KR20220083150A

KR20220083150A - 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20220083150A
Application number: KR1020200173089A
Authority: KR
Inventors: 김나연; 신승현
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-06-20
Also published as: CN114628889A; CN216563532U; US11658395B2; US20220190467A1

Abstract

안테나 패키지는 유전층, 및 유전층 상에 배치되며 방사 패턴 및 상기 방사 패턴으로부터 연장하는 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자, 및 코어층 및 코어층 상에 배치되어 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 신호 배선을 포함하는 회로 기판을 포함한다. 회로 기판은 안테나 소자와 접합되는 본딩 영역, 신호 배선을 포함하는 신호 전송 영역 및 신호 배선의 말단과 연결된 커넥터를 포함하는 커넥터 영역을 포함한다. 전송 선로가 배치된 안테나 소자의 영역의 길이는 회로 기판의 신호 전송 영역의 길이 이상이다.

Description

안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{ANTENNA PACKAGE AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 안테나 소자 및 회로 기판을 포함하는 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 화상 표시 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 화상 표시 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.

최근 이동통신 기술이 진화하면서, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 화상 표시 장치에 결합될 필요가 있다.

안테나의 방사 구동을 위해서는 급전, 제어 신호 전달 등을 위한 회로 기판이 상기 안테나에 연결될 수 있다. 상기 회로 기판은 예를 들면, 구동 집적 회로 칩과 연결되기 위해 굴곡될 수 있으며, 이 경우 회로 배선의 손상, 굴곡 스트레스로 인한 안테나와의 접합 불량 등이 초래될 수 있다. 추가적으로, 회로 기판에 의해 안테나로의 급전 손실, 신호 손실이 발생할 수 있으며, 회로 기판에 의한 신호 노이즈도 발생할 수 있다.

또한, 최근 안테나가 결합되는 화상 표시 장치의 두께가 감소하면서, 상기 회로 기판의 골곡 정도도 증가될 수 있다. 이 경우, 상술한 굴곡 불량이 더욱 심화될 수 있다. 따라서, 안테나의 방사 특성을 유지 또는 향상시키면서, 회로 기판의 굴곡 신뢰성을 확보하기 위한 안테나 패키지 설계가 필요하다.

예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 상술한 바와 같이 효율적인 회로 연결에 대해서는 고려하고 있지 않다.

한국공개특허공보 제2013-0095451호

본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 안테나 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 과제는 향상된 전기적, 기계적 신뢰성을 갖는 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.

1. 유전층; 및 상기 유전층 상에 배치되며 방사 패턴 및 상기 방사 패턴으로부터 연장하는 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자; 및 코어층; 및 상기 코어층 상에 배치되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 신호 배선을 포함하는 회로 기판을 포함하고,

상기 회로 기판은 상기 안테나 소자와 접합되는 본딩 영역, 상기 신호 배선을 포함하는 신호 전송 영역 및 상기 신호 배선의 말단과 연결된 커넥터를 포함하는 커넥터 영역을 포함하고, 상기 안테나 패턴의 전송 선로의 길이는 상기 회로 기판의 상기 신호 전송 영역의 길이 이상인, 안테나 패키지.

2. 위 1에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 방사 패턴이 배치된 방사 영역 및 상기 전송 선로가 배치된 전송 영역을 포함하고,

상기 안테나 소자의 상기 전송 영역의 길이가 상기 회로 기판의 상기 신호 전송 영역의 길이 이상인, 안테나 패키지.

3. 위 2에 있어서, 상기 안테나 소자의 전송 영역은 벤딩 영역을 포함하는, 안테나 패키지.

4. 위 3에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 벤딩 영역에서 상기 유전층을 사이에 두고 상기 전송 선로와 마주보는 안테나 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 패키지.

5. 위 1에 있어서, 평면 방향에서 상기 회로 기판의 면적 중 상기 신호 전송 영역의 면적은 50 내지 65%, 상기 커넥터 영역의 면적은 30 내지 40%인, 안테나 패키지.

