WO2021049908A1 - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2021049908A1
WO2021049908A1 PCT/KR2020/012314 KR2020012314W WO2021049908A1 WO 2021049908 A1 WO2021049908 A1 WO 2021049908A1 KR 2020012314 W KR2020012314 W KR 2020012314W WO 2021049908 A1 WO2021049908 A1 WO 2021049908A1
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WO
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dielectric layer
antenna element
disposed
region
pattern
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PCT/KR2020/012314
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오윤석
류한섭
이원희
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동우화인켐 주식회사
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Definitions

  • the present invention relates to an antenna element and a display device including the same. More specifically, it relates to an antenna element including a dielectric layer and an antenna pattern, and a display device including the same.
  • wireless communication technologies such as Wi-Fi and Bluetooth are combined with display devices and implemented in the form of, for example, a smartphone.
  • an antenna may be coupled to the display device to perform a communication function.
  • an antenna for performing communication in a high frequency or ultra high frequency band needs to be coupled to the display device.
  • the space occupied by the antenna may also decrease. In this case, there is a limit to simultaneously implementing high-frequency and broadband signal transmission and reception within a limited space.
  • Korean Patent Laid-Open No. 2016-0059291 discloses an antenna integrated with a display panel, but it may not be sufficient to secure sufficient high frequency radiation reliability within a limited space.
  • An object of the present invention is to provide an antenna element having improved signal efficiency and reliability.
  • An object of the present invention is to provide a display device including an antenna element having improved signal efficiency and reliability.
  • the dielectric layer And an antenna pattern disposed over at least two of an upper surface, a side surface, and a lower surface of the dielectric layer and having a curved structure.
  • the antenna pattern includes a radiation pattern, a transmission line connected to and branched from the radiation pattern, and a signal pad connected to an end of the transmission line.
  • the radiation pattern is disposed on the upper surface of the dielectric layer
  • the transmission line is disposed on the side surface of the dielectric layer
  • the signal pad is disposed on the lower surface of the dielectric layer, the antenna device.
  • the dielectric layer is folded so that the second region of the preliminary dielectric layer in a planar state including a first region, a second region and a third region is bent so that the first region and the third region face each other. And a surface of the second region of the preliminary dielectric layer corresponding to the side surface of the dielectric layer.
  • the first region of the dielectric layer is disposed on the electrode structure included in the display panel
  • the electrode structure is provided as a ground layer of the antenna pattern, the antenna element.
  • the antenna element according to the above 15, comprising a dummy mesh pattern spaced apart from the radiation pattern around the radiation pattern.
  • a display device comprising the antenna element according to the above-described embodiments.
  • the antenna element may include a dielectric layer and an antenna pattern having a curved structure by being disposed over an upper surface, a side surface, and/or a lower surface of the dielectric layer. Accordingly, the antenna element can be disposed on the side of the display device, and high-frequency / ultra-high frequency and wideband signal transmission and reception can be simultaneously implemented in a limited space.
  • the radiation pattern of the antenna pattern may be disposed on an upper surface or a side surface of the dielectric layer, and a signal pad may be disposed on a lower surface of the dielectric layer. Accordingly, desired frequency transmission/reception can be implemented while reducing the size of the bezel area of the image display device to which the antenna pattern is applied.
  • the antenna pattern may be disposed on the display panel.
  • the antenna pattern may be folded and disposed along a side surface of the display panel. Accordingly, a conductive member included in the display panel can be used as a ground layer of the antenna pattern without the need to form a separate ground layer.
  • the antenna pattern includes a mesh structure, and a dummy mesh pattern may be arranged around the antenna pattern. Accordingly, it is possible to prevent electrode visibility due to a difference in pattern shape and prevent deterioration of image quality of a display device on which the antenna element is mounted.
  • the antenna element may be applied to a display device including a mobile communication device capable of transmitting and receiving signals in a high frequency or ultra high frequency band of 3G, 4G, 5G or higher, thereby improving optical characteristics such as radiation characteristics and transmittance.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna element according to exemplary embodiments.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in exemplary embodiments.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in some exemplary embodiments.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in some exemplary embodiments.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in some exemplary embodiments.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in some exemplary embodiments.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device in which an antenna element is disposed according to exemplary embodiments.
  • 11 and 12 are schematic plan views illustrating a display device according to exemplary embodiments.
  • Embodiments of the present invention provide an antenna element including a dielectric layer and an antenna pattern having a curved structure disposed over at least two of a top surface, a side surface, and a bottom surface of the dielectric layer.
  • the antenna element may be, for example, a microstrip patch antenna manufactured in the form of a transparent film.
  • the antenna element may be applied to, for example, a communication device for high frequency or ultra high frequency (eg, 3G, 4G, 5G or higher) mobile communication.
  • a communication device for high frequency or ultra high frequency eg, 3G, 4G, 5G or higher
  • the use of the antenna element is not limited only to a display device, and the antenna element may be applied to various structures such as vehicles, home appliances, and buildings.
  • embodiments of the present invention provide a display device including the antenna element.
  • 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna element according to exemplary embodiments.
  • 2 is a plan view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in exemplary embodiments.
  • first direction and second direction two directions that are parallel to the upper surface of the dielectric layer 100 and cross each other are defined as a first direction and a second direction.
  • first direction and the second direction may cross each other perpendicularly.
  • a direction perpendicular to the upper surface of the dielectric layer 100 is defined as a third direction.
  • the first direction may correspond to a width direction of the antenna element
  • the second direction may correspond to a length direction of the antenna element
  • third direction may correspond to a thickness direction of the antenna element.
  • the definition of the direction may be applied equally to the remaining drawings.
  • an antenna element may include a dielectric layer 100 and an antenna pattern disposed on a surface of the dielectric layer 100 and having a curved structure.
  • the dielectric layer 100 may include a first surface 100a, a second surface 100b, and a third surface 100c.
  • the first surface 100a, the second surface 100b, and the third surface 100c may correspond to the upper surface, the side surface, and the lower surface of the dielectric layer 100, respectively.
