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JP7743799B2 - Antenna device and electronic device - Google Patents
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JP7743799B2 - Antenna device and electronic device - Google Patents

Antenna device and electronic device

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JP7743799B2 JP2022019096A JP2022019096A JP7743799B2 JP 7743799 B2 JP7743799 B2 JP 7743799B2 JP 2022019096 A JP2022019096 A JP 2022019096A JP 2022019096 A JP2022019096 A JP 2022019096A JP 7743799 B2 JP7743799 B2 JP 7743799B2
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Description

本開示は、アンテナ装置、及び、電子機器に関する。 This disclosure relates to an antenna device and an electronic device.

従来より、基板の表面に設けられたアンテナエレメントにコプレーナ線路を接続し、アンテナエレメント及びコプレーナ線路を透明導体で形成したアンテナ装置をディスプレイの上に搭載したアンテナ・オン・ディスプレイがある。透明導体は、人間が目視できない程度に微細な金属メッシュである。金属メッシュの形状は菱形であり、菱形形状は、コプレーナ線路の延在方向に沿った長さの方が、平面視でコプレーナ線路の延在方向に垂直な幅方向に沿った長さよりも長い(例えば、非特許文献1参照)。 Conventionally, there has been an antenna-on-display in which a coplanar waveguide is connected to an antenna element provided on the surface of a substrate, and the antenna element and coplanar waveguide are formed from a transparent conductor, and the antenna device is mounted on a display. The transparent conductor is a metal mesh that is so fine it is invisible to the human eye. The metal mesh is rhomboidal, and the length of the rhomboid along the extension direction of the coplanar waveguide is longer than the length along the width direction, which is perpendicular to the extension direction of the coplanar waveguide in a planar view (see, for example, Non-Patent Document 1).

An Optically Invisible Antenna-on-Display Concept for Millimeter-Wave 5G Cellular Devices, IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 67, NO. 5, MAY 2019An Optically Invisible Antenna-on-Display Concept for Millimeter-Wave 5G Cellular Devices, IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 67, NO. 5, MAY 2019

ところで、従来のアンテナ装置に関しては、表示装置の画素の配列方向と金属メッシュの菱形形状との具体的な関係については記載されていない。また、菱形形状について、コプレーナ線路の延在方向に沿った長さの方をコプレーナ線路の幅方向に沿った長さよりも長くすることについての利点及び理由等に関する記載もない。 However, with regard to conventional antenna devices, there is no description of the specific relationship between the pixel arrangement direction of the display device and the diamond shape of the metal mesh. Furthermore, there is no description of the advantages or reasons for making the length of the diamond shape along the extension direction of the coplanar waveguide longer than the length along the width direction of the coplanar waveguide.

そこで、金属メッシュで実現され、モアレの抑制とアンテナ特性の改善とを両立可能なアンテナ装置、及び、電子機器を提供することを目的とする。 The objective is to provide an antenna device and electronic device that uses a metal mesh and can simultaneously suppress moire and improve antenna characteristics.

本開示の実施形態のアンテナ装置は、第1絶縁体基板と、前記第1絶縁体基板の表面に設けられ、金属メッシュで形成されたアンテナエレメントと、前記第1絶縁体基板の前記表面に設けられ、金属メッシュで形成される給電線路であって、第1端部と、前記アンテナエレメントの給電部に接続される第2端部との間で延在する給電線路とを含み、前記表面に含まれ直交する第1軸及び第2軸に対して、前記給電線路は、前記第1端部から前記第2軸方向に延在しており、前記第1絶縁体基板は、表示装置の表示面側に設けられており、前記表示装置が有する複数の画素は、前記第1軸方向及び前記第2軸方向に沿って配列されており、前記アンテナエレメント及び前記給電線路の前記金属メッシュは、前記第1軸方向における第1長さと、前記第2軸方向における第2長さとを有するセルを複数含み、前記複数のセルを構成する金属細線の延在方向は、前記第1軸方向及び前記第2軸方向に対して角度を有し、前記第1長さよりも前記第2長さの方が長く、前記複数の画素の前記第1軸方向における第1ピッチは、前記第1長さとは異なり、前記複数の画素の前記第2軸方向における第2ピッチは、前記第2長さとは異なる An antenna device according to an embodiment of the present disclosure includes a first insulator substrate, an antenna element formed of a metal mesh and provided on a surface of the first insulator substrate, and a feed line formed of a metal mesh and provided on the surface of the first insulator substrate, the feed line extending between a first end and a second end connected to a feed portion of the antenna element, wherein the feed line extends from the first end in a second axial direction with respect to a first axis and a second axis that are included on the surface and are orthogonal to each other, and the first insulator substrate is provided on a display surface side of a display device, and the antenna element is provided on a surface of the display device. The pixels are arranged along the first axis direction and the second axis direction, the metal mesh of the antenna element and the feed line includes a plurality of cells having a first length in the first axis direction and a second length in the second axis direction, the extension direction of the thin metal wires constituting the plurality of cells is angled with respect to the first axis direction and the second axis direction, the second length is longer than the first length, a first pitch of the plurality of pixels in the first axis direction is different from the first length, and a second pitch of the plurality of pixels in the second axis direction is different from the second length .

金属メッシュで実現され、モアレの抑制とアンテナ特性の改善とを両立可能なアンテナ装置、及び、電子機器を提供できる。 This technology uses a metal mesh to provide an antenna device and electronic device that can simultaneously suppress moire and improve antenna characteristics.

ディスプレイモジュールDを搭載した電子機器200におけるアンテナ装置100の位置の一例を示す全体図である。1 is an overall view showing an example of the position of an antenna device 100 in an electronic device 200 equipped with a display module D. FIG. 図1の電子機器200のA-A矢視断面の構成の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of the cross-sectional configuration of the electronic device 200 of FIG. 1 taken along the line AA. ディスプレイモジュールDの断面の構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of a display module D. FIG. アンテナ装置100の構成の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of an antenna device 100. アンテナ装置100を分解した状態の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an antenna device 100 in an exploded state. アンテナ装置100の透明導体30の構成の一例を示す図である。1A and 1B are diagrams illustrating an example of the configuration of a transparent conductor 30 of the antenna device 100. X方向の長さX30AよりもY方向の長さY30Aの方が長い理由を説明する例示的な図である。10 is an exemplary diagram illustrating why the length Y30A in the Y direction is longer than the length X30A in the X direction. FIG. アンテナ装置100のS11パラメータの周波数特性の一例を示す図である。10 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics of the S11 parameter of the antenna device 100. FIG. アンテナ装置100のYZ平面における指向性の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the directivity of the antenna device 100 in the YZ plane. 透明導体30のセルの形状と効率及びピークゲインとの関係の一例を示す図である。10 is a diagram showing an example of the relationship between the shape of the cell of the transparent conductor 30 and the efficiency and peak gain. FIG. 実施形態の変形例のセル30MA1の構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a cell 30MA1 according to a modified example of the embodiment. 実施形態の変形例のセル30MA2の構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a cell 30MA2 according to a modified example of the embodiment.

以下、本開示のアンテナ装置、及び、電子機器を適用した実施形態について説明する。以下では、同一の要素に同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。 The following describes embodiments in which the antenna device and electronic device disclosed herein are applied. In the following, identical elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions may be omitted.

以下では、XYZ座標系を定義して説明する。X軸に平行な方向(X方向)、Y軸に平行な方向(Y方向)、Z軸に平行な方向(Z方向)は、互いに直交する。また、以下では、説明の便宜上、-Z方向側を下側又は下、+Z方向側を上側又は上と称す場合がある。また、平面視とはXY面視することをいう。また、以下では構成が分かりやすくなるように各部の長さ、太さ、厚さ等を誇張して示す場合がある。また、平行、直角、直交、水平、垂直、上下等の文言は、実施形態の効果を損なわない程度のずれを許容するものとする。 The following explanation defines the XYZ coordinate system. The direction parallel to the X axis (X direction), the direction parallel to the Y axis (Y direction), and the direction parallel to the Z axis (Z direction) are perpendicular to one another. For ease of explanation, the -Z direction may be referred to as the lower side or bottom, and the +Z direction may be referred to as the upper side or top. A planar view refers to a view from the XY plane. The following explanation may exaggerate the length, width, thickness, etc. of each part to make the configuration easier to understand. Terms such as parallel, right angle, orthogonal, horizontal, vertical, and up and down may be misaligned to the extent that they do not impair the effects of the embodiment.

<実施形態>
<電子機器200>
図1及び図2を用いて本開示のアンテナ装置100を含むディスプレイモジュールDが搭載される通信装置の一例である電子機器200の構成について説明する。図1は、ディスプレイモジュールDを搭載した電子機器200におけるアンテナ装置100の位置の一例を示す全体図である。図2は、図1の電子機器200のA-A矢視断面の構成の一例を示す図である。
<Embodiment>
<Electronic equipment 200>
1 and 2, the configuration of an electronic device 200, which is an example of a communication device equipped with a display module D including an antenna device 100 according to the present disclosure, will be described. Fig. 1 is an overall view showing an example of the position of the antenna device 100 in the electronic device 200 equipped with the display module D. Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a cross section of the electronic device 200 in Fig. 1 taken along the line A-A.

図1、図2では、X方向は電子機器200の縦方向(機器の長手方向)、Y方向は電子機器200の横方向(機器の短手方向)、Z方向は電子機器200の高さ方向を指している。以下では、XYZ座標系を定義して説明する。また、説明の便宜上、平面視とはXY面視をいい、+Z方向側を上側、-Z方向側を下側とする上下方向と、上下方向に対する横方向(側方)とを用いて説明するが、普遍的な上下方向と横方向を表すものではない。 In Figures 1 and 2, the X direction indicates the vertical direction of electronic device 200 (the long direction of the device), the Y direction indicates the horizontal direction of electronic device 200 (the short direction of the device), and the Z direction indicates the height direction of electronic device 200. In the following explanation, the XYZ coordinate system is defined. Also, for the sake of convenience, a planar view refers to an XY plane view, and explanations are given using the vertical direction, with the +Z direction side being the top and the -Z direction side being the bottom, and the horizontal direction (side) relative to the vertical direction, but these do not represent universal vertical and horizontal directions.

また、平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右等の方向には、実施の形態における開示の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、X方向、Y方向、Z方向は、それぞれ、X軸に平行な方向、Y軸に平行な方向、Z軸に平行な方向を表す。X方向とY方向とZ方向は、互いに直交する。XY平面、YZ平面、ZX平面は、それぞれ、X方向及びY方向に平行な仮想平面、Y方向及びZ方向に平行な仮想平面、Z方向及びX方向に平行な仮想平面を表す。X軸、Y軸、Z軸は、それぞれ、第1軸、第2軸、第3軸の一例であり、X方向、Y方向、Z方向は、それぞれ、第1軸方向、第2軸方向、第3軸方向の一例である。 In addition, deviations are permitted in directions such as parallel, right-angled, orthogonal, horizontal, vertical, up-down, left-right, etc., to the extent that they do not impair the effects of the disclosure in the embodiments. Furthermore, the X direction, Y direction, and Z direction represent directions parallel to the X axis, directions parallel to the Y axis, and directions parallel to the Z axis, respectively. The X, Y, and Z directions are perpendicular to one another. The XY plane, YZ plane, and ZX plane represent imaginary planes parallel to the X and Y directions, imaginary planes parallel to the Y and Z directions, and imaginary planes parallel to the Z and X directions, respectively. The X axis, Y axis, and Z axis are examples of the first axis, second axis, and third axis, respectively, and the X direction, Y direction, and Z direction are examples of the first axis direction, second axis direction, and third axis direction, respectively.