6. 위 1에 있어서, 상기 안테나 소자의 상기 전송 선로의 길이는 상기 회로 기판의 상기 신호 배선의 길이 이상인, 안테나 패키지.

7. 위 6에 있어서, 복수의 상기 안테나 패턴들이 너비 방향으로 배열되고,

상기 회로 기판의 신호 배선은 상기 안테나 패턴들에 포함된 상기 전송 선로 각각과 개별적으로 연결된, 안테나 패키지.

8. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 전송 선로의 말단부에 연결되며, 상기 본딩 영역에서 상기 신호 배선과 전기적으로 연결되는 신호 패드; 및 상기 신호 패드 주변에 배치되어 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드와 이격된 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 패키지.

9. 위 8에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 본딩 영역에서 상기 신호 배선 주변에 배치되어 상기 그라운드 패드와 전기적으로 연결된 본딩 패드를 더 포함하는, 안테나 패키지.

10. 위 9에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층을 사이에 두고 두께 방향으로 상기 신호 배선과 마주보는 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 패키지.

11. 위 10에 있어서, 상기 코어층을 관통하여 상기 본딩 패드 및 상기 그라운드 층을 전기적으로 연결시키는 비아 구조물을 더 포함하는, 안테나 패키지.

12. 위 1에 있어서, 상기 커넥터를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 안테나 패키지.

13. 위 12에 있어서, 상기 구동 집적 회로 칩이 실장되며 상기 커넥터와 결합되는 칩 커넥터를 포함하는 칩 실장 보드를 더 포함하는 안테나 패키지.

14. 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널 상에 배치된 상술한 실시예들에 따른 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.

15. 위 14에 있어서, 상기 안테나 소자의 상기 방사 패턴은 상기 디스플레이 패널의 전면부에 배치되고, 상기 전송 선로가 배치되는 상기 안테나 소자 부분이 상기 디스플레이 패널의 배면부로 벤딩되는, 화상 표시 장치.

16. 위 15에 있어서, 상기 회로 기판 및 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 패널의 상기 배면부에서 서로 본딩된, 화상 표시 장치.

본 발명의 실시예들에 따르면, 안테나 소자에 포함되는 전송 선로의 길이가 회로 기판에 포함된 신호 배선의 길이 이상이 되도록 형성할 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 두껍거나 다층 구조를 갖는 회로 기판의 길이 또는 면적을 감소시켜, 안테나 패키지의 생산성을 향상시킬 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 안테나 소자의 전송 영역의 길이를 증가시킴에 따라, 상기 전송 영역을 통해 안테나 소자를 벤딩시켜 구동 집적 회로 칩과 안테나 패턴을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 따라서, 벤딩부에서의 굴곡 안정성 및 본딩 안정성을 향상시킬 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 회로 기판은 커넥터가 실장되는 커넥터 영역을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판의 신호 배선 길이를 감소시킴에 따라, 상기 커넥터 영역의 충분한 면적을 확보할 수 있다. 따라서, 구동 집적 회로 칩과의 연결 안정성 및 신뢰성을 증진시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.

본 발명의 실시예들은 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자 및 회로 기판이 결합된 안테나 패키지를 제공한다. 또한, 상기 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 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.

본 출원에서 사용된 용어 "제1", "제2", "상부", "하부", "상면", "저면" 등의 용어는 절대적인 위치를 지정하는 것이 아니라 상이한 구성들을 구분하거나, 구성간의 상대적 위치를 구별하기 위해 사용된다.

도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 안테나 패키지는 안테나 소자(100) 및 회로 기판(200)을 포함한다. 회로 기판(200)은 코어층(210) 및 코어층(210) 상에 형성된 회로 배선층(220)을 포함할 수 있다. 회로 배선층(220) 및 안테나 소자(100)에 포함된 안테나 패턴(120)이 전기적으로 연결될 수 있다.

안테나 소자(100)는 안테나 유전층(110) 및 안테나 유전층(110) 상에 배치된 안테나 패턴(120)을 포함할 수 있다.

