TW202105833A - 顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明旨在於顯示裝置中，對天線賦予配置空間。顯示裝置1包含：顯示器5、觸控感測器7、基板3、天線構造31及周邊電路39。顯示器5具有第1面5a及第2面5b。觸控感測器7配置於顯示器5的第1面5a側。基板3配置於顯示器5的第2面5b側。天線構造31具有：天線元件33，於疊層方向上，配置於顯示器5的第1面5a側；接地電極35，係從天線元件33往顯示器5側分離而對向配置；及供電線路37，配置於顯示器5的第2面5b側。周邊電路39連接於供電線路37。

Description

顯示裝置

本發明係關於顯示裝置，特別係具有天線及觸控感測器的顯示裝置。

觸控面板被用作為智慧手機、手機、平板終端等設備的輸入部。又，此等設備具有無線通訊(例如，WiFi、GPS、Bluetooth(註冊商標；藍牙)、3G、LTE(Long Term Evolution；長期演進技術)等)的發送接收用天線(例如，參考專利文獻1)。

於目前推行實用化的5G系統中，5G用的天線(驅動頻率：28GHz)要求需具有波束成形(波束控制)性能。作為5G用的天線的一種，有將複數個(1×4、2×4或8×8等)貼片天線排列而成的貼片陣列天線。貼片天線的電極材料係Cu或Ag等金屬或其合金、含有樹脂的金屬油墨(Ag膠體)等。貼片天線的1邊的尺寸，例如，為λ/2=5mm(28GHz)左右。

於可將貼片天線與RFIC(radio frequency integrated circuit；射頻積體電路)等周邊電路配置於相同平面上的情形時，貼片天線係採用2層構造。 於無法將貼片天線與周邊電路放置於相同平面上的情形、或欲增加頻寬寛度的情形時，則採用非接觸供電(Aperture coupled feed；隙孔耦合饋入)構造，藉由電容性耦合使貼片天線與供電線路連接。又，亦可為非接觸供電(Proximity coupled Feed；鄰近耦合饋入)構造。此等情形時，5G用天線成為3層的多層構造。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2015-79399號公報

[發明欲解決之課題]

將複數個貼片天線配置於基板(主機板)上的空間不足，係5G天線的問題。此係由於目前行動終端機的小型化・薄型化・高性能化・天線的多搭載化日益進展所致。 又，天線因受到周圍的構造物(特別是金屬構造物)的影響而使得特性劣化，故為了消除如此的影響，希望於周邊沒有金屬構造物。因此，於將天線設於主機板上的情形時，必須於基板上的天線周邊設置金屬開口部。

本發明的課題在於，於顯示裝置中，找出適用於天線的配置空間。 [解決課題之方法]

以下，說明複數之態樣以作為解決問題之方法。此等態樣可依所需任意組合。

依本發明之一觀點的顯示裝置，包含：顯示器、觸控感測器、基板、天線構造及周邊電路。 顯示器具有第1面和第2面。 觸控感測器配置於顯示器的第1面側。 基板係配置於顯示器的第2面側。 天線構造具有：天線元件，於疊層方向上配置於顯示器的第1面側；接地電極，從天線元件往顯示器側分離而對向配置；及供電線路，配置於顯示器的第2面側。 周邊電路連接於供電線路。

於此裝置中，可得到以下的效果。 第1，於配置場所受限的顯示裝置中，對天線元件賦予配置空間。 第2，因天線元件於疊層方向上係配置顯示器的第1面側，故天線元件不易受到金屬構造物的影響，可得到良好的天線特性。 第3，藉由使用非接觸供電，針對天線構造和RFIC等周邊電路的連接，可於抑制組件增加或因安裝所伴隨的成本之同時，成為連接部分不會產生劣化・耗損的強固設計。又，可抑制因同軸電連接器或同軸電纜的電力損失所造成的效率下降。

天線元件，亦可設於觸控感測器之與顯示器為相反之側。 於此裝置中，天線元件不易受到金屬構造物的影響，可得到良好的天線特性。

顯示裝置亦可更包含配置於天線元件與接地電極之間的空氣層。 於此裝置中，可以簡單的構造，實現利用電磁耦合的供電。

顯示裝置亦可更包含配置於天線元件與接地電極之間的介電體層。 於此裝置中，因藉由介電體層使天線元件與接地電極間的距離固定，故可實現所期望的天線特性(共振頻率、Return Loss(回波損耗)、放射效率等)。

