显示装置及电子设备

本公开属于显示技术领域，具体涉及一种显示装置及电子设备。

非接触手势交互技术在人机交互领域发挥了越来越重要的作用，目前有多种方法可以实现非接触交互，包括机器视觉、超声、毫米波等。基于毫米波的交互因不受环境光影响、保护隐私、交互范围广成为技术和市场热点。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种显示装置及电子设备。

第一方面，本公开实施例提供一种显示装置，其包括显示模组，以及集成在所述显示模组上的多个天线单元；其中，所述显示模组包括相对设置的第一基板和第二基板，以及设置在所述第一基板和所述第二基板的液晶层；所述天线单元包括相对设置的第一辐射部和第一参考电极；所述第一辐射部设置在所述显示模组的出光面侧；

所述第一基板包括第一衬底基板，以及设置在第一衬底基板靠近所述液晶层一侧的驱动层；所述驱动层复用为各所述天线单元的第一参考电极。

其中，所述第二基板包括第二衬底基板，以及设置在第二衬底基板靠近所述液晶层一侧的彩色滤光层；所述第一辐射部设置在所述第二衬底基板背离所述彩色滤光层的一侧。

其中，所述显示装置还包括位于所述入光面侧的第一偏光片和设置在出光面侧的第二偏光片；

所述第二偏光片包括沿背离所述液晶层方向一侧叠层设置的粘结层、第一支撑层、偏光层、第二支撑层、低反射层和保护层；所述第一辐射部设置在所述第一支撑和所述粘结层之间。

其中，所述天线单元还包括馈电结构，所述馈电结构与所述辐射部电连 接。

其中，所述馈电结构包括信号电极，以及设置信号电极延伸方向两侧的第二参考电极；所述信号电极通过第一馈线与所述第一辐射部连接。

其中，还包括柔性转接板和印刷电路板；所述馈电结构与所述柔性转接板绑定连接；所述柔性转接板还与所述印刷电路板绑定连接。

其中，多个所述天线单元包括第一子单元和第二子单元；各所述第一子单元的第一辐射部沿第一方向并排设置；各所述第二子单元的第一辐射部沿所述第二方向并排设置。

其中，在所述显示模组的出光面侧设置有第一辐射层；所述第一辐射部位于所述第一辐射层；

所述第一辐射层还包括设置在所述第一辐射部之间的冗余辐射部，且所述冗余辐射部与第一辐射部断开设置。

其中，所述第一辐射层包括导电网格结构；所述导电结构包括交叉设置的第一导电线和第二导电线；所述第一导电线和所述第二导电线均在所述第一辐射部和所述冗余辐射部的边界位置断开设置。

其中，所述第一导电线和所述第二导电线的线宽均为2-30μm；线厚度均为1-10μm。

其中，所述天线单元包括第一子单元和第二子单元；各所述第一子单元沿第一方向并排设置；各所述第二子单元沿第二方向并排设置；所述显示装置还包括射频信号生成单元、射频信号处理单元和数据处理单元；

