JP7802066B2 - アンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置に関する。より詳細には、アンテナ素子および仲介構造物を含むアンテナパッケージ、並びにそれを含む画像表示装置に関する。

近年、情報化社会が進展するにつれて、ワイファイ（Wi－Fi）、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）などの無線通信技術が画像表示装置と結合され、例えばスマートフォンの形で実現されている。この場合には、アンテナが前記画像表示装置に結合され、通信機能を実行することができる。

最近では、移動通信技術が進化するにつれて、例えば３Ｇ、４Ｇまたは５Ｇに相当する高周波または超高周波帯域の通信を行うためのアンテナを前記画像表示装置に結合する必要がある。

しかしながら、アンテナの駆動周波数が増加する場合には、信号干渉および信号損失が大きくなることがあり、アンテナ放射性能を向上させるために複数のアンテナ素子を採用する場合には、複数のアンテナ素子間の信号干渉および信号損失がより大きくなることがある。

そこで、複数のアンテナ素子によって高周波または超高周波の放射特性を実現しながらも、信号干渉および信号損失を防止できるアンテナパッケージの設計が必要である。

本発明の課題は、向上した放射特性および信号効率を有するアンテナパッケージを提供することである。

本発明の課題は、向上した放射特性および信号効率を有するアンテナパッケージを含む画像表示装置を提供することである。

１．第１アンテナユニットを含む第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子とは異なるレベルに位置し、前記第１アンテナユニットとは異なる放射方向を有する第２アンテナユニットを含む第２アンテナ素子と、前記第１アンテナユニットと電気的に接続される第１回路基板と、前記第２アンテナユニットと電気的に接続される第２回路基板と、前記第１回路基板および前記第２回路基板と電気的に独立して接続され、少なくとも１つのアンテナ駆動集積回路（ＩＣ）チップが実装された第３回路基板とを含む、アンテナパッケージ。

２．前記項目１において、前記第１アンテナユニットは、前記第３回路基板の上面に対して垂直方向に放射される第１放射体を含む、アンテナパッケージ。

３．前記項目２において、前記第２アンテナユニットは、前記第３回路基板の前記上面に対して水平方向に放射される第２放射体を含む、アンテナパッケージ。

４．前記項目２において、前記第２アンテナユニットは、前記第３回路基板の前記上面に対して垂直であり、前記第１放射体の放射方向に対して反対方向に放射される第２放射体を含む、アンテナパッケージ。

５．前記項目１において、前記アンテナ駆動ＩＣチップは、前記第３回路基板上に分離されて配置され、それぞれ前記第１回路基板および前記第２回路基板と結合される第１アンテナ駆動ＩＣチップおよび第２アンテナ駆動ＩＣチップを含む、アンテナパッケージ。

６．前記項目５において、前記第１回路基板上に配置され、前記第１アンテナユニットと電気的に接続された第１コネクタと、前記第２回路基板上に配置され、前記第２アンテナユニットと電気的に接続された第２コネクタとをさらに含む、アンテナパッケージ。

７．前記項目６において、前記第３回路基板上に配置され、前記第１コネクタと結合されて前記第１アンテナユニットおよび前記第１アンテナ駆動ＩＣチップを互いに電気的に接続する第３コネクタと、前記第３回路基板上に配置され、前記第２コネクタと結合されて前記第２アンテナユニットおよび前記第２アンテナ駆動ＩＣチップを互いに電気的に接続する第４コネクタとをさらに含む、アンテナパッケージ。

８．前記項目１において、前記第１放射体はメッシュ構造を含み、前記第２放射体は中身が詰まった（solid）構造を有する、アンテナパッケージ。

９．前記項目１において、前記第１回路基板および前記第２回路基板はフレキシブルプリント回路基板（Flexible Printed Circuit Base、FPCB）であり、前記第３回路基板はリジッド（rigid）プリント回路基板である、アンテナパッケージ。

１０．前記項目１において、前記第１アンテナ素子は、前記第１アンテナユニットが形成された第１誘電層をさらに含み、前記第２アンテナ素子は、前記第２アンテナユニットが形成された第２誘電層をさらに含む、アンテナパッケージ。

１１．前記項目１０において、前記第１回路基板は前記第１誘電層と一体化され、前記第２回路基板は前記第２誘電層と一体化される、アンテナパッケージ。

１２．前記項目１において、前記第３回路基板上に実装された回路素子または制御素子をさらに含む、アンテナパッケージ。

１３．ディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルと結合された前記項目１に記載のアンテナパッケージとを含む、画像表示装置。

１４．前記項目１３において、前記第１アンテナユニットは、前記ディスプレイパネルの上面の上に放射される第１放射体を含み、前記第２アンテナユニットは、前記ディスプレイパネルの側面方向に、または底面の下に放射される第２放射体を含む、画像表示装置。

１５．前記項目１４において、前記第３回路基板は前記ディスプレイパネルの下に配置され、前記第１回路基板は、前記ディスプレイパネルの前記上面から前記側面および前記底面に沿って屈曲して延長して前記第３回路基板と電気的に接続される、画像表示装置。

１６．前記項目１４において、前記第２回路基板は、前記ディスプレイパネルの前記側面から前記底面に屈曲して延長して前記第３回路基板と電気的に接続される、画像表示装置。

本発明の実施形態によると、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子を１つのアンテナパッケージに含めることができ、第１アンテナ素子は第１回路基板を介して、第２アンテナ素子は第２回路基板を介して、アンテナ駆動集積回路チップが実装されている第３回路基板に電気的に接続することができる。これにより、例えば、１つのアンテナパッケージにおいて多軸方向の信号送受信を実現することができるので、高周波または超高周波、および広帯域信号に対する二重放射を実現することができる。

