KR20130035144A

KR20130035144A - 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법

Info

Publication number: KR20130035144A
Application number: KR1020110099423A
Authority: KR
Inventors: 윤인국; 김창수; 이철우; 장원동; 서성민; 이정석; 최정석; 고영준
Original assignee: 삼성전자주식회사; 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-08
Also published as: EP2575010A3; US20130082907A1; EP2575010A2

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 디스플레이 장치의 화소를 이루는 부화소에 해당하는 다수의 컬러 필터들과, 상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙매트릭스를 포함하고,상기 다수의 컬러 필터들에는 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 절대위치를 나타내는 패턴이 포함된 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명은 디스플레이 장치의 부화소들에 화소들의 위치를 나타내는 패턴을 형성하여 입력을 수행할 수 있도록 함으로써, 디스플레이 패널이 두께에도 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 디스플레이 화면의 휘도 및 명암비의 보장이 가능하며, 화소의 위치 정보를 집약적으로 나타낼 수 있어 대형 디스플레이 장치 및 고해상도 디스플레이 장치에 적용이 용이하다.

Description

패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법{DISPLAY APPARATUS INCLUDING A PATTERN AND METHOD FOR FORMING A PATTERN IN THE DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법에 관한 것이다.

디스플레이 기술이 발전하면서, 각종 디스플레이 장치들은 기존의 보여주기만 하는 디스플레이 개념을 뛰어넘어 사용자와 커뮤니케이션 가능한 양방향 엔터테인먼트 기기로 발전하고 있다. 이에 따라 사용자가 손가락 제스쳐(gesture)나 터치용 펜을 이용하여 디스플레이 화면을 직접 터치하거나 그에 상응하는 동작을 하면, 해당 입력을 인식하는 디스플레이 장치가 다수 개발되었다.

최근에는 디스플레이 장치에서 입력 방식으로서, 패턴인식에 의해 디스플레이 화면 상의 위치를 센싱하여 위치에 따른 입력을 수행하는 방식이 개발되어 이용되고 있다. 패턴 인식을 이용한 방식은 예를 들면 전자펜 등과 같은 카메라를 구비한 입력기기(이하 '전자펜'으로 설명함)를 이용하여 디스플레이의 형성된 패턴을 인식하고 이를 이용하여 전자펜의 위치를 검출하고 검출된 위치 값을 통해 입력을 수행하는 입력 방식이다. 이러한 입력 방식은 전자펜의 펜촉 방향을 촬영하는 카메라를 이용하여 전자펜이 가리키는 영역에 형성된 디스플레이를 촬영하고 촬영된 영상에서 약속된 패턴을 검출하여 전자펜이 가리키는 위치 혹은 명령을 인식한다.

도 1은 종래의 전자펜 입력 방식을 위해 디스플레이 장치에 구성된 패턴을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 디지털 페이퍼(digital paper)(1)위에 적외선(IR, Infra Red) 광원이 흡수되는 도료를 이용하여 미리 약속된 형태로 원형 도트들(2)을 배치하여 패턴을 형성한 예를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 디지털 페이퍼(1)는 X축과 Y축의 2차원 평면으로 이루어지며, X축 방향으로 K0~K7, Y축 방향으로 R0~R8 등과 같이 Raster 라인을 가진다. Raster란 화상을 나타내는 2차원 배열을 의미하며, Raster 라인을 기준으로 원형 도트들(2)이 위치될 수 있다. 원형 도트들(2) 각각은 일정 영역의 위치를 나타내기 위한 값을 가진다. 도 1에서는 일정 간격을 기준으로 디지털화된 좌표를 정의한 후 이를 4×4 블록 이상 촬영한 후 이로부터 좌표를 추출하여 위치를 인식하는 방식을 사용하고 있는 예를 도시하고 있다. 예를 들면, F0,0영역의 4×4 블록의 원형도트들의 패턴을 인식하여 F0,0영역의 위치를 알 수 있다. 한편 5a 및 5b와 같이 겹치는 블록에 대해서는 일부 겹치는 영역이 있더라도 인식이 가능하도록 할 수도 있다. 원형 도트들(2)에 대해 좀더 설명하면 도 2는 종래의 전자펜 입력 방식을 위해 디스플레이 장치에 구성된 패턴에서 원형 도트의 위치 예를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래 패턴에서 원형도트(7)는 가로 및 세로 Raster 라인(8)이 교차하는 지점(6)의 근처에 위치되도록 하고, 해당 교차지점(6)과 원형도트(7)간의 거리 차이 및 위치방향에 따라 그 원형도트의 값이 결정되도록 하여 위치판단에 이용된다.

