WO2021112487A1 - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2021112487A1
WO2021112487A1 PCT/KR2020/016920 KR2020016920W WO2021112487A1 WO 2021112487 A1 WO2021112487 A1 WO 2021112487A1 KR 2020016920 W KR2020016920 W KR 2020016920W WO 2021112487 A1 WO2021112487 A1 WO 2021112487A1
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antenna element
pattern
antenna
transmission line
radiation pattern
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PCT/KR2020/016920
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최병진
박희준
이재현
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동우화인켐 주식회사
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    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • the present invention relates to an antenna element and a display device including the same. More particularly, it relates to an antenna element including a radiation pattern and a display device including the same.
  • wireless communication technologies such as Wi-Fi and Bluetooth are combined with a display device and implemented in the form of, for example, a smart phone.
  • 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 antenna also needs to be developed to have improved transparency and flexibility.
  • the space or area of the bezel part or the light blocking part tends to be reduced.
  • the space or area in which the antenna can be embedded is also limited, and accordingly, the radiation pattern for transmitting and receiving signals included in the antenna may overlap the display area of the display device. Accordingly, the image of the display device may be obscured by the radiation pattern of the antenna or the radiation pattern may be recognized by the user, thereby reducing image quality.
  • the patterns included in the antenna are formed in a mesh pattern, interference with pixels of the display panel may occur, thereby causing a moiré phenomenon and electrode visibility.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0080444 discloses an antenna structure embedded in a portable terminal, but does not consider image degradation of a display device due to the antenna.
  • An object of the present invention is to provide an antenna element having improved visual characteristics and signal transmission/reception efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a display device including an antenna element having improved visual characteristics and signal transmission/reception efficiency.
  • dielectric layer and an antenna pattern disposed on the upper surface of the dielectric layer and having a mesh structure, wherein the mesh structure of the antenna pattern includes repeatedly arranged unit cells, and diagonal lines of each unit cell are in the width direction of the antenna element or Inclined with respect to the longitudinal direction, antenna element.
  • the antenna pattern includes a radiation pattern, a transmission line extending from one side of the radiation pattern, and a signal pad electrically connected to one end of the transmission line.
  • the antenna element according to 3 above further comprising a pair of ground patterns disposed to face each other with the signal pad interposed therebetween and electrically and physically separated from the transmission line.
  • ground patterns each include a first portion and a second portion obliquely extending from the first portion.
  • the antenna element according to 1 above further comprising a dummy mesh pattern electrically separated from the radiation pattern around the radiation pattern.
  • the dummy mesh pattern includes a mesh structure having the same shape and orientation as the mesh structure included in the antenna pattern.
  • the antenna element according to 1 above further comprising a ground layer disposed on a bottom surface of the dielectric layer.
  • a display device comprising the antenna element according to the above-described embodiments.
  • An antenna element may include a radiation pattern having a mesh structure in which a plurality of unit cells are aggregated. Diagonal lines of the unit cell of the radiation pattern may be inclined with respect to a width direction or a length direction of the antenna element.
  • the antenna element may be inserted or mounted on the front portion of the display device to implement transmission and reception of 3G or higher, for example, 5G high-frequency band. Accordingly, it is possible to minimize deterioration in image quality of the display device by improving transmittance while increasing signal sensitivity.
  • the antenna element since the antenna element includes a mesh structure made of a metal material, flexibility characteristics are improved, and thus it can be effectively applied to a flexible display device.
  • 1 and 2 are schematic cross-sectional views and plan views, respectively, of antenna elements according to exemplary embodiments.
  • FIG. 3 is a schematic plan view for explaining a mesh structure included in a radiation pattern of an antenna element according to exemplary embodiments.
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a display device according to example embodiments.
  • SUMMARY Embodiments of the present invention provide an antenna element including a radiation pattern having a mesh structure, reducing electrode visibility, and having improved transmittance and signal sensitivity.
  • 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 3G, 4G, 5G or higher high-frequency or ultra-high-frequency mobile communication.
  • 1 and 2 are schematic cross-sectional views and plan views, respectively, of antenna elements according to exemplary embodiments.
  • first direction and second direction two directions parallel to the upper surface of the dielectric layer 100 and intersecting 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 top surface of the dielectric layer 100 is defined as a third direction.
  • the first direction may correspond to a length direction of the antenna element
  • the second direction may correspond to a width direction of the antenna element
  • third direction may correspond to a thickness direction of the antenna element.
  • the definition of the direction may be equally applied to the remaining drawings.
  • an antenna device may include a dielectric layer 100 and an antenna pattern layer 110 disposed on the upper surface of the dielectric layer 100 .
  • the antenna element may further include a ground layer 90 disposed on the bottom surface of the dielectric layer 100 .
  • the dielectric layer 100 may include an insulating material having a predetermined dielectric constant.
  • the dielectric layer 100 may include, for example, an inorganic insulating material such as glass, silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide, or an organic insulating material such as an epoxy resin, an acrylic resin, or an imide-based resin.
  • the dielectric layer 100 may function as a film substrate of the antenna element on which the antenna pattern layer 110 is formed. In addition, it can be applied to a flexible display device by using a material having flexibility that can be folded.
  • a transparent film may be provided as the dielectric layer 100 .