所述射频信号生成单元，被配置为生成发射信号，并通过所述发射天线将一部分所述发射信号进行发送，将另一部分所述射频信号传输给所述发射信号处理单元；

所述射频信号处理单元，被配置为将所述射频信号生成单元传输的发射信号，以及所述接收天线接收到的回波信号处理；

所述数据处理单元，被配置为处理后的发射信号和回波信号，获取手势 信息。

其中，所述射频信号生成单元包括调制波产生器、功分器和功率放大器；

所述调制波产生器，被配置为生成调频连续波作为所述发射信号；

所述功分器，被配置为将所述调制波产生器生成的所述发射信号一分为二；

所述功率放大器，被配置为将所述功分器发送的发射信号进行放大后，并通过所述发送天线进行发送。

其中，所述射频信号处理单元包括：低噪声放大器，第一混频器、第二混频器、第一中频处理器、第二中频处理器、第一模数转换器和第二模数转换器；

所述低噪声放大器，被配置为将所述天线接收的回波信号进行放大；

所述第一混频器，被配置将所述功分器发送发射信号与放大后的回波信号进行混频，输出第一混频信号；

所述第二混频信号，被配置将所述功分器发送发射信号在90°移相后与放大后的回波信号进行混频，输出第二混频信号；

所述第一中频处理器，被配置为对所述第一混频信号进行处理得到第一中频信号；

所述第二中频处理器，被配置为对所述第二混频信号进行处理得到第二中频信号；

所述第一模数转换器，被配置为将所述第一中频信号转换成第一数字信号传输给所述数据处理单元；

所述第二模数转换器；被配置为将所述第二中频信号转换成第二数字信号传输给所述数据处理单元。

第二方面，本公开实施例提供一种电子设备，其包括上述任一所述的显示装置。

图1为一种示例性的液晶显示装置的示意图。

图2为另一种示例性的液晶显示装置的示意图。

图3为一种示例性的液晶显示装置中像素排布示意图。

图4为图1所示的液晶显示装置的局部截面图。

图5为一种该示例性的第一偏光片的示意图。

图6为本公开实施例的第一种显示装置的局部截面图。

图7为本公开实施例的显示装置中的第一辐射层的俯视图。

图8为本公开实施例的显示装置中的第一辐射层的馈电示意图。

图9为本公开实施例的显示装置中的导电网格结构的局部示意图。

图10为本公开实施例的第二种显示装置的局部截面图。

图11为图10的显示装置中的第二偏光片的示意图。

图12为本公开实施例的显示装置的部分结构示意图。

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1为一种示例性的液晶显示装置示意图；图2为另一种示例性的液晶 显示装置的示意图；图3为一种示例性的液晶显示装置中像素排布示意图；图4为图1所示的液晶显示装置的局部截面图。如图1-4所示，液晶显示装置其包括显示模组、位于显示模组入光面侧的背光模组6，位于显示模组入光面侧第一偏光片4，位于显示模组和背光模组6之间的第二偏光片5。显示模组划分多个像素单元，每个像素单元10包括多个亚像素100，在本公开实施例中以每个像素单元10中的亚像素100分别为红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B为例。其中，在第一方向X上并排设置的各像素单元10中的亚像素100的排布规律相同。例如：位于第一排的像素单元10中的亚像素100(从左至右)按照红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B的排布方式排列，位于第二排的像素单元10中的亚像素100(从左至右)按照绿色亚像素G、蓝色亚像素B和红色亚像素R的排布方式排列。继续参照图3，该像素结构中，在第二方向Y上并排设置的各亚像素100颜色相同，例如：在第二方向Y并排设置的亚像素100均为红色亚像素R。

需要说明的是，亚像素100的颜色的取决于该亚像素100中的滤光片的颜色，若亚像素100中的滤光片为红色，则该亚像素100称之为红色亚像素R，同理，亚像素100中的滤光片为绿色，则该亚像素100称之为绿色亚像素G，亚像素100中的滤光片为蓝色，则该亚像素100称之为蓝色亚像素B。

显示模组包括相对设置的第一基板和第二基板，设置在第一基板和第二基板之间的液晶层3，设置在第一基板背离液晶层3一侧的。第一基板和第二基板中的一者为阵列基板1，另一者为彩膜基板2。本公开实施例中以第一基板为阵列基板1，第二基板为彩膜基板2为例进行说明。阵列基板1包括第一衬底基板11，设置在第一衬底基板11上的驱动层12。其中，驱动层12包括设置在第一衬底基板11上的栅线GL、数据线DL，以及各亚像素的薄膜晶体管TFT、像素电极20和公共电极30。在一些示例中，位于同一行的亚像素中的薄膜晶体管TFT的栅极连接同一条数据线DL，位于同一列的亚像素中的薄膜晶体管TFT的源极连接同一条数据线DL，各薄膜晶体管TFT的漏极连接其所在亚像素内的像素电极20。彩膜基板2包括第二衬底基板21，以及设置在第二衬底基板21上的彩色滤光层50；彩色滤光层50 包括彩色滤光片和设置在彩色滤光片之间的黑矩阵BM，且彩色滤光片与亚像素一一对应设置。例如：红色亚像素内的彩色滤光片为红色，绿色亚像素内的彩色滤光片为绿色，蓝色亚像素内的彩色滤光片为蓝色。

