WO2021246672A1 - 안테나 소자 - Google Patents

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WO2021246672A1
WO2021246672A1 PCT/KR2021/005875 KR2021005875W WO2021246672A1 WO 2021246672 A1 WO2021246672 A1 WO 2021246672A1 KR 2021005875 W KR2021005875 W KR 2021005875W WO 2021246672 A1 WO2021246672 A1 WO 2021246672A1
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WO
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antenna element
antenna
dielectric layer
antenna unit
disposed
Prior art date
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PCT/KR2021/005875
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English (en)
French (fr)
Inventor
안유미
박민혁
오윤석
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Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Original Assignee
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an antenna element. More particularly, it relates to an antenna device including a conductive polymer and a metal nanowire.
  • 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 space occupied by the antenna may also be reduced. Therefore, there is a limit to simultaneously realizing high-frequency, ultra-high frequency, and wideband signal transmission and reception in a limited space. For example, in the case of recent 5G or higher high-frequency or ultra-high frequency band communication, as the wavelength becomes shorter, the signal transmission/reception efficiency may decrease. something may be needed
  • the antenna element also needs to have improved flexibility.
  • sensing electrodes formed of a conventional metal pattern, an indium tin oxide (ITO) pattern, etc. may have mechanical defects such as cracks during a severe bending operation.
  • An object of the present invention is to provide an antenna device having excellent electrical, mechanical and optical properties.
  • An object of the present invention is to provide a display device including an antenna element having excellent electrical, mechanical and optical properties.
  • dielectric layer and an antenna unit formed on the upper surface of the dielectric layer and including a conductive polymer and a metal nanowire.
  • the conductive polymer comprises PEDOT-PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)).
  • the antenna unit includes a radiator, a transmission line branched by being connected to the radiator, and a signal pad connected to an end of the transmission line.
  • radiator and the transmission line include the conductive polymer and the metal nanowire, and the signal pad has a solid metal pattern structure.
  • the upper surface of the dielectric layer includes a first portion and a curved second portion facing the first portion in a thickness direction, and the curved surface is between the first portion and the second portion provided as an intermediary surface to the antenna element.
  • the antenna element according to 1 above further comprising a dummy pattern disposed around the antenna unit on the upper surface of the dielectric layer.
  • the inorganic intermediate layer includes a metal oxide or a silicon oxide.
  • a display device comprising the above antenna element of 1 stacked on the display panel.
  • the antenna device is formed on the upper surface of the dielectric layer and may include an antenna unit including a conductive polymer and a metal nanowire, and may have improved flexibility, electrical conductivity, and optical properties.
  • the upper surface of the dielectric layer may include a curved surface, and the antenna unit may be curved together along the curved surface.
  • the antenna unit due to the excellent flexibility of the antenna unit including the conductive polymer and the metal nanowire, it may have resistance to bending and may be advantageous for application to flexible displays as well as flat panel displays.
  • the antenna element may further include a dummy pattern disposed around it.
  • the antenna unit may exhibit improved flexibility and optical characteristics, it is possible to more effectively prevent the user from seeing the antenna element in a display device to which the antenna element is applied.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an antenna element according to exemplary embodiments.
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • 3 and 4 are schematic side views illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • 5 to 7 are schematic cross-sectional views illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 8 is a schematic side view illustrating a display device according to example embodiments.
  • FIG. 9 is a schematic plan view illustrating a display device according to example embodiments.
  • Embodiments of the present invention provide an antenna element formed on an upper surface of a dielectric layer and including an antenna unit including a conductive polymer and a metal nanowire. Also, embodiments of the present invention provide a display device including the antenna element. .
  • the antenna element may be, for example, a microstrip patch antenna manufactured in the form of a transparent film.
  • the film antenna may be applied to, for example, a communication device for 3G, 4G, or 5G mobile communication.
  • first direction and second direction two directions parallel to the upper surface 105 of the dielectric layer 100 and intersecting each other are defined as a first direction and a second direction.
  • first direction and the second direction may cross each other perpendicularly.
  • a direction perpendicular to the top surface of the dielectric layer 100 is defined as a third direction.
  • the first direction may correspond to a width direction of the antenna element
  • the second direction may correspond to a length direction of the antenna element
  • third direction may correspond to a thickness direction of the antenna element.
  • 1 and 2 are schematic plan views illustrating an antenna element according to exemplary embodiments.
  • the antenna element may include a dielectric layer 100 and an antenna unit 120 .
  • the dielectric layer 100 may include an insulating material having a predetermined dielectric constant.
  • it may include a transparent resin material having flexibility to be folded. Accordingly, it is possible to easily implement the dielectric layer 100 including a curved surface through bending.
  • the 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-based resins such as nylon and aromatic polyamide; imide-based resin; polyether sulfone-based resin; sulfone-based resins; polyether ether ketone-based
  • an adhesive film such as an optically clear adhesive (OCA), an optically clear resin (OCR), etc. may also be included in the dielectric layer 100 .
  • OCA optically clear adhesive
  • OCR optically clear resin
  • the dielectric layer 100 may include an inorganic insulating material such as glass, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, glass, or the like.
