JP2022504362A - アンテナ構造体及びそれを含むディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022504362000001
本発明の例示的な実施形態は、誘電層、及び誘電層の上面上に配置され、複数の放射パターンを含むアンテナ電極層を含むフィルムアンテナと、複数の放射パターンと電気的に接続された給電配線を含むフレキシブル回路基板とを含み、給電配線は、複数の放射パターンにそれぞれ接続される個別配線を含み、個別配線のうち隣り合う少なくとも一対の個別配線の長さが互いに異なるアンテナ構造体を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ構造体及びそれを含むディスプレイ装置に関する。より詳細には、電極及び誘電層を含むアンテナ構造体、並びにそれを含むディスプレイ装置に関する。
近年、情報化社会が進展するにつれて、ワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）などの無線通信技術がディスプレイ装置と結合され、例えばスマートフォンの形で実現されている。この場合には、アンテナが前記ディスプレイ装置に結合され、通信機能を実行することができる。
最近では、移動通信技術が進化するにつれて、超高周波帯域の通信を行うためのアンテナが前記ディスプレイ装置に結合される必要がある。
例えば、最近の５Ｇの高周波帯域の通信の場合には、波長がより短くなったことにより、信号の送受信が遮断される場合があり、また、送受信可能な周波数帯域が狭くて信号損失が発生することがある。このため、所望の指向性、ゲイン及び信号効率を有する高周波アンテナへの要求が高まっている。
また、アンテナが搭載されるディスプレイ装置がより薄型、軽量化されることによって、前記アンテナが占めるスペースも減少し得る。このため、限られたスペースの中で、高周波、広帯域信号の送受信を同時に実現するには限界がある。
例えば、韓国特許公開第２０１３－００９５４５１号は、ディスプレイパネルに一体化されたアンテナを開示しているが、前述の問題に対しては解決策を提供していない。
本発明の課題は、向上した信号効率および信頼性を有するアンテナ構造体を提供することである。
本発明の課題は、向上した信号効率および信頼性を有するアンテナ構造体を含むディスプレイ装置を提供することである。
１．誘電層、及び前記誘電層の上面上に配置され、複数の放射パターンを含むアンテナ電極層を含むアンテナ素子と、前記複数の放射パターンと電気的に接続された給電配線を含むフレキシブル回路基板とを含み、前記給電配線は、前記複数の放射パターンのそれぞれに接続される個別配線を含み、前記個別配線のうち隣り合う少なくとも一対の個別配線の長さが互いに異なる、アンテナ構造体。
２．前記項目１において、前記給電配線は、前記個別配線を所定の単位でカップリングする接続配線をさらに含む、アンテナ構造体。
３．前記項目２において、前記接続配線によって隣り合う個別配線が接続されて複数の給電単位が定義され、それぞれの前記給電単位内に含まれた前記個別配線の長さが互いに異なる、アンテナ構造体。
４．前記項目３において、互いに異なる前記給電単位に含まれた前記個別配線のうち前記隣り合う個別配線の長さが互いに異なる、アンテナ構造体。
５．前記項目３において、前記給電単位に接続された前記放射パターンの間に位相差が生成され、それぞれの前記給電単位から生成された前記位相差は一定である、アンテナ構造体。
６．前記項目５において、前記互いに異なる給電単位に含まれた前記個別配線のうち前記隣り合う個別配線によって前記位相差が生成され、前記位相差は、前記給電単位から生成された前記位相差と同じであり、
前記複数の放射パターンは、その配列方向に沿って一定に増加または減少する位相を有する、アンテナ構造体。
７．前記項目３において、それぞれの前記複数の給電単位内に含まれた前記個別配線のうちの少なくとも一つは、前記複数の給電単位の配列方向に沿って突出した屈曲部を含む、アンテナ構造体。
８．前記項目１において、前記アンテナ電極層は、前記複数の放射パターンと電気的に接続された信号パッドをさらに含み、前記給電配線は、前記信号パッドと電気的に接続される、アンテナ構造体。
９．前記項目８において、前記フレキシブル回路基板は、コア層と、前記コア層の上面に配置された給電グランド層とをさらに含み、前記給電配線は、前記コア層の下面上に配置される、アンテナ構造体。
１０．前記項目９において、前記アンテナ電極層は、前記信号パッドの周辺に配置されたグランドパッドをさらに含み、前記フレキシブル回路基板の前記給電グランド層は、前記グランドパッドと電気的に接続される、アンテナ構造体。
