Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2020204613A1 - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2020204613A1
WO2020204613A1 PCT/KR2020/004487 KR2020004487W WO2020204613A1 WO 2020204613 A1 WO2020204613 A1 WO 2020204613A1 KR 2020004487 W KR2020004487 W KR 2020004487W WO 2020204613 A1 WO2020204613 A1 WO 2020204613A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
antenna element
radiation
antenna
pattern
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/004487
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
허윤호
김종민
류한섭
홍원빈
Original Assignee
동우화인켐 주식회사
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우화인켐 주식회사, 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 동우화인켐 주식회사
Priority to CN202080026301.5A priority Critical patent/CN113661609B/zh
Publication of WO2020204613A1 publication Critical patent/WO2020204613A1/ko
Priority to US17/492,903 priority patent/US11955704B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/364—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H01Q1/523—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between antennas of an array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/005—Patch antenna using one or more coplanar parasitic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path

Definitions

  • the present invention relates to an antenna element and a display device including the same.
  • it relates to an antenna element including an electrode pattern and a display device including the same.
  • wireless communication technologies such as Wi-Fi and Bluetooth are combined with a display device and implemented in the form of, for example, a smartphone.
  • an antenna may be coupled to the display device to perform a communication function.
  • an antenna for performing communication in a high frequency or ultra high frequency band needs to be coupled to the display device.
  • the antenna is also being developed in the form of a film or patch including, for example, a thin film electrode.
  • the antenna includes a radiation electrode, and in order to improve the transparency of the antenna, the radiation electrode may be formed in a mesh shape.
  • the radiation electrodes include electrode lines crossing each other, the electrode lines can be visually recognized by the user of the image display device.
  • Korean Patent Application Publication No. 2013-0095451 discloses an antenna integrated with a display panel, but does not consider both electrode visibility and radiation efficiency included in the antenna.
  • An object of the present invention is to provide an antenna element having improved visual characteristics and radiation reliability.
  • An object of the present invention is to provide a display device including an antenna element having improved visual characteristics and radiation reliability.
  • dielectric layer An antenna pattern disposed on an upper surface of the dielectric layer and including a radiation electrode and a transmission line connected to the radiation electrode; A dummy electrode separated from the antenna pattern on the upper surface of the dielectric layer to at least partially surround the antenna pattern; And a blocking pattern arranged around the antenna pattern in the dummy electrode.
  • the radiation electrodes include a first radiation electrode and a second radiation electrode adjacent to each other, and the first radiation electrode and the second radiation electrode are coupled through the transmission line to form a radiation electrode group. To form an antenna element.
  • the distance between the radiation electrode and the dummy electrode is 2 to 10 ⁇ m, the antenna element.
  • the antenna pattern, the dummy electrode, and the blocking pattern are silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), respectively, Chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni),
  • An antenna element comprising at least one selected from the group consisting of zinc (Zn), molybdenum (Mo), calcium (Ca), and alloys thereof.
  • a display device including the film antenna according to the above-described embodiments.
  • the antenna element according to embodiments of the present invention may include a radiation electrode having a mesh structure and a dummy electrode having a mesh structure around the radiation electrode.
  • an island-shaped blocking pattern may be included in the dummy electrode. Radiation absorption to the dummy electrode and generation of a fringing field may be blocked by the blocking pattern. Accordingly, it is possible to implement excellent optical characteristics together while maintaining the gain and directivity of the antenna element.
  • 1 and 2 are schematic cross-sectional views and plan views, respectively, illustrating antenna elements according to exemplary embodiments.
  • FIG 3 is a schematic plan view for explaining radiation characteristics in an antenna element according to a comparative example.
  • FIG. 4 is a schematic plan view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a display device according to example embodiments.
  • Embodiments of the present invention include a radiation electrode and a dummy electrode, and provide an antenna element having improved radiation reliability by utilizing a blocking pattern formed in the dummy electrode.
  • the antenna element may be, for example, a microstrip patch antenna manufactured in the form of a transparent film.
  • the film antenna may be applied to, for example, a communication device for high-frequency or ultra-high frequency (eg, 3G, 4G, 5G or higher) mobile communication.
  • embodiments of the present invention provide a display device including the antenna element.
  • the object to which the antenna element is applied is not limited to a display device, and may be applied to various objects or structures such as vehicles, home appliances, and buildings.
  • 1 and 2 are schematic cross-sectional views and plan views, respectively, illustrating antenna elements according to exemplary embodiments.
  • antenna elements according to exemplary embodiments are disposed on a dielectric layer 100, a first electrode layer 110 disposed on an upper surface of the dielectric layer 100, and a lower surface of the dielectric layer 100
  • the second electrode layer 90 may be included.
  • the dielectric layer 100 may include an insulating material having a predetermined dielectric constant.
  • the dielectric layer 100 may include, for example, an inorganic insulating material such as glass, silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide, or an organic insulating material such as an epoxy resin, an acrylic resin, or an imide-based resin.
  • the dielectric layer 100 may function as a film substrate for an antenna element on which the first electrode layer 110 is formed.
  • a transparent film may be provided as the dielectric layer 100.
  • the transparent film may include, for example, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene terephthalate; Cellulose resins such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose; Polycarbonate resin; Acrylic resins such as polymethyl (meth)acrylate and polyethyl (meth)acrylate; Styrene resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer; Polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefin having a cyclo-based or norbornene structure, and ethylene-propylene copolymer; Vinyl chloride resin; Amide resins such as nylon and aromatic polyamide; Imide resin; Polyethersulfone resin; Sulfone resin; Polyether ether ketone resin; Sulfide polyphenylene resin; Vinyl alcohol
  • an adhesive film such as an optically clear adhesive (OCA) or an optically clear resin (OCR) may be included in the dielectric layer 100.
