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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024025192
(43)【公開日】2024-02-26
(54)【発明の名称】アンテナ装置、及び、アンテナ付ディスプレイ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 13/10 20060101AFI20240216BHJP
H01Q 1/38 20060101ALI20240216BHJP
H01Q 1/22 20060101ALI20240216BHJP
【ＦＩ】
H01Q13/10
H01Q1/38
H01Q1/22 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022128434
(22)【出願日】2022-08-10
(71)【出願人】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】山中 大輔
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 翔
【テーマコード（参考）】
5J045
5J046
5J047
【Ｆターム（参考）】
5J045AA05
5J045DA06
5J045FA09
5J045HA05
5J045LA04
5J045NA03
5J046AA03
5J046AB08
5J046PA07
5J046PA09
5J047AA03
5J047AB08
5J047EF05
(57)【要約】
【課題】アンテナ特性を向上させたアンテナ装置、及び、アンテナ付ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置は、第１主面及び第２主面を有する基体と、前記第１主面に設けられる金属層と、平面視で前記金属層と重なる位置において、前記第２主面に設けられるグランド層とを含み、前記金属層は、コプレーナ導波路と、前記コプレーナ導波路に接続されるスロットアンテナと、前記スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺と、前記スロットアンテナと前記端辺との間に設けられる無給電スロットとを有する。
【選択図】図４Ａ
【解決手段】アンテナ装置は、第１主面及び第２主面を有する基体と、前記第１主面に設けられる金属層と、平面視で前記金属層と重なる位置において、前記第２主面に設けられるグランド層とを含み、前記金属層は、コプレーナ導波路と、前記コプレーナ導波路に接続されるスロットアンテナと、前記スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺と、前記スロットアンテナと前記端辺との間に設けられる無給電スロットとを有する。
【選択図】図４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１主面及び第２主面を有する基体と、
前記第１主面に設けられる金属層と、
平面視で前記金属層と重なる位置において、前記第２主面に設けられるグランド層と
を含み、
前記金属層は、
コプレーナ導波路と、
前記コプレーナ導波路に接続されるスロットアンテナと、
前記スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺と、
前記スロットアンテナと前記端辺との間に設けられる無給電スロットと
を有する、アンテナ装置。
前記第１主面に設けられる金属層と、
平面視で前記金属層と重なる位置において、前記第２主面に設けられるグランド層と
を含み、
前記金属層は、
コプレーナ導波路と、
前記コプレーナ導波路に接続されるスロットアンテナと、
前記スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺と、
前記スロットアンテナと前記端辺との間に設けられる無給電スロットと
を有する、アンテナ装置。
【請求項2】
前記グランド層は、前記金属層と重なる第１領域と、前記端辺に対して前記第１領域とは反対側に位置し前記金属層とは重ならない第２領域とにわたって設けられている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記スロットアンテナのうちの前記無給電スロットに最も近い辺の長さに対する、前記無給電スロットの長さの比は、０．５～１２である、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記スロットアンテナと前記無給電スロットとの間の第１距離と、前記無給電スロットと前記端辺との間の第２距離との合計の距離ｄは、前記スロットアンテナの共振周波数における波長の電気長をλeとすると、λe／４≦ｄ≦２λeを満たす、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記無給電スロットの長さＬは、前記スロットアンテナの共振周波数における波長の電気長をλeとすると、λe／８≦Ｌ≦３λeである、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
前記スロットアンテナは、前記無給電スロットと平行な辺を有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項7】
前記無給電スロットは、前記端辺と平行である、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項8】
前記基体は透明であり、
前記金属層及び前記グランド層は、金属メッシュで形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記金属層及び前記グランド層は、金属メッシュで形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項9】
前記基体の厚さは、２５μｍ～４００μｍである、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項10】
前記スロットアンテナの共振周波数は、Ｓｕｂ－６帯域又はミリ波帯域である、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項11】
前記スロットアンテナは、ループスロットアンテナである、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項12】
請求項１に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の前記グランド層側に重ねて配置される表示面を有する表示装置と
を含む、アンテナ付ディスプレイ装置。
前記アンテナ装置の前記グランド層側に重ねて配置される表示面を有する表示装置と
を含む、アンテナ付ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、アンテナ装置、及び、アンテナ付ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、第１及び第２の面を有する誘電体層と、該誘電体層の前記第１の面に形成されており、線路導体と該線路導体の端部を取り囲む接地導体層で構成される高周波線路と、前記誘電体層の前記第１の面に、前記線路導体に交差して形成されており、前記線路導体と電磁的に結合されたスロットと、前記誘電体層の内部に形成されており、平面透視において前記線路導体の前記端部及び前記スロットを取り囲む複数のシールド導体とを備え、前記複数のシールド導体のうち、前記線路導体の延長方向に配置されたシールド導体同士の間隔が、他のシールド導体同士の間隔より狭いことを特徴とする開口面アンテナ（アンテナ装置）がある。この開口面アンテナ（アンテナ装置）は、誘電体層の第２の面に、下部接地導体層を有する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－２６６８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来のアンテナ装置のように、誘電体層の上下の面（第１及び第２の面）に導体層がある場合に、誘電体層の厚さを薄くすると、平行平板モードのような不要伝送モードが生じ、指向性利得又は放射効率が低下する場合がある。指向性利得又は放射効率が低下することは、アンテナ特性が低下することである。
【0005】
そこで、アンテナ特性を向上させたアンテナ装置、及び、アンテナ付ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の実施形態のアンテナ装置は、第１主面及び第２主面を有する基体と、前記第１主面に設けられる金属層と、平面視で前記金属層と重なる位置において、前記第２主面に設けられるグランド層とを含み、前記金属層は、コプレーナ導波路と、前記コプレーナ導波路に接続されるスロットアンテナと、前記スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺と、前記スロットアンテナと前記端辺との間に設けられる無給電スロットとを有する。
【発明の効果】
【0007】
