WO2021162377A1 - 안테나 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

안테나 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2021162377A1
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antenna
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antenna stack
electrode
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류한섭
안유미
윤호동
이원희
이재현
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동우화인켐 주식회사
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material

Definitions

  • the present invention relates to an antenna stack and a display device including the same. More particularly, it relates to an antenna stack including an antenna electrode layer and an insulating structure, 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 may be disposed in a display area of the display device, and in this case, a conductive pattern included in the antenna may be recognized by a user, thereby deteriorating image quality of the display device.
  • An optical structure such as a polarizing plate and various sensor structures may be included in the display device. Accordingly, when the antenna is included in the display device, interference between the optical structure and the sensor structure may occur.
  • a space in which the antenna can be accommodated may be limited by the optical structure and the sensor structure.
  • the overall thickness and volume of the display device may be increased.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 2013-0113222 discloses an antenna structure embedded in a portable terminal, but does not sufficiently disclose an antenna design in consideration of both optical and radiation characteristics in a display device as described above.
  • One object of the present invention is to provide an antenna stack having improved radiation characteristics and optical characteristics.
  • One object of the present invention is to provide a display device including an antenna stack having improved radiation characteristics and optical characteristics.
  • protective layer and an antenna electrode layer formed directly on one surface of the protective layer and including a first electrode layer and a second electrode layer having a lower reflectance than that of the first electrode layer.
  • the second electrode layer is formed directly on the lower surface of the protective layer
  • the first electrode layer is formed on the second electrode layer
  • the upper surface of the protective layer corresponds to the user's viewing surface. , antenna stack.
  • the copper-oxygen-containing composite material further contains an additional metal, wherein the additional metal is chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), magnesium (Mg), calcium (Ca) ,
  • An antenna stack comprising at least one selected from the group consisting of lanthanum (La), cesium (Cs) and indium (In).
  • the antenna stack according to 8 above further comprising a second adhesive layer formed between the polarization layer and the touch sensor layer.
  • the antenna laminate 10. The above 1, wherein the thickness of the protective layer is less than 100 ⁇ m, the antenna laminate.
  • Polarizing layer an antenna electrode layer disposed on the polarization layer and including a first electrode layer and a second electrode layer formed on the first electrode layer and having a lower reflectance than the first electrode layer; and a protective layer disposed on the second electrode layer and disposed toward a user's viewing surface.
  • the copper-oxygen-containing composite material further contains an additional metal, wherein the additional metal is chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), magnesium (Mg), calcium (Ca) ,
  • An antenna stack comprising at least one selected from the group consisting of lanthanum (La), cesium (Cs) and indium (In).
  • the antenna stack of 11 above further comprising a base dielectric layer disposed under the polarizing layer.
  • Display panel and an antenna stack according to the above-described embodiments disposed on the display panel.
  • the antenna stack according to embodiments of the present invention may include an antenna electrode layer formed directly on the protective layer. Accordingly, the adhesive layer for attaching the antenna electrode layer on the protective layer may be omitted, so that the radiation intensity to the upper surface of the protective layer may be further increased.
  • the adhesive layer may be formed between, for example, the antenna electrode layer and the polarizing plate. Accordingly, the adhesive layer may be provided as an antenna dielectric layer of the antenna electrode layer together with the polarizing plate. Accordingly, a sufficient thickness of the antenna dielectric layer may be secured to prevent signal loss, and radiation reliability may be further improved.
  • the antenna stack according to embodiments of the present invention may include an antenna electrode layer disposed between a protective cover film and a polarizing layer. Since the antenna electrode layer is disposed under the protective cover film provided as, for example, a window film or a cover glass, a radiation characteristic may be improved while sensitivity to an external signal is improved. In addition, since the polarization layer may be used as a dielectric layer of the antenna electrode layer, radiation reliability may be further improved while preventing signal loss.
  • the antenna electrode layer may include a first electrode layer and a second electrode layer having a lower reflectance than the first electrode layer.
  • the second electrode layer may prevent the antenna electrode layer from being visually recognized by the user while maintaining improved optical properties and gain properties.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an antenna stack according to exemplary embodiments.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an antenna stack according to some exemplary embodiments.
  • FIG 3 is a schematic cross-sectional view of an antenna stack according to exemplary embodiments.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an antenna stack according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 5 is a schematic plan view illustrating a structure of an antenna pattern included in an antenna electrode layer according to example embodiments.
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a structure of an antenna pattern included in an antenna electrode layer according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device according to example embodiments.
  • Embodiments of the present invention provide an antenna stack in which a multi-layered antenna electrode layer and a protective layer are combined.
  • the antenna electrode layer included in the antenna stack may be a microstrip patch antenna manufactured in the form of a transparent film.
  • the antenna stack may be applied to, for example, a communication device for high-frequency or ultra-high frequency (eg, 3G, 4G, 5G or higher) mobile communication.
  • embodiments of the present invention provide a display device including the antenna stack.
  • An application target of the antenna stack is not limited to a display device, and may be applied to various objects or structures such as vehicles, home appliances, and buildings.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an antenna stack according to exemplary embodiments.
  • the antenna stack may include a protective layer 150 and an antenna electrode layer 100 .
  • the antenna stack may further include a polarization layer 140 disposed under the antenna electrode layer 100 .
  • the protective layer 150 may be provided as, for example, a window cover of a display device, a cover glass (eg, ultra-thin glass (UTG)), a protective cover film, or a protective cover layer.
  • a cover glass eg, ultra-thin glass (UTG)
  • UTG ultra-thin glass
  • the protective layer 150 may be provided as the user's viewing surface or the outermost surface of the display device.
  • the protective layer 150 may include, for example, glass or a flexible resin material such as polyimide, polyethylene terephthalate (PET), an acrylic resin, or a siloxane-based resin.
  • a flexible resin material such as polyimide, polyethylene terephthalate (PET), an acrylic resin, or a siloxane-based resin.
  • the thickness of the protective layer 150 may be less than about 100 ⁇ m.
  • the thickness of the protective layer 150 may be about 10 ⁇ m or more and less than about 100 ⁇ m.
  • the thickness of the protective layer 150 may be about 10 to 50 ⁇ m. Excessive variations in the radiation axis and the resonance frequency through the antenna electrode layer 100 within the thickness range may be suppressed.
  • the antenna electrode layer 100 may be disposed under the protective layer 150 .
  • the antenna electrode layer 100 may be laminated on an inner surface (eg, bottom surface) opposite to the viewing surface (eg, top surface) of the protective layer 150 .
  • the antenna electrode layer 100 may include a first electrode layer 110 and a second electrode layer 120 .
  • the second electrode layer 120 is disposed adjacent to the first electrode layer 110 with respect to the viewing surface or the protective layer 150 , and includes a conductive material having a lower reflectance than the first electrode layer 110 .
  • the first electrode layer 110 may include silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), or 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 an alloy containing at least one of them. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the first electrode layer 110 may be formed of silver (Ag) or a silver alloy (eg, silver-palladium-copper (APC) alloy), or copper (Cu) or copper alloy for low resistance implementation and fine patterning. (eg, copper-calcium (CuCa)).
