KR20210064531A - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들에 따른 안테나 소자는 제1 유전층, 안테나 전극층 및 제2 유전층을 포함하며, 상기 제2 유전층은 안테나 전극층의 안테나 패턴과 부분적으로 중첩된다. 따라서, 안테나의 실장 공간을 효율적으로 사용하며 방사 전극의 구동 주파수를 제어할 수 있다.
Description
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 유전층 및 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 디스플레이 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
최근 이동통신 기술이 진화하면서, 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, 광대역 신호 송수신이 동시에 구현되기에는 한계가 있다. 예를 들면, 최근 5G의 고주파 대역의 통신의 경우 파장이 보다 짧아짐에 따라, 신호 송수신이 차단되는 경우가 발생할 수 있으며, 다중 대역의 신호 송수신을 구현하는 것이 필요할 수 있다.
상기 디스플레이 장치에 필름 또는 패치 형태로 안테나가 적용될 필요가 있으며, 상술한 고주파 통신 구현을 위해서는 박형 구조에도 불구하고 방사 특성의 신뢰성 확보를 위한 안테나 구조 설계가 필요하다.
예를 들면, 한국공개특허 제10-2005-0050076호는 두 가지 이상의 다중 대역 안테나를 개시하고 있으나, 제한된 공간 내에서 충분한 고주파 방사 신뢰성을 확보하기에는 충분하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 게인 및 신호 송수신 효율성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 게인 및 신호 송수신 효율성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 제1 유전층; 상기 제1 유전층의 상면 상에 배치되며 각각 방사 전극을 포함하는 복수의 안테나 패턴들; 및 상기 제1 유전층 상에 배치되어 상기 안테나 패턴들을 부분적으로 덮는 제2 유전층을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극들은 제1 행 방사 전극들 및 제2 행 방사 전극들을 포함하고, 상기 안테나 패턴들은 상기 제1 행 방사 전극들 각각으로부터 분기되어 연장하는 제1 전송 선로들, 상기 제2 행 방사 전극들 각각으로부터 분기되어 연장하는 제2 전송 선로들; 및 상기 제1 및 제2 전송 선로들 각각의 일단부들과 연결되는 신호 패드들을 포함하며, 상기 제2 행 방사 전극들이 상기 제1 행 방사 전극들보다 상기 신호 패드들에 인접하게 배열되는, 안테나 소자.
3. 위 2에 있어서, 상기 제2 유전층은 상기 제1 행 방사 전극들을 커버하며, 상기 제2 행 방사 전극들은 커버하지 않는, 안테나 소자.
4. 위 2에 있어서, 상기 제2 유전층은 상기 제2 행 방사 전극들을 커버하며, 상기 제1 행 방사 전극들은 커버하지 않는, 안테나 소자.
5. 위 2에 있어서, 상기 제1 행 방사 전극들 및 상기 제2 행 방사 전극들은 상기 안테나 소자의 너비 방향을 따라 교대로 배열되는, 안테나 소자.
6. 위 2에 있어서, 상기 제1 행 방사 전극 및 상기 제2 행 방사 전극은 동일한 크기를 갖는, 안테나 소자.
7. 위 1에 있어서, 상기 제1 유전층 상에 배치되며, 상기 제2 유전층에 의해 덮히지 않은 상기 안테나 패턴들의 부분들을 덮으며 상기 제2 유전층과 유전율이 상이한 제3 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 유전층 상에 배치되며, 상기 제2 유전층에 의해 덮히지 않은 상기 안테나 패턴들의 부분들을 덮으며 상기 제2 유전층보다 유전율이 낮은 제3 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
9. 위 8에 있어서, 상기 제3 유전층은 공기층을 포함하는, 안테나 소자.
10. 위 2에 있어서, 상기 신호 패드들 각각의 주변에 상기 안테나 패턴들과 전기적, 물리적으로 분리된 그라운드 패드들을 더 포함하는, 안테나 소자.
11. 위 10에 있어서, 상기 제2 유전층은 상기 신호 패드들 및 상기 그라운드 패드들은 덮지 않는, 안테나 소자.
12. 위 2에 있어서, 상기 방사 전극은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
13. 위 12에 있어서, 상기 방사 전극 주변에 상기 방사 전극과 분리된 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
14. 위 12에 있어서, 상기 제1 전송 선로들 및 상기 제2 전송 선로들은 상기 메쉬 구조를 포함하며, 상기 신호 패드들은 속이 찬 금속 패턴인, 안테나 소자.
