KR101088113B1 - 터치스크린 패널 및 이를 구비한 전자영동 표시장치 - Google Patents

터치스크린 패널 및 이를 구비한 전자영동 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부광의 세기가 변하더라도 위치를 인식하는 인식률이 저하되지 않는 터치스크린 패널 및 이를 이용한 전자영동 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치스크린 패널은 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 감지하는 터치스크린 패널로서, 적외선을 감지하여 제1 위치 정보를 출력하는 적외선 센싱 화소와 외부광을 감지하여 제2 위치 정보를 출력하는 외부광 센싱 화소가 교번적으로 배치된다.

Description

터치스크린 패널 및 이를 구비한 전자영동 표시장치{Touch screen panel and Electrophoretic display device having the same}
본 발명은 터치스크린 패널 및 이를 구비한 전자영동 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치 인식 기능이 향상된 광센싱 방식의 터치스크린 패널 및 이를 구비한 전자영동 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치는 영상 신호를 입력받아 영상을 표시하는 장치로서, 음극선관 표시장치, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전자영동 표시장치(Electrophoretic Display) 등이 있다.
음극선관 표시장치는 내부에 진공관을 구비하고, 전자총에서 전자빔을 출사하여 영상을 표시한다. 음극선관 표시장치는 전자빔이 회전할 수 있는 충분한 거리를 확보해야하므로, 두께가 두껍고, 무거운 단점이 있다. 액정표시장치는 액정의 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하며, 음극선관 표시장치에 비해 얇고, 가볍다. 그러나 액정에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 구비해야하므로, 슬림화 및 경량화하는 데 한계가 있다.
전자영동 표시장치는 상/하부 기판 사이에 형성된 전계에 의해서 대전된 안료 입자들이 이동하는 현상, 즉, 전자영동을 이용하여 영상을 표시한다. 전자영동 표시장치는 외부 광을 이용하여 영상을 표시하는 반사형 표시장치이므로, 별도의 백라이트 유닛을 구비할 필요가 없고, 시야각에 대한 의존성이 없다. 그리고 전자영동 표시장치의 안료 입자는 쌍안정성을 가지고 있어 전원이 차단되어도 화상을 유지할 수 있어 액정표시장치에 비해 전력 소비가 적은 장점이 있다. 따라서 전자영동 표시장치는 정지영상의 표시를 위주로 하는 휴대용 기기의 표시장치로 주목을 받고 있다.
한편, 터치스크린 패널은 위치 인식을 하는 방법에 따라 저항을 이용하는 방식, 커패시터를 이용하는 방식 및 광센서를 이용하는 방식으로 구분된다.
저항을 이용하여 위치 인식을 하는 터치스크린 패널은 특정 위치에 물체가 접촉하는 경우 전압이나 전류가 변화하는 것을 이용한다. 그러나 이러한 터치스크린 패널이 내장된 표시장치는 표시장치 위에 추가의 투명막을 부착해야 하므로, 제조단가와 무게가 증가하고 화면의 광투광율이 감소하는 문제가 있다.
커패시터를 이용하여 위치 인식을 하는 터치스크린 패널은 특정 위치에 물체가 접촉하는 경우 정전기가 변화하는 것을 이용한다. 그러나 커패시터를 이용하는 방식은 인식률이 낮고, 순간적으로 고전압이 인가될 수 있다는 단점이 있다.
광센서를 이용하여 위치 인식을 하는 터치스크린 패널은 추가적인 박막 트랜지스터를 제작해야 하므로, 개구율이 감소하고 이에 따라 투과율이 감소하여 표시장치의 휘도가 낮아지는 문제점이 있다.
그러나 내장형 터치스크린 패널은 일반적으로 별도의 터치스크린 모듈을 부착하지 않고, 표시장치의 제조시에 함께 제작되어 공정 단가가 저렴하고 표시장치의 시인 특성이 향상되는 장점을 가진다. 내장형 터치스크린 패널은 위치를 인식하는 인식률과 광투과율의 향상이 주요한 기술 과제이다.
전자영동 표시장치 내에 내장형 터치스크린 패널을 제작하는 경우, 광센서를 이용하는 방식을 사용하는 경우가 저항을 이용하는 방식이나 커패시터를 이용하는 방식을 사용하는 경우에 비해 공정상의 문제점을 줄일 수 있다. 그리고 전자영동 표시장치는 반사형 표시장치이므로 광센서를 이용하는 방식의 터치스크린 패널을 이용하더라도 투과율이 저하되는 문제는 발생하지 않는다. 그러나 광센서를 이용하는 방식의 터치스크린 패널은 외부광의 세기에 따라 위치를 인식하는 인식률이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 외부광의 세기가 변하더라도 위치를 인식하는 인식률이 저하되지 않는 터치스크린 패널 및 이를 이용한 전자영동 표시장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 터치스크린 패널은 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 감지하는 터치스크린 패널로서, 적외선을 감지하여 제1 위치 정보를 출력하는 적외선 센싱 화소와 외부광을 감지하여 제2 위치 정보를 출력하는 외부광 센싱 화소가 교번적으로 배치된다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널에 대한 바람직한 일 실시예는, 제1 센싱 출력 배선과 제2 센싱 출력 배선이 교번적으로 형성되어 있는 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 입사되는 적외선의 변화를 감지하여 적외선 감지신호를 발생하는 제1 센싱 트랜지스터; 상기 기판 상에 형성되며, 상기 제1 센싱 트랜지스터와 연결되어 상기 적외선 감지신호로부터 제1 위치 정보를 상기 제1 센싱 출력 배선으로 출력하는 제1 출력 스위칭 트랜지스터; 상기 기판 상에 형성되며, 입사되는 외부광의 변화를 감지하여 외부광 감지신호를 발생하는 제2 센싱 트랜지스터; 및 상기 기판 상에 형성되며, 상기 제2 센싱 트랜지스터와 연결되어 상기 외부광 감지신호로부터 제2 위치 정보를 상기 제2 센싱 출력 배선으로 출력하는 제2 출력 스위칭 트랜지스터;를 포함하며, 상기 적외선 센싱 화소는 상기 제1 센싱 트랜지스터와 제1 출력 스위칭 트랜지스터를 포함하여 이루어지고, 상기 외부광 센싱 화소는 상기 제2 센싱 트랜지스터와 제2 출력 스위칭 트랜지스터를 포함하여 이루어진다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 전자영동 표시장치는 행 방향으로 영상 게이트 배선과 센싱 게이트 배선이 형성되어 있고, 열 방향으로 제1 센싱 출력 배선과 제2 센싱 출력 배선이 교번적으로 형성되어 있는 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 상기 영상 게이트 배선과 게이트가 연결되어 있는 제1 영상 스위칭 트랜지스터와, 입사되는 적외선의 변화를 감지하여 적외선 감지신호를 발생하는 제1 센싱 트랜지스터와, 상기 제1 센싱 트랜지스터와 연결되어 상기 적외선 감지신호로부터 제1 위치 정보를 상기 제1 센싱 출력 배선으로 출력하며 게이트가 상기 센싱 게이트 배선과 연결되어 있는 제1 출력 스위칭 트랜지스터,를 구비하는 적외선 센싱 화소; 상기 기판 상에 형성되며, 상기 영상 게이트 배선과 게이트가 연결되어 있는 제2 영상 스위칭 트랜지스터와, 입사되는 외부광의 변화를 감지하여 외부광 감지신호를 발생하는 제2 센싱 트랜지스터와, 상기 제2 센싱 트랜지스터와 연결되어 상기 외부광 감지신호로부터 제2 위치 정보를 상기 제2 센싱 출력 배선으로 출력하며 게이트가 상기 센싱 게이트 배선과 연결되어 있는 제2 출력 스위칭 트랜지스터,를 구비하는 외부광 센싱 화소; 상기 제1 센싱 트랜지스터 상에 형성되며, 적외선만을 투과시키는 적외선 필터; 상기 적외선 센싱 화소 상에 형성되고, 상기 제1 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사되도록 상기 제1 센싱 트랜지스터의 상부에는 상면과 하면을 관통하는 제1 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 제1 영상 스위칭 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제1 화소전극; 상기 외부광 센싱 화소 상에 형성되고, 상기 제2 센싱 트랜지스터에 외부광이 입사되도록 상기 제2 센싱 트랜지스터의 상부에는 상면과 하면을 관통하는 제2 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 제2 영상 스위칭 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제2 화소전극; 상기 제1 화소전극 및 제2 화소전극 상에 형성되며, 양성 및 음성으로 대전된 안료 입자들을 포함하는 다수의 미소 캡슐들을 구비하는 전자영동필름; 및 상기 전자영동필름 상에 형성되는 공통전극;을 구비한다.
상기 적외선 센싱 화소는, 일단이 상기 제1 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 오프 전압 배선과 연결되어, 상기 제1 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 제1 센싱 커패시터를 더 구비할 수 있고, 상기 외부광 센싱 화소는, 일단이 상기 제2 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 오프 전압 배선과 연결되어, 상기 제2 센싱 트랜지스터에 외부광이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 제2 센싱 커패시터를 더 구비할 수 있다.
상기 적외선 센싱 화소는, 위치 정보 출력 후, 상기 제1 센싱 커패시터를 초기화하는 제1 리셋 트랜지스터를 더 구비할 수 있고, 상기 외부광 센싱 화소는, 위치 정보 출력 후, 상기 제2 센싱 커패시터를 초기화하는 제2 리셋 트랜지스터를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 리셋 트랜지스터의 게이트는 인접한 다른 적외선 센싱 화소에 구비된 제1 출력 트랜지스터의 게이트와 연결되어 있는 센싱 게이트 배선과 연결될 수 있고, 상기 제2 리셋 트랜지스터의 게이트는 인접한 다른 외부광 센싱 화소에 구비된 제2 출력 트랜지스터의 게이트와 연결되어 있는 센싱 게이트 배선과 연결될 수 있다.
