KR102180953B1

KR102180953B1 - 안테나 소자

Info

Publication number: KR102180953B1
Application number: KR1020200065822A
Authority: KR
Inventors: 안유미; 박민혁; 오윤석
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-11-19
Also published as: WO2021246672A1

Abstract

본 발명의 실시예들은 유전층 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자를 제공한다 또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

안테나 소자{ANTENNA DEVICE}

본 발명은 안테나 소자에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 소자에 관한 것이다.

최근 정보화 기술이 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.

이동통신 기술의 진화에 따라, 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 또한, 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치가 보다 얇아지고 경량화됨에 따라, 상기 안테나가 차지하는 공간 역시 감소할 수 있다. 따라서, 제한된 공간 안에서 고주파, 광대역 신호 송수신이 동시에 구현되기에는 한계가 있다. 예를 들면, 최근 5G의 고주파 대역의 통신의 경우 파장이 보다 짧아짐에 따라, 신호 송수신이 차단되는 경우가 발생할 수 있으며, 신호 손실을 감소시키기 위해 다축 방향의 신호 송수신을 구현하는 것이 필요할 수 있다.

한편, 접거나 구부리는 것이 가능한 플렉시블 디스플레이 장치가 개발됨에 따라, 안테나 소자 역시 향상된 유연성을 가질 필요가 있다. 그러나, 기존의 금속 패턴, 인듐 주석 산화물(ITO) 패턴 등으로 형성된 센싱 전극들은 가혹한 벤딩 동작시 크랙과 같은 기계적 불량을 포함할 수 있다.

예를 들면, 한국공개특허 제2016-0059291호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 고주파 방사 신뢰성을 확보하면서도 플렉서블 디스플레이에 적용 가능한 안테나 소자를 구현하기에는 충분하지 않을 수 있다.

한국공개특허공보 제2016-0059291호

본 발명의 일 과제는 우수한 전기적, 기계적 및 광학적 특성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 과제는 우수한 전기적, 기계적 및 광학적 특성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 안테나 소자를 제공하는 것이다.

1. 유전층; 및 상기 유전층 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 패턴을 포함하는, 안테나 소자.

2. 위 1에 있어서, 상기 전도성 고분자는 PEDOT-PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))을 포함하는, 안테나 소자.

3. 위 1에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.

4. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 전극, 상기 방사 전극과 연결되어 분기되는 전송 선로, 및 상기 전송 선로 말단에 연결된 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.

5. 위 4에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로는 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하며, 상기 신호 패드는 속이 찬(solid) 금속 패턴 구조를 갖는, 안테나 소자.

6. 위 4에 있어서, 상기 방사 전극, 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드는 전체적으로 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.

7. 위 4에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면은 굴곡면을 포함하며, 상기 안테나 패턴은 상기 굴곡면을 따라 함께 굴곡된, 안테나 소자.

8. 위 7에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면은 제1 부분 및 굴곡되어 상기 제1 부분과 두께 방향으로 마주보는 제2 부분을 포함하고, 상기 굴곡면은 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 중개면으로 제공되는, 안테나 소자.

9. 위 8에 있어서, 상기 방사 전극은 상기 제1 부분 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 중개면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 제2 부분 상에 배치되는, 안테나 소자.

10. 위 8에 있어서, 상기 방사 전극은 상기 중개면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 제2 부분 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 중개면 및 상기 제2 부분 상에 걸쳐 배치되는, 안테나 소자.

11. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면 상에 상기 안테나 패턴 주변에 배치된 더미 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.

12. 위 11에 있어서, 상기 더미 패턴은 에칭 처리된 금속 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.

13. 위 11에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 더미 패턴의 측벽들은 서로 접촉하는, 안테나 소자.

14. 위 1에 있어서, 상기 유전층 및 상기 안테나 패턴 사이에 형성된 유기 중간층 또는 무기 중간층을 더 포함하는, 안테나 소자.

15. 위 14에 있어서, 상기 무기 중간층은 금속 산화물 또는 실리콘 산화물을 포함하는, 안테나 소자.

