CN111344901B - 膜天线及包含其的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的膜天线包含介电层、以及配置于介电层的上表面上且在相同平面上一起排列的具有彼此不同的共振频率的多个辐射图案。通过在膜天线内排列不同频带的辐射图案从而能够实现宽频通信。此外，各共振频率的辐射图案形成多个而形成组，上述组可以以阵列形态存在于单一膜内。由此，能够同时提高宽频信号收发和信号灵敏度。本发明的膜天线能够应用于包含可进行3G以上、例如5G高频带的收发移动通信设备的显示装置而同时提高辐射特性和透过度之类的光学特性。

Description

膜天线及包含其的显示装置

技术领域

本发明涉及膜天线和包含其的显示装置。更详细而言，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

近年来，随着信息化社会的发展，Wi-Fi、蓝牙(Bluetooth)等之类的无线通信技术与显示装置结合从而例如以智能手机的形式呈现。该情况下，可以将天线与上述显示装置结合来实施通信功能。

近年来，随着移动通信技术发展推进，需要用于实施超高频带的通信的天线与上述显示装置结合。

例如，在最近5G高频带的通信的情况下，由于波长更短，因此可能发生信号收发阻断的情况，此外，由于可收发的频带窄，因而容易发生信号损失、信号阻断。

此外，由于搭载天线的显示装置变薄且变轻，因而上述天线所占据的空间也可能变小。由此，在受限的空间内同时实现高频、宽频信号收发方面存在局限。

例如，韩国公开专利第2003-0095557号公开了内置于便携用终端的天线结构，但没有提供针对以上问题的对策。

发明内容

技术课题

本发明的一课题在于，提供具有提高了的信号收发效率的膜天线。

本发明的一课题在于，提供包含具有提高了的信号收发效率的膜天线的显示装置。

解决课题的方法

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上且在相同平面上一起排列的具有彼此不同的共振频率的多个辐射图案。

2.如1所述的膜天线，上述辐射图案包含在上述介电层的上表面沿着平行的一个方向依次排列且具有彼此不同的共振频率的第一辐射图案、第二辐射图案和第三辐射图案。

3.如2所述的膜天线，共振频率按照上述第一辐射图案、上述第二辐射图案和上述第三辐射图案的顺序增加。

4.如3所述的膜天线，长度按照上述第一辐射图案、上述第二辐射图案和上述第三辐射图案的顺序减小。

5.如4所述的膜天线，上述第一辐射图案和上述第二辐射图案之间的长度差以及上述第二辐射图案和上述第三辐射图案之间的长度差分别为0.01mm至5cm范围。

6.如2所述的膜天线，上述第一辐射图案、上述第二辐射图案和上述第三辐射图案各自形成多个而定义辐射组。

7.如1所述的膜天线，相邻的具有彼此不同的共振频率的辐射图案的中心之间的距离为与上述膜天线的共振频率对应的最小波长的一半以上。

8.如1所述的膜天线，上述膜天线的整体共振频率范围为3至70GHz。

9.如1所述的膜天线，其进一步包含形成于上述介电层下表面上的接地层。

10.如1所述的膜天线，其进一步包含从各个上述辐射图案支化的传输线；以及通过上述传输线与各个相应共振频率的辐射图案电连接的焊盘。

11.如1所述的膜天线，其进一步包含形成于上述辐射图案周围的虚设图案。

12.如11所述的膜天线，上述辐射图案和上述虚设图案包含网格图案结构。

13.如1所述的膜天线，上述辐射图案分别包含选自由银(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)或它们的合金组成的组中的至少一种。

14.一种显示装置，其包含如1至13中任一项所述的膜天线。

发明效果

本发明的实施例的膜天线可以包含排列于相同级别或相同平面上且具有彼此不同的共振频率的多个辐射图案。因此，能够在实质单一膜内实现宽频信号收发。

一部分实施例中，各共振频率的辐射图案形成多个而形成组，上述组可以以阵列形态存在于单一膜内。因此，能够同时提高宽频信号收发和信号灵敏度。

上述膜天线能够应用于包含可进行3G以上、例如5G高频带的收发移动通信设备的显示装置而同时提高辐射特性和透过度之类的光学特性。

附图说明

图1和图2分别示出了例示性实施例的膜天线的概略性俯视图和截面图。

图3是示出比较例的膜天线的共振频率的图。

图4是示出例示性实施例的膜天线的共振频率的图。

图5是示出例示性实施例的膜天线的概略性俯视图。

图6是示出一部分例示性实施例的膜天线的图案结构的概略性俯视图。

图7是用于说明例示性实施例的显示装置的概略性俯视图。

具体实施方式

本发明的实施例提供包含排列于相同层或相同平面上且具有彼此不同的共振频率的辐射图案的、能够实现宽频信号收发的膜天线。

上述膜天线例如可以为以透明膜形态制作的微带贴片天线(microstrip patchantenna)。上述膜天线例如可以在用于3G至5G移动通信的通信设备中应用。

