天线封装和图像显示装置的制作方法

天线封装和图像显示装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年5月7日在韩国知识产权局(kipo)提交的韩国专利申请第10
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2020
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0054546号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种天线封装和一种图像显示装置。更特别地，本发明涉及一种包括天线装置和电路板的天线封装以及一种包括该天线封装的图像显示装置。


背景技术：

4.随着信息技术的发展，诸如wi
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fi、蓝牙等无线通信技术与诸如智能电话形式的图像显示装置结合。在这种情况下，可以将天线与图像显示装置结合来提供通信功能。
5.随着移动通信技术的迅速发展，在图像显示装置中需要一种能够进行高频或超高频通信的天线。
6.然而，随着天线的驱动频率增加，信号损失也可能增大。此外，随着传输路径的长度增加，信号损失的程度可能进一步增大。
7.此外，在使用诸如柔性印刷电路板(fpcb)的中间电路结构将驱动集成电路芯片和天线电连接以进行天线馈电/驱动控制时，可能会产生额外的信号损失和信号干扰。
8.例如，天线中包括的辐射电极和/或垫产生的辐射和阻抗特性可能受到fpcb中包括的布线或电极图案的干扰，或者还可能由于接触电阻而引起信号损失。
9.因此，需要一种在不受中间电路结构的影响的同时稳定地实现期望的高频段下的辐射的天线设计。例如，韩国专利申请公开第2013
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0095451号公开了一种与显示面板集成的天线。


技术实现要素：

10.根据本发明的一个方面，提供了一种具有提高的操作可靠性和信号效率的天线封装。
11.根据本发明的一个方面，提供了一种图像显示装置，其包括具有提高的操作可靠性和信号效率的天线封装。
12.(1)一种天线封装，其包括：天线单元；以及与天线单元电连接的电路板，该电路板包括：芯层；设置在芯层的一个表面上的信号传输布线，该信号传输布线的一个端部与天线单元连接；设置在芯层的与上述一个表面相对的对向表面上的接地层；以及第一过孔结构，其穿过芯层形成并在信号传输布线的上述一个端部周围设置为与接地层接触。
13.(2)根据上述(1)的天线封装，其中电路板还包括接合图案，该接合图案在芯层的上述一个表面上设置在信号传输布线的上述一个端部的周围。
14.(3)根据上述(2)的天线封装，其中第一过孔结构与接合图案和接地层接触。
15.(4)根据上述(2)的天线封装，其中天线单元包括设置在宽度方向上的多个天线单
元，并且信号传输布线包括多个信号传输布线，其中每个信号传输布线都与每个天线单元连接。
16.(5)根据上述(4)的天线封装，其中接合图案包括多个接合图案，它们沿着宽度方向设置为与信号传输布线间隔开，并且第一过孔结构包括与接合图案接触的多个第一过孔结构，并且多个第一过孔结构沿着宽度方向设置为形成第一过孔横排。
17.(6)根据上述(2)的天线封装，其中天线单元包括辐射图案、从辐射图案伸出的传输线、形成在传输线的末端处的信号垫以及设置在信号垫周围的天线接地垫，并且信号传输布线与信号垫电连接，并且接合图案与天线接地垫电连接。
18.(7)根据上述(1)的天线封装，其中电路板还包括设置在信号传输布线周围的第二过孔结构，并且第二过孔结构穿过芯层形成为与接地层接触。
19.(8)根据上述(7)的天线封装，其中第二过孔结构沿着信号传输布线的延伸方向设置为形成第二过孔竖列，并且其中信号传输布线包括多个信号传输布线，并且第二过孔竖列设置在多个信号传输布线之间。
20.(9)根据上述(1)的天线封装，其中电路板还包括接地图案，该接地图案在芯层的上述一个表面上设置在信号传输布线的对向端部周围。
21.(10)根据上述(9)的天线封装，其中电路板还包括第三过孔结构，该第三过孔结构穿过芯层形成为与接地图案和接地层接触。
22.(11)根据上述(10)的天线封装，其中第三过孔结构包括多个第三过孔结构，它们沿着信号传输布线或接地图案的延伸方向设置为形成第三过孔竖列。
23.(12)根据上述(11)的天线封装，其中第三过孔竖列包括多个第三过孔竖列，并且信号传输布线包括多个信号传输布线，并且多个第三过孔竖列设置在多个信号传输布线之间。