  • the dielectric constant of the dielectric layer 100 may be adjusted in the range of about 1.5 to 12. When the dielectric constant exceeds about 12, the driving frequency is excessively reduced, so that driving in a desired high frequency band may not be realized.
  • the dielectric constant of the dielectric layer 100 may range from about 2 to 10.
  • the antenna unit 120 may be formed on the top surface 105 of the dielectric layer.
  • the antenna unit 120 may include a conductive polymer and a metal nanowire.
  • optical properties (light transmittance, etc.) and mechanical properties (flexibility, etc.) derived from the conductive polymer compound and electrical properties (low resistance properties, electrical durability, etc.) derived from the metal nanowire may be implemented together.
  • the conductive polymer a material commonly used in the display field and the sensor field may be used without any particular limitation.
  • the conductive polymer may include a polythiophene-based compound, a polypyrrole-based compound, or a polyaniline-based compound.
  • the conductive polymer may include a polythiophene-based compound.
  • the conductive polymer may include PEDOT-PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)). In this case, light transmittance, haze, and low resistance characteristics may be improved together.
  • the polythiophene-based compound may include poly(stryrenesulfonate) (PSS).
  • PSS poly(stryrenesulfonate)
  • the polythiophene-based compound may form a complex with PSS.
  • the polythiophene-based compound may include a PEDOT:PSS complex to implement excellent electrical conductivity and light transmittance.
  • the metal nanowire a material commonly used in the display field and the sensor field may be used without any particular limitation.
  • the metal nanowire may include a silver (Ag) nanowire.
  • the metal nanowire may improve electrical conductivity and electrical durability of the antenna unit 120 .
  • the metal nanowire may be substantially uniformly mixed with the conductive polymer, and may be uniformly distributed over the entire area of the antenna unit 120 .
  • the average diameter of the metal nanowires may be 50 nm or less. When the average diameter exceeds 50 nm, light transmittance of the antenna unit 120 may decrease and reflectance may increase.
  • the average length of the metal nanowires may be 10 ⁇ m or more.
  • the average length is less than 10 ⁇ m, the formation of a conductive path in which a plurality of silver nanowires are directly or indirectly connected may be inhibited. Accordingly, durability against electrical overload of the antenna unit 120 may be reduced.
  • the thickness of the antenna unit 120 may be about 20 to 500 nm, preferably about 30 to 200 nm.
  • the sheet resistance of the antenna unit 120 may be about 100 ⁇ / ⁇ or less, for example, about 10 to 100 ⁇ / ⁇ .
  • the antenna unit 120 includes a radiator 122 , a transmission line 124 connected to and branching from the radiator 122 , and a signal pad 126 connected to an end of the transmission line 124 . can do.
  • the antenna unit 120 includes the conductive polymer and the metal nanowire and may have a solid structure.
  • the antenna unit 120 may have a solid island pattern shape, a polygonal pattern shape, or the like. Accordingly, it is possible to prevent a moiré phenomenon due to interference with other electronic devices such as display pixels and suppress an increase in electrode visibility.
  • the radiator 122 and the transmission line 124 may include the conductive polymer and the metal nanowire, and the signal pad 126 may have a solid metal pattern structure.
  • metal electrodes used in the art may be used without limitation, and in this case, low resistance and reduced signal loss may be realized in the connection between the antenna unit and the integrated circuit chip.
  • the radiator 122 , the transmission line 124 , and the signal pad 126 may include the conductive polymer and the metal nanowire as a whole. In this case, the manufacturing process of the antenna element including the antenna unit 120 may be further simplified.
  • FIGS. 3 and 4 are schematic side views illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments. A detailed description of structures and configurations substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 and 2 will be omitted.
  • the antenna unit 120 is formed on the upper surface 105 of the dielectric layer and may be bent together with the dielectric layer.
  • the upper surface 105 of the dielectric layer includes a first portion 105a and a second portion 105b that is curved to face the first portion 105a in a thickness direction, and the curved surface ( 105c may be provided as an intermediate surface between the first portion 105a and the second portion 105b.
  • the antenna unit 120 is disposed on at least two of the first portion 105a, the second portion 105b, and the curved surface 105c of the upper surface 105 of the dielectric layer to have a bent structure. .
  • the upper surface 105 of the dielectric layer 100 includes a curved surface 105c, and the antenna unit 120 may be curved together along the curved surface 105c.
  • the flexibility of the antenna unit 120 including the conductive polymer and the metal nanowire may be improved. Accordingly, the occurrence of cracks due to bending can be prevented.
  • the antenna unit 120 is formed on the upper surface 105 of the dielectric layer and is disposed on at least two of the first portion 105a, the second portion 105b, and the curved surface 105c to have a bent structure.
  • the positions of the radiator 122 , the transmission line 124 , and the signal pad 126 are not particularly limited.
  • the radiator 122 is disposed on the first portion 105a
  • the transmission line 124 is disposed on the intermediate surface 105c
  • the signal pad 126 is disposed on the second portion 105b ) can be placed on
  • the radiator 122 is disposed on the intermediate surface 105c
  • the signal pad 126 is disposed on the second portion 105b
  • the transmission line 124 is disposed on the intermediate surface 105c. and over the second portion 105b.
  • the curved surface (eg, the intermediate surface 105c) of the dielectric layer 100 may have a curved shape.
