KR20210035153A - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 유전층, 상기 유전층의 상면, 측면 및 하면 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 제1 안테나 패턴 및 상기 유전층의 측면 및 하면 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 제2 안테나 패턴을 포함할 수 있으며, 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치된 제3 방사 전극을 포함하는 제3 안테나 패턴을 더 포함할 수 있다.

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, 유전층 및 안테나 패턴을 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, 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.

상기 디스플레이 장치에 필름 또는 패치 형태로 안테나가 적용될 필요가 있으며, 상술한 고주파 통신 구현을 위해서는 박형 구조에도 불구하고 방사 특성의 신뢰성 확보를 위한 안테나 구조 설계가 필요하다.

예를 들면, 한국공개특허 제2016-0059291호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 제한된 공간 내에서 충분한 고주파 방사 신뢰성을 확보하기에는 충분하지 않을 수 있다.

한국공개특허공보 제2016-0059291호

본 발명의 일 과제는 향상된 게인 및 신호 송수신 효율성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 과제는 향상된 게인 및 신호 송수신 효율성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

1. 유전층; 상기 유전층의 상면, 측면 및 하면 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 제1 안테나 패턴; 및 상기 유전층의 상기 측면 및 상기 하면 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 제2 안테나 패턴을 포함하는, 안테나 소자.

2. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 측면은 곡면 형상을 갖는, 안테나 소자.

3. 위 1에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴은 제1 방사 전극, 상기 제1 방사 전극으로부터 분기되어 연장하는 제1 전송 선로, 및 상기 제1 전송 선로 말단에 연결된 제1 신호 패드를 포함하고, 상기 제2 안테나 패턴은 제2 방사 전극, 상기 제2 방사 전극으로부터 분기되어 연장하는 제2 전송 선로, 및 상기 제2 전송 선로 말단에 연결된 제2 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.

4. 위 3에 있어서, 상기 제1 방사 전극은 상기 유전층의 상기 상면 상에 배치되며, 상기 제1 전송 선로는 상기 유전층의 상기 측면 상에 배치되며, 상기 제1 신호 패드는 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되는, 안테나 소자.

5. 위 3에 있어서, 상기 제2 방사 전극은 상기 유전층의 상기 측면 상에 배치되며, 상기 제2 신호 패드는 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되며, 상기 제2 전송 선로는 상기 제2 방사 전극 및 상기 제2 신호 패드 사이에서 연장하는, 안테나 소자.

6. 위 5에 있어서, 상기 제2 방사 전극은 커브드(curved) 형상을 갖는, 안테나 소자.

7. 위 5에 있어서, 상기 유전층 내에 매립되며, 상기 제2 방사 전극과 상기 유전층을 사이에 두고 마주보는 그라운드 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.

8. 위 3에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴은 제1 신호 패드 주변에서 상기 제1 전송 선로 및 상기 제1 신호 패드와 이격되어 배치된 제1 그라운드 패드를 더 포함하며, 상기 제2 안테나 패턴은 제2 신호 패드 주변에서 상기 제2 전송 선로 및 상기 제2 신호 패드와 이격되어 배치된 제2 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.

9. 위 1에 있어서, 상기 유전층은 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함하는 평면 상태의 예비 유전층이 상기 제2 영역이 굴곡되어 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역이 서로 마주보도록 접혀 형성되며, 상기 예비 유전층의 상기 제2 영역의 표면이 상기 유전층의 상기 측면에 대응되는, 안테나 소자.

10. 위 1에 있어서, 복수의 상기 제1 안테나 패턴들 및 복수의 상기 제2 안테나 패턴들이 수평 방향을 따라 교대로 반복적으로 배열된, 안테나 소자.

11. 위 1에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴 및 상기 제2 안테나 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.

12. 위 11에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴 및 상기 제2 안테나 패턴 주변에 상기 제1 안테나 패턴 및 상기 제2 안테나 패턴과 이격되어 배열된 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.

13. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치된 제3 방사 전극을 포함하는 제3 안테나 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.

