TWI902071B

TWI902071B - 天線裝置

Info

Publication number: TWI902071B
Application number: TW112145761A
Authority: TW
Inventors: 郭家瑋; 洪敬榔
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2023-11-27
Filing date: 2023-11-27
Publication date: 2025-10-21
Also published as: US20250174887A1; TW202522794A

Abstract

一種天線裝置，包括第一基板以及設置於第一基板之上的第一天線單元以及第二天線單元。第一天線單元包括第一電晶體、第一下天線電極以及第一上天線電極。第二天線單元包括第二電晶體、第二下天線電極以及第二上天線電極。第一電晶體的閘極、源極以及汲極分別對稱於第二電晶體的閘極、源極以及汲極。

Description

天線裝置

本發明是有關於一種天線裝置。

隨著第五代行動通訊技術(5G)的商業化，遠距醫療、VR直播、4K畫質直播、智慧家庭等應用都迎來了新的發展契機。5G技術以其高資料速率、低延遲、節能、降低成本、提高系統容量和支援大規模裝置連接等優勢，為各領域的業者提供了卓越的性能，並促使跨界合作，共同打造新一代的5G生態鏈。為了提高5G毫米波的覆蓋率，許多廠商致力於開發新的天線裝置。

本發明提供一種天線裝置，能改善電晶體陣列與其控制線路對天線訊號造成的干擾問題。

本發明的至少一實施例提供一種天線裝置，其包括第一基板以及設置於第一基板之上的第一天線單元以及第二天線單元。第一天線單元包括第一電晶體、第一下天線電極以及第一上天線電極。第一下天線電極電性連接至第一電晶體。第一上天線電極至少部分重疊於第一下天線電極。第二天線單元包括第二電晶體、第二下天線電極以及第二上天線電極。第一電晶體的閘極、源極以及汲極分別對稱於第二電晶體的閘極、源極以及汲極。第二下天線電極電性連接至第二電晶體。第二上天線電極至少部分重疊於第二下天線電極。

在一些實施例中，第一下天線電極對稱於第二下天線電極。

在一些實施例中，第一電晶體的閘極、源極以及汲極基於外部鏡像對稱軸而分別鏡像對稱於第二電晶體的閘極、源極以及汲極。

在一些實施例中，第一下天線電極基於外部鏡像對稱軸而鏡像對稱於第二下天線電極。

在一些實施例中，第一天線單元包括第三電晶體。第三電晶體的閘極、源極以及汲極基於內部鏡像對稱軸而分別鏡像對稱於第一電晶體的閘極、源極以及汲極。

在一些實施例中，第一下天線電極基於內部鏡像對稱軸而具有鏡像對稱的結構。

在一些實施例中，第二天線單元包括第四電晶體。第四電晶體的閘極、源極以及汲極基於外部鏡像對稱軸而分別鏡像對稱於第三電晶體的閘極、源極以及汲極。

在一些實施例中，第一電晶體的閘極、源極以及汲極基於外部旋轉對稱軸而與第二電晶體的閘極、源極以及汲極具有旋轉對稱的配置。

在一些實施例中，第一天線單元包括第三電晶體。第三電晶體的閘極、源極以及汲極基於內部旋轉對稱軸而與第一電晶體的閘極、源極以及汲極具有旋轉對稱的配置。

在一些實施例中，第一下天線電極基於內部旋轉對稱軸而具有旋轉對稱的結構。

在一些實施例中，第一電晶體的閘極與第二電晶體的閘極通過掃描線而彼此電性連接。

在一些實施例中，天線裝置更包括金屬網格結構，其連接第一上天線電極以及第二上天線電極。

在一些實施例中，天線裝置更包括阻擋層，其在第一基板的頂面的法線方向上重疊於第一電晶體。阻擋層、金屬網格結構以及第一上天線電極屬於相同膜層。

在一些實施例中，天線裝置更包括第二基板、第三基板、第四基板、第三天線單元以及間隔層。第一天線單元以及第二天線單元位於第一基板與第二基板之間。第三天線單元設置於第三基板與第四基板之間。第三天線單元包括第三電晶體、第三下天線電極以及第三上天線電極。第三下天線電極電性連接至第三電晶體。第三上天線電極至少部分重疊於第三下天線電極。第一電晶體的閘極、源極以及汲極分別重疊於第三電晶體的閘極、源極以及汲極。間隔層支撐第一基板與第三基板之間的距離，使第一基板與第三基板之間包括空氣間隙。

在一些實施例中，第一上天線電極與第二上天線電極各自包括十字型的環狀。第一天線單元更包括環繞第一上天線電極的第一共用電極。第二天線單元更包括環繞第二上天線電極的第二共用電極。第一共用電極與第二共用電極連成一體。

在一些實施例中，第一上天線電極與第二上天線電極各自包括十字型的環狀。第一天線單元更包括環繞第一上天線電極的第一共用電極。第二天線單元更包括環繞第二上天線電極的第二共用電極。第一共用電極與第二共用電極通過連接線而彼此電性連接。

在一些實施例中，第一下天線電極包括多個長條形結構或多個L形結構。

本發明的至少一實施例提供一種天線裝置，其包括第一基板、多條資料線、多條掃描線以及多個天線單元。資料線以及掃描線設置於第一基板之上。天線單元設置於第一基板之上。各天線單元包括第一電晶體、第二電晶體、第一下天線電極以及第一上天線電極。第一電晶體電性連接至資料線中對應的一者以及掃描線中對應的一者。第二電晶體電性連接至資料線中對應的另一者以及掃描線中對應的另一者。第一電晶體的閘極、源極以及汲極分別對稱於第二電晶體的閘極、源極以及汲極。第一下天線電極電性連接至第一電晶體以及第二電晶體。第一上天線電極至少部分重疊於第一下天線電極。