상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하기 위해, 상기 제1 위치 정보만을 통해 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 적외선 모드, 상기 제2 위치 정보만을 통해 상기 외부 적외선 광이 입력된 위치를 인식하는 외부광 모드 및 상기 제1 위치 정보와 제2 위치 정보를 통해 상기 외부 적외선 광이 입력된 위치를 인식하는 중첩 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 신호 처리부를 더 구비할 수 있다.
상기 적외선 모드는 외부광의 광량이 상대적으로 작은 값을 가질 때 적용되는 모드이고, 상기 외부광 모드는 외부광의 광량이 상대적으로 큰 값을 가질 때 적용되는 모드이며, 상기 중첩 모드는 외부광의 광량이 중간 값을 가질 때 적용되는 모드일 수 있다.
외부광에 포함된 적외선을 감지하는 외부 적외선 센싱부를 더 구비할 수 있고, 상기 중첩 모드는 상기 외부 적외선 센싱부에서 감지된 적외선의 광량이 상기 외부 적외선 광원의 광량보다 더 작은 경우의 제1 중첩 모드와 상기 외부 적외선 센싱부에서 감지된 적외선의 광량이 상기 외부 적외선 광원의 광량보다 더 큰 경우의 제2 중첩 모드로 구분될 수 있다.
상기 제1 위치 정보는 상기 외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 상기 제1 센싱 트랜지스터에 입력되는 적외선 광량이 증가되면 양(+)의 값을 갖고, 상기 제1 센싱 트랜지스터에 입력되는 적외선 광량이 감소되면 음(-)의 값을 가지며, 상기 제2 위치 정보는 상기 외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 상기 제2 센싱 트랜지스터에 입력되는 외부광 광량이 증가되면 양(+)의 값을 갖고, 상기 제2 센싱 트랜지스터에 입력되는 외부광 광량이 감소되면 음(-)의 값을 가지며, 상기 신호 처리부를 통해 제1 중첩 모드로 설정된 경우에는, 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치는 상기 제1 위치 정보와 상기 제2 위치 정보와의 차이로부터 도출될 수 있고, 상기 신호 처리부를 통해 제2 중첩 모드로 설정된 경우에는, 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치는 상기 제1 위치 정보와 상기 제2 위치 정보의 합으로부터 도출될 수 있다.
상기 외부 적외선 센싱부는 외부광에 포함된 적외선의 변화를 감지하여 외부 적외선 감지신호를 발생하는 외부 적외선 센싱 트랜지스터를 구비할 수 있으며, 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터의 전기적, 광학적 특성과 상기 제1 센싱 트랜지스터의 전기적, 광학적 특성은 동일할 수 있다.
상기 외부 적외선 센싱부는, 병렬 연결된 복수 개의 외부 적외선 센싱 트랜지스터; 및 일단이 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지되어, 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 외부 적외선 센싱 커패시터;를 구비할 수 있고, 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터는 외부광에 포함된 적외선의 변화를 감지하여 외부 적외선 감지신호를 발생하며, 상기 외부 적외선 센싱 커패시터의 커패시턴스 값은 상기 제1 센싱 커패시터의 커패시턴스 값과 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터의 개수의 곱으로 설정될 수 있다.
상기 제1 출력 스위칭 트랜지스터와 제2 출력 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있고, 상기 제1 센싱 트랜지스터와 제2 센싱 트랜지스터의 채널 영역은 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널과 이를 이용한 전자영동 표시장치는 외부 적외선 광원의 위치를 인식하는 방식을 이용하되, 외부광을 감지하는 방식과 적외선을 감지하는 방식을 함께 이용함으로써, 외부광의 세기의 변화에 따라 위치 인식률이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 외부광만을 감지하는 경우에는 외부광의 세기가 작은 어두운 곳에서 위치 인식률이 저하되는 문제가 있으며, 외부 적외선 광원만을 감지하는 방식은 외부광의 세기가 큰 밝은 곳에서는 위치 인식률이 저하되는 문제가 있는데, 본 발명은 이러한 두 개의 문제점을 보완할 수 있다.
그리고 외부광에 포함된 적외선을 감지하여, 외부광만을 감지하여 위치를 인식하는 외부광 모드와 외부 적외선 광원만을 감지하여 위치를 인식하는 적외선 모드와 외부광과 외부 적외선 광원을 함께 감지하여 위치를 인식하는 중첩 모드로 변환시킴으로써, 보다 명확하게 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식할 수 있게 된다.
그리고 터치스크린 패널을 전자영동 표시장치의 내부에 내장할 수 있으므로, 터치스크린으로 인한 무게증가가 없고, 터치스크린이 표면에 노출되지 않아 장시간 사용하더라도 표면이 손상되는 문제가 없다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 패널 내장형 전자영동 표시장치에 대한 바람직한 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자영동 표시장치의 화소부의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 전자영동 표시장치의 화소부의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 전자영동 표시장치의 외부 적외선 센서부의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 5 는 외부광의 광량에 따른 모드 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 외부광의 광량에 따른 모드별 신호 처리 방법을 나타낸 도면이다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 터치스크린 패널 및 이를 구비한 전자영동 표시장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 패널 내장형 전자영동 표시장치에 대한 바람직한 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 전자영동 표시장치(100)는 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 감지하는 터치스크린 패널이 내장된 표시장치로, 화소부(110), 게이트 구동회로(120), 외부 적외선 센싱부(130) 및 데이터 구동회로(140)를 구비한다. 이때 외부 적외선 광원은 적외선 펜일 수 있다.
화소부(110)는 상/하부 기판 사이에 형성된 전계에 의해서 대전된 안료 입자들에 의해 영상이 표시되는 영역으로, 광을 감지하는 방법에 따라 적외선 센싱 화소와 외부광 센싱 화소로 구분된다. 이때, 적외선 센싱 화소와 외부광 센싱 화소가 교번적으로 배치된다. 적외선 센싱 화소는 적외선을 감지하여 제1 위치 정보를 출력하고, 외부광 센싱 화소는 외부광을 감지하여 제2 위치 정보를 출력한다. 그리고 화소부(110)에는 많은 트랜지스터가 형성되어 있으며, 이 트랜지스터를 구동하기 위해 게이트 배선, 출력 배선, 오프 전압 배선, 신호 배선 등과 같은 여러 배선이 행 또는 열 방향으로 형성되어 있다.
게이트 구동회로(120)는 화소부(110)에 형성되어 있는 여러 배선 중 게이트 배선을 구동하기 위한 회로이다.
외부 적외선 센싱부(130)는 외부광에 포함된 적외선을 감지한다. 본 실시예의 전자영동 표시장치(100)는 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 위치 인식률을 증가시키기 위해, 화소부(110)에서 출력된 제1 위치 정보와 제2 위치 정보 중 적절한 정보를 선택하게 된다. 제1 위치 정보와 제2 위치 정보의 선택에 따라, 제1 위치 정보만을 통해 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 적외선 모드, 제2 위치 정보만을 통해 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 외부광 모드, 제1 위치 정보와 제2 위치 정보를 통해 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 중첩 모드로 구분된다. 적외선 모드, 외부광 모드 및 중첩 모드는 외부광의 세기에 의해 구분될 수 있다. 즉, 적외선 모드는 외부광의 세기가 작은 경우에 적용되고, 외부광 모드는 외부광의 세기가 큰 경우에 적용되며, 중첩 모드는 외부광의 세기가 중간 값을 가질 때 적용된다. 그리고 중첩 모드는 외부광에 포함된 적외선의 광량에 따라 제1 중첩 모드와 제2 중첩 모드로 구분된다. 외부 적외선 센싱부(130)는 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하기에 적절한 모드로 변환할 수 있도록 외부광에 포함된 적외선의 광량에 대한 정보를 데이터 구동회로(140)에 제공한다.
데이터 구동회로(140)는 화소부(110)에서 출력된 제1 위치 정보와 제2 위치 정보를 입력받아 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 위치 인식회로(141)와 화소부(110)에 구비된 안료 입자들을 구동하여 영상을 표시하는 영상 구동회로(142)를 구비한다. 위치 인식회로(141)는 외부 적외선 센싱부(130)를 통해 입력된 외부광에 포함된 적외선의 광량에 대한 정보를 바탕으로 적외선 모드, 외부광 모드, 제1 중첩 모드 및 제2 중첩 모드 중 적절한 모드를 선택하는 신호 처리부(145)를 구비할 수 있다. 위치 인식회로(141)는 신호 처리부(145)에서 선택된 모드에 따라 입력된 제1 위치 정보와 제2 위치 정보로부터 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 전자영동 표시장치의 화소부의 개략적인 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 전자영동 표시장치의 화소부의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 본 실시예의 전자영동 표시장치의 화소부(110)는 기판(200), 적외선 센싱 화소(201), 외부광 센싱 화소(202), 절연막(268), 적외선 필터(270), 제1 화소전극(271), 제2 화소전극(272), 접착제(275), 전자영동필름(280), 공통전극(290) 및 상부 플레이트(295)를 구비한다.
