(19) Korean Intellectual Property Office (KR)
`(12) Publication of Registered Patent (A)
`(51)
`International Patent Classification (Int. Cl.)
`H01Q 7/00 (Jan. 2006) H01Q 1/38 (Jan. 2015)
`H02J 17/00 (Jan. 2006)
`Application No.
`Application date
`Examination request date
`
`10-2013-0084474
`July 18, 2013
`July 18, 2013
`
`(21)
`(22)
`
`Published Patent 10-2015-0010063
`
`(11) Publication No.
`(43) Publication Date
`
`10-2015-0010063
`January 28, 2015
`
`(71)
`
`(72)
`
`(74)
`
`Applicant
`Exax Inc.
`141-30, 1-gongdan-ro 4-gil (Gongdan-dong), Gumi-si,
`Gyeongsangbuk-do
`Inventors
`KIM, Jong-Tae
`406-904, Hahan Jugong 4 Danji Apt., 36, Anhyeon-ro,
`Gwangmyeong-si, Gyeonggi-do
`CHO, Keun-Ho
`#168, Gwangmyeong Town House, 11-48, Dongwon-ro 2-
`gil, Suseong-gu, Daegu
`LEE, Young-Kuk
`8-1, Digital-ro 48-na-gil, Yeongdeungpo-gu, Seoul
`Agent
`LEE, Dong-Gun
`
`Total number of claims: Total of 5 claims
`
`(54) Title of Invention ANTENNA STRUCTURE FOR NEAR FIELD COMMUNICATION
`(57) Abstract
`
`An antenna structure for near field communication comprises a base, a non-contact power receiving coil unit disposed in the
`center of the upper portion of the base and having a loop shape, and a loop antenna unit disposed on the upper portion of the
`base and having a first loop antenna pattern formed to surround by being spaced apart from the non-contact power receiving
`coil unit and a second loop antenna pattern electrically connected to the first loop antenna and formed in a loop of the non-
`contact power receiving coil unit.
`
`Representative figure - Fig. 1
`
`-1-
`
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`
`SAMSUNG EXHIBIT 1005
`
`

`

`Published Patent 10-2015-0010063
`
`Scope of claims
`
`Claim 1
`
`An antenna structure for near field communication comprising a base;
`
`a non-contact power receiving coil unit disposed in the center of the upper portion of the base and having a loop shape; and
`
`a loop antenna unit disposed on the upper portion of the base and having a first loop antenna pattern formed to surround by
`being spaced apart from the non-contact power receiving coil unit and a second loop antenna pattern electrically connected to
`the first loop antenna and formed in a loop of the non-contact power receiving coil unit.
`
`Claim 2
`
`The antenna structure for near field communication of claim 1, wherein the loop antenna unit comprises
`
`a flexible substrate having the first and second loop patterns formed on one surface thereof;
`
`first connection lines formed on the other surface of the flexible substrate and electrically connecting the first and second loop
`antenna patterns to antenna pads, respectively; and
`
`a second connection line formed on the other surface of the flexible substrate and electrically connecting the first and second
`loop antenna patterns to each other.
`
`Claim 3
`
`The antenna structure for near field communication of claim 1, wherein the first and second loop antenna patterns are
`capacitively coupled.
`
`Claim 4
`
`The antenna structure for near field communication of claim 1, wherein the first and second loop antenna patterns are at least
`one selected from the group consisting of conductive materials composed of copper, silver-coated copper, aluminum, and
`conductive carbon.
`
`Claim 5
`
`The antenna structure for near field communication of claim 1, wherein the base is made of ferrite or an electromagnetic wave
`absorbing material.
`
`Specification
`
`Technical field
`
`[0001] The present invention relates to an antenna structure for near field communication. More particularly, the present
`invention relates to an antenna structure for near field communication capable of non-contact charging and near field
`communication by generating an induced electromotive force.
`
`Background art
`
`[0002] A power supply is required to operate various mobile communication terminals represented by a mobile phone and for
`this purpose, a battery needs to be installed, and a multi-use rechargeable battery is widely used instead of a single-use battery
`as the battery for mobile communication terminals.
`
`[0003] Traditionally, the wired charging method has been widely used for charging batteries for mobile communication
`terminals, but wired charging not only limits mobility, which is the greatest advantage of a mobile communication terminal,
`but also has a problem in that the charging performance deteriorates due to aging of the charging terminal caused by repeated
`detachment.
`
`[0004] A non-contact (wireless) charging method has been introduced for charging mobile phones, which is the representative
`mobile communication terminal. The principle of the most common non-contact charging is induced current, and according to
`this principle, when a mobile phone with a built-in secondary coil is placed on top of the primary coil installed in the non-
`contact charger, an induced electromotive force is generated in a frequency band of several hundred kHz (e.g., 300 kHz or less)
`between the primary and secondary coils, charging the battery of the mobile phone.