  • the transparent film may include, for example, polyester-based resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene terephthalate; Cellulose resins, such as a diacetyl cellulose and a triacetyl cellulose; polycarbonate-based resin; acrylic resins such as polymethyl (meth)acrylate and polyethyl (meth)acrylate; styrenic resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer; polyolefin-based resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefin having a cyclo-based or norbornene structure, and an ethylene-propylene copolymer; vinyl chloride-based resin; amide resins such as nylon and aromatic polyamide; imide-based resin; polyether sulfone-based resin; sulfone
  • 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
  • a capacitance or inductance is formed between the antenna pattern layer 110 and the ground layer 90 by the dielectric layer 100, so that the frequency band in which the antenna element can be driven or sensed can be adjusted.
  • 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, the driving frequency is excessively reduced, so that driving in a desired high frequency band may not be realized.
  • the antenna pattern layer 110 may be disposed on the upper surface of the dielectric layer 100 .
  • the antenna pattern layer 110 may include an antenna pattern of the antenna element.
  • the antenna pattern may include a radiation pattern 140 , a transmission line 130 , and a signal pad 120 .
  • the antenna pattern layer 110 may include 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), It may include tin (Sn), molybdenum (Mo), calcium (Ca), or an alloy containing at least one of them.
  • the radiation pattern 140 may include silver (Ag) or a silver alloy (eg, silver-palladium-copper (APC)), or copper or a copper alloy (eg, to implement a low resistance or a fine line width pattern). , copper-calcium (CuCa)).
  • silver Al
  • a silver alloy eg, silver-palladium-copper (APC)
  • copper or a copper alloy eg, to implement a low resistance or a fine line width pattern.
  • CuCa copper-calcium
  • the antenna pattern layer 110 may include a transparent metal oxide such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (ITZO), or zinc oxide (ZnOx).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ITZO indium zinc tin oxide
  • ZnOx zinc oxide
  • the antenna pattern layer 110 may have a multilayer structure including a metal or alloy layer and a transparent metal oxide layer.
  • the ground layer 90 may be disposed on the bottom surface of the dielectric layer 100 .
  • the ground layer 90 may serve as a ground of the antenna pattern layer 110 .
  • capacitance or inductance is formed in the thickness direction of the antenna element between the radiation pattern 140 and the ground layer 90 by the dielectric layer 100 so that the frequency band in which the antenna element can be driven or sensed is reduced. can be adjusted.
  • the antenna element may serve as a vertical radiating antenna through the ground layer 90 .
  • a conductive member of a display device or a display panel to which the antenna element is applied may be provided as the ground layer 90 .
  • the conductive member may include electrodes or wires such as a gate electrode, a source/drain electrode, a pixel electrode, a common electrode, a data line, and a scan line included in a thin film transistor (TFT) array panel.
  • TFT thin film transistor
  • the antenna pattern may include a radiation pattern 140 and a transmission line 130 .
  • the antenna pattern may further include a signal pad 120 connected to an end of the transmission line 130 .
  • the ground layer 90 may be formed to have a sufficient area to cover the entire array of the antenna patterns.
  • the transmission line 130 of the antenna pattern may extend from one end of the radiation pattern 140 to be electrically connected to the signal pad 120 .
  • the transmission line 130 may protrude from the central portion of one side of the radiation pattern 140 to extend.
  • a circuit board such as a flexible circuit board (FPCB) may be bonded to the signal pad 120 , and the driving circuit unit may be disposed on the flexible circuit board. Accordingly, signal transmission/reception may be implemented between the antenna pattern and the driving circuit unit.
  • FPCB flexible circuit board
  • the signal pad 120 may have a solid structure including the above-described metal or alloy to reduce signal resistance.
  • the radiation pattern 140 , the transmission line 130 , and the signal pad 120 may all be positioned on the same plane or on the same level on the top surface of the dielectric layer 100 .
  • the radiation pattern 140 and the transmission line 130 of the antenna pattern may include a mesh structure. Accordingly, transmittance of the radiation pattern 140 may be increased, and flexibility of the antenna element may be improved. Accordingly, the antenna element can be effectively applied to a flexible display device.
  • the antenna pattern having the mesh structure may include repetitively arranged unit cells.
  • the unit cell may be formed in a polygonal structure such as a rhombus, a hexagon, or a square.
  • All diagonals of the unit cell may be inclined with respect to a width direction or a length direction of the antenna element. Therefore, by adjusting the polarization characteristics of the antenna, widerband transmission and reception can be realized, and an antenna having improved reliability can be realized by reducing signal interference. In addition, it is possible to prevent a moiré phenomenon due to interference with other electronic devices such as display pixels and suppress an increase in electrode visibility.
  • the transmission line 130 and the radiation pattern 140 may be inclined with respect to the longitudinal direction of the antenna pattern.
  • the longitudinal direction may be a first direction
  • a sidewall of the signal pad may extend in the longitudinal direction.
  • the transmission line 130 may include substantially the same conductive material as the radiation pattern 140 , and may be formed through substantially the same etching process.
  • the transmission line 130 may be integrally connected to the radiation pattern 140 and may be provided as a substantially single member.
  • the transmission line 130 and the radiation pattern 140 may include mesh structures having substantially the same shape (eg, the same line width, the same spacing, and the same orientation).
