KR20150104509A - 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치 - Google Patents

안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예 중 하나의 실시예에 따른 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자 장치는, 안테나 장치에 있어서, 투명 도선 및 전극들로 이루어진 메시 그리드 영역들을 포함하는 전도성 필름부재 및 메시 그리드(mesh grid) 영역들 사이에 형성되는 방사 패턴 경로부를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 안테나 장치와 그를 구비하는 전자 장치는 다른 다양한 실시 예들을 통해서도 구현될 수 있다.

Description

안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치 {ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE WITH THE SAME}
본 발명의 다양한 실시 예들은 전자 장치에 관한 것으로서, 무선 통신 기능을 구현하는 안테나 장치와 그를 구비하는 전자 장치를 발명한다.
무선 통신 기술은 상용화된 이동통신망 접속뿐만 아니라, 최근에는 와이파이(Wi-Fi) 기술로 대표되는 근거리 무선통신(wireless local area network; w-LAN), 블루투스(Bluetooth), 근접무선통신(near field communication; NFC) 등 다양한 방식으로 구현되고 있다. 이동통신 서비스는 음성 통화 중심의 1세대 이동통신 서비스로부터 4세대 이동통신망으로 진화하면서 인터넷, 멀티미디어 서비스가 가능하게 되었다. 향후에 상용화될 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상의 초고주파 대역을 통해 제공될 것으로 전망된다.
또한, 근거리 무선통신이나 블루투스 등의 통신 규격이 활성화하면서, 전자 장치 예컨대, 이동통신 단말기는 서로 다른 다양한 주파수 대역에서 동작하는 안테나 장치를 탑재하게 되었다. 예컨대, 4세대 이동통신 서비스는 700MHz, 1.8GHz, 2.1GHz 등의 주파수 대역에서, 와이파이는 규약에 따라 다소 차이는 있으나, 2.4GHz, 5GHz의 주파수 대역에서, 블루투스는 2.45GHz의 주파수 대역에서 운용되고 있다.
상용화되고 있는 전자 장치, 예컨데 TV와 대형 전자 장치에서도 베젤 영역(20)이 축소되면서 대형화 화면을 구현하고 있으며, 휴대 단말기와 같은 송형의 전자 장치에서도 베젤 영역(20)은 점자 축소되고, 화면은 대형화되고 있다. 또한, 다양한 외부 장치들과의 무선 통신 및 데이터 전송 속도를 높이면서 상용화된 무선통신망에서 안정된 서비스 품질을 제공하기 위해서, 전자 장치의 안테나 장치는 높은 이득(gain)과 광범위한 방사 영역(beam coverage)을 만족해야 한다. 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상의 고주파 대역을 통해 제공될 것인 바, 이전에 상용화된 이동통신 서비스에서 사용된 안테나 장치보다 더 높은 성능이 요구될 수 있다. 예컨대, 더 높은 주파수 대역의 무선 신호는, 대용량의 정보를 더 빠르게 전송할 수 있지만, 주파수 대역이 높아질수록 무선 신호의 직진성이 강해짐 인해 장애물에 의해 반사 또는 차단되고, 신호 도달 거리가 짧아지는 특성이 있다.
또한, 복수개의 안테나 모듈을 실장하여 다양한 주파수 대역의 무선 신호를 송, 수신 할 수 있으며, 송, 수신 시 데이터 전송 속도를 빠르게 할 수 있으나, 안테나 모듈의 실장 공간의 제약으로 인해 실장되는 안테나 모듈의 수는 제한될 수 밖에 없다. 이동통신 단말기와 같이 휴대 목적으로 소형화된 전자 장치, 베젤 영역(20)이 축소된 전자 장치에서는 안테나 모듈의 안정된 성능을 확보할 수 있는 실장 공간과 위치를 확보하는데 어려움이 있다.
도 1은 안테나 장치를 구비하는 전자 장치들을 나타내는 도면이고, 도 2는 전자 장치에 구비되는 안테나 장치의 개수 및 이에 따른 무선 주파수 상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 전자 장치에 구비되는 안테나 장치의 개수에 따른 데이터 전송용량(채널 용량(channel capacity))을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전자 장치(10)에는 외부 기기들과의 데이터 송, 수신 등을 위한 안테나 장치가 적어도 하나 실장된다. 최근의 추세를 보면, 전자 장치(10)에 제공되는 디스플레이부(30)가 제공되면, 방사 성능을 위해 안테나 장치는 디스플레이부(30)의 테두리부, 구체적으로 베젤 영역(20)이라고 하는 부분의 일부 공간에 실장됨으로써 디스플레이부(30)에 의해 방사 성능이 열화되는 것을 방지한다. 다만, 대형화되는 TV의 경우, 전자 장치(10)의 베젤 영역(20) 상에 안테나 장치가 실장되다가, 디자인의 고급화를 추구하기 위해 베젤 영역(20)의 축소로 인해 전자 장치(10)의 후면 부로 실장되어지고 있다. 안테나 장치가 TV와 같이 고정된 위치에서 사용되는 전자 장치(10)의 후면에 실장되는 경우, 안테나의 방사 형상은 전자 장치(10)의 후면의 벽면 등에 반사, 흡수되어 송수신 성능이 저하된다.
또한, 휴대 단말기와 같은 전자 장치(10)의 경우, 디스플레이부(30)의 상, 하면 측의 베젤 영역(20) 상에 안테나 장치가 제공되어지나, TV등과 같은 전자 장치(10)와 마찬가지로, 동일 크기에 디스플레이부(30)는 커지면서 베젤 영역(20)은 줄어들게 되어, 안테나 장치의 실장 공간이 축소되고 있다(도 1 참조).
다른 한편으로, 최근의 TV나 휴대 단말기와 같은 전자 장치(10)는 다양한 무선 통신을 위해, 또한 다양한 무선 주파수의 외부 기기와 데이터 전송을 빠르게 할 수 있도록 복수개의 안테나 장치가 실장되어 지고 있다.
송신 측 및 수신 측에 각각 배치되는 안테나 장치의 수에 따라 하나의 안테나 장치를 사용하는 SISO(Single-In, Single-Out, 단일 입력 단일 출력) 구조, 송신 측은 복수의 안테나 장치를 수신 측은 하나의 안테나 장치를 사용하는 MISO(Multiple-In, Single-Out, 다중 입력 단일 출력) 구조 및 송, 송신 측 및 수신 측에 모두 복수개의 안테나 장치를 사용하는 MIMO(Multiple-In, Multiple-Out) 구조의 무선 통신이 사용된다(도 2 참조). 도 3을 참조하면, MIMO 구조의 안테나 장치, 다시 말해서, 전자 장치에 안테나 장치의 개수가 많으면 많을수록 데이터 전송률이 향상되는 것을 알 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 전자 장치(10)는 안테나 장치의 실장 공간이나 실장 위치를 제한하는 크기와 형상으로 변화하면서도, 대용량의 데이터를 더 빠르게 전송할 것을 요구하는 추세이다.
또한, 다양한 외부 기기와의 데이터 전송을 위해 차세대 무선통신 서비스에서 높은 이득을 가지면서 광범위한 방사 영역이 확보된 안테나 장치의 필요성이 있음은 앞서 언급한 바 있다. 또한, 전자 장치의 베젤 영역(20)은 축소되고, 이에 더불어 화면은 대형화되어가는 추세에서, 전면 방향으로 방사되도록 실장되는 안테나 장치의 설치 공간이 점점 줄어들게 됨은 물론, 다른 위치로 안테나 장치를 설치 시에는 안테나 방사 성능을 확보하는데 어려움이 있음을 앞서 언급하였다.
더욱이, 이동통신 서비스뿐만 아니라, 와이파이, 블루투스, 근접 무선 통신 등의 다양한 안테나 장치까지 탑재된 전자 장치에서, 초고주파 대역에서 안정된 송수신 성능을 확보할 수 있는 안테나 장치를 확보하는데 어려움이 따르고 있다.
이에, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 높은 이득과 광범위한 방사 영역이 확보된 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 다양한 실시 예들을 통해 소형화된 또는 베젤 영역이 축소된 전자 장치에도 실장이 용이하면서 안정된 성능을 발휘할 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다. 예컨대, 본 발명의 실시 예들을 통해 이동통신 단말기와 같이 소형화된 전자 장치에 실장하기 용이하거나, TV와 같은 대형화 디스플레이부를 구비하며 베젤 영역이 최소화되는 전자 장치에 안정적인 방사 성능을 구현할 수 있는 안테나 장치를 제공할 수 있다.
또한, 안테나 장치가 디스플레이부의 내부에 다양한 방법으로 구현될 수 있도록 하는 안테나 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 실시예 중 하나의 실시예에 따른 안테나 장치는, 안테나 장치에 있어서, 투명 도선 및 전극들로 이루어진 메시 그리드 영역들을 포함하는 전도성 필름부재; 상기 메시 그리드(mesh grid) 영역들 사이에 형성되는 방사 패턴 경로부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 중 하나의 실시예에 따른 전자 장치는 전자 장치에 있어서, 터치패널을 포함하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 터치패널에는 투명 도선 및 전극들로 이루어진 메시 그리드(mesh grid) 영역들을 포함하는 전도성 필름 부재가 포함되고, 상기 전도성 필름 부재에는 상기 메시 그리드 영역들 사이로 방사 패턴 경로부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예 중 하나의 실시예에 따른 전자 장치는, 전자 장치에 있어서, 터치패널을 포함하는 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부에 적층되는 안테나 패널부를 포함하며, 상기 안테나 패널부는, 상기 메시 그리드(mesh grid) 영역들을 포함하는 투명한 전도성 필름부재; 및 상기 전도성 필름부재의 일부분에 형성되고, 상기 메시 그리드 영역들 사이로 형성되어 적어도 하나의 방사 패턴을 형성하는 방사 패턴 경로부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부에 구현되는 안테나 장치는, 상기 디스플레이부 내부에 구비되는 유전체층; 및 상기 유전체층의 전면 또는 후면에 배치되고, 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송신 또는 수신하는 안테나 영역부; 상기 안테나 영역과 동일 평면 상에 상기 안테나 영역에서 일정한 이격 거리로 배치되고, 상기 복수의 전도성 격자들을 포함하는 전도성 영역부; 및 상기 안테나 영역 및 상기 전도성 영역 사이에 배치되고, 상기 복수의 전도성 격자가 제거되어 상기 안테나 영역과 상기 전도성 영역을 상기 이격 거리만큼 분리시키는 유전체 영역부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다양한 실시 예 중 하나의 실시 에에 따른 전자 장치는, 상기 디스플레이부의 내부에 적층되는 터치패널; 및 상기 디스플레이부의 내부에 적층되고, 상기 터치패널의 상, 하 또는 상기 터치패널의 표면에 구현되며, 복수의 전도성 격자들로 구비되는 안테나 영역을 통해 전자기파를 송신 또는 수신하는 안테나부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치 및 이를 구비한 전자 장치는, 디스플레이부에 내장된 전도성 필름 부재에 방사 패턴을 형성함으로써, 복수의 방사 패턴을 용이하게 구현할 수 있다.