15. 위 1 에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따른 안테나 소자는 안테나 전극층의 상면 상에 배치되며 안테나 패턴들을 부분적으로 덮는 상부 유전층 및 하부 유전층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 소자가 구동되는 주파수를 조절할 수 있으며 제한된 공간 안에서 고주파, 광대역 신호 송수신이 가능한 안테나 소자를 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 전극층의 방사 전극은 동일한 크기의 제1 행 방사 전극들 및 제2 행 방사 전극들을 포함할 수 있다. 이 경우, 안테나 소자의 상부 유전층은 제1 행 방사 전극 또는 제2 행 방사 전극과 부분적으로 중첩될 수 있다. 따라서, 상부 유전층의 유전율을 조절하여 방사 전극의 구동 주파수를 제어할 수 있다.
상기 안테나 소자는 디스플레이 장치의 전면부에 삽입 또는 실장되어 3G 이상, 예를 들면 5G 고주파 대역의 송수신을 구현할 수 있다. 또한, 상기 안테나 소자는 금속 재질의 메쉬 구조를 포함하므로, 유연성 특성이 향상되어 플렉시블 디스플레이 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들에 따른 안테나 소자는 제1 유전층, 안테나 전극층 및 제2 유전층을 포함하며, 상기 제2 유전층은 안테나 전극층의 안테나 패턴과 부분적으로 중첩된다. 따라서, 안테나의 실장 공간을 효율적으로 사용하며 방사 전극의 구동 주파수를 제어할 수 있다.
상기 안테나 소자는 예를 들면, 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 안테나 소자는 예를 들면, 3G 내지 5G 이동통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 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.
이하 도면들에서, 예를 들면 안테나 전극층(100)의 상면에 평행하며, 서로 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다. 안테나 전극층(100)의 상면에 대해 수직한 방향은 제3 방향으로 정의된다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 상기 안테나 소자의 길이 방향, 상기 제2 방향은 상기 안테나 소자의 너비 방향, 상기 제3 방향은 상기 안테나 소자의 두께 방향에 해당될 수 있다. 상기 방향의 정의는 나머지 도면들에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 제1 유전층(90), 제1 유전층(90)의 상면 상에 배치된 안테나 전극층(100) 및 안테나 전극층(100)의 상면 상에 배치된 제2 유전층(110)을 포함할 수 있다.
제1 유전층(90)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유리, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 유전층(90)은 안테나 전극층(100)이 형성되는 안테나 소자의 필름 기재로서 기능할 수 있다. 또한, 접힐 수 있는 유연성을 갖는 소재를 사용하여 플렉시블 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 투명 필름이 제1 유전층(90)으로 제공될 수 있다. 상기 투명 필름은 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등의 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 투명 필름이 제1 유전층(90)으로 활용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 제1 유전층(90)에 포함될 수 있다.
안테나 전극층(100)은 유전층(90)의 상면 상에 배치될 수 있다. 안테나 전극층(100)은 상기 안테나 소자의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 안테나 패턴은 방사 전극(135, 165), 전송 선로(130, 160) 및 패드 전극(125)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 패턴을 포함하는 안테나 전극층(100)의 구체적인 구조는 이하 도 2를 활용하여 후술하였다.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 전극층(100)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), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 방사 전극(140)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있으며, 예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 전극층(100)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 금속 산화물을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 안테나 전극층(100)은 적어도 1층의 금속 또는 합금층, 및 투명 금속 산화물층을 포함하는 복층 구조를 가질 수도 있다.
제2 유전층(110)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유리, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 유전층(90) 및 제2 유전층(110)은 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제2 유전층(110)은 코팅 또는 필름 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 유전층(110)의 유전율은 약 1 내지 10 범위로 조절될 수 있다. 바람직하게는, 제2 유전층(110)의 유전율은 약 1 내지 5의 범위로 조절될 수 있다.
제2 유전층(110)의 유전율을 조절하여 방사 전극(135, 165)의 구동 주파수를 조절할 수 있다. 따라서, 방사 전극(135, 165)의 크기를 조절하지 않고도 원하는 고주파 대역에서의 신호 송수신을 구현하고 안테나 소자의 실장 공간을 확보할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 안테나 소자는 제1 유전층(90)의 상면 상에 형성된 안테나 전극층(100)을 포함하며, 안테나 전극층(100)은 복수의 안테나 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 패턴은 박막 투명 금속 층 형태의 속이 찬 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 저항이 보다 감소하여 급전 및 전력 효율이 보다 향상될 수 있다.