  • the second surface 100b of the dielectric layer 100 may have a substantially curved shape.
  • the circumference of the second surface 100b of the dielectric layer 100 may have a curved profile substantially like a semicircle.
  • the dielectric layer 100 may include an insulating material having a predetermined dielectric constant.
  • it may include a transparent resin material having flexibility that can be folded. Accordingly, as will be described later with reference to FIG. 2, the dielectric layer 100 including a curved surface can be easily implemented through bending of the preliminary dielectric layer 90.
  • the dielectric layer 100 may include polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene terephthalate; Cellulose resins such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose; Polycarbonate resin; Acrylic resins such as polymethyl (meth)acrylate and polyethyl (meth)acrylate; Styrene resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer; Polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefin having a cyclo-based or norbornene structure, and ethylene-propylene copolymer; Vinyl chloride resin; Amide resins such as nylon and aromatic polyamide; Imide resin; Polyethersulfone resin; Sulfone resin; Polyether ether ketone resin; Sulfide polyphenylene resin; Vinyl alcohol resin; Vinylidene chloride resin; Vinyl butyral resin;
  • an adhesive film such as an optically clear adhesive (OCA) or an optically clear resin (OCR) may be included in the dielectric layer 100.
  • OCA optically clear adhesive
  • OCR optically clear resin
  • the dielectric layer 100 may include an inorganic insulating material such as glass, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, glass, or the like.
  • the dielectric constant of the dielectric layer 100 may be adjusted in the range of about 1.5 to 12. When the dielectric constant exceeds about 12, signal loss of the transmission line 120 is excessively increased, so that signal sensitivity and signal efficiency may decrease during high frequency band communication.
  • the antenna pattern may include a radiation pattern 110, a transmission line 120 and a signal pad 130.
  • the radiation pattern 110 is disposed on the first side 100a of the dielectric layer 100
  • the transmission line 120 is disposed on the second side 100b of the dielectric layer 100
  • the signal pad 130 may be disposed on the third surface 100c of the dielectric layer 100.
  • the radiation pattern 110 may have a polygonal plate shape, for example, as shown in FIG. 2.
  • the shape of the radiation pattern 110 shown in FIG. 2 is exemplary, and may be appropriately changed in consideration of radiation efficiency.
  • the transmission line 120 may be branched from one side of the radiation pattern 110 and may extend along a profile of the second surface 100b of the dielectric layer 100.
  • the signal pad 130 is connected to an end portion of the transmission line 120 and may extend on the third surface 100c of the dielectric layer 100.
  • the antenna pattern is silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W), niobium. (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), molybdenum (Mo), calcium (Ca), or these It may include an alloy containing at least one of. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the antenna pattern may include silver (Ag) or a silver alloy to implement low resistance, and for example, may include a silver-palladium-copper (APC) alloy.
  • Ag silver
  • APC silver-palladium-copper
  • the antenna pattern may include copper (Cu) or a copper alloy (eg, copper-CuCa alloy) in consideration of low resistance and fine line width patterning.
  • Cu copper
  • a copper alloy eg, copper-CuCa alloy
  • the antenna pattern may include a transparent conductive oxide such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (ITZO), and zinc oxide (ZnOx).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ITZO indium zinc tin oxide
  • ZnOx zinc oxide
  • the antenna pattern may have a three-layer structure of a transparent conductive oxide layer, a metal layer, and a transparent conductive oxide layer.
  • a transparent conductive oxide layer may have a three-layer structure of a transparent conductive oxide layer, a metal layer, and a transparent conductive oxide layer.
  • resistance may be lowered, and corrosion resistance and transparency may be improved by the transparent conductive oxide layer.
  • the antenna element may be formed by forming an antenna pattern on the preliminary dielectric layer 90 and then bending it.
  • the preliminary dielectric layer 90 may refer to a dielectric layer in a planar state before being bent in the shape shown in FIG. 1.
  • the preliminary dielectric layer 90 may include a first region (I), a second region (II), and a third region (III).
  • the radiation pattern 110, the transmission line 120, and the signal pad 130 may be disposed on the first region (I), the second region (II), and the third region (III) of the preliminary dielectric layer 90, respectively. have.
  • the preliminary dielectric layer 90 may be folded so that the first region I and the third region III face each other through the second region II.
  • the second region II may be bent so that the preliminary dielectric layer may be substantially folded.
  • the first region I and the third region III may overlap each other in the third direction. Accordingly, after being bent, the first region (I) and the third region (III) may be provided above and below the dielectric layer 100, respectively, and the surface of the second region (II) is the second region of the dielectric layer 100. It may correspond to the surface (100b).
  • the antenna pattern may further include a transmission line 120 around the signal pad 130 and a ground pad 132 spaced apart from the signal pad 130. Accordingly, noise generated when transmitting and receiving a radiated signal through the signal pad 130 can be efficiently filtered or reduced.
  • a pair of ground pads 132 may be disposed to face each other with the signal pad 130 interposed therebetween.
  • the antenna pattern may also implement horizontal radiation characteristics.
  • the ground pads 132 may be disposed on the third surface 100c of the dielectric layer 100 together with the signal pad 130 as the second region II is bent as described above. Accordingly, the ground pad 132 may overlap the radiation pattern 110 in the third direction.
  • the ground pad 132 may also be provided as a ground layer for the radiation pattern 110, and vertical radiation may be implemented through the radiation pattern 110.
  • a separate ground layer may be formed under the first radiation pattern 110, and a conductive member of the display device on which the antenna element is mounted is provided as the ground layer for the radiation pattern 110 It could be.
  • the conductive member may include, for example, a gate electrode of a thin film transistor (TFT) included in a display panel, various wirings such as scan lines or data lines, or various electrodes such as pixel electrodes and common electrodes.
  • TFT thin film transistor
  • various structures including a conductive material disposed under the display panel may be provided as the ground layer.
  • a metal plate eg, a stainless steel plate such as an SUS plate
  • a pressure sensor e.g., a pressure sensor
  • a fingerprint sensor e.g., a fingerprint sensor
  • an electromagnetic wave shielding layer e.g., a heat dissipation sheet
  • a digitizer e.g., a digitizer, etc.