電子機器200は、例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ノートブック型PC(Personal Computer)等の情報処理端末機である。また、電子機器200は、これらに限られず、例えば、柱や壁等の構造物、デジタルサイネージ、電車内のディスプレイパネルを含む電子機器、又は、車両の中の様々なディスプレイパネルを含む電子機器等であってもよい。 Electronic device 200 is, for example, an information processing terminal such as a smartphone, tablet computer, or notebook PC (Personal Computer). Electronic device 200 is not limited to these, and may also be, for example, a structure such as a pillar or wall, digital signage, an electronic device including a display panel inside a train, or an electronic device including various display panels inside a vehicle.

図1及び図2に示すように、電子機器200の上面全体、または上面の少なくとも一部は表示機能を実行可能なディスプレイモジュールDが配置されている。そして、アンテナ装置100は、ディスプレイパネル220上のタッチパネル230の上側に配置されている。アンテナ装置100の上側は、透明カバー240を介して電子機器200の外から見えており、アンテナ装置100を介して外側からディスプレイパネル220を視認可能なように、透明である。ディスプレイパネル220は、表示装置の一例である。ディスプレイパネル220の表示面は、ディスプレイパネル220の+Z方向側の表面である。 As shown in Figures 1 and 2, a display module D capable of displaying information is disposed on the entire top surface of the electronic device 200, or at least a portion of the top surface. The antenna device 100 is disposed above a touch panel 230 on a display panel 220. The upper side of the antenna device 100 is visible from outside the electronic device 200 through a transparent cover 240, which is transparent so that the display panel 220 can be seen from the outside through the antenna device 100. The display panel 220 is an example of a display device. The display surface of the display panel 220 is the surface on the +Z direction side of the display panel 220.

図2を参照して、電子機器200において、ディスプレイパネル220、タッチパネル230、アンテナ装置100、及び透明カバー240を、合わせてディスプレイモジュールD(表示モジュールともいう)とする。 Referring to FIG. 2, in the electronic device 200, the display panel 220, touch panel 230, antenna device 100, and transparent cover 240 are collectively referred to as a display module D (also referred to as a display module).

電子機器200は、ディスプレイモジュールDの他に、筐体210、配線基板250、電子部品260A、260B、260C、260D及びバッテリー270等を含む。 In addition to the display module D, the electronic device 200 includes a housing 210, a wiring board 250, electronic components 260A, 260B, 260C, and 260D, a battery 270, etc.

図1、図2では、アンテナ装置100が搭載される電子機器200は、スマートフォンである例を示しているが、アンテナ装置100が搭載される電子機器は、筐体210、透明カバー240、及びディスプレイパネル220を含む電子機器であれば、他の構成であってもよい。また、電子機器200はタッチパネル230を設けない機器であってもよい。 In Figures 1 and 2, an example is shown in which the electronic device 200 in which the antenna device 100 is mounted is a smartphone, but the electronic device in which the antenna device 100 is mounted may have other configurations as long as it includes a housing 210, a transparent cover 240, and a display panel 220. Furthermore, the electronic device 200 may not be equipped with a touch panel 230.

筐体210は、例えば金属製及び/又は樹脂製のケースであり、電子機器200の下面側及び側面側を覆っている。筐体210は、周壁の上端となる開口端211を有し、開口端211には、透明カバー240が取り付けられている。筐体210は、開口端211に連通する内部空間である収納部212を有し、収納部212には、配線基板250、電子部品260A~260D及びバッテリー270等が収納されている。 The housing 210 is a case made of, for example, metal and/or resin, and covers the bottom and side surfaces of the electronic device 200. The housing 210 has an opening edge 211 that forms the upper end of the peripheral wall, and a transparent cover 240 is attached to the opening edge 211. The housing 210 has a storage section 212, which is an internal space that communicates with the opening edge 211, and the storage section 212 stores a wiring board 250, electronic components 260A-260D, a battery 270, etc.

カバーガラスの一例である透明カバー240は、最上面に設けられる透明なガラス板であり、平面視で筐体210の開口端211に合わせられたサイズを有する。透明カバー240は、本例では、大半が平面で、横方向(±Y方向)の両端部が緩やかに下側に湾曲した形状のガラス板である例を示すが、横方向において平板状のガラス板であってもよい。あるいは、透明カバー240は、電子機器200の縦方向(±X方向)においても両端部が緩やかに下側に湾曲した形状であってもよい。ここでは、透明カバー240がガラス製である形態について説明するが、透明カバー240は、樹脂製であってもよい。 Transparent cover 240, an example of a cover glass, is a transparent glass plate provided on the top surface and has a size that matches the open edge 211 of housing 210 in a plan view. In this example, transparent cover 240 is an example of a glass plate that is mostly flat and has both ends in the horizontal direction (±Y direction) that curve gently downward, but it may also be a glass plate that is flat in the horizontal direction. Alternatively, transparent cover 240 may also have both ends in the vertical direction (±X direction) of electronic device 200 that curve gently downward. Here, a form in which transparent cover 240 is made of glass is described, but transparent cover 240 may also be made of resin.

透明カバー240が筐体210の開口端211に取り付けられることにより、筐体210の収納部212は封止される。 The transparent cover 240 is attached to the open end 211 of the housing 210, sealing the storage section 212 of the housing 210.

透明カバー240の上面は、透明カバー240の外表面の一例であり、透明カバー240の下面は、透明カバー240の内表面の一例である。透明カバー240の内表面側には、アンテナ装置100及びタッチパネル230が設けられる。透明カバー240は透明であるため、電子機器200の外部からは、透明カバー240を介して内部に設けられるタッチパネル230及びディスプレイパネル220が見える。 The upper surface of the transparent cover 240 is an example of the outer surface of the transparent cover 240, and the lower surface of the transparent cover 240 is an example of the inner surface of the transparent cover 240. The antenna device 100 and touch panel 230 are provided on the inner surface side of the transparent cover 240. Because the transparent cover 240 is transparent, the touch panel 230 and display panel 220 provided inside can be seen through the transparent cover 240 from outside the electronic device 200.

配線基板250には、電子部品260A~260Cが実装される。配線基板250には、アンテナ装置の給電線路120(図5参照)から伸びる、図2点線で示す給電線路等が接続される。配線基板250と、アンテナ装置100の給電線路120とは、コネクタやACF(Anisotropic Conductive Film)等を用いて接続されていてもよく、その他の構成要素を用いて接続されていてもよい。 Electronic components 260A-260C are mounted on wiring board 250. Power feed lines (shown by dotted lines in Figure 2) extending from power feed line 120 of the antenna device (see Figure 5) are connected to wiring board 250. Wiring board 250 and power feed line 120 of antenna device 100 may be connected using a connector, an anisotropic conductive film (ACF), or other components.

電子部品260Aは、一例として、配線基板250の配線を介してアンテナ装置100の給電線路120に接続されており、アンテナ装置100を介して送信又は受信する信号の処理を行う通信モジュールである。また、中央の電子部品260Bは、例えば、カメラである。 As an example, electronic component 260A is a communications module that is connected to the power supply line 120 of the antenna device 100 via wiring on the wiring board 250 and processes signals transmitted or received via the antenna device 100. Furthermore, the central electronic component 260B is, for example, a camera.

電子部品260C、260Dは、一例として、電子機器200の動作に関連する情報処理等を行う部品であり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、入出力インターフェース、及び内部バス等を含むコンピュータによって実現される。 Electronic components 260C and 260D are, for example, components that perform information processing related to the operation of electronic device 200, and are realized by a computer that includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), an input/output interface, and an internal bus.

バッテリー270は、充電可能な二次電池であり、ディスプレイモジュールD、及び電子部品260A~260D等の動作に必要な電力を供給する。 Battery 270 is a rechargeable secondary battery that supplies the power necessary to operate display module D and electronic components 260A-260D, etc.

<ディスプレイモジュールD>
次に、ディスプレイモジュールDにおけるアンテナ装置100の位置を説明する。図3は、ディスプレイモジュールDの断面の構成の一例を示す図である。
<Display Module D>
Next, a description will be given of the position of the antenna device 100 in the display module D. FIG.

図2では記載を省略しているが、図3に示すようにディスプレイモジュールDは、タッチパネル230と透明カバー240との間に、偏光板(ポラライザ)280を有している。また、図2では、1つの部材で示しているが、アンテナ装置100は、偏光板280を挟むように、第1の透明基板101と、第2の透明基板102の2つの基板によって構成されている。第1の透明基板101は第1絶縁体基板の一例であり、第2の透明基板102は第2絶縁体基板の一例である。第1の透明基板101の上面(+Z方向側の表面)は表面の一例である。第2の透明基板102は、第1の透明基板101よりもディスプレイパネル220側に設けられている。 Although not shown in Figure 2, the display module D has a polarizer 280 between the touch panel 230 and the transparent cover 240, as shown in Figure 3. Also, although shown as a single component in Figure 2, the antenna device 100 is composed of two substrates, a first transparent substrate 101 and a second transparent substrate 102, sandwiching the polarizer 280. The first transparent substrate 101 is an example of a first insulator substrate, and the second transparent substrate 102 is an example of a second insulator substrate. The top surface (the surface on the +Z direction side) of the first transparent substrate 101 is an example of a front surface. The second transparent substrate 102 is provided closer to the display panel 220 than the first transparent substrate 101.

接着層としては、上側から下側に向けて、第1の接着層291、第2の接着層292、第3の接着層293、及び第4の接着層294が設けられている。第1の接着層291乃至第4の接着層294は、透明光学粘着剤OCA(Optical Clear Adhesive)で構成されている。 The adhesive layers are provided from top to bottom as a first adhesive layer 291, a second adhesive layer 292, a third adhesive layer 293, and a fourth adhesive layer 294. The first adhesive layer 291 to the fourth adhesive layer 294 are made of a transparent optical adhesive called OCA (Optical Clear Adhesive).

図3では、タッチパネル230は、接着層を設けずにディスプレイパネル220の表面上に直接形成された「オンーセルタッチパネル用金属細線層」である例を示している。しかし、タッチパネル230と、ディスプレイパネル220との間に、接着層を設けてもよい。 In Figure 3, the touch panel 230 is shown as an example of a "metallic thin line layer for an on-cell touch panel" formed directly on the surface of the display panel 220 without an adhesive layer. However, an adhesive layer may also be provided between the touch panel 230 and the display panel 220.

なお、図2、図3は、ディスプレイモジュールDにおいて、タッチパネル230を設ける例を示しているが、電子機器200に搭載されるディスプレイモジュールDにおいて、タッチパネル230は搭載されていなくてもよい。 Note that although Figures 2 and 3 show an example in which a touch panel 230 is provided in the display module D, the display module D installed in the electronic device 200 does not necessarily have to be equipped with a touch panel 230.

ディスプレイパネル220は、例えば、液晶ディスプレイパネル、有機EL(Electro-luminescence)、又は、OLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイパネルであり、いずれの構成でも、ディスプレイモジュールDの最も下側に配置される。 The display panel 220 is, for example, a liquid crystal display panel, an organic EL (electroluminescence) display panel, or an OLED (organic light emitting diode) display panel, and in either configuration, it is positioned at the bottom of the display module D.