アンテナ特性を向上させたアンテナ装置、及び、アンテナ付ディスプレイ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】ディスプレイモジュールを搭載した実施形態の電子機器におけるアンテナ装置の位置の一例を示す全体図である。
【図3】金属メッシュの構成の一例を示す平面図である。
【図4A】実施形態のアンテナ装置の構成の一例を示す図である。
【図4B】実施形態のアンテナ装置の構成の一例を示す図である。
【図4C】実施形態のアンテナ装置の構成の一例を示す図である。
【図6】シミュレーション結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示のアンテナ装置及びアンテナ付ディスプレイ装置を適用した実施形態について説明する。以下では、同一の要素に同一の号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
【0010】
以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右等の方向には、実施の形態における開示の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ方向及びＹ方向に平行な仮想平面、Ｙ方向及びＺ方向に平行な仮想平面、Ｚ方向及びＸ方向に平行な仮想平面を表す。また、以下では、＋Ｚ方向側を上側、－Ｚ方向側を下側とする上下方向と、上下方向に対する横方向（側方）とを用いて説明するが、普遍的な上下方向と横方向を表すものではない。また、平面視とは＋Ｚ方向側からＸＹ面視することをいう。また、以下では構成が分かりやすくなるように各部の長さ、太さ、厚さ等を誇張して示す場合がある。
【0011】
また、以下の説明で、「電波」とは電磁波の一種であり、一般的に、３ＴＨｚ以下の電磁波は電波と呼ばれている。以下では、屋外の基地局又は中継局から放射された電磁波を「電波」と呼び、電磁波一般について言及するときは「電磁波」と呼ぶ。また、以下では、「ミリ波」又は「ミリ波帯」というときは、３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚの周波数帯域に加えて、２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚの準ミリ波帯も含むものとする。
【0012】
実施形態のアンテナ装置及びアンテナ付ディスプレイ装置が送信又は受信する電波は、第五世代移動通信システム（５Ｇ）等のミリ波帯や、Ｓｕｂ－６を含む１ＧＨｚ～３０ＧＨｚの周波数帯域の電波であると好適である。また、実施形態のアンテナ装置及びアンテナ付ディスプレイ装置が送信又は受信する電波は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、又はＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）であってもよい。また、実施形態のアンテナ装置及びアンテナ付ディスプレイ装置が送信又は受信する電波は、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-Wideband）、Bluetooth（登録商標）、又はＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）等であってもよい。実施形態のアンテナ装置及びアンテナ付ディスプレイ装置は、比較的高い周波数を扱う通信に、より好適である。以下では、特に断らない限り、一例としてミリ波帯とＳｕｂ－６の電波を用いて説明する。
【0013】
＜実施形態＞
＜電子機器２００の構成＞
図１及び図２を用いて実施形態のアンテナ装置１００を含むディスプレイモジュールＤが搭載される通信装置の一例である電子機器２００の構成について説明する。図１は、ディスプレイモジュールＤを搭載した電子機器２００におけるアンテナ装置１００の位置の一例を示す全体図である。図２は、図１の電子機器２００のＡ－Ａ矢視断面の構成の一例を示す図である。
＜電子機器２００の構成＞
図１及び図２を用いて実施形態のアンテナ装置１００を含むディスプレイモジュールＤが搭載される通信装置の一例である電子機器２００の構成について説明する。図１は、ディスプレイモジュールＤを搭載した電子機器２００におけるアンテナ装置１００の位置の一例を示す全体図である。図２は、図１の電子機器２００のＡ－Ａ矢視断面の構成の一例を示す図である。
【0014】
電子機器２００は、例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ノートブック型ＰＣ(Personal Computer)等の情報処理端末機である。また、電子機器２００は、これらに限られず、例えば、柱や壁等の構造物、デジタルサイネージ、電車内のディスプレイパネルを含む電子機器、又は、車両の中の様々なディスプレイパネルを含む電子機器等であってもよい。
【0015】
図１及び図２に示すように、電子機器２００の上面全体、または上面の少なくとも一部は表示機能を実行可能なディスプレイモジュールＤが配置されている。アンテナ装置１００は、ディスプレイパネル２２０上のタッチパネル２３０の上側に配置されている。アンテナ装置１００は、透明カバー２４０を介して電子機器２００の外から見えており、アンテナ装置１００を介して外側からディスプレイパネル２２０を視認可能になるように、透明である。ディスプレイパネル２２０は、表示装置の一例である。ディスプレイパネル２２０の表示面は、ディスプレイパネル２２０の＋Ｚ方向側の表面である。
【0016】
電子機器２００は、アンテナ装置１００、筐体２１０、ディスプレイパネル２２０、タッチパネル２３０、透明カバー２４０、配線基板２５０、電子部品２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃ、２６０Ｄ、及びバッテリー２７０等を含む。このような電子機器２００のうち、アンテナ装置１００、ディスプレイパネル２２０、タッチパネル２３０、及び透明カバー２４０は、ディスプレイモジュールＤを構成する。ディスプレイモジュールＤは、アンテナ付ディスプレイ装置の一例である。
【0017】
なお、ここでは、一例として、アンテナ装置１００が透明であって、電子機器２００に含まれ、ディスプレイモジュールＤの一部である形態について説明する。しかしながら、アンテナ装置１００は、透明ではなくてもよい。アンテナ装置１００は、表示装置の表示面側に設けられない場合には、透明でなくてよい。
【0018】
筐体２１０は、例えば金属製及び／又は樹脂製のケースであり、電子機器２００の下面側及び側面側を覆っている。筐体２１０は、側壁の上端に開口端２１１を有し、開口端２１１には、透明カバー２４０が取り付けられている。筐体２１０は、開口端２１１に連通する内部空間である収容部２１２を有する。筐体２１０及び透明カバー２４０で囲まれる内部空間には、配線基板２５０、電子部品２６０Ａ～２６０Ｄ及びバッテリー２７０等が収容されている。
【0019】
ディスプレイパネル２２０は、例えば、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬ(Electro-luminescence)、又は、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイパネルであり、いずれの構成でも、ディスプレイモジュールＤの最も下側に配置される。
【0020】
タッチパネル２３０は、ディスプレイパネル２２０の表示面側（＋Ｚ方向側）に設けられている。タッチパネル２３０は、静電容量式の位置検出装置であり、透明カバー２４０の表面に接触する利用者の指先等の座標を検出する。
【0021】
透明カバー２４０は、最上面に設けられる透明なガラス板であり、平面視で筐体２１０の開口端２１１に合わせられたサイズを有する。透明カバー２４０は、本例では、大半が平面で、横方向（±Ｙ方向）の両端部が緩やかに下側に湾曲した形状のガラス板である例を示すが、横方向において平板状のガラス板であってもよい。あるいは、透明カバー２４０は、電子機器２００の縦方向（±Ｘ方向）においても両端部が緩やかに下側に湾曲した形状であってもよい。ここでは、透明カバー２４０がガラス製である形態について説明するが、透明カバー２４０は、樹脂製であってもよい。
【0022】
透明カバー２４０が筐体２１０の開口端２１１に取り付けられることにより、筐体２１０の収容部２１２は封止される。
【0023】
透明カバー２４０の上面は、透明カバー２４０の外表面の一例であり、透明カバー２４０の下面は、透明カバー２４０の内表面の一例である。透明カバー２４０の内表面側には、アンテナ装置１００及びタッチパネル２３０が設けられる。透明カバー２４０は透明であるため、電子機器２００の外部からは、透明カバー２４０を介して内部に設けられるタッチパネル２３０及びディスプレイパネル２２０が見える。
【0024】
配線基板２５０には、電子部品２６０Ａ～２６０Ｃが実装される。配線基板２５０には、図２において破線で示す給電線路等が接続される。給電線路等は、アンテナ装置１００と配線基板２５０を接続している。配線基板２５０とアンテナ装置１００とを接続する給電線路等は、コネクタやＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)等を用いて接続されていてもよく、その他の構成要素を用いて接続されていてもよい。
