KR102233687B1 - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 유전층, 방사 전극 및 더미 전극을 포함한다. 방사 전극은 유전층의 상면 상에 배치되며, 서로 교차하는 제1 안테나 전극 라인 및 제2 안테나 전극 라인에 의해 형성된 제1 메쉬 구조를 포함한다. 더미 전극은 유전층 상에서 방사 전극과 유전층의 상면에 정의된 분리 영역에 의해 이격되며, 서로 교차하는 제1 더미 전극 라인 및 제2 더미 전극 라인에 의해 형성된 제2 메쉬 구조를 포함한다. 분리 영역에서 제1 더미 전극 라인 및 방사 전극 사이의 이격 거리, 및 제2 더미 전극 라인 및 방사 전극 사이의 이격 거리가 상이하다.

Description

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{ANTENNA DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전극 라인들을 포함하는 안테나 소자 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 높은 방사 특성, 신호 감도를 만족하면서 향상된 투과도를 가질 필요가 있다.
안테나의 신호 송수신 특성을 향상시키기 위해서는 저저항 금속을 사용하여 전극 또는 방사 패턴을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 이 경우 상기 전극 또는 방사 패턴이 디스플레이 장치의 사용자에게 시인될 수 있으며, 이미지 품질을 열화시킬 수 있다. 전극 시인 현상을 감소시키기 위해 전극 디자인을 변경하는 경우, 안테나를 통한 방사 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 안테나에 의한 디스플레이 장치의 이미지 열화에 대해서는 고려하지 않고 있다.
한국공개특허공보 제2013-0095451호
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적 특성 및 방사 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 광학적 특성 및 방사 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 포함하며, 이미지 품질이 향상된 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 상기 유전층의 상면 상에 배치되며, 서로 교차하는 제1 안테나 전극 라인 및 제2 안테나 전극 라인에 의해 형성된 제1 메쉬 구조를 포함하는 방사 전극; 및 상기 유전층의 상기 상면에 정의된 분리 영역에 의해 상기 방사 전극과 이격되며, 서로 교차하는 제1 더미 전극 라인 및 제2 더미 전극 라인에 의해 형성된 제2 메쉬 구조를 포함하는 더미 전극을 포함하며,
상기 분리 영역에서 상기 제1 더미 전극 라인 및 상기 방사 전극 사이의 이격 거리 및 상기 제2 더미 전극 라인 및 상기 방사 전극 사이의 이격 거리가 상이한, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 더미 전극 라인 및 상기 제1 안테나 전극 라인은 서로 동일한 방향으로 연장하며, 상기 분리 영역에서 인접하는 상기 제1 더미 전극 라인 및 상기 제1 안테나 전극 라인 사이에 제1 이격 거리가 정의되고,
상기 제2 더미 전극 라인 및 상기 제2 안테나 전극 라인은 서로 동일한 방향으로 연장하며, 상기 분리 영역에서 인접하는 상기 제2 더미 전극 라인 및 상기 제2 안테나 전극 라인 사이에 제2 이격 거리가 정의되는, 안테나 소자.
3. 위 2에 있어서, 상기 제1 이격 거리는 상기 제2 이격 거리보다 큰, 안테나 소자.
4. 위 3에 있어서, 상기 제1 이격 거리는 상기 제2 이격 거리의 1.5 내지 5배인, 안테나 소자.
5. 위 3에 있어서, 상기 제2 이격 거리는 3 내지 10㎛인, 안테나 소자.
6. 위 2에 있어서, 상기 제1 메쉬 구조는 마름모 형상의 안테나 단위 셀을 포함하며, 상기 제2 메쉬 구조는 마름모 형상의 더미 단위 셀을 포함하는, 안테나 소자.
7. 위 6에 있어서, 상기 분리 영역에서 상기 제1 더미 전극 라인 및 상기 안테나 단위 셀의 꼭지점 부분과의 거리에 의해 상기 제1 이격 거리가 정의되며,
상기 분리 영역에서 상기 제2 더미 전극 라인 및 상기 안테나 단위 셀의 상기 꼭지점 부분과의 거리에 의해 상기 제2 이격 거리가 정의되는, 안테나 소자.
