金(LiAl)等合金或者镁(Mg)、铝(Al)、锂(Li)和银(Ag)等金属单质。发光层的材料可以根据其发射光颜色的不同进行选择。例如，发光功能层的材料包括荧光发光材料或磷光发光材料。在本公开至少一个实施例中，发光功能层可以采用掺杂体系，即在主体发光材料中混入掺杂材料来得到可用的发光材料。示例性地，主体发光材料可以采用金属化合物材料、蒽的衍生物、芳香族二胺类化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺类化合物、联苯二胺衍生物和三芳胺聚合物等。
在自发光显示装置DP2中，为了保护发光层50不被水汽和氧气侵入，拥有更长时间的工作寿命，在形成发光层50之后，可以在发光层远离衬底的一侧形成封装层60。封装层60的材料可以根据需要进行选择，对比不作限制。具体的，封装层可以是单层结构，也可以是叠层结构。例如，封装层采用三层密封，沿自发光显示装置DP2的厚度方向，封装层60包括依次叠置的第一无机材料膜层、有机材料膜层和第二无机材料膜层。
结合前述，参见图4，应用了屏上天线技术的显示装置(该显示装置为液晶显示装置，或者自发光显示装置)中还包括介质层70和天线层80，天线层80位于介质层70靠近显示装置出光面的表面上，也即沿Z方向，天线层80位于介质层70上且与介质层70相接触。天线层80采用导电材 料形成，该导电材料例如可以是镁铝合金(MgAl)和锂铝合金(LiAl)等合金或者镁(Mg)、铝(Al)、锂(Li)和银(Ag)，铜(Cu)，金(Au)等金属单质中的任一种，也可以是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓锌(GZO)氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化铝锌(AZO)和石墨烯、碳纳米管等导电材料中的任一种或多种。
天线层80包括至少一个天线阵列81，至少一个(例如每个)天线阵列81被配置为传输射频信号。每个天线阵列81中包括多个天线，且沿垂直于显示装置厚度方向的一方向，天线阵列81中的多个天线依次排布。例如，参见图5，天线阵列81中的多个天线810沿X方向依次排布。本公开对天线层80中天线阵列81的个数以及天线阵列81中天线810的个数不做限定。其中，对每个天线阵列81而言，该天线阵列81可以被配置为仅用于发送射频信号，也可以被配置为仅用于接收射频信号，还可以被配置为同时进行射频信号的接收和发送(即传输)。射频信号可以为分米波、厘米波或者毫米波等中的任一种，本公开中以射频信号为毫米波进行说明，相应的，天线层80中的天线810为毫米波天线。
继续参见图4和图5，介质层70可以对天线层80起到支撑作用，介质层70为一个具有平坦表面的绝缘膜层，介质层70靠近显示装置出光面的表面与天线层80相接触。示例性地，介质层70可以位于像素电路层靠近显示装置出光面的一侧，相应的，天线层80也位于像素电路层靠近显示装置出光面的一侧。此时，天线层80中天线的主要指向为显示侧，像素电路层中的多条信号线位于天线层80远离出光面的一侧，从而不会对天线层80中天线810的辐射造成干扰，有利于天线810辐射效果的提升。此外，像素电路层中的多条信号线可以提供参考电压，构成天线层80中多个天线810的参考地。
示例性地，介质层70可以是在前述的显示装置中增设的一个膜层，在显示装置的制备过程中需要单独进行制备，介质层70的材料可以为玻璃、硅氧化物、硅氮化物、金属氧化物等之类的无机绝缘材料或者环氧树脂、丙烯酸树脂、酰亚胺系树脂等之类的有机绝缘材料。对介质层70在显示装置中的具体位置不作过多限制，只要介质层70位于像素电路层靠近显示装置出光面的一侧即可。例如，参见图2，当显示装置为液晶显示装置DP1时，介质层(图中未示出)可以位于液晶层220靠近液晶显示装置DP1的一侧，或者，介质层可以位于彩膜层231靠近液晶显示装置DP1出光面的一侧。又例如，参见图3，当显示装置为自发光显示装置时DP2，介质层(图中未示出)可以位于发光层50上，或者，介质层可以位于封 装层上60。
又示例地，也可以将显示装置中的一个膜层复用做介质层，从而能够在提升显示装置通信效果的同时，有利于实现显示装置的轻薄化。例如，参见图2，当显示装置为液晶显示装置DP1时，可以将第二基板232复用做介质层。又例如，参见图3，当显示装置为自发光显示装置DP2时，可以将封装层60复用做介质层。
示例性地，参见图5，为了实现显示装置的无线通信，除上述的天线层80外，显示装置中还包括基带模块和射频前端。其中，基带模块中可以包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、信道编码器(Channel Encoder)、数字信号处理器(Digital Signal Processor)、调制解调器(Modem)和接口等，基带模块被配置为执行基带信号(没有经过调制的原始电信号)处理，进行基带信号的编码解码，还用于执行基带信号和射频信号之间的转换，将基带信号处理成射频信号发送给射频前端，或者接收射频前端传输的射频信号后转换为基带信号。射频前端中可以包括功率放大器(Power Amplifier，简称PA)、滤波器(Filter)、开关(Switch)、低噪音放大器(Low Noise Amplifier，简称LNA)、调谐器(Tuner)和双/多工器(Du/Multiplexer)等，射频前端用于向天线发送射频信号或者从天线接收射频信号，实现对射频信号的放大、滤波等处理。