１１．前記項目１０において、前記給電グランド層と前記グランドパッドを電気的に接続するグランドコンタクトをさらに含む、アンテナ構造体。
１２．前記項目１において、前記フレキシブル回路基板は、前記アンテナ素子の前記アンテナ電極層の上に配置される、アンテナ構造体。
１３．前記項目１において、前記フレキシブル回路基板は、前記アンテナ素子の前記誘電層の底面の下に配置される、アンテナ構造体。
１４．前記項目１３において、前記アンテナ電極層は、前記誘電層の側壁に沿って屈曲して前記底面上に延長する、アンテナ構造体。
１５．前記項目１４において、前記フレキシブル回路基板は、前記アンテナ電極層と前記給電配線を電気的に接続する給電コンタクトをさらに含む、アンテナ構造体。
１６．前記項目１において、前記アンテナ素子は、前記誘電層の底面上に配置されるアンテナグランド層をさらに含む、アンテナ構造体。
１７．前記項目１において、前記フレキシブル回路基板上に配置され、前記給電配線を介して前記アンテナ電極層に電力を供給する駆動集積回路チップをさらに含む、アンテナ構造体。
１８．前記項目１において、前記アンテナ電極層は、メッシュ構造を含む、アンテナ構造体。
１９．前記項目１８において、前記アンテナ素子は、前記アンテナ電極層の周辺に配置されるダミーメッシュ層をさらに含む、アンテナ構造体。
２０．前記項目１～１９のいずれかに記載のアンテナ構造体を含む、ディスプレイ装置。
本発明の実施形態に係るアンテナ構造体では、互いに異なる放射パターンに接続される個別配線を長さが異なるように調節することができる。これにより、隣接する放射パターンの間に位相差を形成することができ、ビーム・チルティング（Beam tilting）を行うことができる。これにより、アンテナのビーム・カバレッジ（Beam coverage）を拡張できる。
いくつかの実施形態では、前記フレキシブル回路基板は、前記給電配線の上層に配置される給電グランドをさらに含むことができる。これにより、前記給電配線自体からの放射（自体放射）をさらに遮蔽または低減することができる。
いくつかの実施形態では、前記アンテナ電極層の少なくとも一部をメッシュ構造に形成することにより、アンテナ構造体の透過率を向上させることができる。例えば、前記アンテナ構造体は、３Ｇ～５Ｇ高周波帯域の送受信が可能な移動通信機器を含むディスプレイ装置に適用され、放射特性および透過度のような光学特性を共に向上させることができる。
図１は、例示的な実施形態に係るアンテナ構造体を示す概略断面図である。 図２は、例示的な実施形態に係るアンテナ構造体のアンテナ電極層の構造を説明するための概略平面図である。 図３は、例示的な実施形態により給電配線と放射パターンが接続された様子を示す概略平面図である。 図４は、いくつかの例示的な実施形態に係るアンテナ構造体を示す概略断面図である。 図５は、いくつかの例示的な実施形態に係るアンテナ構造体のアンテナ電極層の構造を説明するための概略平面図である。 図６は、例示的な実施形態に係るディスプレイ装置を示す概略平面図である。 図７は、例示的な実施形態に係る放射パターンの位相差を示す概略平面図である。 図８は、図７のアンテナ構造体のビーム形成分布を示すグラフである。
本発明の例示的な実施形態は、複数の放射パターンを含むアンテナ素子と、放射パターンと電気的に接続された給電配線を含むフレキシブル回路基板とを含み、給電配線は、複数の放射パターンにそれぞれ接続される個別配線を含み、個別配線のうち隣り合う少なくとも一対の個別配線の長さが互いに異なる、アンテナ構造体を提供する。前記アンテナ構造体は、向上した信号効率及びビーム・カバレッジ（Beam coverage）を有することができる。
前記アンテナ構造体又は前記アンテナ素子は、例えば、透明フィルムの形で製作されるマイクロストリップパッチアンテナ（microstrip patch antenna）であってもよい。前記アンテナ構造体は、例えば、３Ｇ～５Ｇ移動通信のための通信機器に適用できる。
また、本発明の実施形態は、前記アンテナ構造体を含むディスプレイ装置を提供する。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態をより具体的に説明する。ただし、本明細書に添付される図面は、本発明の好適な実施形態を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解する一助となる役割を果たすものであるため、本発明は図面に記載された事項のみに限定されて解釈されるものではない。
以下では、例えば、誘電層１１０の上面に平行であり、互いに交差する二つの方向を第１方向及び第２方向と定義する。例えば、前記第１方向及び第２方向は、互いに垂直に交差することができる。誘電層１１０の上面に対して垂直な方向は、第３方向と定義される。例えば、前記第１方向は前記アンテナ構造体の長さ方向（伝送線路が延長する方向）、前記第２方向は前記アンテナ構造体の幅方向、前記第３方向は前記アンテナ構造体の厚さ方向に相当し得る。