此外，本发明的实施例提供包含上述膜天线的显示装置。

以下，参照附图来更加具体地说明本发明的实施例。但是，本说明书中随附的以下附图起到例示本发明的优选的实施例且与以上的发明内容一起使本发明的技术思想得到进一步理解的作用，因此本发明不应解释成仅限定于这样的附图中所记载的事项。

图1和图2分别示出了例示性实施例的膜天线的概略性俯视图和截面图。例如，图2是按照图1所示的I-I’线截断的截面图。

图1中，将与介电层100上表面平行且彼此垂直交叉的两个方向定义为第一方向和第二方向，将与上述第一和第二方向垂直的方向定义为第三方向。例如，上述第一、第二和第三方向分别可以与X轴、Y轴和Z轴方向对应。以上的方向的定义也可以同样地适用于其余附图。

参照图1，例示性实施例的膜天线包含介电层100和辐射图案110。

介电层100可以包含具有预定的介电常数的绝缘物质。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物质；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物质。介电层100可以起到形成辐射图案110的膜天线的膜基材的作用。

例如，透明膜可以作为介电层100而提供。上述透明膜例如可以包含：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聚酯系树脂；二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等纤维素系树脂；聚碳酸酯系树脂；聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等丙烯酸系树脂；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯系树脂；聚乙烯、聚丙烯、环系或具有降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系树脂；氯乙烯系树脂；尼龙、芳香族聚酰胺等酰胺系树脂；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；环氧系树脂等热塑性树脂。它们可以单独使用或两种以上组合使用。此外，也可以将由(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热固性树脂或紫外线固化型树脂制成的透明膜用作介电层100。

一部分实施例中，介电层100的介电常数可以调节为约1.5至12的范围。在上述介电常数大于12的情况下，驱动频率大幅下降，可能无法实现期望的高频带中的驱动。

例示性实施方式中，上述膜天线可以包含焊盘区域PA(Pad Area)、传输区域TA(Transmission Area)和辐射区域RA(Radiation Area)。因此，介电层100同样可以划分为焊盘区域PA、传输区域TA和辐射区域RA。

根据例示性实施例，多个辐射图案110可以同时排列于介电层100的上表面上。根据例示性实施例，辐射图案110在相同级别或相同平面上可以一起沿上述第一方向排列。例如，辐射图案110可以排列于辐射区域RA的介电层100部分的上表面上。

如图1所示，各辐射图案110在中央部可以包含与传输线(122、124、126)连接的凸部。但是，图1所图示的辐射图案110的形状是例示性的，可以考虑辐射效率等来适宜变更。

根据例示性实施例，辐射图案110可以具有彼此不同的共振频率。例如，辐射图案110可以包含具有彼此不同的共振频率且沿上述第一方向依次排列的第一辐射图案112、第二辐射图案114和第三辐射图案116。

一部分实施例中，与第一辐射图案112、第二辐射图案114和第三辐射图案116对应的共振频率可以依次增加。一部分实施例中，相邻的辐射图案之间的共振频率之差可以为约1GHz以下。

例如，第一辐射图案112可以具有约26至27GHz频带的共振频率，第二辐射图案114可以具有约27至28GHz频带的共振频率，第三辐射图案116可以具有约28至29GHz频带的共振频率。由此，上述膜天线可以具有约26至29GHz范围的覆盖范围。

但是，各辐射图案110的共振频率可以考虑上述膜天线的整体共振频率覆盖范围(coverage)来调节，此外，辐射图案110的个数也可以根据上述覆盖范围来调节。

一部分实施例中，上述膜天线的整体共振频率覆盖范围可以为约3至70GHz以包括5G通信，一实施例中，可以为约25至35GHz。

如上所述，在共振频率按照第一辐射图案112、第二辐射图案114和第三辐射图案116的顺序增加的情况下，长度(例如，沿上述第二方向的长度)按照第一辐射图案112、第二辐射图案114和第三辐射图案116的顺序可以减小。

如图1所示，第一辐射图案112的长度可以表示为“L1”，第二辐射图案114的长度可以表示为“L2”，第三辐射图案116的长度可以表示为“L3”，长度可以按照L1、L2和L3的顺序减小。

一实施例中，为了能够使共振频率重叠，相邻的辐射图案110之间的长度差(例如，L1-L2以及L2-L3)可以调节至约0.01mm至5cm范围。

此外，为了上述的5G频带的信号收发，各辐射图案110的长度(L1、L2、L3)例如可以形成为约0.5mm至10cm范围。

一部分实施例中，也可以按照第一辐射图案112、第二辐射图案114和第三辐射图案116的顺序共振频率减小，长度增加。如上所述，可以按照共振频率依次增加或减小的方式排列辐射图案110，从而提高共振频率的重叠效率。

