KR20140024147A

KR20140024147A - 패턴을 구비한 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20140024147A
Application number: KR1020120090728A
Authority: KR
Inventors: 최정석; 윤인국; 이정석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2014-02-28
Also published as: CN103631433A; US20140049852A1; EP2706437A2; EP2706437A3

Abstract

본 발명은 패턴을 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 디스플레이 장치의 화소를 이루는 적어도 하나 이상의 부화소들에 해당하는 다수의 컬러 필터들과, 상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙매트릭스를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 부화소들은 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 절대위치를 나타내는 적어도 하나 이상의 마크들을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 부화소들 각각은 부화소 내의 좌측과 우측에 각각 대칭되는 마크들을 포함한다. 이러한 본 발명은 R, G, B 부화소(subpixel)들 각각에서 방출되는 빛의 양이 균일하고, 패턴 노이즈가 적은 위치에 마크들이 위치되는 패턴을 제공함으로써 보다 화질이 좋은 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

패턴을 구비한 디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS HAVING PATTERN}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 패턴을 구비한 디스플레이 장치에 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 개발되고 있다.

최근에는 디스플레이 장치에서 입력 방식으로서, 패턴인식에 의해 디스플레이 화면상의 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 디스플레이에 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.

종래 기술에 따르면 패턴 인식을 이용한 방식은 주로 미리 정해진 패턴이 나타나도록 디스플레이의 R, G, B 등의 부화소 영역 내의 미리 정해진 위치에 적어도 하나 이상의 마크(Mark)들을 포함시키고, 일정 위치에서 적어도 하나 이상의 마크들에 의해 나타나는 패턴이 해당 위치 정보를 나타내도록 하는 방식이 이용되고 있다. 패턴 인식 펜(Pattern Recognition Pen: PR PEN)등의 전자펜은 디스플레이 상의 일정 위치의 패턴을 촬영하고, 촬영된 패턴 영상 분석을 통해 디스플레이 패널상의 해당 위치를 인식할 수 있게 된다.

그런데 상기한 바와 같이 마크(Mark)가 부화소들 각각에 존재하는 경우 마크들로 인한 패턴에 의해 패턴 노이즈가 발생하게 되고, 패턴 노이즈는 디스플레이 장치의 화질을 불균일하게 한다.

다시 말해, 디스플레이 장치의 각 부화소들에서 방출하는 R, G, B 성분의 빛은 사람의 눈을 통해서 인식되는데, 각 부화소들에 마크가 포함되어 있으므로, 사용자가 디스플레이 장치의 화면을 보는 각도에 따라서 부화소에서 방출 되는 빛의 양이 달라지게 되어, 사용자가 디스플레이 장치의 화질이 불균일한 것으로 느끼게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 마크들로 인한 패턴에 의해 발생하는 패턴 노이즈 발생이 적은 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 목적은 부화소에서 방출되는 빛의 양을 균일하게 하여 화질 저하를 줄일 수 있는 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은 패턴을 구비한 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 장치의 화소를 이루는 적어도 하나 이상의 부화소들에 해당하는 다수의 컬러 필터들과, 상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙매트릭스를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 부화소들은 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 절대위치를 나타내는 적어도 하나 이상의 마크들을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 부화소들 각각은 부화소 내의 좌측과 우측에 각각 대칭되는 마크들을 포함한다.

또한 본 발명은 패턴을 구비한 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 장치의 화소를 이루는 적어도 하나 이상의 부화소들에 해당하는 다수의 컬러 필터들과, 상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙매트릭스를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 부화소들은 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 절대위치를 나타내는 적어도 하나 이상의 라인들을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 부화소들 각각은 부화소 내의 상측 및 하측 각각에 대칭되는 라인들을 포함한다.

