TW202215709A

TW202215709A - 透明天線及顯示器模組

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Publication number: TW202215709A
Application number: TW110131418A
Authority: TW
Inventors: 森本康夫; 山中大輔; 茂木健; 熊谷翔; 長江眞平
Original assignee: 日商Ａｇｃ股份有限公司
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2022-04-16
Also published as: WO2022045084A1; JPWO2022045084A1

Abstract

本發明之透明天線1具備第1透明基材101、第2透明基材102、該第1透明基材101上之第1金屬細線層110、120、及該第2透明基材102上之第2金屬細線層130，且第1金屬細線層110、120與第2金屬細線層130之開口率為80%以上，第1金屬細線層110、120與第2金屬細線層130之面電阻為5 Ω/sq以下，第1金屬細線層110、120與第2金屬細線層130未直流導通，第1透明基材101與第2透明基材103離開100 μm以上，第1金屬細線層110具有貼片狀之天線部110，第2金屬細線層130於俯視時至少跨及包含天線部110之區域而形成。

Description

透明天線及顯示器模組

本發明係關於一種透明天線及包含該透明天線之顯示器模組。

近年，作為智慧型手機、平板、行動電話、筆記型個人電腦等移動式通信機器中之通信技術，開發有第5代移動通信系統(5G：5th Generation Mobile Communication System)、或第6代移動通信系統(6G：6th Generation Mobile Communication System)等。

此處，稱為第5代移動通信系統(5G)之毫米波因指向性強，到達距離亦較短，容易被金屬等屏蔽，故作為5G用之天線，提案有一種將透明天線配置於顯示器(OLED(Organic Light Emitting Diode：有機發光二極體)、LCD(Liquid Crystal Display：液晶顯示器)、LED(Light Emitting Diode：發光二極體))、或觸控面板(亦包含顯示器一體型金屬細線面板)上之技術(例如，專利文獻1、專利文獻2)。

此種透明天線因設置於顯示器面板或觸控面板上，故為便於安裝而謀求設得更薄。

此處，包含貼片天線之天線雖為包含由網格構成之面狀元件與接地層之貼片天線，但貼片天線於與天線圖案對向之背面需要接地層。

已知因貼片天線具有接地層，故於構成配置於下側之顯示器或觸控面板之素材不同之情形，亦較不具有接地層之天線，更穩定地動作。

然而，於專利文獻1或專利文獻2中，雖言及由網格構成之面狀之貼片天線元件，但關於具體之接地構成卻未有言及。

此處，貼片天線中，一般而言，接地層離開天線圖案之層時天線特性提高，故為使透明天線之天線性能良好，於可搭載之範圍內，貼片天線中之基板為較厚者。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2013-5013號公報專利文獻2：US-A1-2019/0058264

[發明所欲解決之問題]

然而，於一片基板中，若將天線圖案與接地層之膜間擴大，則基板變厚該量，致使透明天線變厚，產生對顯示器模組之安裝之異常。

因此，本發明鑑於上述情況，目的在於提供一種透明天線，該透明天線可於5G帶寬內通信，不易受接近之顯示器或觸控面板之素材之影響，可使天線之整體厚度變薄且提高天線性能。 [解決問題之技術手段]

為解決上述課體，本發明之一態樣提供一種透明天線，該透明天線具備第1透明基材、第2透明基材、該第1透明基材上之第1金屬細線層、及該第2透明基材上之第2金屬細線層；且上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層之開口率為80%以上；上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層之面電阻為5 Ω/sq以下；上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層未直流導通；上述第1透明基材與上述第2透明基材離開100 μm以上；上述第1金屬細線層具有貼片狀之天線部；上述第2金屬細線層於俯視時至少跨及包含上述天線部之區域而形成。 [發明之效果]

根據一態樣，於透明天線中，不易受接近之顯示器或觸控面板之素材之影響，可使天線之整體厚度變薄且提高天線性能。

以下，參照圖式對用以實施本發明之形態進行說明。下述各圖式中，有時對同一構成部分附註同一符號，省略重複之說明。以下，對應用本發明之透明天線之實施形態進行說明。

本發明之透明天線100作為一例，可應用於第5代移動通信系統(5G)、或第6代移動通信系統(6G)等。

＜電子機器＞使用圖1及圖2，對搭載包含本發明之透明天線100之顯示器模組D之通信裝置之一例即電子機器200之構成進行說明。圖1係顯示搭載本發明之顯示器模組D之電子機器200中透明天線100之位置之整體圖。圖2係圖1之電子機器200之A面剖視圖。

於圖1、圖2中，X方向指電子機器200之縱方向(機器之長邊方向)，Y方向指電子機器200之橫向(機器之短邊方向)，Z方向指電子機器200之高度方向。以下，定義XYZ座標系進行說明。又，為便於說明，俯視意指XY面視，使用將+Z方向側設為上側且將-Z方向側設為下側之上下方向、及相對於上下方向之橫向(側向)進行說明，但並非表示普遍之上下方向與橫向者。

又，於平行、直角、正交、水平、垂直、上下、左右等方向，容許不損失實施形態之揭示效果之程度之偏移。又，X方向、Y方向、Z方向分別表示平行於X軸之方向、平行於Y軸之方向、平行於Z軸之方向。X方向、Y方向及Z方向彼此正交。XY平面、YZ平面、ZX平面分別表示平行於X方向及Y方向之虛擬平面、平行於Y方向及Z方向之虛擬平面、平行於Z方向及X方向之虛擬平面。

電子機器200係例如智慧型手機、平板電腦、筆記型PC(Personal Computer：個人電腦)等資訊處理終端機。又，電子機器200未限定於該等，例如亦可為包含柱或壁等構造物、數位看板、電車內之顯示器面板之電子機器、或包含車輛中各種顯示器面板之電子機器等。