【0025】
電子部品２６０Ａは、一例として、配線基板２５０の配線と給電線路等（破線参照）を介してアンテナ装置１００に接続されており、アンテナ装置１００を介して送信又は受信する信号の処理を行う通信モジュールである。また、中央の電子部品２６０Ｂは、例えば、カメラである。
【0026】
電子部品２６０Ｃ、２６０Ｄは、一例として、電子機器２００の動作に関連する情報処理等を行う部品であり、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、入出力インターフェース、及び内部バス等を含むコンピュータによって実現される。
【0027】
バッテリー２７０は、充電可能な二次電池であり、ディスプレイモジュールＤ、及び電子部品２６０Ａ～２６０Ｄ等の動作に必要な電力を供給する。
【0028】
＜アンテナ装置１００に用いる金属メッシュ＞
図３は、金属メッシュ３０の構成の一例を示す平面図である。アンテナ装置１００の構成について説明する前に、ここでは、アンテナ装置１００の金属層及びグランド層として利用可能な金属メッシュ３０について説明する。
図３は、金属メッシュ３０の構成の一例を示す平面図である。アンテナ装置１００の構成について説明する前に、ここでは、アンテナ装置１００の金属層及びグランド層として利用可能な金属メッシュ３０について説明する。
【0029】
金属メッシュ３０は、透明導体であり、透明基板１０の上面１０Ａに形成されている。金属メッシュ３０は、人間の視力では確認が難しいほど光透過性が高い導体である。金属メッシュ３０は、アンテナ装置１００の金属層及びグランド層として利用可能である。アンテナ装置１００の金属層は、スロット型の放射素子を有する。ここでは、一例として、透明基板１０の上面１０Ａに形成されている金属メッシュ３０について説明する。
【0030】
金属メッシュ３０は、光透過性を高くするために、一例としてメッシュ状に形成されている金属細線層であり、透明導体である。金属メッシュ３０は、一方の方向に延在する複数の金属細線３１と、他方の方向に延在する複数の金属細線３２が交差するように設けられて、網目状の隙間（目開き）である開口部（透孔）３３が形成されている。
【0031】
金属メッシュ３０の開口部３３は方形であってもよく、菱形であってもよい。開口部３３を方形に形成する場合、メッシュの目は正方形が好ましく、意匠性が良い。また、メッシュの開口部３３は、自己組織化法によるランダム形状でもよく、そうすることでモアレを抑制できる。金属細線３１、３２それぞれの線幅ｗ３１、ｗ３２は、１μｍ～１０μｍが好ましく、１μｍ～５μｍがより好ましく、１μｍ～３μｍがさらに好ましい。また、複数の金属細線３１同士の間、及び、複数の金属細線３２同士の間の線間隔（目開き又はピッチともいう）ｐ３１、ｐ３２は、３００μｍ～５００μｍが好ましい。
【0032】
金属メッシュ３０の全体に対する開口部３３の面積の割合である開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。金属メッシュ３０の開口率を大きくするほど、可視光透過率を高くできる。
【0033】
金属メッシュ３０の厚さは、１μｍ～４０μｍであってよい。メッシュ状に形成されることにより、金属メッシュ３０が厚くても、可視光透過率を高くできる。金属メッシュ３０の厚さは、５μｍ以上がより好ましく、８μｍ以上がさらに好ましい。また、金属メッシュ３０の厚さは、３０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下がさらに好ましく、１５μｍ以下が特に好ましい。
【0034】
なお、金属メッシュ３０において、金属細線３１、３２の線幅（導体幅）ｗ３１、ｗ３２よりも、導体厚は小さく設定される。アスペクト比（導体厚／導体幅）が１を超えると、構造的にアンバランスになり、壊れやすく、また製造も困難なためである。ただし、導体厚が厚いほどシート抵抗値を小さくできるため、導体厚が厚い方がスロット型の放射素子の放射効率は良好になる。このため、導体厚は導体幅より小さく、かつなるべく大きい値が好適である。
【0035】
なお、金属メッシュ３０の金属細線３１、３２の導体材料としては銅が挙げられるが、他にも、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、金、白金、錫、鉄、等の金属材料を使用でき、また、これらの材料に限られない。
【0036】
このような金属メッシュ３０は、透明であり、人間の視力では確認が難しいほど光透過性が高く、かつ透明導体として機能できる。また、金属メッシュ３０の面抵抗は、例えば５Ω／ｓｑ以下である。より好ましくは、１Ω／ｓｑ以下であり、さらに好ましくは０．５Ω／ｓｑ前後である。
【0037】
＜アンテナ装置１００の構成＞
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、アンテナ装置１００の構成の一例を示す図である。図４Ａは平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＢ－Ｂ矢視断面を示す図であり、図４Ｃは、アンテナ装置１００の底面側を示す図である。
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、アンテナ装置１００の構成の一例を示す図である。図４Ａは平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＢ－Ｂ矢視断面を示す図であり、図４Ｃは、アンテナ装置１００の底面側を示す図である。
【0038】
アンテナ装置１００は、透明基板１０１、金属層１１０、及びグランド層１２０を含む。透明基板１０１は、基体の一例である。金属層１１０は、端辺１１１、コプレーナ導波路１３０、ループスロットアンテナ１４０、及び無給電スロット１５０を有する。ループスロットアンテナ１４０は、スロットアンテナの一例である。
【0039】
透明基板１０１は、上面１０１Ａ及び下面１０１Ｂを有する。上面１０１Ａは第１主面の一例であり、下面１０１Ｂは第２主面の一例である。上面１０１Ａには金属層１１０が設けられ、下面１０１Ｂにはグランド層１２０が設けられる。
【0040】
透明基板１０１は、一例として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）又はＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）であり、折り曲げ可能なフレキシブル基板である。「透明」とは、可視光透過率が少なくとも４０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上であることをいう。アンテナ装置１００が無色透明であることを担保するために、透明基板１０１の可視光透過率は、８０％以上であると好適である。また、一例として、透明基板１０１の２８ＧＨｚにおける誘電率は、３．２である。
【0041】
また、透明基板１０１の厚さは、２５μｍ～４００μｍであることが好ましい。本実施形態では、一例として、透明基板１０１の厚さは１００μｍである。上面１０１Ａ及び下面１０１Ｂに金属層１１０及びグランド層１２０がそれぞれ設けられる透明基板１０１は、特に厚さがλ／３２以下の場合に、不要伝送モードである平行平板モードが生じる。アンテナ装置１００は、本来が放射に寄与しない平行平板モードの電波を放射に寄与させるため、透明基板１０１の厚さは、平行平板モードが生じやすい厚さであることが好ましい。なお、λは、ループスロットアンテナ１４０の共振周波数における１波長の長さである。
【0042】
金属層１１０及びグランド層１２０は、透明基板１０１の上面１０１Ａ及び下面１０１Ｂにそれぞれ形成される。全体の構造を分かりやすくするために、図４Ａ乃至図４Ｃでは、金属層１１０及びグランド層１２０を平面状に形成された金属箔として示すが、金属層１１０及びグランド層１２０は、実際には、図３に示す金属メッシュ３０で構成される。ここでは、金属層１１０、及びグランド層１２０、コプレーナ導波路１３０、ループスロットアンテナ１４０、及び無給電スロット１５０の構成について説明する。
【0043】
＜金属層１１０＞
金属層１１０は、一例として、透明基板１０１の上面１０１Ａのうちの－Ｙ方向側の約半分の部分に形成されている。金属層１１０は、平面視で矩形状であり、＋Ｙ方向側でＸ方向に延在する端辺１１１を有する。端辺１１１は、アンテナ装置１００の指向性利得及び放射効率を改善するために、平面視において、グランド層１２０のＹ方向の長さの略中央に位置し、Ｘ方向に延在している。すなわち、端辺１１１は、グランド層１２０のＹ方向の長さの途中に配置される。金属層１１０の外縁の四辺のうち、端辺１１１以外の３辺は、透明基板１０１の外縁に沿って配置されている。一例として、金属層１１０のＸ方向の長さは１５ｍｍ、Ｙ方向の長さは１１．８ｍｍである。
