KR101081326B1 - 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템에 관한 것이다.

본 발명은, 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층, 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 제1 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴, 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 제2 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단을 포함하고, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴은, ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하고, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴은, 투명전극으로도 기능한다.

유기 반도체, 광기전 효과, 전자 수송층, 정공 수송층

Description

광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템{DEVICE FOR SENSING OPTICAL SIGNAL, DISPLAY DEVICE INCLUDING DEVICE FOR SENSING OPTICAL SIGNAL, SYSTEM FOR REMOTE-CONTROLLING BY USING OPTICAL SIGNAL}

본 발명은 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 사용자가 컴퓨터나 텔레비전, 이동전화 등의 전자제품을 사용함에 있어서, 키보드나 마우스, 기존의 버튼을 사용한 입력장치가 사용되어왔다. 이때, 마우스는 비교적 긴 사용거리와 정보 입력의 다양성을 가지는 장점이 있으나, 임의의 바닥면과의 접촉을 요하므로, 자유도에 문제점이 있었다.

따라서, 입력장치의 자유도와 편리성을 향상시키기 위하여, 키보드나 마우스, 기존의 버튼을 발전시킨 터치스크린이나 리모컨(remote controller) 등의 입력 장치가 도입되어 왔다.

터치스크린은, 사용자가 모니터 상의 아이콘이나 그림, 또는 영상으로 표현할 수 있는 객체를 손이나 펜 등으로 물리적으로 접촉하여, 신호를 입력받는다. 터 칭(touching) 즉, 스크린과 물리적인 접촉을 수립하는 것은, 손가락을 사용하거나, 또는 스크린이 더럽게 되어 얼룩이 지는 것을 방지하기 위하여 펜을 사용하거나, 또는 다른 적절한 스타일러스(stylus) 또는 포인팅 디바이스를 가지고 일반적으로 수행한다. 이를 통해 마우스나 키보드를 사용할 때보다 직감적이고 빠른 입력이 가능해지는 장점이 있다. 그러나, 스크린을 직접 접촉해야 하므로 스크린과 입력장치에 물리적인 충격을 가할 수 있게 되어, 스크린과 입력장치의 내구성을 보강할 필요가 있고, 원거리에서는 입력이 불가능하다는 문제점이 있다.

또한, 리모컨은 디스플레이 장치 등의 전자장치를 원거리에서 제어하기 위한 장치로서, 전자장치의 버튼을 직접 누르지 않고 원거리에서 입력을 수행할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 리모컨 상에 있는 버튼만을 선택할 수 있고, 그 버튼에 의한 기능만을 수행할 수 있으므로, 모니터 상의 아이콘이나 그림, 또는 영상으로 표현되는 다양한 객체를 선택하거나 그 객체에 의한 기능을 수행하는 것이 불가능해, 사용자의 자유도가 떨어지고, 입력 정보의 양과 다양성이 제한된다는 문제점이 있다.

따라서, 원거리에서 전자장치를 제어할 시 발생하는 이러한 문제점을 해결하고, 터치스크린과 리모컨의 장점을 결합시킨 새로운 입력장치가 필요하다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광센서장치의 광활성층에 유기 반도체 물질을 포함시켜, 얇은 박막 형태의 제품으로 제작되는 것에 의하여, 제품의 활용도를 향상시킬 수 있는 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 가정 내에서의 TV나 컴퓨터 등의 전자제품의 원거리 사용뿐만 아니라, 대규모 세미나에서의 발표 등에도 유용하게 사용될 수 있는, 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴을 ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하는 투명전극으로 구성하여, 투명전극에 입사하는 광을 잘 투과시킬 수 있는 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 제1 전도성 패턴을 알루미늄(Al) 전극으로 형성하고, 제2 전도성 패턴을 투명전극으로 구성하는 것에 의하여, 전자를 수용하기에 적합한 일함수(work function)를 가지는 알루미늄(Al)을 통하여 광센서장치의 효율을 높일 수 있는 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 제1 전도성 패턴을 ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함하는 음극 패턴으로 구성하고, 제2 전도성 패턴을 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함하는 양극 패턴으로 구성하는 것에 의하여, 투명성을 향상시키고, 안정적인 신호 출력을 얻을 수 있는 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 전도성 고분자인 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 적용하는 것에 의하여, 여기에 다양한 첨가제를 통해 전기 전도도 및 접착성, 유동성 등을 보다 쉽게 조절할 수 있어 투명전극으로서의 효용성을 향상시킬 수 있고, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 롤 투 롤 프린팅, 잉크 젯 프린팅 등의 다양한 공정방법을 이용하여 제작될 수 있는 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 전자받게 물질로서 전자친화도가 매우 크고, 유기용매에 대한 용해도가 우수한 물질인 PCBM, TNF, TiOx 중 어느 하나를 사용하는 것에 의하여, 광기전 효과를 향상시키고, 또한, 제품의 제작시 용액공정을 가능하게 하고, 이를 통해 원하는 영역에만 형성이 가능하게 하여 제품의 제작을 용이하게 할 뿐만 아니라 제품의 효율을 향상시킬 수 있는 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 입력되는 광신호의 평면적인 움직임이나 위치를 감지할 수 있고, 광신호의 강도 변화를 이용하여 입력된 다양한 신호를 감지할 수 있는 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

청구항 1에 관한 발명인 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층, 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 어느 하나의 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴, 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단을 포함하고, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴은, ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하고, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴은, 투명전극으로도 기능한다.

따라서, 청구항 1에 관한 발명인 광센서장치에 의하면, 광활성층에 포함된 유기 반도체 물질의 광기전효과를 이용하여 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 분리되고, 분리된 전자와 정공이 광활성층 상부 및 하부에 패터닝된 제1 및 제2 전도성 패턴으로 각각 이동되며, 제1 및 제2 전도성 패턴을 통하여 전류가 흐르기 때문에, 위치 검출수단에 의하여 입사되는 광의 위치 좌표값을 검출할 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 사용하여 단단한 형태뿐만 아니라 유연 한 형태의 광센서장치를 제작할 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴을 ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하는 투명전극으로 구성하여, 투명전극에 입사하는 광을 잘 투과시킬 수 있다.

청구항 2에 관한 발명인 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층, 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 어느 하나의 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴, 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단을 포함하고, 제1 전도성 패턴은 알루미늄(Al) 전극이고, 제2 전도성 패턴은, ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하며, 투명전극으로도 기능한다.