図１は、例示的な実施形態に係るアンテナ構造体を示す概略断面図である。
図１を参照すると、前記アンテナ構造体は、アンテナ素子（例えば、フィルムアンテナ）１００とフレキシブル回路基板（例えば、ＦＰＣＢ）２００とを含むことができる。前記アンテナ構造体は、フレキシブル回路基板２００を介してアンテナ素子１００と電気的に接続される駆動集積回路（ＩＣ）チップ２８０をさらに含むことができる。
アンテナ素子１００は、誘電層１１０と、誘電層１１０の上面上に配置されたアンテナ電極層１２０とを含むことができる。いくつかの実施形態では、誘電層１１０の底面上にアンテナグランド層１３０を配置することができる。
誘電層１１０は、例えば透明樹脂物質を含むことができる。例えば、誘電層１１０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂；ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル－スチレン共重合体などのスチレン系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系またはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン－プロピレン共重合体などのポリオレフィン系樹脂；塩化ビニル系樹脂；ナイロン、芳香族ポリアミドなどのアミド系樹脂；イミド系樹脂；ポリエーテルスルホン系樹脂；スルホン系樹脂；ポリエーテルエーテルケトン系樹脂；硫化ポリフェニレン系樹脂；ビニルアルコール系樹脂；塩化ビニリデン系樹脂；ビニルブチラル系樹脂；アリレート系樹脂；ポリオキシメチレン系樹脂；エポキシ系樹脂などの熱可塑性樹脂を含むことができる。これらは、単独であるいは２以上を組み合わせて用いることができる。
また、（メタ）アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系などの熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂からなる透明フィルムを誘電層１１０として活用することもできる。いくつかの実施形態では、さらに、光学透明粘着剤（Optically clear Adhesive：ＯＣＡ）、光学透明樹脂（Optically Clear Resin：ＯＣＲ）などの粘接着フィルムが誘電層１１０に含まれ得る。
いくつかの実施形態において、誘電層１１０は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、ガラスなどの無機絶縁物質を含むことができる。
一実施形態において、誘電層１１０は実質的に単層で提供され得る。一実施形態において、誘電層１１０は少なくとも２層以上の複層構造を含むこともできる。
誘電層１１０によって、アンテナ電極層１２０とアンテナグランド層１３０との間で静電容量（capacitance）またはインダクタンス（inductance）が形成され、アンテナ素子１００が駆動又はセンシングできる周波数帯域を調整することができる。いくつかの実施形態において、誘電層１１０の誘電率は約１．５～１２の範囲に調節することができる。前記誘電率が約１２を超えると、駆動周波数が減少しすぎて、所望の高周波帯域での駆動を実現できないことがある。
アンテナ電極層１２０は、放射パターンを含むことができる。例示的な実施形態によると、アンテナ電極層１２０は、伝送線路およびパッド電極をさらに含み、前記伝送線路によって前記パッド電極と前記放射パターンを互いに電気的に接続することができる。前記パッド電極は、信号パッドとグランドパッドとを含むことができる。アンテナ電極層１２０の構成及び構造については、図２で詳細に後述する。
アンテナグランド層１３０は、誘電層１１０の前記底面上に配置することができる。いくつかの実施形態において、アンテナグランド層１３０は、平面方向でアンテナ電極層１２０と全体的に重畳するように配置することができる。
アンテナ電極層１２０及びアンテナグランド層１３０は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）又はこれらの合金を含むことができる。これらは、単独であるいは２以上を組み合わせて用いることができる。例えば、低抵抗の実現のために、銀（Ａｇ）または銀合金（例えば、銀－パラジウム－銅（ＡＰＣ）合金）を用いることができる。
