KR101806942B1

KR101806942B1 - 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치

Info

Publication number: KR101806942B1
Application number: KR1020110098082A
Authority: KR
Inventors: 조규식; 김인숙
Original assignee: 삼성전자주식회사; 주식회사 이그잭스
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2017-12-08
Also published as: US8977196B2; US20130078917A1; WO2013048015A1; US20150155628A1; KR20130034187A; US9564686B2

Abstract

본 발명은 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치에 관한 것으로, 상세하게는, 근거리무선통신 안테나를 위한 별도의 실장공간을 필요로 하지 않는 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 디스플레이의 영상을 투과시키는 표시 영역과, 표시 영역의 주변에 형성된 블랙마크 영역을 가진 윈도우; 상기 윈도우의 블랙마크 영역의 하부에 다수의 층이 적층되어 형성된 다층 FPCB; 및 상기 다층 FPCB의 각각의 층마다 형성된 도전성 라인이 연결되어 나선형 루프 형태로 이루어진 안테나패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 근거리무선통신 안테나를 위한 별도의 실장영역을 마련할 필요가 없으며, 종래에 비하여 안테나패턴 폭을 줄일 수 있고, 배터리 커버가 금속으로 이루어지거나 곡선 형태를 가지고 있는 경우에도 근거리무선통신 안테나의 성능 저하를 방지할 수 있다.

Description

휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치{Near field communication antenna device of a mobile terminal}

본 발명은 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치에 관한 것으로, 상세하게는, 근거리무선통신 안테나를 위한 별도의 실장공간을 필요로 하지 않는 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치에 관한 것이다.

근래, 휴대단말기를 이용하여 데이터 공유, 지불결재, 티켓팅(ticketing)을 행하는 경우가 많아지면서 근거리무선통신 안테나장치가 휴대단말기에 실장되는 경우가 많아지고 있다. 이러한 근거리무선통신 안테나장치는, 13.56MHz(ㅁ7kHz)의 저주파수를 이용하여 10~20cm의 근접거리통신을 수행하기 위해, 자기결합을 활용하는 방식의 LC 공진 루프안테나(loop antenna)를 가진다.

이러한 근거리무선통신 안테나는, 성능 확보를 위하여 전체 면적이 1500㎟ 이상이고, 단축 길이가 30mm 이상이어야 했었다. 또한, 근거리무선통신 안테나의 안테나 라인(antenna line)에 의해 형성되는 루프는, 원하는 기전력을 발생시키기 위해 다수로 형성될 필요가 있다. 종래의 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치는, 다수의 루프를 형성하는 도전성 라인을 단층으로 형성하였기 때문에, 복수의 안테나 라인들이 형성하는 안테나패턴(antenna pattern) 폭을 줄이는 데에 한계가 있었다. 참고로, 본 명세서에 기재된 안테나패턴 폭은, 근거리무선통신 안테나를 위에서 보았을 때 보이는 도전성 라인들의 폭들의 합에, 도전성 라인이 형성되어 있지 않은 부분들의 폭(안테나 라인 사이의 간격)들의 합을 더한 값을 의미한다. 예를 들어, 1개의 안테나 라인의 폭이 0.8mm이고, 도전성 라인 사이의 간격이 0.4mm라고 가정한다. 이러한 경우, 안테나 라인에 의해 형성되는 루프의 회수가 4회이면, 4.8mm (= (0.8mm + 0.4mm) ㅧ 4)의 안테나패턴 폭이 형성된다. 그런데, 휴대단말기가 소형화되고 슬림(slim)화되는 추세에서, 이러한 근거리무선통신 안테나를 위한 실장영역을 확보하는 데에 어려움이 있었다.