继续参见图5，本公开的另一些实施例提供了一种天线810，设置在前述的显示装置中，且与介质层70靠近显示装置出光面的表面相接触，该天线810被配置为传输射频信号。
示例性地，参见图6，天线810包括至少一条(例如一条或多条)馈线811和多个贴片单元812，多条馈线811包括至少一条(例如一条)第一馈线F1，多个贴片单元812包括多个第一贴片单元PU1，多个第一贴片单元PU1沿第一馈线F1的延伸方向串接于第一馈线F1上，构成一个第一天线AN1，上述天线包括第一天线AN1。该设置所形成的第一天线AN1为串馈天线，第一馈线F1具有相对的第一端部F11和第二端部F12，其中第二端部F12与需要与其他导电结构固定连接(也即与其他导电结构相接)从而与射频前端相耦接，使得来自射频前端的射频信号能够传输给天线810进行发射，和/或，使得天线810接收到的射频信号能够经过射频前端处理并最终传输给基带模块。第一端部F11可以保持独立，不与其他导电结构相接触，可形成驻波串馈天线。
多个第一贴片单元PU1可以通过多种方式串接于第一馈线F1上，本公开实施例对此不作限定。示例性地，多个第一贴片单元PU1可以位于第一馈线F1的同一侧，且沿第一馈线F1的延伸方向依次排布。又示例地，参见图6，沿第一馈线F1的延伸方向，多个第一贴片单元PU1可以顺次间隔地与该第一馈线F1相接，即多个第一贴片单元PU1中的至少一个(例如多个)第一贴片单元PU1位于第一馈线F1的一侧，其余第一贴片单元PU1位于第一馈线F1的另一侧，位于第一馈线F1同一侧的多个第一贴片单元PU1中，任意相邻的两个第一贴片单元PU1之间不相接触。此外，与一条第一馈线F1相接的多个第一贴片单元PU1的具体个数，以及第一贴片单元PU1的具体形状可以根据串馈天线的辐射类型进行设计，本公开对此不作过多限制。作为一种示例，与每条第一馈线F1相接的第一贴片单元PU1的个数不少于3个，第一贴片单元PU1的形状可以为长方形、正方形、三角形、圆形、椭圆形、环形、扇形、菱形、叶片形、V形、C形、W形等中的任一种。
本公开实施例提供的天线采用串行馈电的方式，将多个贴片单元通过馈线相连后馈电，从而可以省去额外设置功分馈电网络，直接通过天线的第二端部即可向天线中的各个贴片单元进行馈电，因此有效降低了射频信号传输的损耗，此外，多个贴片单元的设置使得天线具有较大的辐射口径，从而有利于天线辐射效率的提高。此外，相较于其他非串馈结构天线，本公开实施例提供的天线在设计上能够避免终端(例如显示装置)的边框(尤其式金属边框)的影响。具体地，非串馈结构天线一般距离终端边框较近，绑定区域只能靠近边框，因此绑定区域和边框会对非串馈结构天线造成一定的影响，导致频偏或者方向图畸变。而本公开实施例提供的天线采用串行馈电的方式，只要辐射的增益大于路径延长引起的损耗，则天线就能产生高增益，且其有效辐射面积大于非串馈结构天线，能避免绑定区域和边框对辐射的影响，对绑定区域和边框结构不敏感，能适应不同的终端平台。
图6示出了本公开实施例所提供的一种第一天线AN1的极化方向示意图，参见图6，第一贴片单元PU1的形状为V形，多个第一贴片单元PU1顺次间隔地与第一馈线F1相接。位于图中第一馈线F1左侧的一个第一贴片单元PU1的两个枝节上各自的极化方向为“E1”和“E2”，“E1”和“E2”的矢量和为“E3”，位于图中第一馈线F1右侧的第一贴片单元PU1的极化方向同理，因此，第一天线AN1整体的极化方向为水平方向。
示例性地，参见图7和图8，以第一贴片单元PU1的形状为长方形进行示例，多个第一贴片单元PU1交替串接于第一馈线F1两侧，至少一个 (例如每个)第一贴片单元PU1与第一馈线F1不垂直。即每个第一贴片单元PU1与第一馈线F1之间的夹角α为锐角或者钝角。例如，参见图7，第一贴片单元PU1与第一馈线F1之间的夹角α为钝角，夹角α的角度大致为135°；又例如，参见图8，第一贴片单元PU1与第一馈线F1之间的夹角α为锐角，夹角α的角度大致为45°。当夹角α的角度大致为45度或135度时，会使位于第一馈线F1两侧的第一贴片单元PU1间所发射的射频信号相互正交，从而消除第一贴片单元PU1间所发射的射频信号之间的干扰，实现更好的辐射效果。此外，如图7所示的第一天线AN1能够实现+45°极化，如图8所示的第一天线AN1能够实现-45°极化，如图7和图8所示的天线810用于传输射频信号时，传输所适配的射频信号可以不局限于水平极化信号或者垂直极化信号，具有更广的应用范围和更强的实用性。
前述内容仅限制了天线层和介质层需要设置在像素电路层靠近显示装置出光面的一侧，那么在一些实施例中，天线层可以设置在发光层远离像素电路层的一侧，天线层会遮挡对发光层发射的光线，对显示装置的显示效果产生反面影响。因此，示例性地，参见图8和图9，可以设置天线层具有网格结构，例如，可以设置至少一条(例如每条)第一馈线F1和/或多个第一贴片单元PU1具有网格结构。具体地，可以仅设置天线810中的每条第一馈线F1具有网格结构，也可以仅设置天线810中的多个第一贴片单元PU1具有网格结构，还可以设置天线810中的每条第一馈线F1和多个第一贴片单元PU1均具有网格结构。相较于整面设置的导电材料形成的导电图案，设置天线层中的至少部分具有网格结构，使得天线层具有较高的透过率(也可以成为透光率)，从而能够在提升显示装置通信效果的同时，保证显示装置的显示效果。同时，相较于整面设置的导电材料形成的导电图案，网格结构所需要的导电材料总量较少，相应的，导电材料的总重量也较小，因此具有网格结构的天线应用在显示装置中时，还有利于实现显示装置的轻薄化。网格结构具有多个网眼，本公开对网眼的具体形状不作过多限制，例如，网眼的形状可以为扇形、圆形、任意多边形、正多边形等中的任一种。