상기 안테나 패턴은 방사 전극(135, 165) 및 전송 선로(130, 160)를 포함할 수 있다. 상기 안테나 패턴은 전송 선로(130, 160)의 말단과 연결된 신호 패드(121)를 더 포함할 수 있다.
전송 선로(130, 160)는 방사 전극(135, 165)의 중앙부로부터 돌출되어 연장될 수 있다. 이 경우, 전송 선로(130, 160)는 방사 전극(135, 165)과 실질적으로 일체의 단일 부재로서 형성될 수 있다.
신호 패드(121)는 전송 선로(130, 160)를 통해 방사 전극(135, 165)과 전기적으로 연결되며, 구동 집적 회로부(예를 들면, IC 칩)와 방사 전극(135, 165)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
예를 들면, 신호 패드(121) 상에 연성 회로 기판(FPCB)과 같은 회로 기판이 접합되며, 상기 연성 회로 기판 상에 상기 구동 회로부가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴 및 상기 구동 회로부 사이에서 신호 송수신이 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신호 패드(121)를 사이에 두고 한 쌍의 그라운드 패드들(123)이 배치될 수 있다. 그라운드 패드들(123)은 신호 패드(121) 및 전송 선로(130, 160)와 전기적으로 분리될 수 있다.
패드 전극(125)은 신호 패드(121) 및 그라운드 패드(123)를 포함할 수 있다. 패드 전극(125)은 신호 저항 감소를 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 방사 전극(135, 165), 전송 선로(130, 160) 및 패드 전극(125)은 모두 제1 유전층(90)의 상기 상면 상에서 동일 평면 또는 동일 레벨 상에 위치할 수 있다.
상기 안테나 패턴은 동일한 크기의 제1 행 방사 전극(135) 및 제2 행 방사 전극(165)을 포함하는 제1 안테나 패턴 및 제2 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 동일한 크기의 방사 전극들(135, 165)은 구현 가능한 범위 내의 가장 고주파 대역으로 설계되어 상부에 유전층이 중첩된 안테나 패턴들이 상대적으로 낮은 주파수 대역을 구현할 수 있다. 따라서, 서로 다른 크기의 안테나 패턴을 제조하지 않고도 다양한 주파수 대역을 송수신할 수 있는 안테나 소자를 제공할 수 있다.
제1 행 방사 전극(135) 및 제2 행 방사 전극(165)은 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 사각형, 육각형 등의 형상을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 방사 전극들(135,165)의 형상은 예시적인 것이며, 방사 효율 등을 고려하여 적절하게 변경될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 방향을 따라 복수의 안테나 패턴들이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 복수의 안테나 패턴들은 서로 다른 주파수에 감도를 갖는 안테나 패턴들을 포함하며 상기 안테나 소자의 주파수 커버리지 및 게인 특성을 증가시킬 수 있다.
제1 행 방사 전극들(135) 및 제2 행 방사 전극들(165)이 평면 방향에서 교대로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제1 행 방사 전극들(135) 및 제2 행 방사 전극들(165)은 안테나 소자의 너비 방향을 따라 교대로 배열될 수 있다. 따라서, 인접한 상기 제1 안테나 패턴 및 상기 제2 안테나 패턴 사이의 방사 간섭이 방지될 수 있다. 또한, 상기 제1 안테나 패턴 및 상기 제2 안테나 패턴 사이의 기생 커패시턴스 발생에 의한 신호 교란이 억제될 수 있다. 이 경우, 이웃하는 제1 행 방사 전극(135) 사이의 이격 거리 및 이웃하는 제2 행 방사 전극(165) 사이의 이격 거리는 각각 공진 주파수의 반 파장 이상일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 행 방사 전극들(135)은 제1 유전층(90)의 제1 영역(I)상에 배치될 수 있다. 또한 제2 행 방사 전극들(165)은 제1 유전층(90)의 제2 영역(II)상에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 유전층(110)은 제1 행 방사 전극(135) 및 제2 행 방사 전극(165)의 상면 상에 배치되며 방사 전극들(135, 165)을 부분적으로 덮을 수 있다. 예를 들면, 제2 유전층(110)은 상기 제1 영역(I)에 전체적으로 형성되어 제1 행 방사 전극들(135)과 중첩될 수 있다.