본 발명에 따르면 R, G, B 부화소(subpixel)들 각각에서 방출되는 빛의 양이 균일하고, 패턴 노이즈가 적은 위치에 마크들이 위치되는 패턴을 제공함으로써 보다 화질이 좋은 디스플레이 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면 사용자가 디스플레이 패널을 상, 하, 좌, 우 어느 방향에서 바라보더라도 부화소의 빛의 밝기 차이가 없도록 마크의 위치와 수를 조절함으로써, 패턴 노이즈 발생으로 인한 화질 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 통상적인 디스플레이 장치를 나타낸 도면
도 2는 통상적인 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 디스플레이 장치의 부화소들 중 녹색(Green)에 해당하는 부화소에서 빛이 방출되는 경우를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 정면 방향을 기준으로 상, 하, 좌, 우방향에서 각각 바라보는 경우를 도시한 도면
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따라 부화소 내의 마크 배치 위치에 따라 부화소에서 방출되는 빛의 세기를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 패턴 노이즈 현상을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 액정 패널의 단면도
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 부화소 내에 마크 배치 예를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2 마크 방식의 마크 배치 일예도
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 변형된 2 마크 방식의 마크 배치 일예도
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 2 라인 타입 방식의 마크 배치 일예도
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 4 마크 타입 방식의 마크 배치 일예도
도 13은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 변형된 4 마크 타입 방식의 마크 배치 일예도
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소를 나타낸 도면
도 15는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 2 마크 방식의 마크 배치 일예도
도 16은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 변형된 2 마크 방식의 마크 배치 일예도
도 17은 본 발명의 제8 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 2 라인 타입 방식의 마크 배치 일예도
도 18은 본 발명의 제9 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 4 마크 타입 방식의 마크 배치 일예도
도 19는 본 발명의 제10 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 변형된 하측부 4 마크 타입 방식의 마크 배치 일예도

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 디스플레이 패널상의 위치를 나타내는 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 개시한다. 특히, 본 발명은 통상적인 패턴을 구비한 디스플레이 장치보다 R, G, B 부화소(subpixel)들 각각에서 방출되는 빛의 양이 균일하고, 패턴 노이즈가 적은 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 개시한다.

본 발명의 설명에서는 먼저 통상적인 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 설명하고 나서, 본 발명의 실시 예에 따른 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 설명하기로 한다.

도 1은 통상적인 디스플레이 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 통상적인 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.

먼저 도 1을 참조하면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(예컨대 LCD 패널)을 포함할 수 있으며, R, G, B 중 어느 하나의 컬러에 해당하는 부화소들(Subpixel)(12, 14, 16)과 블랙매트릭스(Black Matrix)(20)로 구성될 수 있다. 그리고 도 2를 참조하면, 디스플레이 장치는 부화소들(12, 14, 16)과 블랙매트릭스(20)를 이용하여 화소의 위치 판단을 위해 미리 정해진 패턴이 나타나도록 부화소 내부의 특정 위치에 적어도 하나 이상의 마크(Mark)들을 포함함으로써 패턴을 구비할 수 있다. 이때 마크는 블랙매트릭스 영역이 R, G, B 각각의 부화소 영역 내부로 인입되어 포함된 형태로서, 블랙매트릭스 영역의 물질과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한 마크는 R, G, B 영역에서 패턴으로 나타날 수 있는 다른 물질도 가능하며, 다른 위치에 배치될 수도 있다. 미리 정해진 패턴이 나타나도록 형성된 적어도 하나 이상의 마크들은 화소의 위치에 해당하는 좌표를 나타내기 위한 위치에 형성될 수 있다. 마크의 모양은 정사각형, 직사각형 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 사이즈도 변경 가능하다. 이러한 마크의 모양 및 사이즈는 디스플레이 패널과 전자펜의 용도에 따라서 변경될 수 있다.

다시 말해, 적어도 하나 이상의 마크들은 화소의 위치에 해당하는 좌표를 나타내기 위한 것이며 디스플레이 패널 상에 패턴의 형태로 보여지는 것이다. 패턴 인식 펜(Pattern Recognition Pen: PR PEN)등의 전자펜(미도시)은 도 2와 같은 디스플레이 패널 상에 구비된 패턴을 촬영하고, 촬영된 패턴 영상 분석을 통해 디스플레이 패널상의 고유 위치를 인식하게 된다.

