JP2023110901A - アンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】向上した放射特性および電気的信頼性を提供するアンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置を提供する。
【解決手段】アンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置４００が提供される。アンテナパッケージは、アンテナ誘電層１１０、およびアンテナ誘電層１１０上に形成されたアンテナユニット１２０を含むアンテナ素子１００と、アンテナユニット１２０に電気的に接続される仲介回路基板２００と、を含む。仲介回路基板２００は、コア層２１０と、コア層２１０の一つの面上に形成され、アンテナユニット１２０に電気的に接続される信号配線２２０と、を含み、信号配線２２０のアンテナユニット１２０に接続される一端部の幅が、一端部と反対の他端部の幅よりも小さい。信号配線２２０の設計により、インピーダンス・ミスマッチを防止し、アンテナ特性を向上させることができる。
【選択図】図３

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、アンテナ素子及び回路基板を含むアンテナパッケージ、並びにそれを含むアンテナ素子に関する。

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。

アンテナに含まれる放射体の感度およびゲインを増加させるために、前記放射体を画像表示装置の前面部の表示領域内に配置することができる。この場合、前記前面部に配置された画像表示装置の絶縁構造または導電構造により、高周波または超高周波帯域にセットされたアンテナの信号損失が発生することがある。

また、画像表示装置の背面部に配置されたアンテナ駆動集積回路から前記アンテナに給電時、給電回路及びアンテナのボンディング部で高周波または超高周波帯域にセットされた放射特性およびインピーダンスが変動することがある。

そのため、所望の高周波または超高周波帯域でのアンテナ放射特性が乱れたり、アンテナゲインが低下したりすることがある。

本発明の課題は、向上した放射特性および電気的信頼性を提供するアンテナパッケージ及びそれを含む画像表示装置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電気的信頼性を提供するアンテナパッケージを含むアンテナ素子を提供することである。

１．アンテナ誘電層、および前記アンテナ誘電層上に形成されたアンテナユニットを含むアンテナ素子と、前記アンテナユニットに電気的に接続される仲介回路基板と、を含み、前記仲介回路基板は、コア層と、前記コア層の一つの面上に形成され、前記アンテナユニットに電気的に接続される信号配線と、を含み、前記信号配線の前記アンテナユニットに接続される一端部の幅が、前記一端部と反対の他端部の幅よりも小さい、アンテナパッケージ。

２．前記項目１において、前記信号配線は、前記他端部に形成された第１ポートと、前記一端部に形成された第２ポートと、前記第１ポートと前記第２ポートとの間に配置され、前記第１ポートおよび前記第２ポートのそれぞれと異なる幅を有する変調部と、を含む、アンテナパッケージ。

３．前記項目２において、前記変調部は、第１変調部と第２変調部とを含み、前記信号配線は、前記第１ポートおよび前記第１変調部を接続する第１配線部と、前記第１変調部および前記第２変調部を接続し、分岐部を含む第２配線部と、前記第２変調部および前記第２ポートを接続し、信号出力部を含む第３配線部と、をさらに含む、アンテナパッケージ。

４．前記項目３において、前記分岐部のそれぞれに前記第２変調部が接続され、前記第２変調部から複数の信号出力部が分岐される、アンテナパッケージ。

５．前記項目４において、前記第２ポートは、前記信号出力部のそれぞれの末端に接続された複数の第２ポートを含む、アンテナパッケージ。

６．前記項目３において、前記第２配線部の幅は前記第１配線部の幅よりも小さく、前記第３配線部の幅は前記第２配線部の幅よりも小さい、アンテナパッケージ。

７．前記項目６において、前記第２変調部の幅は前記第１配線部、前記第２配線部および前記第３配線部のそれぞれの幅よりも大きく、前記第１変調部の幅は前記第２変調部の幅よりも大きい、アンテナパッケージ。

８．前記項目２において、前記信号配線は、前記第１ポートと前記変調部を接続し、単一ラインの形態の第１配線部と、前記変調部および前記第２ポートを接続し、単一ラインの形態の第２配線部と、をさらに含む、アンテナパッケージ。

９．前記項目８において、前記第１配線部、前記変調部および前記第２配線部の幅は順次減少する、アンテナパッケージ。

１０．前記項目９において、前記第１ポートと前記第１配線部は同じ幅を有し、前記第２ポートと前記第２配線部は同じ幅を有する、アンテナパッケージ。

１１．前記項目２において、前記第２ポートのインピーダンスは、前記第１ポートのインピーダンスよりも大きい、アンテナパッケージ。

１２．前記項目１１において、前記変調部のインピーダンスは、前記第１ポートのインピーダンスおよび前記第２ポートのインピーダンスとは異なる、アンテナパッケージ。

１３．前記項目２において、前記第１ポートに接続されるアンテナ駆動集積回路チップをさらに含む、アンテナパッケージ。

１４．前記項目２において、前記アンテナユニットは、放射体と、前記放射体から延びる伝送線路と、前記伝送線路の端部に形成された信号パッドと、を含み、前記アンテナパッケージは、前記信号パッドと前記仲介回路基板の前記第２ポートをボンディングする導電性接合構造物をさらに含む、アンテナパッケージ。

