TWI742758B - 包含天線的顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置包含：基板、至少一單元天線以及通訊電路單元。基板，具有顯示區域以及在顯示區域周圍的非顯示區域。至少一單元天線，設置於基板的非顯示區域並具有共平面波導結構。通訊電路單元，用至少一單元天線發送並接收通訊訊號。

Description

包含天線的顯示裝置及其製造方法
本申請案主張於2019年7月12日於韓國提出的韓國專利申請案第10-2019-0084160號之優先權，透過引用將其整體併入本文而供參考，如同於本文充分闡述般。
本發明係關於包含天線的顯示裝置，尤其關於包含具有共平面波導結構的槽孔天線的顯示裝置以及顯示裝置的製造方法。
移動終端係能夠透過無線通訊發送並接收語音、字元（character）、圖像資料的可攜帶式終端。
移動終端包含觸控面板、顯示面板及天線。觸控面板接收來自使用者的資訊，顯示面板發送資訊給使用者，天線用自由空間發送並接收無線訊號。
儘管天線已發展為將天線暴露在移動終端外側的外置型，但最近已提出將天線插入移動終端內的內置型的天線。
舉例而言，具有網格狀之天線圖案的透明薄膜可作為天線附接於顯示面板。
在內置型天線中，由於作為天線的透明薄膜附接於顯示面板，故顯示面板及移動終端的厚度會增加。
此外，由於作為天線的透明薄膜之天線圖案被設置為重疊於顯示面板的顯示區域及觸控面板的觸控區域，故觸控性能及顯示品質會劣化。
再者，由於透明薄膜的傳輸線路與顯示面板的接地層之間的耦合對於天線而言為必要的，故天線的性能變異（performance deviation）會依據製造條件的差異所導致之空隙距離而增加。
此外，由於顯示面板的電極（陰極）作為接地層使用，故天線的接地電壓會變得不穩定。
因此，本發明係針對包含天線的顯示裝置及顯示裝置的製造方法，其實質上解決由先前技術之限制及缺點所致之一或多個問題。
本發明一目的在於提供包含天線的顯示裝置及顯示裝置的製造方法，其中透過用於顯示面板的金屬層的製程在顯示面板的非顯示區域形成至少一單元天線，得以防止顯示面板及移動終端的厚度增加且防止觸控性能及顯示品質劣化。
本發明另一目的在於提供包含天線的顯示裝置及顯示裝置的製造方法，其中透過將位於顯示面板之非顯示區域的至少一單元天線直接連接於通訊電路單元，得以使天線的性能變異最小化且使天線的接地電壓穩定。
本發明其他特徵及優點將闡述於以下說明中，並且部分將由描述而顯而易見，或可由實施本發明而得知。本發明之這些及其他優點將透過於書面描述中具體指出的結構、其申請專利範圍以及附圖而可實現並達成。
為了達成這些及其他優點以及本發明之目的，如本文實施並廣泛描述，一種顯示裝置包含：基板，具有顯示區域以及在顯示區域周圍的非顯示區域；至少一單元天線，設置於基板的非顯示區域並具有共平面波導結構；以及通訊電路單元，用至少一單元天線發送並接收通訊訊號。
另一方面，一種顯示裝置的製造方法，包含：在基板的顯示區域上形成金屬層，以及在基板的顯示區域周圍的非顯示區域中形成具有共平面波導結構的至少一單元天線；以及將通訊可撓性印刷電路的第一端部附接於基板的非顯示區域，通訊可撓性印刷電路具有用位於其上之至少一單元天線發送並接收通訊訊號的通訊電路單元。
應理解，上述一般性描述與以下詳細描述皆為示例，並旨在提供申請專利範圍的進一步解釋。
參考附圖並透過以下示例實施例說明本發明之優點及特徵以及其實施方法。然，本發明可以不同形式實施且不應被解釋為受限於本文所述之示例實施例。提供這些示例實施例反而是使得本發明可足夠透徹且完整，以幫助本領域具有通常知識者充分理解本發明的範圍。再者，本發明僅由請求項的範圍所界定。
在圖示中所揭示之用於描述本發明實施例的形狀、尺寸、比例、角度及數字僅為示例。因此，本發明不限於所示之細節。在通篇說明書中，相似的標號係指相似的元件。在以下描述中，當相關已知功能或配置的詳細描述被認為會不必要地模糊本發明的重點時，此已知功能或配置的詳細描述可被省略。在使用本說明書中所述之「包含」、「具有」及「含有」之用語的情況下，除非使用諸如「僅」之更具限制性的用語，否則可添加其他元件。除非特別指出，否則單數形式用語可包含複數形式。
在解釋元件時，元件被解釋為包含誤差或公差範圍，即使沒有明確描述此誤差或公差範圍。
在描述位置關係時，例如，當兩個部分之間的位置關係被描述為「於」、「於…之上」、「於…之下」或「於…旁」時，除非使用諸如「恰好」或「直接」之更具限制性的用語，否則一或多個部分可設置於這兩個部分之間。
應理解，僅管在本文中可使用「第一」、「第二」等用語描述多種元件，但這些元件不應被這些用語限制。這些用語僅用於區分元件彼此。舉例而言，在不脫離本發明的範圍內，第一元件可被稱為第二元件，相似地，第二元件可被稱為第一元件。