14. 위 13에 있어서, 상기 제3 안테나 패턴은 상기 제3 방사 전극으로부터 분기되어 연장하는 제3 전송 선로, 및 상기 제3 전송 선로 말단에 연결된 제3 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.

15. 위 14에 있어서, 상기 제3 전송 선로 및 상기 제3 신호 패드는 상기 제3 방사 전극과 함께 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되는, 안테나 소자.

16. 위 9에 있어서, 상기 유전층의 상기 제1 영역은 디스플레이 패널에 포함된 전극 구조물 상에 배치되며,

상기 전극 구조물은 상기 안테나 패턴의 그라운드 층으로 제공되는, 안테나 소자.

17. 위 1 에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.

본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 유전층 및 유전층의 상면, 측면 및/또는 하면에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 장치의 측면에 실장 될 수 있으며 상기 안테나 소자가 차지하는 공간이 감소될 수 있다.

상기 안테나 패턴은 복수로 형성되어 상기 안테나 패턴들의 방사 전극들은 각각 유전층의 상면, 측면 및 하면 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제한된 공간 안에서 이중 편파 혹은 다축 방향 신호 송수신이 구현될 수 있고 고주파, 광대역 신호 송수신이 동시에 구현될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 복수의 상기 방사 전극들은 유전층의 상면 및 측면 상에 교대로 반복되어 배치될 수 있다. 따라서, 실질적으로 전 영역에 대한 방사 커버리지가 구현되어 신호 송수신 효율성 및 감도를 증가시킬 수 있다.

상기 안테나 소자는 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 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 단면도이다.
도 8은 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다.
도 9는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 10 및 도 11은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.

본 발명의 실시예들은 유전층, 상기 유전층의 상면, 측면 및/또는 하면 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 복수의 안테나 패턴들을 포함하는 안테나 소자를 제공한다.

상기 안테나 소자는 예를 들면, 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 안테나 소자는 예를 들면, 고주파 또는 초고주파 대역(예를 들면, 3G, 4G, 5G 이동통신 등)을 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 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도이다.

도 1에서, 유전층(100)의 상면에 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. 상기 방향의 정의는 나머지 도면들에서도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100), 제1 안테나 패턴(110) 및 제2 안테나 패턴(130)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 소자는 제3 안테나 패턴(150)을 더 포함할 수 있다.

유전층(100)은 제1 면(100a), 제2 면(100b) 및 제3 면(100c)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 면(100a), 제2 면(100b) 및 제3 면(100c)은 각각 유전층(100)의 상면, 측면 및 하면에 해당될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 상기 제2 방향에서 유전층(100)의 제2 면(100b)을 바라본 측면도이다.

유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 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, 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 선로의 신호 손실이 지나치게 증가하여, 고주파 대역 통신시 신호 감도 및 신호 효율성이 감소할 수 있다.

상기 안테나 패턴은 방사 전극, 상기 방사 전극으로부터 분기되어 연장하는 전송 선로 및 상기 전송 선로 말단에 연결된 신호 패드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 패턴(110)은 제1 방사 전극(112), 제1 전송 선로(114) 및 제1 신호 패드(116)를 포함할 수 있고 제2 안테나 패턴(130)은 제2 방사 전극(132), 제2 전송 선로(134) 및 제2 신호 패드(136)를 포함할 수 있고, 제3 안테나 패턴(150)은 제3 방사 전극(152), 제3 전송 선로(154) 및 제3 신호 패드(156)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 안테나 패턴(110)의 제1 방사 전극(112)은 유전층(100)의 상면 상에 배치되고 제1 전송 선로(114)는 제1 방사 전극(112)의 일 변으로부터 분기되어 유전층(100)의 제2 면(100b)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 제1 신호 패드(116)는 제1 전송 선로(114)의 말단부와 연결되며, 유전층(100)의 하면 상에 배치될 수 있다. 제2 안테나 패턴(130)의 제2 방사 전극(132)은 유전층(100)의 제2 면(100b) 상에 배치되고 제2 전송 선로(134)는 제2 방사 전극(132)의 일 변으로부터 분기되어 유전층(100)의 제2 면(100b)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 제2 신호 패드(136)는 제2 전송 선로(134)의 말단부와 연결되며, 유전층(100)의 하면 상에 배치될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제3 방사 전극(152)을 포함하는 제3 안테나 패턴(150)은 유전층(100)의 상기 하면 상에 배치될 수 있다.