但是，第一辐射图案112、第二辐射图案114和第三辐射图案116的排列顺序也可以无规地调节，对于辐射图案110的排列顺序，本发明没有限制。

另一方面，为了确保各辐射图案110的独立的辐射特性、极化特性，可以调节相邻的辐射图案110之间的距离D1。相邻的辐射图案110之间的距离D1可以由相邻的辐射图案110(具有彼此不同的共振频率的辐射图案)的中心之间的距离定义。例如，可以由第一辐射图案112的中心和第二辐射图案114的中心、或者第二辐射图案114的中心和第三辐射图案116的中心之间的距离定义。

一部分实施例中，相邻的辐射图案110之间的距离D1可以为与上述膜天线的共振频率对应的最小波长的一半λ/2以上，一实施例中可以为λ以上。

辐射图案110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两种以上组合使用。例如，为了实现低电阻，辐射图案110可以包含银(Ag)或银合金，例如，可以包含银-钯-铜(APC)合金。

一部分实施例中，辐射图案110可以包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌(ZnOx)之类的透明金属氧化物。

一部分实施例中，为了提高透过率，辐射图案110可以包含网格(mesh)-图案结构。

一部分实施例中，辐射图案110可以具有高透过率的金属薄膜结构。例如，辐射图案110可以具有约50至

厚度的实心金属薄膜结构。例如，辐射图案110的透过率可以为约70％以上，优选可以为约80％以上。

在传输区域TA的介电层100部分上可以配置传输线(122、124、126)而与辐射图案110连接。根据例示性实施例，第一传输线122、第二传输线124和第三传输线126分别可以与第一辐射图案112、第二辐射图案114和第三辐射图案116连接。例如，传输线(122、124、126)的端部可以与各自的辐射图案110连接。

传输线(122、124、126)可以包含与辐射图案110实质相同的导电物质，可以通过相同的蚀刻工序与辐射图案110一起形成。根据例示性实施例，传输线(122、124、126)和辐射图案110可以形成于介电层100的上表面上而形成相同级别的导电层。

传输线(122、124、126)可以延伸至焊盘区域PA而与焊盘(132、134、136)电连接。例如，第一传输线122可以从第一焊盘132延伸而与第一辐射图案112电连接。第二传输线124可以从第二焊盘134延伸而与第二辐射图案114电连接。第三传输线126可以从第三焊盘136延伸而与第三辐射图案116电连接。

一部分实施例中，焊盘(132、134、136)可以配置于与传输线(122、124、126)和辐射图案110相同的层或相同的平面上。一部分实施例中，焊盘(132、134、136)可以形成于比传输线(122、124、126)更加上部的层。例如，可以在介电层100上形成覆盖传输线(122、124、126)的绝缘膜(未图示)，在上述绝缘膜上形成焊盘(132、134、136)。例如，焊盘(132、134、136)可以通过贯通上述绝缘膜的孔或触点而与传输线(122、124、126)电连接。

参照图2，在介电层100的下表面上可以形成接地层90。例如，借助介电层100，可以在辐射图案(112、114、116)和接地层90之间沿上述第三方向形成电容(capacitance)或电感(inductance)，从而可以调节上述膜天线能够驱动或感应的频带。例如，上述膜天线可以作为垂直辐射天线来提供。

接地层90可以包含金属、合金或透明导电性氧化物。一实施例中，安装上述膜天线的显示装置的导电性构件也可以作为接地层90来提供。

上述导电性构件例如可以包括显示面板所包含的薄膜晶体管(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、共用电极之类的各种电极等。

如上所述，单一膜天线内具有不同共振频率的多个辐射图案110例如可以并排排列。由此，通过上述膜天线能够扩展可以感应的频带。

图3是示出比较例的膜天线的共振频率的图。

参照图3，在例如贴片形态的膜天线的情况下，可收发的带宽(bandwidth)会因低功率等而减小。由此，与共振频率对应的峰的宽度可能过度减小而发生信号阻断。此外，由于带宽减小，信道容量同时减小，从而信号收发速度也会降低。

图4是示出例示性实施例的膜天线的共振频率的图。

参照图4，在例示性实施例的膜天线的情况下，可以将具有不同共振频率的辐射图案110以各带宽形成重叠的方式并排配置。

因此，能够确保各辐射图案110的高频收发，并且通过带宽重叠而能够真正有效实现宽频通信。此外，通过以具有相对薄的介电层100的贴片膜形态形成天线，还能够显著降低信号损失。