그런데 상기한 바와 같은 디지털 페이퍼(1)는 종이 방식으로서, LCD(Liquid Crystal Display) 등과 같은 디스플레이 장치에서 이용하려면 별도로 패턴이 인쇄된 디지털 페이퍼(1)를 LCD 패널에 부착하여 사용할 수 밖에 없고, 디지털 페이퍼(1)가 부착되지 않은 영역은 전자펜을 사용 할 수 없는 문제점이 있다.

한편, LCD 패널은 통상적으로 R, G, B 중 어느 하나의 컬러 필터에 해당하는 부화소(Subpixel)와 블랙매트릭스(Black Matrix)로 구성되는데, 디지털 페이퍼(1)를 디스플레이 패널의 표면에 부착하여 사용하는 경우 디스플레이 패널이 두꺼워지고 디스플레이의 부화소를 가리게 되면 디스플레이의 휘도가 떨어지는 단점이 있다. 또한, 디지털 페이퍼(1)의 패턴 제작 시, IR 흡수 도료 대신에 IR 광원이 반사되는 물질을 사용하는 경우에는 디스플레이의 부화소에 영향을 주어 휘도와 함께 디스플레이의 명암비(밝기)가 열화되는 문제점이 나타날 수 있다.

또한 최근 디스플레이 장치는 화면 크기가 점점 커지고 있고, 해상도도 점점 높아져 디스플레이 화면에서 전자펜이 가리키는 위치를 알기 위한 정보의 양도 많아지게 되고 있다. 따라서 대형 및 고해상도 디스플레이 장치에서는 전자펜의 위치 정보를 알기 위한 코드 패턴도 정보 집약적이 되어야 한다. 예를 들면, 최근에는 FHD(Full High Definition)급 디스플레이 장치가 시장이 주류를 이루고 있지만, 미래에는 UHD(Ultra High Definition)급 디스플레이가 차세대 시장을 차지할 것이 예상되는데, UHD급 디스플레이와 같이 약 1천만개의 화소에 대응하는 위치 정보를 위해서는 패턴(Pattern) 또한 더욱 정보 집약적이 되어야 한다.

그러나 종래와 같은 디지털 페이퍼(1)를 이용하는 방법은 물리적인 방식으로 제작되는 것이므로 정보 집약적 코드 패턴으로 만드는데 비효율적인 문제점이 있다. 또한 디지털 페이퍼(1)의 코드 패턴을 구성하는 일부 패턴이 손실되거나 오류값을 가질 경우, 이를 체크할 수도 없는 문제점이 있다. 또한 종래의 디지털 페이퍼(1)를 이용하는 방법은 패턴이 한번 정해지면 미리 정해진 패턴만 이용되기 때문에 쉽게 기술이 유출될 수 있는 문제점도 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같이 디스플레이 장치에서 입력 판단 시, 디스플레이 패널이 두께에도 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 디스플레이 화면의 휘도 및 명암비의 보장이 가능한 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 대형 및 고해상도 디스플레이 장치에서도 입력 시 입력된 위치를 판단하기 위한 화소의 위치 정보를 집약적으로 나타낼 수 있는 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 디스플레이 장치에서 화소의 위치를 나타내는 패턴을 구성하는 일부 구성요소가 손실되거나 오류값을 가질 경우, 이에 대한 체크가 가능한 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 디스플레이 장치 상의 패턴이 직관적으로 복호화가 불가능하여 쉽게 패턴에 대한 기술이 유출되지 않도록 하는 암호화된 패턴을 구비한 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법을 제공하고자 한다.

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 패턴을 구비하는 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 장치의 화소를 이루는 부화소에 해당하는 다수의 컬러 필터들과, 상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙매트릭스를 포함하고, 상기 다수의 컬러 필터들에는 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 절대위치를 나타내는 패턴이 포함된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법에 있어서, 디스플레이 패널 상의 화소의 절대 위치를 나타내기 위한 기본 패턴 블록 사이즈를 결정하는 과정과, 상기 기본 패턴 블록 사이즈에 따른 각 블록 영역에 속하는 부화소들 내에 해당 화소의 절대위치를 산출하기 위한 다수의 홀들이 형성될 지점들을 결정하는 과정과, 상기 다수의 홀들이 형성될 지점들 중 상기 각 블록 영역에 속하는 화소의 절대 위치에 따른 지점에 각각 해당 홀을 형성하여 패턴을 생성하는 과정을 포함한다.