１５．前記項目１において、前記アンテナ素子は、アンテナ・オン・ディスプレイ（ＡＯＤ）素子である、アンテナパッケージ。

１６．表示領域および周辺領域を含むディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネル上に配置された前述の実施形態によるアンテナパッケージと、を含む、画像表示装置。

１７．前記項目１６において、前記ディスプレイパネルの下に配置されたチップ実装基板をさらに含み、前記アンテナパッケージの前記アンテナユニットは、前記画像表示装置の前面部において少なくとも部分的に前記表示領域内に配置され、前記アンテナパッケージの前記仲介回路基板は、前記画像表示装置の背面部に曲げられて前記チップ実装基板と接続される、画像表示装置。

本発明の実施形態によるアンテナパッケージでは、アンテナ素子に接続される仲介回路基板に含まれる信号配線は可変幅を有することができる。前記信号配線は、端子部とは幅が異なる変調部を含み、これにより、前記信号配線の両端子部におけるインピーダンスが異なるように調整することができる。

これにより、アンテナ素子に含まれるアンテナユニットの信号パッドとの接合領域で発生するインピーダンスのミスマッチを低減または抑制することができる。したがって、アンテナユニットの高周波または超高周波領域での放射特性を向上させ、信号損失を抑えることができる。

いくつかの実施形態では、前記アンテナパッケージは、例えば、２０ＧＨｚ以上のアンテナ・オン・ディスプレイ（Antenna-On display）用のアンテナ素子を含むことができる。これにより、例えば３０～４０ＧＨｚの範囲の高周波または超高周波帯域でのアンテナ放射特性を信頼性高く実現することができる。

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。 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。 例示的な実施形態によるアンテナパッケージの仲介回路基板を示す概略平面図である。 例示的な実施形態によるアンテナパッケージの仲介回路基板を示す概略平面図である。 いくつかの例示的な実施形態によるアンテナパッケージの仲介回路基板を示す概略平面図である。 いくつかの例示的な実施形態によるアンテナパッケージの仲介回路基板を示す概略平面図である。 例示的な実施形態による画像表示装置を示す断面図である。 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。 実施例および比較例による仲介回路基板を用いてシミュレートした、周波数による信号損失の変化を示すグラフである。 実施例および比較例による仲介回路基板を用いてシミュレートした、周波数によるアンテナゲインの変化を示すグラフである。

本発明の実施形態は、アンテナ素子と仲介回路基板とが結合したアンテナパッケージを提供するものである。また、本発明の実施形態は、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ものである。

例示的な実施形態によると、前記画像表示装置の表示領域に前記アンテナ素子のアンテナ放射体を配置することができる。これにより、前記アンテナパッケージのアンテナ素子は、ＡＯＤ（Antenna－On Display）用アンテナとして提供することができる。

いくつかの実施形態では、前記アンテナパッケージは、アンテナ素子と結合したマイクロストリップパッチ（microstrip patch）の形で作製することができる。前記アンテナ素子またはアンテナパッケージは、例えば３Ｇ，４Ｇ，５Ｇまたはそれ以上の高周波または超高周波の移動通信のための通信機器に適用できる。

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「第１」，「第２」，「上部」，「下部」，「上面」，「底面」などの用語は、絶対的な位置を指定するものではなく、異なる構成を区分するかまたは構成間の相対位置を区別するものとして使用される。

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を参照すると、前記アンテナパッケージは、アンテナ素子１００と、仲介回路基板２００と、を含む。

アンテナ素子１００は、アンテナ誘電層１１０と、アンテナ誘電層１１０上に配置されたアンテナユニット１２０と、を含むことができる。

アンテナ誘電層１１０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透明樹脂フィルム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。

アンテナ誘電層１１０は、光学透明粘着剤（Optically clear Adhesive：ＯＣＡ）、光学透明樹脂（Optically Clear Resin：ＯＣＲ）などの粘接着性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は、シリコン酸化物，シリコン窒化物，シリコン酸窒化物，ガラスなどの無機絶縁物質を含むことができる。

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、駆動周波数が低下しすぎて、所望の高周波帯域での駆動を実現できないことがある。

アンテナユニット１２０は、アンテナ誘電層１１０の上面上に形成することができる。例えば、複数のアンテナユニット１２０を、アンテナ誘電層１１０または前記アンテナパッケージの幅方向に沿ってアレイ状に配列することにより、アンテナユニット行を形成することができる。

アンテナユニット１２０は、放射体１２２と、伝送線路１２４と、を含むことができる。放射体１２２は、例えば多角形のプレート状を有し、伝送線路１２４は放射体１２２の一辺から延びることができる。伝送線路１２４は、放射体１２２と実質的に一体の単一部材として形成され、放射体１２２よりも小さい幅を有することができる。