그런데 상기한 바와 같이 마크(Mark)에 의한 패턴은 블랙 매트릭스와 같은 성분으로 이루어진 것으로서 빛이 방출되지 않는 영역이다. 따라서 빛이 방출되는 부화소들 사이에서 마크는 검은색의 점 등으로 보일 수 있어, 마크들로 인한 패턴 노이즈가 발생하게 된다. 그리고 패턴 노이즈는 디스플레이 장치의 화질을 불균일하게 한다. 즉, 디스플레이 장치의 각 부화소에서 방출되는 R, G, B 성분의 빛은 사람의 눈을 통해서 인식되는데, 각 부화소 영역에 마크가 포함되어 있으므로, 사용자가 디스플레이 장치의 화면을 보는 각도에 따라서 부화소에서 방출 되는 빛의 양이 달라지게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 디스플레이 장치의 부화소들 중 녹색(Green)에 해당하는 부화소에서 빛이 방출되는 경우를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 상의 특정 위치, 예컨대 [500, 500]의 좌표를 나타내는 화소에서 녹색(Green)을 표시할 경우, [500, 500]의 좌표에 해당하는 화소에 포함된 부화소들 중 G 성분의 제1 내지 제4 부화소들(1, 2, 3, 4)에서 빛이 방출될 수 있다. 그런데 도 3과 같이 G 성분의 부화소들(1, 2, 3, 4)에 각각 마크가 포함된 경우 마크들로 인한 패턴에 의하여 패턴 노이즈가 발생할 수 있다.

패턴 노이즈는 도 3에서 제1 내지 제4 부화소들(1, 2, 3, 4)에 포함된 마크의 위치와 디스플레이 패널을 바라보는 사용자의 시야각에 따라 다양한 형태로 발생할 수 있다. 예컨대 제1 내지 제4 부화소들(1, 2, 3, 4)에 포함된 마크들에 의해 사용자가 디스플레이 장치의 화면을 보는 각도에 따라서 패턴 노이즈를 볼 수 있거나 볼수 없기도 하고, 특정 각도에서 볼 수 있었던 패턴 노이즈가 각도를 변경하면 볼 수 없게 되기도 한다.

패턴 노이즈 발생 원리에 대해 설명하면, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 정면 방향을 기준으로 상, 하, 좌, 우방향에서 각각 바라보는 경우를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 사용자가 좌 방향 즉, 왼쪽방향에서 디스플레이 패널을 바라보는 경우 부화소 1의 마크는 부화소 1의 왼쪽 중간 부분에 배치되어 있고, 부화소 2의 마크는 부화소 2의 오른쪽 중간 부분에 배치되어 있으므로, 부화소 1보다는 부화소 2를 더 밝게 인식하게 된다. 또한 부화소 3의 마크는 부화소 3의 왼쪽 아래부분에 배치되어 있고, 부화소 4의 마크는 부화소 4의 오른쪽 윗부분에 배치되어 있으므로, 사용자는 부화소 3보다는 부화소 4를 더 밝게 인식하게 된다. 따라서 사용자가 왼쪽 방향에서 디스플레이 패널을 바라보는 경우 부화소 1과 부화소 3의 밝기가 부화소 2와 부화소 4의 밝기보다 어둡게 인식하게 되고, 이러한 밝기의 인식 차이에 따라 사용자는 디스플레이 패널의 화면에 어두운 얼룩이나 검은 점이 나타나는 것 등과 같은 패턴 노이즈가 발생한 것으로 느끼게 된다. 이러한 패턴 노이즈는 마크들의 위치 및 사용자가 바라보는 각도에 따라서 직선 무늬, 사선 무늬, 검은 점, 얼룩 등과 같이 다양한 형태로 발생할 수 있다.

좀더 구체적으로 설명하면, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따라 부화소 내의 마크 배치 위치에 따라 부화소에서 방출되는 빛의 세기를 나타낸 도면이다.

도 5a에서는 마크가 포함되지 않은 부화소(50)에서 방출되는 빛의 세기를 도시하고 있다. 마크가 포함되지 않을 경우, 부화소(50)에서 방출되는 빛은 정면으로 방출되므로 디스플레이 패널을 기준으로 수직인 정면에서 가장 빛이 세고, 좌측과 우측은 빛의 세기가 동일하다.

도 5의 b에서는 마크가 부화소 내의 왼쪽에 포함된 경우 부화소(52)에서 방출되는 빛의 세기를 도시하고 있다. 마크가 부화소(52) 내의 왼쪽에 포함된 경우, 부화소에서 방출되는 빛은 디스플레이 패널을 기준으로 수직인 정면에서 가장 빛이 세고, 좌측은 마크영역에서 빛이 방출되지 않으므로, 좌측이 우측에 비해 빛의 세기가 작다.

