WO2024090930A1 - 굴절률 조절 필름 및 안테나 구조체 - Google Patents

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WO2024090930A1
WO2024090930A1 PCT/KR2023/016483 KR2023016483W WO2024090930A1 WO 2024090930 A1 WO2024090930 A1 WO 2024090930A1 KR 2023016483 W KR2023016483 W KR 2023016483W WO 2024090930 A1 WO2024090930 A1 WO 2024090930A1
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WO
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refractive index
patterns
index control
antenna
index adjustment
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PCT/KR2023/016483
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English (en)
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김영주
김성희
박준하
이영수
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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
    • H01Q1/12—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
    • 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
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal

Definitions

  • the present invention relates to refractive index control films and antenna structures. More specifically, it relates to a refractive index adjustment film and an antenna structure including a plurality of conductive patterns.
  • wireless communication technologies such as Wi-Fi and Bluetooth are being applied or embedded in image display devices, electronic devices, buildings, Internet of Things (IoT), and autonomous vehicles.
  • IoT Internet of Things
  • antennas for performing high-frequency or ultra-high frequency band communication are being widely applied to windows, home appliances, vehicle windows, and building exterior walls.
  • 5G (5th-generation) communication systems operating in high frequency bands (e.g., 28GHz or higher) are being commercialized, along with Wi-Fi operating in bands such as 2.4GHz and 5GHz, and Bluetooth operating in the 2.45GHz band. .
  • transmission loss may occur due to the atmosphere or obstacles (for example, walls or automobile glass) existing in the transmission path.
  • electromagnetic waves in the high-frequency or ultra-high frequency band have a high transmission speed and short wavelength, so diffraction is difficult and the transmission distance may be relatively short. Therefore, for example, electromagnetic waves transmitted from a base station antenna may be lost or attenuated while passing through a wall or window before reaching the receiver. Accordingly, signal efficiency and coverage may decrease, and a lot of energy may be used to compensate for signal loss.
  • the design of additional components may be necessary to suppress signal loss of electromagnetic waves radiated from an antenna or radar and to ensure reliability.
  • One object of the present invention is to provide a refractive index control film that provides improved transmittance.
  • One object of the present invention is to provide an antenna structure with improved radiation characteristics and radiation reliability.
  • Dielectric layer and a refractive index control layer disposed on the upper surface of the dielectric layer and including a plurality of refractive index control patterns having different shapes.
  • refractive index control film of 1 above wherein the refractive index control layer includes a plurality of refractive index control regions defined by refractive index control patterns arranged adjacent to each other.
  • each refractive index control region includes a refractive index control pattern having the same shape as each other.
  • each of the plurality of refractive index control patterns has a mesh structure.
  • each of the plurality of refractive index adjustment patterns includes a conductive pattern having a hollow shape
  • the refractive index adjustment layer further includes a second dummy mesh pattern disposed in the hollow of each of the plurality of refractive index adjustment patterns.
  • each of the first dummy mesh pattern and the second dummy mesh pattern includes dummy conductive lines that intersect to form a mesh structure, and segment regions where the dummy conductive lines are cut. film.
  • each of the refractive index adjustment patterns has a hollow circular shape, a hollow square shape, or a cross shape.
  • Dielectric layer Refractive index adjustment patterns disposed on the upper surface of the dielectric layer; and an antenna unit disposed on the same layer as the refractive index adjustment patterns on the upper surface of the dielectric layer and spaced apart from the refractive index adjustment patterns.
  • the antenna structure of 17 above further comprising a dummy mesh pattern disposed on the upper surface of the dielectric layer and surrounding the antenna unit and the refractive index adjustment patterns.
  • the antenna structure of 12 above further comprising a ground layer disposed on a lower surface of the dielectric layer.
  • the refractive index control film may include a refractive index control layer including a plurality of refractive index control patterns having different shapes. Reflection and phase change of electromagnetic waves are suppressed by the refractive index adjustment patterns, and electromagnetic wave transmittance can be increased. Therefore, for example, when applied to an antenna, transmission loss due to the atmosphere or objects can be reduced, thereby improving antenna efficiency and radiation reliability.
  • the refractive index adjustment layer may include a plurality of refractive index adjustment regions. Each of the plurality of refractive index adjustment areas may have different transmittances depending on the surrounding environment, attachment target, and frequency. Accordingly, the radio wave transmission characteristics can be adjusted individually for each region of the refractive index control layer, and the refractive index control film can have an overall high transmittance and low reflectance.
  • the shape of the refractive index control pattern disposed within each refractive index control area may be individually designed in consideration of dielectric constant, surrounding environment, attachment location, and driving frequency of adjacent antenna units. Accordingly, the radio wave transmission characteristics can be appropriately adjusted for each refractive index adjustment area, and the antenna gain and radiation reliability of the antenna structure can be improved overall.
  • FIG 1 and 2 are schematic cross-sectional views and plan views, respectively, showing refractive index adjustment films according to example embodiments.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • Figure 4 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • Figure 5 is a schematic plan view enlarging area C of Figure 3.
  • Figure 6 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • Figure 7 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • Figure 8 is a schematic plan view enlarging area A of Figure 7.
  • Figure 9 is a schematic plan view enlarging area B of Figure 7.
  • Figure 10 is a schematic plan view showing an antenna structure according to example embodiments.
  • Figure 11 is a schematic plan view showing an antenna structure according to example embodiments.
  • Figure 12 is a schematic plan view showing an antenna structure according to example embodiments.
  • Figure 13 is a schematic plan view showing an antenna structure according to example embodiments.
  • Figure 14 is a schematic cross-sectional view of an antenna structure according to example embodiments.
  • Figure 15 is a schematic diagram for explaining the angle of incidence of electromagnetic waves for each region of the refractive index adjustment film.
  • Embodiments of the present invention provide a refractive index control film including a plurality of refractive index control patterns.
  • Embodiments of the present invention provide an antenna structure including a plurality of refractive index adjustment patterns and an antenna unit.
  • FIG 1 and 2 are schematic cross-sectional views and plan views, respectively, showing refractive index adjustment films according to example embodiments.
  • the refractive index adjustment film may include a dielectric layer 100 and a conductive layer 200 disposed on the top surface of the dielectric layer 100 .
  • the dielectric layer 100 may include, for example, a transparent resin material.
  • the dielectric layer 100 is made of polyester resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene terephthalate; Cellulose-based resins such as diacetylcellulose and triacetylcellulose; polycarbonate-based resin; Acrylic resins such as polymethyl (meth)acrylate and polyethyl (meth)acrylate; Styrene-based resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer; Polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefins with cyclo- or norbornene structures, and ethylene-propylene copolymers; Vinyl chloride-based resin; Amide resins such as nylon and aromatic polyamide; Imide-based resin; polyethersulfone-based resin; Sulfone-based resin; polyetheretherketone-based resin; S
  • an adhesive film such as an optically clear adhesive (OCA), an optically clear resin (OCR), etc. may be included in the dielectric layer 100 .
  • OCA optically clear adhesive
  • OCR optically clear resin
  • the dielectric layer 100 may include an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, glass, etc.
  • glass may be provided as the dielectric layer 100.
  • the substrate of the object to which the refractive index control film is attached may be provided as the dielectric layer 100.
  • the substrate may include, for example, glass such as building exterior walls, windows, home appliances, or automobile glass.
  • the dielectric constant of the dielectric layer 100 may be adjusted to a range of about 2 to 12. If the dielectric constant exceeds about 12, the driving frequency may be excessively reduced, so driving in a high frequency band may not be implemented, and electromagnetic wave transmittance may be reduced.
  • the conductive layer 200 may include a plurality of refractive index adjustment patterns 210 .
  • the conductive layer 200 may be provided as a refractive index adjustment layer.
  • electromagnetic waves generated in high-frequency or ultra-high frequency bands such as 4G/5G have short wavelengths and transmission distances, so electromagnetic waves can be refracted or annihilated by objects (e.g., walls or antennas) in the atmosphere or in the transmission path. It can be.
  • radio wave loss occurs as the radio wave travels from the transmitter (for example, a base station antenna) to the receiver, and as the frequency band increases, the radio wave loss may increase. Accordingly, the transmission power or energy of the antenna or radar required for transmitting and receiving electromagnetic waves may increase, and the strength and efficiency of the signal reaching the receiver may decrease.
  • the conductive layer 200 includes a plurality of refractive index adjustment patterns 210 so that the refractive index of an incident electromagnetic wave can be adjusted. Accordingly, electromagnetic waves incident on the conductive layer 200 can be prevented from being reflected or extinguished, and the direction in which the electromagnetic waves travel can be adjusted.
  • the transmittance of electromagnetic waves may increase, and electromagnetic waves may be concentrated in the receiving unit, thereby increasing signal strength and antenna gain.
  • the conductive layer 200 is made of 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 these. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the conductive layer 200 is made of silver (Ag) or a silver alloy (e.g., silver-palladium-copper (APC) alloy), copper (Cu), or copper (Cu) to implement low resistance and fine line width patterning. It may include a copper alloy (e.g., copper-calcium (CuCa) alloy).
  • a silver alloy e.g., silver-palladium-copper (APC) alloy
  • Cu copper
  • Cu copper-calcium
  • the conductive layer 200 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 conductive layer 200 may include a stacked structure of a transparent conductive oxide layer and a metal layer, for example, a two-layer structure of a transparent conductive oxide layer and a metal layer, or a transparent conductive oxide layer and a metal layer.
  • -It may have a three-layer structure of transparent conductive oxide layers. In this case, flexible characteristics can be improved by the metal layer, and corrosion resistance and transparency can be improved by the transparent conductive oxide layer.
  • the refractive index control pattern 210 may include a metamaterial.
  • the refractive index control pattern 200 includes a metamaterial, so that the amount of electromagnetic wave transmission and refractive index can be adjusted according to the angle of incidence and frequency band.
  • each of the refractive index adjustment patterns 210 may include a hollow 215.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may have a circular shape with a hollow 215 or a polygonal shape with a hollow 215 .
  • the concentration and transmittance of electromagnetic waves in the conductive layer 200 may be improved.
  • the refractive index adjustment patterns 210 have a ring-shaped conductive pattern structure, the reflectance of electromagnetic waves incident at an angle with respect to the plane of the conductive layer 200 may be lowered.
  • the refractive index adjustment pattern 210 has a symmetrical structure centered on the hollow 215, the dependence of the transmittance on the frequency and direction of electromagnetic waves can be improved.
  • the term “hollow circle” used in this application may mean a form containing a hollow inside the circular shape.
  • the term “hollow polygon” used in this application may mean a shape including a hollow inside a polygonal shape.
  • the shape of the hollow 215 may be substantially the same as the shape of the refractive index adjustment pattern 210.
  • the hollow 215 formed inside the refractive index control pattern 210 may also have a circular shape.
  • the shape of the hollow 215 may be different from the shape of the refractive index adjustment pattern 210.
  • the refractive index control pattern 210 may have a square shape, and a circular hollow 215 may be formed inside the refractive index control pattern 210.
  • the conductive layer 200 may include at least two refractive index adjustment patterns 210 having different shapes.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may include a first pattern 211 and a second pattern 212 having different shapes. Accordingly, the conductive layer 200 may include a plurality of regions having different refractive indices.
  • shape used in this application may mean, for example, the shape, size, arrangement period, mesh structure or material forming the pattern, etc. of the pattern.