8. 위 7에 있어서, 상기 분리 영역에 위치한 상기 더미 단위 셀의 꼭지점 부분은 절단된 형상을 갖는, 안테나 소자.
9. 위 1에 있어서, 상기 제1 안테나 전극 라인 및 상기 제2 안테나 전극 라인의 교차부는 오목한 측벽을 포함하는, 안테나 소자.
10. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
11. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면 상에서 상기 방사 전극과 전기적으로 연결되는 전송 선로; 및 상기 전송 선로의 말단과 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
12. 위 11 있어서, 상기 전송 선로는 상기 제1 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
13. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면 상에 배치되며 상기 신호 패드 주변에 상기 신호 패드와 분리되도록 배치된 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
14. 위 13에 있어서, 상기 신호 패드 또는 상기 그라운드 패드는 속이 찬(solid) 구조를 갖는, 안테나 소자.
15. 위 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 안테나 패턴 주변에 더미 전극을 형성하고, 상기 안테나 패턴 및 상기 더미 전극을 공통적으로 메쉬 구조를 포함하도록 형성하여 안테나 소자의 투과율을 향상시키면서, 패턴 형상 차이에 따른 전극 시인을 방지할 수 있다
예시적인 실시예들에 따르면 상기 안테나 패턴 및 상기 더미 전극의 분리 영역에서 상기 안테나 패턴 및 상기 더미 전극을 서로 다른 이격 거리에 의해 분리시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 분리 영역에서의 패턴 불규칙성을 증가시킬 수 있으며, 규칙적인 명암 반복에 따른 전극 시인을 감소 또는 방지할 수 있다.
상기 안테나 소자는 향상된 투과도를 가지며, 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 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 전극 라인 구조를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 분리 영역을 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 방사 전극 구조를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 6 및 도 7은 비교예들에 따른 안테나 소자의 분리 영역을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 9는 실험예에 따른 전극 시인 여부 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 실시예들은 유전층 상에 서로 이격되어 배치되며 메쉬 구조를 포함하는 방사 전극 및 더미 전극을 포함하는 안테나 소자를 제공한다.
상기 안테나 소자는 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 안테나 소자를 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 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100), 유전층(100)의 상면 상에 배치된 제1 전극층(120) 및 유전층(100)의 저면 상에 배치된 제2 전극층(110)을 포함할 수 있다.
유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 예를 들면, 글래스, 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 제1 전극층(110)이 형성되는 안테나 소자의 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 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 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.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극층(120)은 방사 전극(122) 및 전송 선로(124)를 포함하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 상기 안테나 패턴 또는 제1 전극층(120)은 전송 선로(124)의 말단과 연결된 패드 전극(125)을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전극층(120)은 상기 안테나 패턴 주변에 배열된 더미 전극(126)을 더 포함할 수 있다.
제1 전극층(120)은 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), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 등과 같은 저저항 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극층(120)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, 제1 전극층(120)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 금속 산화물을 포함할 수도 있다
예를 들면, 제1 전극층(120)은 적어도 1층의 금속 또는 합금층, 및 투명 금속 산화물층을 포함하는 복층 구조를 가질 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 안테나 패턴의 방사 전극(122) 또는 제1 전극층(120)은 메쉬(mesh) 구조(제1 메쉬 구조)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 방사 전극(122)의 투과율이 증가될 수 있으며, 상기 안테나 소자의 유연성이 향상될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자는 플렉시블 디스플레이 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.
더미 전극(126) 역시 메쉬 구조(제2 메쉬 구조)를 포함하며, 방사 전극(122)에 포함된 메쉬 구조와 실질적으로 동일한 형상의 메쉬 구조(제1 메쉬 구조)가 더미 전극(126)에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 더미 전극(126) 및 방사 전극(122)은 동일한 금속을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 더미 전극(126)의 상기 제2 메쉬 구조는 방사 전극(122)의 상기 제1 메쉬 구조와 전극 라인의 선폭, 단위 셀의 형상 등이 상이한 형상을 가질 수도 있다.
전송 선로(124)는 방사 전극(122)의 일단으로부터 연장되어 패드 전극(125)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(124)는 방사 전극(122)의 중앙부에서 돌출되어 연장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전송 선로(124)는 방사 전극(122)과 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함하며, 실질적으로 동일한 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 전송 선로(124)는 방사 전극(122)과 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(124) 및 방사 전극(122)은 실질적으로 동일한 메쉬 구조(제1 메쉬 구조)를 포함할 수 있다.