  • the radiation pattern 140 may be inclined with respect to the longitudinal direction of the antenna pattern.
  • the longitudinal direction may be a first direction
  • a sidewall of the signal pad may extend in the longitudinal direction.
  • FIG. 3 is a schematic plan view for explaining a mesh structure included in a radiation pattern of an antenna element according to exemplary embodiments. For convenience of description, the illustration of the dielectric layer is omitted in FIG. 3 .
  • the mesh structure included in the radiation pattern 140 and the transmission line 130 may be defined by conductive lines 50 crossing each other.
  • the mesh structure includes a unit cell 55 defined as conductive lines 50 substantially intersect in a honeycomb shape, and a plurality of unit cells 55 are aggregated to form the mesh structure of the antenna pattern. can be defined.
  • the unit cell 55 may have a substantially rhombus shape.
  • two diagonals of the unit cell 55 may be denoted by D1 and D2, respectively.
  • D1 and D2 two diagonals of the unit cell 55 may be denoted by D1 and D2, respectively.
  • D1 and D2 respectively.
  • D1 and D2 respectively.
  • D1 and D2 respectively.
  • D1 and D2 respectively.
  • D1 and D2 respectively.
  • the long diagonal line D1 of the unit cell 55 may be inclined with respect to the longitudinal direction of the antenna element.
  • the longitudinal direction may be substantially the same as the first direction.
  • the long diagonal of the unit cell 55 may be inclined at an angle of 2 to 45° with the longitudinal direction.
  • the angle between the long diagonal of the unit cell 55 and the longitudinal direction is less than 2°, the long diagonal of the unit cell 55 is formed in substantially the same longitudinal direction so that several electronic elements of the display device are formed. Excessive radiation pattern 140 may cause interference.
  • the length of the transmission line 130 may increase and signal loss may occur due to an increase in resistance.
  • the spatial efficiency of the antenna pattern may be reduced.
  • an angle between the long diagonal of the unit cell 55 and the longitudinal direction may be 4 to 22.5°.
  • the length of the long diagonal line D1 may be about 100 to 400 ⁇ m, and the length of the diagonal line D2 may be about 20 to 200 ⁇ m. In the above range, the electrode visibility is substantially prevented and an antenna pattern with improved transmittance can be more effectively implemented.
  • the line width of the conductive line 50 may be formed to be 0.5 to 5 ⁇ m in consideration of preventing visibility of the antenna pattern and reducing resistance.
  • FIGS. 4 and 5 are schematic plan views illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments. Detailed descriptions of structures and configurations substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 to 3 will be omitted.
  • the antenna element may further include a pair of ground patterns 150 spaced apart from each other with the signal pad 120 therebetween.
  • the ground pattern 150 may be electrically and physically separated from the transmission line 130 and the signal pad 120 . In addition, they may have shapes that are asymmetric to each other.
  • the ground pattern 150 may be divided into a first portion 153 and a second portion 155 .
  • the second part 155 may extend to be inclined with respect to the first part 153 .
  • the first part 153 may include a solid metal pattern
  • the second part 155 may include a mesh structure.
  • the second portion 155 of the ground pattern 150 may include a mesh structure having substantially the same shape as the radiation pattern 140 .
  • the second portion 155 and the radiation pattern 140 may include a mesh structure having the same line width, the same spacing, and the same orientation.
  • the second portion 155 of the ground pattern 150 may include substantially the same conductive material as the radiation pattern 140 and the transmission line 130 and may be formed through substantially the same etching process.
  • Each of the diagonals of the unit cell 55 of the mesh structure may be formed to be inclined with respect to a width direction or a length direction of the antenna element.
  • the long diagonal D2 of the unit cell 55 may be inclined with respect to the longitudinal direction.
  • the mesh structure included in the second part 155 , the radiation pattern 140 , and the transmission line 130 may be formed to have the same angle and be inclined.
  • the second parts 155 may have an asymmetric shape with the transmission line 130 interposed therebetween.
  • the first portions 153 may have a symmetrical shape with the signal pad 120 interposed therebetween.
  • the antenna pattern layer 110 may further include a dummy mesh pattern 160 arranged around the antenna pattern and electrically and physically separated from or spaced apart from the antenna pattern and the ground pattern 150 . .
  • the dummy mesh pattern 160 also includes a mesh structure, and a mesh structure having substantially the same shape as the mesh structure included in the radiation pattern 140 may be included in the dummy mesh pattern 160 .
  • the dummy mesh pattern 160 and the radiation pattern 140 may include the same metal.
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a display device according to example embodiments.
  • FIG. 6 shows an external shape including a window of a display device.
  • the display apparatus 200 may include a display area 210 and a peripheral area 220 .
  • the peripheral area 220 may be disposed on both sides and/or both ends of the display area 210 .
  • the above-described antenna element may be inserted into the peripheral region 220 of the display device 200 in the form of a patch or a film.
  • the radiation pattern 140 of the above-described antenna element is disposed to at least partially correspond to the display area 210 of the display apparatus 200
  • the signal pad 120 is the display area of the display apparatus 200 . It may be disposed to correspond to the peripheral area 220 .
  • the peripheral region 220 may correspond to, for example, a light blocking part or a bezel part of the image display device.
  • a driving 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 region 220 .