또한, 근거리무선통신 안테나가 휴대단말기의 배터리(battery) 또는 배터리 커버(battery cover)에 실장되는 경우, 배터리 커버가 금속으로 이루어져 있으면 근거리무선통신 안테나의 성능이 사용하기 힘들 정도로 낮아지는 문제점이 있다. 또한, 배터리 커버가 곡선 형태를 가지고 있는 경우에는, 배터리 커버에 실장되는 근거리무선통신 안테나가 평면적인 형태를 가지지 못하여 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은, 근거리무선통신 안테나의 실장을 위한 별도의 실장영역을 필요로 하지 않으면서 근거리무선통신 안테나의 안테나패턴 폭을 줄일 수 있는 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 배터리 커버가 금속으로 이루어지거나 곡선 형태를 가지고 있는 경우에도 성능의 저하를 방지할 수 있는 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 디스플레이의 영상을 투과시키는 표시 영역과, 표시 영역의 주변에 형성된 블랙마크 영역(black mark area)을 가진 윈도우(window); 상기 윈도우의 블랙마크 영역의 하부에 다수의 층이 적층되어 형성된 다층 FPCB(flexible printed circuit board); 및 상기 다층 FPCB의 각각의 층마다 형성된 도전성 라인이 연결되어 나선형 루프 형태로 이루어진 안테나패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 각각의 층마다 형성된 도전성 라인이 서로 연결되어 나선형 루프 형태로 이루어진 안테나패턴을 가진 다층 FPCB가 윈도우의 블랙마크 영역에 형성됨으로써, 근거리무선통신 안테나를 위한 별도의 실장영역을 마련할 필요가 없다. 또한, 연속된 다수의 루프 형태로 이루어지는 도전성 라인이 다층 FPCB를 통하여 적층되어 구성되기 때문에 종래에 비하여 안테나패턴 폭을 줄일 수 있다.

또한, 근거리무선통신 안테나를 구현하는 다층 FPCB가 윈도우에 형성되기 때문에, 배터리 커버가 금속으로 이루어지거나 곡선 형태를 가지고 있는 경우에도 근거리무선통신 안테나의 성능 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치를 구비한 휴대단말기의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절단선(A-A')을 따라 절단된, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 윈도우의 배면도이다.
도 4는 도 2에 표시된 점선 부분(B)을 확대한, 다층 FPCB의 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.
도 6a는 도 4에 도시된 다층 FPCB의 제 1 변형례에 따른 다층 FPCB의 단면도이다.
도 6b는 도 4에 도시된 다층 FPCB의 제 2 변형례에 따른 다층 FPCB의 단면도이다.
도 7은, 도 6a에 도시된 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.
도 8은 도 1에 도시된 절단선(A-A')을 따라 절단된, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치의 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 윈도우의 배면도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치의 다층 FPCB의 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.
도 12는 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 1 변형례에 따른 다층 FPCB의 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.
도 14는 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 2 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.
도 15는 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 3 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.
도 16은 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 4 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.
도 17은 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 5 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.
도 18은 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 6 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.

이하, 본 발명에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치를 구비한 휴대단말기의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 절단선(A-A')을 따라 절단된, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 윈도우의 배면도이고, 도 4는 도 2에 표시된 점선 부분(B)을 확대한, 다층 FPCB의 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다. 참고로, 도 1에 도시된 절단선(A-A')은 휴대단말기(101)의 길이방향을 따라 리시버 홀(receiver hole; 121)과 키(key; 123)를 지나고 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(100)를 설명하면 다음과 같다. 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(100)는 디스플레이(110), 윈도우(120), 다층 FPCB(160) 및 안테나패턴(160a)를 포함한다.