16. 디스플레이 패널; 및

상기 디스플레이 패널 상에 적층된 위 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.

17. 위 16에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 패널의 측벽을 따라 굴곡된 디스플레이 패널.

본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 유전층의 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 패턴을 포함할 수 있으며, 향상된 유연성, 전기 전도도 및 광학적 특성을 가질 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 유전층의 상기 상면은 굴곡면을 포함하며, 상기 안테나 패턴은 상기 굴곡면을 따라 함께 굴곡될 수 있다. 이 경우, 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 패턴의 우수한 유연성으로 인해 굴곡에 대한 내성을 가질 수 있으며 평판 디스플레이뿐만 아니라 플렉서블 디스플레이에 적용하기에도 유리할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 안테나 소자는 주변에 배치된 더미 패턴을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 패턴은 향상된 유연성 및 광학적 특성을 나타낼 수 있으므로 상기 안테나 소자가 적용된 디스플레이 장치에서 사용자에게 안테나 소자가 시인되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3 및 도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도들이다.
도 5 내지 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.

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.

이하 도면들에 있어서, 유전층(100)의 상면(105)에 평행하며, 서로 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다. 유전층(100)의 상면에 대해 수직한 방향은 제3 방향으로 정의된다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 상기 안테나 소자의 너비 방향, 상기 제2 방향은 상기 안테나 소자의 길이 방향, 상기 제3 방향은 상기 안테나 소자의 두께 방향에 해당될 수 있다.

도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도들이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 소자는 유전층(100) 및 안테나 패턴(120)을 포함할 수 있다.

유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 접힐 수 있는 유연성을 갖는 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 벤딩을 통해 곡면을 포함하는 유전층(100)을 용이하게 구현할 수 있다.

예를 들면, 유전층(100)은 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 열가소성 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 수도 있다. 일부 실시예들에 있어서, 또한, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 유전층(100)에 포함될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)은 유리, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수도 있다.

일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 전송 선로(124)의 신호 손실이 지나치게 증가하여, 고주파 대역 통신시 신호 감도 및 신호 효율성이 감소할 수 있다.

안테나 패턴(120)은 유전층의 상면(105) 상에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 패턴(120)은 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 전도성 고분자 화합물로부터 기인된 광학적 특성(광투과율 등) 및 기계적 특성(유연성 등)과 상기 금속 나노 와이어로부터 기인된 전기적 특성(저저항 특성, 전기적 내구성 등)이 함께 구현될 수 있다.

상기 전도성 고분자로서 디스플레이 분야, 센서 분야에서 상용되는 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 전도성 고분자는 폴리티오펜(polythiophene)계 화합물, 폴리피롤(polypyrrole)계 화합물, 폴리아닐린(polyaniline)계 화합물 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 전도성 고분자는 폴리티오펜(polythiophene)계 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전도성 고분자는 PEDOT-PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함할 수 있다. 이 경우, 광투과율, 헤이즈 및 저저항 특성을 함께 개선시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폴리티오펜계 화합물은 폴리(스티렌설포네이트)(poly(stryrenesulfonate); PSS)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리티오펜계 화합물은 PSS와 복합체를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리티오펜계 화합물은 PEDOT:PSS 복합체를 포함하여 우수한 전기 전도성 및 광투과율을 가질 수 있다.

상기 금속 나노 와이어로서 디스플레이 분야, 센서 분야에서 상용되는 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 나노 와이어는 은(Ag) 나노 와이어를 포함할 수 있다.

