具有毫米波天线功能的显示器堆叠件的制作方法

1.本发明涉及一种具有毫米波天线功能的显示器堆叠件，以及一种包括这种显示器堆叠件的电子设备。


背景技术：

2.传统上，电子设备的天线布置在显示器的外部，使得显示器不干扰天线的效率和频宽。但是，电子设备的屏占比正变得越来越高，这使得天线的可用空间非常有限，从而迫使天线的大小显著减小，并且天线的性能受损，或者显示器的大部分不活跃。
3.此外，电子设备需要支持越来越多的无线信号技术，如2g/3g/4g无线信号技术。对于即将到来的5g无线技术，高吞吐量是需要满足的特性之一，这需要大带宽、多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)和高效的调制方案。频带将被扩展以覆盖高达6ghz的频率，以及包括24.2ghz至29.5ghz和37ghz至40ghz的毫米波频段，因此除了现有天线之外，还需要增加一些新的宽频天线。千兆级带宽需要毫米波天线系统，但与6千兆赫以下的无线电系统相比，操作距离有限。
4.现有技术的方案利用触摸传感器面板层的区域来容纳毫米波天线。在这些区域中，影响触摸功能的触摸屏传感器线被切断。包括切断的传感器线的区域将完全没有触摸功能或性能下降，使显示器不方便用户使用。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种具有毫米波天线功能的改进的显示器堆叠件。上述和其它目的通过独立权利要求的特征实现。根据从属权利要求、说明书以及附图，其它实现方式是显而易见的。
6.根据第一方面，提供了一种具有毫米波天线功能的显示器堆叠件，所述显示器堆叠件包括多个邻接层，所述层至少包括：
7.盖板层；触摸传感器面板层，包括触摸传感器装置；显示面板层，所述触摸传感器面板层包括第一传感器线网格图案和第二传感器线网格图案，所述第一传感器线网格图案包括多个连续的第一传感器线，所述第二传感器线网格图案包括多个连续的第二传感器线，所述第一传感器线和所述第二传感器线的至少一部分用作用于实现毫米波天线功能的辐射体。
8.这种显示器堆叠件使得触摸传感器装置被重复使用作为毫米波天线辐射体，而不向触摸传感器面板层添加任何附加的部件，并且不会由于添加额外的天线而降低电子设备的显示侧的整体透射率。这可以在所述触摸传感器面板结构中提供所述毫米波天线，而不会使所述天线和所述触摸传感器面板相互干扰。
9.在所述第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一传感器线形成所述触摸传感器装置的传输线，所述传输线基本上在第一方向上延伸，所述第二传感器线形成所述触摸传感器装置的接收线，所述接收线基本上在第二方向上延伸，所述第二方向与所述第一方
向成大于0
°
的角度延伸。这使得触摸传感器装置能够容纳毫米波天线，而不影响触摸功能。
10.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一传感器线在所述第一方向上至少部分非线性地延伸，使得相邻的第一传感器线之间的距离沿着所述第一方向周期性地变化。通过保持原有的触摸传感器装置元件不变，除了天线区域中的一些线的宽度减小外，触摸灵敏度将不会有显著损失，同时仍然为毫米波信号提供良好的隔离。
11.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一传感器线的非线性部分至少是对角的，包括与所述第一方向成一定角度延伸的至少两个部分，所述角度优选为45
°
。传输线的形状经过优化，以同时实现最佳的触摸传感器面板性能和最佳的天线性能。
12.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一传感器线网格图案和第二传感器线网格图案形成单层导电网。
13.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，每个第二传感器线包括多个单独的接收单元，一个第二传感器线的两个相邻的接收单元通过导电桥互连。所述桥将作为不同接收单元之间触摸传感器面板信号的直接链接，但会阻止毫米波信号通过。
14.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，一个第二传感器线的每个接收单元连接到馈电线。
15.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述馈电线包括到所述接收单元的电导耦合或电感耦合。通过不将馈电线直接连接到接收单元，而是在馈电线与接收单元之间保持小间隙，毫米波天线具有馈电，同时仍然避免触摸传感器面板信号与毫米波信号之间的干扰，因为触摸传感器面板信号通常具有低得多的频率。
16.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述接收单元具有多边形形状，所述多边形在所述第一方向和所述第二方向上是对称的。接收单元的形状经过优化，以同时实现最佳的触摸传感器面板性能和最佳的天线性能。