いくつかの実施形態によると、第１アンテナ素子はディスプレイパネルの上面上に配置することができ、第２アンテナ素子はディスプレイパネルの側面または底面上に配置することができる。これにより、１つのアンテナパッケージにおける信号干渉および信号損失を最小限に抑え、異なる方向への二重放射を実現することができる。また、複数のアンテナ素子を空間分離して配置することにより、例えば信号干渉の少ない帯域の共振周波数を取捨選択するか、または複数の共振周波数を合成して送受信することができる。

いくつかの実施形態によると、第１回路基板と第２回路基板は、コネクタを介して第３回路基板に電気的に独立して接続することができる。これにより、ボンディング工程、接合工程を省略し、安定した回路基板の接続を容易に実現することができる。

前記アンテナパッケージは、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇまたはそれ以上の高周波または超高周波帯域の信号送受信が可能な移動通信機器を含むディスプレイ装置に適用し、放射特性および透過度のような光学特性を共に向上させることができる。

図１は、例示的な実施形態によるアンテナパッケージを示す概略平面図である。 図２は、例示的な実施形態によるアンテナパッケージを示す概略平面図である。 図３は、例示的な実施形態によるアンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置を示す概略断面図である。 図４は、例示的な実施形態によるアンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置を示す概略断面図である。 図５は、例示的な実施形態によるアンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置を示す概略断面図である。 図６は、例示的な実施形態による画像表示装置を示す平面図である。

本発明の実施形態は、複数のアンテナ素子、および前記アンテナ素子が電気的に接続されたアンテナ駆動集積回路（ＩＣ）チップを含む回路基板を含むアンテナパッケージを提供する。また、前記アンテナパッケージを含む画像表示装置を提供する。

前記アンテナ素子は、例えば、透明フィルムの形態で作製されるマイクロストリップパッチアンテナ（microstrip patch antenna）、モノポール（monopole）アンテナ、またはダイポール（dipole）アンテナであってもよい。前記アンテナ素子は、例えば、高周波または超高周波（例えば、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇまたはそれ以上）の通信のための通信機器に適用できる。しかし、前記アンテナ素子の用途はディスプレイ装置のみに限定されるものではなく、前記アンテナ素子は車両、家電機器、建築物などの様々な構造物にも適用できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態をより具体的に説明する。ただし、本明細書に添付される図面は、本発明の好適な実施形態を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解する一助となる役割を果たすものであるため、本発明は図面に記載された事項のみに限定されて解釈されるものではない。

本出願で使用される用語「上面」、「側面」、「底面」、「前面」、「背面」などの用語は、絶対位置を指定するのではなく、構成間の相対位置を区別するために使用される。

図１及び図２は、例示的な実施形態によるアンテナパッケージを示す概略平面図である。

図１及び図２を参照すると、前記アンテナパッケージは、第１アンテナ素子１００と、前記第１アンテナ素子１００とは異なるレベルに位置し、第１アンテナユニットとは異なる放射方向を有する第２アンテナ素子２００と、前記第１アンテナ素子１００と電気的に接続される第１回路基板１５０と、前記第２アンテナ素子２００と電気的に接続される第２回路基板２５０と、前記第１回路基板１５０および前記第２回路基板２５０と電気的に独立して接続される第３回路基板３００とを含むことができる。

第１アンテナ素子１００および第２アンテナ素子２００は、それぞれ第１アンテナ誘電層１１０上に配置された第１アンテナユニット１２０、および第２アンテナ誘電層２１０上に配置された第２アンテナユニット２２０を含むことができる。

アンテナ誘電層１１０，２１０は、所定の誘電率を有する絶縁物質を含むことができる。例えば、折り曲げできる柔軟性を有する透明樹脂物質を含むことができる。例えば、アンテナ誘電層１１０，２１０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂；ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル－スチレン共重合体などのスチレン系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系またはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン－プロピレン共重合体などのポリオレフィン系樹脂；塩化ビニル系樹脂；ナイロン、芳香族ポリアミドなどのアミド系樹脂；イミド系樹脂；ポリエーテルスルホン系樹脂；スルホン系樹脂；ポリエーテルエーテルケトン系樹脂；硫化ポリフェニレン系樹脂；ビニルアルコール系樹脂；塩化ビニリデン系樹脂；ビニルブチラル系樹脂；アリレート系樹脂；ポリオキシメチレン系樹脂；エポキシ系樹脂；ウレタン系またはアクリルウレタン系樹脂；シリコン系樹脂などを含むことができる。これらは、単独でまたは２以上を組み合わせて用いることができる。

いくつかの実施形態では、また、光学透明粘着剤（Optically clear Adhesive：OCA）、光学透明樹脂（Optically Clear Resin：OCR）などの粘接着フィルムをアンテナ誘電層１１０，２１０に含めることができる。

いくつかの実施形態では、アンテナ誘電層１１０，２１０は、ガラス、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物などの無機絶縁物質を含むこともできる。

いくつかの実施形態では、アンテナ誘電層１１０，２１０の誘電率は約１．５～１２の範囲に調整することができる。前記誘電率が約１２を超えると、伝送線路の信号損失が大きくなりすぎて、高周波または超高周波帯域の通信時の信号感度および信号効率が低下することがある。

第１アンテナユニット１２０および第２アンテナユニット２２０は、それぞれ第１アンテナ誘電層１１０および第２アンテナ誘電層２１０の上面上に形成することができる。

例えば、複数の第１アンテナユニット１２０が、第１アンテナ誘電層１１０または前記第１アンテナ素子１００の幅方向に沿ってアレイ（array）状に配列され、第１アンテナユニット１２０の行を形成することができる。