金属層１１０は、一例として、透明基板１０１の上面１０１Ａのうちの－Ｙ方向側の約半分の部分に形成されている。金属層１１０は、平面視で矩形状であり、＋Ｙ方向側でＸ方向に延在する端辺１１１を有する。端辺１１１は、アンテナ装置１００の指向性利得及び放射効率を改善するために、平面視において、グランド層１２０のＹ方向の長さの略中央に位置し、Ｘ方向に延在している。すなわち、端辺１１１は、グランド層１２０のＹ方向の長さの途中に配置される。金属層１１０の外縁の四辺のうち、端辺１１１以外の３辺は、透明基板１０１の外縁に沿って配置されている。一例として、金属層１１０のＸ方向の長さは１５ｍｍ、Ｙ方向の長さは１１．８ｍｍである。
【0044】
金属層１１０は、コプレーナ導波路１３０、ループスロットアンテナ１４０、及び無給電スロット１５０を有する。コプレーナ導波路１３０、ループスロットアンテナ１４０、及び無給電スロット１５０は、金属層１１０の－Ｙ方向側から＋Ｙ方向側にかけて、この順番で設けられている。
【0045】
なお、ここでは、端辺１１１がグランド層１２０のＹ方向の長さの略中央に位置する構成について説明するが、端辺１１１のＹ方向における位置は、さらに＋Ｙ方向側であってもよく、さらに－Ｙ方向側であってもよい。
【0046】
また、金属層１１０は、一例として、実際には、図３に示す金属メッシュ３０で構成されるため、一例として、金属細線３１及び３２は、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５度の方向に延在する。この場合に、端辺１１１に相当する金属層１１０の＋Ｙ方向側の外縁においても、金属細線３１及び３２がＸ軸及びＹ軸に対して４５度の方向に延在する場合には、端辺１１１は微視的には金属細線３１及び３２によってＸ軸に対してジグザグな形状を有することになる。このような場合には、金属層１１０の＋Ｙ方向側の外縁に位置する金属細線３１及び３２に接してＸ方向に延在する仮想的な直線を端辺１１１として扱えばよい。
【0047】
また、例えば、金属層１１０の＋Ｙ方向側の外縁に、Ｘ軸に平行な直線状の金属細線を設けることで、端辺１１１がＸ軸に平行な直線状の金属細線によって構成されていてもよい。この場合には、端辺１１１には、Ｘ軸に平行な直線状の金属細線と、金属細線３１及び３２とによって囲まれる二等辺三角形状の開口が設けられることになる。
【0048】
＜グランド層１２０＞
グランド層１２０は、一例として、透明基板１０１の下面１０１Ｂの略全面に形成されている。グランド層１２０は、アンテナ装置１００の－Ｚ方向側に配置されるディスプレイパネル２２０にアンテナ装置１００が放射する電波が伝搬しないようにするとともに、ディスプレイパネル２２０が発生する電波をアンテナ装置１００側で遮蔽するために設けられている。また、透明基板１０１の－Ｚ方向側にグランド層１２０を設けることで、アンテナ装置１００から－Ｚ方向に放射される電波を＋Ｚ方向に反射できる。
グランド層１２０は、一例として、透明基板１０１の下面１０１Ｂの略全面に形成されている。グランド層１２０は、アンテナ装置１００の－Ｚ方向側に配置されるディスプレイパネル２２０にアンテナ装置１００が放射する電波が伝搬しないようにするとともに、ディスプレイパネル２２０が発生する電波をアンテナ装置１００側で遮蔽するために設けられている。また、透明基板１０１の－Ｚ方向側にグランド層１２０を設けることで、アンテナ装置１００から－Ｚ方向に放射される電波を＋Ｚ方向に反射できる。
【0049】
グランド層１２０は、平面視で金属層１１０と重なる第１領域１２１と、平面視で端辺１１１に対して第１領域１２１とは反対側に位置し金属層１１０とは重ならない第２領域１２２とにわたって設けられている。平面視において、第１領域１２１と第２領域１２２との境界には、金属層１１０の端辺１１１が位置する。なお、一例として、グランド層１２０のＸ方向の長さは１５ｍｍ、第１領域１２１のＹ方向の長さは１１．８ｍｍ、第２領域１２２のＹ方向の長さは１２．２ｍｍである。
【0050】
ここでは、グランド層１２０が透明基板１０１の下面１０１Ｂの略全面に形成されていて、金属層１１０が透明基板１０１の上面１０１Ａのうちの－Ｙ方向側の約半分の部分に形成されている形態について説明する。しかしながら、本実施形態では、金属層１１０がグランド層１２０よりも小さく、金属層１１０がグランド層１２０と重なっていて、グランド層１２０と重なる部分に端辺１１１を有していればよい。端辺１１１と無給電スロット１５０との位置関係等については、後述する。
【0051】
なお、グランド層１２０は、金属層１１０と重なり、ともに図３に示す金属メッシュ３０で構成される。金属層１１０として用いる金属メッシュ３０の金属細線３１、金属細線３２、及び開口部３３と、グランド層１２０として用いる金属メッシュ３０の金属細線３１、金属細線３２、及び開口部３３との位置が一致していることが好ましい。金属層１１０及びグランド層１２０は、透明基板１０１を挟んで重ね合わされるため、互いの金属細線３１、金属細線３２、及び開口部３３の位置がずれていると、モアレが生じるからである。一例として、同一のフォトマスクを利用したリソグラフィ工程を利用して透明基板１０１の上面１０１Ａ及び下面１０１Ｂに金属メッシュ３０を形成することで、上面１０１Ａ及び下面１０１Ｂの金属メッシュ３０の金属細線３１、金属細線３２、及び開口部３３の位置を合わせることができ、モアレを抑制でき、見栄えも良好になる。
【0052】
＜コプレーナ導波路１３０＞
コプレーナ導波路１３０は、＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側に隣接する金属層１１０の間に設けられ、Ｙ方向に延在する線路１３１を有する。線路１３１は、一例として、金属層１１０の－Ｙ方向側の端で金属層１１０のＸ方向における中央に位置する端部１３１Ａと、ループスロットアンテナ１４０に接続される端部１３１Ｂとを有する。このような線路１３１と、線路１３１の＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側に隣接する金属層１１０とによって、コプレーナ導波路１３０が実現される。また、コプレーナ導波路１３０は、平面視においてグランド層１２０と重なっているため、ＧＣＰＷ(Grounded Coplanar Waveguide)を構成する。
コプレーナ導波路１３０は、＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側に隣接する金属層１１０の間に設けられ、Ｙ方向に延在する線路１３１を有する。線路１３１は、一例として、金属層１１０の－Ｙ方向側の端で金属層１１０のＸ方向における中央に位置する端部１３１Ａと、ループスロットアンテナ１４０に接続される端部１３１Ｂとを有する。このような線路１３１と、線路１３１の＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側に隣接する金属層１１０とによって、コプレーナ導波路１３０が実現される。また、コプレーナ導波路１３０は、平面視においてグランド層１２０と重なっているため、ＧＣＰＷ(Grounded Coplanar Waveguide)を構成する。
【0053】
コプレーナ導波路１３０は、端部１３１Ａに電源が接続され、ループスロットアンテナ１４０に給電する給電線路として機能する。なお、線路１３１の端部１３１Ａ及び１３１Ｂの間の長さは、一例として、３．７５ｍｍである。
【0054】
＜ループスロットアンテナ１４０＞
ループスロットアンテナ１４０は、一例として、矩形状でループ状のスロットアンテナである。ループスロットアンテナ１４０のループ長は、共振周波数における波長の電気長λeである。ここでは、一例として、ループスロットアンテナ１４０の共振周波数は、２８ＧＨｚである形態について説明するが、ループスロットアンテナ１４０の共振周波数は、Ｓｕｂ－６帯域又はミリ波帯域の周波数であればよい。
ループスロットアンテナ１４０は、一例として、矩形状でループ状のスロットアンテナである。ループスロットアンテナ１４０のループ長は、共振周波数における波長の電気長λeである。ここでは、一例として、ループスロットアンテナ１４０の共振周波数は、２８ＧＨｚである形態について説明するが、ループスロットアンテナ１４０の共振周波数は、Ｓｕｂ－６帯域又はミリ波帯域の周波数であればよい。
【0055】
図４Ａには、一例として２８ＧＨｚ用に調整したループ長を有するループスロットアンテナ１４０を示すため、ループスロットアンテナ１４０のＸ方向の長さは２．８３ｍｍであり、Ｙ方向の長さは２．５５ｍｍである。Ｘ方向及びＹ方向の長さは、ループスロットアンテナ１４０の幅の中心同士の間の長さである。また、ループスロットアンテナ１４０の幅は、一例として、０．６５ｍｍである。ループスロットアンテナ１４０の幅とは、平面視で矩形状に延在するループスロットアンテナ１４０の延在方向に垂直な方向の幅である。
【0056】
４辺に相当する４本の直線状のスロットを繋いだ構成で実現されるループスロットアンテナ１４０のうちの－Ｙ方向側でＸ方向に延在するスロットのＸ方向における長さの中心に、コプレーナ導波路１３０の線路１３１の端部１３１Ｂが接続されている。ループスロットアンテナ１４０は、コプレーナ導波路１３０を介して給電される。線路１３１の端部１３１Ｂは、ループスロットアンテナ１４０の給電点である。また、ループスロットアンテナ１４０は、無給電スロット１５０と電磁界的に結合しており、ループスロットアンテナ１４０から無給電スロット１５０に電力が供給される。
【0057】
