KR102636401B1 - 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 안테나 구조체를 제공한다. 안테나 구조체는 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 방사체들을 포함하는 제1 방사체 그룹, 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 제2 방사체들을 포함하는 제2 방사체 그룹, 상기 제1 방사체들과 동일 층에서 상기 제1 방사체들과 연결되는 제1 전송 선로, 및 상기 제2 방사체들과 동일 층에서 상기 제2 방사체들과 연결되는 제2 전송 선로를 포함한다.

Description

안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{ANTENNA STRUCTURE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 방사체들을 포함하는 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술, 혹은 제스처 감지, 모션 인식(Motion recognition) 등과 같은 비접촉식 센싱이 화상 표시 장치, 전자 기기, 건축물 등에 적용 혹은 내장되고 있다.
또한, 최근 이동통신 기술이 진화하면서, 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 각종 모바일 기기에 적용되고 있다.
구체적으로, 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, 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치가 보다 얇아지고 경량화됨에 따라, 상기 안테나가 차지하는 공간 역시 감소할 수 있다. 이에 따라, 제한된 공간 안에서 안테나가 실장되기 위하여, 디스플레이 패널 상에 필름 또는 패치 형태로 포함될 수 있다.
그러나, 안테나를 디스플레이 패널 상에 배치하는 경우, 신호 송수신 또는 급전을 위한 동축(Coaxial) 회로의 설계가 곤란할 수 있다. 또한, 별도의 동축 급전 회로로 인하여 감도가 저하되거나 안테나 기기가 적용되는 구조물의 공간 효율성, 심미적 특성을 저해할 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제10-2014-0104965호는 안테나 엘리먼트 및 접지 엘리먼트를 포함하는 안테나 장치를 개시하고 있다.
한국공개특허공보 제10-2014-0104965호
본 발명의 일 과제는 향상된 신호 송수신 효율 및 방사 신뢰성을 갖는 안테나 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 상기 안테나 구조체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 방사체들을 포함하는 제1 방사체 그룹; 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 제2 방사체들을 포함하는 제2 방사체 그룹; 상기 제1 방사체에 상기 제1 방사체와 동일층에서 연결되는 제1 전송 선로; 및 상기 제2 방사체에 상기 제2 방사체와 동일층에서 연결되는 제2 전송 선로를 포함하는, 안테나 구조체.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹은 동일 층에 배치되는, 안테나 구조체.
3. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹은 하나의 방사체를 공유하는, 안테나 구조체.
4. 위 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체의 개수 및 상기 제2 방사체의 개수는 동일한, 안테나 구조체.
5. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹과 이격되어 배치되는 제3 방사체를 더 포함하는, 안테나 구조체.
6. 위 5에 있어서, 상기 제3 방사체는 송신 방사체로 제공되며, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹은 수신 방사체로 제공되는, 안테나 구조체.
7. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹이 배치되는 유전층을 더 포함하며,
상기 제1 방향은 상기 유전층의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도로 경사지고, 상기 제2 방향은 상기 유전층의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도로 경사진, 안테나 구조체.
8. 위 7에 있어서, 상기 제1 틸팅 각도 및 상기 제2 틸팅 각도는 각각 30 내지 60°인, 안테나 구조체.
9. 위 7에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹은 두개의 제1 방사체들을 포함하며, 상기 제2 방사체 그룹은 두개의 제2 방사체들을 포함하는, 안테나 구조체.
10. 위 9에 있어서, 상기 제1 전송 선로들 간 길이 차에 대한 상기 제2 전송 선로들 간 길이 차의 비는 0.8 내지 1.2인, 안테나 구조체.
11. 위 7에 있어서, 상기 제1 전송 선로들의 일단에 전기적으로 연결된 제1 신호 패드들, 및 상기 제2 전송 선로들의 일단에 전기적으로 연결된 제2 신호 패드들을 포함하는, 안테나 구조체.
12. 위 11에 있어서, 상기 제1 신호 패드들 및 상기 제2 신호 패드들은 제3 방향으로 일렬로 배열되며,
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 각각 상기 제3 방향에 대해 상기 제1 틸팅 각도 및 상기 제2 틸팅 각도로 경사진, 안테나 구조체.
13. 위 11에 있어서, 상기 제1 신호 패드와 이격되어 상기 제1 신호 패드를 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 제1 그라운드 패드, 및 상기 제2 신호 패드와 이격되어 상기 제2 신호 패드를 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 제2 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 구조체.
14. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 구조체.
15. 위 14에 있어서, 상기 제1 방사체들 및 상기 제2 방사체들의 주변에 상기 제1 방사체들 및 상기 제2 방사체들과 이격되어 배치된 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 구조체.
16. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체들 및 상기 제2 방사체들과 이격되어 배치되며, 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체와 다른 공진 주파수를 갖는 안테나 유닛을 더 포함하는, 안테나 구조체.
17. 위 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 모션 인식 센서.
18. 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널 상에 배치된 위 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 디스플레이 장치.
19. 위 18에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도로 경사지고,
상기 제2 방향은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도로 경사진, 디스플레이 장치.
