TWI493784B - 安裝於介電板下方之天線 - Google Patents

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TWI493784B TW100129467A TW100129467A TWI493784B TW I493784 B TWI493784 B TW I493784B TW 100129467 A TW100129467 A TW 100129467A TW 100129467 A TW100129467 A TW 100129467A TW I493784 B TWI493784 B TW I493784B
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Yi Jiang
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Description

安裝於介電板下方之天線
本發明大體而言係關於無線通信，且更特定言之係關於無線電子器件及用於無線電子器件之天線結構。
本申請案主張2010年8月27日申請之美國專利申請案第12/870,766號的優先權，該案以全文引用之方式併入本文中。
諸如蜂巢式電話、攜帶型音樂播放器及電腦之電子器件含有無線通信電路。舉例而言，電子器件可具有用於處置蜂巢式電話頻帶及與無線區域網路相關聯之通信頻帶中之無線通信的天線。
為滿足消費者對小外形尺寸之無線器件的需求，製造者正不斷努力使用緊密結構來實施諸如天線組件之無線通信電路。同時，可能需要在電子器件中包括諸如金屬器件外殼組件之導電結構。因為導電組件可影響射頻效能，所以在將天線併入至包括導電結構之電子器件中時必須當心。
因此將需要能夠提供將天線併入至電子器件中之經改良之方法。
電子器件可具備無線通信電路。該無線通信電路可包括射頻收發器電路及天線結構。該等天線結構可包括諸如倒F型天線的天線，該等天線含有天線諧振元件及天線接地元件。
天線諧振元件可由基板(諸如撓性電路基板(flex circuit substrate))上之圖案化導電跡線形成。天線接地元件可由諸如金屬外殼壁之導電器件結構形成。射頻收發器電路、顯示器及其他器件組件可安裝於金屬外殼壁內。
顯示器可具有矩形輪廓。顯示器之最外層可由透明矩形顯示構件(諸如護罩玻璃層)形成。可使用影像像素元件之陣列經由護罩玻璃層將影像顯示於顯示器上。可將影像顯示於顯示器之作用部分(諸如中心矩形區域)中。顯示器之周邊部分(諸如透明矩形顯示構件之邊緣)可為非作用部分。可將不透明遮罩材料層(諸如圖案化黑墨水層)定位於透明矩形顯示構件之底面上以使內部器件組件不被看見。
可將天線結構安裝於器件中，使得可經由平面介電結構來傳輸及接收射頻信號。平面介電結構可為諸如介電外殼板之外殼結構。平面介電結構亦可與顯示器結構相關聯。舉例而言，平面介電結構可為透明矩形顯示構件。舉例而言，可將由天線諧振元件形成之天線及由金屬外殼壁形成之天線接地件安裝於透明矩形顯示構件之內表面上。可將天線安裝於顯示器之非作用部分中，使得天線諧振元件定位於不透明遮罩層下方。
可使用支撐及偏置結構將天線諧振元件安裝於電子器件中。該等支撐及偏置結構可包括諸如聚合物支撐結構之介電支撐構件。該等支撐及偏置結構亦可包括迫使天線諧振元件抵靠在透明顯示構件之內表面上的可撓的結構。偏置結構可由泡沫或對天線諧振元件賦予向外的力之其他結構形成。
黏著劑層可插入於天線諧振元件與顯示器護罩玻璃或其他平面介電構件的內表面之間。可使用黏著劑層將天線諧振元件附接至顯示器護罩玻璃或其他介電構件。
電子器件中之天線可具有導電空腔。導電空腔可由金屬罐或其他導電結構形成。可使用支撐及偏置結構迫使導電空腔之邊緣抵靠在平面介面構件之內表面上。
本發明之另外的特徵、本發明之本質及各種優點將自隨附圖式及較佳實施例之以下詳細描述而更顯而易見。
電子器件可具備無線通信電路。無線通信電路可用以支援一或多個無線通信頻帶(諸如蜂巢式電話頻帶、衛星導航頻帶及無線區域網路頻帶(例如，用以支援IEEE 802.11通信之2.4 GHz及5 GHz，或用以支援Bluetooth通信之2.4 GHz))中之無線通信。亦可支援其他無線通信頻帶。
無線通信電路可包括一或多個天線。該等天線可基於諸如以下之天線結構：片狀天線、單極天線結構、雙極天線、環形天線、閉口槽天線、開口槽天線、平面倒F型天線、倒F型天線、包括此等類型之一個以上天線的混合天線，及其他天線結構。
為確保天線令人滿意地操作而不會被看見，可將天線結構安裝於諸如平面介電層之介電結構後面。在具有顯示器之器件中，顯示器可包括諸如以下之一或多個平面介電層：護罩玻璃層、偏光器層、彩色濾光片陣列層、薄膜電晶體層等。器件亦可包括不與顯示器相關聯之一或多個平面介電層。舉例而言，器件可包括一或多個平面介電外殼結構。
圖1中展示一說明性電子器件(諸如掌上型電子器件)，其中一或多個天線可安裝於平面介電層後面。圖1之電子器件10可為(例如)掌上型電子器件，諸如蜂巢式電話、媒體播放器或遊戲器件(作為實例)。