24.(13)根据上述(1)的天线封装，其还包括天线驱动集成电路(ic)芯片，该天线驱动集成电路芯片与信号传输布线的对向端部电连接。
25.(14)根据上述(13)的天线封装，其还包括中间电路板，该中间电路板设置在信号传输布线的上述对向端部与天线驱动ic芯片之间。
26.(15)根据上述(14)的天线封装，其中电路板包括柔性印刷电路板(fpcb)，并且中间电路板包括刚性印刷电路板。
27.(16)一种图像显示装置，其包括根据上述实施方式的天线封装。
28.在包括天线装置和电路板的天线封装中，电路板可包括彼此面对并重叠的接地层和信号传输布线。因此，可以均匀地保持信号传输布线的介电特性。另外，可以通过接地层促进信号传输布线周围的电场的产生，从而可以提高针对天线单元的馈电/信号传输效率。
29.在示例性实施方式中，可以形成将天线接合图案和电路板的接地层彼此连接的过孔结构。可以通过接合区域中的过孔结构进一步促进噪声吸收/阻挡效率和电场的产生，从而抑制信号/馈电损失并提高天线信号/辐射效率。
附图说明
30.图1和图2分别是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图和示意性剖视图。
31.图3是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
32.图4和图5是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
33.图6是示出根据示例性实施方式的图像显示装置的示意性俯视平面图。
具体实施方式
34.根据本发明的示例性实施方式，提供了一种天线封装，其包括天线单元以及可以包括信号传输布线和接地层的电路板。此外，还提供了一种包括该天线封装的图像显示装置。
35.在下文中，将参照附图详细描述本发明。然而，本领域技术人员应理解，提供参照附图描述的这些实施方式是用于进一步理解本发明的精神，并非是对详细说明和所附权利要求中公开的要保护的主题进行限制。
36.本技术中使用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”、“顶”、“底”等并不用于表示绝对位置，而是用于相对地区分不同的元件和位置。
37.图1和图2分别是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图和示意性剖视图。
38.参照图1和图2，天线封装可以包括天线装置100和电路板200。电路板200可以包括芯层230、电路布线层210和接地层250，并且电路布线层210和天线装置100中包括的天线单元可以彼此电连接。
39.天线装置100可以包括天线介电层110和设置在天线介电层110上的天线电极层120。
40.天线介电层110例如可以包括透明树脂膜，诸如聚酯类树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯以及聚对苯二甲酸丁二酯等；纤维素类树脂，诸如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；聚碳酸酯类树脂；丙烯酸树脂，诸如聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚(甲基)丙烯酸乙酯；苯乙烯类树脂，诸如聚苯乙烯和丙烯腈
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苯乙烯共聚物；聚烯烃类树脂，诸如聚乙烯、聚丙烯、环烯烃或具有降冰片烯结构的聚烯烃以及乙烯
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丙烯共聚物；氯乙烯类树脂；酰胺类树脂，诸如尼龙和芳族聚酰胺；酰亚胺类树脂；聚醚砜类树脂；砜类树脂；聚醚醚酮类树脂；聚苯硫醚树脂；乙烯醇类树脂；偏二氯乙烯类树脂；乙烯醇缩丁醛类树脂；烯丙基化物类树脂；聚甲醛类树脂；环氧类树脂；氨基甲酸酯或丙烯酸氨基甲酸酯类树脂；有机硅类树脂等。它们可以单独使用或两种以上组合使用。
41.天线介电层110可以包含有诸如光学透明粘合剂(oca)、光学透明树脂(ocr)等的粘合材料。在一些实施方式中，天线介电层110可以包括诸如玻璃、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等的无机绝缘材料。
42.在一些实施方式中，可以将天线介电层110的介电常数调节到大约1.5至大约12的范围内。当介电常数超过大约12时，驱动频率可能被过度降低，从而可能无法实现期望的高频段或超高频段下的驱动。