예를 들면, 제3 안테나 패턴(150)은 제3 방사 전극(152)으로부터 분기되어 연장하는 제3 전송 선로(154), 및 제3 전송 선로(154) 말단에 연결된 제3 신호 패드(156)를 포함할 수 있으며, 제3 전송 선로(154) 및 제3 신호 패드(156)는 제3 방사 전극(152)과 함께 유전층(100)의 상기 하면 상에 배치될 수 있다.

방사 전극(112, 132, 152)은 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 방사 전극(112, 132, 152)의 형상은 예시적인 것이며, 방사 효율 등을 고려하여 적절하게 변경될 수 있다.

제1 안테나 패턴(110), 제2 안테나 패턴(130) 및 제3 안테나 패턴(150)은 각각 제1 그라운드 패드(118), 제2 그라운드 패드(138) 및 제3 그라운드 패드(158)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 그라운드 패드(118, 138, 158)는 신호 패드(116, 136, 156) 주변에서 전송 선로(114, 134, 154) 및 신호 패드(116, 136, 156)와 이격되어 한 쌍의 그라운드 패드들(118, 138, 158)이 신호 패드(116, 136, 156)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 따라서, 그라운드 패드들(118, 138, 158)에 의해 방사 신호 송수신시 발생되는 노이즈가 효율적으로 필터링 혹은 감소될 수 있고 수평 방사 특성을 함께 구현할 수도 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 방향을 따라 복수의 안테나 패턴들(110, 130, 150)이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 또한, 제1 안테나 패턴(110) 및 제2 안테나 패턴(130)의 전체 길이는 동일하게 형성될 수 있다. 제1 안테나 패턴(110), 제2 안테나 패턴(130) 및 제3 안테나 패턴(150) 각각의 전체 길이를 조절하여 구동 가능한 주파수의 범위를 조절할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 안테나 패턴들은 서로 다른 주파수에 감도를 가질 수 있으며 이에 따라 상기 안테나 소자의 주파수 커버리지 및 게인 특성을 증가시킬 수 있다.

안테나 패턴(110, 130, 150)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) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.

예를 들면, 안테나 패턴(110, 130, 150)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있으며, 예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼??(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(110, 130, 150)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다

일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(110, 130, 150)은 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮출 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.

도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도들이다. 구체적으로, 도 2는 도 1에 표시된 I-I’ 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도3은 도 1에 표시된 II-II’ 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도4는 도 1에 표시된 III-III’ 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 있어서 제1 안테나 패턴(110)의 제1 방사 전극(112)은 유전층(100)의 제1 면(100a) 상에 배치되고, 제1 전송 선로(114)는 유전층(100)의 제2 면(100b) 상에 배치되고, 제1 신호 패드(116)는 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에 배치될 수 있다.

이 경우, 제1 그라운드 패드(118)는 제1 방사 전극(112)에 대한 그라운드 층으로도 제공될 수 있으며, 제1 방사 전극(112)을 통해 상기 제3 방향으로의 방사특성이 구현될 수도 있다.

일부 실시예들에 있어서, 제1 방사 전극(112) 하부에 별도의 그라운드 층이 형성될 수도 있고, 상기 안테나 소자가 실장되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 제1 방사 전극(112)에 대한 상기 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.

일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 제2 면(100b)은 실질적으로 곡면 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 유전층(100)의 제2 면(100b)의 둘레는 실질적으로 반원과 같은 곡선 프로파일을 가질 수 있다.

