KR101962820B1 - 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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김종민
오윤석
허윤호
홍원빈
이승윤
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동우 화인켐 주식회사
포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 실시예들의 필름 안테나는 유전층, 및 유전층의 상면 상에 배치되며 동일 평면 상에 함께 배열된 수직 방사 패턴 및 수평 방사 패턴을 포함한다. 수직 방사 패턴 및 수평 방사 패턴에 의해 동일 필름 내에서 다축 방향 방사 특성이 구현될 수 있다.

Description

필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{FILM ANTENNA AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전극 및 유전층을 포함하는 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 디스플레이 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
최근 이동통신 기술이 진화하면서, 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 또한, 최근 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이와 같은 박형, 고투명, 고해상도의 디스플레이 장치가 개발되면서, 상기 안테나 역시 향상된 투명성, 유연성을 갖도록 개발될 필요가 있다.
예를 들면, 최근 5G의 고주파 대역의 통신의 경우 파장이 보다 짧아짐에 따라, 신호 송수신이 차단되는 경우가 발생할 수 있으며. 따라서, 신호 손실을 감소시키기 위해 다축방향의 신호 송수신을 구현하는 것이 필요할 수 있다.
그러나, 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치가 보다 얇아지고 경량화됨에 따라, 상기 안테나가 차지하는 공간 역시 감소할 수 있다. 이에 따라, 제한된 공간 안에서 다축 방향의 신호 송수신을 구현하고, 신호 송수신 효율성을 향상시키는 것이 곤란해질 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2003-0095557호는 휴대용 단말기에 내장되는 안테나 구조를 개시하고 있다.
한국공개특허 제2003-0095557호
본 발명의 일 과제는 향상된 게인 및 신호 송수신 효율성을 갖는 필름 안테나를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 게인 및 신호 송수신 효율성을 갖는 필름 안테나를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 및 상기 유전층의 상면 상에 배치되며, 동일 평면 상에 함께 배열된 수직 방사 패턴 및 수평 방사 패턴을 포함하는, 필름 안테나.
2. 위 1에 있어서, 인접한 상기 수직 방사 패턴의 중심 및 상기 수평 방사 패턴의 중심 사이의 거리는 λ/2 이상인, 필름 안테나.
3. 위 1에 있어서, 상기 수직 방사 패턴의 길이는 λ/2 이상인, 필름 안테나.
4. 위 1에 있어서, 상기 수평 방사 패턴은 동일 평면 상에 배치된 신호 전극 및 그라운드 전극을 포함하는, 필름 안테나.
5. 위 4에 있어서, 상기 수평 방사 패턴은 한 쌍의 그라운드 전극을 포함하며, 상기 신호 전극의 일부는 상기 그라운드 전극 사이로 연장하는, 필름 안테나.
6. 위 4에 있어서, 상기 신호 전극의 길이는 λ/4 이상인, 필름 안테나.
7. 위 1에 있어서, 복수의 상기 수직 방사 패턴들 및 상기 수평 방사 패턴들이 배열되며, 상기 수직 방사 패턴들 중 소정의 개수의 수직 방사 패턴들이 수직 방사 그룹을 형성하며, 상기 수평 방사 패턴들 중 소정의 개수의 수평 방사 패턴들이 수평 방사 그룹을 형성하는, 필름 안테나.
8. 위 7에 있어서, 복수의 상기 수직 방사 그룹들이 연속적으로 배열되며, 복수의 상기 수평 방사 그룹들이 연속적으로 배열되는, 필름 안테나.
9. 위 7에 있어서, 상기 수평 방사 패턴들 중 적어도 하나의 수평 방사 패턴은 다른 수평 방사 패턴에 대해 평면 상에서 회전되어 배열되는, 필름 안테나.
10. 위 9에 있어서, 상기 복수의 수평 방사 그룹들 중 적어도 하나의 수평 방사 그룹에 포함된 수평 방사 패턴들이 평면 상에서 회전되어 배열되는, 필름 안테나.
11. 위 1에 있어서, 상기 유전층 저면 상에 형성된 그라운드 층을 더 포함하는, 필름 안테나.