패드 전극(125)은 신호 패드(121) 및 그라운드 패드(123)을 포함할 수 있다. 신호 패드(121)는 전송 선로(124)를 통해 방사 전극(122)과 전기적으로 연결되며, 구동 회로부(예를 들면, 안테나 구동 IC 칩)와 방사 전극(122)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
예를 들면, 신호 패드(121) 상에 연성 회로 기판(FPCB)와 같은 회로 기판이 이방성 도전 필름(ACF)와 같은 도전성 중개 구조를 통해 전기적으로 연결되며, 상기 연성 회로 기판 상에 상기 구동 회로부가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴 및 상기 구동 회로부 사이에서 신호 송수신이 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 한 쌍의 그라운드 패드들(123)이 신호 패드(121)를 사이에 두고 신호 패드(121)와 전기적, 물리적으로 이격되어 서로 마주보며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 소자를 통해 수직 방사와 함께 수평 방사가 구현될 수 있다.
패드 전극(125)은 신호 저항 감소를 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다.
더미 전극(126)은 상술한 바와 같이 메쉬 구조를 포함하며 상기 안테나 패턴 및 패드 전극(125)과 전기적, 물리적으로 분리 혹은 이격될 수 있다.
예를 들면, 분리 영역(130)이 상기 안테나 패턴의 측면 라인 혹은 프로파일을 따라 형성되어, 더미 전극(126)과 상기 안테나 패턴을 서로 분리시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 안테나 패턴을 상기 메쉬 구조를 포함하도록 형성함으로써, 상기 안테나 소자의 투과율을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 메쉬 구조를 채용하면서 상기 메쉬 구조에 포함되는 전극 라인은 구리, 은 또는 APC 합금과 같은 저저항 금속으로 형성함으로써, 저항 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 저저항, 고감도의 투명 필름 안테나를 효과적으로 구현할 수 있다.
또한, 상기 안테나 패턴 주변에 실질적으로 동일하거나 유사한 메쉬 구조의 더미 전극(126)을 배열함으로써, 위치별 전극 배열 차이에 따라 디스플레이 장치의 사용자에게 상기 안테나 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
제2 전극층(110)은 상기 안테나 패턴의 그라운드 전극으로 제공될 수 있다. 이 경우, 제2 전극층(110) 및 그라운드 패드(123)를 연결시키는 콘택 또는 연결 그라운드 패턴이 유전층(100) 내에 형성될 수 있다.
예를 들면, 유전층(100)에 의해 방사 전극(122) 및 제2 전극층(110) 사이에서 상기 안테나 소자의 두께 방향으로 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 안테나 소자가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 소자는 제2 전극층(110)을 통해 수직 방사 안테나로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 전극층(110)은 안테나 소자의 별도 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 소자가 실장되는 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.
제2 전극층(110)은 상술한 금속, 합금, 투명 금속 산화물과 같은 도전 물질을 포함할 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 전극 라인 구조를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 3을 참조하면, 유전층(100) 상에 복수의 전극 라인들(50)이 서로 교차하며 배열되어 메쉬 구조가 형성되고, 상기 메쉬 구조가 분리 영역(130)에 의해 구분되어 방사 전극(122)을 포함하는 안테나 패턴 및 더미 전극(126)이 정의될 수 있다.
분리 영역(130)은 예를 들면, 도 3의 길이 방향 또는 너비 방향으로 전극 라인들(50)의 교차부들을 따라 연속적으로 연장할 수 있다. 분리 영역(130)에 의해 더미 패턴(126) 및 방사 전극(122)을 서로 전기적, 물리적으로 분리함으로써, 별도의 테두리 패턴을 형성하지 않고도 상기 안테나 패턴을 정의할 수 있다. 따라서, 상기 테두리 패턴에 의해 초래되는 전극 시인을 방지할 수 있다
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 분리 영역을 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 4에서는, 안테나 소자에 포함된 상기 안테나 패턴의 길이 방향 및 너비 방향을 각각 제3 방향 및 제4 방향으로 정의한다. 제1 방향 및 제2 방향은 상기 제3 방향에 대해 소정의 예각으로 경사진 방향일 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 3을 참조로 설명한 바와 같이 분리 영역(130)에 의해 방사 전극(122) 및 더미 전극(126)이 구분될 수 있다.