43.天线电极层120可以形成在天线介电层110的一个表面上。如图2所示，天线电极层120可以包括具有辐射图案122的天线单元。
44.在示例性实施方式中，天线单元可以包括能够在3g、4g、5g或更高的高频段或超高频段下进行辐射的天线图案或辐射器。
45.天线单元还可以包括传输线124、信号垫126和天线接地垫125。辐射图案122可以具有例如多边形平板形状，并且传输线124可以从辐射图案122的一个侧部伸出以与信号垫126电连接。传输线124可以形成为与辐射图案122基本成整体的单个构件。
46.信号垫126可以与传输线124的端部连接。信号垫126可以被设置为与传输线124基本成整体的构件，并且传输线124的该端部可以用作信号垫126。
47.在示例性实施方式中，一对天线接地垫125可以在中间插有传输线124或信号垫126的情况下彼此面对。天线接地垫125可以与传输线124和信号垫126电气和物理地分离。
48.在示例性实施方式中，垂直辐射(例如，在天线装置100的厚度方向上的辐射)可以基本上通过辐射图案122来实现。另外，天线接地垫125可以彼此面对并且可以靠近辐射图案122，从而可以通过天线接地垫125实现水平辐射。
49.天线单元可以包括银(ag)、金(au)、铜(cu)、铝(al)、铂(pt)、钯(pd)、铬(cr)、钛(ti)、钨(w)、铌(nb)、钽(ta)、钒(v)、铁(fe)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、锌(zn)、锡(sn)、钼(mo)、钙(ca)或包含其中至少一种金属的合金。它们可以单独使用或组合使用。
50.在一个实施方式中，天线单元可以包括银(ag)或银合金(例如，银
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钯
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铜(apc))或铜(cu)或铜合金(例如，铜
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钙(cuca))来实现低电阻和细线宽图案。
51.天线单元可以包括透明导电氧化物，诸如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、锌氧化物(znox)、铟锌锡氧化物(izto)等。
52.在一些实施方式中，天线单元可以包括透明导电氧化物层和金属层的堆叠结构。例如，天线单元可以包括透明导电氧化物层
‑
金属层的双层结构，或者透明导电氧化物层
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金属层
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透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可以通过金属层来提高柔性，并且还可以通过金属层的低电阻来提高信号传输速度。可以通过透明导电氧化物层来改善耐腐蚀性和透明度。
53.在一些实施方式中，辐射图案122和传输线124可以包括网状图案结构来提高透光率。在这种情况下，可以在辐射图案122和传输线124周围形成虚设网状图案(未被示出)。
54.考虑到降低馈电电阻、提高噪声吸收效率、水平辐射特性等，信号垫126和天线接地垫125可以是由上述的金属或合金形成的实心图案。
55.在一些实施方式中，天线接地垫125的至少一个部分可以具有实心图案结构。在一个实施方式中，天线接地垫125的靠近辐射图案的部分可以具有网状图案结构。例如，天线接地垫125另外可以朝向辐射图案122延伸，以与辐射图案122一起设置在图像显示装置的显示区域中。
56.在这种情况下，天线接地垫125的设置在显示区域中的部分可以具有网状图案结构。
57.在一些实施方式中，可以在天线介电层110的与上述一个表面相对的对向表面上设置天线接地层130。天线接地层130可以被设置为在中间插有天线介电层110的情况下面对辐射图案122。因此，可以促进辐射图案122产生的垂直辐射。
58.如图2所示，天线接地层130可以在厚度方向上与天线电极层120的一部分重叠。例如，天线接地层130在平面图中可以不与天线接地垫125重叠。因此，可以提高天线接地垫125的水平辐射的效率或集中度。
59.在一个实施方式中，应用了上述天线封装的显示装置的导电构件可以用作天线接
地层130。
60.该导电构件例如可以包括被包含在显示面板中的薄膜晶体管(tft)的栅电极、诸如扫描线或数据线的各种布线或诸如像素电极或公共电极的各种电极。