なお、ディスプレイモジュールDにおいて、図1のようにアンテナ装置100は部分的に設けられるため、アンテナ装置100が設けられる領域については、他の部分よりも、タッチパネル230、偏光板280、又は/及び第1乃至第4の接着層291~294を薄くしたり、あるいは、偏光板280、又は/及び第1乃至第4の接着層291~294を設けない構造にしたりしてもよい。これにより、ディスプレイモジュールDにおいて、アンテナ装置100の部分だけが盛り上がることを防止することができる。 In addition, since the antenna device 100 is provided partially in the display module D as shown in FIG. 1, the touch panel 230, polarizing plate 280, and/or first to fourth adhesive layers 291-294 may be made thinner in the area where the antenna device 100 is provided than in other areas, or the polarizing plate 280 and/or first to fourth adhesive layers 291-294 may not be provided. This makes it possible to prevent only the area of the antenna device 100 from being raised in the display module D.

また、アンテナ装置100が厚すぎると、アンテナ装置100のエッジ部が視認できたり、第1乃至第4の接着層291~294との境界に空気が混入しやすくなるおそれがある。アンテナ装置100の第1の透明基板101及び第2の透明基板102の厚さはそれぞれ300μm以下が好ましく、150μm以下がさらに好ましく、100μm以下が特に好ましい。また、ハンドリング容易性の観点から、アンテナ装置100のそれぞれの透明基板101、102の厚さは10μm以上が好ましく、50μm以上がさらに好ましい。 Furthermore, if the antenna device 100 is too thick, the edges of the antenna device 100 may become visible, and air may easily become trapped at the boundaries with the first to fourth adhesive layers 291 to 294. The thicknesses of the first transparent substrate 101 and second transparent substrate 102 of the antenna device 100 are preferably 300 μm or less, more preferably 150 μm or less, and particularly preferably 100 μm or less. Furthermore, from the perspective of ease of handling, the thicknesses of the transparent substrates 101 and 102 of the antenna device 100 are preferably 10 μm or more, and more preferably 50 μm or more.

さらに、アンテナ装置100において、第1の透明基板101と第2の透明基板102は、±X方向及び±Y方向において基板の大きさが異なっていてもよい。また、アンテナ装置100を構成する透明基板101、102の基板の厚さは同じであっても異なっていてもよいが、異なっている場合は、第1の透明基板101の厚さt1<第2の透明基板102の厚さt2の関係であると好適である。 Furthermore, in the antenna device 100, the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102 may have different substrate sizes in the ±X and ±Y directions. Furthermore, the transparent substrates 101 and 102 that make up the antenna device 100 may have the same or different substrate thicknesses. However, if they are different, it is preferable that the thickness t1 of the first transparent substrate 101 be less than the thickness t2 of the second transparent substrate 102.

また、アンテナ装置100は、後述するように、第1の透明基板101と第2の透明基板102は配線では接続せずに、交流的に接続される。第2の接着層292、偏光板280、及び第3の接着層293は、第1の透明基板101と第2の透明基板102とに挟まれる誘電体として機能する。第2の接着層292、偏光板280、及び第3の接着層293の誘電率εは、第1の透明基板101の誘電率ε1と第2の透明基板102の誘電率ε2の間の範囲内であると好適である。 Furthermore, as will be described later, in the antenna device 100, the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102 are not connected by wiring but are connected via AC. The second adhesive layer 292, the polarizing plate 280, and the third adhesive layer 293 function as dielectrics sandwiched between the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102. It is preferable that the dielectric constant ε of the second adhesive layer 292, the polarizing plate 280, and the third adhesive layer 293 be within a range between the dielectric constant ε1 of the first transparent substrate 101 and the dielectric constant ε2 of the second transparent substrate 102.

また、図1、図2では、ディスプレイモジュールDは、±Y方向の両端部が、緩やかに曲面の形状である例を示したが、ディスプレイモジュールDは、端部が曲がらない、平面形状であってもよい。その場合は、アンテナ装置100も、平面形状であってもよい。なお、アンテナ装置100が部分的に曲面になる場合は、後述する伝送領域が曲面形状になる。 In addition, while Figures 1 and 2 show an example in which the display module D has gently curved ends in the ±Y direction, the display module D may have a flat shape with no curved ends. In that case, the antenna device 100 may also have a flat shape. Note that if the antenna device 100 has a partially curved surface, the transmission area, which will be described later, will have a curved shape.

<アンテナ装置の構成例>
次に図3に加えて図4乃至図6を用いてアンテナ装置100の構成の一例について説明する。図4は、アンテナ装置100の構成の一例を示す斜視図である。図5は、アンテナ装置100を分解した状態の一例を示す図である。図5の(A)は第1の透明基板101の+Z方向から見た上面図であり、図5の(B)は第1の透明基板101の-Z方向から見た下面図である。また、図5の(C)は第2の透明基板102の+Z方向から見た上面図であり、図5の(D)は第2の透明基板102の-Z方向から見た下面図である。なお、図1のようにアンテナ装置100の一部がカーブに沿って配置される場合においても、図4では、アンテナ装置100を折り曲げる前の状態をXY平面に平行に示す。
<Configuration example of antenna device>
Next, an example of the configuration of the antenna device 100 will be described using FIGS. 4 to 6 in addition to FIG. 3 . FIG. 4 is a perspective view showing an example of the configuration of the antenna device 100. FIG. 5 is a view showing an example of an exploded state of the antenna device 100. FIG. 5A is a top view of the first transparent substrate 101 as seen from the +Z direction, and FIG. 5B is a bottom view of the first transparent substrate 101 as seen from the −Z direction. FIG. 5C is a top view of the second transparent substrate 102 as seen from the +Z direction, and FIG. 5D is a bottom view of the second transparent substrate 102 as seen from the −Z direction. Note that even when a portion of the antenna device 100 is arranged along a curve as in FIG. 1 , FIG. 4 shows the antenna device 100 in a state parallel to the XY plane before it is bent.

アンテナ装置100は、第1の透明基板101の上面(表面)にアンテナエレメント110、及び給電線路120が設けられている。アンテナエレメント110は、パッチ型のアンテナの一例である。そして、第2の透明基板102の下面(裏面)に、グランド層130が設けられている。なお、アンテナエレメント110及び給電線路120は、第1の透明基板101の下面に設けられていてもよい。 The antenna device 100 has an antenna element 110 and a feed line 120 provided on the upper surface (front surface) of a first transparent substrate 101. The antenna element 110 is an example of a patch-type antenna. A ground layer 130 is provided on the lower surface (back surface) of a second transparent substrate 102. The antenna element 110 and the feed line 120 may also be provided on the lower surface of the first transparent substrate 101.

図3のように、第1の透明基板101と第2の透明基板102との間に、第2の接着層292、偏光板280、第3の接着層293が設けられている。図4に示す第1の透明基板101と第2の透明基板102との間の距離dsは、約150μmである。 As shown in Figure 3, a second adhesive layer 292, a polarizing plate 280, and a third adhesive layer 293 are provided between the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102. The distance ds between the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102 shown in Figure 4 is approximately 150 μm.

さらに、図4に示すように、アンテナエレメント110は、第1の透明基板101の上面に設けられ、グランド層130は、第2の透明基板102の下面に設けられる。アンテナエレメント110とグランド層130の間の距離dmは、約500μmである。距離dmは100μm以上であり、200μm以上が好ましく、300μm以上がより好ましい。 Furthermore, as shown in FIG. 4, the antenna element 110 is provided on the upper surface of the first transparent substrate 101, and the ground layer 130 is provided on the lower surface of the second transparent substrate 102. The distance dm between the antenna element 110 and the ground layer 130 is approximately 500 μm. The distance dm is 100 μm or more, preferably 200 μm or more, and more preferably 300 μm or more.

図3に示したように、第2の透明基板102は、接着層294を挟んで、タッチパネル230又はディスプレイパネル220のすぐ上に配置される。そのため、偏光の方向に対する屈折率差(Δn)と基板の厚さ(d)の積(Δnd)であるリタデーションδ2は低い方が好ましい。一方、第1の透明基板101は、タッチパネル230又はディスプレイパネル220から離れているため、リタデーションδ1は低くなくてもよい。そのため、第1の透明基板101と第2の透明基板102におけるリタデーションは、δ1≧δ2の関係であると好適であり、δ1>δ2であってよい。 As shown in FIG. 3, the second transparent substrate 102 is disposed directly above the touch panel 230 or display panel 220, with an adhesive layer 294 sandwiched between them. Therefore, it is preferable that the retardation δ2, which is the product (Δnd) of the refractive index difference (Δn) with respect to the polarization direction and the thickness (d) of the substrate, be low. On the other hand, since the first transparent substrate 101 is separated from the touch panel 230 or display panel 220, the retardation δ1 does not need to be low. Therefore, it is preferable that the retardations of the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102 have a relationship of δ1≧δ2, and may be δ1>δ2.

上記リタデーションを満たすべく、第1の透明基板101は、PET(ポリエチレンテレフタレート樹脂)又はCOP(シクロオレフィンポリマー)であり、第2の透明基板102は例えばCOPである。例えば、PETのリタデーションは、100μmの厚さで、5061.7nmであり、COPのリタデーションは、100μmの厚さで、3.77nmである。 To satisfy the above retardation requirements, the first transparent substrate 101 is made of PET (polyethylene terephthalate resin) or COP (cycloolefin polymer), and the second transparent substrate 102 is made of, for example, COP. For example, the retardation of PET is 5061.7 nm at a thickness of 100 μm, and the retardation of COP is 3.77 nm at a thickness of 100 μm.

上述のように、同じ厚さの場合、リタデーションは基板の素材に起因した複屈折率によって増減する値であり、画像の鮮明性等に影響を及ぼす量である。したがってリタデーションは可視光領域(波長380nm~780nm)の光を使用して評価する。 As mentioned above, for the same thickness, retardation is a value that increases or decreases depending on the birefringence caused by the substrate material, and is an amount that affects image clarity, etc. Therefore, retardation is evaluated using light in the visible light range (wavelengths 380nm to 780nm).

一方、誘電率はアンテナ特性に関する量である。したがって、誘電率は使用する電波の波長範囲で評価する。第2の透明基板102の誘電率ε2は第1の透明基板101の誘電率ε1より低いことが好ましい。ε2が低いことで、グランド層130の金属細線間のピッチは、電気長で考えると相対的に狭くなるため、グランド層130から下側への電波の漏洩が抑制される。例えば、第1の透明基板101を構成するPETの誘電率は、35GHzで3.31であり、第2の透明基板102を構成するCOPの誘電率は、35GHzで2.31である。 On the other hand, the dielectric constant is a quantity related to the antenna characteristics. Therefore, the dielectric constant is evaluated within the wavelength range of the radio waves being used. It is preferable that the dielectric constant ε2 of the second transparent substrate 102 is lower than the dielectric constant ε1 of the first transparent substrate 101. With a low ε2, the pitch between the thin metal wires of the ground layer 130 becomes relatively narrow in terms of electrical length, thereby suppressing leakage of radio waves from the ground layer 130 downward. For example, the dielectric constant of the PET that makes up the first transparent substrate 101 is 3.31 at 35 GHz, and the dielectric constant of the COP that makes up the second transparent substrate 102 is 2.31 at 35 GHz.