또한, 안테나 장치가 디스플레이부에 내장됨으로써, 안테나의 실장 공간을 확보함은 물론 디스플레이부의 내측에 형성되는 안테나의 패턴 등에 따라 방사 패턴 및 이에 대한 설정에 따라 다양한 영역의 무선 주파수와 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다.
또한, 방사 패턴이 디스플레이부에 내장됨으로써, 대형화된 디스플레이부를 구비한 전자 장치의 전방으로 무선 신호가 방사될 수 있어, TV와 같이 고정된 위치에 설치된 전자 장치에 탑재하여, 안정된 송, 수신 성능을 확보함은 물론, 높은 이득과 광범위한 방사 영역을 확보할 수 있게 된다.
또한, 전자 장치 내에 복수개의 안테나 장치가 실장될 수 있어, 다양한 무선 주파수 대역의 송, 수신을 가능하게 함은 물론 데이터 등의 전송을 위한 무선, 송수신의 전송속도를 높일 수 있다.
또한, 디스플레이부에 제공되는 터치패널 또는 별도의 전도성 필름부재를 디스플레이부에 적층함으로써, 전자 장치에서 안테나의 실장 공간을 용이하게 확보할 수 있다. 또한, 복수의 방사 부재에 위상차 급전을 실시하면, 전기적인 빔 스티어링(beam steering)이 가능할 수 있으므로, 수십 GHz 이상의 초고주파 대역의 통신에서도 안정된 이득과 광범위한 방사 영역을 확보할 수 있다.
도 1은 통상적인 안테나 장치를 구비하는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 통상적인 전자 장치에 구비되는 안테나 장치의 개수 및 이에 따른 무선 주파수의 송수신 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 전자 장치에 구비되는 안테나 장치의 개수에 따른 데이터 전송용량(채널 용량(channel capacity))을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중에서 하나의 실시예에 따른 안테나 장치 내장형 디스플레이부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예 중에서 하나의 실시예에 따른 안테나 장치의 방사 패턴 경로부를 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예 중에서 하나의 실시예에 따른 안테나 장치를 구비한 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예 중에서 하나의 실시예의 디스플레이부에서 적어도 하나의 방사 패턴 경로부를 나타내는 도면 및 방사 패턴 경로부의 개수에 따른 안테나 방사 효율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예 중에서 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 구비하는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예 중에서 다른 실시예에 따른 디스플레이부의 적층 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예 중에서 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 전도성 필름 부재가 터치패널에 적층된 모습을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10의 A부분 확대도이다.
도 12는 도 11에서 방사 패턴 경로부를 확대한 도면이다.
도 13은 도 10의 B부분 확대도이다.
도 14는 도 10에서 방사 패턴 경로부 상의 단면을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 10에서 기판부와 방사 패턴 경로부 상의 단면을 나타내는 도면이다.
도 16은 안테나 장치가 디스플레이부에 내장된 상태에서 방사 형상을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 장치가 터치패널의 상부에 적층되는 제1실시 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 장치가 터치패널의 상부에 적층되는 제2실시 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 장치가 터치패널의 하부에 적층되는 제1실시 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 장치가 터치패널의 하부에 적층되는 제2실시 예를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 하나의 유전체층에 안테나 영역부와 메시 그리드가 함께 구비되는 디스플레이부의 제1실시 예를 개시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 하나의 유전체층에 안테나 영역부와 메시 그리드가 함께 구비되는 디스플레이부의 제2실시 예를 개시한 도면이다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 글래스로 안테나 영역부가 실장되며, 이의 하부로 터치패널이 구비되는 제1실시 예를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 글래스로 안테나 영역부가 실장되며, 이의 하부로 터치패널이 구비되는 제2실시 예를 각각 나타내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 글래스로 안테나 영역부가 실장되며, 이의 하부로 터치패널이 구비되는 제3실시 예를 각각 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 글래스로 안테나 영역부가 실장되며, 이의 하부로 터치패널이 구비되는 제4실시 예를 각각 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 글래스에 메시 그리드가 실장되며, 메시 그리드가 실장된 글래스의 하부로 안테나 장치가 구비되는 제1실시 예를 나타내는 도면이다.
도 28은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 글래스에 메시 그리드가 실장되며, 메시 그리드가 실장된 글래스의 하부로 안테나 장치가 구비되는 제2실시 예를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, OCTA(On-Cell TSP AMOLED)방식의 패널을 구비한 터치패널과 이러한 터치패널과 함께 디스플레이부의 내부에 적층되는 안테나 장치의 제1실시 예를 나타내는 도면이다.
도 30은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, OCTA(On-Cell TSP AMOLED)방식의 패널을 구비한 터치패널과 이러한 터치패널과 함께 디스플레이부의 내부에 적층되는 안테나 장치의 제2실시 예를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 안테나 영역부와 메시 그리드가 하나의 동일 평면 상에 구비되는 제1실시 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 안테나 영역부와 메시 그리드가 하나의 동일 평면 상에 구비되는 제2실시 예를 나타내는 도면이다.
도 33은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 안테나 영역부와 메시 그리드가 하나의 동일 평면 상에 구비되는 제 3실시 예를 나타내는 도면이다.
도 34는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 35 내지 도 40은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치에서, 안테나 패턴의 다양한 형상들을 나타낸 도면이다.
도 41은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치의 복수개의 방사부가 개별적으로 구비된 상태를 나타내는 도면이다.
도 42는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치의 복수개의 방사부가 서로 연결되도록 구비된 상태를 나타내는 도면이다.
도 43은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 44는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부의 화면 영역 및 베젤 영역의 개략적인 내부를 나타내는 도면이다.
도 45 및 도 46은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 더미 격자부가 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 아울러, 후술되는 용어들은 구체적인 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 다른 용어로 대체될 수 있다. 따라서 이러한 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예들에 대한 설명에 따라 더욱 명확하게 정의될 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 '제1', '제2' 등의 서수를 사용한 것은 단지 동일한 명칭의 대상들을 서로 구분하기 위한 것으로서, 그 순서는 임의로 정해질 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중에서 하나의 실시예에 따른 안테나 장치 내장형 디스플레이부를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다양한 실시예 중에서 하나의 실시예에 따른 방사 패턴 경로부를 구비하는 전도성 필름 부재(123)를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자 장치는 화면을 구현하기 위해 다수의 모듈, 예컨데 백라이트 유닛이나, 글래스 패널, 터치패널 등이 적층되는 디스플레이부(100)를 포함한다. 디스플레이부(100)는 영상 구현방법에 따라 LCD(Liquid Cristal Display)나, LED(Light Emitting Diode) 패널, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널 또는 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 패널 등과 같이, 영상을 구현하는 방법에 따라 다양한 형태나 재질의 패널들 중 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에서는 LED 또는 LCD 패널의 적층구조를 가지는 디스플레이부(100)를 예를 들어 설명한다. 그러나, 디스플레이부(100)는 앞서 예를 들었던 다양한 패널들 중 하나로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이부(100)의 적층구조를 살펴보면, 가장 하부에 백라이트 유닛(back light unit), 광학 시트(sheet), 후면 글래스 패널(rear glass panel)등의 하부 패널(140)과, 하부 패널(140) 상에, 예를 들면, TFT-ARRAY(130)가 적층되고, TFT-ARRAY(130) 상에 상부 패널(110)의접촉을 감지하는 터치패널(120)이 적층되며, 터치패널(120) 상으로 폴리이미드(Polymide)와 같은 편광판(101)이 제공될 수 있으며, 터치패널(120)의 전면이나 후면으로 글라스 패널(110)이 제공될 수 있다. 터치패널(120)은 전하를 띤 물체의 접촉을 감지하는 것으로서, 터치패널(120)을 이루는 전도성 필름 부재(123)의 일부를 안테나 장치의 방사체, 예컨대, 방사 패턴 경로부(121)로 활용하여, 안테나 장치가 적어도 부분적으로 디스플레이부(100)에 내장형으로 제공될 수 있는 것이다.
구체적으로, 터치패널(120)은 투명 도선 및 전극들로 이루어진 메시 그리드(mesh grid) 영역들(122) 및 이들이 제공되는 전도성 필름 부재(123)를 포함할 수 있다. 전도성 필름 부재(123) 상에 제공된 메시 그리드 영역들(122)은 방사 패턴 경로부(121)가 상기 터치패널(120)에 형성된 도선들에 의한 메시 그리드를 일부 제거함으로써 분할된 영역이다. 이러한 전도성 필름 부재(123)는 ITO 패널(Indium Tin Oxide Panel)을 포함하여 이루어질 수 있다.
방사 패턴 경로부(121)는 메시 그리드 영역들(122) 사이로 적어도 하나 형성되어, 후술하는 급전부(125)에 의해 신호 전류가 공급되어 소정의 안테나의 방사 패턴을 형성한다. 이러한 방사 패턴 경로부(121)는 전도성 필름 부재(123)의 적어도 일부분, 예를 들어 디스플레이부(100)가 연결되는 기판부(160, 도 6 참조) 측에 인접한 부분 상에 제공된다. 방사 패턴 경로부(121)는, 앞서 언급한 바와 같이, 전도성 필름 부재(123) 상에 형성되는 투명 도선 및 전극들의 일부를 방사 패턴 형태로 제거하여 형성된다. 방사 패턴 경로부(121)는 메시 그리드 영역들(122) 중 일부 영역을 방사 패턴 형상으로 제거하여 제거된 부분으로 패치(patch) 구조의 방사 패턴들을 형성할 수 있으며, 슬롯(slot) 구조, 루프(loop) 구조, 모노폴(monopole) 구조, 또는/및 다이폴(dipole) 구조 중 적어도 하나의 구조를 가지는 방사 패턴으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 방사 패턴 경로부(121)는 전도성 필름 부재(123)의 일측의 일부 영역, 예를 들면 가장자리에 인접한 영역에 위치되며, 가장 자리와 평행한 일방향을 따라 일직선으로 배열될 수 있으며, 하나만 배치되거나 복수개의 배열을 가질 수 있다(도 7 참조).