  • the conductive layer 200 may include two refractive index adjustment patterns 210 having different sizes or shapes.
  • the conductive layer 200 may include a plurality of refractive index adjustment regions (I and II) in which the refractive index adjustment patterns 210 are disposed.
  • each of the refractive index adjustment regions I and II may be different from each other.
  • each of the refractive index adjustment regions I and II includes refractive index adjustment patterns 211 and 212 of different shapes, they may have different refractive indices, reflectances, etc. for the same electromagnetic wave. Accordingly, the refractive index and transmittance of electromagnetic waves can be selectively adjusted for each region of the conductive layer 200.
  • each refractive index adjustment region (I, II) can be designed and adjusted in consideration of the physical properties and thickness of the substrate, the attachment target, or the frequency and angle of incidence of electromagnetic waves.
  • the characteristics and waveforms of the incident electromagnetic waves may be different for each area of the conductive layer 200.
  • the refractive index adjustment patterns 211 and 212 having high transmittance for electromagnetic waves incident on each area are disposed, the conductive layer 200 can have high transmittance and low reflectance over the entire area.
  • the length (L) of the refractive index control pattern 210, the distance (D) between the refractive index control patterns 210, or the width of the hollow 215 depending on the characteristics of the electromagnetic wave such as angle of incidence, frequency, and waveform. (W) etc. can be adjusted.
  • the interval between the refractive index control patterns 210 is about 750 ⁇ m, and the length of the refractive index control pattern 210 is about 750 ⁇ m.
  • the refractive index control area may have optimal transmittance for electromagnetic waves having an incident angle around 0°.
  • the refractive index adjustment area is 30°. It can have optimal transmittance for electromagnetic waves with an incident angle in the vicinity.
  • the refractive index adjustment patterns 211 and 212 disposed in one of the refractive index adjustment regions I and II may have the same shape.
  • an area where refractive index adjustment patterns 211 and 212 of the same shape are densely arranged can be defined as one refractive index adjustment area (I, II).
  • first patterns 211 disposed in the first region (I) may have the same shape.
  • second patterns 212 disposed in the second region (II) may have the same shape.
  • the refractive index control area includes refractive index control patterns having the same shape, transmission concentration and selectivity for electromagnetic waves with a specific waveform can be improved, and the transmission distance and reception rate of electromagnetic waves can be increased.
  • the refractive index adjustment patterns 210 having the same shape may be disposed/arranged within one refractive index adjustment area.
  • the refractive index control patterns 210 having the same shape may be densely arranged in one area of the conductive layer 200.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may be arranged at regular intervals on the upper surface of the dielectric layer 100 within each refractive index adjustment region.
  • the refractive index control patterns 210 having the same shape are arranged regularly so that the selective transmittance of the refractive index control film can be further improved.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may be arranged irregularly within each refractive index adjustment area.
  • the refractive index adjustment areas are shown divided into upper and lower sections, but the present invention is not limited thereto, and the refractive index adjustment areas may be divided/set in consideration of driving conditions or attachment environment.
  • the refractive index control areas can be set considering the physical properties of the dielectric layer, the dielectric constant and thickness of the adjacent structure, and the waveform of the electromagnetic wave.
  • angle deviation may occur in each region depending on the height at which the refractive index control patterns 210 are attached and the height at which the signal is transmitted, for example, the height difference between the refractive index control pattern 210 and the base station antenna.
  • the angle of incidence of the electromagnetic wave may be different for each region of the conductive layer 200, and the shape of the refractive index adjustment pattern 210 may be selected/designed by considering the angle of incidence for each region.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • At least one of the plurality of refractive index adjustment regions I and II may surround another region.
  • the first patterns 211 may be densely arranged in the center of the conductive layer 200 to define the first region (I).
  • the second patterns 212 may be disposed around the first area (I), and thus a second area (II) surrounding the first area (I) may be defined.
  • Electromagnetic wave transmission conditions such as frequency, electromagnetic wave incident angle, and dielectric constant may vary depending on the area of the conductive layer 200.
  • the plurality of refractive index control patterns 210 having an optimal shape for each region are arranged in consideration of the above-mentioned conditions, the overall intensity or amount of transmitted electromagnetic waves may increase.
  • the number of refractive index adjustment areas can be adjusted depending on the user's purpose, attachment target, and operating environment.
  • the number of refractive index adjustment areas may be set according to conditions such as shape, size, material, and arrangement of the refractive index adjustment patterns.
  • Figure 4 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • the conductive layer 200 may have four refractive index adjustment regions (I, II, III, and IV).
  • each refractive index adjustment region may include refractive index adjustment patterns 210 having different shapes.
  • each refractive index control region I, II, III, IV
  • shape, size, area, spacing between patterns, or hollow shape and size of the refractive index control patterns (211, 212, 213, 214) included in each refractive index control region I, II, III, IV), etc. These may be different.
  • first patterns 211 having the same shape may be periodically arranged in the first region (I).
  • second patterns 212 having the same shape may be periodically arranged in the second region (II).
  • third patterns 213 having the same shape may be periodically arranged in the third region (III).
  • fourth patterns 214 having the same shape may be periodically arranged in the fourth region IV.
  • the first pattern 211, the second pattern 212, the third pattern 214, and the fourth pattern 215 may have different shapes. Accordingly, the first region (I), the second region (II), the third region (III), and the fourth region (IV) may have optimal transmittance for electromagnetic waves having different waveforms.
  • the overall electromagnetic wave transmittance of the conductive layer 200 can be increased, and the direction and waveform of the electromagnetic wave can be appropriately adjusted for each area of the conductive layer 200.
  • the refractive index adjustment patterns 211, 212, 213, and 214 within one refractive index adjustment region may be arranged in the row and column directions.
  • the row direction and the column direction are parallel to the top surface of the dielectric layer 100 and may intersect each other perpendicularly.
  • each refractive index control region may include a first refractive index control pattern arranged along the row direction and a second refractive index control pattern arranged along the column direction.
  • electromagnetic wave transmittance in a desired frequency band can be further increased, and reflection loss can be lowered to further improve frequency filtering characteristics.
  • Figure 5 is a schematic plan view enlarging area C of Figure 4.
  • the refractive index control area may be adjacent to at least three other refractive index control areas.
  • a specific region (C region) of the refractive index adjustment layer for example, a first region (I), a second region (II), a third region (III), and a fourth region ( IV) can be adjacent to each other.
  • the first area (I), the second area (II), the third area (III), and the fourth area (IV) may be arranged so that their respective corners face each other.
  • two or more, three or more areas with different electromagnetic properties depending on the angle of incidence of electromagnetic waves, surrounding conductors and obstacles, dielectric constant, distance/height from the antenna, etc. can be adjacent.
  • the refractive index adjustment regions (I, II, III, IV) are arranged adjacent to each other, the refractive index adjustment patterns (211, 212, 213, 214) can be designed. Accordingly, selective transmittance for electromagnetic waves in the desired frequency band can be further increased, and communication quality can be improved.
  • the conductive layer 200 may include five or more refractive index adjustment regions depending on usage conditions and driving environments.
  • Figure 6 is a schematic top view of a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • each of the plurality of refractive index adjustment patterns 210 may have a circular shape (eg, donut shape) with a hollow 215 .
  • the distance from the center to the outermost edge of the refractive index adjustment patterns 210 is the same in all directions, so that an overall uniform surface current density can be implemented in each of the refractive index adjustment regions (I, II, III, and IV). there is.
  • donut-shaped conductive patterns having different sizes or shapes may be disposed within each of the refractive index adjustment regions (I, II, III, and IV).
  • the transmittance and refractive index of the electromagnetic wave incident on each of the refractive index control regions are determined by the spacing between the refractive index control patterns 210, the diameter of the refractive index control pattern 210, the diameter of the hollow 215, etc. It can be adjusted.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may not include hollows.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may have a circular shape, a polygonal shape (eg, a square, a pentagon, a hexagon, an octagon, etc.), or a cross shape. The user can appropriately adjust the shapes of the refractive index adjustment patterns 210 according to various purposes and target effects.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may have a mesh structure.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may be a conductive mesh pattern.
  • conductive mesh pattern used in the present application may mean, for example, a mesh structure that is conductive as a whole and does not include segmental regions, which will be described later.
  • the shape of the pattern can be prevented from being visible to the user. Accordingly, the refractive index control film can be prevented from being visible to the user and impairing aesthetics, and transmittance and optical properties can be improved.
  • the refractive index control pattern 210 may be defined by repeating unit cells.
  • a unit cell of the refractive index control pattern 210 may mean a space partitioned by conductive lines that intersect each other.
  • the unit cells may have a polygonal shape.
  • the unit cell may have a square shape.
  • the shape of the unit cell may change depending on the shape and arrangement of the dummy conductive lines.
  • the unit cell may have various polygonal shapes such as a rhombus, rectangle, pentagon, hexagon, etc.
  • Figure 7 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • the conductive layer 200 may include a first dummy mesh pattern 220 arranged to surround the plurality of refractive index adjustment patterns 210 .
  • the conductive layer 200 may include a second dummy mesh pattern 230 disposed in each hollow 215 of the refractive index adjustment patterns 210.
  • the refractive index adjustment patterns 210 can be prevented from being visible to the user through the first and second dummy mesh patterns 220 and 230.
  • the dummy mesh patterns 220 and 230 may be provided as areas that do not conduct electricity as a whole, including segmental areas.
  • Figure 8 is a schematic plan view enlarging area A of Figure 7.
  • the first dummy mesh pattern 220 may include first dummy conductive lines 224 and second dummy conductive lines 226 that intersect each other to form a mesh structure.
  • Figure 9 is a schematic plan view enlarging area B of Figure 7.
  • the second dummy mesh pattern 230 may include third dummy conductive lines 234 and fourth dummy conductive lines 236 that intersect each other to form a mesh structure.
  • first dummy mesh pattern 220 and the refractive index control patterns 210 may be electrically separated or spaced apart by the first separation area 222
  • second dummy mesh pattern 230 and the refractive index control patterns 210 may be electrically separated or spaced apart from each other by the first separation area 222.
  • the patterns 210 may be electrically separated or spaced apart by the second isolation region 232 .
  • the first and second dummy mesh patterns 220 and 230 may be defined by repeating unit cells.
  • a unit cell of the first dummy mesh pattern 220 may mean a space partitioned by the first dummy conductive lines 224 and the second dummy conductive lines 226.
  • a unit cell of the second dummy mesh pattern 230 may mean a space partitioned by the third dummy conductive lines 234 and fourth dummy conductive lines 236.
  • unit cells of the first and second dummy mesh patterns 220 and 230 may have a square shape.
  • the shape of the unit cell may change depending on the shape and arrangement of the dummy conductive lines, and may have various polygonal shapes such as a diamond, rectangle, pentagon, or hexagon.
  • the unit cells of the first and second dummy mesh patterns 220 and 230 may have substantially the same shape as the unit cells of the refractive index adjustment pattern 210. Therefore, it is possible to prevent pattern visibility due to pattern shape deviation for each region of the refractive index adjustment layer.
  • each of the first and second dummy mesh patterns 220 and 230 may include segmental regions where the dummy conductive lines are cut.
  • each unit cell included in the first dummy mesh pattern 220 may include at least one first segment area 228, and each unit cell included in the second dummy mesh pattern 230 may include It may include at least one second segment region 238.