  • a plurality of antenna patterns may be arranged in an array shape along the first direction.
  • the antenna patterns may have the same shape or size and may have the same resonance frequency.
  • the plurality of antenna patterns may include antenna patterns having sensitivity to different frequencies, and may have different shapes or sizes. Accordingly, it is possible to increase the frequency coverage and gain characteristics of the antenna element.
  • an antenna pattern is designed three-dimensionally by using the first surface 100a, the second surface 100b, and the third surface 100c of the dielectric layer 100. can do. Accordingly, the area occupied by the antenna pattern can be reduced, and for example, the bezel area of the image display device to which the antenna element is applied can be reduced.
  • the signal pad 130 may be electrically connected to an antenna driving integrated circuit (IC) chip through a conductive connection member such as a flexible printed circuit board (FPCB). As the signal pad 130 is disposed under the radiation pattern 110 on the third surface 100c of the dielectric layer 100, a space in which the conductive connection member can be inserted may be additionally secured.
  • IC antenna driving integrated circuit
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the signal pad 130 may be directly connected or bonded to the pad of the antenna driving IC chip on the third surface 100c of the dielectric layer 100 without omitting the conductive connection member.
  • the antenna element may further include the flexible circuit board (FPCB).
  • the antenna element may further include a driving integrated circuit (IC) chip electrically connected to the antenna through a flexible circuit board (FPCB).
  • IC integrated circuit
  • a direct driving integrated circuit (IC) chip may be disposed on a flexible circuit board (FPCB).
  • FPCB flexible circuit board
  • a circuit or a contact for electrically connecting a driving integrated circuit (IC) chip and a power supply line may be formed in the flexible circuit board (FPCB).
  • an intermediate circuit board such as a rigid printed circuit board (Rigid-PCB) may be further disposed between the flexible circuit board and the driving IC chip.
  • Rigid-PCB rigid printed circuit board
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • 4 is a plan view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in some exemplary embodiments. Detailed descriptions of structures and configurations that are substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 and 2 are omitted.
  • the antenna element includes a dielectric layer 100, a radiation pattern 110 and a transmission line 120 disposed on a first surface 100a of the dielectric layer, and a second dielectric layer. It may include a signal pad 130 disposed over the surface 100b and the third surface 100c. Accordingly, the distance between the radiation pattern 110 and the signal pad 130 is reduced and a signal transmission/reception path is shortened, thereby preventing an increase in resistance or loss of a signal through the transmission line 120.
  • a radiation pattern 110 and a transmission line 120 are formed on a first region (I) of the preliminary dielectric layer 90, and a signal is formed on the second region (II) and the third region (III).
  • the pad 130 may be formed.
  • the preliminary dielectric layer 90 may be folded so that the first region I and the third region III face each other through the second region II. Accordingly, as shown in FIG. 3, the radiation pattern 110 and the transmission line 120 are disposed on the first surface 100a of the dielectric layer 100, and the signal pad 130 is formed of the dielectric layer 100. It may be disposed over the second side (100b) and the third side (100c).
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • 6 is a cross-sectional view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in some exemplary embodiments.
  • Detailed descriptions of structures and configurations that are substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 and 2 are omitted.
  • the antenna element includes a dielectric layer 100, a radiation pattern 110 and a transmission line 120 disposed on the second surface 100b of the dielectric layer, and a third dielectric layer. It may include a signal pad 130 disposed on the surface 100c.
  • the antenna element is disposed inside the dielectric layer 100 or buried inside the dielectric layer 100 to face the radiation pattern 110 in the second direction with the dielectric layer 100 interposed therebetween.
  • a ground pattern 140 may be further included. therefore,
  • Lateral radiation through the second surface 100b of the dielectric layer 100 may be implemented.
  • the distance between the antenna pattern and the ground pattern 140 is 40 to 1000 ⁇ m, and in this case, it is possible to easily implement the resonance frequency characteristics of a high frequency/ultra high frequency band of 3G, 4G, 5G or higher.
  • the antenna pattern may be formed on the upper surface of the preliminary dielectric layer 90, and the ground pattern 140 may be formed on the lower surface of the preliminary dielectric layer 90.
  • the radiation pattern 110 and the transmission line 120 are formed on the upper surface of the second region II of the preliminary dielectric layer 90, and the signal pad 130 is the third of the preliminary dielectric layer 90. It may be formed on the upper surface of the region (III) portion.
  • the ground pattern 140 may be formed on the lower surface of the second region II of the preliminary dielectric layer 90.
  • the preliminary dielectric layer 90 on which the antenna pattern and the ground pattern 140 are formed may be bent so that the ground pattern 140 is inserted into the dielectric layer 100 through the second region II. Accordingly, the ground pattern 140 is disposed in the curved inner side of the dielectric layer 100 and may be substantially surrounded by the first region I and the third region III of the dielectric layer 100.
  • the ground pattern 140 may have a structure substantially buried inside the dielectric layer 100 as shown in FIG. 5.
  • the radiation pattern 110 and the ground pattern 140 may have a curved pattern shape such as a C-shape. Accordingly, the radiation direction can be expanded to increase radiation coverage.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • 8 is a cross-sectional view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in some exemplary embodiments.
  • Detailed descriptions of structures and configurations that are substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 to 6 are omitted.
  • the antenna element includes a dielectric layer 100, a radiation pattern 110 and a transmission line 120 disposed on a second surface 100b of the dielectric layer, and a second dielectric layer. It may include a signal pad 130 disposed over the surface 100b and the third surface 100c.
  • the transmission line 120 is formed only on the second surface 100b of the dielectric layer, the length of the transmission line 120 can be shortened, and signal loss through the transmission line 120 can be suppressed.
  • the antenna pattern may be formed on the upper surface of the preliminary dielectric layer 90, and the ground pattern 140 may be formed on the lower surface of the preliminary dielectric layer 90.