  • IC integrated circuit
  • the mesh structure of the antenna element may be disposed in the display area 210 .
  • a diagonal of the unit cell 55 included in the mesh structure may be formed obliquely to form a predetermined angle from a longitudinal direction (eg, the first direction) of the antenna element. Accordingly, it is possible to effectively prevent image quality from being deteriorated by the antenna pattern including the mesh structure.
  • a mesh-structured radiation pattern and transmission line were formed on the upper surface of the glass (0.7T) dielectric layer using an alloy (APC) of silver (Ag), palladium (Pd), and copper (Cu), respectively.
  • the conductive line included in the mesh structure was formed to have a line width of 2.5 ⁇ m and a thickness (or height) of 2000 ⁇ , and the mesh structure was formed as a rhombus-shaped unit cell.
  • the rhombus unit cell had a diagonal length in the X-axis direction (short diagonal length) of 150 ⁇ m and a diagonal length in the Y-axis direction (long diagonal length) of 250 ⁇ m.
  • the long diagonal of the rhombus unit cell of the mesh structure was formed to form an angle of 2° from the first direction (Y-axis direction).
  • An antenna element was formed in the same manner as in Example 1, except that the long diagonal of the rhombus unit cell of the mesh structure was formed to form an angle of 10° from the first direction (Y-axis direction).
  • An antenna element was formed in the same manner as in Example 1, except that the long diagonal of the rhombus unit cell of the mesh structure was formed to form an angle of 20° from the first direction (Y-axis direction).
  • An antenna element was formed in the same manner as in Example 1, except that the long diagonal of the rhombus unit cell of the mesh structure was formed to form an angle of 45° from the first direction (Y-axis direction).
  • An antenna element was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that the long diagonal of the rhombus unit cell of the mesh structure was formed to form an angle of 50° from the first direction (Y-axis direction).
  • the long diagonal of the rhombus unit cell of the mesh structure was formed to form an angle of 0° from the first direction (Y-axis direction). That is, the mesh structure of the antenna pattern was formed so that the long diagonal of the unit cell coincided with the first direction (Y-axis direction).
  • the antenna element of the Examples could prevent the mesh structure or the conductive line included therein from being recognized by the user of the display device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 복수의 단위 셀들이 집합된 메쉬 구조를 갖는 방사 패턴을 포함할 수 있다. 상기 방사 패턴의 상기 단위 셀의 대각선들은 안테나 소자의 너비 방향 또는 길이 방향에 대해 경사질 수 있다. 따라서, 패턴 시인을 감소시키고, 투과율 및 신호 감도가 함께 향상된 안테나 소자를 제공할 수 있다.

Description

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방사 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.
최근 이동통신 기술이 진화하면서, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 또한, 최근 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이와 같은 박형, 고투명, 고해상도의 디스플레이 장치가 개발되면서, 상기 안테나 역시 향상된 투명성, 유연성을 갖도록 개발될 필요가 있다.
상기 디스플레이 장치의 화면이 대면적화 되면서, 베젤부 혹은 차광부의 공간 혹은 면적은 감소되고 있는 추세이다. 이 경우, 안테나가 내장될 수 있는 공간 혹은 면적 역시 제한되며, 이에 따라, 안테나에 포함되는 신호 송수신을 위한 방사 패턴이 상기 디스플레이 장치의 표시 영역과 중첩될 수 있다. 따라서, 상기 디스플레이 장치의 이미지가 상기 안테나의 방사 패턴에 의해 가려지거나 상기 방사 패턴이 사용자에게 시인되어 이미지 품질이 저하될 수 있다.
또한, 안테나에 포함되는 패턴들이 메쉬 패턴으로 형성되는 경우, 디스플레이 패널의 픽셀과 간섭이 발생하여 모아레 현상 및 전극 시인을 유발할 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제10-2016-0080444호는 휴대용 단말기에 내장되는 안테나 구조를 개시하고 있으나, 안테나에 의한 디스플레이 장치의 이미지 열화에 대해서는 고려하지 않고 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 시각적 특성 및 신호 송수신 효율성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 시각적 특성 및 신호 송수신 효율성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 및 상기 유전층의 상면 상에 배치되며 메쉬 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함하고, 상기 안테나 패턴의 상기 메쉬 구조는 반복적으로 배열된 단위 셀들을 포함하고, 상기 각 단위 셀의 대각선들은 안테나 소자의 너비 방향 또는 길이 방향에 대해 경사진, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 단위 셀은 마름모 형상을 가지며, 상기 단위 셀의 장 대각선 및 상기 길이 방향 사이의 각은 2 내지 45 o인, 안테나.
3. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 패턴, 상기 방사 패턴의 일변으로부터 연장되는 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 일단과 전기적으로 연결된 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.
4. 위 3에 있어서, 상기 신호 패드의 측벽은 상기 길이 방향으로 연장하며, 상기 전송 선로 및 상기 방사 패턴은 상기 길이 방향에 대해 경사진, 안테나 소자.
5. 위 3에 있어서, 상기 신호 패드의 측벽 및 상기 전송 선로는 상기 길이 방향으로 연장하며, 상기 방사 패턴은 상기 길이 방향에 대해 경사진, 안테나 소자.
6. 위 3에 있어서, 상기 신호 패드를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되며 상기 전송 선로와 전기적, 물리적으로 분리된 한 쌍의 그라운드 패턴들을 더 포함하는, 안테나 소자.