例えば、複数の第２アンテナユニット２２０が、第２アンテナ誘電層２１０または前記第２アンテナ素子２００の幅方向に沿ってアレイ状に配列され、第２アンテナユニット２２０の行を形成することができる。

第１アンテナ素子１００の第１アンテナユニット１２０は、第１放射体１２２と第１伝送線路１２４とを含むことができる。第２アンテナ素子２００の第２アンテナユニット２２０は、第２放射体２２２と第２伝送線路２２４とを含むことができる。放射体１２２，２２２は、例えば多角形のプレート状を有し、第１伝送線路１２４および第２伝送線路２２４は、それぞれ第１放射体１２２および第２放射体２２２の一辺から延長することができる。伝送線路１２４，２２４は、放射体１２２，２２２と実質的に一体の単一部材として形成することができる。

例示的な実施形態によると、放射体１２２，２２２は、高周波または超高周波（例えば、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇまたはそれ以上）の帯域での信号送受信を提供することができる。非限定的な例として、アンテナユニット１２０，２２０の共振周波数は、約２４～２９．５ＧＨｚ、及び／又は約３７～４５ＧＨｚであってもよい。

例示的な実施形態では、放射体１２２，２２２は、それぞれの放射体の面積を調整することにより、駆動可能な共振周波数を調整することができる。

いくつかの実施形態では、第１アンテナ素子１００の第１アンテナユニット１２０と、第２アンテナ素子２００の第２アンテナユニット２２０とは、異なる共振周波数を有することができる。この場合、例えば１つのアンテナパッケージにおいて２種類の異なる信号送受信を実現することができ、これにより、高周波または超高周波および広帯域の信号送受信を同時に実現することができる。

第１アンテナユニット１２０および第２アンテナユニット２２０は、それぞれ第１信号パッド１２６および第２信号パッド２２６をさらに含むことができる。第１信号パッド１２６および第２信号パッド２２６は、それぞれ第１伝送線路１２４および第２伝送線路２２４の一端部に接続することができる。

いくつかの実施形態では、第１信号パッド１２６および第２信号パッド２２６は、それぞれ第１伝送線路１２４および第２伝送線路２２４と一体の部材で提供され、第１伝送線路１２４および第２伝送線路２２４の末端部を、それぞれ第１信号パッド１２６および第２信号パッド２２６で提供することもできる。

いくつかの実施形態によると、第１信号パッド１２６および第２信号パッド２２６の周辺には、それぞれ第１グランドパッド１２８および第２グランドパッド２２８を配置することができる。例えば、一対の第１グランドパッド１２８は、第１信号パッド１２６を挟んで互いに対向して配置することができる。また、一対の第２グランドパッド２２８は、第２信号パッド２２６を挟んで互いに対向して配置することができる。第１グランドパッド１２８は、第１伝送線路１２４および第１信号パッド１２６とは電気的・物理的に分離することができる。第２グランドパッド２２８は、第２伝送線路２２４および第２信号パッド２２６とは電気的・物理的に分離することができる。これにより、信号パッド１２６，２２６を介した放射信号の送受信時に発生するノイズを効率よくフィルタリングまたは低減することができる。

この場合、第１グランドパッド１２８および第２グランドパッド２２８は、それぞれ第１放射体１２２および第２放射体２２２に対するグランド層としても提供することができ、放射体１２２，２２２によって垂直放射を実現することもできる。

いくつかの実施形態では、放射体１２２，２２２の下部に別のグランド層を形成することもでき、前記アンテナ素子が実装されるディスプレイ装置の導電性部材を放射体１２２，２２２に対する前記グランド層として提供することもできる。

前記導電性部材は、例えば、ディスプレイパネルに含まれる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電極、スキャンラインまたはデータラインなどの各種配線、または画素電極、共通電極のような各種電極などを含むことができる。

一実施形態では、例えば、前記ディスプレイパネルの下に配置された導電性物質を含む各種構造物を前記グランド層として提供してもよい。例えば、金属プレート（例えば、ＳＵＳプレートのようなステンレス鋼プレート）、圧力センサ、指紋センサ、電磁波遮蔽層、放熱シート、デジタイザ（digitizer）などを第２電極層として提供することができる。

前記アンテナユニットは、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）またはこれらの少なくとも１つを含有する合金を含むことができる。これらは単独でまたは２以上を組み合わせて用いることができる。

例えば、アンテナユニット１２０，２２０は、低抵抗の実現のために銀（Ａｇ）または銀合金を含むことができ、例えば、銀－パラジウム－銅（ＡＰＣ）合金を含むことができる。いくつかの実施形態では、前記アンテナユニット１２０，２２０は、低抵抗および微細線幅パターニングを考慮して、銅（Ｃｕ）または銅合金（例えば、銅－カルシウム（ＣｕＣａ）合金）を含むことができる。

いくつかの実施形態では、アンテナユニット１２０，２２０は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム亜鉛スズ酸化物（ＩＴＺＯ）、亜鉛酸化物（ＺｎＯｘ）のような透明導電性酸化物を含むこともできる。

いくつかの実施形態では、アンテナユニット１２０，２２０は、透明導電性酸化物層と金属層との積層構造を含むことができ、例えば、透明導電性酸化物層－金属層の２層構造、または透明導電性酸化物層－金属層－透明導電性酸化物層の３層構造を有することもできる。この場合、前記金属層によってフレキシブル特性が向上しつつ、抵抗を下げて信号伝送速度を向上させることができ、前記透明導電性酸化物層によって耐食性、透明性を向上させることができる。

