KR101519212B1 - the Black Matrix of Flat Panel Display Functioning as Electromagnetic Antenna - Google Patents
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Abstract
평판표시장치에 형성된 격자무늬 빛 가리개(Black Matrix)를 대신하여 전자기장 발생장치의 위치를 데카르트(Cartesian)평면상의 가로(X)좌표와 세로(Y)좌표로 인식할 수 있는 가로와 세로 방향의 안테나 소자를 형성하고 겹치는 두 안테나 소자를 격리하기 위하여 안테나 소자 사이에 절연체를 형성한 후 다시 안테나 소자들을 평판표시장치의 여타 회로와 격리하기 위해 절연체로 덮어 싸서 평판표시장치의 격자무늬 빛 가리개(Black Matrix)와 같은 격자무늬를 형성하여 화면의 점(화소)사이의 빛의 간섭을 차단하며 전자기장을 감지하여 전자기장 발생기(주로 붓 형태)의 위치를 2차원 또는 3차원으로 측정할 수 있도록 하는 평판표시장치의 전자기장 안테나 겸용 격자무늬 빛 가리개로 기존 전자기장 안테나에서 기판을 생략하고 전자기장 발생기와 안테나 사이의 거리를 줄일 수 있도록 한다.
기존 전자기장 안테나에서 기판과 보호판을 생략하여 두께와 무게를 줄일 수 있게 하며 안테나의 위치를 전자기장 발생기에 근접(도 9)하게 하고 잡음이 발생하는 주요기판에서 거리를 벌려 낮은 수준의 전자기장 발생기로도 원활히 작동된다. 또한 부품수를 줄여 조립공정을 간단하게 하며 제조비용을 줄여준다.In place of the grid matrix formed on the flat panel display device, the position of the electromagnetic field generator can be recognized as the horizontal (X) coordinate and the vertical (Y) coordinate on the Cartesian plane, In order to isolate the two antenna elements forming the device, an insulator is formed between the antenna elements, and then the antenna elements are covered with an insulator so as to isolate the antenna elements from other circuits of the flat panel display device to form a black matrix A flat panel display device (not shown) for detecting the electromagnetic field and measuring the position of the electromagnetic field generator (mainly brush shape) in a two-dimensional or three-dimensional manner by intercepting the interference of light between the pixels Of the electromagnetic field antenna and the grid pattern light shield, omitting the substrate from the existing electromagnetic field antenna, and between the electromagnetic field generator and the antenna To reduce the distance between the two.
In the existing electromagnetic field antenna, it is possible to omit the substrate and the shield plate to reduce the thickness and weight, to position the antenna close to the electromagnetic field generator (FIG. 9) and to spread the distance from the main substrate where noise occurs, . It also reduces the number of parts, simplifies the assembly process and reduces manufacturing costs.
Description
이 발명은 전자기장 안테나에 관한 것으로 보다 상세하게는 평판표시장치의 전자기장 안테나 겸용 `격자무늬 빛 가리개(Black Matrix)`에 관한 것이다.
The present invention relates to an electromagnetic field antenna, and more particularly, to a 'Black Matrix' which is an electromagnetic field antenna of a flat panel display.
평판표시장치를 장착하는 가볍고 얇은 전자기기(스마트폰, 태블릿 등)가 등장하고 입력장치로 직관적인 방식(접촉, 소리, 동작 등)이 사용되면서 전자기장 방식의 입력장치(디지타이저 등) 대한 관심이 다시 대두되고 있다. 전자기장 방식의 입력장치는 그 입력의 정확성에도 불구하고 펜을 사용하여야 한다는 점에서 불편함이 있으나 필기입력의 정확성과 그림 등의 표현을 위한 입력 분해능의 우수성으로 최근 다시 주목을 받고 있다. 이러한 입력장치에서 전자기장을 아날로그적으로 감지하여 전자기장의 발생원의 위치를 2차원(또는 3차원)적으로 인식하도록 하는 부분이 안테나이다.With the introduction of lightweight and thin electronic devices (smartphones, tablets, etc.) equipped with flat panel displays and intuitive methods (touch, sound, motion, etc.) as input devices, interest in electromagnetic field type input devices (digitizers, etc.) Is emerging. Although the input device of the electromagnetic field type is inconvenient in that the pen must be used in spite of the accuracy of the input, it has attracted attention again due to the excellent accuracy of the input of the handwriting input and the input resolution for the expression of the picture. In such an input device, an antenna is a portion that senses an electromagnetic field analogously and recognizes the position of a source of an electromagnetic field in a two-dimensional (or three-dimensional) manner.