アンテナユニット１２０は、さらに信号パッド１２６を含むことができる。信号パッド１２６は、伝送線路１２４の一端部に接続することができる。一実施形態では、信号パッド１２６は伝送線路１２４と実質的に一体の部材で形成され、伝送線路１２４の末端部を信号パッド１２６で提供することもできる。

いくつかの実施形態によると、信号パッド１２６の周辺にはグランドパッド１２８を配置することができる。例えば、一対のグランドパッド１２８を、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。

例えば、グランドパッド１２８は、信号パッド１２６の周辺で伝送線路１２４と電気的、物理的に分離することができる。グランドパッド１２８は、導電性接合構造物１５０（図７を参照）とのボンディング安定性を向上させるボンディングパッドとして提供することができる。

例示的な実施形態によると、アンテナユニット１２０または放射体１２２は、高周波または超高周波（例えば３Ｇ，４Ｇ，５Ｇまたはそれ以上）帯域で信号送受信を提供することができる。例えば、アンテナユニット１２０または放射体１２２の共振周波数は、１０ＧＨｚ以上、１０～４０ＧＨｚ、好ましくは２０～４０ＧＨｚであってもよい。非限定的な例としては、アンテナユニット１２０の共振周波数は約２８ＧＨｚ以上、約３５ＧＨｚ以上または３６～４０ＧＨｚであってもよい。

アンテナユニット１２０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），スズ（Ｓｎ），モリブデン（Ｍｏ），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。

一実施形態では、アンテナユニット１２０は、低抵抗および微細線幅パターニングを考慮して、銀（Ａｇ）または銀合金（例えば銀－パラジウム－銅（ＡＰＣ）合金）、若しくは銅（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ができる。

いくつかの実施形態では、アンテナユニット１２０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る。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。

いくつかの実施形態では、アンテナユニット１２０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。

前記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、放射体１２２および伝送線路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、放射体１２２および伝送線路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。

信号パッド１２６およびグランドパッド１２８は、給電抵抗の低減、ノイズの吸収効率などを考慮して、前述の金属または合金から形成された中身が詰まった（solid）パターンであってもよい。一実施形態では、伝送線路１２４もまた、少なくとも部分的に中身が詰まった構造を含むことができる。

いくつかの実施形態では、アンテナ誘電層１１０の底面上にはアンテナグランド層１３０（図７を参照）を形成することができる。アンテナグランド層１３０は、アンテナユニット１２０の放射体１２２と厚さ方向に重畳することができる。放射体１２２とアンテナグランド層１３０との間の電界またはインダクタンスの生成により、実質的に垂直放射アンテナを実現することができる。

アンテナグランド層１３０は、前述の金属及び／又は合金を含むことができる。いくつかの実施形態では、アンテナグランド層１３０は、アンテナ素子１００の独立した構成として含むことができる。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１００が搭載される画像表示装置の導電性部材を、アンテナグランド層１３０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のような各種配線、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の構造物を、アンテナグランド層１３０として提供することもできる。例えば、金属プレート（例えばＳＵＳプレートなどの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、アンテナグランド層１３０として提供することができる。

仲介回路基板２００はアンテナ素子１００と結合され、アンテナユニット１２０と電気的に接続することができる。例示的な実施形態によると、仲介回路基板２００は、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）を含むことができる。

仲介回路基板２００は、コア層２１０の一つの面上に形成された信号配線２２０を含むことができる。

コア層２１０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）などの柔軟性樹脂を含むことができる。コア層２１０は、回路基板２００に含まれる内部絶縁層を含むことができる。

信号配線２２０の一端部は、アンテナユニット１２０の信号パッド１２６と電気的に接続することができる。例えば、導電性接合構造物１５０を用いて、信号パッド１２６および信号配線２２０の前記一端部を互いにボンディングすることができる。

信号配線２２０の他端部は、アンテナ駆動集積回路（ＩＣ）チップ３１０と電気的に接続することができる。例えば、アンテナ駆動集積回路（ＩＣ）チップ３１０は、チップマウント基板３００上に実装することができる。

いくつかの実施形態では、チップマウント基板３００は、リジッド（rigid）回路基板であってもよい。この場合、チップマウント基板３００は、仲介回路基板２００のコア層２１０よりも高い剛性を有する絶縁層を含むことができる。例えばチップマウント基板３００は、ガラス繊維のような高剛性の無機物質が含浸された絶縁層を含むことができ、例えばプリプレグ（prepreg）を含むことができる。

仲介回路基板２００により、アンテナ駆動集積回路チップ３１０からアンテナユニット１２０への給電および駆動信号を伝達することができる。

図１に示すように、１つの信号配線２２０に複数のアンテナユニット１２０をアレイまたはグループの形態で接続することができる。例えば、信号配線２２０の前記他端部に対応して複数の一端部を配置し、パッシブ（passive）方式のアンテナ素子またはアンテナパッケージを提供することができる。

