天线装置和包括天线装置的显示装置的制作方法

1.本发明涉及一种天线装置和一种包括天线装置的显示装置。更具体地，本发明涉及一种包括电极图案的天线装置和一种包括天线装置的显示装置。


背景技术：

2.随着信息技术的发展，诸如wi-fi、蓝牙等的无线通信技术与例如智能电话形式的显示装置相结合。在这种情况下，可以将天线与显示装置结合来提供通信功能。
3.随着移动通信技术的快速发展，在显示装置中需要能够进行高频或超高频通信的天线。此外，随着近来开发出诸如透明显示器和柔性显示器等薄型、高透明度和高分辨率显示装置，也开发了呈例如包括薄膜电极的膜或贴片的形式的天线。
4.然而，随着天线的频带增加，衍射特性可能会变弱，因此天线的覆盖范围可能会降低，并且天线增益也可能会由于来自外部环境波的干扰或噪声而降低。
5.另外，随着包括天线的显示装置的空间减小，可能不容易设计具有足够增益特性、方向性和覆盖范围的天线电极。
6.例如，韩国公开专利申请号2013-0095451公开了一种集成到显示面板中的天线，但是没有充分考虑对应于高频的上述天线电极设计。


技术实现要素：

7.技术目标
8.根据本发明的一方面，提供了一种具有改进的辐射效率和可靠性的天线装置。
9.根据本发明的一方面，提供了一种包括具有辐射效率和可靠性的天线装置的显示装置。
10.技术手段
11.(1)一种天线装置，其包括：介电层；天线图案，所述天线图案设置在所述介电层的顶表面上的，所述天线图案包括辐射图案和连接到所述辐射图案的传输线；以及反射图案，所述反射图案与所述天线图案电气地且物理地分离，并且与所述天线图案一起设置在所述介电层的所述顶表面上。
12.(2)根据上述(1)所述的天线装置，其中所述天线图案和所述反射图案各自包括网状结构。
13.(3)根据上述(2)所述的天线装置，其还包括具有网状形状的虚设图案，其中所述虚设图案设置在所述天线图案和所述反射图案的周围，以与所述天线图案和所述反射图案电气地且物理地分离。
14.(4)根据上述(1)所述的天线装置，其中多个所述反射图案被布置在水平方向上。
15.(5)根据上述(4)所述的天线装置，其中所述多个反射图案被布置成使得所述反射图案的面积沿着所述水平方向按顺序增大或减小。
16.(6)根据上述(4)所述的天线装置，其中多个所述反射图案被布置在所述水平方向
上以限定反射图案行，并且多个所述反射图案行沿着垂直方向布置。
17.(7)根据上述(6)所述的天线装置，其中包括在彼此相邻的所述反射图案行中的所述反射图案被布置成以相对布置的形式或以相对布置的顺序面对彼此。
18.(8)根据上述(1)所述的天线装置，其中具有不同面积的所述反射图案被设置成在平面图中按顺序地重叠。
19.(9)根据上述(1)所述的天线装置，其中所述天线图案还包括连接到所述传输线的端部部分的信号焊盘。
20.(10)根据上述(9)所述的天线装置，其中所述反射图案和所述信号焊盘被设置在相对侧处，其中所述辐射图案插入它们之间。
21.(11)根据上述(1)所述的天线装置，其还包括设置在所述介电层的底表面上的接地层。
22.(12)根据上述(1)所述的天线装置，其中所述辐射图案与所述反射图案之间的间隔距离等于或大于所述辐射图案的谐振频率的半波长(λ/2)。
23.(13)根据上述(1)所述的天线装置，其中所述辐射图案和所述反射图案包括选自由以下项组成的组中的至少一者：银(ag)、金(au)、铜(cu)、铝(al)、铂(pt)、钯(pd)、铬(cr)、钛(ti)、钨(w)、铌(nb)、钽(ta)、钒(v)、铁(fe)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、锌(zn)、钼(mo)、钙(ca)以及包含其中至少一种的合金。
24.(14)一种显示装置，其包括根据如上所述的实施方式的天线装置。
25.(15)根据上述(14)所述的显示装置，其中所述天线装置设置在所述显示装置的前侧处，并且所述辐射图案和所述反射图案具有网状结构。