본 발명에 따르면, 디스플레이 장치의 부화소들에 화소들의 위치를 나타내는 패턴을 형성하여 패턴 인식을 통한 입력을 수행할 수 있도록 함으로써, 디지털 페이퍼를 이용하는 경우와 달리 디스플레이 패널이 두께에도 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 디스플레이 화면의 휘도 및 명암비의 보장이 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명은 디스플레이 장치의 부화소들에 화소들의 위치를 나타내기 위한 패턴을 소정 홀들의 개수와 위치에 따라 형성함으로써 화소의 위치 정보를 집약적으로 나타낼 수 있어 대형 디스플레이 장치 및 고해상도 디스플레이 장치에 적용이 용이한 장점이 있다.

또한 본 발명의 패턴은 패턴을 구성하는 일부 구성요소가 손실되거나 오류값을 가질 경우, 이에 대한 체크가 가능하므로 오류에 강인하며 안정적으로 이용할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 암호화된 값을 이용하여 패턴을 형성하므로 디스플레이 장치 상의 패턴이 직관적으로 복호화가 불가능하여 패턴에 대한 기술이 쉽게 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 전자펜 입력 방식을 위해 디스플레이 장치에 구성된 패턴을 나타낸 도면
도 2는 종래의 전자펜 입력 방식을 위해 디스플레이 장치에 구성된 패턴에서 원형 도트의 위치 예를 나타낸 도면
도 3은 본 발명이 적용되는 디스플레이 장치의 액정 패널의 단면도
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부화소 영역들과 블랙매트릭스 영역을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부화소 영역들과 블랙매트릭스 영역을 이용한 화소의 위치 판단을 위한 패턴을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 홀들이 배치되는 예를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 부화소에 형성된 홀의 지점을 나타낸 예시도
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 셔플 테이블 일예도
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 포지션 홀들의 암호화를 위한 셔플 테이블 결정 방식을 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 패턴 생성 과정에 대한 흐름도
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 디스플레이 장치의 화소의 위치를 나타내기 위해 생성된 패턴의 일예를 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 휴대폰, 컴퓨터, 전자 칠판, 태블렛, 전자책 등의 전자기기에 이용되는 디스플레이 장치에서 적용 가능하며 디스플레이 패널의 화소 위치를 나타내기 위한 패턴 및 패턴 생성 방법을 개시한다. 특히, 본 발명에서는 부화소(subpixel)들(R, G, B)로 이루어지는 화소(pixel)들을 구비한 디스플레이 장치의 부화소들에 그 부화소들로 구성된 화소의 위치를 나타내는 패턴이 형성되도록 한다. 이에 따라 본 발명은 디스플레이 장치의 부화소들에 형성된 패턴을 카메라를 통해 검출하고 검출한 패턴을 이용하여 입력 위치 및 제스쳐 정보를 해독할 수 있도록 한다. 본 발명이 적용되는 디스플레이 장치는 기존의 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light-Emitting Display), 전자종이(Electronic Paper) 등과 같이 부화소들로 이루어지는 화소를 포함하는 어떤 장치든지 될 수 있다.

본 명세서에서는 LCD 디스플레이 패널을 예로 들어 본 발명의 구성과 동작 원리를 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명이 적용되는 디스플레이의 액정 패널의 단면도를 도시한다. 도 3을 참조하면, 액정 패널은 전면에 전면 편광판(302)이 위치하며, 전면 편광판(302) 하부에 컬러필터 기판(311)이 위치하며, 컬러필터 기판(311)의 하부에 블랙매트릭스(301)와 컬러필터(304)가 위치한다. 블랙매트릭스(301)와 컬러필터(304)의 하부에는 박막 트랜지스터(TFT, Thin film Transistor) 기판이 존재하는데, 도 3에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터 기판은 TFT-Array 기판(308) 위에 공통전극(ITO, 310)과 화소전극(ITO, 307)이 위치하며, 공통전극(310)과 화소전극(307) 사이에 두 배향막(305)과 스페이서(spacer, 303), 축적용량(CS, 303), Sealant(309)가 포함되어 형성된다. TFT-Array 기판(308) 하부에는 후면 편광판(302)이 위치한다.