`
`
`
`
`
`-2-
`
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`
`

`

`Published Patent 10-2015-0010063
`
`[0005] As such, to apply the non-contact charging to the mobile communication terminal, a coil capable of generating an
`induced electromotive force, that is, a loop antenna in the form of a spiral coil (hereinafter referred to as an antenna) is required.
`
`[0006] In general, an antenna for non-contact charging is installed on the battery cover of a mobile phone and recently, as the
`charging circuit to which the antenna is connected became miniaturized and incorporated into the body of the mobile phone,
`only the antenna (unit) remains on the battery cover.
`
`[0007] Meanwhile, separate from the environment of non-contact charging, the wireless environment of RFID (Radio
`Frequency Identification: wireless identification) is widely used in mobile communication terminals and for example, when
`an NFC chip that realizes Near Field Communication (NFC) is installed in a mobile phone, equipped with a non-contact smart
`card such as a USIM card, and brought nearby an external RF reader, the information of the USIM card of the mobile phone
`is read by the RF reader by near field communication and the necessary information is recorded, which realizes the equipped
`function (e.g. electronic money function) such as an electronic money function. In this case, the information exchange between
`the NFC chip and the RF reader is accomplished by supplying power for operating the USIM card by induced electromotive
`force at 13.56 MHz between the coil installed in the RF reader and the coil of the NFC chip installed in the mobile phone.
`
`[0008] Furthermore, the NFC chip installed in mobile phones has been developed to function as an RFID reader as well to
`read the information recorded on an external RFID tag. When the NFC chip operates as an RF reader, the antenna (coil)
`connected to the NFC chip acts as a primary coil to transmit power, and an induced electromotive force is generated from the
`coil (antenna) installed on an external RFID tag, allowing wireless communication to be realized.
`
`[0009] In other words, to apply the RFID system (NFC) to a mobile communication terminal, a loop antenna in the form of a
`spiral coil capable of generating an induced electromotive force is required. An antenna for NFC is also installed on the battery
`cover or battery.
`
`[0010] As a result, to equip both a non-contact charging function and a near field wireless communication function in a mobile
`communication terminal represented by a mobile phone, two antennas (coils) for inducing an electromotive force to each are
`required. In this case, the recognition distance for near field communication may vary depending on the relative position
`between the antenna and the RFID tag. Therefore, there is a need for an antenna structure for near field communication capable
`of stably securing a recognition distance for near field communication regardless of the position between the antenna and the
`RFID tag.
`
`Disclosure of invention
`
`Problems to be solved
`
`[0011] An object of the present invention is to provide an antenna structure for near field communication capable of securing
`a stable recognition distance regardless of the relative position between an antenna and an RFID tag.
`
`Means to solve the problems
`
`[0012] To achieve an object of the present invention, the antenna structure for near field communication according to
`embodiments of the present invention comprises a base, a non-contact power receiving coil unit disposed in the center of the
`upper portion of the base and having a loop shape, and a loop antenna unit disposed on the upper portion of the base and having
`a first loop antenna pattern formed to surround by being spaced apart from the non-contact power receiving coil unit and a
`second loop antenna pattern electrically connected to the first loop antenna and formed in a loop of the non-contact power
`receiving coil unit.
`
`[0013] In one embodiment of the present invention, the loop antenna unit may comprise a flexible substrate having the first
`and second loop patterns formed on one surface thereof, first connection lines formed on the other surface of the flexible
`substrate and electrically connecting the first and second loop antenna patterns to pads for near field communication,
`respectively, and a second connection line formed on the other surface of the flexible substrate and electrically connecting the
`first and second loop antenna patterns to each other.
`
`[0014] In one embodiment of the present invention, the first and second loop antenna patterns are capable of being capacitively
`coupled.
`
`[0015] In one embodiment of the present invention, the first and second loop antenna patterns may comprise at least one from
`conductive materials composed of copper, silver-coated copper, aluminum, and conductive carbon.
`
`[0016] In one embodiment of the present invention, the base may be composed of ferrite or an electromagnetic wave absorbing
`material.
`
`Effect of invention
`
`
`
`-3-
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`

`

`Published Patent 10-2015-0010063
`
`[0017] The antenna structure for near field communication according to embodiments of the present invention is capable of
`securing a stable recognition distance regardless of the relative position between the loop antenna unit and the RFID tag by
`comprising a loop antenna unit having a first loop antenna pattern formed to surround by being spaced apart from the non-
`contact power receiving coil unit and a second loop antenna pattern electrically connected to the first loop antenna and formed
`in a loop of the non-contact power receiving coil unit. In particular, even when the RFID tag is positioned in the loop of the
`non-contact power receiving coil unit, the antenna structure for near field communication can have a stable recognition distance
`with respect to the RFID tag.
`
`[0018] Furthermore, as first and second loop antenna patterns are formed on one surface of the flexible substrate and a
`connection line for interconnecting the first and second loop antenna patterns is provided on the other surface of the flexible
`substrate, the first and second loop antenna patterns can be stably connected to each other.