상기 금속 나노 와이어는 안테나 패턴(120)의 전기 전도성 및 전기적 내구성을 향상시킬 수 있다. 상기 금속 나노 와이어는 상기 전도성 고분자와 실질적으로 균일하게 혼합되어, 안테나 패턴(120)의 전체 영역에 걸쳐 균일하게 분포할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 금속 나노 와이어의 평균 직경은 50nm 이하일 수 있다. 상기 평균 직경이 50nm 초과일 경우, 안테나 패턴(120)의 광투과율이 감소하고 반사율이 증가할 수 있다. 바람직하게는, 상기 금속 나노 와이어의 평균 직경은 50nm 이하일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 금속 나노 와이어의 평균 길이는 10㎛ 이상일 수 있다. 상기 평균 길이가 10㎛ 미만일 경우, 복수의 은 나노와이어가 직간접적으로 연결된 도전 경로의 형성이 저해될 수 있다. 따라서, 안테나 패턴(120)의 전기적 과부하에 대한 내구성이 감소할 수 있다. 바람직하게는, 상기 은 나노와이어의 평균 길이는 10㎛ 이상일 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(120)의 두께는 약 20 내지 500 nm일 수 있으며, 바람직하게는 약 30 내지 200nm일 수 있다. 안테나 패턴(120)의 면저항은 약 100Ω/□이하일 수 있으며, 예를 들면, 약 10 내지 100Ω/□일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(120)은 방사 전극(122), 방사 전극(122)과 연결되어 분기되는 전송 선로(124), 및 전송 선로(124) 말단에 연결된 신호 패드(126)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(120)은 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하며 속이 찬(solid)구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴(120)은 속이 찬 구조의 섬(island) 패턴 형상, 다각형 패턴 형상 등을 가질 수 있다. 따라서, 디스플레이 픽셀 등 다른 전자 소자와의 간섭에 의한 모아레 현상을 방지하며 전극 시인 증가를 억제할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 방사 전극(122) 및 전송 선로(124)는 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하며, 신호 패드(126)는 속이 찬(solid) 금속 패턴 구조를 가질 수 있다. 상기 금속 패턴은 당 분야에서 사용되는 금속 전극이 제한없이 사용될 수 있으며, 이 경우 안테나 패턴과 집적회로 칩의 연결에 있어서 저저항 및 신호 손실 감소를 구현할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 방사 전극(122), 전송 선로(124) 및 신호 패드(126)는 전체적으로 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 이 경우, 안테나 패턴(120)을 포함하는 상기 안테나 소자의 제조 공정을 보다 간소화 할 수 있다.

도 3 및 도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도들이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 3을 참조하면, 안테나 패턴(120)은 유전층 상면(105) 상에 형성되며 유전층과 함께 굴곡될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 유전층의 상면(105)은 제1 부분(105a) 및 굴곡되어 상기 제1 부분과(105a) 두께 방향으로 마주보는 제2 부분(105b)을 포함하고, 굴곡면(105c)은 제1 부분(105a) 및 제2 부분(105b) 사이에 중개면으로 제공될 수 있다. 이 경우, 안테나 패턴(120)은 유전층 상면(105)의 제1 부분(105a), 제2 부분(105b) 및 굴곡면(105c) 중 적어도 2개의 면들 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 가질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 상면(105)은 굴곡면(105c)을 포함하며, 안테나 패턴(120)은 굴곡면(105c)을 따라 함께 굴곡될 수 있다. 이 경우, 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 패턴(120)의 유연성이 매우 우수하므로 굴곡에 의한 크랙이 발생하지 않고 적용될 수 있다.

안테나 패턴(120)이 유전층 상면(105)상에 형성되어 제1 부분(105a), 제2 부분(105b) 및 굴곡면(105c) 중 적어도 2개의 면들 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는다면, 방사 전극(122), 전송 선로(124) 및 신호 패드(126)의 위치가 특별히 제한되는 것은 아니다.

일부 예시적인 실시예들에 있어서, 방사 전극(122)은 제1 부분(105a) 상에 배치되고, 전송 선로(124)는 중개면(105c) 상에 배치되고, 신호 패드(126)는 제2 부분(105b) 상에 배치될 수 있다. 또한, 방사 전극(122)은 중개면(105c) 상에 배치되고, 신호 패드(126)는 제2 부분(105b) 상에 배치되고, 전송 선로(124)는 중개면(105b) 및 제2 부분(105b) 상에 걸쳐 배치될 수 있다.

유전층(100)의 굴곡면(105c)은 곡면형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 유전층(100)의 측면의 둘레는 실질적으로 반원과 같은 곡선 프로파일을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 소자는 평면 또는 곡면화된 LCD 패널 및 OLED 패널을 따라 커브드 된 형상으로 형성될 수 있다.