61.在一个实施方式中，设置在显示装置的后部的诸如sus板的金属构件、诸如数字转换器的传感器构件、散热片等可以用作天线接地层130。
62.电路板200可以经由天线单元的信号垫126与天线装置100电连接。在示例性实施方式中，电路板200可以是柔性印刷电路板(fpcb)。
63.电路板200可以包括芯层230、电路布线层210和接地层250。
64.芯层230例如可以包括柔性树脂，诸如聚酰亚胺树脂、改性聚酰亚胺(mpi)、环氧树脂、聚酯、环烯烃聚合物(cop)、液晶聚合物(lcp)等。
65.电路布线层210可以形成在芯层230的一个表面上(图2所示的芯层230的顶表面)，并且可以包括信号传输布线212和接合图案214。
66.信号传输布线212可以与天线单元的信号垫126电连接。如图1所示，多个天线单元可以沿着宽度方向设置，并且多个信号传输布线212可以各自与天线单元的每一个信号垫126电连接。
67.接合图案214可以与天线单元的天线接地垫125电连接。一对接合图案214可以在中间插有信号传输布线212的一个端部的情况下彼此面对，并且可以与每个天线接地垫125电连接。
68.在一些实施方式中，接合图案214可以在平面图中与不同的天线单元中包括的天线接地垫125(例如，两个相邻的天线接地垫125)重叠。
69.如图2所示，电路布线层210和天线电极层120可以通过导电中间结构150彼此接合。例如，导电中间结构150可以包括各向异性导电膜(acf)。
70.在这种情况下，可以将导电中间结构150插入到电路板200和天线装置100彼此重叠的区域中，并且可以将电路板200和天线元件100彼此热压在一起。
71.因此，信号传输布线212和信号垫126可以通过导电中间结构150彼此电连接。接合图案214和天线接地垫125也可以通过导电中间结构150彼此电连接。
72.如图1所示，天线接地垫125和接合图案214可以在平面图中彼此部分重叠。接合图案214可以用作接合垫，以通过导电中间结构150提高接合粘附力。另外，接合图案214可以用作用于屏蔽/吸收信号传输线212周围的噪声的接地图案。接合图案214可以具有在接合区域中设置在信号传输布线周围的浮置图案或岛状图案形状。
73.本文所使用的术语“接合图案”是指用于与具有没有特别限制的特定形状的天线接地垫125接合的导电结构，并且用于涵盖通过诸如电镀工艺、沉积工艺、蚀刻工艺等的各种工艺形成的结构。
74.接地层250可以形成在芯层230的与上述一个表面相对的对向表面上(例如，图2中芯层230的底表面)。
75.在示例性实施方式中，接地层250可以在厚度方向上与接合图案214和信号传输布线212重叠。接地层250可以连续地延伸从而与包括在电路板200中的信号传输布线212和接合图案214共同地重叠。
76.接地层250可以同时重叠和面对信号传输布线212，从而可以均匀地保持芯层230
相对于信号传输布线212的介电特性。另外，可以通过接地层250促进信号传输布线212周围的电场的产生，从而可以提高针对天线单元的馈电/信号传输效率。
77.接地层250可以用作阻挡层，其可以屏蔽朝向信号传输布线212输入的噪声。
78.在示例性实施方式中，接地层250和接合图案214可以通过过孔结构270彼此电连接。过孔结构270可以穿过芯层230形成为将接地层250和接合图案214彼此电连接。
79.接地层250和接合图案214可以通过过孔结构270彼此连接，从而可以提高接合区域中的噪声吸收/阻挡效率，并且可以提高针对天线装置100的馈电/信号传输的可靠性。
80.此外，过孔结构270可以分布在接合区域周围，可以进一步促进在靠近天线单元的区域中的电场的产生，从而抑制信号/馈电损失并提高天线的信号/辐射效率。
81.例如，可以通过接合图案214、芯层230和接地层250共同形成通孔。过孔结构270可以利用电镀工艺等通过导电材料填充通孔而形成。
82.如图1所示，两个以上的过孔结构270可以与一个接合图案214连接，并且多个过孔结构270可以在接合区域中沿着宽度方向设置为形成过孔横排。因此，可以进一步促进接合区域中的电场的产生。
83.上述天线封装可以包括天线驱动集成电路(ic)芯片290。可以通过天线驱动ic芯片290控制通过信号传输布线212到达天线单元的馈电/信号传输。
84.例如，中间电路板280可以设置在电路板200的对向端部与天线驱动ic芯片290之间，以将电路板200和天线驱动ic芯片290彼此电连接。中间电路板280例如可以是刚性印刷电路板。例如，中间电路板280可以包括形成在预浸料基板中的中间电路图案。