  • OCA optically clear adhesive
  • OCR optically clear resin
  • the dielectric constant of the dielectric layer 100 may be adjusted in the range of about 1.5 to 12. When the dielectric constant exceeds about 12, the driving frequency is excessively reduced, so that driving in a desired high frequency band may not be implemented.
  • the first electrode layer 110 may include an antenna pattern including a radiation electrode 112 and a feeding line 114.
  • the first electrode layer 110 may further include a dummy electrode 130 arranged around the antenna pattern.
  • the first electrode layer 110 is silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W). ), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), molybdenum (Mo), calcium (Ca ) Or an alloy thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the first electrode layer 110 may include silver (Ag) or a silver alloy to implement low resistance, and may include, for example, a silver-palladium-copper (APC) alloy.
  • Ag silver
  • APC silver-palladium-copper
  • the first electrode layer 110 may include copper (Cu) or a copper alloy to implement a low resistance and fine line width pattern.
  • the first electrode layer 110 may include a copper-potassium (Cu-Ca) alloy.
  • the first electrode layer 110 may include a transparent conductive oxide such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (ITZO), and zinc oxide (ZnOx).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ITZO indium zinc tin oxide
  • ZnOx zinc oxide
  • the first electrode layer 110 may have a multilayer structure including at least one metal or alloy layer and a transparent metal oxide layer.
  • the antenna pattern or the radiation electrode 112 may include a mesh structure (a first mesh structure). Accordingly, the transmittance of the radiation electrode 112 may be increased, and the flexibility of the antenna element may be improved. Therefore, the antenna element can be effectively applied to a flexible display device.
  • the dummy electrode 130 may also include a mesh structure (a second mesh structure).
  • the first mesh structure and the second mesh structure may have the same structure.
  • the line width and spacing (pitch) of electrode lines included in the first mesh structure and the second mesh structure may be substantially the same.
  • first mesh structure and the second mesh structure may be different from each other.
  • the transmission line 114 may extend from one end of the radiation electrode 112.
  • the transmission line 114 may protrude from the center of the radiation electrode 112 and extend.
  • the transmission line 114 includes substantially the same conductive material as the radiation electrode 112, and may be formed through substantially the same etching process. In this case, the transmission line 114 may be integrally connected with the radiation electrode 112 to be provided as a substantially single member.
  • the transmission line 114 and the radiation electrode 112 may include substantially the same mesh structure (first mesh structure).
  • the dummy electrode 130 including the second mesh structure is spaced apart from the radiation electrode 112 and the transmission line 114 by a predetermined distance, and is formed along the circumference of the radiation electrode 112 and the transmission line 114. I can.
  • the conductive layer may be etched to form a mesh layer. Thereafter, while forming the mesh layer, the conductive layer may be etched along the profiles of the radiation electrode 112 and the transmission line 114 to form the first separation region 120a.
  • the antenna pattern including the radiation electrode 112 and the transmission line 114 and the dummy electrode 130 may be separated from the mesh layer by the first separation region 120a.
  • a separation distance between the antenna pattern and the dummy electrode 130 may be about 2 to 10 ⁇ m. Signal interference caused by the dummy electrode 130 may be reduced while preventing electrode visibility within the above range.
  • a line width of an electrode line included in the antenna pattern and the dummy electrode 130 to form a mesh structure may be about 2 to 10 ⁇ m and a thickness of about 100 to 5,000 ⁇ . In the above range, it is possible to improve the transmittance of the antenna element while lowering the resistance of the antenna pattern.
  • the dummy electrode 130 may include a blocking pattern 135.
  • the blocking pattern 135 may share the second mesh structure included in the dummy electrode 130.
  • the blocking pattern 135 may have an island shape isolated within the dummy electrode 130. For example, a portion of the mesh layer included in the dummy electrode 130 may be etched along the profile of the blocking pattern 135 to form the second separation region 120b. An island-shaped blocking pattern 135 may be defined through the second separation region 120b.
  • a plurality of blocking patterns 135 may be arranged along the periphery of the radiation electrode 112. In some embodiments, as shown in FIG. 2, a blocking pattern 135 may be disposed around the transmission line 114 as well.
  • the blocking pattern 135 may block induced current and self-emission occurring in the dummy electrode 130 by a fringing field from the radiation electrode 112 to the dummy electrode 130.
  • the blocking pattern 135 may be provided as a bandpass filter or an LC element to block radiation absorption and induced current from the dummy electrode 130.
  • the area ratio of each blocking pattern 135 to the area of the radiation electrode 112 may range from about 0.4 to 0.85. Within the above range, high-frequency or ultra-high frequency communication characteristics corresponding to, for example, 3G, 4G, 5G or higher bands may be substantially implemented together with filtering through the blocking pattern 135.
  • a pad electrode 116 may be disposed at one end of the antenna element.
  • the pad electrode 116 may include a signal pad 116a and a ground pad 116b.
  • the signal pad 116a is electrically connected to the radiation electrode 112 through the transmission line 114, and may electrically connect the driving circuit unit (eg, an IC chip) and the radiation electrode 112.
  • a circuit board such as a flexible circuit board (FPCB) is bonded to the signal pad 116a, and the driving circuit unit may be disposed on the flexible circuit board. Accordingly, signal transmission/reception may be implemented between the antenna pattern and the driving circuit unit.
  • the driving circuit unit may be directly mounted on the surface of the flexible circuit board.
  • a pair of ground pads 116b may be electrically and physically spaced apart from the signal pad 116a with the signal pad 116a interposed therebetween to face each other. Accordingly, vertical radiation and horizontal radiation may be implemented through the antenna element.
