KR102636399B1 - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 유전층, 유전층 상에 배치된 메인 안테나 패턴, 및 유전층 상에서 메인 안테나 패턴과 함께 배치되며 메인 안테나 패턴과 인접하도록 이격되고 메인 안테나 패턴보다 길이가 긴 서브 방사 패턴을 포함한다. 서브 방사 패턴을 통해 복수의 주파수 구동이 구현될 수 있다.
Description
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전극 및 유전층을 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.
또한, 최근 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이와 같은 박형, 고투명, 고해상도의 디스플레이 장치가 개발되면서, 상기 안테나 역시 제한된 두께 내에서 향상된 송수신 감도, 게인 특성, 광대역 특성을 갖도록 개발될 필요가 있다.
그러나, 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치가 보다 얇아지고 경량화됨에 따라, 상기 안테나가 차지하는 공간 역시 감소할 수 있다. 이에 따라, 광대역에서 다양한 종류의 신호에 감도를 갖도록 안테나를 설계하는 것이 곤란해 질 수 있다.
또한, 예를 들면 최근 5G 통신과 같은 고주파 대역 안테나의 경우, 신호 손실에 취약할 수 있으며, 하이 게인, 광대역 특성 구현이 용이하지 않을 수 있다.
따라서, 제한된 공간 안에서 광대역, 하이 게인, 고주파 등의 특성을 구현할 수 있는 안테나 개발이 필요하다. 예를 들면, 한국공개특허 제2003-0095557호는 휴대용 단말기에 내장되는 안테나 구조를 개시하고 있으나, 상기 안테나 구조는 상술한 최근의 안테나에 대한 요구를 충분히 구현할 수 없다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 상기 유전층 상에 배치된 메인 안테나 패턴; 및 상기 유전층 상에서 상기 메인 안테나 패턴과 함께 배치되며, 상기 메인 안테나 패턴과 인접하도록 이격되고, 상기 메인 안테나 패턴보다 길이가 긴 서브 방사 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴은 메인 방사 전극; 상기 메인 방사 전극의 하변으로부터 연장하는 전송 선로; 및 상기 전송 선로의 일단에 연결되는 메인 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.
3. 위 2에 있어서, 복수의 상기 서브 방사 패턴들이 상기 메인 방사 전극의 일 측변으로부터 순차적으로 배열되는, 안테나 소자.
4. 위 3에 있어서, 상기 서브 방사 패턴들의 길이는 상기 메인 방사 전극의 상기 일 측변으로부터 멀어질수록 길어지는, 안테나 소자.
5. 위 4에 있어서, 상기 메인 방사 전극은 상기 서브 방사 패턴들보다 큰 공진 주파수를 가지며, 상기 서브 방사 패턴들의 공진 주파수는 상기 메인 방사 전극의 상기 일 측변으로부터 멀어질수록 작아지는, 안테나 소자.
6. 위 2에 있어서, 상기 서브 방사 패턴은 상기 전송 선로와 평행하게 연장하는 직선 형상을 갖는, 안테나 소자.
7. 위 2에 있어서, 상기 서브 방사 패턴은 상기 메인 방사 전극의 일 측변을 따라 연장하는 제1 부분 및 상기 제1 부분의 말단으로부터 꺾이며 연장하는 제2 부분을 포함하는, 안테나 소자.
8. 위 7에 있어서, 상기 서브 방사 패턴은 상기 메인 방사 전극의 적어도 2개의 변을 둘러싸는, 안테나 소자.
9. 위 8에 있어서, 상기 서브 방사 패턴은 상기 메인 방사 전극의 양 측변들 및 상변을 둘러싸는, 안테나 소자.
10. 위 2에 있어서, 상기 서브 방사 패턴의 일단에 연결된 서브 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
11. 위 10에 있어서, 상기 메인 신호 패드 및 상기 서브 신호 패드와 각각 전기적으로 연결되며, 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 서브 방사 패턴을 동시에 또는 선택적으로 활성화시키는 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 안테나 소자.