また、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちのＸ方向に延在する２本のスロットは、金属層１１０の端辺１１１に平行に延在している。換言すれば、端辺１１１は、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちのＸ方向に延在する２本のスロットに平行に延在している。
【0058】
また、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちのＸ方向に延在する２本のスロットは、無給電スロット１５０と平行である。ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちのＸ方向に延在する２本のスロットは、ループスロットアンテナ１４０の４辺のうち、無給電スロット１５０と平行な辺に相当する。すなわち、ループスロットアンテナ１４０は、無給電スロット１５０と平行な辺を有する。
【0059】
なお、ここでは、図４Ａに示すように、－Ｙ方向側からコプレーナ導波路１３０が接続されるループスロットアンテナ１４０に対して、無給電スロット１５０及び端辺１１１が＋Ｙ方向側に位置する構成について説明した。しかしながら、無給電スロット１５０及び端辺１１１は、ループスロットアンテナ１４０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側に設けられていてもよい。このような場合に、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうち、無給電スロット１５０及び端辺１１１と最も近い１本のスロットと、無給電スロット１５０及び端辺１１１との位置関係を、図４Ａに示す位置関係と等しくすればよい。
【0060】
また、ここでは、アンテナ装置１００がループスロットアンテナ１４０を含む形態について説明するが、ループスロットアンテナ１４０以外のスロットアンテナを用いてもよい。ループスロットアンテナ１４０以外のスロットアンテナは、例えば、無給電スロット１５０と平行にＸ方向に延在するスロットダイポールアンテナであってもよい。Ｘ方向に延在するスロットダイポールアンテナの両端間の長さは、一例として、共振周波数における波長の電気長λeの半分（λｅ／２）である。
【0061】
アンテナ装置１００のスロットアンテナは、金属層１１０の端辺１１１の延在方向に沿って延在していればよく、厳密に平行ではなくてもよい。延在方向に沿うとは、延在方向と平行である場合に加えて、無給電スロット１５０との電磁界的な結合が損なわない程度にずれている場合が含まれる意味である。ループスロットアンテナ１４０以外のスロットアンテナは、上述したスロットダイポールアンテナの他に、例えば、Ｘ方向に延在しつつ、Ｘ方向に対して湾曲しているような形状のスロットアンテナであってもよい。
【0062】
＜無給電スロット１５０＞
無給電スロット１５０は、ループスロットアンテナ１４０と端辺１１１との間に設けられている。無給電スロット１５０は、直線状のスロットであり、端辺１１１と平行にＸ方向に延在している。また、無給電スロット１５０は、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちのＸ方向に延在する２本のスロットと平行にＸ方向に延在している。
無給電スロット１５０は、ループスロットアンテナ１４０と端辺１１１との間に設けられている。無給電スロット１５０は、直線状のスロットであり、端辺１１１と平行にＸ方向に延在している。また、無給電スロット１５０は、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちのＸ方向に延在する２本のスロットと平行にＸ方向に延在している。
【0063】
無給電スロット１５０のＸ方向の長さをＬとする。無給電スロット１５０は、一例として、長さＬの中心が、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちのＸ方向に延在する２本のスロットのＸ方向の長さの中心と一致するように形成されている。長さＬは、一例として、８．４３ｍｍである。また、無給電スロット１５０のＹ方向の幅は、一例として、０．６５ｍｍであり、一例として、ループスロットアンテナ１４０の幅と等しい。なお、無給電スロット１５０のＹ方向の幅は、ループスロットアンテナ１４０の幅と等しくなくてもよいが、等しいことが好ましい。
【0064】
また、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちの＋Ｙ方向側でＸ方向に延在するスロットのＹ方向の幅の中心と、無給電スロット１５０のＹ方向の幅の中心との間の距離をｄ１とする。また、無給電スロット１５０のＹ方向の幅の中心と、端辺１１１との間の距離をｄ２とする。距離ｄ１は、一例として２．００ｍｍであり、距離ｄ２は、一例として２．４２ｍｍである。
【0065】
ここで、ループスロットアンテナ１４０の４本のスロットのうちの＋Ｙ方向側でＸ方向に延在するスロットは、ループスロットアンテナ１４０のうちの無給電スロット１５０に最も近い辺に相当する部分である。ループスロットアンテナ１４０のうちの無給電スロット１５０に最も近い辺に相当するスロットの長さに対する、無給電スロット１５０の長さＬの比は、０．５～１２であることが好ましい。図４Ａでは、一例として、ループスロットアンテナ１４０のうちの無給電スロット１５０に最も近い辺に相当するスロットの長さは２．５５ｍｍである。なお、０．５～１２の比は、無給電スロット１５０の長さＬは、λe／８≦Ｌ≦３λeであることが好ましい。λeは、ループスロットアンテナ１４０の共振周波数における波長の電気長である。
【0066】
また、距離ｄ１と、距離ｄ２との合計の距離ｄは、λe／４≦ｄ≦２λeを満たすことが好ましい。λeは、ループスロットアンテナ１４０の共振周波数における波長の電気長である。また、距離ｄ１及び距離ｄ２は、略等しいことが好ましい。また、距離ｄは、無給電スロット１５０を挟んで配置されるループスロットアンテナ１４０及び端辺１１１の間の距離である。ループスロットアンテナ１４０、無給電スロット１５０、及び端辺１１１の各々の長さがλe／４のｎ／２（ｎは１以上の整数）倍であり、かつ、距離ｄ１及びｄ２がλe／４のｎ／２倍である場合に、共振条件が満たされ、ループスロットアンテナ１４０及び無給電スロット１５０の強力な電磁界結合と、無給電スロット１５０及び端辺１１１の強力な電磁界結合とが得られる。特に、ｎが１～８の範囲が好ましいため、距離ｄは、λe／４≦ｄ≦２λeを満たすことが好ましい。
【0067】
また、無給電スロット１５０の長さＬは、λe／８≦Ｌ≦３λeを満たすことが好ましく、λe以上であることがより好ましく、１．５λe以上であることがさらに好ましい。
【0068】
以上のような構成のアンテナ装置１００は、特に、ディスプレイパネル２２０の表示面側に配置する場合には、透明基板１０１を用いるとともに、金属層１１０及びグランド層１２０を金属メッシュ３０で構成することになる。
【0069】
この場合に、グランド層１２０は、アンテナ装置１００とディスプレイパネル２２０との間において、電波やノイズを双方向で遮蔽するために設けられるため、透明基板１０１の下面１０１Ｂの全面に設けられることになる。
【0070】
また、透明基板１０１の＋Ｚ方向側に設けられる金属層１１０は、電子機器２００の透明カバー２４０の真裏に配置されるため、外部から見えやすい。このような場合に、線路１３１の＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側の金属層１１０を省き、コプレーナ導波路１３０の代わりに、線路１３１とグランド層１２０とによって実現されるマイクロストリップラインを給電線路として用いることが考えられる。また、ループスロットアンテナ１４０の代わりに、パッチアンテナ等を用いることで、ループスロットアンテナ１４０の周囲の金属層１１０を省くことも考えられる。
【0071】
しかしながら、コプレーナ導波路１３０の代わりにマイクロストリップラインを給電線路として用いる場合や、ループスロットアンテナ１４０の代わりに、パッチアンテナ等を用いると、金属メッシュ３０の面積が小さくなる。そして、透明基板１０１の上面１０１Ａ上において、金属メッシュ３０がある部分と、金属メッシュ３０がない部分とで可視光透過率の差による明るさの差が生じることでムラが生じる。
【0072】
このような理由から、特に、ディスプレイパネル２２０の表示面側に配置する場合には、可視光透過率の差によるムラを抑制するために、透明基板１０１の上面１０１Ａ上に、より広い範囲に金属メッシュ３０を配置したいという要求がある。このような要求を実現するために、コプレーナ導波路１３０及びループスロットアンテナ１４０を採用している。
【0073】
＜平行平板モードの電界＞
次に、コプレーナ導波路１３０によって伝搬される電波の準ＴＥＭモードの電界と、透明基板１０１内で生じる平行平板モードの電界とについて説明する。コプレーナ導波路１３０の線路１３１の端部１３１Ａに給電が行われると、コプレーナ導波路１３０、によって準ＴＥＭモードの電界が生じる。
次に、コプレーナ導波路１３０によって伝搬される電波の準ＴＥＭモードの電界と、透明基板１０１内で生じる平行平板モードの電界とについて説明する。コプレーナ導波路１３０の線路１３１の端部１３１Ａに給電が行われると、コプレーナ導波路１３０、によって準ＴＥＭモードの電界が生じる。
