WO2021172822A1 - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2021172822A1
WO2021172822A1 PCT/KR2021/002171 KR2021002171W WO2021172822A1 WO 2021172822 A1 WO2021172822 A1 WO 2021172822A1 KR 2021002171 W KR2021002171 W KR 2021002171W WO 2021172822 A1 WO2021172822 A1 WO 2021172822A1
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pattern
antenna
layer
antenna element
embossed
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PCT/KR2021/002171
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English (en)
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오윤석
신승현
이원희
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동우화인켐 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H01Q1/422—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome comprising two or more layers of dielectric material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
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    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
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    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome

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 dielectric layer, 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 thickness of the display device becomes thinner and lighter, the space in which the antenna can be mounted may also decrease. Accordingly, the size of the antenna inserted into the display device also needs to be reduced.
  • radiation characteristics and impedance characteristics of the antenna may be disturbed by structures included in the display device.
  • radiation characteristics of the antenna set to a desired frequency and impedance may be changed by dielectric structures stacked on the antenna.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 2013-0095451 discloses an antenna integrated into a display panel, but does not sufficiently consider compatibility with a display device as described above.
  • An object of the present invention is to provide an antenna element having improved radiation characteristics and signal efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a display device including an antenna element having improved radiation characteristics and signal efficiency.
  • An antenna element wherein the bottom portion of the embossed pattern is disposed to face the antenna pattern layer and the second dielectric layer is stacked on the upper portion of the embossed pattern.
  • the antenna pattern layer comprises: a radiation pattern; a transmission line extending from one side of the radiation pattern; and a signal pad connected to one end of the transmission line, wherein the embossed patterns are distributed on at least one of the radiation pattern, the transmission line, and the signal pad.
  • a display device including the antenna element of the above-described embodiments.
  • an emboss pattern may be formed on the lower dielectric layer and the antenna pattern.
  • the lower dielectric layer and the upper dielectric layer stacked on the antenna pattern may be separated or spaced apart from the antenna pattern through the embossed pattern.
  • the embossed pattern may have a shape in which a width or a diameter decreases. Accordingly, an area occupied by the dielectric/insulating structure on the embossed pattern may be further reduced, and a contact area between the antenna pattern and the dielectric/insulating structure may be reduced.
  • 1 and 2 are schematic cross-sectional views and plan views, respectively, of antenna elements according to exemplary embodiments.
  • 3 to 5 are schematic cross-sectional views for explaining an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating shapes of an emboss pattern of an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 7 is a schematic plan view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of a display device according to example embodiments.
  • Embodiments of the present invention provide an antenna element including an antenna pattern and an emboss pattern disposed on the antenna pattern.
  • 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.
  • embodiments of the present invention provide a display device including the antenna element.
  • An application target of the antenna element is not limited to a display device, and may be applied to various objects or structures such as vehicles, home appliances, and buildings.
  • 1 and 2 are schematic cross-sectional views and plan views, respectively, of antenna elements according to exemplary embodiments.
  • the antenna element may include a first dielectric layer 100 , an antenna pattern layer 110 disposed on the upper surface of the first dielectric layer 100 , and embossed patterns 130 .
  • a second dielectric layer 150 may be disposed on the antenna pattern layer 110 and the embossed patterns 130 .
  • the first dielectric layer 100 may be provided as a base dielectric layer or a lower dielectric layer of the antenna element. For example, capacitance or inductance is generated between the antenna pattern layer 110 and the ground layer 90 facing each other by the first dielectric layer 100 , so that the radiation characteristic of the antenna pattern layer 110 (for example, , vertical radiation characteristics), a frequency band, etc. can be adjusted.
  • the radiation characteristic of the antenna pattern layer 110 for example, , vertical radiation characteristics
  • the first dielectric layer 100 may include an insulating material having a predetermined dielectric constant.
  • the first dielectric layer 100 may include a polyester-based resin 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
  • an adhesive film such as an optically clear adhesive (OCA), an optically clear resin (OCR), etc. may also be included in the first dielectric layer 100 .
  • the first dielectric layer 100 may include an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, glass, or the like.
  • the first dielectric layer 100 may be provided as a substantially single layer.
  • the first dielectric layer 100 may include a multi-layer structure of at least two or more layers.
  • the dielectric constant of the first dielectric layer 100 may be adjusted in a range of about 1.5 to 12. When the dielectric constant exceeds about 12, the driving frequency is excessively reduced, so that radiation/driving of the antenna in a desired high frequency or very high frequency band may not be realized.
  • the antenna pattern layer 110 may be formed on the upper surface of the first dielectric layer 100 . As shown in FIG. 2 , the antenna pattern layer 110 may include an antenna pattern including a radiation pattern 122 and a transmission line 124 . For example, the plurality of antenna patterns may be arranged on the top surface of the first dielectric layer 100 spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the radiation pattern 122 may have, for example, a polygonal plate shape.
  • the transmission line 124 may extend from one side of the radiation pattern 122 .
  • the radiation pattern 122 and the transmission line 124 may be provided as a single member integrally connected to each other.
  • a signal pad 125 may be connected to one end of the transmission line 124 .
  • a ground pad 127 may be disposed around the signal pad 125 .