12. 위 11에 있어서, 상기 그라운드 층은 상기 수직 방사 패턴과 선택적으로 중첩되는, 필름 안테나.
13. 위 1에 있어서,
상기 수직 방사 패턴 및 상기 수평 방사 패턴과 각각 연결되는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로; 및
상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 통해 상기 수직 방사 패턴 및 상기 수평 방사 패턴과 각각 전기적으로 연결되는 제1 패드 및 제2 패드를 더 포함하는, 필름 안테나.
14. 위 1에 있어서, 상기 수직 방사 패턴 및 상기 수평 방사 패턴 주변에 형성된 더미 패턴을 더 포함하는, 필름 안테나.
15. 위 14에 있어서, 상기 수직 방사 패턴, 상기 수평 방사 패턴 및 더미 패턴은 메쉬 패턴 구조를 포함하는, 필름 안테나.
16. 위 1에 있어서, 상기 수직 방사 패턴 및 상기 수평 방사 패턴은 각각 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 또는 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 필름 안테나.
17. 위 1 내지 16 중 어느 한 항의 필름 안테나를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 필름 안테나는 동일 레벨 또는 동일 평면 상에 배열된 수직 방사 패턴 및 수평 방사 패턴을 포함할 수 있다. 따라서, 실질적으로 단일 필름 내에서 이중 편파 혹은 다축 방향 신호 송수신을 구현할 수 있다.
또한, 상기 수직 방사 패턴 및 수평 방사 패턴은 각각 복수로 형성되어 그룹을 형성하며, 상기 그룹들이 어레이 형태로 단일 필름 내에 포함될 수 있다. 따라서, 신호 감도를 증가시키면서 상호 신호 간섭을 억제할 수 있다.
상기 필름 안테나는 3G 이상, 예를 들면 5G 고주파 대역의 송수신이 가능한 이동 통신 기기를 포함하는 디스플레이 장치에 적용되어 방사 특성 및 투과도와 같은 광학 특성을 함께 향상시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 4은 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나의 패턴 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 동일 층 혹은 동일 평면 상에 배열된 수직 방사 패턴 및 수평 방사 패턴을 포함하며, 이중 편파 혹은 다축 방향 특성이 구현 가능한 필름 안테나를 제공한다.
상기 필름 안테나는 예를 들면, 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 필름 안테나는 예를 들면, 3G 내지 5G 이동통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 필름 안테나를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 1 에서, 유전층(100) 상면에 평행하며, 서로 수직하게 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의하며, 상기 제1 및 제2 방향들에 수직한 방향을 제3 방향으로 정의한다. 상기 제1, 제2 및 제3 방향은 각각 X축, Y축 및 Z축 방향에 대응될 수 있다. 상술한 방향의 정의는 나머지 도면들에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나는 유전층(100), 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)을 포함한다.
유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 예를 들면, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 방사 패턴들(110, 140)이 형성되는 필름 안테나의 필름 기재로서 기능할 수 있다.
예를 들면, 투명 필름이 유전층(100)으로 제공될 수 있다. 상기 투명 필름은 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등의 열가소수성 수지를 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 투명 필름이 유전층(100)으로 활용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 필름 안테나는 패드 영역(Pad Area: PA), 전송 영역(Transmission Area: TA) 및 방사 영역(Radiation Area: RA)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 유전층(100) 역시 패드 영역(PA), 전송 영역(TA) 및 방사 영역(RA)으로 구분될 수 있다.
수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 유전층(100)의 상면 상에 함께 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 동일 레벨 혹은 동일 평면 상에 함께 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다. 예를 들면, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 방사 영역(RA)의 유전층(100) 부분의 상면 상에 배열될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수직 방사 패턴(110)은 제1 전송 선로(120)와 연결되는 돌출부를 중앙부에 포함할 수 있다. 그러나, 도 1에 도시된 수직 방사 패턴(110)의 형상은 예시적인 것이며, 방사 효율 등을 고려하여 적절하게 변경될 수 있다.
수직 방사 패턴(110) 및 유전층(100) 아래에는 그라운드 층(90)(도 2 참조)이 배치되며, 이에 따라 수직 방사 패턴(110)에 의해 제3 방향(예를 들면, Z축 방향)으로의 신호 송수신 혹은 방사 특성이 구현될 수 있다.