器件10可包括諸如外殼12之外殼。外殼12可由塑膠、金屬、纖維複合物(諸如碳纖維)、玻璃、陶瓷、其他材料及此等材料之組合形成。可使用單體式構造來形成外殼12(在單體式構造中，外殼12由一塊整合式材料形成)，或者外殼12可由框架結構、外殼壁及其他組件(使用緊固件、黏著劑及其他附接機構將其彼此附接)形成。在一些情形中，外殼12可由諸如塑膠及玻璃之介電質形成。在其他情形中，外殼12可由諸如金屬之導電材料形成。尤其是在外殼12包括金屬結構之配置中，在將天線定位於器件10中時應當心，因為外殼12之金屬可能會影響天線效能。
器件10可具有輸入輸出器件，諸如軌跡板(track pad)或其他觸敏式器件、鍵盤、麥克風、揚聲器及其他輸入輸出器件。此等器件可用以收集使用者輸入及向使用者供應輸出。諸如埠26之埠可收納配合之連接器(例如，音訊插塞、與資料纜線相關聯之連接器等)。
器件10可具有諸如按鈕13及24之按鈕。可將諸如按鈕12之按鈕安裝於外殼12中(例如，安裝於外殼側壁中)。可將諸如按鈕24之按鈕安裝於器件10之前表面上(例如，以充當選單按鈕)。
器件10可包括諸如顯示器14之顯示器。顯示器14可為液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器、電子墨水顯示器或使用其他顯示技術所實施之顯示器。可將觸控感測器併入至顯示器14中(亦即，顯示器14可為觸控螢幕顯示器)。顯示器14之觸控感測器可為電阻式觸控感測器、電容式觸控感測器、聲學觸控感測器、基於光之觸控感測器、力感測器或使用其他觸控技術所實施之觸控感測器。
顯示器14可含有多個層。舉例而言，顯示器14可含有背光單元、光學膜(諸如偏光器及雙折射膜)、觸控感測器陣列、薄膜電晶體層及彩色濾光片陣列層。顯示器14之最外層可由此等顯示器層中之一者(例如，彩色濾光片陣列層或偏光器層)形成或可由保護性護罩層形成。顯示器14之保護性護罩層可(例如)由諸如透明塑膠板或玻璃層(有時稱為護罩玻璃、護罩玻璃層或護罩玻璃板)之透明護罩板形成。
在圖1之說明性配置中，顯示器14具有在器件10之前表面上延伸的最外層(例如，護罩玻璃層)。顯示器14之中心部分可含有用於形成影像之作用影像像素，且因此有時可被稱為顯示器之作用區域。顯示器14之周圍部分不含有影像像素，且因此有時稱其形成顯示器之非作用區域。在圖1之實例中，矩形虛線18表示內部矩形作用區域16與周圍非作用區域20之間的邊界。區域20具有由左邊緣區域、右邊緣區域、頂部邊緣區域及底部邊緣區域形成的大體上為矩形的環形狀。
顯示器14之作用區域16可含有導電結構，諸如觸控感測器電極、電晶體及與薄膜電晶體陣列或其他影像像素陣列相關聯之互連線等。因為導體可能會影響器件10中之天線的操作，所以可能需要將器件10中之天線定位於除緊接在作用區域16下方的位置之外的位置，諸如在非作用區域20之頂部邊緣部分28或非作用區域20之下邊緣部分22下方。天線亦可形成於非作用顯示器區域20之其他部分後面(例如，作用區域16之左邊或右邊)。
當天線定位於非作用顯示器區域20下方時，可經由區域20(亦即，非作用區域20之部分，諸如在器件10之頂端處的上部矩形區域28或在器件10之下端處的下部矩形區域22)來傳輸及接收天線信號，而無需經由導電結構(諸如外殼12中之導電側壁及導電平面後壁結構)來輸送天線信號。必要時，器件10可含有其他平面介電結構。舉例而言，器件10之後表面(亦即，與含有顯示器14之前側相反的表面)可由平面介電結構(例如，玻璃板、陶瓷板等)形成。天線可形成於此類型之後板下方或其他介電器件結構下方。
如圖2中所示，電子器件10可為諸如以下之器件：攜帶型電腦，或具有由上部外殼12A及下部外殼12B形成之兩部分外殼的其他器件。上部外殼12A可包括顯示器14且有時可被稱為顯示器外殼。下部外殼12B有時可被稱為基座或主外殼。可使用鉸鏈(例如，沿下部外殼12B之上邊緣及上部外殼12A之下邊緣而定位的鉸鏈)將外殼12A及12B彼此連接。鉸鏈可允許上部外殼12A相對於下部外殼12B在方向36上關於軸線38旋轉。器件10可包括輸入輸出組件，諸如鍵盤30及軌跡板32。
顯示器14可由非作用區域20圍繞。非作用區域20可與不具有下伏作用影像像素元件的護罩玻璃層或其他介電層之部分相關聯。必要時，可使用裝飾性修飾結構(例如，由諸如塑膠之介電質形成的槽框)使部分20不被看見。在需要最小化此等修飾結構之大小的組態中，非作用部分20可形成為顯示器14上之護罩板之整體部分(例如，顯示器14之矩形環部分，該矩形環部分圍繞中心作用顯示器區域且形成顯示器14之周邊邊界)。天線可形成於圖2之器件10中的非作用顯示器部分20或其他平面介電結構(例如介電板，諸如形成為外殼12之部分的玻璃板等)下方。
如圖3中所示，電子器件10可為整合至電腦監視器外殼中之電腦，可為電腦監視器，或可為電視。在此類型之組態中，顯示器14可安裝於諸如支架40之支撐結構上。顯示器14之非作用邊界區域20可由修飾結構(諸如由塑膠或其他介電材料形成之槽框)所覆蓋，或可為顯示器結構之未經覆蓋之周邊部分(諸如護罩玻璃層)。天線可形成於在顯示器14之邊緣處的區域20下方，或可形成於圖3之器件10中的其他平面介電結構後面。作為一實例，外殼12可具有平面介電結構，諸如位於外殼12之後表面上之介電板。必要時，用於器件10之天線可形成於此類型之介電板之表面下方。
