KR20210112571A - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 하부 유전층, 하부 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 방사 전극으로부터 연장하는 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴, 및 방사 전극과 적어도 부분적으로 중첩되며 전송 선로의 연장 방향과 경사지게 배향되도록 안테나 패턴 위에 배치되는 편파 조절 패턴을 포함한다. 편파 조절 패턴을 통해 송수신 가능한 편파 커버리지가 증가될 수 있다.
Description
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방사 전극 및 추가 전극들을 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, 최근 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이와 같은 박형, 고투명, 고해상도의 디스플레이 장치가 개발되면서, 상기 안테나 역시 예를 들면, 박막 전극을 포함한 필름 혹은 패치 형태로 개발되고 있다.
그러나, 안테나의 주파수 대역이 증가할수록 회절 특성이 약화되어 안테나의 커버리지가 감소할 수 있으며, 주변 전파 방해 또는 노이즈에 의해 안테나 게인 역시 감소할 수 있다.
또한, 안테나가 실장되는 디스플레이 장치의 공간이 감소함에 따라, 충분한 게인 특성, 지향성, 커버리지를 갖는 안테나 전극 설계가 용이하지 않다.
따라서, 소정의 안테나 디자인 설계 내에서 상술한 방사 특성을 향상시킬 필요가 있다. 예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 고주파수에 대응한 상술한 안테나 전극 설계에 대해서는 충분히 고려하지 않고 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 효율성 및 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 효율성 및 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 하부 유전층; 상기 하부 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 상기 방사 전극으로부터 연장하는 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴; 및 상기 방사 전극과 적어도 부분적으로 중첩되며 상기 전송 선로의 연장 방향과 경사지게 배향되도록 상기 안테나 패턴 위에 배치되는 편파 조절 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 편파 조절 패턴 사이에 배치된 상부 유전층을 포함하는, 안테나 소자.
3. 위 1에 있어서, 상기 편파 조절 패턴은 상기 안테나 패턴 위로 순차적으로 적층되며 상기 전송 선로와의 경사각이 상이한 복수의 편파 조절 패턴들을 포함하는, 안테나 소자.
4. 위 3에 있어서, 상기 복수의 편파 조절 패턴들은 상기 안테나 패턴으로부터 순차적으로 상기 경사각이 증가하도록 서로 이격되어 적층된, 안테나 소자.
5. 위 3에 있어서, 상기 편파 조절 패턴들은 상기 전송 선로의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장하는 제1 편파 조절 패턴 및 상기 제1 편파 조절 패턴 위에 배치되며 상기 전송 선로의 상기 연장 방향에 대해 경사진 제2 편파 조절 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
6. 위 5에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 제1 편파 조절 패턴 사이에 배치된 제1 상부 유전층, 및 상기 제1 편파 조절 패턴 및 상기 제2 편파 조절 패턴 사이에 배치된 제2 상부 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
7. 위 6에 있어서, 상기 제2 편파 조절 패턴 상에 배치된 제3 상부 유전층, 및 상기 제3 상부 유전층 상에 배치된 제3 편파 조절 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
8. 위 7에 있어서, 상기 제3 편파 조절 패턴은 상기 전송 선로의 연장 방향과 수직하게 경사진, 안테나 소자.
9. 위 1에 있어서, 복수의 상기 안테나 패턴들이 상기 하부 유전층 상에 배열되며, 상기 편파 조절 패턴은 상기 안테나 패턴들 중 일부 안테나 패턴 위에만 선택적으로 배치된, 안테나 소자
10. 위 9에 있어서, 상기 안테나 패턴들은 서로 이격되어 배열된 제1 안테나 패턴, 제2 안테나 패턴 및 제3 안테나 패턴을 포함하며,
상기 편파 조절 패턴은 상기 제1 안테나 패턴 위에 배치된 제1 편파 조절 패턴 및 상기 제2 안테나 패턴 위에 배치된 제2 편파 조절 패턴을 포함하고, 상기 제3 안테나 패턴 위로는 상기 편파 조절 패턴이 배치되지 않는, 안테나 소자.