  • the radiation pattern 110 and the transmission line 120 are formed on the upper surface of the second region II of the preliminary dielectric layer 90, and the signal pad 130 is the second It may be formed over the upper surface of the region (II) and the third region (III).
  • the ground pattern 140 may be formed on the lower surface of the second region II of the preliminary dielectric layer 90.
  • the preliminary dielectric layer 90 on which the antenna pattern and the ground pattern 140 are formed may be bent so that the ground pattern 140 is disposed inside the dielectric layer 100 through the second region II.
  • the ground pattern 140 may be substantially buried in the dielectric layer 100.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating an antenna element in a planar state before being bent in some exemplary embodiments.
  • the antenna element may include an antenna pattern and a dummy mesh pattern 150 spaced apart and arranged around the antenna pattern.
  • the antenna pattern may include a mesh structure.
  • the radiation pattern 110 and the transmission line 120 may include a mesh structure. Accordingly, the transmittance of the antenna pattern may be increased, and the flexibility of the antenna element may be improved.
  • the radiation pattern 110 may include a mesh structure and the transmission line 120 may include a solid metal structure.
  • the transmission line 120 may be located on the side surface (the second surface 100b) of the dielectric layer 100 and may not be visually recognized by the user. Accordingly, the power supply resistance is reduced and signal loss through the transmission line 120 can be prevented.
  • the electrode line included in the mesh structure is formed of a low-resistance metal such as copper, silver, APC alloy, CuCa alloy, or the like, thereby suppressing an increase in resistance. Therefore, it is possible to effectively implement a transparent antenna element with low resistance and high sensitivity.
  • the dummy mesh pattern 150 and the antenna pattern may have substantially the same type of mesh structure. Accordingly, the electrode arrangement around the antenna pattern is uniform to prevent the mesh structure or the electrode line included therein from being visually recognized by the user of the display device to which the antenna element is applied.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device to which an antenna element is applied according to example embodiments. Detailed descriptions of structures and configurations that are substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 to 9 are omitted.
  • the antenna element may be disposed on the display panel 230.
  • the display panel 230 may include a flat or curved LCD panel and an OLED panel, and the antenna element may be formed in a curved shape along the side of the display panel 230.
  • the antenna element is preliminary along the side of the display panel 230 through the second region II of the preliminary dielectric layer 90.
  • the first region I and the third region III of the dielectric layer 90 may be folded to face each other.
  • the display panel 230 and the preliminary dielectric layer 90 may be bonded to each other through the pressure-sensitive adhesive layer, and the pressure-sensitive adhesive layer may include an insulating material having a dielectric constant.
  • the display panel 230 may be provided as a ground layer of the antenna pattern.
  • the display panel 230 may include an electrode layer 210 formed on the panel substrate 220, and a conductive member of the electrode layer 210 may be provided as the ground layer of the antenna pattern.
  • the first region I of the dielectric layer 100 is disposed on the electrode layer 210 included in the display panel 230, and the electrode layer 210 is provided as a ground layer of the antenna pattern. Can be.
  • the second region II of the dielectric layer 100 may be folded along a side surface of the display panel 230. Accordingly, a conductive member of the display panel 230 can be used as a ground layer without the need to separately form a ground layer of the radiation pattern 110 by using the curved OLED as the display panel 230.
  • the third region III of the dielectric layer 100 may be disposed under the display panel 230.
  • FIG. 11 and 12 are schematic plan views illustrating a display device according to exemplary embodiments.
  • FIG. 11 is a schematic plan view illustrating an electrode structure included in a display panel.
  • 12 illustrates an external shape including a window of the display device.
  • the display device may include the antenna element formed on the display panel 230, and the display panel 230 may include a panel substrate 220 and an electrode layer 210.
  • the display panel 230 may be a display panel such as an LCD panel or an OLED panel.
  • the electrode layer 210 may include a pixel structure including a thin film transistor TFT, a wiring structure, and an electrode structure.
  • TFT including the active layer 250 included in the display panel 230, various wiring structures such as the scan line 265 and the data line 260, the source electrode 262, the gate electrode 267,
  • An electrode structure such as the drain electrode 270 and the pixel electrode 280 may be a conductive member of the display panel 230. Accordingly, a conductive member included in the display panel 230 may be used as a ground layer without having to form a separate ground layer under the radiation pattern 110 of the antenna element.
  • the display device 300 may include a display area 310 and a peripheral area 320.
  • the peripheral area 320 may be disposed on both sides and/or both ends of the display area 310, for example.
  • the peripheral area 320 may correspond to, for example, a light blocking portion or a bezel portion of an image display device.
  • An integrated circuit (IC) chip for controlling driving/radiation characteristics of the antenna element and supplying a power supply signal may be disposed in the peripheral area 320.
  • the antenna element according to the above-described exemplary embodiments may be inserted into the peripheral area 320 in the form of, for example, an antenna film or an antenna patch.
  • the antenna element can be arranged three-dimensionally through the second surface 100b or the second region II, so that the area or volume of the peripheral region 320 is reduced, and an image is displayed.
  • the size of the region 310 may be relatively increased.
  • the antenna element may be positioned at least partially in the display area 310.
  • the antenna pattern includes a mesh structure, and deterioration of image quality due to the antenna pattern can be prevented.

Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 유전층 및 유전층의 상면, 측면 및 하면 중 적어도 2개의 면들 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함한다. 꺾인 구조를 통해 상기 안테나 소자를 디스플레이 장치의 측면에 실장할 수 있으며 전송 선로에서의 신호 손실을 감소시키고 방사 및 신호 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 유전층 및 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 디스플레이 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
이동통신 기술의 진화에 따라, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 또한, 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치가 보다 얇아지고 경량화됨에 따라 상기 안테나가 차지하는 공간 역시 감소할 수 있다. 이 경우, 제한된 공간 안에서 고주파, 광대역 신호 송수신이 동시에 구현되기에는 한계가 있다.
따라서, 상기 디스플레이 장치에 필름 또는 패치 형태로 안테나가 적용될 필요가 있으며, 상술한 고주파 통신 구현을 위해서는 박형 구조에도 불구하고 방사 특성의 신뢰성 확보를 위한 안테나 구조 설계가 필요하다.
