KR102581398B1

KR102581398B1 - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102581398B1
Application number: KR1020200026767A
Authority: KR
Inventors: 이원희; 박희준; 신승현
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2023-09-20
Also published as: KR20210111614A

Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 유전층, 유전층 상에 배치된 메인 안테나 패턴, 및 메인 안테나 패턴과 다른 층에서 이격되도록 배치되며 메인 안테나 패턴과 평면 방향에서 부분적으로 중첩되는 플로팅 슬롯 안테나 패턴을 포함한다. 플로팅 슬롯 안테나 패턴을 통해 복수의 공진 주파수 대역에서 방사 가능한 안테나 소자가 구현될 수 있다.

Description

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{ANTENNA DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전극 및 유전층을 포함하는 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 디스플레이 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.

또한, 최근 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이와 같은 박형, 고투명, 고해상도의 디스플레이 장치가 개발되면서, 상기 안테나 역시 제한된 두께 내에서 향상된 송수신 감도, 게인 특성, 광대역 특성을 갖도록 개발될 필요가 있다.

그러나, 안테나가 탑재되는 디스플레이 장치가 보다 얇아지고 경량화됨에 따라, 상기 안테나가 차지하는 공간 역시 감소할 수 있다. 이에 따라, 광대역에서 다양한 종류의 신호에 감도를 갖도록 안테나를 설계하는 것이 곤란해 질 수 있다.

또한, 예를 들면 최근 5G 통신과 같은 고주파 대역 안테나의 경우, 신호 손실에 취약할 수 있으며, 하이 게인, 광대역 특성 구현이 용이하지 않을 수 있다.

따라서, 제한된 공간 안에서 광대역, 하이 게인, 고주파 등의 특성을 구현할 수 있는 안테나 개발이 필요하다. 예를 들면, 한국공개특허 제2003-0095557호는 휴대용 단말기에 내장되는 안테나 구조를 개시하고 있으나, 상기 안테나 구조는 상술한 최근의 안테나에 대한 요구를 충분히 구현할 수 없다.

한국공개특허 제2003-0095557호

본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 필름 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 공간 효율성을 갖는 필름 안테나를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

1. 유전층; 상기 유전층 상에 배치된 메인 안테나 패턴; 및 상기 메인 안테나 패턴과 다른 층에서 이격되도록 배치되며 상기 메인 안테나 패턴과 평면 방향에서 부분적으로 중첩되는 플로팅 슬롯 안테나 패턴을 포함하는, 안테나 소자.

2. 위 1에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴은, 방사 전극; 상기 방사 전극의 일변으로부터 연장하는 전송 선로; 및 상기 전송 선로의 일단에 연결되는 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.

3. 위 2에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 바디부 및 상기 바디부 내에 형성된 슬롯을 포함하며, 상기 슬롯은 상기 평면 방향에서 상기 전송 선로와 수직하게 교차하는, 안테나 소자.

4. 위 3에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴의 상기 바디부는 상기 메인 안테나 패턴 중 상기 전송 선로와만 상기 평면 방향에서 중첩되는, 안테나 소자.

5. 위 3에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴의 상기 바디부는 상기 방사 전극을 상기 평면 방향에서 부분적으로 덮는, 안테나 소자.

6. 위 5에 있어서, 상기 평면 방향에서 상기 바디부에 의해 덮힌 상기 방사 전극 부분의 면적은 상기 방사 전극의 총 면적 대비 1/4 이하인, 안테나 소자.

7. 위 3에 있어서, 복수의 상기 메인 안테나 패턴들이 상기 유전층 상에 배열되며, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 복수의 상기 메인 안테나 패턴들과 상기 평면 방향에서 공통적으로 중첩되는, 안테나 소자.

8. 위 7에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴들은 복수의 상기 슬롯들을 포함하며, 상기 슬롯들 각각은 복수의 상기 메인 안테나 패턴들에 포함된 각 전송 선로와 교차하도록 정렬된, 안테나 소자.

9. 위 3에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로는 메쉬 구조를 포함하며, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴의 상기 바디부는 속이 찬(solid) 금속 패턴 구조를 갖는, 안테나 소자.

10. 위 9에 있어서, 신호 패드는 속이 찬 금속 패턴 구조를 갖는, 안테나 소자.

11. 위 9에 있어서, 상기 방사 전극 및 전송 선로 주변에 형성된 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.

12. 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 서로 다른 공진 주파수를 갖는, 안테나 소자.