디스플레이(110)는 사용자에게 영상을 표시하는 구성요소이다. 본 실시형태의 디스플레이(110)는, 능동형유기발광다이오드(111)의 상면에 터치스크린 센서패턴(touch screen sensor pattern; 113)이 형성되어 있는 온-셀 TSP 능동형유기발광다이오드로서, 능동형유기발광다이오드(111), 터치스크린 센서패턴(113) 및 편광판(114)을 포함한다. 능동형유기발광다이오드(111)는 발광유기물로 이루어져 자체발광을 행하는 LTPS 글래스(low temperature polycrystalline silicon glass; 111a)와, LTPS 글래스(111a)의 상부를 밀봉하기 위한 엔캡 글래스(encap glass; 111b)를 포함한다. LTPS 글래스(111a)의 일측 상면에는 능동형유기발광다이오드(111)를 구동하기 위한 디스플레이 구동부(116)가 위치해 있다. 또한, 디스플레이 구동부(116)는, 메인 보드(main board; 140)와 연결되어 제어 신호를 디스플레이 구동부(116)에 전달하기 위한 FPCB(117)가 연결되어 있다. 메인 보드(140)의 하면에는, 메인 안테나(main antenna; 150)가 실장되어 있으며, 메인 보드(140)와 디스플레이(110) 사이에는 브라켓(bracket; 130)이 배치되어 있다. 엔캡 글래스(111b)의 하면과 LTPS 글래스(111a)의 상면 사이는 금속 유리로 이루어진 셀실(cell seal; 112)에 의해 밀봉되어 있으며, 밀봉된 공간은 질소 가스로 충진되어 있다. 엔캡 글래스(111b)의 상면에는, 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치스크린 센서패턴(113)이 형성되어 있다. 터치스크린 센서패턴(113)은 ITO(indium tin oxide)로 이루어질 수 있다. 터치스크린 센서패턴(113)의 상부에는, 외광이 능동형유기발광다이오드(111)로부터 반사되어 나오는 것을 방지하기 위한 편광판(114)이 형성되어 있다.

윈도우(120)는 디스플레이(110)의 영상을 사용자에게 투과시키면서 디스플레이(110)를 외부로부터 보호하기 위한 구성요소로서, 디스플레이(110)의 상부에 배치되어 있으며, 글래스(glass)로 이루어질 수 있다. 본 실시형태의 경우, 윈도우(120)와 디스플레이(110) 사이에는 수지(resin; 115)가 형성됨으로써, 윈도우(120)를 통과하는 외광이 윈도우(120)와 디스플레이(110) 사이에서 반사되는 것을 방지한다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 윈도우(120)는, 디스플레이(110)의 영상을 투과시키는 표시 영역(120a)과, 표시 영역(120a)의 주변에 형성된 블랙마크 영역(120b)을 가지고 있다. 블랙마크 영역(120b)은, 휴대단말기(101)의 내부 중 디스플레이(110) 주변이 사용자에게 보이는 것을 차단하기 위한 영역으로서, 윈도우(120)의 배면에, 검은색 테이프(도시되지 않음)가 부착되거나 검은색 도료(도시되지 않음)가 인쇄 또는 증착됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 윈도우(120)는 리시버 홀(121)과 키 홀(122)을 포함한다. 리시버 홀(121)은 상대방의 음성을 사용자에게 전달하기 위한 리시버(receiver; 도시되지 않음)와 연결되어 있다. 키 홀(122)의 내부에는 도 1에 도시된 키(123)가 위치해 있다.

다층 FPCB(160)는, 윈도우(120)의 블랙마크 영역(120b)의 하부에 다수의 층이 적층되어 형성된 FPCB이다. 다층 FPCB(160)는 하나의 FPCB를 여러 번 감아가면서 적층하여 이루어질 수도 있고, 각각 별개의 층을 이루는 여러 개의 FPCB를 적층하여 이루어질 수도 있다. 본 실시형태의 경우, 다층 FPCB(160)는 윈도우(120)의 배면에 형성되어 있다. 본 실시형태의 경우, 다층 FPCB(160)는, 디스플레이(110)의 가장자리(edge)에 인접하게 배치되어 있으며, 4개의 층들(161, 162, 163, 164)로 형성되어 있다.

안테나패턴(160a)은, 다층 FPCB(160)의 각각의 층(161, 162, 163, 164)마다 형성된 도전성 라인(161a, 162a, 163a, 164a)이 상호 연결되어 나선형 루프 형태로 이루어져 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 다층 FPCB(160)에 형성된 안테나패턴(160a)은 연속된 다수의 루프 형태로 이루어진다. 도전성 라인(161a, 162a, 163a, 164a)은, 다층 FPCB(160)의 각각의 층들(161, 162, 163, 164)의 일면에 형성되고, 다층 FPCB(160)의 길이방향을 따라 연장되어 있다. 본 실시형태의 경우, 각각의 층(161, 162, 163, 164)에 형성된 도전성 라인(161a, 162a, 163a, 164a)들은 위에서 보았을 때 서로 겹치도록 배치되어 있다. 다층 FPCB(160)의 양단(160b, 160c)에 형성된 안테나패턴(160a)의 양단(160ab, 160ac)은 근거리무선통신 모듈(도시되지 않음)과 전기적으로 연결되어 있다. 근거리무선통신 모듈은 메인 보드(140)에 실장되어 있을 수 있다.