  • interference with the refractive index adjustment patterns 210 can be reduced by preventing the generation of parasitic capacitance due to the metal mesh pattern.
  • the first and second dummy mesh patterns 220 and 230 can prevent the above-described electromagnetic wave transmission and refraction effects of the refractive index adjustment patterns 210 from being deteriorated.
  • the first and second segment regions 228 and 238 formed in the first and second dummy mesh patterns 220 and 230, respectively, may be irregularly distributed. In this case, visibility can be reduced by suppressing the moiré phenomenon that occurs due to the overlap of regular patterns.
  • each unit cell included in the first and second dummy mesh patterns 220 and 230 may include at least one first and second segment region 228 and 238.
  • first and second segment regions 228 and 238 may be formed on all sides of each unit cell included in the first and second dummy mesh patterns 220 and 230.
  • one first segment area 228 may be formed on each side of the unit cell included in the first dummy mesh pattern 220.
  • one second segment area 238 may be formed on each side of the unit cell included in the second dummy mesh pattern 230.
  • the conductive mesh pattern included in each of the plurality of refractive index adjustment patterns 210 may include conductive lines that intersect to form a mesh structure. In this case, the conductive mesh pattern may not include segmental regions where conductive lines are cut.
  • the refractive index control film can be used with an antenna or radar.
  • the radiator or radar of the antenna may be integrated with the refractive index control film, or may be arranged at a predetermined distance from the refractive index control film.
  • the refractive index adjustment film may be integrated with the antenna unit.
  • the conductive layer of the refractive index control film may further include an antenna unit, and the refractive index control film may be provided as an antenna structure.
  • Figure 10 is a schematic plan view showing an antenna structure according to example embodiments.
  • the conductive layer 200 may include a refractive index adjustment pattern 210 and an antenna unit 300.
  • the antenna unit 300 may include a radiator 310 and a transmission line 320 connected to the radiator 310.
  • the antenna unit 300 or the radiator 310 may be designed to have a resonant frequency of, for example, 3G, 4G, 5G or higher high frequency or ultra-high frequency bands.
  • the resonant frequency of the antenna unit 300 may be in the range of about 20 GHz to 80 GHz.
  • the radiator 310 may have a polygonal plate shape, such as a rectangle, square, trapezoid, diamond, or hexagon.
  • the transmission line 320 may extend from one side of the radiator 310.
  • the transmission line 320 may be connected to the radiator 310 and extend in a straight line along the longitudinal direction of the antenna element 300.
  • the transmission line 320 may be formed as a single member substantially integral with the radiator 310.
  • a signal pad may be connected to an end of the transmission line 320.
  • the transmission line 320 may extend between the radiator 310 and the signal pad.
  • the antenna unit 300 may be connected to a driving IC chip and driven or supplied with power.
  • a circuit board may be connected to the end of the transmission line 320 or a signal pad.
  • a driving IC chip may be mounted directly on the circuit board, or it may be connected to an intermediate circuit board on which the driving IC chip is mounted.
  • the circuit board may be a flexible printed circuit board (FPCB).
  • the intermediate circuit board may be a rigid printed circuit board.
  • the antenna unit 300 may be electrically connected to the circuit board through a conductive intermediate structure such as an anisotropic conductive film (ACF).
  • ACF anisotropic conductive film
  • the antenna unit 300 may be driven or supplied with power through a through hole or via formed in the dielectric layer 100.
  • the refractive index adjustment pattern 210 and the antenna unit 300 may be disposed on the same layer or at the same level of the antenna structure.
  • the refractive index adjustment pattern 210 is disposed at the same level as the antenna unit 300, so that the radiation characteristics of the antenna unit 300 can be improved.
  • the wavelength and transmission distance of electromagnetic waves are short, so the direction of electromagnetic waves can easily change.
  • electromagnetic waves received from a transmitting antenna e.g., a base station antenna
  • a transmitting antenna e.g., a base station antenna
  • signal attenuation may increase in the high frequency or ultra-high frequency band, and thus the transmission power or energy of the transmission antenna may increase to implement the desired signal strength.
  • reflection of electromagnetic waves on the surface of the conductive layer 200 can be suppressed by the refractive index control pattern 210, and signal strength and gain of the antenna unit 300 can be increased.
  • the refractive index control pattern 210 adjusts the direction or phase of electromagnetic waves around the antenna unit 300 to prevent destructive interference or induce constructive interference with the radiation wavelength of the antenna unit 300. Accordingly, the radiation coverage of the antenna structure can be improved, and electromagnetic waves in the target frequency band can be transmitted with high signal strength even in shaded areas.
  • the antenna unit 300 may include metal, alloy, transparent conductive oxide, etc. as described in the conductive layer 200.
  • the antenna unit 300 may also include a blackening processing unit. Reflection from the surface of the antenna unit 300 is suppressed, and pattern visibility due to light reflection can be reduced.
  • the surface of the metal layer included in the antenna unit 300 may be converted to metal oxide or metal sulfide to form a blackening layer.
  • a blackening layer such as a black material coating layer or a plating layer, may be formed on the antenna unit 300 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 can be adjusted considering the reflectance reduction effect and antenna radiation characteristics.
  • the conductive layer 200 may include an antenna area (A) and a refractive index adjustment area (B).
  • the antenna unit 300 may be placed in the antenna area (A), and the refractive index control pattern 210 may be placed in the refractive index control area (B).
  • the area where the antenna units 300 are arranged may be defined as the antenna area (A).
  • the area where the refractive index control patterns 210 are arranged may be defined as the refractive index control area (B).
  • the refractive index adjustment pattern 210 may not be disposed in the antenna area A, and the antenna unit 300 may not be disposed in the refractive index adjustment area B. Accordingly, signal interference of the refractive index adjustment pattern 210 with respect to the antenna unit 300 can be suppressed.
  • conductive patterns e.g., refractive index control patterns
  • interference from adjacent conductive patterns may increase in the high frequency band, and parasitic capacitance may occur in the conductive patterns. there is. Accordingly, the gain and coverage of the antenna unit may decrease.
  • the antenna units 300 and the refractive index adjustment patterns 210 are arranged in separate areas, thereby suppressing signal loss and disturbance of the antenna unit 300. Accordingly, the radiation concentration and directivity of the antenna structure can be improved.
  • At least two sides of the antenna area A may be adjacent to the refractive index adjustment area B.
  • the antenna area (A) may be surrounded by the refractive index control area (B). Accordingly, the direction, phase, wavelength, etc. of electromagnetic waves traveling around the antenna area A can be appropriately adjusted according to the radiation characteristics of the antenna unit 300.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of an antenna structure according to example embodiments.
  • the antenna structure may include a plurality of refractive index adjustment patterns 210 having at least two different shapes.
  • the refractive index adjustment patterns 210 may include a first pattern 211 and a second pattern 212 having different shapes.
  • the refractive index adjustment region (B) may include a plurality of refractive index adjustment regions (I, II).
  • Each of the refractive index adjustment areas may include refractive index adjustment patterns having different shapes.
  • the first region (I) is defined by the first patterns 211 arranged adjacent to each other
  • the second region (II) is defined by the second patterns 212 arranged adjacent to each other. It can be.
  • the shape and length (L) of the refractive index control patterns (211, 212), the width (W) of the hollows (216, 217), and the spacing (D) between the refractive index control patterns (211, 212) are determined by each region (I, II) ) can be designed and adjusted in consideration of the driving frequency of the adjacent antenna unit 300, the physical properties and thickness of the adjacent structure, and the characteristics of electromagnetic waves incident on each area (I, II).
  • the shapes of the refractive index adjustment patterns 211 and 212 are designed/adjusted according to the radiation characteristics of each area and adjacent antenna units 300, constructive interference with the antenna unit 300 can be induced or destructive interference can be prevented. . Accordingly, the antenna gain and radiation reliability of the antenna structure as a whole can be increased.
  • Figure 12 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments. Area C in FIG. 12 may be the same as described in FIG. 5 .
  • the antenna structure may include a plurality of refractive index adjustment areas (I, II, III, IV) and a plurality of antenna areas (A1, A2).
  • Refractive index adjustment patterns 210 having different shapes may be disposed within each refractive index adjustment region (I, II, III, and IV).
  • the antenna structure may include a plurality of antenna units 300 having different radiation characteristics (eg, driving frequency, radiation directivity, etc.).
  • each antenna area A1 and A2 may be defined by antenna units 300 having the same radiation characteristics.
  • antenna units 300 having the same radiation characteristics may be arranged adjacent to each other to define one antenna area A1 and A2.
  • the plurality of antenna areas A1 and A2 may be spaced apart from each other with the refractive index adjustment area B interposed therebetween.
  • the first antenna area A1 and the second antenna area A2 may be spaced apart from each other with the first area I in between.
  • each antenna area (A1, A2) can be designed and adjusted to an optimal shape for the corresponding antenna area (A1, A2), so that each of the antenna areas (A1, A2) Gain and signal strength can be improved.
  • the antenna areas A1 and A2 may be adjacent to a plurality of refractive index adjustment areas.
  • each antenna area A1 and A2 may be placed adjacent to two or more refractive index adjustment areas.
  • antenna area Even within one antenna area (A1, A2), it may have locally different radiation characteristics depending on the electromagnetic characteristics/environment of adjacent areas. As the antenna areas A1 and A2 are adjacent to a plurality of refractive index adjustment areas, the antenna areas A1 and A2 may have overall uniform radiation characteristics.
  • Antenna areas and refractive index control areas may be partitioned and allocated in consideration of the operating conditions or application environment of the antenna structure.
  • the refractive index adjustment areas can be set in consideration of adjacent antenna units, physical properties of the dielectric layer, dielectric constant and thickness of adjacent components, angle of incidence and waveform of electromagnetic waves, etc.
  • the antenna structure may include three or more antenna areas, or five or more refractive index adjustment areas, depending on the usage environment.
  • Figure 13 is a schematic plan view showing a refractive index adjustment film according to example embodiments.
  • the conductive layer 200 may include a first dummy mesh pattern 220 arranged to surround the antenna unit 300 and the refractive index adjustment pattern 210 .
  • the antenna unit 300 and the refractive index adjustment pattern 210 can be prevented from being visible to the user through the first and second dummy mesh patterns 220 and 230.
  • the dummy mesh patterns 220 and 230 may be provided as areas that do not conduct electricity as a whole, including segmental areas.
  • Area E in FIG. 13 may be the same as explained with area A and B in FIGS. 8 and 9.
  • the first dummy mesh pattern 220 may include first dummy conductive lines 224 and second dummy conductive lines 226 that intersect each other to form a mesh structure.
  • the second dummy mesh pattern 230 may include third dummy conductive lines 234 and fourth dummy conductive lines 236 that intersect each other to form a mesh structure.
  • the unit cells of the first and second dummy mesh patterns 220 and 230 may have substantially the same shape as the unit cells of the antenna unit 300 and the refractive index adjustment pattern 210. Accordingly, it is possible to prevent the antenna unit 300 and the refractive index adjustment pattern 210 from being viewed due to pattern shape deviation.
  • the antenna unit 300 and/or the refractive index adjustment pattern 210 may include a solid structure.
  • the radiator 310 of the antenna unit 300 may have a mesh structure, and the transmission line 320 may have a solid structure. In one embodiment, both the radiator 310 and the transmission line 320 may have a solid structure.