예를 들면, 한국공개특허 제2016-0059291호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 제한된 공간 내에서 충분한 고주파 방사 신뢰성을 확보하기에는 충분하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 신호 효율성 및 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 신호 효율성 및 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 및 상기 유전층의 상면, 측면 및 하면 중 적어도 2개의 면들 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 측면은 곡면을 포함하는, 안테나 소자.
3. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 패턴, 상기 방사 패턴과 연결되어 분기되는 전송 선로, 및 상기 전송 선로 말단에 연결된 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.
4. 위 3에 있어서, 상기 방사 패턴은 상기 유전층의 상기 상면 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 유전층의 상기 측면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되는, 안테나 소자.
5. 위 3에 있어서, 상기 방사 패턴 및 상기 전송 선로는 상기 유전층의 상기 상면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 유전층의 상기 측면 및 상기 하면 상에 걸쳐 배치되는, 안테나 소자.
6. 위 3에 있어서, 상기 방사 패턴 및 상기 전송 선로는 상기 유전층의 상기 측면 상에 배치되는, 안테나 소자.
7. 위 3에 있어서, 상기 유전층의 내측에 배치되어 상기 방사 패턴과 상기 유전층을 사이에 두고 마주보는 그라운드 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
8. 위 6에 있어서, 상기 신호 패드는 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되는, 안테나 소자.
9. 위 6에 있어서, 상기 신호 패드의 일부는 상기 유전층의 상기 측면 상에 배치되고, 상기 신호 패드의 나머지 부분은 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되는, 안테나 소자.
10. 위 3에 있어서, 상기 신호 패드 주변에서 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드와 이격되어 배치된 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
11. 위 1에 있어서, 상기 유전층은 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함하는 평면 상태의 예비 유전층의 상기 제2 영역이 굴곡되어 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역이 대향하도록 접혀 형성되며, 상기 예비 유전층의 상기 제2 영역의 표면이 상기 유전층의 상기 측면에 대응되는, 안테나 소자.
12. 위 11에 있어서, 상기 유전층의 상기 제1 영역은 디스플레이 패널에 포함된 전극 구조물 상에 배치되며,
상기 전극 구조물은 상기 안테나 패턴의 그라운드 층으로 제공되는, 안테나 소자.
13. 위 12에 있어서, 상기 유전층의 제2 영역은 상기 디스플레이 패널의 측면을 따라 접힌, 안테나 소자.
14. 위 13에 있어서, 상기 유전층의 제3 영역은 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되는, 안테나 소자.
15. 위 3에 있어서, 상기 방사 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
16. 위 15에 있어서, 상기 방사 패턴 주변에 상기 방사 패턴과 이격되어 배열된 더미 메쉬 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
17. 상술한 실시예들에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 유전층 및 유전층의 상면, 측면 및/또는 하면에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자를 디스플레이 장치의 측면에 배치시킬 수 있으며 제한된 공간 안에서 고주파/초고주파, 광대역 신호 송수신이 동시에 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴의 방사 패턴은 유전층의 상면 또는 측면 상에 배치되고, 신호 패드는 유전층의 하면 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴이 적용되는 화상 표시 장치의 베젤(bezel) 영역의 사이즈를 감소시키면서 원하는 주파수 송수신을 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴은 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 패턴은 상기 디스플레이 패널의 측면을 따라 접혀서 배치될 수 있다. 이에 따라, 별도의 그라운드 층을 형성할 필요 없이 상기 디스플레이 패널에 포함된 도전성 부재를 상기 안테나 패턴의 그라운드 층으로 활용할 수 있다.
상기 안테나 패턴은 메쉬 구조를 포함하며, 상기 안테나 패턴 주변에 더미 메쉬 패턴이 배열될 수 있다. 이에 따라 패턴 형상 차이에 따른 전극 시인을 방지하며 상기 안테나 소자가 실장되는 디스플레이 장치의 이미지 품질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
상기 안테나 소자는 3G, 4G, 5G 혹은 그 이상의 고주파 혹은 초고주파 대역의 신호 송수신이 가능한 이동 통신 기기를 포함하는 디스플레이 장치에 적용되어 방사 특성 및 투과도와 같은 광학 특성을 함께 향상시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 단면도이다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 8은 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 단면도이다.
도 9는 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자가 배치된 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 11 및 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
본 발명의 실시예들은 유전층 및 유전층의 상면, 측면 및 하면 중 적어도 2개의 면들 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자를 제공한다.
상기 안테나 소자는 예를 들면, 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 안테나 소자는 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파(예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상) 이동통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다. 그러나, 상기 안테나 소자의 용도가 디스플레이 장치에만 제한되는 것은 아니며, 상기 안테나 소자는 차량, 가전 기기, 건축물 등과 같은 다양한 구조물들에 적용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 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 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다.
도 1에서, 유전층(100)의 상면에 평행하며, 서로 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다. 유전층(100)의 상면에 대해 수직한 방향은 제3 방향으로 정의된다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 상기 안테나 소자의 너비 방향, 상기 제2 방향은 상기 안테나 소자의 길이 방향, 상기 제3 방향은 상기 안테나 소자의 두께 방향에 해당될 수 있다. 상기 방향의 정의는 나머지 도면들에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100) 및 유전층(100)의 표면 상에 배치되어 꺾인 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함할 수 있다.
유전층(100)은 제1 면(100a), 제2 면(100b) 및 제3 면(100c)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 면(100a), 제2 면(100b) 및 제3 면(100c)은 각각 유전층(100)의 상면, 측면 및 하면에 해당될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 제2 면(100b)은 실질적으로 곡면 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 유전층(100)의 제2 면(100b)의 둘레는 실질적으로 반원과 같은 곡선 프로파일을 가질 수 있다.
유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 접힐 수 있는 유연성을 갖는 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 도 2를 참조로 후술하는 바와 같이 예비 유전층(90)의 벤딩을 통해 곡면을 포함하는 유전층(100)을 용이하게 구현할 수 있다.
