KR20230163856A - 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들은 안테나 구조체를 제공한다. 안테나 구조체는 각각 독립적으로 구동하는 제1 방사체를 포함하는 제1 방사 유닛, 제2 방사체를 포함하는 제2 방사 유닛, 제3 방사체를 포함하는 제3 방사 유닛 및 제4 방사체를 포함하는 제4 방사 유닛을 포함한다. 제1 방사체, 제2 방사체, 제3 방사체 및 제4 방사체 중 적어도 하나는 어레이 형태로 서로 커플링된 복수의 방사체들을 포함한다. 제1 방사체의 중심점 및 제2 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제1 축과, 제3 방사체의 중심점 및 제2 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제2 축은 서로 수직한다.
Description
본 발명은 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 방사체들을 포함하는 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술, 혹은 제스처 감지, 모션 인식(Motion recognition) 등과 같은 비접촉식 센싱이 화상 표시 장치, 전자 기기, 건축물 등에 적용 혹은 내장되고 있다.
또한, 최근 이동통신 기술이 진화하면서, 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 각종 모바일 기기에 적용되고 있다.
예를 들면, 무선 통신 기술이 디스플레이 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
또한, 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치가 보다 얇아지고 경량화됨에 따라, 상기 안테나가 차지하는 공간 역시 감소할 수 있다. 이에 따라, 제한된 공간 안에서 안테나가 실장되기 위하여, 디스플레이 패널 상에 필름 또는 패치 형태로 포함될 수 있다.
그러나, 안테나를 디스플레이 패널 상에 배치하는 경우, 신호 송수신 또는 급전을 위한 동축(Coaxial) 회로의 설계가 곤란할 수 있다. 또한, 별도의 동축 급전 회로로 인하여 감도가 저하되거나 안테나 기기가 적용되는 구조물의 공간 효율성, 심미적 특성을 저해할 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제10-2014-0104965호는 안테나 엘리먼트 및 접지 엘리먼트를 포함하는 안테나 장치를 개시하고 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 신호 송수신 효율 및 방사 신뢰성을 갖는 안테나 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 상기 안테나 구조체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 제1 방사체를 포함하는 제1 방사 유닛; 제2 방사체를 포함하는 제2 방사 유닛; 및 제3 방사체를 포함하는 제3 방사 유닛을 포함하고,
상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체 중 적어도 하나는 어레이 형태로 서로 커플링된 복수의 방사체들을 포함하며,
상기 제1 방사체의 중심점 및 상기 제2 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제1 축과, 상기 제2 방사체의 중심점 및 상기 제3 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제2 축은 서로 수직한, 안테나 구조체.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체 중 적어도 하나는 어레이 형태로 배열된 2n 개의 방사체들을 포함하며, n은 1 내지 4의 정수인, 안테나 구조체.
3. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 각각 2개 이상의 방사체들을 포함하는, 안테나 구조체.
4. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛이 배치되는 유전층을 더 포함하며,
상기 제1 축은 상기 유전층의 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도로 경사지고, 상기 제2 축은 상기 유전층의 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도로 경사진, 안테나 구조체.
5. 위 4에 있어서, 상기 제1 틸팅 각도 및 상기 제2 틸팅 각도는 각각 30° 내지 60°인, 안테나 구조체.
6. 위 4에 있어서, 하나의 방사 유닛에 포함된 상기 복수의 방사체들은 상기 유전층의 너비 방향으로 배열되며,
서로 이웃하는 방사체들간 너비 방향으로의 이격 거리는 방사체의 공진 주파수의 반 파장(λ/2)인, 안테나 구조체.
7. 위 1에 있어서, 제1 방사체와 동일 층에서 상기 제1 방사체에 연결된 제1 전송 선로, 제2 방사체와 동일 층에서 상기 제2 방사체에 연결된 제2 전송 선로 및 제3 방사체와 동일 층에서 상기 제3 방사체에 연결된 제3 전송 선로를 더 포함하는, 안테나 구조체.
8. 위 7에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛은 동일 층에 배치된, 안테나 구조체.
9. 위 7에 있어서, 상기 제1 전송 선로, 상기 제2 전송 선로 및 상기 제3 전송 선로 중 복수의 방사체들에 연결된 전송 선로는 인접하는 한 쌍의 방사체들을 커플링하는 병합 선로를 포함하는, 안테나 구조체.
10. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체와 이격되어 배치된 제4 방사체를 포함하는 제4 방사 유닛을 더 포함하는, 안테나 구조체.
11. 위 10에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛은 수신 방사 유닛으로 제공되며, 상기 제4 방사 유닛은 송신 방사 유닛으로 제공되는, 안테나 구조체.
12. 위 10에 있어서, 상기 제4 방사 유닛은 어레이 형태로 서로 커플링된 복수의 방사체들을 포함하는, 안테나 구조체.
13. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 구조체.
14. 제1 방사체를 포함하는 제1 방사 유닛; 제2 방사체를 포함하는 제2 방사 유닛; 및 제3 방사체를 포함하는 제3 방사 유닛을 포함하는 수신 방사 유닛; 및
상기 수신 방사 유닛과 물리적으로 이격되고, 서로 커플링된 복수의 제4 방사체들을 포함하는 송신 방사 유닛을 포함하고,
상기 제1 방사체의 중심점 및 상기 제2 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제1 축 및 상기 제2 방사체의 중심점 및 상기 제3 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제2 축은 서로 수직한. 안테나 구조체.