전도성 필름 부재(123)에 제공되는 방사 패턴 경로부(121)의 개수가 많아지면 많아질수록 데이터의 전송 속도나 용량이 증가할 수 있다. 예를 들어 20mm * 20mm 크기의 영역에 16개 정도의 방사 패턴 경로부(121)를 배치할 수 있다면, 약 120mm * 60mm 의 사이즈 정도의 휴대 단말기의 크기에는 24*12개 정도의 방사 패턴 경로부(121)를 배치 할 수 있을 것이다.
이러한 방사 패턴 경로부(121)는 소정의 폭을 가져, 급전부(125)를 통해 신호 전류가 공급되는 경우, 방사 패턴 경로부(121)에, 다시 말해서, 방사 패턴 경로부(121)를 사이에 두고 메시 그리드 영역(122)과 인접하는 다른 메시 그리드 영역(122) 사이에 자류(magnetic current)가 발생하고, 방사 패턴 경로부(121)가 방사체로서 작동할 수 있다.. 뿐만 아니라, 서로 이웃한 방사 패턴 경로부(121)는 신호 전류를 공급받고, 그 전기적인 길이에 따라 소정의 동작 주파수 파장을 가질 수 있다. 따라서, 메시 그리드 영역들(121) 사이에서 방사 패턴 경로부(121)의 폭이나(d1, 이하 '폭'이라 함.), 이웃한 방사 패턴 경로부(121)들 사이의 간격(d2, 이하 '간격'이라 함.) 및/또는 방사 패턴 경로부(121)의 경로길이(l, 이하 '경로길이'라 함.)를 이용하여 동작 주파수를 설정할 수 있는 것이다. 구체적으로, 방사 패턴 경로부(121)의 배열된 개수와 배열 길이, 및 급전 위치 등에 따라 동작 주파수(또는, 공진 주파수, λ)와 임피던스 매칭을 구현할 수 있다. 일반적으로 안테나 장치의 동작 주파수는 방사 패턴의 물리적, 전기적인 길이, 다른 방사 패턴과의 간격, 폭 등에 의해 설정된다. 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치의 방사 패턴은, 방사 패턴 경로부(121)들에 의해 구성되며, 아울러, 상기 방사 패턴의 공진 주파수 λ가 결정되면, 상기 방사 패턴 경로부(121)의 경로 길이(l)는 다음의 [수학식 1]에 의해 결정된다.
Figure pat00001
[수학식 1]에서, 'L'은 상기 방사 패턴 경로부(121)의 폭(d1) 또는 간격(d2), 경로 길이(l)이고, 'N'은 자연수이며, 'λ'는 상기 방사 패턴의 공진 주파수를 의미한다. [수학식 1]에서 N은 상기 안테나 장치(100)가 탑재될 전자 장치에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 이동통신을 위한 전자 장치에서 안테나 장치는λ/4의 전기적인 길이로 설계될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 방사 패턴 경로부(121) 각각의 폭(d1)이나 방사 패턴 경로부(121)들 사이의 간격(d2)를 이용하여 상기 방사 패턴의 공진주파수 λ, 임피던스 매칭 등이 다양하게 구현될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예 중에서 하나의 실시예에 따른 방사 패턴 경로부(121)를 구비한 디스플레이부(100)를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기의 방사 패턴 경로부(121)로 신호 전류를 제공하기 위해 급전부(125) 및 전송 선로부(126)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(100)의 일측 가장자리에 제공되어 디스플레이부(100)와 전기적으로 연결되는 기판부(160) 상에 상기 급전부(125)가 제공될 수 있다. 전송 선로부(126)는 방사 패턴 경로부(121)와 급전부(125)를 연결하도록 구비된다. 급전부(125)와 전송 선로부(126)는 방사 패턴 경로부(121)로 신호 전류를 제공할 수 있도록 전도성 도체, 예를 들어 구리(copper)와 같은 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예 중에서 하나의 실시예의 디스플레이부에서 적어도 하나의 방사 패턴 경로부를 나타내는 도면 및 방사 패턴 경로부의 개수에 따른 안테나 방사 효율을 나타내는 그래프이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 전도성 필름 부재(123)의 일측으로 하나의 방사 패턴 경로부(121)를 구비할 수도 있으며, 상술한 바와 같이, 전도성 필름 부재(123)의 가장자리를 따라 복수개의 방사 패턴 경로부(121)가 배열될 수 있다. 복수개의 배열을 가지는 경우, 전도성 필름 부재(123)의 가장 자리와 평행하게 형성된 급전선(127)이 각 방사 패턴 경로부(121)로 신호 전류를 공급할 수 있다. 도 7의 (b)를 참조하면, 전도성 필름 부재(123)의 일부 영역으로 제공되는 방사 패턴 경로부(121)가 많이 형성될수록, 안테나 방사 성능의 효율이 증가됨을 알 수 있다. 따라서, 터치패널(120)을 위한 메시 그리드 영역들(122)의 일부 영역으로 방사 패턴 경로부(121)가 많이 형성될수록 전자 장치의 데이터 송, 수신을 위한 안테나 방사 효율이 증가될 수 있다. 이는, 방사 패턴 경로부(121)의 수가 증가함에 따라 자류가 대체로 증가하기 때문이다. 다만, 방사 패턴 경로부(121)의 수와 자류가 반드시 비례하여 증가하는 것은 아님에 유의한다. 예컨대, 상기 방사 패턴 경로부(121)들로 이루어진 안테나 장치의 공진 주파수 대역에 따라, 방사 패턴 경로부(121)의 수와 자류의 비례 관계에 다소 차이가 있을 수 있다.
상기와 같은 안테나 장치를 내장하는 디스플레이부(100)는, 기존의 터치패널(120)의 일부분에 방사 패턴 경로부(121)를 제공함으로써, 별도의 공간을 확보하지 않더라도 실장이 용이하고, 전자 장치의 다른 회로 장치들의 배치에 있어 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 전자 장치에 제공되던 안테나 모듈과는 별개로 독립된 방사 형상을 구현할 수 있고, 전자 장치에서 구현되는 전체적인 안테나 장치의 방사 형상은 상, 하, 좌, 우 등의 입체적으로 형성될 수 있다. 예컨데, 상기와 같은 구성을 가지는 전자 장치 중, 특히 후면으로만 안테나 장치가 실장되는 전자 장치의 경우, 앞면을 통한 방사 성능이 최소 13dB 이상 증가될 수 있었다(도 16 참조). 따라서 TV와 같이 고정된 위치에 배치된 상태로 사용되는 전자 장치에서 안정된 송, 수신 성능을 확보함은 물론, 높은 이득과 광범위한 방사 영역을 확보할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 장치를 설치함으로써, 동일한 크기의 전자 장치에서는 디스플레이부(100)의 크기를 더욱 크게 할 수 있고, 베젤 영역(20)을 감소시킬 수 있는 등의 설계 자유도뿐만 아니라, 디자인의 고급화를 구현할 수 있게 된다.
이하에서는 도 8 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 장치에서, 디스플레이부(200)에 내장된 안테나 장치의 다른 적층 구조에 대해 살펴보기로 한다.
후술하는 디스플레이부(200)와 상술한 디스플레이부(100)의 차이점을 살펴보면, 상술한 안테나 장치를 내장한 디스플레이부(100)의 경우, 송, 수신을 위한 방사 패턴 경로부(121)가 디스플레이부(100)의 구성 요소 중 하나인 터치패널(120)의 전도성 필름 부재(123)에 제공되는 구성이었다. 그러나, 후술하는 안테나 장치를 내장하는 디스플레이부(200)의 경우, 접촉을 감지하는 터치패널(120)과 별개로 안테나 패널부(250)가 적층되게 제공되어, 방사 패턴 경로부(252)가 디스플레이부(200)의 터치패널(220), 구체적으로 터치패널(220)에 의 하나의 구성인 전도성 필름 부재(221, 이하 '제2전도성 필름 부재(221)'라 함.)의 일면으로 별개로 적층되는 구성으로 상술한 구성과 차이점이 있다. 이에, 앞서 설명한 전자 장치의 구성과 동일한 구성에 대해서는 앞선 설명을 준용한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예 중에서 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 구비하는 전자 장치를 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 다양한 실시예 중에서 다른 실시예에 따른 디스플레이부의 적층 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 안테나 장치를 내장한 디스플레이부(200)는 디스플레이부(200)의 일면으로 별도의 안테나 패널부(250)를 적층할 수 있다. 구체적으로는 안테나 패널부(250)는 투명한 전도성 필름 부재(251)와, 상기 전도성 필름 부재(251) 상에 투명 도선 및 전극들로 이루어지는 메시 그리드(mesh grid) 영역들(253) 사이로 적어도 하나의 방사 패턴을 형성하는 방사 패턴 경로부(252)를 포함할 수 있다. 방사 패턴 경로부(252)를 포함하는 전도성 필름 부재(251)는 디스플레이부(200)의 터치패널(220)의 일면으로 적층되도록 구비되어, 터치패널(220)의 구성과는 별도로 디스플레이부(200)에 안테나 장치가 내장되는 형태로 구현된다.