さらに、アンテナ装置100が無色透明であることを担保するために、各基板101、102の透過率は、80%以上であると好適であり、いずれの透明基板101、102も、Z方向及び/又はX方向に折り曲げ可能なフレキシブル基板である。 Furthermore, to ensure that the antenna device 100 is colorless and transparent, it is preferable that the transmittance of each substrate 101, 102 be 80% or higher, and both transparent substrates 101, 102 are flexible substrates that can be bent in the Z direction and/or X direction.

アンテナエレメント110は、第1の透明基板101のX方向の中央付近に設けられているパッチ型のアンテナエレメントである。アンテナエレメント110は、平面視で矩形状であり、給電部111と凹部112を有する。 The antenna element 110 is a patch-type antenna element located near the center of the first transparent substrate 101 in the X direction. The antenna element 110 is rectangular in plan view and has a power supply portion 111 and a recess 112.

凹部112は、アンテナエレメント110の-Y方向側でX方向に延在する端辺の中央部が+Y方向側に凹んだ部分であり、給電部111は、凹部112のX方向の中央に位置する。給電部111は、給電線路120の信号線路121Bに接続されており、凹部112は、信号線路121Bによって+X方向側と-X方向側に分断されている。 The recess 112 is a recess in the +Y direction at the center of the edge of the antenna element 110 extending in the X direction on the -Y direction side, and the power supply part 111 is located in the center of the recess 112 in the X direction. The power supply part 111 is connected to the signal line 121B of the power supply line 120, and the recess 112 is divided into the +X direction side and the -X direction side by the signal line 121B.

アンテナエレメント110は、第1の透明基板101の上面に設けられている。凹部112は、アンテナエレメント110の周辺部材の厚さや誘電率、および、パッチエレメントサイズから決定される放射抵抗と、給電線路インピーダンスの整合を取るために設けられる。 The antenna element 110 is provided on the upper surface of the first transparent substrate 101. The recess 112 is provided to match the radiation resistance, which is determined by the thickness and dielectric constant of the surrounding materials of the antenna element 110 and the patch element size, with the feed line impedance.

ここで、アンテナエレメント110のX方向の長さをX110、Y方向の実効的な長さをY110とする。X110は、アンテナエレメント110のX方向における全体の長さであり、Y110は、アンテナエレメント110の+Y方向側の端から給電部111までの長さである。アンテナエレメント110は、Y方向に励振するため、Y110は、アンテナエレメント110の励振方向における実効的な長さである。 Here, the length of the antenna element 110 in the X direction is defined as X110, and the effective length in the Y direction is defined as Y110. X110 is the overall length of the antenna element 110 in the X direction, and Y110 is the length from the end of the antenna element 110 on the +Y direction side to the power supply part 111. Since the antenna element 110 is excited in the Y direction, Y110 is the effective length of the antenna element 110 in the excitation direction.

アンテナ装置100の共振周波数f1(28GHz)における第1の透明基板101上での波長をλ(電気長)とすると、Y110は約0.5λの整数倍に設定され、X110は1.0λよりも小さい値に設定される。したがって、共振周波数f1でのアンテナ利得を向上させたい場合には、アンテナエレメント110の大きさを規定するX110、Y110を、例えば、それぞれ約2.5mmの±10%以内に調整するとよい。 If the wavelength on the first transparent substrate 101 at the resonant frequency f1 (28 GHz) of the antenna device 100 is λ (electrical length), Y110 is set to an integer multiple of approximately 0.5λ, and X110 is set to a value smaller than 1.0λ. Therefore, if you wish to improve the antenna gain at the resonant frequency f1, it is recommended that X110 and Y110, which define the size of the antenna element 110, be adjusted to within ±10% of approximately 2.5 mm each.

また、給電線路120は、第1の透明基板101の長手方向端部(-Y方向側端部)に配置されている。給電線路120は、一例として、コプレーナーウェーブガイド(CPW)の区間と、マイクロストリップライン(MSL)の区間とを有する。給電線路120は、第1の透明基板101の上面において第1の透明基板101のX方向の中央で延在する信号線路121と、X方向において信号線路121を挟む面状のグランド部122、123とを有している。 The feed line 120 is also arranged at the longitudinal end (-Y direction end) of the first transparent substrate 101. As an example, the feed line 120 has a coplanar waveguide (CPW) section and a microstrip line (MSL) section. The feed line 120 has a signal line 121 that extends on the upper surface of the first transparent substrate 101 at the center of the first transparent substrate 101 in the X direction, and planar ground portions 122 and 123 that sandwich the signal line 121 in the X direction.

信号線路121は、-Y方向側の信号線路121Aと、+Y方向側の信号線路121Bとを有する。信号線路121Aは、信号線路121のうちの-Y方向側の部分であり、信号線路121Bは、信号線路121のうちの+Y方向側の部分である。信号線路121の-Y方向側の端部121A1は、第1の透明基板101の-Y方向側でX方向に延在する端辺の近傍に位置し、第1端部の一例である。信号線路121Bの+Y方向側の端部121B1は第2端部の一例である。端部121B1は、アンテナエレメント110の給電部111に接続される。 The signal line 121 has a signal line 121A on the -Y direction side and a signal line 121B on the +Y direction side. Signal line 121A is the portion of the signal line 121 on the -Y direction side, and signal line 121B is the portion of the signal line 121 on the +Y direction side. End 121A1 on the -Y direction side of the signal line 121 is located near an edge extending in the X direction on the -Y direction side of the first transparent substrate 101 and is an example of a first end. End 121B1 on the +Y direction side of the signal line 121B is an example of a second end. End 121B1 is connected to the power supply 111 of the antenna element 110.

信号線路121Aは、グランド部122、123に挟まれてコプレーナーウェーブガイドを構築する部分であり、信号線路121Bは、MLSを構築する部分である。信号線路121Bは、第2の透明基板102の下面のグランド層130と重なっていることによってマイクロストリップラインを構築する。なお、グランド層130は第2の透明基板102の下面の全体に設けられているため、信号線路121のうちの信号線路121Aもグランド層130と重なっている。 Signal line 121A is the portion sandwiched between ground sections 122 and 123 that forms the coplanar waveguide, while signal line 121B is the portion that forms the MLS. Signal line 121B forms a microstrip line by overlapping with ground layer 130 on the underside of second transparent substrate 102. Note that because ground layer 130 is provided over the entire underside of second transparent substrate 102, signal line 121A of signal line 121 also overlaps with ground layer 130.

本構成例では、給電線路120を構成する信号線路121及びグランド部122、123のいずれも、第1の透明基板101の上面に設けられている。 In this configuration example, the signal line 121 and ground sections 122 and 123 that make up the power supply line 120 are all provided on the upper surface of the first transparent substrate 101.

給電線路120の信号線路121は、アンテナ装置100が電子機器200に組み込まれた際、配線基板250や、通信回路である電子部品260Aと電気的に接続され、電力が供給される。図4では、一例として、給電線路120は、-Y方向側の端部からY方向における約1/2の区間に設けられている構成を示すが、給電線路120は、-Y方向側の1/4~3/4程度の区間に設けられていてもよい。また、第1の透明基板101がさらに-Y方向側に延在する部分を有していてもよく、信号線路121の-Y方向側の端部121A1に、信号線路121よりも-Y方向側に位置し、金属メッシュではなく金属箔等で構成される信号線路が接続されていてもよい。 When the antenna device 100 is incorporated into the electronic device 200, the signal line 121 of the power feed line 120 is electrically connected to the wiring board 250 and the electronic component 260A, which is a communication circuit, and power is supplied to them. While FIG. 4 shows an example in which the power feed line 120 is provided approximately halfway in the Y direction from the end on the -Y direction side, the power feed line 120 may also be provided approximately one-quarter to three-quarters of the way along the -Y direction side. Furthermore, the first transparent substrate 101 may have a portion that extends further in the -Y direction, and a signal line that is positioned further in the -Y direction than the signal line 121 and is made of metal foil or the like rather than a metal mesh may be connected to the end 121A1 on the -Y direction side of the signal line 121.

また、図4では、給電線路120の端部が、第1の透明基板101の端部(-Y側端部)まで延在する例を説明しているが、給電線路120の一部又は全部が第1の透明基板101の周縁よりも外側に位置していてもよい。また、給電線路120を柔軟に形成することにより、給電線路120がディスプレイモジュールDの側端や裏面に回り込んで、側面や裏面側で電気的に接続できるようにしてもよい。 In addition, while Figure 4 illustrates an example in which the end of the power supply line 120 extends to the end (-Y side end) of the first transparent substrate 101, part or all of the power supply line 120 may be located outside the periphery of the first transparent substrate 101. Furthermore, by forming the power supply line 120 to be flexible, the power supply line 120 may be able to wrap around the side edge or back surface of the display module D and be electrically connected on the side or back surface.

一方、アンテナ装置100の下側の第2の透明基板102では、グランド層130は、第2の透明基板102の下面の全体に設けられている。 On the other hand, on the second transparent substrate 102 on the lower side of the antenna device 100, the ground layer 130 is provided over the entire lower surface of the second transparent substrate 102.

グランド層130は、+Y側において、少なくともアンテナエレメント110の領域全域をカバーし、さらにアンテナエレメント110の端部に対して、Y方向で+2.5mm、X方向で2.5mm余裕をもって配置されていると好適である。 It is preferable that the ground layer 130 covers at least the entire area of the antenna element 110 on the +Y side, and is positioned with a margin of +2.5 mm in the Y direction and 2.5 mm in the X direction relative to the end of the antenna element 110.

図4、図5では、第1の透明基板101と、第2の透明基板102の縦、横のサイズが等しく(X101=X102、Y101=Y102)、上下方向において全て重なっている構成例を示したが、第1の透明基板101と第2の透明基板102との縦、横のサイズが異なっていてもよく、平面視で一部分のみが重なっている構成であってもよい。第1の透明基板101と第2の透明基板102とのサイズや位置がずれている場合は、少なくとも、X方向及びY方向において、第2の基板102のグランド層130がアンテナエレメント110と、給電線路120のグランド部122、123と重なっていればよい。 Figures 4 and 5 show an example configuration in which the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102 have the same vertical and horizontal sizes (X101 = X102, Y101 = Y102) and are completely overlapped in the vertical direction, but the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102 may have different vertical and horizontal sizes, or may only partially overlap in a planar view. If the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102 are misaligned in size or position, it is sufficient that the ground layer 130 of the second substrate 102 overlaps with the antenna element 110 and the ground sections 122 and 123 of the feeder line 120 at least in the X and Y directions.

ここで、図4、図5でメッシュ状に示した、アンテナエレメント110、給電線路120、及びグランド層130は、図6に示す透明導体30で構成される。 Here, the antenna element 110, feed line 120, and ground layer 130 shown in mesh form in Figures 4 and 5 are composed of the transparent conductor 30 shown in Figure 6.

<アンテナ装置の透明導体(金属細線層)>
図6は、アンテナ装置100の透明導体30の構成の一例を示す図である。透明導体30は、第1の透明基板101及び第2の透明基板102の最表面に形成されており、一例として、図4及び図5に示すアンテナエレメント110、給電線路120、及びグランド層130を構成するものとして用いられる。透明導体30は、人間の視力では確認が難しいほど光透過性が高い導体である。
<Transparent conductor (thin metal wire layer) of antenna device>
Fig. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the transparent conductor 30 of the antenna device 100. The transparent conductor 30 is formed on the outermost surfaces of the first transparent substrate 101 and the second transparent substrate 102, and is used to form, for example, the antenna element 110, the feed line 120, and the ground layer 130 shown in Fig. 4 and Fig. 5. The transparent conductor 30 is a conductor with such high optical transparency that it is difficult for the human eye to see.