도 3을 참조하면, 예시적인 실시예들에 있어서 제2 안테나 패턴(130)의 제2 방사 전극(132)은 유전층(100)의 제2 면(100b) 상에 배치되고, 제2 신호 패드(136)는 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에 배치될 수 있다.

이 경우, 제2 전송 선로(134)는 제2 방사 전극(132) 및 제2 신호 패드(136) 사이에서 연장하며 제2 방사 전극(132)은 유전층(100)의 측면(100b)을 따라 커브드(curved) 형상을 가질 수 있다. 따라서, 굴곡된 제2 방사 전극(132)을 통해 제2 안테나 패턴(130)의 방사 커버리지를 더욱 넓힐 수 있고 실질적으로 다축 방향 방사 특성이 구현될 수 있다.

도 4를 참조하면, 예시적인 실시예들에 있어서 제3 안테나 패턴(150)의 제3 방사 전극(152), 제3 전송 선로(154) 및 제3 신호 패드(156)는 유전층(100)의 상기 하면 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에 배치될 수 있다.

이 경우, 제3 안테나 패턴(150)은 상기 안테나 소자가 실장되는 모바일 장치의 도전성 부재를 패터닝 하여 활용할 수 있다. 예를 들면, 모바일 백 커버의 구성 요소인 금속 코팅층을 패터닝하여 제3 안테나 패턴(150)으로 활용할 수 있다.

도 4를 참조하면, 예시적인 실시예들에 있어서 제3 안테나 패턴(150)의 제3 방사 전극(152), 제3 전송 선로(154) 및 제3 신호 패드(156)는 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에 배치될 수 있다.

이 경우, 제3 안테나 패턴(150)은 상기 안테나 소자가 실장되는 모바일 장치의 도전성 부재를 패터닝 하여 활용할 수 있다. 예를 들면, 모바일 백 커버의 구성 요소인 금속 코팅층을 패터닝하여 제3 안테나 패턴(150)으로 활용할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자가 차지하는 공간이 감소될 수 있으며 제한된 공간 안에서 이중 편파 혹은 다축 방향 신호 송수신을 구현할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 제3 방사 전극(152)과 수직 방향으로 중첩되도록 별도의 그라운드 층이 형성될 수도 있고, 상기 안테나 소자가 실장되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 제3 방사 전극(152)에 대한 상기 그라운드 층으로 제공될 수도 있다.

도 5는 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 5를 참조하면, 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자는 예비 유전층(90) 및 예비 유전층(90) 상에 형성된 안테나 패턴(110, 130, 150)을 포함할 수 있다.

예비 유전층(90)은 도 1 내지 도 4에 도시된 형태로 굴곡되기 전 상태의 평면 상태의 유전층을 지칭할 수 있으며, 예비 유전층(90)은 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 제3 영역(III)을 포함할 수 있다.

예비 유전층(90) 상에 안테나 패턴(110, 130, 150)을 형성한 후, 예비 유전층(90)은 제2 영역(II)을 통해 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)이 마주보도록 접힐 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(II)이 굴곡되어 예비 유전층이 실질적으로 접힐 수 있다.

이 경우, 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)이 상기 제3 방향으로 서로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 굴곡된 이후 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)은 각각 유전층(100)의 상부 및 하부로 제공될 수 있고 제2 영역(II)의 표면이 유전층(100)의 제2 면(100b)에 대응될 수 있다.

제1 안테나 패턴(110)은 제1 영역(I) 상에 제1 방사 전극(112)이 배치되고, 제2 안테나 패턴(130)은 제2 영역(II) 상에 제2 방사 전극(132)이 배치되고, 제3 안테나 패턴(150)은 제3 영역(III) 상에 제3 방사 전극(152)이 배치될 수 있다. 이 경우, 제3 영역(III) 상에 신호 패드(116, 136, 156)가 배치될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서 복수의 제1 안테나 패턴들(110) 및 복수의 제2 안테나 패턴들(130)이 수평 방향을 따라 교대로 반복적으로 배열될 수 있다. 따라서, 실질적으로 전 영역에 대한 방사 커버리지가 구현되어 신호 송수신 효율성 및 감도를 증가시킬 수 있다. 또한, 인접한 상기 안테나 패턴들 사이의 상호 방사 간섭을 억제하기 위한 이격 거리를 확보하여 배열될 수 있다.