如圖1及圖2所示，電子機器200之上表面整體、或上表面之至少一部分配置有可執行顯示功能之顯示器模組D。且，本發明之透明天線100配置於顯示器面板220上之觸控面板(Touch Panel)230之上側。本發明之透明天線100之上側以經由透明蓋體240自電子機器200外可見，且可經由透明天線100自外側視認顯示器面板220之方式透明。

參照圖2，於電子機器200中，將顯示器面板220、觸控面板230、透明天線100、及透明蓋體240組合作為顯示器模組D(亦稱為顯示模組)。

電子機器200除顯示器模組D外，亦包含框體210、配線基板250、電子零件260A、260B、260C、260D及電池270等。

於圖1、圖2中，顯示有搭載透明天線100之電子機器200為智慧型手機之例，但搭載本發明之透明天線之電子機器只要為包含框體210、透明蓋體240、及顯示器面板220之電子機器，亦可為其他構成。此外，電子機器200亦可為未設置觸控面板230之機器。

框體210為例如金屬製及/或樹脂製之殼體，覆蓋電子機器200之下表面側及側面側。框體210具有作為周壁上端之開口端211，於開口端211安裝有透明蓋體240。框體210具有連通至開口端211之內部空間即收納部212，於收納部212收納有配線基板250、電子零件260A～260D及電池270等。

蓋玻片之一例即透明蓋體240係設置於最上面之透明玻璃板，具有俯視時與框體210之開口端211匹配之尺寸。透明蓋體240於本例中顯示大半為平面且橫向(±Y方向)之兩端部和緩地朝下側彎曲之形狀之玻璃板之例，但亦可為橫向上平板狀之玻璃板。或，透明蓋體240亦可為於電子機器200之縱向(±X方向)上兩端部亦和緩地朝下側彎曲之形狀。此處，對透明蓋體240為玻璃製之形態進行說明，但透明蓋體240亦可為樹脂製。

藉由將透明蓋體240安裝於框體210之開口端211，框體210之收納部212被密封。

透明蓋體240之上表面為透明蓋體240之外表面之一例，透明蓋體240之下表面為透明蓋體240之內表面之一例。於透明蓋體240之內表面側，設置透明天線100及觸控面板230。因透明蓋體240透明，故自電子機器200之外部經由透明蓋體240可見設置於內部之觸控面板230及顯示器面板220。

於配線基板250安裝電子零件260A～260C。於配線基板250，連接有自透明天線之傳送區域120(參照圖5)延伸之圖2虛線所示之供電線路等。配線基板250與透明天線100之傳送區域120可使用連接器或ACF(Anisotropic Conductive Film：各向異性導電膜)等連接，亦可使用其他構成要件連接。

電子零件260A作為一例，係經由配線基板250之配線連接於透明天線100之傳送區域120，進行經由透明天線100發送或接收之信號之處理之通信模組。又，中央之電子零件260B為例如相機。

電子零件260C、260D作為一例，係進行與電子機器200之動作關聯之資訊處理等之零件，例如藉由包含CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)、RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)、HDD(Hard Disk Drive：硬碟驅動器)、輸入輸出介面、及內部匯流排等之電腦而實現。

電池270為可充電之二次電池，供給顯示器模組D、及電子零件260A～260D等之動作所需之電力。

＜顯示器模組＞接著，說明顯示器模組D中之本發明之透明天線100之位置。圖3係顯示器模組D之剖視模式圖。

雖於圖2中省略記載，但如圖3所示，顯示器模組D於觸控面板230與透明蓋體240之間具有偏光板(Polarizer：起偏振鏡)280。又，雖於圖2中，以1個構件顯示，但透明天線100以夾著偏光板280之方式藉由第1透明基板101、與第2透明基板102之2個基板構成。

且，為於各基板之間，將基板彼此接著，而自外側按序設置有最外側之接著層即第1接著層291、由天線基板夾著之第2接著層292、第3接著層293、及最下側之接著層即第4接著層294。接著層291～294由透明光學黏著劑OCA(Optical Clear Adhesive：光學膠)構成。

於圖3中，觸控面板230顯示有未設置接著層而直接形成於顯示器面板220之表面上之「上置式(on-cell)觸控面板用金屬細線層」之例。然而，亦可於觸控面板230與顯示器面板220之間設置接著層。於圖3之構成中，設置於顯示器面板220上之觸控面板230作為顯示器模組D中相對於透明天線100之導電層(第1導電層)發揮功能。

另，圖2、圖3係顯示有於顯示器模組D中設置觸控面板230之例，但亦可不於電子機器200所搭載之顯示器模組D中，搭載觸控面板230。此時，顯示器面板220(例如OLED顯示器面板之陰極)作為顯示器模組D中相對於透明天線100之導電層發揮功能。導電層之面電阻為例如5 Ω/sq～20 Ω/sq。

導電層(觸控面板230或顯示器面板220)、與透明天線100之第2透明基板102上之第2金屬細線層即接地區域雖彼此未直流導通，但於天線之使用頻率等高頻意義下可交流地共用電力。即便可交流地共用電力，導電層與透明天線之第2金屬細線層亦可包含俯視時未重疊之區域。例如，於圖2之剖面中，顯示因透明天線相對於顯示器面板220部分地設置，故透明天線100相對於導電層為部分之例，但透明天線100突出至導電層外，藉此導電層相對於透明天線100亦可為部分。

顯示器面板220為例如液晶顯示器面板、有機EL(Electro-luminescence：電致發光)、或OLED(Organic Light Emitting Diode：有機發光二極體)顯示器面板，任一者之構成皆配置於顯示器模組D之最下側。