  • a pair of ground pads 127 may be disposed to face each other while being electrically and physically spaced apart from the transmission line 124 and the signal pad 125 with the transmission line 124 interposed therebetween.
  • the signal pad 125 may be electrically connected to an antenna driving integrated circuit (IC) chip.
  • IC antenna driving integrated circuit
  • the flexible printed circuit board (FPCB) and the signal pad 125 may be electrically connected to each other.
  • the antenna driving IC chip may be disposed on the flexible printed circuit board.
  • the antenna driving IC chip may be directly mounted on the surface of the flexible printed circuit board.
  • the flexible printed circuit board may be connected to a rigid circuit board on which the antenna driving IC chip is mounted.
  • Power may be supplied from the antenna driving IC chip to the transmission line 124 through a wiring included in the flexible printed circuit board, and radiation/driving of the antenna pattern may be controlled.
  • the antenna pattern layer 110 includes silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), and tungsten (W). ), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), tin (Sn), 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. For example, silver (Ag) or a silver alloy (eg, silver-palladium-copper (APC) alloy), or copper (Cu) or copper alloy (eg, copper- Calcium (CuCa) alloy) may be used.
  • silver alloy eg, silver-palladium-copper (APC) alloy
  • copper (Cu) or copper alloy eg, copper- Calcium (CuCa
  • the antenna pattern layer 110 may include copper (Cu) or a copper alloy (eg, a copper-calcium (CuCa) alloy) in consideration of low resistance and fine line width patterning.
  • Cu copper
  • CuCa copper-calcium
  • the antenna pattern layer 110 may include a transparent conductive 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 include a stacked structure of a transparent conductive oxide layer and a metal layer.
  • the antenna pattern layer 110 may have a two-layer structure of a transparent conductive oxide layer-metal layer, or a three-layer structure of a transparent conductive oxide layer-metal layer-transparent conductive oxide layer.
  • the signal transmission speed may be improved by lowering the resistance, and corrosion resistance and transparency may be improved by the transparent conductive oxide layer.
  • the antenna pattern layer 110 may include a metamaterial.
  • the radiation pattern 122 and the transmission line 124 may have a mesh structure including the above-described conductive material. Accordingly, transmittance through the antenna pattern may be improved, thereby improving image quality of the display device.
  • the signal pad 125 and the ground pad 127 may be formed in a solid pattern including the above-described metal or alloy for reducing power supply resistance and for grounding efficiency.
  • Emboss patterns 130 may be disposed on the antenna pattern layer 110 . In some embodiments, the embossed patterns 130 may directly contact the antenna pattern layer 110 .
  • the antenna pattern layer 110 (eg, the radiation pattern 122 ) may include a blackening unit. Accordingly, the reflectance on the surface of the antenna pattern layer 110 may be reduced, thereby reducing pattern recognition due to light reflection.
  • the blackening layer may be formed by converting the surface of the metal layer included in the antenna pattern layer 110 into a metal oxide or metal sulfide.
  • a blackening layer such as a black material coating layer or a plating layer may be formed on the antenna pattern layer 110 or the metal layer.
  • the black material or plating layer may include silicon, carbon, copper, molybdenum, tin, chromium, molybdenum, nickel, cobalt, or an oxide, sulfide, or alloy containing at least one of these.
  • composition and thickness of the blackening layer may be adjusted in consideration of the reflectance reduction effect and antenna radiation characteristics.
  • Each of the emboss patterns 130 may have a pillar shape.
  • the embossed patterns 130 may include the organic insulating material or the inorganic insulating material described in the first dielectric layer 100 .
  • the embossed pattern 130 may have different widths or diameters at the top and bottom. According to exemplary embodiments, the embossed pattern 130 may increase in width or diameter from the bottom to the top. For example, a bottom of the embossed pattern 130 having a relatively small width or diameter may contact the antenna pattern layer 110 .
  • the embossed pattern 130 may have a trapezoidal cross-section, and a lower surface having a relatively small area may contact the antenna pattern layer 110 .
  • the embossed pattern 130 is formed by forming an insulating film including a photosensitive resin on the first dielectric layer 110 and the antenna patterns, and then photo-etching the insulating film including an exposure process/development process. It may be formed by performing a lithography process.
  • each antenna pattern may be disposed on the antenna area AA of the first dielectric layer 100 .
  • the antenna area AA may include a radiation area RA, a transmission area TA, and a pad area PA.
  • the radiation pattern 122 and the transmission line 124 of each antenna pattern may be disposed in the radiation area RA and the transmission area TA, respectively.
  • the signal pad 125 and the ground pad 127 may be disposed in the pad area PA.
  • the above-described embossed patterns 130 may be arranged in at least one of the radiation area RA, the transmission area TA, and the pad area PA. In an embodiment, the embossed patterns 130 may be distributed throughout the antenna area AA. In an embodiment, the embossed patterns 130 may be arranged over the radiation area RA and the transmission area TA.
  • the second dielectric layer 150 may be disposed on the embossed patterns 130 .
  • the second dielectric layer 150 may be physically separated or spaced apart from the antenna pattern layer 110 with the embossed patterns 130 interposed therebetween.