기판(200)은 절연성을 가지고 녹는점이 높은 물질이나, 유연성 및 절연성을 가진 물질이 이용될 수 있다. 절연성을 가지고 녹는점이 높은 물질로 이루어진 기판은 유리(glass), 사파이어(sapphire), 쿼쯔(quartz) 등이 이용가능하며, 절연막이 형성된 금속판, 절연막이 형성된 Si, GaAs, InP 등도 이용가능하다. 유연성 및 절연성을 가진 물질로 이루어진 기판은 PET, PC, AryLite 등과 같은 플라스틱이나 절연막이 형성된 아주 얇은 Si, GaAs, InP, 금속 호일 등이 이용가능하다.
기판(200)에는 행 방향으로 영상 게이트 배선(310), 센싱 게이트 배선(320a, 320b) 및 오프 전압 배선(330)이 형성되어 있고, 열 방향으로 센싱 출력 배선(350, 355), 영상 신호 배선(340, 345) 및 전원 배선(360, 365)이 형성되어 있다. 영상 게이트 배선(310)과 영상 신호 배선(340, 345)이 교차형성됨에 의해 셀영역이 정의된다. 그리고 열 방향으로 형성되어 있는 센싱 출력 배선(350, 355)은 제1 센싱 출력 배선(350)과 제2 센싱 출력 배선(355)으로 구분되며, 제1 센싱 출력 배선(350)과 제2 센싱 출력 배선(355)은 교번적으로 배치되어 있다. 영상 신호 배선(340, 345)은 제1 영상 신호 배선(340)과 제2 영상 신호 배선(345)으로 구분되며, 제1 영상 신호 배선(340)과 제2 영상 신호 배선(345)은 교번적으로 배치되어 있다. 그리고 전원 배선(360, 365)은 제1 전원 배선(360)과 제2 전원 배선(365)으로 구분되며, 제1 전원 배선(360)과 제2 전원 배선(365)은 교번적으로 배치되어 있다. 제1 센싱 출력 배선(350), 제1 영상 신호 배선(340) 및 제1 전원 배선(360)은 적외선 센싱 화소(201)와 연결되며, 제2 센싱 출력 배선(355), 제2 영상 신호 배선(345) 및 제2 전원 배선(365)은 외부광 센싱 화소(202)와 연결된다.
적외선 센싱 화소(201)은 기판(200) 상에 형성되며, 제1 영상 스위칭 트랜지스터(TD1)(210), 제1 센싱 트랜지스터(TIR)(220), 제1 출력 스위칭 트랜지스터(TL1)(230), 제1 센싱 커패시터(CIR)(371) 및 제1 리셋 트랜지스터(TRST1)(380)를 구비하여, 외부 적외선 신호를 감지하여 제1 위치 정보를 출력한다.
제1 영상 스위칭 트랜지스터(TD1)(210)는 기판(200) 상에 형성되며, 제1 영상 스위칭 게이트 전극(211), 제1 영상 스위칭 게이트 절연막(212), 제1 영상 스위칭 채널 영역(213), 제1 영상 스위칭 소스 영역(214) 및 제1 영상 스위칭 드레인 영역(215)을 구비한다. 제1 영상 스위칭 게이트 전극(211)은 전도성 물질로 이루어져 기판(200) 상에 형성되어 있는 영상 게이트 배선(310)과 전기적으로 연결된다. 제1 영상 스위칭 게이트 절연막(212)은 절연물질로 이루어져 제1 영상 스위칭 게이트 전극(211)이 덮이도록 형성된다. 제1 영상 스위칭 채널 영역(213)은 제1 영상 스위칭 게이트 절연막(212) 상에 형성되며, 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. 제1 영상 스위칭 소스 영역(214)과 제1 영상 스위칭 드레인 영역(215)은 각각 제1 영상 스위칭 채널 영역(213)의 일부분이 덮이도록 형성되며, 제1 영상 스위칭 게이트 전극(211)의 반대편에 형성된다. 제1 영상 스위칭 소스 영역(214)은 제1 영상 신호 배선(340)과 전기적으로 연결되고, 제1 영상 스위칭 드레인 영역(215)은 제1 화소전극(271)과 전기적으로 연결되어 제1 화소전극(271)에 영상 신호 전압을 스위칭한다. 그리고 참조번호 373으로 표시된 커패시터(CEP1)는 제1 화소전극(271)과 공통전극(290)에 의해 생성된 커패시터에 해당한다. 그리고 참조번호 374로 표시된 커패시터(CST1)는 화소전하 스토리지 커패시터로, 화소가 비선택되는 시간 동안 제1 영상 스위칭 트랜지스터(210)의 누설전류에 의해 화소에 인가되는 전압이 변경되는 것을 방지하기 위한 커패시터이다.
제1 센싱 트랜지스터(TIR)(220)는 기판(200) 상에 형성되며, 적외선을 감지하여 적외선 감지신호를 발생한다. 제1 센싱 트랜지스터(220)는 제1 센싱 게이트 전극(221), 제1 센싱 게이트 절연막(222), 제1 센싱 채널 영역(223), 제1 센싱 소스 영역(224) 및 제1 센싱 드레인 영역(225)을 구비한다. 제1 센싱 게이트 전극(221)은 전도성 물질로 이루어져 오프 전압 배선(330)과 전기적으로 연결된다. 제1 센싱 게이트 절연막(222)은 절연물질로 이루어져 제1 센싱 게이트 전극(221)이 덮이도록 형성된다. 제1 센싱 채널 영역(223)은 센싱 게이트 절연막(222) 상에 형성되며, 적외선 파장의 광흡수가 가능한 물질로 이루어진다. 이를 위해, 센싱 채널 영역(223)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, InSb, Ge, InAs, InGaAs, CdTe, CdSe, GaAs, GaInP, InP, AlGaAs 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 제1 센싱 소스 영역(224)과 제1 센싱 드레인 영역(225)은 각각 제1 센싱 채널 영역(223)의 일부분이 덮이도록 형성되며, 제1 센싱 게이트 전극(221)의 반대편에 형성된다. 제1 센싱 소스 영역(224)은 제1 전원 배선(360)과 전기적으로 연결되고, 제1 센싱 드레인 영역(225)은 제1 센싱 커패시터(CIR)(371)와 전기적으로 연결된다.
제1 센싱 커패시터(371)의 일단은 제1 센싱 드레인 영역(225)과 전기적으로 연결되고, 타단은 오프 전압 배선(330)과 전기적으로 연결된다. 제1 센싱 커패시터는 제1 센싱 트랜지스터(220)의 채널 영역(223)이 적외선을 흡수하는 경우, 이로 인해 증가된 누설전류의 전하를 저장하게 된다. 그리고 제1 센싱 커패시터(371)는 센싱 동작 이후에 제1 리셋 트랜지스터(TRST1)(380)에 의해 초기화된다. 즉, 제1 위치 정보가 출력되면, 제1 센싱 커패시터(371)에 저장된 전하는 제1 리셋 트랜지스터(380)를 통해 방전되어, 제1 센싱 커패시터(371)는 초기화된다. 제1 리셋 트랜지스터(380)의 소스 영역은 제1 센싱 커패시터(371)와 전기적으로 연결되고, 제1 리셋 트랜지스터(380)의 드레인 영역은 오프 전압 배선(330)과 전기적으로 연결된다. 그리고 제1 리셋 트랜지스터(380)의 게이트는 인접한 다른 적외선 센싱 화소에 구비된 센싱 게이트 배선(320b)와 전기적으로 연결된다. 이로부터, 인접한 다른 적외선 센싱 화소의 센싱 동작이 구동되면, 자동적으로 제1 리셋 트랜지스터(380)에 의해 제1 센싱 커패시터(371)는 초기화된다.
제1 출력 스위칭 트랜지스터(TL1)(230)는 기판(200) 상에 형성되며, 제1 출력 스위칭 게이트 전극(231), 제1 출력 스위칭 게이트 절연막(232), 제1 출력 스위칭 채널 영역(233), 제1 출력 스위칭 소스 영역(234) 및 제1 출력 스위칭 드레인 영역(235)을 구비한다. 제1 출력 스위칭 게이트 전극(231)은 전도성 물질로 이루어져 센싱 게이트 배선(320a)과 전기적으로 연결된다. 제1 출력 스위칭 게이트 절연막(232)은 절연물질로 이루어져 제1 출력 스위칭 게이트 전극(231)이 덮이도록 형성된다. 제1 출력 스위칭 채널 영역(233)은 제1 출력 스위칭 게이트 절연막(232) 상에 형성되며, 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. 제1 출력 스위칭 소스 영역(234)과 제1 출력 스위칭 드레인 영역(235)은 각각 제1 출력 스위칭 채널 영역(233)의 일부분이 덮이도록 형성되며, 제1 출력 스위칭 게이트 전극(231)의 반대편에 형성된다. 제1 출력 스위칭 소스 영역(234)은 제1 센싱 커패시터(371)와 전기적으로 연결되고, 제1 출력 스위칭 드레인 영역(235)은 제1 센싱 출력 배선(350)과 전기적으로 연결된다. 즉, 제1 출력 스위칭 트랜지스터(230)는 제1 센싱 커패시터(371)를 통해 제1 센싱 트랜지스터(220)와 전기적으로 연결되어, 제1 센싱 트랜지스터(220)에서 발생한 적외선 감지신호로부터 제1 위치 정보를 제1 센싱 출력 배선(350)으로 출력한다.
외부광 센싱 화소(202)은 기판(200) 상에 형성되며, 제2 영상 스위칭 트랜지스터(TD2)(240), 제2 센싱 트랜지스터(TEX)(250), 제2 출력 스위칭 트랜지스터(TL2)(260), 제2 센싱 커패시터(CEX)(372) 및 제2 리셋 트랜지스터(TRST2)(385)를 구비하여, 외부광을 감지하여 제2 위치 정보를 출력한다.