본 발명의 실시예에 따른 터치패널(220)은 ITO 패널(Indium Tin Oxide Panel)인 것을 예를 들어 설명하며, 상기 ITO 패널의 상측으로는 ITO 패널을 커버하는 글라스 패널(210)이 적층될 수 있다. 안테나 패널부(250)가 디스플레이부(100)에 내장되도록 적층되는 구조는 두 가지로 나뉠 수 있다. 하나의 적층 구조는 본 발명의 실시예에서와 같이, 안테나 패널부(250)가 터치패널(220)의 전면으로 적층되는 것이며, 다른 하나의 적층 구조는 안테나 패널부(250)가 터치패널(220)의 후면으로 적층되는 것이다. 안테나 패널부(250)를 기준으로 보면, 안테나 패널부(250)의 방사 패턴 경로부(252)를 통해 방사를 구현하는 경우, 터치패널(220)의 제2도전성 전도성 필름 부재(221) 는 신호 전류가 흐르는 방사 패턴 경로부(252)의 그라운드 패널로서 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 안테나 패널부(250)와 ITO 패널 사이로 글라스 패널(210)이 적층되는 것을 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 안테나 패널부(250)와 ITO 패널이 대면된 상태로 적층되고, 적층된 패널들의 상측으로 글라스 패널(210)이 적층될 수 도 있는 등의 변형이나 변경이 가능하다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예 중에서 다른 실시예에 따른 안테나 장치에서, 터치패널과 전도성 필름 부재의 적층 상태를 나타내는 도면이다. 도 11은 도 10의 A부분 확대도이다. 도 12는 도 10에서 방사 패턴 경로부를 확대한 도면이다. 도 13은 도 10에서 방사 패턴 경로부 상의 단면을 나타내는 도면이다. 도 14는 도 10에서 기판부(160)와 방사 패턴 경로부 상의 단면을 나타내는 도면이다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 앞서 살펴본 바와 같이, 안테나 패널부(250)가 터치패널(220)과 별개의 구성으로 디스플레이부(200)의 내측에 내장된다. 터치패널(220)의 제2전도성 필름 부재(221)에는 접촉을 감지할 수 있도록 메시 그리드 패턴(222)이 전체면으로 분포되어 있다. 메시 그리드 패턴(222)은 도전성 재질의 도선으로 이루어져, 방사 패턴 경로부(252)와 중첩되는 경우, 방사 패턴 경로부(252)의 방사 성능을 저하시킬 수 있다. 예컨데, 안테나 패널부(250)가 터치패널(220)의 후면으로 적층되는 경우, 터치패널(220)의 메시 그리드 패턴(222)에 의해 방사 패턴 경로부(252)의 신호 전류가 흘러서 주파수 대역을 형성하여도 안테나 방사 성능에 영향이 주는 것이다. 따라서, 안테나 패널부(250)의 방사 패턴 경로부(252)는 터치패널(220)의 메시 그리드 패턴(222)과 서로 어긋나게(offset) 위치되도록 구비된다. 예컨데, 메시 패턴의 빈 공간 사이로 방사 패턴 경로부(252)가 구비되어 메시 그리드 패턴(222)과 중첩되는 것을 방지하게 되는 것이다.
구체적으로, 안테나 패널부(250)가 터치패널(220)의 후면으로 적층될 때, 방사 패턴 경로부(252)는 터치패널(220)의 메시 그리드 패턴(222)에 어긋나도록(offset) 메시 그리드 패턴(222)의 빈 공간에 상응하게 전도성 필름 부재(252)의 메시 그리드 영역을 부분적으로 제거한다. 이로써, 방사 패턴 경로부(251)는 터치패널(220)과 적층되더라도 터치패널(220) 상에 형성된 메시 그리드 패턴(222)의 사이의 빈 공간에 위치되어 메시 그리드 패턴(222)에 따른 방사 패턴 경로부(252)의 방사 성능에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
방사 패턴 경로부(252)는 전도성 필름 부재(251)의 일부 영역에 제공되는 메시 그리드를 방사 패턴 형태로 제거하여 형성됨으로써, 급전부(125)에서 제공되는 신호 전류가 방사 패턴 경로부(252)를 따라 흐를 수 있다. 따라서 상기 방사 패턴 경로부(252)가 신호 전류를 제공받아 방사체로 동작하게 되는 것이다.
도 15는 도 10의 B부분 확대도이다
도 15를 참조하면, 앞서 설명한 디스플레이부(100)의 기판부와 급전부 및 전송 선로부의 구성과 동일한 구성으로 전체적인 설명은 앞선 설명을 준용한다. 다만, 개략적으로 보면, 터치패널(220)의 적어도 하나의 가장 자리 측으로 기판부(260)가 제공될 수 있고, 이러한 기판부(260)와 근접하여 전도성 필름 부재(251)에 방사 패턴 경로부(252)를 위치시킨다. 기판부(260)에는 방사 패턴 경로부(252)로 신호 전류를 제공하도록 급전부(255) 및 전송 선로부(256)가 제공된다. 이에, 터치패널(220) 및 안테나 패널부(250)가 서로 적층되면, 터치패널(220)은 기판부(260), 안테나 패널부(250)는 급전부(255) 및 전송 선로부(256)들과 전기적으로 연결될 수 있는 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 안테나 장치를 내장하고 있는 디스플레이부의 경우도, 앞서 설명한 실시예와 같이, 전도성 필름 부재(251)의 일부 영역으로 방사 패턴 경로부(252)가 많이 형성할 수 있고, 방사 패턴 경로부(252)로 신호 전류가 공급되면, 자류가 증가하여 안테나 방사 성능의 효율이 증가됨을 알 수 있다(도 7 참조). 또한, 상기와 같은 안테나 장치를 내장하는 디스플레이부(100)가 전자 장치에 제공되는 경우, 디스플레이부로 안테나 장치가 실장됨으로써, 안테나 장치의 설치에 요구되는 면적을 줄일 수 있고, 전자 장치의 다른 회로 장치들의 배치에 있어서 설계 자유도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 16은 안테나 장치가 디스플레이부에 내장된 상태에서 방사 형상을 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 전자 장치에 제공되는 다른 안테나 모듈과는 별개로 디스플레이부에서 독립된 방사 기능을 구현하게 됨으로써, 전자 장치의 전체적인 방사 패턴은 상, 하, 좌, 우 등의 입체적으로 형성될 수 있다. 예컨데, 상기와 같은 구성을 가지는 전자 장치에서, 예컨데, 도 16의 (a)에서와 같이 기존에 후면으로만 안테나 장치가 실장되는 전자 장치의 방사 형상과, 도 16의 (b)에서와 같이, 디스플레이부(200)에 방사 패턴 경로부(252)를 통한 방사 형상을 비교하면, 도 16의 (b)의 방사 형상에서 앞면을 통한 방사 성능이 최소 13dB 이상 증가될 수 있었다. 이에, 전자 장치는 안정된 송, 수신 성능을 확보함은 물론, 높은 이득과 광범위한 방사 영역을 확보할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치 및 이들을 구비한 전자 장치는, 방사 성능을 구비한 안테나 장치가 전자 장치의 디스플레이부에 하나의 구성으로 내장됨으로써, 한정된 공간에 복수개의 안테나 장치를 구비할 수 있으며, 복수개의 안테나 장치를 구현할 수 있게 됨으로써, 전자 장치의 데이터 송, 수신 속도나 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 안테나 장치가 전자 장치의 전면 상에 제공될 수 있어 수십 GHz 이상의 주파수 대역에서 전방향 방사 특성을 확보할 수 있다. 또한, 방사 패턴 경로부가 전도성 필름 부재 상에서 적어도 하나의 선(line) 형태로 배열됨으로서, 종래의 디스플레이부의 기판부를 효율적으로 활용할 수 있다.
이하에서는, 도 17 내지 46을 참조하여 다양한 실시 예들 중 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 내부에 구현되는 안테나 장치(350) 및 이를 구비한 전자 장치에 대해 설명할 수 있다. 상술한 안테나 장치(350) 및 이를 구비한 전자 장치에서, 안테나 장치(350)가 디스플레이부(300)부의 내부에 적층되게 구현되는 구성은 유사할 수 있다. 이에, 앞서 설명한 안테나 장치(350) 및 이를 구비한 전자 장치에서 설명한 구성이나 동작 중 동일한 구성이나 동작 등은 앞선 설명을 준용할 수 있을 것이다.
앞서서도 언급하였듯이, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치(350)는 디스플레이부(300)의 내부에 구현되는 장치로서, 터치패널(320)과 동일 패널에 구현되거나, 터치패널(320)과 별도의 패널(이하 ‘유전체층(351)’이라 함. 앞서서는 ‘제2전도성 필름 부재’라 하였음.)에 구현될 수 있다.
도 17 내지 도 33은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이부(300)의 내부에 구현되는 안테나 장치(350)의 실장 위치를 나타내는 도면이다. 간략하게 보면, 도 17 및 도 18은 안테나 장치(350)가 터치패널(320)의 상부에 배치되는 것을 나타내고, 도 19 및 도 20은 안테나 장치(350)가 터치패널(320)의 하부에 배치되는 것을 나타낸다. 또한, 도 21 및 도 22는 안테나 장치(350)와 터치패널(320)이 서로의 상, 하면에 적층 배치되는 것을 나타내고, 도 23 내지 도 26은 안테나 장치(350)가 글래스(310)에 구현되는 것을 나타내고, 도 27 는 및 도 28은 터치패널(320)은 글래스(310)에 구현되고, 터치패널(320)이 구현된 글래스(310) 하부로 안테나 장치(350)가 배치되는 것을 나타내는 도면이다. 도 29 및 도 30은 터치패널(320)은 OCTA(On-Cell TSP AMOLED)로 구현되고, 안테나 장치(350)는 OCTA(On-Cell TSP AMOLED)의 상부에 배치되는 것을 나타내는 도면이다. 도 31 내지 도 33은 터치패널(320)과 안테나 장치(350)의 패턴들이 동일 평면 상에 배치되는 것을 나타내는 도면이다. 수 있는 도 17은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 내부에 구현되는 안테나 장치(350)를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 17 내지 도 33을 모두 참조하여 보면(추가적으로 도 4 및 도 5도 함께 참조), 본원 발명의 안테나 장치(350)는 디스플레이부(300)의 내부에 구현될 수 있다. 안테나 장치(350)와 터치패널(320)은 동일한 패널 또는 서로 다른 패널에 배치될 수 있고, 안테나 영역부(352)와, 전도성 영역부(354) 및 유전체 영역부(353)(이하, ‘안테나 영역부(352), 전도성 영역부(354) 및 유전체 영역부(353)’를 ‘안테나 패턴부(355)(352)’로 통칭함.)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치(350)는, 상기 안테나 패턴부(355)(352)와 터치패널(320)의 메시 그리드(322)는 서로 다른 패널에 구비될 수 있다. 이와 달리, 안테나 패턴부(355)(352)와 터치패널(320)의 메시 그리드(322)는 서로 동일한 패널에 구비될 수 있다.
안테나 패턴부(355)(352)가 터치패널(320)의 메시 그리드(322)와 서로 다른 별도의 패널에 적층되는 경우, 안테나 패턴부(355)(352)는 유전체층(351)에 구비될 수 있고, 터치패널(320)의 메시 그리드(322)는 유전체층(351)과 별도의 제2유전체층(351)(이하 ‘전도성 필름 부재(321)’ 또는 ‘OCTA*On-Cell TSP AMOLED)방식의 패널’등을 포함하며, 이하에서 ‘전도성 필름 부재(321)’로 일컬음.) 구비될 수 있다. 또한, 이와 같이 안테나 패턴부(355)(352)와 메시 그리드(322)가 서로 다른 패널에 구비되는 경우, 안테나 패턴부(355)(352)가 구비되는 유전체층(351)은 메시 그리드(322)가 형성된 전도성 필름 부재(321) 또는 OCTA*On-Cell TSP AMOLED)방식의 패널의 상부 또는 하부에 배치될 수 있다.