11. 위 10에 있어서, 상기 제1 편파 조절 패턴 및 상기 제2 편파 조절 패턴은 상이한 경사 방향 또는 상이한 경사각을 갖는, 안테나 소자.
12. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극은 메쉬 구조를 포함하며, 상기 하부 유전층 상에서 상기 방사 전극 주변에 형성된 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
13. 위 12에 있어서, 상기 편파 조절 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
14. 위 1에 있어서, 상기 편파 조절 패턴은 금속층, 투명 도전성 산화물 층, 또는 금속층 및 투명 도전성 산화물층의 복층 구조를 갖는, 안테나 소자.
15. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극은 상기 전송 선로의 연장 방향에 따른 제1 편파 방향을 가지며, 상기 편파 조절 패턴의 경사 방향에 따라 상기 방사 전극의 제1 편파 방향이 제2 편파 방향으로 시프트 되는, 안테나 소자.
16. 상술한 실시예들의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 방사 전극 위로 방사 전극과 부분적으로 중첩되는 편파 조절 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 편파 조절 패턴은 방사 전극의 편파 방향을 변경시켜 안테나 소자의 송수신 가능한 공진 또는 파동 커버리지를 증가시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 서로 다른 틸팅 각도를 갖는 복수의 편파 조절 패턴이 하나의 방사 전극 위에 적층되어 편파 방향 변경의 효율성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방사 전극 및/또는 편파 조절 패턴은 메쉬 구조를 포함하며, 증가된 투과율을 가질 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치의 표시 영역 내에 예를 들면, 패치 혹은 필름 형태로 삽입되는 경우에도 전극 시인을 억제하며 이미지 품질 저하를 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 방사 전극 및 편파 조절 패턴을 포함하며, 방사 효율성 및 신뢰성이 향상된 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 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. 상기 안테나 소자의 적용 대상이 디스플레이 장치에 한정되는 것은 아니며, 차량, 가전 기기, 건축물 등과 같은 다양한 대상체 또는 구조체에 적용될 수도 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.
첨부된 도면들에서 유전층(100) 상면에 평행하며 서로 수직한 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 안테나 소자 혹은 디스플레이 장치의 길이 방향, 상기 제2 방향은 안테나 소자 혹은 디스플레이 장치의 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, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 하부 유전층(100), 하부 유전층(100)의 상면 상에 배치된 제1 전극층(110), 및 제1 전극층(110) 위에 배치된 편파 조절 패턴(130)을 포함할 수 있다. 하부 유전층(100)의 저면 상에는 제2 전극층(90)이 배치될 수 있다.
하부 유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 하부 유전층(100)은 제1 전극층(110) 또는 안테나 패턴이 형성되는 안테나 소자의 필름 기재로서 기능할 수 있다.
예를 들면, 하부 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 수지; 아크릴우레탄계 수지; 실리콘계 수지 등과 같은 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 형성된 투명 필름이 하부 유전층(100)으로 활용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 하부 유전층(100)에 포함될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하부 유전층(100)은 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수도 있다.
하부 유전층(100)에 의해 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(90) 사이에서 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 안테나 소자가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 하부 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. 바람직하게는, 하부 유전층(100)의 유전율은 약 2 내지 10 범위일 수 있다.
제1 전극층(110)은 하부 유전층(100)의 상기 상면 상에 배치되며, 상기 안테나 소자의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 패턴은 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 신호 패드(116)를 포함할 수 있다. 제1 전극층(110) 또는 상기 안테나 패턴은 그라운드 패드(118)를 더 포함할 수도 있다.
방사 전극(112)은 예를 들면 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 전송 선로(114)는 방사 전극(112)의 일변으로부터 예를 들면, 상기 제1 방향으로 연장하며, 신호 패드(116)는 전송 선로(114)의 일단에 연결될 수 있다.