  • the pad electrode 116 may have a solid structure including the above-described metal or alloy to reduce signal resistance.
  • the pad electrode 116 may be positioned on the same layer as the antenna pattern (eg, the upper surface of the dielectric layer 100).
  • the pad electrode 116 may be positioned on a different layer from the antenna pattern.
  • an insulating layer covering the antenna pattern may be formed, and a pad electrode 116 may be formed on the insulating layer.
  • the signal pad 116a may be electrically connected to the transmission line 114 through a contact penetrating the insulating layer.
  • the second electrode layer 90 may be provided as a ground electrode or a ground layer of the antenna pattern.
  • capacitance or inductance is formed in the thickness direction of the antenna element between the radiation electrode 112 and the second electrode layer 90 by the dielectric layer 100, so that the antenna element is driven.
  • a frequency band that can be sensed can be adjusted.
  • the antenna element may be provided as a vertical radiation antenna through the second electrode layer 90.
  • the second electrode layer 90 may include a metal substantially the same as or similar to the first electrode layer 110.
  • a conductive member of the display device on which the antenna element is mounted may be provided as the second electrode layer 90.
  • the conductive member may include, for example, a gate electrode of a thin film transistor (TFT) included in a display panel, various wirings such as scan lines or data lines, or various electrodes such as pixel electrodes and common electrodes.
  • TFT thin film transistor
  • the transmittance of the antenna element may be improved.
  • a dummy electrode 130 including a second mesh structure and a blocking pattern 135 may be arranged around the antenna pattern. Accordingly, it is possible to block self-emission and induced current by the dummy electrode 130 and prevent the antenna pattern from being visually recognized by a user of the display device according to a difference in electrode arrangement for each location.
  • FIG 3 is a schematic plan view for explaining radiation characteristics in an antenna element according to a comparative example.
  • a dummy electrode 137 in which a member functioning as a filter is omitted, such as the blocking pattern 135 according to an embodiment of the present invention, may be formed around the radiation electrode 112. .
  • a fringing field may occur from the radiation electrode 112 to the dummy electrode 137. Accordingly, as indicated by a dotted arrow, an induced current due to the fringing field may be generated in the dummy electrode 137.
  • Self-emission may occur within the dummy electrode 137 by the induced current, and radiation interference with the radiation electrode 112 may occur, resulting in deterioration of gain and directivity, and impedance mismatching.
  • the blocking pattern 135 may block or filter the fringing field directed to the dummy electrode 130. Accordingly, the degree of field concentration between the radiation electrode 112 and the second electrode layer 90 is improved, and radiation reliability and gain characteristics may be improved.
  • FIG. 4 is a schematic plan view illustrating an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • a plurality of antenna patterns including a radiation electrode 112 and a transmission line 114 may be arranged in an array form.
  • the antenna patterns may be regularly arranged in a row direction.
  • a pad electrode 116 is provided for each antenna pattern, and power supply and antenna driving control may be independently performed for each antenna pattern through the signal pad 116a.
  • the blocking patterns 135 may be arranged along the periphery of each antenna pattern. In some embodiments, the blocking patterns 135 may be distributed over substantially the entire area of the dummy electrode 130. Accordingly, even in a region relatively far from the radiation electrode 112, self-emission of the dummy electrode 130 is blocked, thereby improving the radiation reliability and efficiency of the radiation electrode 112.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing an antenna element according to some exemplary embodiments.
  • adjacent radiation electrodes may be coupled to form a radiation electrode group 113.
  • first radiation electrode 112a and the second radiation electrode 112b adjacent to each other may be coupled through the transmission line 114 to form the radiation electrode group 113.
  • Pad electrodes 116 are provided for each radiation electrode group 113 so that independent power supply and control can be performed.
  • independent antenna driving may be implemented for each radiation electrode group 113 while amplifying a gain amount through the radiation electrode.
  • the blocking patterns 135 may be arranged along the periphery of the radiation electrode group 113. Also, the blocking pattern 135 may be disposed between the first radiation electrode 112a and the second radiation electrode 112b included in the radiation electrode group 113. Accordingly, induced current and self-emission generated in the portion of the dummy electrode 130 between the first and second radiation electrodes 112a and 112b may be blocked.
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a display device according to example embodiments.
  • FIG. 6 shows an external shape including a window of a display device.
  • the display device 200 may include a display area 210 and a peripheral area 220.
  • the peripheral area 220 may be disposed on both sides and/or both ends of the display area 210, for example.
  • the above-described antenna element may be inserted into the peripheral area 220 of the display apparatus 200 in the form of a patch or film.
  • the radiation electrode 112 of the above-described film antenna is disposed to at least partially correspond to the display area 210 of the display device 200, and the pad electrode 116 is formed of the display device 200. It may be arranged to correspond to the peripheral area 220.
  • the peripheral area 220 may correspond to, for example, a light blocking portion or a bezel portion of an image display device.
  • a driving circuit such as the display device 200 and/or an IC chip of the antenna element may be disposed in the peripheral area 220.
  • a signal transmission/reception path can be shortened and signal loss can be suppressed.
  • the dummy electrode 130 of the antenna element may be disposed in the display area 210.
  • the second electrode layer 90 of the antenna element may be disposed in the display area 210.
  • the dummy electrode 130 may be disposed to prevent visibility of the electrode line included in the antenna pattern, and the blocking pattern 135 may be distributed within the dummy electrode 130 to suppress radiation interference caused by the dummy electrode 130. Also, operation reliability in the display panel included in the display apparatus 200 may be improved by suppressing the induced current in the dummy electrode 130.