12. 위 1에 있어서, 상기 유전층을 사이에 두고 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 서브 방사 패턴과 함께 두께 방향으로 중첩되는 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
13. 위 1에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 서브 방사 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
14. 위 13에 있어서, 상기 유전층 상에서 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 서브 방사 패턴과 이격되어 배치된 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
15. 상술한 실시예들에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자에 있어서, 메인 방사 전극 주변에 상기 메인 방사 전극의 적어도 일변에 인접하여 서브 방사 패턴을 배치시킬 수 있다. 상기 서브 방사 패턴에 의해 상기 메인 방사 전극의 공진 주파수 외에 추가적인 서브 공진 주파수가 제공될 수 있다. 따라서, 복수의 주파수 대역에서 구동되는 광대역 안테나가 용이하게 구현될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 서브 방사 패턴의 수직 길이를 조절하여 상기 서브 공진 주파수의 크기를 조절할 수 있다. 또한, 상기 서브 방사 패턴의 수평 너비를 조절하여 상기 서브 방사 패턴의 대역폭(bandwidth)을 조절할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자 및 구동 집적 회로 칩의 연결을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자 및 구동 집적 회로 칩의 연결을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 복수의 주파수 대역에서 공진 혹은 방사 가능한 안테나 소자를 제공한다. 예를 들면, 상기 안테나 소자는 듀얼 밴드(Dual Band) 공진 안테나, 또는 3 이상의 주파수 대역을 갖는 광대역 안테나로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하며, 광대역 통신 기능이 구현가능한 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 안테나 소자의 적용 대상이 디스플레이 장치에 한정되는 것은 아니며, 차량, 가전 기기, 건축물 등과 같은 다양한 대상체 또는 구조체에 적용될 수도 있다.
상기 안테나 소자는 예를 들면, 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 안테나 소자는 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파(예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상) 통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 소자는 약 1 GHz 이상, 일 실시예에 있어서 약 20 내지 50 GHz 범위의 고주파수 대역에서 구동 가능할 수 있다. 또한, 상기 안테나 소자는 예를 들면, 1 GHz 이하의 주파수 대역에서도 함께 구동될 수 있다.
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 도면들에서, 유전층(100)의 상면에 평행하며 수직하게 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 안테나 소자의 길이 방향, 상기 제2 방향은 안테나 소자의 너비 방향에 해당될 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 소자는 유전층(100), 유전층(100) 상에 배치된 제1 전극층(110)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 소자는 유전층(100) 아래에 배치된 제2 전극층(90)을 더 포함할 수 있다.
유전층(100)은 예를 들면, 접힐 수 있는 유연성을 갖는 투명 수지 물질을 포함할 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, 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 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수도 있다.
유전층(100)에 의해 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(90) 사이에서 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 필름 안테나가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 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.
제1 전극층(110)은 유전층(100)의 상기 상면 상에 배치될 수 있다. 제1 전극층(110)은 상기 안테나 소자의 메인 안테나 패턴 및 서브 방사 패턴을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극층(110)은 메인 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 메인 신호 패드(116)를 포함하는 메인 안테나 패턴을 포함할 수 있다.
메인 방사 전극(112)은 예를 들면 다각형(예를 들면, 직사각형 혹은 마름모) 플레이트 형상을 가질 수 있다. 전송 선로(114)는 메인 방사 전극(112)의 일변(예를 들면, 하변)으로부터 예를 들면, 상기 제1 방향으로 연장하며, 메인 신호 패드(116)는 전송 선로(114)의 일단에 연결될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(114)는 메인 방사 전극(112)과 일체로 연결된 단일 부재로서 제공될 수 있다.
상기 메인 안테나 패턴 주변에는 상기 메인 안테나 패턴과 인접하도록 이격된 서브 방사 패턴이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 메인 안테나 패턴 또는 메인 방사 전극(112)의 일 변으로부터 순차적으로 복수의 서브 방사 패턴들이 배치될 수 있다.
예를 들면, 메인 방사 전극(112)의 일 변으로부터 제1 서브 방사 패턴(120), 제2 서브 방사 패턴(130) 및 제3 서브 방사 패턴(140)이 순차적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 서브 방사 패턴(120), 제2 서브 방사 패턴(130) 및 제3 서브 방사 패턴(140)은 순차적으로 상기 제1 방향으로의 길이가 커질 수 있다.
