KR20220104455A - 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
안테나 패키지는 제1 방사 패턴을 포함하는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자, 및 안테나 소자와 결합되어 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 중개 회로 기판을 포함한다. 중개 회로 기판은 코어층, 코어층의 일 면 상에 형성되어 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 급전 배선, 및 코어층의 일 면 상에 형성된 제2 방사 패턴을 포함한다. 중개 회로 기판에 포함된 안테나를 활용하여 방사 커버리지를 확장할 수 있다.
Description
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, 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 화상 표시 장치에 결합될 필요가 있다.
그러나, 안테나의 구동 주파수가 증가하는 경우, 신호 손실이 증가할 수 있으며 전송 경로의 길이가 증가할수록 안테나 게인 역시 감소할 수 있다.
안테나를 예를 들면, 화상 표시 장치의 메인 보드에 연결시키기 위해 인쇄 회로 기판과 같은 연결 중개 구조물이 추가될 수 있다. 이 경우, 상기 연결 중개 구조물에 의해서도 신호 손실이 증가될 수 있다.
또한, 상기 안테나가 화상 표시 장치의 전면부에 배치되는 경우 안테나의 방사 방향이 제한되어 광대역 또는 높은 커버리지의 안테나 방사를 구현하는 것이 실질적으로 제한될 수 있다. 안테나 방사 특성을 향상시키기 위해 안테나를 화상 표시 장치 내에 삽입하는 경우, 화상 표시 장치의 두께가 증가하고 표시 패널의 도전 구조에 의해 방사 간섭이 발생할 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 상술한 바와 같이 효율적인 회로 연결에 대해서는 고려하고 있지 않다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 방사 패턴을 포함하는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자; 및 상기 안테나 소자와 결합되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 중개 회로 기판을 포함하고, 상기 중개 회로 기판은 코어층; 상기 코어층의 일 면 상에 형성되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 급전 배선; 및 상기 코어층의 상기 일 면 상에 형성된 제2 방사 패턴을 포함하는, 안테나 패키지.
2. 위 1에 있어서, 상기 중개 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에서 제2 방사 패턴으로부터 연장하는 제2 급전 배선을 더 포함하는, 안테나 패키지.
3. 위 2에 있어서, 상기 중개 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에 형성된 제3 방사 패턴을 더 포함하는, 안테나 패키지.
4. 위 3에 있어서, 상기 중개 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에서 제3 방사 패턴으로부터 연장하는 제3 급전 배선을 더 포함하는, 안테나 패키지.
5. 위 4에 있어서, 상기 코어층은 상기 안테나 소자와 접합되는 제1 영역, 벤딩 영역을 포함하는 제2 영역, 및 상기 중개 회로 기판의 말단부를 포함하는 제3 영역을 포함하고,
상기 제2 방사 패턴은 상기 코어층의 상기 제2 영역 상에 형성되고, 상기 제3 방사 패턴은 상기 코어층의 상기 제3 영역 상에 형성된, 안테나 패키지.
6. 위 5에 있어서, 상기 제2 방사 패턴은 상기 안테나 소자에 대해 수평 방사 패턴으로 제공되며, 상기 제3 방사 패턴은 상기 안테나 소자의 저면 방향의 수직 방사 패턴으로 제공되는, 안테나 패키지.
7. 위 6에 있어서, 상기 제1 방사 패턴은 상기 안테나 소자의 상면 방향의 수직 방사 패턴인, 안테나 패키지.
8. 위 5에 있어서, 상기 제2 급전 배선은 상기 제2 방사 패턴으로부터 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역에 걸쳐 연장하고, 상기 제3 급전 배선은 상기 제3 방사 패턴으로부터 상기 제3 영역에서 연장하는, 안테나 패키지.
9. 위 5에 있어서, 상기 제1 방사 패턴은 상기 제2 방사 패턴 또는 상기 제3 방사 패턴과 다른 사이즈 또는 다른 공진 주파수를 갖는, 안테나 패키지.
10. 위 9에 있어서, 상기 제1 방사 패턴, 상기 제2 방사 패턴 및 상기 제3 방사 패턴은 순차적으로 감소하는 사이즈를 갖는, 안테나 패키지.
11. 위 9에 있어서, 상기 제1 방사 패턴, 상기 제2 방사 패턴 및 상기 제3 방사 패턴은 순차적으로 증가하는 공진 주파수를 갖는, 안테나 패키지.
