KR20210109807A - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 제1 유전층, 제1 유전층 상에 배치되며 메쉬 구조를 포함하는 안테나 패턴, 및 제1 유전층 상에 배치되며 안테나 패턴의 메쉬 구조 내에 분포하는 스페이서 패턴을 포함한다. 스페이서 패턴을 통해 상부 유전층에 의한 게인 저하, 주파수 교란 등을 억제할 수 있다.
Description
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방사 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.
최근 이동통신 기술이 진화하면서, 고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 상기 디스플레이 장치의 두께가 얇아지고, 경량화될수록 안테나가 실장될 수 있는 공간 역시 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 디스플레이 장치 내에 삽입되는 안테나의 치수 역시 감소될 필요가 있다.
안테나가 디스플레이 장치에 결합됨에 따라, 상기 디스플레이 장치에 포함된 구조물들에 의해 안테나의 방사 특성, 임피던스 특성이 교란될 수 있다. 예를 들면, 안테나 위로 적층되는 유전 구조물들에 의해 원하는 주파수, 임피던스로 세팅된 안테나의 방사 특성이 변화될 수 있다.
따라서, 디스플레이 장치의 구조물들의 영향으로부터 자유로우며 원하는 고주파 대역의 방사를 구현하기 위한 안테나 설계가 필요하다. 예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 상술한 바와 같이 디스플레이 장치와의 정합성을 충분히 고려하고 있지 않다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 신호 효율성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 신호 효율성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 제1 유전층; 상기 제1 유전층 상에 배치되며 메쉬 구조를 포함하는 안테나 패턴; 및 상기 제1 유전층 상에 배치되며 상기 안테나 패턴의 상기 메쉬 구조 내에 분포하는 스페이서 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 메쉬 구조는 복수의 단위 셀들을 포함하며, 복수의 상기 스페이서 패턴들이 상기 단위 셀들 내에 배치되는, 안테나 소자.
3. 위 2에 있어서, 상기 스페이서 패턴들은 각각 상기 단위 셀을 부분적으로 채우며 상기 메쉬 구조와 이격된, 안테나 소자.
4. 위 3에 있어서, 상기 스페이서 패턴들 각각은 상기 단위 셀의 측벽으로부터 0.5㎛ 이상 이격되며, 평면 방향에서 상기 단위 셀 면적의 50% 이상을 채우는, 안테나 소자.
5. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 전극 및 상기 방사 전극으로부터 연장하는 전송 선로를 포함하는, 안테나 소자.
6. 위 5에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로는 상기 메쉬 구조를 공유하며, 상기 스페이서 패턴들이 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로 내에 함께 분포하는, 안테나 소자.
7. 위 5에 있어서, 상기 제1 유전층 상에서 상기 전송 선로에 연결된 신호 패드; 및 상기 신호 패드의 상면 일부 상에 배치된 절연 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자
8. 위 1에 있어서, 상기 스페이서 패턴의 높이는 상기 안테나 패턴의 높이보다 큰, 안테나 소자.
9. 위 8에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 스페이서 패턴 상에 적층된 제2 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
10. 위 9에 있어서, 상기 제2 유전층은 상기 안테나 패턴과 물리적으로 이격된, 안테나 소자.
11. 위 9에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 제2 유전층 사이에 에어 갭이 형성된, 안테나 소자.
12. 위 10에 있어서, 상기 제1 유전층 상에서 상기 안테나 패턴 주변에 배열되며 복수의 더미 단위 셀들을 포함하는 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
13. 위 12에 있어서, 상기 더미 단위 셀들 내에 배치된 더미 스페이서 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
14. 위 1에 있어서, 상기 제1 유전층 상에서 상기 안테나 패턴 주변에 배치된 주변 스페이서 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
15. 상술한 실시예들의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 메쉬 구조를 포함하는 안테나 패턴의 상기 메쉬 구조 내에 스페이서 패턴이 형성될 수 있다. 상기 스페이서 패턴 상에는 상부 유전층이 형성될 수 있다. 상기 스페이서 패턴은 상기 안테나 패턴과 이격되면서 상기 상부 유전층 및 상기 안테나 패턴을 서로 분리/이격시킬 수 있다.