제1 서브 방사 패턴(120)의 상기 제1 방향으로의 길이는 메인 방사 전극(112)의 상기 제1 방향으로의 길이보다 클 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 서브 방사 패턴(120)의 상기 제1 방향으로의 길이는 메인 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)의 길이의 합보다 클 수 있다.
제2 서브 방사 패턴(130)의 상기 제1 방향으로의 길이는 제1 서브 방사 패턴(120)보다 클 수 있고, 제3 서브 방사 패턴(140)의 상기 제1 방향으로의 길이는 제2 서브 방사 패턴(130)보다 클 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 메인 방사 전극(112)의 공진 주파수는 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)의 공진 주파수들보다 클 수 있다. 예를 들면, 메인 방사 전극(112)의 공진 주파수는 약 25 GHZ 이상 또는 30 GHz 이상일 수 있다(예를 들면, 38 GHz).
제1 서브 방사 패턴(120), 제2 서브 방사 패턴(130) 및 제3 서브 방사 패턴(140)은 메인 방사 전극(112)으로부터 거리가 멀어지면서 길이가 증가됨에 따라, 순차적으로 작은 공진 주파수를 가질 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에 있어서, 각 서브 방사 패턴(120, 130, 140)은 메인 방사 전극(112)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 각 서브 방사 패턴(120, 130, 140)은 메인 방사 전극(112)의 양 측변들 및 상변을 둘러쌀 수 있다.
서브 방사 패턴(120, 130, 140)을 상술한 바와 같이 메인 방사 전극(112)을 감싸도록 형성함에 따라, 서브 방사 패턴(120, 130, 140)의 상기 제2 방향으로의 너비를 조절할 수 있다. 이에 따라, 서브 방사 패턴(120, 130, 140)의 대역폭(bandwidth)이 조절될 수 있다. 또한, 메인 방사 전극(112)의 대역폭 역시 상기 제2 방향으로의 너비를 통해 조절될 수 있다.
상술한 바와 같이, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)을 메인 방사 전극(112)으로부터 이격시켜 인접하게 배치하고, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)의 길이 조절을 통해 메인 방사 전극(112)과 다른 구동 주파수들을 구현할 수 있다. 또한, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)의 너비 조절을 통해 각 구동 주파수의 대역폭을 조절할 수 있다.
예를 들면, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)을 메인 방사 전극(112)의 2변 이상을 감싸도록 형성하여, 각 공진 주파수의 대역폭을 증가시켜 안테나 커버리지 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)을 메인 방사 전극(112)의 3변을 감싸도록 형성하는 경우, 메인 방사 전극(112) 및 서브 방사 패턴(120, 130, 140) 사이의 커플링을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)과 메인 방사 전극(112)의 동시 구동 시, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)을 통한 게인량이 증가될 수 있다.
제1 서브 방사 패턴(120), 제2 서브 방사 패턴(130) 및 제3 서브 방사 패턴(140)의 말단에는 각각 제1 서브 신호 패드(125), 제2 서브 신호 패드(135) 및 제3 서브 신호 패드(145)가 연결될 수 있다.
예를 들면, 유전층(100)의 말단 영역에서 상기 제2 방향을 따라, 메인 신호 패드(116), 제1 서브 신호 패드(125), 제2 서브 신호 패드(135) 및 제3 서브 신호 패드(145)가 순차적으로 배열될 수 있다. 상기 말단 영역은 인쇄 회로 기판(200)(도 6 참조)과의 연결을 위한 본딩 영역으로 제공될 수 있다.
제1 전극층(110)은 신호 패드들 주변에 배치된 그라운드 패드(150)를 더 포함할 수 있다. 그라운드 패드(150)는 상기 메인 안테나 패턴 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)과 전기적으로 분리되며, 신호 패드들 주변에서 발생하는 노이즈를 흡수 또는 차폐시킬 수 있다.