별도의 기판에 안테나 회로를 형성한 종래의 전자기장 안테나는 평판표시장치와 기기의 주요기판 사이에 위치하고 있다. 이러한 구성은 전자기기를 두껍고 무겁게 함은 물론 전자기장을 발생시키는 장치(주로 붓 형태)와 안테나 사이에 평판표지장치가 위치하여 안테나에 수신되는 신호의 강도가 평판표지장치의 두께에 상응하여 약해지고, 반면에 전자기기의 주요기판에서 발생하는 전자기장은 그 거리가 가까워 잡음으로 수신이 되는 문제점을 야기한다. 주요기판의 전자기장 잡음을 방지하기 위하여 보호판(Shield)을 안테나와 주요기판 사이에 추가로 설치하여 전자기기에 두께와 무게를 가중하게 된다.
A conventional electromagnetic field antenna in which an antenna circuit is formed on a separate substrate is positioned between the flat panel display device and the main substrate of the device. Such a structure is not only thick and heavy, but also the position of the flat plate marking device between the device (mainly brush type) generating the electromagnetic field and the antenna, so that the intensity of the signal received by the antenna is weakened corresponding to the thickness of the flat plate marking device The electromagnetic field generated from the main substrate of the electronic device causes a problem that the distance is close to that of the noise. In order to prevent electromagnetic noise on the main board, a shield is installed between the antenna and the main board to increase the thickness and weight of the electronic equipment.
위에서 기술한 바와 같이 종래의 안테나로 인한 전자기기의 두께 및 무게 증가와 평판표시장치 두께로 인한 신호감쇄를 해결하기 위하여 안테나의 별도 기판을 없애 두께와 무게를 줄이고 전자기장 발생기(주로 붓, Electromagnetic Pen)에 근접토록 하는 안테나를 구현하는 것이다.
As described above, in order to solve the signal attenuation due to the increase in the thickness and weight of the electronic device due to the conventional antenna and the thickness of the flat panel display device, an electromagnetic field generator (mainly a brush or an electromagnetic pen) In order to realize the antenna which is close to the antenna.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 이 발명은 평판표시장치의 기판(Substrate)에 형성 설치되는 격자무늬 빛 가리개(Black Matrix)에 안테나를 형성하므로 두께와 무게를 줄이고 전자기장 발생기(주로 붓)에 근접하여 안테나를 설치하도록 한다.
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an antenna in a black matrix formed on a substrate of a flat panel display, thereby reducing the thickness and weight of the antenna, and being close to an electromagnetic field generator Install the antenna.
이 발명은 전자기장 안테나를 기존의 평판표시장치의 기판 (Substrate, 주로 유리판)위에 형성하므로,The present invention forms an electromagnetic field antenna on a substrate (mainly a glass plate) of a conventional flat panel display,
기존 전자기장 안테나에서 기판과 보호판을 제거할 수 있어 전자기기의 두께, 무게 및 비용을 줄이며,It can reduce the thickness, weight and cost of electronic devices by removing the board and shield from the existing electromagnetic field antenna,
전자기장 발생기(주로 붓)에 근접하여 전자기장 안테나를 설치할 수 있어 전자기장 발생기의 신호가 약하거나 또는 안테나의 신호감지 효율이 낮아도 기존 안테나 대비 유사한 기능을 발휘할 수 있도록 하며,An electromagnetic field antenna can be installed close to an electromagnetic field generator (mainly a brush) so that the electromagnetic field generator's signal is weak or the signal detection efficiency of the antenna is low,
평판표시장치의 뒷덮개(Back Cover)를 플라스틱이 아닌 금속판으로 제작할 수 있어 견고하고 얇고 방열이 잘되는 평판표시장치를 제작할 수 있도록 하며,The back cover of the flat panel display device can be made of a metal plate other than the plastic, so that it is possible to manufacture a rigid, thin and heat-dissipating flat panel display device,
전자기기의 부품 수와 조립 공정을 단순화하여 생산성을 높일 수 있다.