  • a first electrode layer and a second electrode layer having a mesh structure were formed on the upper and lower surfaces of the glass (0.7T) dielectric layer using an alloy (APC) of silver (Ag), palladium (Pd), and copper (Cu), respectively.
  • the electrode line included in the mesh structure was formed to have a line width of 3 ⁇ m and an electrode thickness (or height) of 2000 ⁇ .
  • the first electrode layer was etched to form a first separation region (3 ⁇ m in width) to form a dummy electrode and a radiation electrode.
  • the size of the radiation electrode was 1.86 mm ⁇ 2.17 mm (4.03 mm 2 ).
  • the dummy electrode was partially etched to form a second separation region to form blocking patterns around the blocking pattern radiation electrode.
  • Antenna element samples were prepared while changing the size (area) of each blocking pattern.
  • An antenna element sample was manufactured in the same manner as in Example except that the blocking pattern formation in the dummy electrode was omitted.
  • the current supplied to the radiation electrode by the dummy electrode was excessively absorbed, and the radiation loss was significantly increased.

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 유전층, 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 방사 전극과 연결된 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴, 유전층의 상면 상에서 안테나 패턴과 분리되어 안테나 패턴을 적어도 부분적으로 둘러싸는 더미 전극, 및 더미 전극 내에서 안테나 패턴 주변에 배열된 블로킹 패턴을 포함한다. 블로킹 패턴을 통해 더미 전극으로부터의 방사 간섭을 방지하여 방사 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전극 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, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 또한, 최근 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이와 같은 박형, 고투명, 고해상도의 디스플레이 장치가 개발되면서, 상기 안테나 역시 예를 들면, 박막 전극을 포함한 필름 혹은 패치 형태로 개발되고 있다.
상기 안테나는 방사 전극을 포함하며, 안테나의 투명도를 향상시키기 위해 예를 들면, 메쉬 형태로 방사 전극을 형성할 수 있다. 이 경우, 방사 전극은 서로 교차하는 전극 라인들을 포함하므로 전극 라인들이 화상 표시 장치의 사용자에게 시인될 수 있다.
전극 라인의 시인을 방지하기 위해 방사 전극 주변에 상기 메쉬 패턴과 유사한 전극들을 배열하는 경우, 방사 전극을 통한 출력, 방사가 교란 혹은 감소될 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 안테나에 포함된 전극 시인 및 방사 효율을 함께 고려하지 않고 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 시각적 특성 및 방사 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 시각적 특성 및 방사 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 상기 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 상기 방사 전극과 연결된 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴; 상기 유전층의 상기 상면 상에서 상기 안테나 패턴과 분리되어 상기 안테나 패턴을 적어도 부분적으로 둘러싸는 더미 전극; 및 상기 더미 전극 내에서 상기 안테나 패턴 주변에 배열된 블로킹 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 더미 전극은 각각 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
3. 위 2에 있어서, 상기 블로킹 패턴은 상기 더미 전극에 포함된 메쉬 구조와 동일한 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
4. 위 1에 있어서, 상기 블로킹 패턴은 상기 더미 전극 내에서 분리된 섬(island) 형상을 갖는, 안테나 소자.
5. 위 4에 있어서, 복수의 상기 블로킹 패턴들이 상기 안테나 패턴의 둘레를 따라 배열되는, 안테나 소자.
6. 위 1에 있어서, 복수의 방사 전극들이 상기 유전층의 상기 상면 상에 배열되는, 안테나 소자.
7. 위 6에 있어서, 각각의 상기 방사 전극들마다 독립적으로 제공되는 패드 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
8. 위 6에 있어서, 상기 방사 전극들은 서로 이웃한 제1 방사 전극 및 제2 방사 전극을 포함하며, 상기 제1 방사 전극 및 상기 제2 방사 전극은 상기 전송 선로를 통해 커플링되어 방사 전극 그룹을 형성하는, 안테나 소자.
9. 위 8에 있어서, 상기 블로킹 패턴은 상기 제1 방사 전극 및 상기 제2 방사 전극 사이에 배치되는, 안테나 소자.
10. 위 8에 있어서, 복수의 상기 방사 전극 그룹들이 상기 유전층의 상기 상면 상에 배열되는, 안테나 소자.
11. 위 10에 있어서, 각각의 상기 방사 전극 그룹마다 독립적으로 제공되는 패드 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
12. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
13. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극 대비 상기 블로킹 패턴의 면적비는 0.4 내지 0.85인, 안테나 소자.
14. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 더미 전극의 이격 거리는 2 내지 10㎛인, 안테나 소자.
15. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴, 상기 더미 전극 및 상기 블로킹 패턴은 각각 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 안테나 소자.
16. 상술한 실시예들에 따른 필름 안테나를 포함하는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 메쉬 구조를 포함하는 방사 전극 및 상기 방사 전극 주변에서 메쉬 구조를 포함하는 더미 전극을 포함할 수 있다. 방사 전극 및 더미 전극을 유사한 패턴으로 형성하여 전극 패턴 균일성을 증진함으로써 사용자에게 전극이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 더미 전극 내에는 섬 형상의 블로킹 패턴이 포함될 수 있다. 상기 블로킹 패턴에 의해 더미 전극으로의 방사 흡수, 프린징 필드 발생이 차단될 수 있다. 따라서, 안테나 소자의 게인(gain), 지향성(directivity)를 유지하면서 우수한 광학적 특성을 함께 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 3은 비교예에 따른 안테나 소자에서의 방사 특성을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 방사 전극 및 더미 전극을 포함하며, 더미 전극 내 형성된 블로킹 패턴을 활용하여 방사 신뢰성이 향상된 안테나 소자를 제공한다.