15. 위 14에 있어서, 상기 송신 방사 유닛은 어레이 형태로 배열된 2n 개의 방사체들을 포함하며, n은 1 내지 4의 정수인, 안테나 구조체.
16. 위 14에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛은 각각 하나의 방사체를 포함하는, 안테나 구조체.
17. 위 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 모션 인식 센서.
18. 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널 상에 배치된 위 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 디스플레이 장치.
19. 위 18에 있어서, 상기 제1 축은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도로 경사지고,
상기 제2 축은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도로 경사진, 디스플레이 장치.
20. 위 18에 있어서, 상기 안테나 구조체에 커플링되는 모션 센서 구동 회로; 및 상기 안테나 구조체 및 상기 모션 센서 구동 회로를 전기적을 연결시키는 연성 회로 기판(FPCB)을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 안테나 구조체는 서로 독립적으로 구동되는 제1 방사 유닛, 제2 방사 유닛, 제3 방사 유닛 및 제4 방사 유닛을 포함할 수 있다. 상기 제1 방사 유닛 및 상기 제2 방사 유닛이 배열되는 제1 축과, 제3 방사 유닛 및 제2 방사 유닛이 배열되는 제2 축은 서로 수직할 수 있다. 따라서, 서로 수직하는 두 축에서의 방사체들의 신호의 세기 및 변화를 각각 감지할 수 있다.
또한, 제1 방사 유닛, 제2 방사 유닛, 제3 방사 유닛 및 제4 방사 유닛 중 적어도 하나는 두개 이상의 방사체들을 포함할 수 있다. 따라서, 방사 유닛들에 의해 송수신되는 신호의 세기가 증폭될 수 있으며, 안테나 구조체의 게인 및 신호 감도가 향상될 수 있다.
또한, 제1 방향 및 제2 방향은 유전층의 일 측변 또는 디스플레이 패널의 일 측변에 대하여 소정의 틸팅 각도로 경사질 수 있다. 따라서, 제1 축 및 제2 축에서의 방사체들의 신호 불균형을 해소할 수 있으며, 안테나 구조체에 의해 모션 또는 동작 감지 성능이 향상될 수 있다.
상기 안테나 구조체는 회로 기판을 통하여 모션 센서 구동 회로와 전기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 감지 대상의 위치 변화에 따른 제1 축 및 제2 축에서의 신호 세기의 변화가 모션 센서 구동 회로로 전송될 수 있으며, 수집된 정보를 기반으로 전 방향에서의 위치 변화 및 거리를 측정할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6 및 도 7은 각각 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6 및 도 7은 각각 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
본 발명의 실시예들에 따른 안테나 구조체는 서로 이격되어 배치된 제1 방사 유닛, 제2 방사 유닛, 제3 방사 유닛 및 제4 방사 유닛을 포함한다. 상기 제1 방사 유닛의 중심 및 상기 제2 방사 유닛의 중심 사이에서 연장하는 제1 라인과 상기 제2 방사 유닛의 중심 및 상기 제3 방사 유닛의 중심 사이에서 연장하는 제2 라인은 서로 수직으로 교차하며, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛, 상기 제3 방사 유닛 및 상기 제4 방사 유닛 중 적어도 하나는 적어도 2개의 방사체들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치는 상기 안테나 구조체를 포함한다. 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.
본 출원에 사용된 용어 "제1", "제2", "제3", "제4", "일단", "타단", "상면", "저면", "상부", "하부" 등은 절대적인 위치 혹은 순서를 한정하는 것이 아니며, 서로 다른 구성 또는 부분을 구분하기 위한 상대적인 의미로 사용된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 1에서, 제1 방향은 안테나 소자의 너비 방향에 해당할 수 있다. 상기 제1 방향의 정의는 이하의 도면들에서 모두 동일하게 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 안테나 구조체는 유전층(105) 및 유전층(105) 상에 배치된 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)을 포함할 수 있다.
유전층(105)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.
유전층(105)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, 유전층(105)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유전층(105)은 실질적으로 단일 층으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유전층(105)은 적어도 2층 이상의 복층 구조를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 유전층(105)은 기재층 및 안테나 유전층을 포함할 수 있으며, 상기 기재층 및 상기 안테나 유전층 사이의 점접착층을 포함할 수도 있다.
유전층(105)에 의해 안테나 구조체(100)에 대한 임피던스(impedance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 안테나 구조체(100)가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 유전층(105)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(105)의 저면 상에는 그라운드 층이 형성될 수 있다. 그라운드 층을 통해 전송 선로에서의 전계 생성이 보다 촉진될 수 있으며, 급전 라인주변의 전기적 노이즈가 흡수 또는 차폐될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그라운드 층은 상기 안테나 구조체(100)의 별도 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구조체(100)가 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.
일 실시예에 있어서, 화상 표시 장치의 배면부에 배치되는 SUS 플레이트, 디지타이저와 같은 센서 부재, 방열 시트 등과 같은 금속성 부재가 그라운드 층으로 제공될 수도 있다.
