KR20100120618A - 정보인식 표시장치 - Google Patents

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KR20100120618A
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이희승
김형걸
윤경훈
조재현
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 정보인식 표시장치는 정보인식 기판, 스위칭 기판 그리고 그 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 정보인식 기판은 행렬 행태로 배치되며 감지 신호들을 생성하는 광 감지부들, 상기 감지 신호들의 출력을 제어하기 위해 주사 신호들을 전달하는 감지 주사선들 및 상기 주사 신호들에 따라 상기 감지 신호들을 전달하는 감지 신호선들을 포함하되, 적어도 2개 이상의 감지 주사선들에 동일한 주사 신호들이 동시에 인가하는 것을 특징으로 하며, 상기 스위칭 기판은 행렬 행태로 배치된 다수의 화소 전극들, 상기 화소 전극들에 각각 연결된 다수의 스위칭 소자들, 상기 다수의 스위칭 소자들에 연결된 스위칭 주사선들 및 스위칭 신호선들을 포함한다. 상기와 같은 정보인식 표시장치는 광 감지부와 스위칭 소자 상호 간의 전기적 영향을 감소시키거나 정보인식 속도를 개선할 수 있어, 개선된 정보인식 표시장치를 제공할 수 있다.
정보인식 표시장치, 터치 패널, 터치 스크린, 액정 표시장치

Description

정보인식 표시장치{Information Detectable Display Device}
본 발명은 정보인식 표시장치에 관한 것으로, 특히 광 감지부를 구비한 정보인식 표시장치에 관한 것이다.
액정 표시장치(LCD)는 화소 전극들과 공통 전극을 구비하는 기판들과 상기 기판들 사이에 개재된 유전율 이방성을 갖는 액정층을 포함한다. 상기 화소 전극들은 행렬 형태로 배치되며, 박막 트랜지스터와 같은 스위칭 소자에 연결되어 데이터 전압들을 인가받는다. 공통 전극은 두 개의 기판들 중 하나의 전체 표면에 형성되며, 공통 전압을 인가받는다. 화소 전극, 상기 화소 전극에 대향하여 배치되는 공통전극 및 그 사이에 개재된 액정층은 액정 커페시터를 형성한다. 통상 액정 커패시터 및 이에 연결된 스위칭 소자는 단위 화소를 형성하며 다수의 단위 화소는 행렬 형태로 배치된다.
정보인식 표시장치는 문자를 쓰기 위해, 그림을 그리기 위해 또는 아이콘(Icon)을 활성화시키기 위해 손가락 또는 스타일러스를 접촉하여 위치정보나 터치정보를 인식하는 표시장치이다.
일정한 영역에서 선택된 지점의 위치정보나 터치정보를 인식하는 장치는 크 게 저항 방식으로 정보를 인식하는 장치와 광의 변화를 통해 정보를 인식하는 장치가 있다. 전자는 상, 하부 기판들에 존재하는 수평 또는 수직으로 배열된 복수의 저항선들이 외부 자극에 의해 서로 접촉하고 이를 통해 저항 변화를 감지함으로써 위치정보나 터치정보를 인식하는 방법이다. 반면, 후자는 광량의 변화를 광 감지부가 인식하여 위치정보나 터치정보를 인식하는 방법이 있다.
저항 방식으로 정보를 인식하는 장치는 투명한 기판에 형성함으로써 손쉽게 다른 표시장치 상에 결합 될 수 있다는 장점을 갖으며 광량의 변화를 광 감지부가 인식하는 방식은 광 감지부를 표시장치 내에 형성함으로써 추가적인 두께 증가 없이 표시장치와 결합 될 수 있다는 장점을 갖는다. 그러나 저항 방식은 표시장치의 휘도를 감소시키거나 전체적인 두께를 증가시킨다는 문제점을 갖는다.
따라서, 표시장치 내부에 형성하면서 광량의 변화에 따라 위치정보 및 터치정보를 인식하는 장치가 연구되고 있다. 그러나 광량의 변화를 광 감지부가 인식하는 방식은 광 감지부가 표시장치의 내부에 함께 형성됨으로써, 표시장치의 다른 구성 요소로부터 영향을 받을 수 있는 문제점을 갖는다. 또한 표시 장치가 대형화됨 에 따라, 위치정보 및 터치정보를 빠르게 처리할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 감지부와 스위칭 소자 상호 간의 전기적 영향을 감소시키거나 정보인식 속도를 개선할 수 있는 개선된 정보인식 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 정보인식 표시장치는 광 감지부를 포함하는 정보인식 기판, 상기 정보인식 기판에 대향하여 배치되는 스위칭 기판을 포함한다.