본 발명의 특징에 따라, 컬러 필터(304) 사이의 경계를 나타내는 블랙매트릭스(301)는 광원을 흡수할 수 있는 물질이나 구조를 포함하거나, 광원을 선택적으로 반사하는 물질이나 구조를 포함한다. 만약 전자펜의 광원이 IR을 발생시키는 광원일 경우 블랙매트릭스(301)는 IR 흡수체인 카본 블랙(Carbon Black)으로 구성될 수 있다. 또한 컬러 필터(304)는 R(적색) 컬러 필터, G(녹색) 컬러 필터, B(청색) 컬러 필터로 구성될 수 있다. R 컬러 필터, G 컬러 필터, B컬러 필터는 각각 부화소(Subpixel)에 해당될 수 있고, R, G, B 컬러필터의 집합이 하나의 화소(Pixel)에 해당될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부화소 영역들과 블랙매트릭스 영역을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에서는 부화소들(32, 34, 36)과 블랙매트릭스(301)를 이용하여 화소의 위치를 판단할 수 있는 패턴을 생성함으로써, 패턴 촬영 및 촬영된 패턴의 해독이 가능한 장치(전자펜 등)를 통해 화소의 위치를 검출하고, 검출된 위치를 이용하여 전자펜 입력 위치 및 제스처 입력을 인식할 수 있도록 한다.

이하에서는 본 발명의 디스플레이 장치에서 화소의 위치를 판단을 위한 패턴에 대해 좀더 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부화소 영역들과 블랙매트릭스 영역을 이용한 화소의 위치 판단을 위한 패턴을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, R,G,B 각각의 부화소는 화소의 위치 판단을 위해 미리 정해진 패턴 방식에 따라 내부의 특정 위치에 하나 또는 복수의 홀(hole)을 포함한다. 이때 홀은 블랙매트릭스 영역이 R, G, B 각각의 부화소 영역 내부로 인입되어 포함된 형태로서, 블랙매트릭스 영역의 물질과 동일한 물질로 형성될 수 있다 또한 홀은 R,G,B 영역에서 패턴으로 인식될 수 있는 다른 물질도 가능하며, 다른 위치에 배치될 수도 있다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 홀들이 배치되는 예를 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 홀들은 서로 별개로 인식이 명확하도록 겹치지 않고 최대의 이격거리를 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.

부화소들 내에 포함되는 홀들은 덴트(Dent)홀과 X좌표 홀, Y좌표 홀, 에러검출 홀들을 포함할 수 있다. 덴트 홀은 화소의 절대 위치값을 산출하기 위한 기준을 나타내며, 다른 홀들과 쉽게 구분이 가능한 지점에 형성된다. X좌표 홀은 화소의 가로축 좌표값을 산출하기 위한 값을 나타내는 지점에 형성된다. Y좌표 홀은 화소의 세로축 좌표값을 산출하기 위한 값을 나타내는 지점에 형성된다. 에러검출 홀은 X좌표 홀과 Y좌표 홀이 형성된 지점이 맞는지 판단하기 위한 값을 나타내는 지점에 형성된다. 부화소들은 각각 덴트 홀을 포함하는 부화소와, X좌표 홀을 포함하는 부화소와, Y좌표 홀을 포함하는 부화소와, 에러검출 홀을 포함하는 부화소를 포함할 수 있다.

2×2 화소기준 패턴이 형성되는 경우를 예를 들어 설명하면, 도 5에서는 2×2 화소기준 패턴 구조를 도시하고 있다. 도 5를 참조하면, 2×2(4)의 화소들에 포함된 12개의 부화소들 내에 2×2 화소들 각각의 절대 위치를 나타내기 위한 패턴이 형성되어 있다. 특히, 도 5에서는 X좌표 값(가로)×Y좌표 값(세로) 기준 최대 4802×2744의 해상도를 지원하는 디스플레이 장치의 화소의 절대 위치값에 해당하는 패턴을 나타내기 위한 홀들이 형성될 지점을 도시하고 있다.

홀들이 형성될 지점을 살펴보면, 먼저 화소의 절대 위치값을 산출하기 위한 기준을 나타내기 위해 1개의 부화소(Dent)에 덴트 홀(40)이 형성될 수 있다. 또한 최대 4802×2744의 해상도를 지원하기 위해, X좌표 값 및 Y좌표 값으로 7개(X0, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3)의 7진수와 1개(Y0)의 4진수를 이용할 수 있다.