アンテナユニット１２０，２２０のそれぞれは、黒化処理部を含むことができる。これにより、アンテナユニット１２０，２２０の表面での反射率を減少させ、光反射によるパターンの視認を低減することができる。

一実施形態では、アンテナユニット１２０，２２０に含まれる金属層の表面を金属酸化物または金属硫化物に変換して黒化層を形成することができる。一実施形態では、アンテナユニット１２０，２２０または前記金属層上に黒色材料コーティング層、またはメッキ層のような黒化層を形成することができる。前記黒色材料またはめっき層は、ケイ素、炭素、銅、モリブデン、スズ、クロム、モリブデン、ニッケル、コバルトまたはこれらの少なくとも１つを含有する酸化物、硫化物、合金などを含むことができる。

例えば、黒化層の組成および厚さは、反射率の低減効果、アンテナの放射特性を考慮して調整することができる。

いくつかの実施形態では、第１放射体１２２および第１伝送線路１２４は、透過率を向上させるためにメッシュパターン構造を含むことができる。この場合、第１放射体１２２および第１伝送線路１２４の周辺にはダミーメッシュ電極（図示せず）を形成することもできる。

第１信号パッド１２６および第１グランドパッド１２８は、給電抵抗の低減、ノイズ吸収効率及び水平放射特性の向上等を考慮して、前述した金属又は合金で形成された中身が詰まった（solid）パターンであってもよい。

いくつかの実施形態では、第１放射体１２２はメッシュパターン構造を有し、第１伝送線路１２４、第１信号パッド１２６および第１グランドパッド１２８は、中身が詰まった（solid）金属パターンで形成することができる。

この場合、第１放射体１２２は画像表示装置の表示領域内に配置され、第１伝送線路１２４、第１信号パッド１２６および第１グランドパッド１２８は、画像表示装置の非表示領域またはベゼル領域内に配置することができる。

いくつかの実施形態では、後述するように、ディスプレイパネルの側面または底面に配置される第２放射体２２２、第２伝送線路２２４、第２信号パッド２２６および第２グランドパッド２２８は、放射性能の改善、給電抵抗の低減、ノイズ吸収効率および水平放射特性の向上などを考慮して、前述の金属または合金で形成された中身が詰まった（solid）構造を含むことができる。

例示的な実施形態では、第１回路基板１５０は、第１コア層１６０と、第１コア層１６０の表面上に形成された第１信号配線１７０とを含むことができる。第２回路基板２５０は、第２コア層２６０と、第２コア層２６０の表面上に形成された第２信号配線２７０とを含むことができる。例えば、第１回路基板１５０および第２回路基板２５０は、フレキシブルプリント回路基板（Flexible Printed Circuit Base、FLCB）であってもよい。

いくつかの実施形態では、第１アンテナ誘電層１１０を第１回路基板１５０で提供することができる。この場合、第１回路基板１５０（例えば、第１回路基板１５０の第１コア層１６０）は、第１アンテナ誘電層１１０と実質的に一体の部材として提供することができる。また、後述する第１信号配線１７０は、第１伝送線路１２４と直接接続され、第１信号パッド１２６および第１グランドパッド１２８を省略してもよい。

いくつかの実施形態では、第２アンテナ誘電層２１０を第２回路基板２５０で提供することができる。この場合、第２回路基板２５０（例えば、第１回路基板２５０の第２コア層２６０）は、第２アンテナ誘電層２１０と実質的に一体の部材として提供することができる。また、後述する第２信号配線２７０は、第２伝送線路２２４と直接接続され、第２信号パッド２２６および第２グランドパッド２２８を省略してもよい。

第１コア層１６０および第２コア層２６０は、例えば、ポリイミド樹脂、ＭＰＩ（Modified Polyimide）、エポキシ樹脂、ポリエステル、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）のような柔軟性樹脂を含むことができる。第１コア層１６０および第２コア層２６０は、それぞれ第１回路基板１５０および第２回路基板２５０に含まれる内部絶縁層を含むことができる。

第１及び第２信号配線１７０，２７０は、例えば給電線路で提供することができる。例えば、第１信号配線１７０および第２信号配線２７０は、それぞれ第１コア層１６０および第２コア層２６０の一方の面（例えば、アンテナユニット１２０，２２０と対向する表面）上に配列することができる。

例えば、第１回路基板１５０は、第１コア層１６０の前記一方の面上に形成され、前記第１信号配線１７０を覆う第１カバーレイフィルムをさらに含むことができる。例えば、第２回路基板２５０は、第２コア層２６０の前記一方の面上に形成され、前記第２信号配線２７０を覆う第２カバーレイフィルムをさらに含むことができる。

第１信号配線１７０および第２信号配線２７０は、それぞれ第１アンテナユニット１２０の第１信号パッド１２６および第２アンテナユニット２２０の第２信号パッド２２６と接続またはボンディングすることができる。例えば、第１回路基板１５０および第２回路基板２５０の前記第１カバーレイフィルムおよび第２カバーレイフィルムを一部除去して、第１信号配線１７０および第２信号配線２７０の一端部を露出させることができる。露出した第１信号配線１７０および第２信号配線２７０の前記一端部を、それぞれ第１信号パッド１２６および第２信号パッド２２６上に接合することができる。

例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）のような導電性接合構造物をそれぞれ第１信号パッド１２６および第２信号パッド２２６上に貼り付けた後、第１アンテナ信号配線１７０および第２アンテナ信号配線２７０の前記一端部が位置する第１回路基板１５０および第２回路基板２５０のボンディング領域ＢＲを前記導電性接合構造物上にそれぞれ配置することができる。その後、熱処理／加圧工程により、第１回路基板１５０および第２回路基板２５０のボンディング領域ＢＲをそれぞれ第１アンテナ素子１００および第２アンテナ素子２００に貼り付けることができ、第１信号配線１７０および第２信号配線２７０をそれぞれ第１信号パッド１２６および第２信号パッド２２６に電気的に接続することができる。