상기 안테나 소자는 예를 들면, 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 필름 안테나는 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파(예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상) 이동통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 안테나 소자의 적용 대상이 디스플레이 장치에 한정되는 것은 아니며, 차량, 가전 기기, 건축물 등과 같은 다양한 대상체 또는 구조체에 적용될 수 있다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100), 유전층(100)의 상면 상에 배치된 제1 전극층(110) 및 유전층(100)의 저면 상에 배치된 제2 전극층(90)을 포함할 수 있다.
유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 예를 들면, 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 제1 전극층(110)이 형성되는 안테나 소자의 필름 기재로서 기능할 수 있다.
예를 들면, 투명 필름이 유전층(100)으로 제공될 수 있다. 상기 투명 필름은 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지; 우레탄계 혹은 아크릴우레탄계 수지; 에폭시계, 실리콘계 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)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극층(110)은 방사 전극(112) 및 전송 라인(feeding line)(114)을 포함하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110)은 상기 안테나 패턴 주변에 배열된 더미 전극(130)을 더 포함할 수 있다.
제1 전극층(110)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 전극층(110)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있으며, 예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 전극층(110)은 저저항 및 미세 선폭 패턴 구현을 위해 구리(Cu) 또는 구리 합금을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극층(110)은 구리-칼륨(Cu-Ca) 합금을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다
예를 들면, 제1 전극층(110)은 적어도 1층의 금속 또는 합금층, 및 투명 금속 산화물층을 포함하는 복층 구조를 가질 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 안테나 패턴 또는 방사 전극(112)은 메쉬(mesh) 구조(제1 메쉬 구조)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 방사 전극(112)의 투과율이 증가될 수 있으며, 상기 안테나 소자의 유연성이 향상될 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자는 플렉시블 디스플레이 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.
더미 전극(130) 역시 메쉬 구조(제2 메쉬 구조)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 메쉬 구조 및 상기 제2 메쉬 구조는 동일한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 메쉬 구조 및 상기 제2 메쉬 구조 내에 포함된 전극 라인들의 선폭 및 간격(피치)는 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 메쉬 구조 및 상기 제2 메쉬 구조는 서로 상이할 수도 있다.
전송 선로(114)는 방사 전극(112)의 일단으로부터 연장될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(114)는 방사 전극(112)의 중앙부에서 돌출되어 연장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전송 선로(114)는 방사 전극(112)과 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함하며, 실질적으로 동일한 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 전송 선로(114)는 방사 전극(112)과 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(114) 및 방사 전극(112)은 실질적으로 동일한 메쉬 구조(제1 메쉬 구조)를 포함할 수 있다. 상기 제2 메쉬 구조를 포함하는 더미 전극(130)은 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)와 소정의 거리로 이격되며, 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유전층(100) 상에 상술한 금속, 합금 및/또는 투명 도전성 산화물을 포함하는 도전층을 형성한 후, 상기 도전층을 식각하여 메쉬 층을 형성할 수 있다. 이후, 상기 메쉬 층을 형성하면서 상기 도전층을 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)의 프로파일을 따라 식각하여 제1 분리 영역(120a)을 형성할 수 있다. 제1 분리 영역(120a)에 의해 상기 메쉬 층으로부터 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)를 포함하는 상기 안테나 패턴 및 더미 전극(130)이 구분될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 더미 전극(130)의 이격 거리(예를 들면, 제1 분리 영역(120a)의 너비)는 약 2 내지 10㎛일 수 있다. 상기 범위에서 전극 시인을 방지하면서 더미 전극(130)에 의한 신호 간섭을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 더미 전극(130)에 포함되어 메쉬 구조를 형성하는 전극 라인의 선폭은 약 2 내지 10㎛, 두께는 약 100 내지 5,000 Å일 수 있다. 상기 범위에서, 상기 안테나 패턴의 저항을 낮추면서 안테나 소자의 투과율을 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 더미 전극(130)은 블로킹 패턴(135)을 포함할 수 있다. 블로킹 패턴(135)은 더미 전극(130)에 포함된 상기 제2 메쉬 구조를 공유할 수 있다.
블로킹 패턴(135)은 더미 전극(130) 내에서 격리된 섬(island) 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 더미 전극(130)에 포함된 상기 메쉬 층 부분을 블로킹 패턴(135)의 프로파일을 따라 식각하여 제2 분리 영역(120b)이 형성될 수 있다. 제2 분리 영역(120b)을 통해 섬 형상의 블로킹 패턴(135)이 정의될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 블로킹 패턴들(135)이 방사 전극(112)의 둘레 주변을 따라 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 전송 선로(114) 주변에도 블로킹 패턴(135)이 배치될 수 있다.
블로킹 패턴(135)은 방사 전극(112)에서 더미 전극(130)으로 향하는 프린징 필드(fringing field)에 의해 더미 전극(130) 내에서 발생하는 유도 전류 및 자체 방사를 차단할 수 있다. 예를 들면, 블로킹 패턴(135)은 밴드패스 필터(bandpass filter) 혹은 LC 소자로 제공되어 더미 전극(130)에서의 방사 흡수 및 유도 전류를 차단할 수 있다.
따라서, 방사 전극(112)에서의 방사 집중도를 증가시킬 수 있으며, 안테나 소자를 통한 게인(gain) 및 지향성(directivity)를 함께 증진시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(112)의 면적 대비 각 블로킹 패턴(135)의 면적비는 약 0.4 내지 0.85 범위일 수 있다. 상기 범위 내에서, 블로킹 패턴(135)을 통한 필터링과 함께 예를 들면, 3G, 4G, 5G 혹은 그 이상의 밴드에 해당하는 고주파 혹은 초고주파 통신 특성을 실질적으로 구현할 수 있다.