20. 위 18에 있어서, 상기 안테나 구조체에 커플링되는 모션 센서 구동 회로; 및 상기 안테나 구조체 및 상기 모션 센서 구동 회로를 전기적을 연결시키는 연성 회로 기판(FPCB)을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 안테나 구조체에 포함된 제1 방사체 그룹은 제1 방향으로 배열되는 복수의 방사체들을 포함할 수 있으며, 제2 방사체 그룹은 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 방사체들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 방향으로의 방사체들의 신호의 세기 및 제2 방향으로의 방사체들의 신호의 세기를 각각 감지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 유전층의 일측변 또는 디스플레이 패널의 일측변에 대하여 소정의 틸팅 각도로 경사질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹은 유전층 또는 디스플레이 패널의 일측변에 대하여 경사지도록 배열될 수 있다. 이 경우, 제1 방사체들 각각에 연결된 전송 선로의 길이가 상대적으로 길어지는 것을 방지할 수 있어 신호의 전달 속도 및 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 전송 선로가 꺾이는 지점 없이 일직선으로 연장할 수 있으며, 신호 손실 및 저감을 방지할 수 있다.
또한, 제1 전송 선로들 간 길이 차이에 대한 제2 전송 선로들 간 길이 차이의 비가 소정의 범위 내로 조절될 수 있다. 따라서, 제1 방향 및 제2 방향으로의 신호 불균형을 해소할 수 있으며, 안테나 구조체에 의해 전 방향으로의 모션 또는 동작 감지 성능이 향상될 수 있다.
상기 안테나 구조체는 회로 기판을 통하여 모션 센서와 전기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 감지 대상의 위치 변화에 따른 제1 방향으로의 신호 세기 변화 및 제2 방향으로의 신호 세기 변화가 모션 센서로 송수신될 수 있으며, 모션 센서가 감지 대상의 동작을 감지할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 4 및 도 5는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 서로 다른 방향으로 배열되는 복수의 방사체들을 포함하는 복수의 방사체 그룹들을 포함하는 안테나 구조체를 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.
본 출원에 사용된 용어 "제1", "제2", "제3", "일단", "타단", "상면", "저면", "상부", "하부" 등은 절대적인 위치 혹은 순서를 한정하는 것이 아니며, 서로 다른 구성 또는 부분을 구분하기 위한 상대적인 의미로 사용된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 안테나 구조체는 유전층(100) 및 유전층(100) 상에 형성된 제1 방사체 그룹(110), 제2 방사체 그룹(120), 제1 전송 선로(114) 및 제2 전송 선로(124)를 포함할 수 있다.
유전층(100)은 예를 들면, 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; 우레탄계 또는 아크릴우레탄계 수지; 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 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 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유전층(100)은 실질적으로 단일 층으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유전층(100)은 적어도 2층 이상의 복층 구조를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 유전층(100)은 기재층 및 안테나 유전층을 포함할 수 있으며, 상기 기재층 및 상기 안테나 유전층 사이의 점접착층을 포함할 수도 있다.
유전층(100)에 의해 안테나 구조체에 대한 임피던스(impedance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 안테나 구조체가 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 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
제1 방사체 그룹(110)은 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 방사체들(112)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 방사체들(112)은 제1 방향으로 연장되는 제1 축(X1)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 축(X1)은 상기 제1 방사체들(112)의 중심을 통과하고 제1 방향으로 연장하는 가상의 직선으로 정의될 수 있다.
제2 방사체 그룹(120)은 제2 방향으로 배열되는 복수의 제2 방사체들(122)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 방사체들(122)은 제2 방향으로 연장하는 제2 축(X2)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 축(X2)은 상기 제2 방사체들(122)의 중심을 통과하고 제2 방향으로 연장하는 가상의 직선으로 정의될 수 있다.
이 경우, 복수의 제1 방사체들(112) 각각 및 제2 방사체들(122) 각각이 독립적인 방사 특성 및 신호 수신을 가지게 되며, 제1 방사체 그룹(110)의 제1 방향으로의 전자기파 신호의 세기 및/또는 제2 방사체 그룹(120)의 제2 방향으로의 전자기파 신호의 세기가 위치에 따라 변화할 수 있다.
따라서, 감지 대상체의 제1 방향 및/또는 제2 방향으로의 위치 변화에 따른 제1 방향 및 제2 방향으로의 신호의 세기 변화를 측정할 수 있으며, 이를 통해 감지 대상체의 동작 및 거리를 감지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 수직으로 교차할 수 있다.
따라서, 모션 센서가 직교하는 두 축의 신호 세기의 변화를 안테나 구조체로부터 전달받을 수 있으며, 수집된 정보를 기반으로 예를 들면, X-Y 좌표계 상에서 모든 방향으로의 위치 변화 및 거리를 측정할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 방사체들(112)은 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 서로 인접하는 제1 방사체들(112)간 제1 방향으로의 이격 거리는 서로 동일할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 방사체들(122)은 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 서로 인접하는 제2 방사체들(122)간 제2 방향으로의 이격 거리는 서로 동일할 수 있다.
