CN111344899B

CN111344899B - 膜天线及包含其的显示装置

Info

Publication number: CN111344899B
Application number: CN201880068937.9A
Authority: CN
Inventors: 金钟敏; 吴伦锡; 许润镐; 洪源斌
Original assignee: Crimo Co ltd; Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Current assignee: Crimo Co ltd
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2038-11-06
Also published as: WO2019088791A1; JP2021501542A; KR101962820B1; US20200259245A1; CN111344899A; US11296401B2; JP6999832B2

Abstract

本发明的实施方式的膜天线包含介电层、以及配置于上述介电层的上表面的垂直辐射图案和水平辐射图案。上述垂直辐射图案和水平辐射图案一起排列在相同平面上。通过上述垂直辐射图案和水平辐射图案在相同膜中可以实现多轴辐射特性。

Description

膜天线及包含其的显示装置

技术领域

本发明涉及膜天线及包含其的显示装置。更详细而言，本发明涉及包含电极和介电层的膜天线及包含其的显示装置。

背景技术

随着信息技术的发展，在诸如智能手机的构成中，将Wi-Fi、蓝牙等之类的无线通信技术与显示装置结合。在该情况下，可以将天线与显示装置结合来提供通信功能。

随着移动通信技术的快速发展，显示装置中需要能够实现高频或超高频通信的天线。此外，近年来，开发了透明显示装置、柔性显示装置等具有高透明度和分辨率的薄层显示装置，也要求透明度和柔性改善了的天线。

例如，在近年来的5G高频带通信中，由于波长变短，信号传输/接收可能容易被阻断。因此，多轴信号传输/接收可以有利于降低信号损失。

但是，由于搭载天线的显示装置变薄且变轻，因此用于天线的空间也减少。由此，不可能实现多轴信号传输/接收并且信令效率改善。

例如，韩国专利申请公开第2003-0095557号公开了一种内置于移动终端的天线。

发明内容

技术课题

根据本发明的一方面，提供一种具有提高了的增益和信令效率的膜天线。

根据本发明的一方面，提供一种包含具有提高了的增益和信令效率的膜天线的显示装置。

解决课题方法

(1)一种膜天线，其包含：介电层；以及配置于上述介电层的上表面的垂直辐射图案和水平辐射图案，上述垂直辐射图案和上述水平辐射图案一起排列在相同平面上。

(2)如(1)所述的膜天线，其中，彼此相邻的上述垂直辐射图案的中心和上述水平辐射图案的中心之间的距离为λ/2以上。

(3)如(1)所述的膜天线，其中，上述垂直辐射图案的长度为λ/2以上。

(4)如(1)所述的膜天线，其中，上述水平辐射图案包含配置在相同平面上的信号电极和接地电极。

(5)如(4)所述的膜天线，其中，上述水平辐射图案包含一对接地电极，上述信号电极的一部分延伸至上述接地电极之间。

(6)如(4)所述的膜天线，其中，上述信号电极的长度为λ/4以上。

(7)如(1)所述的膜天线，其中，排列有多个上述垂直辐射图案和多个上述水平辐射图案，其中，上述垂直辐射图案中的预定数量的垂直辐射图案形成垂直辐射组，上述水平辐射图案中的预定数量的水平辐射图案形成水平辐射组。

(8)如(7)所述的膜天线，其中，多个上述垂直辐射组连续排列，多个上述水平辐射组连续排列。

(9)如(7)所述的膜天线，其中，上述水平辐射图案中的至少一个水平辐射图案相对于其他水平辐射图案在平面视图中发生旋转。

(10)如(9)所述的膜天线，其中，多个所述水平辐射组中的至少一个水平辐射组所包含的水平辐射图案在平面视图中发生旋转。

(11)如(1)所述的膜天线，其进一步包含形成于上述介电层的下表面的接地层。

(12)如(11)所述的膜天线，其中，上述接地层与上述垂直辐射图案选择性重叠。

(13)如(1)所述的膜天线，其进一步包含：分别与上述垂直辐射图案和上述水平辐射图案连接的第一传输线和第二传输线；以及通过上述第一传输线和上述第二传输线分别与上述垂直辐射图案和上述水平辐射图案电连接的第一焊盘和第二焊盘。

(14)如(1)所述的膜天线，其进一步包含形成于上述垂直辐射图案和上述水平辐射图案周围的虚设图案。

(15)如(14)所述的膜天线，其中，上述垂直辐射图案、上述水平辐射图案和上述虚设图案包含网格图案结构。

(16)如(1)所述的膜天线，其中，上述垂直辐射图案和上述水平辐射图案包含选自由银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)和它们的合金组成的组。