`
`[0019] Meanwhile, as the first and second loop antenna patterns are formed on one surface and the other surface of the flexible
`substrate, respectively, and the first and second loop antenna patterns form capacitive coupling with each other, the formation
`of a separate via contact can be omitted.
`
`Brief description of figures
`
`[0020] Fig. 1 is a plane view for describing an antenna structure for near field communication according to an embodiment of
`the present invention.
`
`Fig. 2 is a cross-sectional view of the antenna structure for near field communication of Fig. 1.
`
`Fig. 3 is a plane view for describing an example of a coupling relationship between the first and second loop antenna patterns
`of Fig. 1.
`
`Descriptions of embodiments
`
`[0021] Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying figures showing
`embodiments of the present invention. However, the present invention is not required to be configured as described in the
`embodiments described below and may be embodied in various other forms. The following embodiments are provided to
`sufficiently convey the scope of the present invention to a person with ordinary skill in the art of the present invention rather
`than being provided to ensure that the present invention can be wholly completed.
`
`[0022] When one element is described as being disposed on or connected to another element or layer, said element may be
`directly disposed on or connected to said another element, and other elements or layers may be interposed therebetween.
`Alternatively, when one element is described as being directly disposed on or connected to another element, there cannot be
`another element between them. Terms, such as first, second, and third, may be used to describe various items, such as various
`elements, compositions, regions, layers, and/or portions, however said items will not be limited by these terms.
`
`[0023] The terminology used below is only used for the purpose of describing specific embodiments and is not intended to
`limit the present invention. In addition, unless otherwise limited, all terms including technical and scientific terms have the
`same meaning as understood by a person with ordinary skill in the art of the present invention. Said terms, as those defined in
`ordinary dictionaries, will be interpreted to have meanings consistent with their meanings in the context of the relevant art and
`description of the present invention and will not be interpreted ideally or by overly outward intuition unless otherwise explicitly
`defined.
`
`[0024] Embodiments of the present invention will be described with reference to cross-sectional diagrams, which are schematic
`diagrams of ideal embodiments of the present invention. Accordingly, changes from the shape of the diagrams, for example,
`manufacturing methods and/or tolerances, are to be expected. Therefore, embodiments of the present invention are not to be
`described as being limited to the specific shapes of the regions described by diagrams but include deviations in the shapes, and
`the regions described in the figures are entirely schematic and their shapes are not intended to describe the precise shape of
`the regions, nor are they intended to limit the scope of the present invention.
`
`
`
`[0025] Fig. 1 is a plane view for describing an antenna structure for near field communication according to an embodiment of
`the present invention, and Fig. 2 is a cross-sectional view of the antenna structure for near field communication of Fig. 1.
`
`[0026] Referring to Figs. 1 and 2, the antenna structure for near field communication (100) according to embodiments of the
`present invention comprises a base (110), a non-contact power receiving coil unit (130), and a loop antenna unit (150). The
`antenna structure for near field communication (100) is mounted on one surface of the battery (10), enabling non-contact
`charging of the battery (10) and, at the same time, near field communication for obtaining information from an external RFID
`tag or providing information to an RFID reader.
`
`-4-
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`
`

`

`Published Patent 10-2015-0010063
`
`[0027] The base (110) may comprise a metal. As a result, the base (110) can block radio wave interference between a loop
`antenna pattern (150) formed on the upper portion thereof and a printed circuit board (not shown) disposed on the lower portion
`thereof. The base (110) may be made of, for example, a ferrite material.
`
`[0028] The non-contact power receiving coil unit (130) is disposed on the upper portion of the base (110). In addition, the non-
`contact power receiving coil unit (130) is disposed on the center portion of the base (110). The non-contact power receiving
`coil unit (130) is a part of a WPC (wireless power charger) and is connected to charging terminals (113), which allows it to
`charge the battery (10) in a non-contact manner.
`
`[0029] The non-contact power receiving coil unit (130) may have a loop shape. When the non-contact power receiving coil
`unit (130) is positioned on top of the primary coil installed in a non-contact charger (not shown), an induced electromotive
`force is generated in a frequency band of several hundred kHz (e.g., 300 kHz or less) between the coil unit (130) and the
`primary coil, making it possible to charge the battery (10) equipped with the antenna structure for near field communication
`(100).
`
`[0030] The loop antenna unit (150) is disposed on the upper portion of the base (110). The loop antenna unit (150) enables
`near field communication between RFID tags. The loop antenna unit (150) is electrically connected to the terminals for near
`field communication (111).
`
`[0031] The loop antenna unit (150) has a first loop antenna pattern (151) formed to surround by being spaced apart from the
`non-contact power receiving coil unit and a second loop antenna pattern (153) electrically connected to the first loop antenna
`(151) and formed in a loop of the non-contact power receiving coil unit (130). Therefore, while the first loop antenna pattern
`(151) enables near field communication with an RFID tag located in the A1 region adjacent to that location corresponding to
`the edge of the base (110), the second loop antenna pattern (153) can enable near field communication with an RFID tag
`adjacent to the location in the A2 region corresponding to the center portion of the base (110). Accordingly, the antenna
`structure (100) for near field communication can have a consistent recognition distance regardless of the relative position
`between the RFID tags.