예를 들면, 유전층(100)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지; 우레탄계 혹은 아크릴우레탄계 수지; 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 또한, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 유전층(100)에 포함될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)은 유리, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 전송 선로(120)의 신호 손실이 지나치게 증가하여, 고주파 대역 통신시 신호 감도 및 신호 효율성이 감소할 수 있다.
상기 안테나 패턴은 방사 패턴(110), 전송 선로(120) 및 신호 패드(130)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 방사 패턴(110)은 유전층(100)의 제1 면(100a) 상에 배치되고, 전송 선로(120)는 유전층(100)의 제2 면(100b) 상에 배치되고, 신호 패드(130)는 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에 배치될 수 있다.
방사 패턴(110)은 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 방사 패턴(110)의 형상은 예시적인 것이며, 방사 효율 등을 고려하여 적절하게 변경될 수 있다.
전송 선로(120)는 방사 패턴(110)의 일 변으로부터 분기되어 유전층(100)의 제2 면(100b)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 신호 패드(130)는 전송 선로(120)의 말단부와 연결되며, 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에서 연장할 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), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 안테나 패턴은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있으며, 예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슙(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 수도 있다
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴은 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮출 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
상기 안테나 소자는 예비 유전층(90) 상에 안테나 패턴을 형성한 후 굴곡시켜 형성될 수 있다. 예비 유전층(90)은 도 1에 도시된 형태로 굴곡되기 전 상태의 평면 상태의 유전층을 지칭할 수 있다.
도 2를 참조하면, 예비 유전층(90)은 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 제3 영역(III)을 포함할 수 있다. 방사 패턴(110), 전송 선로(120) 및 신호 패드(130)는 각각 예비 유전층(90)의 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 제3 영역(III) 상에 배치될 수 있다.
예비 유전층(90) 상에 상기 안테나 패턴을 형성한 후, 예비 유전층(90)은 제2 영역(II)을 통해 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)이 대향하도록 접힐 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(II)이 굴곡되어 예비 유전층이 실질적으로 접힐 수 있다.
이 경우, 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)이 상기 제3 방향으로 서로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 굴곡된 이후 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)은 각각 유전층(100)의 상부 및 하부로 제공될 수 있고 제2 영역(II)의 표면이 유전층(100)의 제2 면(100b)에 대응될 수 있다.
상기 안테나 패턴은 신호 패드(130) 주변에서 전송 선로(120) 및 신호 패드(130)와 이격되어 배치된 그라운드 패드(132)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 신호 패드(130)를 통한 방사 신호 송수신시 발생되는 노이즈가 효율적으로 필터링 혹은 감소될 수 있다.
예를 들면, 한 쌍의 그라운드 패드들(132)이 신호 패드(130)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 패턴은 수평 방사 특성을 함께 구현할 수도 있다.
그라운드 패드들(132)은 상술한 바와 같이 제2 영역(II)이 굴곡됨에 따라, 신호 패드(130)와 함께 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 그라운드 패드(132)는 상기 제3 방향으로 방사 패턴(110)과 중첩될 수 있다.
이 경우, 그라운드 패드(132)는 방사 패턴(110)에 대한 그라운드 층으로도 제공될 수 있으며, 방사 패턴(110)을 통해 수직 방사가 구현될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 방사 패턴(110) 하부에 별도의 그라운드 층이 형성될 수도 있고, 상기 안테나 소자가 실장되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 방사 패턴(110)에 대한 상기 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, 예를 들면 상기 디스플레이 패널 아래에 배치된 도전성 물질을 포함하는 각종 구조물들이 상기 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 제2 전극층(90)으로 제공될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들면 상기 제1 방향을 따라 복수의 상기 안테나 패턴들이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴들은 서로 동일한 형태 혹은 사이즈를 가지며 동일한 공진 주파수를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 안테나 패턴들은 서로 다른 주파수에 감도를 갖는 안테나 패턴들을 포함할 수 있으며, 서로 다른 형태 혹은 사이즈를 가질 수도 있다. 이에 따라 상기 안테나 소자의 주파수 커버리지 및 게인 특성을 증가시킬 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 유전층(100)의 제1 면(100a), 제2 면(100b) 및 제3 면(100c)을 활용하여 예를 들면, 3차원적으로 안테나 패턴을 설계할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 패턴이 점유하는 면적을 감소시킬 수 있으며, 예를 들면 상기 안테나 소자가 적용되는 화상 표시 장치의 베젤 영역을 축소시킬 수 있다.
신호 패드(130)는 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)과 같은 도전성 연결 부재를 통해 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩과 전기적으로 연결될 수 있다. 신호 패드(130)를 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에서 방사 패턴(110) 아래로 배치함에 따라 상기 도전성 연결 부재가 삽입될 수 있는 공간을 추가적으로 확보할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 패드(130)는 상기 도전성 연결 부재를 생략하고 유전층(100)의 제3 면(100c) 상에서 상기 안테나 구동 IC 칩의 패드와 직접 연결 또는 본딩될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 연성 회로 기판(FPCB)을 더 포함할 수 있다. 상기 안테나 소자는 연성 회로 기판(FPCB)통해 안테나와 전기적으로 연결되는 구동 집적 회로(IC) 칩을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 연성 회로 기판(FPCB) 상에 직접 구동 집적 회로(IC) 칩이 배치될 수 있다. 예를 들면, 연성 회로 기판(FPCB) 내에는 구동 집적 회로(IC) 칩과 급전 배선을 전기적으로 연결시키는 회로 또는 콘택이 형성될 수 있다. 연성 회로 기판(FPCB) 및 구동 집적 회로(IC) 칩과 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연성 회로 기판 및 상기 구동 IC 칩 사이에는 리지드 인쇄회로기판(Rigid-PCB)와 같은 중개 회로 기판이 더 배치될 수도 있다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 4는 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100), 유전층의 제1 면(100a) 상에 배치된 방사 패턴(110) 및 전송 선로(120), 유전층의 제2 면(100b) 및 제3 면(100c) 상에 걸쳐 배치된 신호 패드(130)를 포함할 수 있다. 따라서, 방사 패턴(110) 및 신호 패드(130) 간의 거리가 줄어들고 신호 송수신 경로를 단축시켜 전송 선로(120)를 통한 저항 증가 또는 신호 손실을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 예비 유전층(90)의 제1 영역(I) 상에 방사 패턴(110) 및 전송 선로(120)가 형성되고 제2 영역(II) 및 제3 영역(III) 상에 신호 패드(130)가 형성될 수 있다.