도 5의 c에서는 마크가 부화소 내의 오른쪽에 포함된 경우 부화소(54)에서 방출되는 빛의 세기를 도시하고 있다. 마크가 부화소 내의 오른쪽에 포함된 경우, 부화소에서 방출되는 빛은 디스플레이 패널을 기준으로 수직인 정면에서 가장 빛이 세고, 우측은 마크영역에서 빛이 방출되지 않으므로, 우측이 좌측에 비해 빛의 세기가 작다.

한편, 도면에 도시하진 않았지만, 마크가 부화소 내의 위에 포함된 경우에는, 부화소의 윗부분이 아랫부분보다 빛의 세기가 작으며, 마크가 부화소 내의 아래에 포함된 경우에는 부화소의 아랫부분이 윗부분보다 빛의 세기가 작다.

따라서 상기한 바와 같은 마크로 인한 부화소의 방출 빛의 차이로 인해, 사용자가 마크를 이용한 패턴이 포함된 디스플레이 패널을 보는 경우, 보는 각도에 따라서 패턴 노이즈로 인해 디스플레이 화면의 화질이 저하되는 것을 느끼게 되는 것이다.

또 다른 예를 들면, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 패턴 노이즈 현상을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서는 마크들을 포함하는 그린 컬러의 제5 내지 제10 부화소들(5, 6, 7, 8, 9, 10)을 예를 들어 설명한다. 도 6을 참조하면, 부화소 내 마크의 위치와 사용자의 디스플레이 패널을 바라보는 방향에 따라 다양한 패턴 노이즈가 발생할 수 있다. 하기 표 1은 사용자가 디스플레이 패널을 바라보는 방향에 따라 발생되는 패턴 노이즈 형상을 나타낸 테이블이다.

바라보는 방향		어둡게 보이는 부화소	밝게 보이는 부화소	패턴 노이즈 형상
좌측 뷰	디스플레이 패널의 정면을 기준으로 좌측에서 부화소들을 바라볼 때	5, 7, 8, 10	6, 9	양 옆에 2줄 어두운 세로 줄무늬
우측 뷰	디스플레이 패널의 정면을 기준으로 우측에서 부화소들을 바라볼 때	6, 9	5, 7, 8, 10	가운데 어두운 세로 줄무늬
상측 뷰	디스플레이 패널의 정면을 기준으로 상측에서 부화소들을 바라볼 때	9	5, 6, 7, 8, 10	어두운 점 [제 9부화소에 어두운 점]
하측 뷰	디스플레이 패널의 정면을 기준으로 하측에서 부화소들을 바라볼 때	5, 6, 7, 8, 10	9	어두운 얼룩 무늬 [제9 부화소를 제외한 나머지 부화소에 어두운 얼룩]

도 6과 표 1을 참조하면, 제5 부화소(5), 제7 부화소(7), 제8 부화소(8), 제10 부화소(10)는 마크가 왼쪽에 형성되어 있고, 제6 부화소(6)와 제9 부화소(9)는 마크가 오른쪽에 형성되어 있으므로, 사용자가 디스플레이 패널의 정면을 기준으로 좌측에서 제5 내지 제10 부화소들(5, 6, 7, 8, 9, 10)을 바라볼 때, 제5 부화소(5), 제7 부화소(7), 제8 부화소(8), 제10 부화소(10)로부터의 밝기가 상대적으로 제6 부화소(6)와 제9 부화소(9)의 밝기보다 어둡게 보이게 된다. 이에 따라 제6 부화소(6)와 제9 부화소(9)를 기준으로 왼쪽에는 제5 부화소(5)와 제8 부화소(8)부화소가 어두움으로 인해 어두운 세로 줄무늬가 나타나고, 오른쪽에는 제 7 부화소(7)와 제10 부화소(10)의 어두움으로 인해 어두운 세로 줄무늬가 나타나게 된다. 즉, 따라 제6 부화소(6)와 제9 부화소(9)를 기준으로 양 옆에 어두운 세로 줄무늬가 나타나는 패턴 노이즈가 발생하게 된다. 이와 반대로 사용자가 디스플레이 패널의 정면을 기준으로 우측에서 제5 내지 제10 부화소들(5, 6, 7, 8, 9, 10)을 바라볼 때에는, 제6 부화소(6)와 제9 부화소(9)의 밝기가 상대적으로 제5 부화소(5), 제7 부화소(7), 제8 부화소(8), 제10 부화소(10) 의 밝기보다 어둡게 보이게 된다. 이에 따라 제6 부화소(6)와 제9 부화소(9)가 어두움으로 인해 가운데 어두운 세로 줄무늬가 나타나는 패턴 노이즈가 발생하게 된다.