  • a silver alloy eg, silver-palladium-copper (APC) alloy
  • copper (Cu) or copper alloy for low resistance implementation and fine patterning. (eg, copper-calcium (CuCa)).
  • the first electrode layer 110 is transparent, such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (ITZO), tin oxide (SnOx), or zinc oxide (ZnOx).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ITZO indium zinc tin oxide
  • SnOx tin oxide
  • ZnOx zinc oxide
  • the first electrode layer 110 may have a multilayer structure including a metal or alloy layer and a transparent conductive oxide layer.
  • the first electrode layer 110 includes a two-layer structure including a transparent conductive oxide layer-metal layer or a three-layer structure including a first transparent conductive oxide layer-metal layer-second transparent conductive oxide layer. can do.
  • the first electrode layer 110 may be formed on the second electrode layer 120 .
  • the first electrode layer 110 may be directly formed on the surface of the second electrode layer 120 .
  • the second electrode layer 120 may include a conductive material having a lower reflectance than the first electrode layer 110 .
  • the second electrode layer 120 may be provided as a substantially blackening layer.
  • the second electrode layer 120 may include a copper-oxygen-containing conductive composite material. In some embodiments, the second electrode layer 120 may further contain an additional metal (M) other than copper.
  • M additional metal
  • Additional metals include, for example, chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), magnesium (Mg), calcium (Ca), lanthanum (La), cesium (Cs), indium (In), etc. may include. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the additional metal M may include indium.
  • the second electrode layer 120 may include a copper-indium-oxygen (Cu-In-O) composite or a composite of a copper-oxygen-containing compound and an indium-oxygen-containing compound.
  • elemental oxygen may be doped or incorporated into the second electrode layer 120 without losing the conductivity of the copper and/or the additional metal (M).
  • the second electrode layer 120 may be blackened or partially oxidized by the oxygen element to serve as an anti-reflection layer for the first electrode layer 110 .
  • the second electrode layer 120 may be formed through a sputtering process using a copper target (or copper-oxygen target) and an additional metal target (or additional metal-oxygen target), or a copper-addition metal-oxygen target.
  • the antenna electrode layer 100 may be formed in a mesh structure.
  • the antenna electrode layer 100 may include an antenna pattern 105 , and the configuration and structure of the antenna pattern 105 will be described in more detail with reference to FIG. 5 .
  • the thickness of the antenna electrode layer 100 may be about 5000 ⁇ or less, preferably about 1000 to 5000 ⁇ . While preventing an increase in resistance of the antenna electrode layer 100 within the above range, it is possible to suppress a color shift phenomenon on the viewing surface of the antenna stack.
  • the antenna electrode layer 100 may be directly formed on the protective layer 150 .
  • the protective layer 150 may be provided as an antenna substrate for forming the antenna electrode layer 100 .
  • the second electrode layer 120 may be directly formed on the bottom surface of the protective layer 150 through the sputtering process described above. Thereafter, the first electrode layer 110 may be formed on the second electrode layer 120 .
  • the upper surface of the antenna electrode layer 100 may be in direct contact with the protective layer 150 .
  • the bottom surface of the antenna electrode layer 100 may be combined with the polarization layer 140 .
  • the polarizing layer 140 may include a coated polarizer or a polarizing plate.
  • the coating-type polarizer may include a liquid crystal coating layer including a polymerizable liquid crystal compound and a dichroic dye.
  • the polarizing layer 140 may further include an alignment layer for imparting alignment to the liquid crystal coating layer.
  • the polarizing plate may include a polyvinyl alcohol-based polarizer and a protective film attached to at least one surface of the polyvinyl alcohol-based polarizer.
  • a first adhesive layer 130 may be disposed between the polarization layer 140 and the antenna electrode layer 100 .
  • the first adhesive layer 130 may include, for example, a pressure-sensitive adhesive (PSA) or an optically transparent adhesive (OCA) including an acrylic resin, a silicone-based resin, an epoxy-based resin, and the like.
  • PSA pressure-sensitive adhesive
  • OCA optically transparent adhesive
  • the circuit connection structure 180 may include, for example, a flexible printed circuit board (FPCB).
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the antenna electrode layer 100 may be disposed between the polarization layer 140 and the protective layer 150 . Accordingly, since the antenna electrode layer 100 is disposed closer to the viewing surface or the outer surface of the display device, radiation intensity and sensitivity may be further improved.
  • the polarization layer 140 may be disposed under the antenna electrode layer 100 to serve as an antenna dielectric layer for the antenna electrode layer 100 together with the first adhesive layer 130 .
  • the polarization layer 140 is attached to the protective layer 150 through an adhesive layer, the antenna electrode layer 100 is disposed under the polarization layer 140 , and the antenna base layer is under the antenna electrode layer 100 .
  • the antenna base layer may function substantially as a single antenna dielectric layer.
  • the thickness of the entire stack may be reduced.
  • the first adhesive layer 130 and the polarization layer 140 are provided together as an antenna dielectric layer, the total thickness of the antenna dielectric layer may be increased.
  • the antenna dielectric layer 100 it is possible to secure a sufficient thickness of the antenna dielectric layer for the antenna electrode layer 100 . Accordingly, for example, it is possible to improve radiation independence and radiation efficiency through the antenna electrode layer 100 while preventing signal loss and signal interference from electrodes and wires included in the display panel to which the antenna stack is applied.
  • the antenna electrode layer 100 is adjacent to the viewing surface, light reflection and electrode visibility that may be increased from the viewing surface may be reduced through the second electrode layer 120 . Accordingly, it is possible to implement an antenna stack having improved optical properties and antenna radiation properties.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an antenna stack according to some exemplary embodiments. Detailed descriptions of configurations and structures that are substantially the same as or similar to those described with reference to FIG. 1 will be omitted.
  • the antenna stack may further include a touch sensor layer 160 .
  • the touch sensor layer 160 may include, for example, capacitive sensing electrodes.
  • the column direction sensing electrodes and the row direction sensing electrodes may be arranged to cross each other.
  • the touch sensor layer 160 may further include traces connecting the sensing electrodes and the driving IC chip.
  • the touch sensor layer 160 may further include a substrate on which the sensing electrodes and the traces are formed.
  • the touch sensor layer 160 may be coupled to the polarization layer 140 through the second adhesive layer 135 .
  • the second adhesive layer 135 may also be provided as an antenna dielectric layer together with the first adhesive layer 130 and the polarization layer 140 .
  • the sensing electrodes and/or traces included in the touch sensor layer 160 may function as an antenna ground layer for the antenna electrode layer 100 (eg, the radiation pattern 102 ).
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an antenna stack according to exemplary embodiments. Detailed descriptions of configurations and structures that are substantially the same as or similar to those described with reference to FIG. 1 will be omitted.
  • the antenna stack may include a protective layer 150 , an antenna electrode layer 100 , and a polarization layer 140 .
  • the antenna electrode layer 100 may include the first electrode layer 110 and the second electrode layer 120 .
  • the antenna electrode layer 100 may be disposed between the protective layer 150 and the polarization layer 140 .
  • a base dielectric layer 145 may be disposed under the polarization layer 140 .
  • the base dielectric layer 145 may include an insulating material having a predetermined dielectric constant.
  • the base dielectric layer 145 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.
  • a transparent film may be provided as the base dielectric layer 145 .