另，於顯示器模組D中，如圖1所示，因透明天線100部分地設置，故針對設置透明天線100之區域，亦可使觸控面板230、偏光板280、或/及接著層291～294較其他部分為薄，或設為未設置偏光板280、或/及接著層291～294之構造。藉此，於顯示器模組D中，可防止僅透明天線100之部分突起。

又，已知若透明天線100過厚，會產生可視認透明天線100之邊緣部、或空氣容易混入與接著層291～294之邊界之問題。透明天線100之第1透明基板101及第2透明基板102之厚度各自較佳為300 μm以下，進而較佳為150 μm以下，尤其較佳為100 μm以下。又，根據易操作性之觀點，透明天線100各者之透明基板101、102之厚度較佳為10 μm以上，進而較佳為50 μm以上。

再者，透明天線100若於上下方向具有後述之特定之重疊部，則第1透明基板101與第2透明基板102之基板大小於±X方向及±Y方向上亦可不同。又，構成透明天線100之透明基板101、102之基板之厚度可相同亦可不同，於不同時，較佳為第1透明基板101之厚度t1＜第2透明基板102之厚度t2之關係。

又，本發明之透明天線100如後所述，基板101與基板102不藉由配線連接，而以基板間可交流連接之方式，將夾在透明基板101、102之間的第2接著層292、偏光板280、第3接著層293作為介電質發揮功能。作為介電質之第2接著層292、偏光板280、第3接著層293之介電常數ε較佳為第1透明基板101之介電常數ε1與第2透明基板102之介電常數ε2之間之範圍內。

又，於圖1、圖2中，顯示有顯示器模組D之±Y方向之兩端部為和緩曲面之形狀之例，但顯示器模組D亦可為端面不彎曲之平面形狀。此時，透明天線100亦可為平面形狀。另，透明天線100部分地成為曲面時，後述之傳送區域成為曲面形狀。

＜透明天線之第1構成例＞接著，使用圖4～6對本發明之第1構成例之透明天線100之構成進行說明。圖4係本發明之第1構成例之透明天線100之立體圖。圖5係第1構成例之透明天線100之說明圖，(A)係第1透明基板101之自+Z方向而視之俯視圖，(B)係第1透明基板101之自-Z方向而視之仰視圖。又，圖5(C)係第2透明基材102之自+Z方向而視之俯視圖，(D)係第2透明基材102之自-Z方向而視之仰視圖。另，如圖1所示透明天線100之一部分沿曲線配置之情形，於圖4中，亦將彎折透明天線100前之狀態顯示為平行於XY平面。

於本構成例中，透明天線100於第1透明基板(亦稱為第1透明基材)101之上表面(表面)側設置有天線圖案110、及傳送區域120。本構成之天線圖案110為貼片型天線之一例。且，於第2透明基板102(亦稱為第2透明基材)之下表面(背面)側，設置有接地層即接地區域130。

如圖3所示，於第1透明基板101與第2透明基板102之間，設置有第2接著層292、偏光板280、第3接著層293，藉此於透明天線100中，圖4所示之第1透明基板101與第2透明基板102之基板間距離ds離開約150 μm。

再者，如圖4所示，天線圖案110設置於第1透明基板101之上表面側，接地區域130設置於第2透明基板102之下側，因而金屬細線層即天線圖案110與接地區域130之距離dm離開約500 μm。金屬細線層間之離開距離dm為100 μm以上，較佳為200 μm以上，更佳為300 μm以上。

如圖3所示，第2透明基板102夾著接著層294，配置於觸控面板230或顯示器面板220之上方。因此，相對於偏光方向之折射率差(Δn)與基板之厚度(d)之積(Δnd)即相位差(retardation)δ2越低越佳。另一方面，第1透明基板101因自觸控面板230或顯示器面板220離開，故相位差δ1亦可不低。因此，第1透明基板101與第2透明基板102中之相位差較佳為δ1≧δ2之關係，亦可為δ1＞δ2。

為滿足上述相位差，第1透明基板101為PET(聚對苯二甲酸乙二酯樹脂)或COP(環烯聚合物)，第2透明基板102為例如COP。例如，PET之相位差為100 μm之厚度，5061.7 nm，COP之相位差為100 μm之厚度，3.77 nm。

如上所述，相位差係於相同厚度之情形，因基板之素材引起之複折射率而增減之值，即對圖像之鮮明性等造成影響之量。因此，相位差使用可視光區域(波長380 nm～780 nm)之光進行評估。

另一方面，介電常數係天線特性相關之量。因此，介電常數係於使用之電波之波長範圍內評估。第2透明基板102之介電常數ε2較佳低於第1透明基板101之介電常數ε1。藉由ε2較低，第2金屬細線層之金屬細線間之間距電性變窄，故抑制電波自第2金屬細線層朝下側洩漏。例如，構成第1透明基板101之PET之介電常數於35 GHz時為3.31，構成第2透明基板102之COP之介電常數於35 GHz時為2.31。

再者，為確保透明天線100無色透明，各基板101、102之透過率較佳為80%以上，任一者之透明基板101、102皆為可沿Z方向及/或X方向彎折之可撓性基板。

於本構成之透明天線100中，於上側之第1透明基板101中，天線圖案110設置於第1透明基板101之長邊方向之中央附近。本構成之天線圖案110為貼片型天線之一例。

天線部即天線圖案110具有第1線條元件111、及面狀貼片元件112。

詳細而言，第1線條元件111係一端成為與傳送區域120之信號線121連接之供電點F，自供電點F沿傳送方向即第1方向(+Y方向)延伸。第1線條元件111之另一端與面狀貼片元件112連接。

面狀貼片元件(亦稱為貼片部、貼片元件)112係具有特定面積之大致四邊形之貼片型天線。於面狀貼片元件112中，-Y方向上之與第1線條元件111之邊界附近，形成有槽部113、114。於本構成中，天線圖案110之全部元件設置於第1透明基板101之上表面側即+Z側。貼片元件112之槽部113、114係為取得貼片元件112之周邊構件之厚度或介電常數、及根據貼片元件尺寸決定之放射電阻、與供電線路阻抗之匹配而設置。