방사 전극(122)은 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 안테나 전극 라인들(50a) 및 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 안테나 전극 라인들(50b)이 서로 교차하여 형성된 제1 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
상기 제1 메쉬 구조는 이웃하는 한 쌍의 제1 안테나 전극 라인들(50a) 및 이웃하는 한 쌍의 제2 안테나 전극 라인들(50b)이 서로 교차하여 정의된 안테나 단위 셀(52)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 단위 셀(52)은 실질적으로 마름모 형상을 가질 수 있다.
더미 전극(126)은 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 더미 전극 라인들(50c) 및 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 더미 전극 라인들(50d)이 서로 교차하여 형성된 제2 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
상기 제2 메쉬 구조는 이웃하는 한 쌍의 제1 더미 전극 라인들(50c) 및 이웃하는 한 쌍의 제2 더미 전극 라인들(50d)이 서로 교차하여 정의된 더미 단위 셀(56)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 더미 단위 셀(56)은 실질적으로 마름모 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 메쉬 구조 및 상기 제2 메쉬 구조는 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 안테나 단위 셀(52) 및 더미 단위 셀(56)은 실질적으로 동일한 면적을 가질 수 있다. 또한, 전극 라인들(50a, 50b, 50c, 50d)은 실질적으로 동일한 선폭 및 두께를 가질 수 있다.
분리 영역(130)에 인접한 더미 단위 셀(56)은 분리 영역(130) 내에서 꼭지점 부분이 절단된 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 분리 영역(130)에 인접한 안테나 단위 셀(52)로부터 더미 단위 셀(56)이 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 분리 영역(130)에서 더미 전극(126)에 포함된 더미 전극 라인들(50c, 50d)과 안테나 단위 셀(52) 사이의 이격 거리는 상이할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 이격 거리는 분리 영역(130)과 인접한 안테나 단위 셀(52)의 꼭지점 부분과의 거리를 지칭할 수 있다.
상기 이격 거리는 분리 영역(130) 내에서 제1 안테나 전극 라인(50a) 및 제1 더미 전극 라인(50c) 사이의 상기 제1 방향으로의 이격 거리(이하에서는, 제1 이격 거리(D1)로 지칭될 수 있다), 또는 분리 영역(130) 내에서 제2 안테나 전극 라인(50b) 및 제2 더미 전극 라인(50d) 사이의 상기 제2 방향으로의 이격 거리(이하에서는, 제2 이격 거리(D2)로 지칭될 수 있다)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 이격 거리(D1) 및 제2 이격 거리(D2)는 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 이격 거리(D1)는 제2 이격 거리(D2)보다 클 수 있다.
제1 이격 거리(D1) 및 제2 이격 거리(D2)를 상이하게 형성함에 따라, 분리 영역(130)에서 규칙적인 명암 반복, 콘트라스트 차이를 완화 또는 감소시켜 사용자에게 초래되는 전극 시인을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 이격 거리(D1)는 제2 이격 거리(D2)의 약 1.5 내지 5배, 바람직한 일 실시예에 있어서 약 1.5 내지 3배일 수 있다. 상기 범위 내에서 콘트라스트 증가를 방지하면서, 이격 거리 차이의 지나친 증가에 따른 전극 시인을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 이격 거리(D2)는 약 3 내지 10㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 더미 전극(126)에 의한 방사 간섭, 전류 흡수, 임피던스 교란 등을 방지하며, 더미 전극(126) 및 방사 전극(122)이 시각적으로 구분됨에 따른 전극 시인을 효과적으로 방지할 수 있다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 제2 이격 거리(D2)는 약 3 내지 8㎛ 일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 이격 거리(D1) 및 제2 이격 거리(D2)의 배열은 규칙적으로 혹은 랜덤하게 배열될 수 있다. 예를 들면, 분리 영역(130)과 중첩되는 더미 단위 셀들(56) 각각에 포함된 제1 이격 거리(D1) 및 제2 이격 거리(D2)는 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 더미 단위 셀들(56) 각각에 포함된 제1 이격 거리(D1) 및 제2 이격 거리(D2)의 위치가 상이할 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 방향을 따라, 각 더미 단위 셀(56)에 포함된 제1 이격 거리(D1) 및 제2 이격 거리(D2)의 위치가 교대로 변경될 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 방사 전극 구조를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 5를 참조하면, 도 4를 참조로 설명한 바와 같이, 방사 전극(122)은 제1 및 제2 안테나 전극 라인들(50a, 50b)이 교차하는 제1 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
상기 제1 메쉬 구조는 제1 및 제2 안테나 전극 라인들(50a, 50b)이 교차하는 교차부(70)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 교차부(70)의 측면은 오목한 곡면 형상을 가질 수 있다. 따라서, 전극 라인들의 교차 영역에서 교차각의 급격한 변화에 의한 전극 시인을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 더미 전극(126)에 포함된 더미 전극 라인들(50c, 50d)의 교차부 역시 오목한 측면을 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7은 비교예에 따른 안테나 소자의 분리 영역을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.