在一些實施例中，各天線單元更包括第三電晶體以及第四電晶體。第三電晶體電性連接至資料線中該對應的另一者以及掃描線中該對應的一者。第四電晶體電性連接至資料線中該對應的一者以及掃描線中該對應的另一者。第三電晶體的閘極、源極以及汲極是分別基於第四電晶體的閘極、源極以及汲極而對稱地設置。

在一些實施例中，第一電晶體與第二電晶體分別鏡像對稱於第三電晶體與第四電晶體。

1,2,3,4,5,6,7,8,9,9A,9B,9C,9D,9E,9F:天線裝置

10:天線模組

AL1:第一配向層

AL2:第二配向層

AUL:保護層

AUF:抗紫外光膜

BE:下天線電極

BE1:第一下天線電極

BE2:第二下天線電極

BE3:第三下天線電極

BE4:第四下天線電極

BL:緩衝層

BK:阻擋層

CE:共用電極

CE1:第一共用電極

CE2:第二共用電極

CE3:第三共用電極

CE4:第四共用電極

CH:半導體層

CL:訊號線

CL1:第一訊號線

CL2:第二訊號線

CL3:第三訊號線

CL4:第四訊號線

COF:薄膜覆晶封裝結構

CS:連接結構

CS1:第一連接結構

CS2:第二連接結構

CS3:第三連接結構

CS4:第四連接結構

Cst1:第一電容電極

Cst2:第二電容電極

Cst3:第三電容電極

Cst4:第四電容電極

Cst5:第五電容電極

Cst6:第六電容電極

Cst7:第七電容電極

Cst8:第八電容電極

Cst9:第九電容電極

Cst10:第十電容電極

Cst11:第十一電容電極

Cst12:第十二電容電極

Cst13:第十三電容電極

Cst14:第十四電容電極

Cst15:第十五電容電極

Cst16:第十六電容電極

D:汲極

D1:第一方向

D2:第二方向

DL:資料線

G:閘極

GL:間隔層

I1:第一介電層

I2:第二介電層

I3:第三介電層

IMSA1,IMSA2:內部鏡像對稱軸

IRSA:內部旋轉對稱軸

LC:液晶層

MM:金屬網格結構

S:源極

SB1:第一基板

SB2:第二基板

SL:掃描線

OMSA1,OMSA2:外部鏡像對稱軸

ORSA,ORSA1,ORSA2:外部旋轉對稱軸

T:電晶體

T1:第一電晶體

T2:第二電晶體

T3:第三電晶體

T4:第四電晶體

T5:第五電晶體

T6:第六電晶體

T7:第七電晶體

T8:第八電晶體

T9:第九電晶體

T10:第十電晶體

T11:第十一電晶體

T12:第十二電晶體

T13:第十三電晶體

T14:第十四電晶體

T15:第十五電晶體

T16:第十六電晶體

TE:上天線電極

TE1:第一上天線電極

TE2:第二上天線電極

TE3:第三上天線電極

TE4:第四上天線電極

U:天線單元

U1:第一天線單元

U2:第二天線單元

U3:第三天線單元

U4:第四天線單元

W:玻璃

WL:導線結構

圖1A與圖1B是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。

圖2是沿著圖1A與圖1B的線A-A’的剖面示意圖。

圖3是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。

圖4是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。

圖5是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。

圖6是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。

圖7A與圖7B是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。

圖8是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。

圖9是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的上視示意圖。

圖10是依照本發明的一實施例的一種天線裝置的剖面示意圖。

圖11至圖14是依照本發明的一些實施例的具有堆疊的天線模組的天線裝置的分解示意圖。

圖15至圖18是依照本發明的一些實施例的天線裝置的剖面示意圖。

圖19至圖20是依照本發明的一些實施例的具有堆疊的天線模組的天線裝置的分解示意圖。

在本文描述的實施例中，「對稱」包含「鏡像對稱」及「旋轉對稱」的意思。值得一提的是，本文中的「對稱」涵蓋了本發明技術領域具有通常知識者所能理解的製程公差所產生的偏移，所述偏移範圍因製程設備的精度而定，可能為數奈米或數微米。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的「第一元件」、「第一部件」、「第一區域」、「第一層」或「第一部分」可以被稱為「第二元件」、「第二部件」、「第二區域」、「第二層」或「第二部分」而不脫離本文的教導。

圖1A與圖1B是依照本發明的一實施例的一種天線裝置1的上視示意圖。圖2是沿著圖1A與圖1B的線A-A’的剖面示意圖。為了清楚起見，圖1A與圖1B僅繪示了天線裝置1的導電結構，並省略各導電結構之間的介電層。另外，圖1A繪示了形成於第一基板SB1上的構件，並省略繪示形成於第二基板SB2上的構件。

請參考圖1A至圖2，天線裝置1包括第一基板SB1以及第二基板SB2。多個天線單元設置於第一基板SB1以及第二基板SB2之間。在圖1A與圖1B中，以相鄰的四個天線單元(即第一天線單元U1至第四天線單元U4)為例進行說明。