12. 위 5에 있어서, 상기 코어층의 상기 제3 영역을 통해 상기 제1 급전 배선, 상기 제2 급전 배선 및 상기 제3 급전 배선과 전기적으로 연결되는 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 안테나 패키지.
13. 위 5에 있어서, 상기 제1 급전 배선, 상기 제2 급전 배선, 상기 제3 급전 배선, 상기 제2 방사 패턴 및 상기 제3 방사 패턴은 상기 코어층의 상기 일 면 상의 동일 층에 함께 형성된, 안테나 패키지.
14. 위 5에 있어서, 상기 제2 방사 패턴은 커브드(curved) 형상을 갖는, 안테나 패키지.
15. 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널 상에 배치된 상술한 실시예들에 따른 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.
16. 위 15에 있어서, 상기 디스플레이 패널 아래에 배치된 칩 실장 기판; 및 상기 칩 실장 기판 상에 실장된 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하고,
상기 안테나 패키지의 상기 중개 회로 기판은 상기 디스플레이 패널 아래로 굴곡되어 상기 칩 실장 기판과 결합되고, 상기 안테나 구동 집적 회로 칩과 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
17. 위 16에 있어서, 상기 제2 방사 패턴은 상기 디스플레이 패널의 측부 상에 배치되는, 화상 표시 장치.
18. 위 17에 있어서, 상기 중개 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에 형성되어 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되는 제3 방사 패턴을 더 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 안테나 소자에 포함되는 안테나 패턴을 실질적으로 안테나-온-디스플레이(Antenna On Display, AOD) 안테나로 활용하고, 상기 안테나 패턴과 연결된 회로 기판 상에 추가적인 안테나 패턴을 형성할 수 있다. 회로 기판에 포함된 안테나 패턴을 통해 안테나 총 게인을 향상시킬 수 있으며, 회로 기판의 벤딩을 통해 안테나 방사 방향 또는 방사 커버리지를 확장시킬 수 있다.
따라서, 방사 특성 및 신뢰성을 유지 또는 향상시키면서 방사 커버리지 및 방사 대역을 함께 증가시킬 수 있는 안테나 패키지가 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 회로 기판에 포함된 안테나 패턴은 상기 AOD 안테나 보다 높은 공진 주파수를 갖는 고주파 안테나로 활용하여 실질적으로 멀티-밴드 안테나를 구현할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도 및 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 안테나 소자 및 회로 기판이 결합되며 복수의 안테나 패턴들을 포함하는 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.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 단면도이다. 예를 들면, 설명의 편의를 위해 도 1 및 도 2에서 중개 회로 기판은 벤딩되기 전의 평평한 상태로 도시되었다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 패키지는 안테나 소자(100) 및 중개 회로 기판(200)을 포함할 수 있다.
안테나 소자(100)는 안테나 유전층(110) 및 안테나 유전층(110) 상에 배치된 안테나 패턴층(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.
일 실시예에 있어서, 안테나 유전층(110)은 후술하는 안테나 패턴의 안정적인 형성 및 중개 회로 기판(200)과의 연결 신뢰성을 위해 시클로 올레핀 폴리머(COP) 층을 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 수 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 패턴층(120)은 안테나 유전층(110)의 상면 상에 형성된 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 안테나 패턴들이 안테나 소자(100)의 너비 방향을 따라 배열될 수 있다.
상기 안테나 패턴은 제1 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)를 포함할 수 있다. 제1 방사 패턴(122)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가지며, 전송 선로(124)는 제1 방사 패턴(122)의 일변으로부터 연장될 수 있다. 전송 선로(124)는 제1 방사 패턴(122)과 실질적으로 일체의 단일 부재로서 형성될 수 있으며, 제1 방사 패턴(122) 보다 좁은 폭을 가질 수 있다.
상기 안테나 패턴은 신호 패드(126)를 더 포함할 수 있다. 신호 패드(126)는 전송 선로(124)의 말단부와 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 패드(126)는 전송 선로(124)와 실질적으로 일체의 부재로 제공되며, 전송 선로(124)의 말단부가 신호 패드(126)로 제공될 수도 있다.
일부 실시들에 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. 그라운드 패드(128)는 전송 선로(124) 및 신호 패드(126)와는 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
상기 안테나 패턴 또는 제1 방사 패턴(122)은 예를 들면, 3G, 4G, 5G 혹은 그 이상의 고주파 혹은 초고주파 대역의 공진 주파수를 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 패턴의 공진 주파수는 약 20 내지 40GHz 범위의 공진 주파수를 가질 수 있다.