7개의 7진수와 1개의 4진수를 이용하는 경우, 또한 X좌표 값의 최대치인 4802를 위해 4개의 부화소들(X0, X1, X2, X3) 내에 7개의 지점에 포지션 홀(position hole)들이 형성될 수 있다. 7개의 지점을 예를 들면, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 부화소에 형성된 홀의 지점을 나타낸 예시도이다. 도 7의 (a)는 7진수를 이용하는 경우 홀의 형성 지점을 나타낸다. 도 7의 (a)를 참조하면, 7개의 지점들(61~67)은 각각 0~6의 값을 나타내는 지점이며, X좌표 값은 아래 수식 1에 의해 산출될 수 있다.

수식 1 : X좌표 값= 7³×X3 + 7²×X2 + 7×X1 + X0

또한, Y값의 최대치인 2744 를 위해 4개의 부화소들(Y0, Y1, Y2, Y3) 내에 7개의 지점에 포지션 홀(position hole)들이 형성될 수 있다. 이때 Y1, Y2, Y3 각각의 부화소들 내의 7개의 지점은 각각 0~6의 값을 나타내는 지점이며, Y0의 부화소는 4진수가 이용되므로 그 7개의 지점의 값이 다르다. Y0에 해당하는 부화소 내의 홀의 형성 지점이 도 7의 (b)에 도시되어 있다. 도 7의 (b)를 참조하면, Y0에 해당하는 부화소 내의 7개의 지점은 0~3의 값을 가진다. 이에 따라 Y좌표 값은 아래 수식 2에 의해 산출될 수 있다.

수식 2 : Y좌표 값= 7²×4×Y3 + 7×4×Y2 + 4×Y1 + Y0

한편, X좌표 홀과 Y좌표 홀이 형성된 지점이 정확한지 여부 즉, 에러 여부를 판단하기 위해 패리티 체크 기법을 적용하여 3개의 부화소들(p,q,r) 내에 7개의 지점에 패리티 홀(parity hole)들이 형성될 수 있다. 패리티 체크 기법은 본래 이진 부호에서 1을 나타내는 비트의 개수가 짝수 또는 홀수가 되도록 패리티 체커(parity cheker) 비트를 추가적으로 부가하여 오류를 찾아내는 방법이다. 본 발명의 실시 예에서는 7진수가 이용되므로 패리티 체커는 0~6까지의 값을 가질 수 있다.

p. q, r 부화소들 내의 7개의 홀의 지점들은 특정 포지션 홀들의 값을 더한 값 즉, 패리티 비트를 나타내기 위한 지점이다. 이에 따라 p, q, r의 값(패리티 비트)는 아래 수식 3의 패리티 체크 수식들에 의해 산출될 수 있다.

수식 3: p = modulo7(X3 + Y1 + X0)

q = modulo7(X2 + Y2)

r = modulo7(X1 + Y3 + Y0)

p값은 X3, Y1, X0의 값에 대한 에러 여부 판단 기준이 되고, q값은 X2, Y2값에 대한 에러 여부 판단 기준이 된다. 또한 r 값은 X1, Y3, Y0값에 대한 에러 여부 판단 기준이 된다.

다시 말해, p, q, r은 각각 복호화 시 그 modulo 연산 결과값과 패리티 홀의 값이 다를 경우 에러가 발생한 것으로 판단된다. 이를 통해 1 개의 에러가 발생하는 경우는 에러 검출을 보장한다. 아울러 위와 같은 에러 검출 기법은 두 기본 단위의 패턴의 부분 조합인 경우의 위치 판단 시(floating property)에도 적용될 수 있어야 한다. floating property에 따라 패리티 체크가 가능하도록 하기 위해서는 포지션 홀 정보를 패리티 홀 정보의 위치에 따라 변환해 주어야 한다. 이때, 낮은 자릿수에 해당하는 홀에서 에러가 발생할 경우, 에러가 발생한 홀의 높은 자릿수에 해당하는 홀에서도 에러가 발생하게 된다. 만일 1개의 패리티 체크식만 사용할 경우, 에러가 발생한 홀이 모두 동일한 패리티 체크식에 포함되어 있으므로, 2개 이상의 홀에서 에러가 발생한 것과 동일한 결과가 된다.