  • the perimeter of the side of the dielectric layer 100 may have a curved profile substantially like a semicircle.
  • the antenna element may be formed in a curved shape along the flat or curved LCD panel and the OLED panel.
  • FIGS. 5 to 7 are schematic cross-sectional views illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments. Detailed descriptions of structures and configurations substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 to 4 will be omitted.
  • the antenna element may further include a dummy pattern 130 .
  • the dummy pattern 130 is formed on the upper surface 105 of the dielectric layer and may be disposed around the antenna unit 120 .
  • the dummy pattern 130 and the antenna unit 120 may be formed on the same level.
  • the dummy pattern 130 may include etched metal nanowires.
  • the dummy pattern 130 has higher resistance and lower electrical conductivity than the antenna unit 120 , and for example, may be substantially provided as an insulator.
  • the dummy pattern 130 may include a conductive polymer that is substantially the same as or similar to that of the antenna unit 120 .
  • the number of metal nanowires included per unit volume of the antenna unit 120 may be greater than the number of metal nanowires included in the dummy pattern 130 .
  • the metal nanowires may be substantially removed or excluded from the dummy pattern 130 .
  • the conductive polymer layer included in the dummy pattern 130 may include cracks therein.
  • the cracks block the electron movement path of the conductive polymer layer, so that the dummy pattern 130 may have low conductivity or substantially non-conductivity.
  • the dummy patterns 130 may be disposed to be spaced apart from each other around the antenna unit 120 .
  • the dummy pattern 130 may include a solid structure having substantially the same physical properties and shape as those of the antenna unit 120 . Accordingly, by uniformizing the electrode arrangement around the antenna unit 120 , it is possible to prevent the user of the display device to which the antenna element is applied from being visually recognized. Also, since the dummy pattern 130 is spaced apart from the antenna unit 120 , it may not be electrically connected.
  • sidewalls of the antenna unit 120 and the dummy pattern 130 may contact each other, and the antenna unit 120 and the dummy pattern 130 may have the same height as each other. can have
  • a space between the neighboring antenna units 120 may be filled by the dummy pattern 130 .
  • the plurality of antenna units 120 and the dummy patterns 130 may be alternately arranged in contact with each other.
  • the electrode visibility phenomenon may be reduced or suppressed.
  • the metal nanowire may be substantially excluded from the dummy pattern 130 , it is possible to prevent electrode visibility caused by light reflection of the metal nanowire.
  • an intermediate layer 110 may be further disposed between the dielectric layer 100 and the antenna unit 120 .
  • the intermediate layer 110 may be disposed on the top surface 105 of the dielectric layer 100
  • the antenna unit 120 may be disposed on the top surface of the intermediate layer 110 .
  • the intermediate layer 110 may be an organic intermediate layer or an inorganic intermediate layer.
  • the organic intermediate layer may include an epoxy-based resin, an acrylic resin, or a melanin-based resin formed through thermal curing or UV curing.
  • a transparent coating layer using a siloxane-based resin such as polydimethylsiloxane (PDMS), a polyimide-based resin, or a polyurethane-based resin may be included.
  • the above-described resin material included in the organic intermediate layer may be combined with a conductive polymer and/or binder resin included in the antenna unit 120 with high affinity. Accordingly, the organic intermediate layer may be formed between the dielectric layer 100 and the antenna unit 120 to support the antenna unit 120 . Accordingly, since the antenna unit 120 is supported by the organic intermediate layer 110 even when the antenna element is bent, the antenna unit 120 can be prevented from falling off, and the flexible characteristic of the antenna element can be improved. .
  • the inorganic intermediate layer 110 may include an inorganic oxide such as a metal oxide or a silicon oxide.
  • an inorganic oxide such as a metal oxide or a silicon oxide.
  • Aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, indium oxide, tin oxide, etc. are mentioned as an example of the said metal oxide.
  • the metal nanowires included in the antenna unit 120 may be concentrated to be adjacent to the inorganic oxide layer. Accordingly, a concentration gradient in which the number or concentration of the metal nanowires decreases from the interface between the antenna unit 120 and the inorganic oxide layer toward the upper surface of the antenna unit 120 may be formed.
  • FIG. 8 is a schematic side view illustrating a display device according to example embodiments.
  • the above-described antenna element may be disposed on the display panel 50 .
  • the dielectric layer 100 may be curved along a sidewall profile of the display panel 50 .
  • the antenna unit 120 formed on the dielectric layer 100 is also bent along the sidewall of the display panel 50 , and the antenna element may be mounted on the side surface of the display device.
  • the display panel 50 may include a flat or curved LCD panel and an OLED panel, and the antenna element may be formed in a curved shape along the side surface of the display panel 50 . Accordingly, the conductive member of the display panel 50 may be used as the ground layer without the need to separately form the ground layer of the antenna unit 120 by using the curved OLED as the display panel 50 .
  • FIG. 9 is a schematic plan view illustrating a display device according to example embodiments.
  • 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 peripheral region 220 may correspond to, for example, a light blocking part or a bezel part of the image display device.
  • An integrated circuit (IC) chip for controlling driving/radiation characteristics of the antenna element and supplying a power supply signal may be disposed in the peripheral region 220 .