안테나 유전층(110)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; 실리콘 계 수지 등을 포함하는 투명 수지 필름을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.

예를 들면, 안테나 유전층(110)은 환형 올레핀 폴리머(COP)를 포함할 수 있다.

안테나 유전층(110)은 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착성 물질을 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 유전층(110)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수도 있다.

일부 실시예들에 있어서, 안테나 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 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.

안테나 패턴(120)은 안테나 유전층(110)의 상면 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 안테나 패턴들(120)이 안테나 유전층(110) 또는 상기 안테나 패키지의 너비 방향을 따라 어레이 형태로 배열되어 안테나 패턴 행을 형성할 수 있다.

안테나 패턴(120)은 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)를 포함할 수 있다. 방사 패턴(122)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가지며, 전송 선로(124)는 방사 패턴(122)의 일변으로부터 연장될 수 있다. 전송 선로(124)는 방사 패턴(122)과 실질적으로 일체의 단일 부재로서 형성될 수 있다.

안테나 패턴(120)은 신호 패드(126)를 더 포함할 수 있다. 신호 패드(126)는 전송 선로(124)의 일단부와 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 패드(126)는 전송 선로(124)와 실질적으로 일체의 부재로 형성되며, 전송 선로(124)의 말단부가 신호 패드(126)로 제공될 수도 있다.

일부 실시예들에 따르면, 신호 패드(126) 주변에는 그라운드 패드(128)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 그라운드 패드들(128)이 신호 패드(126)를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다.

예를 들면, 그라운드 패드(128)는 신호 패드(126) 주변에서 전송 선로(124)와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 패턴(120) 또는 방사 패턴(122)은 고주파 혹은 초고주파(예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상) 대역에서 신호 송수신을 제공할 수 있다. 비제한적인 예로서, 안테나 패턴(120)의 공진 주파수는 약 20 내지 40GHz(예를 들면, 약 28GHz 또는 약 38GHz)일 수 있다.

안테나 패턴들(120)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.

일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(120)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC) 합금)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(120)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(120)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(120)은 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 수 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 패턴(122) 및 전송 선로(124)는 투과율 향상을 위해 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124) 주변에는 더미 메쉬 패턴(미도시)이 형성될 수도 있다.

신호 패드(126) 및 그라운드 패드(128)는 급전 저항 감소, 노이즈 흡수 효율 등을 고려하여 상술한 금속 또는 합금으로 형성된 속이 찬(solid) 패턴일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전송 선로(124)는 적어도 부분적으로 속이 찬 구조를 포함할 수 있다.

안테나 패턴(120)은 흑화 처리부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴(120) 표면에서의 반사율을 감소시켜, 광반사에 따른 패턴 시인을 감소시킬 수 있다.

일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(120)에 포함된 금속층의 표면을 금속 산화물 또는 금속 황화물로 변환시켜, 흑화층을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(120) 또는 상기 금속 층 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.

회로 기판(200)은 코어층(210) 및 코어층(210)의 표면 상에 형성된 회로 배선층(220)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(200)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)일 수 있다.

코어층(210)은 예를 들면, 폴리이미드 수지, MPI(Modified Polyimide), 에폭시 수지, 폴리 에스테르, 시클로 올레핀 폴리머(COP), 액정 폴리머(LCP) 등과 같은 유연성 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 코어층(210) 혹은 회로 기판(200)에서의 유전 손실을 고려하여, 코어층(210)은 액정 폴리머(LCP)로 형성될 수 있다. 코어층(210)은 회로 기판(200)에 포함되는 내부 절연층을 포함할 수 있다.

예를 들면, 회로 배선층(220)은 코어층(210)의 상면 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(200)은 코어층(210)의 상기 상면 상에 형성되며, 회로 배선층(220)을 덮는 커버레이 필름을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 커버레이 필름은 점접착층을 통해 코어층(210)의 상기 상면 상에 접합될 수 있다.