이는 동일한 좌표축에 대한 포지션 홀들을 각각 다른 패리티 체크 수식에 포함시키는 방법으로 해결할 수 있다. X축, Y축이 각기 4개의 포지션 홀을 가지므로, 총 4개의 패리티 체크 수식들이 필요하다. 하지만 덴트와 포지션 홀을 제외하면, 사용 가능한 홀은 3개의 부화소에 포함되어야 하므로, 최대 3개의 패리티 체크 식을 사용할 수 있다. 이에 따라 동일한 좌표축에 대한 포지션 홀들이 하나의 패리티 체크 수식에 포함되는 문제가 불가피하게 발생한다. 따라서 최하위 자릿수에 해당하는 포지션 홀에서 발생한 에러가 최상위 자릿수에 해당하는 포지션 홀에 영향을 미칠 확률이 가장 낮기 때문에, 위 수식 3에서 p, q, r의 수식과 같이 최하위 자릿수에 해당하는 포지션 홀과 최상위 자릿수에 해당하는 포지션 홀을 동일한 패리티 체크 수식들에 포함시키는 방법을 이용하는 것이 바람직하다.

이상 위에서는 본 발명의 실시 예에 따라 2×2 화소 기준 패턴 구조 예를 들어 홀들의 지점 및 값을 설명하였다. 그러나 본 기술 분야의 당업자라면 하나의 화소를 기준으로 패턴이 형성될 수도 있고, 2×3 화소기준 또는 3×3 화소 기준 등 다양한 화소 단위를 기준으로 패턴이 형성될 수 있으며, 그에 따라 홀의 지점 및 값이 변화시켜 사용할 수 있다.

한편, 위와 같이 구성되는 디스플레이 장치에 형성되는 패턴은 일정한 규칙을 가지기 때문에, 규칙을 알게 되면 쉽게 복호화가 가능해진다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 형성된 패턴이 쉽게 복호화될 수 없도록 암호화된 패턴을 제공한다. 특히, 생성된 패턴에 대한 모방이 용이하지 않도록 셔플 테이블(shuffle table)을 이용하여 패턴이 생성된다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 셔플 테이블 일예도이다. 도 8의 (a)는 암호화 시 셔플 테이블 일예도이고, 도 8의 (b)는 역-암호화 시 셔플 테이블 일예도이다. 도 8의 (a)를 참조하면, 덴트를 제외한 부화소들 각각에 포함된 홀들은 0~6의 값을 가지는 위치에 형성되므로, 0~6의 값(x)을 다른 값으로 변환하기 위한 셔플 값(s(x))을 테이블화하고, 각 홀들의 위치를 셔플 값에 대응되는 위치로 변환하여 암호화된 패턴을 제공한다. 예를 들어 원래 홀의 형성 지점이 0을 나타내는 지점이었을 경우 셔플 테이블에 따라 4를 나타내는 지점에 형성된다.

이때 셔플 테이블은 복수개가 구비될 수 있으며, 복수개의 셔플 테이블 중 임의의 셔플 테이블이 결정되어 암호화된 패턴이 제공될 수 있다. 특히 본 발명에서는 홀의 형성 지점의 변화 빈도가 높은 p, q, r의 패리티 홀들과 Y0 의 포지션 홀에 대해서는 미리 결정된 고정적인 제1 셔플 테이블을 사용한다. 그리고 나머지 홀들에 대해서는 p, q, r의 패리티 홀들과 Y0 의 포지션 홀에 대한 제1 셔플 테이블 값을 이용하여 나머지 홀들에 적용할 제2 셔플 테이블을 결정하고, 나머지 홀들의 형성 지점을 그 결정된 제2 셔플 테이블에 따른 값에 대응되는 지점으로 변환한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 포지션 홀들의 암호화를 위한 셔플 테이블 결정 방식을 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, c 값은 p, q, r의 패리티 홀들과 Y0 의 포지션 홀에 대해 제1 셔플 테이블을 이용하여 변환된 셔플 값으로서, 나머지 홀들에 적용될 제2 셔플 테이블 결정 기준이 되는 값을 나타낸다. Sc(x)는 셔플 결정 기준 값에 따라 결정된 제2 셔플 테이블을 나타낸다. 나머지 홀들은 제2 셔플 테이블에 따라 그 값이 결정되어 암호화된 패턴이 제공될 수 있다. 이때 p, q, r의 패리티 홀들과 Y0 의 포지션 홀을 이용하여 제2 셔플 테이블이 결정되는 방법 이외에 다른 홀들의 값을 이용하여 제2 셔플 테이블이 결정될 수도 있다.

이하에서는 위에서 설명한 화소의 위치 판단을 위한 패턴을 생성하는 방법에 대해 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 패턴 생성 과정에 대한 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 101단계에서 디스플레이 패널 상의 하나의 화소의 절대 위치를 구하기 위해 필요한 기본 패턴 블록 사이즈를 결정한다. 예를 들면 하나의 화소의 절대 위치를 구하기 위해 복수의 화소들(예컨대 2×2 화소들)에 그 하나의 화소의 절대 위치를 나타내는 패턴이 생성될 수 있다. 이때 하나의 화소의 절대 위치를 구하기 위해 패턴이 형성되는 복수의 화소들의 사이즈를 기본 패턴 블록 사이즈라고 한다.