  • the antenna element according to the above-described exemplary embodiments may be inserted into the peripheral region 220 in the form of, for example, an antenna film or an antenna patch. Since the antenna element can be arranged three-dimensionally through the side surface as described above, the area or volume of the peripheral region 220 can be reduced and the size of the display region 210 on which an image is displayed can be relatively increased. have.
  • the antenna element may be located at least partially in the display area 210 .
  • the antenna unit 120 having a solid structure is not easily recognized by the user, and thus image quality may be prevented from being deteriorated by the antenna unit.
  • An antenna unit was formed by coating and patterning a composition containing silver nanowires (AgNW, average diameter 20 nm, average length 20 ⁇ m) and PEDOT:PSS on the top surface of the dielectric layer having a thickness of 100 nm.
  • the content of PEDOT:PSS and AgNW in the composition was 0.5% by weight, respectively, based on the solid content, and the binder resin was a mixture of water and a solvent of alcohol.
  • An antenna element was manufactured while changing the thickness of the antenna unit.
  • An antenna unit having a mesh structure having unit cells in a rhombus shape was formed using an alloy (APC) of silver (Ag), palladium (Pd) and copper (Cu) on the upper surface of the dielectric layer having a thickness of 100 nm.
  • the line width of the electrode line included in the mesh structure was 2.5 ⁇ m, and the electrode pattern was prepared while changing the thickness.
  • compositions for forming an antenna unit of Examples 1 to 4 an antenna unit having a thickness of 200 nm was formed in the same manner except that PEDOT:PSS was omitted and the content of AgNW was changed to 1% by weight.
  • antenna element bending characteristics, sheet resistance and visibility of conductive patterns were evaluated.
  • the bending characteristics were measured by bending the antenna element from 5R to 0.5R 100 times and then measuring the radius of curvature at which cracks occur when observing the surface.
  • the visibility was assigned a score by observing the antenna element to 10 panelists, with 0 points indicating that the antenna element was visually recognized and 10 points indicating that the antenna element was not recognized at all. Thereafter, the evaluation scores were averaged to evaluate the visibility.
  • Example 1 Film thickness (nm) cracking curvature Sheet resistance ( ⁇ / ⁇ ) poet evaluation
  • Example 1 200 no cracks 10.1 9
  • Example 2 100 no cracks 25.6 9
  • Example 3 60 no cracks 37.9 9.5
  • Example 4 35 no cracks 67.5 10
  • Comparative Example 1 200 2R 10.0 5.5
  • Comparative Example 2 100 2.5R 24.2 5.5
  • Comparative Example 3 200 1R 35.6 5
  • the electrode visibility was remarkably improved while maintaining the transmittance and sheet resistance similar to those of the comparative examples.
  • resistance to repeated bending was significantly improved in the case of the antenna elements of the Examples.

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Abstract

본 발명의 실시예들은 유전층 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 유닛을 포함하는 안테나 소자를 제공한다 또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

안테나 소자
본 발명은 안테나 소자에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 소자에 관한 것이다.
최근 정보화 기술이 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 디스플레이 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
이동통신 기술의 진화에 따라, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 또한, 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치가 보다 얇아지고 경량화됨에 따라, 상기 안테나가 차지하는 공간 역시 감소할 수 있다. 따라서, 제한된 공간 안에서 고주파 혹은 초고주파, 광대역 신호 송수신이 동시에 구현되기에는 한계가 있다. 예를 들면, 최근 5G 혹은 그 이상의 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신의 경우 파장이 보다 짧아짐에 따라, 신호 송수신 효율이 저하되는 경우가 발생할 수 있으며, 신호 손실을 감소시키기 위해 다축 방향의 신호 송수신을 구현하는 것이 필요할 수 있다.
한편, 접거나 구부리는 것이 가능한 플렉시블 디스플레이 장치가 개발됨에 따라, 안테나 소자 역시 향상된 유연성을 가질 필요가 있다. 그러나, 기존의 금속 패턴, 인듐 주석 산화물(ITO) 패턴 등으로 형성된 센싱 전극들은 가혹한 벤딩 동작시 크랙과 같은 기계적 불량을 포함할 수 있다.
따라서, 방사 특성을 향상시키면서 유연성이 향상된 안테나 구조를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 과제는 우수한 전기적, 기계적 및 광학적 특성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 우수한 전기적, 기계적 및 광학적 특성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 및 상기 유전층 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 유닛을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 전도성 고분자는 PEDOT-PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))을 포함하는, 안테나 소자.
3. 위 1에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
4. 위 1에 있어서, 상기 안테나 유닛은 방사체, 상기 방사체와 연결되어 분기되는 전송 선로, 및 상기 전송 선로 말단에 연결된 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.
5. 위 4에 있어서, 상기 방사체 및 상기 전송 선로는 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하며, 상기 신호 패드는 속이 찬(solid) 금속 패턴 구조를 갖는, 안테나 소자.
6. 위 4에 있어서, 상기 방사체, 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드는 전체적으로 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
7. 위 4에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면은 굴곡면을 포함하며, 상기 안테나 유닛은 상기 굴곡면을 따라 함께 굴곡된, 안테나 소자.