이 경우, 등간격으로 배치되는 제1 방사체들(112) 또는 제2 방사체들(122)에 의해 제1 방향 또는 제2 방향으로의 신호 세기가 일정한 거리마다 측정될 수 있으며, 예를 들면, 감지 대상의 위치 변화에 따른 제1 방향 또는 제2 방향으로의 신호 세기의 변화가 보다 정확하게 측정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 방사체들(112) 간 제1 방향으로의 이격 거리는 제2 방사체들(122) 간 제2 방향으로의 이격 거리와 동일할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 하나의 방사체(112, 122)를 공유할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 동일한 공유 방사체(112, 122)를 포함할 수 있다.
상기 공유 방사체(112, 122)는 제1 방향 및 제2 방향으로의 신호 세기 변화를 측정하기 위한 기준점의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 방향 및 제2 방향으로의 위치에 대한 신호의 세기를 감지하고, 상기 공유 방사체의 신호 세기를 기준으로 신호 세기의 변화를 측정할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 방사체들(112)의 개수 및 상기 제2 방사체들(122)의 개수는 동일할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 동일한 개수의 방사체들을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 방향으로의 신호 세기 변화 및 제2 방향으로의 신호 세기 변화가 균형있게 측정될 수 있으며, 제1 방향 및 제2 방향으로의 감도 및 감지 성능이 함께 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방사체(112, 122)는 예를 들면, 3G, 4G, 5G 혹은 그 이상의 고주파 혹은 초고주파 대역의 공진 주파수를 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 상기 방사체(112, 122)의 공진 주파수는 약 50GHz 이상일 수 있으며, 구체적으로 50 내지 75GHz, 보다 구제적으로 55 내지 65GHz 범위일 수 있다.
제1 전송 선로(114)는 상기 제1 방사체(112)와 동일 층에서 상기 제1 방사체(112)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전송 선로(114)는 상기 제1 방사체(112)와 일체로 연결되어, 상기 제1 방사체(112)의 일단으로부터 연장될 수 있다.
제2 전송 선로(124)는 상기 제2 방사체(122)와 동일 층에서 상기 제2 방사체(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전송 선로(124)는 상기 제2 방사체(122)와 일체로 연결되어 상기 제2 방사체(122)의 일단으로부터 연장될 수 있다.
전송 선로는 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩으로부터 구동 신호 또는 전력을 방사체로 전달할 수 있으며, 방사체의 전자기파 신호 또는 전기 신호를 안테나 구동 IC 칩 또는 모션 센서 구동 회로로 전달할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전송 선로(114)는 상기 제1 방사체들(112) 각각에 제공될 수 있으며, 상기 제2 전송 선로(124)는 상기 제2 방사체들(122) 각각에 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 전송 선로(114) 및 상기 제2 전송 선로(124)는 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)과 유전층의 동일한 레벨 상에 배치될 수 있다. 전송 선로(114, 124)가 방사체(112, 122)와 동일한 레벨에 배치됨에 따라, 신호 입력/출력 및 급전을 위한 별도의 동축 급전이 필요하지 않으며, 예를 들면, 안테나 구조체가 디스플레이 패널 상에 배치되는 안테나 온 디스플레이(antenna on display, AOD)가 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구조체는 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)과 이격되어 배치되는 제3 방사체(132)를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 방사체(132)는 모션 감지를 위한 송신 방사체로 제공될 수 있으며, 감지 대상체를 향해 전자기파를 방사할 수 있다. 상기 제1 방사체(112) 및 상기 제2 방사체(122)는 수신 방사체로 제공될 수 있으며, 감지 대상체로부터 반사된 신호를 수신할 수 있다.
따라서, 안테나 구조체가 감지 대상체에 대한 무선 신호들을 수신 및/또는 송신할 수 있으며, 모션 센서가 감지 대상체의 위치 변화 및 거리에 따른 신호의 감쇠 혹은 증가를 인식할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 구조체는 상기 제3 방사체(132)에 전기적으로 연결되는 제3 전송 선로(134)를 포함할 수 있다. 상기 제3 전송 선로(134)는 제3 방사체(132)와 동일 층 혹은 동일한 레벨 상에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(114, 124, 134)의 일단부는 방사체(112, 122, 132)와 연결되며, 전송 선로(114, 124, 134)의 타단부는 회로 기판과 본딩될 수 있다.
회로 기판은 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit boards, FPCB)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)과 같은 도전성 본딩 구조를 전송 선로(114, 124)의 상기 타단부 상에 접합시킨 후, 상기 도전성 본딩 구조 상에 회로 기판을 가열 압착할 수 있다.
회로 기판 상에는 안테나 구동 IC 칩이 실장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회로 기판 및 상기 안테나 구동 IC 칩 사이에는 리지드 인쇄 회로 기판과 같은 중개 회로 기판이 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 구동 IC 칩은 회로 기판 상에 직접 실장될 수도 있다.
상기 회로 기판 상에는 모션 센서 구동 회로가 실장될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 구조체와 상기 회로 기판이 전기적으로 연결됨에 따라, 안테나 구조체의 신호 송수신 정보가 모션 센서 구동 회로로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 구조체를 포함하는 모션 인식 센서가 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층의 저면 상에는 그라운드 층이 형성될 수 있다. 그라운드 층을 통해 전송 선로에서의 전계 생성이 보다 촉진될 수 있으며, 급전 라인주변의 전기적 노이즈가 흡수 또는 차폐될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그라운드 층은 상기 안테나 구조체의 별도 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구조체가 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.