本發明多種實施例的特徵可彼此部分或整體地耦合或結合，且如本領域具有通常知識者可充分理解般可彼此各種相互操作並於技術上被驅動。本發明實施例可彼此獨立實施，或可以互相依賴的關係一起實施。
在下文中，將參考附圖詳細描述根據本發明實施例之包含天線的顯示裝置及顯示裝置的製造方法。在以下描述中，相似的標號標示相似的元件。當與本文相關之習知的功能或配置的詳細描述被認為會不必要地模糊本發明的精神時，此詳細描述將會被省略或簡化。
圖1為繪示根據本發明第一實施例之包含天線的顯示裝置的平面圖。
在圖1中，根據本發明第一實施例之顯示裝置110包含（圖2中的）顯示面板DP、電路單元及（圖7中的）支架386，其中顯示面板DP顯示影像，電路單元將來源電壓及訊號提供至顯示面板DP，且支架386圍繞並支撐顯示面板DP及電路單元。
顯示面板DP包含顯示區域DA及非顯示區域NDA，其中顯示區域DA包含多個像素P並實質上顯示影像，非顯示區域NDA具有多個襯墊（pad）並圍繞顯示區域DA。
於此，槽孔天線SA設置於顯示面板DP的非顯示區域NDA並包含共平面波導（coplanar waveguide，CPW）結構的至少一單元天線UA以及（圖5中的）反射器RF。
舉例而言，槽孔天線SA可包含用於毫米波（millimeter wave，mmWave）段的第五代（five-generation，5G）服務的三或更多個單元天線UA。
圖2為繪示根據本發明第一實施例之包含天線的顯示裝置的顯示面板的剖視圖。圖2為沿圖1中的線段II-II所截取。
在圖2中，根據本發明第一實施例之顯示裝置110的顯示面板DP包含基板120、驅動薄膜電晶體DT、發光二極體ED及單元天線UA。
基板120可包含顯示區域DA及非顯示區域NDA，其中顯示區域DA包含多個像素P並顯示影像，非顯示區域NDA位於顯示區域DA周圍。基板120可由玻璃或諸如聚醯亞胺（polyimide）之可撓性材料形成。
閘極電極122設置於基板120上的顯示區域DA的各個像素P中，閘極線路（未繪示）沿第一方向設置於基板120上的顯示區域DA中。
閘極絕緣層124設置於具有閘極電極122及閘線的基板120的整個前表面上。
閘極電極122及閘極線路可由導體金屬材料形成，例如鋁（Al）、銅（Cu）、鉬（Mo）、鈦（Ti）、銀（Ag）及上述之合金。
半導體層126設置於對應閘極電極122的閘極絕緣層124上，且源極電極128及汲極電極130彼此分離並分別設置於半導體層126的多個端部。
資料線路（未繪示）沿與第一方向交錯的第二方向設置於閘極絕緣層124上的顯示區域DA中。閘極線路與資料線路彼此交錯以界定像素P。
源極電極128及汲極電極130可由導體金屬材料形成，例如鋁（Al）、銅（Cu）、鉬（Mo）、鈦（Ti）、銀（Ag）及上述之合金。
於此，閘極電極122、半導體層126、源極電極128及汲極電極130構成驅動薄膜電晶體DT。
儘管未繪示，但諸如轉換薄膜電晶體（switching thin film transistor）、感測薄膜電晶體（sensing thin film transistor）、發射薄膜電晶體（emitting thin film transistor）、儲存電容器（storage capacitor）以及驅動薄膜電晶體等之多個元件可設置於基板120上的各個像素P中。轉換薄膜電晶體、感測薄膜電晶體及發射薄膜電晶體與驅動薄膜電晶體DT可具有相同的剖面結構。
鈍化層（passivation layer）132設置於具有驅動薄膜電晶體的基板120的整個前表面上。鈍化層132具有接觸孔，接觸孔暴露驅動薄膜電晶體的源極電極128。
第一電極134設置於鈍化層132上的顯示區域DA的各個像素P中，並透過接觸孔連接於驅動薄膜電晶體DT的源極電極128。
包含至少一單元天線UA的槽孔天線SA設置於鈍化層132上的非顯示區域NDA中。
第一電極134及槽孔天線DA可由單層透明導體材料或雙層導體金屬材料形成，其中透明材料例如為氧化銦錫（indium tin oxide，ITO）及氧化銦鋅（indium zinc oxide，IZO），而導體金屬材料例如為鋁（Al）、銅（Cu）、鉬（Mo）、鈦（Ti）、銀及上述之合金。
堤部（bank）136設置於第一電極134的邊緣部分。堤部136覆蓋第一電極134的邊緣部分並暴露第一電極134的中心部分。
發光層138設置於第一電極134上之各個像素P的堤部136內。發光層138可包含至少一有機材料層。
舉例而言，發光層138可包含電洞注入層（hole injecting layer，HIL）、電洞傳輸層（hole transporting layer，HTL）、發光材料層（emitting material layer，EML）、電子傳輸層（electron transporting layer ，ETL）及電子注入層（electron injecting layer，EIL）。