  • 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; sul
  • the base dielectric layer 145 may include an adhesive layer or an adhesive film, such as an optically clear adhesive (OCA), an optically clear resin (OCR), or the like.
  • OCA optically clear adhesive
  • OCR optically clear resin
  • the dielectric constant of the base dielectric layer 145 may be adjusted in a range of about 1.5 to 12. When the dielectric constant exceeds about 12, the driving frequency of the antenna electrode layer 100 is excessively reduced, so that driving in a desired high frequency band may not be realized.
  • the antenna electrode layer 100 may be disposed between the polarization layer 140 and the protective layer 150 . Accordingly, since the antenna electrode layer 100 is disposed closer to the viewing surface or the outer surface of the display device, radiation intensity and sensitivity may be further improved.
  • the polarization layer 140 may be disposed under the antenna electrode layer 100 to serve as a dielectric layer for the antenna electrode layer 100 .
  • the polarization layer 140 may be provided together as a dielectric layer for the antenna electrode layer 100 together with the base dielectric layer 145 .
  • the thickness of the entire stack is maintained while the antenna electrode layer 100 is maintained. ), the thickness of the entire dielectric layer can be increased.
  • a sufficient thickness of the dielectric layer for the antenna electrode layer 100 may be secured. Accordingly, for example, it is possible to improve radiation independence and radiation efficiency through the antenna electrode layer 100 while preventing signal loss and signal interference from electrodes and wires included in the display panel to which the antenna stack is applied.
  • the antenna electrode layer 100 is adjacent to the viewing surface, light reflection and electrode visibility that may be increased from the viewing surface may be reduced through the second electrode layer 120 . Accordingly, it is possible to implement an antenna stack having improved optical properties and antenna radiation properties.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an antenna stack according to some exemplary embodiments. Detailed descriptions of configurations and structures substantially the same as or similar to those described with reference to FIG. 3 will be omitted.
  • the antenna electrode layer 100 may be attached to the protective layer 150 through the adhesive layer 147 .
  • the adhesive layer 147 may include, for example, a pressure-sensitive adhesive (PSA) or an optically transparent adhesive (OCA) including an acrylic resin, a silicone-based resin, or the like.
  • PSA pressure-sensitive adhesive
  • OCA optically transparent adhesive
  • the antenna electrode layer 100 may be formed on the antenna base layer 90 .
  • the antenna base layer 90 may be provided as a substrate or a base layer for deposition and etching processes of the antenna electrode layer 100 .
  • the antenna base layer 90 may be provided as an antenna dielectric layer together with the polarization layer 140 . Accordingly, the thickness of the antenna dielectric layer may be additionally secured.
  • the antenna base layer 90 may include an insulating film material commonly used in a display manufacturing process.
  • the antenna base layer 90 may include a material substantially the same as or similar to that of the base dielectric layer 145 described with reference to FIG. 3 .
  • a base dielectric layer 145 may be further included under the polarization layer 140 .
  • FIG. 5 is a schematic plan view illustrating a structure of an antenna pattern included in an antenna electrode layer according to example embodiments.
  • the antenna pattern 105 may include a radiation pattern 102 , a transmission line 104 , and a pad 106 .
  • the radiation pattern 102 may have, for example, a polygonal plate shape, and the transmission line 104 may extend from one side of the radiation pattern 102 to be electrically connected to the signal pad 107 .
  • the transmission line 104 may be formed as a single member substantially integral with the radiation pattern 102 .
  • pad 106 includes signal pad 107 and may further include ground pad 109 .
  • a pair of ground pads 109 may be disposed with the signal pad 107 interposed therebetween.
  • the ground pads 109 may be electrically isolated from the signal pad 107 and the transmission line 104 .
  • the ground pad 109 may be omitted.
  • the signal pad 107 may be provided as an integral member at the end of the transmission line 104 .
  • the pad 107 may be electrically connected to an antenna driving integrated circuit (IC) chip through a circuit connection structure 180 (refer to FIG. 1 ) such as, for example, a flexible printed circuit board. Accordingly, power feeding and driving control to the antenna pattern 105 may be performed through the antenna driving IC chip.
  • IC antenna driving integrated circuit
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a structure of an antenna pattern included in an antenna electrode layer according to some exemplary embodiments.
  • the radiation pattern 102 may have a mesh structure.
  • the transmission line 104 connected to the radiation pattern 102 may also have a mesh structure.
  • the radiation pattern 102 includes a mesh structure, transmittance is improved even when the radiation pattern 102 is disposed in the display area of the display device, thereby preventing electrode visibility and deterioration of image quality.
  • a dummy mesh pattern 103 may be disposed around the radiation pattern 102 and the transmission line 104 .
  • the dummy mesh pattern 103 may be electrically and physically spaced apart from the radiation pattern 102 and the transmission line 104 through the separation region 85 .
  • the antenna electrode layer 100 including the first electrode layer 110 and the second electrode layer 120 may be formed on the antenna base layer 90 . Thereafter, the separation region 85 may be formed by partially etching the antenna electrode layer 100 along the profile of the radiation pattern 102 and the transmission line 104 while forming a mesh structure. Accordingly, a part of the antenna electrode layer 100 may be converted into the dummy mesh pattern 103 .
  • the pad 106 may be formed in a solid structure to reduce the feeding resistance.
  • the pad 106 may be disposed in a non-display area or a light blocking area of the display device to be bonded or connected to the flexible circuit board and/or the antenna driving IC chip.
  • the pad 106 may be disposed outside the user's viewing area.
  • the pad 106 may be comprised of a metal or alloy.
  • the pad 106 may not include the second electrode layer 120 .
  • At least a portion of the transmission line 104 also has a solid structure, and may be disposed in the non-display area together with the pad 106 .
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device according to example embodiments.
  • the above-described antenna stack may be stacked on the display panel 200 .
  • the display panel 200 may include a pixel electrode 210 , a pixel defining layer 220 , a display layer 230 , a counter electrode 240 , and an encapsulation layer 250 disposed on a panel substrate 205 .
  • a pixel circuit including a thin film transistor (TFT) may be formed on the panel substrate 205 , and an insulating layer covering the pixel circuit may be formed.
  • the pixel electrode 210 may be electrically connected to, for example, a drain electrode of a TFT on the insulating layer.
  • the pixel defining layer 220 may be formed on the insulating layer to expose the pixel electrode 210 to define a pixel area.
  • a display layer 230 is formed on the pixel electrode 210 , and the display layer 230 may include, for example, a liquid crystal layer or an organic light emitting layer.
  • the display layer 230 includes an organic light emitting layer, and the display panel 200 may be an OLED panel.
  • the counter electrode 240 may be disposed on the pixel defining layer 220 and the display layer 230 .
  • the counter electrode 240 may be provided as, for example, a common electrode or a cathode of the display device.
  • An encapsulation layer 250 for protecting the display panel 200 may be stacked on the opposite electrode 240 .
  • the above-described antenna stack is stacked on the display panel 200 , and the touch sensor layer 160 , the polarization layer 140 , and the antenna electrode layer 100 may be sequentially stacked from the display panel 200 .