示例性地，继续参见图8和图9，网格结构由多条导电线构成。多条导电线中，相邻且不相交的至少两条(例如，任意两条)导电线之间的距离，大于等于任一导电线的最大宽度，且小于等于任一馈线811的最小宽度。理想情况下，导电线的各个部分的宽度是相等的，但是考虑到实际加工的偏差，实际生产得到的导电线的各个部分的宽度不一定处处相等，可能存在部分宽度大于预设宽度，或者部分宽度小于预设宽度的情况，但是只要是在工艺误 差范围内的宽度数值都是能够被接受的。馈线811的宽度数值与馈线811的形状有关，若馈线811的形状为直条形，那么馈线811中各部分的宽度就是大致相等的，若馈线811的形状为折线形或者其他非直条的形状，那么馈线811中各部分的宽度则会存在差异。无论是对导电线还是馈线811而言，其宽度均为轮廓中相对的两条边沿之间的距离。在该前提下，本公开中限制相邻且不相交的任意两条导电线之间的距离，大于等于多条导电线中的任一条导电线的最大宽度，能够确保由导电线所构成的天线具有网格结构，能够实现较高的透过率；同时，限制任意两条导电线之间的距离，小于等于任一馈线811的最小宽度，能够保证网格结构具有一定密度的导电线，避免具有网格结构的天线810的有效面积(也即口径)过小，以保证天线810的辐射效果。此外，上述设置能够使得相邻且不相交的两条导电线之间的距离在合理范围内，有利于降低制备的工艺难度，达到提升良率和降低成本的效果。
示例性地，参见图8和图9，天线810中的多个第一馈线F1和多个第一贴片单元PU1均具有网格结构，至少一条(例如每条)第一馈线F1包括延伸方向大致平行的多条第一导电线EL1和延伸方向大致平行的多条第二导电线EL2，多条第一导电线EL1和多条第二导电线EL2构成网格结构。多个第一贴片单元PU1包括延伸方向大致平行的多条第三导电线EL3和延伸方向大致平行的多条第四导电线EL4，多条第三导电线EL3和多条第四导电线EL4构成网格结构。其中，每条第一导电线EL1、每条第二导电线EL2、每条第三导电线EL3和每条第四导电线EL4分别为前述的多条导电线中的一条。多条第一导电线EL1和多条第二导电线EL2相交叉，多条第三导电线EL3和多条第四导电线EL4相交叉。第一馈线F1的网格结构与第一贴片单元PU1的网格结构可以相同，也可以不同，当第一馈线F1的网格结构与第一贴片单元PU1的网格结构不相同时，任意一条第三导电线EL3与任意一条第一导电线EL1和任意一条第二导电线EL2均交叉，第四导电线EL4的设置同理。当第一馈线F1的网格结构与第一贴片单元PU1的网格结构相同时，参见图8和图9，任意一条第一导电线EL1与任意一条第三导电线EL3大致平行，任意一条第二导电线EL2与任意一条第四导电线EL4大致平行，从而有利于简化天线层网格结构的设计，降低制备难度，有利于生产升本的优化。
为了保证显示装置的显示效果，需要设置天线层的透过率不低于86％，而为了保证天线层的透过率满足上述限制，则需设置构成天线层网格结构的导电线之间具有合理的距离范围。因此，示例性地，参见图9，可以设置相邻且不相交的两条导电线之间的距离，大于等于射频信号波长的1/10。具体地， 任意相邻的两条第一导电线EL1之间的距离d1大于等于射频信号波长的1/10，任意相邻的两条第二导电线EL2之间的距离d2大于等于射频信号波长的1/10；任意相邻的两条第三导电线EL3之间的距离d3大于等于射频信号波长的1/10，任意相邻的两条第四导电线EL4之间的距离d4大于等于射频信号波长的1/10。
在保证了显示装置的显示效果的前提下，为了避免具有网格结构的天线的有效面积(也即口径)过小，则还需限制构成天线层网格结构的导电线之间的距离不能过大，以保证天线的辐射效果。因此，示例性地，参见图9，可以设置相邻且不相交的两条导电线之间的距离，小于等于射频信号波长的1/5。具体地，任意相邻的两条第一导电线EL1之间的距离d1小于等于射频信号波长的1/5，任意相邻的两条第二导电线EL2之间的距离d2小于等于射频信号波长的1/5；任意相邻的两条第三导电线EL3之间的距离d3小于等于射频信号波长的1/5，任意相邻的两条第四导电线EL4之间的距离d4小于等于射频信号波长的1/5。此外，当射频信号为毫米波时，满足上述限制的导电线间的距离小于或等于250微米，远小于人眼分辨率，因而用户不会观察到天线层的网格图案，能够降低出现摩尔纹等显示不良的风险。例如，任意相邻的两条第四导电线EL4(或第一导电线EL1～第三导电线EL3中的任一者)之间的距离为射频信号波长的0.11倍、0.13倍、0.15倍、0.18倍和0.2倍等中的任一者。
示例性地，参见图10，天线810中的多条馈线811还包括至少一条(例如一条)第二馈线F2，多个贴片单元还包括多个第二贴片单元PU2，至少一个(例如每个)第二贴片单元PU2与任意一个第一贴片单元PU1垂直，多个第二贴片单元PU2沿第二馈线F2的延伸方向串接于第二馈线F2上，构成一个第二天线AN2，上述天线810还包括第二天线AN2，第二天线AN2也为串馈天线。第二馈线F2具有相对的第三端部F21和第四端部F22，其中第四端部F22与需要与其他导电结构固定连接，第三端部F21可以保持独立，第三端部F21与第一端部F11相靠近，第四端部F22与第二端部F12相靠近。与第一天线AN1类似的，多个第二贴片单元PU2可以通过多种方式串接于第二馈线F2上，例如，多个第二贴片单元PU2可以位于第二馈线F2的同一侧，且沿第二馈线F2的延伸方向依次排布。又例如，参见图10，沿第二馈线F2的延伸方向，多个第二贴片单元PU2可以顺次间隔地与该第二馈线F2相接。