따라서, 청구항 2에 관한 발명인 광센서장치에 의하면, 광활성층에 포함된 유기 반도체 물질의 광기전효과를 이용하여 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 분리되고, 분리된 전자와 정공이 광활성층 상부 및 하부에 패터닝된 제1 및 제2 전도성 패턴으로 각각 이동되며, 제1 및 제2 전도성 패턴을 통하여 전류가 흐르기 때문에, 위치 검출수단에 의하여 입사되는 광의 위치 좌표값을 검출할 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 사용하여 단단한 형태뿐만 아니라 유연 한 형태의 광센서장치를 제작할 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 제1 전도성 패턴을 알루미늄(Al) 전극으로 형성하고, 제2 전도성 패턴을 투명전극으로 구성하고 있기 때문에, 전자를 수용하기에 적합한 일함수(work function)를 가지는 알루미늄(Al)을 통하여 광센서장치의 효율을 높일 수 있다.

청구항 3에 관한 발명인 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층, 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 어느 하나의 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴, 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단을 포함하고, 제1 전도성 패턴은 ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함하고, 제2 전도성 패턴은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함하며, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴은 투명전극으로 기능한다.

따라서, 청구항 3에 관한 발명인 광센서장치는, 광활성층에 포함된 유기 반도체 물질의 광기전효과를 이용하여 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 분리되고, 분리된 전자와 정공이 광활성층 상부 및 하부에 패터닝된 제1 및 제2 전도성 패턴으로 각각 이동되며, 제1 및 제2 전도성 패턴을 통하여 전류가 흐르기 때문에, 위치 검출수단에 의하여 입사되는 광의 위치 좌표값을 검출할 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 사용하여 단단한 형태뿐만 아니라 유연한 형태 의 광센서장치를 제작할 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 제1 전도성 패턴을 ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함하는 음극 패턴으로 구성하고, 제2 전도성 패턴을 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함하는 양극 패턴으로 구성하여, 투명성을 향상시키고, 안정적인 신호 출력을 얻을 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 전도성 고분자인 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 적용하고 있기 때문에, 여기에 다양한 첨가제를 통해 전기 전도도 및 접착성, 유동성 등을 보다 쉽게 조절할 수 있어 투명전극으로서의 효용성을 향상시킬 수 있고, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 롤 투 롤 프린팅, 잉크 젯 프린팅 등의 다양한 공정방법을 이용하여 제작될 수 있다.

청구항 4에 관한 발명인 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층, 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 어느 하나의 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴, 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한 쪽에 광활성층의 면과 평행인 제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향으로 패터닝되고, 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단을 포함하고, 유기 반도체 물질은 전자 주게 및 전자 받게로 기능하며, 전자 주게(Donor)는 PVCz, PCPDTBT, PFDTBT, PTBEHT, P3HT, MDMO-PPV 중에 어느 하나로 구성되고, 전자 받게(Acceptor)는 PCBM, TNF, TiOx 중 어느 하나로 구성된다.

따라서, 청구항 4에 관한 발명인 광센서장치는, 광활성층에 포함된 유기 반도체 물질의 광기전효과를 이용하여 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 분리되고, 분리된 전자와 정공이 광활성층 상부 및 하부에 패터닝된 제1 및 제2 전도성 패턴으로 각각 이동되며, 제1 및 제2 전도성 패턴을 통하여 전류가 흐르기 때문에, 위치 검출수단에 의하여 입사되는 광의 위치 좌표값을 검출할 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 사용하여 단단한 형태뿐만 아니라 유연한 형태의 광센서장치를 제작할 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 전자받게 물질로서 전자친화도가 매우 크고, 유기용매에 대한 용해도가 우수한 물질인 PCBM, TNF, TiOx 중 어느 하나를 사용하고 있기 때문에, 광기전 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 광센서장치는, 광센서장치의 제작시 용액공정을 포함한 다양한 공정을 가능하게 하고, 이를 통해 원하는 영역에만 형성이 가능하게 하여 광센서장치의 제작을 용이하게 할 뿐만 아니라 광센서장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

청구항 5에 관한 발명인 광센서장치는, 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 관한 발명인 광센서장치에 있어서, 광활성층과 제1 전도성 패턴 사이에 형성되고, 전자의 이동을 도와주는 전자 수송층, 광활성층과 제2 전도성 패턴 사이에 형성되며, 정공의 이동을 도와주는 정공 수송층을 더 포함한다.

따라서, 청구항 5에 관한 발명인 광센서장치는, 광활성층과 제1 전도성 패턴 사이, 광활성층과 제2 전도성 패턴사이에 각각 전자 수송층, 정공 수송층을 위치하여줌으로써, 광활성층에서 분리된 전자와 정공의 제1 및 제2 전도성 패턴으로의 이동을 용이하게 할 수 있다.

청구항 6에 관한 발명인 디스플레이장치는, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광센서장치가 부착되어 있다.

따라서, 청구항 6에 관한 발명인 디스플레이장치는, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 광센서장치를 디스플레이 장치의 표면 상부 또는 내부에 부착하고 있기 때문에, 광센서장치를 통하여 감지된 광신호를 입력받아, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴의 내용을 보다 안정적으로 디스플레이할 수 있다.

청구항 7에 관한 발명인 디스플레이장치는, 청구항 5에 기재된 광센서장치가 부착되어 있다.

따라서, 청구항 7에 관한 발명인 디스플레이장치는, 유기 반도체 물질층과 제1 전도성 패턴 사이에 형성되고, 전자의 이동을 도와주는 전자 수송층, 유기 반도체 물질층과 제2 전도성 패턴 사이에 형성되며, 정공의 이동을 도와주는 정공 수송층을 더 포함하는 광센서장치를 디스플레이 장치의 표면 상부 또는 내부에 부착하고 있기 때문에, 광활성층에서 분리된 전자와 정공의 제1 및 제2 전도성 패턴으로의 이동을 용이하게 할 수 있는 광센서장치를 통하여 감지된 광신호를 입력받아, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴의 내용을 보다 안정적으로 디스플레이할 수 있다.

청구항 8에 관한 발명인 광신호를 이용한 원격제어시스템은, 사용자의 조작에 의하여 광신호가 발생하는 광신호 발생부, 발생된 광신호를 수신하여 광신호에 의해 선택되는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 표시하는 디스 플레이부, 수신된 광신호를 감지하여 디스플레이부 상에 광신호가 수신된 영역의 위치 좌표값을 검출하는 광센서부, 검출된 위치 좌표값에 상응하는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 디스플레이부로 전송하는 제어부를 포함하며, 광센서부는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광센서장치다.