메인 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)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 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 메인 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금이(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금)이 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 메인 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼??(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
메인 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnO), 인듐 아연 주석 산화물(IZTO), 알루미늄 도핑 아연 산화물(AZO), 갈륨 도핑 아연 산화물(GZO), 아연 주석 산화물(ZTO), 인듐 갈륨 산화물(IGO), 주석 산화물(SnO2), 구리 산화물(CuOx) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 메인 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신호 패드들(116, 125, 135, 145) 및 그라운드 패드(150)은 신호 손실 방지, 커플링 효율성을 위해 상술한 금속 또는 합금층으로 구성될 수 있다(예를 들면, 투명 도전성 산화물 층은 배제될 수 있음).
제2 전극층(90)은 유전층(100)의 저면 상에 형성될 수 있다. 제2 전극층(90)은 유전층(100)을 사이에 두고 제1 전극층(110)에 포함된 메인 안테나 패턴 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)과 두께 방향으로 중첩될 수 있다. 제2 전극층(90)은 예를 들면, 안테나 소자의 그라운드 층으로 제공되며, 제2 전극층(90)에 의해 실질적으로 수직 방사가 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 전극층(90)은 상기 안테나 소자의 별도 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자가 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 2에서는 서브 방사 패턴들(120, 130, 130)의 길이가 순차적으로 증가하는 실시예를 도시하였으나, 본 발명의 컨셉 및 범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 서브 방사 패턴들(120, 130, 130)의 길이는 랜덤하게 변화할 수도 있고, 1, 2 혹은 4 이상의 서브 방사 패턴들이 배열될 수도 있다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다. 이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및/또는 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 메인 방사 전극(112)의 두 변을 따라 연장할 수도 있다.
예를 들면, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 서브 신호 패드들(125, 135, 145) 각각으로부터 상기 제1 방향을 따라 연장하며, 메인 방사 전극(112)의 상변 위로 꺾일 수 있다. 이에 따라, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 각각 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 부분들(120a, 130a, 140a)를 포함하며, 제1 부분들(120a, 130a, 140a)의 말단으로부터 상기 제2 방향으로 벤딩되어 연장하는 제2 부분들(120b, 130b, 140b)을 포함할 수 있다.
서브 방사 패턴들(120, 130, 140)의 제1 부분들(120a, 130a, 140a)의 길이(제1 방향으로의 길이)를 통해 각 서브 방사 패턴(120, 130, 140)의 공진 주파수 값이 조절될 수 있다. 또한, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)의 제2 부분들(120b, 130b, 140b)의 너비(제2 방향으로의 너비)를 통해 각 서브 방사 패턴(120, 130, 140)의 대역 폭이 조절될 수 있다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 전송 선로(114) 및 메인 방사 전극(112)의 일 측변을 따라 연장하는 직선 형상을 가질 수 있다.
예를 들면, 도 3을 참조로 설명한 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)에서 제2 부분들(120b, 130b, 140b)이 생략되고, 제1 부분들(120a, 130a, 140a)만 포함될 수 있다.
이 경우, 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 전송 선로(114)와 실질적으로 평행하게 연장하며, 순차적으로 길이가 증가할 수 있다.
메인 방사 전극(112)은 나머지 3변들이 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)에 의해 가려지지 않으므로, 메인 방사 전극(112)의 방사 독립성 및 신뢰성을 확보하면서 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)을 통한 주파수 시프트 효과를 함께 구현할 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 메인 안테나 패턴 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 각각 메쉬 구조를 가질 수 있다.
예를 들면, 유전층(100) 상에 메쉬 도전층을 형성한 후, 상기 메쉬 도전층을 메인 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)의 프로파일을 따라 식각하여 분리 영역들(162, 164)을 형성할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 분리 영역(162)에 의해 메인 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)의 둘레가 정의될 수 있다. 또한, 제2 분리 영역들(164)에 의해 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)의 경계가 정의될 수 있다.
분리 영역들(162, 164) 바깥의 상기 메쉬 도전층 부분은 더미 메쉬 전극(160)으로 정의될 수 있다.