상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 유전층(100)의 제1 면(110a), 제2 면(110b) 및 제3 면(110c)을 활용하여 예를 들면, 3차원적으로 안테나 패턴을 설계할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 패턴이 점유하는 면적을 감소시킬 수 있으며, 예를 들면 상기 안테나 소자가 실장되는 화상 표시 장치의 베젤 영역을 축소시킬 수 있다.

도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 단면도이다. 구체적으로, 도 6 및 도 7은 도 1에 표시된 II-II’ 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 6을 참조하면, 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100) 내부에 매립되어 유전층(100)을 사이에 두고 제2 방사 전극(132)과 상기 제2 방향으로 마주보는 그라운드 패턴(160)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자의 길이 방향으로 정전용량 또는 인덕턴스가 형성되어 상기 안테나 소자가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 또한, 유전층(100)의 제2 면(100b)을 통한 측면 방사가 구현될 수 있다.

예를 들면, 상기 안테나 패턴 및 그라운드 패턴(160) 사이의 거리는 40 내지 1000㎛이며, 이 경우 3G 내지 5G 고주파 대역의 공진 주파수 특성을 용이하게 구현할 수 있다.

도 7을 참조하면, 예비 유전층(90)의 상면 상에는 제2 안테나 패턴(130)이 형성되고, 예비 유전층(90)의 하면 상에는 그라운드 패턴(160)이 형성될 수 있다.

예를 들면, 제2 방사 전극(132)은 예비 유전층(90)의 제2 영역(II) 부분의 상면 상에 형성되고, 제2 신호 패드(136)는 예비 유전층(90)의 제3 영역(III) 부분의 상면 상에 형성되고 제2 전송 선로(134)는 제2 방사 전극(132) 및 제2 신호 패드(136)를 연장할 수 있다. 그라운드 패턴(160)은 예비 유전층(90)의 제2 영역(II) 부분의 하면 상에 형성될 수 있다.

제2 안테나 패턴(130) 및 그라운드 패턴(160)이 형성된 예비 유전층(90)을 제2 영역(II)을 통해 그라운드 패턴(160)이 유전층(100) 내부로 삽입되도록 굴곡할 수 있다. 이에 따라, 그라운드 패턴(160)은 실질적으로 유전층(100)의 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)에 의해 둘러싸일 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 유전층(100) 내부에 실질적으로 매립된 구조를 가질 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제2 방사 전극(132) 및 그라운드 패턴(160)은 C-자 형상과 같은 커브드(curved) 패턴 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 방사 방향이 확장되어 방사 커버리지를 증가시킬 수 있다.

도 8은 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 안테나 소자는 예비 유전층(90) 상에 형성된 안테나 패턴(110, 130, 150) 및 안테나 패턴(110, 130, 150) 주변에 이격되어 배열된 더미 메쉬 패턴(170)을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 패턴(110, 130, 150)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 방사 전극(112, 132, 152) 및 전송 선로(114, 134, 154)는 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 안테나 패턴(110, 130, 150)의 투과율이 증가될 수 있으며 상기 안테나 소자의 유연성이 향상될 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 상기 메쉬 구조를 채용하면서 상기 메쉬 구조에 포함되는 전극 라인은 구리, 은, 팔라듐 또는 그것의 합금과 같은 저저항 금속으로 형성함으로써, 저항 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 저저항, 고감도의 투명 안테나 소자를 효과적으로 구현할 수 있다.

더미 메쉬 패턴(170) 및 안테나 패턴(110, 130, 150)은 실질적으로 동일한 형태의 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 패턴 주변의 전극 배열을 균일화하여 상기 메쉬 구조 또는 이에 포함된 전극 라인이 상기 안테나 소자가 적용된 디스플레이 장치의 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.