此處，若將面狀貼片元件112中之第1方向之長度設為Y112，將第2方向之長度設為X112，則將透明天線100之共振頻率f1(28 GHz)中之第1透明基板101上之波長設為λ ₀₁，將Y112設定為約0.5 λ ₀₁之整數倍，X112設定為較1.0 λ ₀₁更小之值。因此，欲使頻帶f1之天線增益提高之情形，較佳將定義面狀貼片元件112之大小之X112、Y112例如分別調整至約2.5 mm之±10%以內。

又，傳送部即傳送區域(亦稱為供電區域)120配置於第1透明基板101之長邊方向端部(-Y方向側端部)。於本構成例中，傳送區域120為共平面波導，具有於+Z側之表面於基板101之短邊方向(±X方向)之中央延伸之信號線(亦稱為信號線路、傳送線)121、及於短邊方向上以夾著信號線121之狀態接地之面狀接地部122、123。傳送信號(電力)之信號線121之傳送方向之前端與天線圖案110之第1線條元件111電性連接，其連接點成為供電點F。

於本構成例中，構成傳送區域120之信號線121及接地部122、123之任一者皆僅設置於第1透明基板101之上表面側(+Z側)。因此，於本構成之第1透明基板101中，作為第1金屬細線層發揮功能之天線圖案110及傳送區域120之構成要件全部設置於第1透明基板101之上表面側(+Z側)之同一平面上。

傳送區域120之信號線121於透明天線100裝入電子機器200時，與配線基板250或通信用電路即電子零件260A電性連接，被供給電力P。於圖4中，作為一例，傳送區域120顯示有距-Y方向側之端部約1/2之構成。另，傳送區域120之範圍亦可為-Y方向側之1/4～3/4左右。

又，於圖4中，說明有傳送區域120之端部延伸至第1透明基板101之端部(-Y側端部)之例，但傳送區域120之一部分或全部亦可位於較第1透明基板101之周緣更外側。又，藉由靈活地形成傳送區域120，亦可將傳送區域120繞行至顯示器模組D之側端或背面，且可於側面或背面側電性連接。

另一方面，於透明天線100之下側之第2透明基板102中，作為第2金屬細線層之接地區域130設置於第2透明基板102之長邊方向之中央附近～+Y側。

其中，設置於第2透明基板102之接地區域130未限定於圖4、圖5之構成，接地區域130只要如下構成即可：於基板102之長邊方向(±Y方向)上，面狀貼片元件112之全域、與傳送區域120之接地部122、123之至少一部分於俯視時重疊。又，設置於第2透明基板102之接地區域130只要如下構成即可：於短邊方向(±X方向)上，面狀貼片元件112之全域、與傳送區域120之接地部122、123之至少一部分於俯視時重疊。或，亦可於第2透明基板102之-Z側之面整體，設置有接地區域130。

此處，設置於第2透明基板102之接地區域130未藉由配線與第1透明基板101連接，但期望接地區域130與第1透明基板101之傳送區域120之接地部122、123交流地共用。因此，接地區域130、與傳送區域120之接地部122、123較佳於Y方向上重疊且形成有重疊部Ov。尤其，重疊部Ov於Y方向上只要在0.25 λ ₀₁以上即可，進而，若為0.25 λ ₀₁之奇數倍，則因重疊之部分作為扼流圈而動作，故更佳。

又，接地區域130較佳於+Y側，至少蓋住作為貼片天線之第1線條元件111與面狀貼片元件112之區域全域，進而相對於面狀貼片元件112之端部，具有Y方向上+2.5 mm且X方向上2.5 mm之餘裕而配置。

即，接地區域130較佳如圖5(D)之一點鏈線所示，X130為7.5 mm以上，Y130為7.5 mm以上。

於圖4、圖5中，雖顯示有第1基板101、與第2透明基板102之縱、橫之尺寸相等(X101=X102，Y101=Y102)且於上下方向全部重疊之構成例，但於本發明之透明天線100中，第1基板101與第2透明基板102之縱、橫之尺寸亦可不同，亦可為於上下方向僅一部分重疊之構成。2個基板101、102中尺寸或位置偏移之情形，至少於XY方向上，第2基板102之接地區域130與貼片天線即天線圖案110之區域全域重疊，且Y方向上接地區域130以與傳送區域120之接地部122、123重疊0.25波長以上之方式蓋住背面側即可。

此處，圖4、圖5中顯示為網格狀之天線圖案110、傳送區域120、及接地區域130由下述圖6所示之透明導體構成。

＜透明天線之透明導體(金屬細線層)＞圖6係本發明之透明天線100之透明導體30之說明圖。透明導體30形成於第1透明基板101及第2透明基板102之最表面，作為一例，用作構成圖4及圖5所示之天線圖案110、傳送區域120、及接地區域130者。透明導體30係人類之視力越難確認，光透過性越高之導體。

詳細而言，透明導體30係為提高光透過性，作為一例形成為網格狀之導電線路之層即金屬細線層。如圖6所示，於網格狀之金屬細線層中，以於一方向延伸之複數條金屬細線31、與於另一方向延伸之複數條金屬細線32交叉之方式設置，且空開網眼狀之間隙(孔徑)即開口部(透孔)33。

於透明導體30形成為網格狀時，網格之開口部33可為方形，亦可為菱形。於將網格之開口部33形成為方形時，網格之眼較佳為正方形，設計性較佳。又，網格之開口部33亦可為依據自組織化法之隨機形狀，藉此可抑制波紋。構成網格之金屬細線31、32各自之線寬w31、w32較佳為1～10 μm，進而較佳為1～5 μm。又，網格之複數條金屬細線31間、及複數條金屬細線32間之線間隔(亦稱為孔徑、間距)p31、p32較佳為50～500 μm，進而較佳為100～400 μm。