  • the second dielectric layer 150 may include the above-described organic insulating material and/or inorganic insulating material.
  • the second dielectric layer 150 is provided as an upper dielectric layer of the antenna element, and may also be provided as a protective layer or an encapsulation layer of the antenna element.
  • the second dielectric layer 150 is an optical film/optical layer or It may include a cover glass.
  • the second dielectric layer 150 may be physically spaced apart from the radiation pattern 130 by the embossed patterns 130 . Accordingly, the second dielectric layer 150 may not directly contact the radiation pattern 130 .
  • an air gap 160 may be formed between the second dielectric layer 150 and the antenna pattern layer 110 .
  • the second dielectric layer 150 As the second dielectric layer 150 is spaced apart from the antenna pattern layer 110 , a reduction in radiation gain by the upper dielectric layer may be suppressed or reduced. In addition, a frequency shift phenomenon occurring when the second dielectric layer 150 comes into contact with the antenna pattern layer 110 may be prevented.
  • the embossed patterns 130 may have a shape in which the width or diameter increases from the bottom to the top. Accordingly, the area of the dielectric/insulating structure in direct contact with the antenna pattern layer 110 may be further reduced. Therefore, it is possible to more effectively suppress the gain loss of the antenna element due to the dielectric/insulating structure.
  • a ground layer 90 may be disposed on a bottom surface of the first dielectric layer 100 .
  • the ground layer 90 may overlap the antenna pattern with the first dielectric layer 100 interposed therebetween.
  • the ground layer 90 may entirely overlap the radiation pattern 122 of the antenna pattern.
  • the ground layer 90 may be included as a separate component of the antenna element.
  • a conductive member of the display device on which the antenna element is mounted may be provided as a ground layer.
  • the conductive member may include, for example, various wires such as a gate electrode, a scan line or a data line of a thin film transistor (TFT) included in the display panel, or various electrodes such as a pixel electrode and a common electrode.
  • various wires such as a gate electrode, a scan line or a data line of a thin film transistor (TFT) included in the display panel, or various electrodes such as a pixel electrode and a common electrode.
  • TFT thin film transistor
  • a metallic member such as an SUS plate disposed on the rear surface of the display device, a sensor member such as a digitizer, or a heat dissipation sheet may be provided as the ground layer 90 .
  • 3 to 5 are schematic cross-sectional views for explaining an antenna element according to some exemplary embodiments. Detailed descriptions of configurations and structures substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 and 2 will be omitted.
  • the embossed pattern 130 may decrease in width or diameter from the bottom to the top. In this case, the bottom of the embossed pattern 130 having a relatively large width or diameter may contact the antenna pattern layer 110 .
  • a second dielectric layer 150 may be stacked on the upper portion of the embossed pattern 130 having a relatively small width or diameter.
  • the embossed patterns 130 may protrude from the pattern base layer 140 .
  • the embossed patterns 130 may be formed on the pattern base layer 140 .
  • the embossed patterns 130 and the pattern base layer 140 may be formed as a substantially integral single member.
  • the embossed patterns 130 may be formed through a photolithography process as described above, or may be formed through 3D printing.
  • the embossed patterns 130 contact the antenna pattern layer 130 , and a second dielectric layer 150 may be stacked on the pattern base layer 140 .
  • the pattern base layer 140 faces the antenna pattern layer 110 , and a second dielectric layer 150 may be stacked on the embossed patterns 130 .
  • the pattern base layer 140 may contact the antenna pattern layer 110 .
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating shapes of an emboss pattern of an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • the ends of the embossed patterns 132a and 132b may be substantially sharp.
  • the cross-sections of the embossed patterns 132a and 132b may have a triangular shape.
  • the embossed patterns 132a and 132b may have a conical shape having a tip.
  • the tip of the embossed pattern 132a may face the antenna pattern layer 110 or may contact the antenna pattern layer 110 .
  • the area of the dielectric/insulating structure in contact with the antenna pattern layer 110 may be significantly reduced to more effectively suppress the frequency shift/gain reduction phenomenon.
  • the tip of the embossed pattern 132b may be disposed to face the second dielectric layer 150 .
  • the bottom surface of the embossed pattern 132b may contact the antenna pattern layer 110 .
  • the cross-sections of the embossed patterns 134a and 134b may have a semicircular shape.
  • the embossed patterns 134a and 134b may have a substantially hemispherical shape.
  • the arc of the embossed pattern 134a may be disposed to face the antenna pattern layer 110 , and in this case, a contact area between the embossed pattern 134a and the antenna pattern layer 110 may be reduced. .
  • an arc of the embossed pattern 134b may be disposed to face the second dielectric layer 150 , and a bottom surface of the embossed pattern 134b may contact the antenna pattern layer 110 .
  • the embossed patterns 136 and 137 may include first portions 136a and 137a and second portions 136b and 137b having different widths.
  • the embossed patterns 136 and 137 may have a substantially stepped shape.
  • the first portions 136a and 137a may have a smaller width than the second portions 136b and 137b.
  • the first portion 136a having a relatively small width may be disposed to face the antenna pattern layer 110 and may be in contact with the antenna pattern layer 110 .