对于第一偏光片4和第二偏光片5的膜层结构实际上可以是相同的。图5为一种示例性的第一偏光片4的示意图；如图5所示，第一偏光片4包括叠层设置的离型膜51、粘结层52、第一支撑层53、偏光层54、第二支撑层55、低反射层56和保护层57。在该种情况下，将第一偏光片4的离型膜51撕下，可以粘结层52与第一衬底基板11粘合。同理，当第二偏光片5采用与第一偏光片4同样的结构时，则同样可以将第二偏光片5的离型膜51撕下，可以粘结层52与第二衬底基板21粘合。

当前，非接触手势交互技术在人机交互领域发挥了越来越重要的作用，目前有多种方法可以实现非接触交互，包括机器视觉、超声、毫米波等。基于毫米波的交互因不受环境光影响、保护隐私、交互范围广成为技术和市场热点。在本公开实施例中提供一种集成有毫米波天线的显示装置。

第一方面，图6为本公开实施例的第一种显示装置的局部截面图；如图6所示，本公开实施例提供一种显示装置，其包括显示模组，以及集成在显示模组上的天线单元。显示模组至少包括相对设置的第一基板、第二基板和位于第一基板和第二基板之间的液晶层3。天线单元包括相对设置的第一辐射部201和第一参考电极；第一辐射部201设置在显示模组的出光面侧。其中，第一基板包括第一衬底基板11，以及设置在第一衬底基板11靠近液晶层3一侧的驱动层12；驱动层12复用为天线单元中的第一参考电极。

需要说明的是，如图1和2所示，在本公开实施例中第一基板为阵列基板1，第二基板为彩膜基板2。第二基板可以包括第二衬底基板21，以及设置在第二衬底基板21靠近彩膜滤光层。对于阵列基板1和彩膜基板2哪一者更靠近出光面侧都是可以的，以下将会对这两种情况分别进行说明。另外，应该理解的是，将天线单元中的第一辐射部201设置在显示模组的出光面侧，势必第一辐射部201为透光性较优的组件。

在本公开实施例中将天线单元集成在显示装置中，因此可以实现非接触式的人机交互，而且在本公开实施例中将阵列基板1中的驱动层12复用为各天线单元的第一参考电极，故可以降低产品厚度和成本。

以下结合具体示例对本公开实施例中的显示装置进行说明。

第一个示例：如图6所示，该显示装置的显示模组中的第一基板为阵列基板1，第二基板为彩膜基板2。阵列基板1和彩膜基板2相对设置，且彩膜基板2相对阵列基板1更靠近显示模组的出光面侧，也即背光模组6发出的光由阵列基板1侧射向彩膜基板2侧。其中，阵列基板1包括第一衬底基板11和设置在第一衬底基板11靠近液晶层3一侧的驱动层12。彩膜基板2包括第二衬底基板21和设置在第二衬底基板21靠近液晶层3一侧的彩色滤光层50；彩色滤光层50包括多种颜色的彩色滤光片和设置在相邻彩色滤光片之间的黑矩阵BM。例如：彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片等。天线单元中的第一辐射部201设置在第二衬底基板21背离彩色滤光层50的一侧。阵列基板1上的驱动层12复用为各天线单元中的第一参考电极。