供電線路與周邊電路，亦可設於對基板而言為與顯示器相反之側的面。

供電線路與周邊電路，亦可設於對顯示器而言為與觸控感測器相反之側的面。 [發明效果]

藉由本發明的顯示裝置，可賦予天線用的配置空間。

1.第1實施形態 (1)基本構成 使用圖1及圖2，說明顯示裝置1(顯示裝置的一例)。 圖1係第1實施形態的顯示裝置的示意俯視圖。圖2係第1實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 如圖2所示，顯示裝置1具有：基板3、顯示器5、觸控感測器7及蓋構件9。此等構件依上述順序從圖2下側往上側疊層。

(2)基板 基板3(基板的一例)係形成為平板狀的主機板PCB(Printed Circuit Board；印刷電路板)。基板3具有：圖2上側的第1面3a及圖2下側的第2面3b。基板3係配置於顯示器5之與觸控感測器7為相反之側。

(3)顯示器 顯示器5(顯示器的一例)為例如液晶顯示器、有機EL顯示器。顯示器5對操作者顯示各種資訊。 顯示器5具有：圖2上側的第1面5a及圖2下側的第2面5b。顯示器5係從基板3往圖上方分離而配置。亦即，基板3係配置於顯示器5的第2面5b側。

(4)觸控感測器 觸控感測器7(觸控感測器的一例)疊層於顯示器5。藉由觸控感測器7，使操作者能進行各種輸入操作。觸控感測器7具有：圖2上側的第1面7a及圖2下側的第2面7b。 觸控感測器7隔著第1黏接層6而疊層於顯示器5的第1面5a上。 觸控感測器7係例如靜電電容式。

(5)蓋構件 蓋構件9疊層於觸控感測器7上。蓋構件9係例如蓋玻璃。蓋構件9具有：圖2上側的第1面9a及圖2下側的第2面9b。 蓋構件9隔著第2黏接層8而疊層於觸控感測器7上。 如圖1所示，蓋構件9於俯視觀察下，具有顯示區9c及框緣區9d。顯示區9c係對應於包含顯示器5的顯示部和觸控感測器7的複數電極之操作區。框緣區9d係對應於顯示器5的框緣部和觸控感測器7的框緣部，且位於顯示區9c的周緣部。

(6)貼片陣列天線 顯示裝置1具有例如2個天線構造31(天線構造的一例)。各天線構造31係例如5G用天線。天線構造31係由2個以上的天線元件所成的相位陣列天線。藉此，可實現波束成形性能，亦即可進行指向性及放射方向的控制。又，天線元件的數目不限於2個。

再者，5G用天線所使用的頻段有下述2個。 1)sub6：6GHz以下(特別是日本正在研討3.48～4.2GHz、4.4～4.9GHz) 2)mmWave：25～80GHz(特別是日本正在研討43.5GHz以下) 又，5G用天線的1個元件，一般係以一邊為λ/2為標準的尺寸。 天線構造31採用非接觸供電(aperture coupled feed)構造(後述)。

如圖1所示，天線構造31於俯視觀察下，係配置於與蓋構件9的框緣區9d對應的位置。於此實施形態中，天線構造31通常係對可見光不透明。此係因天線構造31係配置於蓋構件9的框緣區，故無設為對可見光透明之必要性。

(6-1)天線構造 使用圖3，詳細說明天線構造31。圖3係天線構造的基本構造的示意分解圖。 如圖1及圖3所示，天線構造31具有複數之天線元件33(天線元件之一例)。如圖3所示，天線元件33的平面形狀為圓形，但亦可形成為如各種多角形、橢圓形等任意形狀。天線元件33係由導電性糊膏(例如由金屬粒子和黏結劑樹脂所成的糊膏)、銅薄膜等加以製作。 從複數之天線元件33輸出電波。又，對於從複數之天線元件33所放射的電波，適當調整彼此的相位、振幅等。藉此，天線構造31可主動調整電波的放射方向。 天線元件33形成為例如2行3列的矩陣狀，合計為6個。又，天線元件33的個數或配置可適當設定。又，天線元件33不限於2次元的矩陣狀，亦可排成1次元的直列狀。