본 실시형태에 따르면, 각각의 층(161, 162, 163, 164)마다 도전성 라인(161a, 162a, 163a, 164a)이 형성된 다층 FPCB(160)가 윈도우(120)의 블랙마크 영역에 형성됨으로써, 근거리무선통신 안테나를 위한 별도의 실장영역을 마련할 필요가 없다. 또한, 연속된 다수의 루프 형태를 갖는 안테나패턴(160a)은, 다층 FPCB(160)를 통하여 도전성 라인(161a, 162a, 163a, 164a)이 형성된 여러 개의 층(161, 162, 163, 164)이 적층되어 구성되기 때문에, 종래에 비하여 안테나패턴 폭(P1)을 줄일 수 있다. 구체적으로, 측정 결과에 의하면, 다층 FPCB(160)에서 각각의 도전성 라인(161a, 162a, 163a, 164a)의 폭(L1)이 0.8mm이고, 도전성 라인(161a, 162a, 163a, 164a)이 형성되어 있지 않은 부분의 폭(C1)이 0.2mm이었다. 즉, 본 실시형태의 안테나패턴 폭(P1)이 1mm (= 0.8mm + 0.2mm)로 측정되어, 종래의 안테나패턴 폭(4.8mm)에 비하여 많이 감소되었음을 알 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 근거리무선통신 안테나를 구현하는 다층 FPCB(160)가 휴대단말기(101)의 전방부분에 위치한 윈도우(120)에 형성되기 때문에, 휴대단말기(101)의 전방으로 근거리무선통신 안테나 신호를 방사하고 수신할 수 있다. 따라서, 휴대단말기(101)의 후방부분에 형성된 배터리 커버(도시되지 않음)가 금속으로 이루어진 경우에도 안테나의 성능 저하를 방지할 수 있다. 또한, 배터리 커버가 아닌 윈도우(120)에 근거리무선통신 안테나를 구현하는 다층 FPCB(160)가 실장되기 때문에 다양한 형태의 배터리 커버를 휴대단말기(101)에 적용할 수 있다.

도 6a는 도 4에 도시된 다층 FPCB의 제 1 변형례에 따른 다층 FPCB의 단면도이고, 도 7은 도 6a에 도시된 다층 FPCB의 도전성 라인을 개념적으로 설명하기 위한 도이다. 도 6a에 도시된 다층 FPCB(170)는, 도 4에 도시된 다층 FPCB(160)와 달리, 제 1 층(171)과 제 3 층(173)에 형성된 도전성 라인(171a, 173a)이 제 2 층(172)과 제 4 층(174)에 형성된 도전성 라인(172a, 174a)보다 루프의 안쪽으로 배치되어 있다. 즉, 각각의 층(171, 172, 173, 174)에 형성된 도전성 라인들(171a, 172a, 173a, 174a)은 각각의 층마다 루프의 내측으로부터의 위치를 달리하여 번갈아 배치되어 있다. 이에 따라, 도 6에 도시된 안테나패턴(170a)은, 도 4에 도시된 안테나패턴(160a)과 비교하여, 인접한 층에 형성된 도전성 라인들 사이의 간섭이 적어진다. 따라서, 안테나 성능이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 도 6a에 도시된 안테나패턴(170a)은, 도 4에 도시된 안테나패턴(160a)과 유사하게 도전성 라인(171a, 172a, 173a, 174a)이 형성된 각각의 층(171, 172, 173, 174)이 적층되어 형성되기 때문에, 종래에 비하여 안테나패턴 폭(P2)을 줄일 수 있다. 구체적으로, 측정 결과에 의하면, 다층 FPCB(160)에서 각각의 도전성 라인(171a, 172a, 173a, 174a)의 폭(L2)이 0.8mm이고, 도전성 라인(171a, 172a, 173a, 174a)이 형성되어 있지 않은 부분의 폭(C2)이 0.2mm이었다. 즉, 본 실시형태의 안테나패턴 폭(P2)이 2mm (= (0.8mm + 0.2mm) ㅧ 2)로 측정되어, 종래의 안테나패턴 폭(4.8mm)에 비하여 감소되었음을 알 수 있다.