  • the adhesive layers 130 and 135 and the polarization layer 140 are provided together as an antenna dielectric layer, signal absorption and signal loss by the electrodes and wires included in the touch sensor layer 160 and the display panel 200 are prevented. While doing so, sufficient inductance or capacitance for driving the antenna can be secured.
  • the polarization layer 140 is disposed on the touch sensor layer 160 , light reflection from sensing electrodes included in the touch sensor layer 160 and electrode visibility may be reduced.
  • the antenna electrode layer 100 is disposed adjacent to the protective layer 150 provided as a window cover, signal sensitivity and gain amount are improved, and the reflectance is reduced by the second electrode layer 120 . Visibility of the antenna electrode layer 100 may be reduced.
  • a polarizing plate including a PVA polarizer and a triacetyl cellulose (TAC) protective film formed on both surfaces of the polarizer was prepared.
  • a first electrode layer formed of APC was formed on the polarizing plate, and a CuO+In 2 O 3 second electrode layer was formed on the first electrode layer through a sputtering process.
  • the thicknesses of the first electrode layer and the second electrode layer were 2000 ⁇ and 300 ⁇ , respectively.
  • the antenna electrode layer including the first electrode layer and the second electrode layer was etched into a mesh structure having a line width of 1.8 ⁇ m, and a glass cover (thickness: 500 ⁇ m) was attached on the antenna electrode layer.
  • An antenna laminate was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the line width of the antenna electrode layer mesh structure was formed to be 3 ⁇ m.
  • An antenna laminate was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the positions of the antenna electrode layer and the polarizer were changed (that is, the antenna electrode layer-polarizer plate-glass cover laminate), and the second electrode layer was omitted from the antenna electrode layer.
  • Example 1 was evaluated as 0 grade
  • Example 2 was evaluated as 1 grade
  • Comparative Example was evaluated as 3 grade.
  • the total thickness of the antenna electrode layer was adjusted while changing the thickness of the first electrode layer. It was evaluated whether color shift was observed when observed on the glass cover while changing the total thickness of the antenna electrode layer.
  • a CuO+In 2 O 3 second electrode layer was formed on the protective cover film made of glass through a sputtering process, and a first electrode layer including APC was formed on the second electrode layer.
  • the thickness of the first electrode layer and the second electrode layer was 2400 ⁇ and 300 ⁇ , respectively.
  • a polarizing plate including a PVA polarizer and a triacetyl cellulose (TAC) protective film formed on both surfaces of the polarizer was prepared.
  • the polarizing plate was attached to the second electrode layer using a commercially available OCA film (thickness: 100 ⁇ m).
  • the antenna laminate samples shown in Table 2 below were prepared while varying the thickness of the cover glass.
  • the radial axis angle and resonant frequency of the sample (thickness 0) in which the cover glass was omitted were used as reference values.

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Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 적층체는 보호층, 및 보호층의 일면 상에 직접 형성되고, 제1 전극층 및 상기 제1 전극층 보다 낮은 반사율을 갖는 제2 전극층을 포함하는 안테나 전극층을 포함한다. 제2 전극층을 통해 전극 시인을 방지할 수 있다.

Description

안테나 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
본 발명은 안테나 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 안테나 전극층 및 절연성 구조물을 포함하는 안테나 적층체 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.
디스플레이 장치가 소형화되면서, 안테나가 상기 디스플레이 장치의 표시 영역에도 배치될 수 있으며, 이 경우 안테나에 포함된 도전 패턴이 사용자에게 시인되어 디스플레이 장치의 이미지 품질을 열화시킬 수 있다.
상기 디스플레이 장치 내부에는 편광판과 같은 광학 구조물 및 각종 센서 구조물이 함께 포함될 수 있다. 따라서, 안테나를 디스플레이 장치 내부에 포함시키는 경우, 상기 광학 구조물 및 상기 센서 구조물과의 간섭이 발생할 수도 있다.
또한, 상기 광학 구조물 및 상기 센서 구조물에 의해 상기 안테나가 수용될 수 있는 공간이 제약될 수 있다. 안테나 삽입을 위해 추가적인 막, 구조를 형성하는 경우 디스플레이 장치의 전체 두께, 부피를 증가시킬 수 있다.
따라서, 제한된 공간 안에서 다른 기능성 구조물들과의 간섭 없이 충분한 방사 특성, 게인 특성을 확보하기 위한 안테나 설계가 필요하다.
예를 들면, 한국공개특허 제2013-0113222호는 휴대용 단말기에 내장되는 안테나 구조를 개시하고 있으나, 상술한 바와 같이 디스플레이 장치 내에서 광학 특성 및 방사 특성을 함께 고려한 안테나 설계를 충분히 개시하고 있지 않다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 광학 특성을 갖는 안테나 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 광학 특성을 갖는 안테나 적층체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 보호층; 및 상기 보호층의 일면 상에 직접 형성되고, 제1 전극층 및 상기 제1 전극층 보다 낮은 반사율을 갖는 제2 전극층을 포함하는 안테나 전극층을 포함하는, 안테나 적층체.
2. 위 1에 있어서, 상기 제2 전극층은 상기 보호층의 저면 상에 직접 형성되고, 상기 제1 전극층은 상기 제2 전극층 상에 형성되고, 상기 보호층의 상면은 사용자의 시인면에 대응되는, 안테나 적층체.
3. 위 1에 있어서, 상기 제2 전극층은 구리-산소 함유 복합 물질을 포함하는, 안테나 적층체.
4. 위 3에 있어서, 상기 구리-산소 함유 복합 물질은 추가 금속을 더 함유하며, 상기 추가 금속은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 란타늄(La), 세슘(Cs) 및 인듐(In)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 안테나 적층체.
5. 위 1에 있어서, 상기 제1 전극층은 금속층을 포함하는, 안테나 적층체.
6. 위 5에 있어서, 상기 제1 전극층은 상기 금속층 및 투명 도전성 산화물층의 복층 구조를 갖는, 안테나 적층체.
7. 위 1에 있어서, 상기 안테나 전극층 아래에 배치되는 편광층; 및 상기 안테나 전극층 및 상기 편광층 사이에 형성된 제1 점접착층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
8. 위 7에 있어서, 상기 편광층 아래에 배치되는 터치 센서층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
9. 위 8에 있어서, 상기 편광층 및 상기 터치 센서층 사이에 형성된 제2 점접착층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
10. 위 1에 있어서, 상기 보호층의 두께는 100㎛ 미만인, 안테나 적층체.
11. 편광층; 상기 편광층 상에 배치되며, 제1 전극층 및 상기 제1 전극층 상에 형성되며 상기 제1 전극층 보다 낮은 반사율을 갖는 제2 전극층을 포함하는 안테나 전극층; 및 상기 제2 전극층 상에 배치되며 사용자의 시인면을 향해 배치된 보호층을 포함하는, 안테나 적층체.
12. 위 11에 있어서, 상기 제2 전극층은 구리-산소 함유 복합 물질을 포함하는, 안테나 적층체.
13. 위 12에 있어서, 상기 구리-산소 함유 복합 물질은 추가 금속을 더 함유하며, 상기 추가 금속은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 란타늄(La), 세슘(Cs) 및 인듐(In)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 안테나 적층체.
14. 위 11에 있어서, 상기 제1 전극층은 금속층을 포함하는, 안테나 적층체.