수평 방사 패턴(140)은 수직 방사 패턴(120)과 상기 제1 방향으로 인접하여 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 수평 방사 패턴(140)은 신호 전극(142) 및 그라운드 전극(144)을 포함할 수 있다. 신호 전극(142) 및 그라운드 전극(144)은 동일 평면(예를 들면, 유전층(100)의 상면) 상에 함께 배치될 수 있다.
수평 방사 패턴(140)은 모노폴 및/또는 다이폴 안테나를 구현하도록 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 수평 방사 패턴(140)은 2 개의 그라운드 전극들(144) 및 하나의 신호 전극(142)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 신호 전극(142)은 한 쌍의 그라운드 전극들(144) 사이로 삽입되는 돌출부 혹은 연장부를 포함할 수 있다.
그라운드 전극들(144) 및 신호 전극(142)이 동일 평면 상에서 인접하도록 배치됨에 따라, 수평 방사 패턴(140)을 통해 상기 제1 방향 및 제2 방향을 포함하는 평면에서의 신호 송수신 또는 방사 특성이 구현될 수 있다.
신호 전극(142) 및 그라운드 전극(144)은 각각 사각형과 같은 다각형 형상으로 패터닝 될 수 있다. 그러나, 신호 전극(142) 및 그라운드 전극(144)의 형상은 방사 효율성 및 공간 효율성을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.
수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 각각 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있으며, 예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 금속 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 투과율 향상을 위해 메쉬(mesh)-패턴 구조를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 고투과율의 금속 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)은 약 50 내지 200Å 두께의 솔리드 금속 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)의 투과율은 약 70%, 바람직하게는 약 80% 이상일 수 있다.
인접한 수직 방사 패턴(110)의 중심 및 수평 방사 패턴(140)의 중심 사이의 간격(제1 간격(D1))은 λ/2 이상일 수 있다. 상기 범위에서, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140) 사이에서의 방사 간섭이 억제될 수 있다. 본 출원에 사용된 "λ"는 상기 필름 안테나가 센싱하는 대역의 주파수 파장을 지칭할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 간격(D1)은 λ 이상일 수 있다.
예를 들면, 제1 간격(D1)은 서로 인접하여 마주보는 수직 방사 패턴(110)의 중심 및 신호 전극(142)의 중심 사이의 수평 거리(제1 방향으로의 거리)로 정의될 수 있다.
수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)의 길이(제2 방향으로의 길이)는 공진 주파수 및 신호 감도를 고려하여 조절될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 수직 방사 패턴(110)의 길이(L1)는 λ/2 이상일 수 있으며, 예를 들면, 5G 주파수에서 구동되는 경우 약 0.5mm 내지 10cm 범위일 수 있다.
수평 방사 패턴(140)에 있어서, 신호 전극(142) 및 그라운드 전극(144)의 길이(L2)는 각각 λ/4 이상일 수 있으며, 일 실시예에 있어서 λ/2 이상일 수 있다. 예를 들면, 5G 주파수에서 구동되는 경우 약 0.25mm 내지 10cm 범위일 수 있다.
상술한 바와 같이, 필름 안테나의 단일 레벨 혹은 단일 층 내에 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)이 함께 배열됨에 따라, 하나의 필름 또는 패치 내에서 다축 지향 또는 이중 편파 특성이 구현될 수 있다. 따라서, 고주파 대역 통신 시 발생하는 신호 손실을 감소시키고 신호 감도 및 신호 효율성을 함께 향상시킬 수 있다.
또한, 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)의 조합을 통해 필름 안테나의 게인 특성이 향상될 수 있다. 예를 들면, 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나는 7dBi 이상의 게인을 만족할 수 있다.
전송 영역(TA)의 유전막(100) 부분 상에는 전송 선로(120, 150)가 배치되어 방사 패턴들(110, 140)과 연결될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전송 선로(120) 및 제2 전송 선로(150)가 각각 수직 방사 패턴(110) 및 수평 방사 패턴(140)과 연결될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(120, 150)의 일단부들은 각각의 방사 패턴(110, 140)과 연결될 수 있다.