  • a second dielectric layer 150 may be stacked on the second portion 136b having a relatively large width.
  • the second portion 137b having a relatively large width is disposed to face the antenna pattern layer 110 and may be in contact with the antenna pattern layer 110 .
  • a second dielectric layer 150 may be stacked on the first portion 137a having a relatively small width.
  • the shapes of the embossed pattern described with reference to FIG. 6 are exemplary, and may be appropriately changed in consideration of the conditions of the 3D printing process or the photolithography process, the material of the embossed pattern, and the like. Also, as shown in FIGS. 4 and 5 , the embossed patterns may be formed together with the pattern base layer 140 .
  • FIG. 7 is a schematic plan view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • the radiation pattern 122 may include a mesh structure.
  • the transmission line 124 connected to the radiation pattern 122 may also at least partially include a mesh structure.
  • the antenna pattern layer 110 may further include a dummy mesh pattern 129 disposed around the radiation pattern 122 .
  • a conductive layer may be formed on the dielectric layer 100 . While the conductive layer is etched to form a mesh structure, the conductive layer is etched along a profile of the antenna pattern to form a separation region SR that separates the dummy mesh pattern 129 and the radiation pattern 122 .
  • the dummy mesh pattern 129 may also be disposed around the transmission line 124 . In an embodiment, the dummy mesh pattern 129 may not be formed around the pads 125 and 127 .
  • the dummy mesh pattern 129 is formed around the radiation pattern 122 and the transmission line 124 to form a region of the conductive patterns. It is possible to suppress the electrode visibility due to the star shape deviation.
  • the above-described embossed patterns may also be formed on the dummy mesh pattern 129 .
  • FIG. 8 is a schematic plan view of a display device according to example embodiments.
  • FIG. 8 shows the shape of the front part including the window of the 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 display apparatus 200 in the form of a film or a patch. In some embodiments, at least a portion of the antenna pattern of the antenna element may overlap the display area 210 of the display apparatus 200 . In some embodiments, the radiation patterns 122 may overlap the display area 210 , and the signal pad 125 and the ground pad 127 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 circuit such as a driving IC chip of the display device 200 and/or an antenna may be disposed in the peripheral region 220 .
  • a signal transmission/reception path may be shortened and signal loss may be suppressed.
  • the antenna element may include an antenna pattern including a mesh structure and a dummy mesh pattern 129 . Accordingly, the transmittance of the antenna element is improved and the visibility of the electrode can be significantly reduced or suppressed. Accordingly, while maintaining or improving desired communication reliability, the image quality in the display area 210 may also be improved.
  • frequency and impedance disturbance by an upper dielectric structure such as a window film, an optical film, a cover glass, etc. disposed toward the front side of the display apparatus 200 may be reduced or blocked through the emboss pattern 130 . have. Accordingly, communication at a desired high frequency or ultra high frequency can be implemented with high reliability.

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 제1 유전층, 제1 유전층 상에 배치되는 안테나 패턴층, 및 안테나 패턴층 상에 배치되는 엠보 패턴들을 포함한다. 엠보 패턴을 통해 상부 유전층에 의한 게인 저하, 주파수 교란 등을 억제할 수 있다.

Description

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방사 패턴 및 유전층을 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. 상기 디스플레이 장치의 두께가 얇아지고, 경량화될수록 안테나가 실장될 수 있는 공간 역시 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 디스플레이 장치 내에 삽입되는 안테나의 치수 역시 감소될 필요가 있다.
안테나가 디스플레이 장치에 결합됨에 따라, 상기 디스플레이 장치에 포함된 구조물들에 의해 안테나의 방사 특성, 임피던스 특성이 교란될 수 있다. 예를 들면, 안테나 위로 적층되는 유전 구조물들에 의해 원하는 주파수, 임피던스로 세팅된 안테나의 방사 특성이 변화될 수 있다.
따라서, 예를 들면 박막 형태로 실장가능하고 디스플레이 장치의 구조물들의 영향으로부터 자유로우며, 원하는 고주파 혹은 초고주파 대역의 방사를 구현하기 위한 안테나 설계가 필요하다. 예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 상술한 바와 같이 디스플레이 장치와의 정합성을 충분히 고려하고 있지 않다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 신호 효율성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 신호 효율성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 제1 유전층; 상기 제1 유전층 상에 배치되는 안테나 패턴층; 및 상기 안테나 패턴층 상에 배치되는 엠보 패턴들을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 엠보 패턴들은 상기 안테나 패턴층과 직접 접촉하는, 안테나 소자.
3. 위 1에 있어서, 상기 엠보 패턴들 상에 적층되며, 상기 엠보 패턴들에 의해 상기 안테나 패턴층과 이격된 제2 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
4. 위 3에 있어서, 상기 안테나 패턴층 및 상기 제2 유전층 사이에 에어 갭이 형성된, 안테나 소자.
5. 위 3에 있어서, 상기 엠보 패턴들과 결합된 패턴 베이스층을 더 포함하고, 상기 엠보 패턴들은 상기 패턴 베이스층으로부터 돌출된, 안테나 소자.
6. 위 1에 있어서, 상기 엠보 패턴의 상부 및 저부의 너비 혹은 직경이 서로 다른, 안테나 소자.