한편, 제9 부화소(9)는 마크가 윗쪽에 형성되어 있고, 제5 부화소(5), 제6 부화소(6), 제7 부화소(7), 제8 부화소(8), 제10 부화소(10)는 마크가 상대적으로 아래쪽에 형성되어 있으므로, 사용자가 디스플레이 패널의 정면을 기준으로 상측에서 제5 내지 제10 부화소들(5, 6, 7, 8, 9, 10)을 바라볼 때에는, 제9 부화소(9) 의 밝기가 상대적으로 제5 부화소(5), 제6 부화소(6), 제7 부화소(7), 제8 부화소(8), 제10 부화소(10)의 밝기보다 어둡게 보이게 된다. 이에 따라 제9 부화소(9)에 어두운 점이 나타나는 패턴 노이즈가 발생하게 된다. 이와 반대로 사용자가 디스플레이 패널의 정면을 기준으로 하측에서 제5 내지 제10 부화소들(5, 6, 7, 8, 9, 10)을 바라볼 때에는, 제9 부화소(9) 의 밝기가 상대적으로 제5 부화소(5), 제6 부화소(6), 제7 부화소(7), 제8 부화소(8), 제10 부화소(10)의 밝기보다 밝게 보이게 된다. 이에 따라 제9 부화소(9)만 밝으므로 제9 부화소(9)를 제외한 나머지 부화소에 어두운 얼룩이 나타나는 패턴 노이즈가 발생하게 된다.

즉, 상기한 바와 같이 패턴 노이즈들이 발생하는 이유는 부화소에 형성되는 마크의 위치 때문임을 알 수 있다. 그러므로 사용자가 디스플레이 패널을 상, 하, 좌, 우 어느 방향에서 바라보더라도 부화소의 빛의 밝기 차이가 없도록 마크의 위치를 조절하면 패턴 노이즈 발생으로 인한 화질 저하를 방지할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 상, 하, 좌, 우 방향에서 바라볼 때 패턴 노이즈 발생이 적은 위치에 적어도 하나 이상의 마크들을 포함하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치를 개시한다. 다시 말해, 본 발명은 부화소의 상측, 하측, 좌측, 우측 중 어느 하나의 부분에 마크가 포함되면 마크가 포함된 방향에서 빛의 세기가 어두워지므로 상측, 하측, 좌측, 우측 방향에서 바라볼 때 밝기 차이를 줄이기 위해 상측, 하측, 좌측, 우측 중 어느 하나의 부분에 포함된 마크의 반대 방향에 서로 대칭되는 마크가 포함되도록 한다.

이를 위한 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 도 7에 도시되어 있다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 액정 패널의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 액정 패널은 전면에 전면 편광판(202)이 위치하며, 전면 편광판(202) 하부에 컬러필터 기판(211)이 위치하며, 컬러필터 기판(211)의 하부에 블랙매트릭스(201)와 컬러필터(204)가 위치한다. 블랙매트릭스(201)와 컬러필터(204)의 하부에는 박막 트랜지스터(TFT, Thin film Transistor) 기판이 존재하는데, 도 7에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터 기판은 TFT-Array 기판(208) 위에 공통전극(ITO, 210)과 화소전극(ITO, 207)이 위치하며, 공통전극(210)과 화소전극(207) 사이에 두 배향막(205)과 스페이서(spacer, 203), 축적용량(CS, 206), Sealant(209)가 포함되어 형성된다. TFT-Array 기판(208) 하부에는 후면 편광판(202)이 위치한다.

본 발명의 특징에 따라, 컬러 필터(204) 사이의 경계를 나타내는 블랙매트릭스(201)는 광원을 흡수할 수 있는 물질이나 구조를 포함하거나, 광원을 선택적으로 반사하는 물질이나 구조를 포함한다. 만약 전자펜의 광원이 IR을 발생시키는 광원일 경우 블랙매트릭스(201)는 IR 흡수체인 카본 블랙(Carbon Black)으로 구성될 수 있다. 또한 컬러 필터(204)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.

본 발명의 실시 예에 따르면 마크(Mark)는 블랙매트릭스(201) 영역이 R, G, B 각각의 부화소 영역 내부로 인입되어 포함된 형태로서, 블랙매트릭스 영역의 물질과 동일한 물질로 형성될 수 있다 또한 마크는 R, G, B영역에서 패턴으로 인식될 수 있는 다른 물질도 가능하며, 다른 위치에 배치될 수도 있다.