圖4中展示可包括於電子器件10(例如，圖1、圖2及圖3中所示之類型的電子器件及其他電子設備)中之說明性電路。如圖4中所示，器件10可包括控制電路42。控制電路42可包括諸如以下之儲存器：快閃記憶體、硬碟機記憶體、固態儲存器件、其他非揮發性記憶體、隨機存取記憶體及其他揮發性記憶體等。控制電路42亦可包括處理電路。控制電路42之處理電路可包括數位信號處理器、微控制器、特殊應用積體電路、微處理器、電力管理單元(PMU)電路及作為其他類型之積體電路之部分的處理電路。
電路42可包括諸如以下之輸入輸出器件：顯示器、揚聲器、麥克風、狀態指示器發光二極體、感測器(諸如近接感測器及加速計)、觸控螢幕、耦接至資料埠之資料埠電路、耦接至音訊連接器及其他類比信號埠之類比輸入輸出電路、軌跡板及其他指標器件等。
諸如射頻收發器電路44之無線通信電路可用於傳輸及接收射頻信號。電路44可用以處置一或多個通信頻帶。可由電路44處置之通信頻帶的實例包括蜂巢式電話頻帶、衛星導航頻帶(例如，處於1575 MHz之全球定位系統頻帶)、用於短程連結之頻帶(諸如處於2.4 GHz之Bluetooth頻帶)及無線區域網路(WLAN)頻帶(諸如處於2.4 GHz之IEEE 802.11頻帶及處於5 GHz之IEEE 802.11頻帶)等。
諸如路徑48之路徑可包括一或多個射頻傳輸線。路徑48中之傳輸線可包括同軸電纜路徑、微帶傳輸線、帶狀線傳輸線、邊緣耦合式微帶傳輸線、邊緣耦合式帶狀線傳輸線、由此等類型之傳輸線之組合形成的傳輸線等。
傳輸線路徑48可用以將射頻收發器電路44耦接至一或多個天線46。天線46中之天線結構可藉由路徑48接收被投送至射頻收發器電路44的傳入射頻信號。在信號傳輸操作期間，射頻收發器電路44可傳輸射頻信號，該等射頻信號藉由路徑48而輸送至天線結構46且被傳輸至遠端接收器。
諸如圖1、圖2及圖3之外殼12的器件外殼常常含有導電結構(諸如顯示器14之部分及外殼12之部分)。此等結構之某部分(例如，外殼12中之金屬外殼壁或其他結構性器件構件之部分)有時可用於形成器件10之天線，且可因此被認為形成圖4之天線46之部分。舉例而言，金屬外殼之部分(例如，圖1、圖2及圖3之外殼12之部分)可形成用於(一或多個)天線46之天線接地元件之某部分或全部。
天線46亦可含有配合天線接地元件而工作之天線諧振元件結構。天線46之天線諧振元件結構可由圖案化金屬箔、電線、導電外殼結構或其他導電結構之部分形成。藉由一合適之配置，天線46之天線諧振元件結構係由基板(諸如硬印刷電路板及撓性電路(亦即，由諸如聚醯亞胺之可撓的聚合物之薄片上的圖案化跡線形成的印刷電路))上之導電跡線形成。
在含有導電結構(諸如導電外殼結構、導電顯示器結構及可能會干擾射頻信號之其他導電組件)之器件中，可能需要將構成天線46之結構之某部分或全部安裝於非作用顯示器區域或其他此介電結構下方。舉例而言，可能需要將由基板上之圖案化跡線形成的天線諧振元件定位於顯示器護罩玻璃構件或介電外殼板之內表面上。
如圖5之截面圖中所示，器件10可具有安裝成鄰近於介電結構52之內表面50的天線結構46。介電結構52可為具有平行於內表面50之上(外部)表面(表面60)的平面構件。結構52之厚度(亦即，內表面50與外表面60之間的垂直距離)可小於5 mm、小於3 mm、小於1 mm、小於0.5 mm或小於0.3 mm(作為實例)。結構52可由玻璃、陶瓷、纖維複合物、塑膠、其他材料或此等材料之組合形成。
藉由一合適之配置，結構52可形成諸如矩形介電板之平面結構。該板可充當顯示器之護罩、充當外殼結構等。如圖5中所示，例如，結構52可用以覆蓋器件10之前表面，而外殼部分12R可形成大體上為平面的後外殼結構。外殼側壁12S及外殼結構12R可為外殼12之整體部分。天線結構46及內部器件組件54可安裝於外殼12內。在側壁12S及結構12R形成整體外殼之部分的組態中，側壁12S可為彎曲的。外殼側壁12S及結構12R亦可由單獨的結構形成。舉例而言，外殼結構12R可為矩形平面構件，且外殼側壁12S可由圍繞矩形結構52之金屬周邊外殼帶形成。
內部組件54可包括印刷電路板、電池、感測器、積體電路、顯示器結構、觸控感測器結構(例如，用於觸控螢幕顯示器)、離散組件(例如，電感器、電阻器及電容器)、用於輸入輸出埠之連接器，及其他器件電路。
天線結構46可包括安裝及偏置結構、天線諧振元件結構(諸如基板(諸如印刷電路板)上之導電天線跡線)、黏著劑等。射頻收發器44可安裝於諸如印刷電路板66之支撐件上。諸如連接器68之連接器可用以將傳輸線48耦接至板66。傳輸線48可耦接至天線饋電58。