透明導体30は、光透過性を高くするために、一例としてメッシュ状に形成されている導電線路の層であり、金属細線層である。図6に示すように、透明導体30を構成するメッシュ状の金属細線層は、一方の方向に延在する複数の金属細線31と、他方の方向に延在する複数の金属細線32が交差するように設けられて、網目状の隙間(目開き)である開口部(透孔)33が空いている。 The transparent conductor 30 is a layer of conductive lines, for example, formed in a mesh shape to enhance light transmittance, and is a thin metal wire layer. As shown in Figure 6, the mesh-like thin metal wire layer that makes up the transparent conductor 30 is arranged so that multiple thin metal wires 31 extending in one direction intersect with multiple thin metal wires 32 extending in the other direction, leaving openings (through holes) 33 that are mesh-like gaps (openings).

透明導体30がメッシュ状に形成される場合、メッシュの開口部33は、菱形、又は、菱形以外の多角形であればよいが、ここでは開口部33が菱形の形態について説明する。透明導体30は複数の開口部33を有し、複数の開口部33は、基本的にすべて同一の形状であればよいが、アンテナエレメント110、給電線路120、又はグランド層130の外縁では、開口部33の形状は同一ではなくてもよい。図6には、開口部33の形状がすべて同一である部分を示す。 When the transparent conductor 30 is formed in a mesh shape, the openings 33 of the mesh may be diamond-shaped or any polygonal shape other than diamond-shaped, but here we will explain a case where the openings 33 are diamond-shaped. The transparent conductor 30 has multiple openings 33, and all of the multiple openings 33 basically need to be the same shape, but the shapes of the openings 33 at the outer edges of the antenna element 110, feed line 120, or ground layer 130 do not need to be the same. Figure 6 shows a portion where the openings 33 are all the same shape.

透明導体30は、複数のセル30Aを含む。各セル30Aは、1つの開口部33を有する。透明導体30に含まれる複数のセル30Aは、すべて同一の形状を有し、ここでは一例として、X方向の長さX30AよりもY方向の長さY30Aの方が長い。X方向の長さX30Aは第1軸方向における第1長さの一例であり、Y方向の長さY30Aは第2軸方向における第2長さの一例である。また、Y方向は、セル30Aの長手方向である。X方向の長さX30AよりもY方向の長さY30Aの方が長い理由については、図7を用いて後述する。 The transparent conductor 30 includes a plurality of cells 30A. Each cell 30A has one opening 33. The plurality of cells 30A included in the transparent conductor 30 all have the same shape, and in this example, the length Y30A in the Y direction is longer than the length X30A in the X direction. The length X30A in the X direction is an example of a first length in the first axis direction, and the length Y30A in the Y direction is an example of a second length in the second axis direction. The Y direction is the longitudinal direction of the cell 30A. The reason why the length Y30A in the Y direction is longer than the length X30A in the X direction will be described later using Figure 7.

ディスプレイパネル220の画素は、X方向及びY方向に沿って配列されている。金属細線31及び32の延在方向は、X方向及びY方向に対して角度を有しているため、X方向及びY方向に対して斜めの方向である。ここで、金属細線31及び32の延在方向は、X方向及びY方向に対して角度を有するとは、絶対値で0度よりも大きい角度を有することである。金属細線31及び32の延在方向がディスプレイパネル220の画素の配列方向に対して角度を有することにより、モアレを抑制できる。なお、アンテナエレメント110、給電線路120、又はグランド層130の外縁では、金属細線31又は32がディスプレイパネル220の画素の配列方向に平行である部分があってもよい。 The pixels of the display panel 220 are arranged along the X and Y directions. The extension direction of the thin metal wires 31 and 32 is angled relative to the X and Y directions, and is therefore oblique to the X and Y directions. Here, the extension direction of the thin metal wires 31 and 32 being angled relative to the X and Y directions means that the angle is greater than 0 degrees in absolute value. Moiré can be suppressed by having the extension direction of the thin metal wires 31 and 32 be angled relative to the pixel arrangement direction of the display panel 220. Note that at the outer edges of the antenna element 110, the feed line 120, or the ground layer 130, there may be portions where the thin metal wires 31 or 32 are parallel to the pixel arrangement direction of the display panel 220.

メッシュを構成する金属細線31、32それぞれの線幅w31、w32は、1~10μmが好ましく、1~5μmがさらに好ましい。線幅w31、w32は、金属細線31、32の延在方向に対して平面視で垂直な方向の幅である。また、セル30AのX方向の長さX30Aは、50μm~500μmが好ましく、100μm~400μmがさらに好ましい。ここでは一例としてX30Aは、100μmであることとする。また、セル30AのY方向の長さY30Aは、50μm~500μmが好ましく、100μm~400μmがさらに好ましい。ここでは一例としてY30Aは、200μmであることとする。 The line widths w31 and w32 of the fine metal wires 31 and 32 that make up the mesh are preferably 1 to 10 μm, and more preferably 1 to 5 μm. The line widths w31 and w32 are the widths in a direction perpendicular to the extension direction of the fine metal wires 31 and 32 in a planar view. Furthermore, the length X30A of the cell 30A in the X direction is preferably 50 μm to 500 μm, and more preferably 100 μm to 400 μm. Here, as an example, X30A is set to 100 μm. Furthermore, the length Y30A of the cell 30A in the Y direction is preferably 50 μm to 500 μm, and more preferably 100 μm to 400 μm. Here, as an example, Y30A is set to 200 μm.

透明導体30におけるメッシュ全体に対する開口部33の面積の割合である開口率は、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。透明導体30の開口率を大きくするほど、透明導体30の可視光透過率を高くできる。 The aperture ratio, which is the ratio of the area of the openings 33 to the entire mesh in the transparent conductor 30, is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more. The higher the aperture ratio of the transparent conductor 30, the higher the visible light transmittance of the transparent conductor 30 can be.

透明導体30がメッシュ状に形成される場合、透明導体30の厚さは、1~40μmであってよい。透明導体30がメッシュ状に形成されることにより、透明導体30が厚くても、可視光透過率を高くできる。透明導体30の厚さは、5μm以上がより好ましく、8μm以上がさらに好ましい。また、透明導体30の厚さは、30μm以下がより好ましく、20μm以下がさらに好ましく、15μm以下が特に好ましい。 When the transparent conductor 30 is formed in a mesh shape, the thickness of the transparent conductor 30 may be 1 to 40 μm. By forming the transparent conductor 30 in a mesh shape, it is possible to increase the visible light transmittance even if the transparent conductor 30 is thick. The thickness of the transparent conductor 30 is more preferably 5 μm or more, and even more preferably 8 μm or more. Furthermore, the thickness of the transparent conductor 30 is more preferably 30 μm or less, even more preferably 20 μm or less, and particularly preferably 15 μm or less.

なお、透明導体30において、メッシュ状の金属細線31、32の線幅(導体幅)w31、w32よりも、金属細線31、32の厚さ(Z方向の厚さ)は小さく設定される。アスペクト比が1を超えると、構造的にアンバランスになり、壊れやすく、また製造も困難なためである。ただし、金属細線31、32が厚いほどシート抵抗値を小さくすることができるため、アンテナの効率としては金属細線31、32が厚い方が良い。このため、金属細線31、32の厚さは金属細線31、32の線幅(導体幅)w31、w32より小さく、かつなるべく大きい値が好適である。 In the transparent conductor 30, the thickness (thickness in the Z direction) of the metal thin wires 31, 32 is set smaller than the line width (conductor width) w31, w32 of the mesh-like metal thin wires 31, 32. This is because an aspect ratio greater than 1 results in structural imbalance, making the structure more susceptible to breakage and difficult to manufacture. However, the thicker the metal thin wires 31, 32, the lower the sheet resistance value, so in terms of antenna efficiency, it is better for the metal thin wires 31, 32 to be thicker. For this reason, it is preferable for the thickness of the metal thin wires 31, 32 to be smaller than the line width (conductor width) w31, w32 of the metal thin wires 31, 32, and as large as possible.

なお、透明導体30の金属細線31、32の導体材料としては銅が挙げられるが、他にも、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、金、白金、錫、鉄、等の金属材料を使用でき、また、これらの材料に限られない。 The conductive material for the thin metal wires 31, 32 of the transparent conductor 30 can be copper, but other metal materials such as silver, aluminum, chromium, nickel, gold, platinum, tin, and iron can also be used, and the material is not limited to these.

このような透明導体30で実現されるアンテナエレメント110、給電線路120及びグランド層130は、透明であり、人間の視力では確認が難しいほど光透過性が高く、かつ導体として機能することができる。また、これらの金属細線層を構成する透明導体30は、例えば、面抵抗が5Ω/sq以下であり、より好ましくは、1Ω/sq以下であり、さらに好ましくは0.5Ω/sq前後である。 The antenna element 110, feed line 120, and ground layer 130 realized with such transparent conductors 30 are transparent, have high optical transparency so that they are difficult to see with human eyesight, and can function as conductors. Furthermore, the transparent conductors 30 that make up these thin metal wire layers have a surface resistance of, for example, 5 Ω/sq or less, more preferably 1 Ω/sq or less, and even more preferably around 0.5 Ω/sq.

ここで、図3に示したように、アンテナ装置100の上側の第1の透明基板101は、偏光板280よりも表面側に設けられる。そのため、第1の透明基板101に形成されるアンテナエレメント110及び給電線路120を構成する金属細線層は、可視光を反射しにくい、黒化処理をすると好適である。黒化処理では、金属細線の表面を、酸化銅(CuO)又は窒化銅(CuN)を含む材料でコーティングする。なお、偏光板280よりも内面側に設けられる第2の透明基板102の金属細線層であるグランド層130の金属細線に関しては、その加工はなくてもよい。 As shown in FIG. 3, the first transparent substrate 101 on the upper side of the antenna device 100 is located closer to the surface than the polarizing plate 280. Therefore, it is preferable to subject the thin metal wire layer that constitutes the antenna element 110 and the feed line 120 formed on the first transparent substrate 101 to a blackening treatment, which makes it less likely to reflect visible light. In the blackening treatment, the surface of the thin metal wire is coated with a material containing copper oxide (CuO) or copper nitride (CuN). Note that this treatment is not required for the thin metal wires of the ground layer 130, which is the thin metal wire layer of the second transparent substrate 102 that is located on the inner side than the polarizing plate 280.

<X方向の長さX30AよりもY方向の長さY30Aの方が長い理由>
図7は、X方向の長さX30AよりもY方向の長さY30Aの方が長い理由を説明する例示的な図である。信号線路121には、電流がY方向に流れる。換言すれば、信号線路121における信号の伝送方向は、Y方向である。また、アンテナエレメント110の励振方向はY方向である。また、グランド層130には電流がY方向に流れるため、グランド層130における信号の伝送方向は、Y方向である。
<Reason why the length Y30A in the Y direction is longer than the length X30A in the X direction>
7 is an exemplary diagram illustrating why the length Y30A in the Y direction is longer than the length X30A in the X direction. A current flows in the Y direction in the signal line 121. In other words, the signal transmission direction in the signal line 121 is the Y direction. The excitation direction of the antenna element 110 is also the Y direction. Furthermore, since a current flows in the ground layer 130 in the Y direction, the signal transmission direction in the ground layer 130 is also the Y direction.