상기 정보인식 기판의 일 실시예에 따라, 상기 정보인식 기판은 행렬 행태로 배치되며 감지 신호들을 생성하는 광 감지부들, 상기 감지 신호들의 출력을 제어하기 위해 주사 신호들을 전달하는 감지 주사선들 및 상기 주사 신호들에 따라 상기 감지 신호들을 전달하는 감지 신호선들을 포함하되, 적어도 2개 이상의 감지 주사선들에 동일한 주사 신호들이 동시에 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기 정보인식 기판의 다른 일 실시예에 따라, 상기 정보인식 기판은 적어도 2개 이상의 감지 주사선들이 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
상기 정보인식 기판의 다른 일 실시예에 따라, 상기 정보인식 기판은 상기 감지 주사선들에 주사 신호들을 인가하며, 상기 정보 인식 기판의 제 1 면에 전기적으로 연결된 제 1 감지 주사부 및 제 2 감지 주사부, 상기 광 감지부들 중 상기 제 1 감지 주사부에 전기적으로 연결된 제 1 광 감지부들로부터 제 1 감지 신호들을 받으며, 상기 정보 인식 기판의 제 2 면에 전기적으로 연결된 제 1 광 판독부 그리고 상기 광 감지부들 중 상기 제 2 감지 주사부에 전기적으로 연결된 제 2 광 감지부들로부터 제 2 감지 신호들을 받으며, 상기 정보 인식 기판의 제 3면에 전기적으로 연결된 제 2 광 판독부를 더 포함한다. 경우에 따라, 상기 제 1 감지 주사부와 제 2 감지 주사부는 각각 동일한 주사 신호들을 동시에 상기 감지 주사선들에 인가할 수 있다.
상기 스위칭 기판의 일 실시예에 따라, 상기 스위칭 기판은 행렬 행태로 배치된 다수의 화소 전극들, 상기 화소 전극들에 각각 연결된 다수의 스위칭 소자들, 상기 다수의 스위칭 소자들에 연결된 스위칭 주사선들 및 스위칭 신호선들을 포함한다.
게다가 상기 감지 주사선들 및 감지 신호선들에 대응하는 위치에 상기 스위칭 주사선들 및 스위칭 신호선들이 배치되어 상호 중첩될 수 있으며, 상기 감지 주사선들의 개수는 상기 스위칭 주사선들의 개수보다 적거나, 상기 감지 신호선들의 개수는 상기 스위칭 신호선들의 개수보다 적을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따라, 상기 컬러필터들 사이에 차광층을 더 포함하되, 상기 차광층과 상기 감지 신호선들은 서로 중첩할 수 있다. 상기 정보인식 기판은 상기 다수의 화소 전극들과 함께 액정 분자의 움직임을 제어하기 위한 공통전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 정보 인식 기판은 정보인식 기판 및 스위칭 기판을 포함한다. 상기 정보인식 기판은 제1 기판, 상기 제1 기판에 매트릭스 형태로 배열되며 각각이 복수의 제1, 제2, 제3 및 제4 감지신호들을 발생하는 복수의 제1 및 제2 그룹의 광 감지부들, 상기 제1 기판의 제1 측면의 제1 부분에 배치되며 복수의 제1 주사 신호들을 제1 주사 신호선들을 통해 상기 제1 그룹의 광 감지부들로 전달하는 제1 주사 신호부, 상기 제1 기판의 상기 제1 측면의 제1 부분에 인접한 제2 부분에 배치되며 복수의 제2 주사 신호들을 제2 주사 신호선들을 통해 상기 제2 그룹의 광 감지부들로 전달하는 제2 주사 신호부, 및 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 감지신호들을 복수의 제1, 제2, 제3 및 제4 감지 신호선들을 통해 광 감지부로부터 전달받는 광 판독부를 포함한다. 상기 스위칭 기판은 복수의 픽셀을 포함한다.