天線饋電58可具有諸如天線饋電端子64之正天線饋電端子及諸如接地天線饋電端子62之接地天線饋電端子。外殼12之部分(諸如後外殼結構12R之部分及/或外殼側壁12S之部分)可形成用於天線結構46之接地元件(亦即，可認為外殼12之部分形成天線結構46之部分)。天線接地端子62可電連接至用於天線結構46之天線接地元件(例如，藉由使用諸如以下之導電結構而將饋電端子60連接至外殼12：電線、金屬螺釘或其他緊固件、導電支撐托架、印刷電路板上之金屬跡線、塑膠支撐件或其他基板上之金屬跡線、導電外殼結構等)。正天線饋電端子64可連接至天線諧振元件，天線諧振元件與天線接地元件相結合而形成用於器件10之天線。
天線結構46可含有使用此類型之組態而被饋電之一或多個天線。舉例而言，天線結構46可含有一或多個天線諧振元件，該一或多個天線諧振元件中之每一者經組態以在一不同的各別通信頻帶中操作。天線結構46亦可含有一或多個多頻帶天線(亦即，各自經組態以在一個以上不同的通信頻帶中操作的一或多個天線)。
由結構46形成之一或多個天線可為單極天線、雙極天線、平面倒F型天線、片狀天線、倒F型天線、環形天線、閉口槽或開口槽天線、其他天線設計或使用併有此等天線中之一或多者之混合配置的天線。圖6中展示說明性倒F型天線，該天線為可用於結構46之類型。如圖6中所示，倒F型天線46可包括接地平面元件46G及天線諧振元件(元件46R)。天線諧振元件46R可具有主諧振元件分支B、短路分支SC及饋電分支F。可於饋電分支F中耦接天線饋電端子64及62。天線諧振元件46R可由諸如圖案化金屬跡線之導電結構形成。圖案化金屬跡線可形成於諸如以下之基板上：單層或多層印刷電路板基板、塑膠支撐結構、陶瓷基板、玻璃基板或其他結構。可用於形成天線諧振元件46R之印刷電路之實例包括：硬印刷電路板，諸如填充有玻璃纖維之環氧樹脂板(例如，FR4)；撓性電路(亦即，由一或多個層疊式聚合物層(諸如使用插入之黏著劑層而連接的聚醯亞胺薄片)形成的印刷電路)；及可撓的硬複合板(rigid flex)(例如，包括硬區域與可撓的區域兩者之板)。
如圖7之截面側視圖中所示，天線結構46可安裝成抵靠在介電結構52之內表面50上。在此組態中，可經由結構52來傳輸及接收射頻天線信號68。如圖8中所示，鬆散地緊固之結構46有可能與表面50分離。舉例而言，結構46之某部分或全部可與表面50充分分離以致於產生諸如氣隙70之氣隙。
諸如氣隙70之氣隙的存在可引起天線結構46之阻抗之不可預期的改變，此情形可不良地影響天線結構46之效能。安裝成直接抵靠在圖7中之結構52之表面50上的天線結構46可(例如)具有諸如圖9之曲線72的天線諧振曲線，曲線72在頻率fr 處達到峰值。頻率fr 可與感興趣之通信頻帶的中心頻率(諸如2.4 GHz或5 GHz IEEE 802.11頻帶之中心)一致(亦即，天線結構46在如圖7中所示而安裝時可恰當地起作用)。然而，若諸如圖8之氣隙70的間隙逐漸形成於天線結構46與結構52之表面50之間，則天線結構46之特徵可為圖9之天線諧振曲線74。如圖9中所示，曲線74之頻率峰值可自曲線72之峰值有顯著偏移(例如，達50 MHz)，此係因為間隙70使天線結構46失諧。當經安裝以使得諸如間隙70的間隙可出乎意料地形成於結構46與表面50之間時，天線效能可為不可預期的。
為確保器件10中之天線效能為可預期的且不隨時間的過去而出乎意料地改變，可將天線結構46安裝成抵靠在結構52之表面50上，如圖7中所示。可使用圖10中所示之類型的配置來確保令人滿意的安裝。
如圖10中所示，可使用黏著劑76將天線結構46(例如，天線諧振元件)安裝成抵靠在結構52之表面50上。黏著劑76可為壓敏黏著劑、液體黏著劑(諸如環氧樹脂)、塗佈有黏著劑之膠帶，或其他黏著劑。可藉由應用光(例如，紫外光)、藉由升高黏著劑76之溫度(例如，升高至超過100°以使黏著劑76熱固化、藉由使用黏著劑76之兩部分調配物等來使黏著劑76固化。
偏置及支撐結構78可包括支撐構件，諸如由硬塑膠、可撓的塑膠(例如，諸如聚四氟乙烯之可撓的塑膠)、玻璃、陶瓷等形成之介電支撐件。支撐構件可用以(例如)形成將天線諧振元件46與外殼12(外殼12可形成用於天線之接地元件)分離的間隔物。結構78中之偏置結構可包括泡沫層、橡膠或其他可壓縮物質、螺旋彈簧(coil spring)、板片彈簧(leaf spring)、其他彈簧結構等。可在天線諧振元件46(例如，撓性電路或其他基板，天線諧振元件46係由其形成)與外殼12(或安裝於外殼12上之結構)之間壓縮結構78中之偏置結構。當以此方式被壓縮時，偏置結構可產生回復力，該回復力在方向82上向下施壓於外殼12(或器件10中之其他下伏結構)上且在方向80上向上施壓。由支撐結構78產生的在方向80上之向上(向外)壓力幫助將天線諧振元件46壓按抵靠在黏著劑76上，藉此幫助將天線諧振元件46緊固地附接在下(內)表面50上。
隨著時間的過去，由結構78中之偏置結構產生的向上力可減小(例如，此係因為由壓縮泡沫或其他偏置結構產生的回復力趨向於在連續負載下變弱)。此效應將幫助減小結構52將被不良地從器件10中擠出來的可能性。因為到來自結構78之偏置力消失時，黏著劑76將較佳地已形成永久性黏接，所以在天線諧振元件46與表面50之間將一般沒有分開的危險。
