KR20200106144A - 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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류한섭
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Abstract

본 발명의 실시예들의 필름 안테나는 제1 전극층, 제1 전극층 상에 배치되며 50 내지 1000㎛의 두께 및 2 내지 10의 유전율을 갖는 유전층, 및 유전층 상에 배치된 제2 전극층을 포함한다. 유전층의 유전율, 두께를 조절하여 필름 안테나의 고주파 구동 특성이 향상될 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, 3G 이상의 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, 안테나 구조체를 디스플레이 장치에 적용하기 위해 ITO 전극과 같은 투명 도전성 산화물 전극을 사용하는 경우, 투과도는 향상되나 저항 증가로 인한 신호 손실을 초래할 수 있다. 또한, 고주파 대역 신호 수신을 위해 유전층의 유전율을 조절하는 경우, 상기 안테나 구조체가 실장되는 영역의 두께가 지나치게 증가될 수 있으며, 안테나 전극 및/또는 상기 디스플레이 장치와 독립적으로 상기 유전층의 두께를 조절하는 것이 곤란하다.
또한, 디스플레이 장치가 경량화, 박형화됨에 따라, 상기 안테나 구조체의 두께, 부피 역시 줄어들며, 이 경우 전극의 감도, 저항이 열화될 수 있다.
따라서, 저저항, 고감도 특성을 유지하면서 디스플레이 장치의 표시 품질에 영향을 주지 않는 안테나의 개발이 필요하다.
예를 들면, 한국공개특허 제2003-0095557호는 휴대용 단말기에 내장되는 안테나 구조를 개시하고 있다.
한국공개특허 제2003-0095557호
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 광학적 특성을 가지며 고주파대역에서 구동 가능한 필름 안테나를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 광학적 특성을 가지며 고주파대역에서 구동 가능한 필름 안테나를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 배치되며 50 내지 1000㎛의 두께, 및 2 내지 10의 유전율을 갖는 유전층; 및 상기 유전층 상에 배치된 제2 전극층을 포함하는, 필름 안테나.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 전극층은 그라운드 층을 포함하는, 필름 안테나.
3. 위 1에 있어서, 상기 유전층은 복층 구조를 갖는, 필름 안테나.
4. 위 3에 있어서, 상기 유전층은 상기 제1 전극층으로부터 순차적으로 적층된 점접착층 및 기재층을 포함하는, 필름 안테나.
5. 위 4에 있어서, 상기 기재층은 유리, 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 구성된 구성에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 필름 안테나.
6. 위 4에 있어서, 상기 점접착층은 광학 투명 점착(Optical Clean Adhesive: OCA) 혹은 감압성 점착(Pressure Sensitive Adhesive: PSA) 물질을 포함하는, 필름 안테나.
7. 위 1에 있어서, 상기 제2 전극층은 메쉬(mesh)-패턴 구조를 포함하는, 필름 안테나.
8. 위 7에 있어서, 상기 제2 전극층은 더미 메쉬 층을 더 포함하는, 필름 안테나.
9. 위 1에 있어서, 상기 제2 전극층은 안테나 어레이 전극, 전송 선로 및 패드 전극을 포함하는, 필름 안테나.
10. 위 9에 있어서, 상기 안테나 어레이 전극 및 상기 패드 전극은 서로 다른 층 혹은 다른 레벨 상에 배치되는, 필름 안테나.
11. 위 10에 있어서, 상기 안테나 어레이 전극 및 상기 패드 전극을 서로 전기적으로 연결시키는 비아 구조물을 더 포함하는, 필름 안테나.
12. 위 10에 있어서, 상기 패드 전극 및 상기 제1 전극층을 서로 전기적으로 연결시키는 연결 그라운드 층을 더 포함하는, 필름 안테나.
13. 위 12에 있어서, 상기 연결 그라운드 층은 유전층의 일 측면을 감싸며 상기 패드 전극 및 상기 제1 전극층의 측면들과 각각 연결되는, 필름 안테나.
14. 위 1에 있어서, 25 내지 35GHz의 구동 주파수를 갖는, 필름 안테나.