对天线810中第一天线AN1和第二天线AN2的连接关系不作过多限制，例如，参见图10，天线810中的第一天线AN1与第二天线AN2可以相互耦 接，具体地，参见图10，第一天线AN1可以通过增设的连接线实现耦接，也可以通过其他方式实现耦接。又例如，天线810中的第一天线AN1与第二天线AN2可以彼此独立，互不接触，且不存在电性连接。无论采用上述何种设置方式，由于第一贴片单元PU1与第二贴片单元PU2相垂直，因此第一贴片单元PU1与第二贴片单元PU2的极化方向也相垂直，相应的，第一天线AN1整体和第二天线AN2整体的极化方向相垂直，构成的天线810为双极化天线。可以理解是，双极化天线能够通过极化分集减轻信号传输过程中多径衰落的影响，有利于提升传输信号的质量，实现更好的传输效果。
与第一天线AN1类似的，参见图11和图12，可以设置至少一条(例如每条)第二馈线F2和/或多个第二贴片单元PU2具有网格结构。具体地，可以仅设置天线810中的每条第二馈线F2具有网格结构，也可以仅设置天线810中的多个第二贴片单元PU2具有网格结构，还可以如图12所示，设置天线810中的每条第二馈线F2和多个第二贴片单元PU2均具有网格结构。与前述类似地，该网格结构同样由多条导电线构成。多条导电线中，相邻且不相交的至少两条(例如，任意两条)导电线之间的距离，大于等于任一导电线的最大宽度，且小于等于任一馈线811的最小宽度。具体地，至少一条(例如每条)第二馈线F2包括延伸方向大致平行的多条第五导电线EL5和延伸方向大致平行的多条第六导电线EL6，多条第五导电线EL5和多条第六导电线EL6构成网格结构。多个第二贴片单元PU2包括延伸方向大致平行的多条第七导电线EL7和延伸方向大致平行的多条第八导电线EL8，多条第七导电线EL7和多条第八导电线EL8构成网格结构。其中，每条第五导电线EL5、每条第六导电线EL6、每条第七导电线EL7和每条第八导电线EL8分别为前述的多条导电线中的一条。多条第五导电线EL5和多条第六导电线EL6相交叉，多条第七导电线EL7和多条第八导电线EL8相交叉。第二馈线F2的网格结构与第二贴片单元PU2的网格结构相同，任意一条第五导电线EL5与任意一条第七导电线EL7大致平行，任意一条第六导电线EL6与任意一条第八导电线EL8大致平行。第一天线AN1的网格结构与第二天线AN2的网格结构相同，任意一条第一导电线与任意一条第五导电线EL5大致平行，任意一条第二导电线与任意一条第六导电线EL6大致平行。此外，任意相邻的两条同类型导电线之间的距离大于等于射频信号波长的1/10，小于等于射频信号波长的1/5。例如，任意相邻的两条第五导电线EL5之间的距离d5大于等于射频信号波长的1/10，小于等于射频信号波长的1/5，第六导电线EL6～第八导电线EL8同理，在此不再赘述。
示例性地，参见图13、图14和图15，天线810中还可以包括至少一个(例如一个或两个)阻抗匹配单元RU，每个阻抗匹配单元RU与至少一条(例如一条或两条)馈线811耦接，连接有阻抗匹配单元RU的天线810构成行波串馈天线。阻抗匹配单元RU被配置为调整阻抗，使得天线810的输入阻抗与馈线的特性阻抗相等，从而能够实现射频信号的高效传输。对阻抗匹配单元RU与馈线811实现耦接的具体方式不作过多限制，例如，阻抗匹配单元RU与馈线可以不相接触，通过在阻抗匹配单元RU与馈线811之间设置与两者均相接的导电结构以实现耦接。又例如，阻抗匹配单元RU可以直接与馈线811相接，在此情况下，阻抗匹配单元RU可以与馈线中的任一部分相接。本公开实施例对阻抗匹配单元RU的具体形状不作过多限制，例如，阻抗匹配单元RU的形状可以为矩形、正方形、菱形、圆形、三角形或者其他任意形状中的任一种。
如前所述，为了能同时确保天线810的传输效果和显示装置的显示效果，在天线810还包括阻抗匹配单元RU的情况下，还可以设置阻抗匹配单元RU也具有网格结构。可以理解的是，若天线810中的第一天线AN1、第二天线AN2和阻抗匹配单元RU的网格结构各不相同时，相应的，上述各结构的可视化风险也会不同，那么在规避天线层可视化风险的过程中，需要考虑的影响因素较多，会导致设计难度增大。因此，为了降低可视化风险，减少设计的影响因素，可以设置天线810中的第一天线AN1、第二天线AN2和阻抗匹配单元RU的网格结构大致相同，从而有利于实现较好的显示效果。在此前提下，阻抗匹配单元RU也可以包括多条导电线，多条导电线形成网格结构的设置方式与第一天线AN1和第二天线AN2的设置方式相同，在此不再赘述。
为了保证合理的辐射效率和简化设计，示例性地，可以设置阻抗匹配单元RU与馈线811的一端部相接，且该端部优选为馈线811不与天线810结构以外的其他导电结构相接的端部。例如，参见图13，当天线810仅包括第一天线AN1时，阻抗匹配单元RU可以与第一馈线F1相接，具体地，可以与第一馈线F1的第一端部相接。又例如，参见图14，当天线810仅包括第二天线AN2时，阻抗匹配单元RU可以与第二馈线F2相接，具体地，可以与第二馈线F2的第三端部相接。还例如，参见图15，天线810包括一个第一天线AN1和一个第二天线AN2，阻抗匹配单元RU与第一馈线F1的第一端部和第二馈线F2的第三端部均相接，使该天线810构成共口径双极化天线，共口径双极化天线能够在有限的天线体积下实现较大辐射口径，因此可以应用于集成化需要较高的场景中。