いくつかの実施形態において、アンテナ電極層１２０及びアンテナグランド層１３０は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム亜鉛スズ酸化物（ＩＴＺＯ）、亜鉛酸化物（ＺｎＯｘ）のような透明金属酸化物を含むこともできる。
フレキシブル回路基板２００は、アンテナ素子１００と電気的に接続されるようにアンテナ電極層１２０上に配置することができる。フレキシブル回路基板２００は、コア層２１０と給電配線２２０と給電グランド層２３０とを含むことができる。コア層２１０の上面及び下面の上には、それぞれ、配線保護のために上部カバーレイ（coverlay）フィルム２５０及び下部カバーレイフィルム２４０を形成することができる。
コア層２１０は、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリエステル、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの柔軟性を有する樹脂物質を含むことができる。
給電配線２２０は、例えば、コア層２１０の底面上に配置することができる。給電配線２２０は、駆動集積回路（ＩＣ）チップ２８０からアンテナ電極層１２０に電力を分配する配線で提供され得る。
例示的な実施形態によると、給電配線２２０は、導電性仲介構造物を介してアンテナ電極層１２０（例えば、図２に示す信号パッド１２６）と電気的に接続することができる。
前記導電性仲介構造物は、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）から製造することができる。この場合には、前記導電性仲介構造物は、樹脂層内に分散された導電性粒子（例えば、銀粒子、銅粒子、カーボン粒子など）を含むことができる。
図１に示すように、アンテナ電極層１２０及び給電配線２２０の結合領域によってボンディング領域（ＢＡ）が定義できる。
例えば、下部カバーレイフィルム２４０を部分的に切断または除去して、ボンディング領域（ＢＡ）に対応するサイズの給電配線２２０部分を露出させることができる。露出した給電配線２２０部分とアンテナ電極層１２０を加圧ボンディングして、ボンディング領域（ＢＡ）でのボンディング構造を実現することができる。いくつかの実施形態によると、給電配線２２０とアンテナ電極層１２０との間に前記導電性仲介構造物を介在することができる。
コア層２１０の上面上には、給電グランド層２３０を配置することができる。給電グランド層２３０は、ライン形状またはプレート形状を有することができる。給電グランド層２３０は、給電配線２２０から発生するノイズ又は自体放射を遮蔽または抑制するバリアとして機能することができる。
給電配線２２０及び給電グランド層２３０は、アンテナ電極層１２０で説明した金属及び／又は合金を含むことができる。
いくつかの実施形態において、給電グランド層２３０は、コア層２１０を貫通するグランドコンタクト２３５を介してアンテナ電極層１２０のグランドパッド１２３，１２５（図２を参照）と電気的に接続することができる。
いくつかの実施形態によると、給電グランド層２３０とグランドパッド１２３，１２５は、複数のグランドコンタクト２３５を介して電気的に接続することができる。グランドコンタクト２３５は、直径が３０μｍ以上であってもよく、隣接するグランドコンタクト２３５間の距離は、前記直径の２倍以上であってもよい。前記規格及び配列を満足する複数のグランドコンタクト２３５は、給電グランド層２３０とグランドパッド１２３，１２５の通電効率を大幅に向上させることができる。これにより、放射パターン１２２または給電配線２２０からのノイズを効果的に除去できる。グランドコンタクト２３５は、直径が２００μｍ以下であってもよく、隣接するグランドコンタクト２３５間の距離は、前記直径の４倍以下であってもよい。より好ましくは、グランドコンタクト２３５は、直径が５０～１００μｍであってもよく、隣接するグランドコンタクト２３５間の距離は、前記直径の２～３倍であってもよい。
フレキシブル回路基板２００上には、駆動ＩＣチップ２８０を配置することができる。駆動ＩＣチップ２８０から給電配線２２０を介してアンテナ電極層１２０に電力を供給することができる。例えば、フレキシブル回路基板２００内には、駆動ＩＣチップ２８０と給電配線２２０を電気的に接続する回路又はコンタクトをさらに含むことができる。
図２は、例示的な実施形態に係るアンテナ構造体のアンテナ電極層の構造を説明するための概略平面図である。
図２を参照すると、前述のように、図１に示すアンテナ電極層１２０は、放射パターン１２２と伝送線路１２４とパッド電極とを含むことができる。前記パッド電極は、信号パッド１２６とグランドパッド１２３，１２５とを含むことができる。
伝送線路１２４は、放射パターン１２２から分岐して前記第１方向に延長することができる。一実施形態において、伝送線路１２４は、放射パターン１２２と実質的に一体に接続され、単一の部材として提供され得る。