図１及び図２に示すように、第１信号配線１７０は、それぞれ独立して、第１アンテナユニット１２０の第１信号パッド１２６のそれぞれと接続またはボンディングすることができる。第２信号配線２７０は、それぞれ独立して、第２アンテナユニット２２０の第２信号パッド２２６のそれぞれと接続またはボンディングすることができる。この場合、第１アンテナ駆動集積回路（ＩＣ）チップ３１０および第２アンテナ駆動ＩＣチップ３２０からそれぞれ第１アンテナユニット１２０および第２アンテナユニット２２０へ独立して給電及び制御信号の供給を行うことができる。

いくつかの実施形態では、第１信号配線１７０を介して所定の数の第１アンテナユニット１２０をカップリングすることができ、第２信号配線２７０を介して所定の数の第２アンテナユニット２２０をカップリングすることもできる。

いくつかの実施形態では、第１回路基板１５０は第１誘電層１１０と一体化することができ、第２回路基板２５０は第２誘電層２１０と一体化することができる。例えば、第１コア層１６０は第１誘電層１１０と実質的に同一の部材で、一体に形成することができ、第２コア層２６０は第２誘電層２１０と実質的に同一の部材で、一体に形成することができる。これにより、別途のボンディングまたは接着などの加熱、加圧工程が不要となり、加熱、加圧工程で発生し得るアンテナ素子１００，２００における信号損失および機械的損傷を防止することができる。

いくつかの実施形態では、第１回路基板１５０または第１コア層１６０は、互いに異なる幅を有する第１部分１６３および第２部分１６５を含むことができ、第２部分１６５は、第１部分１６３よりも減少した幅を有することができる。第２回路基板２５０または第２コア層２６０は、互いに異なる幅を有する第３部分２６３および第４部分２６５を含むことができ、第４部分２６５は、第３部分２６３よりも減少した幅を有することができる。

第１部分１６３および第３部分２６３は、例えば、それぞれ第１回路基板１５０および第２回路基板２５０のメイン基材部として提供することができる。第１部分１６３および第３部分２６３の一端部は、それぞれボンディング領域ＢＲを含む。例えば、第１信号配線１７０は、ボンディング領域ＢＲから第１部分１６３上で第２部分１６５に向かって延長することができる。例えば、第２信号配線２７０は、ボンディング領域ＢＲから第３部分２６３上で第４部分２６５に向かって延長することができる。

第１信号配線１７０は、第１部分１６３上に、点線の丸で囲まれているような折れ部を含むことができ、第２信号配線２７０は第３部分２６３上に折れ部を含むことができる。これにより、相対的に幅が狭い第２部分１６５上において、第１信号配線１７０は、第１部分１６３よりも小さい間隔または高い配線密度をもって延長することができ、相対的に幅が狭い第４部分２６５上において、第２信号配線２７０は、第３部分２６３よりも小さい間隔または高い配線密度をもって延長することができる。

前述の第１回路基板１５０および第２回路基板２５０は、第３回路基板３００と電気的に接続することができる。

いくつかの実施形態では、第１アンテナ素子１００の前記第２部分１６５は、コネクタ接続部で提供することができる。例えば、第２部分１６５は、画像表示装置の背面部側に折り曲げられて、第３回路基板３００と電気的に接続され得る。これにより、幅が減少した第２部分１６５を利用して、容易に第１信号配線１７０の回路接続を実現することができる。

いくつかの実施形態では、第２アンテナ素子２００の前記第４部分２６５は、コネクタ接続部で提供することができる。例えば、第４部分２６５は、画像表示装置の背面部側に折り曲げられるか、または背面部から延びて第３回路基板３００と電気的に接続され得る。これにより、幅が減少した第４部分２６５を利用して、容易に第２信号配線２７０の回路接続を実現することができる。

また、幅の大きい第１部分１６３および第３部分２６３により、それぞれ第１アンテナ素子１００および第２アンテナ素子２００とのボンディング安定性を向上させることができる。アンテナ素子１００，２００のアンテナユニット１２０，２２０がアレイ状に配列される場合、第１部分１６３および第３部分２６３によって十分な信号配線１７０，２７０の分布空間を提供することができる。

例示的な実施形態によると、第１回路基板１５０と第３回路基板３００は、第１－第３回路基板接続コネクタ１８０を介して互いに電気的に接続することができる。第２回路基板２５０と第３回路基板３００は、第２－第３回路基板接続コネクタ２８０を介して互いに電気的に接続することができる。

いくつかの実施形態では、第１－第３回路基板接続コネクタ１８０および第２－第３回路基板接続コネクタ２８０は、ボードツーボード（Board to Board、B2B）コネクタとして提供される。第１－第３回路基板接続コネクタ１８０は、第１コネクタ１８３および第３コネクタ１８５を含むことができ、第２－第３回路基板接続コネクタ２８０は、第２コネクタ２８３および第４コネクタ２８５を含むことができる。

例えば、第１－第３回路基板接続コネクタ１８０は、第１回路基板１５０の第２部分１６５上に、第１信号配線１７０の末端部と電気的に接続されるように、表面実装技術（SMT）によって実装することができる。例えば、第２－第３回路基板接続コネクタ２８０は、第２回路基板２５０の第４部分２６５上に、第２信号配線２７０の末端部と電気的に接続されるように、表面実装技術（SMT）によって実装することができる。