도 9는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 구체적으로, 도 9는 도 1에 표시된 II-II’ 라인을 따라 절단한 단면을 나타낸 모식도이다. 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 9를 참조하면, 상기 안테나 소자는 디스플레이 패널(230)상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(230)은 평면 또는 곡면화된 LCD 패널 및 OLED 패널 등을 포함할 수 있으며, 상기 안테나 소자는 디스플레이 패널(230) 측면을 따라 커브드 된 형상으로 형성될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 예비 유전층(90) 상에 안테나 패턴(110, 130, 150)을 형성한 후, 제2 영역(II)을 통해 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)이 마주보도록 접힐 수 있으며 상기 안테나 소자가 디스플레이 패널(230) 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 접착층을 통해 디스플레이 패널(230) 및 예비 유전층(90)을 접합시킬 수 있으며, 상기 접착층은 유전율을 갖는 물질을 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(230)은 상기 안테나 패턴의 그라운드 층으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(230)은 패널 기판(220) 상에 형성된 전극층(210)을 포함할 수 있으며, 전극층(210)의 도전성 부재가 상기 안테나 패턴의 상기 그라운드 층으로 제공될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 제1 영역(I)이 전극층(210)상에 배치될 수 있으며, 유전층(100)의 제2 영역(II)은 디스플레이 패널(230)의 측면을 따라 접힐 수 있다. 예를 들면, 곡면화 OLED를 디스플레이 패널(230)로 사용할 경우, 제1 영역(I) 상에 배치된 제1 방사 전극(112) 및 제2 영역(II) 상에 배치된 제2 방사 전극(132)의 그라운드 층을 별도로 형성할 필요 없이 디스플레이 패널(230)의 도전성 부재를 그라운드 층으로 사용할 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 제3 영역(III)은 디스플레이 패널(230) 아래에 배치될 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(230) 하면에 형성된 도전성 부재가 제3 방사 전극(152)의 그라운드 층으로 제공될 수 있다.

도 10 및 11은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다. 예를 들면, 도 10은 디스플레이 패널에 포함된 전극 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 11은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.

도 10을 참조하면, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(230) 상에 형성된 상기 안테나 소자를 포함할 수 있으며, 디스플레이 패널(230)은 패널 기판(220) 및 전극층(210)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(230)은 LCD 패널 혹은 OLED 패널과 같은 표시 패널일 수 있다.

전극층(210)은 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 구조물, 배선 구조물 및 전극 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(230)에 포함된 활성층(250)을 포함하는 TFT, 스캔 라인(265), 데이터 라인(260)과 같은 각종 배선 구조물, 소스 전극(262), 게이트 전극(267), 드레인 전극(270), 화소 전극(280) 등과 같은 전극 구조물 등이 디스플레이 패널(230)의 도전성 부재일 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자의 방사 전극들(112, 132, 152) 하부에 별도의 그라운드 층을 형성할 필요 없이 디스플레이 패널(230)에 포함된 도전성 부재를 그라운드 층으로 활용할 수 있다.

도 11을 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 하고, 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 제2 면(100b) 또는 제2 영역(II)을 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, 도 8을 참조로 설명한 바와 같이, 상기 안테나 패턴은 메쉬 구조를 포함하며, 상기 안테나 패턴에 의해 이미지 품질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.

90: 예비 유전층 100: 유전층
110: 제1 안테나 패턴 130: 제2 안테나 패턴
150: 제3 안테나 패턴 160: 그라운드 패턴
170: 더미 메쉬 패턴 210: 전극층
220: 패널 기판 230: 디스플레이 패널
300: 디스플레이 장치

Claims (1)

1. 유전층;
   상기 유전층의 상면, 측면 및 하면 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 제1 안테나 패턴; 및
   상기 유전층의 상기 측면 및 상기 하면 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 제2 안테나 패턴을 포함하는, 안테나 소자.

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