図２を参照すると、信号配線２５０は、アンテナユニット１２０のそれぞれに個別に、独立して接続することができる。これにより、アンテナユニット１２０がそれぞれ独立して放射および制御されるアクティブ（active）方式のアンテナ素子またはアンテナパッケージを提供することができる。

例えば、複数の信号配線２５０は互いに電気的または物理的に離隔してコア層２１０上に配列され、信号配線２５０の一端部は、アンテナユニット１２０の信号パッド１２６のそれぞれとボンディングすることができる。

信号配線２５０の他端部は、アンテナ駆動集積回路チップ３１０に含まれる給電パッドとそれぞれ電気的に接続することができる。

図３及び図４は、例示的な実施形態によるアンテナパッケージの仲介回路基板を示す概略平面図である。

図３を参照すると、図１で説明したように、仲介回路基板２００は、パッシブ方式の信号配線２２０の配列を有することができる。

前述のように、仲介回路基板２００は、コア層２１０の一つの面上に配列された信号配線２２０を含むことができる。

信号配線２２０は第１ポート２２２と、変調部２２５，２２７と、第２ポート２３０と、を含むことができる。変調部２２５，２２７は、第１変調部２２５と、第２変調部２２７とを含むことができる。

第１ポート２２２は、アンテナ駆動ＩＣ３１０から電力の供給を受ける入力ポートとして提供することができる。第１ポート２２２は、アンテナ駆動ＩＣ３１０に隣接して配置され、アンテナ駆動ＩＣ３１０と直接接続することができる。例えば、アンテナ駆動ＩＣ３１０に含まれる給電パッドおよび第１ポート２２２を互いに接続することができる。

第１ポート２２２は、第１配線部２２４を介して第１変調部２２５と接続することができる。例示的な実施形態によると、第１変調部２２５の幅は第１配線部２２４の幅よりも大きくてもよい。第１変調部２２５により、第１ポート１０５および第１配線部２２４を介して伝達される給電信号のインピーダンスを調整し、第２配線部２２６に伝達することができる。

例示的な実施形態によると、第１変調部２２５の幅は第２配線部２２６の幅よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、第２配線部２２６の幅は第１配線部２２４の幅よりも小さくてもよい。

いくつかの実施形態では、第１ポート２２２でのインピーダンス（第１インピーダンス）と第２配線部２２６のインピーダンス（第２インピーダンス）は互いに異なり、前記第１インピーダンスから前記第２インピーダンスへの変換を、第１変調部２２５によって行うことができる。いくつかの実施形態では、前記第２インピーダンスは、前記第１インピーダンスよりも大きくてもよい。

いくつかの実施形態では、第１変調部２２５のインピーダンス（第１変調インピーダンス）は、前記第１インピーダンスと前記第２インピーダンスのそれぞれよりも小さくてもよい。

例示的な実施形態によると、第１変調インピーダンスＴ_１は、下記式１を基準に調整することができる。

［式１］

式１中、Ｚ_１及びＺ_２は、それぞれ前記第１インピーダンスおよび前記第２インピーダンスを示し、Ｔ_１は前記第１変調インピーダンスを示す。

一実施形態では、前記第１変調インピーダンスは下記式１－１を満たすことができる。

［式１－１］

第１配線部２２４、第１変調部２２５および第２配線部２２６の幅は、前記式１または式１－１を満たすように調整することができる。

いくつかの実施形態では、第１ポート２２２と第１配線部２２４の幅は同じであってもよい。例えば、第１ポート２２２と第１配線部２２４は、実質的に一体の配線で形成され、信号配線２２０の前記他端部を第１ポート２２２として提供することができる。

いくつかの実施形態では、第１ポート２２２と第１配線部２２４は、前記第１インピーダンスを共有することができる。

例示的な実施形態によると、第２配線部２２６は、第１変調部２２５から拡張する分岐状を有することができる。例えば第２配線部２２６は、複数の分岐部２２６ｂを含み、分岐部２２６ｂは、併合部２２６ａによって並列に接続することができる。

併合部２２６ａは幅方向に延び、長手方向に延びる分岐部２２６ｂを互いに接続させることができる。第１変調部２２５は、併合部２２６ａと一体に接続することができる。

例示的な実施形態によると、第２配線部２２６の全体において同じ幅（線幅）を維持することができ、併合部２２６ａおよび分岐部２２６ｂの幅は実質的に同じであってもよい。また、第２配線部２２６の全体において前記第２インピーダンスを維持することができる。

第２配線部２２６は、第２変調部２２７を介して第３配線部２２８と電気的に接続することができる。例示的な実施形態によると、第２変調部２２７の幅は第２配線部２２６の幅よりも大きく、第３配線部２２８の幅よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、第３配線部２２８の幅は第２配線部２２６の幅よりも小さくてもよい。

いくつかの実施形態では、第２変調部２２７の幅は第１変調部２２５の幅よりも小さくてもよい。

第３配線部２２８におけるインピーダンスは、第２変調部２２７を介して前記第２インピーダンスとは異なる第３インピーダンスに変換することができる。いくつかの実施形態では、前記第３インピーダンスは前記第２インピーダンスよりも大きくてもよい。