阻抗匹配单元RU具有与第一贴片单元PU1和第二贴片单元PU2相同的网格结构，且阻抗匹配单元RU同样与第一馈线F1和/或第二馈线F2耦接，因此阻抗匹配单元RU可以等效为一个贴片单元，除了能够匹配阻抗外，阻抗匹配单元RU同样能够作为一辐射单元进行射频信号的传输。阻抗匹配单元RU的形状决定其极化方向，阻抗匹配单元RU的极化方向与其他结构的极化方向叠加，共同决定天线的极化方向。因此应避免涉及不规则的阻抗匹配单元RU形状，使得阻抗匹配单元RU的极化方向能够对天线中其他结构的极化方向有所增益，提升天线整体的极化效果从而保证传输效果，示例性地，参见图13～图15，可以设置阻抗匹配单元RU的形状为正多边形，且相接的阻抗匹配单元RU和馈线的形状为轴对称图形。
进一步地，参见图13、图14，可以设置阻抗匹配单元RU上具有至少一个(例如一个或多个)凹槽RU1，馈线靠近阻抗匹配单元RU的端部与凹槽RU1的槽底相接，馈线与凹槽RU1的两个侧壁之间处处留有间隙。在射频信号的传输过程中，该凹槽RU1能够防止阻抗匹配单元RU辐射的射频信号反射回到馈线811中，从而保证传输效率。设置有凹槽RU1的阻抗匹配单元RU的形状仍为轴对称图形，且馈线811(第一馈线F1和/或第二馈线F2)与设置有凹槽RU1的阻抗匹配单元RU相接构成的形状仍为轴对称图形，同样能够保证天线810整体的极化效果。
示例性地，参见图16，凹槽RU1的两个侧壁之间的距离s为馈线811宽度w的1.4倍～1.8倍，凹槽RU1的深度h为馈线宽度w的0.5倍～2.25倍，例如，凹槽RU1的深度h为馈线宽度w的0.5倍～2.2倍。具体地，凹槽RU1的两个侧壁之间的距离s可以为馈线宽度w的1.45倍、1.5倍、1.54倍、1.62倍、1.7倍和1.75倍等中的任一者。凹槽RU1的深度h可以为馈线宽度w的0.6倍、0.75倍、0.8倍、0.9倍、1.45倍、1.5倍、1.65倍、1.73倍、1.85倍、1.9倍、2.1倍等中的任一者。
上述的凹槽RU1设计参数能够实现较好的干扰消除效果，具有一定的普适性，但应该理解是，在现实的应用场景中，天线中各个结构的形状和尺寸等参数，都可以根据具体的应用场景需求进行设计优化，本公开对此不作过多限制。
在本公开的一些实施例中，参见图5，显示装置的天线层80包括多个天线阵列81，每个天线阵列81中包括多个如前述任一实施例中所述的天线810。相较于单个天线810，具有多个天线810的天线阵列81的增益和效率均有所提升。多个天线阵列81包括至少一个(例如一个或多个)接收阵列和至少一 个(例如一个或多个)发射阵列，接收阵列被配置为接收射频信号，发射阵列被配置为发射射频信号。接收阵列和发射阵列中所包括的天线的个数可以相同，也可以不同，可以根据实际需要进行设置。例如，参见图5，发射阵列包括2个天线810，接收阵列包括4个天线810；又例如，参见图17，天线阵列81(发射阵列和/或接收阵列)包括2个天线810；还例如，参见图18～图21，天线阵列81(发射阵列和/或接收阵列)包括4个天线810。
示例性地，当显示装置中包括多个天线阵列81时，垂直于显示装置厚度方向的一方向上，多个天线阵列81依次排布，且任意相邻的两个天线阵列81间距离的数值范围为射频信号波长的1/4～3/4。例如，任意相邻的两个天线阵列81间距离的数值范围为射频信号波长的0.28倍、0.3倍、0.45倍、0.55倍、0.65倍、0.7倍等中的任一者。上述设置有利于减小相邻两个天线阵列81所传输的射频信号之间的干扰，能够实现更好的传输效果。
示例性地，参见图21，显示装置中可以包括毫米波芯片，毫米波芯片与基带模块和天线阵列81均耦接，具体地，天线阵列81中的每个天线810与毫米波芯片的一个端口对应耦接。该毫米波芯片为集成式毫米波芯片，芯片内部包括移相器、功放器、低噪放、滤波器等器件。
示例性地，参见图22，显示装置中还可以包括调向单元，每个调向单元与至少一个(例如一个)天线阵列81相耦接，该调向单元被配置为调整与其耦接的天线阵列81所传输的射频信号的方向。调向单元能够调整射频信号的传输方向，因此能够提高射频信号指向性，从而提高显示装置发送射频信号的准确性以及显示装置的环境适应性。
例如，参见图22，显示装置中包括调向单元、射频前端和基带模块。调向单元包括传输线，传输线按照巴特勒矩阵的形状设置。巴特勒矩阵包括多个输入端口和多个输出端口，每个输出端口与天线阵列81中的一个天线810耦接。每个输出端口还与巴特勒矩阵中的每个输入端口均相连通，且输出端口与每个输入端口的连接路径不同。巴特勒矩阵具体的输入端口与输出端口的数量可以根据需要设置，输入端口与输出端口的数量可以相同，也可以不同。
继续参见图22，巴特勒矩阵包括第一输入端口IN1～第四输入端口IN4和第一输出端口OU1～第四输出端口OU4。第一输入端口IN1可连通第一输出端口OU1、第二输出端口OU2、第三输出端口OU3、第四输出端口OU4，同理，第二输入端口IN2、第三输入端口IN3、第四输入端口IN4也可连通第一输出端口OU1～第四输出端口OU4，若射频信号从第一输入端口IN1～第四输 入端口IN4中的任一端口输入，例如从第一输入端口IN1输入，则射频信号从第一输入端口IN1流向第一输出端口OU1的路径(即连接路径)、流向第二输出端口OU2的路径、流向第三输出端口OU3的路径、流向第四输出端口OU4的路径各不相同。