도 6을 참조하면, 방사 전극(122a) 및 더미 전극(126a)은 분리 영역(131)에 의해 서로 이격되며, 제1 이격 거리(D1) 및 제2 이격 거리(D2)는 서로 동일할 수 있다.
도 7을 참조하면, 방사 전극(122b) 및 더미 전극(126b)은 분리 영역(133)에 의해 서로 이격되며, 분리 영역(133)과 인접한 방사 전극 전극(122b) 및 더미 전극(126c)에 포함된 각 단위 셀 모두 절단된 부분이 없는 마름모 형상을 가질 수 있다.
이 경우, 방사 전극(122b) 및 더미 전극(126c)의 이격 거리(D3)는 이웃하는 안테나 단위 셀 및 더미 단위 셀의 꼭지점들 사이의 거리로 정의될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 비교예들에 따르면, 분리 영역(131, 133)을 따라 전극 영역 및 비전극 영역 배열의 규칙성이 증가될 수 있다. 따라서, 명암 차이, 콘트라스트 차이가 증가하며 이에 따라 사용자에게 발생되는 전극 시인 현상이 증가될 수 있다.
그러나, 예를 들면 도 3을 참조로 설명한 예시적인 실시예들에 따르면 분리 영역(130) 내에서 더미 단위 셀(56)의 꼭지점 부분을 절단시켜 상이한 이격 거리들을 생성함에 따라, 전극 영역 및 비전극 영역 배열의 불규칙성을 유도할 수 있다. 따라서, 명암/콘트라스트 차이에 따른 전극 시인 현상을 완화 또는 방지할 수 있다.
또한, 예시적인 실시예들에 따르면, 더미 단위 셀(56)의 상기 꼭지점 부분을 절단하고, 안테나 단위 셀(52)은 폐쇄된 마름모 형상을 유지할 수 있다. 이에 따라, 방사 전극(122)에서의 전류 흐름을 촉진하면서 더미 전극(126)에 의한 방사 간섭, 전류 흡수를 억제할 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
예를 들면, 도 8은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 8을 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 안테나 소자는 디스플레이 장치(200)에 필름 또는 패치 형태로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 필름 안테나의 안테나 패턴이 전체적으로 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴의 방사 전극(122)은 표시 영역(210)과 중첩되며, 패드 전극(125)는 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 안테나 소자의 패드 전극(125)을 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
상기 안테나 소자는 상술한 메쉬 구조를 포함하는 안테나 패턴 및 더미 전극을 포함하므로, 투과성이 향상되며 전극 시인이 현저히 감소 또는 억제될 수 있다. 따라서, 원하는 통신 신뢰성을 유지 또는 향상시키면서, 표시 영역(210)에서의 이미지 품질 역시 함께 향상될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 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: 전극 시인 평가
실시예
도 4에 도시된 디자인에 따라, 메쉬 구조의 방사 전극을 포함하는 안테나 패턴 및 더미 전극을 형성하였다. 구체적으로, 글래스(0.7T) 유전층의 상면 상에 각각 은(Ag), 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu)의 합금(APC)을 사용하여 메쉬 구조의 전극층을 형성하고, 상기 유전층의 저면 상에 APC를 증착하여 그라운드 층을 형성하였다. 상기 메쉬 구조에 포함된 전극 라인 선폭은 3㎛, 전극 두께(또는 높이)는 2000Å이 되도록 형성하였으며, 제1 전극층 및 제2 전극층에 포함된 마름모 단위셀의 X축 방향의 대각선 길이는 200㎛ 및 Y축 방향의 대각선 길이는 400㎛로 형성되었다.