제1 방사 유닛(110)은 제1 방사체(112)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 방사체(112)에 의해 제1 방사 유닛(110)이 정의될 수 있다. 제2 방사 유닛(120)은 제2 방사체(122)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 방사체(122)에 의해 제2 방사 유닛(120)이 정의될 수 있다. 제3 방사 유닛(130)은 제3 방사체(132)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제3 방사체(132)에 의해 제3 방사 유닛(130)이 정의될 수 있다.
제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130) 중 적어도 하나는 2개 이상의 방사체들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132) 중 적어도 하나는 복수의 방사체들이 배열된 안테나 어레이(array)를 형성할 수 있다.
이 경우, 서로 인접하여 배치되는 복수의 방사체들(112, 122, 132)에 의해 방사 유닛(110, 120, 130)의 신호 감도가 향상될 수 있으며, 방사체들에 의해 송수신되는 신호의 세기가 증폭될 수 있다.
예를 들면, 안테나 구조체(100)가 50GHz 이상의 고주파 혹은 초고주파 대역에서 구동되는 경우, 신호 간섭 및 신호 손실이 심해질 수 있으며, 안테나 구조체의 게인(gain) 및 방사 집중도가 저하될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 하나의 방사 유닛(110, 120, 130)이 복수의 방사체들(112, 122, 132)이 어레이 형태로 배열된 구조를 가짐에 따라, 하나의 방사 유닛(110, 120, 130) 내에서 인접하는 방사체들 간 신호 증폭이 발생할 수 있으며, 방사 유닛(110, 120, 130)의 방사 지향성이 개선될 수 있다. 따라서, 안테나 구조체(100)가 높은 게인 및 감도를 가질 수 있으며, 신호 송수신 효율이 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하나의 방사 유닛(110, 120, 130)에 포함된 복수의 방사체들(112, 122, 132)은 유전층(105)의 너비 방향(예를 들면, 제1 방향)으로 일렬로 배열될 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2를 참조하면, 제2 방사 유닛(120)은 복수의 방사체들(122)을 포함할 수 있다. 도 2에서, 제2 방사 유닛(120)이 복수의 방사체들(122)을 포함하고 있으나, 제1 방사 유닛(110)이 복수의 방사체들(112)을 포함하거나 또는 제3 방사 유닛(130)이 복수의 방사체들(132)을 포함할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130) 중 적어도 2개가 각각 2개 이상의 방사체들을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130) 모두가 2개 이상의 방사체들을 포함할 수 있다.
이 경우, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)의 신호 세기가 함께 증폭될 수 있다. 또한, 방사 유닛들(110, 120, 130) 간 신호 송수신 성능의 편차가 감소하여 신호 세기 변화에 대한 측정 오차가 감소할 수 있다. 따라서, 감지 대상체의 동작, 거리 및 모션에 대한 센싱 성능 및 정확성이 향상될 수 있다.
제1 방사체(112)의 중심점(C1) 및 제2 방사체(122)의 중심점(C2)은 제1 축(X1)을 따라 배열될 수 있다. 예를 들면, 제1 축(X1)은 제1 방사체(112)의 중심점(C1) 및 제2 방사체(122)의 중심점(C2) 사이에서 연장하는 가상의 직선으로 정의될 수 있다.
제2 방사체(122)의 중심점(C2) 및 제3 방사체(132)의 중심점(C3)은 제2 축(X2)을 따라 배열될 수 있다. 예를 들면, 제2 축(X2)은 제2 방사체(122)의 중심점(C2) 및 제3 방사체(132)의 중심점(C3) 사이에서 연장하는 가상의 직선으로 정의될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방사 유닛(110, 120, 130)이 하나의 방사체만을 포함하는 경우, "중심점"이란 방사체 각각의 중심을 의미할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사 유닛(110, 120, 130)이 복수의 방사체들을 포함하는 경우, "중심점"이란 방사체들 각각의 중심들이 이루는 직선 또는 다각형의 중심을 의미할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 축(X1) 및 상기 제2 축(X2)은 서로 수직할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 방사체(122)의 중심점(C2)을 기준으로 상기 제1 축(X1) 및 상기 제2 축(X2)은 서로 수직으로 교차할 수 있다.
따라서, 안테나 구조체(100)가 직교하는 두 축의 신호 세기의 변화를 감지할 수 있다. 예를 들면, 모션 센서 구동 회로가 안테나 구조체(100)로부터 직교하는 두 축의 신호 세기의 변화를 전달받을 수 있으며, 수집된 정보를 기반으로 예를 들면, X-Y 좌표계 상에서 모든 방향으로의 감지 대상체의 위치 및 거리를 측정할 수 있다.
예를 들면, 안테나 구조체(100)는 서로 수직하는 두 축에서의 모션을 감지하는 모션 센서로 제공될 수 있으며, 방사 유닛들(110, 120, 130)은 모션 감지를 위한 수신 방사 유닛으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 방사 유닛(120)은 제1 축(X1) 및 제2 축(X2)으로의 신호 세기 변화를 측정하기 위한 기준점의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 방사 유닛(120)의 신호 세기를 기준으로 제1 축(X1) 및 제2 축(X2)에서의 신호 세기의 변화를 측정하여 감지 대상체의 위치 변화를 감지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방사체들(112, 122, 132)은 예를 들면, 3G, 4G, 5G 혹은 그 이상의 고주파 혹은 초고주파 대역의 공진 주파수를 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 상기 방사체들(112, 122, 132)의 공진 주파수는 약 50GHz 이상일 수 있으며, 구체적으로 50 내지 75GHz, 보다 구제적으로 55 내지 65GHz 범위일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및/또는 제3 방사 유닛(130)은 2n개의 방사체들을 포함할 수 있다. 상기 n은 1 내지 4의 정수일 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 방사 유닛(110)은 4개의 방사체들(112)을 포함하며, 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)은 각각 2개의 방사체들(122, 132)을 포함할 수 있다.
