KR20240000194A - 안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들은 안테나 구조체를 제공한다. 안테나 구조체는 제1 방사체, 제1 방사체에 연결된 제1 전송 선로, 제2 방사체, 제2 방사체에 연결된 제2 전송 선로, 제3 방사체 및 제3 방사체에 연결된 제3 전송 선로를 포함하며, 제1 방사체 및 제2 방사체는 제1 방향으로 배열되고, 제2 방사체 및 제3 방사체는 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 배열된다. 제1 방사체의 편파 방향, 제2 방사체의 편파 방향 및 제3 방사체의 편파 방향은 서로 동일하며, 제1 전송 선로의 급전 방향, 제2 전송 선로의 급전 방향 및 제3 전송 선로의 급전 방향 중 두개가 평행한다. 방사체들이 동일한 편파 방향을 가지고 있어 신호 송수신 효율 및 감도가 향상될 수 있고, 모션 및 거리에 대한 측정의 정확성이 증가할 수 있다.
Description
본 발명은 안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 방사체들을 포함하는 안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 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 화상 표시 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 화상 표시 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
또한, 안테나가 탑재되는 화상 표시 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 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 제1 방사체, 및 상기 제1 방사체에 직접 연결된 제1 급전부 및 상기 제1 급전부의 단부에 연결된 제1 선로부를 포함하는 제1 전송 선로를 포함하는 제1 방사 유닛;
상기 제1 방사체와 편파 방향이 동일한 제2 방사체, 및 상기 제2 방사체에 직접 연결된 제2 급전부 및 상기 제2 급전부의 단부에 연결된 제2 선로부를 포함하는 제2 전송 선로를 포함하는 제2 방사 유닛; 및
상기 제1 방사체와 편파 방향이 동일한 제3 방사체, 및 상기 제3 방사체에 직접 연결된 제3 급전부 및 상기 제3 급전부의 단부에 연결된 제3 선로부를 포함하는 제3 전송 선로를 포함하는 제3 방사 유닛을 포함하고,
상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 제1 방향을 따라 배열하며, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 배열하고,
상기 제1 선로부, 상기 제2 선로부 및 상기 제3 선로부 중 두개는 서로 다른 급전 방향을 갖는, 안테나 구조체.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 전송 선로는 상기 제1 방사체와 동일층에 배치되고, 상기 제2 전송 선로는 상기 제2 방사체와 동일층에 배치되며, 상기 제3 전송 선로는 상기 제3 방사체와 동일층에 배치되는, 안테나 구조체.
3. 위 1에 있어서, 상기 제1 급전부의 연장 방향, 상기 제2 급전부의 연장 방향 및 상기 제3 급전부의 연장 방향은 서로 평행한, 안테나 구조체.
4. 위 3에 있어서, 상기 제3 전송 선로는 꺾임부를 포함하며, 상기 제3 급전부의 연장 방향 및 상기 제3 선로부의 연장 방향은 서로 수직한, 안테나 구조체.
5. 위 4에 있어서, 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로는 각각 일직선으로 연장하며,
상기 제1 전송 선로의 연장 방향은 상기 제2 전송 선로의 연장 방향과 평행하며, 상기 제3 선로부의 연장 방향과 수직한, 안테나 구조체.
6. 위 5에 있어서, 상기 제1 방사 유닛 및 상기 제2 방사 유닛에 전기적으로 연결된 제1 회로 기판; 및
상기 제3 방사 유닛에 전기적으로 연결된 제2 회로 기판을 더 포함하는, 안테나 구조체.
7. 위 4에 있어서, 상기 제2 전송 선로는 꺾임부를 포함하며, 상기 제2 급전부의 연장 방향 및 상기 제2 선로부의 연장 방향은 서로 수직하고,
상기 제2 선로부의 연장 방향은 상기 제3 선로부의 연장 방향과 평행하며, 상기 제1 전송 선로의 연장 방향과 수직한, 안테나 구조체.
8. 위 7에 있어서, 상기 제1 방사 유닛에 전기적으로 연결된 제1 회로 기판; 및
상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛에 전기적으로 연결된 제2 회로 기판을 더 포함하는, 안테나 구조체.
9. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛과 이격되어 배치된 제4 방사 유닛을 더 포함하는, 안테나 구조체.
10. 위 9에 있어서, 상기 제4 방사 유닛은 상기 제1 방사체와 편파 방향이 동일한 제4 방사체, 및 상기 제4 방사체와 동일층에 배치되며, 상기 제4 방사체에 연결된 제4 전송 선로를 포함하는, 안테나 구조체.
11. 위 9에 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 1에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛이 배치되는 유전층을 더 포함하며,
상기 제1 방향은 상기 유전층의 너비 방향과 평행하며, 상기 제2 방향은 상기 유전층의 너비 방향과 수직하는, 안테나 구조체.
13. 위 12에 있어서, 상기 제1 방사체의 밑변 및 상기 제2 방사체의 밑변은 상기 유전층의 너비 방향 모서리에 인접하게 배치되며,
상기 제2 방사체의 측변 및 상기 제3 방사체의 측변은 상기 유전층의 길이 방향 모서리에 인접하게 배치된, 안테나 구조체.
14. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 메쉬(mesh) 구조를 가지며,
상기 제1 전송 선로, 상기 제2 전송 선로 및 상기 제3 전송 선로는 속이 찬(solid) 구조를 포함하는, 안테나 구조체.