7. 위 6에 있어서, 상기 한 쌍의 그라운드 패턴들은 서로 비대칭 형상을 갖는, 안테나 소자.
8. 위 7에 있어서, 상기 그라운드 패턴들은 각각 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 경사지게 연장되는 제2 부분을 포함하는, 안테나 소자.
9. 위 8에 있어서, 상기 제1 부분은 속이 찬 금속 패턴을 포함하며, 상기 제2 부분은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
10. 위 8에 있어서, 상기 한 쌍의 그라운드 패턴들에 각각 속한 상기 제2 부분들은 상기 전송 선로를 사이에 두고 비대칭 형상을 가지며, 상기 제1 부분들은 상기 신호 패드를 사이에 두고 대칭 형상을 갖는, 안테나 소자.
11. 위 6에 있어서, 상기 방사 패턴, 상기 전송 선로, 상기 신호 패드 및 상기 그라운드 패턴은 상기 유전층의 상면 상에서 동일 레벨에 배치되는, 안테나 소자.
12. 위 1에 있어서, 상기 방사 패턴 주변에 상기 방사 패턴과 전기적으로 분리된 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
13. 위 12에 있어서, 상기 더미 메쉬 패턴은 상기 안테나 패턴에 포함된 상기 메쉬 구조와 동일한 형상 및 배향을 갖는 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
14. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치되는 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
15. 상술한 실시예들에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 복수의 단위 셀들이 집합된 메쉬 구조를 갖는 방사 패턴을 포함할 수 있다. 상기 방사 패턴의 상기 단위 셀의 대각선들은 안테나 소자의 너비 방향 또는 길이 방향에 대해 경사질 수 있다.
따라서, 안테나의 편파 특성을 조절하여 보다 광대역 송수신을 구현할 수 있으며 신호 간섭을 감소시켜 성능이 향상된 안테나를 구현할 수 있다. 또한, 디스플레이 픽셀 등 다른 전자 소자와의 간섭에 의한 모아레 현상을 방지하며 전극 시인 증가를 억제할 수 있다.
상기 안테나 소자는 디스플레이 장치의 전면부에 삽입 또는 실장되어 3G 이상, 예를 들면 5G 고주파 대역의 송수신을 구현할 수 있다. 따라서, 신호 감도를 증가시키면서 투과율을 향상시켜 디스플레이 장치의 이미지 품질 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 안테나 소자는 금속 재질의 메쉬 구조를 포함하므로, 유연성 특성이 향상되어 플렉시블 디스플레이 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 방사 패턴에 포함된 메쉬 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 메쉬 구조를 갖는 방사 패턴을 포함하며, 전극 시인을 감소시키고, 투과율 및 신호 감도가 함께 향상된 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, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상의 고주파 혹은 초고주파 이동통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 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.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2에서 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 길이 방향, 상기 제2 방향은 상기 안테나 소자의 너비 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), 유전층(100)의 상면 상에 배치된 안테나 패턴층(110)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 소자는 유전층(100)의 저면 상에 배치된 그라운드 층(90)을 더 포함할 수 있다.
유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 예를 들면, 유리, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 안테나 패턴층(110)이 형성되는 안테나 소자의 필름 기재로서 기능할 수 있다. 또한, 접힐 수 있는 유연성을 갖는 소재를 사용하여 플렉시블 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
예를 들면, 투명 필름이 유전층(100)으로 제공될 수 있다. 상기 투명 필름은 예를 들면, 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, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 유전층(100)에 포함될 수 있다.
유전층(100)에 의해 안테나 패턴층(110) 및 그라운드 층(90) 사이에서 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 안테나 소자가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
안테나 패턴층(110)은 유전층(100)의 상면 상에 배치될 수 있다. 안테나 패턴층(110)은 상기 안테나 소자의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 안테나 패턴은 방사 패턴(140), 전송 선로(130) 및 신호 패드(120)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 패턴층(110)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다.
예를 들면, 방사 패턴(140)은 저저항 구현 또는 미세 선폭 패턴 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC)), 혹은 구리 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa)) 을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴층(110)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 금속 산화물을 포함할 수도 있다
예를 들면, 안테나 패턴층(110)은 금속 또는 합금층, 및 투명 금속 산화물층을 포함하는 복층 구조를 가질 수도 있다.
그라운드 층(90)은 유전층(100)의 저면 상에 배치될 수 있다. 그라운드 층(90)은 안테나 패턴층(110)의 그라운드로 제공될 수 있다. 예를 들면 유전층(100)에 의해 방사 패턴(140) 및 그라운드 층(90) 사이에서 상기 안테나 소자의 두께 방향으로 정전용량 또는 인덕턴스가 형성되어, 상기 안테나 소자가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 소자는 그라운드 층(90)을 통해 수직 방사 안테나로 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 소자가 적용되는 디스플레이 장치 또는 디스플레이 패널의 도전성 부재가 그라운드 층(90)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 도전성 부재는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 패널에 포함되는 게이트 전극, 소스/드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 데이터 라인, 스캔 라인 등과 같은 전극 혹은 배선 들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 디스플레이 장치의 배면부에 배치되는 SUS 플레이트, 디지타이저와 같은 센서 부재, 방열 시트 등과 같은 금속성 부재가 그라운드 층(90)으로 제공될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 상기 안테나 패턴은 방사 패턴(140) 및 전송 선로(130)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 패턴은 전송 선로(130)의 말단과 연결된 신호 패드(120)를 더 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위해 도 2에서는 하나의 안테나 패턴만이 도시되었으나, 복수의 상기 안테나 패턴들이 유전층(100) 상에 어레이 형태로 배열될 수 있다. 이 경우, 그라운드 층(90)은 상기 안테나 패턴의 어레이를 모두 커버할 수 있는 충분한 면적을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴의 전송 선로(130)는 방사 패턴(140)의 일단으로부터 연장되어 신호 패드(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(130)는 방사 패턴(140) 일 변의 중앙부에서 돌출되어 연장될 수 있다.