따라서, 제2 유전층(110)이 중첩된 제1 행 방사 전극(135)의 구동 주파수를 원하는 대역으로 조절할 수 있고, 이에 따라 상기 안테나 소자의 실장 공간을 효율적으로 활용하며 다중 대역의 신호 송수신을 구현할 수 있다.
도 3 및 도4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조로 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략되었다.
도 3을 참조하면, 상기 안테나 소자는 안테나 전극층(100)의 상면 상에 배치되며 복수의 안테나 패턴을 부분적으로 덮는 제2 유전층(110)을 포함할 수 있다.
상기 안테나 패턴은 동일한 크기의 제1 행 방사 전극(135) 및 제2 행 방사 전극(165)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 유전층(110)은 제1 행 방사 전극(135) 및 제2 행 방사 전극(165)의 상면 상에 배치되며 방사 전극들(135, 165)을 부분적으로 덮을 수 있다. 예를 들면, 제2 유전층(110)은 상기 제2 영역(II)에 전체적으로 형성되어 제2 행 방사 전극들(165)과 중첩될 수 있다.
따라서, 제2 유전층(110)이 중첩된 제2 행 방사 전극(165)의 구동 주파수를 원하는 대역으로 조절할 수 있고, 이에 따라 상기 안테나 소자의 실장 공간을 효율적으로 활용하며 다중 대역의 신호 송수신을 구현할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 유전층(110)은 패드 전극(125)을 덮지 않을 수 있다. 따라서, 실질적으로 제2 행 방사 전극(165)만을 부분적으로 덮을 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 안테나 소자는 안테나 전극층(100)의 상면 상에 배치되며 복수의 안테나 패턴을 부분적으로 덮는 제2 유전층(110)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 유전층(110)은 방사 전극들(135, 165)을 부분적으로 덮을 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 유전율을 갖는 제2(110) 유전층이 복수의 방사 전극들 중 일부를 덮을 수 있다.
따라서, 제2 유전층(110)이 중첩된 방사 전극의 구동 주파수를 원하는 대역으로 조절할 수 있고, 이에 따라 3종 이상의 복수 주파수에 대해 송수신 가능한 안테나 소자를 제공할 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 측면도이다. 구체적으로, 상기 제2 방향에서 바라본 상기 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조로 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략되었다.
도 5를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 제1 유전층(90), 제1 유전층(90)의 상면 상에 배치된 안테나 전극층(100) 및 안테나 전극층(100)의 상면 상에 배치된 제2 유전층(110)을 포함할 수 있다.
제2 유전층(110)은 안테나 전극층(100)의 적어도 일부와 중첩되며, 구체적으로는 안테나 전극층(100)의 방사 전극(135, 165)을 부분적으로 덮을 수 있다. 예를 들면, 제2 유전층(110)은 방사 전극(135, 165)과 직접 접촉될 수 있다. 따라서, 제2 유전층(110)의 유전율을 조절하여 제2 유전층(110)과 직접 접촉하는 안테나 패턴의 구동 주파수를 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 영역(I)에 제1 행 방사 전극들(135)이 배치되고 제2 영역(II)에 제2 행 방사 전극들(165)이 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 유전층(110)은 상기 제1 영역(I)에 전체적으로 형성되어 제1 행 방사 전극들(135)과 직접 접촉될 수 있다. 또한, 제2 유전층(110)은 상기 제2 영역(II)에 전체적으로 형성되어 제2 행 방사 전극들(165)과 직접 접촉될 수 있다.
안테나 전극층(100)의 상면 상에 제2 유전층(110)이 형성되지 않는 부분에는 제2 유전층(110)과 유전율이 상이한 제3 유전층(105)이 존재할 수 있다. 이 경우 제3 유전층(105)은 제2 유전층(110)보다 유전율이 낮을 수 있다. 예를 들면, 제3 유전층(105)은 공기층을 포함할 수 있다.
따라서, 제2 유전층(110) 및 제3 유전층(105)의 유전율을 다르게 형성함으로써 각각 제2 유전층(110) 및 제3 유전층(105)이 덮인 제 방사 전극의 구동 주파수를 원하는 대역으로 조절할 수 있다. 이에 따라 3종 이상의 복수 주파수에 대해 송수신 가능한 안테나 소자를 제공할 수 있다.