13. 위 1에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴 사이에 형성된 층간 절연층을 더 포함하는, 안테나 소자.

14. 위 1에 있어서, 상기 유전층 아래에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.

15. 위 1 내지 14 중 어느 한 항의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.

본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자에 있어서, 예를 들면 패치 형태의 박형 안테나 소자 또는 메인 안테나 패턴 위로 플로팅 슬롯 안테나 패턴을 배치시킬 수 있다. 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 상기 메인 안테나 패턴에 포함된 방사 전극 및/또는 전송 선로와 커플링 되어 발생하는 유도 전류를 통해 보조 방사/안테나 구동을 제공할 수 있다.

따라서, 메인 안테나 패턴 및 플로팅 슬롯 안테나 패턴을 통해 듀얼 공진 안테나와 같이 복수 주파수 대역에서 구동되는 광대역 안테나가 용이하게 구현될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 전송 선로가 배치되는 전송 영역과 중첩될 수 있다. 따라서, 방사 전극 및 신호 패드/그라운드 패드와의 전기적 간섭을 억제하면서 전송 선로로부터의 커플링을 선택적으로 유도할 수 있다.

상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 상기 메인 안테나 패턴과 다른 층에 배치되므로 공간 제약으로부터 자유롭게 공진 주파수를 추가할 수 있다. 또한, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴에 포함된 슬롯의 길이/폭 조절을 통해 용이하게 방사 형태, 주파수를 조절할 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 제1 전극층을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 제1 전극층을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.

본 발명의 실시예들은 복수의 주파수 대역에서 공진 혹은 방사 가능한 안테나 소자를 제공한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 안테나 소자는 듀얼 밴드(Dual Band) 공진 안테나로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하며, 광대역 통신 기능이 구현가능한 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 안테나 소자의 적용 대상이 디스플레이 장치에 한정되는 것은 아니며, 차량, 가전 기기, 건축물 등과 같은 다양한 대상체 또는 구조체에 적용될 수도 있다.

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. 예를 들면, 상기 안테나 소자는 약 1 GHz 이상, 일 실시예에 있어서 약 20 내지 60 GHz 범위의 고주파 혹은 초고주파 대역에서 구동 가능할 수 있다. 또한, 상기 안테나 소자는 예를 들면, 1 GHz 이하의 주파수 대역에서도 함께 구동될 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 1은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.

도 1 및 도 2에서 유전층(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. 유전층(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 1을 참조하면, 상기 안테나 소자는 유전층(100), 유전층(100) 상에 배치된 제1 전극층(110)을 포함할 수 있다. 제1 전극층(110) 상에는 층간 절연층(130)이 형성되고, 층간 절연층(130) 상에는 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)이 배치될 수 있다. 상기 안테나 소자는 유전층(100) 아래에 배치된 제2 전극층(90)을 더 포함할 수도 있다.

유전층(100)은 예를 들면, 접힐 수 있는 유연성을 갖는 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 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 유전층(100)으로 활용될 수도 있다. 일부 실시예들에 있어서, 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 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수도 있다.

유전층(100)에 의해 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(90) 사이에서 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 필름 안테나가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 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.

제1 전극층(110)은 유전층(100)의 상기 상면 상에 배치될 수 있다. 제1 전극층(110)은 상기 안테나 소자의 메인 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 제1 전극층(110) 또는 상기 메인 안테나 패턴의 구성 및 구조에 대해서는 도 2를 참조로 보다 상세히 후술한다.

예시적인 실시예들에 따르면, 층간 절연층(130)을 사이에 두고 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)이 제1 전극층(110) 위로 배치될 수 있다. 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 제1 전극층(110)에 포함된 상기 메인 안테나 패턴과 커플링되어 서브 방사를 제공할 수 있다.

층간 절연층(130)은 상술한 유전층(100)에 포함된 물질들과 실질적으로 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다. 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)의 구조 및 배치에 대해서는 도 3을 참조로 보다 상세히 후술한다.

제2 전극층(90)은 유전층(100)의 저면 상에 형성될 수 있다. 제2 전극층(90)은 유전층(100)을 사이에 두고 제1 전극층(110)에 포함된 메인 안테나 패턴과 상기 제3 방향으로 중첩될 수 있다. 제2 전극층(90)은 예를 들면, 안테나 소자의 그라운드 층으로 제공되며, 제2 전극층(90)에 의해 실질적으로 수직 방사가 구현될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 제2 전극층(90)은 상기 안테나 소자의 별도 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자가 탑재되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 그라운드 층으로 제공될 수도 있다.