8. 위 7에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면은 제1 부분 및 굴곡되어 상기 제1 부분과 두께 방향으로 마주보는 제2 부분을 포함하고, 상기 굴곡면은 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 중개면으로 제공되는, 안테나 소자.
9. 위 8에 있어서, 상기 방사체는 상기 제1 부분 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 중개면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 제2 부분 상에 배치되는, 안테나 소자.
10. 위 8에 있어서, 상기 방사체는 상기 중개면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 제2 부분 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 중개면 및 상기 제2 부분 상에 걸쳐 배치되는, 안테나 소자.
11. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면 상에 상기 안테나 유닛 주변에 배치된 더미 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
12. 위 11에 있어서, 상기 더미 패턴은 에칭 처리된 금속 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
13. 위 11에 있어서, 상기 안테나 유닛 및 상기 더미 패턴의 측벽들은 서로 접촉하는, 안테나 소자.
14. 위 1에 있어서, 상기 유전층 및 상기 안테나 유닛 사이에 형성된 유기 중간층 또는 무기 중간층을 더 포함하는, 안테나 소자.
15. 위 14에 있어서, 상기 무기 중간층은 금속 산화물 또는 실리콘 산화물을 포함하는, 안테나 소자.
16. 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널 상에 적층된 위 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
17. 위 16에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 패널의 측벽을 따라 굴곡된, 디스플레이 패널.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 유전층의 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 유닛을 포함할 수 있으며, 향상된 유연성, 전기 전도도 및 광학적 특성을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 유전층의 상기 상면은 굴곡면을 포함하며, 상기 안테나 유닛은 상기 굴곡면을 따라 함께 굴곡될 수 있다. 이 경우, 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 유닛의 우수한 유연성으로 인해 굴곡에 대한 내성을 가질 수 있으며 평판 디스플레이뿐만 아니라 플렉서블 디스플레이에 적용하기에도 유리할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 안테나 소자는 주변에 배치된 더미 패턴을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 유닛은 향상된 유연성 및 광학적 특성을 나타낼 수 있으므로 상기 안테나 소자가 적용된 디스플레이 장치에서 사용자에게 안테나 소자가 시인되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3 및 도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도들이다.
도 5 내지 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 유전층 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 유닛을 포함하는 안테나 소자를 제공한다 또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 안테나 소자는 예를 들면, 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 필름 안테나는 예를 들면, 3G, 4G, 또는 5G 이동통신을 위한 통신 기기에 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.
이하 도면들에 있어서, 유전층(100)의 상면(105)에 평행하며, 서로 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다. 유전층(100)의 상면에 대해 수직한 방향은 제3 방향으로 정의된다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 상기 안테나 소자의 너비 방향, 상기 제2 방향은 상기 안테나 소자의 길이 방향, 상기 제3 방향은 상기 안테나 소자의 두께 방향에 해당될 수 있다.
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 소자는 유전층(100) 및 안테나 유닛(120)을 포함할 수 있다.
유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 접힐 수 있는 유연성을 갖는 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 벤딩을 통해 곡면을 포함하는 유전층(100)을 용이하게 구현할 수 있다.
예를 들면, 유전층(100)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지; 우레탄계 혹은 아크릴우레탄계 수지; 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 또한, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 유전층(100)에 포함될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)은 유리, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 유전층(100)의 유전율은 약 2 내지 10 범위일 수 있다.
안테나 유닛(120)은 유전층의 상면(105) 상에 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 유닛(120)은 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 전도성 고분자 화합물로부터 기인된 광학적 특성(광투과율 등) 및 기계적 특성(유연성 등)과 상기 금속 나노 와이어로부터 기인된 전기적 특성(저저항 특성, 전기적 내구성 등)이 함께 구현될 수 있다.
상기 전도성 고분자로서 디스플레이 분야, 센서 분야에서 상용되는 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 전도성 고분자는 폴리티오펜(polythiophene)계 화합물, 폴리피롤(polypyrrole)계 화합물, 폴리아닐린(polyaniline)계 화합물 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 전도성 고분자는 폴리티오펜(polythiophene)계 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전도성 고분자는 PEDOT-PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함할 수 있다. 이 경우, 광투과율, 헤이즈 및 저저항 특성을 함께 개선시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폴리티오펜계 화합물은 폴리(스티렌설포네이트)(poly(stryrenesulfonate); PSS)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리티오펜계 화합물은 PSS와 복합체를 형성할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 폴리티오펜계 화합물은 PEDOT:PSS 복합체를 포함하여 우수한 전기 전도성 및 광투과율을 구현할 수 있다.