在一些組裝情況中，可能有可能在將結構52安裝於外殼12內之前使用黏著劑76將天線諧振元件46附接至表面50。然而，在一些器件架構中，可能難以或不可能在將結構52安裝於外殼12內之前將天線諧振元件46附接至表面50。舉例而言，可能需要由用以形成天線諧振元件46之相同撓性電路(或其他基板)之整體部分形成傳輸線48(圖5)。此類型之配置可幫助使零件數最小化且可避免將可能不可靠之射頻介面插入於板66上之連接器68與天線諧振元件46之間。然而，若傳輸線48及天線諧振元件46由單塊撓性電路材料形成，則天線諧振元件46可在組裝期間得以繫栓至連接器68。撓性電路之傳輸線部分之有限長度可能不足以提供結構52與外殼12之間的相對移動的量，該相對移動將允許在將結構52插入至外殼12中之前將天線諧振元件46附接至結構52之表面50。
圖11為說明性安裝配置的截面側視圖，該說明性安裝配置為可用以將天線諧振元件46安裝於器件10內之類型。天線諧振元件46可由單層基板或含有多個層之基板(諸如多層印刷電路板基板(例如，撓性電路或硬板))形成。在圖11之天線諧振元件46中多個層之存在由虛線86指示。具有圖案化導電跡線(諸如跡線92)之一或多個層可形成於撓性電路之該等層中。導電跡線92可由諸如銅(作為一實例)之金屬形成。
支撐結構78可含有一或多個支撐結構(諸如結構90)及一或多個偏置結構(諸如可壓縮層88)。可壓縮層88可由諸如泡沫(作為一實例)之可壓縮材料形成。結構90可由塑膠或其他合適之介電材料形成。作為一實例，結構90可由諸如聚四氟乙烯之材料形成。可使用選用之黏著劑將結構90附接至外殼12。外殼12可由諸如金屬(例如，不鏽鋼、鋁等)之導電材料形成且可形成天線接地元件，天線接地元件與天線諧振元件46相結合而形成用於器件10之天線。
介電結構52可由玻璃板或其他平面介電構件形成。舉例而言，介電結構52可為形成顯示器14之最外層的透明護罩玻璃層。在此類型之配置中，護罩玻璃層之某部分將覆蓋作用顯示器區域16且將允許檢視來自下伏影像像素的影像，且護罩玻璃層之某部分(亦即，與天線諧振元件46重疊之部分)可與非作用顯示器區域20(例如，見圖1、圖2及圖3)相關聯。
為使天線諧振元件46在方向94上不被看見，可將不透明材料塗層(諸如塗層84)形成於結構52之內表面50上。塗層84(有時可被稱為不透明遮罩層)可由黑墨水層、具有其他合適色彩(例如，白色、藍色、綠色、紅色等)的墨水層、漆、聚合物或其他合適材料形成。必要時，可藉由將不透明材料併入至黏著劑塗層76中來提供不透明遮罩層84之阻光功能(亦即，使得可省略遮罩層84以利於僅使用塗層76)。
在一典型組態中，結構52可具有小於1 mm(例如，0.8 mm)之厚度且可具有8至13之介電常數(εr )。不透明遮罩層可具有小於0.2微米(作為一實例)之厚度。黏著劑層76可具有小於60 μm(例如，40至50 μm)之厚度及4至5之介電常數。天線諧振元件46可由具有小於0.2 mm(例如，約0.1 mm)之厚度及約3.5至4之介電常數的諸如聚醯亞胺撓性電路基板之基板形成。泡沫層88可具有小於2 mm(例如，約1.5 mm)之厚度且可具有約1.5至1.6之介電常數。支撐結構90(有時稱為塑膠載體)可具有小於5 mm(例如，3至4 mm)之厚度且可具有約2.2之介電常數。
圖12展示可如何顛倒偏置結構88(例如，泡沫層或其他可壓縮材料)及支撐結構90之次序。在圖12之配置中，天線諧振元件46可擱在支撐結構90上且支撐結構90可擱在偏置結構88上。可使用選用之黏著劑層將偏置構件88緊固至支撐構件90，將支撐構件90緊固至天線諧振元件46，且將偏置構件88緊固至外殼12。
在圖13之說明性組態中，偏置結構78幾乎不含有或不含有支撐結構，且排他性地(或幾乎排他性地)含有偏置結構88。偏置結構88可由可壓縮材料層(諸如泡沫、彈性材料等)形成。在此類型之組態中，偏置結構88可用以提供支撐與偏置功能兩者。當天線諧振元件46與外殼結構12之間僅包括泡沫時，可能需要限制天線諧振元件46與外殼12之間的垂直間距以限制此類型之堆疊式配置側傾的傾向。在圖11及圖12中所示之類型的配置中，支撐結構90通常比可壓縮偏置構件88更硬，此降低了傾覆的可能性。
必要時，可將電子器件10中之一或多個天線實施為空腔天線。如圖14中所示，例如，天線諧振元件46可安裝於諸如空腔98之空腔中。空腔98可具有側壁98S及後空腔表面(諸如平面空腔表面98R)。如圖15中所示，空腔98可具有矩形形狀。必要時，其他形狀可用於空腔98(例如，圓形、橢圓形、自頂部檢視時具有彎曲及直的側壁之形狀、具有變化之量值之深度(垂直尺寸)的形狀等)。金屬或其他導電材料可用於形成空腔98之壁。
如圖14中所示，可使用偏置結構78在方向80上朝向結構52偏置空腔98。偏置結構78可基於一或多個可壓縮材料層(諸如泡沫或彈性聚合物)、彈簧或其他偏置構件。必要時，結構78中可包括支撐結構(例如，塑膠、金屬等)。可將外殼12之整體部分用作支撐件，此係因為外殼12之導電部分與天線諧振元件46之間的緊密接近性在圖14之組態中將不會影響天線效能，因為空腔98圍繞並封入天線諧振元件46。為確保很好地控制下部空腔壁98R與天線諧振元件46之間的間距以使得天線效能在設計規格內，可在方向80上向上偏置壁98S之上邊緣與天線諧振元件46兩者以使其抵靠在黏著劑層76、選用之不透明遮罩層84及表面50上。