其次，使用圖2，說明天線元件33的疊層方向位置。天線元件33係配置於顯示器5的第1面5a側(亦即，觸控感測器7側)。具體而言，天線元件33係設於對觸控感測器7而言為與顯示器5相反之側。於此情形時，天線元件33不易受到金屬構造物的影響，可得到良好的天線特性。更具體而言，天線元件33係形成於觸控感測器7的第1面7a(與顯示器5為相反之側的面)。

天線構造31具有接地電極35(接地電極的一例)。接地電極35用作為天線元件33的接地面。 其次，使用圖2，說明接地電極35的疊層方向位置。接地電極35係從天線元件33往顯示器5側分離而對向配置。具體而言，接地電極35形成於基板3的第1面3a(顯示器5側之面)，且於天線元件33與接地電極35之間形成空氣層38。空氣層38的疊層方向位置與顯示器5相同。亦即，顯示器5成為於一部分有缺口的狀態，而形成空氣層38。又，空氣層38亦可藉由例如相較於觸控感測器7或蓋構件9使顯示器5的任一邊變短藉以縮小面積而形成。 又，如圖3所示，於接地電極35形成開口部35a。

天線構造31具有供電線路37(供電線路的一例)。供電線路37配置於顯示器5的第2面5b側(亦即，與觸控感測器7為相反之側)。亦即，供電線路37形成於與接地電極35不同之疊層方向位置。具體而言，供電線路37形成於基板3的第2面3b(與顯示器5為相反之側的面)。 供電線路37為例如微帶傳輸線路，對天線元件33供給射頻信號RF。如圖3所示，供電線路37通過接地電極35的開口部35a藉由電容性耦合與天線元件33連接。

顯示裝置1具有周邊電路39(周邊電路的一例)。周邊電路39連接於供電線路37。具體而言，供電線路37與周邊電路39設於相同平面，亦即基板3的第2面3b。

(6-2)實施形態的效果 第1，於配置場所受限的顯示裝置1中，可對天線構造31賦予配置空間。 第2，因天線元件33對於顯示器5而言係配置於觸控感測器7側，故天線元件33不易受到金屬構造物的影響，可得到良好的天線特性。 第3，藉由使用非接觸供電，針對天線元件33與RFIC等的周邊電路39的連接，可於抑制因組件增加或安裝所伴隨的成本之同時，成為連接部分不會產生劣化・耗損的強固設計。又，可抑制因同軸電連接器或同軸電纜的電力損失所造成的效率下降。 作為追加的效果，天線元件33可與觸控感測器7的電極或配線同時製造。因此，可降低價格。

2.第2實施形態 於第1實施形態中，天線元件33係形成於觸控感測器7的第1面7a，但天線元件33只要形成於對觸控感測器7而言為與顯示器5相反之側即可，若為該範圍則天線元件33亦可設於與第1實施形態不同的位置。此係因若滿足上述條件，則可獲得天線元件33不易受到金屬構造物的影響之效果。

使用圖4，說明如此之實施例以作為第2實施形態。圖4係第2實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 此實施形態的基本構造與第1實施形態相同。 其相異點為：天線元件33A係形成於蓋構件9。具體而言，天線元件33A係設於蓋構件9的第2面9b。 藉由此實施形態，亦可得到與第1實施形態相同的效果。

3.第3實施形態 於第1實施形態及第2實施形態中，天線元件33係配置於對觸控感測器7而言為與顯示器5相反之側，但只要將貼片陣列天線相較於顯示器5更形成於觸控感測器7側，則天線元件33亦可設置於與第1實施形態及第2實施形態不同之位置。此係因若為此範圍，則可獲得例如對天線元件33賦予配置空間、或天線元件33不易受到金屬構造物的影響之效果。 使用圖5，說明如此之實施例以作為第3實施形態。圖5係第3實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。

於此實施形態中，基本構造與第1實施形態相同。 其相異點為：天線元件33B係形成於觸控感測器7的第2面7b(顯示器5側的面)。 藉由此實施形態，亦可得到與第1實施形態及第2實施形態相同的效果。

4.第4實施形態 於第1～第3實施形態中，於天線元件33與接地電極35之間，於與顯示器5相當的部分設置空氣層38，但因只要能得到適當的相對介電常數即可，故此處亦可使用空氣層以外的構成。 使用圖6，說明如此之實施例以作為第4實施形態。圖6係第4實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。