15. 위 14에 있어서, 상기 제1 전극층은 상기 금속층 및 투명 도전성 산화물층의 복층 구조를 갖는, 안테나 적층체.
16. 위 11에 있어서, 상기 안테나 전극층의 두께는 1000 내지 5000 Å인, 안테나 적층체.
17. 위 11에 있어서, 상기 편광층 아래에 배치되는 베이스 유전층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
18. 위 11에 있어서, 상기 편광층 및 상기 안테나 전극층 사이에 배치되는 안테나 기재층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
19. 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널 상에 배치된 상술한 실시예들에 따른 안테나 적층체를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 적층체는 보호층 상에 직접 형성된 안테나 전극층을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 전극층을 상기 보호층 상에 부착시키기 위한 점접착층을 생략할 수 있어 상기 보호층 상면으로의 방사 강도가 보다 증가될 수 있다.
또한, 상기 점접착층은 예를 들면, 상기 안테나 전극층 및 편광판 사이에 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 점접착층이 상기 편광판과 함께 상기 안테나 전극층의 안테나 유전층으로 제공될 수 있다. 따라서, 충분한 안테나 유전층 두께가 확보되어 신호 손실을 방지하면서 방사 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 적층체는 보호 커버 필름 및 편광층 사이에 배치된 안테나 전극층을 포함할 수 있다. 상기 안테나 전극층이 예를 들면, 윈도우 필름 또는 커버 글래스로 제공되는 상기 보호 커버 필름 아래에 배치되므로, 외부 신호에 대한 민감도가 향상되면서 방사 특성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 편광층을 상기 안테나 전극층의 유전층으로 활용할 수 있으므로, 신호 손실을 방지하면서 방사 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 전극층은 제1 전극층 및 상기 제1 전극층보다 반사율이 낮은 제2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극층을 통해 안테나 전극층이 사용자에게 시인되는 것을 방지하면서 향상된 광학 특성 및 게인 특성을 유지할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 적층체의 개략적인 단면도이다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 적층체의 개략적인 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 적층체의 개략적인 단면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 적층체의 개략적인 단면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 전극층에 포함된 안테나 패턴의 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 전극층에 포함된 안테나 패턴의 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 복층 구조의 안테나 전극층 및 보호층이 결합된 안테나 적층체를 제공한다.
상기 안테나 적층체에 포함되는 안테나 전극층은 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 안테나 적층체는 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파(예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상) 이동통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 적층체를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 안테나 적층체의 적용 대상이 디스플레이 장치에 한정되는 것은 아니며, 차량, 가전 기기, 건축물 등과 같은 다양한 대상체 또는 구조체에 적용될 수 있다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 출원에 포함된 용어 "제1", "제2" 등은 다른 구성, 부재를 구별하기 위해 사용되며, 절대적인 위치, 순서를 한정하는 것이 아니다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 적층체의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면 상기 안테나 적층체는 보호층(150) 및 안테나 전극층(100)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 적층체는 안테나 전극층(100) 아래에 배치된 편광층(140)을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 보호층(150)은 예를 들면, 디스플레이 장치의 윈도우 커버, 커버 글래스(예를 들면, UTG(ultra-thin glass)), 보호 커버 필름 또는 보호 커버 층으로 제공될 수 있다. 이 경우, 보호층(150)는 디스플레이 장치의 사용자의 시인면 또는 최외곽면으로 제공될 수 있다.
보호층(150)은 예를 들면, 글래스, 또는 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 아크릴계 수지, 실록산계 수지 등과 같은 유연성 수지 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 보호층(150)의 두께는 약 100㎛ 미만일 수 있다. 예를 들면, 보호층(150)의 두께는 약 10㎛ 이상 및 약 100㎛ 미만일 수 있다. 바람직하게는, 보호층(150)의 두께는 약 10 내지 50㎛ 일 수 있다. 상기 두께 범위 내에서 안테나 전극층(100)을 통한 방사축 및 공진 주파수의 지나친 변동이 억제될 수 있다.
안테나 전극층(100)은 보호층(150) 아래에 배치될 수 있다. 예를 들면, 안테나 전극층(100)은 보호층(150)의 시인면(예를 들면, 상면)과 반대면인 내부면(예를 들면, 저면) 상에 적층될 수 있다.
안테나 전극층(100)은 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(120)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 전극층(120)은 시인면 또는 보호층(150)에 대해 제1 전극층(110)보다 인접하게 배치되며, 제1 전극층(110)보다 반사율이 낮은 도전 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 전극층(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), 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, 제1 전극층(110)은 저저항 구현 및 미세 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))을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 주석 산화물(SnOx), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 전도성 산화물을 포함할 수도 있다
예를 들면, 제1 전극층(110)은 금속 또는 합금층, 및 투명 전도성 산화물층을 포함하는 복층 구조를 가질 수도 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110)은 투명 도전성 산화물 층-금속층을 포함하는 2층 구조 또는 제1 투명 전도성 산화물층-금속층-제2 투명 전도성 산화물층을 포함하는 3층 구조를 포함할 수 있다.
제1 전극층(110)은 제2 전극층(120) 상에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전극층(110)은 제2 전극층(120) 표면 상에 직접 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 전극층(120)은 제1 전극층(110)보다 반사율이 낮은 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 전극층(120)은 실질적으로 흑화 처리층으로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 전극층(120)은 구리-산소 함유 도전성 복합 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 전극층(120)은 구리 외의 추가 금속(M)을 더 함유할 수 있다.
추가 금속(M)은 예를 들면, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 란타늄(La), 세슘(Cs), 인듐(In) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 전극층(100)을 통한 투과율 향상을 고려하여 추가 금속(M)은 인듐을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 전극층(120)은 구리-인듐-산소(Cu-In-O) 복합체, 또는 구리-산소 함유 화합물 및 인듐-산소 함유 화합물의 복합체를 포함할 수 있다.
제2 전극층(120)에 있어서, 산소 원소는 구리 및/또는 추가 금속(M)의 도전성을 상실시키지 않으면서, 제2 전극층(120) 내에 도핑 또는 혼입될 수 있다. 산소 원소에 의해 제2 전극층(120)이 흑화 또는 부분 산화되어 제1 전극층(110)에 대한 반사 방지층으로 제공될 수 있다.
예를 들면, 제2 전극층(120)은 구리 타겟(또는 구리-산소 타겟) 및 추가 금속 타겟(또는 추가 금속-산소 타겟), 또는 구리-추가 금속-산소 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 전극층(100)은 메쉬 구조로 형성될 수도 있다. 안테나 전극층(100)은 안테나 패턴(105)을 포함할 수 있으며, 안테나 패턴(105)의 구성 및 구조는 도 5를 참조로 보다 상세히 설명한다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 전극층(100)의 두께는 약 5000 Å 이하일 수 있으며, 바람직하게는 약 1000 내지 5000 Å일 수 있다. 상기 범위 내에서 안테나 전극층(100)의 저항 증가를 방지하면서, 안테나 적층체의 시인면에서의 컬러 시프트 현상을 억제할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 전극층(100)은 보호층(150) 상에 직접 형성될 수 있다. 보호층(150)은 안테나 전극층(100) 형성을 위한 안테나 기재로서 제공될 수 있다.