전송 선로(120, 150)는 방사 패턴(110, 140)과 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있으며, 동일한 식각 공정을 통해 방사 패턴(110, 140)과 함께 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 전송 선로(120, 150) 및 방사 패턴(110, 140)은 유전층 상면(100) 상에 형성되어, 동일 레벨의 도전 층을 형성할 수 있다.
전송 선로(120, 150)는 패드 영역(PA)으로 연장되어 패드(130, 160)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 패드(130)로부터 제1 전송 선로(120)가 연장되면서, 복수의 수직 방사 패턴들(110)과 연결되도록 분기될 수 있다. 또한, 제2 패드(160)로부터 제2 전송 선로(150)가 연장되면서, 복수의 수평 방사 패턴들(140)과 연결되도록 분기될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 패드들(130, 160)은 전송 선로(120, 150) 및 방사 패턴들(110, 140)과 동일 층 또는 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 패드들(130, 160)은 전송 선로(120, 150)보다 상부 층에 형성될 수 있다. 예를 들면, 유전층(100) 상에 전송 선로(120, 150)를 덮는 절연막(미도시)이 형성되고, 상기 절연막 상에 패드들(130, 160)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 패드들(130, 160)은 상기 절연막을 관통하는 비아 또는 콘택을 통해 전송 선로(120, 150)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 필름 안테나 또는 유전막(110)의 영역 중 패드 영역(PA), 전송 영역(TA) 및 방사 영역(RA)를 제외한 영역은 더미 영역으로 정의될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 더미 영역의 적어도 일부는 메쉬 패턴 구조를 포함하는 더미 패턴으로 채워질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 방사 패턴들(110, 140) 역시 메쉬 패턴 구조를 포함하며, 방사 영역(RA) 중 방사 패턴들(110, 140)이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역 역시 실질적으로 상기 더미 패턴으로 채워질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 패드 영역(PA) 및 전송 영역(TA) 중 패드들(130, 160) 및 전송 선로들(120, 150)이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역들 역시 실질적으로 더미 패턴으로 채워질 수 있다.
상기 더미 패턴에 의해 방사 패턴들(110, 140)이 광학 편차에 의해 사용자에게 시인되는 것을 감소 또는 억제할 수 있다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 단면도들이다. 구체적으로, 도 2 및 도 3은 도 1에 표시된 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 유전층(100)의 저면 상에는 그라운드 층(90)이 형성될 수 있다. 그라운드 층(90)은 금속, 합금, 투명 금속 산화물과 같은 도전 물질을 포함할 수 있다.
그라운드 층(90)은 수직 방사 패턴(110)과 중첩되어 수직 편파를 형성하기 위한 그라운드 전극으로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그라운드 층(90)과 제1 패드(130)를 연결시키는 연결 그라운드 층(미도시)이 형성될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그라운드 층(90)은 필름 안테나의 별도 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 필름 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 그라운드 층으로 제공될 수도 있다.
상기 도전성 부재는 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 스캔 라인 또는 데이터 라인과 같은 각종 배선, 또는 화소 전극, 공통 전극과 같은 각종 전극 등을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 그라운드 층(90)은 수직 방사 패턴(110)과 선택적으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 이 경우, 그라운드 층(90)은 수평 방사 패턴(140)과는 중첩되지 않을 수 있다. 예를 들면, 그라운드 층(90)은 수평 방사 패턴(140)과 중첩되는 영역에서는 패터닝되어 제거될 수 있다.
그라운드 층(90)이 수직 방사 패턴(110)과 선택적으로 중첩됨에 따라, 수평 방사 패턴(140)과의 방사 간섭이 추가적으로 차단될 수 있다.
도 4은 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 필름 안테나는 복수의 수평 방사 패턴들(140)을 포함하며, 적어도 하나의 수평 방사 패턴(140)은 다른 수평 방사 패턴들(140)에 대해 평면 상에서 회전되어 배열될 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 점선 원으로 표시된 수평 방사 패턴(140)은 인접한 다른 수평 방사 패턴(140)에 대해 시계방향으로 90도(o) 회전될 수 있다.