그라운드 패드(118)는 신호 패드(116) 주변에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 한 쌍의 그라운드 패드들(118)이 신호 패드(116)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 그라운드 패드(118)는 신호 패드(116) 및 전송 선로(114)와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
신호 패드(116)는 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB), 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 구조물을 통해 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 구동 IC 칩을 통해 방사 전극(112)으로 급전 및 신호 제어가 수행될 수 있다.
예를 들면, 상기 안테나 구동 IC 칩은 상기 연성 인쇄 회로 기판 상에 직접 표면 실장될 수 있다.
상기 안테나 패턴 또는 제1 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), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 칼슘(Ca) 등과 같은 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴 또는 제1 전극층(110)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴 또는 제1 전극층(110)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼??(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
상기 안테나 패턴 또는 제1 전극층(110)은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴 또는 제1 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, 방사 전극(112)은 투명성 향상을 위해 상기 투명 도전성 산화물층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 신호 패드(116) 및 그라운드 패드(118)는 신호 손실 방지, 노이즈 차폐 효율성을 위해 상술한 금속 또는 합금층으로 구성될 수 있다(예를 들면, 투명 도전성 산화물 층은 배제됨).
제2 전극층(90)은 하부 유전층(100)의 저면 상에 형성될 수 있다. 제2 전극층(90)은 하부 유전층(100)을 사이에 두고 제1 전극층(110)에 포함된 안테나 패턴(예를 들면, 방사 전극(112))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.
제1 전극층(110) 상에는 상부 유전층(120)이 형성되어 상기 안테나 패턴을 덮을 수 있다. 상부 유전층(120) 상에 편파 조절 패턴(130)이 배치될 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 2에서는 상부 유전층(120)의 도시는 생략되었다.
상부 유전층(120)은 하부 유전층(100)과 실질적으로 동일하거나 유사한 절연 물질을 포함할 수 있다. 상부 유전층(120)의 유전율은 약 1.5 내지 12, 바람직하게는 약 2 내지 10 범위로 조절될 수 있다. 상부 유전층(120) 및 하부 유전층(100)의 두께는 각각 약 40 내지 1000㎛일 수 있다.
편파 조절 패턴(130)은 상부 유전층(120) 상에 배치될 수 있다. 편파 조절 패턴(130)은 평면 방향에서 방사 전극(112)과 적어도 부분적으로 중첩되는 바(bar) 패턴 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 편파 조절 패턴(130)은 상기 제1 방향에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들면, 평면 방향에서 편파 조절 패턴(130)은 상기 제1 방향에 대해 소정의 경사각으로 틸팅될 수 있다. 상기 경사각은 원하는 편파 방향에 따라 예를 들면, 0 내지 90도 범위에서 적절히 조절될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(114)가 상기 제1 방향으로 연장되며, 편파 조절 패턴(130)은 전송 선로(114)의 연장 방향에 대해 소정의 경사각으로 틸팅될 수 있다.
도 2에서 편파 조절 패턴(130)은 시계 방향으로 틸팅된 것으로 도시되어 있으나, 반시계 방향으로 틸팅될 수도 있다.
예를 들면, 안테나 패턴 혹은 방사 전극(112)의 편파 방향은 전송 선로(114)의 연장 방향에 의해 조절될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사 전극(112)의 중심선은 전송 선로(114)의 연장 방향과 실질적으로 일치할 수 있다.
도 2에 표시된 바와 같이, 안테나 패턴 혹은 방사 전극(112)으로부터 상기 제1 방향으로의 제1 편파 방향(혹은 공진 방향)(E1)이 생성될 수 있다. 편파 조절 패턴(130)은 방사 전극(112)으로부터 생성된 편파를 흡수하여 진동할 수 있다. 이에 따라, 제1 편파 방향(E1)이 편파 조절 패턴(130)의 연장 방향 혹은 틸팅 방향에 따라 제2 편파 방향(E2)으로 시프트될 수 있다.