예를 들면, 보호층(150)의 상기 저면 상에 제2 전극층(120)을 상술한 스퍼터링 공정을 통해 직접 형성할 수 있다. 이후, 제1 전극층(110)을 제2 전극층(120) 상에 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 안테나 전극층(100)의 상면은 보호층(150)과 직접 접촉할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 전극층(100)의 저면은 편광층(140)과 결합될 수 있다.
편광층(140)은 코팅형 편광자 또는 편광판을 포함할 수 있다. 상기 코팅형 편광자는 중합성 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 액정 코팅층을 포함할 수 있다. 이 경우, 편광층(140)은 상기 액정 코팅층에 배향성을 부여하기 위한 배향막을 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 편광판은 폴리비닐알코올계 편광자 및 상기 폴리비닐알코올계 편광자의 적어도 일면에 부착된 보호필름을 포함할 수 있다.
편광층(140) 및 안테나 전극층(100) 사이에는 제1 점접착층(130)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 점접착층(130)을 제1 전극층(110) 또는 편광층(140)의 표면에 형성한 후, 안테나 전극층(100) 및 편광층(140)을 서로 부착시킬 수 있다. 제1 점접착층(130)은 예를 들면, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등을 포함하는 감압성 점착제(PSA) 또는 광학 투명 점착제(OCA)를 포함할 수 있다.
안테나 전극층(100)의 일단은 회로 연결 구조물(180)과 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 연결 구조물(180)은 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)를 포함할 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 전극층(100)을 편광층(140) 및 보호층(150) 사이에 배치시킬 수 있다. 따라서, 안테나 전극층(100)이 디스플레이 장치의 시인면 또는 외부면에 보다 인접하게 배치되므로, 방사 세기 및 민감도가 보다 증진될 수 있다.
또한, 편광층(140)이 안테나 전극층(100) 아래에 배치되어, 제1 점접착층(130)과 함께 안테나 전극층(100)에 대한 안테나 유전층으로 제공될 수 있다.
비교예에 있어서, 편광층(140)이 점접착층을 통해 보호층(150)에 부착되고, 안테나 전극층(100)이 편광층(140) 아래에 배치되고, 안테나 전극층(100) 아래에 안테나 기재층이 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 기재층이 실질적으로 단독 안테나 유전층으로 기능할 수 있다.
그러나, 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 안테나 기재층이 생략되고 보호층(150) 상에 직접 안테나 전극층(100)이 형성되므로, 전체 적층체의 두께는 감소할 수 있다. 또한, 제1 점접착층(130) 및 편광층(140)이 함께 안테나 유전층으로 제공되어 안테나 유전층의 총 두께는 증가시킬 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 전극층(100)에 대한 충분한 안테나 유전층 두께를 확보할 수 있다. 따라서, 예를 들면 상기 안테나 적층체가 적용되는 디스플레이 패널에 포함된 전극, 배선들로부터의 신호 손실, 신호 간섭을 방지하면서 안테나 전극층(100)을 통한 방사 독립성 및 방사 효율성을 향상시킬 수 있다.
안테나 전극층(100)이 시인면에 인접함에 따라 상기 시인면으로터 증가될 수 있는 광반사, 전극 시인은 제2 전극층(120)을 통해 저감시킬 수 있다. 따라서, 광학적 특성 및 안테나 방사 특성이 향상된 안테나 적층체를 구현할 수 있다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 적층체의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 2를 참조하면, 상기 안테나 적층체는 터치 센서층(160)을 더 포함할 수 있다. 터치 센서층(160)은 예를 들면, 정전 용량 방식의 센싱 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 열 방향 센싱 전극들 및 행 방향 센싱 전극들이 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 터치 센서층(160)은 상기 센싱 전극들 및 구동 IC 칩을 연결시키는 트레이스들을 더 포함할 수 있다. 터치 센서층(160)은 상기 센싱 전극들 및 상기 트레이스들이 형성되는 기재를 더 포함할 수도 있다.
터치 센서층(160)은 제2 점접착층(135)을 통해 편광층(140)과 결합될 수 있다. 이 경우, 제2 점접착층(135) 역시 제1 점접착층(130) 및 편광층(140)과 함께 안테나 유전층으로 제공될 수 있다.
터치 센서층(160)에 포함된 상기 센싱 전극들 및/또는 트레이스들은 안테나 전극층(100)(예를 들면, 방사 패턴(102))에 대한 안테나 그라운드 층으로 기능할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 안테나 전극층(100) 및 터치 센서층(160) 사이에 충분한 안테나 유전층 두께가 확보되므로, 안테나 그라운드 층 기능은 유지하면서, 상기 센싱 전극들 및/또는 트레이스들에 의한 신호 흡수, 게인 감소 등을 차단할 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 적층체의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 도 1을 참조로 설명한 바와 같이 안테나 적층체는 보호층(150), 안테나 전극층(100) 및 편광층(140)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 안테나 전극층(100)은 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(120)을 포함할 수 있다. 안테나 전극층(100)은 보호층(150) 및 편광층(140) 사이에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 편광층(140) 아래에는 베이스 유전층(145)이 배치될 수 있다.
베이스 유전층(145)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 베이스 유전층(145)은 예를 들면, 글래스, 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.
예를 들면, 투명 필름이 베이스 유전층(145)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 또는 아크릴우레탄계; 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 베이스 유전층(145)은 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착층 또는 점접착 필름을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 베이스 유전층(145)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 안테나 전극층(100)의 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 전극층(100)을 편광층(140) 및 보호층(150) 사이에 배치시킬 수 있다. 따라서, 안테나 전극층(100)이 디스플레이 장치의 시인면 또는 외부면에 보다 인접하게 배치되므로, 방사 세기 및 민감도가 보다 증진될 수 있다.
또한, 편광층(140)이 안테나 전극층(100) 아래에 배치되어, 안테나 전극층(100)에 대한 유전층으로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 편광층(140)은 베이스 유전층(145)과 함께 안테나 전극층(100)에 대한 유전층으로 함께 제공될 수 있다.
따라서, 안테나 전극층(100)이 편광층(140) 아래에 배치되고, 안테나 전극층(100) 아래에 베이스 유전층(145)이 배치되는 경우와 비교할 때, 전체 적층체의 두께는 유지하면서 안테나 전극층(100)에 대한 전체 유전층의 두께는 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따르면 안테나 전극층(100)에 대한 충분한 유전층 두께를 확보할 수 있다. 따라서, 예를 들면 상기 안테나 적층체가 적용되는 디스플레이 패널에 포함된 전극, 배선들로부터의 신호 손실, 신호 간섭을 방지하면서 안테나 전극층(100)을 통한 방사 독립성 및 방사 효율성을 향상시킬 수 있다.
안테나 전극층(100)이 시인면에 인접함에 따라 상기 시인면으로터 증가될 수 있는 광반사, 전극 시인은 제2 전극층(120)을 통해 저감시킬 수 있다. 따라서, 광학적 특성 및 안테나 방사 특성이 향상된 안테나 적층체를 구현할 수 있다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 적층체의 개략적인 단면도이다. 도 3을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 4를 참조하면, 안테나 전극층(100)은 점접착층(147)을 통해 보호층(150)에 부착될 수 있다. 점접착층(147)은 예를 들면, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등을 포함하는 감압성 점착제(PSA) 또는 광학 투명 점착제(OCA)를 포함할 수 있다.