`
`[0032] In one embodiment of the present invention, the loop antenna unit (150) may further comprise a flexible substrate (155),
`first connection lines (156, 157), and a second connection line (158).
`
`[0033] The flexible substrate (155) may be made of a flexible material. The flexible substrate (155) may comprise, for example,
`a heat-resistant polymer resin, that is, an ethylene-based resin or a polyimide-based resin. The first and second loop antenna
`patterns (151, 153) are formed on one surface of the flexible substrate (155).
`
`[0034] The first connection lines (156, 157) are formed on the other surface of the flexible substrate (155). The first connection
`lines (155, 157) connect the first and second antenna patterns (151, 153) to pads for near field communication (111),
`respectively. In this case, the first connection lines (156, 157) may be connected to the first and second loop antenna patterns
`(151, 153) through contact vias (not shown) formed by penetrating the flexible substrate (155).
`
`[0035] The second connection line (158) is formed on the other surface of the flexible substrate (155). The second connection
`line (158) interconnects the first and second loop antenna patterns (151, 153). The second connection line (158) can
`interconnect the first and second loop antenna patterns (151, 153) through contact vias (not shown) formed by penetrating the
`flexible substrate (155).
`
`[0036] In one embodiment of the present invention, the first and second loop antenna patterns (151, 153) may be made of a
`conductive material, such as copper, silver-coated copper, aluminum, or conductive carbon.
`
`[0037] Fig. 3 is a plane view for describing an example of a coupling relationship between the first and second loop antenna
`patterns of Fig. 1.
`
`[0038] Referring to Fig. 3, the first and second loop antenna patterns (151, 153) may be interconnected through capacitive
`coupling. In other words, each of the first and second loop antenna patterns (151, 153) may be formed on different planes of
`the flexible substrate (155). Instead of being interconnected through a via contact as described above, the first and second loop
`antenna patterns (151, 153) are planarly overlapped and the overlapping area (152) corresponds to the effective area of the
`capacitive coupling. As a result, the first and second loop antenna patterns (151, 153) can be electrically connected to each
`other through capacitive coupling. Since a separate process for forming a via contact is omitted in this manner, the antenna
`structure for near field communication (100) comprising the first and second antenna patterns (151, 153) can be easily formed.
`In addition, the antenna structure for near field communication (100) can have a simpler structure.
`
`
`
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`-5-
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`Figures
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`Fig. 1
`
`Fig. 2
`
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`Published Patent 10-2015-0010063
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`Fig. 3
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`Published Patent 10-2015-0010063
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`-7-
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`

`[= TARGEM
`
`T R A N S LAT | O N S
`
`|, Corey Colling, declare as follows:
`
`718 384 8040
`
`27a
`
`®B info@targemtranslations.com
`TargemtTranslations.com
`
`1. | am over eighteen years of age and fully competent to makethis affidavit. | have personal
`
`knowledgeof the information containedin this affidavit, and it is true and accurate to the best
`
`of my knowledge.
`
`2. 1am a translator fluent in the Korean and English languages.
`
`3. | translated the Korean patentfile with the patent application number 10-2015-0010063 into
`
`English and the English translation is a true and accurate translation of the Korean patentfile
`
`with the patent application number 10-2015-0010063.
`
`| declare under penalty of perjury of the laws of the United States of America that the foregoing
`
`information is true and accurate to the best of my knowledge. | understand that willful false
`
`statements and the like are punishable by fine or imprisonment, or both {18 U.S.C. § 1001) and may
`
`jeopardize the validity of the application or any patent issuing thereon.
`
`Executed on: March 15, 2022, at 963 Charland Ave, Unit 1403, Coquitlam, British Columbia, Canada
`
`
`
`Signed by CoreyColling
`
`Page 8 of 15
`
`TARGEM TRANSLATIONS Cl
`143 Rodney Street, Brooklyn, NY 11211
`
`Page 8 of 15
`
`

`

`공개특허 10-2015-0010063
`
`(19) 대한민국특허청(KR)
`(12) 공개특허공보(A)
`
`(11) 공개번호 10-2015-0010063
`(43) 공개일자 2015년01월28일
`
`(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
` H01Q 7/00 (2006.01) H01Q 1/38 (2015.01)
` H02J 17/00 (2006.01)
`(21) 출원번호 10-2013-0084474
`(22) 출원일자 2013년07월18일
` 심사청구일자 2013년07월18일
`
`(71) 출원인
`주식회사 이그잭스
`경상북도 구미시 1공단로4길 141-30 (공단동)
`(72) 발명자
`김종태
`경기도 광명시 안현로 36 하안주공4단지아파트
`406동 904호
`조근호
`대구광역시 수성구 동원로2길 11-48 광명타운하우
`스 168호
`이영국
`서울특별시 영등포구 디지털로48나길 8-1
`(74) 대리인
`이동건
`
`전체 청구항 수 : 총 5 항
`
`(54) 발명의 명칭 근거리 통신용 안테나 구조물
`
`(57) 요 약
`
`근거리 통신용 안테나 구조물은 베이스, 상기 베이스 상부의 중심부에 배치되며, 루프 형상을 갖는 비접촉 전력
`수신 코일부 및 상기 베이스의 상부에 배치되며, 상기 비접촉 전력 수신 코일부로부터 이격되어 둘러싸도록 형성
`된 제1 루프 안테나 패턴 및 상기 제1 루프 안테나와 전기적으로 연결되며 상기 비접촉 전력 수신 코일부의 루프
`내에 형성된 제2 루프 안테나 패턴을 갖는 루프 안테나부를 포함한다.