【0074】
また、透明基板１０１の上面１０１Ａにコプレーナ導波路１３０を有する金属層１１０が設けられるとともに、下面１０１Ｂにグランド層１２０が設けられているため、金属層１１０とグランド層１２０との間の透明基板１０１内で平行平板モードの電界が生じる。平行平板モードの電界は、透明基板１０１の厚さが薄くなるほど顕著に生じる。ここでは、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃを用いて、透明基板１０１内に生じる電界について説明する。
【0075】
図５Ａは、図４ＡにおけるＣ１－Ｃ１矢視断面のうちの線路１３１の部分を拡大して示す断面図である。Ｃ１－Ｃ１矢視断面は、Ｙ方向において、コプレーナ導波路１３０がある区間に含まれる。図５Ｂは、図４ＡにおけるＣ２－Ｃ２矢視断面のうちのループスロットアンテナ１４０の部分を拡大して示す断面図である。Ｃ２－Ｃ２矢視断面は、Ｙ方向において、ループスロットアンテナ１４０がある区間に含まれる。図５Ｃは、図４ＡのＢ－Ｂ矢視断面を示す図である。図５Ｃでは、ループスロットアンテナ１４０及び無給電スロット１５０を誇張して大きく示す。
【0076】
図５Ａには、ある瞬間において、コプレーナ導波路１３０によって生じる準ＴＥＭモードの電界を実線の矢印で示す。準ＴＥＭモードの電界は、線路１３１の＋Ｚ方向と、線路１３１とＸ方向の両側にある金属層１１０との間と、線路１３１とグランド層１２０との間とに生じている。図５Ａに示す瞬間とは位相が１８０度異なる瞬間では、準ＴＥＭモードの電界の向きを表す実線の矢印の方向は逆になる。
【0077】
また、図５Ａには、ある瞬間において、コプレーナ導波路１３０を有する金属層１１０と、グランド層１２０との間に生じる平行平板モードの電界を破線の矢印で示す。平行平板モードの電界は、コプレーナ導波路１３０による電波の伝送に寄与しない不要モードである。図５Ａに示す瞬間とは位相が１８０度異なる瞬間では、平行平板モードの電界の向きを表す破線の矢印の方向は逆になる。
【0078】
図５Ａに示すように、コプレーナ導波路１３０とグランド層１２０との間には、準ＴＥＭモードの電界（実線）に加えて、平行平板モードの電界（破線）が生じる。このため、コプレーナ導波路１３０によってループスロットアンテナ１４０に伝搬される準ＴＥＭモードの電界は、平行平板モードの電界（破線）が生じる分だけ低減される。また、平行平板モードの電波は、透明基板１０１の内部をループスロットアンテナ１４０に向かって伝搬する。
【0079】
また、図５Ｂには、ある瞬間において、ループスロットアンテナ１４０の内側と外側の金属層１１０同士に挟まれたループスロットアンテナ１４０に生じる電界を実線の矢印で示す。また、平行平板モードの電波は、透明基板１０１の内部をループスロットアンテナ１４０に向かって伝搬するため、図５Ｂに示すように、ループスロットアンテナ１４０を含む断面においても、平行平板モードの電界（破線）が生じる。図５Ａに示す瞬間とは位相が１８０度異なる瞬間では、ループスロットアンテナ１４０に生じる電界の向きを表す矢印（実線）は逆になり、平行平板モードの電界の向きを表す矢印（破線）の方向も逆になる。
【0080】
＜端辺１１１及び無給電スロット１５０を設けた理由＞
図５Ｂに示すように、ループスロットアンテナ１４０を含む断面では、ループスロットアンテナ１４０に生じる電界に加えて、透明基板１０１の内部で平行平板モードの電界が生じる。このため、ループスロットアンテナ１４０に生じる電界は、平行平板モードの電界（破線）が生じる分だけ低減される。
図５Ｂに示すように、ループスロットアンテナ１４０を含む断面では、ループスロットアンテナ１４０に生じる電界に加えて、透明基板１０１の内部で平行平板モードの電界が生じる。このため、ループスロットアンテナ１４０に生じる電界は、平行平板モードの電界（破線）が生じる分だけ低減される。
【0081】
仮に、アンテナ装置１００が無給電スロット１５０を含まずに、金属層１１０の端辺１１１が図４Ａ及び図４Ｂに示す位置ではなく、透明基板１０１の＋Ｙ方向側の端部に位置していれば、平行平板モードの電波は、透明基板１０１の内部を＋Ｙ方向側の端部まで伝搬することになる。
【0082】
このような平行平板モードの電波の発生を抑制することは、現実的には困難である。そこで、アンテナ装置１００は、図５Ｃに示すように、金属層１１０をグランド層１２０よりも小さくして端辺１１１をグランド層１２０のＹ方向の長さの途中に配置し、かつ、端辺１１１及びループスロットアンテナ１４０の間に無給電スロット１５０を設けることで、平行平板モードの電波がアンテナ装置１００による電波の放射に寄与するように改善した。
【0083】
図５Ｃには、ある瞬間における平行平板モードの電界を破線の矢印で示す。また、矢印の長は電界の強さを表し、矢印が長いほど電界が強いことを表す。なお、図５Ｃに示す瞬間とは位相が１８０度異なる瞬間では、平行平板モードの電界の向きを表す矢印（破線）の方向は逆になる。
【0084】
平行平板モードの電波が透明基板１０１の内部を－Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に伝搬すると、端辺１１１よりも＋Ｙ方向側では透明基板１０１の上面１０１Ａ上に金属層１１０が存在しないため、不要伝送モードの電界は、端辺１１１を過ぎた部分で透明基板１０１の＋Ｚ方向側に開放される。
【0085】
このときに、ループスロットアンテナ１４０、無給電スロット１５０、及び端辺１１１の電磁界結合によって、平行平板モードの電波の伝搬方向（図５Ｃにおける＋Ｙ方向）における端辺１１１の直前で特に電界が強くなるため、端辺１１１よりも＋Ｙ方向側では、端辺１１１に近いほど＋Ｚ方向に放射される平行平板モードの電波の電界が大きくなる。端辺１１１よりも＋Ｙ方向側において、＋Ｚ方向に放射される平行平板モードの電波は、アンテナ装置１００から＋Ｚ方向に放射される電波に寄与する。このため、グランド層１２０の＋Ｙ方向側の端部よりも手前側に端辺１１１を設けるとともに、ループスロットアンテナ１４０、無給電スロット１５０、及び端辺１１１の電磁界結合を利用することで、アンテナ装置１００が放射する電波の利得を増大させることができる。
【0086】
なお、金属層１１０をグランド層１２０よりも小さくすることにより、アンテナ装置１００は、グランド層１２０の第１領域１２１と第２領域１２２とでは、金属層１１０の有無によって明るさが異なる。しかしながら、アンテナ装置１００の明るさは、透明基板１０１のＹ方向における中央部でＸ方向に平行に直線状に延在する端辺１１１を境界として異なることになり、明るさの境界が１つで直線であるため、ムラを生じにくくすることができる。
【0087】
また、本実施形態では、端辺１１１が平面視でグランド層１２０のＹ方向の長さの略中央に位置している。しかしながら、アンテナ装置１００の指向性利得及び放射効率を改善できるのであれば、端辺１１１は、グランド層１２０の＋Ｙ方向側でＸ方向に延在する端辺と重なる位置であってもよい。この場合には、金属層１１０及びグランド層１２０の平面視でのサイズが等しく、四辺同士の位置がすべて一致することになる。
【0088】
＜シミュレーション結果＞
図６は、アンテナ装置１００、変形例のアンテナ装置、及び比較用のアンテナ装置１及び２についてのシミュレーション結果の一例を示す図である。ここでは、アンテナ特性として指向性利得及び放射効率を計算した結果について説明する。変形例のアンテナ装置は、アンテナ装置１００の一部を変形した構成を有し、実施形態の変形例のアンテナ装置である。
図６は、アンテナ装置１００、変形例のアンテナ装置、及び比較用のアンテナ装置１及び２についてのシミュレーション結果の一例を示す図である。ここでは、アンテナ特性として指向性利得及び放射効率を計算した結果について説明する。変形例のアンテナ装置は、アンテナ装置１００の一部を変形した構成を有し、実施形態の変形例のアンテナ装置である。
【0089】
比較用のアンテナ装置１は、アンテナ装置１００から無給電スロット１５０を省くとともに、端辺１１１を透明基板１０１の＋Ｙ方向側の端部に移動させた構成を有する。比較用のアンテナ装置１では、金属層１１０は、透明基板１０１の上面１０１Ａの全体に設けられている。この場合には、端辺１１１が透明基板１０１の上面１０１Ａの中央部分に存在しないことから、図６には端辺なしと記す。
【0090】
比較用のアンテナ装置２は、アンテナ装置１００から無給電スロット１５０を省いた構成を有する。すなわち、比較用のアンテナ装置２は、端辺１１１の位置は、アンテナ装置１００と同一であり、金属層１１０の大きさもアンテナ装置１００と同一であるが、金属層１１０は無給電スロット１５０を有しない。端辺１１１の位置は、アンテナ装置１００と同一であるため、端辺ありと記す。
【0091】
変形例のアンテナ装置は、アンテナ装置１００を端辺なしの構成に変更したアンテナ装置である。すなわち、変形例のアンテナ装置は、無給電スロット１５０を含み、端辺１１１は透明基板１０１の＋Ｙ方向側の端部に移動され、金属層１１０は、透明基板１０１の上面１０１Ａの全体に設けられている。平面視において、金属層１１０のサイズは、グランド層１２０のサイズと等しく、金属層１１０及びグランド層１２０は位置を合わせて重ねられている。