제2 영상 스위칭 트랜지스터(TD2)(240)는 기판(200) 상에 형성되며, 제2 영상 스위칭 게이트 전극(241), 제2 영상 스위칭 게이트 절연막(242), 제2 영상 스위칭 채널 영역(243), 제2 영상 스위칭 소스 영역(244) 및 제2 영상 스위칭 드레인 영역(245)을 구비한다. 제2 영상 스위칭 게이트 전극(241)은 전도성 물질로 이루어져 기판(200) 상에 형성되어 있는 영상 게이트 배선(310)과 전기적으로 연결된다. 제2 영상 스위칭 게이트 절연막(242)은 절연물질로 이루어져 제2 영상 스위칭 게이트 전극(241)이 덮이도록 형성된다. 제2 영상 스위칭 채널 영역(243)은 제2 영상 스위칭 게이트 절연막(242) 상에 형성되며, 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. 제2 영상 스위칭 소스 영역(244)과 제2 영상 스위칭 드레인 영역(245)은 각각 제2 영상 스위칭 채널 영역(243)의 일부분이 덮이도록 형성되며, 제2 영상 스위칭 게이트 전극(241)의 반대편에 형성된다. 제2 영상 스위칭 소스 영역(244)은 제2 영상 신호 배선(345)과 전기적으로 연결되고, 제2 영상 스위칭 드레인 영역(245)은 제2 화소전극(272)과 전기적으로 연결되어 제2 화소전극(272)에 영상 신호 전압을 스위칭한다. 그리고 참조번호 376으로 표시된 커패시터(CEP2)는 제2 화소전극(272)과 공통전극(290)에 의해 생성된 커패시터에 해당한다. 그리고 참조번호 377로 표시된 커패시터(CST2)는 화소전하 스토리지 커패시터로, 화소가 비선택되는 시간 동안 제2 영상 스위칭 트랜지스터(240)의 누설전류에 의해 화소에 인가되는 전압이 변경되는 것을 방지하기 위한 커패시터이다.
제2 센싱 트랜지스터(TEX)(250)는 기판(200) 상에 형성되며, 입사되는 외부광의 변화를 감지하여 외부광 감지신호를 발생한다. 제2 센싱 트랜지스터(250)는 제2 센싱 게이트 전극(251), 제2 센싱 게이트 절연막(252), 제2 센싱 채널 영역(253), 제2 센싱 소스 영역(254) 및 제2 센싱 드레인 영역(255)을 구비한다. 제2 센싱 게이트 전극(251)은 전도성 물질로 이루어져 오프 전압 배선(330)과 전기적으로 연결된다. 제2 센싱 게이트 절연막(252)은 절연물질로 이루어져 제2 센싱 게이트 전극(251)이 덮이도록 형성된다. 제2 센싱 채널 영역(253)은 센싱 게이트 절연막(252) 상에 형성되며, 넓은 파장 영역 대의 빛을 흡수할 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 센싱 채널 영역(223)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, InSb, Ge, InAs, InGaAs, CdTe, CdSe, GaAs, GaInP, InP, AlGaAs 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 가시광선 영역과 적외선 영역의 빛을 잘 흡수하는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 제2 센싱 소스 영역(254)과 제2 센싱 드레인 영역(255)은 각각 제2 센싱 채널 영역(253)의 일부분이 덮이도록 형성되며, 제2 센싱 게이트 전극(251)의 반대편에 형성된다. 제2 센싱 소스 영역(254)은 제2 전원 배선(365)과 전기적으로 연결되고, 제2 센싱 드레인 영역(255)은 제2 센싱 커패시터(CEX)(372)와 전기적으로 연결된다.
제2 센싱 커패시터(372)의 일단은 제2 센싱 드레인 영역(255)과 전기적으로 연결되고, 타단은 오프 전압 배선(330)과 전기적으로 연결된다. 제2 센싱 커패시터는 제2 센싱 트랜지스터(250)의 채널 영역(253)이 외부광을 흡수하는 경우, 이로 인해 증가된 누설전류의 전하를 저장하게 된다. 그리고 제2 센싱 커패시터(372)는 센싱 동작 이후에 제2 리셋 트랜지스터(TRST2)(385)에 의해 초기화된다. 즉, 제2 위치 정보가 출력되면, 제2 센싱 커패시터(372)에 저장된 전하는 제2 리셋 트랜지스터(385)를 통해 방전되어, 제2 센싱 커패시터(372)는 초기화된다. 제2 리셋 트랜지스터(385)의 소스 영역은 제2 센싱 커패시터(372)와 전기적으로 연결되고, 제2 리셋 트랜지스터(385)의 드레인 영역은 오프 전압 배선(330)과 전기적으로 연결된다. 그리고 제2 리셋 트랜지스터(385)의 게이트는 인접한 다른 외부광 센싱 화소에 구비된 센싱 게이트 배선(320b)와 전기적으로 연결된다. 이로부터, 인접한 다른 외부광 센싱 화소의 센싱 동작이 구동되면, 자동적으로 제2 리셋 트랜지스터(385)에 의해 제2 센싱 커패시터(372)는 초기화된다.
제2 출력 스위칭 트랜지스터(TL2)(260)는 기판(200) 상에 형성되며, 제2 출력 스위칭 게이트 전극(261), 제2 출력 스위칭 게이트 절연막(262), 제2 출력 스위칭 채널 영역(263), 제2 출력 스위칭 소스 영역(264) 및 제2 출력 스위칭 드레인 영역(265)을 구비한다. 제2 출력 스위칭 게이트 전극(261)은 전도성 물질로 이루어져 센싱 게이트 배선(320a)과 전기적으로 연결된다. 제2 출력 스위칭 게이트 절연막(262)은 절연물질로 이루어져 제2 출력 스위칭 게이트 전극(261)이 덮이도록 형성된다. 제2 출력 스위칭 채널 영역(263)은 제2 출력 스위칭 게이트 절연막(262) 상에 형성되며, 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. 제2 출력 스위칭 소스 영역(264)과 제2 출력 스위칭 드레인 영역(265)은 각각 제2 출력 스위칭 채널 영역(263)의 일부분이 덮이도록 형성되며, 제2 출력 스위칭 게이트 전극(261)의 반대편에 형성된다. 제2 출력 스위칭 소스 영역(264)은 제2 센싱 커패시터(372)와 전기적으로 연결되고, 제2 출력 스위칭 드레인 영역(265)은 제2 센싱 출력 배선(355)과 전기적으로 연결된다. 즉, 제2 출력 스위칭 트랜지스터(260)는 제2 센싱 커패시터(372)를 통해 제2 센싱 트랜지스터(250)와 전기적으로 연결되어, 제2 센싱 트랜지스터(250)에서 발생한 외부광 감지신호로부터 제2 위치 정보를 제2 센싱 출력 배선(355)으로 출력한다.
제1 영상 스위칭 트랜지스터(210), 제1 센싱 트랜지스터(220), 제1 출력 스위칭 트랜지스터(230), 제2 영상 스위칭 트랜지스터(240), 제2 센싱 트랜지스터(250) 및 제2 출력 스위칭 트랜지스터(260)에 각각 구비된 게이트 절연막(212, 222, 232, 242, 252, 262)은 도 2에 도시된 바와 같이 일체로 형성될 수 있다. 그리고 제1 영상 스위칭 트랜지스터(210), 제1 센싱 트랜지스터(220), 제1 출력 스위칭 트랜지스터(230), 제2 영상 스위칭 트랜지스터(240), 제2 센싱 트랜지스터(20) 및 제1 출력 스위칭 트랜지스터(230)에 각각 구비된 채널 영역(213, 223, 233, 243, 253, 263)은 모두 비정질 실리콘으로 형성한 후, 제1 센싱 트랜지스터(220)와 제2 센싱 트랜지스터(250)의 채널 영역(223, 253)만을 다결정 실리콘으로 결정화할 수 있다. 제1 센싱 트랜지스터(220)와 제2 센싱 트랜지스터(250)의 채널 영역(223, 253)의 결정화할 때, 기판(200)이 유리 기판일 경우에는 저온 다결정 실리콘(LTPS) 공정을 이용하고, 기판(200)이 고온공정이 가능한 경우에는 고온 다결정 실리콘(HTPS) 공정을 이용할 수 있다. LTPS와 HTPS는 주지의 공정이므로 여기서 자세한 설명은 하지 않는다.
절연막(268)은 기판(2000) 상에 형성되며, 적외선 센싱 화소(201), 외부광 센싱 화소(202)가 함께 덮이도록 형성된다. 본 실시예의 전자영동 표시장치(100)는 반사형 구조를 가지므로, 절연막(268)은 기존의 액정 표시장치와는 달리 투명한 유기물질로 이루어지지 않아도 된다.
적외선 필터(270)는 적외선만을 투과시키고 적외선 이외의 파장을 갖는 광은 투과시키지 않는 것으로, 절연막(268) 상에 형성되되, 적외선 센싱 화소(201) 상에만 형성되고, 외부광 센싱 화소(202) 상에는 형성되지 않는다. 적외선 필터(270)는 굴절율이 상대적으로 큰 제1절연막과 굴절율이 상대적으로 작은 제2절연막이 교번적으로 형성된 다층박막구조를 가질 수 있다. 이때 제1절연막은 TiO2, Ta2O5, ZrO2, ZnS 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있고, 제2절연막은 SiO2, MgF2, Na3AlFe 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 그리고 적외선 필터(270)는 산화크롬(CrO, Cr2O3) 및 산화망간(MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2, Mn2O7)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어진 단일층 박막일 수 있다. 이와 같이 적외선 필터(270)를 단일층 박막으로 형성하게 되면, 복합층으로 적외선 필터(270)를 형성하는 경우에 비해 공정이 간단하게 되는 장점이 있다.