15. 위 14에 있어서, 상기 제1 급전부, 상기 제2 급전부 및 상기 제3 급전부는 메쉬 구조를 가지며,
상기 제1 선로부, 상기 제2 선로부 및 상기 제3 선로부는 속이 찬 구조를 포함하는, 안테나 구조체.
16. 위 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 모션 인식 센서.
17. 위 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 레이더 센서.
18. 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 배치된 위 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
19. 위 18에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 디스플레이 패널의 너비 방향에 평행하고, 상기 제2 방향은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향에 평행하며,
상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체 중 상기 제2 방사체가 상기 디스플레이 패널의 코너부들 중 어느 하나의 코너부에 가장 인접하여 배치되는, 화상 표시 장치.
20. 위 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, 화상 표시 장치.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 구조체는 서로 독립적으로 구동되는 제1 방사체, 제2 방사체 및 제3 방사체를 포함할 수 있다. 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체가 배열되는 제1 방향과, 제3 방사체 및 제2 방사체가 배열되는 제2 방향은 서로 수직할 수 있다. 따라서, 서로 수직하는 두 방향에서의 방사체들의 신호의 세기 및 변화를 각각 감지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 안테나 구조체는 방사체들에 연결된 전송 선로를 포함할 수 있다. 전송 선로는 방사체들에 연결된 급전부 및 급전부에 연결된 선로부를 포함할 수 있다. 제1 방사체의 편파 방향, 제2 방사체의 편파 방향 및 제3 방사체의 편파 방향은 서로 동일할 수 있으며, 제1 선로부, 제2 선로부 및 제3 선로부 중 두개는 서로 다른 급전 방향을 가질 수 있다. 이 경우, 선로부들이 방사체가 배치되는 영역을 회피하여 안테나 구조체의 일 모서리를 향하도록 배치될 수 있으며, 급전 설계의 자유도가 증가할 수 있다. 따라서, 방사체들 각각에 연결된 전송 선로들이 비슷한 길이를 갖도록 설계될 수 있으며, 선로 저항 증가 및 신호 손실을 방지할 수 있다.
전송 선로들의 급전부들의 연장 방향은 서로 평행할 수 있다. 따라서, 방사체들의 편파 방향이 서로 일치할 수 있다. 안테나 구조체의 게인 및 신호 감도가 향상될 수 있으며, 감지 대상체의 거리, 모션 또는 동작에 대한 감지 성능이 향상될 수 있다.
상기 안테나 구조체는 송신 방사체를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 구조체는 회로 기판을 통하여 모션 센서 구동 회로 또는 레이더 프로세서와 전기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 감지 대상으로부터 반사된 신호가 모션 센서 구동 회로 또는 레이더 프로세서로 전송될 수 있으며, 수집된 신호 정보를 기반으로 제1 방향 및 제2 방향으로의 위치 변화 및 거리를 측정할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6 및 도 7은 각각 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6 및 도 7은 각각 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 수직각을 이루며 배치된 복수의 방사체를 포함하는 안테나 구조체를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 모션 인식 센서, 레이더 및 화상 표시 장치는 상기 안테나 구조체를 포함한다. 상기 안테나 구조체의 적용 대상이 이에 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" "밑변", "측변" 등은 절대적인 위치 혹은 순서를 한정하는 것이 아니며, 서로 다른 구성 또는 부분을 구분하기 위한 상대적인 의미로 사용된다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 안테나 구조체(100)는 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 수 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 수 있다. 예를 들면, 유전층(105)은 기재층 및 안테나 유전층을 포함할 수 있으며, 상기 기재층 및 상기 안테나 유전층 사이의 점접착층을 포함할 수 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 화상 표시 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.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)은 유전층(105) 상에서 서로 물리적으로 이격되어 배치될 수 있다.
제1 방사 유닛(110)은 제1 방사체(112) 및 제1 방사체(112)에 연결된 제1 전송 선로(114)를 포함할 수 있다. 제2 방사 유닛(120)은 제2 방사체(122) 및 제2 방사체(122)에 연결된 제2 전송 선로(124)를 포함할 수 있다. 제3 방사 유닛(130)은 제3 방사체(132) 및 제3 방사체(132)에 연결된 제3 전송 선로(134)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 방사체(112) 및 제2 방사체(122)는 제1 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제1 방사체(112) 및 제2 방사체(122)는 제1 방향으로 연장하는 제1 축(X1)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 축(X1)은 제1 방사체(112)의 중심점 및 제2 방사체(122)의 중심점을 통과하고 제1 방향으로 연장하는 가상의 직선일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)는 제2 방향으로 연장하는 제2 축(X2)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 축(X2)은 제2 방사체(122)의 중심점 및 제3 방사체(132)의 중심점을 통과하고 제2 방향으로 연장하는 가상의 직선일 수 있다.
예를 들면, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)는 서로 이격되어 배치되어, 각각 독립적인 방사 특성 및 신호 수신 기능이 구현될 수 있다. 또한, 감지 대상체의 제1 방향 및/또는 제2 방향으로의 위치 변화에 따른 제1 방향 및 제2 방향으로의 신호의 세기 변화를 측정할 수 있다. 상기 측정된 신호의 세기 변화를 통해 감지 대상체의 동작 및 이동 거리를 감지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 수직으로 교차할 수 있다. 이에 따라, 안테나 구조체(100)가 직교하는 두 축(X1, X2)에서의 신호 세기를 감지할 수 있다. 예를 들면, 안테나 구조체(100)는 직교하는 두 방향으로의 신호 세기의 변화를 모션 센서 구동 회로 또는 레이더 프로세서로 전달할 수 있다. 구동 회로 또는 프로세서는 수집된 정보를 기반으로 X-Y 좌표계 상에서 모든 방향으로의 위치 변화 혹은 거리를 측정할 수 있다.