상기 도전성 부재는 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 스캔 라인 또는 데이터 라인과 같은 각종 배선, 또는 화소 전극, 공통 전극과 같은 각종 전극 등을 포함할 수 있다.

도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자의 제1 전극층을 나타내는 개략적인 평면도이다.

도 2를 참조하면, 제1 전극층(110)은 유전층(100)의 상면 상에 배치된 적어도 하나의 메인 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 상기 메인 안테나 패턴들이 예를 들면, 상기 제2 방향을 따라 배열되어 안테나 어레이를 형성할 수 있다.

상기 안테나 소자 또는 유전층(100)의 상면은 방사 영역(RA), 전송 영역(TA) 및 본딩 영역(BA)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유전층(100)의 일 단부로부터 본딩 영역(BA), 전송 영역(TA) 및 방사 영역(RA)이 순차적으로 할당 또는 배치될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 메인 안테나 패턴은 방사 전극(120), 전송 선로(125) 및 신호 패드(130)를 포함할 수 있다. 제1 전극층(110) 또는 상기 메인 안테나 패턴은 그라운드 패드(135)를 더 포함할 수 있다.

방사 전극(120)은 예를 들면 다각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 전송 선로(125)는 방사 전극(120)의 일변으로부터 예를 들면, 상기 제1 방향으로 연장하며, 신호 패드(130)는 전송 선로(125)의 일단에 연결될 수 있다.

그라운드 패드(135)는 신호 패드(130) 주변에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 한 쌍의 그라운드 패드들(135)이 신호 패드(130)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 그라운드 패드(135)는 신호 패드(130) 및 전송 선로(125)와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.

신호 패드(130) 및 그라운드 패드(135)는 상기 안테나 소자의 본딩 영역(BA)에 배치될 수 있다. 본딩 영역(BA) 상에서 신호 패드(130) 및 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩이 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 본딩 영역(BA)에서 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)이 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 중개 구조물을 통해 신호 패드(130) 상에 가열 압착될 수 있다.

상기 안테나 구동 IC 칩은 상기 연성 인쇄 회로 기판 상에 실장되어 상기 연성 인쇄 회로 기판 내에 형성된 배선을 통해 신호 패드(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 신호 패드(130)를 통해 안테나 급전, 방사 제어 신호가 전달될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 구동 IC 칩은 상기 연성 인쇄 회로 기판 상에 직접 표면 실장될 수 있다.

전송 선로(125)는 전송 영역(TA) 상에 배치될 수 있다. 전송 선로(125)는 예를 들면, 급전 라인으로 제공되며, 신호 패드(130) 및 메인 방사 전극(120) 사이의 중개 배선으로 제공될 수 있다.

방사 전극(120)은 방사 영역(RA) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 방사 전극(120) 및 전송 선로(125)는 일체로 연결된 단일 부재로서 형성될 수 있다. 방사 전극(120)은 전송 선로(125)로부터 방사 영역(RA) 내에서 확장된 패턴 형상을 가질 수 있다.

상술한 메인 안테나 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) 등과 같은 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금이(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금)이 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼??(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.

상기 메인 안테나 패턴은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(120)은 투명성 향상을 위해 상기 투명 도전성 산화물층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 신호 패드(130) 및 그라운드 패드(135)는 신호 손실 방지 및 저항 감소를 위해 상술한 금속 또는 합금층으로 구성될 수 있다(예를 들면, 투명 도전성 산화물 층은 배제됨).

도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다. 구체적으로, 도 3은 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140) 및 제1 전극층(110)(또는 메인 안테나 패턴)을 유전층(100) 상에서 함께 투영시킨 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 3에서 층간 절연층(130)의 도시는 생략되었다.

도 3을 참조하면, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 바디부(142) 및 바디부(142) 내에 개구 형태로 형성된 슬롯(144)을 포함할 수 있다. 바디부(142)는 상기 메인 안테나 패턴과의 커플링을 통한 유도 전계 생성 효율성을 위해 속이 찬(solid) 금속 또는 합금 패턴 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 바디부(142)는 메쉬 구조를 포함할 수도 있다.

슬롯(144)은 바디부(142) 내에서 예를 들면, 상기 제2 방향으로 연장할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 슬롯(144)은 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140) 아래의 메인 안테나 패턴에 포함된 전송 선로(125)와 평면 방향에서 관찰 또는 투영될 때 교차하도록 정렬될 수 있다.