例如，参见下表，从巴特勒矩形的第一输入端口IN1输入的射频子信号从第一输出端口OU1～第四输出端口OU4输出的相位分别为-90°，-135°，-180°和-45°，任意相邻的两个输出端口输出的射频子信号的相位差为-45°。从巴特勒矩形的第二输入端口IN2输入的射频子信号从第一输出端口OU1～第四输出端口OU4输出的相位分别为-180°，-45°，90°和225°，任意相邻的两个输出端口输出的射频子信号的相位差为135°。从巴特勒矩形的第三输入端口IN3输入的射频子信号从第一输出端口OU1～第四输出端口OU4输出的相位分别为225°，90°，-45°和-180°，任意相邻的两个输出端口输出的射频子信号的相位差为-135°。从巴特勒矩形的第四输入端口IN4输入的射频子信号从第一输出端口OU1～第四输出端口OU4输出的相位分别为-225°，-180°，-135°和-90°，任意相邻的两个输出端口输出的射频子信号的相位差为45°。可见，从同一输入端口流入的射频子信号，从不同输出端口流出时的相位延迟和幅度不同。
相位(°) OU1 OU2 OU3 OU4 相位差(°)
IN1 -90 -135 -180 -225 -45
IN2 -180 -45 90 225 135
IN3 225 90 -45 -180 -135
IN4 -225 -180 -135 -90 45
具体地，射频信号从多个输入端口中的一个输入端口输入巴特勒矩形后，射频信号被分为多路射频子信号，射频子信号的数量和输出端口的数量相同，各射频子信号分别流向各个输出端口，由于不同的射频子信号从同一输入端口分别流入各个输出端口的路径不同，不同输出端口对应的射频子信号的相位延迟、幅度不同，从而具有不同相位延迟、幅度的射频子信号通过不同的输出端口流入与输出端口连接的各个天线，可以使不同的天线形成对应接收到的射频子信号的相位延迟和幅度的波束，天线阵列中不同天线的波束进行能量合成，最终合成为一个朝固定方向传输的波束(即射频信)。射频信号从不同的输入端口输入巴特勒矩形中，所对应的波束的传输方向不同，因此，通过选择调向单元中的巴特勒矩阵的不同输入端口输入射频信号，可以调整天线阵列中的各个天线波束的传输方向，从而实现调整天线阵列传输的射频 信号的传输方向，以提高射频信号的指向性。传输线形成的巴特勒矩阵即为无源多波束成形网络，其损耗小、制作工艺简单，从而可以用简单的结构实现调整射频信号的传输方向，提高信号利用率。
当天线层设置在发光层靠近显示装置出光面的一侧时，天线层会对发光层的出光造成一定遮挡，使得设置有天线层所覆盖的部分和天线层未覆盖的部分存在透过率差异，从而可能对显示效果产生不良影响。因此，示例性地，参见图23，显示装置中还可以包括至少一个(例如一个)虚拟图案90，虚拟图案90与天线层80同层设置，且虚拟图案90与天线层80之间处处留有间距l。与天线层80中的天线类似的，虚拟图案90也具有网格结构。通过虚拟图案90的设置消除天线层80所覆盖的部分和天线层80未覆盖的部分之间的透过率差异，从而避免出现上述问题。
示例性地，虚拟图案90与天线层80可以是通过一次构图工艺所形成的。例如，参见图24，虚拟图案包括延伸方向大致平行的多条第一走线RL1和延伸方向大致平行的多条第二走线RL2，多条第一走线RL1和多条第二走线RL2构成网格结构，该网格结构与天线层80中天线所具有的网格结构相同。相应的，任一条第一走线RL1与任意一条第一导电线大致平行，任意一条第二走线RL2与任意一条第二导电线大致平行。任意相邻的两条第一走线RL1之间的距离s1大于等于射频信号波长的1/10，且小于等于射频信号波长的1/5，任意相邻的两条第二走线RL2之间的距离s2大于等于射频信号波长的1/10，且小于等于射频信号波长的1/5。设置虚拟图案的网格结构与天线层中天线所具有的网格结构相同，能够最大程度地消除前述的透过率差异，有利于提升显示装置的显示效果。
虽然任意相邻的两条第一走线RL1和任意相邻的两条第二走线RL2之间均留有距离，但宏观上来看其所形成的网格结构仍以较为密集的间隔(例如，以几十微米或更小的间隔)设置，使得所形成的虚拟图案在一定程度上能够等效为天线层的参考地，对天线层的辐射产生干扰。因此，示例性地，参见图24，至少一条(例如每条)第一走线RL1包括多个第一走线段RL11，至少一个(例如每个)第一走线段RL11的长度c1小于等于射频信号波长的1/2，任意相邻且共线的两个第一走线段RL11之间的距离v1为第一走线RL1宽度w1的5倍～20倍。至少一条(例如每条)第二走线RL2包括多个第二走线段RL21，至少一个(例如每个)段RL21的长度c2小于等于射频信号波长的1/2，任意相邻且共线的两个第二走线段RL21之间的距离v2为第二走线RL2宽度w2的5倍～20倍。上述设置使得虚拟图案中仅包括由有限个走线段彼此连接 所形成的弯折走线，且任意相邻的两个弯折走线彼此绝缘，不会形成连续的平板导体，从而不会对天线层的辐射产生干扰。
可以理解的是，虚拟图案仅用于消除透过率的差异，并不能用于进行辐射，因此虚拟图案与天线层之间彼此绝缘，在结构上表现为虚拟图案与天线层之间处处留有间距。该间距的数值应该设置在一合理范围内，若间距过大，则间距位置处同样存在可视化风险，而若间距过小，则不能保证虚拟图案与天线层之间彼此绝缘，且过小的间距也会增大制备过程中的工艺难度，不利于成本的控制和产品良率的把控。因此，示例性地，参见图23，可以设置虚拟图案90与天线层80之间的间距为第一走线RL1宽度w1的10倍～30倍，例如，可以为11倍、14倍、16倍、19倍、23倍、25倍、29倍等中的任一者，从而能够避免出现前述的各种问题。