방사 유닛(110, 120, 130)에 포함되는 방사체들의 개수를 조절함에 따라, 신호 세기 및 방사 커버리지(coverage)가 조절될 수 있다. 따라서, 방사체들의 개수를 조절함으로써, 안테나 구조체(100)의 방사 지향성 및 빔 패턴이 구동 및 감지 환경에 따라 적절하게 구현/변경될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하나의 방사 유닛(110, 120, 130)에 포함되는 복수의 방사체들은 너비 방향(예를 들면, 제1 방향)으로 일렬로 배열할 수 있다. 이 경우, 서로 인접하는 한 쌍의 방사체들이(112, 122, 132) 전송 선로 또는 병합 선로에 의해 서로 커플링될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 구조체(100)는 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120), 및 제3 방사 유닛(130) 각각에 연결된 전송 선로(114, 124, 134)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120), 및 제3 방사 유닛(130) 각각이 독립적으로 방사 및 구동될 수 있으며, 제1 축(X1)으로의 전자기파 신호의 세기 및/또는 제2 축(X2)으로의 전자기파 신호의 세기 변화가 각각 독립적으로 측정될 수 있다.
제1 전송 선로(114)는 상기 제1 방사체(112)와 동일 층에서 상기 제1 방사체(112)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전송 선로(114)는 상기 제1 방사체(112)와 일체로 연결되어, 상기 제1 방사체(112)의 일단으로부터 연장될 수 있다.
제2 전송 선로(124)는 상기 제2 방사체(122)와 동일 층에서 상기 제2 방사체(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전송 선로(124)는 상기 제2 방사체(122)와 일체로 연결되어 상기 제2 방사체(122)의 일단으로부터 연장될 수 있다.
제3 전송 선로(134)는 상기 제3 방사체(132)와 동일 층에서 상기 제3 방사체(132)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 전송 선로(134)는 상기 제3 방사체(132)와 일체로 연결되어 상기 제3 방사체(132)의 일단으로부터 연장될 수 있다.
전송 선로(114, 124, 134)는 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩으로부터 구동 신호 또는 전력을 방사체(112, 122, 132)로 전달할 수 있으며, 방사체(112, 122, 132)의 전자기파 신호 또는 전기 신호를 안테나 구동 IC 칩 또는 모션 센서 구동 회로로 전달할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 전송 선로(114), 상기 제2 전송 선로(124) 및 상기 제3 전송 선로(134)는 각각 상기 제1 방사체(112), 상기 제2 방사체(122) 및 상기 제3 방사체(132)와 유전층(105) 상에서 동일 층 또는 동일한 레벨에 배치될 수 있다.
전송 선로(114, 124, 134)가 방사체(112, 122, 132)와 동일한 레벨에 배치됨에 따라, 신호 입력/출력 및 급전을 위한 별도의 동축 급전이 없이도 급전/구동이 가능할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 안테나 구조체(100)가 디스플레이 패널 상에 배치되는 안테나 온 디스플레이(antenna on display, AOD)가 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방사 유닛(110, 120, 130)가 복수의 방사체들을 포함하는 경우, 복수의 방사체들을 포함하는 방사 유닛(110, 120, 130)에 연결된 전송 선로(114, 124, 134)는 병합 선로(114a, 124a, 134a)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 방사 유닛(110, 120, 130)에 포함된 복수의 방사체들이 어레이 형태로 배열되며, 서로 인접하는 한 쌍의 방사체들이 병합 선로에 의해 커플링(coupling)될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 방사 유닛(110, 120, 130) 내에서 서로 인접하는 2개의 방사체들(112, 122, 132)이 병합 선로(114a, 124a, 134a)를 통해 커플링될 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 방사 유닛(110) 내에서 4개의 방사체들(112)이 병합 배선(114a, 114b)을 통해 커플링될 수 있다. 이 경우, 전송 선로(114)는 서로 인접하는 한 쌍의 방사체들(112)을 커플링하는 제1 병합 선로(114a) 및 서로 인접하는 두 쌍의 방사체들(112)을 커플링하는 제2 병합 선로(114b)를 포함할 수 있다.
이 경우, 병합 배선(114a, 124a, 134a)에 의해 하나의 방사 유닛(110, 120, 130)에 포함되는 복수의 방사체들이 서로 커플링될 수 있으며, 하나의 방사 유닛(110, 120, 130)을 통하여 하나의 신호가 측정 또는 송수신될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 축(X1) 및 상기 제2 축(X2)은 유전층(105)의 너비 방향(예를 들면, 제1 방향)과 소정의 틸팅(tilting) 각도로 경사질 수 있다.
예를 들면, 제1 축(X1)은 상기 유전층(105)의 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도(θ1)로 경사질 수 있으며, 제2 축(X2)은 상기 유전층(105)의 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도(θ2)로 경사질 수 있다.