第一基板SB1以及第二基板SB2各自包括玻璃、石英、有機聚合物或其他可適用的材料。第一天線單元U1至第四天線單元U4設置於第一基板SB之上，並位於第一基板SB1以及第二基板SB2之間。在本實施例中，第一天線單元U1至第四天線單元U4各自包括相似的結構。

在本實施例中，第一天線單元U1包括第一電晶體T1至第四電晶體T4、第一電容電極Cst1至第四電容電極Cst4、第一訊號線CL1、第一下天線電極BE1、第一上天線電極TE1、第一共用電極CE1以及第一連接結構CS1。

在本實施例中，第二天線單元U2包括第五電晶體T5至第八電晶體T8、第五電容電極Cst5至第八電容電極Cst8、第二訊號線CL2、第二下天線電極BE2、第二上天線電極TE2、第二共用電極CE2以及第二連接結構CS2。

在本實施例中，第三天線單元U3包括第九電晶體T9至第十二電晶體T12、第九電容電極Cst9至第十二電容電極Cst12、第三訊號線CL3、第三下天線電極BE3、第三上天線電極TE3、第三共用電極CE3以及第三連接結構CS3。

在本實施例中，第四天線單元U4包括第十三電晶體T13至第十六電晶體T16、第十三電容電極Cst13至第十六電容電極Cst16、第四訊號線CL4、第四下天線電極BE4、第四上天線電極TE4、第四共用電極CE4以及第四連接結構CS4。

第一電晶體T1至第十六電晶體T16各自包括閘極G、半導體層CH、源極S以及汲極D。

閘極G、多條掃描線SL以及第一電容電極Cst1至第十六電容電極Cst16形成於第一基板SB1之上，且屬於相同導電層，例如為第一金屬層。在一些實施例中，第一金屬層的材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅、鎳或上述金屬的合金或上述金屬的堆疊層。在一些實施例中，第一金屬層的包括鈦、鋁以及鈦的堆疊層。

閘極G電性連接至對應的掃描線SL。在本實施例中，第一、第二、第五以及第六電晶體T1,T2,T5,T6的閘極G電性連接至同一條掃描線SL；第三、第四、第七以及第八電晶體T3,T4,T7,T8的閘極G電性連接至另外同一條掃描線SL；第九、第十、第十三以及第十四電晶體T9,T10,T13,T14的閘極G電性連接至又另外同一條掃描線SL；第十一、第十二、第十五以及第十六電晶體T11,T12,T15,T16的閘極G電性連接至再另外同一條掃描線SL。掃描線SL沿著第一方向D1延伸。

第一電容電極Cst1至第十六電容電極Cst16分離於掃描線SL。在一些實施例中，在第一方向上相鄰的天線單元的電容電極透過共用訊號線(未繪出)而彼此連接。在一些實施例中，共用訊號線與電容電極連成一體，且皆屬於第一金屬層。在一些實施例中，電容電極的形狀包括長條形、方形、圓形、橢圓形、三角形或其他幾何形狀。

第一介電層I1形成於第一金屬層上。在一些實施例中，第一介電層I1的材料包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯、有機絕緣材料或其他合適的材料。

半導體層CH形成於第一介電層I1上，並重疊於對應的閘極G。在一些實施例中，半導體層CH為單層或多層結構，其包含非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽、有機半導體材料、氧化物半導體材料(例如：銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物或是其他合適的材料、或上述材料之組合)或其他合適的材料或上述材料之組合。

源極S、汲極D以及多條資料線DL形成於第一介電層I1上，且屬於相同導電層，例如第二金屬層。在一些實施例中，第二金屬層的材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅、鎳或上述金屬的合金或上述金屬的堆疊層。在一些實施例中，第二金屬層的包括鈦、鋁以及鈦的堆疊層。

源極S以及汲極D分別連接至對應的半導體層CH。需注意的是，電晶體中的源極S以及汲極D可視電流方向的改變而對調。在本實施例中，源極S電性連接至對應的資料線DL。第一電晶體T1至第十六電晶體T16的汲極D分別重疊於第一電容電極Cst1至第十六電容電極Cst16。在本實施例中，第一、第四、第十三以及第十六電晶體T1,T4,T13,T16電性連接至同一條資料線DL；第二、第三、第十四以及第十五電晶體T2,T3,T14,T15電性連接至另外同一條資料線DL；第五、第八、第九以及第十二電晶體T5,T8,T9,T12電性連接至又另外同一條資料線DL；第六、第七、第十以及第十一電晶體T6,T7,T10,T11電性連接至再另外同一條資料線DL。資料線DL沿著第二方向D2延伸。第一方向D1不平行於第二方向D2。舉例來說，第一方向D1垂直於第二方向D2。

第二介電層I2形成於第二金屬層上。在一些實施例中，第二介電層I2的材料包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯、有機絕緣材料或其他合適的材料。

第一訊號線CL1至第四訊號線CL4形成於第二介電層I2上，並通過第二介電層I2中的通孔而電性連接至對應的電晶體。在本實施例中，第一訊號線CL1電性連接至第一電晶體T1至第四電晶體T4；第二訊號線CL2電性連接至第五電晶體T5至第八電晶體T8；第三訊號線CL3電性連接至第九電晶體T9至第十二電晶體T12；第四訊號線CL4電性連接至第十三電晶體T13至第十六電晶體T16。在一些實施例中，第一訊號線CL1至第四訊號線CL4的材料包括金屬氧化物導電材料(例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、摻氟之氧化銦)、金屬氮化物導電材料(例如氮化鈦或氮化鉬)或上述材料之組合或其他合適的材料。第一訊號線CL1至第四訊號線CL4的材料的阻抗高於第二金屬層的材料的阻抗。