26.(16)根据上述(14)所述的显示装置，其中所述天线装置设置在所述显示装置的后侧处，并且所述辐射图案和所述反射图案具有彼此分离的实心导电图案的形状。
27.发明效果
28.根据本发明的实施方式的天线装置可以包括天线图案和与天线图案电气地且物理地间隔开的反射图案。例如，可以从包括天线装置的另一移动装置中所包括的反射图案供应频率或信号，从而减少在高频驱动期间发生的信号损耗并增加增益量。
29.在示例性实施方式中，多个反射图案可以设置成阵列形式，并且可以被设计成消除由于相邻反射图案之间的相位差引起的干扰。
附图说明
30.图1和图2分别是示出根据示例性实施方式的天线装置的示意性剖视图和示意性俯视平面图。
31.图3至图6是示出根据一些示例性实施方式的天线装置的示意性俯视平面图。
32.图7是示出根据示例性实施方式的显示装置的示意性俯视平面图。
具体实施方式
33.根据本发明的示例性实施方式，提供了一种天线装置，其包括辐射图案和反射图案，以提高辐射效率和可靠性。
34.天线装置可以是例如以透明薄膜形式制造的微带贴片天线。天线装置可以应用于
用于高频带或超高频带的移动通信(例如，3g、4g、5g或更高)的通信装置。
35.根据本发明的示例性实施方式，还提供了一种包括天线装置的显示装置。然而，天线装置的应用不限于显示装置，并且天线装置可以应用于诸如车辆、家用电器、建筑等各种结构。
36.在下文中，将参考附图详细地描述本发明。然而，本领域技术人员应理解，提供参考附图描述的这样的实施方式是为了进一步理解本发明的精神，并非是对详细说明和所附权利要求中公开的要保护的主题进行限制。
37.图1和图2分别是示出根据示例性实施方式的天线装置的示意性剖视图和示意性俯视平面图。
38.参考图1和图2，根据示例性实施方式的天线装置可以包括介电层、设置在介电层100的顶表面上的第一电极层110，以及设置在介电层100的底表面上的第二电极层90。
39.介电层100可以包括具有预定介电常数的绝缘材料。介电层100可以包括例如无机绝缘材料(诸如玻璃、氧化硅、氮化硅、金属氧化物等)或者有机绝缘材料(诸如环氧树脂、丙烯酸树脂、酰亚胺树脂等)。介电层100可以用作天线装置的薄膜基板，第一电极层110形成在所述薄膜基板上。
40.例如，可以使用透明薄膜作为介电层100。透明薄膜可以包括：聚酯基树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯；纤维素基树脂，诸如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；聚碳酸酯基树脂；丙烯酸树脂，诸如聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚(甲基)丙烯酸乙酯；苯乙烯基树脂，诸如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物；聚烯烃基树脂，诸如聚乙烯、聚丙烯、环烯烃或具有降冰片烯结构的聚烯烃和乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯基树脂；酰胺基树脂，诸如尼龙和芳族聚酰胺；酰亚胺基树脂；聚醚砜基树脂；砜基树脂；聚醚醚酮基树脂；聚苯硫醚树脂；乙烯醇基树脂；偏二氯乙烯基树脂；乙烯醇缩丁醛基树脂；烯丙基化物基树脂；聚甲醛基树脂；环氧基树脂；聚氨酯或氨基甲酸酯基树脂；硅基树脂等。这些可以单独使用或以其两种或更多种的组合使用。
41.在一些实施方式中，在介电层100中可以包括诸如光学透明粘合剂(oca)、光学透明树脂(ocr)等的粘合薄膜。
42.在一些实施方式中，介电层100的介电常数可以在约1.5至约12的范围内进行调整。当介电常数超过约12时，驱动频率可能过度降低，并且可能无法实现期望的高频带的驱动。优选地，介电层100的介电常数可以在约2至约10的范围内进行调整。