透明導體30中之相對於網格整體之開口部33之面積之比例即開口率較佳為80%以上，進而較佳為90%以上。透明導體30之開口率越大，透明導體30之可視光透過率越可提高。

於透明導體30形成為網格狀之情形，透明導體30之厚度亦可為1～40 μm。藉由透明導體30形成為網格狀，透明導體30即便較厚，亦可提高可視光透過率。透明導體30之厚度更佳為5 μm以上，進而較佳為8 μm以上。又，透明導體30之厚度更佳為30 μm以下，進而較佳為20 μm以下，尤其較佳為15 μm以下。

另，於透明導體30中，與網格狀之細線之線寬(導體寬度)w31、w32相比，導體厚度t設定得較小。這是因為若縱橫比超過1，則構造上不平衡，容易損壞，此外，製造亦有困難。其中，導體厚度t越厚，可使薄層電阻值越小，因而作為天線之效率，導體厚度t越厚越佳，因而t較佳為小於w且盡可能大之值。

另，作為透明導體30之金屬細線31、32之導體材料，列舉銅，此外亦可使用銀、鋁、鉻、鎳、金、鉑、錫、鐵等金屬材料，又，未限定於該等材料。

以此種透明導體30實現之天線圖案110、傳送區域120及接地區域130為透明，光透過性高而為人類之視力難以確認之程度，且可作為導體發揮功能。又，構成該等金屬細線層之透明導體30例如其面電阻為5 Ω/sq以下，更佳為1 Ω/sq以下，進而較佳為0.5 Ω/sq前後。

此處，如圖3所示，透明天線100上側之第1透明基板101設置於較偏光板280更靠表面側。因此，構成形成於第1透明基板101之天線圖案110及傳送區域120之金屬細線層不易反射可視光，較佳進行黑化處理。於黑化處理中，以包含氧化銅(CuO)或氮化銅(CuN)之材料塗佈金屬細線之表面。另，對於設置於較偏光板280更靠內面側之第2透明基板102之金屬細線層即接地區域130之金屬細線，可省略該加工。

此處，一般而言，於貼片天線中，藉由接地導體屏蔽貼片天線之背面側，因而認為即便各種表面電阻值之導電體與天線接近配置，依然穩定。另一方面，一般認為貼片天線接地層與天線圖案之層隔開，則天線特性提高。

因此，針對包含貼片型天線之透明天線中有無接地層、使天線圖案與接地層之距離變化之情形，對天線性能進行了比較、檢討。

＜實驗例1(模擬例)＞因此，本申請案發明者們針對圖4所示之本發明之透明天線100之上下設置透明蓋體240與具有電阻之金屬導體M之狀態之仿顯示器模組，進行了各種模擬。

圖7係顯示相對於本發明之第1構成例之透明天線，以透明蓋體與模仿顯示器之電阻體夾著之仿顯示器模組SD之說明圖。於圖7中，(A)係仿顯示器模組SD之剖視模式圖，(B)係仿顯示器模組SD之立體圖。

詳細而言，於仿顯示器模組SD之最下側，配置模仿顯示器或觸控面板之作為電阻體之薄層電阻率為1 Ω/sq(有時亦記載為歐姆每平方、Ω/□)之金屬導體M。於該金屬導體M上配置第4接著層294。

接著，如圖7(A)所示，於第4接著層294與第3接著層293之間，設置透明天線100之下側基板即第2透明基板102。其上，配置第3接著層293、偏光板280、第2接著層292，且於其上，設置透明天線100之上側之基板即第1透明基板101。接著，於第1透明基板101上配置第1接著層291、與透明蓋體240。

為比較檢證本發明之天線特性，本發明者們製作圖8所示之比較例1之仿顯示器模組SDx、與圖9所示之比較例2之仿顯示器模組SDy，進行增益之模擬。

圖8係顯示包含比較例1之透明天線之仿顯示器模組SDx之(A)剖視圖、及(B)立體圖。

於圖8之仿顯示器模組SDx中，與圖7之構成比較，不同點在於，未設置第2透明基板102與第4接著層294。因此，於該仿顯示器模組SDx中，未設置屏蔽天線圖案110之下側之接地區域。

圖9係顯示包含比較例2之透明天線之仿顯示器模組SDy之(A)剖視圖、及(B)立體圖。

於圖9之仿顯示器模組SDy中，與圖7之構成比較，不同點在於，未設置第2透明基板102與第4接著層294，於第1透明基板101Y之背面設置接地區域190，於上表面側之傳送區域中，於上表面側未設置接地部122、123，僅設置信號線121Y。又，不同點在於，偏光板280Y之位置較透明天線之基板101Y更上方。

下述，對以圖7之仿顯示器模組SD、圖8之比較例1之仿顯示器模組SDx、及圖9之比較例2之仿顯示器模組SDy進行模擬之增益進行說明。

模擬該增益時之圖7之仿顯示器模組SD之透明天線100之各部之尺寸為： X240：15 mm Y240：15 mm X101：7.5 mm Y101：10 mm X102：15 mm Y102：12 mm L111：0.5 mm X112：2.5 mm Y112：2.5 mm W121：0.4 mm X120：5.6 mm Y120：5 mm X130：15 mm Y130：12 mm 藉此，基板101之接地部122、123、與基板102之接地區域130之重疊之Y方向之長度為2 mm。

又，構成天線圖案110、傳送區域120、及接地區域130之金屬細線層即透明導體30之尺寸若將單位設為μm，則為：透明導體30之導體厚度：2 μm 導體寬度w31、w32：3 μm 線間隔p31、p32：100 μm(200 μm) 透明導體之面電阻為約0.5 Ω/sq。