제1 화소전극(271)은 적외선 필터(270) 상에 형성된다. 그리고 적외선 필터(268)와 절연막(268)에는 제1 영상 스위칭 트랜지스터(210)의 드레인 영역(215)의 일부를 노출시키는 제1 콘택홀이 형성되어 있고, 제1 화소전극(271)은 제1 콘택홀로 연장되어 제1 영상 스위칭 트랜지스터(210)의 드레인 영역(215)과 전기적으로 연결된다. 이를 통해, 제1 영상 스위칭 트랜지스터(210)는 제1 화소전극(271)에 화소전압을 스위칭한다. 제1 화소전극(271)은 제1 영상 스위칭 트랜지스터(210)와 제1 출력 스위칭 트랜지스터(230)에 대해 광차단막 역할을 하도록 빛을 반사시키는 물질로 이루어질 수 있다. 그리고 제1 화소전극(271)에는 제1 센싱 트랜지스터(220)에 적외선이 입사되도록 제1 화소전극(271)의 상면과 하면을 관통하는 제1 관통홀(273)이 형성될 수 있다. 이 제1 관통홀(273)은 제1 센싱 트랜지스터(220)의 상부에 배치된다.
제2 화소전극(272)은 외부광 센싱 화소(202)의 상부의 절연막(268) 상에 형성된다. 그리고 절연막(268)에는 제2 영상 스위칭 트랜지스터(240)의 드레인 영역(245)의 일부를 노출시키는 제2 콘택홀이 형성되어 있고, 제2 화소전극(272)은 제2 콘택홀로 연장되어 제2 영상 스위칭 트랜지스터(240)의 드레인 영역(245)과 전기적으로 연결된다. 이를 통해, 제2 영상 스위칭 트랜지스터(240)는 제2 화소전극(272)에 화소전압을 스위칭한다. 제2 화소전극(272)은 제2 영상 스위칭 트랜지스터(240)와 제2 출력 스위칭 트랜지스터(260)에 대해 광차단막 역할을 하도록 빛을 반사시키는 물질로 이루어질 수 있다. 그리고 제2 화소전극(272)에는 제2 센싱 트랜지스터(250)에 외부광이 입사되도록 제2 화소전극(272)의 상면과 하면을 관통하는 제2 관통홀(274)이 형성될 수 있다. 이 제2 관통홀(274)은 제2 센싱 트랜지스터(250)의 상부에 배치된다.
상부 플레이트(295)는 제1 화소전극(271)과 제2 화소전극(272)을 마주보도록 기판(200)에 대향하게 배치된다. 상부 플레이트(295)는 유연성을 가지는 플라스틱, 쉽게 구부러지는 베이스 필름 또는 유연성을 가지는 금속 등이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 PET가 이용된다.
공통전극(290)은 상부플레이트(295)의 하측면에 형성되며, 광을 투과시키는 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 공통전극(290)은 ITO(indium tin oxide), AZO(Al-doped zinc oxide), IZO(indium zinc oxide), 탄소나노튜브, 그라핀(graphene) 및 이들의 조합으로 형성될 수 있다.
전자영동필름(280)은 공통전극(290)의 하측면에 형성되며, 다수의 미소 캡슐(281)들을 구비한다. 미소 캡슐(281)은 수백마이크로미터 정도의 크기를 갖는 볼(ball) 형상일 수 있으며, 양성으로 대전된 안료 입자(282)들과 음성으로 대전된 안료 입자(283)들을 구비한다. 양성으로 대전된 안료 입자(282)들과 음성으로 대전된 안료 입자(283)들은 투명한 유체(284)에 섞여 있다. 각각의 안료 입자(282, 283)들은 공통전극(290)과 화소전극(271, 272)의 전기장 방향에 따라 분리되며, 이 안료입자(282, 283)들은 쌍안정성(bistability) 특성을 나타내므로 전기장이 사라져도 그 상태를 유지할 수 있다.
양성으로 대전된 안료 입자(282)들과 음성으로 대전된 안료 입자(283)들은 흑백을 나타내거나 컬러를 나타낼 수 있다. 양성으로 대전된 안료 입자(282)들과 음성으로 대전된 안료 입자(283)들이 흑백을 나타내는 경우, 블랙 안료 입자(282)가 공통전극(290) 방향으로 분리되어 있다면, 공통전극(290)을 통해 입사된 외부광이 전자영동필름(280)에 반사되어 흑색이 구현되고, 백색 안료 입자(283)가 공통전극(290) 방향으로 분리되어 있다면, 백색이 구현된다.
전자영동필름(280)의 양측면에는 미소 캡슐(281)의 유동을 차단하고 미소 캡슐(281)을 보호하는 보호층(미도시)이 형성될 수 있다.
접착제(275)는 전자영동필름(280)의 하면에 부착되어 라미네이팅 공정을 통해 화소전극(271, 272)과 전자영동필름(280)을 합착시킨다.
도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같은 전자영동 표시장치(100)는 적외선 센싱 화소(201)와 외부광 센싱 화소(202)가 교번적으로 배치되는 구조를 가진다. 이러한 구조는 추가적인 공정 없이 적외선 필터(270)의 패터닝을 통해 제작할 수 있다. 본 실시예의 전자영동 표시장치(100)에 내장된 터치스크린 패널은 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 방식으로 구동된다. 이때, 입사된 외부광의 세기 변화를 감지하는 방식과 입사된 적외선의 세기 변화를 감지하는 방식을 함께 이용함으로써 위치 인식률을 증가시킨다.
종래에는 단순히 외부광의 세기 변화만을 감지하는 방식과 적외선의 세기 변화만을 감지하는 방식이 이용되었다. 그러나 외부광의 세기 변화만을 감지하는 방식, 즉 외부광을 손가락 등을 이용하여 가리게 됨으로써 외부광의 세기가 약하게 되는 위치를 인식하는 방식은 외부광의 세기가 약한 어두운 곳에서는 위치 인식률이 저하되는 문제점이 있었다. 그리고 적외선 펜을 이용하여 적외선의 세기 변화만을 감지하는 방식은 외부광의 세기가 강한 경우는 적외선 펜이 입사된 위치를 정확하게 인식하기 어려운 문제점이 있었다.
그러나 본 실시예와 같이 적외선 센싱 화소(201)와 외부광 센싱 화소(202)가 교번적으로 배치되면, 외부광의 세기와 관계없이 위치 인식률을 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 적외선 센싱 화소(201)로부터 출력된 제1 위치 정보와 외부광 센싱 화소(202)로부터 출력된 제2 위치 정보를 함께 이용하여 위치 인식률을 향상시킬 수 있다. 특히, 신호 처리부(145)에서 적절한 모드를 선택한다면, 더욱 용이하게 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 도출할 수 있게 된다.
신호 처리부(145)에서 선택하는 모드는 상술한 바와 같이, 적외선 모드, 외부광 모드, 제1 중첩 모드 및 제2 중첩 모드 중 어느 하나이다. 적외선 모드, 외부광 모드 및 중첩 모드(제1 중첩 모드와 제2 중첩 모드)는 외부광의 세기(광량)에 의해 구분될 수 있다. 즉, 적외선 모드는 외부광의 세기가 작은 경우에 적용되고, 외부광 모드는 외부광의 세기가 큰 경우에 적용되며, 중첩 모드는 외부광의 세기가 중간 값을 가질 때 적용된다. 그리고 제1 중첩 모드와 제2 중첩 모드는 외부광에 포함된 적외선의 세기(광량)에 의해 구분된다. 제1 중첩 모드는 외부광에 포함된 적외선의 광량이 외부 적외선 광원의 광량보다 더 작은 경우에 적용되며, 제2 중첩 모드는 외부광에 포함된 적외선의 광량이 외부 적외선 광원의 광량보다 더 큰 경우에 적용된다. 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원의 광량은 일정하게 유지되므로, 제1 중첩 모드와 제2 중첩 모드를 구분하기 위해서는 외부광에 포함된 적외선의 광량을 측정하여야 한다. 외부광에 포함된 적외선의 광량은 외부 적외선 센싱부(130)를 통해 측정된다.
외부 적외선 센싱부(130)는 외부광에 포함된 적외선의 변화를 감지하여 외부 적외선 감지신호를 발생하는 외부 적외선 센싱 트랜지스터를 구비하여, 외부 적외선 트랜지스터를 통해 외부광에 포함된 적외선의 광량을 측정할 수 있다. 외부 적외선 센싱 트랜지스터의 전기적, 광학적 특성은 적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 트랜지스터(220)의 전기적, 광학적 특성과 동일할 수 있다. 이는 외부 적외선 센싱 트랜지스터와 제1 센싱 트랜지스터(220)의 전기적, 광학적 특성이 동일해야, 수명에 따른 특성 변화가 동일하게 변하기 때문이다. 외부 적외선 센싱부(130)는 병렬 연결된 복수 개의 외부 적외선 센싱 트랜지스터와 외부 적외선 센싱 커패시터를 구비할 수 있으며, 이에 대한 등가회로를 도 4에 나타내었다.