  • Figure 14 is a schematic cross-sectional view of an antenna structure according to example embodiments.
  • the antenna structure may further include a ground layer 400.
  • Ground layer 400 may be disposed on the bottom of dielectric layer 300.
  • the ground layer 400 may be arranged to overlap the antenna unit 300 in a planar direction.
  • the ground layer 400 may be arranged to overlap the antenna area B in the planar direction.
  • the ground layer 400 may not overlap the refractive index adjustment region B in the planar direction. Accordingly, electromagnetic waves passing through the refractive index adjustment area B can be prevented from being reflected by the ground layer 400. Accordingly, interference and noise generation with respect to the antenna unit 300 can be suppressed.
  • a conductive member of an image display device or display panel to which the antenna structure is applied may be provided as the ground layer 400.
  • the conductive member may include electrodes or wires such as gate electrodes, source/drain electrodes, pixel electrodes, common electrodes, data lines, and scan lines included in a thin film transistor (TFT) array panel.
  • electrodes or wires such as gate electrodes, source/drain electrodes, pixel electrodes, common electrodes, data lines, and scan lines included in a thin film transistor (TFT) array panel.
  • TFT thin film transistor
  • a metallic member such as a SUS plate, a sensor member such as a digitizer, or a heat dissipation sheet disposed on the rear portion of the image display device may be provided as a ground layer.
  • a protective layer may be formed on the conductive layer 200.
  • the protective layer can prevent physical and chemical damage to the conductive layer 200 from, for example, the external environment.
  • the protective layer may include the organic and/or inorganic insulating materials described above.
  • the refractive index adjustment film or the antenna structure may be used in public transportation windows such as buses and subways, buildings, windows, vehicles, decorative sculptures, and guidance signs (e.g., directional signs, emergency exit signs, emergency lights), etc. It can be applied to various structures and objects, and can be provided as an antenna, radar, electromagnetic wave transmission device, electromagnetic wave amplification device, filter, RIS (Reconfigurable Intelligent Surface), etc.
  • a refractive index control film with the structure shown in Figure 4 was produced.
  • the dielectric layer 100 was formed by sequentially bonding glass (thickness 6t), OCA (thickness 750 ⁇ m), and glass (thickness 6t).
  • the conductive layer 200 was formed using Cu-Ca alloy.
  • the first region (I) was formed so that the spacing between the refractive index adjustment patterns was about 750 ⁇ m, the length of the refractive index adjustment patterns was about 700 ⁇ m, and the width of the hollow was about 200 ⁇ m.
  • the second region (II) was formed so that the spacing between the refractive index control patterns was about 600 ⁇ m, the length of the refractive index control patterns was about 1000 ⁇ m, and the width of the hollow was about 100 ⁇ m.
  • the third region (III) was formed so that the gap between the refractive index control patterns was 10 ⁇ m or less, the length of the refractive index control pattern was about 2800 ⁇ m, and the width of the hollow was about 2500 ⁇ m.
  • the gap between the refractive index control patterns is 10 ⁇ m or less, the length of the refractive index control pattern is about 2700 ⁇ m, and the width of the hollow 215 is about 2400 ⁇ m.
  • Electromagnetic waves were irradiated to the refractive index control film.
  • the angle of incidence was different for each area of the refractive index control film.
  • Figure 15 is a schematic diagram for explaining the angle of incidence of electromagnetic waves according to the area of the refractive index adjustment film.
  • the angle of incidence of electromagnetic waves may be different depending on the positions of the base station antenna (AT) and each of the refractive index adjustment areas.
  • the conductive layer 200 is shown as being formed on the surface of the dielectric layer 100 opposite to the surface on which electromagnetic waves are incident, but the present invention is not limited thereto. In one embodiment, the conductive layer 200 may be formed on the surface of the dielectric layer 100 where electromagnetic waves are incident.
  • the angle of incidence of the electromagnetic wave in the first area was 0°, and the angle of incidence of the electromagnetic wave in the second area was 30°. Additionally, the electromagnetic wave incident angle in the third area was 60°, and the electromagnetic wave incident angle in the fourth area was 75°.
  • Electromagnetic wave transmittance was measured in the frequency range of 28GHz to 29GHz.
  • the transmittance of electromagnetic waves is improved in all areas of the conductive layer 200.
  • differences in the angle of incidence of electromagnetic waves may occur in each region depending on the height at which the refractive index adjustment pattern 210 is attached, the signal transmission height, etc.
  • the transmittance in all areas may be improved. Therefore, for example, signal efficiency and transmission/reception reliability at high or ultra-high frequencies can be improved.

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Abstract

본 발명의 실시예들은 굴절률 조절 필름 및 안테나 구조체를 제공한다. 굴절률 조절 필름은 유전층, 유전층의 상면 상에 배치되며, 서로 다른 형상을 갖는 복수개의 굴절률 조절 패턴들을 포함하는 굴절률 조절층을 포함한다. 안테나 구조체는 유전층, 유전층의 상면 상에 배치된 굴절률 조절 패턴, 및 유전층의 상면 상에 굴절률 조절 패턴과 동일층에 배치되며, 굴절률 조절 패턴과 이격된 안테나 유닛을 포함한다.

Description

굴절률 조절 필름 및 안테나 구조체
본 발명은 굴절률 조절 필름 및 안테나 구조체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 도전성 패턴들을 포함하는 굴절률 조절 필름 및 안테나 구조체에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 화상 표시 장치, 전자 기기, 건축물, 사물인터넷(IoT), 자율주행차량 등에 적용 혹은 내장되고 있다. 또한, 최근 이동통신 기술이 진화하면서, 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 창호, 가전, 차량 윈도우, 건물 외벽 등에 광범위하게 적용되고 있다. 예를 들면, 2.4GHz, 5GHz 등의 대역에서 운용되는 와이파이, 2.45GHz 대역에서 운용되는 블루투스와 함께 고주파수 대역(예를 들어, 28GHz 이상)에서 운용되는 5G(5th-generation) 통신 시스템이 상용화되고 있다.
그러나, 송신부로부터 방사된 전자파(electromagnetic wave)가 수신부에 도달하기 전에 전송 경로에 존재하는 대기 또는 장애물(예를 들면, 벽 또는 자동차 유리) 등에 의한 전송 손실이 발생할 수 있다.
예를 들면, 고주파 혹은 초고주파 대역의 전자파는 높은 전송 속도 및 짧은 파장을 가지고 있어 회절이 어려우며, 전송 거리가 상대적으로 짧을 수 있다. 따라서, 예를 들면, 기지국 안테나로부터 송출된 전자파가 수신부에 도달하기 전에 벽 또는 윈도우를 통과하는 과정에서 손실되거나 감쇄될 수 있다. 이에 따라, 신호 효율 및 커버리지(coverage)가 저하될 수 있으며, 신호 손실을 보완하기 위하여 많은 에너지가 사용될 수 있다.
따라서, 예를 들면, 안테나 또는 레이더 등으로부터 방사된 전자파의 신호 손실을 억제하고 신뢰성을 확보하기 위한 추가 구성의 설계가 필요할 수 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 투과도를 제공하는 굴절률 조절 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 방사 신뢰성을 갖는 안테나 구조체를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 및 상기 유전층의 상면 상에 배치되며, 서로 다른 형상을 갖는 복수개의 굴절률 조절 패턴들을 포함하는 굴절률 조절층을 포함하는, 굴절률 조절 필름.
2. 위 1에 있어서, 상기 굴절률 조절층은 서로 인접하여 배열된 굴절률 조절 패턴들에 의해 정의된 복수의 굴절률 조절 영역들을 포함하는, 굴절률 조절 필름.
3. 위 2에 있어서, 상기 복수의 굴절률 조절 패턴들 중 서로 동일한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들은 서로 인접하여 배열된, 굴절률 조절 필름.
4. 위 3에 있어서, 각 굴절률 조절 영역들은 서로 동일한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴을 포함하는, 굴절률 조절 필름
5. 위 2에 있어서, 각각의 굴절률 조절 영역 내에 배치된 굴절률 조절 패턴들은 상기 유전층의 상기 상면 상에서 일정한 간격으로 배치된, 굴절률 조절 필름.
6. 위 2에 있어서, 상기 상기 복수의 굴절률 조절 영역들 각각은 서로 다른 굴절률을 갖는, 굴절률 조절 필름.
7. 위 1에 있어서, 상기 복수개의 굴절률 조절 패턴들 각각은 메쉬 구조를 갖는, 굴절률 조절 필름.
8. 위 7에 있어서, 상기 굴절률 조절층은 상기 복수의 굴절률 조절 패턴들의 주변을 둘러싸는 제1 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 굴절률 조절 필름
9. 위 8에 있어서, 상기 복수개의 굴절률 조절 패턴들은 각각 중공 형상을 갖는 도전성 패턴을 포함하며,
상기 굴절률 조절층은 상기 복수의 굴절률 조절 패턴들 각각의 중공 내에 배치된 제2 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 굴절률 조절 필름.
10. 위 9에 있어서, 상기 제1 더미 메쉬 패턴 및 상기 제2 더미 메쉬 패턴 각각은 교차하여 메쉬 구조를 형성하는 더미 도전 라인들, 및 상기 더미 도전 라인들이 절단된 분절 영역들을 포함하는, 굴절률 조절 필름.
11. 위 1에 있어서, 상기 굴절률 조절 패턴들 각각은 중공의 원 형상, 중공의 사각 형상, 또는 십자 형상을 갖는, 굴절률 조절 필름.
12. 유전층; 상기 유전층의 상면 상에 배치된 굴절률 조절 패턴들; 및 상기 유전층의 상기 상면 상에서 상기 굴절률 조절 패턴들과 동일층에 배치되며, 상기 굴절률 조절 패턴들과 이격된 안테나 유닛을 포함하는, 안테나 구조체.
13. 12에 있어서, 상기 굴절률 조절 패턴은 서로 다른 형상을 갖는 복수개의 굴절률 조절 패턴들을 포함하는, 안테나 구조체.
14. 위 12에 있어서, 상기 굴절률 조절 패턴들에 의해 굴절률 조절 영역이 정의되며, 상기 안테나 유닛에 의해 안테나 영역이 정의되고, 상기 안테나 영역 및 상기 굴절률 조절 영역은 서로 인접한, 안테나 구조체.
15. 위 14에 있어서, 평면 방향에서 상기 안테나 영역의 적어도 두 변이 상기 굴절률 조절 영역에 의해 둘러싸인, 안테나 구조체.
16. 위 12에 있어서, 상기 안테나 유닛은 방사체 및 상기 방사체에 연결된 전송 선로를 포함하는, 안테나 구조체.
17. 위 12에 있어서, 상기 굴절률 조절 패턴 및 상기 안테나 유닛은 각각 메쉬 구조를 갖는, 안테나 구조체.
18. 위 17에 있어서, 상기 유전층의 상면 상에 배치되며, 상기 안테나 유닛 및 상기 굴절률 조절 패턴들의 주변을 둘러싸는 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 구조체
19. 위 12에 있어서, 상기 유전층의 하면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 구조체.
20. 위 19에 있어서, 상기 그라운드 층은 상기 안테나 유닛과 평면 방향에서 중첩된, 안테나 구조체.