又，圖7所示之本發明之仿顯示器模組SD中之層之各部之厚度若將單位設為μm，則為：透明蓋體240之厚度：500 第1接著層291之厚度：150 透明導體30(110、120)之厚度：2 第1透明基板101之厚度：100 第2接著層292之厚度：150 偏光板280之厚度：150 第3接著層293之厚度：150 第2透明基板102之厚度：125 透明導體30(130)之厚度：2 第4接著層294之厚度：150 尤其，透明基板101、102之厚度分別為100μm、125μm。

藉此，本例中，透明基板101之上側之天線圖案110、與透明基板102之下側之接地區域130之距離dm為675 μm，設置天線部之基板101與設置背景之基板102之基板間距離ds為450 μm。另，因將被設定表面電阻之表面阻抗設定為邊界條件，故關於金屬導體M，為不存在厚度之設定。

且，圖7所示之本發明之仿顯示器模組SD中之介電質即各層之各部之24～35 GHz之介電常數如下所述。透明蓋體240：6.7 第1接著層291：2.6 第1透明基板101：3.2 第2接著層292：2.6 偏光板280：2.9 第3接著層293：2.6 第2透明基板102：2.4 第4接著層294：2.6

圖8所示之比較例1之仿顯示器模組SDx中之層之各部之厚度係與SD各層同樣，上述之第2透明基板102、與設置於第2透明基板102之透明導體30(130)、及第4接著層294無厚度。又，於該構成中，金屬導體M作為仿貼片天線之背景導體發揮功能，金屬導體M之面電阻為1.0 Ω/sq。於該構成中，自天線圖案110至金屬導體M之距離為550 μm。設置有天線部之基板101與金屬導體M之基板間距離為450 μm。

圖9所示之比較例2之仿顯示器模組SDy中之層之各部之厚度與SD各層同樣，上述之第2透明基板102、與設置於第2透明基板102之透明導體30(130)、及第4接著層294無厚度，於第1透明基板101Y之背面設置有接地區域190。又，於該構成中，接地區域190作為貼片天線之背景導體發揮功能，接地區域190之面電阻為0.5 Ω/sq。於本構成例中，自天線圖案110至接地區域190之距離為第1透明基板101Y之基板厚度，例如100 μm。

圖10顯示圖7之包含本發明之透明天線之仿顯示器模組SD、圖8之包含比較例1之透明天線之仿顯示器模組SDx、圖9之包含比較例2之透明天線之仿顯示器模組SDy中進行電磁場解析時之各頻率之增益。

於圖10之圖表中，若比較最大增益，則比較例1之仿顯示器模組SDx中，最大增益為+2.7 dB，於比較例2之仿顯示器模組SDy中，最大增益為+0.2 dB，於本發明之仿顯示器模組SD中，最大增益為+3.0 dB。

又，若比較25～30 GHz之5G頻帶前後之頻率之增益，則增益按本發明之SD＞比較例1之SDx＞比較例2之SDy之順序變大。

此處，貼片天線之增益(放射效率)由下述2點決定。 (1)天線元件與接地導體之距離越遠越佳 (2)背景導體之電阻越低越佳

於比較例2中，因作為背景導體之接地區域190於同一基板內接近，故因(1)之理由，如圖10之圖表之一點鏈線所示，增益較實線所示之本發明之顯示器模組SD更低。藉此，可知與將背景導體設置於與天線部同一基板之情形相比，設置於其他基板，擴大天線圖案110與接地區域130之距離，可提高5G頻帶之增益及最大增益。

另一方面，於比較例1中，背景導體為金屬導體M，金屬導體M與由金屬細線層構成之接地區域130相比，電阻值更大，因而即便基板間距離大致相同，亦因(2)之理由，如圖10之虛線所示，增益較實線所示之本發明之顯示器模組SD更低。於本實驗中，顯示有金屬導體M之電阻為1.0 Ω/sq之例，但實際之觸控面板或顯示器面板有電阻進而更高之可能性。因此，如本發明所示，若與金屬導體M分開設置低面電阻值且作為背景導體之接地區域，則於貼片天線之增益之點上較佳。

如此，藉由圖10之圖表所示之比較例1與比較例2之比較，與金屬導體分開設置接地層，且該層為自形成有天線圖案之基板離開之專用基板，藉此可謂於本發明之構成中，提高貼片天線之天線特性。

＜實驗例2＞圖11係顯示透明天線之第2透明基板102、與框體之接地有無連接之實驗之模式圖。圖12係顯示圖11之第2透明基板與框體有連接之情形與無連接(浮動)之情形之觸控面板之SN比之表。

於圖12中，第1列顯示將未設置網格之第2透明基板配置於觸控面板上之狀態，第2～5列顯示將設置有構成金屬細線層之網格之第2透明基板配置於觸控面板上之狀態。於圖12之表之左欄中，顯示有構成圖6所示之透明導體即金屬細線層之網格之種類。作為網格之種類，使用網格線寬w=4 μm、網格線間隔(間距)p=120 μm、與網格線寬w=4 μm、間距p=60 μm之2種網格。中央欄顯示有圖11所示之第2透明基板與框體之接地部有無連接。右欄顯示如圖11所示手指於最上表面上動作時之透明天線之下之觸控面板之SN比。另，左欄中無之情形，意指未將透明天線設置於觸控面板上之情形。

比較圖12之第2、4列與第3、5列，可知使用任一者之網格作為透明導體時，浮動狀態之SN比自第1列所示之未設置透明天線之構造之下降幅度皆較小。又，比較第2、3列與第4、5列，可知有線間隔p越大，開口越大，則SN比之下降幅度越小之傾向。