第二電極140設置於具有發光層138及堤部136之基板120的整個前表面。
第二電極140可由導體金屬材料形成，例如鋁（Al）、銅（Cu）、鉬（Mo）、鈦（Ti）、銀（Ag）及上述之合金。
於此，第一電極134、發光層138及第二電極140構成發光二極體ED。
舉例而言，第一電極134及第二電極140可分別為陽極及陰極，且第一電極134的材料的功函數（work function）可高於第二電極140的材料的功函數。
密封層142設置於發光二極體ED上的顯示區域DA中，以覆蓋堤部136及第二電極140。
密封層142可防止外部水氣或外部氧氣滲透發光二極體ED的發光層138並可具有薄膜封裝結構（thin film encapsulation structure），其中多個有機材料層及多個無機材料層交互疊層於薄膜封裝結構。
圖3為繪示根據本發明第一實施例之包含天線的顯示裝置的單元天線的平面圖。
在圖3中，設置於根據本發明第一實施例之顯示裝置110的顯示面板DP的槽孔天線SA的至少一單元天線UA包含饋送線路(feed line)FL及輻射器RD。
饋送線路FL包含傳輸線路160、第一接地線162及第二接地線164，其中傳輸線路160發送通訊訊號，第一接地線162及第二接地線164具有接地電壓並分別設置於傳輸線路160的左側及右側。
傳輸線路160、第一接地線162及第二接地線164的多個第一端部可連接於顯示面板DP的非顯示區域NDA中的襯墊，以分別自（圖5中的）通訊電路單元180接收通訊訊號及接地電壓。
傳輸線路160設置於單元天線UA的中心部分並具有第一寬度w1。第一接地線162及第二接地線164各具有第二寬度w2，傳輸線路160與各個第一接地線162及第二接地線164以第三寬度w3分離。
於此，第一寬度w1與第三寬度w3可彼此呈比例，使得饋送線路FL具有50歐姆（ohm）的特性阻抗（characteristic impedance）。
在槽孔天線SA中，饋送線路FL可被設計以具有50歐姆的特性阻抗，饋送線路FL的特性阻抗Z0 可由以下方程式計算求得。
Z0 = (30π/√20){K(k')/K(k)},
K(k')/K(k) =
[(1/π)ln{2(1+√k')/(1-√k')}]-1 對於(0≤k≤0.7) 且
(1/π)ln{2(1+√k)/(1-√k)} 對於(0.7≤k≤1)
K'(k) = K(k'), k' = √(1-k2)
k = a/b, a = w1/2, b = (w1/2)+w3
舉例而言，當傳輸線路160的第一寬度w1減少時，傳輸線路160與第一接地線162及第二接地線164之間的第三寬度w3可減少，以使饋送線路FL具有50歐姆的特性阻抗。
傳輸線路160的第一寬度w1以及第一接地線162及第二接地線164的第二寬度w2可各等於或大於10微米。當各個第一寬度w1及第二寬度w2小於10微米時，槽孔天線SA的性能會因損失（loss）而劣化。第一寬度w1及第二寬度w2可在對於槽孔天線SA的面積而言允許的限制內增加。
輻射器RD包含傳輸延伸線160a、第一接地延伸線162a及第二接地延伸線164a。傳輸延伸線160a連接於傳輸線路160的第二端部並呈「I」字型（直線條狀（linear bar shape））。第一接地延伸線162a及第二接地延伸線164a分別連接於第一接地線162的第二端部及第二接地線164的第二端部，且各個第一接地延伸線162a及第二接地延伸線164a呈「U」字型（彎曲條狀（bent bar shape））。傳輸延伸線160a與第一接地延伸線162a構成發送並接收（收發）無線訊號（無線電波）的第一槽孔SL1，且傳輸延伸線160a與第二接地延伸線164a構成發送並接收無線訊號的第二槽孔SL2。
各個第一槽孔SL1與第二槽孔SL2沿第一方向具有第一長度L1且沿第二方向具有第二長度L2，其中第一方向垂直於傳輸線路160、第一接地線162及第二接地線164，且第二方向平行於傳輸線路160、第一接地線162及第二接地線164。第一長度L1可對應透過傳輸線路160發送之通訊訊號的波長（λ）的1/2（一半）（L1 ~ λ/2，2L1 ~ λ）。
為了防止槽孔天線SA的性能劣化，第二長度L2可等於或大於透過傳輸線路160發送之通訊訊號的波長（λ）的1/20，且可等於或小於透過傳輸線路160發送之通訊訊號的波長（λ）的1/4（λ/20 ≤ L2 ≤ λ/4）。
舉例而言，第一長度L1可約為4.15毫米，第二長度L2可約為0.8毫米。
儘管在第一實施例中，傳輸線路160設置於單元天線UA的中心部分且第一槽孔SL1及第二槽孔SL2相對於傳輸線路160對稱地設置，但在另一實施例中，傳輸線路、第一槽孔及第二槽孔可不對稱地設置。