안테나 구조체(100)는 서로 수직하는 두 축에서의 모션 및 제스쳐를 감지하는 모션 센서 또는 거리를 감지히는 레이더(radar)에 사용될 수 있다. 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)는 모션 또는 거리 감지를 위한 수신 방사 유닛으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)는 감지 대상체로부터 반사된 신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 제2 방사체(122)는 제1 축(X1) 및 제2 축(X2)으로의 신호 세기 변화를 측정하기 위한 기준점의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 방사체(122)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) 각각은 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) 각각의 공진 주파수는 약 50GHz 이상일 수 있으며, 구체적으로 50 내지 80GHz, 보다 구제적으로 55 내지 77GHz 범위일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 방사체(112) 및 제2 방사체(122)의 제1 방향으로의 이격 거리 및 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)의 제2 방향으로의 이격 거리는 실질적으로 동일할 수 있다. 이 경우, 제1 방향 및/또는 제2 방향으로의 신호 세기가 일정한 거리마다 측정될 수 있다. 이에 따라, 감지 대상의 위치 변화에 따른 제1 방향 및/또는 제2 방향으로의 신호 세기의 변화가 보다 정확하게 측정될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 방사체(112)의 편파 방향, 제2 방사체(122)의 편파 방향 및 제3 방사체(132)의 편파 방향은 서로 동일할 수 있다.
예를 들면, 제1 방사체(112)가 수평 방향의 선형 편파(linear polarization) 특성을 갖는 경우, 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)도 수평 방향의 선형 편파 특성을 가질 수 있다.
예를 들면, 제1 방사체(112)가 수직 방향의 선형 편파 특성을 갖는 경우, 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)도 수직 방향의 선형 편파 특성을 가질 수 있다.
제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132) 중 어느 하나의 편파 방향이 상이한 경우, 편파 방향이 상이한 방사체의 위치에 대응하는 신호의 변화가 감지되지 않을 수 있다. 예를 들면, 제3 방사체(132)의 편파 방향이 제1 방사체(112)의 편파 방향 및 제2 방사체(122)의 편파 방향과 상이한 경우, 감지 대상체의 제2 방향으로의 위치 변화가 감지되지 않을 수 있다.
제1 방사체(112)의 편파 방향, 제2 방사체(122)의 편파 방향 및 제3 방사체(132)의 편파 방향이 모두 동일함에 따라, 제1 방향으로의 신호 감도 및 제2 방향으로의 신호 감도가 균일할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전송 선로(114)는 상기 제1 방사체(112)와 상기 제1 방사체(112)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전송 선로(124)는 상기 제2 방사체(122)와 상기 제2 방사체(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 전송 선로(134)는 상기 제3 방사체(132)와 상기 제3 방사체(132)와 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 제1 전송 선로(114), 제2 전송 선로(124) 및 제3 전송 선로(134)는 각각 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩의 구동 신호 또는 전력을 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)로 전달할 수 있다.
예를 들면, 제1 전송 선로(114), 제2 전송 선로(124) 및 제3 전송 선로(134)는 각각 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)의 전자기파 신호 또는 전기 신호를 안테나 구동 IC 칩, 모션 센서 구동 회로 또는 레이더 프로세서로 전달할 수 있다.
따라서, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122), 및 제3 방사체(132)가 각각 독립적으로 구동될 수 있다. 또한, 제1 축(X1)으로의 전자기파 신호의 세기 및 제2 축(X2)으로의 전자기파 신호의 세기 변화가 각각 독립적으로 측정될 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 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 다른 층 또는 다른 레벨에 배치될 수 있다.
이 경우, 전송 선로(114, 124, 134) 및 방사체(112, 122, 132)는 비아(via)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 전송 선로들(114, 124, 134)은 각각 방사체(112, 122, 132)에 연결되는 급전부(114a, 124a, 134a) 및 상기 급전부(114a, 124a, 134a)에 연결되는 선로부(114b, 124b, 134b)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 급전부(114a, 124a, 134a)의 일단은 방사체(112, 122, 132)에 연결되며, 급전부(114a, 124a, 134a)의 타단은 선로부(114b, 124b, 134b)에 연결될 수 있다.
제1 전송 선로(114)는 제1 방사체(112)에 직접 연결된 제1 급전부(114a) 및 상기 제1 급전부(114a)의 단부에 연결된 제1 선로부(114b)를 포함할 수 있다. 제2 전송 선로(124)는 제2 방사체(122)에 직접 연결된 제2 급전부(124a) 및 상기 제2 급전부(124a)의 단부에 연결된 제2 선로부(124b)를 포함할 수 있다. 제3 전송 선로(134)는 제3 방사체(132)에 직접 연결된 제3 급전부(134a) 및 상기 제3 급전부(134a)의 단부에 연결된 제3 선로부(134b)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 방사체(112, 122, 132)의 편파 방향은 전송 선로(114, 124, 134)에서 방사체(112, 122, 132)로의 급전 방향에 따라 정해질 수 있다. 예를 들면, 방사체(112, 122, 132)와 연결된 급전부(114a, 124a, 134a)의 연장 방향에 따라 방사체(112, 122, 132)의 편파 방향이 정해질 수 있다.