例示的な実施形態では、第３回路基板３００は画像表示装置のメインボードであってもよく、リジッド（Rigid）プリント回路基板であってもよい。例えば、第３回路基板３００は、ガラス繊維のようなプリプレグ（prepreg）のように無機物質が含浸された樹脂（例えば、エポキシ樹脂）層をベース絶縁層として含むことができ、前記ベース絶縁層の表面及び内部に分布する回路配線を含むことができる。

例示的な実施形態では、第３回路基板３００上には、少なくとも１つのアンテナ駆動ＩＣチップを実装することができる。

いくつかの実施形態では、第３回路基板３００上には、２つ以上のアンテナ駆動ＩＣチップを実装することができる。この場合、１つのアンテナパッケージに２つ以上のアンテナ素子が含まれ、アンテナ駆動ＩＣチップと電気的に接続され得る。これにより、二重放射が可能となり、後述のように各アンテナ素子をディスプレイパネルの上面の他に側面または底面上にも配置することができ、高周波または超高周波帯域での信号干渉および信号損失を低減することができる。

いくつかの実施形態では、前記アンテナ駆動ＩＣチップは、第３回路基板３００上に分離されて配置され、それぞれ第１回路基板１５０および第２回路基板２５０と結合される第１アンテナ駆動ＩＣチップ３１０および第２アンテナ駆動ＩＣチップ３２０を含むことができる。

いくつかの実施形態では、第３コネクタ１８５は、第３回路基板３００に含まれた第１接続配線３１５を介して第１アンテナ駆動ＩＣチップ３１０と電気的に接続することができ、第４コネクタ２８５は、第３回路基板３００に含まれた第２接続配線３２５を介して第２アンテナ駆動ＩＣチップ３２０と電気的に接続することができる。

図１及び図２に矢印で示すように、第１回路基板１５０上に実装された第１コネクタ１８３と、第３回路基板３００上に実装された第３コネクタ１８５とを互いに結合することができ、第２回路基板２５０上に実装された第２コネクタ２８３と、第３回路基板３００上に実装された第４コネクタ２８５とを互いに結合することができる。例えば、第１コネクタ１８３および第２コネクタ２８３は、プラグ（plug）コネクタとして提供され、第３コネクタ１８５および第４コネクタ２８５は、レセプタクル（receptacle）コネクタとして提供され得る。

これにより、第１－第３回路基板接続コネクタ１８０を介して第１回路基板１５０と第３回路基板３００の接続を実現することができ、第１アンテナ駆動ＩＣチップ３１０と第１アンテナユニット１２０の電気的接続を実現することができる。また、第２－第３回路基板接続コネクタ２８０を介して第２回路基板２５０と第３回路基板３００の接続を実現することができ、第２アンテナ駆動ＩＣチップ３２０と第２アンテナユニット２２０の電気的接続を実現することができる。

したがって、第１アンテナ駆動ＩＣチップ３１０および第２アンテナ駆動ＩＣチップ３２０から、それぞれ第１アンテナユニット１２０および第２アンテナユニット２２０への給電／制御信号（例えば、位相、ビーム・チルティング信号など）を印加することができる。

また、第１回路基板１５０、第１－第３回路基板接続コネクタ１８０、及び第３回路基板３００が電気的に接続される仲介構造物を形成することができ、第２回路基板２５０、第２－第３回路基板接続コネクタ２８０、および第３回路基板３００が電気的に接続される仲介構造物を形成することができる。

いくつかの実施形態では、前述のように、コネクタ１８０，２８０を用いて、第１回路基板１５０と第３回路基板を互いに電気的に結合することができ、第２回路基板２５０と第３回路基板３００を互いに電気的に結合することができる。これにより、追加の接合工程、ボンディング工程などの加熱、加圧工程がなくても、コネクタ１８０，２８０を用いて容易に第１及び第２回路基板１５０，２５０と第３回路基板３００とを互いに結合させることができる。

これにより、前記加熱、加圧工程で発生し得る基板の熱損傷による誘電損失、配線損傷による抵抗増加などを抑制し、アンテナユニット１２０，２２０における信号損失を抑制することができる。

いくつかの実施形態では、第１回路基板１５０と第３回路基板３００との接続、および第２回路基板２５０と第３回路基板３００との接続は、接合工程、ボンディング工程などの加熱、加圧工程によって実現してもよい。

この場合、例えば、第３回路基板３００上に配置された第１接続配線３１５を介して、第１アンテナ駆動ＩＣチップ３１０と第１信号配線１７０を電気的に接続し、第１アンテナ素子１００の給電および駆動制御を行うことができる。また、例えば、第３回路基板３００上に配置された第２接続配線３２５を介して、第２アンテナ駆動ＩＣチップ３２０と第２信号配線２７０を電気的に接続し、第２アンテナ素子２００の給電および駆動制御を行うことができる。

いくつかの実施形態では、第３回路基板３００上には、アンテナ駆動ＩＣチップ３１０，３２０に加えて、回路素子３３０および制御素子３４０を実装することもできる。回路素子３３０は、例えば、積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）のようなコンデンサ、インダクタ、レジスターなどを含むことができる。制御素子３４０は、例えば、タッチセンサ駆動ＩＣチップ、ＡＰ（application processor）チップなどを含むことができる。

例示的な実施形態では、第２アンテナ素子２００は、第１アンテナ素子１００とは異なるレベルに位置し、第１アンテナユニット１２０とは異なる放射方向を有する第２アンテナユニット２２０を含むことができる。この場合、異なる方向への二重放射を実現することができ、これにより、１つのアンテナパッケージに複数のアンテナ素子を配置しながらも、アンテナユニット間の信号干渉および信号損失を低減してアンテナ放射性能を改善することができる。また、複数のアンテナ素子を空間分離して配置することにより、例えば信号干渉の少ない帯域の共振周波数を取捨選択するか、または複数の共振周波数を合成して送受信することができる。