いくつかの実施形態では、伝送線路１２４の末端部を信号パッド１２６で提供することができる。前記グランドパッドは、第１グランドパッド１２３と第２グランドパッド１２５とを含むことができる。第１グランドパッド１２３と第２グランドパッド１２５は、信号パッド１２６を挟んで互いに前記第２方向に向かい合うように配置することができる。
平面方向で信号パッド１２６及びグランドパッド１２３，１２５をカバーする領域を、図１で説明したフレキシブル回路基板２００との接続が行われるボンディング領域（ＢＡ）で提供できる。
いくつかの実施形態において、フレキシブル回路基板２００の給電配線２２０は、信号パッド１２６と選択的に接続することができる。この場合、ボンディング領域（ＢＡ）は、図２での信号パッド１２６をカバーする領域としても定義できる。
図３は、例示的な実施形態により給電配線と放射パターンが接続された様子を示す概略面である。
図３を参照すると、誘電層１１０の上面上に複数の放射パターン１２２が形成される。放射パターン１２２は、第１放射パターン１２２ａと第２放射パターン１２２ｂと第３放射パターン１２２ｃと第４放射パターン１２２ｄとを含むことができる。給電配線２２０は、第１個別配線２２２と第２個別配線２２４と第３個別配線２２６と第４個別配線２２８とを含む複数の個別配線を含む。
例えば、図３に示すように、放射パターン１２２は、第２方向に配列することができる。隣接する放射パターン１２２間の間隔は制限されず、隣接する放射パターン１２２が互いに直接短絡されない間隔の範囲内で離隔して配置することができる。前記間隔は異なっていても、一定であってもよい。前記間隔が一定であると、各放射パターン１２２から放出される信号間の干渉が低減することや、干渉パターンが単一化されることによって、信号効率が向上できる。
いくつかの実施形態において、複数の放射パターン１２２では、隣接する放射パターン１２２同士が異なる位相を有することができる。隣接する放射パターン１２２間の位相差によって、ビームの角度がチルティング（tilting）できる。これにより、アンテナ素子１００のビーム・カバレッジが拡張できる。
例示的な実施形態において、給電配線２２０は、複数の放射パターン１２２にそれぞれ接続される複数の個別配線を含む。前記個別配線とは、給電配線２２０の接続配線２２１ａ，２２１ｂから分岐して複数の放射パターン１２２に接続されるそれぞれの配線を意味し得る。
前記複数の個別配線のうち、隣り合う少なくとも一対の個別配線の長さは異なっている。例えば、図３に示すように、第２個別配線２２４に対して第１個別配線２２２及び第３個別配線２２６は、異なる長さを有してもよい。また、第１個別配線２２２、第２個別配線２２４、第３個別配線２２６及び第４個別配線２２８は、その長さがそれぞれ異なっていてもよい。
前記個別配線の長さの差によって、隣接する放射パターン１２２のそれぞれから放出される信号の位相に差が発生し得る。いくつかの実施形態において、前記位相差は下記数式１で表すことができる。
[数式１]
位相差（φ）＝βｓｉｎθ＋φ０
（β＝２π／λ、λ：共振波長、θ：ビーム方向、φ０：初期位相）
前記ビーム方向（Beam Direction）とは、例えば、アンテナパターンが指向する角度を意味し、下記数式２で表すことができる。
[数式２]
ビーム方向（θ）＝－ｓｉｎ－１（１－（ｍλ／ｄ））
（ｍ：アレイ（ａｒｒａｙ）の数、λ：共振波長、ｄ：アンテナ間の中心間の距離）
例えば、アンテナ間の中心間の距離ｄはλ／２であってもよい。
これにより、隣接する個別配線の長さの差を調整して放射パターンに位相差を形成することができ、アンテナのビーム・チルティング角度を変更できる。
いくつかの実施形態において、給電配線２２０は、前記個別配線を所定の単位でカップリングする接続配線２２１ａ，２２１ｂを含むことができる。第１接続配線２２１ａは、第１個別配線２２２と第２個別配線２２４をカップリングすることができる。第２接続配線２２１ｂは、第３個別配線２２６と第４個別配線２２８をグルーピングすることができる。第１接続配線２２１ａ及び第２接続配線２２１ｂは、再び互いにカップリングされて接続配線単位を形成することができ、前記接続配線単位がさらにカップリングされて給電配線２２０を形成することができる。
例示的な実施形態において、前記接続配線によって隣り合う２つの個別配線が接続され、複数の給電単位を定義することができる。例えば、第１接続配線２２１ａによってカップリングされた第１個別配線２２２と第２個別配線２２４によって第１給電単位を定義できる。前記第１給電単位は、例えば、第１放射パターン１２２ａ及び第２放射パターン１２２ｂと接続することができる。同様に、第２接続配線２２１ｂによってカップリングされた第３個別配線２２６と第４個別配線２２８によって第２給電単位を定義できる。