도 6b는 도 4에 도시된 다층 FPCB의 제 2 변형례에 따른 다층 FPCB의 단면도이다. 도 6b에 도시된 다층 FPCB(180)는, 도 6a에 도시된 다층 FPCB(170)와 유사하게, 각각의 층(181, 182, 183, 184)에 형성된 도전성 라인들(181a, 182a, 183a, 184a)은 각각의 층마다 루프의 내측으로부터의 위치를 달리하여 번갈아 배치되어 있다. 다만, 도 6b에 도시된 바와 같이, 각각의 층(181, 182, 183, 184)에 형성된 도전성 라인(181a, 182a, 183a, 184a)이 루프의 내측에서 위치가 겹치고 있다. 즉, 각각의 층(181, 182, 183, 184)에 형성된 도전성 라인(181a, 182a, 183a, 184a)들은 위에서 보았을 때 부분적으로 겹치도록 배치되어 있다. 이에 따라, 도 6b에 도시된 제 2 변형례에 따른 다층 FPCB(180)는, 도 6a에 도시된 제 1 변형례에 따른 다층 FPCB(170)의 도전성 라인(171a, 172a, 173a, 174a)의 폭(L2)과 동일한 폭(L3)을 가지더라도, 제 2 변형례에 따른 다층 FPCB(170)의 안테나패턴 폭(P2)보다 작은 안테나패턴 폭(P3)을 가질 수 있다. 또한, 제 2 변형례에 따른 다층 FPCB(180)는, 도 4에 도시된 다층 FPCB(160)와 비교하여, 인접한 층에 형성된 도전성 라인들 사이의 간섭이 적은 효과도 함께 가진다.

도 8은 도 1에 도시된 절단선(A-A')을 따라 절단된, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치의 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 윈도우의 배면도이다. 도 8 및 9를 참조하여, 제 2 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(200)를 설명하면 다음과 같다.

제 2 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(200)는, 제 1 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(100)와 달리, 다층 FPCB(260)가 윈도우(220)의 가장자리(edge)에 인접하게 배치되어 있다. 즉, 도 2에 도시된 제 1 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(100)는, 다층 FPCB(160)가 디스플레이(110)의 가장자리에 인접하게 배치되기 때문에 금속으로 이루어진 브라켓(130)에 의해 안테나 성능이 영향을 받는다. 특히, 리더 모드(reader mode)의 경우에 충분한 안테나 성능을 확보하는 것이 어려웠다. 반면에, 도 8에 도시된 제 2 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(200)는, 다층 FPCB(260)가 윈도우(220)의 가장자리에 인접하게 배치되기 때문에, 다층 FPCB(260)의 안테나패턴(260a)이 위치하는 영역이 브라켓(230)이 위치하고 있는 영역과 겹치지 않게 된다. 따라서, 브라켓(230)에 의해 안테나 성능이 영향을 받지 않는다. 실험 결과에 의하면, 제 2 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(200)는 리더 모드의 경우에 25mm 수준의 인식거리를 확보하였다.

제 2 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(200)의 구성은, 위에서 설명한 부분을 제외하면, 제 1 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치(100)의 구성과 동일하다.

도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치의 다층 FPCB의 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다. 도 10 및 11을 참조하여, 제 3 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치의 다층 FPCB(360)를 설명하면 다음과 같다.