상기 안테나 소자의 일 단부에는 패드 전극(116)이 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 패드 전극(116)은 신호 패드(116a) 및 그라운드 패드(116b)를 포함할 수 있다. 신호 패드(116a)는 전송 선로(114)를 통해 방사 전극(112)과 전기적으로 연결되며, 구동 회로부(예를 들면, IC 칩)와 방사 전극(112)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
예를 들면, 신호 패드(116a) 상에 연성 회로 기판(FPCB)와 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. 일 실시예에 있어서, 상기 구동 회로부는 상기 연성 회로 기판의 표면 상에 직접 실장될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 한 쌍의 그라운드 패드들(116b)이 신호 패드(116a)를 사이에 두고 신호 패드(116a)와 전기적, 물리적으로 이격되어 서로 마주보며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 소자를 통해 수직 방사와 함께 수평 방사가 구현될 수 있다.
패드 전극(116)은 신호 저항 감소를 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다. 패드 전극(116)은 상기 안테나 패턴과 동일 층(예를 들면, 유전층(100) 상면)에 위치할 수 있다.
이와는 달리, 패드 전극(116)은 상기 안테나 패턴과 다른 층에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 패턴을 덮는 절연층이 형성되고, 상기 절연층 상에 패드 전극(116)이 형성될 수 있다. 이 경우, 신호 패드(116a)는 상기 절연층을 관통하는 콘택을 통해 전송 선로(114)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전극층(90)은 상기 안테나 패턴의 그라운드 전극 혹은 그라운드 층으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 유전층(100)에 의해 방사 전극(112) 및 제2 전극층(90) 사이에서 상기 안테나 소자의 두께 방향으로 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 안테나 소자가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 소자는 제2 전극층(90)을 통해 수직 방사 안테나로 제공될 수 있다.
제2 전극층(90)은 제1 전극층(110)과 실질적으로 동일하거나 유사한 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 소자가 실장되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 제2 전극층(90)으로 제공될 수도 있다.
상기 도전성 부재는 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 스캔 라인 또는 데이터 라인과 같은 각종 배선, 또는 화소 전극, 공통 전극과 같은 각종 전극 등을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 안테나 패턴을 제1 메쉬 구조를 포함하도록 형성함으로써, 상기 안테나 소자의 투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 안테나 패턴 주변에 제2 메쉬 구조를 포함하며 내부에 블로킹 패턴(135)을 포함하는 더미 전극(130)을 배열할 수 있다. 이에 따라, 더미 전극(130)에 의한 자체 방사, 유도 전류를 차단하면서 위치별 전극 배열 차이에 따라 디스플레이 장치의 사용자에게 상기 안테나 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 비교예에 따른 안테나 소자에서의 방사 특성을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 비교예에 있어서, 방사 전극(112) 주변에 본 발명의 실시예에 따른 블로킹 패턴(135)과 같이 필터로서 기능하는 부재가 생략된 더미 전극(137)이 형성될 수 있다.
이 경우, 흑색 볼드 화살표로 표시된 바와 같이, 방사 전극(112)으로부터 더미 전극(137)으로 프린징 필드가 발생할 수 있다. 이에 따라, 점선 화살표로 표시된 바와 같이 상기 프린징 필드에 의한 유도 전류가 더미 전극(137) 내에서 발생할 수 있다.
상기 유도 전류에 의해 더미 전극(137) 내에서 자체 방사가 발생할 수 있으며, 방사 전극(112)과 방사 간섭이 발생하여 게인 및 지향성 열화, 임피던스 미스매칭 등이 초래될 수 있다.
그러나, 상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 블로킹 패턴(135)이 더미 전극(130)으로 향하는 프린징 필드를 차단 또는 필터링 할 수 있다. 따라서, 방사 전극(112) 및 제2 전극층(90) 사이에서의 필드 집중도가 향상되며, 방사 신뢰성 및 게인 특성이 향상될 수 있다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)를 포함하는 복수의 안테나 패턴들이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, 행 방향으로 상기 안테나 패턴들이 규칙적으로 배열될 수 있다. 각 안테나 패턴 마다 패드 전극(116)이 제공되며, 신호 패드(116a)를 통해 각 안테나 패턴 마다 독립적으로 급전 및 안테나 구동 제어가 수행될 수 있다.
블로킹 패턴들(135)은 각 안테나 패턴 주변을 따라 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 블로킹 패턴들(135)은 더미 전극(130)의 실질적으로 전체 영역에 걸쳐 분포될 수 있다. 따라서, 방사 전극(112)과 상대적으로 멀리 떨어진 영역에서도 더미 전극(130)의 자체 방사를 차단하여 방사 전극(112)에서의 방사 신뢰성 및 효율성을 증진할 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 인접한 방사 전극들이 커플링 되어 방사 전극 그룹(113)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 인접하는 제1 방사 전극(112a) 및 제2 방사 전극(112b)이 전송 선로(114)를 통해 커플링 되어 방사 전극 그룹(113)이 형성될 수 있다. 각 방사 전극 그룹(113)마다 패드 전극(116)이 제공되어 독립적 급전, 제어가 수행될 수 있다.
따라서, 복수의 방사 전극들을 그룹핑함으로써, 방사 전극을 통한 게인량을 증폭시키면서 방사 전극 그룹별(113)로 독립적 안테나 구동이 구현될 수 있다.