상기 안테나 패턴은 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 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴은 저저항 구현 및 미세 선폭 패터닝을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC) 합금), 혹은 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴은 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, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)는 투과율 향상을 위해 메쉬-패턴 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 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 및 수평 방사 특성 향상 등을 고려하여 상술한 금속 또는 합금으로 형성된 속이 찬(solid) 패턴일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방사 패턴(122)은 메쉬-패턴 구조를 가지며, 전송 선로(124)의 적어도 일부는 속이 찬(solid) 금속 패턴을 포함할 수 있다.
제1 방사 패턴(122)은 화상 표시 장치의 표시 영역 내에 배치되고, 신호 패드(126) 및 그라운드 패드(128)는 화상 표시 장치의 비표시 영역 또는 베젤 영역 내에 배치될 수 있다. 전송 선로(124)의 상기 적어도 일부 역시 비표시 영역 또는 베젤 영역 내에 배치될 수 있다.
안테나 유전층(110)의 저면 상에는 안테나 그라운드 층(130)이 형성될 수 있다. 안테나 그라운드 층(130)은 상술한 금속 및/또는 합금을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 그라운드 층(130)은 안테나 소자(100)의 독립된 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 소자(100)가 탑재되는 화상 표시 장치의 도전성 부재가 안테나 그라운드 층(130)으로 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.
일 실시예에 있어서, 예를 들면 상기 디스플레이 패널 아래에 배치된 도전성 물질을 포함하는 각종 구조물들이 안테나 그라운드 층(130)으로 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.
중개 회로 기판(200)은 코어층(210) 및 코어층(210)의 일 면 상에 형성된 도전층(220)을 포함할 수 있다. 코어층(210)의 상기 일 면과 대향하는 타면 상에는 그라운드 층(230)이 형성될 수 있다.
중개 회로 기판(200)은 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)으로부터 제조될 수 있다.
코어층(210)은 연성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 코어층(210)은 폴리이미드 수지, MPI(Modified Polyimide), 에폭시 수지, 폴리 에스테르, 시클로 올레핀 폴리머(COP), 액정 폴리머(LCP) 등과 같은 연성 수지를 포함할 수 있다. 코어층(210)은 중개 회로 기판(200)에 포함되는 내부 절연층을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 코어층(210)은 충분한 유연성, 벤딩 특성 구현을 위해 LCP 또는 MPI를 포함할 수 있다.
도전층(220)은 안테나 패턴층(120)과 전기적으로 연결되는 제1 급전 배선(222)을 포함할 수 있다. 제1 급전 배선(222)은 안테나 패턴층(120)의 신호 패드(126)와 연결 또는 본딩될 수 있다.
예를 들면, 회로 기판(200)의 커버레이 필름(미도시)을 일부 제거하여 제1 급전 배선(222) 의 일단부를 노출시킬 수 있다. 노출된 제1 급전 배선(222)의 상기 일단부를 신호 패드(126)를 포함하는 안테나 패턴층(120) 상에 접합시킬 수 있다.
예를 들면, 중개 회로 기판(200) 및 안테나 소자(100)는 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 접합 구조물(150)을 활용한 열 처리/가압 공정을 통해 서로 본딩될 수 있다.
중개 회로 기판(200) 또는 코어층(210)은 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 제3 영역(III)을 포함할 수 있다. 제1 영역(I)은 중개 회로 기판(200) 및 안테나 소자(100)의 본딩 영역으로 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 영역(II)은 제1 영역(I) 및 제3 영역(III) 사이에 배치되며 중개 회로 기판(200)의 벤딩 영역으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제2 영역(II)을 통해 중개 회로 기판(200)이 굴곡 혹은 폴딩되어 제3 영역(III)은 디스플레이 패널 아래로 배치될 수 있다.
이 경우, 제2 영역(II)은 상기 디스플레이 패널의 측부 상에 위치할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 중개 회로 기판(200)의 도전층(220)은 제2 방사 패턴(224)을 포함할 수 있디. 제2 방사 패턴(224)은 제2 영역(II)의 코어층(210)의 상기 일 면상에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 방사 패턴(224)은 제1 급전 배선(222)과 동일 층 또는 동일 레벨에 형성될 수 있다.
예를 들면, 복수의 제2 방사 패턴들(224)이 제2 영역(II)에서 중개 회로 기판(200)의 너비 방향을 따라 배열될 수 있다.