(17)一种显示装置，其包含以上(1)至(16)中任一项所述的膜天线。

发明效果

本发明的实施方式的膜天线可以包含排列在相同级别或相同平面上的垂直辐射图案和水平辐射图案。因此，能够在单一膜中实现双极化或多轴信令。

多个垂直辐射图案和多个水平辐射图案可以各自排列而形成组，且该组可以以阵列形式包含在单一膜中。因此，能够提高信号灵敏度，同时抑制相互信号干扰。

上述膜天线可以应用于包含能够实现3G以上、例如5G高频带的信号传输和接收的移动通信设备的显示装置，从而能够提高辐射特性和透过率之类的光学特性。

附图说明

图1是示出例示性实施方式的膜天线的概略性俯视图。

图2和图3是示出例示性实施方式的膜天线的概略性截面图。

图4是示出一些例示性实施方式的膜天线的概略性俯视图。

图5是示出一些例示性实施方式的膜天线的概略性俯视图。

图6是示出一些例示性实施方式的膜天线的图案结构的概略性俯视图。

图7是示出例示性实施方式的显示装置的概略性俯视图。

具体实施方式

根据本发明的例示性实施方式，提供一种包含排列于相同级别或相同平面的垂直辐射图案和水平辐射图案且能够实现的双极化或多轴信令的膜天线。

上述膜天线可以为例如制成了透明膜的微带贴片天线(microstrippatchantenna)。上述膜天线可以应用于3G至5G的移动通信的通信装置。

根据本发明的例示性实施方式，提供一种包含上述膜天线的显示装置。

以下，参照附图来详细描述本发明。但是，对于本领域的技术人员显而易见的是，这种参照附图来描述实施方式是为了进一步理解本发明的精神而提供的，而非限定具体实施方式和随附的权利要求书中所公开的所要保护的主题事项。

图1是示出例示性实施方式的膜天线的概略性俯视图。

图1中，将平行于介电层100的上表面且相互垂直的两个方向定义为第一方向和第二方向，将垂直于上述第一方向和第二方向的方向定义为第三方向。上述第一、第二、第三方向可以分别对应于X轴、Y轴和Z轴方向。以上方向的定义可以适用于所有附图。

参照图1，例示性实施方式的膜天线可以包含介电层100、垂直辐射图案110和水平辐射图案140。

上述介电层100可以包含具有预定介电常数的绝缘材料。上述介电层100可以包含例如硅氧化物、硅氮化物、金属氧化物等之类的无机绝缘材料或者环氧树脂、丙烯酸树脂、酰亚胺系树脂等之类的有机绝缘材料。上述介电层100可以起到膜天线的膜基材的作用，在其上可以形成辐射图案110和140。

例如，上述介电层100可以包含透明膜。上述透明膜可以包含热塑性树脂，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等之类的聚酯系树脂；二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等之类的纤维素系树脂；聚碳酸酯系树脂；聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等之类的丙烯酸系树脂；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等之类的苯乙烯系树脂；聚乙烯、聚丙烯、环系或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等之类的聚烯烃系树脂；氯乙烯系树脂；尼龙、芳香族聚酰胺等之类的酰胺系树脂；酰亚胺系树脂；聚醚砜系树脂；砜系树脂；聚醚醚酮系树脂；聚苯硫醚系树脂；乙烯醇系树脂；偏二氯乙烯系树脂；乙烯缩丁醛系树脂；烯丙基化物系树脂；聚甲醛系树脂；环氧系树脂等。它们可以单独使用或结合使用。也可以将包含(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯或丙烯酸氨基甲酸酯系树脂；环氧系树脂；有机硅系树脂等之类的热塑性或UV固化性树脂的透明膜用作介电层100。

一些实施方式中，上述介电层100的介电常数可以在约1.5至约12的范围进行调节。如果介电常数大于12，则驱动频率可能大幅下降，可能无法获得以期望的高频带驱动的天线。

例示性实施方式中，上述膜天线可以包括焊盘区域PA、传输区域TA和辐射区域RA。因此，上述介电层100也可以划分为焊盘区域PA、传输区域TA和辐射区域RA。

上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以一起排列于介电层100的上表面。根据例示性实施方式，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以在相同级别或相同层上沿着第一方向排列。例如，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以在辐射区域RA的介电层100的上表面排列。