第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4形成於第二介電層I2上。第一下天線電極BE1通過第一訊號線CL1而電性連接至第一電晶體T1至第四電晶體T4；第二下天線電極BE2通過第二訊號線CL2而電性連接至第五電晶體T5至第八電晶體T8；第三下天線電極BE3通過第三訊號線CL3而電性連接至第九電晶體T9至第十二電晶體T12；第四下天線電極BE4通過第四訊號線CL4而電性連接至第十三電晶體T13至第十六電晶體T16。

第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4包括單層結構或多層結構。在一些實施例中，第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4的材料包括鋁、銅、鉬、鈦或其他合適的材料或上述材料的組合。

第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4各自包括多個分離的島狀結構。在本實施例中，每個島狀結構為長條形結構。在其他實施例中，每個島狀結構為L形結構(請參考圖7A與圖7B)或具有其他幾何形狀。

在一些實施例中，第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4的需要具有較高的厚度，以滿足肌膚效應(Skin effect)需要的肌膚深度(Skin depth)，藉此使第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4可以發送足夠強的無線訊號，並達到較強耦合天線強度。在一些實施例中，第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4的厚度大於第一訊號線CL1至第四訊號線CL4的厚度。在一些實施例中，第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4的厚度為0.6微米至3微米。

透過阻抗較高的訊號線來連接下天線電極與電晶體，可以減少高頻訊號在訊號線上產生洩漏波，避免天線輻射強度降低。在一些實施例中，電晶體的低頻操作訊號可以用來控制液晶層LC中的液晶分子，而高頻訊號則為天線訊號。舉例來說，透過低頻操作訊號改變施加於液晶層LC上之電壓(或電場)後，可以改變天線單元的輻射強度、輻射相位延遲、輻射行進方向及輻射波束形狀等。液晶層LC例如為可在高頻範圍工作之低損耗液晶層。

第三介電層I3形成於第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4上。在一些實施例中，第三介電層I3的材料包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧化鉿、氧化鋯、有機絕緣材料或其他合適的材料。第一配向層AL1形成於第三介電層I3上方。

在一些實施例中，緩衝層BL形成於第二基板SB2上，但本發明不以此為限。在其他實施例中，可以省略緩衝層BL。

第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4、第一共用電極CE1至第四共用電極CE4以及第一連接結構CS1至第四連接結構CS4形成於第二基板SB2或緩衝層BL上。在一些實施例中，第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4以及第一共用電極CE1至第四共用電極CE4屬於相同導電層，例如共用電極層。在一些實施例中，共用電極層的材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅、鎳或上述金屬的合金或上述金屬的堆疊層。

第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4各自為環狀。舉例來說，第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4各自包括十字型的環狀。

在第二基板SB2的頂面的法線方向上，第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4分別至少部分重疊於第一下天線電極 BE1至第四下天線電極BE4。

第一共用電極CE1至第四共用電極CE4分別環繞第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4。舉例來說，第一共用電極CE1至第四共用電極CE4各自具有一個開口，而第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4分別位於第一共用電極CE1的開口至第四共用電極CE4的開口中。

第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4分別透過第一連接結構CS1至第四連接結構CS4而電性連接至第一共用電極CE1至第四共用電極CE4。在一些實施例中，第一連接結構CS1至第四連接結構CS4的厚度小於或等於第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4以及第一共用電極CE1至第四共用電極CE4的厚度。在一些實施例中，第一連接結構CS1至第四連接結構CS4的材料相同於或不同於第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4以及第一共用電極CE1至第四共用電極CE4的材料。

在本實施例中，第一共用電極CE1至第四共用電極CE4彼此連成一體，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一共用電極CE1至第四共用電極CE4彼此分離，並透過其他導電結構而電性連接在一起。

保護層AUL形成於第二基板SB2或緩衝層BL上。保護層AUL例如用於將波長為400nm以下的紫外光轉化為可見光或紅外光。在一些實施例中，保護層AUL的材料包括螢光材料、量子點材料或其他合適的材料。在一些實施例中，保護層AUL包括濾光材料，且對波長為420nm以下的紫外光的穿透率小於50%，對波長為400nm以下的紫外光的穿透率小於1%。在一些實施例中，保護層AUL例如為紅色濾光元件或綠色濾光元件。

在一些實施例中，保護層AUL可由多層高折射率介電層與多層低折射率介電層交替堆疊而構成，並藉由布拉格反射來反射紫外光。在一些實施例中，保護層AUL中的介電層的材料例如包括SiO₂(折射率=1.5)、SiNx(折射率=1.9)、AlN(折射率=2)、Al₂O₃(折射率=1.6)、TiO₂(折射率=3)或其他合適的材料。

在本實施例中，保護層AUL整面地形成於緩衝層BL上，且保護層AUL在第二基板SB2的頂面的法線方向上重疊於第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4、第一共用電極CE1至第四共用電極CE4以及第一連接結構CS1至第四連接結構CS4。在其他實施例中，可對保護層AUL執行圖案化製程，使保護層AUL不重疊於第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4以及第一共用電極CE1至第四共用電極CE4。或者，保護層AUL只形成於共用電極層的間隙中。