15. 위 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 필름 안테나를 포함하는, 디스플레이 장치.
16. 위 15에 있어서, 표시 기판, 화소 구조물, 배선 구조물 및 전극 구조물을 포함하는 표시 패널을 포함하며,
상기 표시 패널의 배선 구조물 또는 전극 구조물이 상기 필름 안테나의 제1 전극층으로 제공되는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 필름 안테나는 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에 배치된 유전층을 포함할 수 있다. 상기 유전층의 두께 및 유전율을 상기 제1 전극층 및/또는 제2 전극층과 독립적으로 소정의 범위로 조절하여 원하는 고주파 대역에서 구동가능한 안테나 구조를 구현할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 전극층은 그라운드 층으로 제공되며, 상기 유전층은 기재층 및 점접착층의 복층 구조를 가질 수 있다. 상기 기재층 및 점접착층의 각각의 두께 조절을 통해 원하는 고주파 대역의 유전율을 설계할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 전극층은 안테나 어레이 전극 및 패드 전극을 포함하며, 필름 안테나가 적용되는 디스플레이 장치의 영역에 최적화되도록 전극의 두께, 형상, 재질 및/또는 투과율을 조절할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 단면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8은 유전층의 유전율의 변화에 따른 구동 주파수를 나타내는 그래프이다.
도 9는 유전층의 두께 변화에 따른 전송선로의 신호 전달 계수 (S21) 특성을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 실시예들에 따른 필름 안테나는 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상에 배치된 유전층 및 상기 유전층 상에 배치된 제2 전극층을 포함하며, 상기 유전층은 소정의 유전율 범위에서 고주파 대역의 신호 감지, 수신이 가능한 두께를 가질 수 있다.
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. 예를 들면, 상기 필름 안테나는 약 10 GHz, 일 실시예에 있어서 약 25 내지 35 GHz 범위의 고주파수 대역에서 구동될 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 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 필름 안테나는 제1 전극층(110), 유전층(120), 제2 전극층(130) 및 패시베이션 층(150)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전극층(110)은 상기 필름 안테나의 그라운드(ground) 층으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극층(110)은 금속, 합금, 투명 금속 산화물과 같은 도전 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 필름 안테나가 적용되는 통신 기기, 디스플레이 장치의 각종 도전 부재가 제1 전극층(110)으로 활용될 수도 있다. 예를 들면, 상기 디스플레이 장치는 액정 표시(LCD) 장치 또는 유기 전계 발광 표시(OLED) 장치일 수 있으며, 상기 디스플레이 장치의 게이트 전극, 데이터 라인, 스캔 라인, 구동 라인 등을 포함하는 도전 부재가 제1 전극층(110)으로 활용될 수도 있다.
유전층(120)은 소정의 범위의 유전율을 갖도록 조절된 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(120)은 실리콘 산화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질 혹은 세라믹 유전 물질을 포함할 수 있다. 유전층(120)은 아크릴계 수지, 이미드 계열 수지, 에폭시 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수도 있다.
유전층(120)에 의해 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(130) 사이에서 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 필름 안테나가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 유전층(120)의 유전율은 약 2 내지 10 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 2 미만인 경우, 구동 주파수가 지나치게 증가되어 원하는 대역의 안테나 성능이 구현되지 않을 수 있다. 상기 유전율이 약 10을 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역(예를 들면, 5G 대역)에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 유전층(120)의 두께는 약 50 내지 1000㎛의 범위로 조절될 수 있다. 유전층(120)의 두께가 약 50㎛ 미만인 경우, 상기 필름 안테나의 고주파 구동이 실질적으로 구현되기 어렵다. 유전층(120)의 두께가 약 1000㎛을 초과하는 경우, 신호 전달 계수가 지나치게 저하되어 전송선로의 성능이 열화될 수 있다.