안테나 전극층(100)은 안테나 기재층(90) 상에 형성될 수 있다. 안테나 기재층(90)은 안테나 전극층(100)의 증착 및 식각 공정을 위한 기판 혹은 베이스층으로 제공될 수 있다.
안테나 기재층(90)은 편광층(140)과 함께 안테나 유전층으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 안테나 유전층의 두께가 추가적으로 확보될 수 있다.
안테나 기재층(90)은 디스플레이 제조공정에서 상용되는 절연 필름 소재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 기재층(90)은 도 3을 참조로 설명한 베이스 유전층(145)과 실질적으로 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다.
도 3을 참조로 설명한 바와 같이, 편광층(140) 아래에는 베이스 유전층(145)이 더 포함될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 전극층에 포함된 안테나 패턴의 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 안테나 패턴(105)은 방사 패턴(102), 전송 선로(104) 및 패드(106)를 포함할 수 있다.
방사 패턴(102)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가지며, 전송 선로(104)는 방사 패턴(102)의 일변으로부터 연장되어 신호 패드(107)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전송 선로(104)는 방사 패턴(102)과 실질적으로 일체의 단일 부재로서 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 패드(106)는 신호 패드(107)를 포함하며, 그라운드 패드(109)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 신호 패드(107)를 사이에 두고 한 쌍의 그라운드 패드들(109)이 배치될 수 있다. 그라운드 패드들(109)은 신호 패드(107) 및 전송 선로(104)와 전기적으로 분리될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 그라운드 패드(109)는 생략될 수도 있다. 또한, 신호 패드(107)는 전송 선로(104)의 말단에 일체의 부재로서 제공될 수도 있다.
패드(107)는 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판과 같은 회로 연결 구조물(180, 도 1 참조)를 통해 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 구동 IC 칩을 통해 안테나 패턴(105)으로의 급전 및 구동 제어가 수행될 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 전극층에 포함된 안테나 패턴의 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 방사 패턴(102)은 메쉬 구조를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 방사 패턴(102)과 연결된 전송 선로(104) 역시 메쉬 구조를 가질 수 있다.
방사 패턴(102)이 메쉬 구조를 포함함에 따라, 방사 패턴(102)이 디스플레이 장치의 표시 영역 내에 배치되는 경우에도 투과율이 향상되어 전극 시인 및 이미지 품질 저하를 방지할 수 있다.
방사 패턴(102) 및 전송 선로(104) 주변에는 더미 메쉬 패턴(103)이 배치될 수 있다. 더미 메쉬 패턴(103)은 방사 패턴(102) 및 전송 선로(104)와 분리 영역(85)을 통해 전기적, 물리적으로 이격될 수 있다.
예를 들면, 안테나 기재층(90) 상에 상술한 바와 같이, 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(120)을 포함하는 안테나 전극층(100)을 형성할 수 있다. 이후, 안테나 전극층(100)을 식각하여 메쉬 구조를 형성하면서 방사 패턴(102) 및 전송 선로(104)의 프로파일을 따라 부분적으로 식각하여 분리 영역(85)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 안테나 전극층(100)의 일부를 더미 메쉬 패턴(103)로 변환시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 급전 저항 감소를 위해 패드(106)는 속이 찬(solid) 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 패드(106)는 디스플레이 장치의 비표시 영역 또는 차광 영역에 배치되어 연성 회로 기판 및/또는 안테나 구동 IC 칩과 본딩 또는 연결될 수 있다.
이에 따라, 패드(106)는 사용자의 시인 영역 밖에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 패드(106)는 금속 또는 합금으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 패드(106)는 제2 전극층(120)을 포함하지 않을 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 전송 선로(104)의 적어도 일부 역시 속이 찬 구조를 가지며, 패드(106)와 함께 비표시 영역에 배치될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상술한 안테나 적층체는 디스플레이 패널(200) 상에 적층될 수 있다.
디스플레이 패널(200)은 패널 기판(205) 상에 배치된 화소 전극(210), 화소 정의막(220), 표시층(230), 대향 전극(240) 및 인캡슐레이션 층(250)을 포함할 수 있다.
패널 기판(205) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되며, 상기 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 화소 전극(210)은 상기 절연막 상에서 예를 들면 TFT의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 정의막(220)은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극(210)을 노출시켜 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 전극(210) 상에는 표시층(230)이 형성되며, 표시 층(230)은 예를 들면, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 표시층(230) 유기 발광층을 포함하며, 디스플레이 패널(200)은 OLED 패널일 수 있다.
화소 정의막(220) 및 표시층(230) 상에는 대향 전극(240)이 배치될 수 있다. 대향 전극(240)은 예를 들면, 디스플레이 장치의 공통 전극 또는 캐소드(cathode)로 제공될 수 있다. 대향 전극(240) 상에는 디스플레이 패널(200) 보호를 위한 인캡슐레이션 층(250)이 적층될 수 있다.
상술한 안테나 적층체는 디스플레이 패널(200) 상에 적층되어, 터치 센서층(160), 편광층(140) 및 안테나 전극층(100)이 디스플레이 패널(200)로부터 순차적으로 적층될 수 있다.
점접착층들(130, 135) 및 편광층(140)이 함께 안테나 유전층으로 제공되므로, 터치 센서층(160) 및 디스플레이 패널(200)에 포함된 전극, 배선들에 의한 신호 흡수, 신호 손실을 방지하면서, 안테나 구동을 위한 충분한 인덕턴스 또는 커패시턴스가 확보될 수 있다.
또한, 편광층(140)이 터치 센서층(160) 위에 배치되므로, 터치 센서층(160)에 포함된 센싱 전극들로부터의 광반사, 전극 시인을 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 안테나 전극층(100)은 예를 들면, 윈도우 커버로 제공되는 보호층(150)에 인접하게 배치되므로 신호 감도 및 게인 량이 향상되며, 제2 전극층(120)에 의해 반사율이 저감되어 안테나 전극층(100)의 시인성을 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실험예를 제시하나, 하기의 실험예는 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.
실험예 1: 전극 시인 평가
실시예 1
PVA 편광자, 및 상기 편광자의 양면에 형성된 트리 아세틸 셀룰로오스(TAC) 보호 필름을 포함하는 편광판(두께: 98㎛)을 준비하였다. 상기 편광판 상에 APC로 형성된 제1 전극층을 형성하고, 상기 제1 전극층 상에 스퍼터링 공정을 통해 CuO+In 2O 3 제2 전극층을 형성하였다. 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층의 두께는 각각 2000Å 및 300Å로 형성되었다.
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층을 포함하는 안테나 전극층을 선폭 1.8㎛의 메쉬 구조로 식각하고, 상기 안테나 전극층 상에 글래스 커버(두께: 500㎛)를 부착하였다.
실시예 2
안테나 전극층 메쉬 구조 선폭을 3㎛로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 안테나 적층체를 제조하였다.
비교예
안테나 전극층 및 편광판의 위치를 바꾸고(즉, 안테나 전극층-편광판-글래스 커버 적층체), 안테나 전극층으로부터 제2 전극층을 생략한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 안테나 적층체를 제조하였다.