＜透明天線之第2構成例＞接著，使用圖13、圖14，說明本發明之第2構成例之透明天線100A。

圖13係本發明之第2構成例之透明天線100A之立體圖。圖14係第2構成例之透明天線100A之說明圖，(A)係第1透明基板101A之俯視圖，(B)係第1透明基板101A之仰視圖。又，圖14(C)係第2透明基板102之俯視圖，(D)係第2透明基板102之仰視圖。另，如圖1所示，於透明天線沿曲線配置之情形，於圖13、圖14中，亦將彎折透明天線前之狀態顯示為平行於XY平面。

於本構成例之透明天線100A中，於第1透明基板101A中，傳送區域140由微帶線構成之點與第1構成例不同，其他點共通。

於本構成例中，傳送部即傳送區域(亦稱為供電區域)140為微帶線，具有於+Z側(表面側)之表面於基板之短邊方向(±X方向)之中央延伸之信號線141、及於+Z側(背面側)之表面自-Y側之端部起於短邊方向之全域朝+Y側接地特定範圍之面狀接地部142。藉由此種構成，傳送區域140配置於第1透明基板101A之長邊方向端部(-Y方向側端部)。傳送信號(電力P)之信號線141之傳送方向之前端與天線圖案110之第1線條元件111電性連接，其連接點成為供電點FDa。

於本構成例中，構成傳送區域140之信號線141設置於第1透明基板101A之上表面側(+Z側)，接地部142設置於第1透明基板101A之下表面側(-Z側)。微帶線之接地部142用於傳送區域用之接地區域，位於第1透明基板101a中未設置天線圖案110之部分之下側。

又，於透明天線100A之下側之第2透明基板102中，與第1構成例同樣，作為第2金屬細線層之接地區域130設置於第2透明基板102之長邊方向之中央附近～+Y側。

其中，設置於第2透明基板102之接地區域130未限定於圖13、圖14之構成，接地區域130只要如下構成即可：於長邊方向(±Y方向)上，面狀貼片元件112之全域、與傳送區域140之接地部142之至少一部分於俯視時重疊。又，設置於第2透明基板102之接地區域130只要如下構成即可：於短邊方向(±X方向)上，面狀貼片元件112之全域、與傳送區域140之接地部142之至少一部分於俯視時重疊。或，亦可於第2透明基板102之-Z側之面整體，設置有接地區域130。

此處，設置於第2透明基板102之接地區域130未藉由配線與第1透明基板101A連接，但期望接地區域130與第1透明基板101A之傳送區域140之接地部142交流地共用。因此，接地區域130、與傳送區域140之接地部142之Y方向之重疊部Ov只要為0.25波長(λ ₀₁)以上即可，進而若為0.25波長之奇數倍，則因重疊之部分作為扼流圈而動作，故更佳。關於重疊之上限，根據節約空間之觀點，較佳為2.5波長以下，更佳為1波長以下，進而較佳為0.8波長以下。

於本發明中，第1構成例、第2構成例皆為透明天線使天線圖案用之基板、與接地用之基板之2個基板離開而構成。因此，為確保特定之增益，即便於天線中之天線圖案與天線背面之接地區域需要距離之情形，亦可不使透明天線自身之厚度太厚地實現透明天線。

例如，於電子機器中，於對透明天線容許之厚度為100 μm以下般制約較大之情形，亦藉由於天線圖案、與天線背面之接地區域保持特定距離，且使各基板之厚度變薄，而可使透明天線變薄且收斂於厚度之制約內。

以上，對本發明之例示性實施形態之透明天線進行說明，但本發明並非限定於具體揭示之實施形態者，於不脫離申請專利範圍之情況下，可進行各種變化或變更。

本國際申請案係基於2020年8月27日申請之日本專利申請案2020-143919號而主張優先權者，且將2020-143919號之全部內容引用於本國際申請案中。

30:透明導體(金屬細線層) 31:金屬細線 32:金屬細線 33:開口部 100:透明天線 100A:透明天線 101:第1透明基板(第1透明基材) 101A:第1透明基板(第1透明基材) 101Y:第1透明基板 102:第2透明基板(第2透明基材) 110:天線圖案(天線部、貼片天線、透明導體、第1金屬細線層) 111:第1線條元件 112:面狀貼片元件 113:槽部 114:槽部 120:傳送區域(產生部、供電區域、共平面傳送路、第1金屬細線層) 121:信號線 121Y:信號線 122:接地部 123:接地部 130:接地區域(透明導體、第2金屬細線層) 140:傳送區域(傳送部、供電區域、微帶線、第1金屬細線層) 141:信號線 142:接地部 190:接地區域 200:電子機器 210:框體 211:開口端 212:收納部 220:顯示器面板 230:觸控面板 240:透明蓋體(蓋玻片) 250:配線基板 260A,260B,260C,260D:電子零件 270:電池 280:偏光板(介電質) 280Y:偏光板 291:第1接著層 292:第2接著層(介電質) 293:第3接著層(介電質) 294:第4接著層 D:顯示器模組 d:基板厚度 dm:天線圖案與接地區域之金屬細線層間之距離 ds:第1透明基板與第2透明基板之基板間距離 F:供電點 FD:供電點 FDa:供電點 f1:共振頻率 L111:尺寸 M:金屬導體 Ov:重疊部 P:電力 p:線間隔 p31,p32:線間隔 SD:仿顯示器模組 SDx:仿顯示器模組 SDy:仿顯示器模組 t:導體厚度 t1:厚度 t2:厚度 w31,w32:線寬 W121:尺寸 X101:尺寸 X102:尺寸 X112:面狀貼片元件之第2方向之長度 X120:尺寸 X130:尺寸 X240:尺寸 Y101:尺寸 Y102:尺寸 Y112:面狀貼片元件之第1方向之長度 Y120:尺寸 Y130:尺寸 Y240:尺寸 ε1:介電常數 ε2:介電常數 λ ₀₁:波長 Δn:折射率差 δ1:相位差 δ2:相位差