43.如图2所示，第一电极层110可以包括天线图案，所述天线图案包括辐射图案112和传输线(馈电线)114。
44.在一些实施方式中，第一电极层110还可以包括布置在天线图案的周围的虚设图案130。
45.第一电极层110可以包括银(ag)、金(au)、铜(cu)、铝(al)、铂(pt)、钯(pd)、铬(cr)、钛(ti)、钨(w)、铌(nb)、钽(ta)、钒(v)、铁(fe)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、锌(zn)、钼(mo)、钙(ca)或包含这些金属中的至少一种的合金。这些可以单独使用或以其至少两种的组合使用。
46.例如，辐射图案112和虚设图案可以包括银(ag)或银合金以降低电阻，并且可以包括例如银-钯-铜(apc)合金。
47.在一些实施方式中，第一电极层110可以包括透明导电氧化物，诸如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、铟锌锡氧化物(itzo)、锌氧化物(znox)等。
48.在一些实施方式中，第一电极层110可以具有透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可以通过金属层来改善柔性，同时降低电阻。透明导电氧化物层可以改善耐腐蚀性和透明性。
49.在一个实施方式中，如图2所示，辐射图案112和/或传输线114可以具有包括上述导电材料的网状结构，以提高透明度或透射率。在这种情况下，虚设图案130还可以包括网状结构，并且可以进一步防止辐射图案112和/或传输线114的视觉识别。
50.在实施方式中，在虚设图案130中，包括在网状结构中的电极线可以包括切割部分。因此，可以额外增加虚设图案130的透射率，并且可以减少对辐射图案112的辐射干扰和信号干扰。
51.传输线114可以从辐射图案112的一个端部部分延伸。例如，传输线114可以从辐射图案112的中心部分突出和延伸。
52.在实施方式中，传输线114可以包括与辐射图案112基本上相同的导电材料，并且可以通过基本上相同的蚀刻工艺形成。在这种情况下，传输线114可以整体地连接到辐射图案112并且设置为基本上单个部件。
53.在实施方式中，可以在介电层100上形成包括上述金属、合金和/或透明导电氧化物的导电层，并且可以蚀刻导电层以形成网状层。在形成网状层时，可以通过沿着辐射图案112和传输线114的轮廓进行蚀刻来形成第一分离区域120a。包括辐射图案112和传输线114的天线图案可以通过第一分离区域120a与网状层中的虚设图案130分离。
54.在示例性实施方式中，第一电极层110还可以包括反射图案140。反射图案140可以与辐射图案112物理地且电气地分开第一间隔距离d1。
55.在一些实施方式中，反射图案140可以包括网状结构。例如，可以通过在形成网状层时部分地蚀刻导电层来形成第二分离区域120b。由网状层中的第二分离区域120b限定的图案可以被限定为反射图案140。例如，反射图案140可以具有在虚设图案130中隔离的岛形状。
56.反射图案140可以与辐射图案112分离，其中虚设图案130插入它们之间。在一些实施方式中，第一间隔距离d1可以等于或大于对应于辐射图案112的谐振频率的波长的半波长(λ/2)。在上述范围内，可以充分抑制对辐射图案112的信号干扰。优选地，第一间隔距离d1可以等于或大于一个波长λ。
57.第一间隔距离d1可以被限定为彼此相邻的辐射图案112与反射图案140之间的最短距离。
58.反射图案140可以反射例如从另一天线装置或另一通信装置发射的频率或信号。因此，根据示例性实施方式的包括天线装置的通信装置可以相互发射或接收频率或信号。
59.当辐射图案112的驱动频率转移到20ghz或更高或者30ghz或更高的高频带或超高频带时，衍射特性可能会变弱，并且通过一个天线装置的增益和覆盖范围可能会降低。