따라서, 편파 조절 패턴(130)의 경사각 변경을 통해 안테나 패턴의 편파 방향을 용이하게 변경할 수 있으며, 송수신/방사 가능한 안테나 패턴의 커버리지를 확장 또는 추가할 수 있다.
편파 조절 패턴(130)은 방사 전극(112)으로부터 발생하는 편파에 의해 진동 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 편파 조절 패턴(130)은 상기 안테나 패턴과 실질적으로 동일하거나 유사한 금속 및/또는 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 편파 조절 패턴(130)은 금속층 및 투명 도전성 산화물층의 적층 구조를 포함할 수도 있다.
도 3 및 도 4는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면 복수의 편파 조절 패턴들이 방사 전극(112) 위로 적층될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 서로 경사각이 상이한 편파 조절 패턴들이 방사 전극(112)위로 적층될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110) 또는 상기 안테나 패턴 상에 제1 상부 유전층(122), 제1 편파 조절 패턴(132), 제2 상부 유전층(124) 및 제2 편파 조절 패턴(134)이 순차적으로 적층될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 편파 조절 패턴(134)의 경사각은 제1 편파 조절 패턴(132)의 경사각보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 편파 조절 패턴(132)은 상기 제1 방향(예를 들면, 전송 선로(114)의 연장 방향)으로 연장할 수 있다. 이 경우, 제1 편파 조절 패턴(132)의 경사각은 실질적으로 0도일 수 있다.
제1 편파 조절 패턴(132)은 제2 편파 조절 패턴(134)에 의해 편파 방향 시프트가 생성되기 전에 제2 편파 조절 패턴(134)으로 편파를 전송해주는 중개 패턴 또는 완충 패턴으로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 편파 조절 패턴(134) 상에는 제3 상부 유전층(126) 및 제3 편파 조절 패턴(136)이 순차적으로 적층될 수 있다. 제3 편파 조절 패턴(136)의 경사각은 제2 편파 조절 패턴(134)의 경사각보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제3 편파 조절 패턴(136)은 상기 제2 방향으로 연장할 수 있다. 예를 들면, 제3 편파 조절 패턴(136)의 경사각은 실질적으로 90도일 수 있다.
이 경우, 제3 편파 조절 패턴(136)은 전송 선로(114)의 연장 방향 또는 방사 전극(112)을 통한 전계 또는 공진 방향과 실질적으로 수직할 수 있다.
상술한 일 실시예에 따르면, 방사 전극(112)의 공진 방향과 실질적으로 수직하게 틸팅된 제3 편파 조절 패턴(136)을 복수의 편파 조절 패턴들 중 최상층 패턴으로 배치시킬 수 있다. 이 경우, 외부로부터 반사되며 방사 전극(112)에서 생성되는 전계 방향과 수직한 편파를 흡수하여 제2 편파 조절 패턴(134) 및 제1 편파 조절 패턴(132)을 거쳐 방사 전극(112)으로 입력할 수 있다.
따라서, 방사 전극(112)에서의 게인 량 및 편파 커버리지를 보다 증폭시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 3층 구조 이상의 편파 조절 패턴들이 방사 전극(112)으로부터 순차적으로 경사각이 증가하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 편파 방향을 점진적 또는 단계적으로 틸팅될 수 있으며 편파 방향의 시프트를 보다 용이하고 효율적으로 구현할 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 방사 전극(112)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(114) 역시 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 전송 선로(114)와 연결된 신호 패드(116)는 급전 저항 감소를 위해 속이 찬 금속 패턴 형상을 가질 수 있다. 신호 패드(116)와 인접한 그라운드 패드(118) 역시 노이즈 차폐, 흡수 효율성을 위해 속이 찬 금속 패턴으로 형성될 수 있다.