회로 배선층(220)은 신호 배선(225)을 포함할 수 있다. 신호 배선(225)은 예를 들면, 안테나 급전 배선 혹은 구동 신호 배선으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(200)의 상기 커버레이 필름을 일부 제거하여 신호 배선(225)의 일단부를 노출시킬 수 있다. 노출된 신호 배선(225)의 상기 일단부를 신호 패드(126) 상에 접합시킬 수 있다.

예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 구조물(150)을 신호 패드들(126) 및 그라운드 패드들(128) 상에 공통적으로 부착시킨 후 신호 배선(225)의 상기 일단부들이 위치한 회로 기판(200)의 본딩 영역(BR)을 도전성 중개 구조물(150) 상에 배치시킬 수 있다. 이후, 열 처리/가압 공정을 통해 회로 기판(200)의 본딩 영역(BR)을 안테나 소자(100)에 부착시킬 수 있으며, 신호 배선(225)을 각 신호 패드(126)에 전기적으로 연결시킬 수 있다.

그라운드 패드(128)를 통해 신호 패드(126)에서의 노이즈가 차폐 혹은 흡수될 수 있다. 또한, 그라운드 패드들(128)이 신호 패드(126) 주변에 배열됨에 따라, 상기 이방성 도전 필름(ACF)과의 밀착력이 증가되고, 본딩 안정성이 향상될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 신호 배선들(225)은 각각 안테나 패턴(120)과 개별적으로, 독립적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 복수의 안테나 패턴들(120) 각각에 대해 각각 독립적으로 급전/구동 제어가 수행될 수 있다. 예를 들면, 복수의 안테나 패턴들(120)에 각각 연결된 신호 배선(225)을 통해 안테나 패턴들(120)에 대해 서로 다른 위상 신호가 인가될 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 안테나 소자(100) 혹은 안테나 유전층(110)은 방사 영역(RR), 전송 영역(TR) 및 본딩 영역(BR)을 포함할 수 있다. 회로 기판(200)은 본딩 영역(BR), 신호 전달 영역(SR) 및 커넥터 영역(CR)을 포함할 수 있다.

안테나 소자(100)의 방사 영역(RR)은 방사 패턴(122)이 배치되는 영역일 수 있다. 예를 들면, 방사 영역(RR)은 안테나 유전층(110)의 일 변으로부터 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)의 경계까지의 길이를 포괄할 수 있다,

안테나 소자(100)의 전송 영역(TR)은 전송 선로(124)가 연장하는 영역일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전송 영역(TR)은 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)의 경계로부터 신호 패드(126)의 일변까지의 길이를 포괄할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전송 선로(124)의 길이는 전송 영역(TR)의 길이와 실질적으로 동일할 수 있다.

본딩 영역(BR)은 신호 패드(126) 및 그라운드 패드(128)가 배치되는 영역일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나 소자(100) 및 회로 기판(200)은 본딩 영역(BR)을 공유할 수 있다. 본딩 영역(BR)을 통해 신호 패드(126) 및 신호 배선(225)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

회로 기판(200)의 본딩 영역(BR)은 안테나 소자(100)와 인접한 회로 기판(200)의 일단부를 포함할 수 있다.

회로 기판(200)의 신호 전달 영역(SR)은 신호 배선(225)이 배치되는 영역일 수 있다. 커넥터 영역(CR)은 구동 집적 회로 칩(310)과의 전기적 연결을 위한 커넥터(250)가 배치되는 영역일 수 있다. 예를 들면, 커넥터 영역(CR)은 신호 배선(225) 및 커넥터(250)의 경계로부터 회로 기판(200)의 타단까지의 영역일 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 소자(100)의 전송 영역(TR)의 길이는 회로 기판(200)의 신호 영역(SR)의 길이 이상일 수 있다. 바람직하게는, 안테나 소자(100)의 전송 영역(TR)의 길이는 회로 기판(200)의 신호 영역(SR)의 길이보다 클 수 있다.