예를 들면, 제1 급전부(114a)의 연장 방향 및 제2 급전부(124a)의 연장 방향이 서로 평행한 경우, 제1 방사체(112)의 편파 방향 및 제2 방사체(122)의 편파 방향은 서로 동일할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 급전부(114a)의 연장 방향, 제2 급전부(124a)의 연장 방향 및 제3 급전부(134a)의 연장 방향은 서로 평행할 수 있다. 예를 들면, 도 1을 참조하면, 제1 급전부(114a), 제2 급전부(124a) 및 제3 급전부(134a)는 제2 방향을 따라 일 직선으로 연장할 수 있다.
이 경우, 제1 방사체(112)로의 급전 방향, 제2 방사체(122)로의 급전 방향 및 제3 방사체(132)로의 급전 방향이 서로 평행할 수 있다. 따라서, 제1 방사체(112)의 편파 방향, 제2 방사체(122)의 편파 방향 및 제3 방사체(132)의 편파 방향은 서로 동일할 수 있다. 방사체들의 편파 방향이 일치함에 따라, 안테나 구조체(100)의 수신 효율이 증가할 수 있으며, 감지 대상체의 모션 또는 거리에 대한 감도가 개선될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 선로부(114b), 제2 선로부(124b) 및 제3 선로(134b) 중 두개는 서로 다른 급전 방향을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 선로부(114b)의 급전 방향 및 제3 선로부(134b)의 급전 방향은 서로 다를 수 있다. 따라서, 제1 선로부(114b) 및 제3 선로부(134b)가 각각 유전층(105) 상에서 방사체들(112, 122, 132)이 배치되는 영역을 회피하여 유전층(105)의 일 모서리를 향하여 연장할 수 있다. 이에 따라, 안테나 구조체의 급전 설계의 자유도가 증진될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 선로부(114b)의 연장 방향, 제2 선로부(124b)의 연장 방향 및 제3 선로부(134b)의 연장 방향 중 두개가 서로 평행하며, 나머지 하나는 서로 평행한 두 연장 방향과 수직할 수 있다.
외부 회로 구조물 또는 구동 IC 칩과 연결되는 선로부들(114b, 124b, 134b)의 연장 방향 중 하나가 수직함에 따라, 유전층(105) 상에서 급전 설계의 자유도가 증가할 수 있다. 따라서, 방사체들(112, 122, 132)이 유전층(105)의 코너(corner)부 혹은 화상 표시 장치의 코너부에 용이하게 배치될 수 있다. 예를 들면, 코너부는 유전층(105)의 너비 방향 모서리 및 길이 방향 모서리가 만나는 영역을 의미할 수 있다.
또한, 방사체(112, 122, 132)와 외부 회로 구조물간 급전 거리가 감소할 수 있으며, 방사체(112, 122, 132) 및 외부 회로 구조물을 전기적으로 연결하는 전송 선로(114, 124, 134)의 길이가 감소하여 신호 및 급전 손실을 억제할 수 있다.
예를 들면, 도 1을 참조하면, 제1 선로부(114b)의 연장 방향 및 제2 선로부(124b)의 연장 방향은 서로 평행하며, 제3 선로부(134b)의 연장 방향은 제1 선로부(114b)의 연장 방향 및 제2 선로부(124b)의 연장 방향에 대해 수직할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제3 전송 선로(134)는 꺾임부를 포함할 수 있다. 상기 꺾임부에 의해 제3 급전부(134a) 및 제3 선로부(134b)가 구분될 수 있다. 예를 들면, 제3 급전부(134a)의 연장 방향 및 제3 선로부(134b)의 연장 방향은 서로 수직할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 전송 선로(114) 및 제2 전송 선로(124)는 각각 일직선으로 연장할 수 있다. 예를 들면, 제1 급전부(114a) 및 제1 선로부(114b)는 동일한 일 방향으로 연장할 수 있다. 예를 들면, 제2 급전부(124a) 및 제2 선로부(124b)는 동일한 일 방향으로 연장할 수 있다.
이 경우, 제1 전송 선로(114)의 연장 방향 및 제2 전송 선로(124)의 연장 방향은 서로 평행할 수 있다. 또한, 제3 선로부(134b)의 연장 방향은 제1 전송 선로(114)의 연장 방향 및 제2 전송 선로(124)의 연장 방향에 대해 수직할 수 있다.
예를 들면, 제1 전송 선로(114), 제2 전송 선로(124) 및 제3 급전부(134a)는 제2 방향으로 연장할 수 있으며, 제3 선로부(134b)는 제1 방향으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 전송 선로(124)도 꺾임부를 포함할 수 있다. 따라서, 제2 전송 선로(124)의 꺾임부에 의해 제2 급전부(124a)의 연장 방향 및 제2 선로부(124b)의 연장 방향이 서로 수직할 수 있다.
예를 들면, 도 2를 참조하면, 제2 선로부(124b)의 연장 방향 및 제3 선로부(134b)의 연장 방향은 서로 평행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 전송 선로(114)는 일직선으로 연장할 수 있다. 예를 들면, 제1 급전부(114a) 및 제1 선로부(114b)는 동일한 일 방향으로 연장할 수 있다. 이 경우, 제1 전송 선로(114)의 연장 방향은 제2 선로부(124b)의 연장 방향 및 제3 선로부(134b)의 연장 방향에 대해 수직할 수 있다.