60.然而，当包括反射图案140的上述天线装置一起操作时，辐射图案112中的辐射集中程度可以随着实现相互信号发射/接收而增加，并且还可以促进通过天线装置的增益和方向性。
61.焊盘电极116可以设置在传输线114的一个端部部分处。在一些实施方式中，焊盘电极116可以包括信号焊盘116a和接地焊盘116b。信号焊盘116a可以通过传输线114电连接到辐射图案112，并且可以将驱动电路单元(例如，ic芯片)电连接到辐射图案112。
62.例如，诸如柔性电路板(fpcb)的电路板可以接合到信号焊盘116a，并且驱动电路单元可以设置在柔性电路板上。因此，可以在天线图案与驱动电路单元之间实现信号发射/接收。
63.在实施方式中，驱动电路单元可以直接安装在柔性电路板上。在实施方式中，诸如刚性印刷电路板(刚性pcb)的中间电路板可以进一步设置在驱动电路单元与柔性电路板之间。
64.在一些实施方式中，一对接地焊盘116b可以设置成面对彼此，而与信号焊盘116a电气地且物理地间隔开，其中信号焊盘116a插入所述一对接地焊盘之间。因此，可以容易地实现柔性电路板的接合过程，并且可以从天线装置实现水平辐射和垂直辐射。
65.焊盘电极116可以具有包括上述金属或合金的实心结构，以减小信号电阻。焊盘电极116可以位于与天线图案相同的层处(例如，在介电层100的顶表面上)。
66.替代地，焊盘电极116可以位于不同于天线图案的层处。例如，可以形成覆盖天线图案的绝缘层，并且可以在绝缘层上形成焊盘电极116。在这种情况下，信号焊盘116a可以通过穿透绝缘层的触点电连接到传输线114。
67.第二电极层90可以用作天线图案的接地电极。例如，通过介电层100在天线装置的厚度方向上在辐射图案112与第二电极层90之间形成电容或电感，使得可以调整天线装置可以操作或驱动的频带。例如，天线装置通过第二电极层90可以用作垂直辐射天线。
68.第二电极层90可以包括与在第一电极层110中使用的金属基本上相同或相似的金属。在实施方式中，采用天线装置的显示装置的导电构件可以用作第二电极层90。
69.导电构件可以包括例如薄膜晶体管(tft)的栅电极、各种布线(诸如扫描线和数据线)，或各种电极(诸如显示面板中包括的像素电极和公共电极)。
70.在实施方式中，例如，设置在显示面板下方的包括导电材料的各种结构可以用作第二电极层90。例如，金属板(例如，诸如sus板的不锈钢板)、压力传感器、指纹传感器、电磁波屏蔽层、散热片、数字转换器等可以用作接地层。
71.如上所述，可以通过将天线图案形成为包括网状结构来提高天线装置的透射率。另外，反射图案140和具有网状结构的虚设图案130可以布置在天线图案周围。因此，可以在通过反射图案140提高辐射效率的同时防止天线图案由于电极布置的局部差异而被显示装置的用户识别。
72.此外，天线图案和反射图案140可以设置在同一层或同一水平，以减小容纳天线装置的空间。因此，可以实现在有限空间内提供改进的辐射效率的天线装置。
73.在一些实施方式中，天线图案和反射图案140中的每一个可以具有包括上述导电材料的实心结构。在这种情况下，可以省略虚设图案130。
74.如果天线装置设置在用户可能看不到的显示装置的后部部分处，则可以采用实心结构来代替网状结构，以减小辐射图案112的电阻并增加反射图案140的反射率。
75.图3至图6是示出根据一些示例性实施方式的天线装置的示意性俯视平面图。
76.参考图3，多个天线图案和多个反射图案140可以被布置为形成阵列。
77.例如，各自包括辐射图案112、传输线114和焊盘电极116的天线图案可以布置在水平方向上。多个反射图案140也可以沿着天线图案的布置方向布置。
78.在示例性实施方式中，多个反射图案140可以布置成使得面积可以沿着水平方向按顺序增大(按顺序减小)。此外，相邻的反射图案140可以分开第二间隔距离d2。