방사 전극(112)이 상기 메쉬 구조를 포함함에 따라, 안테나 소자의 투과율이 향상될 수 있다. 따라서, 방사 전극(112)이 디스플레이 장치의 표시 영역 내에 위치하는 경우에도, 이미지 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
방사 전극(112) 주변에는 더미 메쉬 전극(119)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 유전층(100) 상에 메쉬 도전층을 형성한 후 상기 메쉬 도전층을 안테나 패턴의 프로파일을 따라 절단하여 분리 영역(117)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 분리 영역(117)에 의해 서로 이격된 더미 메쉬 전극(119) 및 방사 전극(112)이 형성될 수 있다.
더미 메쉬 전극(119)이 방사 전극(112) 주변에 배치됨에 따라, 도전 패턴들의 영역 별 형상, 분포 편차에 따른 전극 시인을 억제할 수 있다.
더미 메쉬 전극(119)은 전송 선로(114) 주변에도 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 더미 메쉬 전극(119)은 신호 패드(116) 및 그라운드 패드(118) 주변에는 형성되지 않을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 편파 조절 패턴(130) 역시 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 안테나 소자는 복수의 안테나 패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 상기 안테나 패턴들이 상기 제2 방향을 따라 배열되어 어레이(array)를 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상술한 편파 조절 패턴은 복수의 상기 안테나 패턴들 중 일부의 안테나 패턴들 상에만 선택적으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 안테나 패턴들 중 적어도 하나의 안테나 패턴 상에 편파 조절 패턴이 배치되며, 적어도 하나의 안테나 패턴 상에는 편파 조절 패턴이 배제될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자는 제1 안테나 패턴(110a), 제2 안테나 패턴(110b) 및 제3 안테나 패턴(110c)을 포함할 수 있다. 제1 안테나 패턴(110a) 및 제2 안테나 패턴(110b)의 방사 전극들(112) 상에는 각각 제1 편파 조절 패턴(130a) 및 제2 편파 조절 패턴(130b)이 배치될 수 있다. 제3 안테나 패턴(110c) 상에는 편파 조절 패턴이 배치되지 않을 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 정해진 안테나 패턴 어레이 디자인 내에서 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)의 사이즈, 형태 변경 없이 편파 조절 패턴을 일부 안테나 패턴 상에만 배치시킴으로써, 송수신 가능한 편파 형태를 확장할 수 있다.
예를 들면, 제3 안테나 패턴(110c)을 통해 원하는 제1 방향의 편파를 유지하고, 제1 및 제2 안테나 패턴들(110a, 110b)을 통해서는 상이한 방향의 편파를 생성하여 안테나 소자의 송수신 커버리지를 용이하게 확장시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 편파 조절 패턴(130a) 및 제2 편파 조절 패턴(130b)은 서로 반대 방향으로 틸팅될 수 있다. 예를 들면, 제1 편파 조절 패턴(130a)은 시계 방향, 제2 편파 조절 패턴(130b)은 반시계 방향으로 틸팅될 수 있다. 제1 편파 조절 패턴(130a) 및 제2 편파 조절 패턴(130b)은 서로 상이한 경사각을 가질 수도 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 패턴들의 적어도 일부가 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(112)은 표시 영역(210)과 중첩되며, 신호 패드(116) 및 그라운드 패드(118)는 주변 영역(220)에 대응되도록 배치될 수 있다. 방사 전극(112) 위로 배치되는 편파 조절 패턴(130) 역시 표시 영역(210)과 중첩될 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 패드(116)를 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 안테나 소자는 메쉬 구조를 포함하는 방사 전극(112), 편파 조절 패턴(130) 및 더미 메쉬 전극(119)을 포함하며, 투과성이 향상되며 전극 시인이 현저히 감소 또는 억제될 수 있다. 따라서, 원하는 통신 신뢰성, 편파 커버리지를 유지 또는 향상시키면서, 표시 영역(210)에서의 이미지 품질 역시 함께 향상될 수 있다.