在本實施例中，第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4、第一共用電極CE1至第四共用電極CE4以及第一連接結構CS1至第四連接結構CS4位於保護層AUL與第二基板SB2之間，但本發明不以為限。在其他實施例中，先形成保護層AUL於第二基板SB2或緩衝層BL上，接著才形成第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4、第一共用電極CE1至第四共用電極CE4以及第一連接結構CS1至第四連接結構CS4於保護層AUL上。在一些實施例中，當保護層AUL沒有覆蓋第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4、第一共用電極CE1至第四共用電極CE4以及第一連接結構CS1至第四連接結構CS4時，可選地於第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4、第一共用電極CE1至第四共用電極CE4以及第一連接結構CS1至第四連接結構CS4上形成其他保護層，以使其能與液晶層LC充分隔離。

第二配向層AL2形成於保護層AUL上。液晶層LC位於第一配向層AL1與第二配向層AL2之間。

一般而言，電晶體與其控制線路中的金屬部分(例如第一金屬層以及第二金屬層)的形狀與位置會對饋入天線的訊號(例如電磁波)造成的干擾，尤其對該訊號的極化造成影響。在本實施例中，為了減少電晶體陣列與其控制線路對天線訊號造成的負面影響，利用各種對稱特性來設計天線單元中的電晶體與其控制線路。

在本實施例中，天線裝置1的每個天線單元(包括第一天線單元U1至第四天線單元U4)的電晶體具有一個180度的內部旋轉對稱軸IRSA以及兩個內部鏡像對稱軸IMSA1,IMSA2。以下採用第一天線單元U1為例說明各天線單元內的電晶體的對稱關係。

第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D以及第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D基於內部鏡像對稱軸IMSA1而分別對稱於第四電晶體T4的閘極G、源極S以及汲極D以及第三電晶體T3的閘極G、源極S以及汲極D。第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D以及第四電晶體T4的閘極G、源極S以及汲極D基於內部鏡像對稱軸IMSA2而分別對稱於第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D以及第三電晶體T3的閘極G、源極S以及汲極D。

在一些實施例中，第一電容電極Cst1以及第二電容電極Cst2基於內部鏡像對稱軸IMSA1而分別對稱於第四電容電極Cst4以及第三電容電極Cst3。第一電容電極Cst1以及第四電容電極Cst4基於內部鏡像對稱軸IMSA2而分別對稱於第二電容電極Cst2以及第三電容電極Cst3。

第一電晶體T1至第四電晶體T4的閘極G、源極S以及汲極D基於內部旋轉對稱軸IRSA而具有旋轉對稱的配置。具體地說，第一電晶體T1至第四電晶體T4具有180度的旋轉對稱的配置。以內部旋轉對稱軸IRSA為基準旋轉第一天線單元U1 180度，第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D分別重疊於原本第三電晶體T3的閘極G、源極S以及汲極D的位置，且第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D分別重疊於原本第四電晶體T4的閘極G、源極S以及汲極D的位置。

類似地，第一電容電極Cst1至第四電容電極Cst4基於內部旋轉對稱軸IRSA而具有180度的旋轉對稱的配置。

在一些實施例中，第一下天線電極BE1以及第一上天線電極TE1基於內部鏡像對稱軸IMSA1,IMSA2而具有鏡像對稱的結構。在一些實施例中，第一下天線電極BE1以及第一上天線電極TE1基於內部旋轉對稱軸IRSA而具有90度的旋轉對稱的結構。

在本實施例中，天線裝置1的相鄰的天線單元的電晶體也具有旋轉對稱以及鏡像對稱的關係。以下採用第一天線單元U1為例說明相鄰的天線單元的電晶體的對稱關係。

外部鏡像對稱軸OMSA1位於第一天線單元U1與第四天線單元U4之間。第一天線單元U1的電晶體的閘極G、源極S以及汲極D基於外部鏡像對稱軸OMSA1而分別鏡像對稱於第四天線單元U4的電晶體的閘極G、源極S以及汲極D。舉例來說，第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D基於外部鏡像對稱軸OMSA1而分別鏡像對稱於第十六電晶體T16的閘極G、源極S以及汲極D。第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D基於外部鏡像對稱軸OMSA1而分別鏡像對稱於第十五電晶體T15的閘極G、源極S以及汲極D。

類似地，第一電容電極Cst1至第四電容電極Cst4基於外部鏡像對稱軸OMSA1而分別鏡像對稱於第十六電容電極Cst16、第十五電容電極Cst15、第十四電容電極Cst14以及第十三電容電極Cst13。

外部鏡像對稱軸OMSA2位於第一天線單元U1與第二天線單元U2之間。第一天線單元U1的電晶體的閘極G、源極S以及汲極D基於外部鏡像對稱軸OMSA2而分別鏡像對稱於第二天線單元U2的電晶體的閘極G、源極S以及汲極D。舉例來說，第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D基於外部鏡像對稱軸OMSA2而分別鏡像對稱於第六電晶體T6的閘極G、源極S以及汲極D。第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D基於外部鏡像對稱軸OMSA2而分別鏡像對稱於第五電晶體T5的閘極G、源極S以及汲極D。

類似地，第一電容電極Cst1至第四電容電極Cst4基於外部鏡像對稱軸OMSA2而分別鏡像對稱於第六電容電極Cst6、第五電容電極Cst5、第八電容電極Cst8以及第七電容電極Cst7。