본 발명에 따르면 마크는 상측, 하측, 좌측, 우측 방향에서 바라볼 때 밝기 차이를 줄이기 위해 상측, 하측, 좌측, 우측 중 어느 하나의 부분에 포함된 마크와 서로 대칭되는 마크를 포함하도록 구성된다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 부화소 내에 마크 배치 예를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 기존에는 도 8의 (a)와 같이 부화소 내의 좌측 및 우측 중 어느 하나에 하나의 마크가 포함되었으나, 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 도 8의 (b) 및 도 8의 (c)와 같이 부화소 내에 좌측과 우측에 서로 대칭되는 2개의 마크가 포함되도록 구성된다. 본 명세서에서는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 부화소 내에 좌측과 우측에 서로 대칭되는 2개의 마크가 포함되도록 구성되는 방식을 2 마크 방식(2 Mark type)이라 칭한다.

만약 부화소 내에서 마크가 형성될 수 있는 지점이 좌측과 우측 각각 상측, 중앙, 하측과 같이 3개씩 존재할 수 있는 경우라면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2 마크 방식의 마크의 배치 예는 9가지 경우가 될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2 마크 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 9를 참조하면, 마크가 형성될 수 있는 지점이 좌측과 우측 각각 상측, 중앙, 하측과 같이 3개인 경우 각 부화소에는 0~8 중 어느 하나의 형태로 마크가 배치될 수 있다. 그런데 도 9의 2 마크 방식의 마크 배치 형태는 좌측과 우측만 서로 대칭되도록 한 것으로서, 상측과 하측은 대칭되지 않기 때문에 상측과 하측간에 밝기 차이가 존재할 수 있다.

이와 같은 상측과 하측간에 밝기 차이를 줄이기 위해 본 발명의 제2 실시예에 따르면 좌측과 우측에 서로 대칭되는 2개의 마크가 포함되도록 하되, 상측과 하측에 위치한 마크는 중앙에 위치한 마크의 크기보다 작게 형성하는 변형된 2마크 방식을 제공한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 변형된 2 마크 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 10을 참조하면, 참조번호 u의 경우와 같이 마크가 상측에 위치하는 경우, 참조번호 d와 같이 마크가 하측에 위치하는 경우 중앙에 위치한 마크보다 작은 크기를 갖도록 형성한다. 이는 상측과 하측간의 마크로 인한 밝기 차이를 줄여주기 때문에 패턴 노이즈를 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제3 실시 예에 따르면 마크는 라인 타입으로 형성될 수 도 있다. 도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 2 라인 타입 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 11을 참조하면, 부화소 내에 6개의 가로 라인이 포함될 수 있는 경우를 도시하고 있다. 라인 타입의 경우 좌측과 우측 중 어느 한쪽에 마크가 포함된 것이 아니라 좌측부터 우측까지 라인으로 연결되어 있으므로 좌측과 우측간에 밝기 차이가 없다. 본 발명의 제3 실시 예에서는 상측과 하측간에 밝기 차이를 줄이기 위해 하나의 부화소 내 상측 및 하측에 2개의 라인을 포함한다.

또한 본 발명이 제4 실시 예에 따르면 마크는 4 마크 타입으로 형성될 수도 있다. 도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 4 마크 타입 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 12를 참조하면, 좌측과 우측에 서로 대칭되는 2개의 마크와 상측과 하측에 서로 대칭되는 2개의 마크가 포함되도록 하여 상, 하, 좌, 우에 각 1개씩의 4개의 마크가 포함되도록 한다. 본 발명에서는 하나의 부화소에 상, 하, 좌, 우 4개의 마크가 포함되도록 하는 방식을 4마크 방식이라고 한다. 이러한 4 마크 방식에 따르면 좌측과 우측 간의 밝기 차이를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상측과 하측간에 밝기 차이를 줄일 수 있게 된다.

한편, 4 마크 타입 방식의 마크 배치는 도 12와 달리 마크의 위치를 변형해서 배치될 수도 있다. 도 13은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 변형된 4 마크 타입 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 13을 참조하면, 도 12와 마찬가지로 좌측과 우측에 서로 대칭되는 2개의 마크와 상측과 하측에 서로 대칭되는 2개의 마크가 포함되도록 하여 상, 하, 좌, 우에 각 1개씩의 4개의 마크가 포함되도록 하되, 마크의 위치는 얼마든지 변형 가능하다.