7. 위 6에 있어서, 상기 엠보 패턴의 상기 상부의 너비 또는 직경은 상기 저부의 너비 또는 직경보다 큰, 안테나 소자.
8. 위 7에 있어서, 상기 엠보 패턴의 너비 또는 직경은 상기 저부에서 상기 상부로 갈수록 증가하는, 안테나 소자.
9. 위 7에 있어서, 상기 엠보 패턴은 계단 형상을 갖는, 안테나 소자.
10. 위 7에 있어서, 상기 엠보 패턴들 상에 적층되며, 상기 엠보 패턴들에 의해 상기 안테나 패턴층과 이격된 제2 유전층을 더 포함하고,
상기 엠보 패턴의 상기 저부가 상기 안테나 패턴층을 향하도록 배치되며 상기 엠보 패턴의 상기 상부 상에 상기 제2 유전층이 적층되는, 안테나 소자.
11. 위 6에 있어서, 상기 엠보 패턴의 단면은 사다리꼴, 삼각형 또는 반원 형상을 갖는, 안테나 소자.
12. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴층은 방사 패턴; 상기 방사 패턴의 일 변으로부터 연장되는 전송 선로; 및 상기 전송 선로의 일단과 연결된 신호 패드를 포함하고, 상기 엠보 패턴들은 상기 방사 패턴, 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드 중 적어도 하나 상에 분포하는, 안테나 소자.
13. 위 12에 있어서, 상기 방사 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
14. 위 13에 있어서, 상기 제1 유전층 상에서 상기 방사 패턴 주변에 형성된 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
15. 위 14에 있어서, 상기 엠보 패턴들은 상기 더미 메쉬 패턴 상에도 배치되는, 안테나 소자.
16. 상술한 실시예들의 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 하부 유전층 및 안테나 패턴 상에 엠보 패턴을 형성할 수 있다. 상기 하부 유전층 및 안테나 패턴 상에 적층되는 상부 유전층은 상기 엠보 패턴을 통해 상기 안테나 패턴과 분리 또는 이격될 수 있다.
따라서, 안테나 패턴 위로 배치되는 유전/절연 구조물에 의한 방사 간섭, 주파수 시프트 등의 교란을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 상부 유전층에 의한 게인 손실을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 엠보 패턴은 너비 또는 직경이 감소하는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 상기 엠보 패턴 위로 유전/절연 구조물이 차지하는 영역을 보다 감소시킬 수 있으며, 안테나 패턴과 유전/절연 구조물의 접촉 면적을 감소시킬 수 있다.
또한, 메쉬 구조를 채용하여 상기 안테나 패턴을 통한 투과율을 증가시키면서 상기 엠보 패턴을 통해 방사/게인 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 3 내지 도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 엠보 패턴의 형상들을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 안테나 패턴 및 상기 안테나 패턴 상에 배치된 엠보 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.
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.
본 출원에 사용된 용어 "제1", "제2", "상부", "저부", "하부" 등은 절대적인 위치 혹은 순서를 한정하는 것이 아니라, 서로 다른 구성 또는 부분을 구분하기 위한 상대적인 의미로 사용된다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 안테나 소자는 제1 유전층(100), 제1 유전층(100)의 상면 상에 배치된 안테나 패턴층(110) 및 엠보 패턴들 (130)을 포함할 수 있다. 안테나 패턴층(110) 및 엠보 패턴들(130) 상에는 제2 유전층(150)이 배치될 수 있다.
제1 유전층(100)은 상기 안테나 소자의 베이스 유전층 또는 하부 유전층으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제1 유전층(100)에 의해 서로 대향하는 안테나 패턴층(110) 및 그라운드 층(90) 사이에서 정전용량 혹은 인덕턴스가 생성되어, 안테나 패턴층(110)의 방사 특성(예를 들면, 수직 방사 특성), 주파수 대역 등이 조절될 수 있다.
제1 유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 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; 실리콘 계 수지 등과 같은 투명 수지 물질을 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 제1 유전층(100)에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 유전층(100)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 유전층(100)은 실질적으로 단일 층으로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 유전층(100)은 적어도 2층 이상의 복층 구조를 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 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 혹은 초고주파 대역에서의 안테나 방사/구동이 구현되지 않을 수 있다.
안테나 패턴층(110)은 제1 유전층(100)의 상면 상에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 패턴층(110)은 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)를 포함하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 상기 안테나 패턴들이 서로 소정의 간격으로 이격되어 제1 유전층(100)의 상면 상에 배열될 수 있다.
방사 패턴(122)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 전송 선로(124)는 방사 패턴(122)의 일 변으로부터 연장될 수 있다. 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)는 서로 일체로 연결된 단일 부재로서 제공될 수 있다.
전송 선로(124)의 일 단에는 신호 패드(125)가 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 신호 패드(125) 주변에는 그라운드 패드(127)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 그라운드 패드들(127)이 전송 선로(124)를 사이에 두고 전송 선로(124) 및 신호 패드(125)와 전기적, 물리적으로 이격되며 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
신호 패드(125)는 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB) 및 신호 패드(125)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 안테나 구동 IC 칩은 상기 연성 인쇄 회로 기판 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 구동 IC 칩은 상기 연성 인쇄 회로 기판의 표면 상에 직접 실장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 연성 인쇄 회로 기판은 상기 안테나 구동 IC 칩이 실장된 리지드 회로 기판과 연결될 수도 있다.