前記それぞれの給電単位内に含まれた前記個別配線の長さは互いに異なっていてもよい。例えば、前記第１給電単位に含まれた第１個別配線２２２と第２個別配線２２４は、長さが異なっていてもよく、前記第２給電単位に含まれた第３個別配線２２６と第４個別配線２２８は、長さが異なっていてもよい。前記個別配線の長さの差によって、それぞれの給電単位に含まれた放射パターンの間に位相差が発生し得る。
いくつかの実施形態によると、互いに異なる給電単位に含まれた前記個別配線のうち隣り合う個別配線は、長さが異なっていてもよい。例えば、前記第１給電単位及び第２給電単位に含まれた個別配線のうち隣り合う第２個別配線２２４と第３個別配線２２６は、長さが異なっていてもよい。これにより、それぞれの給電単位内だけでなく、隣り合う給電単位の間でも放射パターンの位相差が発生し得る。
例示的な実施形態によると、それぞれの給電単位から生成される位相差は一定であってもよい。例えば、第１給電単位の第１放射パターン１２２ａと第２放射パターン１２２ｂとの間の位相差と、第２給電単位の第３放射パターン１２２ｃと第４放射パターン１２２ｄとの間の位相差は、同一であってもよい。前記「一定」または「同一」は、「実質的に一定」または「実質的に同一」であることを含み、例えば±１０％の誤差を含むことができる。
例示的な実施形態において、前記隣接する放射パターンから放出される信号間の位相差は一定に維持できる。例えば、第１放射パターン１２２ａ及び第２放射パターン１２２ｂから放出される信号間の位相差は、第２放射パターン１２２ｂ及び第３放射パターン１２２ｃから放出される信号間の位相差、並びに第３放射パターン１２２ｃ及び第４放射パターン１２２ｄから放出される信号間の位相差と同じであってもよい。前記位相差を一定に維持する場合には、ビーム・チルティングをより効果的に行うことができる。
いくつかの実施形態によると、複数の放射パターン１２２は、配列された方向に一定に増加または減少する位相を有することができる。
複数の放射パターン１２２の位相が一定に増加または減少する場合には、隣接する放射パターンがそれぞれカップリングされてビーム形成角度をチルティングできる。例えば、複数の放射パターン１２２が全体的にカップリングされ、ビーム形成角度が効果的にチルティングできる。
図７は、例示的な実施形態に係る放射パターンの位相差を示す概略図である。
図７を参照すると、本発明の例示的な実施形態に係るアンテナ構造体において、８つの放射パターンの位相は、最右側の放射パターンを基準（Ｐｈａｓｅ０°）で左方向に１２０°ずつ増加する傾向を持つことができる（Ｐｈａｓｅ３６０°は、Ｐｈａｓｅ０°と同じ。）。例えば、隣り合う放射パターン間の位相差は１２０°と一定であってもよい。
図８は、図７のアンテナ構造体のビーム形成分布を示す概略図である。
図８を参照すると、図７のアンテナ構造体の場合には、ビーム形成のメインピークが－４０°であることが示されている。このことから、個別配線の長さが同じで、各放射パターン間に位相差がない比較例に比べて、メインビーム形成角度が４０°チルティングしたことが分かった。
いくつかの実施形態によると、隣り合う放射パターンから放出された信号間の位相差は３０°～２７０°であってもよい。前記範囲内であると、アンテナ構造体のビーム・カバレッジを効果的に拡張できる。より好ましくは、前記位相差は６０°～１８０°であってもよい。
前記各個別配線の端部は、ボンディング領域（ＢＡ）で放射パターン１２２と電気的に接続することができる。例えば、ボンディング領域（ＢＡ）における前記末端部を除いた前記個別配線部分が位置する領域を位相変化領域（Phase Shift Area、ＰＳＡ）で提供できる。
いくつかの実施形態によると、それぞれの給電単位内に含まれた個別配線のうちの少なくとも一つは、複数の給電単位の配列方向に沿って突出した屈曲部を含むことができる。例えば、前記屈曲部は、第２方向に突出することができる。前記屈曲部を複数の給電単位の配列方向に沿って形成することにより、例えば、アンテナ構造体の長さ（第１方向の長さ）を増加させないまま、個別配線の間に長さの差を形成することができる。これにより、アンテナ構造体のサイズを減少させることができる。
いくつかの実施形態において、前記屈曲部が形成されている個別配線と、前記屈曲部が形成されていない個別配線との間に長さの差が生じ得る。例えば、第１個別配線２２２と第２個別配線２２４との間に第１個別配線２２２の屈曲部の長さだけの長さの差が生じ得る。また、それぞれ屈曲部が形成されている一対の個別配線において、各屈曲部の長さによって個別配線の長さの差が生じ得る。例えば、第３個別配線２２６の場合には、第４個別配線２２８に比べて屈曲部の長さが長く、屈曲部の長さの差だけ個別配線間に長さの差が生じ得る。これにより、電気的経路に長さの差が発生し、複数の放射パターン１２２から放出される信号の位相が異なり得る。