상기 금속 나노 와이어로서 디스플레이 분야, 센서 분야에서 상용되는 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 나노 와이어는 은(Ag) 나노 와이어를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노 와이어는 안테나 유닛(120)의 전기 전도성 및 전기적 내구성을 향상시킬 수 있다. 상기 금속 나노 와이어는 상기 전도성 고분자와 실질적으로 균일하게 혼합되어, 안테나 유닛(120)의 전체 영역에 걸쳐 균일하게 분포할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 금속 나노 와이어의 평균 직경은 50nm 이하일 수 있다. 상기 평균 직경이 50nm를 초과하는 경우, 안테나 유닛(120)의 광투과율이 감소하고 반사율이 증가할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 금속 나노 와이어의 평균 길이는 10㎛ 이상일 수 있다. 상기 평균 길이가 10㎛ 미만일 경우, 복수의 은 나노 와이어가 직간접적으로 연결된 도전 경로의 형성이 저해될 수 있다. 따라서, 안테나 유닛(120)의 전기적 과부하에 대한 내구성이 감소할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(120)의 두께는 약 20 내지 500nm일 수 있으며, 바람직하게는 약 30 내지 200nm일 수 있다. 안테나 유닛(120)의 면저항은 약 100Ω/□이하일 수 있으며, 예를 들면, 약 10 내지 100Ω/□일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(120)은 방사체(122), 방사체(122)와 연결되어 분기되는 전송 선로(124), 및 전송 선로(124) 말단에 연결된 신호 패드(126)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(120)은 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하며 속이 찬(solid)구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 안테나 유닛(120)은 속이 찬 구조의 섬(island) 패턴 형상, 다각형 패턴 형상 등을 가질 수 있다. 따라서, 디스플레이 픽셀 등 다른 전자 소자와의 간섭에 의한 모아레 현상을 방지하며 전극 시인 증가를 억제할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 방사체(122) 및 전송 선로(124)는 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하며, 신호 패드(126)는 속이 찬(solid) 금속 패턴 구조를 가질 수 있다.
예를 들면, 상기 금속 패턴은 당 분야에서 사용되는 금속 전극이 제한없이 사용될 수 있으며, 이 경우 안테나 유닛과 집적회로 칩의 연결에 있어서 저저항 및 신호 손실 감소를 구현할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 방사체(122), 전송 선로(124) 및 신호 패드(126)는 전체적으로 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 이 경우, 안테나 유닛(120)을 포함하는 상기 안테나 소자의 제조 공정을 보다 간소화할 수 있다.
도 3 및 도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도들이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 안테나 유닛(120)은 유전층 상면(105) 상에 형성되며 유전층과 함께 굴곡될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유전층의 상면(105)은 제1 부분(105a) 및 굴곡되어 상기 제1 부분과(105a) 두께 방향으로 마주보는 제2 부분(105b)을 포함하고, 굴곡면(105c)은 제1 부분(105a) 및 제2 부분(105b) 사이에 중개면으로 제공될 수 있다. 이 경우, 안테나 유닛(120)은 유전층 상면(105)의 제1 부분(105a), 제2 부분(105b) 및 굴곡면(105c) 중 적어도 2개의 면들 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 상면(105)은 굴곡면(105c)을 포함하며, 안테나 유닛(120)은 굴곡면(105c)을 따라 함께 굴곡될 수 있다. 이 경우, 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 유닛(120)의 유연성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 굴곡에 의한 크랙 발생이 방지될 수 있다.
안테나 유닛(120)이 유전층 상면(105)상에 형성되어 제1 부분(105a), 제2 부분(105b) 및 굴곡면(105c) 중 적어도 2개의 면들 상에 걸쳐 배치되어 꺾인 구조를 갖는다면, 방사체(122), 전송 선로(124) 및 신호 패드(126)의 위치가 특별히 제한되는 것은 아니다.
일부 실시예들에 있어서, 방사체(122)는 제1 부분(105a) 상에 배치되고, 전송 선로(124)는 중개면(105c) 상에 배치되고, 신호 패드(126)는 제2 부분(105b) 상에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사체(122)가 중개면(105c) 상에 배치되고, 신호 패드(126)는 제2 부분(105b) 상에 배치되고, 전송 선로(124)는 중개면(105c) 및 제2 부분(105b) 상에 걸쳐 배치될 수 있다.
유전층(100)의 굴곡면(예를 들면, 중개면(105c))은 곡면형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 유전층(100)의 측면의 둘레는 실질적으로 반원과 같은 곡선 프로파일을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 소자는 평면 또는 곡면화된 LCD 패널 및 OLED 패널을 따라 커브드된 형상으로 형성될 수 있다.
도 5 내지 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도들이다. 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조, 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 5 및 6을 참조하면, 상기 안테나 소자는 더미 패턴(130)을 더 포함할 수 있다.
더미 패턴(130)은 유전층의 상면(105)상에 형성되며 안테나 유닛(120) 주변에 배치될 수 있다. 예를 들면, 더미 패턴(130) 및 안테나 유닛(120)은 동일 레벨 상에 형성될 수 있다.
예를 들면, 더미 패턴(130)은 에칭 처리된 금속 나노 와이어를 포함할 수 있다. 이 경우, 더미 패턴(130)은 안테나 유닛(120)보다 높은 저항 및 낮은 전기 전도성을 가지며, 예를 들면 실질적으로 부도체로 제공될 수 있다. 또한, 더미 패턴(130)은 안테나 유닛(120)과 실질적으로 동일하거나 유사한 전도성 고분자를 포함할 수 있다.