セル30AのY方向の長さY30Aが、X方向の長さX30Aよりも長いと、Y方向において、アンテナエレメント110、給電線路120、及びグランド層130の等価インピーダンスが低くなり、電流が流れやすくなって、アンテナ装置100の放射効率が増大する。アンテナ装置100の放射効率が増大すると、アンテナ装置100のゲインが増大する。特に、給電線路120の信号線路121において、セル30AのY方向の長さY30AがX方向の長さX30Aよりも長いと、アンテナ装置100の放射効率が増大してゲインが増大することが分かった。長さX30A及びY30Aが100μmの正方形の開口部を有するセルが配列されている透明導体よりも、長さX30Aが100μmで長さY30Aが200μmの正方形の開口部33を有するセル30Aが配列されている透明導体30の方が、Y方向における金属細線31、32の長さが短くなるためと考えられる。 When the Y-direction length Y30A of cell 30A is longer than the X-direction length X30A, the equivalent impedance of the antenna element 110, feed line 120, and ground layer 130 in the Y direction is lowered, making it easier for current to flow and increasing the radiation efficiency of the antenna device 100. Increasing the radiation efficiency of the antenna device 100 increases the gain of the antenna device 100. In particular, it has been found that when the Y-direction length Y30A of cell 30A is longer than the X-direction length X30A in the signal line 121 of the feed line 120, the radiation efficiency of the antenna device 100 increases and the gain increases. This is thought to be because the length of the thin metal wires 31, 32 in the Y direction is shorter in a transparent conductor 30 in which cells 30A with square openings 33 with a length X30A of 100 μm and a length Y30A of 200 μm are arranged than in a transparent conductor in which cells with square openings with lengths X30A and Y30A of 100 μm are arranged.

このような理由から、アンテナ装置100では、アンテナエレメント110、給電線路120、及びグランド層130を構成する透明導体30のセル30AのY方向の長さY30AをX方向の長さX30Aよりも長く設定している。 For this reason, in the antenna device 100, the Y-direction length Y30A of the cell 30A of the transparent conductor 30 that constitutes the antenna element 110, the feed line 120, and the ground layer 130 is set longer than the X-direction length X30A.

また、図7において、アンテナエレメント110の-Y方向側の端部と、グランド部122、123の+Y方向側の端部との間の距離D1は、一例として500μmである。また、アンテナエレメント110の-Y方向側の端部と、凹部112の+Y方向側の端部との間の距離D2は、一例として210μmである。このため、信号線路121BのY方向の長さは、一例として710μmである。また、凹部112のX方向側の距離D3は、一例として200μmである。 In addition, in FIG. 7, the distance D1 between the -Y end of the antenna element 110 and the +Y end of the ground portions 122 and 123 is, for example, 500 μm. The distance D2 between the -Y end of the antenna element 110 and the +Y end of the recess 112 is, for example, 210 μm. Therefore, the length of the signal line 121B in the Y direction is, for example, 710 μm. The distance D3 on the X side of the recess 112 is, for example, 200 μm.

また、アンテナエレメント110、給電線路120、及びグランド層130の外縁では、金属細線がX方向及びY方向に延在している。このように、アンテナエレメント110、給電線路120、及びグランド層130の外縁では、金属細線がディスプレイパネル220の画素の配列方向に平行である部分があってもよい。ディスプレイパネル220の全体で見れば、これらの外縁は、僅かな部分に過ぎないためである。 Furthermore, thin metal wires extend in the X and Y directions at the outer edges of the antenna element 110, the feed line 120, and the ground layer 130. In this way, at the outer edges of the antenna element 110, the feed line 120, and the ground layer 130, there may be portions where the thin metal wires are parallel to the pixel arrangement direction of the display panel 220. This is because, when viewed as a whole, these outer edges are only a small portion of the display panel 220.

また、セル30AのX方向の長さX30AとY方向の長さY30Aとが異なることによってX方向とY方向とで不規則性が生じるため、モアレをより効果的に抑制することができる。 In addition, since the X-direction length X30A and the Y-direction length Y30A of cell 30A are different, irregularities occur in the X and Y directions, which makes it possible to more effectively suppress moire.

また、アンテナエレメント110及び給電線路120と、グランド層130とは重なるため、一例として、アンテナエレメント110及び給電線路120の透明導体30のセル30Aと、グランド層130の透明導体30のセル30Aとのサイズは同一であり、セル30A同士のX方向及びY方向における位置が一致している。モアレをより効果的に抑制するためである。 In addition, since the antenna element 110 and the feed line 120 overlap with the ground layer 130, for example, the size of the cells 30A of the transparent conductor 30 of the antenna element 110 and the feed line 120 is the same as that of the cells 30A of the transparent conductor 30 of the ground layer 130, and the positions of the cells 30A in the X and Y directions are the same. This is to more effectively suppress moire.

また、一例として、セル30AのX方向の長さX30Aは、ディスプレイパネル220のX方向における画素のピッチ(第1ピッチの一例)とは異なり、Y方向の長さY30Aは、ディスプレイパネル220のY方向における画素のピッチ(第2ピッチの一例)とは異なる。モアレをより効果的に抑制するためである。また、一例として、セル30AのX方向及びY方向の境界と、ディスプレイパネル220のX方向及びY方向における画素同士の境界とがなるべく重ならないようにセル30Aの配置を設定している。モアレをさらに効果的に抑制するためである。 Also, as an example, the X-direction length X30A of cell 30A is different from the pixel pitch in the X direction of display panel 220 (an example of a first pitch), and the Y-direction length Y30A is different from the pixel pitch in the Y direction of display panel 220 (an example of a second pitch). This is to more effectively suppress moiré. Also, as an example, cell 30A is arranged so that the boundaries of cell 30A in the X and Y directions do not overlap as much as possible with the boundaries between pixels in the X and Y directions of display panel 220. This is to more effectively suppress moiré.

また、セル30AのX方向の長さX30Aに対するY方向の長さY30Aの比率は、ここでは一例として2(200μm/100μm)であるが、比率Y30A/X30Aは、モアレの抑制と放射効率を改善する観点から、1.2~5.0の範囲内であることが好ましく、1.5~3の範囲内であることがより好ましい。また、比率Y30A/X30Aは、2以上であることがさらに好ましい。 In addition, the ratio of the Y-direction length Y30A to the X-direction length X30A of cell 30A is 2 (200 μm/100 μm) here as an example, but from the perspective of suppressing moiré and improving radiation efficiency, the ratio Y30A/X30A is preferably in the range of 1.2 to 5.0, and more preferably in the range of 1.5 to 3. Furthermore, it is even more preferable that the ratio Y30A/X30A be 2 or greater.

また、ディスプレイパネル220のX方向における画素のピッチ(第1ピッチの一例)に対するセル30AのX方向の長さX30Aの比率は、0.5~2.3の範囲内であることが好ましい。また、Y方向における画素のピッチ(第2ピッチの一例)に対するセル30AのY方向の長さY30Aの比率は、1.2~4.0の範囲内にあることが好ましい。また、比率Y30A/X30Aは、ディスプレイパネル220のX方向における画素のピッチに対するY方向における画素のピッチの比率よりも大きいことが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましい。 Furthermore, the ratio of the X-direction length X30A of cell 30A to the pixel pitch in the X direction of display panel 220 (an example of a first pitch) is preferably within the range of 0.5 to 2.3. Furthermore, the ratio of the Y-direction length Y30A of cell 30A to the pixel pitch in the Y direction (an example of a second pitch) is preferably within the range of 1.2 to 4.0. Furthermore, the ratio Y30A/X30A is preferably greater than the ratio of the pixel pitch in the Y direction to the pixel pitch in the X direction of display panel 220, and more preferably 1.5 times or more.

<アンテナ装置100の特性>
図8は、アンテナ装置100のS11パラメータの周波数特性の一例を示す図である。図8に示すS11パラメータは、給電部111に入力した電力に対して、給電部111に反射で戻ってくる電力の割合であり、電磁界シミュレーションで得たものである。
<Characteristics of Antenna Device 100>
Fig. 8 is a diagram showing an example of the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna device 100. The S11 parameter shown in Fig. 8 is the ratio of the power reflected back to the power feeding unit 111 to the power input to the power feeding unit 111, and is obtained by electromagnetic field simulation.

一例として-10dBで検討すると、約26.8GHzから約29.7GHzの周波数帯域で-10dB以下になっており、アンテナ装置100の共振周波数f1(28GHz)を含む周波数帯域で良好な放射効率が得られていることを確認できた。セル30Aの長手方向と、給電線路120及びグランド層130における信号の伝送方向とが一致し、また、セル30Aの長手方向と、アンテナエレメント110の励振方向とが一致していることで、アンテナ装置100の放射効率が増大してゲインが増大したことの効果であると考えられる。 As an example, when examining the value at -10 dB, it was found to be below -10 dB in the frequency band from approximately 26.8 GHz to approximately 29.7 GHz, confirming that good radiation efficiency was achieved in the frequency band including the resonant frequency f1 (28 GHz) of the antenna device 100. This is thought to be due to the fact that the longitudinal direction of the cell 30A is aligned with the signal transmission direction in the feed line 120 and ground layer 130, and that the longitudinal direction of the cell 30A is aligned with the excitation direction of the antenna element 110, thereby increasing the radiation efficiency of the antenna device 100 and increasing the gain.

図9は、アンテナ装置100のYZ平面における指向性の一例を示す図である。図9に示す指向性は、電磁界シミュレーションで得たものである。90度の方向が+Y方向であり、0度の方向が+Z方向であり、-90度の方向が-Y方向である。図9に示すように、YZ平面において均等で上向きの指向性が得られていることを確認できた。良好な指向性が得られたのは、アンテナ装置100の放射効率が増大してゲインが増大したことの効果であると考えられる。 Figure 9 is a diagram showing an example of the directivity of the antenna device 100 in the YZ plane. The directivity shown in Figure 9 was obtained through electromagnetic field simulation. The 90-degree direction is the +Y direction, the 0-degree direction is the +Z direction, and the -90-degree direction is the -Y direction. As shown in Figure 9, it was confirmed that uniform, upward directivity was obtained in the YZ plane. The good directivity is thought to be the result of increased gain due to the increased radiation efficiency of the antenna device 100.

図10は、透明導体30のセルの形状と効率及びピークゲインとの関係の一例を示す図である。比較用に、セルの形状が正方形の透明導体と、X方向に長い菱形の透明導体とを用いて電磁界シミュレーションで効率及びピークゲインを求めた。セルの形状は、セルの開口形状である。 Figure 10 shows an example of the relationship between the cell shape of the transparent conductor 30 and the efficiency and peak gain. For comparison, the efficiency and peak gain were determined by electromagnetic field simulation using a transparent conductor with a square cell shape and a diamond-shaped transparent conductor elongated in the X direction. The cell shape is the opening shape of the cell.