이 경우, 제1 전송 선로(114) 및 제2 전송 선로(124) 간 길이 차이와, 제2 전송 선로(124) 및 제3 전송 선로(134) 간 길이 차이의 편차가 감소할 수 있다.
제1 전송 선로(114) 및 제2 전송 선로(124) 간 길이 차이와, 제2 전송 선로(124) 및 제3 전송 선로(134) 간 길이 차이의 편차가 높아지는 경우, 제1 축(X1)으로의 신호 감도 및 제2 축(X2)으로의 신호 감도의 편차가 증가할 수 있다. 이 경우, 두 축에서의 위치 변화 및 거리 측정의 오차가 증가하여 동작 및 모션 감지 성능이 열화일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 축(X1) 및 제2 축(X2)이 유전층(105)의 너비 방향에 대하여 소정의 틸팅 각도로 경사지도록 배치됨에 따라, 전송 선로(114, 124, 134)의 전체적인 길이가 감소하여 신호 손실 및 저항의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 제1 전송 선로(114) 및 제2 전송 선로(124) 간 길이 차이와, 제2 전송 선로(124) 및 제3 전송 선로(134) 간 길이 차이의 편차가 감소하여 제1 축(X1) 또는 제2 축(X2)으로의 위치 변화에 따른 신호 세기의 변화가 정확하게 측정될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 틸팅 각도(θ1) 및 상기 제2 틸팅 각도(θ2)는 각각 15 내지 75°일 수 있으며, 바람직하게는, 30 내지 60°일 수 있다. 상기 범위 내에서 제2 방사 유닛(120)을 기준으로 제1 방사 유닛(110) 및 제3 방사 유닛(130)이 동일 평면 상에서 실질적으로 대칭으로 배치될 수 있다. 따라서, 제1 전송 선로(114) 및 제2 전송 선로(124) 간 길이 차이와, 제2 전송 선로(124) 및 제3 전송 선로(134) 간 길이 차이의 편차가 감소할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 제1 틸팅 각도(θ1) 및 상기 제2 틸팅 각도(θ2)는 45°일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구조체(100)는 상기 제1 방사 유닛(110), 상기 제2 방사 유닛(120) 및 상기 제3 방사 유닛(130)과 이격되어 배치되는 제4 방사 유닛(140)을 더 포함할 수 있다.
상기 제4 방사 유닛(140)은 상기 제1 방사체(112), 상기 제2 방사체(122) 및 상기 제3 방사체(132)와 이격되어 배치된 제4 방사체(142)를 포함할 수 있다.
상기 제4 방사체(142)는 모션 감지를 위한 송신 방사체로 제공될 수 있으며, 감지 대상체를 향해 전자기파를 방사할 수 있다. 예를 들면, 제4 방사 유닛(140)은 안테나 구조체(100)의 송신 방사 유닛으로 제공될 수 있다.
제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)는 수신 방사체로 제공될 수 있으며, 감지 대상체로부터 반사된 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)은 안테나 구조체(100)의 수신 방사 유닛으로 제공될 수 있다.
따라서, 안테나 구조체(100)가 감지 대상체에 대한 전자기파 신호들을 수신 및/또는 송신할 수 있으며, 모션 센서가 감지 대상체의 위치 변화 및 거리에 따른 신호의 감쇠 혹은 증가를 인식할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 구조체(100)는 상기 제4 방사체(142)에 전기적으로 연결되는 제4 전송 선로(144)를 포함할 수 있다. 상기 제4 전송 선로(144)는 제4 방사체(142)와 동일 층 혹은 동일한 레벨 상에 배치될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체(100)를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제4 방사 유닛(140)은 복수의 방사체들(142)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제4 방사체(142)는 복수의 방사체들(142)이 너비 방향(예를 들면, 제1 방향)으로 배열된 어레이(array) 형태를 가질 수 있다.
이 경우, 제4 방사 유닛(140)으로부터 방출되는 전자기파의 세기가 증폭될 수 있다. 따라서, 감지 거리 및 성능이 향상될 수 있고, 감지 대상체의 위치 변화 및 거리에 대한 안테나 구조체(100)의 센싱 감도가 개선될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제4 방사 유닛(140)이 복수의 방사체들(142)을 포함하는 경우, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)은 각각 하나의 방사체를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120), 제3 방사 유닛(130) 및 제4 방사 유닛(140)은 모두 복수의 방사체들을 포함할 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122), 제3 방사체(132) 및 제4 방사체(142)는 각각 어레이 형태로 서로 커플링된 복수의 방사체들을 포함할 수 있다.
이 경우, 제4 방사 유닛(140)으로부터 방사되는 전자기파의 신호 세기가 증폭 및 향상될 수 있다. 또한, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130) 각각의 감도 및 신호 송수신 효율이 증진될 수 있다. 따라서, 안테나 구조체(100)의 신호 손실 및 왜곡이 억제될 수 있으며, 모션 인식의 정확도가 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하나의 방사 유닛(110, 120, 130, 140)을 이루는 복수의 방사체들 중 서로 이웃하는 방사체들 간의 이격 거리(d1, d2, d3, d4)는 해당 방사체(112, 122, 132, 142)의 구동 주파수의 반 파장(λ/2) 이상일 수 있다.