예비 유전층(90) 상에 상기 안테나 패턴을 형성한 후, 예비 유전층(90)은 제2 영역(II)을 통해 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)이 대향하도록 접힐 수 있다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 방사 패턴(110) 및 전송 선로(120)가 유전층(100)의 제1 면(100a) 상에 배치되고, 신호 패드(130)는 유전층(100)의 제2 면(100b) 및 제3 면(100c) 상에 걸쳐서 배치될 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 6은 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100), 유전층의 제2 면(100b) 상에 배치된 방사 패턴(110) 및 전송 선로(120), 유전층의 제3 면(100c) 상에 배치된 신호 패드(130)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 안테나 소자는 유전층(100)의 내측에 배치되거나 유전층(100) 내부에 매립되어 유전층(100)을 사이에 두고 방사 패턴(110)과 상기 제2 방향으로 마주보는 그라운드 패턴(140)을 더 포함할 수 있다. 따라서,
유전층(100)의 제2 면(100b)을 통한 측면 방사가 구현될 수 있다.
예를 들면, 상기 안테나 패턴 및 그라운드 패턴(140) 사이의 거리는 40 내지 1000㎛이며, 이 경우 3G, 4G, 5G 혹은 그 이상의 고주파/초고주파 대역의 공진 주파수 특성을 용이하게 구현할 수 있다.
도 6을 참조하면, 예비 유전층(90)의 상면 상에는 상기 안테나 패턴이 형성되고, 예비 유전층(90)의 하면 상에는 그라운드 패턴(140)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 방사 패턴(110) 및 전송 선로(120)는 예비 유전층(90)의 제2 영역(II) 부분의 상면 상에 형성되고, 신호 패드(130)는 예비 유전층(90)의 제3 영역(III) 부분의 상면 상에 형성될 수 있다. 그라운드 패턴(140)은 예비 유전층(90)의 제2 영역(II) 부분의 하면 상에 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴 및 그라운드 패턴(140)이 형성된 예비 유전층(90)을 제2 영역(II)을 통해 그라운드 패턴(140)이 유전층(100) 내부로 삽입되도록 굴곡할 수 있다. 이에 따라, 그라운드 패턴(140)은 유전층(100)의 굴곡된 내측으로 배치되며 실질적으로 유전층(100)의 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)에 의해 둘러싸일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 그라운드 패턴(140)은 도 5에 도시된 바와 같이 유전층(100) 내부에 실질적으로 매립된 구조를 가질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 방사 패턴(110) 및 그라운드 패턴(140)은 C-자 형상과 같은 커브드(curved) 패턴 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 방사 방향이 확장되어 방사 커버리지를 증가시킬 수 있다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 8은 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 단면도이다. 도 1 내지 도 6을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 7을 참조하면, 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100), 유전층의 제2 면(100b) 상에 배치된 방사 패턴(110) 및 전송 선로(120), 유전층의 제2 면(100b) 및 제3 면(100c) 상에 걸쳐서 배치된 신호 패드(130)를 포함할 수 있다.
전송 선로(120)는 유전층의 제2 면(100b) 상에만 형성되므로 전송 선로(120)의 길이가 단축될 수 있으며, 전송 선로(120)를 통한 신호 손실을 억제할 수 있다.
도 8을 참조하면, 예비 유전층(90) 의 상면 상에는 상기 안테나 패턴이 형성되고, 예비 유전층(90)의 하면 상에는 그라운드 패턴(140)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 방사 패턴(110) 및 전송 선로(120)는 예비 유전층(90)의 제2 영역(II) 부분의 상면 상에 형성되고, 신호 패드(130)는 예비 유전층(90)의 제2 영역(II) 및 제3 영역(III) 부분의 상면 상에 걸쳐서 형성될 수 있다. 그라운드 패턴(140)은 예비 유전층(90)의 제2 영역(II) 부분의 하면 상에 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴 및 그라운드 패턴(140)이 형성된 예비 유전층(90)을 제2 영역(II)을 통해 그라운드 패턴(140)이 유전층(100) 내측으로 배치되도록 굴곡할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이 그라운드 패턴(140)은 유전층(100) 내부에 실질적으로 매립될 수도 있다.
도 9는 일부 예시적인 실시예들에 있어서 굴곡되기 전 평면 상태의 안테나 소자를 나타내는 평면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 안테나 소자는 안테나 패턴 및 상기 안테나 패턴 주변에 이격되어 배열된 더미 메쉬 패턴(150)을 포함할 수 있다.
상기 안테나 패턴은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 방사 패턴(110) 및 전송 선로(120)는 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 따라서 상기 안테나 패턴의 투과율이 증가될 수 있으며 상기 안테나 소자의 유연성이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 패턴(110)은 메쉬 구조를 포함하고 전송 선로(120)는 속이 찬 금속 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 전송 선로(120)는 유전층(100)의 측면(제2 면(100b)) 상에 위치하여 사용자에게 시인되지 않을 수 있다. 따라서, 급전 저항이 감소하고 전송 선로(120)를 통한 신호 손실을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 메쉬 구조를 채용하면서 상기 메쉬 구조에 포함되는 전극 라인은 구리, 은, APC 합금, CuCa 합금 등과 같은 저저항 금속으로 형성함으로써, 저항 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 저저항, 고감도의 투명 안테나 소자를 효과적으로 구현할 수 있다.