正方形のセルで構成される透明導体については、セルのX方向の長さを100μm、Y方向の長さを100μm、線幅を6μmにした。正方形のセルは、X方向及びY方向に対して、金属細線が45度の方向に延在するセルである。効率は59.1%、ピークゲインは3.85dBであった。 For the transparent conductor consisting of a square cell, the length of the cell in the X direction was 100 μm, the length in the Y direction was 100 μm, and the line width was 6 μm. The square cell is a cell in which the thin metal lines extend at 45 degrees to the X and Y directions. The efficiency was 59.1%, and the peak gain was 3.85 dB.

X方向に長いセルで構成される透明導体については、セルのX方向の長さを200μm、Y方向の長さを100μm、線幅を6μmにした。X方向に長いセルは、図6に示すセル30Aを平面視で時計回りに90度回転させた構成を有するセルである。効率は50.5%、ピークゲインは3.04dBであり、いずれも正方形のセルよりも低い値を示した。 For the transparent conductor consisting of cells long in the X direction, the length of the cells in the X direction was 200 μm, the length in the Y direction was 100 μm, and the line width was 6 μm. The cell long in the X direction was a cell configured by rotating cell 30A shown in Figure 6 by 90 degrees clockwise in a plan view. The efficiency was 50.5%, and the peak gain was 3.04 dB, both of which were lower than those of square cells.

セル30Aで構成される透明導体30については、セルのX方向の長さを100μm、Y方向の長さを200μm、線幅を6μmにした。効率は62.8%、ピークゲインは4.03dBであり、いずれも正方形のセルよりも高い値を示した。 For the transparent conductor 30 composed of cell 30A, the cell's length in the X direction was 100 μm, its length in the Y direction was 200 μm, and its line width was 6 μm. The efficiency was 62.8%, and the peak gain was 4.03 dB, both of which were higher than those of a square cell.

<効果>
以上のように、アンテナエレメント110、給電線路120、及びグランド層130を構成する透明導体30のセル30AのY方向の長さY30AをX方向の長さX30Aよりも長く設定し、給電線路120の信号線路121のうちの-Y方向側の信号線路121AがY方向に延在している。このため、アンテナ装置100の放射効率が増大させて、ゲインを増大させることができる。また、セル30AのY方向の長さY30AをX方向の長さX30Aよりも長く設定することにより、モアレを抑制することができる。
<Effects>
As described above, the Y-direction length Y30A of the cell 30A of the transparent conductor 30 constituting the antenna element 110, the feed line 120, and the ground layer 130 is set to be longer than the X-direction length X30A, and the signal line 121A on the -Y-direction side of the signal line 121 of the feed line 120 extends in the Y direction. This increases the radiation efficiency of the antenna device 100, thereby increasing the gain. Furthermore, by setting the Y-direction length Y30A of the cell 30A to be longer than the X-direction length X30A, moire can be suppressed.

したがって、金属メッシュで実現され、モアレの抑制とアンテナ特性の改善とを両立可能なアンテナ装置100、及び、電子機器200を提供できる。特に、特に、給電線路120の信号線路121において、セル30AのY方向の長さY30AをX方向の長さX30Aよりも長くしたことによって、等価インピーダンスが低下し、電流が流れやすくなり、アンテナ装置100の放射効率が増大とゲインの増大が得られた。 Therefore, it is possible to provide an antenna device 100 and electronic device 200 that are realized using a metal mesh and are capable of both suppressing moiré and improving antenna characteristics. In particular, by making the Y-direction length Y30A of cell 30A longer than the X-direction length X30A in the signal line 121 of the feed line 120, the equivalent impedance is reduced, making it easier for current to flow, and resulting in increased radiation efficiency and gain for the antenna device 100.

また、ディスプレイパネル220の画素のX方向におけるピッチは、セル30Aの長さX30Aとは異なり、ディスプレイパネル220のY方向におけるピッチは、セル30Aの長さY30Aとは異なるので、モアレをより効果的に抑制できる。 Furthermore, the pitch of the pixels of the display panel 220 in the X direction is different from the length X30A of the cells 30A, and the pitch of the pixels of the display panel 220 in the Y direction is different from the length Y30A of the cells 30A, so moire can be more effectively suppressed.

また、セル30Aの長さX30Aに対する長さY30Aの比率(Y30A/X30A)は、2以上であることが好ましい。高周波電流の伝搬方向(Y方向)のシート抵抗が下がることで、給電線路120における損失の低減とアンテナ効率の向上とを両立できる。 Furthermore, it is preferable that the ratio (Y30A/X30A) of the length Y30A to the length X30A of the cell 30A be 2 or greater. By reducing the sheet resistance in the propagation direction of the high-frequency current (Y direction), it is possible to achieve both reduced losses in the feed line 120 and improved antenna efficiency.

また、長さX30Aに対する長さY30Aの比率(Y30A/X30A)は、ディスプレイパネル220の画素のX方向におけるピッチに対するY方向のピッチの比率よりも大きいことが好ましい。比率Y30A/X30Aは、モアレを低減する観点から、ディスプレイパネル220の画素のX方向におけるピッチに対するY方向のピッチの比率の1.5倍以上であることがより好ましい。 Furthermore, it is preferable that the ratio of length Y30A to length X30A (Y30A/X30A) be greater than the ratio of the pitch in the Y direction to the pitch in the X direction of the pixels of the display panel 220. From the perspective of reducing moiré, it is more preferable that the ratio Y30A/X30A be 1.5 times or more the ratio of the pitch in the Y direction to the pitch in the X direction of the pixels of the display panel 220.

また、アンテナエレメント110、給電線路120、及びグランド層130の金属メッシュの開口率は、80%以上であるので、視認し難く無色透明なアンテナ装置100を実現できる。 In addition, the aperture ratio of the metal mesh of the antenna element 110, the feed line 120, and the ground layer 130 is 80% or more, making it possible to realize an antenna device 100 that is difficult to see and is colorless and transparent.

また、メッシュは、菱形であるので、Y方向の長さY30AとX方向の長さX30Aとが異なるセル30Aを作製しやすく、モアレの抑制とアンテナ特性の改善とをより確実に両立可能なアンテナ装置100、及び、電子機器200を提供できる。 Furthermore, because the mesh is diamond-shaped, it is easy to create cells 30A whose Y-direction length Y30A and X-direction length X30A are different, making it possible to provide an antenna device 100 and electronic device 200 that can more reliably suppress moiré and improve antenna characteristics at the same time.

給電線路120の信号線路121は、端部121A1から端部121B1までY方向に沿って延在するので、電流が流れやすくなって、アンテナ装置100の放射効率が増大する。このため、アンテナ特性をより改善したアンテナ装置100、及び、電子機器200を提供できる。 The signal line 121 of the feeder line 120 extends in the Y direction from end 121A1 to end 121B1, which facilitates current flow and increases the radiation efficiency of the antenna device 100. This makes it possible to provide an antenna device 100 and electronic device 200 with improved antenna characteristics.

また、アンテナエレメント110の励振方向は、Y方向に沿っているので、アンテナエレメント110で電流が流れやすくなって、アンテナ装置100の放射効率がより増大する。このため、アンテナ特性をさらに改善したアンテナ装置100、及び、電子機器200を提供できる。 Furthermore, because the excitation direction of the antenna element 110 is along the Y direction, current flows more easily through the antenna element 110, further increasing the radiation efficiency of the antenna device 100. This makes it possible to provide an antenna device 100 and electronic device 200 with further improved antenna characteristics.

アンテナエレメント110は、パッチアンテナ、モノポール、又はダイポールアンテナであるので、簡易な構成のアンテナエレメント110で、モアレの抑制とアンテナ特性の改善とを両立可能なアンテナ装置100、及び、電子機器200を提供できる。 The antenna element 110 is a patch antenna, monopole, or dipole antenna, so the antenna device 100 and electronic device 200 can be provided with a simple antenna element 110 that can both suppress moiré and improve antenna characteristics.

また、給電線路120は、コプレーナ線路、又は、マイクロストリップラインであるので、簡易な構成の給電線路120で、モアレの抑制とアンテナ特性の改善とを両立可能なアンテナ装置100、及び、電子機器200を提供できる。 Furthermore, since the feed line 120 is a coplanar line or a microstrip line, it is possible to provide an antenna device 100 and electronic device 200 that can simultaneously suppress moiré and improve antenna characteristics using a feed line 120 with a simple configuration.

また、第1の透明基板101の-Z方向側に設けられる第2の透明基板102と、第2の透明基板102に設けられるグランド層130とを含み、給電線路120の信号線路121のうちの信号線路121Bは、マイクロストリップラインを構築する。このため、信号線路121のうち、グランド部122、123の+Y方向側でX方向に延在する端辺よりも+Y方向側の信号線路121Bにおいても、アンテナエレメント110とインピーダンス整合が取れ、モアレの抑制に加えて、アンテナ特性のより一層の改善を実現可能なアンテナ装置100、及び、電子機器200を提供できる。 The antenna device 100 also includes a second transparent substrate 102 provided on the -Z direction side of the first transparent substrate 101 and a ground layer 130 provided on the second transparent substrate 102, and signal line 121B of the signal line 121 of the feeder line 120 forms a microstrip line. Therefore, impedance matching with the antenna element 110 can be achieved even in signal line 121B of the signal line 121, which is located on the +Y direction side of the end edge extending in the X direction on the +Y direction side of the ground portions 122, 123, thereby providing an antenna device 100 and electronic device 200 that not only suppresses moiré but also further improves antenna characteristics.

なお、信号線路121は、少なくとも-Y方向側の端部を含む側において、-Y方向側の端部からY方向に延在していればよい。このため、例えば、信号線路121は、給電部111に近い側で+X方向又は-X方向に折り曲がっていてもよい。この場合に、アンテナエレメント110の励振方向はX方向であってもよい。 Note that the signal line 121 only needs to extend in the Y direction from the end on the -Y direction side, at least on the side including the end on the -Y direction side. Therefore, for example, the signal line 121 may be bent in the +X direction or the -X direction on the side closer to the power supply unit 111. In this case, the excitation direction of the antenna element 110 may be the X direction.

また、アンテナエレメント110は、パッチ型に限られず、モノポール型やダイポール型であってもよい。特にダイポール型の場合には、信号線路121は、給電部111に近い側で+X方向又は-X方向に折り曲がっていてもよい。 Furthermore, the antenna element 110 is not limited to a patch type, but may also be a monopole type or a dipole type. In particular, in the case of a dipole type, the signal line 121 may be bent in the +X direction or the -X direction on the side closer to the power supply portion 111.

<変形例>
図11A及び図11Bは、実施形態の変形例のセル30MA1及び30MA2の構成の一例を示す図である。図11Aに示すセル30MA1、及び、図11Bに示すセル30MA2は、図6に示すセル30Aの代わりに、透明導体30に配列可能なセルである。
<Modification>
11A and 11B are diagrams showing an example of the configuration of cells 30MA1 and 30MA2 according to a modified example of the embodiment. The cell 30MA1 shown in Fig. 11A and the cell 30MA2 shown in Fig. 11B are cells that can be arranged on the transparent conductor 30 in place of the cell 30A shown in Fig. 6.