在一些示例中，图7为本公开实施例的显示装置中的第一辐射层200的俯视图；图8为本公开实施例的显示装置中的第一辐射层200的馈电示意图；如图7和8所示，天线单元不仅包括第一辐射部201和第一参考电极，其还包括设置在第二衬底基板21上的馈电结构202，以及将第一辐射部201和馈电结构202电连接的第一馈线。其中，馈电结构202可以包括传输线，例如：馈电结构202可以为共面波导(CPW)传输线。具体的，馈电结构202包括信号电极202a和设置在信号电极202a延伸方向两侧的第二参考电极202b。信号电极202a通过第一馈线与第一辐射部201电连接。需要说明的是，本公开实施例中仅以馈电结构202为CPW传输线为例进行说明的，但应当理解的是，馈电结构202不仅限于此，故CPW传输线并不构成对本公开实施例中的馈电结构202的类型的限制。

进一步的，如图8所示，该示例的显示装置不仅包括上述结构，还包括柔性转接板300和印刷电路板400。柔性转接板300被配置为实现馈电结构 202和印刷电路板400之间的射频信号的传输。例如：馈电结构202与柔性转接板300之间绑定(bonding)连接，印刷电路板400与柔性转接板300之间同样采用绑定连接。其中，在馈电结构202与柔性线路板绑定连接，印刷电路板400与柔性转接板300绑定连接时，所采用的透明光学导电胶(ACF胶)中的导电金球的直径大于10μm，从而可以获得较低的信号损耗。

在一些示例中，如图7所示，天线单元包括第一子单元和第二子单元；其中，第一子单元和第二子单元中的一者为发射天线，另一者则为接收天线。在本公开实施例中以第一子单元为接收天线，第二子单元为发射天线为例进行说明。具体的，如图7所示，各接收天线中的第一辐射部201沿第一方向X排布，各发射天线中的第一辐射部201沿第二方向Y并排设置。也即，将发射天线的第一辐射部201和接收天线的第一辐射部201设置在不同的方向，故可以实现手势的精准识别。

在一些示例中，继续参照图7，该示例的显示装置还可以包括设置在第二衬底基板21背离彩色滤光层50一侧的第一辐射层200。第一辐射部201位于第一辐射层200，第一辐射层200还包括位于第一辐射部201之间的冗余辐射部，且冗余辐射部与第一辐射部201断开设置。当然，第一辐射层200还可以包括与第一辐射部201连接的第一馈线等结构。在本公开实施例中，之所以在第一辐射部201之间设置冗余辐射部是为了保证显示装置的光线透过率均一。

在一些示例中，图9为本公开实施例的显示装置中的导电网格结构的局部示意图；如图9所示，第一辐射层200包括导电网格结构。其中，导电结构包括交叉设置的第一导电线301和第二导电线302；第一导电线301和第二导电线302均在第一辐射部201和冗余辐射部的边界位置断开设置。例如：导电网格结构的第一导电线301和第二导电线302的延伸方向可以相互垂直，此时则形成正方向或者矩形镂空部。当然，导电网格结构的第一导电线301和第二导电线302的延伸方向可以非垂直设置，例如：第一导电线301和第二导电线302的延伸方向的夹角为63°，此时则形成菱形镂空部。

在一些示例中，导电网格结构的第一导电线301和第二导电线302的线 宽、线厚度和线间距优选均相同，当然也可以不相同。例如：继续参照图9，第一导电线301和第二导电线302的线宽W1均为1-30μm左右、线间距W2为50-250μm左右；线厚度为0.5-10μm左右。

在一些示例中，导电网格结构的材料包括金属，例如：铜、银、铝等金属材料。

另外，在本公开实施例中，显示装置不仅包括上述的阵列基板1和彩膜基板2，而且还包括位于第一衬底基板11背离驱动层12一侧的第一偏光片4，位于第一辐射层200背离第二衬底基板21一侧的第二偏光片5，以及位于第一偏光片4背离显示模组一侧的背光模组6等组件，在此不再一一列举。