いくつかの実施形態では、前記第３インピーダンスは、下記式２により決定することができる。

［式２］

式２中、Ｚ_１，Ｚ_２及びＺ_３は、それぞれ前記第１インピーダンス、第２インピーダンスおよび第３インピーダンスを示す。

いくつかの実施形態では、第２変調部２２７のインピーダンス（第２変調インピーダンス）は、前記第２インピーダンスおよび前記第３インピーダンスのそれぞれよりも小さくてもよい。一実施形態では、前記第２変調インピーダンスは、前記第１変調インピーダンスよりも大きくてもよい。

例示的な実施形態によると、前記第２変調インピーダンスＴ_２は、下記式３に基づいて調整することができる。

［式３］

式３中、Ｚ_２及びＺ_３は、それぞれ前記第２インピーダンスおよび前記第３インピーダンスを示し、Ｔ_２は前記第２変調インピーダンスを示す。

一実施形態では、前記第２変調インピーダンスは、下記式３－１を満たすことができる。

［式３－１］

第２変調部２２７は、分岐部２２６ｂのそれぞれと一体の配線で提供することができる。これにより、分岐部２２６ｂの数に対応するように複数の第２変調部２２７を信号配線２２０に含むことができる。第２変調部２２７は、第３配線部２２８と直接接続することができる。

例示的な実施形態によると、第３配線部２２８は第２変調部２２７から拡張する分岐状を有することができる。例えば、第３配線部２２８は、複数の信号出力部２２８ｂを含み、信号出力部２２８ｂは、接続部２２８ａによって並列に接続することができる。第２変調部２２７は、接続部２２８ａに直接接続することができる。

例示的な実施形態によると、第３配線部２２８の全体において同じ幅を維持することができ、接続部２２８ａおよび信号出力部２２８ｂの幅は実質的に同じであってもよい。第３配線部２２８の全体において前記第３インピーダンスを維持することができる。

前述のように、信号配線２２０は複数の第２変調部２２７を含むことができる。第３配線部２２８は、前記第２変調部２２７のそれぞれに接続することができる。

例示的な実施形態によると、一対の信号出力部２２８ｂおよび接続部２２８ａによってフィーディング・グループが定義され、第３配線部２２８は、第２変調部２２７のそれぞれに接続された複数のフィーディング・グループを含むことができる。

信号出力部２２８ｂの末端部のそれぞれには、第２ポート２３０を提供することができる。例えば、第２ポート２３０は、信号出力部２２８ｂのそれぞれの末端部と一体に接続することができる。

いくつかの実施形態では、第２ポート２３０の幅は、第３配線部２２８の幅と同じであってもよい。例えば、第２ポート２３０および信号出力部２２８ｂは、実質的に一体の配線で形成され、信号配線２２０の前記一端部はそれぞれ第２ポート２３０として提供することができる。

第２ポート２３０は、アンテナユニット１２０の信号パッド１２６とボンディングされ、信号パッド１２６に給電及び駆動信号を伝達する出力ポートとして提供することができる。

第２ポート２３０は、信号パッド１２６とボンディング領域ＢＲ（図１を参照）で互いに電気的に接続することができる。例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）により、第２ポート２３０と信号パッド１２６は互いにボンディングすることができる。

ボンディング領域ＢＲでは、アンテナユニット１２０の信号パッド１２６の上部及び下部に絶縁構造または誘電構造（図７を参照）が配置され、前述のようにＡＣＦを配置することができる。これにより、ボンディング領域ＢＲにおけるアンテナユニット１２０のインピーダンスを変動または増加することができる。

例示的な実施形態によると、変調部２２５，２２７を含む仲介回路基板２００における前述のインピーダンス変調機構によって、第２ポート２３０におけるインピーダンスは、ボンディング領域ＢＲにおけるアンテナユニット１２０のインピーダンスに対応してマッチすることができる。

例示的な実施形態によると、第２ポート２３０のインピーダンスは、第１ポート２２２におけるインピーダンスよりも大きくてもよい。これにより、第１ポート２２２では、アンテナ駆動ＩＣ３１０からの受電効率を増加させ、電力損失を減らすために相対的に小さい第１インピーダンスでセットすることができる。その後、第１変調部２２５及び第２変調部２２７により、第２ポート２３０では、相対的に増加した第３インピーダンスでセットすることができる。

これにより、ボンディング領域（ＢＲ）におけるインピーダンス・ミスマッチによる信号損失およびアンテナゲインの減少を防止し、アンテナ駆動ＩＣ３１０から供給される電力損失を低減することができる。また、変調部２２５，２２７によって段階的にインピーダンス変換を行い、インピーダンスの変調による信号損失を防ぐことができる。