図11Aに示すセル30MA1は、二等辺三角形を平面視で回転させることで、3辺がX軸及びY軸に対して角度を有するように構成されている。このようなセル30MA1のX方向の長さX30MA1は、セル30MA1の-X方向側の端部と+X方向の端部との間の長さであり、長さY30MA1は、セル30MA1の-Y方向側の端部と+Y方向の端部との間の長さである。セル30MA1の±X方向側及び±Y方向側の端部は、セル30MA1の金属細線の幅の中央に位置する。長さY30MA1は、長さX30MA1よりも長い。 The cell 30MA1 shown in Figure 11A is configured by rotating an isosceles triangle in a plan view so that its three sides form angles with respect to the X-axis and Y-axis. The X-direction length X30MA1 of such cell 30MA1 is the length between the end of cell 30MA1 on the -X-direction side and the end on the +X-direction side, and the length Y30MA1 is the length between the end of cell 30MA1 on the -Y-direction side and the end on the +Y-direction side. The ±X-direction and ±Y-direction side ends of cell 30MA1 are located at the center of the width of the thin metal wire of cell 30MA1. The length Y30MA1 is longer than the length X30MA1.

図11Bに示すセル30MA2は、六角形を平面視で回転させることで、6辺がX軸及びY軸に対して角度を有するように構成されている。このようなセル30MA2のX方向の長さX30MA2は、セル30MA2の-X方向側の端部と+X方向の端部との間の長さであり、長さY30MA2は、セル30MA2の-Y方向側の端部と+Y方向の端部との間の長さである。セル30MA2の±X方向側及び±Y方向側の端部は、セル30MA2の金属細線の幅の中央に位置する。長さY30MA2は、長さX30MA2よりも長い。 The cell 30MA2 shown in Figure 11B is configured by rotating a hexagon in a planar view so that its six sides form angles with respect to the X-axis and Y-axis. The X-direction length X30MA2 of such a cell 30MA2 is the length between the end of the cell 30MA2 on the -X-direction side and the end on the +X-direction side, and the length Y30MA2 is the length between the end of the cell 30MA2 on the -Y-direction side and the end on the +Y-direction side. The ends of the cell 30MA2 on the ±X-direction side and ±Y-direction side are located at the center of the width of the thin metal wire of the cell 30MA2. The length Y30MA2 is longer than the length X30MA2.

セル30MA1及び30MA2は、菱形以外の多角形のセルである。ここでは、一例として、二等辺三角形及び六角形のセル30MA1及び30MA2を示したが、菱形以外の多角形のセルは、五角形、七角形、又は8つ以上の辺を有する多角形であっても良く、Y方向の長さがX方向の長さよりも長ければよい。 Cells 30MA1 and 30MA2 are polygonal cells other than a rhombus. Here, isosceles triangular and hexagonal cells 30MA1 and 30MA2 are shown as examples, but polygonal cells other than a rhombus may also be pentagonal, heptagonal, or polygonal with eight or more sides, as long as their length in the Y direction is longer than their length in the X direction.

以上、本開示の例示的なアンテナ装置、及び、電子機器について説明したが、本開示は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 The above describes exemplary antenna devices and electronic devices according to the present disclosure, but the present disclosure is not limited to the specifically disclosed embodiments, and various modifications and variations are possible without departing from the scope of the claims.

30 透明導体
30A、30MA1、30MA2 セル
31、32 金属細線
33 開口部
100 アンテナ装置
101 第1の透明基板(第1絶縁体基板の一例)
102 第2の透明基板(第2絶縁体基板の一例)
110 アンテナエレメント
111 給電部
112 凹部
120 給電線路
121、121A、121B 信号線路
121A1 端部(第1端部の一例)
121B1 端部(第2端部の一例)
122、123 グランド部
130 グランド層
200 電子機器
30 Transparent conductor 30A, 30MA1, 30MA2 Cell 31, 32 Thin metal wire 33 Opening 100 Antenna device 101 First transparent substrate (an example of a first insulating substrate)
102 Second transparent substrate (an example of a second insulating substrate)
110 Antenna element 111 Power supply portion 112 Recess 120 Power supply line 121, 121A, 121B Signal line 121A1 End portion (an example of a first end portion)
121B1 End (an example of a second end)
122, 123 Ground section 130 Ground layer 200 Electronic device

Claims (11)

第1絶縁体基板と、
前記第1絶縁体基板の表面に設けられ、金属メッシュで形成されたアンテナエレメントと、
前記第1絶縁体基板の前記表面に設けられ、金属メッシュで形成される給電線路であって、第1端部と、前記アンテナエレメントの給電部に接続される第2端部との間で延在する給電線路と
を含み、
前記表面に含まれ直交する第1軸及び第2軸に対して、前記給電線路は、前記第1端部から前記第2軸方向に延在しており、
前記第1絶縁体基板は、表示装置の表示面側に設けられており、
前記表示装置が有する複数の画素は、前記第1軸方向及び前記第2軸方向に沿って配列されており、
前記アンテナエレメント及び前記給電線路の前記金属メッシュは、前記第1軸方向における第1長さと、前記第2軸方向における第2長さとを有するセルを複数含み、
前記複数のセルを構成する金属細線の延在方向は、前記第1軸方向及び前記第2軸方向に対して角度を有し、
前記第1長さよりも前記第2長さの方が長く、
前記複数の画素の前記第1軸方向における第1ピッチは、前記第1長さとは異なり、前記複数の画素の前記第2軸方向における第2ピッチは、前記第2長さとは異なる、アンテナ装置。
a first insulating substrate;
an antenna element formed of a metal mesh and provided on a surface of the first insulating substrate;
a feeder line formed of a metal mesh and provided on the surface of the first insulator substrate, the feeder line extending between a first end and a second end connected to a feed portion of the antenna element;
the feed line extends from the first end in the second axial direction relative to a first axis and a second axis that are included in the surface and are perpendicular to each other;
the first insulating substrate is provided on a display surface side of a display device,
The plurality of pixels included in the display device are arranged along the first axis direction and the second axis direction,
the metal mesh of the antenna element and the feed line includes a plurality of cells each having a first length in the first axis direction and a second length in the second axis direction;
an extending direction of the thin metal wires constituting the plurality of cells has an angle with respect to the first axis direction and the second axis direction;
the second length is longer than the first length,
An antenna device, wherein a first pitch of the plurality of pixels in the first axis direction is different from the first length, and a second pitch of the plurality of pixels in the second axis direction is different from the second length .
前記第1長さに対する前記第2長さの比率は、1.2~5.0の範囲内である、請求項1に記載のアンテナ装置。 2. The antenna device according to claim 1 , wherein a ratio of the second length to the first length is in a range of 1.2 to 5.0. 前記第1長さに対する前記第2長さの比率は、前記第1ピッチに対する前記第2ピッチの比率の1.5倍以上である、請求項1に記載のアンテナ装置。 2. The antenna device according to claim 1 , wherein a ratio of the second length to the first length is equal to or greater than 1.5 times a ratio of the second pitch to the first pitch. 前記第1ピッチに対する前記第1長さの比率が0.5~2.3の範囲内であり、前記第2ピッチに対する前記第2長さの比率が1.2~4.0 の範囲内である、請求項1に記載のアンテナ装置。 2. The antenna device according to claim 1 , wherein a ratio of the first length to the first pitch is in a range of 0.5 to 2.3, and a ratio of the second length to the second pitch is in a range of 1.2 to 4.0. 前記アンテナエレメント及び前記給電線路の前記金属メッシュの開口率は、80%以上である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 5. The antenna device according to claim 1 , wherein the opening ratio of the metal mesh of the antenna element and the feeder line is 80% or more. 前記セルは、菱形、又は、菱形以外の多角形である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 , wherein the cells are rhombic or polygonal other than rhombic. 前記給電線路は、前記第1端部から前記第2端部まで前記第2軸方向に沿って延在する、請求項1乃至6のいずれか1項のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 , wherein the feed line extends along the second axis direction from the first end to the second end. 前記アンテナエレメントの励振方向は、前記第2軸方向に沿っている、請求項1乃至7のいずれか1項のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 , wherein an excitation direction of the antenna element is along the second axis direction. 前記アンテナエレメントは、パッチアンテナ、モノポール、又はダイポールアンテナであり、
前記アンテナエレメントが前記パッチアンテナの場合は、
前記第1絶縁体基板よりも前記表示装置側に設けられる第2絶縁体基板と、
前記第2絶縁体基板に設けられるグランド層と、
をさらに含む請求項1乃至8のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
the antenna element is a patch antenna, a monopole, or a dipole antenna;
When the antenna element is the patch antenna,
a second insulating substrate provided closer to the display device than the first insulating substrate;
a ground layer provided on the second insulating substrate;
9. The antenna device according to claim 1 , further comprising :
前記給電線路は、コプレーナ線路、又は、マイクロストリップラインであり、
前記給電線路がマイクロストリップラインの場合は、
前記第1絶縁体基板よりも前記表示装置側に設けられる第2絶縁体基板と、
前記第2絶縁体基板に設けられるグランド層と、
をさらに含み、
前記給電線路のうちの前記グランド層と重なる部分が前記マイクロストリップラインを構築する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
the feed line is a coplanar line or a microstrip line,
When the feed line is a microstrip line,
a second insulating substrate provided closer to the display device than the first insulating substrate;
a ground layer provided on the second insulating substrate;
further comprising
The antenna device according to claim 1 , wherein a portion of the feed line that overlaps with the ground layer constitutes the microstrip line .
表示装置と、
前記表示装置の表示面側に設けられるアンテナ装置と
を含む、電子機器であって、
前記表示装置は、液晶ディスプレイ又は有機発光ダイオードであり、
前記アンテナ装置は、
第1絶縁体基板と、
前記第1絶縁体基板の表面に設けられ、金属メッシュで形成されたアンテナエレメントと、
前記第1絶縁体基板の前記表面に設けられ、金属メッシュで形成される給電線路であって、第1端部と、前記アンテナエレメントの給電部に接続される第2端部との間で延在する給電線路と
を有し、
前記表面に含まれ直交する第1軸及び第2軸に対して、前記給電線路は、前記第1端部から前記第2軸方向に延在しており、
前記表示装置が有する複数の画素は、前記第1軸方向及び前記第2軸方向に沿って配列されており、
前記アンテナエレメント及び前記給電線路の前記金属メッシュは、前記第1軸方向における第1長さと、前記第2軸方向における第2長さとを有するセルを複数含み、
前記複数のセルを構成する金属細線の延在方向は、前記第1軸方向及び前記第2軸方向に対して角度を有し、
前記第1長さよりも前記第2長さの方が長く、
前記複数の画素の前記第1軸方向における第1ピッチは、前記第1長さとは異なり、前記複数の画素の前記第2軸方向における第2ピッチは、前記第2長さとは異なる、電子機器。
a display device;
an antenna device provided on a display surface side of the display device,
the display device is a liquid crystal display or an organic light emitting diode;
The antenna device includes:
a first insulating substrate;
an antenna element formed of a metal mesh and provided on a surface of the first insulating substrate;
a feeder line formed of a metal mesh and provided on the surface of the first insulator substrate, the feeder line extending between a first end and a second end connected to a feed portion of the antenna element;
the feed line extends from the first end in the second axial direction relative to a first axis and a second axis that are included in the surface and are perpendicular to each other;
The plurality of pixels included in the display device are arranged along the first axis direction and the second axis direction,
the metal mesh of the antenna element and the feed line includes a plurality of cells each having a first length in the first axis direction and a second length in the second axis direction;
an extending direction of the thin metal wires constituting the plurality of cells has an angle with respect to the first axis direction and the second axis direction;
the second length is longer than the first length,
An electronic device, wherein a first pitch of the plurality of pixels in the first axis direction is different from the first length, and a second pitch of the plurality of pixels in the second axis direction is different from the second length.
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