顯示裝置1更包含配置於天線元件33與接地電極35之間的介電體層40。介電體層40的疊層方向位置與顯示器5相同。亦即，顯示器5成為於一部分有缺口的狀態，並將介電體層40填充至該部分。又，介電體層40所填充的空間，亦可藉由相較於觸控感測器7或蓋構件9使顯示器5的任一邊變短藉以縮小面積而形成。 介電體層40係塑膠薄膜或OCA(Optical Clear Adhesive，固態透明光學膠)等。於以薄膜等填充的情形時，因天線元件33與接地電極35之間的距離為固定，故可實現所期望的天線特性(共振頻率、Return Loss、放射效率等)。又，因相對介電常數＞1(空氣)，故藉由波長縮短效果可縮小天線元件33的尺寸。 介電體層40的相對介電常數一般為超過1.0且為2.5以下，宜為1.5以上2.5以下。若低介電常數層的相對介電常數位於此範圍，則可使天線元件33與供電線路37的電性耦合程度更為縮小。 又，於第1～第3實施形態亦可設置介電體層。

5.第5實施形態 於第1～第4實施形態中，形成有供電線路37和周邊電路39的基板為主機板，但上述基板亦可非為主機板。 使用圖7，說明如此之實施例以作為第5實施形態。圖7係第5實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 第5實施形態的基本構造與第1～第4實施形態相同。

顯示裝置1具有第1基板41及第2基板43，用以取代基板3。 第1基板41例如由PCB或FPC(Flexible printed circuits；可撓性印刷電路板)所構成。於第1基板41，設有供電線路37及周邊電路39。

第2基板43係主機板，例如為PCB。第1基板41與第2基板43係電性連接。 於此實施形態中，於天線元件33與接地電極35之間，配置介電體層40A。介電體層40A與第4實施形態的介電體層40相同。 藉由此實施形態，亦可得到與第1～第4實施形態相同的效果。

6.第6實施形態 於第1～第5實施形態中，供電線路37與周邊電路39係設於基板，但亦可設於其他構件。 使用圖8，說明如此之實施例以作為第6實施形態。圖8係第6實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 第6實施形態的基本構造與第1～第5實施形態相同。 接地電極35係形成於顯示器5的第1面5a。因此，於此實施形態中，並未形成與顯示器5的疊層方向位置對應之空氣層或介電體層。 供電線路37與周邊電路39係設置於顯示器5的第2面5b(與觸控感測器7為相反之側的面)。

如上所述，利用顯示器5的電極，於顯示器5形成接地電極35與供電線路37。具體而言，於顯示器5的第1面5a形成接地電極35，於顯示器5的第2面5b形成供電線路37及周邊電路39。 供電線路37連接於周邊電路39。又，周邊電路39與基板3A係電性連接。 又，周邊電路亦可形成於與顯示器連接之FPC上。 藉由此實施形態，亦可得到與第1～第5實施形態相同的效果。

7.第7實施形態 說明針對天線的種類・形狀・配置的變形例。 使用圖9，說明如此之實施例以作為第7實施形態。圖9係第7實施形態的顯示裝置中之天線的位置的示意俯視圖。又，以下說明可應用於第1～第6實施形態，再者亦可應用於其他實施形態。 圖9中，天線元件33A係於俯視觀察下重疊於蓋構件9的框緣區9d而配置。於天線元件33A的尺寸L與W(將與供電線路平行的成分定義為L，將與供電線路垂直的成分定義為W)中，因L係決定共振頻率的重要尺寸，故調整幅度小。但是，針對W，可設為W＜L。

於此實施形態中，供電線路37係對於蓋構件9的框緣區9d延伸的方向成水平地配置，並連接於天線元件33A。因此，可使天線元件33A的W縮小，進而例如即使於蓋構件9的框緣區9d的寛度狹窄的情形時，亦可設計效率良好的天線。 作為其他效果，藉由如上所述設定供電線路37的方向，例如可使蓋構件9的框緣區9d變窄。

8.第8實施形態 於第7實施形態中，天線元件33A係貼片天線單體，但亦可係貼片陣列天線。 使用圖10，說明如此之實施例以作為第8實施形態。圖10係的第8實施形態之顯示裝置中之天線元件的位置之示意俯視圖。 於此實施形態中，複數之供電線路37亦係對於蓋構件9的框緣區9d的延伸方向成水平地配置，且各自連接於複數之天線元件33B。因此，天線元件33B可使W縮小，進而即使於蓋構件9的框緣區9d的寛度狹窄的情形時，亦可設計效率良好的天線。