【0092】
なお、アンテナ装置１００については、無給電スロットあり、端辺ありと記す。
【0093】
このような比較用のアンテナ装置１及び２、変形例のアンテナ装置、及びアンテナ装置１００について、アンテナ特性として指向性利得と放射効率を計算するシミュレーションを行った。指向性利得（ｄＢｉ）は、各アンテナ装置から＋Ｚ方向側に放射される電波の利得の３次元での最大値を表す。
【0094】
また、シミュレーションの条件は、次の通りである。線路１３１の端部１３１Ａ及び１３１Ｂの間の長さは、３．７５ｍｍである。ループスロットアンテナ１４０のＸ方向の長さは２．８３ｍｍであり、Ｙ方向の長さは２．５５ｍｍである。ループスロットアンテナ１４０の幅は、０．６５ｍｍである。無給電スロットありの場合、無給電スロット１５０の長さＬは、８．４３ｍｍであり、幅は、０．６５ｍｍである。無給電スロットありの場合、距離ｄ１は、一例として２．００ｍｍであり、距離ｄ２は、一例として２．４２ｍｍである。端辺ありの場合、金属層１１０のＸ方向の長さは１５ｍｍ、Ｙ方向の長さは１１．８ｍｍ、グランド層１２０のＸ方向の長さは１５ｍｍ、第２領域１２２のＹ方向の長さは１２．２ｍｍである。端辺なしの場合、金属層１１０のＸ方向の長さは１５ｍｍ、Ｙ方向の長さは２４．０ｍｍであり、グランド層１２０のＸ方向及びＹ方向の長さは、金属層１１０のＸ方向及びＹ方向の長さとそれぞれ同一である。
【0095】
図６に示すように、指向性利得については、比較用のアンテナ装置１が５．６７ｄＢｉ、比較用のアンテナ装置２が５．９４ｄＢｉ、変形例のアンテナ装置が５．９３ｄＢｉ、アンテナ装置１００が９．２８ｄＢｉであった。比較用のアンテナ装置１の指向性利得が最も低く、比較用のアンテナ装置２と変形例のアンテナ装置との指向性利得は略等しかったが、比較用のアンテナ装置１の指向性利得よりも約０．３ｄＢ高い値が得られた。これは、無給電スロット１５０を設けたことによる効果であると考えられる。アンテナ装置１００の指向性利得は、比較用のアンテナ装置２と変形例のアンテナ装置との指向性利得に対して３．３ｄＢ以上大きい値を示した。
【0096】
また、放射効率については、比較用のアンテナ装置１が－５．７７ｄＢ、比較用のアンテナ装置２が－４．７５ｄＢ、変形例のアンテナ装置が－４．０４ｄＢ、アンテナ装置１００が－３．９７ｄＢであった。比較用のアンテナ装置１及び２（無給電スロットなし）の放射効率に比べて、変形例のアンテナ装置（無給電スロットあり）及びアンテナ装置１００（無給電スロットあり）の放射効率の方が約０．７ｄＢ以上改善されていたため、ループスロットアンテナ１４０と無給電スロット１５０との電磁界結合が放射効率の改善に有用であったと考えられる。また、変形例のアンテナ装置と、アンテナ装置１００との放射効率は、略同一の値であった。
【0097】
以上より、指向性利得については、変形例のアンテナ装置の値が、比較用のアンテナ装置１の値よりも約０．３ｄＢ高かったことから、ループスロットアンテナ１４０と端辺１１１との間に無給電スロット１５０を設けたことによって指向性利得が改善することを確認できた。アンテナ装置１００の指向性利得は、変形例のアンテナ装置よりも３．３ｄＢ以上大きい値を示したことから、端辺１１１をグランド層１２０のＹ方向の長さの途中に設けることによって、指向性利得が改善することを確認できた。
【0098】
なお、変形例のアンテナ装置の指向性利得と、比較用のアンテナ装置２の指向性利得とが同等の値であったことから、比較用のアンテナ装置１に対して無給電スロット１５０を追加することと、比較用のアンテナ装置１に対して端辺ありの構成に変更することの効果が同程度であることを確認できた。
【0099】
また、放射効率については、比較用のアンテナ装置１及び２（無給電スロットなし）の放射効率に比べて、変形例のアンテナ装置（無給電スロットあり）及びアンテナ装置１００（無給電スロットあり）の放射効率の方が約０．７ｄＢ以上大きい値を示したことから、無給電スロット１５０とループスロットアンテナ１４０との電磁界結合によって放射効率が改善することを確認できた。
【0100】
上述のシミュレーションを通じて、アンテナ装置１００及び変形例のアンテナ装置では、アンテナ特性としての指向性利得及び放射効率を改善できることを確認できた。
【0101】
＜効果＞
アンテナ装置１００は、上面１０１Ａ及び下面１０１Ｂを有する基体（一例として透明基板１０１）と、上面１０１Ａに設けられる金属層１１０と、平面視で金属層１１０と重なる位置において、下面１０１Ｂに設けられるグランド層１２０とを含む。金属層１１０は、コプレーナ導波路１３０と、コプレーナ導波路１３０に接続されるスロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）と、スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺１１１と、ループスロットアンテナと端辺１１１との間に設けられる無給電スロット１５０とを有する。このように、スロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）と端辺１１１との間に無給電スロット１５０を設けたことによって指向性利得が改善できるとともに、無給電スロット１５０とスロットアンテナとの電磁界結合によって放射効率を改善できる。指向性利得及び放射効率は、アンテナ特性である。
アンテナ装置１００は、上面１０１Ａ及び下面１０１Ｂを有する基体（一例として透明基板１０１）と、上面１０１Ａに設けられる金属層１１０と、平面視で金属層１１０と重なる位置において、下面１０１Ｂに設けられるグランド層１２０とを含む。金属層１１０は、コプレーナ導波路１３０と、コプレーナ導波路１３０に接続されるスロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）と、スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺１１１と、ループスロットアンテナと端辺１１１との間に設けられる無給電スロット１５０とを有する。このように、スロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）と端辺１１１との間に無給電スロット１５０を設けたことによって指向性利得が改善できるとともに、無給電スロット１５０とスロットアンテナとの電磁界結合によって放射効率を改善できる。指向性利得及び放射効率は、アンテナ特性である。
【0102】
したがって、アンテナ特性を向上させたアンテナ装置１００を提供できる。
【0103】
また、グランド層１２０は、金属層１１０と重なる第１領域１２１と、端辺１１１に対して第１領域１２１とは反対側に位置し金属層１１０とは重ならない第２領域１２２とにわたって設けられている。
【0104】
金属層１１０をグランド層１２０よりも小さくして端辺１１１をグランド層１２０のＹ方向の長さの途中に配置し、かつ、端辺１１１及びループスロットアンテナ１４０の間に無給電スロット１５０を設けることで、平行平板モードの電波がアンテナ装置１００による電波の放射に寄与するように改善できる。
【0105】
したがって、アンテナ特性をさらに向上させたアンテナ装置１００を提供できる。このような構成により、アンテナ特性のうちの指向性利得を特に改善できる。
【0106】
また、スロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）のうちの無給電スロット１５０に最も近い辺の長さに対する、無給電スロット１５０の長さの比は、０．５～１２であるので、スロットアンテナと無給電スロット１５０との十分な電磁界結合が得られ、アンテナ特性を改善できる。
【0107】
スロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）と無給電スロット１５０との間の距離ｄ１（第１距離の一例）と、無給電スロット１５０と端辺１１１との間の距離ｄ２（第２距離の一例）との合計の距離ｄは、スロットアンテナの共振周波数における波長の電気長をλeとすると、λe／４≦ｄ≦２λeを満たす。このため、距離ｄ１及びｄ２によって、スロットアンテナ及び無給電スロット１５０の電磁界結合と、無給電スロット１５０及び端辺１１１の電磁界結合とを最適化でき、アンテナ特性を改善できる。
【0108】
また、無給電スロット１５０の長さＬは、スロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）の共振周波数における波長の電気長をλeとすると、λe／８≦Ｌ≦３λeである。このため、無給電スロット１５０の長さＬによって、スロットアンテナ及び無給電スロット１５０の電磁界結合と、無給電スロット１５０及び端辺１１１の電磁界結合とを最適化でき、アンテナ特性を改善できる。
【0109】
また、スロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）は、無給電スロット１５０と平行な辺を有するので、スロットアンテナ及び無給電スロット１５０の良好な電磁界結合が得られ、アンテナ特性を改善できる。
【0110】
無給電スロット１５０は、端辺１１１と平行であるので、無給電スロット１５０及び端辺１１１の電磁界結合の良好な電磁界結合が得られ、アンテナ特性を改善できる。