제2 유전층(110) 및 제3 유전층(105)은 안테나 전극층(100)의 상면 상에서 동일 평면 또는 동일 레벨 상에 위치할 수 있다. 제2 유전층(110)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 제2 유전층(110)의 유전율 및 구동 주파수의 조절 범위를 고려하여 5 내지 1000㎛로 형성될 수 있다. 바람직 하게는, 제2 유전층(110)의 두께는 20 내지 800㎛로 형성될 수 있다. 상기 두께 범위를 초과 하는 경우, 디스플레이 패널의 박형화 구현이 어려워지며 플렉서블 특성이 악화될 수 있다. 또한, 상기 두께 범위에 미달하는 경우 제2 유전층(110)을 통한 안테나 패턴의 주파수 조절이 실질적으로 불가능할 수 있다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 2 및 도 3을 참조로 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략되었다.
도 6을 참조하면, 상기 안테나 소자는 상기 안테나 패턴의 투과도 향상을 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다.
예를 들면, 방사 전극(135, 165)은 내부에 상기 금속 또는 합금을 포함하는 전극 라인들이 메쉬 형태로 교차된 구조를 가질 수 있다. 또한, 방사 전극(135, 165)으로부터 분기되는 전송 선로(130, 160) 역시 상기 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 신호 패드(121)는 신호 전달 속도 향상 및 저항 감소를 위해 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다.
제1 행 방사 전극(135) 및 제2 행 방사 전극(165)을 포함하는 제1 안테나 패턴 및 제2 안테나 패턴의 주변에 메쉬 구조의 더미 메쉬 전극(170)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 방사 전극(135, 165)의 테두리를 따라 형성된 분리 영역에 의해 방사 전극(135, 165) 및 더미 메쉬 전극(170)이 서로 분리 및 절연될 수 있다. 이 경우, 제1 유전층(90)의 상면 상에 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 안테나 전극층(100)을 형성할 수 있다. 이 후, 상기 안테나 패턴들의 프로파일을 따라 안테나 전극층(100)을 부분적으로 식각하여 상기 안테나 패턴들을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 패턴들로 변환된 부분을 제외한 안테나 전극층(100)의 나머지 부분이 더미 메쉬 전극(170)으로 사용될 수 있다.
더미 메쉬 전극(170)은 안테나 구동 집적 회로 칩(IC 칩)과 미연결되어 방사 구동이 실질적으로 미수행되는 패턴일 수 있다.
더미 메쉬 전극(170)은 방사 전극(135, 165)과 실질적으로 동일하거나 유사한 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자의 투과율을 향상시키면서 패턴 형상의 차이에 따른 방사 전극(135, 165)의 시인을 방지할 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 6은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(200)는 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)을 포함할 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 표시 영역(210)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 소자는 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 패치 또는 필름 형태로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 소자의 방사 전극(135, 165)은 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)에 적어도 부분적으로 대응되도록 배치되며, 패드 전극(125)은 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 안테나 패턴들은 디스플레이 장치 모듈의 외곽 영역을 따라 배치될 수 있으며, 주변 영역(220)에 위치할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴의 패드 전극들(125)이 디스플레이 장치의 주변 영역(220) 내에 배치될 수 있다.
주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 또한, 주변 영역(220) 내에는 상기 안테나 소자의 구동/방사 특성을 조절 하고, 급전 신호 공급을 위한 구동 집적 회로(IC) 칩이 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 소자의 패드 전극(125)을 상기 구동 집적 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴들에 포함된 제1 행 방사 전극(135) 및 제2 행 방사 전극(165)의 일부는 표시 영역(310) 내에 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 메쉬 구조를 활용하여 방사 전극들(135, 165)의 시인성을 감소시킬 수 있다.
상기 안테나 패턴 또는 방사 전극들(135, 165)이 메쉬 구조를 포함함에 따라, 안테나 소자의 전체적인 투과율이 향상될 수 있다. 또한, 메쉬 구조를 갖는 더미 메쉬 전극(170)이 배치되어 패턴 균일성이 증진될 수 있다. 따라서, 패턴 편차에 의해 상기 안테나 패턴이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 예를 들면, 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 디스플레이 장치 등에 적용되어 안테나 실장 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 다중 대역 신호 송수신을 통해 고효율, 고전력 통신을 효과적으로 구현할 수 있다. 상기 안테나 소자는 디스플레이 장치, 이동식 통신 기기 등 다양한 디바이스, 구조물에 효과적으로 적용될 수 있다.