예를 들면, 제1 전송 선로(114), 제2 급전부 및 제3 급전부는 제2 방향으로 연장할 수 있으며, 제2 선로부 및 제3 선로부는 제1 방향으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 방향은 유전층(105)의 너비 방향과 평행할 수 있으며, 제2 방향은 유전층(105)의 너비 방향과 수직할 수 있다. 유전층(105)의 너비 방향은 네 모서리 중 마주보는 두 모서리의 연장 방향과 평행한 방향을 의미할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 방향을 따라 연장하는 하나의 가상의 직선(F1)은 제1 방사체(112)의 밑변 및 제2 방사체(122)의 밑변을 지날 수 있다. 또한, 제2 방향을 따라 연장하는 하나의 가상의 직선(F2)은 제2 방사체(122)의 측변 및 제3 방사체(132)의 측변을 지날 수 있다. 예를 들면, 제2 방향을 따라 연장하는 하나의 가상의 직선(F2)은 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)의 우측변을 지나거나, 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)의 좌측변을 지날 수 있다.
이 경우, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)가 유전층(105)의 코너부에 인접하여 위치할 수 있다. 예를 들면, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132) 중 제2 방사체(122)가 유전층의 코너부에 가장 인접하도록 배치될 수 있다.
또한, 방사체(112, 122, 132) 및 유전층(105)의 모서리 사이의 거리가 감소하여 전송 선로(114, 124, 134)의 길이가 감소할 수 있다. 따라서, 전송 선로(114, 124, 134)에 의한 급전 손실 및 신호 저감을 방지할 수 있으며, 안테나 효율이 향상될 수 있다.
안테나 구조체(100)는 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)과 이격되어 배치되는 제4 방사 유닛(140)를 더 포함할 수 있다.
제4 방사 유닛(140)은 제4 방사체(142) 및 제4 방사체(142)와 동일 층에서 제4 방사체(142)에 연결된 제4 전송 선로(144)를 포함할 수 있다.
제4 방사 유닛(140)는 안테나 구조체(100)의 송신 방사 유닛으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제4 방사체(142)는 감지 대상체를 향해 전자기파를 방사할 수 있으며, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)는 감지 대상체로부터 반사된 전자기파 신호를 수신할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 방사체(112), 제2 방사체(122), 상기 제3 방사체(132) 및 상기 제4 방사체(142)는 동일한 편파 방향을 가질 수 있다. 수신 방사체들 및 송신 방사체의 편파 방향이 일치함에 따라, 안테나 구조체(100)의 신호 송수신 효율이 증가할 수 있으며, 감지 성능이 개선될 수 있다.
예를 들면, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)가 수직 방향의 선형 편파 특성을 갖는 경우, 제4 방사체(142)도 수직 방향의 선형 편파 특성을 가질 수 있다.
예를 들면, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)가 수평 방향의 선형 편파 특성을 갖는 경우, 제4 방사체(142)도 수평 방향의 선형 편파 특성을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제4 전송 선로(144)는 제4 방사체(142)에 연결된 제4 급전부(144a) 및 상기 제4 급전부(144a)에 연결된 제4 선로부(144b)를 포함할 수 있다.
제4 급전부(144a)의 연장 방향은 제1 급전부(114a)의 연장 방향, 제2 급전부(124a)의 연장 방향 및 제3 급전부(134a)의 연장 방향과 평행할 수 있다. 따라서, 제4 방사체(142)가 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)와 동일한 편파 방향을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제4 전송 선로(144)는 일 직선으로 연장할 수 있다. 예를 들면, 제4 급전부(144a) 및 제4 선로부(144b)는 동일한 방향으로 연장할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제4 급전부(144a) 및 제4 선로부(144b)는 일체로 형성될 수 있다.
따라서, 제4 전송 선로(144)의 길이가 감소할 수 있으며, 선로의 저항이 감소할 수 있다. 안테나 구조체(100)의 커버리지 및 신호 송수신 효율이 증가할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 방사체(112, 122, 132, 142) 및/또는 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/또는 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/또는 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/또는 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 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3을 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, 안테나 구조체의 구동 특성 향상, 임피던스 매칭 개선 및 급전 효율성을 위해 방사체(112, 122, 132, 142)의 적어도 일부 혹은 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, 제1 급전부(114a), 제2 급전부(124a) 제3 급전부(134a) 및 제4 급전부(144a)는 메쉬(mesh) 구조로 형성될 수 있다. 방사체(112, 122, 132, 142)와 인접한 급전부(114a, 124a, 134a, 144a)가 메쉬 구조를 가짐에 따라, 안테나 구조체(100)의 투과도가 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 선로부(114b), 제2 선로부(124b) 제3 선로부(134b) 및 제4 선로부(144b)는 속이 찬(solid) 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 저항이 감소할 수 있으며, 신호 및 급전 손실을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사체(112, 122, 132, 142)의 적어도 일부분은 속이 찬 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 방사체(112, 122, 132, 142)의 신호 효율 및 안테나 게인이 추가적으로 향상될 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 방사체(112)는 네 모서리 중 제1 전송 선로(114)가 연결된 한 모서리에서 속이 찬 구조를 가질 수 있다. 제3 방사체(132)는 네 모서리 중 제3 전송 선로(134)와 물리적으로 이격된 한 모서리에서 속이 찬 구조를 가질 수 있다. 제2 방사체(122)는 네 모서리 중 서로 인접한 두 모서리에서 속이 찬 구조를 가질 수 있다.
이 경우, 제1 방사체(112), 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)가 상대적으로 좁은 공간에 효율적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 좁은 베젤 영역을 갖는 디스플레이 장치에 적용되어 공간 효율성이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 구조체(100)는 신호 패드를 더 포함할 수 있다. 제1 신호 패드는 제1 선로부(114b)에 연결될 수 있다. 제2 신호 패드는 제2 선로부(124b)에 연결될 수 있다. 제3 신호 패드는 제3 선로부(134b)에 연결될 수 있다. 제4 신호 패드는 제4 선로부(144b)에 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 일단부가 신호 패드로 제공될 수도 있다.