상기 연성 인쇄 회로 기판에 포함된 배선을 통해 상기 안테나 구동 IC 칩으로부터 전송 선로(124)로 급전이 수행되고, 상기 안테나 패턴의 방사/구동이 제어될 수 있다.
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. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 저저항 및 미세 선폭 패턴 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금), 혹은 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)이 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 패턴층(110)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슙(CuCa) 합금)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 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴층(110)은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴층(110)은 투명 도전성 산화물 층-금속층의 2층 구조, 또는 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 패턴층(110)은 메타물질을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)는 상술한 도전 물질을 포함하는 메쉬 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴을 통한 투과율이 향상되어 디스플레이 장치의 이미지 품질을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신호 패드(125) 및 그라운드 패드(127)는 급전 저항 감소 및 접지 효율을 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 패턴으로 형성될 수 있다.
안테나 패턴층(110) 상에는 엠보 패턴들(130)이 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 엠보 패턴들(130)은 안테나 패턴층(110)과 직접 접촉할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴층(110)(예를 들면, 방사 패턴(122))은 흑화 처리부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴층(110) 표면에서의 반사율을 감소시켜, 광반사에 따른 패턴 시인을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 패턴층(110)에 포함된 금속층의 표면을 금속 산화물 또는 금속 황화물로 변환시켜, 흑화층을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 패턴층(110) 또는 금속층 상에 흑색 재료 코팅층, 또는 도금층과 같은 흑화층을 형성할 수 있다. 상기 흑색 재료 또는 도금층은 규소, 탄소, 구리, 몰리브덴, 주석, 크롬, 몰리브덴, 니켈, 코발트 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 산화물, 황화물, 합금 등을 포함할 수 있다.
흑화층의 조성 및 두께는 반사율 저감 효과, 안테나 방사 특성을 고려하여 조절될 수 있다.
엠보 패턴들(130)은 각각 필라 형상을 가질 수 있다. 엠보 패턴들(130)은 제1 유전층(100)에서 설명된 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
엠보 패턴(130)은 상부 및 저부에서 서로 다른 너비 또는 직경을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 엠보 패턴(130)은 저부에서 상부로 너비 또는 직경이 증가할 수 있다. 예를 들면, 엠보 패턴(130)의 너비 또는 직경이 상대적으로 작은 저부가 안테나 패턴층(110)에 접촉할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 엠보 패턴(130)은 사다리꼴 형상의 단면을 가질 수 있으며, 상대적으로 면적이 적은 저면이 안테나 패턴층(110)과 접촉할 수 있다.
예를 들면, 엠보 패턴(130)은 제1 유전층(110) 및 안테나 패턴들 상에 감광성 수지를 포함하는 절연막을 형성한 후, 상기 절연막에 대해 노광 공정/현상 공정을 포함하는 사진 식각(photo-lithography) 공정을 수행하여 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각 안테나 패턴은 제1 유전층(100)의 안테나 영역(AA) 상에 배치될 수 있다. 안테나 영역(AA)은 방사 영역(RA), 전송 영역(TA) 및 패드 영역(PA)을 포함할 수 있다. 각 안테나 패턴의 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)은 각각 방사 영역(RA) 및 전송 영역(TA) 내에 배치될 수 있다. 신호 패드(125) 및 그라운드 패드(127)은 패드 영역(PA) 내에 배치될 수 있다.
상술한 엠보 패턴들(130)은 방사 영역(RA), 전송 영역(TA) 및 패드 영역(PA) 중 적어도 하나의 영역에 배열될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 엠보 패턴들(130)은 안테나 영역(AA) 전체적으로 분포될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 엠보 패턴들(130)은 방사 영역(RA) 및 전송 영역(TA)에 걸쳐 배열될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 엠보 패턴들(130) 상에는 제2 유전층(150)이 배치될 수 있다. 제2 유전층(150)은 엠보 패턴들(130)을 사이에 두고 안테나 패턴층(110)과 물리적으로 분리 또는 이격될 수 있다.
제2 유전층(150)은 상술한 유기 절연 물질 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 유전층(150)은 상기 안테나 소자의 상부 유전층으로 제공되며, 상기 안테나 소자의 보호층 또는 인캡슐레이션층으로 제공될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 유전층(150)은 디스플레이 장치에 포함되는 편광판, 위상차 필름, 반사 방지 필름, 지문 방지 필름, 대전 방지 필름, 하드 코팅 필름, 윈도우 필름 등과 같은 광학 필름/광학층 또는 커버 글래스를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 엠보 패턴들(130)에 의해 제2 유전층(150)은 방사 패턴(130)과 물리적으로 이격될 수 있다. 이에 따라, 제2 유전층(150)은 방사 패턴(130)과 직접 접촉하지 않을 수 있다. 예를 들면, 제2 유전층(150) 및 안테나 패턴층(110) 사이에는 에어 갭(air gap)(160)이 형성될 수 있다.