도 4에서 제1 이격 거리(D1)를 제2 이격 거리(D2)의 2배로 유지하며 제2 이격 거리(D2)를 변경시키면서 전극 시인 여부를 평가하였다.
구체적으로, 30명의 패널에게 안테나 샘플을 육안으로 관찰하도록 하여 패턴 인식율(PTN 인식율(%))을 0 에서 100% 사이의 값으로 평가토록 하고, 평가 값들을 평균하였다.
비교예 1
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 이격 거리(D1) 및 제2 이격 거리(D2)를 동일하게 유지하면서 실시예와 동일하게 전극 시인 여부를 평가하였다.
비교예 2
도 7에 도시된 바와 같이, 더미 단위셀이 절단되지 않은 형태로 분리 영역을 형성한 것을 제외하고는 실시예와 동일하게 전극 시인 여부를 평가하였다.
도 9는 실험예에 따른 전극 시인 여부 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9를 참조하면, 이격거리를 상이하게 형성한 실시예의 경우 비교예들에 비해 현저히 전극 시인이 감소하였다.
50a, 50b: 제1 및 제2 안테나 전극 라인
50c, 50d: 제1 및 제2 더미 전극 라인
52: 안테나 단위 셀 56: 더미 단위 셀
100: 유전층 110: 제2 전극층
120: 제1 전극층 122: 방사 전극
124: 전송 선로 125: 패드 전극
126: 더미 전극 130: 분리 영역

Claims (15)

  1. 유전층;
    상기 유전층의 상면 상에 배치되며, 서로 교차하는 제1 안테나 전극 라인 및 제2 안테나 전극 라인에 의해 형성된 안테나 단위 셀들을 포함하는 제1 메쉬 구조를 포함하는 방사 전극; 및
    상기 유전층의 상기 상면에 정의된 분리 영역에 의해 상기 방사 전극과 이격되며, 서로 교차하는 제1 더미 전극 라인 및 제2 더미 전극 라인에 의해 형성된 제2 메쉬 구조를 포함하는 더미 전극을 포함하며,
    상기 분리 영역에서 상기 안테나 단위 셀의 꼭지점부 및 상기 꼭지점부와 인접한 상기 제1 더미 전극 라인 사이의 거리에 의해 제1 이격 거리가 정의되고, 상기 꼭지점부 및 상기 꼭지점부와 인접한 상기 제2 더미 전극 라인 사이의 거리에 의해 제2 이격 거리가 정의되고,
    상기 제1 이격 거리는 상기 제2 이격 거리의 1.5 내지 5배인, 안테나 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 더미 전극 라인 및 상기 제1 안테나 전극 라인은 서로 동일한 방향으로 연장하며, 상기 제2 더미 전극 라인 및 상기 제2 안테나 전극 라인은 서로 동일한 방향으로 연장하는, 안테나 소자.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 이격 거리는 3 내지 10㎛인, 안테나 소자.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 단위 셀은 마름모 형상을 가지며, 상기 제2 메쉬 구조는 마름모 형상의 더미 단위 셀을 포함하는, 안테나 소자.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 분리 영역에 위치한 상기 더미 단위 셀의 꼭지점 부분은 절단된 형상을 갖는, 안테나 소자.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 안테나 전극 라인 및 상기 제2 안테나 전극 라인의 교차부는 오목한 측면을 포함하는, 안테나 소자.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 유전층의 상기 상면 상에서 상기 방사 전극과 전기적으로 연결되는 전송 선로; 및
    상기 전송 선로의 말단과 연결된 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
  12. 청구항 11 있어서, 상기 전송 선로는 상기 제1 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면 상에 배치되며 상기 신호 패드 주변에 상기 신호 패드와 분리되도록 배치된 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 신호 패드 또는 상기 그라운드 패드는 속이 찬(solid) 구조를 갖는, 안테나 소자.
  15. 청구항 1에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
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