圖4為繪示根據本發明第二實施例之包含天線的顯示裝置的單元天線的平面圖。
在圖4中，設置於根據本發明第二實施例之顯示裝置的顯示面板DP的槽孔天線SA的至少一單元天線UA包含饋送線路FL及輻射器RD。
饋送線路FL包含傳輸線路260、第一接地線262及第二接地線264，傳輸線路260發送通訊訊號，第一接地線262及第二接地線264具有接地電壓並分別設置於傳輸線路260的左側及右側。
傳輸線路260、第一接地線262及第二接地線264的第一端部可連接於顯示面板DP的非顯示區域NDA中的襯墊，以分別自（圖5中之）通訊電路單元180接收通訊訊號及接地電壓。
傳輸線路260設置於自單元天線UA的中心部分偏移的部分並具有第一寬度w1。第一接地線262及第二接地線264各具有第二寬度w2，傳輸線路260與各個第一接地線262及第二接地線264以第三寬度w3分離。
於此，第一寬度w1與第三寬度w3可彼此呈比例，使得饋送線路FL具有50歐姆的特性阻抗。
傳輸線路260的第一寬度w1以及第一接地線262及第二接地線264的第二寬度w2可各等於或大於10微米。當各個第一寬度w1及第二寬度w2小於10微米時，槽孔天線SA的性能會因損失（loss）而劣化。第一寬度w1及第二寬度w2可在對於槽孔天線SA的面積而言允許的限制內增加。
輻射器RD包含傳輸延伸線260a、第一接地延伸線262a及第二接地延伸線264a。傳輸延伸線260a連接於傳輸線路260的第二端部並呈「I」字型（直線條狀（linear bar shape））。第一接地延伸線262a及第二接地延伸線264a分別連接於第一接地線262的第二端部及第二接地線264的第二端部，各個第一接地延伸線262a及第二接地延伸線264a呈「U」字型（彎曲條狀（bent bar shape））。傳輸延伸線260a與第一接地延伸線262a構成發送並接收（收發）無線訊號（無線電波）的第三槽孔SL3，傳輸延伸線260a與第二接地延伸線264a構成發送並接收無線訊號的第四槽孔SL4。
第三槽孔SL3分別沿第一方向及第二方向具有第三長度L3及第四長度L4，其中第一方向及第二方向分別垂直於及平行於傳輸線路260、第一接地線262，而第四槽孔SL4分別沿第一方向及第二方向具有第五長度L5及第六長度L6，其中第一方向及第二方向分別垂直於及平行於傳輸線路260及第二接地線264。
於此，為了改善無線通訊性能，例如槽孔天線SA的帶寬及頻率響應（frequency response）性質，第三長度L3及第五長度L5可被決定為彼此不同的，第四長度L4及第六長度L6可被決定為彼此不同的。
舉例而言，當比較第二實施例之（圖4中之）槽孔天線SA與第一實施例之（圖3中之）槽孔天線SA時，（圖4中之）第三槽孔SL3的第三長度L3及第四長度L4可分別大於（圖3中之）第一槽孔SL1的第一長度L1及第二長度L2，（圖4中之）第四槽孔SL4的第五長度L5及第六長度L6可分別小於（圖3中之）第二槽孔SL2的第一長度L1及第二長度L2。
因此，第三槽孔SL3的面積可大於第一槽孔SL1的面積，且面積大於第一槽孔SL1的第三槽孔SL3的中心頻率（center frequency）可低於第一槽孔SL1的中心頻率。此外，第四槽孔SL4的面積可小於第二槽孔SL2的面積，且面積小於第二槽孔SL2的第四槽孔SL4的中心頻率可高於第二槽孔SL2的中心頻率。舉例而言，各個第一槽孔SL1及第二槽孔SL2的中心頻率可為28 GHz，第三槽孔SL3的中心頻率低於28 GHz，且第四槽孔SL4的中心頻率高於28 GHz。
為了防止槽孔天線SA的性能劣化，各個第四長度L4及第六長度L6可等於或大於透過傳輸線路260發送之通訊訊號的波長（λ）的1/20，且可等於或小於透過傳輸線路260發送之通訊訊號的波長（λ）的1/4 （λ/20 ≤ L4 ≤ λ/4，λ/20 ≤ L6 ≤ λ/4）。
在第二實施例中，為了改善無線通訊性能，例如槽孔天線SA的帶寬及頻率響應（frequency response）性質，傳輸線路260、第三槽孔SL3及第四槽孔SL4可不對稱地形成。
圖5為繪示根據本發明第一實施例之包含天線的顯示裝置的剖視圖。為了便於說明，僅繪示顯示裝置110的顯示面板DP的基板120、鈍化層132及單元天線UA，而沒有於圖5中繪示顯示面板DP的其他元件。
在圖5中，根據本發明第一實施例之顯示裝置110包含顯示面板DP、電路單元及（圖7中之）支架386，其中顯示面板DP顯示影像，電路單元將來源電壓及訊號提供至顯示面板DP，支架386圍繞並支撐顯示面板DP及電路單元。
顯示面板DP包含基板120、驅動薄膜電晶體DT、發光二極體ED及至少一單元天線UA。顯示面板DP可更包含另一實施例中的其他元件。