예를 들면, 신호 패드(120) 상에 연성 회로 기판(FPCB)과 같은 회로 기판이 접합되며, 상기 연성 회로 기판 상에 상기 구동 회로부가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴 및 상기 구동 회로부 사이에서 신호 송수신이 구현될 수 있다.
신호 패드(120)는 신호 저항 감소를 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 방사 패턴(140), 전송 선로(130) 및 신호 패드(120)는 모두 유전층(100)의 상기 상면 상에서 동일 평면 또는 동일 레벨 상에 위치할 수 있다.
상기 안테나 패턴의 방사 패턴(140) 및 전송 선로(130)는 메쉬(mesh) 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 방사 패턴(140)의 투과율이 증가될 수 있으며, 상기 안테나 소자의 유연성이 향상될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자는 플렉시블 디스플레이 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.
상기 메쉬 구조를 갖는 상기 안테나 패턴은 반복적으로 배열된 단위 셀들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 단위 셀은 마름모, 육각형, 사각형 등의 다각형 구조로 형성될 수 있다.
상기 단위 셀의 모든 대각선들은 안테나 소자의 너비 방향 또는 길이 방향에 대해 경사질 수 있다. 따라서, 안테나의 편파 특성을 조절하여 보다 광대역 송수신을 구현할 수 있으며 신호 간섭을 감소시켜 향상된 신뢰성을 갖는 안테나를 구현할 수 있다. 또한, 디스플레이 픽셀 등 다른 전자 소자와의 간섭에 의한 모아레 현상을 방지하며 전극 시인 증가를 억제할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 전송 선로(130) 및 방사 패턴(140)은 상기 안테나 패턴의 상기 길이 방향에 대해 경사질 수 있다. 이 경우, 상기 길이 방향은 제1 방향이며 신호 패드의 측벽이 상기 길이 방향으로 연장될 수 있다.
이 경우, 전송 선로(130)는 방사 패턴(140)과 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함하며, 실질적으로 동일한 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 전송 선로(130)는 방사 패턴(140)과 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(130) 및 방사 패턴(140)은 실질적으로 동일한 형상(예를 들면, 동일 선폭, 동일 간격, 동일 배향)의 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에 있어서, 방사 패턴(140)은 상기 안테나 패턴의 상기 길이 방향에 대해 경사질 수 있다. 이 경우, 상기 길이 방향은 제1 방향이며 신호 패드의 측벽이 상기 길이 방향으로 연장될 수 있다.
상기 메쉬 구조를 채용하면서 상기 메쉬 구조에 포함되는 도전 라인은 예를 들면, 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.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 방사 패턴에 포함된 메쉬 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 3에서는 유전층의 도시는 생략되었다.
도 3을 참조하면, 방사 패턴(140) 및 전송 선로(130)에 포함된 메쉬 구조는 서로 교차하는 도전 라인들(50)에 의해 정의될 수 있다.
상기 메쉬 구조는 도전 라인들(50)이 실질적으로 벌집(honeycomb) 형상으로 교차함에 따라 정의되는 단위 셀(55)을 포함하며, 복수의 단위 셀들(55)이 집합되어 상기 안테나 패턴의 상기 메쉬 구조가 정의될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 단위 셀(55)은 실질적으로 마름모 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 단위 셀(55)의 두 대각선은 각각 D1 및 D2로 표시될 수 있다. 예를 들면, 장 대각선은 D1으로 표시되며 단 대각선은 D2로 표시될 수 있다.
단위 셀(55)의 상기 장 대각선(D1)은 상기 안테나 소자의 길이 방향에 대해 경사질 수 있다. 이 경우, 상기 길이 방향은 상기 제1 방향과 실질적으로 동일한 방향일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 단위 셀(55)의 상기 장 대각선은 상기 길이 방향과 2 내지 45˚각도를 이루며 기울어져 형성될 수 있다. 단위 셀(55)의 상기 장 대각선과 상기 길이 방향이 이루는 각도가 2˚미만일 경우, 단위 셀(55)의 상기 장 대각선이 상기 길이 방향이 실질적으로 동일한 방향으로 형성되어 디스플레이 장치의 여러 전자 소자들과 방사 패턴(140)이 간섭을 일으킬 수 있다.
단위 셀(55)의 상기 장 대각선과 상기 길이 방향이 이루는 각도가 45˚를 넘을 경우, 전송 선로(130)의 길이가 증가될 수 있으며 저항 증가에 따른 신호 손실이 발생할 수 있다. 또한, 상기 안테나 패턴의 공간 효율성이 저하될 수 있다.