제2 전극층(130)은 필름 안테나의 신호 전극, 안테나 어레이 전극 및/또는 방사 전극을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 전극층(130)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), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 제2 전극층(130)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 전극층(130)은 은-팔라듐-구리(APC) 합금을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 전극층(130)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 금속 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 전극층(130)은 투과율 향상을 위해 메쉬(mesh)-패턴 구조를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110)은 상기 필름 안테나가 디스플레이 장치에 실장되는 경우 투과율 향상을 위해 ITO와 같은 투명 금속 산화물을 포함할 수 있다. 제2 전극층(130)은 저저항, 고주파 구동 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금과 같은 저저항 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 전극층(130)은 ITO와 같은 투명 금속 산화물을 포함하지 않을 수도 있다.
예를 들면, 제2 전극층(130)은 적어도 1층의 금속 또는 합금층, 및 투명 금속 산화물층을 포함하는 복층 구조를 가질 수도 있다.
패시베이션 층(150)은 유전층(120) 상에 형성되어 제2 전극층(130)을 커버할 수 있다. 패시베이션 층(150)은 실질적으로 상기 필름 안테나의 보호층으로 제공될 수 있다. 패시베이션 층(150)은 상술한 무기 절연 물질 및/또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 필름 안테나의 유전층(120)은 적어도 2층 이상의 복층 구조를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(120)은 점점착층(122) 및 기재층(124)을 포함할 수 있다.
점접착층(122)은 제1 전극층(110) 상에 배치될 수 있다. 점접착층(122)은 예를 들면, 아크릴 계, 실리콘 계, 에폭시 계, 우레탄 계 등의 수지를 포함하는 광학 투명 점착(Optical Clean Adhesive: OCA) 혹은 감압성 점착(Pressure Sensitive Adhesive: PSA) 물질을 포함할 수 있다.
기재층(124)은 제2 전극층(130) 형성을 위한 기판 혹은 지지층으로 제공될 수 있다. 기재층(124)은 예를 들면, 유리, 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 점접착층(122) 및 기재층(124)을 포함하는 유전층(120)의 총 두께 및 유전율이 상술한 범위로 조절될 수 있다. 점접착층(122) 및 기재층(124)의 두께의 합은 약 50 내지 1000㎛의 범위일 수 있으며, 점접착층(122) 및 기재층(124)을 포함하는 유전층(120)의 유전율이 약 2 내지 10 범위로 조절될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 기재층(124) 상에 제2 전극층(130)을 형성한 후, 점접착층(122)을 통해 기재층(124) 및 제1 전극층(110)을 접합할 수 있다. 이 경우, 점접착층(122)의 두께를 조절하여 상술한 유전층(120)의 두께 및 유전율을 획득할 수 있다. 또한, 제1 전극층(110)으로서 디스플레이 장치의 도전 부재를 활용하는 경우에도, 점접착층(122)을 통해 제2 전극층(130) 및/또는 제1 전극층(110)과 독립적으로 유전층(120)의 두께 및 유전율을 조절할 수 있다.
도 3 및 도 4는 각각 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 평면도 및 단면도이다. 도 1을 참조로 설명한 구성과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호가 사용되며, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 필름 안테나는 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 필름 안테나가 디스플레이 장치에 적용되는 경우, 제1 영역(I)은 상기 디스플레이 장치의 표시 영역에 대응되며, 제2 영역(II)은 상기 디스플레이 장치의 주변 영역(예를 들면, 차광부 혹은 베젤부)에 대응될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도 1을 참조로 설명한 제2 전극층(130)은 안테나 어레이 전극(132), 전송 선로(transmission line)(134) 및 패드 전극(136)을 포함할 수 있다.