防反射層170設置於顯示面板DP的頂面上的顯示區域DA中。防反射層170可防止來自外界的入射光反射於顯示面板DP以干擾影像。
舉例而言，防反射層170可包含延遲層（retardation layer）及線性偏光層（linear polarizing layer）。
第一黏合層172設置於防反射層170上的顯示區域DA中，且對應基板120的保護基板174設置於第一黏合層172上。
第一黏合層172可由光學貼合膠（optically clear adhesive，OCA）形成，且被稱為覆蓋玻璃的保護基板174可由玻璃形成。
墊層176設置於顯示面板DP的基板120的整個背表面，且反射器RF設置於具有墊層176的基板的整個背表面。
至少一單元天線UA與反射器RF以一空隙距離GD彼此分離，空隙距離GD因墊層176而等於或大於基準值。在空隙距離GD因基板120而等於或大於基準值的另一實施例中，墊層176可被省略。
反射器RF透過朝向顯示面板DP的上部反射無線訊號（無線電波），以改善槽孔天線SA的方向性（directivity），其中此無線訊號（無線電波）從至少一單元天線UA的輻射器RD發送到顯示面板DP的下部。
舉例而言，反射器RF可由銅（Cu）形成並可以薄膜型態附接於墊層176。
電路單元包含顯示電路單元（未繪示）及通訊電路單元180。顯示電路單元將用於影像顯示的顯示訊號及來源電壓提供至顯示面板DP，通訊電路單元180將用於無線通訊的通訊訊號及來源電壓提供至槽孔天線SA。
顯示電路單元可包含閘極驅動部及資料驅動部，閘極驅動部提供應用於顯示面板DP的閘極線路的閘極訊號，資料驅動部提供應用於顯示面板DP的資料線路的資料訊號。顯示電路單元可安裝於顯示可撓性印刷電路（display flexible printed circuit，FPC），顯示可撓性印刷電路連接於顯示面板DP的一側的非顯示區域NDA。
儘管未繪示，但用於觸控感應的觸控面板或觸控感應層可設置於基板120與保護基板174之間，電路單元可更包含觸控電路單元，觸控電路單元將來源電壓及觸控傳輸訊號提供至觸控面板或觸控感應層並自觸控面板或觸控感應層接收觸控接收訊號。
通訊電路單元180可安裝於通訊可撓性印刷電路182，通訊可撓性印刷電路182連接於顯示面板DP的另一側的非顯示區域NDA，通訊電路單元180可用槽孔天線SA發送並接收通訊訊號。
舉例而言，顯示電路單元及通訊電路單元180可分別連接於顯示面板DP的兩側，以使電性干擾及機械複雜度最小化。
通訊可撓性印刷電路182可朝顯示面板DP的背表面彎曲，以透過諸如雙面膠（double sided tape）之第二黏合層184附接於反射器RF。
通訊可撓性印刷電路182可包含高頻率可撓性印刷電路，高頻率可撓性印刷電路由對於毫米波（millimeter wave，mmWave）而言具有相對低的耗損正切（loss tangent）的材料形成。舉例而言，通訊可撓性印刷電路182的材料可包含Taconic之NF-30或低介電常數聚醯亞胺（low dielectric constant polyimide，LCP）。
因此，可透過將通訊電路單元180附接於高頻率可撓性印刷電路來使通訊電路單元180與槽孔天線SA的單元天線UA之間的無線線路損失（wireless line loss）（RF線路損失）最小化。
圖6A至圖6D為繪示根據本發明第一實施例之顯示裝置的製造方法的剖視圖。為了便於說明，僅繪示顯示裝置110的顯示面板DP的基板120、鈍化層132及單元天線UA，而沒有於圖6A至圖6D中繪示顯示面板DP的其他元件。
在圖6A中，防反射層170形成於具有驅動薄膜電晶體DT、發光二極體ED及至少一單元天線UA的基板120的鈍化層132上的顯示區域DA中。
接著，第一黏合層172形成於防反射層170上的顯示區域DA中，且對應基板120的保護基板174附接於第一黏合層172。
在圖6B中，具有通訊電路單元180位於其上的通訊可撓性印刷電路182附接於設置在顯示面板DP一側的非顯示區域NDA之通訊墊並連接於至少一單元天線UA。
儘管未繪示，但在通訊可撓性印刷電路182附接之前或之後，具有顯示電路單元位於其上的顯示可撓性印刷電路可附接於設置在顯示面板DP另一側的非顯示區域NDA之顯示墊並連接於閘極線路及資料線路。
此外，在形成防反射層170、第一黏合層172及保護基板174之前，通訊可撓性印刷電路182可附接於通訊墊。
在圖6C中，墊層176形成於顯示面板DP的基板120的整個背表面，且反射器RF形成於具有墊層176的基板120的整個背表面。
在圖6D中，附接於通訊墊的通訊可撓性印刷電路182朝顯示面板DP的背表面彎曲，彎曲的通訊可撓性印刷電路182使用諸如雙面膠之第二黏合層184附接於墊層176。
接著，透過使用（圖7中之）支架386圍繞顯示面板DP及電路單元來完成顯示裝置110。