도 4에 도시된 바와 같이, 외부 적외선 센싱부(130)는 n 개의 외부 적외선 센싱 트랜지스터(TS1, … TSn)(410)와 1 개의 외부 적외선 센싱 커패시터(420)를 구비한다. n 개의 외부 적외선 센싱 트랜지스터(410)는 병렬 연결되어 있으며, 각각의 외부 적외선 센싱 트랜지스터(410)는 외부광에 포함된 적외선의 변화를 감지한다. 그리고 상술한 바와 같은 이유로, 각각의 외부 적외선 센싱 트랜지스터(410)의 전기적, 광학적 특성은 적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 트랜지스터(220)의 전기적, 광학적 특성과 동일할 수 있다. 외부 적외선 센싱 커패시터(420)는 외부광이 입사될 때 외부 적외선 센싱 트랜지스터(410)에서 발생되는 누설전류에 의한 전하를 저장한다. 이때, 외부 적외선 센싱 커패시터(420)의 커패시턴스 값은 적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 커패시터(371)의 커패시턴스 값과 외부 적외선 센싱 트랜지스터(410)의 개수(n)의 곱으로 설정될 수 있다.
외부 적외선 센싱부(130)를 통해 측정된 외부 적외선에 포함된 적외선의 광량에 의해 신호 처리부(145)에서 적절한 모드를 선택하여 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하게 된다. 외부광과 외부광에 포함된 적외선의 광량에 따른 모드를 도 5에 나타내었다. 도 5에서 참조번호 510으로 나타낸 신호는 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원에 의한 신호로, 외부 적외선 광원에 의한 신호는 외부광의 세기와 무관하게 일정하다. 도 5에서 참조번호 520으로 나타낸 신호는 외부광에 의한 신호이고, 도 5에서 참조번호 530으로 나타낸 신호는 외부광에 포함된 적외선에 의한 신호이다. 도 5에 도시된 바와 같이 외부광에 의한 신호(520)와 외부광에 포함된 적외선에 의한 신호(530)은 외부광의 세기가 증가할수록 증가한다. 그리고 외부광의 광량에 따른 모드별 신호 처리 방법을 도 6에 나타내었다.
도 5와 도 6을 함께 참조하면, 외부광의 세기가 아주 큰 경우, 신호 처리부(145)는 외부광 모드를 선택한다. 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원은 외부광의 세기가 아주 큰 경우에는 그림자로 작용한다. 즉, 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원이 특정 위치에 입력되면, 외부광 센싱 화소(202)에 구비된 제2 센싱 트랜지스터(250)에 입사되는 외부광의 세기는 현저히 감소하게 된다. 이에 따라, 외부광 센싱 화소(202)는 참조번호 540으로 표현된 정도의 크기의 제2 위치 정보를 출력한다. 이러한 제2 위치 정보(540)는 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하기에 충분한 크기를 가지므로, 외부광 모드에서는 위치 인식회로(141)는 적외선 센싱 화소(201)로부터 출력되는 제1 위치 정보는 배제하고, 제2 위치 정보(540)만으로 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 도출한다.
다음으로, 외부광의 세기가 아주 작은 경우, 신호 처리부(145)는 적외선 모드를 선택한다. 외부광의 세기가 아주 작을 때, 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원이 특정 위치에 입력되면, 적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 트랜지스터(220)에 입사되는 적외선의 세기는 현저히 증가하게 된다. 이에 따라 적외선 센싱 화소(201)는 참조번호 550으로 표현된 정도의 크기의 제1 위치 정보를 출력한다. 적외선 모드의 경우, 외부광의 세기가 아주 작으므로, 외부광 센싱 화소(202)에 구비된 제2 센싱 트랜지스터(220)에 입사되는 외부광의 세기는 거의 변화가 없다. 따라서 적외선 모드에서는 위치 인식회로(141)는 외부광 센싱 화소(202)로부터 출력되는 제2 위치 정보는 배제하고, 제1 위치 정보(550)만으로 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 도출한다.
다음으로, 외부광의 세기가 중간 값을 갖는 경우, 신호 처리부(145)는 외부광에 포함된 적외선의 세기에 의해 제1 중첩 모드 또는 제2 중첩 모드를 선택한다. 이때, 제1 위치 정보는 외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 트랜지스터(220)에 입력되는 적외선 광량이 증가되면 양(+)의 값을 갖고, 적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 트랜지스터(220)에 입력되는 적외선 광량이 감소되면 음(-)의 값을 갖는다. 그리고 제2 위치 정보는 외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 외부광 센싱 화소(202)에 구비된 제2 센싱 트랜지스터(250)에 입력되는 외부광 광량이 증가되면 양(+)의 값을 갖고, 외부광 센싱 화소(202)에 구비된 제2 센싱 트랜지스터(250)에 입력되는 외부광 광량이 감소되면 음(-)의 값을 갖는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 외부광에 포함된 적외선에 의한 신호(530)가 외부 적외선 광원에 의한 신호(510)보다 작은 경우, 신호 처리부(145)는 제1 중첩 모드를 선택한다. 이때, 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원이 특정 위치에 입력되면, 적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 트랜지스터(220)에 입사되는 적외선의 세기는 증가하게 된다. 이에 따라 적외선 센싱 화소(201)는 참조번호 560으로 표현된 정도의 크기의 양(+)의 값을 갖는 제1 위치 정보를 출력한다. 그리고 그림자로 작용하는 외부 적외선 광원에 의해 외부광 센싱 화소(202)에 구비된 제2 센싱 트랜지스터(250)에 입사되는 외부광의 세기는 감소하게 된다. 이에 따라, 외부광 센싱 화소(202)는 참조번호 565로 표현된 정도의 크기의 음(-)의 값을 갖는 제2 위치 정보를 출력한다. 제1 중첩 모드의 경우, 제1 위치 정보(560) 또는 제2 위치 정보(565)만으로는 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 명확하게 도출하는 것이 용이치 않으므로, 제1 위치 정보(560)와 제2 위치 정보(565)를 함께 분석하여 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 도출한다. 이때, 제1 위치 정보(560)는 양(+)의 값을 갖고, 제2 위치 정보(565)는 음(-)의 값을 가지므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 중첩 모드에서는 위치 인식회로(141)는 제1 위치 정보(560)와 제2 위치 정보(565)의 차이로부터 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 도출한다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 외부광에 포함된 적외선에 의한 신호(530)가 외부 적외선 광원에 의한 신호(510)보다 큰 경우, 신호 처리부(145)는 제2 중첩 모드를 선택한다. 이때, 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원이 특정 위치에 입력되면, 적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 트랜지스터(220)에 입사되는 적외선의 세기는 감소하게 된다. 이에 따라 적외선 센싱 화소(201)는 참조번호 570으로 표현된 정도의 크기의 음(-)의 값을 갖는 제1 위치 정보를 출력한다. 그리고 그림자로 작용하는 외부 적외선 광원에 의해 외부광 센싱 화소(202)에 구비된 제2 센싱 트랜지스터(250)에 입사되는 외부광의 세기는 감소하게 된다. 이에 따라 외부광 센싱 화소(202)는 참조번호 575로 표현된 정도의 크기의 음(-)의 값을 갖는 제2 위치 정보를 출력한다. 제2 중첩 모드 또한 제1 중첩 모드와 마찬가지로 제1 위치 정보(570) 또는 제2 위치 정보(575)만으로는 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 명확하게 도출하는 것이 용이치 않으므로, 제1 위치 정보(570)와 제2 위치 정보(575)를 함께 분석하여 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 도출한다. 다만, 제1 중첩 모드와는 다르게 제1 위치 정보(570)와 제2 위치 정보(575) 모두 음(-)의 값을 가지므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 중첩 모드에서는 위치 인식회로(141)는 제1 위치 정보(570)와 제2 위치 정보(575)의 합으로부터 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 도출한다.
상술한 전자영동 표시장치(100)의 영상이 표시되는 동작은 아래와 같은 방법에 의해 구현된다.
화소가 선택되는 시간에 영상 게이트 배선(310)의 전압이 ON 전압이 되어, 영상 게이트 배선(310)과 연결되어 있는 영상 스위칭 트랜지스터(210, 240)의 채널이 열리게 된다. 동시에 영상 신호 배선(340, 345)에 선택된 화소로 영상 신호 전압이 인가된다. 화소가 비선택되는 시간에는 영상 게이트 배선(310)의 전압이 OFF 전압이 되면서 영상 게이트 배선(310)과 연결되어 있는 영상 스위칭 트랜지스터(210, 240)의 채널이 닫혀, 영상 신호 배선(340, 345)에서 인가되는 영상 신호 전압이 차단된다. 따라서 화소의 영상 정보 간섭이 없게 된다. 참조 번호 373, 376으로 표시된 커패시터(CEP1, CEP2)는 각각 화소전극(271, 272)과 공통전극(290)에 의해 생성된 커패시터에 해당한다. 참조번호 374, 377로 표시된 커패시터(CST1, CST2)는 주사선이 비선택 시간인 동안 영상 스위칭 트랜지스터(210, 240)의 누설전류에 의해 화소의 전압이 바뀌는 것을 방지하기 위한 화소전하 스토리지 커패시터이다.
상술한 전자영동 표시장치(100)에 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 동작은 아래와 같은 방법에 의해 구현된다.
적외선 센싱 화소(201)에 구비된 제1 센싱 트랜지스터(220)에는 적외선 필터(270)에 의해 적외선만이 입사되고, 외부광 센싱 화소(202)에 구비된 제2 센싱 트랜지스터(250)에는 모든 파장 영역 대의 외부광이 입사된다. 제1 센싱 트랜지스터(220)와 제2 센싱 트랜지스터(250)의 게이트는 오프 전압 배선(330)에 연결되어 있고 오프 전압 배선에는 제1 센싱 트랜지스터(220)와 제2 센싱 트랜지스터(250)가 항상 OFF될 수 있도록 OFF 전압이 인가된다.