일 실시예에 있어서, 화상 표시 장치의 배면부에 배치되는 SUS 플레이트, 디지타이저와 같은 센서 부재, 방열 시트 등과 같은 금속성 부재가 그라운드 층으로 제공될 수도 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 유전층의 길이 방향 또는 너비 방향과 소정의 틸팅(tilting) 각도로 경사질 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "너비 방향"은 도 1 내지 도 5에서 유전층(100)의 가로 방향을 의미할 수 있으며, 예를 들면, 제3 방향을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "길이 방향"은 도 1 내지 도 5에서 유전층(100)의 상기 가로 방향과 수직한 세로 방향을 의미할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 방향은 상기 유전층의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도(θ1)로 경사질 수 있으며, 상기 제2 방향은 상기 유전층의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도(θ2)로 경사질 수 있다.
이 경우, 제1 방사체들(112) 각각에 연결된 제1 전송 선로들(114) 간 길이 차이 및 제2 방사체들(122) 각각에 연결된 제2 전송 선로들(124) 간 길이 차이가 현저하게 증가하는 것을 방지할 수 있다.
방사체들(112, 122) 각각에 연결된 전송 선로들(114, 124) 간 길이 차이가 증가할 경우, 선로의 저항이 증가할 수 있으며, 전송 선로 손실이 발생하여 감도 및 신호 송수신 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 방사체들(112, 122) 각각에 입력되는 전기 신호 및 방사체들(112, 122) 각각에서 방출되는 전자기파 신호의 정확성이 저하될 수 있으며, 신호 세기 변화가 부정확하게 측정되어 위치 및 거리 측정에 있어서 오차가 발생할 수 있다.
또한, 제1 전송 선로들(114) 간 길이 차이 및 제2 전송 선로들(124) 간 길이 차이가 서로 상이한 경우, 제1 방향으로의 신호 감도 및 제2 방향으로의 신호 감도가 달라질 수 있다. 따라서, 두 축에서의 위치 변화 및 거리 측정이 부정확할 수 있으며, 동작 및 모션 감지 성능이 열화일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)이 유전층(100)의 길이 방향 또는 너비 방향에 대하여 소정의 틸팅 각도로 경사지도록 배치됨에 따라, 전송 선로의 길이가 감소하여 신호 손실 및 저항의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 각각의 방사체들(112, 122)에 연결된 전송 선로들(114, 124) 간 길이 차이가 감소하여 위치에 따른 신호 감도 차이가 감소할 수 있으며, 제1 방향 또는 제2 방향으로의 위치 변화에 따른 신호 세기의 변화가 정확하게 측정될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전송 선로들(114)은 각각 제1 방사체들(112)로부터 일직선으로 연장할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 전송 선로들(124)은 각각 제2 방사체들(122)로부터 일직선으로 연장할 수 있다.
전송 선로(114, 124)가 방사체들로부터 일직선으로 연장함에 따라, 굴곡부 또는 꺾임부로 인한 신호 손실 및 노이즈 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 방사체 그룹(110, 120)들의 신호 송수신 효율 및 정확성이 향상될 수 있으며, 동작 및 모션 센싱의 오차가 감소할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 틸팅 각도(θ1) 및 상기 제2 틸팅 각도(θ2)는 각각 15 내지 75°일 수 있으며, 바람직하게는, 30 내지 60°일 수 있다. 상기 범위 내에서 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)이 동일 평면 상에서 대칭적으로 배치될 수 있으며, 제1 전송 선로(114)들 간 길이 차이 및 제2 전송 선로(124)들 간 길이 차이가 감소할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 제1 틸팅 각도(θ1) 및 상기 제2 틸팅 각도(θ2)는 45°일 수 있다. 이 경우, 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)이 대칭 구조를 가짐에 따라, 제1 전송 선로들(114) 간 길이 차이 및 제2 전송 선로들(124) 간 길이 차이가 동일 또는 유사할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 전송 선로(114) 및 상기 제2 전송 선로(124)는 동일한 일 방향으로 연장할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전송 선로들(114) 및 상기 제2 전송 선로들(124)은 각각 방사체들의 일변으로부터 직선으로 연장되며, 유전층의 길이 방향 또는 너비 방향(제3 방향)으로 배열될 수 있다.
이 경우, 제1 방향 및 제2 방향은 각각 전송 선로들(114, 124)의 배열 방향과 상기 소정의 틸팅 각도로 경사질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)은 각각 복수의 방사체를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 각각 두 개의 방사체 또는 세 개의 방사체를 포함할 수 있다.
제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)은 하나의 방사체를 공유할 수 있다. 예를 들면, 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)은 제1 축(X1) 및 제2 축(X2)이 교차하는 지점에서 하나의 방사체를 공유할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 방사체 그룹(110)은 두 개의 제1 방사체들(112)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 방사체 그룹(120)은 두 개의 제2 방사체들(122)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 하나의 방사체를 공유할 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 전체적으로 3개의 방사체들을 포함할 수 있다.