따라서, 청구항 8에 관한 발명인 광신호를 이용한 원격제어시스템은, 광센서부가 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광센서장치를 포함하고, 원격제어장치가 광신호를 수신하여 광신호에 의해 선택되는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 표시하는 디스플레이부를 포함하고 있기 때문에, 입사되는 광신호의 위치 및 입사되는 광신호의 강도변화에 대응하는 정보를 디스플레이할 수 있다.

청구항 9에 관한 발명인 광신호를 이용한 원격제어시스템은, 사용자의 조작에 의하여 광신호가 발생하는 광신호 발생부, 발생된 광신호를 수신하여 광신호에 의해 선택되는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 표시하는 디스플레이부, 수신된 광신호를 감지하여 디스플레이부 상에 광신호가 수신된 영역의 위치 좌표값을 검출하는 광센서부, 검출된 위치 좌표값에 상응하는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 디스플레이부로 전송하는 제어부를 포함하며, 광센서부는, 제5항에 기재된 광센서장치다.

따라서, 청구항 9에 관한 발명인 광신호를 이용한 원격제어시스템은, 광센서부가 광활성층과 제1 전도성 패턴 사이에 형성되고, 전자의 이동을 도와주는 전자 수송층, 광활성층과 제2 전도성 패턴 사이에 형성되며, 정공의 이동을 도와주는 정 공 수송층을 포함하는 광센서장치를 더 포함하고, 원격제어장치가 광신호를 수신하여 광신호에 의해 선택되는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 표시하는 디스플레이부를 포함하고 있기 때문에, 입사되는 광신호의 위치 및 입사되는 광신호의 강도변화에 대응하는 정보를 디스플레이할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 의하면, 광센서장치의 광활성층에 유기 반도체 물질을 포함시켜, 얇은 박막 형태의 제품으로 제작될 수 있으므로, 제품의 활용도를 향상시킬 수 있다. 또한, 가정 내에서의 TV나 컴퓨터 등의 전자제품의 원거리 사용뿐만 아니라, 대규모 세미나에서의 발표 등에도 유용하게 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴을 ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하는 투명전극으로 구성하고 있기 때문에, 투명전극에 입사하는 광을 잘 투과시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제1 전도성 패턴을 알루미늄(Al) 전극으로 형성하고, 제2 전도성 패턴을 투명전극으로 구성하고 있기 때문에, 전자를 수용하기에 적합한 일함수(work function)를 가지는 알루미늄(Al)을 통하여 광센서장치의 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제1 전도성 패턴을 ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함하는 음극 패턴으로 구성하고, 제2 전도성 패턴을 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함하는 양극 패턴으로 구성 하여, 투명성을 향상시키고, 안정적인 신호 출력을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 전도성 고분자인 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 적용하고 있기 때문에, 여기에 다양한 첨가제를 통해 전기 전도도 및 접착성, 유동성 등을 보다 쉽게 조절할 수 있어 투명전극으로서의 효용성을 향상시킬 수 있고, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 롤 투 롤 프린팅, 잉크 젯 프린팅 등의 다양한 공정방법을 이용하여 제작될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 전자받게 물질로서 전자친화도가 매우 크고, 유기용매에 대한 용해도가 우수한 물질인 PCBM, TNF, TiOx 중 어느 하나를 사용하고 있기 때문에, 광기전 효과를 향상시키고, 또한, 제품의 제작시 용액공정을 가능하게 한다. 또한, 이를 통해 원하는 영역에만 형성이 가능하게 하여 제품의 제작을 용이하게 할 뿐만 아니라 제품의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 입력되는 광신호의 평면적인 움직임이나 위치를 감지할 수 있고, 광신호의 강도 변화를 이용하여 입력된 다양한 신호를 감지할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하 본 발명에 따른 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광센서장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광센서장치는, 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층(130), 광활성층(130) 상부에 광활성층(130)의 면과 평행인 제1 방향(어느 하나으 방향)으로 패터닝되고, 광활성층(130)에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴(140), 광활성층(130) 하부에 광활성층(130) 면과 평행인 제2 방향(제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향)으로 패터닝되고, 광활성층(130)에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴(120), 제1 전도성 패턴(140) 및 제2 전도성 패턴(120)으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단(미도시)을 포함한다. 또한, 제1 전도성 패턴(140)의 상부에 제1 투명기판(150)이 형성되고, 제2 전도성 패턴(120)의 하부에 제2 투명기판(110)이 형성된다.

광활성층(130)은 유기 반도체 물질을 포함하고, 이 유기반도체 물질의 광기전 효과를 이용하여 입사되는 광을 감지하는 역할을 한다. 즉, 광활성층(130)에 광 이 가해지면, 유기 반도체의 광기전 효과에 의해 전기가 발생된다. 즉, 광활성층(130)에 광이 가해지면, 광활성층(130)에서 여기자가 발생되고, 발생된 여기자가 전자와 정공으로 분리되고, 분리된 전자와 정공이 제1 및 제2전도성 패턴(140, 120)으로 이동하여 전기가 발생한다.

제1 전도성 패턴(140)은 제1 방향으로 흐르는 전류를 검출하는 것에 의하여, 광센서장치의 외부로부터 광활성층(130)상에 닿는 광의 입사지점의 X좌표를 결정한다.

제2 전도성 패턴(120)은 제2 방향으로 흐르는 전류를 검출하는 것에 의하여, 광센서장치의 외부로부터 광활성층(130)상에 닿는 광의 입사지점의 Y좌표를 결정한다. X축과 Y축이 광활성층(130)의 평면에 정의되도록, 제1 방향은, 선호적으로, 그러나 필수적이지는 않지만, 실질적으로 제2 방향과 수직이다.

제1 전도성 패턴(140) 및 제2 전도성 패턴(120)은 ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함하여 투명전극으로도 기능하는데, ITO의 투명성과 그에 따른 고 투과율, 고 전도성 및 고 생산성 등의 특징을 활용하기 위함이다. 이외에도, 제1 전도성 패턴(140) 및 제2 전도성 패턴(120)은 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 등이 있다.