いくつかの実施形態では、変調部２２５，２２７のそれぞれの長さは、アンテナユニット１２０または放射体１２２の共振周波数に相当する波長の四分の一波長に対応する長さに調整することができる。

例えば変調部２２５，２２７のそれぞれの長さＤは、下記式４によって決定することができる。

［式４］

式４中、λはアンテナ素子またはアンテナユニットのターゲット周波数に相当する波長であり、ε_rは、誘電層の誘電率である。

図４を参照すると、図２で説明したように、仲介回路基板２００は、アクティブ方式の信号配線２５０の配列を有することができる。

信号配線２５０は、第１ポート２５２と第２ポート２６０とを含み、第１ポート２５２と第２ポート２６０との間には変調部２５５を配置することができる。第１ポート２５２と変調部２５５は第１配線部２５４を介して接続し、変調部２５５と第２ポート２６０は第２配線部２５６を介して接続することができる。

第１配線部２５４および第２配線部２５６は、それぞれ単一ラインの形態に延びる非分岐状を有することができる。

変調部２５５は、配線部２５４，２５６のそれぞれと一体の配線で提供することができ、配線部２５４，２５６と直接接続することができる。

例示的な実施形態によると、変調部２５５の幅は第１配線部２５４の幅よりも小さく、第２配線部２５６の幅よりも大きくてもよい。例えば、第１配線部２５４，変調部２５５および第２配線部２５６の幅は順次減少することができる。

第１ポート２５２は、第１インピーダンスを有することができる。第１ポート２５２と第１配線部２５４は第１インピーダンスを共有し、実質的に同じ幅を有する一体の配線であってもよい。

変調部２５５によって第１インピーダンスから増加したインピーダンスを第２配線部２５６及び第２ポート２６０に伝達することができる。前記第１インピーダンスは、変調部２５５によって前記第１インピーダンスよりも増加した変調インピーダンスに変換され、前記変調インピーダンスは第２配線部２５６で増加することができる。

これにより、第２配線部２５６は、前記変調インピーダンスおよび前記第１インピーダンスよりも大きな第２インピーダンスを有することができる。第２ポート２６０と第２配線部２５６は前記第２インピーダンスを共有し、実質的に同じ幅を有する一体の配線であってもよい。

例えば、変調インピーダンスＴは、下記式５に基づいて調整することができる。

［式５］

式５中、Ｚ_１及びＺ_２はそれぞれ前記第１インピーダンス及び第２インピーダンスを示す。

一実施形態では、前記変調インピーダンスは、下記式５－１を満たすことができる。

［式５－１］

図４に示すように、仲介回路基板２００は第１ポート２５２－第１配線部２５４－変調部２５５－第２配線部２５６－第２ポート２６０の構造を含む複数の信号配線２５０を含むことができる。複数の信号配線２５０は互いに物理的、電気的に独立して配列することができる。

各信号配線２５０は、アンテナユニット１２０と電気的に接続され、アンテナユニット１２０の信号パッド１２６を介して個別に、独立して給電を行うことができる。前述のように、第２ポート２６０は、ボンディング領域ＢＲで信号パッド１２６とボンディングされ、第１ポート２５２の第１インピーダンスよりも大きい第２インピーダンスを有することができる。これにより、ボンディング領域ＢＲでのインピーダンスマッチによってアンテナユニット１２０での信号損失を抑制し、アンテナゲインを増加させることができる。

前述のように、変調部２５５の長さは、アンテナユニット１２０または放射体１２２の共振周波数に相当する波長の四分の一波長に対応する長さに調整することができ、前記式４によって決定することができる。

図２に示すように、信号配線２５０は折れ線状を有することもできる。例えば、信号配線２５０の折れ部（図２の点線の楕円）を変調部２５５に含むことができる。前記折れ部は第２配線部２５６に含まれてもよい。

図５及び図６は、いくつかの例示的な実施形態によるアンテナパッケージの仲介回路基板を示す概略平面図である。図３及び図４で説明したものと実質的に同一または類似の構成および構造については詳細な説明を省略する。

図５を参照すると、仲介回路基板２００の信号配線２２０は、図１及び図３で説明したように、パッシブ方式の構造を有することができる。

変調部２２５，２２７は、それぞれ図３に示すように、長方形のバー（bar）形状を有することもでき、図５に示すように、第１ポート２２２から第３ポート２３０への方向に漸進的に幅が増加する形状を有することができる。例えば、変調部２２５，２２７は逆台形状を有することができる。

図６を参照すると、仲介回路基板２００の信号配線２５０は、図２及び図４で説明したように、アクティブ方式の構造を有することができる。

変調部２５５は、図４に示すように、長方形のバー（bar）形状を有することができる。この場合、信号配線２５０は第１ポート２５２から第２ポート２６０の方向に階段状に幅が減少する形状を有することができる。

変調部２５５は、図６に示すように、第１ポート２５２から第２ポート２６０の方向に漸進的に幅が減少する形状を有することができる。例えば、変調部２５５は台形状を有することができる。