더미 메쉬 패턴(150) 및 상기 안테나 패턴은 실질적으로 동일한 형태의 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 패턴 주변의 전극 배열을 균일화하여 상기 메쉬 구조 또는 이에 포함된 전극 라인이 상기 안테나 소자가 적용된 디스플레이 장치의 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자가 적용된 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 1 내지 도 9를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 10을 참조하면, 상기 안테나 소자는 디스플레이 패널(230)상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(230)은 평면 또는 곡면화된 LCD 패널 및 OLED 패널 등을 포함할 수 있으며, 상기 안테나 소자는 디스플레이 패널(230) 측면을 따라 커브드 된 형상으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 예비 유전층(90) 상에 안테나 패턴을 형성한 후, 상기 안테나 소자는 예비 유전층(90)의 제2 영역(II)을 통해 디스플레이 패널(230)의 측부를 따라 예비 유전층(90)의 제1 영역(I) 및 제3 영역(III)이 대향하도록 접힐 수 있다.
예를 들면, 점접착층을 통해 디스플레이 패널(230) 및 예비 유전층(90)을 접합시킬 수 있으며, 상기 점접착층은 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(230)은 상기 안테나 패턴의 그라운드 층으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(230)은 패널 기판(220) 상에 형성된 전극층(210)을 포함할 수 있으며, 전극층(210)의 도전성 부재가 상기 안테나 패턴의 상기 그라운드 층으로 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 제1 영역(I)은 디스플레이 패널(230)에 포함된 전극층(210)상에 배치되며, 전극층(210)은 상기 안테나 패턴의 그라운드 층으로 제공될 수 있다.
유전층(100)의 제2 영역(II)은 디스플레이 패널(230)의 측면을 따라 접힐 수 있다. 따라서, 곡면화 OLED를 디스플레이 패널(230)로 사용하여 방사 패턴(110)의 그라운드 층을 별도로 형성할 필요 없이 디스플레이 패널(230)의 도전성 부재를 그라운드 층으로 사용할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 제3 영역(III)은 디스플레이 패널(230) 아래에 배치될 수 있다.
도 11 및 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 11은 디스플레이 패널에 포함된 전극 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 12는 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 11을 참조하면, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(230) 상에 형성된 상기 안테나 소자를 포함할 수 있으며, 디스플레이 패널(230)은 패널 기판(220) 및 전극층(210)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(230)은 LCD 패널 혹은 OLED 패널과 같은 표시 패널일 수 있다.
전극층(210)은 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 구조물, 배선 구조물 및 전극 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(230)에 포함된 활성층(250)을 포함하는 TFT, 스캔 라인(265), 데이터 라인(260)과 같은 각종 배선 구조물, 소스 전극(262), 게이트 전극(267), 드레인 전극(270), 화소 전극(280) 등과 같은 전극 구조물 등이 디스플레이 패널(230)의 도전성 부재일 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자의 방사 패턴(110) 하부에 별도의 그라운드 층을 형성할 필요 없이 디스플레이 패널(230)에 포함된 도전성 부재를 그라운드 층으로 활용할 수 있다.
도 12를 참조하면, 디스플레이 장치(300)는 표시 영역(310) 및 주변 영역(320)을 포함할 수 있다. 주변 영역(320)은 예를 들면, 표시 영역(310)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다.
주변 영역(320)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 주변 영역(320) 내에는 상기 안테나 소자의 구동/방사 특성을 조절 및 급전 신호 공급을 위한 집적 회로(IC) 칩이 배치될 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 주변 영역(320)에 예를 들면, 안테나 필름 또는 안테나 패치 형태로 삽입될 수 있다. 상기 안테나 소자는 상술한 바와 같이 제2 면(100b) 또는 제2 영역(II)을 통해 3차원 적으로 배치가 가능하므로, 주변 영역(320)의 면적 또는 부피를 감소시키고, 이미지가 구현되는 표시 영역(310)의 사이즈를 상대적으로 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 소자는 표시 영역(310)에 적어도 부분적으로 위치할 수도 있다. 이 경우, 도 9를 참조로 설명한 바와 같이, 상기 안테나 패턴은 메쉬 구조를 포함하며, 상기 안테나 패턴에 의해 이미지 품질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (17)

  1. 유전층; 및
    상기 유전층의 상면, 측면 및 하면 중 적어도 2개의 면들 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 측면은 곡면을 포함하는, 안테나 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 패턴, 상기 방사 패턴과 연결되어 분기되는 전송 선로, 및 상기 전송 선로 말단에 연결된 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 방사 패턴은 상기 유전층의 상기 상면 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 유전층의 상기 측면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되는, 안테나 소자.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 방사 패턴 및 상기 전송 선로는 상기 유전층의 상기 상면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 유전층의 상기 측면 및 상기 하면 상에 걸쳐 배치되는, 안테나 소자.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 방사 패턴 및 상기 전송 선로는 상기 유전층의 상기 측면 상에 배치되는, 안테나 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 유전층의 내측에 배치되어 상기 방사 패턴과 상기 유전층을 사이에 두고 마주보는 그라운드 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 신호 패드는 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되는, 안테나 소자.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 신호 패드의 일부는 상기 유전층의 상기 측면 상에 배치되고, 상기 신호 패드의 나머지 부분은 상기 유전층의 상기 하면 상에 배치되는, 안테나 소자.
  10. 청구항 3에 있어서, 상기 신호 패드 주변에서 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드와 이격되어 배치된 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층은 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함하는 평면 상태의 예비 유전층의 상기 제2 영역이 굴곡되어 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역이 대향하도록 접혀 형성되며,
    상기 예비 유전층의 상기 제2 영역의 표면이 상기 유전층의 상기 측면에 대응되는, 안테나 소자.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 유전층의 상기 제1 영역은 디스플레이 패널에 포함된 전극 구조물 상에 배치되며,
    상기 전극 구조물은 상기 안테나 패턴의 그라운드 층으로 제공되는, 안테나 소자.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 유전층의 제2 영역은 상기 디스플레이 패널의 측면을 따라 접힌, 안테나 소자.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 유전층의 제3 영역은 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되는, 안테나 소자.
  15. 청구항 3에 있어서, 상기 방사 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 방사 패턴 주변에 상기 방사 패턴과 이격되어 배열된 더미 메쉬 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
  17. 청구항 1에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
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