바람직하게는, 단위 셀(55)의 상기 장 대각선과 상기 길이 방향이 이루는 각도는 4 내지 22.5˚일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서 단위 셀(55)이 실질적으로 마름모 형상일 경우, 장 대각선(D1)의 길이는 약 100 내지 400㎛, 단 대각선(D2)의 길이는 약 20 내지 200㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 전극 시인이 실질적으로 방지되며 투과율이 향상된 안테나 패턴을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도전 라인(50)의 선폭은 안테나 패턴의 시인 방지 및 저항 감소를 고려하여 0.5 내지 5㎛로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 1 내지 도 3를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 4를 참조하면, 상기 안테나 소자는 신호 패드(120)를 사이에 두고 이격되어 배치된 한 쌍의 그라운드 패턴(150)을 더 포함할 수 있다.
그라운드 패턴(150)은 전송 선로(130) 및 신호 패드(120)와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다. 또한, 서로 비대칭 형상을 가질 수 있다.
방사 패턴(140), 전송 선로(130), 신호 패드(120) 및 그라운드 패턴(150)은 모두 유전층(100)의 상기 상면 상에서 동일 평면 또는 동일 레벨 상에 위치할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 그라운드 패턴(150)은 제1 부분(153) 및 제2 부분(155)으로 구분될 수 있다. 이 경우, 제2 부분(155)은 제1 부분(153)에 대해 경사지게 연장될 수 있다. 또한, 제1 부분(153)은 속이 찬 금속 패턴을 포함하며, 제2 부분(155)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
그라운드 패턴(150)의 제2 부분(155)은 방사 패턴(140)과 실질적으로 동일한 형상의 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 부분(155) 및 방사 패턴(140)은 동일 선폭, 동일 간격 및 동일 배향을 갖는 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 또한, 그라운드 패턴(150)의 제2 부분(155)은 방사 패턴(140) 및 전송 선로(130)와 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함하며 실질적으로 동일한 식각 공정을 통해 형성될 수 있다.
상기 메쉬 구조의 단위 셀(55)의 각 대각선들은 상기 안테나 소자의 너비 방향 또는 길이 방향에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들면, 단위 셀(55)의 장 대각선(D2)은 상기 길이 방향에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 바람직하게는 제2 부분 (155), 방사 패턴(140) 및 전송 선로(130)에 포함된 메쉬 구조가 동일한 각도를 가지며 경사지게 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 부분들(155)은 전송 선로(130)를 사이에 두고 비대칭 형상을 가질 수 있다. 제1 부분들(153)은 신호 패드(120)를 사이에 두고 대칭 형상을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 안테나 패턴층(110)은 상기 안테나 패턴 주변에 배열되며 상기 안테나 패턴 및 그라운드 패턴(150)과 전기적, 물리적으로 분리 혹은 이격된 더미 메쉬 패턴(160)을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 더미 메쉬 패턴(160) 역시 메쉬 구조를 포함하며, 방사 패턴(140)에 포함된 메쉬 구조와 실질적으로 동일한 형상의 메쉬 구조가 더미 메쉬 패턴(160)에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 더미 메쉬 패턴(160) 및 방사 패턴(140)은 동일한 금속을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 안테나 패턴 주변의 전극 배열을 균일화하고, 위치별 전극 배열 차이에 따라 상기 안테나 패턴의 메쉬 구조 또는 이에 포함된 도전 라인이 디스플레이 장치의 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 6은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 디스플레이 장치(200)는 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)을 포함할 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 표시 영역(210)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 소자는 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 패치 또는 필름 형태로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 소자의 방사 패턴(140)은 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)에 적어도 부분적으로 대응되도록 배치되며, 신호 패드(120)는 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 대응되도록 배치될 수 있다.
주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 또한, 주변 영역(220) 내에는 상기 안테나 소자의 구동/방사 특성을 조절 하고, 급전 신호 공급을 위한 구동 집적 회로(IC) 칩이 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 소자의 신호 패드(120)를 상기 구동 집적 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자의 메쉬 구조는 표시 영역(210)내에 배치될 수 있다. 상기 메쉬 구조에 포함된 단위 셀(55)의 대각선은 상기 안테나 소자의 길이 방향(예를 들면, 상기 제1 방향) 으로부터 일정 각도를 이루도록 비스듬히 형성될 수 있다. 따라서, 상기 메쉬 구조를 포함하는 상기 안테나 패턴에 의해 이미지 품질이 열화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
글래스(0.7T) 유전층의 상면 상에 각각 은(Ag), 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu)의 합금(APC)을 사용하여 메쉬 구조의 방사 패턴 및 전송 선로를 형성하였다. 상기 메쉬 구조에 포함된 도전 라인 선폭은 2.5㎛, 두께(또는 높이)는 2000Å이 되도록 형성하였으며, 상기 메쉬 구조는 마름모 형상의 단위 셀로 형성되었다. 상기 마름모 단위 셀의 X축 방향의 대각선 길이(단 대각선 길이)는 150㎛ 및 Y축 방향의 대각선 길이(장 대각선 길이)는 250㎛로 형성되었다.