도 5 내지 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도들이다. 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 5를 참조하면, 상기 안테나 소자는 더미 패턴(130)을 더 포함할 수 있다.

더미 패턴(130)은 유전층의 상면(105)상에 형성되며 안테나 패턴(120) 주변에 배치될 수 있다. 예를 들면, 더미 패턴(130) 및 안테나 패턴(120)은 동일 층(level)상에 형성될 수 있다.

예를 들면, 더미 패턴(130)은 에칭 처리된 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 이 경우, 더미 패턴(130)은 안테나 패턴(120)보다 높은 저항 및 낮은 전기 전도성을 가지며, 예를 들면 실질적으로 부도체로 제공될 수 있다. 또한, 더미 패턴(130)은 안테나 패턴(120)과 실질적으로 동일하거나 유사한 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 안테나 패턴(120)의 단위 부피당 포함된 금속 나노 와이어들의 개수는 더미 패턴(130)에 포함된 금속 나노 와이어들의 개수보다 많을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 더미 패턴(130)으로부터 금속 나노 와이어들은 실질적으로 제거 또는 배제될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 더미 패턴(130)에 포함된 전도성 고분자층은 내부에 크랙을 포함할 수 있다. 상기 크랙에 의해 상기 전도성 고분자층의 전자 이동 통로가 차단되어 더미 패턴(130)은 낮은 전도성 또는 실질적으로 부도체성을 가질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(120) 및 더미 패턴(130)의 측벽들은 서로 접촉할 수 있으며, 안테나 패턴(120) 및 더미 패턴(130)은 서로 동일한 높이를 가질 수 있다.

예를 들면, 이웃하는 안테나 패턴들(120) 사이의 공간은 더미 패턴(130)에 의해 채워질 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 단면 방향에서 관찰할 때, 복수의 안테나 패턴들(120) 및 더미 패턴(130)들이 교대로 서로 접촉하며 배열될 수 있다.

따라서, 안테나 패턴(120)의 상면 방향에서 관찰할 때, 실질적으로 동일한 재질의 패턴들이 서로 접촉하며 배치되므로 전극 시인 현상이 감소 또는 억제될 수 있다. 또한, 금속 나노 와이어는 더미 패턴(130)으로부터 실질적으로 배제될 수 있으므로 상기 금속 나노 와이어를 통한 광반사에 의해 전극 시인이 초래되는 것을 방지할 수 있다.

도 6을 참조하면, 더미 패턴(130)은 안테나 패턴(120) 주변에 이격되어 배치될 수 있다.

예를 들면, 더미 패턴(130)은 안테나 패턴(120)과 실질적으로 동일한 물성 및 형태의 속이 찬 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 안테나 패턴(120) 주변의 전극 배열을 균일화하여 상기 안테나 소자가 적용된 디스플레이 장치의 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 더미 패턴(130)은 안테나 패턴(120)과 이격되므로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.

도 7을 참조하면, 유전층(100) 및 안테나 패턴(120) 사이에 중간층(110)을 더 형성할 수 있다. 예를 들면, 중간층(110)은 유전층(100)의 상면(105) 상에 형성될 수 있으며, 안테나 패턴(120)은 중간층(110)의 상면 상에 형성될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 중간층(110)은 유기 중간층 또는 무기 중간층일 수 있다.

예를 들면, 유기 중간층은 열 경화 혹은 자외선 경화를 통해 형성된 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 멜라닌계 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 실록산계 수지(폴리오르가노실록산), 폴리이미드계 수지, 폴리우레탄계 수지 등을 사용한 투명 코팅층을 포함할 수도 있다.

이 경우, 유기 중간층은 유전층(100) 및 안테나 패턴(120) 사이에 형성되어 안테나 패턴(120)을 지지할 수 있으며, 유기 중간층에 포함된 상술한 수지 물질은 안테나 패턴(120)에 포함된 전도성 고분자 및/또는 바인더 수지와 높은 친화력으로 결합될 수 있다.