圖16為可用於將天線諧振元件46安裝於器件10內的說明性組態之截面側視圖。如圖16中所示，可使用偏置及支撐結構78將天線諧振元件46安裝成抵靠在護罩玻璃52之內表面50上。天線諧振元件46可定位於顯示器14中之非作用顯示器區域20之部分下方。顯示器模組100(例如，具有選用之整合式觸控感測器陣列之液晶顯示器模組)可形成於顯示器14之作用區域16下方。射頻收發器44可安裝至印刷電路板66。外殼12可由諸如金屬之導電材料形成且可形成天線接地元件。天線諧振元件46及由外殼12形成之接地天線元件可形成用於器件10之天線。傳輸線48可用以在射頻收發器44與天線之間輸送射頻信號。該傳輸線可具有電連接至正天線饋電端子之正導體及電連接至接地天線饋電端子之接地導體。
圖17為圖16之電子器件10之俯視圖，其展示可如何將由圖16之天線諧振元件46形成的天線定位於諸如區域102之區域中。區域102可定位於器件外殼12之一角(例如，圖17之定向中的左上角)中。此區域可位於器件10之上端區域28內。亦可將天線安裝於結構52之其他部分下方(例如，在其他非作用顯示器區域中)。必要時，結構52可形成用於器件10之後板(例如，後介電板，諸如後玻璃板、後陶瓷板等)。在此類型之組態中，可將天線諧振元件46安裝於結構52之部分(諸如，在器件10之一端或在器件10後部之中心的部分(作為實例))下方。
圖18為圖16之器件10之更詳細截面圖，其展示可如何將支撐結構90安裝於外殼12上。可將天線諧振元件46及傳輸線48形成為共同撓性電路之整體部分。可將偏置層88插入於支撐結構90與天線諧振元件46之間。可使用黏著劑76將天線諧振元件46附接至結構52(結構52可塗佈有選用之不透明遮罩材料層(諸如層84))。支撐結構(諸如金屬托架106或其他導電結構)可電連接(且必要時，機械連接)至外殼12。可使用導電螺釘(諸如金屬螺釘104)將含有元件46及傳輸線48之撓性電路上的導電接地跡線短路連接至托架106。此情形將撓性電路接地跡線接地至形成天線接地元件的外殼12。傳輸線48可自天線諧振元件46連續地延伸至板66上之連接器68且藉此連接至收發器44，如圖16中之虛線48所指示。
圖19之俯視圖中展示撓性電路(亦即，撓性電路110)，該撓性電路為可用以形成天線諧振元件46及傳輸線48之類型。如圖19中所示，撓性電路110可具有諸如聚醯亞胺層108之介電層。導電跡線(諸如跡線92)可形成於撓性電路110之一或多個層中。在撓性電路110之天線諧振元件部分46中，跡線92形成倒F型天線(諸如圖6之天線)之分支主B。饋電路徑F及短路路徑SC亦由跡線92之部分形成，如圖19中所示。在傳輸線區域48中，跡線92之一部分(上部跡線92L)在跡線92之另一部分(下部跡線92U)的頂部上延伸。聚醯亞胺撓性電路材料層使跡線92L與92U分離以形成微帶傳輸線。在微帶傳輸線48中，跡線92L可充當接地導體且跡線92U可充當正導體。必要時，撓性電路110中之一或多個上部聚醯亞胺層可覆蓋天線諧振元件46及傳輸線48中之跡線92。在螺釘104附近，跡線92之環形部分被曝露且與螺釘104之頭部的下表面形成電連接。螺釘104擰至經接地之托架106(圖18)中，藉此使螺釘104處之跡線92接地至天線接地。
圖20展示可如何使螺釘104短路連接至撓性電路110上之跡線92之曝露部分。托架106可具有一螺紋孔，該螺紋孔收納螺釘104之軸上的配合螺紋，藉此使托架106與螺釘104短路連接在一起。可將載體90之某部分插入於撓性電路110與托架106之間以在外殼12及器件10之內部內支撐撓性電路110及托架106。
根據一實施例，提供一電子器件，其包括：一顯示器，其具有一透明平面顯示構件，該顯示器經由該透明平面顯示構件而呈現影像；該透明平面顯示構件之一內表面上的一圖案化不透明遮罩層，其中該圖案化不透明遮罩層係沿該透明平面顯示構件之周邊部分而定位；一天線，其具有一天線諧振元件；及黏著劑，其插入於該天線諧振元件與該圖案化不透明遮罩層之間且將該天線諧振元件黏接至該內表面。
根據另一實施例，該電子器件亦包括一導電外殼，該顯示器安裝於該導電外殼中。
根據另一實施例，該導電外殼包括形成一天線接地元件之一部分，且該天線接地元件形成該天線之部分。
根據另一實施例，該電子器件亦包括耦接至該天線諧振元件之一正天線饋電端子及耦接至該導電外殼之一接地天線饋電端子。
根據另一實施例，該電子器件亦包括一射頻收發器及一傳輸線，該傳輸線耦接於該射頻收發器與該正天線饋電端子及該接地天線饋電端子之間。
根據另一實施例，該傳輸線包括具有至少一可撓的聚合物薄片及導電跡線的一可撓的印刷電路基板之部分。
根據另一實施例，該天線諧振元件由該可撓的印刷電路之該等導電跡線之至少某部分形成。
根據另一實施例，該導電外殼包括金屬外殼壁。
根據另一實施例，該電子器件亦包括朝向該內表面偏置該天線諧振元件的偏置結構。