17.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述接收单元至少是四边形的，包括与所述第一方向和所述第二方向成角度延伸的至少两个部分，所述角度优选为45
°
，从而形成了一种相对容易制造但仍然可以为触摸功能和天线辐射体提供尽可能多的有效区域的图案。
18.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一传感器线网格图案和所述第二传感器线网格图案形成双层导电网，所述第一传感器线网格图案和所述第二传感器线网格图案在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上被绝缘衬底层分隔。
19.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二传感器线网格图案布置在所述盖板层附近，所述第一传感器线网格图案布置在所述显示面板层附近。
20.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二传感器线在所述第二方向上至少部分非线性地延伸，使得相邻的第二传感器线之间的距离沿着所述第二方向周期性地变化。通过保持原有的触摸传感器装置元件不变，除了天线区域中的一些线的宽度减小外，触摸灵敏度将不会有显著损失，同时仍然为毫米波信号提供良好的隔离。
21.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二传感器线的非线性部分至少是对角的，包括与所述第二方向成一定角度延伸的至少两个部分，所述角度优选为45
°
。
22.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一传感器线的非线性部分包括将相邻第一传感器线彼此隔离的虚设区域，和/或所述第二传感器线的所述非线性部分
包括将相邻第二传感器线彼此隔离的虚设区域，所述一个或多个虚拟区域用于容纳毫米波天线元件，从而提高辐射效率。
23.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述显示器堆叠件不包括单独的毫米波天线层。任何附加的天线层都将导致透光率水平降低，因为附加的天线层将提供低于100％的透光率水平。显示器堆叠件的较低透光率水平将导致亮度水平的降低或更高的功耗，这两者对于用户都是严重的缺点。
24.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述显示器堆叠件还包括布置在所述盖板层与所述触摸传感器面板层之间的寄生或耦合辐射体层，所述辐射体层包括透明导电网，从而通过扩展工作带宽、增加辐射增益等来增强天线性能。
25.在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述盖板层的面向所述触摸传感器面板层的一部分用于容纳用于实现所述毫米波天线功能的辐射体，从而降低显示器堆叠件的所需高度。
26.根据第二方面，提供了一种电子设备，包括根据上述的显示器堆叠件。
27.这一方面和其它方面将从下面描述的实施例中显而易见。
附图说明
28.在本发明的以下详细部分中，将参考附图中示出的示例性实施例更详细地解释各方面、实施例和实现方式，在附图中：
29.图1a和图1b示出了本发明的两个实施例提供的显示器堆叠件的示意性横截面视图；
30.图2示出了本发明的一个实施例提供的触摸传感器面板层的示意性俯视图；
31.图3示出了本发明的一个实施例提供的触摸传感器面板层的示意性俯视图；
32.图4a示出了本发明的一个实施例提供的触摸传感器面板层的示意性侧视图；
33.图4b示出了图4a的一个实施例的示意性横截面视图；
34.图5a示出了本发明的一个实施例提供的触摸传感器面板层的示意性侧视图；
35.图5b示出了图5a的一个实施例的第二传感器线网格图案。
具体实施方式
36.图1a和图1b示出了具有毫米波天线功能的显示器堆叠件1。显示器堆叠件1包括多个邻接层、至少一个盖板层2、包括触摸传感器装置(未示出)的触摸传感器面板层3以及显示面板层4。
37.触摸传感器面板层3包括第一传感器线网格图案5和第二传感器线网格图案6，在图2至图5b中更详细地示出。第一传感器线网格图案5包括多个连续的第一传感器线5a，第二传感器线网格图案6包括多个连续的第二传感器线6a。连续表示每个第一传感器线5a和每个第二传感器线6a在分别延伸穿过第一传感器线网格图案5和第二传感器线网格图案6时是一体的且不间断的。第一传感器线5a和第二传感器线6a的至少一部分用作用于实现毫米波天线功能的辐射体。
38.第一传感器线5a形成触摸传感器装置的传输线，并基本上在第一方向d1上延伸。第二传感器线6a形成触摸传感器装置的接收线，并基本上在第二方向d2上延伸。
39.第二方向d2与第一方向d1成大于0
°
的角度延伸，该角度例如为图中所示的90
°
。
40.第一传感器线5a可以在第一方向d1上至少部分非线性地延伸，使得相邻的第一传感器线5a之间的距离沿着第一方向d1周期性地变化。