일부 실시예들에 따르면, 신호 패드 주변에는 그라운드 패드가 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 제1 그라운드 패드들이 제1 신호 패드를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 제2 그라운드 패드들이 제2 신호 패드를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 제3 그라운드 패드들이 제3 신호 패드를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다.
상기 그라운드 패드는 전송 선로(114, 124, 134, 144) 및 신호 패드와는 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체(100)를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 안테나 구조체(100)는 제1 회로 기판(160) 및 제2 회로 기판(170)을 포함할 수 있다.
제1 회로 기판(160)은 안테나 유전층(105)의 너비 방향 모서리를 따라 배치될 수 있다. 제2 회로 기판(170)은 안테나 유전층(105)의 길이 방향 모서리를 따라 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 선로부(114b) 및 제2 선로부(124b)가 동일한 방향으로 연장하는 경우, 제1 회로 기판(160)은 제1 방사 유닛(110) 및 제2 방사 유닛(120)과 전기적으로 연결되며, 제2 회로 기판(170)은 제3 방사 유닛(130)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 제1 전송 선로(114), 제2 전송 선로(124) 및 제4 전송 선로(144)가 제1 방향을 따라 일직선으로 연장하는 경우, 제1 회로 기판(160)은 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120) 및 제4 방사 유닛(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 선로부(124b) 및 제3 선로부(134b)가 동일한 방향으로 연장하는 경우, 제1 회로 기판(160)은 제1 방사 유닛(110)과 전기적으로 연결되며, 제2 회로 기판(170)은 제2 방사 유닛(120) 및 제3 방사 유닛(130)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 제1 전송 선로(114) 및 제4 전송 선로(144)가 제1 방향을 따라 일직선으로 연장하는 경우, 제1 회로 기판(160)은 제1 방사 유닛(110) 및 제4 방사 유닛(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 일단부는 방사체(112, 122, 132, 142)와 연결되며, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 타단부는 회로 기판(160, 170)과 본딩될 수 있다.
예를 들면, 선로부(114b, 124b, 134b, 144b)의 일단부는 급전부(114a, 124a, 134a, 144a)에 연결되며, 선로부(114b, 124b, 134b, 144b)의 타단부는 회로 기판(160, 170)과 본딩될 수 있다.
회로 기판(160, 170)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(160, 170)은 코어층(162, 172) 및 코어층(162, 172) 상에 배치된 회로 배선(164, 174)을 포함할 수 있다. 회로 배선(164, 174)은 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 타단부와 본딩될 수 있으며, 안테나 급전 배선으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 회로 배선(164, 174)의 일단부가 외부로 노출될 수 있으며, 노출된 회로 배선(164, 174)의 상기 일단부를 전송 선로(114, 124, 134, 144) 상에 본딩할 수 있다. 따라서, 상기 회로 배선(164, 174) 및 방사 유닛(110, 120, 130, 140)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 안테나 구조체(100)는 제1 방사체(112), 제2 방사체(122), 제3 방사체(132) 및 제4 방사체(142) 주변에 배치된 더미 메쉬 패턴(150)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 더미 메쉬 패턴(150)은 분리 영역(155)을 통해 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)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 영역(155)에 의해 방사체(112, 122, 132, 142) 및 전송 선로(114, 124, 134, 144)와 이격된 더미 메쉬 패턴(150)이 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.
도 6 및 도 7은 각각 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 6은 화상 표시 장치(300)의 전면부 또는 윈도우 면을 도시한다. 화상 표시 장치(300)의 전면부는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(NA)은 예를 들면, 화상 표시 장치(300)의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체(100)는 화상 표시 장치(300)의 전면부를 향해 배치될 수 있으며, 예를 들면 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다.
따라서, 안테나 구조체(100)가 화상 표시 장치(300)의 전면부 상에서의 감지 대상체의 모션 또는 동작을 감지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 구조체(100)는 필름 형태로 디스플레이 패널 상에 부착될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체(100)는 화상 표시 장치(300)의 표시 영역(NA) 및 비표시 영역(NA)에 걸쳐서 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사체들(112, 122, 132, 142)은 표시 영역(DA)과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전송 선로(114, 124, 134, 144) 중 속이 찬 구조를 갖는 부분, 및 신호 패드는 상기 비표시 영역(NA)과 중첩될 수 있다. 예를 들면, 급전부(114a, 124a, 134a, 144a)는 표시 영역(DA)과 중접될 수 있으며, 선로부(114b, 124b, 134b, 144b) 중 속이 찬 구조를 갖는 부분은 비표시 영역(NA)과 중첩될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구조체(100)는 화상 표시 장치(300)의 코너부에 위치할 수 있다. 예를 들면, 제2 방사체(122)는 화상 표시 장치(300)의 코너부 또는 디스플레이 패널의 코너부에 인접하게 배치될 수 있다.
안테나 구조체(100)의 제1 방향은 화상 표시 장치(300)의 너비 방향과 평행하고, 제2 방향은 화상 표시 장치(300)의 너비 방향과 수직할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 방사체(112) 및 제2 방사체(122)의 밑변, 또는 제1 방사체(112) 및 제2 방사체(122)의 윗변을 지나는 가상의 직선은 표시 영역(DA)의 너비 방향 모서리와 인접할 수 있다. 예를 들면, 도 6을 참조하면, 제1 방사체(112)의 밑변 및 제2 방사체(122)의 밑변은 표시 영역(DA)의 너비 방향 모서리 상에 위치할 수 있다.