상술한 바와 같이, 전송 선로(125)는 상기 제1 방향으로 연장하며, 이에 따라 상기 제2 방향으로 연장하는 슬롯(144)과 평면 방향에서 실질적으로 수직하게 교차할 수 있다.

바디부(142) 내에는 복수의 슬롯들(144)이 포함될 수 있다. 슬롯들(144)은 복수의 상기 메인 안테나 패턴들에 포함된 전송 선로들(125)과 각각 교차하도록 반복 배열될 수 있다.

전송 선로(125)를 통해 상술한 바와 같이 안테나 구동 IC 칩을 통해 공급된 급전 전류가 흐를 수 있다. 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 전송 선로(125)와 층간 절연층(130)을 사이에 두고 커플링 되어 바디부(142) 내로 유도 전류가 생성될 수 있다. 상기 유도 전류에 의해 슬롯(144) 내에 유도 전계가 생성되어 안테나 방사가 구현될 수 있다.

이에 따라, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)을 통해 상기 메인 안테나 패턴에서의 공진 주파수와 상이한 주파수에서 방사가 구현될 수 있다. 따라서, 실질적으로 듀얼 공진 혹은 듀얼 밴드 형태의 안테나 소자가 수득될 수 있다.

플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 층간 절연층(130)을 이용하여 상기 메인 안테나 패턴과 전기적, 물리적으로 이격될 수 있다. 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 상기 메인 안테나 패턴과 다른 층에 배치되므로, 상기 메인 안테나 패턴으로부터 공간 제약 또는 디자인 제약 없이 형성될 수 있다.

또한, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 별도의 급전 없이 상기 메인 안테나 패턴의 전송 선로(125)와의 전자기적 커플링을 통해 안테나 방사를 제공할 수 있다. 따라서, 본딩 영역(BA)의 확장 없이 실질적인 듀얼 공진 안테나를 구현할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 상기 안테나 소자의 전송 영역(TA) 상에 선택적으로 배치될 수 있다. 이 경우, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 본딩 영역(BA) 및 방사 영역(RA) 위로는 연장하지 않을 수 있다.

따라서, 본딩 영역(BA)에서의 연성 인쇄 회로 기판과의 접합 공정을 방해하지 않으면서, 방사 전극(120)에서의 수직 방사를 교란, 간섭하지 않을 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 슬롯(144)의 길이 조절을 통해 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)의 구동/방사 타입(예를 들면, 모노폴 타입, 다이폴 타입 등)이 변경될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 슬롯(144)의 길이가 공진 주파수의 반파장으로 조절될 수 있으며, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 다이폴 안테나로 제공될 수 있다.

도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 3을 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및/또는 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 4를 참조하면, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 전송 영역(BA) 상에서 전송 선로(125)를 덮고, 방사 영역(BA)으로 일부 연장될 수 있다. 이에 따라, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)은 평면 방향에서 방사 전극(120)을 부분적으로 덮을 수 있다.

도 4의 실시예의 경우, 방사 전극(120)으로부터 일부 커플링이 발생됨에 따라, 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)으로의 유도 전류/전계 생성이 보다 촉진될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(120)에서의 신호 및 전력 손실을 억제하기 위해 각 방사 전극(120)이 평면 방향에서 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)에 의해 덮히는 면적은 각 방사 전극(120) 총 면적의 1/4 이하가 되도록 조절될 수 있다.

도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 제1 전극층을 나타내는 개략적인 평면도이다.

도 5를 참조하면, 방사 전극(120)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(125) 역시 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 전송 선로(125)와 연결된 신호 패드들(130)은 급전 저항 감소를 위해 속이 찬 금속 패턴 형상을 가질 수 있다. 그라운드 패드(135) 역시 속이 찬 금속 패턴일 수 있다.

방사 전극(120)이 상기 메쉬 구조를 포함함에 따라, 안테나 소자의 투과율이 향상될 수 있다. 따라서, 방사 전극(120)이 디스플레이 장치의 표시 영역 내에 위치하는 경우에도, 이미지 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

방사 전극(120) 주변에는 더미 메쉬 전극(127)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 유전층(100) 상에 메쉬 도전층을 형성한 후 상기 메쉬 도전층을 방사 전극(120) 및 전송 선로(125)의 프로파일을 따라 절단하여 분리 영역(SR)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 분리 영역(SR)에 의해 서로 이격된 더미 메쉬 전극(127) 및 방사 전극(120)이 형성될 수 있다.

더미 메쉬 전극(127)이 방사 전극(120) 주변에 배치됨에 따라, 도전 패턴들의 영역 별 형상, 분포 편차에 따른 전극 시인을 억제할 수 있다.