굴절률 조절 필름은 서로 다른 형상을 갖는 복수개의 굴절률 조절 패턴들을 포함하는 굴절률 조절층을 포함할 수 있다. 굴절률 조절 패턴들에 의해 전자기파의 반사 및 위상 변경이 억제되며, 전자기파 투과율이 증가할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 안테나에 적용되는 경우, 대기 또는 물체에 의한 전송 손실이 감소하여 안테나 효율 및 방사 신뢰성이 개선될 수 있다.
굴절률 조절층은 복수의 굴절률 조절 영역들을 포함할 수 있다. 복수의 굴절률 조절 영역들 각각은 주변 환경, 부착 대상 및 주파수에 따라 서로 다른 투과율을 가질 수 있다. 따라서, 굴절률 조절층의 영역마다 개별적으로 전파 투과 특성이 조절될 수 있으며, 굴절률 조절 필름이 전체적으로 높은 투과율 및 낮은 반사율을 가질 수 있다.
각 굴절률 조절 영역 내에 배치된 굴절률 조절 패턴의 형상은 유전율, 주변 환경, 부착 위치 및 인접하는 안테나 유닛의 구동 주파수 등을 고려하여, 각각 개별적으로 설계될 수 있다. 따라서, 각 굴절률 조절 영역 별로 전파 투과 특성이 적절하게 조절될 수 있으며, 안테나 구조체의 안테나 게인 및 방사 신뢰성이 전체적으로 개선될 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 3의 C 영역을 확대한 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 7의 A 영역을 확대한 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 7의 B 영역을 확대한 개략적인 평면도이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 14는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 15는 굴절률 조절 필름의 영역별 전자기파의 입사각을 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명의 실시예들은 복수의 굴절률 조절 패턴들을 포함하는 굴절률 조절 필름을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 복수의 굴절률 조절 패턴들 및 안테나 유닛을 포함하는 안테나 구조체를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 발명에서 사용되는 용어 "제1", "제2", "제3", "제4", "상면", "하면", "상단", "하단", "행 방향", "열 방향" 등은 각 구성의 상대적인 관계 또는 위치를 나타내는 것이며, 절대적인 상하 관계를 의미하는 것이 아니다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름은 유전층(100), 유전층(100)의 상면 상에 배치된 도전층(200)을 포함할 수 있다.
유전층(100)은 예를 들면, 투명 수지 물질을 포함할 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 또는 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 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 글래스가 유전층(100)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 굴절률 조절 필름이 부착되는 물체의 기재가 유전층(100)으로 제공될 수 있다. 상기 기재는 예를 들면, 건물 외벽, 창호, 가전 또는 자동차 유리 등의 글래스를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 유전율은 약 2 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있으며, 전자기파 투과도가 감소할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도전층(200)은 복수의 굴절률 조절 패턴들(210)을 포함할 수 있다. 도전층(200)은 굴절률 조절층으로 제공될 수 있다.
예를 들면, 4G/5G 등의 고주파 혹은 초고주파수 대역에서 발생하는 전자기파는 파장 및 전송 거리가 짧아, 대기 또는 전송 경로에 존재하는 물체(예를 들면, 벽 또는 안테나)에 의해 전자기파가 굴절되거나 소멸될 수 있다. 이 경우, 전파가 송신부(예를 들면, 기지국 안테나)에서 수신부로 진행하는 과정에서 전파 손실이 발생하며, 주파수 대역이 높아질수록 전파 손실은 보다 증가할 수 있다. 이에 따라, 전자기파 송수신을 위해 필요한 안테나 혹은 레이더의 송신 전력 또는 에너지 등이 증가할 수 있으며, 수신부에 도달하는 신호의 세기 및 효율이 저하될 수 있다.
예시적인 실시예들예 따르면, 도전층(200)이 복수의 굴절률 조절 패턴들(210)을 포함하여 입사되는 전자기파의 굴절률이 조절될 수 있다. 따라서, 도전층(200)에 입사된 전자기파가 반사되거나 소멸하는 것을 방지할 수 있으며, 전자기파의 진행 방향이 조절될 수 있다.
이에 따라, 전자기파의 투과율이 증가할 수 있으며, 수신부로 전자기파가 집중될 수 있어 신호 세기 및 안테나 게인(gain)이 증가할 수 있다.
도전층(200)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.
일 실시예에 있어서, 도전층(200)은 저저항 구현 및 미세 선폭 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) 합금)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도전층(200)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도전층(200)은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 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 향상될 수 있고, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 굴절률 조절 패턴(210)은 메타물질을 포함할 수도 있다. 굴절률 조절 패턴(200)이 메타물질을 포함하여 입사각 및 주파수 대역에 따른 전자기파 투과량 및 굴절률이 조절될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 굴절률 조절 패턴들(210) 각각은 중공(215)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴들(210)은 중공(215)을 갖는 원형 형상, 또는 중공(215)을 갖는 다각형 형상을 가질 수 있다.
따라서, 굴절률 조절 패턴(210)의 중심에 전계가 집중되어 표면 전류 밀도가 불균형하게 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 도전층(200)에서의 전자기파의 집중도 및 투과도가 향상될 수 있다.
또한, 굴절률 조절 패턴들(210)이 고리 형상의 도전성 패턴 구조를 가지고 있어, 도전층(200) 평면에 대해 기울어져서 입사되는 전자기파의 반사율이 낮아질 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴(210)이 중공(215)을 중심으로 대칭 구조를 가짐에 따라, 전자기파의 주파수 및 진행 방향에 대한 투과율 의존성이 개선될 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어 "중공의 원"은 원 형상 내부에 중공을 포함하는 형태를 의미할 수 있다. 본 출원에서 사용하는 용어 "중공의 다각형"은 다각형 형상 내부에 중공을 포함하는 형태를 의미할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 중공(215)의 모양은 굴절률 조절 패턴(210)의 모양과 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴(210)이 원 형상을 갖는 경우, 해당 굴절률 조절 패턴(210) 내부에 형성된 중공(215)도 원 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 중공(215)의 모양은 굴절률 조절 패턴(210)의 모양과 상이할 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴(210)은 사각형 형상을 가지면서 해당 굴절률 조절 패턴(210)의 내부에는 원 형상의 중공(215)이 형성될 수 있다.
도전층(200)은 적어도 2 이상의 서로 다른 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들(210)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 굴절률 조절 패턴들(210)은 서로 다른 형상을 갖는 제1 패턴(211) 및 제2 패턴(212)을 포함할 수 있다. 따라서, 도전층(200)이 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 영역들을 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용되는 용어 "형상"은 예를 들면, 패턴의 모양, 크기, 배열 주기, 패턴을 이루는 메쉬 구조 또는 재료 등을 의미할 수 있다. 예를 들면, 도전층(200)은 서로 다른 크기 또는 모양을 갖는 2개의 굴절률 조절 패턴들(210)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 도전층(200)은 굴절률 조절 패턴들(210)이 배치되는 복수의 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ) 각각의 전자기파 투과 특성은 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ) 각각이 서로 다른 형상의 굴절률 조절 패턴들(211, 212) 포함함에 따라, 동일한 전자기파에 대하여 서로 다른 굴절률, 반사율 등을 가질 수 있다. 따라서, 전자기파의 굴절률 및 투과율이 도전층(200)의 영역 별로 선택적으로 조절될 수 있다.
각각의 굴절률 조절 영역(Ⅰ, Ⅱ) 내에 배치된 굴절률 조절 패턴들(212, 212)의 형상은 기재의 물성 및 두께, 부착 대상 또는 전자기파의 주파수와 입사각을 고려하여 설계 및 조절될 수 있다.
예를 들면, 전자기파가 입사되는 경우, 도전층(200)의 영역 별로 입사되는 전자기파의 특성 및 파형이 서로 상이할 수 있다. 각 영역 마다 입사되는 전자기파에 대해 높은 투과율을 갖는 굴절률 조절 패턴들(211, 212)이 배치됨에 따라, 도전층(200)이 전체 영역에서 높은 투과율 및 낮은 반사율을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 입사각, 주파수, 파형 등의 전자기파의 특성에 따라 굴절률 조절 패턴(210)의 길이(L), 굴절률 조절 패턴들(210) 간 거리(D) 또는 중공(215)의 너비(W) 등이 조절될 수 있다.
예를 들면, 중공을 갖는 사각형 형상의 굴절률 조절 패턴들(210)이 배치된 굴절률 조절 영역에 있어서, 굴절률 조절 패턴들(210) 간 간격이 약 750㎛, 굴절률 조절 패턴(210)의 길이가 약 700㎛, 중공(215)의 너비가 약 200㎛인 경우, 해당 굴절률 조절 영역은 0° 부근의 입사각을 갖는 전자기파에 대하여 최적의 투과율을 가질 수 있다.
예를 들면, 굴절률 조절 패턴들(210) 간 간격이 약 600㎛, 굴절률 조절 패턴(210)의 길이가 약 1000㎛, 중공(215)의 너비가 약 100㎛인 경우, 굴절률 조절 영역은 30° 부근의 입사각을 갖는 전자기파에 대하여 최적의 투과율을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ) 중 어느 하나의 굴절률 조절 영역 내에 배치된 굴절률 조절 패턴들(211, 212)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 서로 동일한 형상의 굴절률 조절 패턴들(211, 212)이 밀집/배열된 영역을 하나의 굴절률 조절 영역(Ⅰ, Ⅱ)으로 정의할 수 있다.
예를 들면, 제1 영역(Ⅰ) 내에 배치된 제1 패턴들(211)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 영역(Ⅱ) 내에 배치된 제2 패턴들(212)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.
굴절률 조절 영역이 동일한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들을 포함하여, 특정 파형을 갖는 전자기파에 대한 투과 집중도 및 선택성이 개선될 수 있으며, 전자기파의 전송 거리 및 수신율이 증가할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 서로 동일한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들(210)은 하나의 굴절률 조절 영역 내에 배치/배열될 수 있다. 예를 들면, 복수의 굴절률 조절 패턴들 중 서로 동일한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들(210)은 도전층(200)의 어느 한 영역 내에 밀집되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 굴절률 조절 패턴들(210)은 각 굴절률 조절 영역 내에서 유전층(100)의 상기 상면 상에서 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 서로 동일한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들(210)이 규칙적으로 배열되어 굴절률 조절 필름의 선택적 투과도가 보다 증진될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 타겟(target) 주파수, 안테나 게인 및 인접 구조물 등을 고려하여, 굴절률 조절 패턴들(210)이 각 굴절률 조절 영역 내에서 불규칙하게 배열될 수도 있다.
도 2에서는 굴절률 조절 영역들이 상단 및 하단으로 구획되어 배치되는 것으로 도시되어 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 구동 조건 또는 부착 환경을 고려하여 굴절률 조절 영역들이 구획/설정될 수 있다.
예를 들면, 굴절률 조절 영역들은 유전층의 물성, 인접 구조물의 유전율 및 두께, 전자기파의 파형을 고려하여 설정될 수 있다. 또한, 굴절률 조절 패턴들(210)이 부착되는 높이 및 신호가 전송되는 높이, 예를 들면, 굴절률 조절 패턴(210)과 기지국 안테나 간 높이 차이에 따라 영역별로 각도 편차가 발생할 수 있다. 이 경우, 도전층(200)의 영역 별로 전자기파의 입사각이 상이할 수 있으며, 영역별 입사각을 고려하여 굴절률 조절 패턴(210)의 형상이 선택/설계될 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 복수의 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ) 중 적어도 하나의 영역이 다른 영역을 둘러쌀 수 있다.