이 경우, 방사체들(112, 122)이 차지하는 면적을 줄일 수 있으며, 방사체들이 소정의 틸팅 각도로 배열됨으로써 전송 선로들(114, 124)의 길이 및 면적이 감소할 수 있다. 따라서, 안테나 구조체의 신호 송수신 효율 및 모션 감지 성능이 우수하게 유지되는 동시에 소형화 및 집적화가 가능할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전송 선로들(114) 간 길이 차이(d1)에 대한 상기 제2 전송 선로들(124) 간 길이 차이(d2)의 비는 0.8 내지 1.2일 수 있으며, 바람직하게는 0.9 내지 1.1일 수 있다.
상기 범위 내에서 제1 방향으로의 신호 감도 및 제2 방향으로의 신호 감도가 동일 또는 유사할 수 있으며, 각각의 축에 따른 신호 감도 차이로 인한 위치 및 거리 측정 불량을 방지할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 제1 전송 선로들(114) 간 길이 차이(d1) 및 상기 제2 전송 선로들(124) 간 길이 차이(d2)는 동일할 수 있다.
방사체(112, 122) 및 전송 선로(114, 124)는 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), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca), 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방사체(112, 122) 및 전송 선로(114, 124)는 저저항 구현 및 미세 선폭 패터닝을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC) 합금), 혹은 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사체(112, 122) 및 전송 선로(114, 124)는 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사체(112, 122) 및 전송 선로(114, 124)는 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층의 2층 구조, 또는 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.
방사체(112, 122) 및/또는 전송 선로(114, 124)는 흑화 처리부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 방사체(112, 122) 및/또는 전송 선로(114, 124) 표면에서의 반사율을 감소시켜, 광반사에 따른 패턴 시인을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방사체(112, 122) 및 전송 선로(114, 124)에 포함된 금속층의 표면을 금속 산화물 또는 금속 황화물로 변환시켜, 흑화층을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 금속층 상에 흑색 재료 코팅층, 또는 도금층과 같은 흑화층을 형성할 수 있다. 상기 흑색 재료 또는 도금층은 규소, 탄소, 구리, 몰리브덴, 주석, 크롬, 몰리브덴, 니켈, 코발트 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 산화물, 황화물, 합금 등을 포함할 수 있다.
흑화층의 조성 및 두께는 반사율 저감 효과, 안테나 방사 특성을 고려하여 조절될 수 있다.
안테나 구조체는 신호 패드(116, 126)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 신호 패드(116)는 제1 전송 선로(114)의 말단부와 연결될 수 있으며, 제2 신호 패드(126)는 제2 전송 선로(124)의 말단부와 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 패드(116, 126)는 전송 선로(114, 124)와 실질적으로 일체의 부재로 제공될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(114, 124)의 상기 말단부가 신호 패드(116, 126)로 제공될 수도 있다.
일부 실시예들에 따르면, 신호 패드(116, 126) 주변에는 그라운드 패드가 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 제1 그라운드 패드들이 제1 신호 패드(116)를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 제2 그라운드 패드들이 제2 신호 패드(126)를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다. 그라운드 패드는 전송 선로(114, 124) 및 신호 패드(116, 126)와는 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 신호 패드들(116) 및 상기 제2 신호 패드들(126)은 유전층(100)의 너비 방향 또는 길이 방향으로 배열될 수 있으며, 예를 들면, 제3 방향으로 배열될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 신호 패드들(116) 및 상기 제2 신호 패드들(126)은 제3 방향으로 연장하는 제3 축(X3)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제3 축(X3)은 상기 신호 패드들의 중심을 통과하고 제3 방향으로 연장하는 가상의 직선으로 정의될 수 있다.