상기 광 판독부는 상기 제1 기판의 제2 측면에 배치되며, 상기 제1 그룹의 광 감지부들로부터 상기 제1 및 제2 감지 신호선들을 통해 상기 제1 및 제2 감지신호들을 전달받는 제1 광 판독부, 및 상기 제1 기판의 제3 측면에 배치되며, 상기 제2 그룹의 광 감지부들로부터 상기 제3 및 제4 감지 신호선들을 통해 상기 제3 및 제4 감지신호들을 전달받는 제2 광 판독부를 포함할 수 있으며, 상기 제3 측면은 상기 제2 측면의 반대쪽에 배치될 수 있다.
상기 광 판독부는 상기 제1 기판의 제2 측면의 제1 부분에 배치되며, 상기 제1 그룹의 제1 서브그룹의 광 감지부들로부터 상기 제1 감지 신호선들을 통해 상기 제1 감지신호들을 전달받는 제1 광 판독부, 상기 제1 기판의 제2 측면의 제2 부분에 배치되며, 상기 제1 그룹의 제2 서브그룹의 광 감지부들로부터 상기 제2 감지 신호선들을 통해 상기 제2 감지신호들을 전달받는 제2 광 판독부, 상기 제1 기판의 제3 측면의 제1 부분에 배치되며, 상기 제2 그룹의 제1 서브그룹의 광 감지부들로부터 상기 제3 감지 신호선들을 통해 상기 제3 감지신호들을 전달받는 제3 광 판독부, 및 상기 제1 기판의 제3 측면의 제2 부분에 배치되며, 상기 제2 그룹의 제2 서브그룹의 광 감지부들로부터 상기 제4 감지 신호선들을 통해 상기 제4 감지신호들을 전달받는 제4 광 판독부를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 측면의 제2 부분은 상기 제2 측면의 제1 부분에 인접하고, 상기 제3 측면의 제2 부분은 상기 제3 측면의 제1 부분에 인접하고, 상기 제2 측면은 상기 제3 측면과 반대쪽에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 정보 인식 방법은, 제1 기판에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 광 감지부들에 의해 복수의 감지신호들을 생성하는 단계를 포함한다. 적어도 두 개의 주사 신호선들이 유사한 주사 신호를 동시에 전달하도록, 주사 신호부로부터 복수의 주사 신호선들을 통해 상기 광 감지부들로 복수의 주사 신호들을 전달한다. 상기 주사 신호들에 응답하여, 상기 광 감지부들로부터 복수의 감지 신호선들을 통해 광 판독부로 상기 감지 신호들을 전달한다. 상기 감지 신호들이 상기 광 판독부에 의해 처리되어 콘트롤러로 전달된다. 상기 주사 신호들과 상기 감지 신호들에 기초하여 상기 감지 신호들의 위치를 결정한다.
본 발명에 따른 정보인식 표시장치는 광 감지부와 스위칭 소자 상호 간의 전기적 영향을 감소시키거나 정보인식 속도를 개선할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1 내지 3은 정보인식 기판의 실시예들에 따른 블록도들이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정보인식 기판(300)은 광 감 지부(900), 감지 주사부(700), 광 판독부(800), 그리고 이들을 제어하는 제어부(610)를 포함한다.
신호선들(S, P)은 주사 신호들을 전달하는 복수의 감지 주사선들(S:S1-Sn)과 감지 신호들을 전달하는 복수의 감지 신호선들(P:P1-P2m)을 포함한다. 감지 주사선들(S)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 감지 신호선들(P)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
제어부(610)는 감지 주사부(700)에서 출력되는 주사 신호를 제어하고, 광 판독부(800)에서 소정의 처리를 거친 광 판독 신호를 받는다. 상기 제어부(610)는 상기 광 판독 신호를 별도의 처리장치에 전달할 수 있다. 한편, 상기 제어부(610)는 상기 광 판독부(800) 및 광 감지부들(900)의 초기화(리셋)를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 정보 인식 기판(300)에서 정보를 인식하는 동작은 다음과 같다.