针对上述示例显示装置，本公开实施例还提供该示例的显示装置的制备方法。该方法包括制备阵列基板1、彩膜基板2，在阵列基板1和彩膜基板2制备完成之后，将二者对盒，并在二者之间灌晶形成液晶盒。在形成液晶盒之后还可以包括对第一衬底基板11和第二衬底基板21进行减薄的步骤，以及在第二衬底基板21形成第一辐射层200，以完成在显示装置中集成多个天线单元的步骤。其中，对于阵列基板1、彩膜基板2的制备，以及将阵列基板1和彩膜基板2对盒和灌晶的步骤均可以采用现有工艺实现，以下仅对在减薄后的第二衬底基板21上形成第一辐射层200的步骤进行具体说明。

第一种在第二衬底基板21上形成第一辐射层200的方法包括如下步骤：

S11、在第二衬底基板21上沉积导电膜层。

步骤S11具体可以包括：采用常温Sputter工艺在第二衬底基板21上进行磁控溅射，形成导电膜层。由于单次Sputter沉膜的厚度约2μm，故采用Sputter沉膜形成导电膜层满足毫米波频段的趋肤深度要求。Sputter工艺所采用的金属靶材银靶、铜靶等高导电率材料。

S12、采用激光成型工艺，对导电膜层进行网格图案化，形成导电网格结构，也即形成第一辐射层200。

步骤S12具体可以采用LDS激光直接成型工艺，形成导电网格结构，激光精度可以保证第一辐射层200的有效区和冗余区的设计，也即形成第一 辐射部201和冗余辐射部。

第二种在第二衬底基板21上形成第一辐射层200的方法包括：通过3D打印工艺在第二衬底基板21上形成导电网格结构，以形成第一辐射层200。其中，3D打印的精度满足导电网格结构第一导电线301和第二导电线302的线宽和线厚要求。导电网格结构材料采用金属材料，例如铜、银、铝等高导电率材料。

第二种示例：图10为本公开实施例的第二种显示装置的局部截面图；如图10所示，该种示例中的显示装置与第一种示例中的显示装置的结构大致相同，区别仅在于，该显示装置中的天线模组的第一辐射部201集成在第二偏光片5中。具体的，在本公开实施例中，第一偏光片4和第二偏光片5均与图5中所示的第一偏光片4的结构相同，也即第一偏光片4和第二偏光片5均包括叠层设置的离型膜51、粘结层52、第一支撑层53、偏光层54、第二支撑层55、低反射层56和保护层57。在该种情况下，将第一偏光片4的离型膜51撕下，可以粘结层52与第一衬底基板11粘合。同理，当第二偏光片5采用与第一偏光片4同样的结构时，则同样可以将第二偏光片5的离型膜51撕下，可以粘结层52与第二衬底基板21粘合。图11为图10的显示装置中的第二偏光片5的示意图；如图11所示，在该种示例中，第一辐射部201设置在第二偏光片5的第一支撑和所述粘结层52之间。对于显示装置中的其他结构均可以采用第一种示例中相同的结构，故在此不再重复描述。

在该示例中还提供了一种显示装置的制备方法，该方法与第一种示例中的制备方法相同，区别仅在于形成第一辐射层200的步骤不同，以下仅对在第二偏光片5中形成第一辐射层200的步骤进行具体说明。

在第二偏光片5中形成第二辐射层的步骤包括：

S21、提供一玻璃基，采用包括但不限于旋涂工艺形成第一支撑层53。

S22、采用Sputter工艺在第一支撑层53上进行磁控溅射，形成导电膜层。

S23、对导电膜层进行构图工艺，形成包括导电网格结构的图形，也即形成第一辐射层200。

S24、将第一支撑层53在玻璃基上剥离。

S25、采用卷对卷工艺依次形成第二偏光片5的第二支撑层55、低反射层56和保护层57、粘结层52等。

以上仅给出两种示例性的显示装置中集成天线单元的示例，但应当理解这两种示例，并不构成对本公开实施例保护范围的限制。

在一些示例中，图12为本公开实施例的显示装置的部分结构示意图；如图12所示，本公开实施例中的显示装置不仅采用上述任一结构，当天线单元包括发射天线和接收天线时，该显示装置均还可以包括射频信号生成单元、射频信号处理单元和数据处理单元。射频信号生成单元被配置为生成发射信号，并通过发射天线将一部分所述发射信号进行发送，将另一部分射频信号传输给所述发射信号处理单元；射频信号处理单元被配置为将射频信号生成单元传输的发射信以及接收天线接收到的回波信号处理；数据处理单元被配置为处理后的发射信号和回波信号，获取手势信息。