상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 각각 상기 신호 패드들(116, 126)의 배열 방향에 소정의 틸팅 각도로 경사지도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 상기 제3 방향에 대해 상기 제1 틸팅 각도(θ1)로 경사질 수 있으며, 상기 제2 방향은 상기 제3 방향에 대해 상기 제2 틸팅 각도(θ2)로 경사질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 회로 기판은 신호 패드(116, 126) 및 전송 선로(114, 124)의 타단부 상에 함께 본딩될 수 있다. 그라운드 패드들이 신호 패드(116, 126) 주변에 배열됨에 따라, 회로 기판의 본딩 안정성이 보다 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 구조체는 상기 제3 전송 선로(134)의 일단에 전기적으로 연결되는 제3 신호 패드(136)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 신호 패드(136)는 제3 전송 선로(134)와 실질적으로 일체의 부재로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제3 전송 선로(134)의 말단부가 제3 신호 패드(136)로 제공될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체는 상기 제3 신호 패드(136)를 사이에 두고 마주보며 배치되는 한 쌍의 제3 그라운드 패드를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체는 제3 방사체(132)를 하나만 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 제1 방사체 그룹(110) 및 하나의 제2 방사체 그룹(120)에 하나의 제3 방사체(132)가 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체는 복수의 제3 방사체들(132)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 제3 방사체들(132)은 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)의 주변에서 상기 제1 방사체들(112) 및 상기 제2 방사체들(122)과 이격되어 배치될 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 안테나 구조체는 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120) 주변에 배치된 더미 메쉬 패턴(150)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 더미 메쉬 패턴(150)은 분리 영역(155)을 통해 방사체(112, 122, 132) 및 전송 선로(114, 124, 134)와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
예를 들면, 유전층(100) 상에 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 도전층을 형성할 수 있다. 상기 도전층을 상술한 방사체(112, 122, 132) 및 전송 선로(114, 124, 134)의 직선 둘레 영역 및 곡선 둘레 영역을 포함하는 프로파일을 따라 식각하면서 메쉬 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 분리 영역(155)에 의해 방사체(112, 122, 132) 및 전송 선로(114, 124, 134)와 이격된 더미 메쉬 패턴(150)이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방사체(112, 122, 132) 및 상기 전송 선로(114, 124, 134) 역시 메쉬 구조를 공유할 수 있다. 이에 따라, 안테나 구조체의 투과도가 향상되며, 더미 메쉬 패턴(150)이 분포함에 따라 방사체(112, 122, 132) 주변의 광학 특성이 균일화될 수 있다. 따라서, 안테나 구조체가 시각적으로 인식되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방사체(112, 122) 및 전송 선로(114, 124)는 전체적으로 상기 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 급전 효율성을 위해 전송 선로(114, 124)의 적어도 일부는 속이 찬(solid) 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 패드 및 그라운드 패드는 회로 기판을 통한 급전 저항 감소, 신호 손실 방지를 위해 속이 찬(solid) 금속 패턴으로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체에 대한 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 방사체 그룹(110)은 3개의 제1 방사체들(112)을 포함할 수 있으며, 제2 방사체 그룹(120)은 3개의 제2 방사체들(122)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 하나의 방사체를 공유할 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 전체적으로 5개의 방사체들을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)이 함께 공유하는 방사체에 연결된 전송 선로의 길이가 가장 짧을 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)이 함께 공유하는 방사체에 연결된 전송 선로의 길이가 가장 길 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체에 대한 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 안테나 구조체는 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132) 외에 상기 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)와 이격되어 배치된 안테나 유닛(140)을 더 포함할 수 있다.
상기 안테나 유닛(140)은 제1 방사체(112) 및 제2 방사체(122)와 다른 공진 주파수를 가질 수 있다. 따라서, 하나의 안테나 구조체 내에 모션 감지를 위한 신호 방사 및 통신을 위한 전자기파 방사가 함께 구현될 수 있다.
상기 안테나 유닛(140)은 고주파 혹은 초고주파 대역에서의 이동통신 용으로 사용될 수 있으며, 예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상의 주파수 대역에서의 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 유닛(140)의 공진 주파수는 약 20 내지 45GHz 범위일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 유닛(140)은 제1 방사체(112) 및 제2 방사체(122)와 동일 층 혹은 동일 레벨에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 유닛은 제1 방사체(112) 및 제2 방사체(122)가 배치된 유전층 상의 동일 레벨에 배치될 수 있다.
상기 안테나 유닛(140)은 제4 방사체(142) 및 상기 제4 방사체(142)에 연결된 제4 전송 선로(144)를 포함할 수 있다. 제4 방사체(142)는 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하나의 제4 방사체(142)에 복수의 제4 전송 선로들(144)이 연결될 수 있다. 하나의 방사체(142)에 복수의 제4 전송 선로들(144)이 연결됨에 따라, 실질적으로 복수의 편파 방향이 제공될 수 있다.
예를 들면, 두 개의 제4 전송 선로들(144) 각각이 제4 방사체(142)의 하면의 두 꼭지점에 연결될 수 있다. 이 경우, 제4 전송 선로들(144) 각각을 통해 제4 방사체(142)로 실질적으로 직교하는 두 방향으로 급전이 수행될 수 있다. 이에 따라, 하나의 방사체(142)로부터 이중 편파 특성이 구현될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 유닛(140)로부터 수직 방사 및 수평 방사 특성이 함께 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 유닛(140)은 상기 제4 전송 선로(144)의 일단부에 연결된 제4 신호 패드(146) 및 상기 제4 신호 패드(146)를 사이에 두고 서로 마주보며 배치된 복수의 제4 그라운드 패드(148)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제4 신호 패드(146)들 사이에는 두개의 제4 그라운드 패드(148)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 제4 신호 패드(146) 각각에 제4 신호 패드(146)를 사이에 두고 서로 마주보며 배치된 두개의 제4 그라운드 패드(148)가 개별적으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제4 신호 패드(146)들 사이에는 하나의 제4 그라운드 패드(148)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 서로 인접하여 배치된 제4 신호 패드(146)들은 하나의 제4 그라운드 패드(148)를 공유할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(140)은 상술한 금속 또는 합금으로 형성될 수 있으며, 투명 금속 산화물을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(140)은 투과율 향상을 위해 메쉬(mesh) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 방사체(142) 및 전송 선로(144)는 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 방사체(142) 및 전송 선로(144)는 속이 찬(solid) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 방사체(142)의 하면의 일부 영역 및 전송 선로(144)는 속이 찬 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 안테나 유닛(140)의 속이 찬 구조를 갖는 부분은 디스플레이 장치의 비표시 영역에 위치할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제4 신호 패드(146) 및 제4 그라운드 패드(148)는 급전 저항 감소, 노이즈 흡수 효율 및 수평 방사 특성 향상을 위해 속이 찬(solid) 구조를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(140)은 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)과 λ/2 이상의 이격 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 상기 λ는 안테나 유닛(140), 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)의 공진 주파수 중 가장 낮은 주파수에 해당하는 파장일 수 있으며, 예를 들면, 안테나 유닛(140)의 공진 주파수에 해당하는 파장일 수 있다.