第一下天線電極BE1以及第一上天線電極TE1基於外部鏡像對稱軸OMSA1而分別鏡像對稱於第四下天線電極BE4以及第四上天線電極TE4。第一下天線電極BE1以及第一上天線電極TE1基於外部鏡像對稱軸OMSA2而分別鏡像對稱於第二下天線電極BE2以及第二上天線電極TE2。

第一天線單元U1的電晶體的閘極G、源極S以及汲極D基於外部旋轉對稱軸ORSA1而與第二天線單元U2的電晶體的閘極G、源極S以及汲極D具有旋轉對稱的配置。舉例來說，第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D基於外部旋轉對稱軸ORSA1而與第七電晶體T7的閘極G、源極S以及汲極D具有180度的旋轉對稱的配置。以外部旋轉對稱軸ORSA1為基準旋轉第一天線單元U1以及第二天線單元U2 180度，第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D分別重疊於原本第七電晶體T7的閘極G、源極S以及汲極D的位置，且第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D分別重疊於原本第八電晶體T8的閘極G、源極S以及汲極D的位置。

類似地，第一電容電極Cst1至第四電容電極Cst4基於外部旋轉對稱軸ORSA1而分別與第七電容電極Cst7、第八電容電極Cst8、第五電容電極Cst5以及第六電容電極Cst6具有180度的旋轉對稱的配置。

第一天線單元U1的電晶體的閘極G、源極S以及汲極D基於外部旋轉對稱軸ORSA2而與第三天線單元U3的電晶體的閘極G、源極S以及汲極D具有旋轉對稱的配置。舉例來說，第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D基於外部旋轉對稱軸ORSA2而與第十一電晶體T11的閘極G、源極S以及汲極D具有180度的旋轉對稱的配置。以外部旋轉對稱軸ORSA2為基準旋轉第一天線單元U1以及第三天線單元U3 180度，第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D分別重疊於原本第十一電晶體T11的閘極G、源極S以及汲極D的位置，且第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D分別重疊於原本第十二電晶體T12的閘極G、源極S以及汲極D的位置。

類似地，第一電容電極Cst1至第四電容電極Cst4基於外部旋轉對稱軸ORSA2而分別與第十一電容電極Cst11、第十二電容電極Cst12、第九電容電極Cst9以及第十電容電極Cst10具有180度的旋轉對稱的配置。

在一些實施例中，內部鏡像對稱軸IMSA1以及外部鏡像對稱軸OMSA1平行於第一方向D1，且內部鏡像對稱軸IMSA2以及外部鏡像對稱軸OMSA2平行於第二方向D2。

基於上述，透過使天線單元中的電晶體陣列與其控制線路具有對稱的設置方式，可以避免穿透過天線單元的電磁波訊號因為不對稱之電晶體陣列與其控制線路而對不同極化方向的電磁波訊號產生不同的影響。

另外，值得一題的是，在本實施例中，每個天線單元中具有四個電晶體，且每個電晶體都電性連接至對應的下天線電極，但本發明不以此為限。在其他實施例中，天線單元中的一或多個電晶體可以為虛設的電晶體，這些虛設電晶體僅用於提升結構的對稱性，且不實質上用來提供訊號的傳遞。舉例來說，第一天線單元U1中的第一電晶體T1可用於對第一下天線電極BE1提供訊號，而第二電晶體T2至第四電晶體T4為用於對第一下天線電極BE1提供訊號的電晶體或為虛設的電晶體。

圖3是依照本發明的一實施例的一種天線裝置2的上視示意圖。在此必須說明的是，圖3的實施例沿用圖1A至圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖3，在天線裝置2中，每個天線單元(包括第一天線單元U1至第四天線單元U4)中具有兩個電晶體以及兩個電容電極。第一電晶體T1至第八電晶體T8以及第一電容電極Cst1至第八電容電極Cst8分布於第一天線單元U1至第四天線單元U4中。

在本實施例中，天線裝置3的每個天線單元(包括第一天線單元U1至第四天線單元U4)的電晶體具有一個180度的內部旋轉對稱軸IRSA。以下採用第一天線單元U1為例說明各天線單元內的電晶體的對稱關係。

第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D與第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D基於內部旋轉對稱軸IRSA而具有旋轉對稱的配置。具體地說，第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D與第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D具有180度的旋轉對稱的配置。

類似地，第一電容電極Cst1與第二電容電極Cst2基於內部旋轉對稱軸IRSA而具有180度的旋轉對稱的配置。

第一天線單元U1的第一電晶體T1以及第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D基於外部旋轉對稱軸ORSA1而分別與第二天線單元U2的第四電晶體T4以及第三電晶體T3的閘極G、源極S以及汲極D具有180度的旋轉對稱的配置。類似地，第一天線單元U1的第一電容電極Cst1與第二電容電極Cst2基於外部旋轉對稱軸ORSA1而分別與第二天線單元U2的第四電容電極Cst4與第三電容電極Cst3具有180度的旋轉對稱的配置。

第一天線單元U1的第一電晶體T1以及第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D基於外部旋轉對稱軸ORSA2而分別與第三天線單元U3的第六電晶體T6以及第五電晶體T5的閘極G、源極S以及汲極D具有180度的旋轉對稱的配置。類似地，第一天線單元U1的第一電容電極Cst1與第二電容電極Cst2基於外部旋轉對稱軸ORSA2而分別與第三天線單元U3的第六電容電極Cst6與第五電容電極Cst5具有180度的旋轉對稱的配置。