본 광센서장치는, 광활성층(130)과 제1 전도성 패턴(140) 사이에 형성되는 전자 수송층(도 3에 도시되어 있음)을 포함하고 있고, 이 전자 수송층은 광활성층(130)에서 발생되는 전자의 이동을 도와준다. 또한, 본 광센서장치는 광활성층(130)과 제2 전도성 패턴(120) 사이에 형성되는 정공 수송층(도 3에 도시되어 있 음)을 포함하고 있고, 이 정공 수송층은 광활성층(130)에서 발생되는 정공의 이동을 도와준다.

또한, 제1 전도성 패턴(140) 및 제2 전도성 패턴(120)의 다른 실시예(이하, 제2 실시예라 한다.)로서, 제1 전도성 패턴(140)은 알루미늄이 포함된 알루미늄(Al)전극층으로 형성되고, 제2 전도성 패턴(120)은 ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하는 구조가 본 발명에 적용될 수 있다. 이때, 본 발명에서는, 제1 전도성 패턴(140)을 알루미늄 전극층으로 형성함으로써, 광센서층(130)의 효율을 높일 수 있다. 이는 알루미늄의 일함수(work function)가 투명전극보다 전자를 수용하기 적합하기 때문이다.

또한, 제1 전도성 패턴(140) 및 제2 전도성 패턴(120)의 또 다른 실시예(이하, 제3 실시예라 한다.)로서, 제1 전도성 패턴(140)은, ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함하고, 제2 전도성 패턴(120)은, PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함하여, 투명전극으로 기능할 수 있는 구조도 본 발명에 적용될 수 있다. 이때, 본 발명에서는, 제1 전도성 패턴(140) 및 제2 전도성 패턴(120)의 투명성을 확보하기 위해, 일함수가 낮은 ITO(-4.8eV)를 제1 전도성 패턴(140)으로하여 음극으로 사용하고, 일함수가 ITO에 비하여 낮은 PEDOT:PSS(-5.0eV)를 제2 전도성 패턴(120)으로 하여 양극으로 사용한다. 여기서, PEDOT:PSS는 전도성 고분자로서, 얇게 코팅할 시 종래에 사용되는 CNT 등의 물질로 구성된 전극보다 투명하게 전극을 제작할 수 있고, 다양한 첨가제를 통해 전기전도도 및 접착 성, 유동성 등을 쉽게 조절할 수 있다. 예를 들면, PEDOT:PSS는 전기 전도도를 향상시키기 위하여 첨가제인 DMSO(Dimethyl sulfoxide)를 첨가할 수 있다. 이를 통하여, 전기전도도가 향상된 물질이 첨가되어있기 때문에, 광센서장치의 안정적인 신호 출력을 얻을 수 있다. 또한, 기판과의 접착을 원활하게 하기 위해, 첨가제인 IPA(isopropanol)을 첨가하여 PEDOT:PSS가 투명전극으로서의 역할을 수행할 수 있도록 할 수 있다. 이를 통하여, 광센서장치의 투명성을 확보할 수 있다. 또한, 스핀코팅, 스프레이코팅, 롤 투 롤 프린팅(Roll to Roll Printing), 잉크젯 프린팅(Ink jet Printing) 등 다양한 공정 방법이 적용될 수 있으므로, 제작이 용이하다.

제1 및 제2 투명기판(150, 110)은 유리나 투명 플라스틱으로 제조된 투명한 기판을 의미한다.

도시되어 있지는 않지만, 광센서장치는 위치검출수단에 연결되어, 제1 전도성 패턴(140) 및 제2 전도성 패턴(120)으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출한다. 제1 전도성 패턴(140)상에서 제1 방향에 흐르는 전류의 발생위치와, 제2 전도성 패턴(110)상에서 제2 방향에 흐르는 전류의 발생위치를 각각 X 좌표값과 Y 좌표값으로 변환하는 변환부(미도시), 변환된 X 좌표값과 Y 좌표값을 검출하는 검출부(미도시)를 포함하여 위치좌표값을 산출한다. 이에 관하여는 도 4에서 상세하게 설명하기로 한다.

또한, 광센서장치는, 입사되는 광신호에서 광의 강도나 펄스 등을 이용하여 X, Y 방향의 2차원적인 신호 외에 다른 신호가 가해지면 이를 검출할 수도 있다. 즉, 광센서장치는, 디스플레이 장치의 화면상에 표시된 특정 아이콘에 강한 광신호 또는 깜빡거리는 광신호를 주어 강한 입력을 주거나, 화면에 수직방향으로 이동하는 광신호를 주는 방식 등을 사용하여, 이를 Z 좌표값으로 변환하여 3차원적인 좌표값을 검출할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 광센서장치는, 광활성층(130)상에 광신호가 입력되면, 유기 고분자 반도체 물질에 의하여 전자와 정공이 분리된다. 이때, 전자는 제1 전도성 패턴(140)으로 이동하고, 정공은 제2 전도성 패턴(120)으로 이동하여 전류의 형태로 흐르게 된다. 이때, 제1 및 제2 전도성 패턴(140, 120)을 통하여 흐르는 전류는 광센서장치의 내부 또는 외부에 장착된 위치검출수단에 의하여 검출된다.

이하, 3차원적인 신호를 가하고 이를 검출하는 방식에 관하여는 도 2를 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.

도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 광센서장치의 전도성 패턴의 구조를 나타내는 상측면도이다. 도 2a는 제1 및 제2 전도성 패턴사이에 위치한 광활성층을 나타내는 도면이고, 도 2b는 제1 및 제2 전도성 패턴이 교차하는 영역에만 위치하는 광활성층을 나타내는 도면이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광센서장치의 전도성 패턴은, 광활성층(130) 상부에 광활성층(130)의 면과 평행인 제1 방향으로 패터닝되고, 광활성층(130)에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴(140), 광활성층(130) 하부에 광활성층(130)의 면과 평행인 제2 방향으로 패터닝되고, 광활성층(130)에서 생 성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴(120)을 포함한다.

광활성층(130)은 제1 및 제2 전도성 패턴(140, 120)사이에 전면으로 형성된다.