예를 들면, 안테나 유닛(120)의 단위 부피당 포함된 금속 나노 와이어들의 개수는 더미 패턴(130)에 포함된 금속 나노 와이어들의 개수보다 많을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 더미 패턴(130)으로부터 금속 나노 와이어들은 실질적으로 제거 또는 배제될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 더미 패턴(130)에 포함된 전도성 고분자층은 내부에 크랙을 포함할 수 있다. 상기 크랙에 의해 상기 전도성 고분자층의 전자 이동 통로가 차단되어 더미 패턴(130)은 낮은 전도성 또는 실질적으로 부도체성을 가질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 더미 패턴(130)은 안테나 유닛(120) 주변에 이격되어 배치될 수 있다.
예를 들면, 더미 패턴(130)은 안테나 유닛(120)과 실질적으로 동일한 물성 및 형태의 속이 찬 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 안테나 유닛(120) 주변의 전극 배열을 균일화하여 상기 안테나 소자가 적용된 디스플레이 장치의 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 더미 패턴(130)은 안테나 유닛(120)과 이격되므로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 안테나 유닛(120) 및 더미 패턴(130)의 측벽들은 서로 접촉할 수 있으며, 안테나 유닛(120) 및 더미 패턴(130)은 서로 동일한 높이를 가질 수 있다.
예를 들면, 이웃하는 안테나 유닛(120)들 사이의 공간은 더미 패턴(130)에 의해 채워질 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 단면 방향에서 관찰할 때, 복수의 안테나 유닛(120)들 및 더미 패턴(130)들이 교대로 서로 접촉하며 배열될 수 있다.
이 경우, 안테나 유닛(120)의 상면 방향에서 관찰할 때 실질적으로 동일한 재질의 패턴들이 서로 접촉하며 배치되므로 전극 시인 현상이 감소 또는 억제될 수 있다. 또한, 금속 나노 와이어는 더미 패턴(130)으로부터 실질적으로 배제될 수 있으므로 상기 금속 나노 와이어의 광반사에 의해 전극 시인이 초래되는 것을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하면, 유전층(100) 및 안테나 유닛(120) 사이에 중간층(110)이 더 배치될 수 있다. 예를 들면, 중간층(110)은 유전층(100)의 상면(105) 상에 배치될 수 있으며, 안테나 유닛(120)은 중간층(110)의 상면 상에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 중간층(110)은 유기 중간층 또는 무기 중간층일 수 있다.
예를 들면, 유기 중간층은 열 경화 혹은 자외선 경화를 통해 형성된 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 멜라닌계 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 실록산계 수지(폴리오르가노실록산), 폴리이미드계 수지, 폴리우레탄계 수지 등을 사용한 투명 코팅층을 포함할 수도 있다.
이 경우, 유기 중간층에 포함된 상술한 수지 물질은 안테나 유닛(120)에 포함된 전도성 고분자 및/또는 바인더 수지와 높은 친화력으로 결합될 수 있다. 이에 따라, 유기 중간층은 유전층(100) 및 안테나 유닛(120) 사이에 형성되어 안테나 유닛(120)을 지지할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자가 굴곡되는 경우에도 유기 중간층(110)에 의해 안테나 유닛(120)이 지지되므로, 안테나 유닛(120)의 탈락이 방지될 수 있고, 상기 안테나 소자의 플렉시블 특성도 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 무기 중간층(110)은 금속 산화물, 실리콘 산화물과 같은 무기 산화물을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물의 예로서 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물 등을 들 수 있다.
이 경우, 안테나 유닛(120)에 포함된 상기 금속 나노 와이어들은 상기 무기 산화물층에 인접하도록 집중될 수 있다. 이에 따라, 안테나 유닛(120) 및 무기 산화물층의 계면으로부터 안테나 유닛(120)의 상면을 향해 상기 금속 나노 와이어들의 개수 또는 농도가 감소하는 농도 구배가 형성될 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 8을 참조하면, 상술한 안테나 소자는 디스플레이 패널(50)상에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유전층(100)은 디스플레이 패널(50)의 측벽 프로파일을 따라 굴곡될 수 있다. 이 경우 유전층(100) 상에 형성된 안테나 유닛(120) 또한 디스플레이 패널(50)의 측벽을 따라 굴곡되며, 상기 안테나 소자는 디스플레이 장치의 측면에 실장될 수 있다.
예를 들면, 디스플레이 패널(50)은 평면 또는 곡면화된 LCD 패널 및 OLED 패널 등을 포함할 수 있으며, 상기 안테나 소자는 디스플레이 패널(50) 측면을 따라 커브드된 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 곡면화 OLED를 디스플레이 패널(50)로 사용하여 안테나 유닛(120)의 그라운드 층을 별도로 형성할 필요 없이 디스플레이 패널(50)의 도전성 부재를 그라운드 층으로 사용할 수 있다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 9를 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.