예를 들면, 제1 패턴들(211)이 도전층(200)의 중앙부에 밀집되도록 배치되어 제1 영역(Ⅰ)이 정의될 수 있다. 제2 패턴들(212)은 제1 영역(Ⅰ) 주위에 배치될 수 있으며, 이에 따라, 제1 영역(Ⅰ)을 둘러싸는 제2 영역(Ⅱ)이 정의될 수 있다.
도전층(200)의 영역에 따라 주파수, 전자기파 입사각, 유전율 등의 전자기파 투과 조건이 상이할 수 있다. 상술한 조건들을 고려하여 각 영역별로 최적의 형상을 갖는 복수의 굴절률 조절 패턴들(210)이 배치됨에 따라, 투과되는 전자기파의 세기나 양이 전체적으로 증가할 수 있다.
상기 굴절률 조절 영역의 개수는 사용자의 목적, 부착 대상 및 구동 환경에 따라 조절될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 굴절률 조절 영역의 개수는 굴절률 조절 패턴들의 모양, 사이즈, 재질 및 배열 등의 조건에 따라 설정될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 도전층(200)은 4개의 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ)을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 각각의 굴절률 조절 영역(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ)에는 서로 상이한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들(210)이 포함될 수 있다.
예를 들면, 각 굴절률 조절 영역(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ)에 포함된 굴절률 조절 패턴(211, 212, 213, 214)의 모양, 크기, 면적, 패턴 간 간격, 또는 중공의 형상 및 사이즈 등이 서로 상이할 수 있다.
예를 들면, 제1 영역(Ⅰ) 내에는 서로 동일한 형상을 갖는 제1 패턴들(211)이 주기적으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제2 영역(Ⅱ) 내에서 서로 동일한 형상을 갖는 제2 패턴들(212)이 주기적으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제3 영역(Ⅲ)은 서로 동일한 형상을 갖는 제3 패턴들(213)이 주기적으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제4 영역(Ⅳ)은 서로 동일한 형상을 갖는 제4 패턴들(214)이 주기적으로 배열될 수 있다.
제1 패턴(211), 제2 패턴(212), 제3 패턴(214) 및 제4 패턴(215)은 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제1 영역(Ⅰ), 제2 영역(Ⅱ), 제3 영역(Ⅲ) 및 제4 영역(Ⅳ)은 서로 상이한 파형을 갖는 전자기파에 대하여 최적의 투과율을 가질 수 있다.
따라서, 전자기파가 어떤 각도로 입사되더라도 도전층(200)의 전자기파 투과율이 전체적으로 증가할 수 있으며, 도전층(200)의 영역 별로 전자기파의 진행방향 및 파형이 적절히 조절될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하나의 굴절률 조절 영역(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ) 내에서 굴절률 조절 패턴들(211, 212, 213, 214)은 행 방향 및 열 방향으로 배열될 수 있다. 상기 행 방향 및 상기 열 방향은 유전층(100)의 상면에 평행하며, 서로 수직으로 교차할 수 있다.
예를 들면, 각 굴절률 조절 영역(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ)은 상기 행 방향을 따라 배열된 제1 굴절률 조절 패턴 및 상기 열 방향을 따라 배열된 제2 굴절률 조절 패턴을 포함할 수 있다.
서로 동일한 형상을 갖는 패턴들이 행 방향 및 열 방향으로 배열되어, 원하는 주파수 대역의 전자기파 투과도가 보다 증가할 수 있으며, 반사손실이 낮아져 주파수 필터링 특성이 더욱 개선될 수 있다.
도 5는 도 4의 C 영역을 확대한 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 굴절률 조절 영역은 적어도 3개의 다른 굴절률 조절 영역과 인접할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 굴절률 조절층의 특정 영역(C 영역), 예를 들면, 중앙 영역에서 제1 영역(Ⅰ), 제2 영역(Ⅱ), 제3 영역(Ⅲ) 및 제4 영역(Ⅳ)은 서로 인접할 수 있다. 예를 들면, 제1 영역(Ⅰ), 제2 영역(Ⅱ), 제3 영역(Ⅲ) 및 제4 영역(Ⅳ)은 각각의 코너가 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
예를 들면, 상기 특정 영역 내에서, 전자기파의 입사각, 주변의 도체 및 장애물, 유전율, 안테나와의 거리/높이 등에 의해 상이한 전자기적 성질을 갖는 2개 이상, 3개 이상 또는 4개 이상의 영역들이 서로 인접할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ)이 서로 인접하여 배치되므로, 각 영역의 전자기적 성질 또는 입사각 등을 고려하여 굴절률 조절 패턴(211, 212, 213, 214)의 형상이 설계될 수 있다. 이에 따라, 원하는 주파수 대역의 전자기파에 대한 선택적 투과도가 보다 증가할 수 있으며, 통신 품질이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 사용 조건 및 구동 환경에 따라 도전층(200)은 5개 이상의 굴절률 조절 영역들을 포함할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름의 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 복수의 굴절률 조절 패턴들(210) 각각은 중공(215)을 갖는 원 형상(예를 들면, 도넛(donut) 형상)을 가질 수 있다.
이에 따라, 굴절률 조절 패턴들(210)의 중심으로부터 최외곽까지의 거리가 모든 방향에서 동일하여, 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ) 각각에 전체적으로 균일한 표면전류 밀도가 구현될 수 있다.
예를 들면, 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ) 각각 내에는 서로 다른 사이즈 또는 모양을 갖는 도넛 형상의 도전성 패턴들이 배치될 수 있다.
굴절률 조절 패턴들(210) 간 간격, 굴절률 조절 패턴(210)의 지름, 중공(215)의 지름 등에 의해 각 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ)에 입사되는 전자기파의 투과율 및 굴절률이 조절될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 굴절률 조절 패턴들(210)은 중공을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴들(210)은 원 형상, 다각형 형상(예를 들면, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등), 또는 십자 형상을 가질 수 있다. 사용자가 다양한 목적 및 타겟 효과에 따라 굴절률 조절 패턴들(210)의 형상을 적절히 조절할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 굴절률 조절 패턴들(210)은 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴들(210)은 도전성 메쉬 패턴일 수 있다.
본 출원에서 사용되는 용어 "도전성 메쉬 패턴"은 예를 들면, 후술할 분절 영역을 포함하지 않아 전체적으로 도전성을 갖는 메쉬 구조를 의미할 수 있다.
굴절률 조절 패턴들(210)이 메쉬 구조를 가짐에 따라, 패턴의 형상이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 굴절률 조절 필름이 사용자에게 시인되어 심미감을 저해하는 것을 방지할 수 있으며, 투과율 및 광학 특성이 개선될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 굴절률 조절 패턴(210)은 단위 셀들이 반복되어 정의될 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴(210)의 단위 셀은 서로 교차하는 도전 라인들에 의해 구획된 공간을 의미할 수 있다.
예를 들면, 상기 단위 셀들은 다각형 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 단위 셀은 정사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 단위 셀의 형상은 더미 도전 라인들의 형상, 배치에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 상기 단위 셀은 마름모, 직사각형, 오각형, 육각형 등과 같은 다양한 다각형 형상을 가질 수도 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7을 참조하면, 도전층(200)은 복수의 굴절률 조절 패턴들(210)의 주변을 둘러싸도록 배치된 제1 더미 메쉬 패턴(220)을 포함할 수 있다.
굴절률 조절 패턴들(210)이 중공(215)을 포함하는 경우, 도전층(200)은 굴절률 조절 패턴들(210) 각각의 중공(215)에 배치된 제2 더미 메쉬 패턴(230)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)을 통해 예를 들면, 굴절률 조절 패턴들(210)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 더미 메쉬 패턴들(220, 230)은 분절 영역들을 포함하여 전체적으로 통전되지 않는 영역으로 제공될 수 있다.
도 8은 도 7의 A 영역을 확대한 개략적인 평면도이다.
도 8을 참조하면, 제1 더미 메쉬 패턴(220)은 서로 교차하여 메쉬 구조를 형성하는 제1 더미 도전 라인들(224) 및 제2 더미 도전 라인들(226)을 포함할 수 있다.
도 9는 도 7의 B 영역을 확대한 개략적인 평면도이다.
도 9를 참조하면, 제2 더미 메쉬 패턴(230)은 서로 교차하여 메쉬 구조를 형성하는 제3 더미 도전 라인들(234) 및 제4 더미 도전 라인들(236)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 더미 메쉬 패턴(220) 및 굴절률 조절 패턴들(210)은 제1 분리 영역(222)에 의해 전기적으로 분리 혹은 이격될 수 있고, 제2 더미 메쉬 패턴(230) 및 굴절률 조절 패턴들(210)은 제2 분리 영역(232)에 의해 전기적으로 분리 혹은 이격될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)은 단위 셀들이 반복되어 정의될 수 있다.
예를 들면, 제1 더미 메쉬 패턴(220)의 단위 셀은 제1 더미 도전 라인들(224) 및 제2 더미 도전 라인들(226)에 의해 구획된 공간을 의미할 수 있다.
예를 들면, 제2 더미 메쉬 패턴(230)의 단위 셀은 제3 더미 도전 라인들(234) 및 제4 더미 도전 라인들(236)에 의해 구획된 공간을 의미할 수 있다.
예를 들면, 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)의 단위 셀은 정사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 단위 셀의 형상은 더미 도전 라인들의 형상, 배치에 따라 변경될 수 있으며, 마름모, 직사각형, 오각형, 육각형 등과 같은 다양한 다각형 형상을 가질 수도 있다.
일 실시예 있어서, 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)의 단위 셀은 굴절률 조절 패턴(210)의 단위 셀과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 따라서, 굴절률 조절층의 영역 별 패턴 형상 편차에 따른 패턴 시인 현상을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230) 각각은 상기 더미 도전 라인들이 절단된 분절 영역들을 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 더미 메쉬 패턴(220)에 포함된 각 단위 셀들은 적어도 하나의 제1 분절 영역(228)을 포함할 수 있고, 제2 더미 메쉬 패턴(230)에 포함된 각 단위 셀들은 적어도 하나의 제2 분절 영역(238)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 금속 메쉬 패턴으로 인한 기생 커패시턴스의 발생을 방지하여 굴절률 조절 패턴들(210)에 대한 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)에 의해 굴절률 조절 패턴들(210)의 상술한 전자기파 투과 및 굴절 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)에 각각 형성되는 제1 및 제2 분절 영역들(228, 238)은 불규칙하게 분포할 수 있다. 이 경우, 규칙적인 패턴의 중첩에 의해 나타나는 모아레 현상을 억제하여 시인성을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)에 포함된 각 단위 셀들은 적어도 하나의 제1 및 제2 분절 영역(228, 238)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)에 포함된 각 단위 셀들 각각에 속한 모든 변들에 제1 및 제2 분절 영역(228, 238)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1 더미 메쉬 패턴(220)에 포함된 단위 셀의 각 변에는 하나의 제1 분절 영역(228)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 더미 메쉬 패턴(230)에 포함된 단위 셀의 각 변에는 하나의 제2 분절 영역(238)이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 복수의 굴절률 조절 패턴들(210) 각각에 포함된 도전성 메쉬 패턴은 교차하여 메쉬 구조를 형성하는 도전 라인들을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 도전성 메쉬 패턴은 도전 라인들이 절단된 분절 영역을 포함하지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 굴절률 조절 필름은 안테나 또는 레이더와 함께 사용될 수 있다. 안테나의 방사체 또는 레이더는 굴절률 조절 필름과 일체를 이룰 수 있으며, 또는 굴절률 조절 필름과 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 굴절률 조절 필름은 안테나 유닛과 일체화될 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 필름의 도전층은 안테나 유닛을 더 포함할 수 있으며, 굴절률 조절 필름은 안테나 구조체로 제공될 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 10을 참조하면, 도전층(200)은 굴절률 조절 패턴(210) 및 안테나 유닛(300)을 포함할 수 있다.