블로킹 패턴들(135)은 방사 전극 그룹(113) 주변을 따라 배열될 수 있다. 또한, 방사 전극 그룹(113)에 포함된 제1 방사 전극(112a) 및 제2 방사 전극(112b) 사이에도 블로킹 패턴(135)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 방사 전극(112a) 및 제2 방사 전극(112b) 사이의 더미 전극(130) 부분에서 발생하는 유도 전류, 자체 방사를 차단할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 6은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 6을 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 필름 안테나의 방사 전극(112)은 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)에 적어도 부분적으로 대응되도록 배치되며, 패드 전극(116)은 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 대응되도록 배치될 수 있다.
주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 또한, 주변 영역(220)에는 디스플레이 장치(200) 및/또는 상기 안테나 소자의 IC 칩과 같은 구동 회로가 배치될 수 있다.
상기 안테나 소자의 패드 전극(116)을 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 영역(210) 내에 상기 안테나 소자의 더미 전극(130)이 배치될 수 있다. 또한, 표시 영역(210) 내에 상기 안테나 소자의 제2 전극층(90)이 배치될 수 있다. 더미 전극(130)을 배치하여 안테나 패턴에 포함된 전극 라인의 시인을 방지하고, 블로킹 패턴(135)을 더미 전극(130) 내에 분포시켜 더미 전극(130)에 의한 방사 간섭을 억제할 수 있다. 또한, 더미 전극(130)에서의 유도 전류를 억제하여 디스플레이 장치(200)에 포함된 디스플레이 패널에서의 동작 신뢰성 역시 향상될 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.
실시예
글래스(0.7T) 유전층의 상면 및 저면 상에 각각 은(Ag), 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu)의 합금(APC)을 사용하여 메쉬 구조의 제1 전극층 및 제2 전극층을 형성하였다. 상기 메쉬 구조에 포함된 전극 라인 선폭은 3㎛, 전극 두께(또는 높이)는 2000Å이 되도록 형성하였다.
상기 제1 전극층을 식각하여 제1 분리 영역(너비 3㎛)을 형성하여 더미 전극 및 방사 전극을 형성하였다. 방사 전극의 사이즈는 1.86mm×2.17mm(4.03mm 2)로 형성되었다.
더미 전극을 부분적으로 식각하여 제2 분리 영역을 형성하여 블로킹 패턴방사 전극 주변으로 블로킹 패턴들을 형성하였다. 각 블로킹 패턴의 사이즈(면적)를 변경하면서 안테나 소자 샘플들을 제조하였다.
비교예
더미 전극 내에 블로킹 패턴 형성을 생략한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 안테나 소자 샘플을 제조하였다.
실험예
(1) 안테나 구동 특성 평가
실시예들 및 비교예의 안테나 소자 샘플들에 대해 급전을 수행하고, Vector Network Analyzer(제조사: Anritsu, Model 명: MS4644B)을 활용하여 S파라미터(S21) 및 공진 주파수를 측정하였다. 구체적으로, 방사 전극 및 블로킹 패턴(비교예의 경우 더미 전극) 각각에 측정 포트를 연결하고, 상기 방사 전극으로 급전된 전류가 상기 블로킹 패턴(또는 더미 전극)으로 이동, 또는 흡수되는 비율을 하기의 식 1에 의해 평가하였다.
[식 1]
S21(dB) = -10log[(블로킹 패턴 또는 더미 전극에서의 전력 크기)/(방사 전극 입력 전력 크기)]
평가결과는 아래 표 1에 기재된 바와 같다.
Figure PCTKR2020004487-appb-img-000001
표 1을 참조하면, 더미 전극 내에 블로킹 패턴이 포함됨으로써 방사 손실이 현저히 감소하였다.
비교예의 경우, 더미 전극에 의해 방사 전극으로 급전된 전류가 지나치게 흡수되어 방사 손실이 현저히 증가하였다.
실시예 3 내지 5의 경우, 예를 들면 5G 범위의 주파수(약 26 내지 35GHz) 범위에서, 더미 전극 또는 블로킹 패턴에서의 방사 손실이 억제된 구동 특성이 구현되었다.

Claims (16)

  1. 유전층;
    상기 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 상기 방사 전극과 연결된 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴;
    상기 유전층의 상기 상면 상에서 상기 안테나 패턴과 분리되어 상기 안테나 패턴을 적어도 부분적으로 둘러싸는 더미 전극; 및
    상기 더미 전극 내에서 상기 안테나 패턴 주변에 배열된 블로킹 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 더미 전극은 각각 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 블로킹 패턴은 상기 더미 전극에 포함된 메쉬 구조와 동일한 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 블로킹 패턴은 상기 더미 전극 내에서 분리된 섬(island) 형상을 갖는, 안테나 소자.
  5. 청구항 4에 있어서, 복수의 상기 블로킹 패턴들이 상기 안테나 패턴의 둘레를 따라 배열되는, 안테나 소자.
  6. 청구항 1에 있어서, 복수의 방사 전극들이 상기 유전층의 상기 상면 상에 배열되는, 안테나 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 각각의 상기 방사 전극들마다 독립적으로 제공되는 패드 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 방사 전극들은 서로 이웃한 제1 방사 전극 및 제2 방사 전극을 포함하며,
    상기 제1 방사 전극 및 상기 제2 방사 전극은 상기 전송 선로를 통해 커플링되어 방사 전극 그룹을 형성하는, 안테나 소자.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 블로킹 패턴은 상기 제1 방사 전극 및 상기 제2 방사 전극 사이에 배치되는, 안테나 소자.
  10. 청구항 8에 있어서, 복수의 상기 방사 전극 그룹들이 상기 유전층의 상기 상면 상에 배열되는, 안테나 소자.