따라서, 안테나 패턴 위로 배치되는 유전/절연 구조물에 의한 방사 간섭, 주파수 시프트 등의 교란을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 상부 유전층에 의한 게인 손실을 억제할 수 있다.
또한, 메쉬 구조를 채용하여 상기 안테나 패턴을 통한 투과율을 증가시키면서 상기 스페이서 패턴을 통해 방사/게인 효율성을 향상시킬 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 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 메쉬 구조를 포함하는 안테나 패턴 및 상기 안테나 패턴의 메쉬 구조 내에 배열될 수 있는 절연 패턴을 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, 고주파 혹은 초고주파(예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상) 이동통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 안테나 소자의 적용 대상이 디스플레이 장치에 한정되는 것은 아니며, 차량, 가전 기기, 건축물 등과 같은 다양한 대상체 또는 구조체에 적용될 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.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 2에서 제2 유전층(150)의 도시는 생략되었다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 안테나 소자는 제1 유전층(100), 제1 유전층(100)의 상면 상에 배치된 안테나 전극층(110) 및 스페이서 패턴(130)을 포함할 수 있다. 안테나 전극층(110) 및 스페이서 패턴(130) 상에는 제2 유전층(150)이 배치될 수 있다.
제1 유전층(100)은 상기 안테나 소자의 베이스 유전층 또는 하부 유전층으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제1 유전층(100)에 의해 서로 대향하는 안테나 전극층(110) 및 그라운드 층(90) 사이에서 정전용량 혹은 인덕턴스가 생성되어, 안테나 전극층(110)의 방사 특성(에를 들면, 수직 방사 특성), 주파수 대역 등이 조절될 수 있다.
제1 유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 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 혹은 아크릴우레탄계 수지; 실리콘 계 수지 등과 같은 투명 수지 물질을 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 제1 유전층(100)에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 유전층(100)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 유전층(100)은 실질적으로 단일 층으로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 유전층(100)은 적어도 2층 이상의 복층 구조를 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 유전층(110)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 혹은 초고주파 대역에서의 안테나 방사/구동이 구현되지 않을 수 있다.
안테나 전극층(110)은 제1 유전층(100)의 상면 상에 형성될 수 있다. 안테나 전극층(110)은 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)를 포함하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 상기 안테나 패턴들이 서로 소정의 간격으로 이격되어 제1 유전층(100)의 상면 상에 배열될 수 있다.
안테나 전극층(110)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)는 상기 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 전송 선로(114)는 방사 전극(112)의 일 단으로부터 연장되며 방사 전극(112)과 상기 메쉬 구조를 공유할 수 있다.
상기 메쉬 구조는 서로 교차하는 전극 라인들에 의해 정의되는 복수의 단위 셀들(50)이 집합되어 정의될 수 있다. 예를 들면, 각 단위 셀(50)은 도 2에 도시된 바와 같이 마름모 형상을 가질 수 있다. 그러나, 단위 셀(50)은 다각형, 원형, 타원형 등과 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 단위 셀(50) 내에 스페이서 패턴(130)이 배치될 수 있다. 스페이서 패턴(130)은 단위 셀(50) 내에 배치된 필라(pillar) 패턴, 섬(island) 패턴 혹은 바(bar) 패턴 형상을 가질 수 있다.
예를 들면, 제1 유전층(100)의 상면 상에 상기 메쉬 구조를 포함하는 안테나 전극층(110)을 형성하고, 안테나 전극층(110) 상에 스페이서 막을 형성할 수 있다. 상기 스페이서 막은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 노볼락계 수지 등과 같은 감광성 수지를 포함할 수 있다.
이후, 노광 공정을 포함하는 사진 식각(photo-lithography) 공정을 통해 상기 스페이서 막을 식각하여 단위 셀(50) 내에 스페이서 패턴(130)을 형성할 수 있다.
스페이서 패턴(130)은 안테나 전극층(110)과 동일 층 혹은 동일 레벨 에 형성될 수 있다. 예를 들면, 스페이서 패턴(130) 및 안테나 전극층(110)은 제1 유전층(100)의 상기 상면 상에 함께 위치할 수 있다.