`
`대 표 도 - 도1
`
`- 1 -
`
`Page 9 of 15
`
`

`

`BAHASA 10-2015-0010063
`공개특허 10-2015-0010063
`
`SIPS 74]
`특허청구의 범위
`4ATe 1
`청구항 1
`
`wo};
`베이스;
`
`47] Hol]> Aes] SA Po] MASA, FB BS Ae Was Aa mal aay: B
`상기 베이스 상부의 중심부에 배치되며, 루프 형상을 갖는 비접촉 전력 수신 코일부; 및
`
`47) Mol] ARES] BAS, A] aI
`aUPeyy] Ayo] SES Baa A $= ot
`상기 베이스의 상부에 배치되며, 상기 비접촉 전력 수신 코일부로부터 이격되어 둘러싸도록 형성된 제1 루프 안
`hy a 2 a7] Al FE Ces} Widee dasa a7] as aa Fawate Fa MA Ve
`테나 패턴 및 상기 제1 루프 안테나와 전기적으로 연결되며 상기 비접촉 전력 수신 코일부의 루프 내에 형성된
`A2 FE hoy WAS We $=UPS BH BAe Bas heyy F
`제2 루프 안테나 패턴을 갖는 루프 안테나부를 포함하는 근거리 통신용 안테나 구조물.
`
`% opL i +ead
`
`ATH 2
`청구항 2
`
`Allee] lola], Ab7] FE ote ee
`제1항에 있어서, 상기 루프 안테나부는,
`
`Ay7] All B a2 #E che] BWaSo] = Ade] Bae 7a 7s;
`상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들이 그 일면에 형성된 유연 기판;
`
`A}7] A 7) 2] Eso] BAS, Av) al 2 2 F™ obey] PASS oe] PEs 247 a7Acz
`상기 유연 기판의 타면에 형성되며, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들을 안테나 패드들에 각각 전기적으로
`AAAVW=E Al AA sels; wf
`연결시키는 제1 연결 라인들; 및
`87] FA 7) BS] Ep Bar, 7] All R A2 = chet PUSS 4S A7Fco=e AAS Al2 a
`
`상기 유연 기판의 타면에 형성되며, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들을 상호 전기적으로 연결시키는 제2 연
`A ade Hse AS S4Al= te 2Az Sales cel Tae.
`결 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 통신용 안테나 구조물.
`
`ATE 3
`청구항 3
`
`Allo] QlojA], Ak7] a]l B a2 S$ ote] WSs Qe
`od Atshe AS S42= te 27 ze] FAs ct
`제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들은 용량성 결합하는 것을 특징으로 하는 근거리 통신용 안
`Buy FE.
`테나 구조물.
`
`ATE 4
`청구항 4
`
`Aree] glo, 47] AL DL a2 F= ey USS Fe, So] BBA Faq, BEE DP aEy gay}
`제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들은 구리, 은이 코팅된 구리, 알루미늄 및 전도성 탄소가
`|RE EAY Bo]RE Fol] FolE sh} ABE AS $Aoe Fe BAe] Sas dey PAE.
`이루는 도전성 물질이 이루는 군에서 적어도 하나 선택된 것을 특징으로 하는 근거리 통신용 안테나 구조물.
`
`AT 5
`청구항 5
`
`Allee]
`lola], a7] WolAE Wee HE Azhi $+ BAEZ olFola AS S428 Fe FAW Fl
`제1항에 있어서, 상기 베이스는 페라이트 또는 전자파 흡수 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 근거리 통신
`& oe] FAE.
`용 안테나 구조물.
`
`7 Al A]
`명 세 서
`
`[0001]
`[0001]
`
`[0002]
`[0002]
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`[0003]
`[0003]
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`[0004]
`[0004]
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`7meoNIN&ieIt ol\a
`
`o}
`기 술 분 야
`ZA] SAL tet ae He Alolc}, Br} Aisle 2 BBS FE ABS B84 4
`AR SAe] SAlo] West SAE] SAB tet} FAZE] aeBlo| ry,
`
`본 발명은 근거리 통신용 안테나 구조물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 유도 기전력을 발생시켜 비
`
`접촉식 충전 및 근거리 통신이 가능한 근거리 통신용 안테나 구조물에 관한 것이다.