It is possible to simplify the number of components and assembling process of electronic devices, thereby improving the productivity.
도 1은 기존 전자기장 안테나(Electromagnetic Antenna)를 설치한 전자기기 구조
도 2는 안테나 겸용 격자무늬 빛 가리개(Black Matrix)를 적용한 전자기기 구조
도 3은 기존 전자기장 안테나
도 4는 평판표시장치의 격자무늬 빛 가리개
도 5는 평판표시장치의 격자무늬 빛 가리개의 형성 과정
도 6은 평판표시장치의 안테나 겸용 격자무늬 빛 가리개 형성 과정
도 7은 평판표시장치의 안테나 겸용 격자무늬 빛 가리개 의 다른 형상
도 8은 기존 전자기장 안테나를 설치하기 위한 평판표시장치 구동기판 처리
도 9는 전자기장 발생기, 안테나 및 주요기판의 거리 비교FIG. 1 is a view showing an electronic device structure in which an existing electromagnetic field antenna (electromagnetic antenna)
Fig. 2 shows a structure of an electronic device using an antenna combined with a grid matrix (Black Matrix)
FIG. 3 shows a conventional electromagnetic field antenna
4 is a plan view of a flat panel display
5 is a view illustrating a process of forming a grid pattern light shield in a flat panel display device
6 is a view illustrating a process of forming a grid-patterned light shield for an antenna of a flat panel display device
Fig. 7 is a view showing another shape of the antenna-cum-grating light shield of the flat panel display device
8 is a plan view of a flat panel display driving substrate process for installing an existing electromagnetic field antenna
9 compares the distance between the electromagnetic field generator, the antenna and the main substrate
아래에 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
또한, 이 실시의 예는 이 발명의 권리 범위를 한정하는 것이 아니고 단지 예시로 제시된 것이며 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
This embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but merely as an example, and various modifications are possible without departing from the technical scope of the present invention.
이 발명에 따른 평판표시장치의 전자기장 안테나 겸용 격자무늬 빛 가리개 (Black Matrix)를 그림을 참조하여 설명하면 아래와 같다.
A black matrix of a flat panel display according to an embodiment of the present invention, which serves both as an electromagnetic field antenna, will now be described with reference to the drawings.
도 1은 기존 전자기장 안테나를 설치한 전자기기 구조이다1 is an electronic device structure in which a conventional electromagnetic field antenna is installed
기존의 전자기장 안테나를 설치한 전자기기는 전자기장 발생기(100, 주로 필기구 형태; Electromagnetic Pen) - 전면보호구조(200, Front Cover) - 평판표시장치(300, LCD 또는 OLED 등) - 기존 전자기장 안테나(400, Electromagnetic Antenna) - 보호판(500, Shield) - 주요 기판(600, Main Board) - 후면보호구조(700, Back Cover)의 배치구조를 갖는다. 휴대기기에 적용되는 기존 전자기장 안테나의 최소 두께가 0.35mm이고 통상두께(Typical Thickness)가 2.7mm이며 9.7인치용의 무게가 32g (W사 SU5E-09S02AS-00X 기준)수준에 달한다. 또한 전자기장 안테나(Electromagnetic Antenna)를 설치하기 위해서는 전자기장 잡음이 발생할 수 있는 평판표시장치의 구동기판을 분리하여 보호판 뒤로 돌리는 복잡한 과정(도 8)을 거쳐야 한다.
An electronic device having a conventional electromagnetic field antenna includes an
도 2는 평판표시장치의 안테나 겸용 격자무늬 빛 가리개(Black Matrix)를 적용한 전자기기 구조이다. FIG. 2 is a structure of an electronic apparatus to which a grid matrix light grating (Black Matrix) serving as an antenna of a flat panel display device is applied.