90: 제2 전극층
100: 하부 유전층
110: 제1 전극층 112: 방사 전극
114: 전송 선로 116: 신호 패드
118: 그라운드 패드 119: 더미 메쉬 전극
120: 상부 유전층 130: 편파 조절 패턴
110: 제1 전극층 112: 방사 전극
114: 전송 선로 116: 신호 패드
118: 그라운드 패드 119: 더미 메쉬 전극
120: 상부 유전층 130: 편파 조절 패턴
Claims (16)
- 하부 유전층;
상기 하부 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 상기 방사 전극으로부터 연장하는 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴; 및
상기 방사 전극과 적어도 부분적으로 중첩되며 상기 전송 선로의 연장 방향과 경사지게 배향되도록 상기 안테나 패턴 위에 배치되는 편파 조절 패턴을 포함하는, 안테나 소자. - 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 편파 조절 패턴 사이에 배치된 상부 유전층을 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 편파 조절 패턴은 상기 안테나 패턴 위로 순차적으로 적층되며 상기 전송 선로와의 경사각이 상이한 복수의 편파 조절 패턴들을 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 3에 있어서, 상기 복수의 편파 조절 패턴들은 상기 안테나 패턴으로부터 순차적으로 상기 경사각이 증가하도록 서로 이격되어 적층된, 안테나 소자.
- 청구항 3에 있어서, 상기 편파 조절 패턴들은 상기 전송 선로의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장하는 제1 편파 조절 패턴 및 상기 제1 편파 조절 패턴 위에 배치되며 상기 전송 선로의 상기 연장 방향에 대해 경사진 제2 편파 조절 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 5에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 제1 편파 조절 패턴 사이에 배치된 제1 상부 유전층, 및 상기 제1 편파 조절 패턴 및 상기 제2 편파 조절 패턴 사이에 배치된 제2 상부 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 6에 있어서, 상기 제2 편파 조절 패턴 상에 배치된 제3 상부 유전층, 및 상기 제3 상부 유전층 상에 배치된 제3 편파 조절 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 7에 있어서, 상기 제3 편파 조절 패턴은 상기 전송 선로의 연장 방향과 수직하게 경사진, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 복수의 상기 안테나 패턴들이 상기 하부 유전층 상에 배열되며,
상기 편파 조절 패턴은 상기 안테나 패턴들 중 일부 안테나 패턴 위에만 선택적으로 배치된, 안테나 소자 - 청구항 9에 있어서, 상기 안테나 패턴들은 서로 이격되어 배열된 제1 안테나 패턴, 제2 안테나 패턴 및 제3 안테나 패턴을 포함하며,
상기 편파 조절 패턴은 상기 제1 안테나 패턴 위에 배치된 제1 편파 조절 패턴 및 상기 제2 안테나 패턴 위에 배치된 제2 편파 조절 패턴을 포함하고, 상기 제3 안테나 패턴 위로는 상기 편파 조절 패턴이 배치되지 않는, 안테나 소자. - 청구항 10에 있어서, 상기 제1 편파 조절 패턴 및 상기 제2 편파 조절 패턴은 상이한 경사 방향 또는 상이한 경사각을 갖는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극은 메쉬 구조를 포함하며, 상기 하부 유전층 상에서 상기 방사 전극 주변에 형성된 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 12에 있어서, 상기 편파 조절 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 편파 조절 패턴은 금속층, 투명 도전성 산화물 층, 또는 금속층 및 투명 도전성 산화물층의 복층 구조를 갖는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극은 상기 전송 선로의 연장 방향에 따른 제1 편파 방향을 가지며, 상기 편파 조절 패턴의 경사 방향에 따라 상기 방사 전극의 제1 편파 방향이 제2 편파 방향으로 시프트 되는, 안테나 소자.
- 청구항 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200027725A KR20210112571A (ko) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200027725A KR20210112571A (ko) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210112571A true KR20210112571A (ko) | 2021-09-15 |
Family
ID=77793238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200027725A KR20210112571A (ko) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210112571A (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
- 2020-03-05 KR KR1020200027725A patent/KR20210112571A/ko not_active Application Discontinuation
Patent 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 |
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