외부 적외선 광원이 입력되면, 제1 센싱 트랜지스터(220)에 적외선이 입사되어 광흡수가 일어나고, 이에 따라 채널이 일부 형성되어 제1 센싱 트랜지스터(220)의 누설전류가 증가하게 된다. 누설전류가 증가함에 따라 전하들이 제1 센싱 커패시터(371)에 충전된다. 제1 센싱 커패시터(371)에 전하의 충전은 한 프레임 시간 전체 동안 발생한다. 센싱 게이트 배선(320a)은 제1 센싱 커패시터(371)에 전하가 충전되는 시간 동안 OFF 전압을 유지하다가, 선택시간이 될 때, ON 전압으로 바뀌면서 제1 출력 스위칭 트랜지스터(230)를 스위칭한다. 이때, 제1 센싱 커패시터(371)에 저장되어 있는 전하는 제1 센싱 출력 배선(350)을 따라 흐르게 되어, 제1 위치 정보를 출력하게 된다.
외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 제2 센싱 트랜지스터(250)에는 적외선을 포함한 모든 파장 영역 대의 외부광이 입사되어 광흡수가 일어나고, 이에 따라 채널이 일부 형성되어 제2 센싱 트랜지스터(250)의 누설전류가 증가하게 된다. 누설전류가 증가함에 따라 전하들이 제2 센싱 커패시터(372)에 충전된다. 제2 센싱 커패시터(372)에 전하의 충전은 한 프레임 시간 전체 동안 발생한다. 센싱 게이트 배선(320a)은 제2 센싱 커패시터(372)에 전하가 충전되는 시간 동안 OFF 전압을 유지하다가, 선택시간이 될 때, ON 전압으로 바뀌면서 제2 출력 스위칭 트랜지스터(260)를 스위칭한다. 이때, 제2 센싱 커패시터(372)에 저장되어 있는 전하는 제2 센싱 출력 배선(355)을 따라 흐르게 되어, 제2 위치 정보를 출력하게 된다.
그리고 인접한 다른 센싱 게이트 배선(320b)에 ON 전압이 인가되면, 제1 리셋 트랜지스터(380)에 의해 제1 센싱 커패시터(371)가 초기화되고, 제2 리셋 트랜지스터(385)에 의해 제2 센싱 커패시터(372)가 초기화된다. 종래에는 이러한 초기화 동작을 화소부(110) 외부에 구비된 리셋 트랜지스터에 의하여 이루어졌으나, 본 실시예에서는 초기화 동작이 화소부(110) 내에서 순차적으로 이루어지므로, 동작이 빠르고 보다 정확한 제1 위치 정보와 제2 위치 정보를 출력할 수 있게 된다.
상술한 방법으로 출력된 제1 위치 정보와 제2 위치 정보는 각각 센싱 증폭기와 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 통해 처리되어, 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하게 된다. 외부 적외선 광원이 입력된 위치는 상술한 바와 같이, 외부 적외선 센서부(130)에서 측정된 외부광에 포함된 적외선의 세기로부터 신호 처리부(145)에서 적절한 모드를 선택하여 도출될 수 있다.
이와 같이, 적외선 센싱 화소(201)와 외부광 센싱 화소(202)가 교번적으로 배치되면, 모두가 동일한 화소로 이루어진 경우에 비해 해상도가 반으로 감소되지만, 일반적으로 화소의 크기가 적외선 펜과 같은 외부 적외선 광원에서 방출되는 적외선의 면적보다 훨씬 작기 때문에 인식률이 저하되지 않는다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (34)

  1. 삭제
  2. 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 감지하는 터치스크린 패널에 있어서,
    적외선을 감지하여 제1 위치 정보를 출력하는 적외선 센싱 화소와 외부광을 감지하여 제2 위치 정보를 출력하는 외부광 센싱 화소가 교번적으로 배치되도록,
    제1 센싱 출력 배선과 제2 센싱 출력 배선이 교번적으로 형성되어 있는 기판;
    상기 기판 상에 형성되며, 입사되는 적외선의 변화를 감지하여 적외선 감지신호를 발생하는 제1 센싱 트랜지스터;
    상기 기판 상에 형성되며, 상기 제1 센싱 트랜지스터와 연결되어 상기 적외선 감지신호로부터 제1 위치 정보를 상기 제1 센싱 출력 배선으로 출력하는 제1 출력 스위칭 트랜지스터;
    상기 기판 상에 형성되며, 입사되는 외부광의 변화를 감지하여 외부광 감지신호를 발생하는 제2 센싱 트랜지스터; 및
    상기 기판 상에 형성되며, 상기 제2 센싱 트랜지스터와 연결되어 상기 외부광 감지신호로부터 제2 위치 정보를 상기 제2 센싱 출력 배선으로 출력하는 제2 출력 스위칭 트랜지스터;를 포함하며,
    상기 적외선 센싱 화소는 상기 제1 센싱 트랜지스터와 제1 출력 스위칭 트랜지스터를 포함하여 이루어지고, 상기 외부광 센싱 화소는 상기 제2 센싱 트랜지스터와 제2 출력 스위칭 트랜지스터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적외선 센싱 화소는,
    일단이 상기 제1 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 오프 전압 배선과 연결되어, 상기 제1 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 제1 센싱 커패시터를 더 구비하고,
    상기 외부광 센싱 화소는,
    일단이 상기 제2 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 오프 전압 배선과 연결되어, 상기 제2 센싱 트랜지스터에 외부광이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 제2 센싱 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적외선 센싱 화소는,
    위치 정보 출력 후, 상기 제1 센싱 커패시터를 초기화하는 제1 리셋 트랜지스터를 더 구비하고,
    상기 외부광 센싱 화소는,
    위치 정보 출력 후, 상기 제2 센싱 커패시터를 초기화하는 제2 리셋 트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 리셋 트랜지스터의 게이트는 인접한 다른 적외선 센싱 화소에 구비된 제1 출력 트랜지스터의 게이트와 연결되어 있는 센싱 게이트 배선과 연결되고,
    상기 제2 리셋 트랜지스터의 게이트는 인접한 다른 외부광 센싱 화소에 구비된 제2 출력 트랜지스터의 게이트와 연결되어 있는 센싱 게이트 배선과 연결되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하기 위해,
    상기 제1 위치 정보만을 통해 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 적외선 모드, 상기 제2 위치 정보만을 통해 상기 외부 적외선 광이 입력된 위치를 인식하는 외부광 모드 및 상기 제1 위치 정보와 제2 위치 정보를 통해 상기 외부 적외선 광이 입력된 위치를 인식하는 중첩 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 신호 처리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적외선 모드는 외부광의 광량이 상대적으로 작은 값을 가질 때 적용되는 모드이고, 상기 외부광 모드는 외부광의 광량이 상대적으로 큰 값을 가질 때 적용되는 모드이며, 상기 중첩 모드는 외부광의 광량이 중간 값을 가질 때 적용되는 모드인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    외부광에 포함된 적외선을 감지하는 외부 적외선 센싱부를 더 구비하고,
    상기 중첩 모드는 상기 외부 적외선 센싱부에서 감지된 적외선의 광량이 상기 외부 적외선 광원의 광량보다 더 작은 경우의 제1 중첩 모드와 상기 외부 적외선 센싱부에서 감지된 적외선의 광량이 상기 외부 적외선 광원의 광량보다 더 큰 경우의 제2 중첩 모드로 구분되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 위치 정보는 상기 외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 상기 제1 센싱 트랜지스터에 입력되는 적외선 광량이 증가되면 양(+)의 값을 갖고, 상기 제1 센싱 트랜지스터에 입력되는 적외선 광량이 감소되면 음(-)의 값을 가지며,
    상기 제2 위치 정보는 상기 외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 상기 제2 센싱 트랜지스터에 입력되는 외부광 광량이 증가되면 양(+)의 값을 갖고, 상기 제2 센싱 트랜지스터에 입력되는 외부광 광량이 감소되면 음(-)의 값을 가지며,
    상기 신호 처리부를 통해 제1 중첩 모드로 설정된 경우에는, 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치는 상기 제1 위치 정보와 상기 제2 위치 정보와의 차이로부터 도출되고,
    상기 신호 처리부를 통해 제2 중첩 모드로 설정된 경우에는, 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치는 상기 제1 위치 정보와 상기 제2 위치 정보의 합으로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 외부 적외선 센싱부는 외부광에 포함된 적외선의 변화를 감지하여 외부 적외선 감지신호를 발생하는 외부 적외선 센싱 트랜지스터를 구비하며,
    상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터의 전기적, 광학적 특성이 상기 제1 센싱 트랜지스터의 전기적, 광학적 특성과 동일한 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 외부 적외선 센싱부는,
    병렬 연결된 복수 개의 외부 적외선 센싱 트랜지스터; 및
    일단이 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지되어, 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 외부 적외선 센싱 커패시터;를 구비하고,
    상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터는 외부광에 포함된 적외선의 변화를 감지하여 외부 적외선 감지신호를 발생하며,
    상기 외부 적외선 센싱 커패시터의 커패시턴스 값은 상기 제1 센싱 커패시터의 커패시턴스 값과 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터의 개수의 곱으로 설정되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  12. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 센싱 화소는,
    상기 제1 센싱 트랜지스터 상에 형성되며, 적외선만을 투과시키는 적외선 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적외선 필터는 굴절율이 상대적으로 큰 제1 절연막과 굴절율이 상대적으로 작은 제2 절연막이 교번적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 절연막은 TiO2, Ta2O5, ZrO2 및 ZnS 중 선택된 1종 이상으로 이루어지고, 상기 제2 절연막은 SiO2, MgF2 및 Na3AlFe 중 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 적외선 필터는 산화크롬(CrO, Cr2O3) 및 산화망간(MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2, Mn2O7)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어진 단일층 박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  16. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 트랜지스터, 제1 출력 스위칭 트랜지스터, 제2 센싱 트랜지스터 및 제2 출력 스위칭 트랜지스터 상에 형성되며, 빛을 반사시키는 물질로 이루어진 광 차단막을 더 구비하고,