위와 같이 기본 패턴 블록 사이즈가 결정되면, 디스플레이 장치는 104단계에서 기본 패턴 블록 사이즈에 따른 각 블록 영역별 부화소들 내에 기준이 되는 덴트 홀과 화소의 절대 위치를 나타내기 위한 포지션 홀들이 형성될 수 있는 지점들을 결정한다. 이때 화소의 절대 위치를 나타내기 위한 포지션 홀들의 에러를 체크하는 패리티 홀들이 형성될 수 있는 지점을 함께 결정할 수 있다.

예를 들면, 기본 패턴 블록 사이즈가 2×2 화소들(12개의 부화소들 포함)인 경우, 먼저 화소의 절대 위치값을 산출하기 위한 기준을 나타내기 위한 1개의 부화소에 해당하는 덴트 홀 지점이 결정될 수 있다. 또한 X좌표 값 및 Y좌표 값으로 7개(X0, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3)의 7진수와 1개(Y0)의 4진수를 이용하여 8개의 부화소들에 각각 7개의 포지션 홀들에 대한 지점이 결정될 수 있다. 한편, 포지션 홀들의 에러를 체크하기 위해 나머지 3개의 부화소들에 각각 7개의 패리티 홀들에 대한 지점이 결정될 수 있다.

위와 같이 블록 영역별로 덴트 홀와 포지션 홀들이 형성될 지점들이 결정되면, 디스플레이 장치는 106단계에서 각 블록영역이 나타낼 화소의 위치에 해당하는 포지션 홀들의 값을 계산하고, 계산된 값들을 암호화한다. 2×2 화소들(12개의 부화소들 포함)인 경우를 예를 들면, 화소의 위치(X좌표값 및 Y좌표값)를 나타내기 위해 위에서 언급한 수식 1, 2를 이용하여 8개(X0, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3, Y0)의 부화소들에 형성될 포지션 홀들의 값을 구할 수 있다. 또한 포지션 홀들의 값이 구해지면, 위에서 언급한 셔플 테이블을 이용하여 각 포지션 홀들의 값을 암호화된 값으로 변환할 수 있다.

이와 같이 포지션 홀들의 값 계산 및 암호화가 완료되면, 디스플레이 장치는 108단계에서 덴트 홀이 형성될 지점과 상기 암호화된 포지션 홀들의 값에 해당하는 지점에 각각 덴트 홀과 포지션 홀들을 형성하여 화소의 위치를 나타내는 패턴을 생성한다. 이때 에러 체크를 위해 패리티 홀들이 함께 형성되어 패턴에 포함될 수 도 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 디스플레이 장치의 화소의 위치를 나타내기 위해 생성된 패턴의 일예도이다. 도 11을 참조하면, X0, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3, Y0의 값들(암호화된 포지션 홀들의 값)이 각각 X0=3, X1=0, X2=3, X3=2, Y0=3, Y1=3, Y2=4, Y3=1 값을 가지고, p, q, r의 값들(패리티 홀들의 값)이 각각 p=0, q=4, r=1을 가질 때 패턴을 나타내고 있다. 이와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 생성된 패턴은 전자펜 등과 같은 카메라를 구비한 입력기기에 의해 인식되어 그 화소의 위치가 검출되고, 검출된 화소의 위치 값을 통해 입력을 수행할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명은 디스플레이 장치의 부화소들에 화소들의 위치를 나타내는 패턴을 형성하여 입력을 수행할 수 있도록 함으로써, 디지털 페이퍼를 이용하는 경우와 달리 디스플레이 패널이 두께에도 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 디스플레이 화면의 휘도 및 명암비의 보장이 가능하다. 또한 본 발명은 디스플레이 장치의 부화소들에 화소들의 위치를 나타내기 위한 패턴을 소정 홀들의 개수와 위치에 따라 형성함으로써 화소의 위치 정보를 집약적으로 나타낼 수 있어 대형 디스플레이 장치 및 고해상도 디스플레이 장치에 적용이 용이하다, 또한 본 발명의 패턴은 패턴을 구성하는 일부 구성요소가 손실되거나 오류값을 가질 경우, 이에 대한 체크가 가능하므로 오류에 강인하며 안정적으로 이용할 수 있다. 또한 본 발명은 암호화된 값을 이용하여 패턴을 형성하므로 디스플레이 장치 상의 패턴이 직관적으로 복호화가 불가능하여 패턴에 대한 기술이 쉽게 유출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들면 이상 위에서는 본 발명의 실시 예에 따라 2×2 화소 기준 패턴 구조 예를 들어 설명하였지만, 다양한 화소 기준의 패턴 구조가 생성될 수 있으며, 암호화를 위해 셔플 테이블을 사용하였지만, 각 홀의 값을 변환하기 위한 다른 방식의 암호화도 사용될 수 있다.