스페이서 패턴(130)은 방사 전극(112) 및/또는 전송 선로(114)에 포함된 상기 메쉬 구조(예를 들면, 메쉬 구조의 상기 전극 라인들)와는 물리적으로 분리 혹은 이격될 수 있다. 예를 들면, 스페이서 패턴(130)은 인접한 상기 전극 라인과 약 0.5㎛ 이상 이격될 수 있다.
따라서, 스페이서 패턴(130)에 의한 방사 전극(112)의 게인 감소, 주파수 시프트 등과 같은 방사 간섭을 억제할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스페이서 패턴(130)의 높이는 안테나 전극층(110)의 높이(예를 들면, 상기 메쉬 구조의 전극 라인의 높이)보다 클 수 있다. 따라서, 스페이서 패턴(130)은 단면 방향에서 안테나 전극층(110)의 상면으로부터 돌출될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 스페이서 패턴들(130)이 각 단위 셀(50) 마다 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 스페이서 패턴들(130)은 상기 메쉬 구조에 포함된 단위 셀들(50) 중 일부의 단위 셀들(50) 내에 배치될 수도 있다.
안테나 전극층(110)은 신호 패드(115)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(114)의 말단부는 신호 패드(115)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 신호 패드(115)는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)과 접합될 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 통해 예를 들면, 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩으로부터 신호 패드(115)로 급전/안테나 제어 신호가 인가될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신호 패드(115) 주변에는 그라운드 패드(117)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 신호 패드(115)를 사이에 두고 한 쌍의 그라운드 패드들(117)이 배치될 수 있다. 그라운드 패드들(117)은 전송 선로(114) 및 신호 패드(115)와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신호 패드(115) 및/또는 그라운드 패드(117) 상에는 절연 패턴(132)이 형성될 수도 있다. 절연 패턴(132)은 평면 방향에서 신호 패드(115) 및/또는 그라운드 패드(117)의 상면 일부를 덮을 수 있다. 절연 패턴(132)은 선택적인 구성으로 생략될 수도 있다.
절연 패턴(132)은 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)의 단위 셀(50) 내에 배치된 스페이서 패턴(130)과 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들면, 상술한 스페이서 막에 대한 사진 식각 공정을 통해 상기 스페이서 막의 일부가 신호 패드(115) 및/또는 그라운드 패드(117) 상에 형성된 절연 패턴(132)으로 변환될 수 있다.
상술한 바와 같이, 절연 패턴(132)이 신호 패드(115) 및/또는 그라운드 패드(117) 상에 형성됨에 따라, 상기 연성 인쇄 회로 기판의 가압/본딩 공정시 패드들(115, 117)에 발생하는 스트레스를 흡수 또는 분산시킬 수 있다.
안테나 전극층(110)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), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금이(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금)이 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 전극층(110)은 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 전극층(110)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 전극층(110)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 패드(115) 및 그라운드 패드(117)는 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다. 따라서, 예를 들면 안테나 구동 IC 칩으로부터의 급전/신호 전달 효율을 증가시킬 수 있다.
안테나 전극층(110) 및 스페이서 패턴(130) 상에는 제2 유전층(150)이 배치될 수 있다. 제2 유전층(150)은 상술한 유기 절연 물질 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 유전층(150)은 상기 안테나 소자의 상부 유전층으로 제공되며, 상기 안테나 소자의 보호층 또는 인캡슐레이션층으로 제공될 수도 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 유전층(150)은 디스플레이 장치에 포함되는 편광판, 위상차 필름, 반사 방지 필름, 지문 방지 필름, 대전 방지 필름, 하드 코팅 필름, 윈도우 필름, 커버 글래스 등과 같은 광학 필름을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 안테나 전극층(110)에 포함된 메쉬 구조 내에 안테나 전극층(110) 보다 큰 높이를 갖는 스페이서 패턴(130)이 배치될 수 있다. 따라서, 제2 유전층(150)은 방사 전극(130)과 물리적으로 이격될 수 있다. 예를 들면, 제2 유전층(150) 및 안테나 전극층(110) 사이에는 에어 갭(air gap)(160)이 형성될 수 있다.