이에 따라, 안테나 패턴(120)의 전송 선로(124)의 길이는 회로 기판(200)의 신호 배선(225)의 길이 이상일 수 있다. 바람직하게는, 안테나 패턴(120)의 전송 선로(124)의 길이는 회로 기판(200)의 신호 배선(225)의 길이보다 클 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 신호 배선(225)이 꺾인 형상을 갖는 경우에는 본 출원에서 사용된 신호 배선(225)의 길이는 회로 기판(200)의 길이 방향(또는, 전송 선로(124)의 연장 방향)으로의 길이를 의미한다. 일 실시예에 있어서, 신호 배선(225)은 상기 길이 방향으로의 직선 형상을 가질 수도 있다.

안테나 패키지가 적용되는 디스플레이 장치의 크기, 설계에 따라 안테나 패키지의 크기 및 회로 설계도 변경될 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(200)의 길이 혹은 크기를 증가시키는 경우 추가적인 회로 기판 제작 비용이 필요하며, 다층 구조를 포함하는 회로 기판(200)에 의해 전체적인 생산성이 저하될 수 있다.

그러나, 상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 소자(100)의 전송 선로(124)의 길이를 상대적으로 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 회로 기판(200)의 크기는 감소된 신호 전달 영역(SR)을 갖도록 변경될 수 있다. 따라서, 안테나 패키지의 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에 있어서, 회로 기판(200)은 소정의 사이즈로 고정시키고, 디스플레이 장치의 디자인에 따라, 전송 선로(124) 혹은 안테나 소자(100)의 길이를 변경하여 안테나 패키지의 설계 자유도를 증진할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 증가된 전송 선로(124)의 길이를 이용하여 안테나 소자(100)를 벤딩시킬 수 있다. 예를 들면, 전송 영역(SR)에서의 안테나 소자(100) 부분을 벤딩시켜 본딩 영역(BR)을 디스플레이 패널(450)의 아래로(예를 들면, 디스플레이 패널(450)의 배면부 측으로) 배치시킬 수 있다.

이에 따라, 회로 기판(200)은 벤딩되지 않으며 디스플레이 패널(450)의 아래에서 안테나 소자(100)의 본딩 영역(BR)을 통해 안테나 패턴(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.

상대적으로 두껍거나, 다층의 적층 구조를 갖는 회로 기판(200)을 디스플레이 패널(450)의 아래로 벤딩시키는 경우, 안테나 소자(100)와의 굴곡 안정성이 저하될 수 있다. 또한, 회로 기판(200)에 포함된 절연 구조 및 도전 구조들의 기계적 안정성도 저하될 수 있다.

그러나, 예시적인 실시예들에 따르면 길이가 증가된 전송 영역(TR)을 이용하여 안테나 소자(100)를 벤딩시킬 수 있다. 따라서, 회로 기판(200)의 본딩 안정성 및 기계적 안정성을 저하시키지 않으면서, 벤딩 특성을 향상시킬 수 있다.

또한, 회로 기판(200)의 길이를 상대적으로 감소시킴으로서, 회로 기판(200)에서 발생하는 중간 전력 손실 또는 유전 손실을 감소시킬 수 있다. 따라서, 안테나 소자(100)에서의 방사 신뢰성, 방사 효율성을 향상시킬 수 있다.

디스플레이 패널(450)의 상기 배면부에서 회로 기판(200)에 실장된 커넥터(250)를 통해 구동 집적 회로 칩(310)과의 연결이 구현될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 칩 실장 보드(300) 상에 구동 집적 회로 칩(310)이 실장될 수 있다. 칩 실장 보드(300) 상에는 칩 커넥터(320)가 배치되며, 구동 집적 회로 칩(310) 및 칩 커넥터(320)는 연결 배선(330)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