【0111】
また、基体（一例として、透明基板１０１）は、透明であり、金属層１１０及びグランド層１２０は、金属メッシュ３０で形成されているので、可視光透過率の差によるムラを抑制しつつ、アンテナ特性を向上させたアンテナ装置１００を提供できる。特に、アンテナ装置１００をディスプレイパネル２２０の表示面側に配置する場合には、可視光透過率の差によるムラを抑制するために、透明基板１０１の上面１０１Ａ上に、より広い範囲に金属メッシュ３０を配置しているので、可視光透過率の差によるムラを抑制できることは、見栄えを良好にする観点から非常に有意義である。
【0112】
また、基体（一例として、透明基板１０１）の厚さは、２５μｍ～４００μｍであるので、透明基板１０１が薄いことによって平行平板モードが生じやすい構成において、アンテナ特性を向上させたアンテナ装置１００を提供できる。
【0113】
スロットアンテナ（一例として、ループスロットアンテナ１４０）の共振周波数は、Ｓｕｂ－６帯域又はミリ波帯域であるので、Ｓｕｂ－６帯域又はミリ波帯域の電波を放射するアンテナ特性を向上させたアンテナ装置１００を提供できる。
【0114】
スロットアンテナは、ループスロットアンテナ１４０であるので、アンテナ特性をさらに向上させたアンテナ装置１００を提供できる。
【0115】
また、ディスプレイモジュールＤは、アンテナ装置１００と、アンテナ装置１００のグランド層１２０側に重ねて配置される表示面を有するディスプレイパネル２２０とを含む。したがって、アンテナ特性を向上させたアンテナ装置１００を含むディスプレイモジュールＤを提供できる。
【0116】
以上、本開示の例示的なアンテナ装置、及び、アンテナ付ディスプレイ装置について説明したが、本開示は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【0117】
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
第１主面及び第２主面を有する基体と、
前記第１主面に設けられる金属層と、
平面視で前記金属層と重なる位置において、前記第２主面に設けられるグランド層と
を含み、
前記金属層は、
コプレーナ導波路と、
前記コプレーナ導波路に接続されるスロットアンテナと、
前記スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺と、
前記スロットアンテナと前記端辺との間に設けられる無給電スロットと
を有する、アンテナ装置。
（付記２）
前記グランド層は、前記金属層と重なる第１領域と、前記端辺に対して前記第１領域とは反対側に位置し前記金属層とは重ならない第２領域とにわたって設けられている、付記１に記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記スロットアンテナのうちの前記無給電スロットに最も近い辺の長さに対する、前記無給電スロットの長さの比は、０．５～１２である、付記１又は２に記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記スロットアンテナと前記無給電スロットとの間の第１距離と、前記無給電スロットと前記端辺との間の第２距離との合計の距離ｄは、前記スロットアンテナの共振周波数における波長の電気長をλeとすると、λe／４≦ｄ≦２λeを満たす、付記１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記無給電スロットの長さＬは、前記スロットアンテナの共振周波数における波長の電気長をλeとすると、λe／８≦Ｌ≦３λeである、付記１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記スロットアンテナは、前記無給電スロットと平行な辺を有する、付記１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記７）
前記無給電スロットは、前記端辺と平行である、付記１乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記８）
前記基体は透明であり、
前記金属層及び前記グランド層は、金属メッシュで形成されている、付記１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記９）
前記基体の厚さは、２５μｍ～４００μｍである、付記１乃至８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記１０）
前記スロットアンテナの共振周波数は、Ｓｕｂ－６帯域又はミリ波帯域である、付記１乃至９のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記１１）
前記スロットアンテナは、ループスロットアンテナである、付記１乃至１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記１２）
付記１乃至１１のいずれか１項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の前記グランド層側に重ねて配置される表示面を有する表示装置と
を含む、アンテナ付ディスプレイ装置。
（付記１）
第１主面及び第２主面を有する基体と、
前記第１主面に設けられる金属層と、
平面視で前記金属層と重なる位置において、前記第２主面に設けられるグランド層と
を含み、
前記金属層は、
コプレーナ導波路と、
前記コプレーナ導波路に接続されるスロットアンテナと、
前記スロットアンテナの延在方向に沿って延在する端辺と、
前記スロットアンテナと前記端辺との間に設けられる無給電スロットと
を有する、アンテナ装置。
（付記２）
前記グランド層は、前記金属層と重なる第１領域と、前記端辺に対して前記第１領域とは反対側に位置し前記金属層とは重ならない第２領域とにわたって設けられている、付記１に記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記スロットアンテナのうちの前記無給電スロットに最も近い辺の長さに対する、前記無給電スロットの長さの比は、０．５～１２である、付記１又は２に記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記スロットアンテナと前記無給電スロットとの間の第１距離と、前記無給電スロットと前記端辺との間の第２距離との合計の距離ｄは、前記スロットアンテナの共振周波数における波長の電気長をλeとすると、λe／４≦ｄ≦２λeを満たす、付記１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記無給電スロットの長さＬは、前記スロットアンテナの共振周波数における波長の電気長をλeとすると、λe／８≦Ｌ≦３λeである、付記１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記スロットアンテナは、前記無給電スロットと平行な辺を有する、付記１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記７）
前記無給電スロットは、前記端辺と平行である、付記１乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記８）
前記基体は透明であり、
前記金属層及び前記グランド層は、金属メッシュで形成されている、付記１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記９）
前記基体の厚さは、２５μｍ～４００μｍである、付記１乃至８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記１０）
前記スロットアンテナの共振周波数は、Ｓｕｂ－６帯域又はミリ波帯域である、付記１乃至９のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記１１）
前記スロットアンテナは、ループスロットアンテナである、付記１乃至１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（付記１２）
付記１乃至１１のいずれか１項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の前記グランド層側に重ねて配置される表示面を有する表示装置と
を含む、アンテナ付ディスプレイ装置。
【符号の説明】
【0118】
１１０ 金属層
１１１ 端辺
１２０ グランド層
１２１ 第１領域
１２２ 第２領域
１３０ コプレーナ導波路
１３１ 線路
１４０ ループスロットアンテナ（スロットアンテナの一例）
１５０ 無給電スロット
２００ 電子機器
２２０ ディスプレイパネル（表示装置の一例）
１１１ 端辺
１２０ グランド層
１２１ 第１領域
１２２ 第２領域
１３０ コプレーナ導波路
１３１ 線路
１４０ ループスロットアンテナ（スロットアンテナの一例）
１５０ 無給電スロット
２００ 電子機器
２２０ ディスプレイパネル（表示装置の一例）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】