제2 방사 패턴(224)의 일 변으로부터 제2 급전 배선(226)이 연장될 수 있다. 제2 급전 배선(226)은 제2 방사 패턴(224)의 상기 일변으로부터 제2 영역(II) 및 제3 영역(III)에 걸쳐 연장할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 중개 회로 기판(200)의 도전층(220)은 제3 방사 패턴(223)을 더 포함할 수 있다. 제3 방사 패턴(223)은 제3 영역(III)의 코어층(210)의 상기 일 면상에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제3 방사 패턴(223)은 제1 급전 배선(222)과 동일 층 또는 동일 레벨에 형성될 수 있다.
예를 들면, 복수의 제3 방사 패턴들(223)이 제3 영역(III)에서 중개 회로 기판(200)의 너비 방향을 따라 배열될 수 있다.
제3 방사 패턴(223)의 일 변으로부터 제3 급전 배선(225)이 연장될 수 있다. 제3 급전 배선(225)은 제3 방사 패턴(223)의 상기 일변으로부터 제3 영역(III) 상에서 연장할 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 방사 패턴(122)은 실질적으로 안테나-온-디스플레이(Antenna On Display, AOD) 안테나 패턴으로 제공될 수 있다. 따라서, 제1 방사 패턴(122)을 통해 화상 표시 장치의 전면부에서 충분한 방사 특성 및 게인을 확보할 수 있다. 예를 들면, 제1 방사 패턴(122)을 통해 화상 표시 장치의 상기 전면부 방향으로의 수직 방사가 구현될 수 있다.
제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)은 실질적으로 중개 회로 기판(200)과 일체화된 안테나 패턴으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 중개 회로 기판(200)을 통해 AOD 안테나 패턴의 급전 및 신호 제어가 구현되면서, 보조 안테나 방사가 구현될 수 있다. 중개 회로 기판(200)의 코어층(210)은 실질적으로 제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)에 대한 안테나 유전층으로 제공될 수 있다.
예를 들면, 제2 방사 패턴(224)을 통해 화상 표시 장치의 측부 방향으로의 수평 방사가 구현될 수 있으며, 제3 방사 패턴(223)을 통해 화상 표시 장치의 배면부 방향으로의 수직 방사가 구현될 수 있다.
따라서, 중개 회로 기판(200)을 활용하여 화상 표시 장치로부터 제공되는 안테나 방사 커버리지를 확장시킬 수 있다. 또한, 상대적으로 유연성이 향상된 중개 회로 기판(200)의 벤딩을 통해 용이하게 제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)을 통한 수평 방사 및 배면 수직 방사를 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)은 각각 중개 회로 기판(200)의 벤딩과 함께 화상 표시 장치의 주변부(또는 베젤부) 및 배면부에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)은 사용자에게 시인되지 않으므로 속이 찬(solid) 금속 패턴으로 형성되어, 저저항을 통한 신호 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 방사 패턴(122)은 AOD 안테나 패턴으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 제1 방사 패턴(122)은 메쉬-패턴 구조로 형성되어 투과율을 증가시키면서 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
그라운드 층(230)은 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 제3 영역(III)에 걸쳐 코어층(210)의 저면 상에 형성될 수 있다. 그라운드 층(230)은 제1 내지 제3 급전 배선들(222, 226, 225)과 평면 방향에서 중첩되어 전계 형성을 통한 제1 내지 제3 방사 패턴들(122, 224, 223)로의 급전 및 신호 전달을 촉진할 수 있다.
그라운드 층(230)은 두께 방향으로 제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)과도 평면 방향에서 중첩되어 중개 회로 기판(200)을 통한 안테나 방사를 유도할 수 있다.
중개 회로 기판(200)의 도전층(220) 및 그라운드 층(230)은 상술한 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도전층(210) 및 그라운드 층(230) 동박 적층판(Copper Clad Laminate)의 일면 및 타면에 포함된 금속층으로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 동박 적층판의 일 면에 형성된 금속층을 식각하여 제1 내지 제3 급전 배선들(222, 226, 225) 및 제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)을 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 중개 회로 기판(200)은 칩 실장 기판(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 제1 내지 제3 급전 배선들(222, 226, 225)의 말단부들이 커넥터(320)를 통해 칩 실장 기판(300)에 포함된 연결 배선(330)과 전기적으로 연결될 수 있다.