例示的な実施形態によると、前記複数の個別配線のうちの少なくとも一つは、位相変化領域（ＰＳＡ）内で複数の放射パターン１２２が配列された方向に突出した屈曲部を含むことができる。
例えば、位相変化領域（ＰＳＡ）に前記屈曲部を形成して個別配線の長さを調節する場合には、放射パターン１２２の配列及び間隔を調節することなく、容易に位相差を調節することができる。
いくつかの実施形態によると、前記個別配線の周辺に給電グランドパッドを配置することができる。前記給電グランドパッドは、前記個別配線を中央に置いて一対として向かい合うように配置することができる。例えば、第２方向に向かい合って形成することができる。また、前記給電グランドパッドは、第３方向を基準に給電配線２２０および個別配線と同じレベルに配置することができる。前記給電グランドパッドは、アンテナ電極層１２０のグランドパッド１２３，１２５と接触して配置することができ、グランドパッド１２３，１２５と一体に形成することができる。前記給電グランドパッドは、グランドコンタクト２３５に貫通することができる。前記給電グランドパッドにより、個別配線から提供される電気信号のノイズを効果的に低減できる。
図４は、いくつかの例示的な実施形態に係るアンテナ構造体を示す概略断面図である。
図４を参照すると、フレキシブル回路基板２００は、アンテナ素子１００ａの下に配置してもよい。例えば、フレキシブル回路基板２００は、誘電層１１０の底面側でアンテナ素子１００ａと結合することができる。
この場合、図４に示すように、給電配線２２０は、給電コンタクト２６０を介してアンテナ電極層１２０ａと電気的に接続することができる。いくつかの実施形態において、アンテナ電極層１２０ａは、誘電層１１０の側壁に沿って屈曲して誘電層１１０の底面上に延長することができる。例えば、アンテナ電極層１２０ａの信号パッドが誘電層１１０の前記底面上に配置され、これにより、給電コンタクト２６０による給電配線２２０との接続を容易に実現することができる。
アンテナ電極層１２０ａのグランドパッドもまた、誘電層１１０の側面に沿って屈曲して誘電層１１０の前記底面まで延長され、フレキシブル回路基板２００の給電グランド層２３０と電気的に接続することができる。一実施形態において、誘電層１１０の前記底面に延長されたグランドパッド部分は、アンテナグランド層１３０ａと一体に接続することができる。
図５は、いくつかの例示的な実施形態に係るアンテナ構造体のアンテナ電極層の構造を説明するための概略平面図である。
図５を参照すると、アンテナ電極層１２０は、メッシュ構造を含むこともできる。図５に示すように、放射パターン１２２、伝送線路１２４、信号パッド１２６及びグランドパッド１２３，１２５は、いずれもメッシュ構造を含むことができる。
いくつかの実施形態において、抵抗の増加による信号損失を防止するために、信号パッド１２６及びグランドパッド１２３，１２５は、中身が詰まった（solid）パターンで形成することもできる。
アンテナ電極層１２０が前記メッシュ構造を含むことにより、アンテナ素子１００の透過率が向上できる。いくつかの実施形態において、アンテナ電極層１２０の周辺には、ダミーメッシュ層１２９を配置することができる。ダミーメッシュ層１２９により、アンテナ電極層１２０の周辺（例えば、放射パターン１２２の周辺）の電極配列を均一化し、アンテナ電極層１２０がディスプレイ装置のユーザに視認されることを防止することができる。
例えば、メッシュ金属層が誘電層１１０上に形成され、前記メッシュ金属層が所定の領域に沿ってエッチングされ、ダミーメッシュ層１２９を放射パターン１２２、伝送線路１２４などから電気的、物理的に隔離することができる。
図６は、例示的な実施形態に係るディスプレイ装置を示す概略平面図である。例えば、図６は、ディスプレイ装置のウインドウを含む外部形状を示している。
図６を参照すると、ディスプレイ装置３００は、表示領域３１０及び周辺領域３２０を含むことができる。周辺領域３２０は、例えば、表示領域３１０の両側部及び／又は両端部に配置することができる。
いくつかの実施形態において、前述したアンテナ構造体に含まれるアンテナ素子１００は、ディスプレイ装置３００の周辺領域３２０にパッチの形で挿入することができる。いくつかの実施形態において、アンテナ素子１００のパッド電極１２３，１２５，１２６は、ディスプレイ装置３００の周辺領域３２０に対応するように配置することができる。