いくつかの実施形態では、第１アンテナユニット１２０の第１放射体１２２は、第３回路基板３００の上面に対して垂直方向に放射することができる。

図１に示すように、いくつかの実施形態では、第２アンテナユニット２２０の第２放射体２２２は、第３回路基板３００の上面に対して水平方向に放射することができる。この場合、後述する画像表示装置の上面および側面へ二重放射を実現することができ、アンテナ素子１００，２００が位置するレベルおよび放射方向が約９０°の角度だけ異なるため、信号干渉および信号損失を低減することができる。

図２に示すように、いくつかの実施形態では、第２アンテナユニット２２０の第２放射体２２２は、第３回路基板３００の上面に対して垂直であり、第１放射体１２２の放射方向に対して反対方向に放射することができる。この場合、後述する画像表示装置の上面および底面へ二重放射を実現することができ、アンテナ素子１００，２００が位置するレベルおよび放射方向が約１８０°の角度だけ異なるため、信号干渉および信号損失を大幅に低減することができる。

いくつかの実施形態では、各アンテナ素子１００，２００のアンテナユニット１２０，２２０は、異なる共振周波数を有することができる。これにより、各アンテナ素子間の信号干渉および信号損失を最小限に抑えながら、高周波または超高周波帯域で複数の共振周波数を送受信することができる。

以下では、図３～図５を参照して、例示的な実施形態によるアンテナパッケージを含む画像表示装置について説明する。

図３～図５は、それぞれ例示的な実施形態によるアンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置を示す概略断面図である。

図３を参照すると、いくつかの実施形態による第１アンテナ素子１００は、後述する画像表示装置のディスプレイパネル４０５の上面上に配置され、第１アンテナユニット１２０の第１放射体１２２は、ディスプレイパネル４０５の上面の上に放射され得る。図３では、説明の都合上、第２アンテナ素子２００、第２回路基板２５０および第２－第３回路基板接続コネクタ２８０などを省略している。

いくつかの実施形態では、第１アンテナ素子１００と電気的に接続された第１回路基板１５０は、ディスプレイパネル４０５の上面から側面および底面に沿って屈曲して延長することができる。

この場合、いくつかの実施形態では、第１回路基板１５０の相対的に幅が狭い第２部分１６５を折り曲げて、第１コネクタ１８３を第３回路基板３００上に実装されている第３コネクタ１８５に締結することができる。これにより、ディスプレイパネル４０５の下に配置されている第３回路基板３００との電気的接続を容易に実現することができる。

図４を参照すると、いくつかの実施形態による第２アンテナ素子２００は、後述する画像表示装置のディスプレイパネル４０５の側面上に配置され、第２アンテナユニット２２０の第２放射体２２２は、ディスプレイパネル４０５の側面方向に放射され得る。図４では、説明の都合上、第１アンテナ素子１００、第１回路基板１５０、第１－第３回路基板接続コネクタ１８０などを省略している。

いくつかの実施形態では、第２アンテナ素子２００と電気的に接続された第２回路基板２５０は、ディスプレイパネル４０５の側面から底面に沿って屈曲して延長することができる。

この場合、いくつかの実施形態では、第２回路基板２５０の相対的に幅が狭い第４部分２６５を折り曲げて、第２コネクタ２８３を第３回路基板３００上に実装されている第４コネクタ２８５に締結することができる。これにより、ディスプレイパネル４０５の下に配置されている第３回路基板３００との電気的接続を容易に実現することができる。

図５を参照すると、いくつかの実施形態による第２アンテナ素子２００は、後述する画像表示装置のディスプレイパネル４０５の底面上に配置され、第２アンテナユニット２２０の第２放射体２２２は、ディスプレイパネル４０５の底面の下に放射され得る。

いくつかの実施形態では、第２アンテナ素子２００と電気的に接続された第２回路基板２５０は、ディスプレイパネル４０５の底面上で延長することができる。

この場合、いくつかの実施形態では、第２回路基板２５０の相対的に幅が狭い第４部分２６５に実装された第２コネクタ２８３を、第３回路基板３００上に実装された第４コネクタ２８５に締結することができる。これにより、第２回路基板２５０と第３回路基板３００との電気的接続を容易に実現することができる。

図６は、例示的な実施形態による画像表示装置を示す平面図である。図６において、第２アンテナ素子２００は、画像表示装置４００の側面部または背面部に位置できるが、説明の都合上、省略している。

図６を参照すると、画像表示装置４００は、例えばスマートフォンの形態で実現することができ、図６は画像表示装置４００の前面部またはウインドウ面を示している。画像表示装置４００の前面部は、表示領域４１０および周辺領域４２０を含むことができる。周辺領域４２０は、例えば、画像表示装置の遮光部またはベゼル部に相当し得る。

前述のアンテナパッケージに含まれた第１アンテナ素子１００は、画像表示装置４００の前面部に向かって配置することができ、例えばディスプレイパネル４０５の上面上に配置することができる。いくつかの実施形態では、第１放射体１２２は表示領域４１０と少なくとも部分的に重畳してもよい。

この場合、第１放射体１２２はメッシュパターン構造を含むことができ、第１放射体１２２による透過率の低下を防止することができる。第１アンテナユニット１２０に含まれた第１信号パッド１２６および第１グランドパッド１２８は、中身が詰まった金属パターンで形成され、画質の低下を防止するために周辺領域４２０に配置することができる。