안테나 어레이 전극(132)은 예를 들면, 상기 필름 안테나의 방사 전극으로 제공될 수 있다. 안테나 어레이 전극(132)은 전송 선로(134)와 전기적으로 연결되며, 제1 영역(I)의 유전층(120) 부분 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 어레이 전극(132)은 제2 영역(II) 상으로 일부 연장될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 절연층(140)은 유전층(120) 상에 형성되어 안테나 어레이 전극(132)을 덮을 수 있다. 절연층(140)은 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 상에 공통적으로 형성될 수 있다. 절연층(140)은 상술한 무기 절연 물질 및/또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
패드 전극(136)은 절연층(140)의 상면 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 패드 전극(136)은 상기 필름 안테나의 구동 전극으로 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 패드 전극(136)은 제2 영역(II) 상에 선택적으로 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 패드 전극(136)의 말단부는 부분적으로 제1 영역(I) 상으로 연장될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 패드 전극(136) 및 안테나 어레이 전극(132)은 절연층(140)에 의해 서로 다른 층 혹은 다른 레벨 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 비아 구조물(133)에 의해 패드 전극(136) 및 안테나 어레이 전극(132)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 비아 구조물(133)을 통해 전송 선로(134)의 말단과 패드 전극(136)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 절연층(140) 내에 전송 선로(134)의 상면을 부분적으로 노출시키는 콘택 홀이 형성될 수 있다. 이후, 상기 콘택 홀을 채우는 금속막 혹은 합금막을 형성하고, 이를 패터닝하여 비아 구조물(133)을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 비아 구조물(133) 및 패드 전극(136)은 실질적으로 일체로 연결된 단일 부재로서 제공될 수 있으며, 이 경우 상기 금속막 혹은 합금막에 대한 동일한 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다.
패시베이션 층(150)은 절연층(140) 상에 형성되어 패드 전극(136)을 덮을 수 있다.
안테나 어레이 전극(132)은 제1 영역(I) 상에 배치되므로 표시 영역에서의 시인 방지를 위해 패드 전극(136) 보다 높은 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 어레이 전극(132)은 패드 전극(136)보다 작은 두께를 갖거나, 메쉬(mesh)-패턴 구조로 형성되어 투과율을 증가시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 어레이 전극(132), 전송 선로 (134) 및 패드 전극(136)은 동일한 층 혹은 동일한 레벨 상에 형성될 수도 있다. 예를 들면, 안테나 어레이 전극(132), 전송 선로(134) 및 패드 전극(136)은 유전층(120) 상에 배치되어 전송 선로(134)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 비아 구조물(133)은 생략될 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 필름 안테나의 제1 전극층(130)(예를 들면, 안테나 어레이 전극(132))이 메쉬 패턴 구조를 포함하는 경우, 더미 메쉬 층(133)이 안테나 어레이 전극(132)의 주변에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 더미 메쉬 층(133)은 유전층(120) 상에 형성되며 안테나 어레이 전극(132) 및 전송 선로(134)와는 물리적, 전기적으로 분리될 수 있다.
더미 메쉬 층(133)은 안테나 어레이 전극(132)과 실질적으로 동일하거나 유사한 메쉬 패턴을 포함할 수 있다. 더미 메쉬 층(133)이 포함됨에 따라, 영역별 패턴 형상 편차가 평준화 혹은 감소되어 안테나 어레이 전극(132)이 예를 들면, 디스플레이 장치의 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 더미 메쉬 층(136)은 도 2에 도시된 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 상에 공통적으로 형성되며, 제1 전극(132) 및 전송 선로(134)와는 분리 및 이격되도록 패터닝될 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 연결 그라운드 층(115)이 예를 들면, 제2 전극층(130) 및 제1 전극층(110)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 연결 그라운드 층(115)은 패드 전극(136) 및 제1 전극층(110)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
연결 그라운드 층(115)은 유전층(120)의 일 측면을 감싸며 패드 전극(136) 및 제1 전극층(110)과 서로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 연결 그라운드 층(115)은 절연층(140)의 일 측면을 함께 감싸며 연장될 수 있다.
연결 그라운드 층(115)은 패드 전극(136)의 측면 및 제1 전극층(110)의 측면과 서로 접촉하거나 연결될 수 있다. 연결 그라운드 층(115)을 통해 필름 안테나의 상부, 측부 및 하부를 통한 그라운드가 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 연결 그라운드 층(115)은 제1 전극층(110)과 실질적으로 동일한 재질을 포함하며, 일체의 단일 부재로서 형성될 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.