图5是示出例示性实施例的膜天线的概略性俯视图。

参照图5，第一辐射图案112、第二辐射图案114和第三辐射图案116各自排列有多个，因而可以定义辐射组。

例如，如图5所示，一对第一辐射图案112通过第一传输线122配对(pairing)从而可以定义第一辐射组。一对第二辐射图案114通过第二传输线124配对从而可以定义第二辐射组。一对第三辐射图案116通过第三传输线126配对从而可以定义第三辐射组。

由于各共振频率的辐射图案以多个进行配对，因而能够使辐射图案的密度增大，进一步提高信号收发的效率。此外，能够提高对于各辐射图案的对应共振频率的增益(gain)或灵敏度。由此，能够通过上述膜天线同时实现高输出、高频、宽频通信。

一部分实施例中，各辐射组之间的间隔距离(例如，属于其他辐射组的相邻的两辐射图案的中心之间的距离)可以为约λ/2以上，一实施例中，可以为约λ以上。

图5中图示了各辐射图案组具有1*2结构，但考虑安装上述膜天线的电子设备的尺寸、通信频带等，也可以扩展至例如1*3结构、1*4结构等。

图6是示出一部分例示性实施例的膜天线的图案结构的概略性俯视图。

参照6，在辐射图案110周围可以形成网格图案结构的虚设图案140。一实施例中，辐射图案110同样可以包含与虚设图案140实质相同或类似的网格图案结构。

例如，借助沿着辐射图案110的轮廓形成的分离区域150，辐射图案110和虚设图案140可以彼此分离和绝缘。

通过使辐射图案110和虚设图案140包含实质相同或类似的网格图案结构，从而能够提高上述膜天线的透过率，并且防止图案形状差异导致的辐射图案110的可见。

图7是用于说明例示性实施例的显示装置的概略性俯视图。例如，图7图示了显示装置的包含视窗的外部形状。

参照图7，显示装置200可以包含显示区域210和周边区域220。周边区域220可以配置于例如显示区域210的两侧部和/或两端部。

一部分实施例中，上述的膜天线可以以贴片形态插入至显示装置200的周边区域220。一部分实施例中，参照图1说明的膜天线的辐射区域RA可以按照与显示装置200的显示区域210至少部分对应的方式配置，焊盘区域PA可以按照与显示装置200的周边区域220对应的方式配置。

周边区域220可以与例如图像显示装置的遮光部或边框部对应。此外，可以在周边区域220配置显示装置200和/或上述膜天线的IC芯片之类的驱动电路。

通过使上述膜天线的焊盘区域PA与上述驱动电路相邻地配置，从而能够缩短信号收发路径而抑制信号损失。

一部分实施例中，在显示区域210上可以配置上述膜天线的虚设图案140(参照图6)。由此，能够防止显示区域210的透过率下降和上述膜天线的电极可见。

Claims (12)

1.一种膜天线，其包含：

介电层；

多个辐射图案，其配置于所述介电层的上表面上，且包含在相同平面上沿与所述介电层的上表面平行的一个方向依次排列且具有彼此不同的共振频率的第一辐射图案、第二辐射图案、以及第三辐射图案；

焊盘，其包含相互隔开配置的第一焊盘、第二焊盘、以及第三焊盘；以及

传输线，其包含从所述第一焊盘延伸而与所述第一辐射图案电连接的第一传输线、从所述第二焊盘延伸而与所述第二辐射图案电连接的第二传输线、以及从所述第三焊盘延伸而与所述第三辐射图案电连接的第三传输线。

2.根据权利要求1所述的膜天线，共振频率按照所述第一辐射图案、所述第二辐射图案和所述第三辐射图案的顺序增加。

3.根据权利要求2所述的膜天线，长度按照所述第一辐射图案、所述第二辐射图案和所述第三辐射图案的顺序减小。

4.根据权利要求3所述的膜天线，所述第一辐射图案和所述第二辐射图案之间的长度差以及所述第二辐射图案和所述第三辐射图案之间的长度差分别为0.01mm至5cm范围。

5.根据权利要求1所述的膜天线，所述第一辐射图案、所述第二辐射图案和所述第三辐射图案各自形成多个而定义辐射组。

6.根据权利要求1所述的膜天线，相邻的具有彼此不同的共振频率的辐射图案的中心之间的距离为与所述膜天线的共振频率对应的最小波长的一半以上。

7.根据权利要求1所述的膜天线，所述膜天线的整体共振频率范围为3至70GHz。

8.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下表面上的接地层。

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辐射图案周围的虚设图案。

10.根据权利要求9所述的膜天线，所述辐射图案和所述虚设图案包含网格图案结构。

11.根据权利要求1所述的膜天线，所述辐射图案分别包含选自由银、金、铜、铝、铂、钯、铬、钛、钨、铌、钽、钒、铁、锰、钴、镍、锌或它们的合金组成的组中的至少一种。

12.一种显示装置，其包含权利要求1至11中任一项所述的膜天线。

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