안테나 유닛(300)은 방사체(310) 및 방사체(310)에 연결된 전송 선로(320)를 포함할 수 있다.
안테나 유닛(300) 또는 방사체(310)는 예를 들면, 3G, 4G, 5G 혹은 그 이상의 고주파 혹은 초고주파 대역의 공진 주파수를 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 유닛(300)의 공진 주파수는 약 20 GHz 내지 80 GHz 범위일 수 있다.
방사체(310)는 예를 들면, 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 마름모, 육각형 등의 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
전송 선로(320)는 방사체(310)의 일변으로부터 연장될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(320)는 방사체(310)에 연결되어 안테나 소자(300)의 길이 방향을 따라 일 직선으로 연장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전송 선로(320)는 방사체(310)와 실질적으로 일체의 단일 부재로 형성될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 전송 선로(320)의 말단에는 신호 패드가 연결될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(320)는 방사체(310) 및 상기 신호 패드 사이에서 연장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(300)은 구동 IC 칩과 연결되어 구동 또는 급전될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(320)의 말단 또는 신호 패드에 회로 기판이 연결될 수 있다.
상기 회로 기판에는 구동 IC 칩이 직접 실장되거나, 구동 IC 칩이 실장된 중개 회로 기판과 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다. 상기 중개 회로 기판은 리지드 인쇄 회로 기판을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(300)은 이방성 도전 필름(ACF) 등의 도전성 중개 구조물을 통해 상기 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(300)은 유전층(100)에 형성된 관통 홀(hole) 또는 비아(via)를 통해 구동 또는 급전될 수 있다.
굴절률 조절 패턴(210) 및 안테나 유닛(300)은 안테나 구조체의 동일 층 혹은 동일 레벨에 배치될 수 있다. 굴절률 조절 패턴(210)이 안테나 유닛(300)과 동일 레벨에 배치되어 안테나 유닛(300)의 방사 특성이 개선될 수 있다.
예를 들면, 28GHz 이상의 고주파 혹은 초고주파수 대역에서는 전자기파의 파장 및 전송 거리가 짧아 전자기파의 진행방향이 쉽게 바뀔 수 있다. 이 경우, 송신 안테나(예를 들면, 기지국 안테나)로부터 수신된 전파가 전자기파가 도전층 표면에서 반사 혹은 소멸되거나, 안테나 구조체 아래의 구조물에서 재반사되어 안테나 유닛의 신호를 간섭하거나 교란할 수 있다. 또한, 고주파 혹은 초고주파수 대역에서는 신호 감쇄가 보다 증가할 수 있어, 원하는 신호 세기를 구현하기 위해 송신 안테나의 송신 전력 또는 에너지 등이 증가할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 굴절률 조절 패턴(210)에 의해 도전층(200) 표면에서의 전자기파 반사를 억제할 수 있으며, 안테나 유닛(300)의 신호 세기 및 게인이 증가할 수 있다.
예를 들면, 굴절률 조절 패턴(210)이 안테나 유닛(300) 주변에서 전자기파의 진행방향이나 위상을 조절하여 안테나 유닛(300)의 방사 파장에 대한 상쇄 간섭이 방지되거나 보강 간섭이 유도될 수 있다. 따라서, 안테나 구조체의 방사 커버리지(coverag)가 개선될 수 있으며, 음영 지역에도 타겟 주파수 대역의 전자기파가 높은 신호 세기로 전송될 수 있다.
안테나 유닛(300)은 도전층(200)에서 설명한 금속, 합금, 투명 도전성 산화물 등을 포함할 수 있다.
안테나 유닛(300)은 흑화 처리부를 포함할 수도 있다. 안테나 유닛(300) 표면에서의 반사가 억제되며, 광 반사에 따른 패턴 시인이 감소될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(300)에 포함된 금속층의 표면을 금속 산화물 또는 금속 황화물로 변환시켜, 흑화층을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(300) 또는 상기 금속 층 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.
도전층(200)은 안테나 영역(A) 및 굴절률 조절 영역(B)을 포함할 수 있다. 안테나 유닛(300)은 안테나 영역(A) 내에 배치될 수 있으며, 굴절률 조절 패턴(210)은 굴절률 조절 영역(B) 내에 배치될 수 있다.
예를 들면, 안테나 유닛들(300)이 배열된 영역이 안테나 영역(A)으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴(210)들이 배열된 영역이 굴절률 조절 영역(B)으로 정의될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 영역(A) 내에는 굴절률 조절 패턴(210)이 배치되지 않으며, 굴절률 조절 영역(B) 내에는 안테나 유닛(300)이 배치되지 않을 수 있다. 따라서, 안테나 유닛(300)에 대한 굴절률 조절 패턴(210)의 신호 간섭을 억제할 수 있다.
예를 들면, 안테나 유닛들 사이에 도전 패턴(예를 들면, 굴절률 조절 패턴)이 인접하여 배치되는 경우, 고주파수 대역에서 인접한 도전 패턴에 의한 간섭이 증가할 수 있으며, 도전 패턴에서 기생 커패시턴스가 발생할 수 있다. 이에 따라, 안테나 유닛의 게인 및 커버리지가 저하될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 유닛들(300) 및 굴절률 조절 패턴들(210)이 서로 별개의 영역에 배열되어, 안테나 유닛(300)의 신호 손실 및 교란을 억제할 수 있다. 이에 따라, 안테나 구조체의 방사 집중도 및 지향성(directivity)이 증진될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 영역(A)은 적어도 두 변이 굴절률 조절 영역(B)에 인접할 수 있다. 예를 들면, 안테나 영역(A)은 굴절률 조절 영역(B)에 의해 둘러싸일 수 있다. 따라서, 안테나 영역(A)의 주변으로 진행하는 전자기파의 방향, 위상, 파장 등이 안테나 유닛(300)의 방사 특성에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체의 개략적인 평면도이다.
도 11을 참조하면, 안테나 구조체는 적어도 2 이상의 서로 다른 형상을 갖는 복수의 굴절률 조절 패턴들(210)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 패턴들(210)은 서로 다른 형상을 갖는 제1 패턴(211) 및 제2 패턴(212)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 굴절률 조절 영역(B)은 복수의 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ)을 포함할 수 있다.
굴절률 조절 영역들 각각은 서로 다른 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 서로 인접하게 배열된 제1 패턴들(211)에 의해 제1 영역(Ⅰ)이 정의되고, 서로 인접하게 배열된 제2 패턴들(212)에 의해 제2 영역(Ⅱ)이 정의될 수 있다.
굴절률 조절 패턴(211, 212)의 형상 및 길이(L), 중공(216, 217)의 너비(W), 및 굴절률 조절 패턴들(211, 212) 간 간격(D)은 각 영역(Ⅰ, Ⅱ)에 인접한 안테나 유닛(300)의 구동 주파수, 인접 구조물의 물성 및 두께, 각 영역(Ⅰ, Ⅱ)에 입사되는 전자기파 특성 등을 고려하여 설계 및 조절될 수 있다.
각 영역 및 인접한 안테나 유닛(300)의 방사 특성에 따라 굴절률 조절 패턴(211, 212)의 형상이 설계/조절됨에 따라, 안테나 유닛(300)에 대한 보강 간섭이 유도되거나 상쇄 간섭이 방지될 수 있다. 따라서, 안테나 구조체 전체적으로 안테나 게인 및 방사 신뢰성이 증가할 수 있다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 12의 C 영역은 도 5에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
도 12를 참조하면, 안테나 구조체는 복수개의 굴절률 조절 영역들(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ) 및 복수개의 안테나 영역(A1, A2)를 포함할 수 있다.
각 굴절률 조절 영역(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ) 내에는 서로 다른 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들(210)이 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 구조체는 서로 다른 방사 특성(예를 들면, 구동 주파수, 방사 지향성 등)을 갖는 복수의 안테나 유닛들(300)을 포함할 수 있다.
안테나 유닛들(300) 중 서로 동일한 방사 특성을 갖는 안테나 유닛들(300)에 의해 각 안테나 영역(A1, A2)이 정의될 수 있다. 예를 들면, 서로 동일한 방사 특성을 갖는 안테나 유닛들(300)끼리 서로 인접하게 배열되어 하나의 안테나 영역(A1, A2)으로 정의될 수 있다.
복수의 안테나 영역들(A1, A2)은 굴절률 조절 영역(B)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 예를 들면, 제1 안테나 영역(A1) 및 제2 안테나 영역(A2)은 제1 영역(Ⅰ)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다.
따라서, 서로 다른 방사 특성을 갖는 안테나 영역들(A1, A2) 간 상호 간섭 및 노이즈 발생을 방지할 수 있다. 또한, 각 안테나 영역(A1, A2)에 인접한 굴절률 조절 패턴들(210)이 해당 안테나 영역(A1, A2)에 대해서 최적의 형상으로 설계 및 조절될 수 있어 안테나 영역들(A1, A2) 각각의 게인 및 신호 세기가 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 영역(A1, A2)은 복수개의 굴절률 조절 영역들에 인접할 수 있다. 예를 들면, 각 안테나 영역(A1, A2)은 2개 이상의 굴절률 조절 영역들과 인접하여 배치될 수 있다.
하나의 안테나 영역(A1, A2) 내에서도 인접한 영역의 전자기적 특성/환경에 따라 국소적으로 다른 방사 특성을 가질 수 있다. 안테나 영역(A1, A2)이 복수개의 굴절률 조절 영역들에 인접함에 따라, 전체적으로 균일한 방사 특성을 가질 수 있다.
안테나 영역들 및 굴절률 조절 영역들은 안테나 구조체의 구동 조건 또는 적용 환경 등을 고려하여 구획 및 할당될 수 있다. 예를 들면, 굴절률 조절 영역들은 인접한 안테나 유닛들, 유전층의 물성, 인접한 구성의 유전율 및 두께, 전자기파의 입사각 및 파형 등을 고려하여 설정될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 구조체는 사용 환경에 따라 3개 이상의 안테나 영역들, 또는 5개 이상의 굴절률 조절 영역들을 포함할 수 있다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 굴절률 조절 필름을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 13을 참조하면, 도전층(200)은 안테나 유닛(300) 및 굴절률 조절 패턴(210)의 주변을 둘러싸도록 배치된 제1 더미 메쉬 패턴(220)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)을 통해 예를 들면, 안테나 유닛(300) 및 굴절률 조절 패턴(210)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 더미 메쉬 패턴들(220, 230)은 분절 영역들을 포함하여 전체적으로 통전되지 않는 영역으로 제공될 수 있다.
도 13의 E 영역은 도 8 및 도 9에서 A 영역 및 B 영역을 통해 설명한 바와 동일할 수 있다. 예를 들면, 제1 더미 메쉬 패턴(220)은 서로 교차하여 메쉬 구조를 형성하는 제1 더미 도전 라인들(224) 및 제2 더미 도전 라인들(226)을 포함할 수 있다. 제2 더미 메쉬 패턴(230)은 서로 교차하여 메쉬 구조를 형성하는 제3 더미 도전 라인들(234) 및 제4 더미 도전 라인들(236)을 포함할 수 있다.