예를 들면, 이웃하는 제1 방사체(112)들 간 너비 방향(예를 들면, 제1 방향)으로의 이격 거리는(d1)은 제1 방사체(112)의 공진 주파수에 해당하는 파장의 반 파장(λ/2) 이상일 수 있다.
예를 들면, 제2 방사체(122)들 간 이격 거리(d2), 제3 방사체(132)들 간 이격 거리(d3) 및 제4 방사체들(142) 간 이격 거리(d4)는 각각 해당 방사체의 공진 주파수에 해당하는 파장의 반 파장(λ/2) 이상일 수 있다.
이 경우, 서로 인접한 방사체들 간 신호 간섭을 억제할 수 있으며, 각각의 방사 유닛(110, 120, 130)에서 방사되는 전자기파가 증폭될 수 있다. 따라서, 각각의 방사 유닛(110, 120, 130)의 게인 및 방사 지향성이 함께 증진될 수 있다.
방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)는 각각 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, 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)는 각각 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, 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)는 각각 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)는 각각 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 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.
방사체(112, 122, 132, 142) 및/또는 전송 선로(114, 124, 134, 144)는 각각 흑화 처리부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 방사체(112, 122, 132, 142) 및/또는 전송 선로(114, 124, 134, 144) 표면에서의 반사율을 감소시켜, 광반사에 따른 패턴 시인을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)에 포함된 금속층의 표면을 금속 산화물 또는 금속 황화물로 변환시켜, 흑화층을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 금속층 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.
도 5를 참조하면, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122), 제3 방사체(132) 및 제4 방사체(142)는 각각 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다. 따라서, 안테나 구조체(100)의 투과도가 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)는 전체적으로 상기 메쉬(mesh) 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 급전 효율성을 위해 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 적어도 일부는 속이 찬(solid) 구조를 포함할 수 있다.
예를 들면, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 말단부는 속이 찬 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 말단부가 신호 패드로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구조체(100)는 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130) 주변에 배치된 더미 메쉬 패턴(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 더미 메쉬 패턴은 분리 영역을 통해 방사체(112, 122, 132) 및 전송 선로(114, 124, 134)와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
예를 들면, 유전층(105) 상에 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 도전층을 형성할 수 있다. 상기 도전층을 상술한 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 직선 둘레 영역 및 곡선 둘레 영역을 포함하는 프로파일을 따라 식각하면서 메쉬 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 분리 영역에 의해 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)와 이격된 더미 메쉬 패턴이 형성될 수 있다.
이에 따라, 안테나 구조체(100)의 투과도가 향상되며, 더미 메쉬 패턴이 분포함에 따라 방사체(112, 122, 132, 142) 주변의 광학 특성이 균일화될 수 있다. 따라서, 안테나 구조체(100)가 시각적으로 인식되는 것을 방지할 수 있다.
안테나 구조체(100)는 신호 패드를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 신호 패드는 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 말단부와 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 패드는 전송 선로(114, 124, 134, 144)와 실질적으로 일체의 부재로 제공될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 상기 말단부가 신호 패드로 제공될 수도 있다.
일부 실시예들에 따르면, 신호 패드 주변에는 그라운드 패드가 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 그라운드 패드들이 신호 패드를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다. 그라운드 패드는 전송 선로(114, 124, 134, 144) 및 신호 패드와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 패드 및 그라운드 패드는 회로 기판을 통한 급전 저항 감소, 신호 손실 방지를 위해 속이 찬(solid) 금속 패턴으로 형성될 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 디스플레이 장치(300)의 전면부 또는 윈도우 면을 도시하고 있다. 디스플레이 장치(300)의 전면부는 표시 영역(330) 및 비표시 영역(340)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(340)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
상술한 안테나 구조체는 디스플레이 장치(300)의 전면부를 향해 배치될 수 있으며, 예를 들면 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 구조체는 필름 형태로 디스플레이 패널 상에 부착될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 구조체는 디스플레이 장치(300)의 표시 영역(330) 및 비표시 영역(340)에 걸쳐서 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사체(112, 122, 132, 142)들은 표시 영역(330)과 적어도 부분적으로 중첩될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구조체(100)는 디스플레이 장치(300)의 일 측의 중앙부에 위치할 수 있다. 안테나 구조체가 디스플레이 장치(300)의 일 측의 중앙부에 형성됨에 따라, 어느 한 측에서의 모션 감지 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 디스플레이 장치(300)의 전면부 상에서 감지 대상체의 전 방향으로의 모션 또는 동작을 감지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 일단부는 방사체(112, 122, 132)와 연결되며, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 타단부는 회로 기판(200)과 본딩될 수 있다.
회로 기판(200)은 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit boards, FPCB)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)과 같은 도전성 본딩 구조를 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 상기 타단부 상에 접합시킨 후, 상기 도전성 본딩 구조 상에 회로 기판을 가열 압착할 수 있다.
회로 기판(200)은 전송 선로의 타단부와 본딩되는 회로 배선(205)을 포함할 수 있다. 회로 배선(205)은 안테나 급전 배선으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 회로 배선(205)의 일단부가 외부로 노출될 수 있으며, 노출된 회로 배선(205)의 상기 일단부를 전송 선로(114, 124, 134, 144) 상에 본딩할 수 있다. 따라서, 상기 회로 배선(205) 및 상기 안테나 구조체(100)가 전기적으로 연결될 수 있다.