10명의 패널들에게 실시예 및 비교예들의 안테나 적층체를 글래스 커버 위에서 관찰하도록 하고, 안테나 전극층에 포함된 전극의 시인 여부를 평가토록 하였다. 평가 등급은 아래와 같다
i) 등급 0: 전극 완전히 미시인
ii) 등급 1: 1~2명 시인
iii) 등급 2: 3~4명 시인
iv) 등급 3: 5~6명 시인
v) 등급 4: 7~9명 시인
vi) 등급 5: 10명 시인
평가 결과는 실시예 1은 0등급, 실시예 2는 1등급, 비교예는 3등급으로 평가되었다.
실험예 2: 컬러 시프트 평가
위 실험예 1의 실시예 1의 안테나 적층체에서 제1 전극층의 두께를 변화시키면서 안테나 전극층의 총 두께를 조절하였다. 상기 안테나 전극층의 총 두께를 변화시키면서 글래스 커버 위에서 관찰할 때 컬러 시프트 관찰 여부를 평가하였다.
색도계(올림푸스사 제조, OPS-200)를 이용하여 전극층의 두께에 따른 R, G, B 색도 좌표값이 기준을 벗어나는 경우 컬러 시프트가 발생한 것으로 판단하였다.
구체적으로 (R : 0.683, 0.314), (G : 0.249, B : 0.701), (B : 0.136, 0.052)을 색 좌표 기준값으로 정하고, 기준 값으로부터 ±0.005 범위를 벗어나는 경우 컬러 시프트가 발생한 것으로 판정하였다.
평가 결과는 하기 표 1에 나타낸다.
안테나 전극층
총 두께		 컬러 시프트
1000 Å 미발생
2500 Å 미발생
5000 Å 미발생
5500 Å 발생
6000 Å 발생
표 1을 참조하면, 안테나 전극층의 두께가 약 5000Å를 초과하면서 컬러 시프트가 관찰되었다. 상기 결과를 통해, 예를 들면 1000 내지 5000 Å의 두께로 안테나 전극층을 형성하는 경우 저항을 충분히 낮추면서 색 변이에 따른 이미지 열화, 전극 시인을 억제할 수 있음을 예측할 수 있다.
실험예 3: 보호층(커버 글래스) 두께 변화에 따른 안테나 성능 평가
글래스 재질의 보호 커버 필름 상에 스퍼터링 공정을 통해 CuO+In 2O 3 제2 전극층을 형성하고, 상기 제2 전극층 상에 APC를 포함하는 제1 전극층을 형성하였다. 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층의 두께는 각각 2400Å 및 300Å로 형성되었다.
PVA 편광자, 및 상기 편광자의 양면에 형성된 트리 아세틸 셀룰로오스(TAC) 보호 필름을 포함하는 편광판(두께: 98㎛)을 준비하였다. 상기 편광판을 상용되는 OCA 필름(두께: 100㎛)을 사용하여 상기 제2 전극층에 부착시켰다.
커버 글래스의 두께를 변경시키면서 하기 표 2에 기재된 안테나 적층체 샘플들을 제조하였다. 커버 글래스가 생략된 샘플(두께 0)의 방사축 각도 및 공진 주파수가 기준값으로 사용되었다.
상기 안테나 전극층으로 전력을 인가하여, 통신 모듈(Anoki Board)을 이용하여 방사축의 틸팅 각도 90도~180도, 공진 주파수 0~40GHz 범위에서 메인 공진 주파수에 대한 틸팅 각도를 확인 하였다.
평가 결과는 하기 표 2에 나타낸다.
글래스 두께
(㎛)		 방사축
틸팅 각도( o)		 공진 주파수
(GHz)
0 180 31.3
10 179 29.7
30 178 29.0
50 176 28.1
70 170 27.9
90 168 27.7
95 167 27.5
100 122 27.3
150 125 24.3
500 126 23.1
표 2를 참조하면, OCA층 및 편광판이 함께 안테나 유전층으로 제공됨에 따라 커버 글래스가 없는 경우, 실질적으로 완전한 수직 방사(틸팅 각도 180 o) 및 고주파수 방사 특성이 구현되었다.
커버 글래스 두께가 100㎛를 초과하는 경우, 방사축 틸팅 각도가 지나치게 변경되면서 공진 주파수의 시프트가 심화되었다.

Claims (19)

  1. 보호층; 및
    상기 보호층의 일면 상에 직접 형성되고, 제1 전극층 및 상기 제1 전극층 보다 낮은 반사율을 갖는 제2 전극층을 포함하는 안테나 전극층을 포함하는, 안테나 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 전극층은 상기 보호층의 저면 상에 직접 형성되고, 상기 제1 전극층은 상기 제2 전극층 상에 형성되고,
    상기 보호층의 상면은 사용자의 시인면에 대응되는, 안테나 적층체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 전극층은 구리-산소 함유 복합 물질을 포함하는, 안테나 적층체.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 구리-산소 함유 복합 물질은 추가 금속을 더 함유하며, 상기 추가 금속은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 란타늄(La), 세슘(Cs) 및 인듐(In)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 안테나 적층체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극층은 금속층을 포함하는, 안테나 적층체.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 전극층은 상기 금속층 및 투명 도전성 산화물층의 복층 구조를 갖는, 안테나 적층체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 전극층 아래에 배치되는 편광층; 및
    상기 안테나 전극층 및 상기 편광층 사이에 형성된 제1 점접착층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 편광층 아래에 배치되는 터치 센서층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 편광층 및 상기 터치 센서층 사이에 형성된 제2 점접착층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 보호층의 두께는 100㎛ 미만인, 안테나 적층체.
  11. 편광층;
    상기 편광층 상에 배치되며, 제1 전극층 및 상기 제1 전극층 상에 형성되며 상기 제1 전극층 보다 낮은 반사율을 갖는 제2 전극층을 포함하는 안테나 전극층; 및
    상기 제2 전극층 상에 배치되며 사용자의 시인면을 향해 배치된 보호층을 포함하는, 안테나 적층체.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제2 전극층은 구리-산소 함유 복합 물질을 포함하는, 안테나 적층체.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 구리-산소 함유 복합 물질은 추가 금속을 더 함유하며, 상기 추가 금속은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 란타늄(La), 세슘(Cs) 및 인듐(In)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 안테나 적층체.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 전극층은 금속층을 포함하는, 안테나 적층체.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 전극층은 상기 금속층 및 투명 도전성 산화물층의 복층 구조를 갖는, 안테나 적층체.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 안테나 전극층의 두께는 1000 내지 5000 Å인, 안테나 적층체.
  17. 청구항 11에 있어서, 상기 편광층 아래에 배치되는 베이스 유전층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
  18. 청구항 11에 있어서, 상기 편광층 및 상기 안테나 전극층 사이에 배치되는 안테나 기재층을 더 포함하는, 안테나 적층체.
  19. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널 상에 배치된 청구항 1 내지 18중 어느 한 항의 안테나 적층체를 포함하는, 디스플레이 장치.
PCT/KR2021/001639 2020-02-10 2021-02-08 안테나 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 WO2021162377A1 (ko)

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