또는 상기와는 달리, 터치패널(320)의 메시 그리드(322)는 전도성 필름 부재(321) 또는 OCTA*On-Cell TSP AMOLED)방식의 패널에 구비되고, 안테나 패턴부(355)(352)는 전도성 필름 부재(321)의 상부에 배치되는 글래스(310)의 일면 또는 타면에 배치되도록 구비될 수 있다. 이와는 반대로 안테나 패턴부(355)(352)는 유전체층(351)에 구비되고, 터치패널(320)의 메시 그리드(322)는 글래스(310)의 일면 또는 타면에 배치되도록 구비될 수 도 있다.
또한, 안테나 장치(350)가 터치패널(320)과 동일한 패널에 적층되는 경우, 안테나 패턴부(355)(352)와 메시 그리드(322)는 유전체층(351)의 상면 또는 하면에 각각 배치되거나 또는 서로 같은 면에 실장될 수 있다.
안테나 장치(350)는 안테나 영역부(352), 전도성 영역부(354) 및 유전체 영역부(353)를 포함할 수 있다(도 34 참조). 안테나 영역부(352)는 메시 그리드(322)의 상, 하 또는 동일 위치에 배치될 수 있도록 상술한 유전체층(351)의 상, 하면 또는 글래스(310)의 상, 하면 또는 터치패널(320)의 전도성 필름 부재(321)의 상, 하면 중 적어도 어느 일면에 구비될 수 있다.
안테나 영역부(352)는 유전체층(351)의 전면 또는 후면에 배치되고, 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송신하거나 수신 또는 송, 수신하도록 구비될 수 있다.
전도성 영역부(354)는 안테나 영역부(352)와 동일 평면 상에 구비되며, 안테나 영역부(352)에서 일정한 이격거리를 가지도록 배치되고, 복수의 전도성 격자들로 구비될 수 있다. 전도성 영역부(354)는 후술하나 더미 격자부로 이루어질 수 있고, 그라운드로 형성되거나, 시인성을 확보하거나, 안테나 영역부의 방사부(352a)의 패턴들 간의 이격거리를 확보하는 등의 기능을 구비할 수 있다.
유전체 영역부(353)는 상기 안테나 영역부(352) 및 상기 전도성 영역부(354) 사이에 배치되고, 상기 복수의 전도성 격자가 제거되어 상기 안테나 영역부(352)와 상기 전도성 영역부(354)를 상기 이격 거리만큼 분리시킬 수 있다.
유전체층(351)의 일면 또는 타면, 글래스(310)의 일면 또는 타면, 전도성 필름 부재(321)의 일면 또는 타면에는 안테나 영역부(352), 즉 안테나 영역부(352), 전도성 영역부(354), 유전체 영역부(353)가 함께 공존할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에서는 유전체층(351)의 일면 또는 타면, 글래스(310)의 일면 또는 타면, 전도성 필름 부재(321)의 일면 또는 타면에는 안테나 영역부(352), 전도성 영역부(354), 유전체 영역부(353)가 함께 공존하는 것을 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 유전체층(351)의 일면 또는 타면, 글래스(310)의 일면 또는 타면, 전도성 필름 부재(321)의 일면 또는 타면으로 안테나 영역부만 형성될 수도 있다. 이에, 이하에서는 유전체층(351)의 일면 또는 타면, 글래스(310)의 일면 또는 타면, 전도성 필름 부재(321)의 일면 또는 타면으로 안테나 영역부가 형성되는 것을 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 전도성 영역부(354) 및 유전체 영역부(353)가 함께 공존할 수 있음은 당업자라면 얼마든지 변경이나 변형이 가능할 것이다.
앞서도 언급하였듯이, 터치패널(320)은 근접이나 접촉을 감지하도록 디스플레이부(300)의 내부에 구비되는 구성으로, 디스플레이부(300)의 내부에 안테나 장치(350)와 별도로 적층되도록 구비될 수 있고 또는 안테나 영역부(352)가 구비된 유전체층(351)에 동일 면 또는 다른 면에 구비될 수 있다. 터치패널(320)이 안테나 장치(350)와 별도로 디스플레이부(300)의 내부에 적층되는 경우, 터치패널(320)은 안테나 장치(350)의 상부 또는 하부에 배치되어 서로 다른 평면에 위치될 수 있다. 또한, 터치패널(320)의 메시 그리드(322)가 안테나 영역부(352), 구체적으로 안테나 영역부(352) 및 전도성 영역부(354)가 형성된 패널과 같은 패널인 유전체층(351)에 구비될 수 있다. 이 경우에도, 메시 그리드(322)와 안테나 영역부(352)는 유전체층(351)의 같은 평면에 배치될 수 있고, 이와는 달리 메시 그리드(322)와 안테나 영역부(352)는 유전체층(351)의 다른 평면에 배치될 수 있다.
상술하였듯이, 터치패널(320), 구체적으로 메시 그리드(322)는 유전체층(351)의 전면 또는 후면에 배치되어 안테나 영역부(352)와 동일 평면 또는 서로 다른 평면에 배치되거나, 또는 상기 유전체층(351)의 상부 또는 하부에 배치되는 전도성 필름 부재(321)의 전면 또는 후면에 배치될 수 있다.
디스플레이부(300)는 디스플레이 패널(340)과 글래스(310)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(340)은 앞서도 언급하였듯이 가장 하부에 백라이트 유닛(back light unit), 광학 시트(sheet), 후면 글래스 패널(rear glass panel)등을 포함하는 하부 패널(140)과 TFT-ARRAY(130) 및 폴리이미드(Polymide)와 같은 편광판(101) 등이 포함될 수 있다(앞선 도 9 함께 참조).
글래스(310)는 유전체층(351)의 상부 또는 하부 중 적어도 하나의 위치에 배치될 수 있고, 디스플레이부(300)의 형상이나 구조, 구성 등에 따라 안테나 영역부(352)가 글래스(310)에 구비되거나, 메시 그리드(322)가 글래스(310)에 구비될 수 있다.
상술한 디스플레이부(300)의 내부에 적층되는 안테나 장치(350)와 터치패널(320)이 다양한 실시 예들을 도 17 내지 33을 통해 구체적으로 설명할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 장치가 터치패널의 상부에 적층되는 제1실시 예를 나타내는 도면이다. 도 18은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 장치가 터치패널의 상부에 적층되는 제2실시 에를 나타내는 도면이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이부(300)는, 안테나 장치(350)가 터치패널(320)의 상부로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 먼저, 디스플레이부(300)의 적층 상태를 보면, 가장 하부로 디스플레이 패널(340)이 적층되고, 가장 상부로 글래스(310)가 구비될 수 있고, 디스플레이 패널(340)과 글래스(310) 사이로 터치패널(320)과 안테나 장치(350)가 순서대로 적층될 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(340)의 상부에 적층되는 터치패널(320)은 전도성 필름 부재(321)와 전도성 필름 부재(321)의 적어도 일면에 실장되는 메시 그리드(322)를 포함할 수 있고, 본 발명의 일 실시 예에서 메시 그리드(322)는 전도성 필름 부재(321)의 상면에 구비되는 것을 예를 들어 설명한다. 그러나, 메시 그리드(322)는 전도성 필름 부재(321)의 하면에 구비될 수도 있다.
메시 그리드(322)가 형성된 전도성 필름 부재(321)는 디스플레이 패널(340)의 상부에 적층될 수 있다. 이러한 메시 그리드(322)가 형성된 전도성 필름 부재(321)의 상면으로 안테나 영역부(352), 구체적으로 안테나 영역부(352)와 전도성 영역부(354) 및 유전체 영역부(353)가 형성되는 유전체층(351)이 적층될 수 있다. 안테나 영역부(352)는 유전체층(351)의 상면에 실장될 수 있고(도 17의 제1실시 예 참조), 유전체층(351)의 하면에 실장될 수 있다(도 18의 제2실시 예 참조).
도 17과 같은 제1실시 예에 따른 안테나 장치(350)와 터치패널(320)의 적층 구조를 보면, 안테나 장치(350)가 터치패널(320)의 상부에 배치되되, 디스플레이 패널(340), 전도성 필름 부재(321), 전도성 필름 부재(321) 상면으로 메시 그리드(322), 유전체층(351), 유전체층(351)의 상면으로 안테나 영역부(352) 및 글래스(310)의 순서대로 적층될 수 있다.
또한, 도 18과 같은 제2실시 예에 따른 안테나 장치(350)와 터치패널(320)의 적층 구조를 보면, 안테나 장치(350)가 터치패널(320)의 상부에 배치되되, 디스플레이 패널(340), 전도성 필름 부재(321), 전도성 필름 부재(321)의 상면으로 메시 그리드(322), 하면으로 안테나 영역부(352)가 형성된 유전체층(351) 및 글래스(310)의 순서대로 적층되는 것을 알 수 있다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 장치가 터치패널의 하부에 적층되는 제1실시 예를 나타내는 도면이다. 도 20은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 안테나 장치가 터치패널의 하부에 적층되는 제2실시 예를 나타내는 도면이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이부(300)는 안테나 장치(350)가 터치패널(320)의 하부로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 먼저 디스플레이부(300)의 적층 상태를 보면, 가장 하부로 디스플레이 패널(340)이 적층되고, 가장 상부로 글래스(310)가 구비될 수 있으며, 디스플레이 패널(340)과 글래스(310) 사이로, 안테나 장치(350)와 터치패널(320)이 순서대로 적층될 수 있다.
또한, 안테나 장치(350)의 상부에 적층되는 터치패널(320)은 전도성 필름 부재(321)와 전도성 필름 부재(321)의 적어도 일면에 실장되는 메시 그리드(322)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 메시 그리드(322)는 전도성 필름 부재(321)의 상면에 구비되는 것을 예를 들어 설명한다. 그러나, 메시 그리드(322)는 전도성 필름 부재(321)의 하면에 구비될 수도 있다.