회로 기판(200) 상에 실장된 커넥터(250)는 칩 실장 보드(300) 상에 실장된 칩 커넥터(320)와 결합될 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴(120) 및 구동 집적 회로 칩(310)의 전기적 연결이 구현될 수 있으며, 구동 집적 회로 칩(310)에 의해 안테나 패턴(120)으로의 급전 및 제어 신호 인가가 수행될 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에 있어서, 평면 방향에서 회로 기판(200)의 영역 중 커넥터 영역(CR)의 면적(또는 길이)은 약 30 내지 40%, 신호 전송 영역(SR)의 면적(또는 길이)은 약 50 내지 65%일 수 있다. 상술한 바와 같이, 신호 전송 영역(SR)의 길이를 상대적으로 감소시킴에 따라, 충분한 면적의 커넥터 영역(CR)을 확보할 수 있다. 따라서, 칩 커넥터(320)와의 접속 저항을 감소시키며 전체적인 신호 전달 효율을 증진할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 평면 방향에서 회로 기판(200)의 영역 중 본딩 영역(BR)의 면적은 약 5 내지 10%일 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 안테나 소자(100)는 안테나 그라운드 층(130)을 포함하며, 회로 기판(200)은 회로 그라운드 층(230)을 포함할 수 있다.

안테나 그라운드 층(130)은 안테나 유전층(110)의 저면 상에 배치되어 예를 들면, 전송 선로(124)와 안테나 유전층(110)을 사이에 두고 마주볼 수 있다.

예를 들면, 안테나 그라운드 층(130)은 전송 영역(TR) 또는 전송 선로(124)와 함께 벤딩될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자가 탑재되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 방사 패턴(122)에 대한 그라운드 층으로 제공될 수도 있다.

상기 도전성 부재는 예를 들면, 디스플레이 패널(450)에 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, 예를 들면 디스플레이 패널(450) 아래에 배치된 도전성 물질을 포함하는 각종 구조물들이 방사 패턴(122)에 대한 그라운드 층으로 제공될 수도 있다. 예를 들면, 금속 플레이트(예를 들면, SUS 플레이트와 같은 스테인리스 스틸 플레이트), 압력 센서, 지문 센서, 전자파 차폐층, 방열 시트, 디지타이저(digitizer) 등이 안테나 그라운드 층(130)으로 제공될 수 있다.

회로 그라운드 층(230)은 코어층(210)의 저면 상에 배치되어 신호 배선(220)과 평면 방향에서 중첩될 수 있다. 회로 그라운드 층(230)이 코어층(210)을 사이에 두고 신호 배선(220)과 마주봄에 따라, 신호 배선(220) 주변에서의 전계 형성이 촉진되고, 노이즈가 흡수되어 급전 효율이 향상될 수 있다.

도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조들에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 3을 참조하면, 전송 선로(124)는 너비가 감소하는 협폭부(124a)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(124) 중 신호 패드(126)와 인접한 단부는 폭이 감소되어 협폭부(124a)로 제공될 수 있다.

전송 선로(124)가 가변 폭을 가짐에 따, 전송 영역(TR)에서의 유연성 및 벤딩 용이성이 보다 증진될 수 있다.

도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조들에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 4를 참조하면, 전송 선로(124)에 의해 2 이상의 방사 패턴들(122)이 커플링될 수 있다. 예를 들면, 2개의 방사 패턴들(122)이 전송 선로(124)에 의해 서로 커플링되어 방사 그룹이 형성될 수 있다. 하나의 상기 방사 그룹이 신호 패드(126)를 통해 신호 배선(225)과 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이, 전송 선로(124)의 길이(안테나 소자 또는 안테나 패키지의 길이 방향으로의 길이)는 신호 배선(225)의 길이 이상일 수 있다.

도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 5에서 회로 그라운드 층(230)(도 2 참조)의 도시는 생략되었다.

도 5를 참조하면, 회로 기판(200) 또는 회로 배선층(220)은 신호 배선(220) 주변에 형성된 본딩 패드(227)를 더 포함할 수 있다.

본딩 패드(227)는 코어층(210)의 상면 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 본딩 패드들(227)이 하나의 신호 배선(225)을 사이에 두고 배치될 수 있다.