圖4是依照本發明的一實施例的一種天線裝置3的上視示意圖。在此必須說明的是，圖4的實施例沿用圖1A至圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖4，在天線裝置3中，每個天線單元(包括第一天線單元U1至第四天線單元U4)中具有一個電晶體以及一個電容電極。第一電晶體T1至第四電晶體T4分別設置於第一天線單元U1至第四天線單元U4中，且第一電容電極Cst1至第四電容電極Cst4分別設置於第一天線單元U1至第四天線單元U4中。

第一天線單元U1的第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D基於外部鏡像對稱軸OMSA1而分別鏡像對稱於第四天線單元U4的第四電晶體T4的閘極G、源極S以及汲極D。類似地，第一電容電極Cst1基於外部鏡像對稱軸OMSA1而鏡像對稱於第四電容電極Cst4。

第一天線單元U1的第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D基於外部鏡像對稱軸OMSA2而分別鏡像對稱於第二天線單元U2的第二電晶體T2的閘極G、源極S以及汲極D。類似地，第一電容電極Cst1基於外部鏡像對稱軸OMSA2而鏡像對稱於第二電容電極Cst2。

在本實施例中，第一天線單元U1的第一電晶體T1的閘極G、源極S以及汲極D基於外部旋轉對稱軸ORSA而與第三天線單元U3的第三電晶體T3的閘極G、源極S以及汲極D具有180度的旋轉對稱的配置。類似地，第一天線單元U1的第一電容電極Cst1基於外部旋轉對稱軸ORSA而與第三天線單元U3的第三電容電極Cst3具有180度的旋轉對稱的配置。

圖5是依照本發明的一實施例的一種天線裝置4的上視示意圖。在此必須說明的是，圖5的實施例沿用圖4的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

圖5的天線裝置4類似於圖4的天線裝置3，差異在於：在天線裝置3中，資料線DL以及掃描線SL集中在第一天線單元U1至第四天線單元U4的交界位置；然而，在天線裝置4中，資料線DL以及掃描線SL設置於第一天線單元U1至第四天線單元U4的外圍。

圖6是依照本發明的一實施例的一種天線裝置5的上視示意圖。此必須說明的是，圖6的實施例沿用圖5的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。為了清楚起見，圖6僅繪示了第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4、第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4、第一連接結構CS1至第四連接結構CS4、第一共用電極CE1至第四共用電極CE4以及多個導線結構WL，並省略其他結構。

請參考圖6，在本實施例中，第一共用電極CE1至第四共用電極CE4彼此之間透過導線結構WL而電性連接。在一些實施例中，導線結構WL與第一連接結構CS1至第四連接結構CS4屬於相同導電層，且具有相同的厚度與相同的材料。

圖7A與圖7B是依照本發明的一實施例的一種天線裝置6的上視示意圖。為了清楚起見，圖7A與圖7B僅繪示了天線裝置6的導電結構，並省略各導電結構之間的介電層。另外，圖 7A繪示了形成於第一基板上的構件，並省略繪示形成於第二基板上的構件。在此必須說明的是，圖7A與圖7B的實施例沿用圖5的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖7A與圖7B，在本實施例中，第一下天線電極BE1至第四下天線電極BE4各自包括互相分離的多個L形結構。

圖8是依照本發明的一實施例的一種天線裝置7的上視示意圖。此必須說明的是，圖8的實施例沿用圖5的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖8，在本實施例中，第一共用電極CE1至第四共用電極CE4透過金屬網格結構MM而彼此電性連接。金屬網格結構MM電性連接第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4。金屬網格結構MM例如形成於第二基板(請參考圖2的第二基板SB2)上。

在本實施例中，天線裝置7還包括多個阻擋層BK。阻擋層BK在第一基板(請參考圖2的第一基板SB1)的頂面的法線方向上重疊於第一電晶體T1至第四電晶體T4。在一些實施例中，阻擋層BK、第一共用電極CE1至第四共用電極CE4以及第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4屬於相同膜層。

在本實施例中，通過金屬網格結構MM的設置可以提升天線裝置7的可見光穿透率。同時，利用阻擋層BK遮蔽第一電晶體T1至第四電晶體T4以避免光漏電流的產生。在一些實施例中，還可以於天線裝置7外(例如圖2的第二基板SB2的外側)額外設置圓偏振器，藉此降低環境反射光的影響。

圖9是依照本發明的一實施例的一種天線裝置8的上視示意圖。此必須說明的是，圖9的實施例沿用圖8的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖9，在本實施例中，用於遮蔽第一電晶體T1至第四電晶體T4的阻擋層BK連成一體，藉此降低電阻值。

在一些實施例中，阻擋層BK電性連接至訊號源，前述訊號源用於為第一上天線電極TE1至第四上天線電極TE4提供共用電壓訊號。另外，在一些實施例中，為了使提供至天線裝置8的共用電壓訊號能分布的更均勻，可以提供多個訊號源，並使其連接至阻擋層BK的不同區域。在一些實施例中，前述不同區域可以彼此電性獨立，並且可以利用不同的訊號源而分別操作。

圖10是依照本發明的一實施例的一種天線裝置9的剖面示意圖。此必須說明的是，圖10的實施例沿用圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖10，在本實施例中，天線裝置9包括堆疊在一起的兩個天線模組10。每個天線模組10中包含第一基板SB1、第二基板SB2以及位於第一基板SB1與第二基板SB2之間的多個天線單元U。每個天線單元U本身可以包括一個或多個電晶體T以及一個或多個電容電極Cst，如圖1A至圖9的任一個實施例中的第一天線單元U1至第四天線單元U4所示。一個天線單元U內的電晶體T以及電容電極Cst的對稱關係以及相鄰的天線單元U的電晶體T以及電容電極Cst的對稱關係可以參考圖1A至圖9的實施例，於此不再贅述。