또한, 상기 안테나 소자가 벤딩, 굴곡되는 경우에도 유기 중간층(110)에 의해 안테나 패턴(120)이 지지되므로, 안테나 패턴(120)의 탈락이 방지될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자의 플렉시블 특성도 향상될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 무기 중간층(110)은 금속 산화물, 실리콘 산화물과 같은 무기 산화물을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물의 예로서 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물 등을 들 수 있다.

이 경우, 안테나 패턴(120)에 포함된 상기 금속 나노 와이어들은 상기 무기 산화물층에 인접하도록 집중될 수 있으며, 안테나 패턴(120)의 상기 무기 산화물층과의 계면으로부터 안테나 패턴(120)의 상면을 향해 상기 금속 나노 와이어들의 개수 또는 농도가 감소하는 그래디언트가 형성될 수 있다.

도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 측면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 안테나 소자는 디스플레이 패널(50)상에 배치될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 유전층(100)은 디스플레이 패널(50)의 측벽을 따라 접힐 수 있다. 이 경우 유전층(100) 상에 형성된 안테나 패턴(120) 또한 디스플레이 패널(50)의 측벽을 따라 굴곡되며, 상기 안테나 소자는 디스플레이 장치의 측면에 실장될 수 있다.

예를 들면, 디스플레이 패널(50)은 평면 또는 곡면화된 LCD 패널 및 OLED 패널 등을 포함할 수 있으며, 상기 안테나 소자는 디스플레이 패널(50) 측면을 따라 커브드 된 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 곡면화 OLED를 디스플레이 패널(50)로 사용하여 안테나 패턴(120)의 그라운드 층을 별도로 형성할 필요 없이 디스플레이 패널(50)의 도전성 부재를 그라운드 층으로 사용할 수 있다.

도 9는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.

도 9를 참조하면, 디스플레이 장치(300)는 표시 영역(310) 및 주변 영역(320)을 포함할 수 있다. 주변 영역(320)은 예를 들면, 표시 영역(310)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다.

주변 영역(320)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 주변 영역(320) 내에는 상기 안테나 소자의 구동/방사 특성을 조절 및 급전 신호 공급을 위한 집적 회로(IC) 칩이 배치될 수 있다.

상술한 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 주변 영역(320)에 예를 들면, 안테나 필름 또는 안테나 패치 형태로 삽입될 수 있다. 상기 안테나 소자는 상술한 바와 같이 측면을 통해 3차원 적으로 배치가 가능하므로, 주변 영역(320)의 면적 또는 부피를 감소시키고, 이미지가 구현되는 표시 영역(310)의 사이즈를 상대적으로 증가시킬 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 안테나 소자는 표시 영역(310)에 적어도 부분적으로 위치할 수도 있다. 이 경우, 속이 찬(solid) 구조의 안테나 패턴(120)은 사용자에게 잘 시인되지 않으며, 이에 따라 안테나 패턴에 의해 이미지 품질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실험예를 제시하나, 하기의 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실험예

실시예 1 내지 4

두께 100nm의 유전층 상면 상에 은나노와이어(AgNW, 평균 직경 20nm, 평균길이 20㎛) 및 PEDOT:PSS를 포함하는 조성물을 도포 및 패터닝하여 안테나 패턴을 형성하였다. 상기 조성물 중 PEDOT:PSS 및 AgNW의 함량은 고형분 기준 각각 0.5중량%였고, 바인더 수지 물 및 알코올의 용매와 혼합한 혼합물이었다.

상기 안테나 패턴의 두께를 변경하면서 안테나 소자를 제조하였다.

비교예 1 내지 2

두께 100nm의 유전층 상면 상에 은(Ag), 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu)의 합금(APC)을 사용하여 마름모 형상의 단위셀을 갖는 메쉬 구조의 안테나 패턴을 형성하였다. 상기 메쉬 구조에 포함된 전극 라인 선폭은 2.5㎛이며 두께를 변경하면서 전극 패턴을 제조하였다.

비교예 3

실시예 1 내지 4의 안테나 패턴 형성용 조성물에 있어서, PEDOT:PSS를 생략하고 AgNW의 함량을 1중량%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 두께 200nm의 안테나 패턴을 형성하였다.