본딩 패드(227)는 신호 배선(225)과 전기적, 물리적으로 분리되며, 안테나 소자(100)에 포함된 그라운드 패드(128)와 도전성 중개 구조물(150)(도 2 참조)을 통해 접합될 수 있다. 본딩 패드(227)가 회로 기판(200)의 본딩 영역(BR)에 포함됨에 따라, 회로 기판(200) 및 안테나 소자(100)의 본딩 안정성이 보다 향상될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 본딩 패드(227)은 코어 층(210)을 관통하는 비아 구조물(240)을 통해 회로 그라운드 층(230)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본딩 패드(227) 및 회로 그라운드 층(230)을 통한 접지 효율이 향상될 수 있다.

도 6은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.

도 6을 참조하면, 화상 표시 장치(400)는 예를 들면, 스마트 폰 형태로 구현될 수 있으며, 도 5는 화상 표시 장치(400)의 전면부 또는 윈도우 면을 도시하고 있다. 화상 표시 장치(400)의 전면부는 표시 영역(410) 및 주변 영역(420)을 포함할 수 있다. 주변 영역(420)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다

상술한 안테나 패키지에 포함된 안테나 소자(100)는 화상 표시 장치(400)의 전면부를 향해 배치될 수 있으며, 예를 들면 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사 패턴들(122)은 표시 영역(410)과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.

이 경우, 방사 패턴(122)은 메쉬-패턴 구조를 포함할 수 있으며, 방사 패턴(122)에 의한 투과율 저하를 방지할 수 있다. 상기 안테나 패키지에 포함된 구동 집적 회로 칩(310)은 표시 영역(410)에서의 이미지 품질 저하 방지를 위해 주변 영역(420)에 배치될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 증가된 길이를 갖는 안테나 소자의 전송 영역(TA)을 통해 주변 영역(420)을 따라 상기 안테나 패키지가 굴곡될 수 있다. 이에 따라, 화상 표시 장치(400)의 배면부에서 회로 기판(200) 및 구동 집적 회로 칩(310)이 전기적으로 연결될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예

COP 유전층 상에 APC 합금을 이용하여 안테나 패턴을 형성하였다. 구체적으로 방사 패턴의 크기는 2.8 mm×2.8 mm, 전송 선로의 크기는 1.0mm(너비)×10mm(길이)로 형성되었으며, 2개의 안테나 패턴들이 유전층 상에 배열되었다.

LCP 코어층 상에 회로 배선을 포함하는 연성 인쇄회로 기판(FPCB)(총 두께: 500㎛)을 준비하였다. FPCB의 본딩 영역의 길이는 1mm, 신호 전송 영역의 길이는 8mm 및 커넥터 영역의 길이는 5mm로 조절되었다.

FPCB의 본딩 영역을 통해 FPCB를 안테나 패턴들의 전송 선로들과 각각 연결시키고, 전송 선로가 배치된 COP 유전층 부분을 아래로 굴곡시켜 FPCB에 포함된 커넥터를 메인 보드에 연결시켰다.

비교예

안테나 패턴의 전송 선로의 길이를 5mm, FPCB의 신호 전송 영역의 길이를 15mm로 변경하고, FPCB의 신호 전송 영역을 굴곡시켜 메인 보드와 연결시킨 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 안테나 패키지를 제작하였다.

실험예

실시예 및 비교예에 따른 안테나 패키지에 포함된 안테나 패턴에 대해 급전을 수행하며 각각 Network analyzer 및 mmWave측정기(C&G Microwave社)를 사용하여 S-파라미터(S11) 및 안테나 게인을 28GHz 조건에서 측정하였다.

평가 결과는 하기의 표 1에 나타낸다.

	S11(dB)	안테나 게인(dBi)
실시예	-8.1	4.6
비교예	-8.2	4.0

표 1을 참조하면, 안테나 소자의 전송 영역의 길이를 증가시키고, 상기 전송 영역을 통해 굴곡시켜 구동 집적 회로 칩과 급전/연결시킨 실시예의 안테나 패키지에서 보다 우수한 안테나 방사 특성이 확보되었다.