在根據本發明第一實施例之顯示裝置110中，透過在顯示面板DP的前表面的一側的非顯示區域NDA中形成至少一單元天線UA以及在顯示面板DP的整個背表面形成反射器RF來獲得包含至少一單元天線UA及反射器RF之共平面波導（coplanar waveguide，CPW）結構的槽孔天線SA。
由於單元天線UA的饋送線路FL及輻射器RD係透過用於顯示面板DP的金屬層的製程來形成，故單元天線UA的饋送線路FL及輻射器RD與顯示面板DP的金屬層具有相同的材料與相同的層體，並且能防止顯示裝置110的厚度增加。
由於至少一單元天線UA設置於非顯示區域NDA，故能防止觸控性能及顯示品質劣化，且即使在手持狀態下亦能實現無線訊號的發送以及接收。具體而言，毫米波段（millimeter wave，mmWave）的第五代（five-generation，5G）服務的性能及品質係透過無線訊號的整體表面輻射(entire surface radiation)而得到改善。
由於至少一單元天線UA直接連接於額外的通訊電路單元180，故會使槽孔天線SA的性能變異最小化並使槽孔天線SA的接地電壓穩定。
圖7為繪示根據本發明第三實施例之包含天線的顯示裝置的剖視圖。為了便於說明，僅繪示顯示裝置310的顯示面板DP的基板320、鈍化層332及單元天線UA，而沒有於圖7中繪示顯示面板DP的其他元件。
在圖7中，根據本發明第三實施例之顯示裝置310包含顯示面板DP、電路單元及支架386，其中顯示面板DP顯示影像，電路單元將來源電壓及訊號提供至顯示面板DP，支架386圍繞並支撐顯示面板DP及電路單元。
顯示面板DP包含基板320、驅動薄膜電晶體DT、發光二極體ED及至少一單元天線UA。顯示面板DP可更包含另一實施例中的其他元件。
防反射層370設置於顯示面板DP的頂面上的顯示區域DA中。防反射層370可防止來自外界的入射光反射於顯示面板DP以干擾影像。
舉例而言，防反射層370可包含延遲層（retardation layer）及線性偏光層（linear polarizing layer）。
第一黏合層372設置於防反射層370上的顯示區域DA中，且對應基板320的保護基板374設置於第一黏合層372。
第一黏合層372可由光學貼合膠（optically clear adhesive，OCA）形成，且被稱為覆蓋玻璃的保護基板374可由玻璃形成。
墊層376設置於顯示面板DP的基板320的整個背表面。
至少一單元天線UA與反射器RF以一空隙距離GD彼此分離，空隙距離GD因墊層376而等於或大於基準值。在空隙距離GD因基板320而等於或大於基準值的另一實施例中，墊層376可被省略。
電路單元包含顯示電路單元（未繪示）及通訊電路單元380。顯示電路單元將用於影像顯示的顯示訊號及來源電壓提供至顯示面板DP，通訊電路單元380將用於無線通訊的通訊訊號及來源電壓提供至槽孔天線SA。
顯示電路單元可包含閘極驅動部及資料驅動部，閘極驅動部提供應用於顯示面板DP的閘極線路的閘極訊號，資料驅動部提供應用於顯示面板DP的資料線路的資料訊號。顯示電路單元可安裝於顯示可撓性印刷電路（display flexible printed circuit，FPC），顯示可撓性印刷電路連接於顯示面板DP的一側的非顯示區域NDA。
儘管未繪示，但用於觸控感應的觸控面板或觸控感應層可設置於基板320及保護基板374之間，電路單元可更包含觸控電路單元，觸控電路單元將來源電壓及觸控傳輸訊號提供至觸控面板或觸控感應層並自觸控面板或觸控感應層接收觸控接收訊號。
通訊電路單元380可安裝於通訊可撓性印刷電路382，通訊可撓性印刷電路382連接於顯示面板DP的另一側的非顯示區域NDA，通訊電路單元380可用槽孔天線SA發送並接收通訊訊號。
舉例而言，顯示電路單元及通訊電路單元380可分別連接於顯示面板DP的兩側，以使電性干擾及機械複雜度最小化。
通訊可撓性印刷電路382可朝顯示面板DP的背表面彎曲，以透過諸如雙面膠之第二黏合層384附接於墊層376。
通訊可撓性印刷電路382可包含高頻率可撓性印刷電路，高頻率可撓性印刷電路由對於毫米波（millimeter wave，mmWave）而言具有相對低的耗損正切（loss tangent）的材料形成。舉例而言，通訊可撓性印刷電路382的材料可包含Taconic之NF-30或低介電常數聚醯亞胺（low dielectric constant polyimide，LCP）。
因此，可透過將通訊電路單元380附接於高頻率可撓性印刷電路來使通訊電路單元380與單元天線UA之間的無線線路損失（wireless line loss）（RF線路損失）最小化。
圍繞並支撐顯示面板DP及電路單元的支架386設置於通訊電路單元380之下。支架386發揮反射器RF的功能。