参照图12，本公开实施例中的射频信号生成单元包括调制波产生器、功分器和功率放大器。射频信号处理单元包括：低噪声放大器，第一混频器、第二混频器、第一中频处理器、第二中频处理器、第一模数转换器和第二模数转换器。其中，调制波产生器被配置为生成调频连续波作为发射信号。例如：调制波产生器产生三角波、锯齿波、编码调制或者噪声调频等。功分器可以为一分二功分器，其被配置为将调制波产生器生成的发射信号一分为二，一部分传输给功率放大器，另一部分给第一混频器和相移90°后给第二混频器。功率放大器配置为将功分器发送的发射信号进行放大后，并通过发送天线进行发送。低噪声放大器被配置为将天线接收的回波信号进行放大。第一混频器被配置将功分器发送发射信号与放大后的回波信号进行混频，输出第一混频信号。第二混频信号被配置将功分器发送发射信号在90°移相后与放大后的回波信号进行混频，输出第二混频信号。第一中频处理器， 被配置为对第一混频信号进行处理得到第一中频信号。第二中频处理器，被配置为对第二混频信号进行处理得到第二中频信号。第一模数转换器，被配置为将第一中频信号转换成第一数字信号传输给数据处理单元。第二模数转换器；被配置为将第二中频信号转换成第二数字信号传输给数据处理单元。在本公开实施例中采用正交采样架构，即采用第一混频器和第二混频器产生IQ正交信号，并分别进行量化采样，可避免中频镜像噪声叠加的问题。

在一些示例中，数据处理单元包括第一处理和核和第二处理核，其中，第一处理核对第一模数转换器和第二数模转换单元输出的数据进行分析运算，生成反射物体信息。分析运算包括一维傅里叶变换(One-Dimensional Fast Fourier Transformation，简称1D FFT)、二维傅里叶变换(Two-Dimensional Fast Fourier Transformation，简称2D FFT)以及到达角度(Angle Of Arrival，简称AOA)计算中的至少一者；其中，通过一维傅里叶变换和二维傅里叶变换可相应得到距离信息和速度信息，通过到达角度计算可相应得到到达角度信息。第二处理核基于反射物体信息通过预先训练的手势识别网络识别手势动作，确定用户期望的控制指令。

在一些示例中，第一处理核还用于在进行到达角度计算之前基于峰值检索(Peak Search)算法和恒虚警率(Constant False-Alarm Rate，简称CFAR)算法判断出有效的回波信号。

第二处理核用于对雷达信号进行啁啾控制，预先训练并生成人体动作识别网络，以及根据反射物体信息通过人体动作识别网络识别人体动作，并确定对应的控制指令；其中，啁啾是指信号的瞬时频率随时间的变化而变化的特性，在一些实施例中，雷达信号为调频连续波信号，相应地，第二处理核用于对该调频连续波信号的啁啾参数进行配置；在一些实施例中，该人体动作识别网络可独立配置为手势识别网络，用于对手势动作进行精确识别；在一些实施例中，该人体动作识别网络为卷积神经网络，可基于Torch架构、Pytorch架构、VGG架构等，卷积神经网络参数少、判别速度快，判别准确率高，尤其适用于对图像进行识别，需要说明的是，上述识别网络可以采用卷积神经网络模型，也可以采用其他神经网络模型，其均适用于本申请的技 术方案，此处不再赘述。

在一些示例中，第一处理核可采用DSP处理核，第二处理核可采用ARM处理核。

第二方面，本公开实施例还提供一种电子设备，其包括上述的任一显示装置。在一些示例中，电子设备可以是包括显示功能的冰箱、洗衣机或抽油烟机等。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。