회로 기판(200) 상에는 안테나 구동 IC 칩이 실장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회로 기판(200) 및 상기 안테나 구동 IC 칩 사이에는 리지드 인쇄 회로 기판과 같은 중개 회로 기판이 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 구동 IC 칩은 회로 기판(200) 상에 직접 실장될 수도 있다.
상기 회로 기판(200) 상에는 모션 센서 구동 회로가 실장될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 구조체(100)와 상기 회로 기판(200)이 전기적으로 연결됨에 따라, 안테나 구조체(100)의 신호 송수신 정보가 모션 센서 구동 회로로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 구조체(100)를 포함하는 모션 인식 센서가 제공될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(300)는 디스플레이 패널(310) 및 디스플레이 패널(310) 상에 배치된 상술한 안테나 구조체(100)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 패널(310) 상에 광학층(320)이 더 포함될 수 있다. 예를 들면, 광학층(320)은 편광자 혹은 편광판을 포함하는 편광층일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체(100) 상에는 커버 윈도우가 배치될 수 있다. 커버 윈도우는 예를 들면, 글래스(예를 들면, 초박형 글래스(Ultra-Thin Glass, UTG)) 혹은 투명 수지 필름을 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 구조체(100)에 가해지는 외부 충격이 감소 또는 상쇄될 수 있다.
예를 들면, 안테나 구조체(100)는 광학층(320) 및 커버 윈도우 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 방사체(112, 122, 132, 142)의 아래에 배치되는 유전층(105) 및 광학층(320)이 함께 방사체(112, 122, 132, 142)의 유전층으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 적절한 유전율을 확보하여 안테나 구조체(100)의 모션 감지 성능을 충분히 확보할 수 있다.
예를 들면, 광학층(320) 및 안테나 구조체(100)는 제1 점접착층을 통해 적층될 수 있고, 안테나 구조체(100) 및 커버 윈도우는 제2 점접착층을 통해 적층될 수 있다.
연성 인쇄 회로 기판(200)은 예를 들면, 디스플레이 패널(310)의 측면 굴곡 프로파일을 따라 굴곡되어 디스플레이 장치(300)의 배면부에 배치될 수 있으며, 구동 IC 칩이 실장된 중개 회로 기판(210)(예를 들면, 메인 보드)을 향해 연장할 수 있다.
연성 인쇄 회로 기판(200) 및 중개 회로 기판(210)은 본딩되거나 커넥터를 통해 상호 연결되어, 안테나 구동 IC 칩에 의한 안테나 구조체(100)로의 급전 및 안테나 구동 제어가 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 중개 회로 기판(210)에는 모션 센서 구동 회로(220)가 실장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 모션 센서 구동 회로(220)는 근접 센서(proximity sensor), 제스처 센서(gesture sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자이로 센서(gyroscope sensor), 위치 센서(position sensor) 또는 지자기 센서(magnetic sensor) 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 방사 유닛(110), 상기 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)은 모션 센서 구동 회로(220)에 커플링(coupling)될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 구조체(100)는 중개 회로 기판(210)고 본딩되거나 상호 연결되는 연성 회로 기판(200)을 통하여 모션 센서 구동 회로(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 안테나 구조체(100)의 제1 축(X1) 및 제2 축(X1)으로의 신호 세기의 변화가 모션 센서 구동 회로(220)에 전달/제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 특정의 제1 위치에서 특정의 제2 위치로의 감지 대상의 이동에 따른 제1 방사체 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)의 신호 세기를 측정하여, 감지 대상의 동작을 측정할 수 있다. 예를 들면, 안테나 구조체(100)와 커플링된 모션 센서 구동 회로(220)가 제1 위치에서 제2 위치로의 이동에 대응되는 제2 방사 유닛(120) 및 제1 방사 유닛(110) 간 신호의 세기 변화, 및 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130) 간 신호의 세기 변화를 측정하여 동작을 감지할 수 있다.
예를 들면, 제2 방사 유닛(120) 및 제1 방사 유닛(110)에 의해 감지 대상의 제1 축(X1)으로의 이동을 감지할 수 있다. 또한, 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)에 의해 감지 대상의 제2 축(X2)으로의 이동을 감지할 수 있다. 따라서, 서로 수직하는 두 축에서의 동작/위치에 따른 신호 세기의 변화가 안테나 구조체(100)로부터 모션 센서 구동 회로(220)에 제공될 수 있으며, 모션 센서 구동 회로(220)에서 각각의 축에 따른 동작, 모션 및 거리를 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 모션 센서 구동 회로(220)는 모션 검출 회로를 포함할 수 있다. 안테나 구조체(100)로부터 전달된 신호 정보가 모션 검출 회로를 통하여 위치 정보 또는 거리 정보로 변환/계산될 수 있다.