도 1과 비교하면 기존 전자기장 안테나(400)와 보호판(500)이 생략된 구조이다.
1, the existing
도 3은 기존 전자기장 안테나의 실물과 간단한 구조이다.FIG. 3 shows a real and simple structure of a conventional electromagnetic field antenna.
통상적인 전자기장 안테나는 전자기장 발생기의 위치를 데카르트(Cartesian)평면 상의 가로(X)와 세로(Y)좌표로 인식할 수 있도록 안테나 소자를 직조 하듯이 가로세로로 겹쳐서 배열하는 구조를 갖는다.
A typical electromagnetic field antenna has a structure in which antenna elements are superposed horizontally and vertically so as to recognize the position of an electromagnetic field generator as a horizontal (X) and vertical (Y) coordinates on a Cartesian plane.
도 4는 평판표지장치의 격자무늬 빛 가리개(Black Matrix)이다. 4 is a black matrix of a flat panel display.
평판표시장치는 (LCD, OLED 등에 관계없이) 삼원색의 빛을 묶어 하나의 점(화소)을 만들어 화면을 표시하고 있다. 이러한 구조는 세가지 색소는 물론 셋으로 이루어진 하나의 점(화소)이 정교하게 빛을 발광하면 좋으나 그 원리 및 구조상 그렇지 못하고 빛이 인근의 점(화소)의 빛과 간섭되어 선명하지 못한 화면을 보여주는 경우가 많다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 점(화소)과 점(화소)의 빛을 격리하는 벽을 만들어 선명한 색과 형상을 표시하도록 하는데 이 벽들의 합이 격자무늬 빛 가리개(Black Matrix)이다. The flat panel display displays a screen by combining three primary colors (regardless of LCD, OLED, etc.) to form a single dot (pixel). In this structure, not only three colors but also a set of three points (pixels) may emit light precisely, but the principle and structure are not so, and the light interferes with the light of a neighboring point (pixel) There are many. To solve this problem, a wall separating the light of the point (pixel) and the point (pixel) is made to display a vivid color and a shape. The sum of these walls is a black matrix.
이 발명은 단순하게 빛만 가려주는 평판표시장치의 격자무늬 빛 가리개에 전자기장 안테나의 기능도 같이 하도록 하여 별도의 안테나 기판 없이 전자기장 방식의 입력장치를 활용할 수 있도록 한다.
The present invention enables the use of an electromagnetic field type input device without a separate antenna substrate by allowing the electromagnetic field antenna to function as a lattice pattern light shield of a flat panel display which simply shades the light.
도 5는 평판표시장치의 격자무늬 빛 가리개의 형성 과정이다. 5 is a process of forming a grid pattern light shield of a flat panel display.
기판(310, 주로 유리판)에 식각이나 잉크젯 등으로 빛이 통과하지 않는 두께로 정해진 규격의 격자무늬를 형성한다. 평판표시장치의 화면은 이 격자무늬 빛 가리개에 의해 격리된 점(화소)에 의하여 선명한 상과 색을 표시하게 된다.
A lattice pattern of a predetermined standard thickness is formed on the substrate 310 (mainly a glass plate) so that light does not pass through by etching or ink jetting. The screen of the flat panel display device displays a clear image and color by the dot (pixel) isolated by this grid light shield.
도 6은 평판표시장치의 전자기장 안테나 겸용 격자무늬 빛 가리개를 형성하는 과정이다. 6 is a process of forming a grid pattern light shield for both electromagnetic field antennas of a flat panel display device.
기존 평판표시장치의 격자무늬 빛 가리개를 형성하는 과정을 가로 (320, 데카르트 평면의 X 좌표)와 세로 (340, Y좌표) 안테나 소자(Antenna Loop)로 나누고 그 사이에 가로와 세로 안테나 소자가 겹치는 부위에 절연을 위해 절연체(330, Insulator)를 형성하는 과정이 추가 된다. 이렇게 가로와 세로의 안테나 소자를 형성한 후 다시 절연을 위하여 안테나 소자에 절연체(350, Cover Insulator)를 덮어씌워 기존의 격자무늬 빛 가리개와 같은 형상을 갖고 안테나와 빛을 가리는 다중역할을 하도록 한다.