電晶體T通過訊號線CL而電性連接至下天線電極BE。下天線電極BE至少部分重疊於上天線電極TE。共用電極CE環繞上天線電極TE，且通過連接結構CS而電性連接至上天線電極TE。

將兩個天線模組10以背對背的方式堆疊在一起。在圖10中，位於上面的天線模組10的電晶體T的閘極G、源極S以及汲極D分別重疊於位於下面的天線模組10的電晶體T的閘極G、源極S以及汲極D。位於上面的天線模組10的下天線電極BE以及上天線電極TE分別重疊於位於下面的天線模組10的下天線電極BE以及上天線電極TE。

圖11是依照本發明的一實施例的一種天線裝置9A的分解示意圖。天線裝置9A中的兩個天線模組10結合在一起的剖視圖如圖10所示。請先參考圖11，將兩個相同的天線模組10結合在一起，左邊的天線模組10沿著旋轉軸RA旋轉180度則與右邊的天線模組10相同，反之亦然。在圖11的實施例中，天線模組10內的天線單元U具有鏡像對稱的設計，如圖1A、圖4至圖9的實施例所示，因此，將天線模組10沿著旋轉軸RA旋轉180度並重疊於另一個天線模組10時，兩個天線模組10的天線單元U可以彼此對應並重疊在一起。更具體地說，一個天線模組10的天線單元U中的電晶體T的閘極G、源極S以及汲極D與電容電極Cst會分別重疊於另一個天線模組10的天線單元U中的電晶體T的閘極G、源極S以及汲極D與電容電極Cst。通過這樣的設計，可以減少天線訊號的衰減。

在一些實施例中，每個天線模組10上設置有至少一個薄膜覆晶封裝結構COF。在其他實施例中，玻璃覆晶封裝結構(Chip on Glass，COG)及/或柔性印刷電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)與天線模組10連接。

另外，根據天線模組10中之天線單元U的對稱結構的設計(例如對稱軸的方向)以及天線單元U的排列方式，使一個天線模組10沿著不同方向的旋轉軸RA旋轉180度並重疊於另一個天線模組10，如圖12的天線裝置9B、圖13的天線裝置9C以及圖14的天線裝置9D所示。此外，在一些實施例中，單一個天線模組10內可以包括不同尺寸的天線單元U，且重疊在一起的兩個天線單元U具有相同的尺寸，如圖14所示。

另外，在其他實施例中，可以將兩個或更多個的天線模組10堆疊在一起，進而提升天線裝置整體的相位調變量。

圖15至圖18是依照本發明的一些實施例的天線裝置的剖面示意圖。圖15至圖18所揭露的結構例如可以作為窗戶使用。請參考圖15，將天線裝置1與玻璃W以及抗紫外光膜AUF整合在一起。在圖15的實施例中，天線裝置1以及抗紫外光膜AUF分別設置於玻璃W的兩側。在一些實施例中，抗紫外光膜AUF對波長為420nm以下的紫外光的穿透率小於50%，且對波長為400nm以下的紫外光的穿透率小於1%。

請參考圖16，兩個抗紫外光膜AUF貼在天線裝置1的兩側，並將天線裝置1以及兩個抗紫外光膜AUF一起設置於玻璃W上。

在圖15與圖16中，天線裝置1的結構可以參考圖1A至圖2。在其他實施例中，也可以將圖3至圖9所揭露的其他類型的天線裝置與抗紫外光膜AUF以及玻璃W利用圖15與圖16揭露的方式整合在一起。

請參考圖17，在本實施例中，天線裝置9E包括重疊在一起的兩個天線模組10。天線裝置9E中之天線模組10的堆疊方式類似於圖10的天線裝置9中之天線模組10的堆疊方式，相關敘述請參考圖10的實施例，於此不再贅述。在本實施例中，玻璃W設置於兩個天線模組10之間。兩個抗紫外光膜AUF分別貼在兩個天線模組10的外側。

請參考圖18，在本實施例中，天線裝置9F包括重疊在一起的兩個天線模組10。天線裝置9F中之天線模組10的堆疊方式類似於圖10的天線裝置9中之天線模組10的堆疊方式，相關敘述請參考圖10的實施例，於此不再贅述。在本實施例中，間隔層GL設置於兩個天線模組10之間，並用於支撐一個天線模組10的第一基板(請參考圖10)以及另一個天線模組10的第一基板(請參考圖10)之間的距離。兩個抗紫外光膜AUF分別貼在兩個天線模組10的外側。在一些實施例中，間隔層GL為環型，藉此使一個天線模組10的第一基板(請參考圖10)以及另一個天線模組10的第一基板(請參考圖10)之間包括空氣間隙，如圖19所示。在一些實施例中，間隔層GL包括多個島狀的凸塊結構，藉此使一個天線模組10的第一基板(請參考圖10)以及另一個天線模組10的第一基板(請參考圖10)之間包括空氣間隙，如圖20所示。

綜上所述，透過使天線單元中的電晶體陣列與其控制線路具有對稱的設置方式，可以避免穿透過天線單元的天線訊號因為不對稱之電晶體陣列與其控制線路而對不同極化方向的天線訊號產生不同的影響。

1:天線裝置