図７及び図８は、それぞれ例示的な実施形態による画像表示装置を示す断面図および平面図である。

図７及び図８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８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及び周辺領域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るアンテナ素子１００またはアンテナユニット１２０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上に配置することができる。放射体１２２は表示領域４１０と重畳することができる。

この場合、放射体１２２はメッシュ構造を含むことができ、放射体１２２による透過率の低下を防止することができる。アンテナユニット１２０のパッド１２６，１２８は中身が詰まった金属パターンを含み、画像品質の低下を防ぐために周辺領域４２０に配置することができる。

図７に示すように、仲介回路基板２００は屈曲して画像表示装置４００の背面部に配置され、アンテナ駆動ＩＣチップ３１０が実装されたチップ実装基板３００に向かって延びることができる。

いくつかの実施形態では、仲介回路基板２００とチップ実装基板３００は、コネクタ（図示せず）によって互いに結合し、共にアンテナパッケージを形成することができる。

いくつかの実施形態では、仲介回路基板２００は、グランド層２７０をさらに含むことができる。グランド層２７０は、コア層２１０の他面上に形成され、信号配線２２０と厚さ方向に重畳することができる。これにより、信号配線２２０とグランド層２７０との間に生成される電界によって給電効率を高めることができる。

アンテナ誘電層１１０の上面上には、アンテナユニット１２０を保護するパッシベーション層１４０を形成することができる。アンテナ誘電層１１０の底面上には下部絶縁層１１５が積層され、パッシベーション層１４０上には上部絶縁層１６０を積層することができる。

いくつかの実施形態では、下部絶縁層１１５および上部絶縁層１６０のいずれか１つは偏光子または偏光板を含むことができる。

画像表示装置４００の最外面側には、カバーウィンドウ１８０を配置することができる。いくつかの実施形態では、カバーウインドウ１８０は、粘接着層１７０を介して上部絶縁層１６０上に積層することができる。カバーウィンドウ１８０は、フレキシブル高分子または超薄型ガラス（ＵＴＧ）のようなガラス基板を含むことができる。

いくつかの実施形態では、アンテナ素子１００をディスプレイパネル４０５上に結合するための粘接着層を追加してもよい。アンテナグランド層１３０は、下部絶縁層１１５の底面上に形成することができる。前述のように、アンテナグランド層１３０は、ディスプレイパネル４０５の構成として含まれてもよい。

図７で説明したように、アンテナ素子１００および仲介回路基板２００のボンディング領域ＢＲには、導電性接合構造物１５０および絶縁性構造物が含まれる。これにより、アンテナ素子１００にセットされたターゲット周波数によるインピーダンスが変動または妨害されることがあり、仲介回路基板２００の信号配線とのインピーダンス・ミスマッチが引き起こされることがある。

しかし、前述の例示的な実施形態によると、変調部を利用した可変幅構造を有する信号配線２２０，２５０を活用して、ボンディング領域ＢＲにおけるインピーダンスを増加させることができる。これにより、ボンディング領域ＢＲにおけるインピーダンス・ミスマッチを低減または緩衝して放射体１２２への給電／駆動信号伝達効率を増加しつつ、アンテナ特性を向上させることができる。

図８では、図４で説明したアクティブ方式の仲介回路基板を示している。しかし、図３で説明したパッシブ方式の仲介回路基板がアンテナパッケージまたは画像表示装置に含まれてもよい。

以下、本発明の理解を助けるために好適な実施例を提示するが、これらの実施例は本発明を例示するものに過ぎず、添付の特許請求の範囲を制限するものではない。これらの実施例に対し、本発明の範疇および技術思想の範囲内で種々の変更および修正を加えることが可能であることは当業者にとって明らかであり、これらの変形および修正が添付の特許請求の範囲に属することも当然のことである。

下記表１に示す線幅／インピーダンスを有し、図３に示す構造／形状を有し、銅を含む信号配線およびポリイミドコア層（ε_r：３）を含む実施例の仲介回路基板を製造した。

第１変調部２２５及び第２変調部２２７の長さは、式４によって１．２ｍｍ（λ：３８ＧＨｚ対応の波長）に調整された。

〔比較例〕
信号配線の幅を全体として０．１１５ｍｍに等しく形成したこと、およびインピーダンスを全体として５０Ωにセットしたこと以外は、実施例と同様の構造として仲介回路基板を製造した。

〔実験例〕
実施例および比較例による仲介回路基板をそれぞれ図１に示す構造で同じアンテナユニットにボンディングした。

その後、第１ポート２２２を介して電力を供給しながら、周波数による信号損失（Return Loss；S11）をＨＦＳＳを活用してシミュレートし、放射チャンバー内で周波数によるアンテナゲインの値を抽出した。

図９及び図１０は、それぞれ実施例および比較例による仲介回路基板を用いてシミュレートした、周波数による信号損失およびアンテナゲインの変化を示すグラフである。

図９及び図１０を参照すると、矢印で示すように、可変幅を有する仲介回路基板を使用した実施例では、３６ＧＨｚ以上または３６ＧＨｚ～４０ＧＨｚの範囲の高周波帯域での信号損失が顕著に減少し、アンテナゲインが増加した。