如图1所示，上述垂直辐射图案110在中央部可以包含与第一传输线120连接的突出部。但是，图1示出了垂直辐射图案110的一个例子，上述垂直辐射图案110的形状可以考虑例如辐射效率来进行适宜修改。

在上述垂直辐射图案110和介电层100的下面可以配置接地层90(见图2)，由此，通过上述垂直辐射图案110能够实现第三方向(例如，Z轴方向)上的信号传输/接收以及辐射特性。

上述水平辐射图案140可以在第一方向上与垂直辐射图案110相邻地配置。

例示性实施方式中，上述水平辐射图案140可以包含信号电极142和接地电极144。上述信号电极142和接地电极144通常可以位于相同平面(例如，介电层100的上表面)。

上述水平辐射图案140能够实现单极和/或偶极天线。一些实施方式中，如图1所示，一个水平辐射图案140可以包含两个接地电极144和一个信号电极142。例如，上述信号电极142可以包含可插入至一对接地电极144之间的突出部或延伸部。

上述接地电极144和信号电极142可以在相同平面上彼此相邻地配置，从而通过上述水平辐射图案140能够实现包含第一方向和第二方向的平面中的信号传输/接收或辐射特性。

上述信号电极142和接地电极144各自可以以四边形之类的多边形来图案化。但是，信号电极142和接地电极144的形状可以考虑辐射效率和空间效率来适宜改变。

上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140各自可以包含银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)或它们的合金。它们可以单独使用或组合使用。例如，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以包含银(Ag)或银-钯-铜(APC)之类的银合金以实现低电阻。

一些实施方式中，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌(ZnOx)等之类的透明金属氧化物。

一些实施方式中，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以包含网格图案结构以提高透过率。

一些实施方式中，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以具有高透过率的薄金属膜结构。例如，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以具有厚度约

至约

范围的实心金属薄膜结构。例如，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140的透过率可以为约70％以上，优选可以为约80％以上。

相邻的垂直辐射图案110的中心和水平辐射图案140的中心彼此之间的距离(第一距离D1)可以为λ/2以上。在上述范围时，能够抑制垂直辐射图案110和水平辐射图案140之间的辐射干扰。这里所使用的用语“λ”可以指与可被上述膜天线感应的频带对应的波长。一实施方式中，上述第一距离D1可以为λ以上。

例如，上述第一距离D1可以由相邻而彼此相对的垂直辐射图案110的中心和信号电极142的中心之间的水平距离(第一方向上的距离)来定义。

上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140的长度(第二方向上的长度)可以考虑共振频率和信号灵敏度来调节。

一些实施方式中，上述垂直辐射图案110的长度L1可以为λ/2以上，例如，在5G频率驱动中，可以为约0.5mm至10cm范围。

水平辐射图案140中，上述信号电极142和接地电极144的长度L2各自可以为λ/4以上，一实施方式中可以为λ/2以上。例如，5G频率驱动中，上述信号电极142和接地电极144的长度L2各自可以为约0.25mm至10cm范围。

如上所述，上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140可以一起排列在上述膜天线的单一级别或单一层中，从而可以在单一膜或贴片中实现多轴取向或双极化特性。因此，能够降低由高频带通信导致的信号损失，并且还可以提高信号灵敏度和信号效率。

此外，通过组合上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140，能够提高膜天线的增益特性。例如，根据例示性实施方式的膜天线可以提供7dBi以上的增益。

传输线120和150可以配置于传输区域TA的介电层100部分上以与辐射图案110和140连接。例示性实施方式中，第一传输线120和第二传输线150分别可以与上述垂直辐射图案110和水平辐射图案140连接。例如，上述传输线120和150的一端部可以与各个辐射图案110和140连接。

上述传输线120和150可以包含与上述辐射图案110和140实质相同的导电材料，且可以通过相同的蚀刻工序与上述辐射图案110和140一起形成。例示性实施方式中，上述传输线120和150以及上述辐射图案110和140可以形成于介电层100的上表面以形成相同级别的导电层。

上述传输线120和150可以延伸至焊盘区域PA以与焊盘130和160电连接。例如，上述第一传输线120可以从第一焊盘130延伸，且可以支化以与多个垂直辐射图案110连接。进一步，上述第二传输线150可以从第二焊盘160延伸，且可以支化以与多个水平辐射图案140连接。

一些实施方式中，上述焊盘130和160可以与传输线120和150以及辐射图案110和140配置于相同层或相同平面。一些实施方式中，上述焊盘130和160可以形成于传输线120和150的上部层。例如，上述介电层100上可以形成覆盖传输线120和150的绝缘层(未图示)，在上述绝缘层上可以形成焊盘130和160。例如，上述焊盘130和160可以通过贯通绝缘层的通孔或触点来与传输线120和150电连接。