`
`WA 7S
`배 경 기 술
`Sq as7|2 GEESE 4S SENGD7} Hs] MANE AA
`SRS BRe Fy, 18 MANE A
`휴대전화기로 대표되는 각종 이동통신단말기가 작동하기 위해서는 전원 공급을 필요로 하고, 이를 위해서는 배
`
`E]z]7} AAtSJOjoE Ba], YESAGD)]2 Weegee 13)fo] yevaste SAA) yee7} Be] AReeat
`
`터리가 장착되어야 하며, 이동통신단말기용 배터리로는 1회용이 아닌 다회용의 충전식 배터리가 널리 사용되고
`gut}.
`있다.
`
`1 WSSUeWs Hees Sole Wale HSToA wel esd eu,
`상기 이동통신단말기용 배터리의 충전에는 전통적으로 유선충전방식이 널리 사용되어 왔으나, 유선충전은 이동
`SAGMI] Aq Bal 1SVS API Be ope}, WA Papow ge Sadqs] uA] FOE alate]
`통신단말기의 최대 장점인 이동성을 제한할 뿐만 아니라, 반복적 탈착으로 인한 충전단자의 노쇠 등으로 인하여
`SA VSR ASAE BAA] Wet.
`충전 성능을 저하시키는 문제점이 있다.
`
`AEA |ESAGI1FAA Sal AAPA) SA BJo] EMA. 7 aya 34
`대표적인 이동통신단말기인 휴대전화기의 충전에 무접점(무선) 충전 방식이 도입되었다. 가장 일반적인 무접점
`SA) AIE HEARN, FAA Sai] AAG 14 2A Ao] 2% HAS UAT FAIS Sele
`충전의 원리는 유도전류이며, 무접점 충전기에 설치된 1차 코일 위에 2차 코일을 내장한 휴대전화기를 올려놓으
`1} ADS} 2a} AY Apolo] 8} kHie(o}, 300KH2 1) FI SIA EZ] Belo] Waste] Fal
`면, 1차 코일과 2차 코일 사이에 수백 kHz(예, 300kHz 이하) 주파수 대역에서 유도기전력이 발생하여 휴대전화
`
`oe
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`공개특허 10-2015-0010063
`
`기의 배터리가 충전되는 원리이다.
`
`이와 같이 이동통신단말기에 무접점 충전을 적용하기 위해서는 유도기전력을 발생시킬 수 있는 코일, 즉 나선형
`
`코일 형태의 루프 안테나(이하, 안테나라고 한다)를 필요로 한다.
`
`일반적으로 무접점 충전용 안테나는 휴대전화기의 배터리 커버에 설치되는 바, 최근 안테나가 연결되는 충전회
`
`로가 소형화되어 휴대전화기 본체에 내장됨에 따라, 배터리 커버에는 단지 안테나(부)만 남게 되었다.
`
`한편, 이동통신단말기에는 무접점 충전의 환경과는 별도로 RFID(Radio Frequency Identification: 무선식별)의
`
`무선 환경이 널리 활용되고 있는바, 예를 들어 휴대전화기에 근거리무선통신(Near Field Communication: NFC)을
`
`실현하는 NFC 칩을 설치하고, 여기에 USIM 카드와 같은 비접촉식 스마트카드를 장착하여 외부의 RF 리더기에 접
`
`근시키면, 근거리무선통신에 의해 휴대전화기의 USIM 카드의 정보가 RF 리더기에 의해 판독되고 필요한 정보를
`
`기록함으로써 예를 들어 전자화폐기능과 같은 탑재된 기능(예, 전자화폐기능)이 실현된다. 이때, NFC 칩과 RF
`
`리더기 사이의 정보 교환은 RF 리더기에 설치된 코일과 휴대전화기에 설치된 NFC 칩의 코일 사이의 13.56MHz에
`
`서의 유도 기전력에 의해 USIM 카드의 구동을 위한 전력을 공급함으로써 이루어진다.
`
`아울러 휴대전화기에 설치된 NFC 칩은, RFID 리더기로서도 작동하여 외부의 RFID 태그 등에 기록된 정보를 판
`
`독할 수 있도록 개발되어 있다. NFC칩이 RF 리더기로 작동할 경우 NFC 칩에 연결된 안테나(코일)가 1차 코일로
`
`작용하여 전력을 송출하게 되고, 외부에 있는 RFID 태그 등에 설치된 코일(안테나)에서 유도기전력이 발생하여
`
`무선통신이 실현될 수 있도록 한다.
`
`즉, 이동통신단말기에 RFID 시스템(NFC)을 적용하기 위해서는 유도기전력을 발생시킬 수 있는 나선형 코일 형태
`
`의 루프 안테나가 필요하게 된다. NFC용 안테나도 배터리 커버 또는 배터리에 설치된다.