示例性地，参见图1，显示装置DP中包括柔性连接板FB和电路板CB，柔性连接板FB的一个端部电连接到显示面板PNL的绑定区BD，具体地，该端部绑定到显示面板PNL的绑定区BD，且与显示面板的绑定区BD中的多个信号输入点电连接。柔性连接板FB的另一个端部与电路板CB电连接。电路板CB通过柔性连接板FB电连接至显示面板PNL的绑定区BD。柔性连接板FB设置在显示面板PNL和电路板CB之间。以便将电路板CB弯折到背离显示面板出光面的一侧。示例性地，柔性连接板FB可以是柔性电路板(Flexible Printed Circuit，简称为FPC)、覆晶薄膜(Chip On Flex或者Chip On Film，简称COF)等能够弯折的连接结构，电路板CB可以是印刷电路板CB(Printed circuit board，简称为PCB)或柔性电路板CB等。
结合前述，设置在显示装置DP中的天线层中的各天线可以通过导电结构引出至显示面板PNL的绑定区BD，并通过设置于绑定区BD中的多个信号输入点与调向单元(以巴特勒矩阵为例)或者毫米波芯片相耦接。当显示装置中DP包括巴特勒矩阵和射频前端时，构成巴特勒矩阵的各条传输线可以设置在柔性电路板CB上，射频前端和基带模块可以设置在电路板CB上。当显示装置DP中包括毫米波芯片时，毫米波芯片可以设置在柔性电路板CB上，基带模块可以设置在电路板CB上。上述仅作为几种可行的设置示例，前述的各结构在显示装置DP中还可以采用其他的设置方式，本公开对此不作过多限制。相较于一般的非串联馈电的天线，本公开实施例中所提供的串联馈电的天线的结构更加小型化，相应的，可以实现更小的绑定区长度(结合图1所示的绑定区BD，沿X方向的尺寸即为绑定区BD的长度)。具体地，如果要产生同等的增益，所需要的非串联馈电的天线数量更多，馈电端口也会增加， 才能达到与本公开实施例中所提供的串联馈电的天线同样的效果。然而非串馈结构天线的馈电端口的增加，会导致绑定区长度的增加，例如，对于28GH左右的毫米波天线，非串馈结构天线的绑定区长度需要增加到约45mm，而串联馈电的天线的绑定区长度则可以控制在30mm左右。继续参见图1，柔性连接板FB与绑定区BD绑定，若绑定区BD长度的增加，会对柔性连接板FB的绑定产生不良影响。具体地，如果绑定区BD的长度过长，在将电路板CB弯折到背离显示面板出光面的一侧时，柔性连接板FB中位于绑定区BD中的部分出现翘曲或者开裂的风险较大，容易导致柔性连接板FB与显示面板PNL之间的电连接失效，影响显示装置的弯折良率。此外，在显示装置DP的制备过程中，对于产线设备间的传送，希望绑定的柔性连接板FB的尺寸尽量小，若柔性连接板FB的尺寸和重量均较大(与显示面板PNL的尺寸和重量相比)，在传送过程中可能会出现卡片或掉落的现象，影响工序，并最终影响产量。因此综合上述考虑，本公开所提供的串联馈电的天线性价比更高，更利于工程实现。为了对本公开实施例所提供的天线的辐射性能进行验证，进行了相应的仿真模拟并获取到以下结果。具体地，图25～图30为图13所示的天线的一组仿真结果图，其中，图25为该天线的S参数曲线图，图26为该天线的电压驻波比曲线图，图27为该天线的随频率变化的辐射增益图，图28为该天线随频率变化的辐射效率图，图29为该天线在28GHz的三维辐射方向图，图30为该天线在28GHz的极化辐射方向图，由图25～图30可以看出，该天线在28GHz附近的频带能能够很好的工作，天线端口的S参数在28GHz附件小于-10dB，驻波比小于2，表明射频能量大部分(≥90％)被天线辐射出去，因为天线的整体增益和效率较高。图29为天线在实际空间中的辐射覆盖范围，可以看出该天线波束指向性较强；图30为极化增益方向图，是双极化天线中一个重要参数，表明两个极化方向的工作效果，此处仅展示该结构，对实际使用影响不大。
图31为采用图13所示的天线构成图22所示的天线阵列的一组仿真结果图，由图31可以看出，合理设置阵列参数，该天线阵列在28GHz附近的频带能能够很好的工作，天线阵列中，各个天线的端口S参数在28GHz附件小于-10dB，驻波比小于2，表明各个天线均能够很好的工作，因而整体的天线的阵列增益和效率较高。
与上述类似的，图32为图15所示的天线的一组仿真结果图，图33为采用图15所示的天线构成图21所示的天线阵列的仿真结果图，由图32～图33可以看出，所述的天线单元和阵列均能够在所需的频段内正常工作。需要注 意的是图15为双极化天线，双极化的隔离度S21和双极化的极化辐射方向图对后续信道传输有重要影响。该天线中平均极化隔离度小于-10dB，实际使用中在可接受的范围内；而极化辐射方向图表明双极化天线的两个端口是能够同时正常工作且互不影响的。
综上可知，从仿真设计角度考虑，本公开实施例中所提供的天线能够正常工作，上述结果近似于该方案的最好结果，因为加工误差、材料损耗、金属导体损耗、绑定损耗、端口不匹配等因素影响，实际产出的天线效果会低于上述仿真设计值，上述仿真仅从可行性角度，验证的方案的可行性，实际的使用效果需要根据具体的结构进行优化验证。以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

  1. 一种天线，所述天线包括：
    至少一条馈线，所述至少一条馈线包括第一馈线；
    多个第一贴片单元，所述多个第一贴片单元沿所述第一馈线的延伸方向串接于所述第一馈线上；