한편, 상기한 제1 내지 제5 실시예의 설명에서는 하나의 부화소 전체를 이용하여 색을 표현하는 경우의 마크의 배치에 대해 설명하였으나, 본 발명은 하나의 부화소를 상측부와 하측부로 나누어 색을 표현하는 경우에도 적용된다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따라 상측부와 하측부로 구분된 부화소를 나타낸 도면이다. 도 14를 참조하면, 디스플레이 패널은 참조번호 140와 같이 상측부와 하측부로 구분된 부화소를 포함할 수 있다. 이때 부화소의 구분은 미리 정해진 비율에 따라 구분될 수 있다. 참조번호 42는 부화소의 상측부에 해당하고, 참조번호 44는 부화소의 하측부에 해당한다. 상측부(42)와 하측부(44)는 각각 서로 다른 색 범위를 표현할 수 있다. 예컨대 부화소가 레드(Red) 성분의 부화소라면, 상측부(42)는 레드 성분의 총 색상 범위인 0~255 중 0~150까지의 색상 범위를 표현하고, 하측부(44)는 151~255의 색상 범위를 표현하는데 이용된다. 다시 말해, 0~150까지의 색상 범위를 표현할때는 상측부(42)만 이용되고, 151~255의 색상 범위를 표현하는데는 상측부(42)와 하측부(44)가 같이 이용된다.

이와 같이 상측부(42)와 하측부(44)로 구분된 부화소를 갖는 디스플레이 장치인 경우, 마크는 하측부(44)에 포함되는 것이 바람직하다. 이는 상측부(42)보다 하측부(44)가 이용되는 경우가 더 적어 마크가 빛에 영향을 주는 일이 더 적으며, 상측부(42)가 하측부(44)보다 상대적으로 어두운 색을 표현하는데, 밝은 색을 표현할 때보다 어두운 색을 표현할 때 마크의 위치에 따른 상대적 빛의 차이가 심해져서 패턴 노이즈가 더욱 심하게 발생되기 때문이다.

도 15는 본 발명의 제6 실시 예에 따라 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 2 마크 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 15를 참조하면, 부화소 내의 하측부에 마크가 형성될 수 있는 지점이 좌측과 우측 각각 상측, 중앙, 하측과 같이 3개인 경우 각 부화소에는 0~8 중 어느 하나의 형태로 마크가 배치될 수 있다. 이러한 도 15의 2 마크 방식의 마크 배치 형태는 좌측과 우측이 서로 대칭되도록 함으로써, 좌측에서 바라볼 때와 우측에서 바라볼 때 패턴 노이즈가 발생하지 않도록 한다. 그런데 이러한 도 15에서는, 상측과 하측은 대칭되지 않기 때문에 상측과 하측간에 밝기 차이가 존재할 수 있다.

이와 같은 상측과 하측간에 밝기 차이를 줄이기 위해 본 발명의 제7 실시예에 따르면 하측부 내의 좌측과 우측에 서로 대칭되는 2개의 마크가 포함되도록 하되, 하측부 내의 상측과 하측에 위치한 마크는 중앙에 위치한 마크의 크기보다 작게 형성하는 변형된 2마크 방식을 제공한다.

도 16은 본 발명의 제7 실시 예에 따라 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 변형된 2 마크 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 16을 참조하면, 참조번호 u1의 경우와 같이 마크가 하측부 내의 상측에 위치하는 경우, 참조번호 d1와 같이 마크가 하측부 내의 하측에 위치하는 경우 중앙에 위치한 마크보다 작은 크기를 갖도록 형성한다. 이는 상측과 하측간의 마크로 인한 밝기 차이를 줄여주기 때문에 패턴 노이즈를 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제8 실시 예에 따르면 마크는 하측부에 라인 타입으로 형성될 수 도 있다. 도 17은 본 발명의 제8 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 2 라인 타입 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 17을 참조하면, 부화소 내의 하측부에 6개의 가로 라인이 포함될 수 있는 경우를 도시하고 있다. 라인 타입의 경우 좌측과 우측 중 어느 한쪽에 마크가 포함된 것이 아니라 좌측부터 우측까지 라인으로 연결되어 있으므로 좌측과 우측간에 밝기 차이가 없다. 본 발명의 제8 실시 예에서는 상측과 하측간에 밝기 차이를 줄이기 위해 하나의 부화소 내 하측부에 2개의 라인을 포함한다.