주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 주변 영역(220) 내에는 상기 안테나 소자의 구동/방사 특성을 조절 및 급전 신호 공급을 위한 집적 회로(IC) 칩이 배치될 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 주변 영역(220)에 예를 들면, 안테나 필름 또는 안테나 패치 형태로 삽입될 수 있다. 상기 안테나 소자는 상술한 바와 같이 측면을 통해 3차원 적으로 배치가 가능하므로, 주변 영역(220)의 면적 또는 부피를 감소시키고, 이미지가 구현되는 표시 영역(210)의 사이즈를 상대적으로 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 소자는 표시 영역(210)에 적어도 부분적으로 위치할 수도 있다. 이 경우, 속이 찬(solid) 구조의 안테나 유닛(120)은 사용자에게 잘 시인되지 않으며, 이에 따라 안테나 유닛에 의해 이미지 품질이 열화되는 것을 방지할 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
실시예 1 내지 4
두께 100nm의 유전층 상면 상에 은 나노 와이어(AgNW, 평균 직경 20nm, 평균길이 20㎛) 및 PEDOT:PSS를 포함하는 조성물을 도포 및 패터닝하여 안테나 유닛을 형성하였다. 상기 조성물 중 PEDOT:PSS 및 AgNW의 함량은 고형분 기준 각각 0.5중량%였고, 바인더 수지 물 및 알코올의 용매와 혼합한 혼합물이었다.
상기 안테나 유닛의 두께를 변경하면서 안테나 소자를 제조하였다.
비교예 1 내지 2
두께 100nm의 유전층 상면 상에 은(Ag), 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu)의 합금(APC)을 사용하여 마름모 형상의 단위셀을 갖는 메쉬 구조의 안테나 유닛을 형성하였다. 상기 메쉬 구조에 포함된 전극 라인 선폭은 2.5㎛이며 두께를 변경하면서 전극 패턴을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1 내지 4의 안테나 유닛 형성용 조성물에 있어서, PEDOT:PSS를 생략하고 AgNW의 함량을 1중량%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 두께 200nm의 안테나 유닛을 형성하였다.
실시예 및 비교예들의 안테나 소자들에 있어서 안테나 소자 굴곡 특성, 도전 패턴의 면저항 및 시인성을 평가하였다.
구체적으로, 굴곡 특성은 안테나 소자를 5R 에서 0.5R까지 100회 벤딩한 후 표면 관찰시 크랙이 발생하는 곡률 반경을 측정하였다.
또한, 시인성은 10명의 패널에게 안테나 소자를 관찰시켜 안테나 소자가 시인되는 경우를 0점, 전혀 시인되지 않는 경우를 10점으로 하여 점수를 부여토록 하였다. 이후, 평가 점수를 평균하여 시인성을 평가하였다.
평가결과는 하기의 표 1에 나타낸다.
막 두께(nm) 크랙 발생 곡률 면저항(Ω/□) 시인 평가
실시예 1 200 크랙 없음 10.1 9
실시예 2 100 크랙 없음 25.6 9
실시예 3 60 크랙 없음 37.9 9.5
실시예 4 35 크랙 없음 67.5 10
비교예 1 200 2R 10.0 5.5
비교예 2 100 2.5R 24.2 5.5
비교예 3 200 1R 35.6 5
표 1을 참조하면, 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 실시예들에 따른 안테나 소자의 경우, 비교예들과 유사한 투과율 및 면저항을 유지하면서, 전극 시인성이 현저히 개선되었다. 또한, 굴곡특성 시험에서 크랙이 발생하지 않았으므로 실시예들의 안테나 소자의 경우 반복 굴곡에 대한 내성이 현저히 향상되었다.

Claims (17)

  1. 유전층; 및
    상기 유전층 상면 상에 형성되며 전도성 고분자 및 금속 나노 와이어를 포함하는 안테나 유닛을 포함하는, 안테나 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전도성 고분자는 PEDOT-PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))을 포함하는, 안테나 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 유닛은 방사체, 상기 방사체와 연결되어 분기되는 전송 선로, 및 상기 전송 선로 말단에 연결된 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 방사체 및 상기 전송 선로는 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하며, 상기 신호 패드는 속이 찬(solid) 금속 패턴 구조를 갖는, 안테나 소자.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 방사체, 상기 전송 선로 및 상기 신호 패드는 전체적으로 상기 전도성 고분자 및 상기 금속 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면은 굴곡면을 포함하며, 상기 안테나 유닛은 상기 굴곡면을 따라 함께 굴곡된, 안테나 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면은 제1 부분 및 굴곡되어 상기 제1 부분과 두께 방향으로 마주보는 제2 부분을 포함하고, 상기 굴곡면은 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 중개면으로 제공되는, 안테나 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 방사체는 상기 제1 부분 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 중개면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 제2 부분 상에 배치되는, 안테나 소자.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 방사체는 상기 중개면 상에 배치되고, 상기 신호 패드는 상기 제2 부분 상에 배치되고, 상기 전송 선로는 상기 중개면 및 상기 제2 부분 상에 걸쳐 배치되는, 안테나 소자.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층의 상기 상면 상에 상기 안테나 유닛 주변에 배치된 더미 패턴을 더 포함하는, 안테나 소자.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 더미 패턴은 에칭 처리된 금속 나노 와이어를 포함하는, 안테나 소자.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 안테나 유닛 및 상기 더미 패턴의 측벽들은 서로 접촉하는, 안테나 소자.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층 및 상기 안테나 유닛 사이에 형성된 유기 중간층 또는 무기 중간층을 더 포함하는, 안테나 소자.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 무기 중간층은 금속 산화물 또는 실리콘 산화물을 포함하는, 안테나 소자.
  16. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널 상에 적층된 청구항 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 패널의 측벽을 따라 굴곡된, 디스플레이 장치.
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