실시예 및 비교예들의 안테나 소자들에 있어서 안테나 소자 굴곡 특성, 도전 패턴의 면저항 및 시인성을 평가하였다.

구체적으로, 굴곡 특성은 안테나 소자를 5R 에서 0.5R까지 100회 벤딩한 후 표면 관찰시 크랙이 발생하는 곡률 반경을 측정하였다.

또한, 시인성은 10명의 패널에게 안테나 소자를 관찰시켜 안테나 소자가 시인되는 경우를 0점, 전혀 시인되지 않는 경우를 10점으로 하여 점수를 부여토록 하였다. 이후, 평가 점수를 평균하여 시인성을 평가하였다.

평가결과는 하기의 표 1에 나타낸다.

	막 두께(nm)	크랙 발생 곡률	면저항(Ω/□)	시인 평가
실시예 1	200	크랙 없음	10.1	9
실시예 2	100	크랙 없음	25.6	9
실시예 3	60	크랙 없음	37.9	9.5
실시예 4	35	크랙 없음	67.5	10
비교예 1	200	2R	10.0	5.5
비교예 2	100	2.5R	24.2	5.5
비교예 3	200	1R	35.6	5

표 1을 참조하면, 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 실시예들의 안테나 소자의 경우, 비교예들과 유사한 투과율 및 면저항을 유지하면서, 전극 시인성이 현저히 개선되었다. 또한, 굴곡특성 시험에서 크랙이 발생하지 않았으므로 실시예들의 안테나 소자의 경우 반복 굴곡에 대한 내성이 현저히 향상되었다.

100: 유전층 105: 상면
105a: 제1 부분 105b: 제2 부분
105c: 굴곡면 110: 중간층
120: 안테나 패턴 122: 방사 전극
124: 전송 선로 126: 신호 패드
130: 더미 패턴 50: 디스플레이 패널
300: 디스플레이 장치 310: 표시 영역
320: 주변 영역

Claims

유전층; 및
상기 유전층 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하며, 속이 찬(solid) 구조를 갖는 방사 전극을 포함하는 안테나 패턴을 포함하며,
상기 안테나 패턴의 두께는 약 20 내지 500nm인, 안테나 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 전도성 고분자는 PEDOT-PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))을 포함하는, 안테나 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 방사 전극과 연결되어 분기되는 전송 선로, 및 상기 전송 선로 말단에 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
청구항 4에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로는 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하며, 상기 신호 패드는 속이 찬(solid) 금속 패턴 구조를 갖는, 안테나 소자.
청구항 4에 있어서, 상기 방사 전극, 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드는 전체적으로 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
청구항 4에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면은 굴곡면을 포함하며, 상기 안테나 패턴은 상기 굴곡면을 따라 함께 굴곡된, 안테나 소자.
청구항 7에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면은 제1 부분 및 굴곡되어 상기 제1 부분과 두께 방향으로 마주보는 제2 부분을 포함하고, 상기 굴곡면은 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 중개면으로 제공되는, 안테나 소자.
청구항 8에 있어서, 상기 방사 전극은 상기 제1 부분 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 중개면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 제2 부분 상에 배치되는, 안테나 소자.
청구항 8에 있어서, 상기 방사 전극은 상기 중개면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 제2 부분 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 중개면 및 상기 제2 부분 상에 걸쳐 배치되는, 안테나 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면 상에 상기 안테나 패턴 주변에 배치된 더미 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
청구항 11에 있어서, 상기 더미 패턴은 에칭 처리된 금속 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
청구항 11에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 더미 패턴의 측벽들은 서로 접촉하는, 안테나 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 유전층 및 상기 안테나 패턴 사이에 형성된 유기 중간층 또는 무기 중간층을 더 포함하는, 안테나 소자.
청구항 14에 있어서, 상기 무기 중간층은 금속 산화물 또는 실리콘 산화물을 포함하는, 안테나 소자.
디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 적층된 청구항 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 패널의 측벽을 따라 굴곡된, 디스플레이 장치.