圖1係顯示搭載顯示器之電子機器中透明天線之位置之整體圖。圖2係圖1之電子機器之AA面剖視圖。圖3係顯示顯示器模組之細節之剖視分解圖。圖4係本發明之第1構成例之透明天線之立體圖。圖5係第1構成例之透明天線之(A)第1透明基材之俯視圖，(B)第1透明基材之仰視圖，(C)第2透明基材之俯視圖，(D)第2透明基材之仰視圖。圖6係本發明之透明天線之透明導體之說明圖。圖7係顯示相對於本發明之第1構成例之透明天線，以透明蓋體與模仿顯示器之電阻體夾著之仿顯示器模組之(A)剖視圖、及(B)立體圖。圖8係顯示包含比較例1之透明天線之仿顯示器模組之(A)剖視圖、及(B)立體圖。圖9係顯示包含比較例2之透明天線之仿顯示器模組之(A)剖視圖、及(B)立體圖。圖10係顯示圖7之包含本發明之透明天線之仿顯示器模組、圖8之包含比較例1之透明天線之仿顯示器模組、圖9之包含比較例2之透明天線之仿顯示器模組中，各頻率之增益之圖。圖11係顯示透明天線之第2透明基材、與接地基板有無連接之實驗之模式圖。圖12係顯示圖11之有連接之情形與無連接(浮動)之情形之觸控面板之SN比(Signal to Noise Ratio：信噪比)之表。圖13係本發明之第2構成例之透明天線之立體圖。圖14係第2構成例之透明天線之(A)第1透明基材之俯視圖，(B)第1透明基材之仰視圖，(C)第2透明基材之俯視圖，(D)第2透明基材之仰視圖。

100:透明天線

101:第1透明基板(第1透明基材)

102:第2透明基板(第2透明基材)

110:天線圖案(天線部、貼片天線、透明導體、第1金屬細線層)

111:第1線條元件

112:面狀貼片元件

120:傳送區域(產生部、供電區域、共平面傳送路、第1金屬細線層)

121:信號線

122:接地部

123:接地部

130:接地區域(透明導體、第2金屬細線層)

dm:天線圖案與接地區域之金屬細線層間之距離

ds:第1透明基板與第2透明基板之基板間距離

FD:供電點

Claims

一種透明天線，其具備第1透明基材、第2透明基材、該第1透明基材上之第1金屬細線層、及該第2透明基材上之第2金屬細線層；且上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層之開口率為80%以上；上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層之面電阻為5 Ω/sq以下；上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層未直流導通；上述第1透明基材與上述第2透明基材離開100 μm以上；上述第1金屬細線層具有貼片狀之天線部；上述第2金屬細線層於俯視時至少跨及包含上述天線部之區域而形成。
如請求項1之透明天線，其中上述第1金屬細線層位於上述第1透明基材之上側，上述第2金屬細線層位於上述第2透明基材之下側。
如請求項1或2之透明天線，其中上述第1透明基材在100 μm厚度下之相位差δ1為1以上10000以下，上述第2透明基材在100 μm厚度下之相位差δ2為0.1以上1000以下，且δ1≧δ2。
如請求項3之透明天線，其中上述第1透明基材之介電常數ε1與上述第2透明基材之介電常數ε2為ε1≧ε2之關係。
如請求項3或4之透明天線，其中上述第1透明基材為PET或COP，上述第2透明基材為COP。
如請求項1至5中任一項之透明天線，其中上述第1金屬細線層具有傳送部，上述傳送部為共平面波導；上述共平面波導之信號線及接地部設置於上述第1透明基材之上側。
如請求項1之透明天線，其中上述第1金屬細線層具有傳送部；上述傳送部為微帶線；上述微帶線之信號線位於上述第1透明基材之上側，上述微帶線之接地部位於上述第1透明基材中未設置上述天線部的部分之下側。
如請求項6或7之透明天線，其中上述第1金屬細線層之傳送部之接地部、與上述第2金屬細線層於俯視時包含重疊部。
如請求項8之透明天線，其中上述重疊部之寬度為0.25波長以上～2.5波長以下。
一種顯示器模組，其具備：透明天線；介電質；及顯示器面板；且上述透明天線具備：設置有第1金屬細線層之第1透明基材、及設置有第2金屬細線層之第2透明基材；且上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層之開口率為80%以上；上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層之面電阻為5 Ω/sq以下；上述第1金屬細線層與上述第2金屬細線層未直流導通；上述第1透明基材與上述第2透明基材離開100 μm以上；上述第1金屬細線層具有貼片狀之天線部；上述第2金屬細線層於俯視時至少跨及包含上述天線部之區域而形成；上述介電質設置於上述第1透明基材與上述第2透明基材之間。
如請求項10之顯示器模組，其中上述第1透明基材之介電常數ε1與上述第2透明基材之介電常數ε2為ε1≧ε2之關係。
如請求項10或11之顯示器模組，其中上述介電質為偏光板。
如請求項10至12中任一項之顯示器模組，其中於上述透明天線之上述第2透明基材之下側，具有第1導電層；且上述第1導電層之面電阻為5 Ω/sq～20 Ω/sq。
如請求項13之顯示器模組，其中上述第1導電層具有作為設置於上述顯示器面板上之觸控面板、或構成上述顯示器面板之OLED顯示器面板之陰極之功能。
如請求項13或14之顯示器模組，其中上述第1導電層、與上述透明天線之上述第2金屬細線層彼此未直流導通。
如請求項13至15中任一項之顯示器模組，其中上述第1導電層、與上述透明天線之上述第2金屬細線層包含俯視時未重疊之區域。