제 3 실시형태에 따른 다층 FPCB(360)는 개방형 루프 FPCB(open loop flexible printed circuit board; 380) 및 폐쇄형 루프 FPCB(closed loop flexible printed circuit board; 370)를 포함한다. 개방형 루프 FPCB(380)는, 제 1 실시형태에 따른 다층 FPCB(160)와 유사하게, 다수의 층(361, 362)이 적층되어 형성된 FPCB로서 각각의 층(361, 362)마다 형성된 도전성 라인(361a, 362a)이 상호 연결되어 나선형 루프 형태로 이루어져 있다. 또한, 상기 도전성 라인들(361a, 362a)이 연결되어 이루어진 개방형 루프 안테나패턴(380a)의 양단(380ab, 380ac)은, 개방형 루프 FPCB(380)의 양단(380b, 380c)에 형성되어 근거리무선통신 모듈(도시되지 않음)과 전기적으로 연결되어 있다.

폐쇄형 루프 FPCB(370)는, 개방형 루프 안테나패턴(380a)과 전기적으로 분리되어 있는 폐쇄형 루프 안테나패턴(370a)이 형성된 FPCB이다. 본 실시형태의 경우, 폐쇄형 루프 FPCB(370)는 개방형 루프 FPCB(380)를 이루는 2개의 층 사이에 적층되어 있다. 이에 따라, 개방형 루프 FPCB(380)를 이루는 제 1 층(361) 및 제 2 층(362)에 형성된 도전성 라인들(361a, 362a)의 일단(361ab, 362ab)이 서로 전기적으로 연결되도록, 제 1 층(361) 및 제 2 층(362) 각각의 일단(361b, 362b)은 루프의 내측으로 돌출되어 있다. 도전성 라인들(361a, 362a)의 일단(361ab, 362ab)이 전기적으로 연결되는 구조는, 제 2 층(362)의 도전성 라인(362a)의 일단(362b)의 하부에 도전성물질로 채워진 관통홀을 형성하는 방법, 솔더링(soldering) 등의 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있다. 제 3 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치는, 위와 같은 구성을 제외하면, 제 1 실시형태에 따른 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치와 동일하다.

본 발명에 따른 근거리무선통신 안테나장치는, 다층 FPCB의 안테나패턴의 루프 회수가 많을수록 더 좋은 안테나 성능을 확보할 수 있다. 그러나, 근거리무선통신 안테나의 사용주파수는 13.56 MHz로 고정되어 있기 때문에 이에 해당하는 안테나패턴의 길이보다 더 긴 안테나패턴을 사용할 수는 없다.

이런 점에서, 도 11에 도시된 제 3 실시형태에 따른 안테나패턴(360a)은 개방형 루프 안테나패턴(380a) 이외에 폐쇄형 루프 안테나패턴(370a)을 더 포함하고 있기 때문에, 안테나의 공진주파수를 결정하는 개방형 루프 안테나패턴(380a)의 길이를 더 길게 하지 않아도 충분한 안테나 성능을 확보할 수 있다. 참고로, 이러한 안테나 성능의 확보는, 개방형 루프 안테나패턴(380a)에서 흐르는 전류에 의해 생긴 자기장에 의해 폐쇄형 루프 안테나패턴(370a)에 유도전류가 흐르고, 이러한 유도전류에 의해 상기 자기장이 강화되는 물리적 과정에 의해 이루어진다.

도 12는 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 1 변형례에 따른 다층 FPCB의 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이며, 도 14는 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 2 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다. 도 12 내지 도 13을 참조하여, 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 1 변형례에 따른 다층 FPCB(460)를 설명하면 다음과 같다.

제 1 변형례에 따른 다층 FPCB(460)는, 도 10에 도시된 다층 FPCB(360)와 유사하게, 개방형 루프 FPCB(480) 및 폐쇄형 루프 FPCB(470)를 포함한다. 개방형 루프 FPCB(480)는 다수의 층(461, 462)이 적층되어 형성된 FPCB로서 각각의 층(461, 462)마다 형성된 도전성 라인(461a, 462a)이 상호 연결되어 나선형 루프 형태로 이루어져 있다. 또한, 상기 도전성 라인들(461a, 462a)이 연결되어 이루어진 개방형 루프 안테나패턴(480a)의 양단(480b, 480c)은, 개방형 루프 FPCB(480)의 양단(480b, 480c)에 형성되어 근거리무선통신 모듈(도시되지 않음)과 전기적으로 연결되어 있다.