칩 실장 기판(300) 상에는 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩(340)이 연결 배선(330)과 전기적으로 연결되도록 표면 실장 기술(SMT)를 통해 실장될 수 있다. 이에 따라, 안테나 구동 IC 칩(340)을 통해 제1 내지 제3 방사 패턴들(224, 223)로 급전 및 제어 신호(예를 들면, 위상 신호, 빔 틸팅 신호 등)의 인가가 수행될 수 있다.
칩 실장 기판(300)은 예를 들면, 메인 보드, 패키지 기판 혹은 리지드(rigid) 인쇄 회로 기판 등을 포함할 수 있다. 칩 실장 기판(300)은 커넥터(320), 연결 배선(330) 및 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩(340)이 배치되는 절연 바디(310)를 포함할 수 있다. 절연 바디(310)는 예를 들면, 유리 섬유와 같은 무기 물질이 함침된 수지(예를 들면, 프리프레그(prepreg))를 포함하며, 코어층(210) 보다 높은 강성 또는 낮은 유연성을 가질 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 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 안테나 패키지는 서로 다른 사이즈 및/또는 공진 주파수를 갖는 방사 패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 내지 제3 방사 패턴들(122, 224, 223)은 서로 다른 사이즈를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 급전 배선(222)을 통한 상대적으로 긴 신호 경로를 갖는 제1 방사 패턴(122)은 신호 손실에 따른 방사 신뢰성 저하를 방지하기 위해 상대적으로 낮은 공진 주파수 및 큰 사이즈를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제3 급전 배선(225)을 통한 짧은 신호 경로를 갖는 제3 방사 패턴(223)은 상대적으로 높은 주파수 및 작은 사이즈를 가질 수 있다.
예를 들면, 제1 방사 패턴(122), 제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)은 순차적으로 감소하는 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들면, 10 내지 40 GHz 범위에서 제1 방사 패턴(122), 제2 방사 패턴(224) 및 제3 방사 패턴(223)은 순차적으로 증가하는 공진 주파수를 가질 수 있다.
도 4 및 도 5는 각각 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도 및 평면도이다. 설명의 편의를 위해, 안테나 소자(100) 및 중개 회로 기판(200)의 일부 구성들의 도시는 생략된다. 예를 들면, 중개 회로 기판(200)의 도전층(220) 중 급전 배선들의 도시는 생략되었다.
도 4 및 도 5를 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(405) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 방사 패턴(122)은 표시 영역(410)과 적어도 부분적으로 중첩될 수도 있다.
이 경우, 제1 방사 패턴(122)은 메쉬-패턴 구조를 포함할 수 있으며, 제1 방사 패턴(122)에 의한 투과율 저하를 방지할 수 있다. 안테나 패턴에 포함된 패드들(126, 128)은 속이 찬 금속 패턴으로 형성되며, 이미지 품질 저하 방지를 위해 주변 영역(420)에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 중개 회로 기판(200)은 굴곡되어 화상 표시 장치(400)의 배면부에 배치되며 안테나 구동 IC 칩(340)이 실장된 칩 실장 기판(300)을 향해 연장할 수 있다.
상술한 바와 같이, 중개 회로 기판(200)의 제1 영역(I)이 안테나 소자(100)와 본딩되고, 제2 영역(II)이 벤딩되어 예를 들면, 디스플레이 패널(405)의 측부에 배치될 수 있다. 제2 방사 패턴(224)은 디스플레이 패널(405)의 상기 측부 상에 배치되어 수평 방사를 제공할 수 있다. 예를 들면, 제2 방사 패턴(224)은 커브드(curved) 형상을 가질 수 있다.
중개 회로 기판(200)의 제3 영역(III)은 디스플레이 패널(405)의 아래 혹은 화상 표시 장치의 배면부에 위치할 수 있다. 예를 들면, 제3 영역(III)은 안테나 소자(100)와 대향할 수 있다.
이에 따라, 제3 방사 패턴(223)은 상기 배면부에서의 수직 방사 패턴으로 제공될 수 있다. 그러므로, 화상 표시 장치의 전면, 배면 및 측면 방향들로 방사가 함께 제공되어 안테나 커버리지가 확장될 수 있다.