또한 본 발명의 제9 실시 예에 따르면 마크는 하측부에 4 마크 타입으로 형성될 수도 있다. 도 18은 본 발명의 제9 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 4 마크 타입 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 18을 참조하면, 하측부 내의 좌측과 우측에 서로 대칭되는 2개의 마크와 하측부 내의 상측과 하측에 서로 대칭되는 2개의 마크가 포함되도록 하여 하측부 내의 상, 하, 좌, 우에 각 1개씩의 4개의 마크가 포함되도록 한다. 이러한 하측부 4 마크 방식에 따르면 좌측과 우측 간의 밝기 차이를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상측과 하측간에 밝기 차이를 줄일 수 있게 된다.

한편, 하측부 4 마크 타입 방식의 마크 배치는 도 18과 달리 마크의 위치를 변형해서 배치될 수도 있다. 도 19는 본 발명의 제10 실시 예에 따른 상측부와 하측부로 구분된 부화소에서 변형된 하측부 4 마크 타입 방식의 마크 배치 일예도이다. 도 19를 참조하면, 도 18과 마찬가지로 하측부 내의 좌측과 우측에 서로 대칭되는 2개의 마크와 하측부 내의 상측과 하측에 서로 대칭되는 2개의 마크가 포함되도록 하여 하측부 내의 상, 하, 좌, 우에 각 1개씩의 4개의 마크가 포함되도록 하되, 이때 본 발명에서 기재한 마크의 위치 외에 상, 하, 좌, 우 대칭되는 위치라면, 마크의 위치는 얼마든지 변형 가능하다.

이러한 본 발명은 사용자가 디스플레이 패널을 상, 하, 좌, 우 어느 방향에서 바라보더라도 부화소의 빛의 밝기 차이가 없도록 마크의 위치와 수를 조절함으로써, 패턴 노이즈 발생으로 인한 화질 저하를 방지할 수 있다.

한편, 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예컨대 본 발명에서는 몇 가지 마크의 위치를 예를 들어 설명하였으나, 2 마크 또는 4 마크에 해당하는 각각의 마크의 위치는 상, 하, 좌, 우 방향에서 바라봤을 때 패턴 노이즈를 줄이는 마크의 위치라면 어느 위치든지 변형하여 배치될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 같은 청구범위와 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

Claims

패턴을 구비한 디스플레이 장치에 있어서,
디스플레이 장치의 화소를 이루는 적어도 하나 이상의 부화소들에 해당하는 다수의 컬러 필터들과,
상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙매트릭스를 포함하고,
상기 적어도 하나 이상의 부화소들은 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 절대위치를 나타내는 적어도 하나 이상의 마크들을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 부화소들 각각은 부화소 내의 좌측과 우측에 각각 대칭되는 마크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 부화소 내의 좌측과 우측에 각각 대칭되는 마크들은 2 마크들인 것을 특징으로 하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 부화소들 각각은 부화소 내의 상측과 하측에 각각 대칭되는 마크들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치.
제3항에 있어서,
상기 부화소 내의 좌측과 우측에 대응되는 마크들 및 상측과 하측에 각각 대칭되는 마크들은 4 마크들인 것을 특징으로 하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 부화소들은 각각 상측부와 하측부로 구분된 것을 특징으로 하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치.
제5항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 부화소들 각각은 하측부 내의 좌측과 우측에 각각 대칭되는 마크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치.
제6항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 부화소들 각각은 하측부 내의 상측과 하측에 각각 대칭되는 마크들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치.
패턴을 구비한 디스플레이 장치에 있어서,
디스플레이 장치의 화소를 이루는 적어도 하나 이상의 부화소들에 해당하는 다수의 컬러 필터들과,
상기 다수의 컬러 필터들 사이에 형성된 블랙매트릭스를 포함하고,
상기 적어도 하나 이상의 부화소들은 상기 디스플레이 장치의 화소들 각각의 절대위치를 나타내는 적어도 하나 이상의 라인들을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 부화소들 각각은 부화소 내의 상측 및 하측 각각에 대칭되는 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 구비한 디스플레이 장치.