광활성층(130)에 광이 가해지면, 유기 반도체의 광기전 효과에 의해 전기가 발생된다. 즉, 광기전 현상에 의해 광활성층(130)에서 전자와 정공이 생성되고, 이 전자와 정공이 제1 및 제2 전도성 패턴(140, 120)으로 이동하여 전기가 발생된다. 여기서, 광기전 효과에 대해 설명하자면, 우선 유기 고분자 반도체 물질을 포함하는 광활성층(130)에 광이 입사하면, 유기 고분자 반도체 물질에 의하여 여기자(勵起子, exciton)가 형성된다. 여기자(勵起子)는 전자-정공 쌍을 의미하는 것으로서, 여기자가 임의 방향으로 확산하다가 전자 받게(acceptor)물질과의 계면을 만나면 전자와 정공으로 분리된다. 즉, 전자는 전자친화도가 큰 전자 받게(acceptor) 물질 쪽으로 이동하고, 정공은 전자 주게(donor)물질 쪽에 남아 각각의 전하상태로 분리된다. 그리고, 이들은 양쪽 전극의 일함수 차이로 형성된 내부 전기장과 쌓여진 전하의 농도차에 의하여 각각의 전극으로 이동하여 수집된다. 그런 다음, 최종적으로 외부회로를 통하여 전류의 형태로 흐르게 되는 데, 이 현상을 광기전 효과라 한다.

본 발명에서 광활성층(130)상에 광신호가 입력되면, 유기 고분자 반도체 물질에 의하여 전자와 정공이 분리된다. 이때, 전자는 제1 전도성 패턴(140)으로 이동하고, 정공은 제2 전도성 패턴(120)으로 이동하여 전류의 형태로 흐르게 된다. 이때, 제1 및 제2 전도성 패턴(140, 120)을 통하여 흐르는 전류는 광센서장치의 내부 또는 외부에 장착된 위치검출수단에 의하여 검출된다.

제1 전도성 패턴(140)은 제1 방향으로 흐르는 전류를 검출하는 것에 의하여, 광센서장치의 외부로부터 광활성층(130)상에 닿는 광의 입사지점의 X좌표를 결정한다. 제2 전도성 패턴(120)은 제2 방향으로 흐르는 전류를 검출함으로써, 광센서장치의 외부로부터 광활성층(130)상에 닿는 광의 입사지점의 Y좌표를 결정한다.

또한, 광활성층(130)은 광의 강도에 비례하여, 출력 전압이 변화하는 성질이 있다. 즉, 원거리에 위치한 광신호 발생수단(미도시)으로부터 발생된 광의 강도나 펄스가 변화되면, 광활성층(130)의 출력전압이 변화된다. 이때, 광활성층(130)의 변화된 출력전압을 통하여, 광신호 발생수단에 의하여 발생된 광신호의 3차원적인 위치 좌표값이 측정될 수 있다. 따라서, 광활성층(130)에 입사되는 광의 강도나 펄스 등의 제 3의 신호에 의하여, 3차원 신호, 즉 디스플레이 장치의 화면상에 표시된 특정 아이콘에 강한 광신호 또는 깜빡거리는 광신호를 주어 강한 입력을 주거나, 화면에 수직방향으로의 이동하는 광신호를 주는 방식 등에 의하여 3차원 신호가 감지될 수 있다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광센서장치의 전도성 패턴은, 도 2a와 동일하게 패터닝된 제1 전도성 패턴(140)과 제2 전도성 패턴(120)의 교차되는 영역상에만 광활성층(130)을 위치시킨 구조이다.

여기서, 광활성층(130)은, 도 2a에 나타난 광활성층(130)과 다르게 제1 및 제2 전도성 패턴이 교차하는 영역에만 배치되어, 입사되는 광신호의 감도와 정밀도를 향상시킬 수 있다. 광활성층(130)에 광이 입사되면, 광활성층(130)에 의해 생성된 전자 및 정공이 제1 및 제2 전도성 패턴으로 전류의 형태로 이동하여, 위치 검 출수단에 의하여 입사된 광의 위치를 검출할 수 있다. 도 3은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광센서장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 광센서장치는, 제2 투명기판(110)상에 형성된 제2 투명전극층(120), 제2 투명전극층(120)상에 형성된 광센서층(135b, 130, 135a), 광센서층(135b, 130, 135a)상에 적층된 제1 투명전극층(140), 제1 투명전극층(140)상에 위치된 제2 투명기판(150)을 포함한다. 도 3의 제1 투명전극층(140)과 제2 투명전극층(120)은 도 1의 제1 전도성 패턴과 제2 전도성 패턴에 대응되는 것으로서, 도 3에서는 패턴 형상이 아닌 층의 구조로 도시하여 설명하기로 한다.

한편, 제1 및 제2 투명기판(150, 110), 제1 및 제2 투명전극층(140, 120), 광센서층(135b, 130, 135a)은 입사하는 광을 잘 투과시키는 실질적으로 투명한 구조를 구비한다.

광센서층(135b, 130, 135a)은, 유기반도체 물질을 포함하는 광활성층(130), 광활성층(130) 상부에 형성되어 전자의 이동을 도와주는 전자 수송층(135a), 광활성층(130) 하부에 위치하여 정공의 이동을 도와주는 정공 수송층(135b)을 포함한다. 전자 수송층(135a)은, 음극인 제1 투명전극층(140)과 광활성층(130)의 전자 받게(Accepter)사이의 성능증대를 위한 것이다. 또한, 정공 수송층(135b)은, 양극인 제2 투명전극층(120)과 전자 주게(Donor)사이의 성능증대를 위한 것이다.

여기서, 광활성층(130)에 포함된 유기 반도체 물질은 전자 주게(Donor) 및 전자 받게(Acceptor)로 기능한다. 전자 주게(Donor)는 PVCz(polyvinly carvazol), PCPDTBT [2,6-(4,4-bis(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b;3,4-b']-dithiophene)-alt-4,7-(2,1,3-benzothiadiazole)], PFDTBT[poly((2,7-(9,9-dioctyl)-fluorene)-alt-5,5-(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3'-benzothiadiazole)], PTBEHT[poly(5,7-di-2-thienyl-2,3-bis(3,5-di(2-ethylhexyloxy)phenyl)-thieno[3,4-b]pyrazine], P3HT[poly(3-hexylthiophene)], MDMO-PPV[poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylene vinylene]중에 어느 하나로 구성되고. 또한, 전자 받게(Acceptor)는 PCBM[[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester], TNF(trinitrofluorenone), TiOx 중 어느 하나로 구성된다.