100: 안테나 소자
110: 안테나 유전층
122: 제1 방사 패턴 124: 전송 선로
126: 신호 패드 128: 그라운드 패드
200: 중개 회로 기판 210: 코어층
220: 도전층 222: 제1 급전 배선
223: 제3 방사 패턴 224: 제2 방사 패턴
225: 제3 급전 배선 226: 제2 급전 배선
300: 칩 실장 기판 310: 절연 바디
320: 커넥터
122: 제1 방사 패턴 124: 전송 선로
126: 신호 패드 128: 그라운드 패드
200: 중개 회로 기판 210: 코어층
220: 도전층 222: 제1 급전 배선
223: 제3 방사 패턴 224: 제2 방사 패턴
225: 제3 급전 배선 226: 제2 급전 배선
300: 칩 실장 기판 310: 절연 바디
320: 커넥터
Claims (18)
- 제1 방사 패턴을 포함하는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자; 및
상기 안테나 소자와 결합되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 중개 회로 기판을 포함하고, 상기 중개 회로 기판은
코어층;
상기 코어층의 일 면 상에 형성되어 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 급전 배선; 및
상기 코어층의 상기 일 면 상에 형성된 제2 방사 패턴을 포함하는, 안테나 패키지. - 청구항 1에 있어서, 상기 중개 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에서 제2 방사 패턴으로부터 연장하는 제2 급전 배선을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 2에 있어서, 상기 중개 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에 형성된 제3 방사 패턴을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 3에 있어서, 상기 중개 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에서 제3 방사 패턴으로부터 연장하는 제3 급전 배선을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 4에 있어서, 상기 코어층은 상기 안테나 소자와 접합되는 제1 영역, 벤딩 영역을 포함하는 제2 영역, 및 상기 중개 회로 기판의 말단부를 포함하는 제3 영역을 포함하고,
상기 제2 방사 패턴은 상기 코어층의 상기 제2 영역 상에 형성되고, 상기 제3 방사 패턴은 상기 코어층의 상기 제3 영역 상에 형성된, 안테나 패키지. - 청구항 5에 있어서, 상기 제2 방사 패턴은 상기 안테나 소자에 대해 수평 방사 패턴으로 제공되며,
상기 제3 방사 패턴은 상기 안테나 소자의 저면 방향의 수직 방사 패턴으로 제공되는, 안테나 패키지. - 청구항 6에 있어서, 상기 제1 방사 패턴은 상기 안테나 소자의 상면 방향의 수직 방사 패턴인, 안테나 패키지.
- 청구항 5에 있어서, 상기 제2 급전 배선은 상기 제2 방사 패턴으로부터 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역에 걸쳐 연장하고,
상기 제3 급전 배선은 상기 제3 방사 패턴으로부터 상기 제3 영역에서 연장하는, 안테나 패키지. - 청구항 5에 있어서, 상기 제1 방사 패턴은 상기 제2 방사 패턴 또는 상기 제3 방사 패턴과 다른 사이즈 또는 다른 공진 주파수를 갖는, 안테나 패키지.
- 청구항 9에 있어서, 상기 제1 방사 패턴, 상기 제2 방사 패턴 및 상기 제3 방사 패턴은 순차적으로 감소하는 사이즈를 갖는, 안테나 패키지.
- 청구항 9에 있어서, 상기 제1 방사 패턴, 상기 제2 방사 패턴 및 상기 제3 방사 패턴은 순차적으로 증가하는 공진 주파수를 갖는, 안테나 패키지.
- 청구항 5에 있어서, 상기 코어층의 상기 제3 영역을 통해 상기 제1 급전 배선, 상기 제2 급전 배선 및 상기 제3 급전 배선과 전기적으로 연결되는 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 5에 있어서, 상기 제1 급전 배선, 상기 제2 급전 배선, 상기 제3 급전 배선, 상기 제2 방사 패턴 및 상기 제3 방사 패턴은 상기 코어층의 상기 일 면 상의 동일 층에 함께 형성된, 안테나 패키지.
- 청구항 5에 있어서, 상기 제2 방사 패턴은 커브드(curved) 형상을 갖는, 안테나 패키지.
- 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 배치된 청구항 1의 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치. - 청구항 15에 있어서, 상기 디스플레이 패널 아래에 배치된 칩 실장 기판; 및 상기 칩 실장 기판 상에 실장된 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하고,
상기 안테나 패키지의 상기 중개 회로 기판은 상기 디스플레이 패널 아래로 굴곡되어 상기 칩 실장 기판과 결합되고, 상기 안테나 구동 집적 회로 칩과 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치. - 청구항 16에 있어서, 상기 제2 방사 패턴은 상기 디스플레이 패널의 측부 상에 배치되는, 화상 표시 장치.
- 청구항 17에 있어서, 상기 중개 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에 형성되어 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되는 제3 방사 패턴을 더 포함하는, 화상 표시 장치.
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