구체적으로 디스플레이 패널(340)의 상부로 안테나 영역부(352)가 형성된 유전체층(351)이 적층될 수 있다. 안테나 영역부(352)는 유전체층(351)의 하면으로 실장될 수 있고(도 19의 제1실시 예 참조) 또는 유전체층(351)의 상면으로 실장될 수 있다(도 20의 제2실시 예 참조).
터치패널(320)은 유전체층(351)의 상부로 적층될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 터치패널(320)은 전도성 필름 부재(321)와 전도성 필름 부재(321)의 상면 또는 하면으로 메시 그리드(322)가 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 메시 그리드(322)는 전도성 필름 부재(321)의 상면에 구비되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 메시 그리드(322)는 전도성 필름 부재(321)의 하면으로 구비될 수 있다.
이에, 도 19와 같은 제1실시 예에 따른 안테나 장치(350)와 터치패널(320)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), 유전체층(351), 안테나 영역부(352), 전도성 필름부재, 메시 그리드(322) 및 글래스(310)의 순서대로 적층될 수 있다.
또한, 도 20과 같은 제2실시 예에 따른 안테나 장치(350)와 터치패널(320)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), 안테나 영역부(352), 유전체층(351), 전도성 필름 부재(321), 메시 그리드(322) 및 글래스(310)의 순서대로 적층될 수 있다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 하나의 유전체층에 안테나 영역부와 메시 그리드가 함께 구비되는 디스플레이부의 제1실시 예를 개시한 도면이다. 도 22는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 하나의 유전체층에 안테나 영역부와 메시 그리드가 함께 구비되는 디스플레이부의 제2실시 예를 개시한 도면이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이부(300)는 안테나 장치와 터치패널이 동일한 패널에 적층되는 구조, 구체적으로 하나의 패널의 서로 다른 일면으로 안테나 영역부(352)와 메시 그리드(322)가 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예들은 디스플레이부(300)의 내부로 디스플레이 패널(340)과 글래스(310)가 적층되고, 디스플레이 패널(340)과 글래스(310) 사이로 안테나 영역부(352) 및 메시 그리드(322)를 형성한 패널(이하 ‘유전체층(351)’이라 함.)이 적층될 수 있다.
도 21의 제1실시 예에서와 같이, 유전체층(351)의 하면으로 메시 그리드(322)가 형성되고, 유전체층(351)의 상면으로 안테나 영역부(352)가 형성될 수 있다. 이에, 도 21과 같은 디스플레이부(300)의 내부 적층 상태를 보면, 디스플레이 패널(340), 메시 그리드(322), 유전체층(351), 안테나 영역부(352) 및 글래스(310)의 순서대로 적층될 수 있다. 이와 달리 도 22의 제2실시 예에서와 같이, 유전체층(351)의 하면으로 안테나 영역부(352)가 패터닝되고, 유전체층(351)의 상면으로 메시 그리드(322)가 패터닝될 수 있다. 이에 도 22와 같은 디스플레이부(300)의 내부 적층 상태를 보면, 디스플레이 패널(340), 안테나 패턴, 유전체층(351), 메시 그리드(322) 및 글래스(310)의 순서대로 적층될 수 있다.
도 23 내지 도 26은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 글래스로 안테나 영역부가 실장되며, 이의 하부로 터치패널이 구비되는 제1 내지 제4실시 예를 각각 나타내는 도면이다.
도 23 내지 도 26을 참조하면, 디스플레이부(300)는 안테나 장치(350)가 터치패널(320)의 상부로 적층되되, 안테나 장치(350), 구체적으로 안테나 영역부(352)가 글래스(310)에 실장되는 구조를 가질 수 있다. 즉, 디스플레이부(300)는 디스플레이 패널(340), 터치패널(320), 글래스(310)가 각각 순서대로 적층될 수 있고, 안테나 영역부(352)가 글래스(310)의 상면 또는 하면에 구비되도록 구비될 수 있다.
먼저 도 23과 도 24의 제1실시 예 및 제2실시 예를 참조하면, 디스플레이 패널(340) 상부로 터치패널(320)이 적층될 수 있다. 후술하는 제3실시 예 및 제4실시 예와는 달리 제1실시 예와 제2실시 예의 터치패널(320)의 구조는 전도성 필름 부재(321)의 상면으로 메시 그리드(322)가 구비되는 것이다. 전도성 필름 부재(321)의 상면으로 메시 그리드(322)가 구비된 터치패널(320)의 상부로 글래스(310)가 적층될 수 있다. 안테나 영역부(352)는 도 23의 제1실시 예와 같이 글래스(310)의 하면에 패터닝될 수 있다. 이에, 제1실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), 전도성 필름 부재(321), 메쉬 그리드 부재, 안테나 영역부(352) 및 글래스(310)의 순서로 구비될 수 있다. 또한, 도 24의 제2실시 예와 같이 안테나 영역부(352)는 글래스(310)의 상면에 패터닝될 수 있다. 이에, 제2실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), 전도성 필름 부재(321), 메쉬 그리드 부재, 글래스(310) 및 안테나 영역부(352)의 순서로 구비될 수 있다.
또한, 먼저 도 25과 도 26의 제3실시 예 및 제4실시 예를 참조하면, 디스플레이 패널(340) 상부로 터치패널(320)이 적층될 수 있다. 본 발명의 제3실시 예 및 제4실시 예는 상술한 제1실시 예와 제2실시 예의 터치패널(320)의 구조에서 차이점이 있다. 즉, 메시 그리드(322)는 전도성 필름 부재(321)의 하면으로 구비되는 것이다. 전도성 필름 부재(321)의 하면으로 메시 그리드(322)가 구비된 터치패널(320)의 상부로 글래스(310)가 적층될 수 있다. 안테나 영역부(352)는 도 25의 제3실시 예와 같이 글래스(310)의 하면에 패터닝될 수 있고, 도 26의 제4실시 예와 같이 글래스(310)의 상면에 패터닝될 수 있다. 따라서, 제3실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), 메쉬 그리드 부재, 전도성 필름 부재(321), 안테나 영역부(352) 및 글래스(310)의 순서로 구비될 수 있다. 또한, 도 4실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), 메쉬 그리드 부재, 전도성 필름 부재(321), 글래스(310) 및 안테나 영역부(352)의 순서로 구비될 수 있다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 글래스에 메시 그리드가 실장되며, 메시 그리드가 실장된 글래스의 하부로 안테나 장치가 구비되는 제1 및 제2실시 예를 나타내는 도면이다.
도 27 및 도 28을 참조하면, 디스플레이부(300)는 디스플레이 패널(340), 안테나 패터부를 구비한 유전체층(351) 및 글래스(310)가 각각 순서대로 적층될 수 있고, 메시 그리드(322)가 글래스(310)의 상면 또는 하면에 구비될 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 패널(340)의 상부로 안테나 영역부(352)가 구비된 유전체층(351)이 형성될 수 있다. 이러한 유전체층(351)의 상부로 메시 그리드(322)가 구비된 글래스(310)가 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 메시 그리드(322)는 글래스(310)의 하면으로 패터닝되는 것을 예를 들어 설명하나, 구조나 구성에 따라 글래스(310)의 상면으로 패터닝될 수도 있다. 도 27과 같이 제1실시 예에 따르면, 안테나 영역부(352)는 유전체층(351)의 상면으로 패터닝될 수 있다. 따라서, 제1실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), 유전체층(351), 안테나 영역부(352), 메시 그리드(322), 글래스(310)의 순서대로 적층될 수 있다. 또한, 도 28과 같이 제2실시 예에 따르면, 안테나 영역부(352)는 유전체층(351)의 하면으로 패터닝될 수 있다. 따라서, 제2실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), 안테나 영역부(352), 유전체층(351), 메시 그리드(322), 글래스(310)의 순서대로 적층될 수 있다.
도 29 및 도 30은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, OCTA(On-Cell TSP AMOLED)방식의 패널을 구비한 터치패널과 이러한 터치패널과 함께 디스플레이부의 내부에 적층되는 안테나 장치의 제1 및 제2실시 예를 나타내는 도면이다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예의 터치패널(320)은 OCTA(On-Cell TSP AMOLED)방식의 패널(321a)과, 상기 OCTA 방식의 패널(321a) 상에 메시 그리드(322)가 구비될 수 있다.
이러한 터치패널(320)과 함께 디스플레이부(300)의 내부로 안테나 장치(350)가 각각 도 29나 도 30과 같은 구조로 적층될 수 있다.
도 29의 제1실시 예와 같이, 안테나 장치(350)는 메시 그리드(322)가 형성된 OCTA 방식의 패널(321a) 상부로 유전체층(351)이 구비될 수 있고, 유전체층(351)의 상면으로 안테나 영역부(352)가 형성될 수 있다. 따라서, 제1실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), OCTA 패널, 메시 그리드(322), 유전체층(351), 안테나 영역부(352) 및 글래스(310)의 순서로 적층될 수 있다.
또한, 도 30의 제2실시 예와 같이, 안테나 장치(350), 구체적으로 안테나 영역부(352)가 글래스(310)의 적어도 하나의 일면에 형성될 수 있다. 즉, 글래스(310)의 상면 또는 하면으로 안테나 영역부(352)가 구비될 수 있는 것이다. 본 발명의 일 실시 예에서 안테나 영역부(352)는 글래스(310)의 하면에 구비되는 것을 예를 들었으나, 글래스(310)의 상면에 형성될 수 있다. 따라서, 제2실시 예에 따른 디스플레이부(300)의 적층 구조를 보면, 디스플레이 패널(340), OCTA 패널, 메시 그리드(322), 안테나 영역부(352) 및 글래스(310)의 순서로 적층될 수 있다.
도 31 내지 도 33은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부로서, 안테나 영역부와 메시 그리드가 하나의 동일 평면 상에 구비되는 제1 내지 제 3실시 예를 나타내는 도면이다.
도 31 내지 도 33을 참조하면, 안테나 영역부(352)와 메시 그리드(322)는 하나의 동일 평면, 예를 들어 하나의 유전체층(351)의 상면 또는 하면에 구비될 수 있고(도 31 참조), 글래스(310)의 상면 또는 하면에 구비될 수 있으며(도 32 참조), OCTA 방식 패널의 일면에 구비될 수 있다(도 33 참조). 안테나 영역부(352)와 메시 그리드(322)가 함께 구비되는 구성은 앞선 도 5 및 도 6의 설명을 준용할 수 있다.
먼저, 도 31의 제1실시 예를 참조하면, 디스플레이 패널(340)과 글래스(310) 사이에 하나의 유전체층(351)이 적층되고, 유전체층(351)의 상면 또는 하면으로 안테나 영역부(352)와 메시 그리드(322)가 함께 구비될 수 있다.