舉例而言，反射器RF可為金屬材料的支架386或者為附接於支架386的內表面或外表面並用於輻射熱量或接地之金屬材料薄膜。金屬材料可包含銅（Cu）。
反射器RF透過朝向顯示面板DP的上部反射無線訊號（無線電波），以改善槽孔天線SA的方向性，其中此無線訊號（無線電波）從至少一單元天線UA的輻射器RD發送到顯示面板DP的下部。
在根據本發明第三實施例之顯示裝置310中，透過在顯示面板DP的前表面的一側的非顯示區域NDA中形成至少一單元天線UA以及在顯示面板DP的整個背表面形成反射器RF來獲得包含至少一單元天線UA及反射器RF之共平面波導（coplanar waveguide，CPW）結構的槽孔天線SA。
由於單元天線UA的饋送線路FL及輻射器RD係透過用於顯示面板DP的金屬層的製程來形成，故至少一單元天線UA的饋送線路FL及輻射器RD與顯示面板DP的金屬層具有相同的材料與相同的層體，並且能防止顯示裝置310的厚度增加。
由於金屬材料的支架386作為反射器RF使用，故能進一步防止顯示裝置310的厚度增加，且能簡化製程。
由於至少一單元天線UA設置於非顯示區域NDA中，故能防止觸控性能及顯示品質劣化，且即使在手持狀態下亦能實現無線訊號的發送及接收。具體而言，毫米波段（millimeter wave，mmWave）的第五代（five-generation，5G）服務的性能及品質係透過無線訊號的整體表面輻射而得到改善。
由於至少一單元天線UA直接連接於額外的通訊電路單元380，故能使槽孔天線SA的性能變異最小化，且使槽孔天線SA的接地電壓穩定。
儘管在第一至第三實施例中顯示裝置示例性地包含有機發光二極體顯示裝置，但在另一實施例中顯示裝置亦可包含液晶顯示裝置。當顯示裝置包含液晶顯示裝置時，可於顯示面板的顯示區域中設置薄膜電晶體、像素電極及共用電極，且可透過與用於閘極電極、源極電極、汲極電極、像素電極及共用電極其中一者的製程相同的製程，而將與薄膜電晶體的閘極電極、源極電極、汲極電極、像素電極及共用電極其中一者具有相同的材料及相同的層體之至少一單元天線設置於顯示面板的非顯示區域中。
因此，在根據本發明第一至第三實施例之包含天線的顯示裝置及顯示裝置的製造方法中，透過與用於顯示面板的金屬層之製程相同的製程在顯示面板的非顯示區域形成至少一單元天線，得以防止顯示面板及移動終端的厚度增加且防止觸控性能及顯示品質劣化。
此外，透過在顯示面板之非顯示區域形成至少一單元天線並將至少一單元天線直接連接於通訊電路單元，得以使天線的性能變異最小化且使天線的接地電壓穩定。
對於本領域具有通常知識者顯而易見的是，在不脫離本發明的精神或範圍內，可對本發明進行多種修改及變化。因此，只要落入申請專利範圍及其均等物，則本發明涵蓋本發明之修改及變化。
110、310:顯示裝置 120、320:基板 122:閘極電極 124:閘極絕緣層 126:半導體層 128:源極電極 130:汲極電極 132、332:鈍化層 134:第一電極 136:堤部 138:發光層 140:第二電極 142:密封層 160、260:傳輸線路 160a、260a:傳輸延伸線 162、262:第一接地線 162a、262a:第一接地延伸線 164、264:第二接地線 164a、264a:第二接地延伸線 170、370:防反射層 172、372:第一黏合層 174、374:保護基板 176、376:墊層 180、380:通訊電路單元 182、382:通訊可撓性印刷電路 184、384:第二黏合層 386:支架 SA:槽孔天線 UA:單元天線 DP:顯示面板 DA:顯示區域 NDA:非顯示區域 P:像素 DT:驅動薄膜電晶體 ED:發光二極體 FL:饋送線路 RD:輻射器 RF:反射器 GD:空隙距離 SL1:第一槽孔 SL2:第二槽孔 SL3:第三槽孔 SL4:第四槽孔 w1:第一寬度 w2:第二寬度 w3:第三寬度 L1:第一長度 L2:第二長度 L3:第三長度 L4:第四長度 L5:第五長度 L6:第六長度
附圖被包含以提供對本發明之進一步理解，並且併入本說明書中並構成本說明書的一部份，附圖說明本發明之實施例並與以下描述一起用於解釋本發明之原理。在圖式中： 圖1為繪示根據本發明第一實施例之包含天線的顯示裝置的平面圖。 圖2為繪示根據本發明第一實施例之包含天線的顯示裝置的顯示面板的剖視圖。 圖3為繪示根據本發明第一實施例之包含天線的顯示裝置的單元天線的平面圖。 圖4為繪示根據本發明第二實施例之包含天線的顯示裝置的單元天線的平面圖。 圖5為繪示根據本發明第一實施例之包含天線的顯示裝置的剖視圖。 圖6A至圖6D為繪示根據本發明第一實施例之顯示裝置的製造方法的剖視圖。 圖7為繪示根據本發明第三實施例之包含天線的顯示裝置的剖視圖。
120:基板
122:閘極電極
124:閘極絕緣層