100: 안테나 소자 110: 안테나 유전층
120: 안테나 패턴 122: 방사 패턴
124: 전송 선로 126: 신호 패드
128: 그라운드 패드 200: 회로 기판
210: 코어층 220: 회로 배선층
225: 신호 배선 230: 그라운드 층
300: 칩 실장 보드 310: 구동 집적 회로 칩

Claims

유전층; 및 상기 유전층 상에 배치되며 방사 패턴 및 상기 방사 패턴으로부터 연장하는 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자; 및
코어층; 및 상기 코어층 상에 배치되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 신호 배선을 포함하는 회로 기판을 포함하고,
상기 회로 기판은 상기 안테나 소자와 접합되는 본딩 영역, 상기 신호 배선을 포함하는 신호 전송 영역 및 상기 신호 배선의 말단과 연결된 커넥터를 포함하는 커넥터 영역을 포함하고,
상기 안테나 패턴의 전송 선로의 길이는 상기 회로 기판의 상기 신호 전송 영역의 길이 이상인, 안테나 패키지.
청구항 1에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 방사 패턴이 배치된 방사 영역 및 상기 전송 선로가 배치된 전송 영역을 포함하고,
상기 안테나 소자의 상기 전송 영역의 길이가 상기 회로 기판의 상기 신호 전송 영역의 길이 이상인, 안테나 패키지.
청구항 2에 있어서, 상기 안테나 소자의 상기 전송 영역은 벤딩 영역을 포함하는, 안테나 패키지.
청구항 3에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 벤딩 영역에서 상기 유전층을 사이에 두고 상기 전송 선로와 마주보는 안테나 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 패키지.
청구항 1에 있어서, 평면 방향에서 상기 회로 기판의 면적 중 상기 신호 전송 영역의 면적은 50 내지 65%, 상기 커넥터 영역의 면적은 30 내지 40%인, 안테나 패키지.
청구항 1에 있어서, 상기 안테나 소자의 상기 전송 선로의 길이는 상기 회로 기판의 상기 신호 배선의 길이 이상인, 안테나 패키지.
청구항 6에 있어서, 복수의 상기 안테나 패턴들이 너비 방향으로 배열되고,
상기 회로 기판의 상기 신호 배선은 상기 안테나 패턴들에 포함된 상기 전송 선로 각각과 개별적으로 연결된, 안테나 패키지.
청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 전송 선로의 말단부에 연결되며, 상기 본딩 영역에서 상기 신호 배선과 전기적으로 연결되는 신호 패드; 및 상기 신호 패드 주변에 배치되어 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드와 이격된 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 패키지.
청구항 8에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 본딩 영역에서 상기 신호 배선 주변에 배치되어 상기 그라운드 패드와 전기적으로 연결된 본딩 패드를 더 포함하는, 안테나 패키지.
청구항 9에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층을 사이에 두고 두께 방향으로 상기 신호 배선과 마주보는 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 패키지.
청구항 10에 있어서, 상기 코어층을 관통하여 상기 본딩 패드 및 상기 그라운드 층을 전기적으로 연결시키는 비아 구조물을 더 포함하는, 안테나 패키지.
청구항 1에 있어서, 상기 커넥터를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 안테나 패키지.
청구항 12에 있어서, 상기 구동 집적 회로 칩이 실장되며 상기 커넥터와 결합되는 칩 커넥터를 포함하는 칩 실장 보드를 더 포함하는 안테나 패키지.
디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 배치된 청구항 1의 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.
청구항 14에 있어서, 상기 안테나 소자의 상기 방사 패턴은 상기 디스플레이 패널의 전면부에 배치되고,
상기 전송 선로가 배치되는 상기 안테나 소자 부분이 상기 디스플레이 패널의 배면부로 벤딩되는, 화상 표시 장치.
청구항 15에 있어서, 상기 회로 기판 및 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 패널의 상기 배면부에서 서로 본딩된, 화상 표시 장치.