또한, 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)의 우측변, 또는 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)의 좌측변을 지나는 가상의 직선은 표시 영역(DA)의 길이 방향 모서리와 인접할 수 있다. 예를 들면, 도 7을 참조하면, 제2 방사체(122)의 우측변 및 제3 방사체(132)의 우측변은 표시 영역(DA)의 길이 방향 모서리 상에 위치할 수 있다.
이 경우, 제2 방사체(122)가 표시 영역(DA)의 꼭지점 혹은 코너부에 인접하게 배치될 수 있다.
따라서, 방사체(112, 122, 132, 142) 및 외부 회로 구조물, 예를 들면, 회로 기판(160, 170) 사이의 급전 거리가 감소할 수 있다. 이에 따라, 전송 선로(114, 124, 134, 144)의 길이가 감소할 수 있으며, 신호 및 급전 손실이 감소하여 모션 감지 성능이 향상될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 화상 표시 장치(300)는 디스플레이 패널(310) 및 디스플레이 패널(310) 상에 배치된 상술한 안테나 구조체(100)를 포함할 수 있다. 도 7에서 제2 회로 기판(170)은 설명의 편의를 위하여 생략되었다.
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.
회로 기판(160, 170)은 예를 들면, 디스플레이 패널(310)의 측면 굴곡 프로파일을 따라 굴곡되어 화상 표시 장치(300)의 배면부에 배치될 수 있으며, 구동 IC 칩이 실장된 중개 회로 기판(200)(예를 들면, 메인 보드)을 향해 연장할 수 있다. 중개 회로 기판은 예를 들면, 리지드(rigid) 회로 기판일 수 있다.
회로 기판(160, 170) 및 중개 회로 기판(200)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(200)에는 모션 센서 구동 회로(210)가 실장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 모션 센서 구동 회로(210)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.
예를 들면, 제1 회로 기판(160) 및 제2 회로 기판(170)이 중개 회로 기판(200)과 전기적으로 연결됨에 따라, 안테나 구조체(100)의 신호 송수신 정보가 모션 센서 구동 회로(210)로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 구조체(100)를 포함하는 모션 인식 센서가 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 방사 유닛(110), 제2 방사 유닛(120), 제3 방사 유닛(130) 및 제4 방사 유닛(140)은 모션 센서 구동 회로(210)에 커플링(coupling)될 수 있다. 따라서, 안테나 구조체(100)의 제1 축(X1) 및 제2 축(X2)으로의 신호 세기의 변화가 모션 센서 구동 회로(210)에 전달/제공될 수 있다.
따라서, 안테나 구조체(100)와 연결된 모션 센서 구동 회로(210)가 감지 대상체의 동작에 대응되는 제2 방사체(122) 및 제1 방사체(112) 간 신호의 세기 변화, 및 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132) 간 신호의 세기 변화를 측정하여 동작을 감지할 수 있다.
예를 들면, 제2 방사체(122) 및 제1 방사체(112)에 의해 감지 대상의 제1 방향으로의 모션을 감지할 수 있다. 또한, 제2 방사체(122) 및 제3 방사체(132)에 의해 감지 대상의 제2 방향으로의 모션을 감지할 수 있다. 따라서, 서로 수직하는 두 축에서의 동작/위치에 따른 신호 세기의 변화가 안테나 구조체(100)로부터 모션 센서 구동 회로(210)에 제공될 수 있으며, 모션 센서 구동 회로(210)에서 각각의 축에 따른 동작 및 모션을 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 모션 센서 구동 회로(210)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.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체(100)는 레이더 센서 회로와 전기적으로 연결되어 신호 송수신 정보가 레이더 프로세서로 전달될 수 있다. 예를 들면, 제1 회로 기판(160) 및 제2 회로 기판(170)이 중개 회로 기판(200)을 통해 레이더 프로세서와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 구조체(100)를 포함하는 레이더 센서가 제공될 수 있다.
레이더 센서는 송신 신호 및 수신 신호를 분석하여 감지 대상체에 대한 정보를 검출할 수 있다. 예를 들면, 안테나 구조체(100)가 송신 신호를 송신하고 감지 대상체에 반사된 수신 신호를 수신함으로써 감지 대상체까지의 거리를 측정할 수 있다.
감자 대상체의 거리는 안테나 구조체(100)로부터 송신된 신호가 감지 대상체에 반사하여 다시 안테나 구조체(100)로 수신될 때까지 걸리는 시간을 측정함으로써 결정될 수 있다.