90: 제1 유전층
100: 안테나 전극층
110: 제2 유전층 105: 제3 유전층
135: 제1 행 방사 전극 130: 제1 전송 선로
121: 신호 패드 123: 그라운드 패드
125: 패드 전극 165: 제2 행 방사 전극
160: 제2 전송 선로 170: 더미 메쉬 전극
200: 디스플레이 장치 210: 표시 영역
220: 주 영역
110: 제2 유전층 105: 제3 유전층
135: 제1 행 방사 전극 130: 제1 전송 선로
121: 신호 패드 123: 그라운드 패드
125: 패드 전극 165: 제2 행 방사 전극
160: 제2 전송 선로 170: 더미 메쉬 전극
200: 디스플레이 장치 210: 표시 영역
220: 주 영역
Claims (15)
- 제1 유전층;
상기 제1 유전층의 상면 상에 배치되며 각각 방사 전극을 포함하는 복수의 안테나 패턴들; 및
상기 제1 유전층 상에 배치되어 상기 안테나 패턴들을 부분적으로 덮는 제2 유전층을 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극들은 제1 행 방사 전극들 및 제2 행 방사 전극들을 포함하고,
상기 안테나 패턴들은 상기 제1 행 방사 전극들 각각으로부터 분기되어 연장하는 제1 전송 선로들, 상기 제2 행 방사 전극들 각각으로부터 분기되어 연장하는 제2 전송 선로들; 및 상기 제1 및 제2 전송 선로들 각각의 일단부들과 연결되는 신호 패드들을 포함하며,
상기 제2 행 방사 전극들이 상기 제1 행 방사 전극들보다 상기 신호 패드들에 인접하게 배열되는, 안테나 소자.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제2 유전층은 상기 제1 행 방사 전극들을 커버하며, 상기 제2 행 방사 전극들은 커버하지 않는, 안테나 소자.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제2 유전층은 상기 제2 행 방사 전극들을 커버하며, 상기 제1 행 방사 전극들은 커버하지 않는, 안테나 소자.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제1 행 방사 전극들 및 상기 제2 행 방사 전극들은 상기 안테나 소자의 너비 방향을 따라 교대로 배열되는, 안테나 소자.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제1 행 방사 전극 및 상기 제2 행 방사 전극은 동일한 크기를 갖는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 유전층 상에 배치되며, 상기 제2 유전층에 의해 덮히지 않은 상기 안테나 패턴들의 부분들을 덮으며 상기 제2 유전층과 유전율이 상이한 제3 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 유전층 상에 배치되며, 상기 제2 유전층에 의해 덮히지 않은 상기 안테나 패턴들의 부분들을 덮으며 상기 제2 유전층보다 유전율이 낮은 제3 유전층을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 8에 있어서, 상기 제3 유전층은 공기층을 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 2에 있어서, 상기 신호 패드들 각각의 주변에 상기 안테나 패턴들과 전기적, 물리적으로 분리된 그라운드 패드들을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 10에 있어서, 상기 제2 유전층은 상기 신호 패드들 및 상기 그라운드 패드들은 덮지 않는, 안테나 소자.
- 청구항 2에 있어서, 상기 방사 전극은 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 12에 있어서, 상기 방사 전극 주변에 상기 방사 전극과 분리된 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
- 청구항 12에 있어서, 상기 제1 전송 선로들 및 상기 제2 전송 선로들은 상기 메쉬 구조를 포함하며, 상기 신호 패드들은 속이 찬 금속 패턴인, 안테나 소자.
- 청구항 1 에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020190152846A KR20210064531A (ko) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190152846A KR20210064531A (ko) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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ID=76396819
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| KR1020190152846A KR20210064531A (ko) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023286883A1 (ko) * | 2021-07-12 | 2023-01-19 | 엘지전자 주식회사 | 안테나 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050050076A (ko) | 2002-08-07 | 2005-05-27 | 텔레콤 이탈리아 소시에떼 퍼 아찌오니 | 이중대역 안테나 시스템 |
-
2019
- 2019-11-26 KR KR1020190152846A patent/KR20210064531A/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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| KR20050050076A (ko) | 2002-08-07 | 2005-05-27 | 텔레콤 이탈리아 소시에떼 퍼 아찌오니 | 이중대역 안테나 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023286883A1 (ko) * | 2021-07-12 | 2023-01-19 | 엘지전자 주식회사 | 안테나 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치 |
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Legal Events
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Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20191126 |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20231119 Patent event code: PE09021S01D |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240614 Patent event code: PE09021S01D |
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Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20250203 |