41.第一传感器线5a的非线性部分5b可以是至少对角的，即包括彼此成一定角度并与第一方向d1成一定角度延伸的至少两个部分，该角度优选为45
°
，如图2、图4a和图5a中所示。非线性部分5b还可以包括彼此成一定角度延伸的三个部分。如图3中所示，两个部分可以布置成使得它们与第一方向d1成45
°
角延伸，并被与第一方向d1平行延伸的第三部分分隔。非线性部分5b还可以具有任何其它合适的多边形形状。
42.第一传感器线网格图案5和第二传感器线网格图案6可以布置成使得它们形成单层导电网，如图2和图3中所示。
43.在这种实施例中，每个第二传感器线6a可以包括多个单独的接收单元7。一个第二传感器线6a的两个相邻的接收单元7通过导电桥8互连，如图2、图3和图5a中所示。
44.接收单元7可以具有多边形形状，多边形在第一方向d1和第二方向d2上是对称的。接收单元7可以至少是四边形的，包括与第一方向d1和第二方向d2成一定角度延伸的至少两个部分，该角度优选为45
°
。接收单元7也可以是六边形的，使得四个部分与第一方向d1成45
°
角布置，并且两个部分与第一方向d1平行延伸。接收单元7还可以具有任何其它合适的多边形形状。
45.一个单独的第二传感器线6a的每个接收单元7可以连接到馈电线9。馈电线9可以包括到接收单元7的电导耦合或电感耦合。
46.第一传感器线网格图案5和第二传感器线网格图案6还可以形成双层导电网，如图4a、图4b、图5a和图5b中所示。在这种实施例中，第一传感器线网格图案5和第二传感器线网格图案6在垂直于第一方向d1和第二方向d2的第三方向d3上被绝缘衬底层11分隔，如图4b中所示。绝缘衬底层11可以包括环烯烃聚合物(cyclic olefin polymer，cop)膜。
47.第二传感器线网格图案6可以布置在盖板层2附近，第一传感器线网格图案5布置在显示面板层4附近。
48.第二传感器线6a可以在第二方向d2上至少部分非线性地延伸，使得相邻的第二传感器线6a之间的距离沿着第二方向d2周期性地变化。
49.第二传感器线6a的非线性部分6b可以至少是对角的，即包括彼此成一定角度并与第二方向d2成一定角度延伸的至少两个部分，该角度优选为45
°
，如图5b中所示。非线性部分6b还可以包括彼此成一定角度延伸的三个部分。如图4a中所示，两个部分可以布置成使得它们与第二方向d2成45
°
角延伸，并被与第二方向d2平行延伸的第三部分分隔。非线性部分6b还可以具有任何其它合适的多边形形状。
50.如图5b中所示，第一传感器线5a的非线性部分5b可以包括将相邻的第一传感器线5a彼此隔离的虚拟区域12。相应地，第二传感器线6a的非线性部分6b可以包括将相邻的第二传感器线6a彼此隔离的虚拟区域12。虚拟区域12用于容纳毫米波天线元件。
51.在一个实施例中，显示器堆叠件1不包括单独的毫米波天线层。除了触摸传感器面板层3之外，任何附加的天线层都将导致透光率水平降低，因为附加的天线层将提供低于100％的透光率水平。显示器堆叠件1的较低透光率水平将导致亮度水平的降低或更高的功耗，这两者对于用户都是严重的缺点。
52.显示器堆叠件1还可以包括布置在盖板层2与触摸传感器面板层3之间的寄生或耦合辐射体层10，如图1b中所示。辐射体层10包括透明导电网。辐射体层10还可以与布置在触摸传感器面板层上方的层(包括但不限于盖板层的底面)成一体。
53.盖板层2的面向触摸传感器面板层3的一部分可以用于容纳用于实现毫米波天线功能的辐射体(未示出)。
54.本发明还涉及一种电子设备，该电子设备包括根据上述的显示器堆叠件1。电子设备例如可以是智能手机、笔记本电脑或平板电脑。
55.本文已经结合各种实施例描述了各个方面和实现方式。但是，本领域技术人员在实践所请求保护的主题时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，能够理解和实现所公开实施例的其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求书中列举的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中列举一些措施并不表示这些措施的结合不能被用于获取优势。计算机程序可存储/分发到合适的介质上，例如与其它硬件一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或者固态介质，还可以以其它形式例如通过因特网或者其它有线或无线电信系统分发。
56.权利要求书中使用的附图标记不应当被解释为限制范围。除非另有说明，否则附图(例如，交叉阴影、部件的布置、比例、度数等)应结合说明书一起阅读，并应被视为本发明的整个书面描述的一部分。如在描述中使用，术语“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上”和“下”，以及其形容词和副词派生词(例如，“水平地”、“向右”，“向上”等)仅是指所示结构的方向，因为特定的附图面向读者。类似地，术语“向内”和“向外”通常视情况是指表面相对于其伸长轴线或旋转轴线的取向。