根據另一實施例，該等偏置結構包括一泡沫層。
根據另一實施例，該電子器件亦包括：一金屬外殼結構，其形成用於該天線之一天線接地元件；及偏置及支撐結構，其等插入於該金屬外殼結構與該天線諧振元件之間且將該天線諧振元件壓按抵靠在該內表面上。
根據另一實施例，該等偏置及支撐結構包括：支撐該天線諧振元件之一介電支撐結構；及朝向該內表面偏置該天線諧振元件之一泡沫層。
根據另一實施例，該透明平面顯示構件包括一顯示器護罩玻璃層，該不透明遮罩層包括黑墨水，且該天線包括倒F型天線。
根據一實施例，提供一裝置，其包括：一天線；用於該天線之一天線諧振元件；一金屬電子器件外殼，其形成用於該天線之一天線接地元件；一平面介電構件，其具有一平面表面；及一黏著劑層，其將該天線諧振元件附接至該平面介電構件之該平面表面。
根據另一實施例，該平面介電構件包括一矩形顯示器護罩玻璃構件。
根據另一實施例，該裝置亦包括插入於該平面表面與該黏著劑層之間的一不透明遮罩層。
根據另一實施例，該裝置亦包括一用於天線之導電空腔，其中該導電空腔具有定位於該平面表面處之邊緣。
根據一實施例，提供一電子器件，其包括：一顯示器，其具有一平面顯示構件，該平面顯示構件具有一曝露之外表面及一內表面；導電外殼壁結構；一倒F型天線，其具有由一正天線饋電端子饋電之一天線諧振元件且具有由該等導電外殼壁結構形成且由一接地天線饋電端子饋電的一天線接地元件；及支撐及偏置結構，其等插入於該等導電外殼壁結構與該平面顯示構件之間且偏置該天線諧振元件以使其抵靠在該內表面上。
根據另一實施例，該天線諧振元件包括具有至少一可撓的聚合物薄片的一天線諧振元件，該至少一可撓的聚合物薄片具有圖案化導電跡線，且該等支撐及偏置結構包括將該撓性電路天線諧振元件壓按抵靠在該內表面上的一泡沫層。
根據另一實施例，該電子器件亦包括插入於該天線諧振元件與該內表面之間的一黏著劑層。
上述內容僅說明本發明之原理，且在不脫離本發明之範疇及精神的情況下，可由一般熟習此項技術者作出各種修改。
10．．．電子器件
12．．．外殼
12A．．．上部外殼
12B．．．下部外殼
12R．．．外殼部分
12S．．．外殼側壁
13．．．按鈕
14．．．顯示器
16．．．內矩形作用區域
18．．．矩形虛線
20．．．非作用區域
22．．．下邊緣部分/下部矩形區域
24．．．按鈕
26．．．埠
28．．．頂部邊緣部分/上部矩形區域
30．．．鍵盤
32．．．軌跡板
36．．．方向
38．．．軸線
40．．．支架
42．．．控制電路
44．．．射頻收發器電路
46．．．天線
46G．．．接地平面元件
46R．．．天線諧振元件
48．．．傳輸線
50．．．表面
52．．．結構
54．．．內部器件組件
58．．．天線饋電
60．．．表面
62．．．接地天線饋電端子
64．．．天線饋電端子
66．．．板
68．．．連接器
70．．．氣隙
72．．．曲線
74．．．天線諧振曲線
76．．．黏著劑
78．．．偏置及支撐結構
80．．．方向
82．．．方向
84．．．塗層
86．．．虛線
88．．．可壓縮層
90．．．結構
92．．．導電跡線
92L．．．上部跡線
92U．．．下部跡線
94．．．方向
98．．．空腔
98S．．．壁
100．．．顯示器模組
102．．．區域
104．．．金屬螺釘
106．．．托架
108．．．聚醯亞胺層
110．．．撓性電路
B．．．主分支/主諧振元件分支
F．．．饋電分支
SC．．．短路分支
圖1為根據本發明之一實施例之具有無線通信電路之說明性電子器件(諸如掌上型電子器件)的透視圖。
圖2為根據本發明之一實施例之具有無線通信電路之說明性電子器件(諸如攜帶型電腦)的透視圖。
圖3為根據本發明之一實施例之包括顯示器及無線通信電路之說明性電子器件的透視圖。
圖4為根據本發明之一實施例之具有無線通信電路之說明性電子器件的示意圖。
圖5為根據本發明之一實施例之電子器件的截面圖。
圖6為根據本發明之一實施例之可用於無線電子器件中之說明性天線的圖。
圖7為根據本發明之一實施例之天線的截面側視圖，該天線安裝成鄰近於電子器件中之平面介電層。
圖8為圖7之天線的截面側視圖，其展示在在安裝天線時不當心的情況下為何可能會在天線之部分與平面介電層之間形成氣隙。
圖9為展示在圖8中所示之類型的間隙在電子器件之操作期間逐漸形成的情況下天線(諸如圖7之天線)之頻率回應可如何偏移的曲線圖。
圖10為根據本發明之一實施例之電子器件之一部分的截面側視圖，其展示可如何使用諸如偏置及支撐結構之結構來將天線安裝於平面介電結構後面。
圖11為根據本發明之一實施例之電子器件之一部分的截面側視圖，其展示可如何使用器件外殼上之支撐結構及插入於支撐結構與天線之間的偏置結構(諸如泡沫結構)而將天線安裝於平面介電層後面。
圖12為根據本發明之一實施例之電子器件之一部分的截面側視圖，其展示可如何使用支撐天線之支撐結構並使用插入於支撐結構與器件外殼之間的偏置結構(諸如泡沫結構)而將天線安裝於平面介電層後面。
圖13為根據本發明之一實施例之電子器件之一部分的截面側視圖，其展示可如何使用插入於天線與器件外殼之間的偏置結構(諸如泡沫結構)而將天線安裝於平面介電層後面。