또한, 도 32의 제2실시 예를 참조하면, 디스플레이 패널(340)과 글래스(310)가 서로 적층될 수 있고, 메시 그리드(322)와 안테나 영역부(352)가 글래스(310)의 적어도 일면에 함께 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 안테나 영역부(352)와 메시 그리드(322)는 글래스(310)의 하면에 실장되는 것을 예를 들었으나, 상면으로 위치될 수 있다.
또한, 도 33의 제3실시 예를 참조하면, 디스플레이 패널(340)과 글래스(310) 사이에 하나의 OCTA 방식 패널이 적층될 수 있다. OCTA 방식 패널의 적어도 일면으로 안테나 영역부(352)와 메시 그리드(322)가 함께 구비될 수 있다.
도 34는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 35 내지 도 40은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치에서, 안테나 패턴의 다양한 형상들을 나타낸 도면이다.
도 34 내지 40을 참조하면, 안테나 영역부(352)는 안테나 영역부(352)와 전도성 영역부(354) 및 유전체 영역부(353)를 포함할 수 있다. 이하에서는 안테나 영역부(352)가 유전체층(351)에 형성되는 것을 예를 들어 설명하나, 앞서 설명한 바와 같이 안테나 영역부(352)는 유전체층(351) 이외에도 디스플레이부(300)의 내부에 적층되는 패널 상으로 다양한 위치에 실장될 수 있다.
안테나 영역부(352)는 방사부(352a)와 급전부(352b)를 포함할 수 있으며, 그라운드부(352c)를 포함할 수 있다.
방사부(352a)는 특정 주파수 대역에서 공진하도록 상기 복수의 전도성 격자들로 구성될 수 있다. 방사부(352a)는 복수의 서로 다른 통신 서비스를 제공하기 위해 유전체층(351) 또는 안테나 영역부(352)가 구비되는 패널 측에 복수의 패턴을 구비할 수 있다. 예를 들면, 방사부(352a)는 다중입출력(MIMO)로 구현되거나(도 35 참조), 또는 방사부(352a)는 빔(beam) 스캔을 위한 서브 어레이(Sub- Array)로 구현되거나(도 36 참조), 엔드 파이어(endfire, 종형)형태의 방사를 위한 어레이로 구현되는(도 37 참조) 등의 배열 안테나를 구비할 수 있다. 또한, 상기 방사부는 5G, WiFi, mmWave 형태의 패턴으로 구현될 수 있다(도 38 및 도 39 참조). 또한, 무선 충전을 위한 루프 안테나를 구비할 수 있다(도 40 참조.).
또한, 상기의 다양한 형상의 패턴을 가지는 방사부(352a)는 후술하는 급전부(352b)의 구조에 따라 서로가 분리되게 구비되거나 또는 급전부(352b)를 통해 서로가 연결되도록 구비될 수 있다. 예를 들어 유전체층(351)에 5G, WiFi, mmWave 형태의 패턴의 방사부(352a)가 각각 구비되는 경우, 각 5G의 패턴을 가지는 방사부(352a)와, WiFi의 패턴을 가지는 방사부(352a)와, mmWave의 패턴을 가지는 방사부(352a)는 유전체 상에서 서로 분리 형성될 수 있다(도 41 참조). 또한, 서로 분리된 각각의 방사부(352a)에는 각 방사부(352a)로 급전을 제공하는 급전부(352b)가 각각 제공될 수 있다(도 42 참조.).
이와 달리 유전체층(351)에 5G, WiFi, mmWave 형태의 패턴의 방사부(352a)가 각각 구비되는 경우, 각 5G의 패턴을 가지는 방사부(352a)와, WiFi의 패턴을 가지는 방사부(352a)와, mmWave의 패턴을 가지는 방사부(352a)는 급전라인을 형성하는 전도성 격자들에 의해 서로 연결될 수 있다. 즉, 하나의 급전부(352b)에서 급전라인을 통해 각각의 5G, WiFi, mmWave 형태의 패턴의 방사부(352a)로 급전을 제공할 수 있도록 구비될 수 있다.
도 41은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치의 복수개의 방사부가 개별적으로 구비된 상태를 나타내는 도면이다. 도 42는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치의 복수개의 방사부가 서로 연결되도록 구비된 상태를 나타내는 도면이다.
급전부(325b)는 상기 방사부(352a)에 연결되거나 또는 전기적 커플링을 통해 전력을 공급하기 위해 구비될 수 있다. 급전부(352b)는 복수의 급전 패턴(3521b, 3522b, 3523b)으로 구비되거나(도 41 참조), 또는 공통 급전부(3555b)로 구비될 수 있다(도 42 참조). 각 방사부들이 각각의 급전 패턴으로 연결되는 경우(도 41 참조), 예를 들어 5G, mmWave, Wifi의 패턴을 가지는 방사부(3521a, 3522a, 3523a)가 각각 유전체층(351)에 형성되는 경우, 5G의 패턴을 가지는 방사부(3521a)와, WiFi의 패턴을 가지는 방사부(3522a), mmWave의 패턴을 가지는 방사부(3523a)가 유전체층에서 서로 분리 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 각 방사부(3521a, 3522a, 3523a)와 각각 연결되는 급전 패턴(3521b, 3522b, 3523b)들이 구비되고, 이러한 급전 패턴(3521b, 3522b, 3523b)들이 그라운드부(3521c, 3522c, 3523c)들을 통해 각각의 커넥터 테일(3551, 3552, 3553)로 연결될 수 있는 것이다.
각각의 방사부가 하나의 공통 급전부(352b)로 연결되는 경우(도 42 참조), 예를 들어 WiFi, 5G, mmWave, LTE의 패턴을 가지는 방사부(3524, 3525, 3526, 3527)가 각각 유전체층(351)에 형성되는 경우, Wifi의 패턴을 가지는 방사부(3524), 5G의 패턴을 가지는 방사부(3525)와, mmWave의 패턴을 가지는 방사부(3526), LTE의 패턴을 가지는 방사부(3527)가 유전체층(351)에서 서로 분리 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 각 방사부(3524, 3525, 3526, 3527)이 일괄적으로 연결되는 공통 급접부(3555b)가 구비되고, 이러한 공통 급전 패턴부(3555b)들이 공통의 그라운드부를 통해 각각의 커넥터 테일(3555)로 연결될 수 있는 것이다.
도 43은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 44는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 디스플레이부의 화면 영역 및 베젤 영역의 개략적인 내부를 나타내는 도면이다.
도 43 및 도 44를 참조하면, 디스플레이부(300)의 경우, 화면이 표시되는 화면 영역(VA(View Area))이 구비되고, 화면 영역(VA)의 주변둘레로 적층되는 터치패널(320)이나 디스플레이 패널(340) 등으로 전원을 공급하기 위한 커텍터 테일이나 전송 선로나 연결 라인 등을 실장하기 위한 베젤 영역(BA(Bezel Area))이 존재할 수 있다. 방사부(352a)로 전력을 공급하기 위한 커넥터 테일이나 전송 선로 등을 화면영역이 아닌 베젤 영역에 구비시킬 수 있을 것이다. 특히 방사부(352a)로 전력을 공급하기 위한 커넥터 테일이나 전송 선로를 베젤 영역에 구비시킴에 따라 하나의 방사부(352a)에서 다른 방사부(352a)로 전달되는 신호 손실을 줄일 수 있다.
도 45 내지 도 47은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 더미 격자부가 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
도 45 및 도 46을 참조하면, 상기와 같이 유전체층(351)에는 안테나 영역부(352)가 구비될 수 있다. 이러한 안테나 영역부(352)는 앞서도 언급한 바와 같이 복수개의 전도성 격자들에 의해 구비되는 구성이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 영역부(352)는 앞서 도 4 및 도 5를 참조하여 언급한 바와 유사하게. 유전체층(351) 상에 형성되는 투명 도선 및 전극들로 이루어진 전도성 격자들의 일부를 방사부(352a)의 패턴 형태로 제거하여 형성될 수 있다. 이 경우, 유전체층(351)에는 안테나 영역부(352)와, 전도성 격자들이 제거된 유전체 영역부(353) 및 안테나 영역부(352)와 이격된 전도성 영역부(354)로 구획될 수 있는 것이다.
이 경우, 전도성 격자들이 제거된 유전체 영역부(353)의 크기를 시인성이 저하되지 않는 범위에서 단절시키도록 구비될 것이다.
이와는 달리, 유전체층(351)의 일면으로 안테나 영역부(352)에 해당되는 부분으로 전도성 격자들에 의해 방사부(352a) 및 급전부(352b)가 형성될 수 있다. 이 경우, 유전체층(351)에는 안테나 영역부(352)와 유전체 영역부(353)로 구획될 수 있다.
이러한 안테나 영역부(352)와 유전체 영역부(353)로 구획된 유전체층(351)이 디스플레이부(300)의 내부에 적층되는 경우, 이러한 안테나 영역부(352)를 제외한 유전체 영역부(353)로 음영지역이 발생될 수 있다. 이에, 유전체 영역부(353)의 음영 발생에 따른 시인성 저하를 제한하기 위해 더미 격자부(370)를 형성할 수 있다.
더미 격자부(370)는 유전체층(351)의 표면에 바로 형성되거나 또는 별도의 패널에 형성되고 유전체층(351)의 상, 하부 중 적어도 어느 일면으로 적층되도록 구비될 수 있다.