85.上述的信号传输布线212、接合图案214、过孔结构270和接地层250可以包括诸如金属或合金的低电阻导电材料。
86.图3是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。
87.参照图3，过孔结构270可以包括第一过孔结构270a和第二过孔结构270b。如上所述，第一过孔结构270a可以在接合区域内或接合区域周围与接地层250和接合图案214接触。
88.第二过孔结构270b可以设置在信号传输布线212周围。在示例性实施方式中，第二过孔结构270b可以与信号传输布线212间隔开或者分离开，并且可以沿着信号传输布线212的轮廓连续地设置。第二过孔结构270b可以贯穿芯层230并且可以与接地层250接触。
89.例如，第二过孔结构270b可以在基本平行于信号传输布线212的方向上或沿着信号传输布线212的延伸方向设置。
90.如图3所示，第一过孔结构270a可以在宽度方向上设置为形成第一过孔横排。第二过孔结构270b可以沿着信号传输布线212连续地设置为形成第二过孔竖列。例如，可以沿着宽度方向设置多个第二过孔竖列。第二过孔竖列可以设置在相邻的信号传输布线212之间。
91.根据上述示例性实施方式，第二过孔结构270b可以形成在信号传输布线212周围，从而可以屏蔽信号传输布线212之间的相互干扰/噪声，并因此可以提高天线单元之间的独立性/可靠性。
92.此外，通过第二过孔结构270b可以额外地促进通过信号传输布线212的电场的产生，从而可以改善朝向天线单元的馈电/信号方向性。
93.图4和图5是示出根据示例性实施方式的天线封装的示意性俯视平面图。省略了与
参照图1和图2描述的元件和/或结构基本相同或相似的元件和/或结构的详细说明。
94.参照图4，如参照图1所述，电路板200的一个端部可以接合至天线单元，并且电路板200的对向端部可以与天线驱动ic芯片290电连接。例如，电路板200的上述对向端部可以包括耦合至天线驱动ic芯片290的芯片安装区域。
95.电路板200的电路布线层210还可包括设置在信号传输布线212的端部周围的接地图案216。接地图案216也可设置在相邻的信号传输布线212之间，以吸收或屏蔽芯片安装区域中的信号噪声。
96.在示例性实施方式中，过孔结构270还可以包括第三过孔结构270c。第三过孔结构270c可以穿过芯层230形成，并且可以与接地图案216和接地层250接触。
97.可以将过孔结构270c设置在芯片安装区域中或芯片安装区域周围，可以促进在靠近天线驱动ic芯片290的区域中的电场的产生。因此，可以分别通过第一过孔结构270a和第三过孔结构270c来改善电路板200的一个端部处和对向端部处的电场的产生和方向性，从而提高天线封装的整体信号效率。
98.在一些实施方式中，可以在一个接地图案216上形成两个以上的第三过孔结构270c。例如，可以沿着信号传输布线212或接地图案216的延伸方向设置两个以上的第三过孔结构270c以形成第三过孔竖列。可以沿着宽度方向在信号传输布线212的端部周围设置多个第三过孔竖列。
99.电路板200的上述对向端部处的接地层250在平面图中可以基本上完全覆盖接地图案216。
100.参照图5，接地层250在平面图中可以不与接地图案216的端部重叠。例如，在平面图中，接地图案216可以从接地层250突出。在这种情况下，可以防止从天线驱动ic芯片290产生的馈电/信号传输部分地受到接地层250的干扰。
101.图6是示出根据示例性实施方式的图像显示装置的示意性俯视平面图。
102.参照图6，图像显示装置300可以制成例如智能电话的形式，并且图6示出了图像显示装置300的正面部分或窗口表面。图像显示装置300的正面部分可以包括显示区域310和外周区域320。外周区域320例如可以与图像显示装置的遮光部分或边框部分对应。
103.上述天线封装中包括的天线装置100可以朝向图像显示装置300的正面部分设置，并且例如可以设置在显示面板上。在一个实施方式中，辐射图案122在平面图中可以至少部分地叠置在显示区域310上。
104.在这种情况下，辐射图案122可以具有网状图案结构，并且可以防止由于辐射图案122导致的透光率降低。天线封装中包括的天线驱动ic芯片280可以设置在外周区域320中，以防止显示区域310中的图像质量下降。
105.在一些实施方式中，天线封装可以通过电路板200折弯，从而例如使中间电路板280和天线驱动ic芯片290可以被设置在图像显示装置300的后部。
106.如上所述，可以使用电路板200的接地层250和过孔结构270的构造来实现信号损失得到抑制的高效的天线辐射，同时提高来自天线驱动ic芯片290的信号可靠性。