79.例如，可以通过反射图案140的面积来调整反射频带，并且可以通过调整第二间隔距离d2来消除反射图案140之间的相位差。
80.反射图案140的面积可以按顺序增加，使得反射频率的覆盖范围可以增加，并且可以通过调整第二间隔距离d2来防止反射图案140之间的冲突或干扰。
81.第二间隔距离d2可以是相邻的反射图案140之间的最短距离。第二间隔距离d2可以小于参考图2所描述的第一间隔距离d1。
82.在一些实施方式中，可以调整反射图案140的面积和距离，使得由反射图案140反射的频率之间的相位差可以基本上为零。在这种情况下，由天线装置反射的反射角度可以调整为相同，使得通过反射图案140的反射频率的强度和方向性可以增强。
83.参考图4，可以按阵列形式形成多个反射图案行。例如，各自包括沿水平方向布置的多个反射图案140的第一反射图案行145a和第二反射图案行145b可以在垂直方向上彼此相邻。
84.在本说明书中，水平方向和垂直方向可以是指平行于介电层100的顶表面且彼此垂直的两个方向。
85.在一些实施方式中，第一反射图案行145a和第二反射图案行145b的布置可以彼此相对。例如，包括在第一反射图案行145a中的反射图案140可以布置成使得面积可以沿着水平方向按顺序增加。包括在第二反射图案行145b中的反射图案可以布置成使得面积可以沿着水平方向按顺序减小。
86.相邻的反射图案行可以以相反的布置取向，使得来自天线装置的反射频率覆盖可以被平均并增加。
87.参考图5，可以适当地修改反射图案140的形状。如图2至图4所示，反射图案140可以具有多边形图案形状，诸如四边形形状。在实施方式中，如图5所示，反射图案140可以具有圆形图案形状。
88.参考图6，反射图案140可以布置成在平面图中具有不同区域的图案彼此重叠的形式。
89.例如，具有减小的面积的第二反射图案140b可以被包括在第一反射图案140a中，并且具有减小的面积的第三反射图案140c可以被包括在第二反射图案140b中，并且具有减小的面积的第四反射图案140d可以被包括在第三反射图案140c中。多个反射图案140可以以上述方式布置为面积按顺序减小。
90.反射图案140可以在一个平面中按顺序彼此重叠，使得可以增强反射集中，同时还增加反射频率的覆盖范围。
91.图7是示出根据示例性实施方式的显示装置的示意性俯视平面图。例如，图7示出了包括显示装置的窗口的外部形状。
92.参考图7，显示装置200可以包括显示区域210和外围区域220。外围区域220可以位于显示区域210的两侧和/或两端处。
93.在一些实施方式中，上述天线装置可以以贴片或薄膜的形式插入到显示装置200的外围区域220中。在一些实施方式中，上述薄膜天线的辐射图案112可以设置为至少部分地对应于显示装置200的显示区域210，并且焊盘电极116可以设置为对应于显示装置200的外围区域220。
94.外围区域220可以对应于例如图像显示装置的遮光部分或边框部分。此外，诸如显示装置200和/或天线装置的ic芯片的驱动电路可以设置在外围区域220中。
95.天线装置的焊盘电极116可以设置为与驱动电路相邻，使得可以缩短信号发射/接收路径并且可以抑制信号损耗。
96.在一些实施方式中，天线装置的虚设图案130可以设置在显示区域210中。天线装置的反射图案140也可以设置在显示区域210中。例如，天线装置的焊盘电极116和反射图案140可以设置在相对的侧处，其中辐射图案112插入它们之间。
97.可以通过虚设图案130来防止辐射图案112的视觉识别，并且可以通过反射图案140来实现不同显示装置之间的频率或信号的相互发射/接收。
98.因此，可以提高根据示例性实施方式的包括天线装置的显示装置200的整体辐射效率和辐射可靠性。
99.如上所述，天线装置可以设置在显示装置200的后部部分处。在这种情况下，辐射图案112和反射图案140可以各自具有实心导电图案形状。