여기서, 전자 받게(Acceptor)로 사용되는 PCBM은 전자친화도가 매우 우수한 C60 계열의 물질이다. 입력된 빛에 의해 전자주게에서 발생한 여기자(勵起子, exciton)는, 전자친화도가 매우 큰 전자받게 물질(C60 계열의 물질)에 의해 전자가 끌려가게 된다. 또한, 그 계열의 물질에서 PCBM은 유기용매에 대한 용해도가 우수하여, 용액공정이 가능한 물질이다. PCBM을 전자 받게 물질로 사용하여 광기전 효과를 향상시키고, 원하는 영역에 PCBM의 제작이 가능하므로, PCBM은 광센서장치에 매우 적합한 물질이다.

정공 수송층(135b)과 전자 수송층(135a)은 광활성층(130)에서 생성된 전자와 정공의 이동을 도와주는 역할을 수행한다. 다만, 본 발명의 광센서장치의 정공 수송층(135b)과 전자 수송층(135a)은 상기 기능을 수행하도록 일반적으로 사용되는 유기반도체 물질과 유기 고전도성 물질, 무기물을 포함할 수 있다.

상기와 같이 제작된 투명한 광센서장치는, 특정 파장(예를 들면, 약 405nm파 장)을 가지는 입사광에 대하여 선택적으로 반응하는 것이 확인되었다.

도 4는 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치의 위치검출수단의 구조를 나타내는 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치는, 광센서층에서 감지된 광의 위치 좌표값을 검출하기 위하여 위치 검출수단을 구비한다.

위치 검출수단(100)은, 제1 전도성 패턴의 제1 방향에 흐르는 전류의 발생위치와 제2 전도성 패턴의 제2 방향에 흐르는 전류의 발생위치를 각각 X 좌표값, Y 좌표값으로 변환하는 변환부(161), 변환된 X 좌표값과 Y 좌표값을 검출하는 검출부(162)를 포함한다.

또한, 위치 검출수단(100)은, 변환부(161)를 통하여 광의 강도나 펄스의 변화로 인한 광센서층의 출력전압의 변화를 Z 좌표값으로 변환하고, 검출부(162)를 통하여 변환된 Z 좌표값을 검출한다.

도 5는 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치를 포함한 디스플레이장치를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치는, 도 1 내지 도 4의 구조를 가지는 광센서장치가 디스플레이장치(D)의 표면에 부착된 구조이다.

상술한 바와 같이, 디스플레이장치(D)에 부착된 광센서장치는 입사되는 광에 대하여 실질적으로 투명한 구조를 가진다.

따라서, 디스플레이 장치에 부착된 광센서장치를 통하여 감지된 광신호를 입력받아, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴, 그 영상 또는 메뉴의 내용을 디스플레이할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치가 부착된 디스플레이 장치에 의하면, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴은, ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하고, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴은, 투명전극으로도 기능하는 광센서장치를 디스플레이 장치의 표면 상부 또는 내부에 부착하고 있기 때문에, 광센서장치를 통하여 감지된 광신호를 입력받아, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴의 내용을 보다 안정적으로 디스플레이할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치가 부착된 디스플레이 장치에 의하면, 제1 전도성 패턴은 알루미늄(Al) 전극이고, 제2 전도성 패턴은, ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하며, 투명전극으로도 기능하는 광센서장치를 디스플레이 장치의 표면 상부 또는 내부에 부착하고 있기 때문에, 광센서장치를 통하여 감지된 광신호를 입력받아, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴의 내용을 보다 안정적으로 디스플레이할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치가 부착된 디스플레이 장치에 의하면, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴은 투명전극으로 기능하고, 제1 전도성 패턴의 투명전극은 ITO(Indium-Tin Oxide) 로 구성되고, 제2 전도성 패턴의 투명전극은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))로 구성된 광센서장치를 디스플레이 장치의 표면 상부에 부착하거나 또는 내부에 장착하고 있기 때문에, 광센서장치를 통하여 감지된 광신호를 입력받아, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴의 내용을 보다 안정적으로 디스플레이할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치가 부착된 디스플레이 장치에 의하면, 유기 반도체 물질이 전자 주게 및 전자 받게로 기능하며, 전자 주게(Donor)는 PVCz, PCPDTBT, PFDTBT, PTBEHT, P3HT, MDMO-PPV 중에 어느 하나로 구성되고, 전자 받게(Acceptor)는 PCBM, TNF, TiOx 중 어느 하나로 구성된 광센서장치를 디스플레이 장치의 표면 상부에 부착하거나 또는 내부에 장착하고 있기 때문에, 전자 친화도가 매우 크고, 유기용매에 대한 용해도가 우수한 물질을 전자받게로 사용하고 있어, 광기전 효과가 향상되고, 또한, 용액공정이 가능하여, 이를 통해 원하는 영역에만 형성이 가능한 광센서장치를 이용하고 있으므로, 안정적으로 디스플레이할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치가 부착된 디스플레이 장치에 의하면, 광활성층과 제1 전도성 패턴 사이에 형성되고, 전자의 이동을 도와주는 전자 수송층, 광활성층과 제2 전도성 패턴 사이에 형성되며, 정공의 이동을 도와주는 정공 수송층을 더 포함하는 광센서장치를 디스플레이 장치의 표면 상부 또는 내부에 부착하고 있기 때문에, 광활성층에서 분리된 전자와 정공의 제1 및 제2 전도성 패턴으로의 이동을 용이하게 할 수 있는 광센서장치를 통하여 감지된 광신호를 입력받아, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴, 광신호가 선택하는 영상 또는 메뉴의 내용을 보다 안정적으로 디스플레이할 수 있다.

이하, 광센서장치를 포함한 디스플레이장치(D)를 이용하여 사용자로 하여금 원격에서 디스플레이장치를 효율적으로 제어할 수 있는 시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서 장치를 포함한, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 나타내는 블록도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치를 포함한, 광신호를 이용한 원격제어시스템은, 사용자의 조작에 의하여 광신호가 발생하는 광신호 발생부(400), 발생된 광신호를 수신하여 광신호에 의해 선택되는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 표시하는 디스플레이부(300), 수신된 광신호를 감지하여 디스플레이부(300) 상에 광신호가 수신된 영역의 위치 좌표값을 검출하는 광센서부(100), 검출된 위치 좌표값에 상응하는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 디스플레이부(300)로 전송하는 제어부(200)를 포함한다.

또한, 입력되는 광신호에 의하여 선택되는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용이 저장되는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다.