  11. 청구항 10에 있어서, 각각의 상기 방사 전극 그룹마다 독립적으로 제공되는 패드 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극 대비 상기 블로킹 패턴의 면적비는 0.4 내지 0.85인, 안테나 소자.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 더미 전극의 이격 거리는 2 내지 10㎛인, 안테나 소자.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴, 상기 더미 전극 및 상기 블로킹 패턴은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 안테나 소자.
  16. 청구항 1에 따른 필름 안테나를 포함하는, 디스플레이 장치.
PCT/KR2020/004487 2019-04-04 2020-04-02 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 WO2020204613A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080026301.5A CN113661609B (zh) 2019-04-04 2020-04-02 天线装置和包括其的显示装置
US17/492,903 US11955704B2 (en) 2019-04-04 2021-10-04 Antenna device and display device including the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0039637 2019-04-04
KR1020190039637A KR102348470B1 (ko) 2019-04-04 2019-04-04 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/492,903 Continuation US11955704B2 (en) 2019-04-04 2021-10-04 Antenna device and display device including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020204613A1 true WO2020204613A1 (ko) 2020-10-08

Family

ID=72667607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/004487 WO2020204613A1 (ko) 2019-04-04 2020-04-02 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11955704B2 (ko)
KR (1) KR102348470B1 (ko)
CN (1) CN113661609B (ko)
WO (1) WO2020204613A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114824750A (zh) * 2021-01-29 2022-07-29 深圳市万普拉斯科技有限公司 天线组件及移动终端
US20220276682A1 (en) * 2020-01-22 2022-09-01 Boe Technology Group Co., Ltd. Antenna unit and manufacturing method thereof, display device, and electronic apparatus
WO2022260320A1 (ko) * 2021-06-08 2022-12-15 동우화인켐 주식회사 전도성 메시 구조체 및 이를 포함하는 안테나 소자

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102655696B1 (ko) * 2019-09-11 2024-04-08 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN115000680B (zh) * 2021-03-02 2023-10-31 上海中航光电子有限公司 一种天线、移相器及通信设备
CN114204286B (zh) 2022-02-15 2022-05-13 云谷（固安）科技有限公司 集成天线的显示屏、显示装置和电子设备
WO2024090930A1 (ko) * 2022-10-26 2024-05-02 동우화인켐 주식회사 굴절률 조절 필름 및 안테나 구조체

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130020563A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 타이코 일렉트로닉스 저팬 지.케이. 안테나
KR20140126204A (ko) * 2013-04-22 2014-10-30 삼성전자주식회사 안테나 및 방사 필터
KR20150104509A (ko) * 2014-03-05 2015-09-15 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치
US20160188092A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 Paneratech, Inc. Touchscreen antenna system and design method thereof
KR101962820B1 (ko) * 2017-11-06 2019-03-27 동우 화인켐 주식회사 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7277065B2 (en) * 2003-09-02 2007-10-02 Jay Hsing Wu Tunable photonic band gap structures for microwave signals
KR101303875B1 (ko) 2012-02-20 2013-09-04 주식회사 윈터치 디스플레이 패널 또는 백라이트 유닛에 일체화된 안테나 패턴을 갖는 터치 스크린 장치
KR102139217B1 (ko) * 2014-09-25 2020-07-29 삼성전자주식회사 안테나 장치
KR102694537B1 (ko) * 2019-04-02 2024-08-09 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
KR20130020563A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 타이코 일렉트로닉스 저팬 지.케이. 안테나
KR20140126204A (ko) * 2013-04-22 2014-10-30 삼성전자주식회사 안테나 및 방사 필터
KR20150104509A (ko) * 2014-03-05 2015-09-15 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치
US20160188092A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 Paneratech, Inc. Touchscreen antenna system and design method thereof
KR101962820B1 (ko) * 2017-11-06 2019-03-27 동우 화인켐 주식회사 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220276682A1 (en) * 2020-01-22 2022-09-01 Boe Technology Group Co., Ltd. Antenna unit and manufacturing method thereof, display device, and electronic apparatus
US12015198B2 (en) * 2020-01-22 2024-06-18 Boe Technology Group Co., Ltd. Antenna unit and manufacturing method thereof, display device, and electronic apparatus
CN114824750A (zh) * 2021-01-29 2022-07-29 深圳市万普拉斯科技有限公司 天线组件及移动终端
CN114824750B (zh) * 2021-01-29 2024-05-24 深圳市万普拉斯科技有限公司 天线组件及移动终端
WO2022260320A1 (ko) * 2021-06-08 2022-12-15 동우화인켐 주식회사 전도성 메시 구조체 및 이를 포함하는 안테나 소자

Also Published As

Publication number Publication date
US11955704B2 (en) 2024-04-09
KR102348470B1 (ko) 2022-01-06
CN113661609B (zh) 2024-01-05
KR20200117481A (ko) 2020-10-14
CN113661609A (zh) 2021-11-16
US20220029280A1 (en) 2022-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020204613A1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019172609A1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019088684A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019088791A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2020071679A1 (ko) 터치 센서-안테나 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2020071668A1 (ko) 터치 센서-안테나 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2020022717A1 (ko) 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019143190A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019172611A1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2020213952A1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2020204436A1 (ko) 안테나 구조체
WO2020256367A1 (ko) 안테나 결합 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2020204573A1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019039877A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2021118198A1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019146988A1 (ko) 필름 안테나-회로 연결 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019088788A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019088790A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2020153645A1 (ko) 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019039876A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2019088792A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2021010769A1 (ko) 안테나와 결합된 전극 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2020204622A1 (ko) 터치 센서-안테나 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2021049885A1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2021133126A1 (ko) 안테나 소자

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20784016

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20784016

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1