100: 안테나 구조체
105: 유전층
112: 제1 방사체 114: 제1 전송 선로
114a: 제1 급전부 114b: 제1 선로부
122: 제2 방사체 124: 제2 전송 선로
124a: 제2 급전부 134b: 제2 선로부
132: 제3 방사체 134: 제3 전송 선로
134a: 제3 급전부 134b: 제3 선로부
142: 제4 방사체 144: 제4 전송 선로
144a: 제4 급전부 144b: 제4 선로부
160: 제1 회로 기판 170: 제2 회로 기판
200: 중개 회로 기판 210: 모션 센서 구동 회로
112: 제1 방사체 114: 제1 전송 선로
114a: 제1 급전부 114b: 제1 선로부
122: 제2 방사체 124: 제2 전송 선로
124a: 제2 급전부 134b: 제2 선로부
132: 제3 방사체 134: 제3 전송 선로
134a: 제3 급전부 134b: 제3 선로부
142: 제4 방사체 144: 제4 전송 선로
144a: 제4 급전부 144b: 제4 선로부
160: 제1 회로 기판 170: 제2 회로 기판
200: 중개 회로 기판 210: 모션 센서 구동 회로
Claims (20)
- 제1 방사체, 및 상기 제1 방사체에 직접 연결된 제1 급전부 및 상기 제1 급전부의 단부에 연결된 제1 선로부를 포함하는 제1 전송 선로를 포함하는 제1 방사 유닛;
상기 제1 방사체와 편파 방향이 동일한 제2 방사체, 및 상기 제2 방사체에 직접 연결된 제2 급전부 및 상기 제2 급전부의 단부에 연결된 제2 선로부를 포함하는 제2 전송 선로를 포함하는 제2 방사 유닛; 및
상기 제1 방사체와 편파 방향이 동일한 제3 방사체, 및 상기 제3 방사체에 직접 연결된 제3 급전부 및 상기 제3 급전부의 단부에 연결된 제3 선로부를 포함하는 제3 전송 선로를 포함하는 제3 방사 유닛을 포함하고,
상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 제1 방향을 따라 배열하며, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 배열하고,
상기 제1 선로부, 상기 제2 선로부 및 상기 제3 선로부 중 두개는 서로 다른 급전 방향을 갖는, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전송 선로는 상기 제1 방사체와 동일층에 배치되고, 상기 제2 전송 선로는 상기 제2 방사체와 동일층에 배치되며, 상기 제3 전송 선로는 상기 제3 방사체와 동일층에 배치되는, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 급전부의 연장 방향, 상기 제2 급전부의 연장 방향 및 상기 제3 급전부의 연장 방향은 서로 평행한, 안테나 구조체.
- 청구항 3에 있어서, 상기 제3 전송 선로는 꺾임부를 포함하며, 상기 제3 급전부의 연장 방향 및 상기 제3 선로부의 연장 방향은 서로 수직한, 안테나 구조체.
- 청구항 4에 있어서, 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로는 각각 일직선으로 연장하며,
상기 제1 전송 선로의 연장 방향은 상기 제2 전송 선로의 연장 방향과 평행하며, 상기 제3 선로부의 연장 방향과 수직한, 안테나 구조체.
- 청구항 5에 있어서, 상기 제1 방사 유닛 및 상기 제2 방사 유닛에 전기적으로 연결된 제1 회로 기판; 및
상기 제3 방사 유닛에 전기적으로 연결된 제2 회로 기판을 더 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 4에 있어서, 상기 제2 전송 선로는 꺾임부를 포함하며,
상기 제2 급전부의 연장 방향 및 상기 제2 선로부의 연장 방향은 서로 수직하고,
상기 제2 선로부의 연장 방향은 상기 제3 선로부의 연장 방향과 평행하며, 상기 제1 전송 선로의 연장 방향과 수직한, 안테나 구조체.
- 청구항 7에 있어서, 상기 제1 방사 유닛에 전기적으로 연결된 제1 회로 기판; 및
상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛에 전기적으로 연결된 제2 회로 기판을 더 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 9에 있어서, 상기 제4 방사 유닛은 상기 제1 방사체와 편파 방향이 동일한 제4 방사체, 및 상기 제4 방사체와 동일층에 배치되며, 상기 제4 방사체에 연결된 제4 전송 선로를 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 9에 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 1에 있어서, 상기 제1 방사 유닛, 상기 제2 방사 유닛 및 상기 제3 방사 유닛이 배치되는 유전층을 더 포함하며,
상기 제1 방향은 상기 유전층의 너비 방향과 평행하며, 상기 제2 방향은 상기 유전층의 너비 방향과 수직하는, 안테나 구조체.
- 청구항 12에 있어서, 상기 제1 방사체의 밑변 및 상기 제2 방사체의 밑변은 상기 유전층의 너비 방향 모서리에 인접하여 배치되며,
상기 제2 방사체의 측변 및 상기 제3 방사체의 측변은 상기 유전층의 길이 방향 모서리에 인접하여 배치된, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 메쉬(mesh) 구조를 가지며,
상기 제1 전송 선로, 상기 제2 전송 선로 및 상기 제3 전송 선로는 속이 찬(solid) 구조를 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 14에 있어서, 상기 제1 급전부, 상기 제2 급전부 및 상기 제3 급전부는 메쉬 구조를 가지며,
상기 제1 선로부, 상기 제2 선로부 및 상기 제3 선로부는 속이 찬 구조를 포함하는, 안테나 구조체.
- 청구항 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 모션 인식 센서.
- 청구항 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 레이더 센서.
- 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 배치된 청구항 1에 따른 안테나 구조체를 포함하는, 화상 표시 장치.
- 청구항 18에 있어서,
상기 제1 방향은 상기 디스플레이 패널의 너비 방향에 평행하고, 상기 제2 방향은 상기 디스플레이 패널의 길이 방향에 평행하며,
상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체 중 상기 제2 방사체가 상기 디스플레이 패널의 코너부들 중 어느 하나의 코너부에 가장 인접하여 배치되는, 화상 표시 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, 화상 표시 장치.
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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
- 2022-06-23 KR KR1020220076853A patent/KR20240000194A/ko unknown
-
2023
- 2023-06-14 US US18/209,631 patent/US20230420854A1/en active Pending
- 2023-06-21 CN CN202321599035.2U patent/CN220253465U/zh active Active
- 2023-06-21 CN CN202310743259.4A patent/CN117293519A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN220253465U (zh) | 2023-12-26 |
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| US20230420854A1 (en) | 2023-12-28 |
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