Claims

패턴을 구비하는 디스플레이 장치에 있어서,
디스플레이 장치의 화소를 이루는 부화소에 해당하는 다수의 컬러 필터들과,
상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙매트릭스를 포함하고,
상기 다수의 컬러 필터들에는 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 절대위치를 나타내는 패턴이 포함된 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 화소들 각각의 절대 위치를 나타내기 위한 패턴은 상기 화소들 각각을 이루는 부화소들에 해당하는 다수의 컬러 필터들 영역 내에 다수의 홀들이 형성됨에 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
제2항에 있어서, 상기 다수의 홀들은
해당 화소의 절대위치를 산출하기 위한 기준을 나타내기 위한 덴트 홀과,
해당 화소의 가로축 좌표값과 상기 화소의 세로축 좌표값을 산출하기 위한 포지션 홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
제3항에 있어서, 상기 포지션 홀들은
다수의 컬러 필터들 영역 중 해당 화소의 가로축 좌표값과 상기 화소의 세로축 좌표값을 산출하기 위한 값을 나타내는 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
제4항에 있어서, 상기 다수의 홀들은
상기 포지션 홀들의 에러를 여부를 체크하기 위한 패리티 홀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
제5항에 있어서,
상기 패리티 홀들은 상기 포지션 홀들의 형성 지점의 에러 체크를 위한 값을 나타내는 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 홀들의 형성 지점에 해당하는 값은 미리 정해진 셔플 테이블에 따라 암호화되고, 상기 암호화된 값을 나타내는 지점에 상기 다수의 홀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 홀들은 상기 블랙매트릭스 영역과 동일한 물질이 컬러 필터 영역 내부로 인입되어 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 컬러 필터들은 R 컬러 필터, G컬러 필터, B컬러 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴이 구비된 디스플레이 장치.
디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법에 있어서,
디스플레이 패널 상의 화소의 절대 위치를 나타내기 위한 기본 패턴 블록 사이즈를 결정하는 과정과,
상기 기본 패턴 블록 사이즈에 따른 각 블록 영역에 속하는 부화소들 내에 해당 화소의 절대위치를 산출하기 위한 다수의 홀(hole)들이 형성될 지점들을 결정하는 과정과,
상기 다수의 홀들이 형성될 지점들 중 상기 각 블록 영역에 속하는 화소의 절대 위치에 따른 지점에 각각 해당 홀을 형성하여 패턴을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법.
제10항에 있어서, 상기 다수의 홀들은
해당 화소의 절대위치를 산출하기 위한 기준을 나타내기 위한 덴트 홀(dent hole)과,
해당 화소의 가로축 좌표값과 상기 화소의 세로축 좌표값을 산출하기 위한 포지션 홀(position hole)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법.
제11항에 있어서, 상기 다수의 홀들은
상기 포지션 홀들의 에러를 여부를 체크하기 위한 패리티 홀(parity hole)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법.
제12항에 있어서, 상기 다수의 홀들이 형성될 지점들을 결정하는 과정은,
상기 디스플레이 패널 상의 화소의 절대위치 기준이 되는 덴트 홀이 형성될 지점을 결정하는 과정과,
상기 디스플레이 패널 상의 화소의 가로축 좌표값과 상기 화소의 세로축 좌표값을 산출하기 위한 값을 나타내는 포지션 홀이 형성될 지점을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법.
제13항에 있어서, 상기 다수의 홀들이 형성될 지점들을 결정하는 과정은,
상기 포지션 홀들의 형성 지점이 맞는지 판단하기 위한 값을 나타내는 패리티 홀이 형성될 지점을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법.
제13항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 홀들이 형성될 지점들을 결정하는 과정은,
상기 결정된 각각의 지점에 대해 미리 정해진 셔플 테이블에 따라 암호화되고, 상기 암호화된 값을 나타내는 지점에 상기 다수의 홀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에서 패턴 생성 방법.