예를 들면, 제4 방사체(142) 및 제1 방사체(112) 간 이격 거리, 및 제4 방사체(142) 및 제2 방사체(122) 간 이격 거리는 λ/2 이상일 수 있다. 상기 이격 거리는 두 방사체간 최단 직선 거리를 의미할 수 있다.
이 경우, 서로 다른 대역의 주파수를 커버하는 방사체들 간 충분한 이격 거리가 확보되어 신호 교란 및 간섭을 억제할 수 있으며, 안테나 구조체의 모션 감지 성능 및 신호 특성의 열화를 방지할 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 디스플레이 장치(300)의 전면부 또는 윈도우 면을 도시하고 있다. 디스플레이 장치(300)의 전면부는 표시 영역(330) 및 비표시 영역(340)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(340)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
상술한 안테나 구조체는 디스플레이 장치(300)의 전면부를 향해 배치될 수 있으며, 예를 들면 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 구조체는 필름 형태로 디스플레이 패널 상에 부착될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 구조체는 디스플레이 장치(300)의 표시 영역(330) 및 비표시 영역(340)에 걸쳐서 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사체(112, 122)들은 표시 영역(330)과 적어도 부분적으로 중첩될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구조체는 디스플레이 장치의 일 측의 중앙부에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 디스플레이 장치의 전면부는 각각 디스플레이 장치의 네 측의 중앙에 위치한 제1 영역(A1), 제2 영역(A2), 제3 영역(A3) 및 제4 영역(A4)을 포함할 수 있다.
안테나 구조체가 디스플레이 장치(300)의 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역 또는 제4 영역에 형성됨에 따라, 어느 한 측에서의 모션 감지 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 디스플레이 장치(300)의 전면부 상에서 감지 대상체의 전 방향으로의 모션 또는 동작을 감지할 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 8을 참조하면, 디스플레이 장치(300)는 디스플레이 패널(310) 및 디스플레이 패널(310) 상에 배치된 상술한 안테나 구조체(160)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 패널(310) 상에 광학층(320)이 더 포함될 수 있다. 예를 들면, 광학층(310)은 편광자 혹은 편광판을 포함하는 편광층일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체(160) 상에는 커버 윈도우가 배치될 수 있다. 커버 윈도우는 예를 들면, 글래스(예를 들면, 초박형 글래스(Ultra-Thin Glass, UTG)) 혹은 투명 수지 필름을 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 구조체(160)에 가해지는 외부 충격이 감소 또는 상쇄될 수 있다.
예를 들면, 안테나 구조체(160)는 광학층(320) 및 커버 윈도우 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 방사체(112, 122)의 아래에 배치되는 유전층(100) 및 광학층(320)이 함께 방사체(112, 122)의 유전층으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 적절한 유전율을 확보하여 안테나 구조체(160)의 모션 감지 성능을 충분히 확보할 수 있다.
예를 들면, 광학층(320) 및 안테나 구조체(160)는 제1 점접착층을 통해 적층될 수 있고, 안테나 구조체(160) 및 커버 윈도우는 제2 점접착층을 통해 적층될 수 있다.
연성 인쇄 회로 기판(200)은 예를 들면, 디스플레이 패널(310)의 측면 굴곡 프로파일을 따라 굴곡되어 디스플레이 장치(300)의 배면부에 배치될 수 있으며, 구동 IC 칩이 실장된 중개 회로 기판(210)(예를 들면, 메인 보드)을 향해 연장할 수 있다.