상기 메쉬 구조의 마름모 단위 셀의 장 대각선은 제1 방향(Y축 방향)으로부터 2˚각도를 이루도록 형성되었다.
실시예 2
상기 메쉬 구조의 마름모 단위 셀의 장 대각선이 제1 방향(Y축 방향)으로부터 10˚의 각도를 이루도록 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 안테나 소자를 형성하였다.
실시예 3
상기 메쉬 구조의 마름모 단위 셀의 장 대각선이 제1 방향(Y축 방향)으로부터 20˚의 각도를 이루도록 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 안테나 소자를 형성하였다.
실시예 4
상기 메쉬 구조의 마름모 단위 셀의 장 대각선이 제1 방향(Y축 방향)으로부터 45˚의 각도를 이루도록 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 안테나 소자를 형성하였다.
실시예 5
상기 메쉬 구조의 마름모 단위 셀의 장 대각선이 제1 방향(Y축 방향)으로부터 50˚의 각도를 이루도록 형성한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 안테나 소자를 형성하였다
비교예
상기 메쉬 구조의 마름모 단위 셀의 장 대각선이 제1 방향(Y축 방향)으로부터 0˚의 각도를 이루도록 형성하였다. 즉, 상기 단위 셀의 장 대각선이 제1 방향(Y축 방향)과 일치하도록 안테나 패턴의 메쉬 구조를 형성하였다.
실험예
(1) 안테나 구동 특성 평가
실시예들 및 비교예의 안테나 소자에 급전을 수행하고, 각 안테나 소자의 게인(gain)특성을 측정하였다.
(2) 시인성 평가
실시예들 및 비교예에 의해 제조된 안테나 소자들을 육안으로 관찰하여 도전 라인 또는 메쉬 구조의 시인여부를 평가하였다. 구체적으로 10명의 패널들에게 육안으로 관찰시켜 전극 패턴들이 명확히 시인된다고 평가한 패널의 명수를 통해 시인성을 아래와 같이 평가하였다.
ⓞ: 10명 중 0명
○: 10명 중 1 내지 3명
△: 10명 중 4 내지 5명
×: 10명 중 6명 이상
평가 결과는 하기의 표 1에 나타내었다.
구분 각도 Gain(dB) 전극 시인
실시예 1 2 3.86 ○
실시예 2 10 4.15 ⓞ
실시예 3 25 3.25 ⓞ
실시예 4 45 3.17 ○
실시예 5 50 3.05 ○
비교예 0 3.57 ×
표 1을 참조하면, 메쉬 구조를 제1 방향에 대해 일정한 각도만큼 비스듬히 형성한 실시예들에 있어서, 비교예에 비해 신효 효율이 향상됨에 따라 게인 특성이 높게 측정되었다.
또한, 모아레 현상 및 전극 시인이 명확하게 나타난 비교예에 비하여 실시예 들의 안테나 소자는 메쉬 구조 또는 이에 포함된 도전 라인이 디스플레이 장치의 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 유전층; 및
    상기 유전층의 상면 상에 배치되며 메쉬 구조를 갖는 안테나 패턴을 포함하고,
    상기 안테나 패턴의 상기 메쉬 구조는 반복적으로 배열된 단위 셀들을 포함하고, 상기 각 단위 셀의 대각선들은 안테나 소자의 너비 방향 또는 길이 방향에 대해 경사진, 안테나 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 단위 셀은 마름모 형상을 가지며, 상기 단위 셀의 장 대각선 및 상기 길이 방향 사이의 각은 2 내지 45 o인, 안테나 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 패턴, 상기 방사 패턴의 일변으로부터 연장되는 전송 선로, 및 상기 전송 선로의 일단과 전기적으로 연결된 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 신호 패드의 측벽은 상기 길이 방향으로 연장하며, 상기 전송 선로 및 상기 방사 패턴은 상기 길이 방향에 대해 경사진, 안테나 소자.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 신호 패드의 측벽 및 상기 전송 선로는 상기 길이 방향으로 연장하며, 상기 방사 패턴은 상기 길이 방향에 대해 경사진, 안테나 소자.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 신호 패드를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되며 상기 전송 선로와 전기적, 물리적으로 분리된 한 쌍의 그라운드 패턴들을 더 포함하는, 안테나 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 한 쌍의 그라운드 패턴들은 서로 비대칭 형상을 갖는, 안테나 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 그라운드 패턴들은 각각 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 경사지게 연장되는 제2 부분을 포함하는, 안테나 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 부분은 속이 찬 금속 패턴을 포함하며, 상기 제2 부분은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 한 쌍의 그라운드 패턴들에 각각 속한 상기 제2 부분들은 상기 전송 선로를 사이에 두고 비대칭 형상을 가지며, 상기 제1 부분들은 상기 신호 패드를 사이에 두고 대칭 형상을 갖는, 안테나 소자.
  11. 청구항 6에 있어서, 상기 방사 패턴, 상기 전송 선로, 상기 신호 패드 및 상기 그라운드 패턴은 상기 유전층의 상면 상에서 동일 레벨에 배치되는, 안테나 소자.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 패턴 주변에 상기 방사 패턴과 전기적으로 분리된 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 더미 메쉬 패턴은 상기 안테나 패턴에 포함된 상기 메쉬 구조와 동일한 형상 및 배향을 갖는 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치되는 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
  15. 청구항 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
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