폐쇄형 루프 FPCB(470)는, 개방형 루프 안테나패턴(480a)과 전기적으로 분리되어 있는 폐쇄형 루프 안테나패턴(470a)이 형성된 FPCB이다. 제 1 변형례에 따른 폐쇄형 루프 FPCB(470)는, 도 10에 도시된 폐쇄형 루프 FPCB(370)와 달리, 개방형 루프 FPCB(480)의 하부에 적층되어 있다. 또한, 도 14에 도시된 제 2 변형례에 따른 안테나패턴(560a)처럼, 폐쇄형 루프 안테나패턴(570a)이 개방형 루프 안테나패턴(580a)의 상부에 배치되도록, 폐쇄형 루프 FPCB가 개방형 루프 FPCB의 상부에 적층될 수도 있다.

도 15는 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 3 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이고, 도 16은 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 4 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이며, 도 17은 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 5 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이고, 도 18은 도 10에 도시된 다층 FPCB의 제 6 변형례에 따른 다층 FPCB의 안테나패턴을 개념적으로 설명하기 위한 도이다.

도 15 내지 도 18에 도시된 제 3 내지 제 6 변형례에 따른 안테나패턴들(660a, 760a, 860a, 960a)은 각각 복수의 폐쇄형 루프 안테나패턴들(671a, 672a, 771a, 771b, 871a, 872a, 971a, 972a, 973a)을 포함하고 있다.

구체적으로, 제 3 변형례에 따른 다층 FPCB(도시되지 않음)는, 도 15에 도시된 것처럼 제 1 폐쇄형 루프 안테나패턴(671a)이 개방형 루프 안테나패턴(680a)을 이루는 도전성 라인들(661a, 662a) 사이에 배치되고 제 2 폐쇄형 루프 안테나패턴(672a)이 개방형 루프 안테나패턴(680a)의 상부에 배치되도록, 제 1 폐쇄형 루프 안테나패턴(671a)이 형성된 제 1 폐쇄형 루프 FPCB(도시되지 않음)가 개방형 루프 FPCB(도시되지 않음)를 이루는 2개의 층 사이에 적층되고, 제 2 폐쇄형 루프 안테나패턴(672a)이 형성된 제 2 폐쇄형 루프 FPCB(도시되지 않음)가 개방형 루프 FPCB의 상부에 적층된다.

제 4 변형례에 따른 다층 FPCB(도시되지 않음)는, 도 16에 도시된 것처럼 제 1 폐쇄형 루프 안테나패턴(771a)이 개방형 루프 안테나패턴(780a)의 하부에 배치되고 제 2 폐쇄형 루프 안테나패턴(772a)이 개방형 루프 안테나패턴(780a)을 이루는 도전성 라인들(761a, 762a) 사이에 배치되도록, 제 1 폐쇄형 루프 안테나패턴(771a)이 형성된 제 1 폐쇄형 루프 FPCB(도시되지 않음)가 개방형 루프 FPCB(도시되지 않음)의 하부에 적층되고, 제 2 폐쇄형 루프 안테나패턴(772a)이 형성된 제 2 폐쇄형 루프 FPCB(도시되지 않음)가 개방형 루프 FPCB를 이루는 2개의 층 사이에 적층된다.

제 5 변형례에 따른 다층 FPCB(도시되지 않음)는, 도 17에 도시된 것처럼 제 1 폐쇄형 루프 안테나패턴(871a)이 개방형 루프 안테나패턴(880a)의 하부에 배치되고 제 2 폐쇄형 루프 안테나패턴(872a)이 개방형 루프 안테나패턴(880a)의 상부에 배치되도록, 제 1 폐쇄형 루프 안테나패턴(871a)이 형성된 제 1 폐쇄형 루프 FPCB(도시되지 않음)와, 제 2 폐쇄형 루프 안테나패턴(872a)이 형성된 제 2 폐쇄형 루프 FPCB(도시되지 않음)가 각각 개방형 루프 FPCB(도시되지 않음)의 하부와 상부에 적층된다.