그러나, 회전 각도가 반드시 90도로 한정되는 것은 아니며, 0도 보다 큰 임의의 각도일 수 있다. 또한, 회전 각도는 시계방향 또는 반시계 방향으로 정의될 수 있다.
적어도 하나의 수평 방사 패턴(140)을 회전시킴에 따라, 상기 제1 및 제2 방향으로 정의되는 평면 상에서 방사 커버리지를 확장하여 신호 송수신 효율성 및 감도를 증가시킬 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 필름 안테나는 복수의 수직 방사 패턴들(110) 및 복수의 수평 방사 패턴들(145)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 소정의 개수의 수직 방사 패턴들(110)이 하나의 수직 방사 그룹(115)을 정의할 수 있다. 예를 들면, 제1 수직 방사 패턴(110a) 및 제2 수직 방사 패턴(110b)이 하나의 수직 방사 그룹(115)을 형성하며, 복수의 수직 방사 그룹들(115)이 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
또한, 소정의 개수의 수평 방사 패턴들(140)이 하나의 수평 방사 그룹(145)을 정의할 수 있다. 예를 들면, 제1 수평 방사 패턴(140a) 및 제2 수평 방사 패턴(140b)이 하나의 수평 방사 그룹(145)을 형성하며, 복수의 수평 방사 그룹들(145)이 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
수직 방사 그룹(115) 및 수평 방사 그룹(145)은 방사 간섭 방지를 위해 서로 교대로 배열되거나 혼합되지 않고, 분리되어 배열될 수 있다. 예를 들면, 복수의 수직 방사 그룹들(115)이 연속적으로 배열되고, 복수의 수평 방사 그룹들(145)이 연속적으로 배열될 수 있다.
상술한 바와 같이, 인접한 수직 방사 패턴(110)의 중심 및 수평 방사 패턴(140)의 중심 사이의 거리는 λ/2 이상일 수 있으며, 일 실시예에 있어서 λ 이상일 수 있다.
제1 패드(130)는 제1 전송 선로(120)를 통해 복수의 수직 방사 그룹들(115)에 공통으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 수직 방사 패턴들(110)에 의해(1*2 배열)에 의해 수직 방사 그룹(115)이 정의되고, 2개의 수직 방사 그룹들(115)이 하나의 제1 패드(130)로 병합될 수 있다(예를 들면, 1*4 배열).
제2 패드(160) 역시 제2 전송 선로(150)를 통해 복수의 수평 방사 그룹들(145)에 공통으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 수평 방사 패턴들(140)에 의해(1*2 배열)에 의해 수평 방사 그룹(145)이 정의되고, 2개의 수평 방사 그룹들(145)이 하나의 제2 패드(160)로 병합될 수 있다(예를 들면, 1*4 배열).
상술한 바와 같이, 수직 방사 패턴들(110) 및 수평 방사 패턴들(140)을 그룹화하여 어레이를 형성함에 따라, 방사 패턴의 밀집도를 증가시키고, 신호 송수신의 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 도 4를 참조로 설명한 바와 같이, 적어도 하나의 수평 방사 패턴(145)은 평면 상에서 다른 수평 방사 패턴에 대해 회전되어 배열될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 적어도 하나의 수평 방사 그룹(145)에 포함된 수평 방사 패턴들(145)이 도 4에 도시된 바와 같이 회전되어 배열될 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나의 패턴 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이, 메쉬 패턴 구조의 더미 패턴(170)이 방사 패턴들(110, 140) 주변에 형성될 수 있다. 방사 패턴들(110, 140)은 더미 패턴(170)과 실질적으로 동일하거나 유사한 메쉬 패턴 구조를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 방사 패턴들(110, 140)의 테두리를 따라 형성된 분리 영역(175)에 의해 방사 패턴들(110, 140) 및 더미 패턴(170)이 서로 분리 및 절연될 수 있다.
방사 패턴들(110, 140) 및 더미 패턴(170)을 실질적으로 동일하거나 유사한 메쉬 패턴 구조를 포함하도록 형성함으로써, 상기 필름 안테나의 투과율을 향상시키면서 패턴 형상의 차이에 따른 방사 패턴(110, 140)의 시인을 방지할 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 7은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(200)는 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)을 포함할 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 표시 영역(210)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 필름 안테나는 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 패치 형태로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 도 1을 참조로 설명한 필름 안테나의 방사 영역(RA)은 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)에 적어도 부분적으로 대응되도록 배치되며, 패드 영역(PA)은 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 대응되도록 배치될 수 있다.