126:半導體層
128:源極電極
130:汲極電極
132、332:鈍化層
134:第一電極
136:堤部
138:發光層
140:第二電極
142:密封層
DP:顯示面板
DA:顯示區域
NDA:非顯示區域
UA:單元天線
L2:第二長度

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，包含：一基板，具有一顯示區域以及在該顯示區域周圍的一非顯示區域；至少一單元天線，設置於該基板的該非顯示區域並具有一共平面波導結構；以及一通訊電路單元，用該至少一單元天線發送並接收一通訊訊號，其中該至少一單元天線包含：一饋送線路，發送該通訊訊號以及一接地電壓；以及一輻射器，發送並接收對應該通訊訊號的一無線訊號，其中該饋送線路包含發送該通訊訊號的一傳輸線路、發送該接地電壓的一第一接地線以及發送該接地電壓的一第二接地線，其中該輻射器包含連接於該傳輸線路的一傳輸延伸線、連接於該第一接地線的一第一接地延伸線以及連接於該第二接地線的一第二接地延伸線，並且其中該傳輸延伸線與該第一接地延伸線構成一第一槽孔，該第一槽孔發送並接收該無線訊號，該傳輸延伸線與該第二接地延伸線構成一第二槽孔，該第二槽孔發送並接收該無線訊號。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該通訊電路單元安裝於一通訊可撓性印刷電路，並且 其中該通訊可撓性印刷電路的一第一端部附接於該基板的該非顯示區域並連接於該至少一單元天線。
  3. 如請求項2所述之顯示裝置，更包含一反射器，該反射器設置於該基板之下。
  4. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該反射器被設置為接觸該基板的一背表面，並且其中該通訊可撓性印刷電路的一第二端部附接於該反射器。
  5. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該通訊可撓性印刷電路的一第二端部接附於該基板的一背表面，並且其中該反射器設置於該通訊電路單元之下。
  6. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一接地線設置於該傳輸線路的一左側，該第二接地線設置於該傳輸線路的一右側，其中該傳輸延伸線呈I字型，該第一接地延伸線呈U字型，該第二接地延伸線呈U字型。
  7. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該第一槽孔及該第二槽孔其中至少一者沿一第一方向具有一第一長度且沿一第二方向具有一第二長度，該第一長度對應該通訊訊號的一波長的1/2，該第二長度等於或大於該通訊訊號的該波長的1/20且等於或小於該通訊訊號的該波長的1/4。
  8. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該至少一單元天線與該顯示區域的多個金屬層中的其中一者具有相同的層體及 相同的材料，並且該些金屬層包含一閘極電極、一源極電極、一汲極電極、一像素電極及一共用電極。
  9. 一種顯示裝置的製造方法，包含：在一基板的一顯示區域上形成一金屬層，以及在該基板的該顯示區域周圍的一非顯示區域中形成具有一共平面波導結構的至少一單元天線；以及將一通訊可撓性印刷電路的一第一端部附接於該基板的該非顯示區域，該通訊可撓性印刷電路具有用位於其上之該至少一單元天線發送並接收一通訊訊號的一通訊電路單元，其中該至少一單元天線包含：一饋送線路，發送該通訊訊號以及一接地電壓；以及一輻射器，發送並接收對應該通訊訊號的一無線訊號，其中該饋送線路包含發送該通訊訊號的一傳輸線路、發送該接地電壓的一第一接地線以及發送該接地電壓的一第二接地線，其中該輻射器包含連接於該傳輸線路的一傳輸延伸線、連接於該第一接地線的一第一接地延伸線以及連接於該第二接地線的一第二接地延伸線，並且其中該傳輸延伸線與該第一接地延伸線構成一第一槽孔，該第一槽孔發送並接收該無線訊號，該傳輸延伸線與該第二接地延伸線構成一第二槽孔，該第二槽孔發送並接收該無線訊號。
  10. 如請求項9所述之製造方法，更包含在該基板之下形成一反射器。
  11. 如請求項10所述之製造方法，其中該反射器被設置為接觸該基板的一背表面。
  12. 如請求項11所述之製造方法，更包含將該通訊可撓性印刷電路的一第二端部附接於該反射器。
  13. 如請求項10所述之製造方法，其中該反射器包含設置於該通訊電路單元之下的一支架。
  14. 如請求項13所述之製造方法，更包含將該通訊可撓性印刷電路的一第二端部附接於該基板的一背表面。
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