`
`결과적으로, 휴대전화기로 대표되는 이동통신단말기에 무접점 충전 기능과 근거리무선통신 기능을 모두 탑재하
`
`기 위해서는 각각에 기전력을 유도하기 위한 2개의 안테나(코일)가 필요하다. 이 경우, 상기 안테나 및 RFID 태
`
`그 간의 상대적인 위치에 따라 근거리 통신의 인식 거리가 달라질 수 있다. 따라서, 상기 안테나 및 RFID 태그
`
`사이의 위치에 무관하게 안정적으로 근거리 통신의 인식 거리를 확보할 수 있는 근거리 통신용 안테나 구조물이
`
`요구되고 있다.
`
`발명의 내용
`
`해결하려는 과제
`
`본 발명의 일 목적은 안테나 및 RFID 태그 사이의 상대적인 위치와 무관하게 안정적인 인식 거리를 확보할 수
`
`있는 근거리 통신용 안테나 구조물을 제공하기 위한 것이다.
`
`과제의 해결 수단
`
`본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 근거리 통신용 안테나 구조물은 베이스, 상
`
`기 베이스 상부의 중심부에 배치되며, 루프 형상을 갖는 비접촉 전력 수신 코일부 및 상기 베이스의 상부에 배
`
`치되며, 상기 비접촉 전력 수신 코일부로부터 이격되어 둘러싸도록 형성된 제1 루프 안테나 패턴 및 상기 제1
`
`루프 안테나와 전기적으로 연결되며 상기 비접촉 전력 수신 코일부의 루프 내에 형성된 제2 루프 안테나 패턴을
`
`갖는 루프 안테나부를 포함한다.
`
`본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 루프 안테나부는, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들이 그 일면에 형성
`
`된 유연 기판, 상기 유연 기판의 타면에 형성되며, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들을 근거리 통신용 패드
`
`들에 각각 전기적으로 연결시키는 제1 연결 라인들 및 상기 유연 기판의 타면에 형성되며, 상기 제1 및 제2 루
`
`프 안테나 패턴들을 상호 전기적으로 연결시키는 제2 연결 라인을 포함할 수 있다.
`
`본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들은 용량성 결합을 이룰 수 있다.
`
`본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들은 구리, 은이 코팅된 구리, 알루미늄 및
`
`전도성 탄소가 이루는 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
`
`본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스는 페라이트 또는 전자파 흡수 물질로 이루어질 수 있다.
`
`발명의 효과
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`
`공개특허 10-2015-0010063
`
`본 발명의 실시예들에 따른 근거리 통신용 안테나 구조물은 비접촉 전력 수신 코일부로부터 이격되어 둘러싸도
`
`록 형성된 제1 루프 안테나 패턴 및 상기 제1 루프 안테나와 전기적으로 연결되며 상기 비접촉 전력 수신 코일
`
`부의 루프 내에 형성된 제2 루프 안테나 패턴을 갖는 루프 안테나부를 구비함으로써 상기 루프 안테나부 및
`
`RFID 태그 간의 상대적인 위치에 무관하게 안정적인 인식 거리를 확보할 수 있다. 특히, 상기 RFID 태그가 비접
`
`촉 전력 수신 코일부의 루프 내에 위치할 경우에도 상기 근거리 통신용 안테나 구조물은 상기 RFID 태그에 대한
`
`안정적인 인식 거리를 가질 수 있다.
`
`나아가, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들이 유연 기판의 일면에 형성되고, 상기 유연 기판의 타면에 상기
`
`제1 및 제2 루프 안테나 패턴들을 상호 연결시키는 연결 라인을 구비함에 따라 상기 제1 및 제2 루프 안테나
`
`패턴들이 상호 안정적으로 연결될 수 있다.
`
`한편, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들이 각각 유연 기판의 일면 및 타면에 형성되고, 상기 제1 및 제2 루
`
`프 안테나 패턴들이 용량성 결합을 상호 이룸으로써 별도의 비아 콘택 형성이 생략될 수 있다.
`
`도면의 간단한 설명
`
`도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신용 안테나 구조물을 설명하기 위한 평면도이다.
`
`도 2는 도1의 근거리 통신용 안테나 구조물의 단면도이다.
`
`도 3은 도1의 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들의 결합 관계의 일 예를 설명하기 위한 평면도이다.
`
`발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
`
`이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본
`
`발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지
`
`형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다
`
`기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
`
`하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상
`
`기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에
`
`게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로
`
`서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는
`
`부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들
`
`은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
`
`하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정
`
`하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발
`
`명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들
`
`에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의
`
`미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석
`
`되지는 않을 것이다.
`
`본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이
`
`에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상
`
`될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로
`
`설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적
`
`인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고
`
`자 하는 것도 아니다.
`
`도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신용 안테나 구조물을 설명하기 위한 평면도이다. 도 2는 도1의
`
`근거리 통신용 안테나 구조물의 단면도이다.