제2 유전층(150)이 안테나 전극층(110)으로부터 이격됨에 따라 상부 유전층에 의한 방사 게인 감소를 억제 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 제2 유전층(150)이 안테나 전극층(110)과 접촉하면서 발생하는 주파수 시프트 현상도 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 유전층(100)의 저면 상에는 그라운드 층(90)이 배치될 수 있다. 그라운드 층(90)은 제1 유전층(100)을 사이에 두고 상기 안테나 패턴과 중첩될 수 있다. 예를 들면, 그라운드 층(90)은 상기 안테나 패턴의 방사 전극(112)과 전체적으로 중첩될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그라운드 층(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 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 방사 전극(112) 주변에는 더미 메쉬 전극(120)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 유전층(100) 상에 도전막을 형성할 수 있다. 상기 도전막을 식각하여 메쉬 구조를 형성하면서, 방사 전극(112)의 프로파일을 따라 상기 도전막을 식각하여 방사 전극(112) 및 더미 메쉬 전극(120)을 구분하는 분리 영역을 형성할 수 있다.
더미 메쉬 전극(120)은 복수의 더미 단위 셀들(60)이 집합되어 정의될 수 있다. 더미 메쉬 전극(120)이 방사 전극(112)과 인접하여 분포함에 따라, 방사 전극(112) 주변의 전극 패턴 분포의 균일성이 증가되어 방사 전극(112)이 예를 들면, 디스플레이 장치의 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다. 더미 메쉬 전극(120)은 전송 선로(114) 주변에도 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 더미 메쉬 전극(120)에 포함된 더미 단위 셀(60) 내부에는 더미 스페이서 패턴(135)이 배치될 수 있다. 더미 스페이서 패턴(135)은 상술한 스페이서 막으로부터 방사 전극(112)의 단위 셀(50) 내에 형성된 스페이서 패턴(130)과 함께 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 더미 단위 셀(60) 및 더미 스페이서 패턴(135)은 각각 단위 셀(50) 및 스페이서 패턴(130)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
도 4 및 도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 4를 참조하면, 스페이서 패턴(130)은 평면 방향에서 단위 셀(50) 형상과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 단위 셀(50)이 마름모 형상을 가질 수 있으며, 스페이서 패턴(130)은 단위 셀(50)을 부분적으로 채우며 마름모 상면을 갖는 패턴일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 스페이서 패턴(130)은 단위 셀(50)과 소정의 이격 거리를 유지하면서, 평면 방향에서 단위 셀(50) 면적의 약 50% 이상을 채울 수 있다. 예를 들면, 스페이서 패턴(130)은 상술한 바와 같이 단위 셀(50)의 전극 라인 혹은 단위 셀(50)의 측벽과 약 0.5㎛ 이상 이격되면서, 단위 셀(50) 면적의 약 50% 이상, 바람직하게는 약 60% 이상 또는 약 70% 이상, 보다 바람직하게는 약 80% 이상을 채울 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴의 방사 신뢰성을 확보하면서 안테나 소자의 기계적 안정성을 유지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 단위 셀(50)은 직사각형 형상을 가질 수도 있다. 이 경우, 스페이서 패턴(130) 역시 단위 셀(50)을 부분적으로 채우며 직사각형 상면을 갖는 패턴일 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 단위 셀(50) 및 스페이서 패턴(130)의 형상은 예시적인 것이며 방사 전극(112)의 디자인 및 방사 효율성을 고려하여 적절히 변경될 수 있다. 예를 들면, 스페이서 패턴(130)은 원 기둥 형상을 가질 수도 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 6을 참조하면, 방사 전극(112) 및 전송선로(114) 주변에는 주변 스페이서 패턴(137)이 배열될 수 있다. 예를 들면, 복수의 주변 스페이서 패턴들(137)이 제1 유전층(100)의 상면 상에서 방사 전극(112) 및 전송선로(114)를 포함하는 안테나 패턴 주변에 배열될 수 있다.
주변 스페이서 패턴(137)이 형성됨에 따라, 제2 유전층(150)의 단차를 방지하면서, 제2 유전층(150)이 상기 안테나 패턴과 접촉하는 것을 보다 효과적으로 방지할 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(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 안테나 소자의 안테나 패턴의 적어도 일부가 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 방사 전극들(112)은 표시 영역(210)과 중첩되며, 신호 패드(115) 및 그라운드 패드(117)은 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 안테나의 구동 IC 칩과 같은 구동 회로가 배치될 수 있다.