上述膜天线或介电层100中，除了焊盘区域PA、传输区域TA和辐射区域RA以外的区域可以定义为虚设区域。

一些实施方式中，上述虚设区域的至少一部分可以用包含网格图案结构的虚设图案来填充。一些实施方式中，上述辐射图案110和140也可以包含网格图案结构，除了形成有辐射图案110和140以外的辐射区域RA的其余区域实质上也可以用上述虚设图案来填充。

一些实施方式中，除了形成有焊盘130和160以及传输线120和150以外的焊盘区域PA的其余区域实质上也可以由上述虚设图案来填充。

借助上述虚设图案能够防止或降低使用者因光学偏差而视觉识别辐射图案110和140。

图2和图3是示出例示性实施方式的膜天线的概略性截面图。特别是，图2和图3是沿图1的I-I'线截取的截面图。

参照图2，接地层90可以形成于上述介电层100的下表面。上述接地层90可以包含金属、合金、透明金属氧化物等之类的导电材料。

上述接地层90可以起到与垂直辐射图案110重叠而产生垂直极化的接地电极的作用。

一些实施方式中，可以形成将上述接地层90和第一焊盘130彼此连接的连接接地层(未图示)。

一些实施方式中，上述接地层90可以作为膜天线的单独组件来包含。一些实施方式中，搭载膜天线的显示装置的导电构件可以用作接地层。

上述导电构件可以包括显示面板所包含的例如薄膜晶体管(TFT)的栅电极、扫描线或数据线之类的各种配线、或者像素电极或共用电极之类的各种电极。

参照图3，上述接地层90可以与垂直辐射图案110选择性重叠。该情况下，上述接地层90可以不与水平辐射图案140重叠。例如，上述接地层90可以在与水平辐射图案140重叠的区域中图案化而去除。

上述接地层90可以选择性与垂直辐射图案110重叠，从而可以进一步阻断与水平辐射图案140的辐射干扰。

图4是示出一些例示性实施方式的膜天线的概略性俯视图。

参照图4，上述膜天线包含多个水平辐射图案140，并且至少一个水平辐射图案140可以在平面视图中相对于其他水平辐射图案140发生旋转。

例如，如图4所示，由虚线圈表示的水平辐射图案140相对于其他相邻的水平辐射图案140可以以顺时针方向旋转90度(^o)。

但是，旋转角度无需限制在90o，可以为任一大于0o的角度。进一步，上述旋转角度可以以顺时针或逆时针方向来定义。

可以将至少一个水平辐射图案140进行旋转，从而可以扩展平面上由第一方向和第二方向定义的辐射覆盖范围以增强信令效率和灵敏度。

图5是示出一些例示性实施方式的膜天线的概略性俯视图。

参照图5，上述膜天线可以包含多个垂直辐射图案110和多个水平辐射图案145。

例示性实施方式中，预定数量的垂直辐射图案110可以定义一个垂直辐射组115。例如，第一垂直辐射图案110和第二垂直辐射图案110b可以形成一个垂直辐射组115，并且多个垂直辐射组115可以沿第一方向排列。

预定数量的水平辐射图案140可以定义一个水平辐射组145。例如，第一水平辐射图案140a和第二水平辐射图案140b可以形成一个水平辐射组145，并且多个水平辐射组145可以沿第一方向排列。

上述垂直辐射组115和水平辐射组145可以彼此交替排列或者分离而不混合以防止辐射干扰。例如，多个垂直辐射组115可以连续排列，多个水平辐射组145可以连续排列。

如上所述，彼此相邻的垂直辐射图案110的中心和水平辐射图案140的中心之间的距离可以为λ/2以上，一实施方式中，可以为λ以上。

上述第一焊盘130可以通过第一传输线120共用地与多垂直辐射组115连接。例如，如图5所示，上述垂直辐射组115可以由两个垂直辐射图案110(1*2排列)定义，两个垂直辐射组115可以由一个第一焊盘130合并(例如，1*4排列)。

上述第二焊盘160也可以通过第二传输线150共用地与多个水平辐射组145连接。例如，如图5所示，上述水平辐射组145可以由两个水平辐射图案140(1*2排列)定义，两个水平辐射组145可以由一个第二焊盘160合并(例如，1*4排列)。