광신호 발생부(400)는 디스플레이부(300)와 상호 작용하기 위하여 사용자에 의하여 동작되는 원격입력 장치이다. 예를 들면, 원격입력 장치는 리모컨 또는 레 이저 포인터를 포함한다.

광신호 발생부(400)는 광신호를 발생시키는 광신호 발생 수단(미도시), 광신호를 온/오프 제어하는 스위치(미도시), 광신호의 강도를 조절하기 위한 제어수단(미도시)을 포함한다.

광신호 발생부(400)가 발생하는 광신호는 레이저와 같은 점광원으로서, 이 점광원을 디스플레이부(300)의 화면에 입력시킨다.

여기서, 광신호는 광센서부(100)가 선택적으로 반응하는 특정 파장을 가지고, 광센서부(100)로 투과되는 광신호인 것이 바람직하다. 또한, 광신호는 사용자의 눈에는 보여지지 않는 비가시광으로 구현되는 것이 바람직하다. 광신호 발생부(400)로부터 발생되는 광신호는 스위치에 의해 온/오프 제어된다.

광신호 발생부(400)에 의해 발생된 광신호에 의해 디스플레이부(300)의 화면상에 포인트가 형성되면, 형성된 포인트의 위치를 조절하여 화면상에 표시된 메뉴를 선택할 수 있도록 제어신호를 발생시킨다. 이와 같은 제어신호에 의하여 선택된 메뉴를 실행시킨다. 또한, 제어수단은 광신호의 강도를 조절하거나 광신호를 깜빡거리게 하는 식의 다양한 신호의 입력을 수행할 수 있다.

디스플레이부(300)는 영상 또는 메뉴를 디스플레이하는 것으로서, 리모컨 또는 포인터와 같은 광 발생수단을 포함하는 광신호 발생부(400)에 의해 발생된 메뉴에 대한 광신호를 수신하여 서브메뉴 또는 그에 상응하는 내용을 제공한다. 이러한 디스플레이부(300)는 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등으로 구현될 수 있다.

이때, 메뉴는 OSD(On Screen Display)와 같은 디스플레이장치의 영상 설정변경에 관한 내용뿐만 아니라, 시간 설정 등 일반적인 환경설정에 관한 내용 등도 포함되는 개념으로서, 디스플레이장치를 제어하기 위하여 디스플레이장치에서 지원되는 모든 것이 포함될 수 있으며, 이러한 메뉴는 디스플레이장치에 기 설정된 것일 수도 있고, 외부 장치로부터 입력되는 광신호에 함께 포함되어 있을 수도 있다.

광센서부(100)는 디스플레이부(300)를 통해 수신된 광신호를 감지하고, 감지된 광신호가 입력되는 위치에 대한 좌표값을 산출한다. 또한, 광센서부(100)는, 디스플레이부(300)를 통하여 광신호가 입력되는 것을 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 광센서층(도 3참조)과, 광센서층으로부터 전기적인 신호를 입력받아 디스플레이부(300)상에서 광신호가 입력된 위치의 좌표값을 산출하는 위치검출수단(160)을 더 포함한다.

광센서부(100)는 격자형 구조로 형성된 제1 및 제2 전도성 패턴의 사이에 형성된 광센서층을 배치하거나, 제1 및 제2 전도성 패턴의 교차영역마다 하나의 광센서층을 배치하여, 각 단위영역에 입력되는 광신호를 감지할 수 있다. 광센서층은, 도 3에 나타난 광센서층의 구조와 동일한 구조를 가지므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 위치검출수단(160)은, 광센서부로부터 발생된 전기적인 신호를 입력받아, 디스플레이부(300)상에서 광신호가 입력된 위치정보를 제1 전도성 패턴의 열 번호 및 제2 전도성 패턴의 행 번호, 광신호의 강도세기를 이용한 X, Y 및 Z 좌표값 형태로 출력한다.

메모리(미도시)에는 출력된 X, Y 및 Z좌표값에 상응하는 영상 또는 메뉴, 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용이 저장되며, 디스플레이장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 또는 응용 프로그램 등이 저장될 수 있다.

제어부(200)는, 위치검출수단에 의하여 산출되는 좌표값 정보와 메모리에 저장되는 내용을 이용하여, 광신호에 의하여 선택될 영상 또는 메뉴가 무엇인지를 판단하고, 선택된 영상 또는 메뉴에 상응하는 내용을 디스플레이부(300)에 제공한다. 또한, 선택된 영상 또는 메뉴에 서브메뉴들이 존재할 경우에는 그에 해당하는 서브메뉴들을 제공하고, 이를 선택하는 광신호가 입력되면 서브메뉴들에 해당하는 내용을 디스플레이부(300)에 제공하여준다. 선택된 영상 또는 메뉴에 해당하는 내용, 서브메뉴들에 해당하는 내용을 전달받은 디스플레이부(300)는 이를 표시하여준다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 광센서장치, 광센서장치를 포함한 디스플레이 장치, 광신호를 이용한 원격제어시스템은, 광센서장치의 광활성층에 유기 반도체 물질을 포함시켜, 얇은 박막 형태의 제품으로 제작될 수 있으므로, 제품의 활용도를 향상시킬 수 있다. 또한, 가정 내에서의 TV나 컴퓨터 등의 전자제품의 원거리 사용뿐만 아니라, 대규모 세미나에서의 발표 등에도 유용하게 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은, 제1 전도성 패턴 및 제2 전도성 패턴을 ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하는 투명전극으로 구성하고 있기 때문에, 투명전극에 입사하는 광을 잘 투과시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 제1 전도성 패턴을 알루미늄(Al) 전극으로 형성하고, 제2 전도성 패턴을 투명전극으로 구성하고 있기 때문에, 전자를 수용하기에 적합한 일함수(work function)를 가지는 알루미늄(Al)을 통하여 광센서장치의 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은, 제1 전도성 패턴을 ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함하는 음극 패턴으로 구성하고, 제2 전도성 패턴을 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함하는 양극 패턴으로 구성하여, 투명성을 향상시키고, 안정적인 신호 출력을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 전도성 고분자인 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 적용하고 있기 때문에, 여기에 다양한 첨가제를 통해 전기 전도도 및 접착성, 유동성 등을 보다 쉽게 조절할 수 있어 투명전극으로서의 효용성을 향상시킬 수 있고, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 롤 투 롤 프린팅, 잉크 젯 프린팅 등의 다양한 공정방법을 이용하여 제작될 수 있다.