前述のアンテナパッケージに含まれた第２アンテナ素子２００は、画像表示装置４００の側面部または背面部に向かって配置することができ、例えばディスプレイパネル４０５の側面または底面上に配置することができる。

この場合、第２放射体２２２は中身が詰まった構造を含むことができ、優れた放射性能およびノイズ吸収、信号損失抑制を実現することができる。

いくつかの実施形態では、第１回路基板１５０は、例えば第２部分１６５を通じて屈曲して画像表示装置４００の背面部に配置され、第１アンテナ駆動ＩＣチップ３１０が実装されている第３回路基板３００（例えば、メインボード）に向かって延長することができる。

いくつかの実施形態では、第２回路基板２５０は、例えば画像表示装置４００の側面部から第４部分２６５を通じて屈曲するか、または画像表示装置４００の背面部から延長し、画像表示装置４００の背面部に配置されて、第２アンテナ駆動ＩＣチップ３２０が実装されている第３回路基板３００（例えば、メインボード）に向かって延長することができる。

いくつかの実施形態では、第１回路基板１５０および第３回路基板３００は、第１－第３回路基板接続コネクタ１８０を介して相互接続され、第１アンテナ駆動ＩＣチップ３１０による第１アンテナ素子１００への給電およびアンテナ駆動制御を実現することができる。

いくつかの実施形態では、第２回路基板２５０および第３回路基板３００は、第２－第３回路基板接続コネクタ２８０を介して相互接続され、第２アンテナ駆動ＩＣチップ３２０による第２アンテナ素子２００への給電およびアンテナ駆動制御を実現することができる。

前述のように、１つのアンテナパッケージに複数のアンテナ素子を、空間を分離して含むことができる。これにより、高周波または超高周波帯域における多軸放射を実現しながらも、信号干渉および信号損失を最小限に抑えるアンテナパッケージを実現することができる。

Claims (11)

1. ディスプレイパネルの上面上に配置され、メッシュパターン構造を有する第１放射体を含む第１アンテナユニットを含む第１アンテナ素子と、
   前記第１アンテナ素子とは異なるレベルに位置し、前記第１アンテナユニットとは異なる放射方向を有し、前記ディスプレイパネルの側面または底面上に配置され、中身が詰まった金属パターンで形成される第２放射体を含む第２アンテナユニットを含む第２アンテナ素子と、
   前記第１アンテナユニットと電気的に接続される第１回路基板と、
   前記第２アンテナユニットと電気的に接続される第２回路基板と、
   前記第１回路基板および前記第２回路基板と電気的に独立して接続され、少なくとも１つのアンテナ駆動集積回路（ＩＣ）チップが実装された第３回路基板とを含み、
   前記アンテナ駆動ＩＣチップは、前記第３回路基板上に分離されて配置され、それぞれ前記第１回路基板および前記第２回路基板と結合される第１アンテナ駆動ＩＣチップおよび第２アンテナ駆動ＩＣチップを含み、
   前記第１回路基板上に配置され、前記第１アンテナユニットと電気的に接続された第１コネクタと、
   前記第２回路基板上に配置され、前記第２アンテナユニットと電気的に接続された第２コネクタと、
   前記第３回路基板上に配置され、前記第１コネクタと結合されて前記第１アンテナユニットおよび前記第１アンテナ駆動ＩＣチップを互いに電気的に接続する第３コネクタと、
   前記第３回路基板上に配置され、前記第２コネクタと結合されて前記第２アンテナユニットおよび前記第２アンテナ駆動ＩＣチップを互いに電気的に接続する第４コネクタとをさらに含む、アンテナパッケージ。
2. 前記第１アンテナユニットは、前記第３回路基板の上面に対して垂直方向に放射される第１放射体を含む、請求項１に記載のアンテナパッケージ。
3. 前記第２アンテナユニットは、前記第３回路基板の前記上面に対して水平方向に放射される第２放射体を含む、請求項２に記載のアンテナパッケージ。
4. 前記第２アンテナユニットは、前記第３回路基板の前記上面に対して垂直であり、前記第１放射体の放射方向に対して反対方向に放射される第２放射体を含む、請求項２に記載のアンテナパッケージ。
5. 前記第１回路基板および前記第２回路基板は、フレキシブルプリント回路基板（Flexible Printed Circuit Base、FLCB）であり、前記第３回路基板は、リジッド（rigid）プリント回路基板である、請求項１に記載のアンテナパッケージ。
6. 前記第１アンテナ素子は、前記第１アンテナユニットが形成された第１誘電層をさらに含み、前記第２アンテナ素子は、前記第２アンテナユニットが形成された第２誘電層をさらに含む、請求項１に記載のアンテナパッケージ。
7. 前記第１回路基板は前記第１誘電層と一体化され、前記第２回路基板は前記第２誘電層と一体化される、請求項６に記載のアンテナパッケージ。
8. 前記第３回路基板上に実装された回路素子または制御素子をさらに含む、請求項１に記載のアンテナパッケージ。
9. ディスプレイパネルと、
   前記ディスプレイパネルと結合された請求項１に記載のアンテナパッケージとを含む、画像表示装置。
10. 前記第３回路基板は、前記ディスプレイパネルの下に配置され、
    前記第１回路基板は、前記ディスプレイパネルの前記上面から前記側面および前記底面に沿って屈曲して延長して前記第３回路基板と電気的に接続される、請求項９に記載の画像表示装置。
11. 前記第２回路基板は、前記ディスプレイパネルの前記側面から前記底面に屈曲して延長して前記第３回路基板と電気的に接続される、請求項９に記載の画像表示装置。