100: 안테나 구조체
105: 유전층
110: 제1 방사 유닛 112: 제1 방사체
114: 제1 전송 선로 120: 제2 방사 유닛
122: 제2 방사체 124: 제2 전송 선로
130: 제3 방사 유닛 132: 제3 방사체
134: 제3 전송 선로 140: 제4 방사 유닛
142: 제4 방사체 144: 제4 전송 선로
200: 연성 회로 기판 210: 중개 회로 기판
220: 모션 센서 구동 회로
110: 제1 방사 유닛 112: 제1 방사체
114: 제1 전송 선로 120: 제2 방사 유닛
122: 제2 방사체 124: 제2 전송 선로
130: 제3 방사 유닛 132: 제3 방사체
134: 제3 전송 선로 140: 제4 방사 유닛
142: 제4 방사체 144: 제4 전송 선로
200: 연성 회로 기판 210: 중개 회로 기판
220: 모션 센서 구동 회로
Claims (20)
- 제1 방사체를 포함하는 제1 방사 유닛; 제2 방사체를 포함하는 제2 방사 유닛; 및 제3 방사체를 포함하는 제3 방사 유닛을 포함하고,
상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체 중 적어도 하나는 어레이 형태로 서로 커플링된 복수의 방사체들을 포함하며,
상기 제1 방사체의 중심점 및 상기 제2 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제1 축과, 상기 제2 방사체의 중심점 및 상기 제3 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제2 축은 서로 수직한, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체 중 적어도 하나는 어레이 형태로 배열된 2n 개의 방사체들을 포함하며, n은 1 내지 4의 정수인, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 각각 2개 이상의 방사체들을 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛이 배치되는 유전층을 더 포함하며,
상기 제1 축은 상기 유전층의 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도로 경사지고, 상기 제2 축은 상기 유전층의 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도로 경사진, 안테나 구조체.
- 청구항 4에 있어서, 상기 제1 틸팅 각도 및 상기 제2 틸팅 각도는 각각 30° 내지 60°인, 안테나 구조체.
- 청구항 4에 있어서, 하나의 방사 유닛에 포함된 상기 복수의 방사체들은 상기 유전층의 너비 방향으로 배열되며,
서로 이웃하는 상기 방사체들간 너비 방향으로의 이격 거리는 상기 방사체의 공진 주파수의 반 파장(λ/2) 이상인, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체와 동일 층에서 상기 제1 방사체에 연결된 제1 전송 선로, 상기 제2 방사체와 동일 층에서 상기 제2 방사체에 연결된 제2 전송 선로 및 상기 제3 방사체와 동일 층에서 상기 제3 방사체에 연결된 제3 전송 선로를 더 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 7에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛은 동일 층에 배치된, 안테나 구조체.
- 청구항 7에 있어서, 상기 제1 전송 선로, 상기 제2 전송 선로 및 상기 제3 전송 선로 중 복수의 방사체들에 연결된 전송 선로는 인접하는 한 쌍의 상기 방사체들을 커플링하는 병합 선로를 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛과 이격되어 배치된 제4 방사 유닛을 더 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 10에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛은 수신 방사 유닛으로 제공되며, 상기 제4 방사 유닛은 송신 방사 유닛으로 제공되는, 안테나 구조체.
- 청구항 10에 있어서, 상기 제4 방사 유닛은 어레이 형태로 서로 커플링된 복수의 방사체들을 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 구조체.
- 제1 방사체를 포함하는 제1 방사 유닛; 제2 방사체를 포함하는 제2 방사 유닛; 및 제3 방사체를 포함하는 제3 방사 유닛을 포함하는 수신 방사 유닛; 및
상기 수신 방사 유닛과 물리적으로 이격되고, 서로 커플링된 복수의 제4 방사체들을 포함하는 송신 방사 유닛을 포함하고,
상기 제1 방사체의 중심점 및 상기 제2 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제1 축 및 상기 제2 방사체의 중심점 및 상기 제3 방사체의 중심점 사이에서 연장하는 제2 축은 서로 수직한. 안테나 구조체.
- 청구항 14에 있어서, 상기 송신 방사 유닛은 어레이 형태로 배열된 2n 개의 상기 제4 방사체들을 포함하며, n은 1 내지 4의 정수인, 안테나 구조체.
- 청구항 14에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛은 각각 하나의 방사체를 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 모션 인식 센서.
- 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 배치된 청구항 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 디스플레이 장치.
- 청구항 18에 있어서, 상기 제1 축은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제1 틸팅 각도로 경사지고,
상기 제2 축은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향 또는 너비 방향에 대해 제2 틸팅 각도로 경사진, 디스플레이 장치.
- 청구항 18에 있어서,
상기 안테나 구조체에 커플링되는 모션 센서 구동 회로; 및
상기 안테나 구조체 및 상기 모션 센서 구동 회로를 전기적으로 연결시키는 연성 회로 기판(FPCB)을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220063698A KR20230163856A (ko) | 2022-05-24 | 2022-05-24 | 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220063698A KR20230163856A (ko) | 2022-05-24 | 2022-05-24 | 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220063698A KR20230163856A (ko) | 2022-05-24 | 2022-05-24 | 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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| KR20140104965A (ko) | 2011-12-21 | 2014-08-29 | 아그파-게바에르트 엔.브이. | 금속, 금속 산화물 또는 금속 전구체 나노입자, 폴리머성 분산제 및 소결 첨가제를 포함하는 분산액 |
-
2022
- 2022-05-24 KR KR1020220063698A patent/KR20230163856A/ko not_active Application Discontinuation
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- 2023-05-23 CN CN202321260418.7U patent/CN219917610U/zh active Active
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20140104965A (ko) | 2011-12-21 | 2014-08-29 | 아그파-게바에르트 엔.브이. | 금속, 금속 산화물 또는 금속 전구체 나노입자, 폴리머성 분산제 및 소결 첨가제를 포함하는 분산액 |
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