메인 방사 전극(112) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)이 상기 메쉬 구조를 포함함에 따라, 안테나 소자의 투과율이 향상될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자가 디스플레이 장치의 표시 영역 내에 위치하는 경우에도, 이미지 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
더미 메쉬 전극(160)이 상기 메인 안테나 패턴 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140) 주변에 배치됨에 따라, 도전 패턴들의 영역 별 형상, 분포 편차에 따른 전극 시인을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신호 패드들(116, 125, 135, 145)은 급전 저항 감소를 위해 속이 찬 금속 패턴 형상을 가질 수 있다. 그라운드 패드(150) 역시 노이즈 차폐 효율을 위해 속이 찬 금속 패턴일 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자 및 구동 집적 회로 칩의 연결을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 인쇄 회로 기판(200)(예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB))을 통해 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩(250)이 상기 안테나 소자의 신호 패드들(116, 125, 135, 145)과 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나 구동 집적 회로(IC) 칩(250)은 인쇄 회로 기판(200) 상에 직접 표면 실장되거나, 추가적인 인쇄회로 기판(예를 들면, 리지드 PCB)을 통해 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩(250) 상에 실장될 수 있다.
인쇄 회로 기판(200)에 포함된 급전 배선들(210, 220, 230, 240)이 각각 신호 패드들(116, 125, 135, 145)과 전기적으로 연결될 수 있다(예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 패턴을 통해). 예를 들면, 메인 급전 배선(210), 제1 서브 급전 배선(220), 제2 서브 급전 배선(230) 및 제3 서브 급전 배선(240)의 일단부들이 각각 안테나 소자의 메인 신호 패드(116), 제1 서브 신호 패드(125), 제2 서브 신호 패드(135) 및 제3 서브 신호 패드(145)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
인쇄 회로 기판(200)의 메인 급전 배선(210), 제1 서브 급전 배선(220), 제2 서브 급전 배선(230) 및 제3 서브 급전 배선(240)의 타단부들은 안테나 구동 IC 칩(250)에 포함된 메인 제어 패드들(252), 제1 서브 제어 패드(254), 제2 서브 제어 패드(256) 및 제3 서브 제어 패드(258)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나 구동 IC 칩(250)은 메인 제어 패드들(252), 제1 서브 제어 패드(254), 제2 서브 제어 패드(256) 및 제3 서브 제어 패드(258)를 통해 메인 방사 전극(112) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)을 동시에 구동시킬 수 있다. 이 경우, 동시에 복수의 주파수 대역(예를 들면, 4개의 주파수 대역)에서의 방사가 구현될 수 있다.
이와는 달리, 안테나 구동 IC 칩(250)은 메인 제어 패드들(252), 제1 서브 제어 패드(254), 제2 서브 제어 패드(256) 및 제3 서브 제어 패드(258)를 통해 메인 방사 전극(112) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140) 중 특정 방사 전극 또는 방사 패턴을 선택적으로 구동시킬 수 있다. 이 경우, 국가, 지역에 따라 해당 주파수에 맞춰 안테나 작동을 활성화시킬 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
예를 들면, 도 7은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 전면부 형상을 도시하고 있다.
도 7을 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.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 소자는 디스플레이 장치(300)에 필름 또는 패치 형태로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자의 메인 안테나 패턴들 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)의 적어도 일부가 디스플레이 장치(300)의 표시 영역(310)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 메인 방사 전극(112) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 표시 영역(310)과 중첩되며, 신호 패드들(116, 125, 135, 145) 및 그라운드 패드(150)가 형성된 안테나 소자의 본딩 영역(예를 들면, 인쇄 회로 기판(200)과의 접합 영역)은 주변 영역(320)에 대응되도록 배치될 수 있다.
주변 영역(320)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 또한, 주변 영역(320)에는 안테나 구동 IC 칩(250)과 같은 구동 회로가 배치될 수 있다.
상기 안테나 소자의 신호 패드들(116, 125, 135, 145)을 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
상기 안테나 소자의 메인 방사 전극(112) 및 서브 방사 패턴들(120, 130, 140)은 메쉬 구조를 포함할 수 있으며, 더미 메쉬 전극(160)을 함께 포함할 수 있다. 이에 따라, 투과성이 향상되며 전극 시인이 현저히 감소 또는 억제될 수 있다. 따라서, 원하는 통신 신뢰성을 유지 또는 향상시키면서, 표시 영역(310)에서의 이미지 품질 역시 함께 향상될 수 있다.