如上所述，通过将垂直辐射图案110和水平辐射图案140分组而形成阵列，从而可以提高辐射图案的密度，可以进一步提高信号传输和接收的效率。

此外，如参照图4说明的那样，可以将至少一个水平辐射图案145相对于其他水平辐射图案在平面图中进行旋转。

一些实施方式中，至少一个水平辐射组145中所包含的水平辐射图案145可以如图4所示那样旋转。

参照图6，如上所述，具有网格图案结构的虚设图案170可以形成于辐射图案110和140的周围。上述辐射图案110和140可以包含与上述虚设图案170实质上相同或相似的网格图案结构。

例示性实施方式中，上述辐射图案110和140以及上述虚设图案170可以通过沿辐射图案110和140的边框形成的分离区域175而彼此分离和绝缘。

上述辐射图案110和140以及上述虚设图案170可以由实质上相同或相似的网格图案结构形成，从而可以防止上述辐射图案110和140因图案形状偏差而被视觉识别，同时可以提高膜天线的透过率。

图7是示出例示性实施方式的显示装置的概略性俯视图。例如，图7示出了显示装置的包括窗口在内的外形。

参照图7，显示装置200可以包含显示区域210和周边区域220。上述周边区域220可以位于例如两个侧部和/或两个端部。

一些实施方式中，可以将如上所述的膜天线以贴片状插入至显示装置的周边区域220。一些实施方式中，如参照图1所说明的那样，膜天线的辐射区域RA可以以与显示装置200的显示区域210的至少部分对应的方式配置，上述焊盘区域PA可以以与显示装置200的周边区域220对应的方式配置。

上述周边区域220可以对应于上述显示装置200的例如遮光部或边框部。另外，可以将上述显示装置200和/或上述膜天线的IC芯片之类的驱动电路配置在上述周边区域220中。

可以将上述膜天线的焊盘区域PA配置成与上述驱动电路相邻，从而可以减少信令路径的长度，抑制信号损失。

Claims

1.一种膜天线，其包含：

介电层；以及

配置于所述介电层的上表面的垂直辐射图案和水平辐射图案，所述垂直辐射图案和所述水平辐射图案一起排列在相同平面上，

其中，排列有多个所述垂直辐射图案和多个所述水平辐射图案，并且

所述垂直辐射图案中的预定数量的垂直辐射图案形成垂直辐射组，所述水平辐射图案中的预定数量的水平辐射图案形成水平辐射组，

其中，多个所述垂直辐射组连续排列，多个所述水平辐射组连续排列，并且

多个所述垂直辐射组和多个所述水平辐射组在一个方向上排列成一排。

2.根据权利要求1所述的膜天线，其中，彼此相邻的所述垂直辐射图案的中心和所述水平辐射图案的中心之间的距离为λ/2以上。

3.根据权利要求1所述的膜天线，其中，所述垂直辐射图案的长度为λ/2以上。

4.根据权利要求1所述的膜天线，其中，所述水平辐射图案包含配置在相同平面上的信号电极和接地电极。

5.根据权利要求4所述的膜天线，其中，所述水平辐射图案包含一对接地电极，所述信号电极的一部分延伸至所述接地电极之间。

6.根据权利要求4所述的膜天线，其中，所述信号电极的长度为λ/4以上。

7.根据权利要求1所述的膜天线，其中，所述水平辐射图案中的至少一个水平辐射图案相对于其他水平辐射图案在平面视图中发生旋转。

8.根据权利要求7所述的膜天线，其中，多个所述水平辐射组中的至少一个水平辐射组所包含的水平辐射图案在平面视图中发生旋转。

9.根据权利要求1所述的膜天线，其进一步包含形成于所述介电层的下表面的接地层。

10.根据权利要求9所述的膜天线，其中，所述接地层与所述垂直辐射图案选择性重叠。

11.根据权利要求1所述的膜天线，其进一步包含：

分别与所述垂直辐射图案和所述水平辐射图案连接的第一传输线和第二传输线；以及

通过所述第一传输线和所述第二传输线分别与所述垂直辐射图案和所述水平辐射图案电连接的第一焊盘和第二焊盘。

12.根据权利要求1所述的膜天线，其进一步包含形成于所述垂直辐射图案和所述水平辐射图案周围的虚设图案。

13.根据权利要求12所述的膜天线，其中，所述垂直辐射图案、所述水平辐射图案和所述虚设图案包含网格图案结构。

14.根据权利要求1所述的膜天线，其中，所述垂直辐射图案和所述水平辐射图案包含选自由银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)和它们的合金组成的组。

15.一种显示装置，其包含权利要求1至14中任一项所述的膜天线。