9.第9實施形態 使用圖11，說明貼片陣列天線之其他實施例以作為第9實施形態。 圖11係第9實施形態之顯示裝置中之天線的位置的示意俯視圖。又，以下說明可應用於第1～第6實施形態，再者亦可應用於其他實施形態。 於此實施形態中，供電線路37係對於蓋構件9的框緣區9d垂直延伸，並連接於天線元件33C。於此情形時，於將天線元件33C形成為陣列狀的情形時可達到高積體化，又，由於天線元件33C間的距離的調整餘量增加，使得陣列化的設計自由度增加。

10.第10實施形態 天線元件33亦可配置於蓋構件9的顯示區9c。此情形時，天線元件33宜由以對可見光透明的導電膜加以製作。例如，天線元件33亦可由ITO(氧化銦・錫)、透明導電性油墨(例如奈米銀線油墨)所形成。

11.他的實施形態 以上，針對本發明的一實施形態加以說明，但本發明不限於上述實施形態，於未超出發明主旨的範圍內可進行各種變更。特別是，本說明書所記載的複數實施形態及變形例可依所需任意組合。 本發明亦可應用於靜電電容式的觸控面板以外，例如可於阻抗膜式的觸控面板中實施。 本發明亦可應用於5G用天線以外，可利用作為3G、4G、WiFi等其他通訊方式的天線。 [產業上的利用可能性]

本發明可廣泛應用於具有天線及觸控感測器的顯示裝置。

1:顯示裝置 3,3A:基板 3a:第1面 3b:第2面 5:顯示器 5a:第1面 5b:第2面 6:第1黏接層 7:觸控感測器 7a:第1面 7b:第2面 8:第2黏接層 9:蓋構件 9a:第1面 9b:第2面 9c:顯示區 9d:框緣區 31:天線構造 33,33A,33B,33C:天線元件 35:接地電極 35a:開口部 37:供電線路 38:空氣層 39:周邊電路 40:介電體層 41,40A:第1基板 43:第2基板

[圖1]第1實施形態的顯示裝置的示意俯視圖。 [圖2]第1實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 [圖3]天線構造的基本構造的示意分解圖。 [圖4]第2實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 [圖5]第3實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 [圖6]第4實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 [圖7]第5實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 [圖8]第6實施形態的顯示裝置的示意剖面圖。 [圖9]第7實施形態的顯示裝置中之天線元件的位置的示意俯視圖。 [圖10]第8實施形態的顯示裝置中之天線元件的位置的示意俯視圖。 [圖11]第9實施形態的顯示裝置中之天線元件的位置的示意俯視圖。

1:顯示裝置

3:基板

3a:第1面

3b:第2面

5:顯示器

5a:第1面

5b:第2面

6:第1黏接層

7:觸控感測器

7a:第1面

7b:第2面

8:第2黏接層

9:蓋構件

9a:第1面

9b:第2面

31:天線構造

33:天線元件

35:接地電極

37:供電線路

38:空氣層

39:周邊電路

Claims (6)

1. 一種顯示裝置，包含： 顯示器，具有第1面及第2面； 觸控感測器，配置於該顯示器的該第1面側； 基板，配置於該顯示器的該第2面側； 天線構造，具有：天線元件，於疊層方向上配置於該顯示器的該第1面側；接地電極，從該天線元件往該顯示器側分離而對向配置；及供電線路，配置於該顯示器的該第2面側；及 周邊電路，連接於該供電線路。
2. 如請求項1之顯示裝置，其中， 該天線元件係設於該觸控感測器之與該顯示器相反之側。
3. 如請求項1或2之顯示裝置，更包含： 空氣層，配置於該天線元件與該接地電極之間。
4. 如請求項1或2之顯示裝置，更包含： 介電體層，配置於該天線元件與該接地電極之間。
5. 如請求項1～4中任一項之顯示裝置，其中， 該供電線路與該周邊電路，係設於該基板之與該顯示器相反之側的面。
6. 如請求項1或2之顯示裝置，其中， 該供電線路與該周邊電路，係設於該顯示器的該第2面側。

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