The process of forming the grid pattern of a conventional flat panel display is divided into a horizontal (x, y coordinate) plane and a vertical (340, y coordinate) antenna element, A process of forming an
도 7은 평판표시장치의 안테나 겸용격자무늬 빛 가리개의 다른 형상을 표시한다. 안테나를 평면위에 촘촘하게 설치할수록 입력되는 신호의 분해능이 높아지는 것은 당연하다. 그러나 동시에 이를 처리해야하는 스위칭과 처리장치(CPU) 용량은 늘어나게 된다. 비교적 적은 수의 안테나로도 필요한 만큼의 분해능을 얻기 위하여 여러 가지 방법이 활용되고 있다. 이는 안테나의 제작비용과 필요한 분해능 사이에서 적절히 선택되고 정해진다.
7 shows another shape of the antenna-cum-grating light shield of the flat panel display device. The closer the antenna is placed on the plane, the higher the resolution of the incoming signal. But at the same time, the switching and processing unit (CPU) capacity to handle it will increase. Various methods are used to obtain the required resolution with a relatively small number of antennas. This is properly selected and determined between the fabrication cost of the antenna and the required resolution.
이렇게 만들어진 평판표시장치의 전자기장 안테나 겸용 격자무늬 빛 가리개는 기존의 전자기장 안테나에서 기판과 보호판을 생략할 수 있도록 하여 두께와 무게를 줄일 수 있게 한다. 안테나의 위치를 전자기장 발생기에 근접(도 9)하게 하고 주요기판에서 발생하는 잡음으로부터 거리를 벌려 낮은 수준의 전자기장 발생기로도 원활히 작동된다. 또한 부품수를 줄여 조립공정을 간단하게 하며 제조비용을 줄여준다.
The grid-patterned light shield for the electromagnetic field antenna of the flat panel display thus made allows the thickness and the weight of the conventional electromagnetic field antenna to be reduced by omitting the substrate and the shield plate. The position of the antenna is made close to the electromagnetic field generator (FIG. 9) and the distance from the noise generated in the main substrate is widened so that it operates smoothly even with a low level electromagnetic field generator. It also reduces the number of parts, simplifies the assembly process and reduces manufacturing costs.
100 전자기장 발생기 - 전자기장을 발생시키는 입력장치의 일부로 주로 필기도구 형태임 (주로 Electromagnetic Pen)
200 전면 보호구조 (Front Cover) - 전자기기의 앞면을 이루며 강화유리로 화면을 보호하는 덮개
300 평판표시장치 (Flat Panel Display) - 전자기기의 화면 표시 장치
400 전자기장 안테나 (Electromagnetic Antenna) - 전자기장발생원의 위치 감지
500 보호판 (Shield) - 주요기판(Main Board)에서 발생하는 잡음 유입 방지
600 주요기판 (Mail Board)
700 후면 보호구조 (Back Cover) - 전자기기의 뒷면을 이루는 보호덮개100 Electromagnetic Field Generator - A part of the input device that generates the electromagnetic field is mainly in the form of a writing instrument (mainly Electromagnetic Pen)
200 Front Cover - A cover that protects the screen with a tempered glass that forms the front of the electronic device
300 Flat Panel Display - Display device of electronic equipment
400 Electromagnetic Antenna - Detecting the location of the electromagnetic field source
500 Shield - Prevents noise from main board
600 Main Board (Mail Board)
700 Back Cover - The protective cover that forms the back of the electronic device
Claims (1)
In place of the grid matrix formed on the flat panel display device, the position of the electromagnetic field generator can be recognized as the horizontal (X) coordinate and the vertical (Y) coordinate on the Cartesian plane, In order to isolate two overlapping antenna elements, an insulator is formed between the two antenna elements, and then the antenna elements are covered with an insulator to isolate the antenna elements from the other circuits of the flat panel display, And an electromagnetic field antenna of a flat panel display device capable of measuring the position of the electromagnetic field generator by detecting the electromagnetic field and measuring the position of the electromagnetic field generator in two or three dimensions by forming a lattice pattern Plaid light-shield.
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