    所述第一馈线和/或所述多个第一贴片单元具有网格结构，所述网格结构由多条导电线构成；
    所述多条导电线中，相邻且不相交的两条导电线之间的距离，大于等于任一导电线的最大宽度，且小于等于任一馈线的最小宽度。
  2. 根据权利要求1所述的天线，所述天线被配置为传输射频信号，其中，
    相邻且不相交的两条导电线之间的距离，小于等于所述射频信号波长的1/5。
  3. 根据权利要求1～2中任一项所述的天线，所述天线被配置为传输射频信号，其中，
    相邻且不相交的两条导电线之间的距离，大于等于所述射频信号波长的1/10。
  4. 根据权利要求1～3中任一项所述的天线，其中，
    所述第一馈线包括延伸方向大致平行的多条第一导电线和延伸方向大致平行的多条第二导电线，所述多条第一导电线和所述多条第二导电线构成网格结构；
    所述多个第一贴片单元包括延伸方向大致平行的多条第三导电线和延伸方向大致平行的多条第四导电线，所述多条第三导电线和所述多条第四导电线构成网格结构；
    其中，一第一导电线、一第二导电线、一第三导电线和一第四导电线分别为所述多条导电线中的一条。
  5. 根据权利要求4所述的天线，其中，
    一第一导电线与一第三导电线大致平行；
    一第二导电线与一第四导电线大致平行。
  6. 根据权利要求1～5中任一项所述的天线，其中，
    所述多个第一贴片单元交替串接于所述第一馈线两侧，一第一贴片 单元与所述第一馈线不垂直。
  7. 根据权利要求1～6中任一项所述的天线，其中，
    所述至少一条馈线还包括第二馈线；
    所述天线还包括：多个第二贴片单元，一第二贴片单元与一第一贴片单元垂直，所述多个第二贴片单元沿所述第二馈线的延伸方向串接于所述第二馈线上；
    所述第二馈线和所述多个第二贴片单元均具有网格结构。
  8. 根据权利要求1～7中任一项所述的天线，还包括：
    至少一个阻抗匹配单元，一阻抗匹配单元与一馈线耦接；
    所述阻抗匹配单元具有网格结构。
  9. 根据权利要求8所述的天线，其中，
    所述阻抗匹配单元与所述馈线的一端部相接。
  10. 根据权利要求9所述的天线，其中，
    所述阻抗匹配单元的形状为正多边形；
    相接的所述阻抗匹配单元和所述馈线的形状为轴对称图形。
  11. 根据权利要求10所述的天线，其中，
    所述阻抗匹配单元上具有凹槽，所述馈线靠近所述阻抗匹配单元的端部与所述凹槽的槽底相接，所述馈线与所述凹槽的两个侧壁之间留有间隙。
  12. 根据权利要求10所述的天线，其中，
    所述凹槽的两个侧壁之间的距离为所述馈线宽度的1.4倍～1.8倍；
    所述凹槽的深度为所述馈线宽度的0.5倍～2.25倍。
  13. 一种显示装置，具有出光面，所述显示装置包括：
    介质层；
    像素电路层，所述像素电路层位于所述介质层远离所述出光面的一侧；
    天线层，位于所述介质层靠近所述出光面的表面上，所述天线层包括至少一个天线阵列，一天线阵列被配置为传输射频信号；
    所述天线阵列包括多个如权利要求1～12中任一项所述的天线，垂直于所述显示装置厚度方向的一方向上，所述天线阵列中的所述多个天 线依次排布。
  14. 根据权利要求13所述的显示装置，其中，
    所述显示装置包括多个天线阵列，垂直于所述显示装置厚度方向的一方向上，所述多个天线阵列依次排布，且任意相邻的两个天线阵列间距离的数值范围为射频信号波长的1/4～3/4。
  15. 根据权利要求13～14中任一项所述的显示装置，还包括：
    调向单元，所述调向单元与一天线阵列耦接，被配置为调整所述天线阵列所传输的射频信号的方向。
  16. 根据权利要求15所述的显示装置，其中，
    所述调向单元包括传输线，所述传输线按照巴特勒矩阵的形状设置；
    所述巴特勒矩阵包括多个输入端口和多个输出端口，一输出端口与所述天线阵列中的一天线耦接，所述输出端口还与所述巴特勒矩阵中的所述多个输入端口均相连通，且所述输出端口与每个输入端口的连接路径不同。
  17. 根据权利要求13～16中任一项所述的显示装置，还包括：
    虚拟图案，所述虚拟图案与所述天线层同层设置，且所述虚拟图案与所述天线层之间处处留有间距；
    所述虚拟图案具有网格结构。
  18. 根据权利要求17所述的显示装置，其中，
    所述虚拟图案包括延伸方向大致平行的多条第一走线和延伸方向大致平行的多条第二走线，所述多条第一走线和所述多条第二走线构成网格结构；
    任意相邻的两条第一走线之间的距离大于等于所述射频信号波长的1/10，且小于等于所述射频信号波长的1/5，任意相邻的两条第二走线之间的距离大于等于所述射频信号波长的1/10，且小于等于所述射频信号波长的1/5。
  19. 根据权利要求18所述的显示装置，其中，
    一第一走线包括多个第一走线段，一第一走线段的长度小于等于所述射频信号波长的1/2，任意相邻且共线的两个第一走线段之间的距离为所述第一走线宽度的5倍～20倍；
    一第二走线包括多个第二走线段，一第二走线段的长度小于等于所述射频信号波长的1/2，任意相邻且共线的两个第二走线段之间的距离为所述第一走线宽度的5倍～20倍。
  20. 根据权利要求18～19中任一项所述的显示装置，其中，
    所述虚拟图案与所述天线层之间的间距为所述第一走线宽度的10倍～30倍。
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