圖14為根據本發明之一實施例之電子器件之一部分的截面側視圖，其展示可如何使用插入於空腔結構與天線之間的偏置結構而將天線及用於天線之導電空腔結構安裝於平面介電層後面。
圖15為根據本發明之一實施例之可用於圖14之天線的說明性導電空腔結構的透視圖。
圖16為根據本發明之一實施例之說明性電子器件之截面側視圖，在該電子器件中，天線已安裝於平面介電層(諸如具有周邊不透明遮罩層區域之平面透明顯示器護罩玻璃層)下方。
圖17為根據本發明之一實施例之圖16中所示之類型的電子器件之俯視圖，其展示可如何將天線安裝於該器件之四個角中之一者中。
圖18為根據本發明之一實施例之具有平面介電層(諸如顯示器護罩玻璃層)的電子器件中之天線及相關聯結構的截面側視圖。
圖19為根據本發明之一實施例之圖18之天線及相關聯結構的俯視圖。
圖20為根據本發明之一實施例之可用於安裝及接地圖18及圖19中所示之類型的天線之說明性結構的截面側視圖。
12．．．外殼
12R．．．外殼部分
12S．．．外殼側壁
44．．．射頻收發器電路
46．．．天線
48．．．傳輸線
50．．．表面
52．．．結構
54．．．內部器件組件
58．．．天線饋電
60．．．表面
62．．．接地天線饋電端子
64．．．天線饋電端子
66．．．板
68．．．連接器

Claims (20)

  1. 一種電子器件，其包含：一顯示器，其具有一透明平面顯示構件，該顯示器經由該透明平面顯示構件而呈現影像；一圖案化不透明遮罩層，其設於該透明平面顯示構件之一內表面上，其中該圖案化不透明遮罩層係沿該透明平面顯示構件之一周邊部分而定位；及一天線，其具有一天線諧振元件；及黏著劑，其插入於該天線諧振元件與該圖案化不透明遮罩層之間且將該天線諧振元件黏接至該內表面。
  2. 如請求項1之電子器件，其進一步包含一導電外殼，該顯示器安裝於該導電外殼中。
  3. 如請求項2之電子器件，其中該導電外殼包含形成一天線接地元件之一部分，且其中該天線接地元件形成該天線之部分。
  4. 如請求項3之電子器件，其進一步包含耦接至該天線諧振元件之一正天線饋電端子及耦接至該導電外殼之一接地天線饋電端子。
  5. 如請求項4之電子器件，其進一步包含：一射頻收發器；及一傳輸線，其耦接於該射頻收發器與該正天線饋電端子及該接地天線饋電端子之間。
  6. 如請求項5之電子器件，其中該傳輸線包含具有至少一可撓的聚合物薄片及導電跡線之一可撓的印刷電路基板 之部分。
  7. 如請求項6之電子器件，其中該天線諧振元件由該可撓的印刷電路之該等導電跡線之至少某部分形成。
  8. 如請求項7之電子器件，其中該導電外殼包含金屬外殼壁。
  9. 如請求項8之電子器件，其進一步包含朝向該內表面偏置該天線諧振元件的偏置結構。
  10. 如請求項9之電子器件，其中該等偏置結構包括一泡沫層。
  11. 如請求項1之電子器件，其進一步包含：一金屬外殼結構，其形成用於該天線之一天線接地元件；及偏置及支撐結構，其等插入於該金屬外殼結構與該天線諧振元件之間且將該天線諧振元件壓按抵靠在該內表面上。
  12. 如請求項11之電子器件，其中該等偏置及支撐結構包括：支撐該天線諧振元件之一介電支撐結構，及朝向該內表面偏置該天線諧振元件之一泡沫層。
  13. 如請求項12之電子器件，其中該透明平面顯示構件包含一顯示器護罩玻璃層，其中該不透明遮罩層包含黑墨水，且其中該天線包含一倒F型天線。
  14. 一種電子器件，其包含：一天線；用於該天線之一天線諧振元件； 一金屬電子器件外殼，其形成用於該天線之一天線接地元件；一平面介電構件，其具有一平面表面；及一黏著劑層，其將該天線諧振元件附接至該平面介電構件之該平面表面，其中該平面介電構件包含形成該電子器件之一外表面的一顯示器護罩玻璃構件。
  15. 如請求項14之電子器件，其中該平面介電構件包含一矩形顯示器護罩玻璃構件。
  16. 如請求項15之電子器件，其進一步包含插入於該平面表面與該黏著劑層之間的一不透明遮罩層。
  17. 如請求項16之電子器件，其進一步包含用於該天線之一導電空腔，其中該導電空腔具有定位於該平面表面處之邊緣。
  18. 一種電子器件，其包含：一顯示器，其具有一平面顯示構件，該平面顯示構件具有一曝露之外表面及一內表面；複數個導電外殼壁結構；一倒F型天線，其具有由一正天線饋電端子饋電之一天線諧振元件，且具有由該等導電外殼壁結構形成、且由一接地天線饋電端子饋電的一天線接地元件；及複數個支撐及偏置結構，其等插入於該等導電外殼壁結構與該平面顯示構件之間、且偏置該天線諧振元件以使其抵靠在該內表面上。
  19. 如請求項18之電子器件，其中： 該天線諧振元件包含具有至少一可撓的聚合物薄片的一撓性電路天線諧振元件，該至少一可撓的聚合物薄片具有圖案化導電跡線；及該等支撐及偏置結構包括將該撓性電路天線諧振元件壓按抵靠在該內表面上的一泡沫層。
  20. 如請求項19之電子器件，其進一步包含：一黏著劑層，其插入於該天線諧振元件與該內表面之間。
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