더미 격자부(370)가 안테나 영역부(352)와 소정 이격되어 유전체층(351)에 형성되는 경우, 더미 격자부(370)는 전도성 영역부(354)로서 안테나 영역부의 그라운드를 형성할 수 있다. 더미 격자부(370)는 유전체층(351)의 일면으로 복수개의 안테나 영역부(352)를 형성하는 패턴들이 구비되는 경우, 방사부(352a)와 이웃한 방사부(352a)의 격리도를 증가시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100, 200: 디스플레이부 110, 210: 글라스 패널
120, 220: 터치패널 130: 230: TFT-ARRAY
140. 240: 하부 패널 121, 252: 방사 패턴 경로부
250: 안테나 패널부 125, 255: 급전부
126. 256: 전송 선로부 160, 260: 기판부
300: 디스플레이부 310: 글래스
320: 터치패널 350: 안테나 장치

Claims (40)

  1. 안테나 장치에 있어서,
    투명 도선 및 전극들로 이루어진 메시 그리드 영역들을 포함하는 전도성 필름부재;
    상기 메시 그리드(mesh grid) 영역들 사이에 형성되는 방사 패턴 경로부를 포함하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사 패턴 경로부는 상기 메시 그리드의 일부가 소정의 방사 패턴 형상으로 제거되어 형성되는 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방사 패턴 경로부는 슬롯(slot) 구조, 루프(loop) 구조, 패치(patch) 구조, 모노폴(monopole) 구조, 다이폴(dipole) 구조 중 적어도 하나의 안테나 구조인 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 필름부재에 인접하게 제공되는 기판부;
    상기 기판부에 실장되는 급전부; 및
    상기 방사 패턴 경로부와 상기 급전부 사이를 연결하는 전송 선로부를 더 포함하는 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메시 그리드 영역들 사이에서 상기 방사 패턴 경로부의 폭, 서로 이웃한 상기 방사 패턴 경로부들 사이의 간격 및 상기 방사 패턴 경로부의 경로 길이에 따라 동작 주파수가 설정되는 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 필름 부재는, 투명 도선 및 전극들로 이루어진 메시 그리드(mesh grid) 패턴을 포함하는 또 다른 전도성 필름 부재에 적층되는 안테나 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 방사 패턴 경로부는 상기 제2전도성 필름 부재의 메시 그리드 패턴에 어긋나게(offset) 배치되는 안테나 장치.
  8. 안테나 장치를 구비하는 전자 장치에 있어서,
    터치패널을 포함하는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 터치패널에는 투명 도선 및 전극들로 이루어진 메시 그리드(mesh grid) 영역들을 포함하는 전도성 필름 부재가 포함되고,
    상기 전도성 필름 부재에는 상기 메시 그리드 영역들 사이로 방사 패턴 경로부가 형성되는 안테나 장치를 구비하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방사 패턴 경로부는 상기 전도성 필름 부재의 적어도 일부의 메시 그리드가 제거되어 형성되는 안테나 장치를 구비하는 전자 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 가장자리에 제공되는 기판부; 및
    상기 기판부에 제공되며, 상기 방사 패턴 경로부로 신호 전류를 공급하는 급전부; 및
    상기 방사 패턴 경로부와 상기 급전부를 서로 연결하는 전송 선로부를 더 포함하는 안테나 장치를 구비하는 전자 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 방사 패턴 경로부는 슬롯(slot) 형태, 루프(loop) 구조, 패치(patch) 구조, 모노폴(monopole) 구조, 다이폴(dipole) 구조 중 적어도 하나의 구조로 상기 메시 그리드를 분할하는 안테나 장치를 구비하는 전자 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 메시 그리드 영역 사이에서 상기 방사 패턴 경로부의 폭, 서로 이웃한 상기 방사 패턴 경로부들 사이의 간격 및 상기 방사 패턴의 경로 길이에 따라 동작 주파수가 설정되는 안테나 장치를 구비하는 전자 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 전도성 필름부재는 ITO 패널(Indium Tin Oxide Panel)을 포함하여 이루어지는 안테나 장치를 구비하는 전자 장치.
  14. 전자 장치에 있어서,
    터치패널을 포함하는 디스플레이부; 및
    상기 디스플레이부에 적층되는 안테나 패널부를 포함하며,
    상기 안테나 패널부는,
    상기 메시 그리드(mesh grid) 영역들을 포함하는 투명한 전도성 필름부재; 및
    상기 전도성 필름부재의 일부분에 형성되고, 상기 메시 그리드 영역들 사이로 형성되어 적어도 하나의 방사 패턴을 형성하는 방사 패턴 경로부를 포함하는 전자 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 방사 패턴 경로부는 상기 전도성 필름 부재의 적어도 일부의 메시 그리드가 제거되어 형성되는 전자 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 방사 패턴 경로부는 상기 터치패널에 제공되는 또 다른 전도성 필름 부재의 메시 그리드 패턴에 어긋나게(offset) 배치되는 전자 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 터치패널은,
    ITO 패널(Indium Tin Oxide Panel); 및
    상기 ITO 패널에 적층된 글라스 패널을 포함하고,
    상기 안테나 패널부는 상기 글라스 패널의 전면으로 적층되는 전자 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 가장자리에 제공되는 기판부; 및
    상기 기판부에 제공되며, 상기 방사 패턴 경로부로 신호 전류를 공급하는 급전부; 및
    상기 방사 패턴 경로부와 상기 급전부를 서로 연결하는 전송 선로부를 더 포함하는 전자 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 방사 패턴 경로부는 슬롯(slot) 구조, 루프(loop) 구조, 패치(patch) 구조, 모노폴(monopole) 구조, 다이폴(dipole) 구조 중 적어도 하나의 구조로 상기 메시 그리드를 분할하는 전자 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 메시 그리드 영역 사이에서 상기 방사 패턴 경로부의 폭, 서로 이웃한 상기 방사 패턴 경로부들 사이의 간격 및 상기 방사 패턴의 경로 길이에 따라 동작 주파수가 설정되는 전자 장치.
  21. 디스플레이부에 구현되는 안테나 장치에 있어서,
    상기 디스플레이부 내부에 구비되는 유전체층; 및
    상기 유전체층의 전면 또는 후면에 배치되고, 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송신 또는 수신하는 안테나 영역부;
    상기 안테나 영역과 동일 평면 상에 상기 안테나 영역에서 일정한 이격 거리로 배치되고, 상기 복수의 전도성 격자들을 포함하는 전도성 영역부; 및
    상기 안테나 영역 및 상기 전도성 영역 사이에 배치되고, 상기 복수의 전도성 격자가 제거되어 상기 안테나 영역과 상기 전도성 영역을 상기 이격 거리만큼 분리시키는 유전체 영역부를 포함하는, 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 안테나 영역부 및 상기 전도성 영역부가 위치하는 평면과 다른 평면에 배치되는 터치 패널을 더 포함하는, 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 터치패널은 상기 유전체층의 전면 또는 후면에 배치되거나 또는 상기 유전체층의 상부 또는 하부에 배치되는 제2 유전체층의 전면 또는 후면에 배치되는, 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 유전체층의 하부에 배치되는 디스플레이부 패널; 및
    상기 유전체층의 상부 또는 하부 중 적어도 하나의 위치에 배치되는 글래스를 더 포함하는, 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  25. 제21항에 있어서, 상기 안테나 영역은,
    특정 주파수 대역에서 공진하도록 상기 복수의 전도성 격자들로 구성되는 방사부; 및
    상기 방사부에 연결되거나 또는 전기적 커플링을 통해 전력을 공급하기 위한 급전부를 포함하는, 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 방사부는 복수의 서로 다른 통신 서비스를 제공하기 위한 복수의 패턴을 구비하고,
    상기 급전부는 상기 복수의 패턴들로 각각 전력을 공급하게 복수의 급전 패턴을 구비하거나 또는 상기 복수의 패턴들로 일괄되게 전력을 곱급하는 공통 급전부로 구비되는, 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 방사부는 다중입출력(MIMO) 또는 빔 스캔을 위한 배열 안테나를 구비하는, 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 안테나 영역이 형성된 상기 유전체층의 표면 또는 상기 유전체층의 상, 하면으로 더미 격자부가 더 포함되는 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  29. 전자 장치에 있어서,
    상기 디스플레이부의 내부에 적층되는 터치패널; 및
    상기 디스플레이부의 내부에 적층되고, 상기 터치패널의 상, 하 또는 상기 터치패널의 표면에 구현되며, 복수의 전도성 격자들로 구비되는 안테나 영역을 통해 전자기파를 송신 또는 수신하는 안테나부를 포함하는, 전자 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 터치패널의 상부에 적층되고,
    상기 안테나부는,
    상기 터치패널의 상부에 적층되는 유전체층;
    상기 유전체층의 상부면 또는 하부면에 실장되고, 상기 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송, 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나 영역부를 포함하는, 전자 장치.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 터치패널의 상부에 적층되는 글래스의 상부면 또는 하부면 중 적어도 어느 하나에 구비되며,
    상기 안테나부는 상기 글래스의 표면으로 상기 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송, 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나 영역을 포함하는, 전자 장치.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 터치패널은,
    상기 안테나 영역이 실장되는 유전체층; 및
    상기 유전체층의 상부면 또는 하부면에 실장되는 메쉬 그리드 패턴을 포함하는, 전자 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 메쉬 그리드 패턴은 상기 유전체층의 하부면에 실장되고,
    상기 안테나부는 상기 유전체층의 상부면에 실장되고, 상기 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송, 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나 영역을 포함하는, 전자 장치.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 터치 패턴은 상기 유전체층의 상부면에 실장되고,
    상기 안테나부는 상기 유전체층의 하부면에 실장되고, 상기 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송, 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나 영역을 포함하는, 전자 장치.
  35. 제29항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 터치패널의 하부에 적층되고,
    상기 안테나부는,
    상기 터치패널의 하부에 적층되는 유전체층;
    상기 유전체층의 상부면 또는 하부면에 실장되고, 상기 복수의 전도성 격자들을 통해 전자기파를 송, 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나 영역을 포함하는, 전자 장치.
  36. 제29항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 글래스의 상, 하면 또는 상기 터치 패널의 유전체층의 상, 하면에 실장되는 상기 터치패널의 터치 패턴과 동일 표면에 구비되는, 전자 장치.
  37. 제29항에 있어서,
    상기 안테나부에는 상기 안테나 영역에서 일정한 이격 거리를 가지며 복수의 격자들을 포함하는 더미 격자부가 더 구비되는 디스플레이부 내부에 구현되는 안테나 장치.
  38. 제29항에 있어서,
    상기 안테나 영역은,
    특정 주파수 대역에서 공진하는 상기 복수의 전도성 격자들로 구성되는 방사부; 및
    상기 방사부에 연결되거나 또는 전기적 커플링을 통해 전력을 공급하기 위한 급전부를 포함하는, 전자 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 방사부는 복수의 서로 다른 통신 서비스를 제공하기 위한 복수의 패턴을 구비하고,
    상기 급전부는 상기 복수의 패턴들로 각각 전력을 공급하게 복수의 급전 패턴을 구비하거나 또는 상기 복수의 패턴들로 일괄되게 전력을 곱급하는 공통 급전부로 구비되는, 전자 장치.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 방사부는 다중입출력(MIMO) 또는 빔 스캔을 위한 배열 안테나를 구비하는, 전자 장치.


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