주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 또한, 주변 영역(220)에는 디스플레이 장치(200) 및/또는 상기 필름 안테나의 IC 칩과 같은 구동 회로가 배치될 수 있다.
상기 필름 안테나의 패드 영역(PA)을 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
90: 그라운드 층 100: 유전층
110: 수직 방사 패턴 115: 수직 방사 그룹
120: 제1 전송 선로 130: 제1 패드
140: 수평 방사 패턴 145: 수평 방사 그룹
142: 신호 전극 144: 그라운드 전극
150: 제2 전송 선로 160: 제2 패드

Claims (17)

  1. 유전층; 및
    상기 유전층의 상면과 직접 전면 접촉하는 플레이트 형상을 가지며, 동일 레벨에 위치하는 수직 방사 패턴 및 수평 방사 패턴;
    상기 수직 방사 패턴 및 상기 수평 방사 패턴과 각각 연결되는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로; 및
    상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로를 통해 상기 수직 방사 패턴 및 상기 수평 방사 패턴과 각각 전기적으로 연결되는 제1 패드 및 제2 패드를 포함하며,
    상기 수직 방사 패턴, 상기 수평 방사 패턴, 상기 제1 전송 선로, 상기 제2 전송 선로, 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드는 동일 평면 상에 함께 배치되고,
    상기 수평 방사 패턴은,
    한 쌍의 그라운드 전극, 및
    일부분이 상기 그라운드 전극들 사이로 연장된 신호 전극을 포함하는, 필름 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서, 인접한 상기 수직 방사 패턴의 중심 및 상기 수평 방사 패턴의 중심 사이의 거리는 λ/2 이상인, 필름 안테나.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 수직 방사 패턴의 길이는 λ/2 이상인, 필름 안테나.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 전극의 길이는 λ/4 이상인, 필름 안테나.
  7. 유전층; 및
    상기 유전층의 상면과 직접 전면 접촉하는 플레이트 형상을 가지며, 동일 평면 상에 함께 배열되어 동일 레벨에 위치하는 복수의 수직 방사 패턴들 및 복수의 수평 방사 패턴들을 포함하고,
    상기 수직 방사 패턴들 중 소정의 개수의 수직 방사 패턴들이 수직 방사 그룹을 형성하며, 상기 수평 방사 패턴들 중 소정의 개수의 수평 방사 패턴들이 수평 방사 그룹을 형성하며,
    상기 수평 방사 패턴들 중 적어도 하나의 수평 방사 패턴은 다른 수평 방사 패턴에 대해 평면 상에서 회전되어 배열되는, 필름 안테나.
  8. 청구항 7에 있어서, 복수의 상기 수직 방사 그룹들이 연속적으로 배열되며, 복수의 상기 수평 방사 그룹들이 연속적으로 배열되는, 필름 안테나.
  9. 삭제
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 복수의 수평 방사 그룹들 중 적어도 하나의 수평 방사 그룹에 포함된 수평 방사 패턴들이 평면 상에서 회전되어 배열되는, 필름 안테나.
  11. 청구항 1 및 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전층 저면 상에 형성된 그라운드 층을 더 포함하는, 필름 안테나.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 그라운드 층은 상기 수직 방사 패턴과 선택적으로 중첩되는, 필름 안테나.
  13. 삭제
  14. 청구항 1 및 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직 방사 패턴 및 상기 수평 방사 패턴 주변에 형성된 더미 패턴을 더 포함하는, 필름 안테나.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 수직 방사 패턴, 상기 수평 방사 패턴 및 더미 패턴은 메쉬 패턴 구조를 포함하는, 필름 안테나.
  16. 청구항 1 및 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직 방사 패턴 및 상기 수평 방사 패턴은 각각 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 또는 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 필름 안테나.
  17. 청구항 1 및 7 중 어느 한 항에 따른 필름 안테나를 포함하는, 디스플레이 장치.
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