제2 유전층(150)이 안테나 패턴층(110)으로부터 이격됨에 따라 상부 유전층에 의한 방사 게인 감소를 억제 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 제2 유전층(150)이 안테나 패턴층(110)과 접촉하면서 발생하는 주파수 시프트 현상도 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 엠보 패턴들(130)은 저부에서 상부로 갈수록 너비 또는 직경이 증가하는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴층(110)과 직접 접촉하는 유전/절연 구조물의 면적을 보다 감소시킬 수 있다. 그러므로, 상기 유전/절연 구조물에 의한 안테나 소자의 게인 손실을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 유전층(100)의 저면 상에는 그라운드 층(90)이 배치될 수 있다. 그라운드 층(90)은 제1 유전층(100)을 사이에 두고 상기 안테나 패턴과 중첩될 수 있다. 예를 들면, 그라운드 층(90)은 상기 안테나 패턴의 방사 패턴(122)과 전체적으로 중첩될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그라운드 층(90)은 상기 안테나 소자의 별도 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자가 탑재되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 그라운드 층으로 제공될 수도 있다.
상기 도전성 부재는 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 스캔 라인 또는 데이터 라인과 같은 각종 배선, 또는 화소 전극, 공통 전극과 같은 각종 전극 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 디스플레이 장치의 배면부에 배치되는 SUS 플레이트, 디지타이저와 같은 센서 부재, 방열 시트 등과 같은 금속성 부재가 그라운드 층(90)으로 제공될 수도 있다.
도 3 내지 도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 엠보 패턴(130)은 저부에서 상부로 갈수록 너비 또는 직경이 감소할 수도 있다. 이 경우, 엠보 패턴(130)의 상대적으로 너비 또는 직경이 큰 상기 저부가 안테나 패턴층(110)과 접촉할 수 있다. 엠보 패턴(130)의 상대적으로 너비 또는 직경이 작은 상기 상부 상에 제2 유전층(150)이 적층될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 엠보 패턴들(130)은 패턴 베이스층(140)으로부터 돌출될 수 있다. 예를 들면, 엠보 패턴들(130)은 패턴 베이스층(140) 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 엠보 패턴들(130) 및 패턴 베이스층(140)은 실질적으로 일체의 단일 부재로서 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 엠보 패턴들(130)은 상술한 바와 같이 사진 식각 공정을 통해 형성될 수 있으며, 3D 프린팅을 통해 형성될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 엠보 패턴들(130)은 안테나 패턴층(130)과 접촉하며, 패턴 베이스층(140) 상에는 제2 유전층(150)이 적층될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 패턴 베이스층(140)이 안테나 패턴층(110)을 향하고, 엠보 패턴들(130) 상에 제2 유전층(150)이 적층될 수 있다. 예를 들면, 패턴 베이스층(140)은 안테나 패턴층(110)과 접촉할 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 엠보 패턴의 형상들을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 6을 참조하면, 엠보 패턴(132a, 132b)의 단부는 실질적으로 뾰족할 수 있다. 예를 들면, 엠보 패턴(132a, 132b)의 단면은 삼각형 형상을 가질 수 있으며, 예를 들면 엠보 패턴(132a, 132b)은 첨단부를 갖는 원추 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 엠보 패턴(132a)의 첨단부가 안테나 패턴층(110)을 향하거나 안테나 패턴층(110)과 접촉할 수 있다. 이 경우, 안테나 패턴층(110)과 접촉하는 유전/절연 구조물의 면적을 현저히 감소시켜 주파수 시프트/게인 감소 현상을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 엠보 패턴(132b)의 첨단부가 제2 유전층(150)을 향하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 엠보 패턴(132b)의 저면이 안테나 패턴층(110)과 접촉할 수 있다.
엠보 패턴(134a, 134b)의 단면은 반원 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 엠보 패턴(134a, 134b)은 실질적으로 반구 형상을 가질 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 엠보 패턴(134a)의 원호가 안테나 패턴층(110)을 향하도록 배치될 수 있으며, 이 경우 엠보 패턴(134a) 및 안테나 패턴층(110)의 접촉 면적을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 엠보 패턴(134b)의 원호가 제2 유전층(150)을 향하도록 배치되며, 엠보 패턴(134b)의 저면이 안테나 패턴층(110)과 접촉할 수도 있다.
엠보 패턴(136, 137)은 폭이 서로 다른 제1 부분(136a, 137a) 및 제2 부분(136b, 137b)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 엠보 패턴(136, 137)은 실질적으로 계단 형상을 가질 수 있다. 제1 부분(136a, 137a)은 제2 부분(136b, 137b)보다 작은 폭을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상대적으로 폭이 작은 제1 부분(136a)이 안테나 패턴층(110)을 향하도록 배치되며, 안테나 패턴층(110)과 접촉할 수 있다. 상대적으로 폭이 큰 제2 부분(136b) 상에는 제2 유전층(150)이 적층될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상대적으로 폭이 큰 제2 부분(137b)이 안테나 패턴층(110)을 향하도록 배치되며, 안테나 패턴층(110)과 접촉할 수 있다. 상대적으로 폭이 작은 제1 부분(137a) 상에는 제2 유전층(150)이 적층될 수 있다.