제 6 변형례에 따른 다층 FPCB(도시되지 않음)는, 도 18에 도시된 것처럼 제 1 및 제 3 폐쇄형 루프 안테나패턴들(971a, 973a)이 각각 개방형 루프 안테나패턴(980a)의 하부와 상부에 배치되고 제 2 폐쇄형 루프 안테나패턴(972a)이 개방형 루프 안테나패턴(980a)을 이루는 도전성 라인들(961a, 962a) 사이에 적층되도록, 제 1 및 제 3 폐쇄형 루프 안테나패턴(971a, 973a)이 형성된 제 1 및 제 3 폐쇄형 루프 FPCB(도시되지 않음) 각각이 개방형 루프 FPCB(도시되지 않음)의 하부와 상부에 적층되고, 제 2 폐쇄형 루프 안테나패턴(972a)이 형성된 제 2 폐쇄형 루프 FPCB(도시되지 않음)가 개방형 루프 FPCB를 이루는 2개의 층 사이에 적층된다.

제 3 내지 제 6 변형례에 따른 다층 FPCB는 폐쇄형 루프 안테나패턴이 형성된 폐쇄형 루프 FPCB를 복수개 포함하고 있으므로, 하나의 폐쇄형 루프 FPCB(370, 470)를 포함하는 도 10 및 도 12에 도시된 다층 FPCB(360, 460)에 비하여, 더욱 강한 자기장을 형성할 수 있어 더 좋은 안테나 성능을 확보할 수 있다.

참고로, 도 10 내지 도 18에 도시된 안테나패턴(360a, 460a, 560a, 660a, 760a, 860a, 960a)을 이루는 개방형 루프 안테나패턴의 도전성 라인들과 폐쇄형 루프 안테나패턴은, 도 7에 도시된 안테나패턴(170a)의 도전성 라인들과 유사하게 루프의 내측으로부터의 위치를 달리하여 번갈아 배치될 수 있다.

본 발명은 첨부된 예시 도면의 바람직한 실시형태를 중심으로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형된 형태로 실시할 수 있음은 물론이다.

100, 200: 휴대단말기의 근거리무선통신 안테나장치
110, 210: 디스플레이 120, 220: 윈도우
130, 230: 브라켓 140, 240: 메인 보드
150, 250: 메인 안테나
160, 170, 180, 260, 360, 460: 다층 FPCB
160a, 170a, 180a, 260a, 360a, 460a: 안테나패턴
161a ~ 164a, 171a ~ 174a, 181a ~ 184a, 361a, 362a, 461a, 462a, 561a, 562a, 661a, 662a, 761a, 762a, 861a, 862a, 961a, 962a: 도전성 라인

Claims

전자 장치에 있어서,
디스플레이의 영상을 투과시키는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 주변에 형성된 블랙마크 영역을 포함하는 윈도우;
상기 윈도우의 블랙마크 영역의 하부에 다수의 층이 적층 형성되는 다층 FPCB;
상기 다층 FPCB의 각각의 층마다 형성되고 전기적으로 상호 연결되는 나선형 루프 형태의 개방형 루프 안테나패턴; 및
상기 개방형 루프 안테나패턴과 전기적으로 분리되는 폐쇄형 루프 안테나패턴이 형성되는 폐쇄형 루프 FPCB를 포함하고,
상기 폐쇄형 루프 FPCB는 상기 다층 FPCB의 층들 사이에 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개방형 루프 안테나패턴은 상기 다층 FPCB의 각각의 층마다 상기 루프의 내측으로부터의 위치를 달리하여 번갈아 배치되는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다층 FPCB는 상기 윈도우의 가장자리에 인접하게 배치되는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이는 능동형유기발광다이오드를 포함하는 전자 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 디스플레이는 상기 능동형유기발광다이오드의 상면에 형성되는 터치스크린 센서패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
근거리무선통신 모듈을 더 포함하고,
상기 개방형 루프 안테나패턴은 상기 근거리무선통신 모듈과 전기적으로 연결되는 전자 장치.
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