더미 메쉬 전극(127)은 전송 선로(125) 주변에도 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 더미 메쉬 전극(127)은 본딩 영역(BA)에는 형성되지 않을 수 있다.

도 6는 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 6은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 전면부 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)에 필름 또는 패치 형태로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 소자의 메인 안테나 패턴들의 적어도 일부가 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)과 중첩될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(120)은 표시 영역(210)과 중첩되며, 신호 패드(130) 및 그라운드 패드(135)가 형성된 안테나 소자의 본딩 영역(BA)은 주변 영역(220)에 대응되도록 배치될 수 있다.

주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 또한, 주변 영역(220)에는 디스플레이 장치(200) 및/또는 안테나의 구동 IC 칩과 같은 구동 회로가 배치될 수 있다.

상기 안테나 소자의 신호 패드(130)를 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다. 또한, 그라운드 패드(135)는 주변 영역(220)에만 배치시키면서 플로팅 슬롯 안테나 패턴(140)을 활용하여 상기 차광부/베젤부의 확장 없이 듀얼 공진 안테나를 구현할 수 있다.

상기 안테나 소자는 상술한 메쉬 구조를 포함하는 메인 안테나 패턴 및 더미 메쉬 전극(127)을 포함하므로, 투과성이 향상되며 전극 시인이 현저히 감소 또는 억제될 수 있다. 따라서, 원하는 통신 신뢰성을 유지 또는 향상시키면서, 표시 영역(210)에서의 이미지 품질 역시 함께 향상될 수 있다.

90: 제2 전극층 100: 유전층
110: 제1 전극층 120: 방사 전극
125: 전송 선로 127: 더미 메쉬 전극
130: 신호 패드 135: 그라운드 패드
130: 층간 절연층 140: 플로팅 슬롯 안테나 패턴
142: 바디부 144: 슬롯

Claims

유전층;
상기 유전층 상에 배치된 메인 안테나 패턴; 및
상기 메인 안테나 패턴과 다른 층에서 이격되도록 배치되며 상기 메인 안테나 패턴과 평면 방향에서 부분적으로 중첩되는 플로팅 슬롯 안테나 패턴을 포함하는, 안테나 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴은,
방사 전극;
상기 방사 전극의 일변으로부터 연장하는 전송 선로; 및
상기 전송 선로의 일단에 연결되는 신호 패드를 포함하는, 안테나 소자.
청구항 2에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 바디부 및 상기 바디부 내에 형성된 슬롯을 포함하며,
상기 슬롯은 상기 평면 방향에서 상기 전송 선로와 수직하게 교차하는, 안테나 소자.
청구항 3에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴의 상기 바디부는 상기 메인 안테나 패턴 중 상기 전송 선로와만 상기 평면 방향에서 중첩되는, 안테나 소자.
청구항 3에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴의 상기 바디부는 상기 방사 전극을 상기 평면 방향에서 부분적으로 덮는, 안테나 소자.
청구항 5에 있어서, 상기 평면 방향에서 상기 바디부에 의해 덮힌 상기 방사 전극 부분의 면적은 상기 방사 전극의 총 면적 대비 1/4 이하인, 안테나 소자.
청구항 3에 있어서, 복수의 상기 메인 안테나 패턴들이 상기 유전층 상에 배열되며, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 복수의 상기 메인 안테나 패턴들과 상기 평면 방향에서 공통적으로 중첩되는, 안테나 소자.
청구항 7에 있어서, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴들은 복수의 상기 슬롯들을 포함하며, 상기 슬롯들 각각은 복수의 상기 메인 안테나 패턴들에 포함된 각 전송 선로와 교차하도록 정렬된, 안테나 소자.
청구항 3에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 전송 선로는 메쉬 구조를 포함하며, 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴의 상기 바디부는 속이 찬 금속(solid) 패턴 구조를 갖는, 안테나 소자.
청구항 9에 있어서, 신호 패드는 속이 찬 금속 패턴 구조를 갖는, 안테나 소자.
청구항 9에 있어서, 상기 방사 전극 및 전송 선로 주변에 형성된 더미 메쉬 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
청구항 2에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴은 서로 다른 공진 주파수를 갖는, 안테나 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 메인 안테나 패턴 및 상기 플로팅 슬롯 안테나 패턴 사이에 형성된 층간 절연층을 더 포함하는, 안테나 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 유전층 아래에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
청구항 1의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.