周辺領域３２０は、例えば、画像表示装置の遮光部又はベゼル部に相当し得る。例示的な実施形態によると、前記アンテナ構造体のフレキシブル回路基板２００は、周辺領域３２０に配置され、ディスプレイ装置３００の表示領域３１０での画像劣化を防止することができる。
また、周辺領域３２０には駆動ＩＣチップ２８０を併せて配置することができる。アンテナ素子１００のパッド電極１２３，１２５，１２６を周辺領域３２０内でフレキシブル回路基板２００及び駆動ＩＣチップ２８０と隣接するように配置することにより、信号の送受信経路を短縮させて信号損失を抑制することができる。
アンテナ素子１００の放射パターン１２２は、表示領域３１０と少なくとも部分的に重畳していてもよい。例えば、図５に示すようにメッシュ構造を利用して、放射パターン１２２がユーザに視認されることを低減することができる。

Claims (20)

  1. 誘電層、及び前記誘電層の上面上に配置され、複数の放射パターンを含むアンテナ電極層を含むアンテナ素子と、
    前記複数の放射パターンと電気的に接続された給電配線を含むフレキシブル回路基板とを含み、
    前記給電配線は、前記複数の放射パターンのそれぞれに接続される個別配線を含み、前記個別配線のうち隣り合う少なくとも一対の個別配線の長さが互いに異なる、アンテナ構造体。
  2. 前記給電配線は、前記個別配線を所定の単位でカップリングする接続配線をさらに含む、請求項１に記載のアンテナ構造体。
  3. 前記接続配線によって隣り合う個別配線が接続されて複数の給電単位が定義され、それぞれの前記給電単位内に含まれた前記個別配線の長さが互いに異なる、請求項２に記載のアンテナ構造体。
  4. 互いに異なる前記給電単位に含まれた前記個別配線のうち、前記隣り合う個別配線の長さが互いに異なる、請求項３に記載のアンテナ構造体。
  5. 前記給電単位に接続された前記放射パターンの間に位相差が生成され、それぞれの前記給電単位から生成された前記位相差は一定である、請求項３に記載のアンテナ構造体。
  6. 前記互いに異なる給電単位に含まれた前記個別配線のうち前記隣り合う個別配線によって前記位相差が生成され、前記位相差は、前記給電単位から生成された前記位相差と同じであり、
    前記複数の放射パターンは、その配列方向に沿って一定に増加または減少する位相を有する、請求項５に記載のアンテナ構造体。
  7. それぞれの前記複数の給電単位内に含まれた前記個別配線のうちの少なくとも一つは、前記複数の給電単位の配列方向に沿って突出した屈曲部を含む、請求項３に記載のアンテナ構造体。
  8. 前記アンテナ電極層は、前記複数の放射パターンと電気的に接続された信号パッドをさらに含み、
    前記給電配線は、前記信号パッドと電気的に接続される、請求項１に記載のアンテナ構造体。
  9. 前記フレキシブル回路基板は、コア層と、前記コア層の上面に配置された給電グランド層とをさらに含み、
    前記給電配線は、前記コア層の下面上に配置される、請求項８に記載のアンテナ構造体。
  10. 前記アンテナ電極層は、前記信号パッドの周辺に配置されたグランドパッドをさらに含み、
    前記フレキシブル回路基板の前記給電グランド層は、前記グランドパッドと電気的に接続される、請求項９に記載のアンテナ構造体。
  11. 前記給電グランド層と前記グランドパッドを電気的に接続するグランドコンタクトをさらに含む、請求項１０に記載のアンテナ構造体。
  12. 前記フレキシブル回路基板は、前記アンテナ素子の前記アンテナ電極層の上に配置される、請求項１に記載のアンテナ構造体。
  13. 前記フレキシブル回路基板は、前記アンテナ素子の前記誘電層の底面の下に配置される、請求項１に記載のアンテナ構造体。
  14. 前記アンテナ電極層は、前記誘電層の側壁に沿って屈曲して前記底面上に延長する、請求項１３に記載のアンテナ構造体。
  15. 前記フレキシブル回路基板は、前記アンテナ電極層と前記給電配線を電気的に接続する給電コンタクトをさらに含む、請求項１４に記載のアンテナ構造体。
  16. 前記アンテナ素子は、前記誘電層の底面上に配置されるアンテナグランド層をさらに含む、請求項１に記載のアンテナ構造体。
  17. 前記フレキシブル回路基板上に配置され、前記給電配線を介して前記アンテナ電極層に電力を供給する駆動集積回路チップをさらに含む、請求項１に記載のアンテナ構造体。
  18. 前記アンテナ電極層は、メッシュ構造を含む、請求項１に記載のアンテナ構造体。
  19. 前記アンテナ素子は、前記アンテナ電極層の周辺に配置されるダミーメッシュ層をさらに含む、請求項１８に記載のアンテナ構造体。
  20. 請求項１に記載のアンテナ構造体を含む、ディスプレイ装置。
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