    상기 광 차단막에는 상면과 하면을 관통하는 제1 관통홀과 제2 관통홀이 형성되며, 상기 제1 관통홀은 상기 제1 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사되도록 상기 제1 센싱 트랜지스터의 상부에 형성되고, 상기 제2 관통홀은 상기 제2 센싱 트랜지스터에 외부광이 입사되도록 상기 제2 센싱 트랜지스터의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  17. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 출력 스위칭 트랜지스터와 제2 출력 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 비정질 실리콘으로 이루어지고, 상기 제1 센싱 트랜지스터와 제2 센싱 트랜지스터의 채널 영역은 다결정 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  18. 행 방향으로 영상 게이트 배선과 센싱 게이트 배선이 형성되어 있고, 열 방향으로 제1 센싱 출력 배선과 제2 센싱 출력 배선이 교번적으로 형성되어 있는 기판;
    상기 기판 상에 형성되며, 상기 영상 게이트 배선과 게이트가 연결되어 있는 제1 영상 스위칭 트랜지스터와, 입사되는 적외선의 변화를 감지하여 적외선 감지신호를 발생하는 제1 센싱 트랜지스터와, 상기 제1 센싱 트랜지스터와 연결되어 상기 적외선 감지신호로부터 제1 위치 정보를 상기 제1 센싱 출력 배선으로 출력하며 게이트가 상기 센싱 게이트 배선과 연결되어 있는 제1 출력 스위칭 트랜지스터,를 구비하는 적외선 센싱 화소;
    상기 기판 상에 형성되며, 상기 영상 게이트 배선과 게이트가 연결되어 있는 제2 영상 스위칭 트랜지스터와, 입사되는 외부광의 변화를 감지하여 외부광 감지신호를 발생하는 제2 센싱 트랜지스터와, 상기 제2 센싱 트랜지스터와 연결되어 상기 외부광 감지신호로부터 제2 위치 정보를 상기 제2 센싱 출력 배선으로 출력하며 게이트가 상기 센싱 게이트 배선과 연결되어 있는 제2 출력 스위칭 트랜지스터,를 구비하는 외부광 센싱 화소;
    상기 제1 센싱 트랜지스터 상에 형성되며, 적외선만을 투과시키는 적외선 필터;
    상기 적외선 센싱 화소 상에 형성되고, 상기 제1 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사되도록 상기 제1 센싱 트랜지스터의 상부에는 상면과 하면을 관통하는 제1 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 제1 영상 스위칭 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제1 화소전극;
    상기 외부광 센싱 화소 상에 형성되고, 상기 제2 센싱 트랜지스터에 외부광이 입사되도록 상기 제2 센싱 트랜지스터의 상부에는 상면과 하면을 관통하는 제2 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 제2 영상 스위칭 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제2 화소전극;
    상기 제1 화소전극 및 제2 화소전극 상에 형성되며, 양성 및 음성으로 대전된 안료 입자들을 포함하는 다수의 미소 캡슐들을 구비하는 전자영동필름; 및
    상기 전자영동필름 상에 형성되는 공통전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적외선 센싱 화소는,
    일단이 상기 제1 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 오프 전압 배선과 연결되어, 상기 제1 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 제1 센싱 커패시터를 더 구비하고,
    상기 외부광 센싱 화소는,
    일단이 상기 제2 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 오프 전압 배선과 연결되어, 상기 제2 센싱 트랜지스터에 외부광이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 제2 센싱 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 적외선 센싱 화소는,
    위치 정보 출력 후, 상기 제1 센싱 커패시터를 초기화하는 제1 리셋 트랜지스터를 더 구비하고,
    상기 외부광 센싱 화소는,
    위치 정보 출력 후, 상기 제2 센싱 커패시터를 초기화하는 제2 리셋 트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 리셋 트랜지스터의 게이트는 인접한 다른 적외선 센싱 화소에 구비된 제1 출력 트랜지스터의 게이트와 연결되어 있는 센싱 게이트 배선과 연결되고,
    상기 제2 리셋 트랜지스터의 게이트는 인접한 다른 외부광 센싱 화소에 구비된 제2 출력 트랜지스터의 게이트와 연결되어 있는 센싱 게이트 배선과 연결되는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하기 위해,
    상기 제1 위치 정보만을 통해 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치를 인식하는 적외선 모드, 상기 제2 위치 정보만을 통해 상기 외부 적외선 광이 입력된 위치를 인식하는 외부광 모드 및 상기 제1 위치 정보와 제2 위치 정보를 통해 상기 외부 적외선 광이 입력된 위치를 인식하는 중첩 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 신호 처리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 적외선 모드는 외부광의 광량이 상대적으로 작은 값을 가질 때 적용되는 모드이고, 상기 외부광 모드는 외부광의 광량이 상대적으로 큰 값을 가질 때 적용되는 모드이며, 상기 중첩 모드는 외부광의 광량이 중간 값을 가질 때 적용되는 모드인 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  24. 제23항에 있어서,
    외부광에 포함된 적외선을 감지하는 외부 적외선 센싱부를 더 구비하고,
    상기 중첩 모드는 상기 외부 적외선 센싱부에서 감지된 적외선의 광량이 상기 외부 적외선 광원의 광량보다 더 작은 경우의 제1 중첩 모드와 상기 외부 적외선 센싱부에서 감지된 적외선의 광량이 상기 외부 적외선 광원의 광량보다 더 큰 경우의 제2 중첩 모드로 구분되는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 위치 정보는 상기 외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 상기 제1 센싱 트랜지스터에 입력되는 적외선 광량이 증가되면 양(+)의 값을 갖고, 상기 제1 센싱 트랜지스터에 입력되는 적외선 광량이 감소되면 음(-)의 값을 가지며,
    상기 제2 위치 정보는 상기 외부 적외선 광원이 입력됨에 따라 상기 제2 센싱 트랜지스터에 입력되는 외부광 광량이 증가되면 양(+)의 값을 갖고, 상기 제2 센싱 트랜지스터에 입력되는 외부광 광량이 감소되면 음(-)의 값을 가지며,
    상기 신호 처리부를 통해 제1 중첩 모드로 설정된 경우에는, 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치는 상기 제1 위치 정보와 상기 제2 위치 정보와의 차이로부터 도출되고,
    상기 신호 처리부를 통해 제2 중첩 모드로 설정된 경우에는, 상기 외부 적외선 광원이 입력된 위치는 상기 제1 위치 정보와 상기 제2 위치 정보의 합으로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 외부 적외선 센싱부는 외부광에 포함된 적외선의 변화를 감지하여 외부 적외선 감지신호를 발생하는 외부 적외선 센싱 트랜지스터를 구비하며,
    상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터의 전기적, 광학적 특성이 상기 제1 센싱 트랜지스터의 전기적, 광학적 특성과 동일한 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 외부 적외선 센싱부는,
    병렬 연결된 복수 개의 외부 적외선 센싱 트랜지스터; 및
    일단이 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지되어, 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터에 적외선이 입사될 때 발생하는 누설전류에 의한 전하가 저장되는 외부 적외선 센싱 커패시터;를 구비하고,
    상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터는 외부광에 포함된 적외선의 변화를 감지하여 외부 적외선 감지신호를 발생하며,
    상기 외부 적외선 센싱 커패시터의 커패시턴스 값은 상기 제1 센싱 커패시터의 커패시턴스 값과 상기 외부 적외선 센싱 트랜지스터의 개수의 곱으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  28. 제18항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 필터는 굴절율이 상대적으로 큰 제1 절연막과 굴절율이 상대적으로 작은 제2 절연막이 교번적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1 절연막은 TiO2, Ta2O5, ZrO2 및 ZnS 중 선택된 1종 이상으로 이루어지고, 상기 제2 절연막은 SiO2, MgF2 및 Na3AlFe 중 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  30. 제18항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 필터는 산화크롬(CrO, Cr2O3) 및 산화망간(MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2, Mn2O7)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어진 단일층 박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  31. 제18항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 출력 스위칭 트랜지스터와 제2 출력 스위칭 트랜지스터의 채널 영역은 비정질 실리콘으로 이루어지고, 상기 제1 센싱 트랜지스터와 제2 센싱 트랜지스터의 채널 영역은 다결정 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  32. 제18항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 화소전극은 상기 제1 영상 스위칭 트랜지스터와 제1 출력 스위칭 트랜지스터에 대해 광차단막 역할을 하도록 빛을 반사시키는 물질로 이루어지며,
    상기 제2 화소전극은 상기 제2 영상 스위칭 트랜지스터와 제2 출력 스위칭 트랜지스터에 대해 광 차단막 역할을 하도록 빛을 반사시키는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  33. 제18항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공통전극은 광을 투과시키는 전도성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 공통전극은 ITO(indium tin oxide), AZO(Al-doped zinc oxide), IZO(indium zinc oxide), 탄소나노튜브 및 그라핀(graphene) 중 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
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