90: 제2 전극층 100: 유전층
110: 제1 전극층 112: 메인 방사 전극
114: 전송 선로 116: 메인 신호 패드
120: 제1 서브 방사 패턴 125: 제1 서브 신호 패드
130: 제2 서브 방사 패턴 135: 제2 서브 신호 패드
140: 제3 서브 방사 패턴 145: 제3 서브 신호 패드
150: 그라운드 패드 160: 더미 메쉬 전극
200: 인쇄 회로 기판 250: 안테나 구동 집적 회로 칩
110: 제1 전극층 112: 메인 방사 전극
114: 전송 선로 116: 메인 신호 패드
120: 제1 서브 방사 패턴 125: 제1 서브 신호 패드
130: 제2 서브 방사 패턴 135: 제2 서브 신호 패드
140: 제3 서브 방사 패턴 145: 제3 서브 신호 패드
150: 그라운드 패드 160: 더미 메쉬 전극
200: 인쇄 회로 기판 250: 안테나 구동 집적 회로 칩
Claims (15)
- 유전층;
상기 유전층 상에 배치되고 메인 방사 전극, 상기 메인 방사 전극의 하변으로부터 연장하는 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 일단에 연결되는 메인 신호 패드를 포함하는 메인 안테나 패턴;
상기 유전층 상에서 상기 메인 안테나 패턴과 함께 배치되며, 상기 메인 안테나 패턴을 완전히 둘러싸지 않으며, 상기 메인 안테나 패턴과 인접하도록 이격되고 상기 메인 안테나 패턴보다 길이가 긴 서브 방사 패턴; 및
상기 메인 신호 패드의 일측에만 인접하여 배치되며 상기 서브 방사 패턴의 일단과 연결되는 서브 신호 패드를 포함하고,
상기 서브 방사 패턴은 상기 서브 신호 패드를 통해 상기 메인 신호 패드의 상기 일측으로만 안테나 구동 집적 회로 칩과 연결되며, 상기 서브 방사 패턴의 타단으로는 상기 안테나 구동 집적 회로 칩과 연결되지 않고,
상기 서브 방사 패턴은 상기 메인 방사 전극의 변들 중 하나의 변 또는 일부 변들을 따라 연장하되 상기 하변과는 인접하지 않는, 안테나 소자. - 삭제
- 청구항 1에 있어서, 복수의 상기 서브 방사 패턴들이 상기 메인 방사 전극의 일 측변으로부터 순차적으로 배열되는, 안테나 소자.
- 청구항 3에 있어서, 상기 서브 방사 패턴들의 길이는 상기 메인 방사 전극의 상기 일 측변으로부터 멀어질수록 길어지는, 안테나 소자.
- 청구항 4에 있어서, 상기 메인 방사 전극은 상기 서브 방사 패턴들보다 큰 공진 주파수를 가지며, 상기 서브 방사 패턴들의 공진 주파수는 상기 메인 방사 전극의 상기 일 측변으로부터 멀어질수록 작아지는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 서브 방사 패턴은 상기 전송 선로와 평행하게 연장하는 직선 형상을 갖는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 서브 방사 패턴은 상기 메인 방사 전극의 일 측변을 따라 연장하는 제1 부분 및 상기 제1 부분의 말단으로부터 꺾이며 연장하는 제2 부분을 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 7에 있어서, 상기 서브 방사 패턴은 상기 메인 방사 전극의 적어도 2개의 변을 둘러싸는, 안테나 소자.
- 청구항 8에 있어서, 상기 서브 방사 패턴은 상기 메인 방사 전극의 양 측변들 및 상변을 둘러싸는, 안테나 소자.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 구동 집적 회로 칩은 상기 메인 신호 패드 및 상기 서브 신호 패드와 각각 전기적으로 연결되며, 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 서브 방사 패턴을 동시에 또는 선택적으로 활성화시키는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 유전층을 사이에 두고 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 서브 방사 패턴과 함께 두께 방향으로 중첩되는 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 서브 방사 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 13에 있어서, 상기 유전층 상에서 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 서브 방사 패턴과 이격되어 배치된 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
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