도 6을 참조로 설명한 엠보 패턴의 형상들은 예시적인 것이며, 3D 프린팅 공정 혹은 사진 식각 공정의 조건, 엠보 패턴의 재질 등을 고려하여 적절하게 변경될 수 있다. 또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 엠보 패턴들은 패턴 베이스층(140)과 함께 형성될 수도 있다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7을 참조하면, 방사 패턴(122)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 또한, 방사 패턴(122)과 연결된 전송 선로(124) 역시 적어도 부분적으로 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 안테나 패턴층(110)은 방사 패턴(122) 주변에 배치된 더미 메쉬 패턴(129)을 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 유전층(100) 상에 도전막을 형성할 수 있다. 상기 도전막을 식각하여 메쉬 구조를 형성하면서, 안테나 패턴의 프로파일을 따라 상기 도전막을 식각하여 더미 메쉬 패턴(129) 및 방사 패턴(122)을 구분하는 분리 영역(SR)을 형성할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 더미 메쉬 패턴(129)은 전송 선로(124) 주변에도 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 더미 메쉬 패턴(129)은 패드들(125, 127) 주변에는 형성되지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이, 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)가 메쉬 구조를 포함하는 경우, 더미 메쉬 패턴(129)을 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124) 주변에 형성하여 도전 패턴들의 영역 별 형상 편차에 따른 전극 시인을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 엠보 패턴들은 더미 메쉬 패턴(129) 상에도 형성될 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 8은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 전면부 형상을 도시하고 있다.
도 8을 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)에 필름 또는 패치 형태로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자의 안테나 패턴의 적어도 일부가 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 방사 패턴들(122)은 표시 영역(210)과 중첩되며, 신호 패드(125) 및 그라운드 패드(127)는 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)에는 디스플레이 장치(200) 및/또는 안테나의 구동 IC 칩과 같은 구동 회로가 배치될 수 있다.
상기 안테나 소자의 신호 패드들(125)을 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자는 메쉬 구조를 포함하는 안테나 패턴 및 더미 메쉬 패턴(129)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 소자의 투과성이 향상되며 전극 시인이 현저히 감소 또는 억제될 수 있다. 따라서, 원하는 통신 신뢰성을 유지 또는 향상시키면서, 표시 영역(210)에서의 이미지 품질 역시 함께 향상될 수 있다.
또한, 예를 들면, 디스플레이 장치(200)의 전면부 측으로 배치되는 윈도우 필름, 광학 필름, 커버 글래스 등과 같은 상부 유전 구조물에 의해 의한 주파수, 임피던스 교란을 엠보 패턴(130)을 통해 감소 또는 차단시킬 수 있다. 따라서, 원하는 고주파수 또는 초고주파수에서의 통신을 고신뢰성으로 구현할 수 있다.

Claims (16)

  1. 제1 유전층;
    상기 제1 유전층 상에 배치되는 안테나 패턴층; 및
    상기 안테나 패턴층 상에 배치되는 엠보 패턴들을 포함하는, 안테나 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 엠보 패턴들은 상기 안테나 패턴층과 직접 접촉하는, 안테나 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 엠보 패턴들 상에 적층되며, 상기 엠보 패턴들에 의해 상기 안테나 패턴층과 이격된 제2 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 안테나 패턴층 및 상기 제2 유전층 사이에 에어 갭이 형성된, 안테나 소자.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 엠보 패턴들과 결합된 패턴 베이스층을 더 포함하고,
    상기 엠보 패턴들은 상기 패턴 베이스층으로부터 돌출된, 안테나 소자.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 엠보 패턴의 상부 및 저부의 너비 혹은 직경이 서로 다른, 안테나 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 엠보 패턴의 상기 상부의 너비 또는 직경은 상기 저부의 너비 또는 직경보다 큰, 안테나 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 엠보 패턴의 너비 또는 직경은 상기 저부에서 상기 상부로 갈수록 증가하는, 안테나 소자.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 엠보 패턴은 계단 형상을 갖는, 안테나 소자.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 엠보 패턴들 상에 적층되며, 상기 엠보 패턴들에 의해 상기 안테나 패턴층과 이격된 제2 유전층을 더 포함하고,
    상기 엠보 패턴의 상기 저부가 상기 안테나 패턴층을 향하도록 배치되며 상기 엠보 패턴의 상기 상부 상에 상기 제2 유전층이 적층되는, 안테나 소자.
  11. 청구항 6에 있어서, 상기 엠보 패턴의 단면은 사다리꼴, 삼각형 또는 반원 형상을 갖는, 안테나 소자.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴층은 방사 패턴; 상기 방사 패턴의 일 변으로부터 연장되는 전송 선로; 및 상기 전송 선로의 일단과 연결된 신호 패드를 포함하고,
    상기 엠보 패턴들은 상기 방사 패턴, 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드 중 적어도 하나 상에 분포하는, 안테나 소자.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 방사 패턴은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 유전층 상에서 상기 방사 패턴 주변에 형성된 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 엠보 패턴들은 상기 더미 메쉬 패턴 상에도 배치되는, 안테나 소자.
  16. 청구항 1의 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
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