일 실시예 있어서, 제1 및 제2 더미 메쉬 패턴(220, 230)의 단위 셀은 안테나 유닛(300) 및 굴절률 조절 패턴(210)의 단위 셀과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 따라서, 패턴 형상 편차에 따른 안테나 유닛(300) 및 굴절률 조절 패턴(210)의 시인을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 유닛(300) 및/또는 굴절률 조절 패턴(210)은 솔리드(solid) 구조를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(300)의 방사체(310)는 메쉬 구조를 가지며, 전송 선로(320)는 솔리드 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사체(310) 및 전송 선로(320) 모두 솔리드 구조를 가질 수 있다.
도 14는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 14를 참조하면, 안테나 구조체는 그라운드 층(400)을 더 포함할 수 있다. 그라운드 층(400)은 유전층(300)의 저면 상에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그라운드 층(400)은 평면 방향에서 안테나 유닛(300)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 그라운드 층(400)은 평면 방향에서 안테나 영역(B)과 중첩되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 그라운드 층(400)은 굴절률 조절 영역(B)과 평면 방향에서 중첩되지 않을 수 있다. 따라서, 굴절률 조절 영역(B)을 통과한 전자기파가 그라운드 층(400)에 반사되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 안테나 유닛(300)에 대한 간섭 및 노이즈 발생을 억제할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체가 적용되는 화상 표시 장치 또는 디스플레이 패널의 도전성 부재가 그라운드 층(400)으로 제공될 수 있다.
예를 들면, 도전성 부재는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 패널에 포함되는 게이트 전극, 소스/드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 데이터 라인, 스캔 라인 등과 같은 전극 혹은 배선 들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 화상 표시 장치의 배면부에 배치되는 SUS 플레이트, 디지타이저와 같은 센서 부재, 방열 시트 등과 같은 금속성 부재가 그라운드 층으로 제공될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 도전층(200) 상에 보호층이 형성될 수 있다.
보호층은 예를 들면, 외부 환경으로부터 도전층(200)의 물리적, 화학적 손상을 방지할 수 있다. 예를 들면, 보호층은 상술한 유기 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 굴절률 조절 필름 또는 상기 안테나 구조체는 버스, 지하철 등의 대중 교통의 창문, 건축물, 윈도우, 차량, 장식용 조형물, 안내용 표지판(예를 들면, 방향 표시판, 비상구 표시판, 비상등) 등과 같은 다양한 구조체, 대상체에 적용될 수 있으며, 안테나, 레이더(radar), 전자기파 투과장치, 전자기파 증폭 장치, 필터(filter), RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 등으로 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실험예 1
도 4에 도시된 구조의 굴절률 조절 필름을 제작하였다. 유전층(100)은 글래스(두께 6t), OCA(두께 750㎛) 및 글래스(두께 6t)를 순차적으로 접합하여 형성하였다. 도전층(200)은 Cu-Ca 합금을 사용하여 형성하였다.
구체적으로, 제1 영역(Ⅰ)은 굴절률 조절 패턴들 간 간격이 약 750㎛, 굴절률 조절 패턴의 길이가 약 700㎛, 중공의 너비가 약 200㎛를 만족하도록 형성하였다. 제2 영역(Ⅱ)은 굴절률 조절 패턴들 간 간격이 약 600㎛, 굴절률 조절 패턴의 길이가 약 1000㎛, 중공의 너비가 약 100㎛를 만족하도록 형성하였다.
제3 영역(Ⅲ)은 굴절률 조절 패턴들 간 간격이 10㎛ 이하이며, 굴절률 조절 패턴의 길이가 약 2800㎛, 중공의 너비가 약 2500㎛를 만족하도록 형성하였다. 제4 영역(Ⅳ)은 굴절률 조절 패턴들 간 간격이 10㎛ 이하이며, 굴절률 조절 패턴의 길이가 약 2700㎛, 중공(215)의 너비가 약 2400㎛를 만족하도록 형성하였다.
상기 굴절률 조절 필름에 전자기파를 조사하였다. 전자기파 송신부(예를 들면, 기지국 안테나)와 굴절률 조절 필름의 위치(예를 들면, 거리 및 높이)에 따라, 굴절률 조절 필름의 영역 별로 입사각이 상이했다.
도 15는 굴절률 조절 필름의 영역에 따른 전자기파의 입사각을 설명하기 위한 모식도이다.
도 15를 참조하면, 기지국 안테나(AT)와 굴절률 조절 영역들 각각의 위치에 따라 전자기파의 입사각이 상이할 수 있다. 도 15에서는 유전층(100)의 전자기파가 입사하는 면의 반대면에 도전층(200)이 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에 있어서, 도전층(200)은 유전층(100)의 전자기파가 입사하는 면에 형성될 수도 있다.
제1 영역에서의 전자기파의 입사각은 0˚였으며, 제2 영역에서의 전자기파 입사각은 30˚였다. 또한, 제3 영역에서의 전자기파 입사각은 60˚였으며, 제4 영역에서의 전자기파 입사각은 75˚였다.
도전층(200)이 형성되지 않은 유전층(200)에 대한 전자기파 투과율(dB)과 굴절률 조절 필름에 대한 전자기파 투과율(dB)을 비교하여 도전층(200)에 따른 투과율 증가량을 표 1에 나타내었다. 전자기파 투과율은 28GHz 내지 29GHZ의 주파수 영역에서 측정하였다.
전자기파 입사각 투과율 증가량
(dB)
제1 영역 0˚ 0.28
제2 영역 30˚ 0.52
제3 영역 60˚ 1.33
제4 영역 75˚ 3.04
표 1을 참조하면, 도전층(200)이 형성되지 않은 유리 기판에 대한 투과율에 비해 도전층(200)이 형성된 유리 기판에 대한 투과율이 전체적으로 향상된 것을 확인할 수 있다.
또한, 도전층(200)의 영역별로 다른 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴(210)이 형성됨에 따라, 도전층(200) 전 영역에서 전자기파의 투과율이 향상되었다.
예를 들면, 굴절률 조절 패턴(210)이 부착되는 높이, 신호 전송 높이 등에 따라 영역별로 전자기파의 입사각 차이가 발생할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 전자기파가 투과하는 영역별로 서로 다른 형상의 굴절률 조절 패턴들(210)이 부착됨에 따라 전 영역에서의 투과율이 향상될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 고주파수 혹은 초고주파수에서의 신호 효율 및 송수신 신뢰성이 향상될 수 있다.

Claims (20)

  1. 유전층; 및
    상기 유전층의 상면 상에 배치되며, 서로 다른 형상을 갖는 복수의 굴절률 조절 패턴들을 포함하는 굴절률 조절층을 포함하는, 굴절률 조절 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 굴절률 조절층은 서로 인접하여 배열된 굴절률 조절 패턴들에 의해 정의된 복수의 굴절률 조절 영역들을 포함하는, 굴절률 조절 필름.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 복수의 굴절률 조절 패턴들 중 서로 동일한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴들은 서로 인접하여 배열된, 굴절률 조절 필름.
  4. 청구항 3에 있어서, 각 굴절률 조절 영역들은 서로 동일한 형상을 갖는 굴절률 조절 패턴을 포함하는, 굴절률 조절 필름.
  5. 청구항 2에 있어서, 각각의 굴절률 조절 영역 내에 포함된 굴절률 조절 패턴들은 상기 유전층의 상기 상면 상에서 일정한 간격으로 배치된, 굴절률 조절 필름.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 복수의 굴절률 조절 영역들 각각은 서로 다른 굴절률을 갖는, 굴절률 조절 필름.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 굴절률 조절 패턴들 각각은 메쉬 구조를 갖는, 굴절률 조절 필름.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 굴절률 조절층은 상기 복수의 굴절률 조절 패턴들 주변을 둘러싸는 제1 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 굴절률 조절 필름.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 복수의 굴절률 조절 패턴들 각각은 중공 형상을 갖는 도전성 패턴을 포함하며,
    상기 굴절률 조절층은 상기 복수의 굴절률 조절 패턴들 각각의 중공 내에 배치된 제2 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 굴절률 조절 필름.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 더미 메쉬 패턴 및 상기 제2 더미 메쉬 패턴 각각은 교차하여 메쉬 구조를 형성하는 더미 도전 라인들, 및 상기 더미 도전 라인들이 절단된 분절 영역들을 포함하는, 굴절률 조절 필름.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 굴절률 조절 패턴들 각각은 중공의 원 형상, 중공의 사각 형상, 또는 십자 형상을 갖는, 굴절률 조절 필름.
  12. 유전층;
    상기 유전층의 상면 상에 배치된 굴절률 조절 패턴들; 및
    상기 유전층의 상기 상면 상에서 상기 굴절률 조절 패턴들과 동일층에 배치되며, 상기 굴절률 조절 패턴들과 이격된 안테나 유닛을 포함하는, 안테나 구조체.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 굴절률 조절 패턴은 서로 다른 형상을 갖는 복수개의 굴절률 조절 패턴들을 포함하는, 안테나 구조체.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 굴절률 조절 패턴들에 의해 굴절률 조절 영역이 정의되며, 상기 안테나 유닛에 의해 안테나 영역이 정의되고, 상기 안테나 영역 및 상기 굴절률 조절 영역은 서로 인접한, 안테나 구조체.
  15. 청구항 14에 있어서, 평면 방향에서 상기 안테나 영역의 적어도 두 변이 상기 굴절률 조절 영역에 의해 둘러싸인, 안테나 구조체.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 안테나 유닛은 방사체 및 상기 방사체에 연결된 전송 선로를 포함하는, 안테나 구조체.
  17. 청구항 12에 있어서, 상기 굴절률 조절 패턴 및 상기 안테나 유닛은 각각 메쉬 구조를 갖는, 안테나 구조체.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 유전층의 상면 상에 배치되며, 상기 안테나 유닛 및 상기 굴절률 조절 패턴들의 주변을 둘러싸는 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 구조체.
  19. 청구항 12에 있어서, 상기 유전층의 하면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 구조체.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 그라운드 층은 상기 안테나 유닛과 평면 방향에서 중첩된, 안테나 구조체.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180138016A (ko) * 2017-06-20 2018-12-28 삼성전자주식회사 빔 조향 소자 및 이를 포함하는 광학 장치
CN111370870A (zh) * 2020-03-19 2020-07-03 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置及电子设备
KR20200117481A (ko) * 2019-04-04 2020-10-14 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20210004805A (ko) * 2019-07-05 2021-01-13 코닝 인코포레이티드 통신 장치 및 휴대용 단말기
KR20210031237A (ko) * 2019-09-11 2021-03-19 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180138016A (ko) * 2017-06-20 2018-12-28 삼성전자주식회사 빔 조향 소자 및 이를 포함하는 광학 장치
KR20200117481A (ko) * 2019-04-04 2020-10-14 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20210004805A (ko) * 2019-07-05 2021-01-13 코닝 인코포레이티드 통신 장치 및 휴대용 단말기
KR20210031237A (ko) * 2019-09-11 2021-03-19 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN111370870A (zh) * 2020-03-19 2020-07-03 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置及电子设备

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