`
`도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 근거리 통신용 안테나 구조물(100)은 베이스(110), 비접
`
`촉 전력 수신 코일부(130) 및 루프 안테나부(150)를 포함한다. 상기 근거리 통신용 안테나 구조물(100)은 배터
`
`리(10)의 일 표면에 장착되어 상기 배터리(10)에 대한 비접촉식 충전이 가능한 동시에 외부의 RFID 태그로부터
`
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`[0037]
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`[0038]
`
`공개특허 10-2015-0010063
`
`정보를 얻을 수 있거나 RFID 리더에 정보를 제공하는 근거리 통신이 가능하다.
`
`상기 베이스(110)는 금속을 포함할 수 있다. 이로써, 상기 베이스(110)는 그 상부에 형성된 루프 안테나 패턴
`
`(150) 및 그 하부에 배치된 인쇄회로기판(미도시) 사이의 전파 간섭을 차단할 수 있다. 상기 베이스(110)는,
`
`예를 들면, 페라이트(ferrite) 물질로 이루어질 수 있다.
`
`상기 비접촉 전력 수신 코일부(130)는 상기 베이스(110)의 상부에 배치된다.또한, 상기 비접촉 전력 수신 코일
`
`부(130)는 상기 베이스(110)의 중심부 상에 배치된다. 상기 비접촉 전력 수신 코일부(130)는 WPC(wireless
`
`power charger)의 일부로서, 충전용 단자들(113)에 연결되어 비접촉식으로 상기 배터리(10)를 충전할 수 있다.
`
`상기 비접촉 전력 수신 코일부(130)는 루프 형상을 가질 수 있다. 상기 비접촉 전력 수신 코일부(130)가 비접촉
`
`식 충전기(미도시)에 설치된 1차 코일 위에 위치할 경우, 상기 코일부(130) 및 상기 1차 코일 사이에 수백 kHz
`
`(예:300 kHz 이하) 주파수 대역에서 유도 기전력이 발생하여 상기 근거리 통신용 안테나 구조물(100)이 장착된
`
`배터리(10)가 충전될 수 있다.
`
`상기 루프 안테나부(150)는 상기 베이스(110)의 상부에 배치된다. 상기 루프 안테나부(150)는 RFID 태그 사이의
`
`근거리 통신을 가능하게 한다. 상기 루프 안테나부(150)는 근거리 통신용 단자들(111)과 전기적으로 연결된다.
`
`상기 루프 안테나부(150)는 상기 비접촉 전력 수신 코일부로부터 이격되어 둘러싸도록 형성된 제1 루프 안테나
`
`패턴(151) 및 상기 제1 루프 안테나(151)와 전기적으로 연결되며 상기 비접촉 전력 수신 코일부(130)의 루프 내
`
`에 형성된 제2 루프 안테나 패턴(153)을 갖는다. 따라서, 상기 제1 루프 안테나 패턴(151)은 상기 베이스(110)
`
`의 에지에 대응하여 그 위치에 인접하는 A1 영역에 위치한 RFID 태그와 근거리 통신을 가능하게 하는 한편, 상
`
`기 제2 루프 안테나 패턴(153)은 상기 베이스(110)의 중심부에 대응하여 A2 영역에 위치에 인접하는 RFID 태그
`
`와 근거리 통신을 가능하게 할 수 있다. 이로써 상기 근거리 통신용 안테나 구조물(100)은 상기 RFID 태그 사이
`
`의 상대적인 위치에 관계없이 일정한 인식 거리를 가질 수 있다.
`
`본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 루프 안테나부(150)는 유연 기판(155), 제1 연결 라인들(156, 157) 및 제2
`
`연결 라인(158)을 더 포함할 수 있다.
`
`상기 유연 기판(155)은 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다. 상기 유연 기판(155)은 예를 들면, 내열성 고분자
`
`수지, 즉, 에틸렌계 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들(151,
`
`153)이 상기 유연 기판(155)의 일면에 형성된다.
`
`상기 제1 연결 라인들(156, 157)은 상기 유연 기판(155)의 타면에 형성된다. 상기 제1 연결 라인들(155, 157)은
`
`상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들(151, 153)을 근거리 통신용 패드들(111) 각각에 연결시킨다. 이 경우, 상
`
`기 제1 연결 라인들(156, 157)은 상기 유연 기판(155)을 관통하여 형성된 콘택 비아들(미도시)을 통하여 상기
`
`제1 및 제2 루프 안테나 패턴들(151, 153)과 연결될 수 있다.
`
`상기 제2 연결 라인(158)은 상기 유연 기판(155)의 타면에 형성된다. 상기 제2 연결 라인(158)은 상기 제1 및
`
`제2 루프 안테나 패턴들(151, 153)을 상호 연결시킨다. 상기 제2 연결 라인(158)은 상기 유연 기판(155)을 관통
`
`하여 형성된 콘택 비아들(미도시)을 통하여 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들(151, 153)을 상호 연결시킬 수
`
`있다.
`
`본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 루프 안테나 패턴들(151, 153)은 구리, 은이 코팅된 구리