예시적인 실시예들에 따르면, 도 4에 도시된 필름 안테나의 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)은 각각 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)에 대응되도록 배치될 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
따라서, 표시 영역(210) 상에는 상기 필름 안테나의 안테나 어레이 전극(132)이 배치되어 고투과도를 구현할 수 있으며, 주변 영역(220) 상에는 상기 필름 안테나의 패드 전극(136)이 배치되어 저저항, 고 신호 전달 효율을 구현할 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 상기 윈도우 아래에는 LCD 패널 혹은 OLED 패널과 같은 표시 패널이 배치될 수 있다. 상기 표시 패널은 표시 기판, 화소 구조물, 배선 및 전극 구조물을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널에 포함된 TFT, 스캔 라인, 게이트 라인, 데이터 라인과 같은 각종 배선 구조물, 전극 구조물 등이 상기 필름 안테나의 그라운드 층인 제1 전극층(110)으로 제공될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 디스플레이 장치(200)는 유연성을 갖는 플렉시블 디스플레이일 수 있다. 제2 전극층(130)을 박막 금속 전극으로 구현하는 경우 예시적인 실시예들에 따른 필름 안테나는 상기 플렉시블 디스플레이에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 8은 유전층의 유전율의 변화에 따른 구동 주파수를 나타내는 그래프이다. 도 9는 유전층의 두께 변화에 따른 전송선로의 신호 전달 계수 (S21) 특성을 나타내는 그래프이다.
구체적으로, 도 8 및 도 9는 각각 APC로 형성된 2000Å 두께의 제1 전극층 및 제2 전극층 사이에 형성된 PET 및/또는 OCA를 포함하는 유전층의 유전율 또는 두께를 변경하면서 구동주파수 및 신호 전달 계수 특성을 측정한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 고주파 고감도 수신을 위한 타겟 신호 손실(S11) 레벨을 약 -10dB로 설정하고, 유전율에 따른 구동 주파수를 측정하였다. 약 25GHz 내지 35GHz 범위의 고주파 대역에서 유전층의 유전율이 2 내지 10이하에서 상기 타겟 신호 손실 레벨을 만족하면서 고주파 구동/수신이 구현됨을 확인하였다.
도 9를 참조하면, 고주파 영역에서 신호 전달을 위한 신호 전달 계수(S21) 레벨을 약 -5dB로 설정하고, 유전층의 두께에 따른 특성을 측정하였다. 약 1000㎛ 이하에서 상기 타겟 신호 전달 계수 특성을 만족하는 전송 선로가 구현됨을 확인하였다.
100: 필름 안테나 110: 제1 전극층
120: 유전층 130: 제2 전극층
132: 안테나 어레이 전극 133: 비아 구조물
134: 전송 선로 136: 패드 전극
140: 절연층 150: 패시베이션 층

Claims (10)

  1. 50 내지 1000㎛의 두께, 및 2 내지 10의 유전율을 갖는 유전층;
    상기 유전층 상에 배치된 안테나 어레이 전극 및 전송 선로를 포함하는 안테나 전극층; 및
    상기 전송 선로의 말단부와 전기적으로 연결되며, 상기 안테나 전극층의 상층 레벨에 배치되는 패드 전극을 포함하는, 필름 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 패드 전극은 상기 전송 선로의 상기 말단부 상에 배치되는, 필름 안테나.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 어레이 전극 및 상기 전송 선로는 동일 레벨에서 서로 직접 연결된, 필름 안테나.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층 아래에 배치되며 상기 안테나 전극층과 상기 유전층을 사이에 두고 서로 마주보며 분리되는 그라운드 층을 더 포함하는, 필름 안테나.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 그라운드 층은 표시 패널의 배선 구조물 또는 전극 구조물을 포함하는, 필름 안테나.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층은 점접착층 및 기재층을 포함하는, 필름 안테나.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 기재층은 유리, 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 구성된 구성에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 필름 안테나.
  8. 청구항 1에 있어서, 25 내지 35GHz의 구동 주파수를 갖는, 필름 안테나.
  9. 청구항 1의 필름 안테나를 포함하는, 디스플레이 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 표시 기판, 화소 구조물, 배선 구조물 및 전극 구조물을 포함하는 표시 패널을 포함하며,
    상기 표시 패널의 배선 구조물 또는 전극 구조물이 상기 필름 안테나의 그라운드 층으로 제공되는, 디스플레이 장치.
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