연성 인쇄 회로 기판(200) 및 중개 회로 기판(210)은 본딩되거나 커넥터를 통해 상호 연결되어, 안테나 구동 IC 칩에 의한 안테나 구조체(160)로의 급전 및 안테나 구동 제어가 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 중개 회로 기판(210)에는 모션 센서 구동 회로(220)가 실장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 모션 센서 구동 회로(220)는 근접 센서(proximity sensor), 제스처 센서(gesture sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자이로 센서(gyroscope sensor), 위치 센서(position sensor) 또는 지자기 센서(magnetic sensor) 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹(110) 및 상기 제2 방사체 그룹(120)은 모션 센서 구동 회로(220)에 커플링(coupling)될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 구조체(160)는 중개 회로 기판(210)고 본딩되거나 상호 연결되는 연성 회로 기판(200)을 통하여 모션 센서 구동 회로(220)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 방사체들(112) 및 제2 방사체들(122)의 신호 세기의 변화가 모션 센서 구동 회로(220)에 전달/제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 특정의 제1 위치에서 특정의 제2 위치로의 감지 대상의 이동에 따른 제1 방사체 그룹(110)의 신호 세기 및 제2 방사체 그룹(120)의 신호 세기를 측정하여, 감지 대상의 동작을 측정할 수 있다. 예를 들면, 안테나 구조체(160)와 커플링된 모션 센서 구동 회로(220)가 제1 위치에서 제2 위치로의 이동에 대응되는 제1 방사체 그룹(110) 및 제2 방사체 그룹(120)의 신호의 세기를 측정하여 동작을 감지할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 방사체 그룹(110)은 감지 대상의 제1 방향으로의 이동을 감지할 수 있다. 상기 제2 방사체 그룹(120)은 감지 대상의 제2 방향으로의 이동을 감지할 수 있다. 따라서, 제1 축 및 제2 축에서의 동작/위치에 따른 신호 세기의 변화가 안테나 구조체(160)로부터 모션 센서 구동 회로(220)에 제공될 수 있으며, 모션 센서 구동 회로(220)에서 각각의 축에 따른 동작, 모션 및 거리를 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 모션 센서 구동 회로(220)는 모션 검출 회로를 포함할 수 있다. 안테나 구조체(160)로부터 전달된 신호 정보가 모션 검출 회로를 통하여 위치 정보 또는 거리 정보로 변환/계산될 수 있다.
100: 유전층 110: 제1 방사체 그룹
112: 제1 방사체 114: 제1 전송 선로
116: 제1 신호 패드 120: 제2 방사체 그룹
122: 제2 방사체 124: 제2 전송 선로
126: 제2 신호 패드 132: 제3 방사체
134: 제3 전송 선로 136: 제3 신호 패드
150: 더미 패턴 160: 안테나 구조체
200: 연성 회로 기판 210: 중개 회로 기판
220: 모션 센서 구동 회로

Claims (20)

  1. 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 방사체들을 포함하는 제1 방사체 그룹;
    상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 제2 방사체들을 포함하는 제2 방사체 그룹;
    상기 제1 방사체들과 동일층에서 상기 제1 방사체들 각각에 연결되는 복수의 제1 전송 선로들; 및
    상기 제2 방사체들과 동일층에서 상기 제2 방사체들 각각에 연결되는 복수의 제2 전송 선로들을 포함하며,
    상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹은 하나의 방사체를 공유하며,
    상기 제1 방사체들 각각 및 상기 제2 방사체들 각각은 서로 물리적으로 분리된, 안테나 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹은 동일 층에 배치되는, 안테나 구조체.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체의 개수 및 상기 제2 방사체의 개수는 동일한, 안테나 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹과 이격되어 배치되는 제3 방사체를 더 포함하는, 안테나 구조체.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제3 방사체는 송신 방사체로 제공되며, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹은 수신 방사체로 제공되는, 안테나 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹 및 상기 제2 방사체 그룹이 배치되는 유전층을 더 포함하며,
    상기 제1 방향은 상기 유전층의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도로 경사지고, 상기 제2 방향은 상기 유전층의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도로 경사진, 안테나 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 틸팅 각도 및 상기 제2 틸팅 각도는 각각 30 내지 60°인, 안테나 구조체.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 방사체 그룹은 두개의 제1 방사체들을 포함하며, 상기 제2 방사체 그룹은 두개의 제2 방사체들을 포함하는, 안테나 구조체.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 전송 선로들 간 길이 차에 대한 상기 제2 전송 선로들 간 길이 차의 비는 0.8 내지 1.2인, 안테나 구조체.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 전송 선로들의 일단에 전기적으로 연결된 제1 신호 패드들, 및 상기 제2 전송 선로들의 일단에 전기적으로 연결된 제2 신호 패드들을 포함하는, 안테나 구조체.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 신호 패드들 및 상기 제2 신호 패드들은 제3 방향으로 일렬로 배열되며,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 각각 상기 제3 방향에 대해 상기 제1 틸팅 각도 및 상기 제2 틸팅 각도로 경사진, 안테나 구조체.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 신호 패드와 이격되어 상기 제1 신호 패드를 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 제1 그라운드 패드, 및 상기 제2 신호 패드와 이격되어 상기 제2 신호 패드를 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 제2 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 구조체.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 구조체.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 방사체들 및 상기 제2 방사체들의 주변에 상기 제1 방사체들 및 상기 제2 방사체들과 이격되어 배치된 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 구조체.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체들 및 상기 제2 방사체들과 이격되어 배치되며, 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체와 다른 공진 주파수를 갖는 안테나 유닛을 더 포함하는, 안테나 구조체.
  17. 청구항 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 모션 인식 센서.
  18. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널 상에 배치된 청구항 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 디스플레이 장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도로 경사지고,
    상기 제2 방향은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도로 경사진, 디스플레이 장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 안테나 구조체에 커플링되는 모션 센서 구동 회로; 및
    상기 안테나 구조체 및 상기 모션 센서 구동 회로를 전기적으로 연결시키는 연성 회로 기판(FPCB)을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
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