또한, 본 발명은, 전자받게 물질로서 전자친화도가 매우 크고, 유기용매에 대한 용해도가 우수한 물질인 PCBM, TNF, TiOx 중 어느 하나를 사용하고 있기 때문에, 광기전 효과를 향상시키고, 또한, 제품의 제작시 용액공정을 가능하게 한다. 또한, 이를 통해 원하는 영역에만 형성이 가능하게 하여 제품의 제작을 용이하게 할 뿐만 아니라 제품의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 입력되는 광신호의 평면적인 움직임이나 위치를 감지할 수 있고, 광신호의 강도 변화를 이용하여 입력된 다양한 신호를 감지할 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광센서장치의 구조를 나타내는 단면도.

도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 광센서장치의 전도성 패턴의 구조를 나타내는 상측면도.

도 3은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광센서장치의 구조를 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치의 위치검출수단의 구조를 나타내는 블록도.

도 5는 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치를 포함한 디스플레이장치를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 광센서장치를 포함한, 광신호를 이용한 원격제어시스템을 나타내는 블록도.

Claims (9)

1. 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층;

   상기 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 상기 광활성층의 면과 평행인 어느 하나의 방향으로 패터닝되고, 상기 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴;

   상기 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한쪽에 상기 광활성층의 면과 평행이고 상기 제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향으로 패터닝되고, 상기 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴; 및

   상기 제1 전도성 패턴 및 상기 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 상기 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단;

   을 포함하고,

   상기 제1 전도성 패턴 및 상기 제2 전도성 패턴은, ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하고, 상기 제1 전도성 패턴 및 상기 제2 전도성 패턴은, 투명전극으로도 기능하는,

   광센서장치.
2. 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층;

   상기 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 상기 광활성층의 면과 평행인 어느 하나의 방향으로 패터닝되고, 상기 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴;

   상기 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한쪽에 상기 광활성층의 면과 평행이고 상기 제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향으로 패터닝되고, 상기 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴; 및

   상기 제1 전도성 패턴 및 상기 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 상기 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단;

   을 포함하고,

   상기 제1 전도성 패턴은 알루미늄(Al) 전극이고,

   상기 제2 전도성 패턴은, ITO(Indium-Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하며, 투명전극으로도 기능하는,

   광센서장치.
3. 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층;

   상기 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 상기 광활성층의 면과 평행인 어느 하나의 방향으로 패터닝되고, 상기 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴;

   상기 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한쪽에 상기 광활성층의 면과 평행이고 상기 제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향으로 패터닝되고, 상기 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴; 및

   상기 제1 전도성 패턴 및 상기 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 상기 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단;

   을 포함하고,

   상기 제1 전도성 패턴은 ITO(Indium-Tin Oxide)를 포함하고,

   상기 제2 전도성 패턴은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))를 포함하며,

   상기 제1 전도성 패턴 및 상기 제2 전도성 패턴은 투명전극으로도 기능하는,

   광센서장치.
4. 유기 반도체 물질을 포함하고, 입사되는 광에 의하여 전자와 정공이 생성되는 광활성층;

   상기 광활성층의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 상기 광활성층의 면과 평행인 어느 하나의 방향으로 패터닝되고, 상기 광활성층에서 생성된 전자가 이동되는 제1 전도성 패턴;

   상기 광활성층의 상부 또는 하부 중 다른 한쪽에 상기 광활성층의 면과 평행이고 상기 제1 전도성 패턴이 패터닝된 방향과는 다른 방향으로 패터닝되고, 상기 광활성층에서 생성된 정공이 이동되는 제2 전도성 패턴; 및

   상기 제1 전도성 패턴 및 상기 제2 전도성 패턴으로 이동된 전자와 정공을 이용하여 상기 광이 입사되는 위치의 좌표값을 검출하는 광 위치검출수단;

   을 포함하고,

   상기 유기 반도체 물질은 전자 주게 및 전자 받게로 기능하며,

   상기 전자 주게(Donor)는 PVCz, PCPDTBT, PFDTBT, PTBEHT, P3HT, MDMO-PPV 중에 어느 하나로 구성되고,

   상기 전자 받게(Acceptor)는 PCBM, TNF, TiOx 중 어느 하나로 구성되는,

   광센서장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광활성층과 상기 제1 전도성 패턴 사이에 형성되고, 상기 전자의 이동을 도와주는 전자 수송층; 및

   상기 광활성층과 상기 제2 전도성 패턴 사이에 형성되며, 상기 정공의 이동을 도와주는 정공 수송층;

   을 더 포함하는, 광센서장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광센서장치가 부착된, 디스플레이 장치.
7. 제5항에 기재된 광센서장치가 부착된, 디스플레이 장치.
8. 사용자의 조작에 의하여 광신호가 발생하는 광신호 발생부;

   상기 발생된 광신호를 수신하여 상기 광신호에 의해 선택되는 영상 또는 메뉴, 상기 영상 또는 상기 메뉴에 상응하는 내용을 표시하는 디스플레이부;

   상기 수신된 광신호를 감지하여 상기 디스플레이부 상에 상기 광신호가 수신된 영역의 위치 좌표값을 검출하는 광센서부; 및

   상기 검출된 위치 좌표값에 상응하는 상기 영상 또는 상기 메뉴, 상기 영상 또는 상기 메뉴에 상응하는 내용을 상기 디스플레이부로 전송하는 제어부

   를 포함하며,

   상기 광센서부는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광센서 장치인,

   광신호를 이용한 원격제어시스템.
9. 사용자의 조작에 의하여 광신호가 발생하는 광신호 발생부;

   상기 발생된 광신호를 수신하여 상기 광신호에 의해 선택되는 영상 또는 메뉴, 상기 영상 또는 상기 메뉴에 상응하는 내용을 표시하는 디스플레이부;

   상기 수신된 광신호를 감지하여 상기 디스플레이부 상에 상기 광신호가 수신된 영역의 위치 좌표값을 검출하는 광센서부; 및

   상기 검출된 위치 좌표값에 상응하는 상기 영상 또는 상기 메뉴, 상기 영상 또는 상기 메뉴에 상응하는 내용을 상기 디스플레이부로 전송하는 제어부

   를 포함하며,

   상기 광센서부는, 제5항에 기재된 광센서 장치인,

   광신호를 이용한 원격제어시스템.

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