상기 안테나 소자의 신호 패드들(115)을 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 안테나 소자는 메쉬 구조를 포함하는 안테나 패턴 및 더미 메쉬 전극(120)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 소자의 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.
또한, 예를 들면, 디스플레이 장치(200)의 전면부 측으로 배치되는 윈도우 필름, 광학 필름, 커버 글래스 등과 같은 상부 유전 구조물에 의해 의한 주파수, 임피던스 교란을 스페이서 패턴(130)을 통해 감소 또는 차단시킬 수 있다. 따라서, 원하는 고주파수 혹은 초고주파수에서의 통신을 고신뢰성으로 구현할 수 있다.
50: 단위 셀
60: 더미 단위 셀
90: 그라운드 층 100: 제1 유전층
110: 안테나 전극층 112: 방사 전극
114: 전송 선로 115: 신호 패드
117: 그라운드 패드 120: 더미 메쉬 전극
130: 스페이서 패턴 135: 더미 스페이서 패턴
90: 그라운드 층 100: 제1 유전층
110: 안테나 전극층 112: 방사 전극
114: 전송 선로 115: 신호 패드
117: 그라운드 패드 120: 더미 메쉬 전극
130: 스페이서 패턴 135: 더미 스페이서 패턴
Claims (15)
- 제1 유전층;
상기 제1 유전층 상에 배치되며 메쉬 구조를 포함하는 안테나 패턴; 및
상기 제1 유전층 상에 배치되며 상기 안테나 패턴의 상기 메쉬 구조 내에 분포하는 스페이서 패턴을 포함하는, 안테나 소자. - 청구항 1에 있어서, 상기 메쉬 구조는 복수의 단위 셀들을 포함하며, 복수의 상기 스페이서 패턴들이 상기 단위 셀들 내에 배치되는, 안테나 소자.
- 청구항 2에 있어서, 상기 스페이서 패턴들은 각각 상기 단위 셀을 부분적으로 채우며 상기 메쉬 구조와 이격된, 안테나 소자.
- 청구항 3에 있어서, 상기 스페이서 패턴들 각각은 상기 단위 셀의 측벽으로부터 0.5㎛ 이상 이격되며, 평면 방향에서 상기 단위 셀 면적의 50% 이상을 채우는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 전극 및 상기 방사 전극으로부터 연장하는 전송 선로를 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 5에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로는 상기 메쉬 구조를 공유하며,
상기 스페이서 패턴들이 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로 내에 함께 분포하는, 안테나 소자. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 유전층 상에서 상기 전송 선로에 연결된 신호 패드; 및
상기 신호 패드의 상면 일부 상에 배치된 절연 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자 - 청구항 1에 있어서, 상기 스페이서 패턴의 높이는 상기 안테나 패턴의 높이보다 큰, 안테나 소자.
- 청구항 8에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 스페이서 패턴 상에 적층된 제2 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 9에 있어서, 상기 제2 유전층은 상기 안테나 패턴과 물리적으로 이격된, 안테나 소자.
- 청구항 10에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 제2 유전층 사이에 에어 갭이 형성된, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 유전층 상에서 상기 안테나 패턴 주변에 배열되며 복수의 더미 단위 셀들을 포함하는 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 12에 있어서, 상기 더미 단위 셀들 내에 배치된 더미 스페이서 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 유전층 상에서 상기 안테나 패턴 주변에 배치된 주변 스페이서 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200024855A KR20210109807A (ko) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200024855A KR20210109807A (ko) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20210109807A true KR20210109807A (ko) | 2021-09-07 |
Family
ID=77797472
Family Applications (1)
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| KR1020200024855A KR20210109807A (ko) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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| KR (1) | KR20210109807A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130095451A (ko) | 2012-02-20 | 2013-08-28 | 주식회사 윈터치 | 디스플레이 패널 또는 백라이트 유닛에 일체화된 안테나 패턴을 갖는 터치 스크린 장치 |
-
2020
- 2020-02-28 KR KR1020200024855A patent/KR20210109807A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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