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利用できる。

１００ アンテナ素子
１１０ アンテナ誘電層
１２０ アンテナユニット
１２２ 放射体
１２４ 伝送線路
１２６ 信号パッド
１５０ 導電性接合構造物
２００ 仲介回路基板
２１０ コア層
２２０ 信号配線
２２２ 第１ポート
２２４ 第１配線部
２２５ 第１変調部
２２６ 第２配線部
２２６ｂ 分岐部
２２７ 第２変調部
２２８ 第３配線部
２３０ 第２ポート
３００ チップ実装基板
３１０ アンテナ駆動集積回路チップ
４００ 画像表示装置
４０５ ディスプレイパネル

Claims (17)

1. アンテナ誘電層、および前記アンテナ誘電層上に形成されたアンテナユニットを含むアンテナ素子と、前記アンテナユニットに電気的に接続される仲介回路基板と、を含み、
   前記仲介回路基板は、コア層と、前記コア層の一つの面上に形成され、前記アンテナユニットに電気的に接続される信号配線と、を含み、前記信号配線の前記アンテナユニットに接続される一端部の幅が、前記一端部と反対の他端部の幅よりも小さい、アンテナパッケージ。
2. 前記信号配線は、前記他端部に形成された第１ポートと、前記一端部に形成された第２ポートと、前記第１ポートと前記第２ポートとの間に配置され、前記第１ポートおよび前記第２ポートのそれぞれと異なる幅を有する変調部と、を含む、請求項１に記載のアンテナパッケージ。
3. 前記変調部は、第１変調部と第２変調部とを含み、
   前記信号配線は、前記第１ポートおよび前記第１変調部を接続する第１配線部と、前記第１変調部および前記第２変調部を接続し、分岐部を含む第２配線部と、前記第２変調部および前記第２ポートを接続し、信号出力部を含む第３配線部と、をさらに含む、請求項２に記載のアンテナパッケージ。
4. 前記分岐部のそれぞれに前記第２変調部が接続し、前記第２変調部から複数の信号出力部が分岐される、請求項３に記載のアンテナパッケージ。
5. 前記第２ポートは、前記信号出力部のそれぞれの末端に接続された複数の第２ポートを含む、請求項４に記載のアンテナパッケージ。
6. 前記第２配線部の幅は前記第１配線部の幅よりも小さく、前記第３配線部の幅は前記第２配線部の幅よりも小さい、請求項３に記載のアンテナパッケージ。
7. 前記第２変調部の幅は前記第１配線部、前記第２配線部および前記第３配線部のそれぞれの幅よりも大きく、前記第１変調部の幅は前記第２変調部の幅よりも大きい、請求項６に記載のアンテナパッケージ。
8. 前記信号配線は、前記第１ポートと前記変調部を接続し、単一ラインの形態の第１配線部と、前記変調部および前記第２ポートを接続し、単一ラインの形態の第２配線部と、をさらに含む、請求項２に記載のアンテナパッケージ。
9. 前記第１配線部、前記変調部および前記第２配線部の幅は順次減少する、請求項８に記載のアンテナパッケージ。
10. 前記第１ポートと前記第１配線部は同じ幅を有し、前記第２ポートと前記第２配線部は同じ幅を有する、請求項９に記載のアンテナパッケージ。
11. 前記第２ポートのインピーダンスは前記第１ポートのインピーダンスよりも大きい、請求項２に記載のアンテナパッケージ。
12. 前記変調部のインピーダンスは、前記第１ポートのインピーダンスおよび前記第２ポートのインピーダンスとは異なる、請求項１１に記載のアンテナパッケージ。
13. 前記第１ポートに接続されるアンテナ駆動集積回路チップをさらに含む、請求項２に記載のアンテナパッケージ。
14. 前記アンテナユニットは放射体と、前記放射体から延びる伝送線路と、前記伝送線路の端部に形成された信号パッドと、を含み、前記アンテナパッケージは、前記信号パッドと前記仲介回路基板の前記第２ポートをボンディングする導電性接合構造物をさらに含む、請求項２に記載のアンテナパッケージ。
15. 前記アンテナ素子は、アンテナ・オン・ディスプレイ（ＡＯＤ）素子である、請求項１に記載のアンテナパッケージ。
16. 表示領域および周辺領域を含むディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネル上に配置された請求項１に記載のアンテナパッケージと、を含む、画像表示装置。
17. 前記ディスプレイパネルの下に配置されたチップ実装基板をさらに含み、前記アンテナパッケージの前記アンテナユニットは、前記画像表示装置の前面部において少なくとも部分的に前記表示領域内に配置され、前記アンテナパッケージの前記仲介回路基板は、前記画像表示装置の背面部に曲げられて前記チップ実装基板と接続される、請求項１６に記載の画像表示装置。

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