감지 주사부(700)로부터 감지 주사선들(S:S1-Sn)에 순차적으로 출력되는 감지 주사 신호에 대응하여, 광 판독부(800)로부터 감지 신호들이 감지 신호선들(P:P1-P2m)을 통해 광 판독부(800)에 전달된다. 전달된 감지 신호들은 광 판독부(800)에서 소정의 처리를 거쳐 제어부(610)에 전달된다. 제어부(610) 또는 제어부(610)에 연결되어 있는 처리장치에서 출력된 주사 신호와 광 판독부(800)에 전달된 감지 신호를 기초로 외부 자극의 위치 등을 판단한다.
상기 감지 주사선(S)의 개수가 상기 감지 주사부(700)에서 인가되는 감지 주 사 신호의 출력단 개수보다 많아, 적어도 2 이상의 감지 주사선들에게 동일한 주사 신호를 동시에 인가할 수 있도록, 인접한 감지 주사선들(S)을 서로 전기적으로 연결하게 하는 연결부(St1~Stq)가 더 포함된다.
한편, 상기 감지 주사부(700)는 여러 개의 감지 주사부들(700)로 이루어질 수 있으며, 상기 광 판독부(800) 역시 여러 개의 광 판독부들(800)로 이루어질 수 있다.
이와 같이 적어도 2 이상의 감지 주사선들(S)에 동일한 주사 신호를 인가함으로써, 외부 자극의 위치정보 등을 빠르게 인식할 수 있다. 예컨대, 세로로 n개 가로로 m개의 광 감지부들(900)이 배치되어 있는 제 2 기판(30)에서, 인접한 2 개의 감지 주사선들(S)이 서로 연결되어 있다면, 감지 주사선들(S)이 개별적으로 존재하는 경우에 비해 제 2 기판(30) 전체의 위치 정보를 2 배의 속도로 인식할 수 있다. 다만, 2 개의 감지 주사선들(S)이 서로 연결되어 있다면, 2 X m 개의 감지 신호선들이 요구된다. 만약, 인접한 r 개의 감지 주사선들(S)이 서로 연결되어 있다면, 제 2 기판(30) 전체의 위치 정보를 r배의 속도로 인식할 수 있지만, 감지 신호선들은 r X m 개가 요구된다.
도 2를 참조하면, 본 도면에 따른 정보인식 기판(300)의 실시예는 제 2 기판(30) 상에 행렬 형태로 배치된 광 감지부들(900)을 2개의 그룹으로 나누어 각각의 그룹을 개별적으로 동작시킨다. 즉 서로 다른 제 1 및 제 2 광 판독부들(800)을 제 2 기판(30)의 상부면 및 하부면에 배치하고, 제 1 그룹에 속하는 광 감지부(900)에 주사 신호를 인가하기 위한 제 1 감지 주사부(701) 및 제 2 그룹에 속하 는 광 감지부(900)에 주사 신호를 인가하기 위한 제 2 감지 주사부(702)를 제 2 기판(30)의 측면에 배치한다. 상기 제 1 감지 주사부(701)의 제 1 주사 신호와 제 2 감지 주사부(702)의 제 2 주사 신호는 동일한 주사 신호이며 동시에 각각의 감지 주사선(S1-Sn)에 인가될 수 있다.
상기 감지 신호선들(P1-Pm)은 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹에 속하는 광 감지부들(900)에 각각 연결된 제 1 감지 신호선들(P) 및 제 2 감지 신호선들(P)로 이루어지면 각각 제 1 광 판독부(801)및 제 2 광 판독부(802)에 연결된다. 상기 제 1 감지 신호선들(P) 및 제 2 감지 신호선들(P)은 서로 절연되어 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 감지 주사부들(701, 702)은 각각 여러 개의 감지 주사부들(700)로 이루어질 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 광 판독부(801, 802) 역시 각각 여러 개의 광 판독부들(800)로 이루어 질 수 있다.
이와 같이 제 1 감지 주사부(701) 및 제 2 감지 주사부(702)의 주사 신호들을 서로 중첩시켜 기판 전체의 위치 정보 인식 속도를 개선할 수 있다. 예컨대, 제 1 감지 주사부(701) 및 제 2 감지 주사부(702)의 주사 신호를 동시에 각각의 감지 주사선에 인가하면, 기판(30) 전체의 위치 정보 인식 속도를 2배로 향상시킬 수 있다.
도 2와 관련하여 위에서 설명한 것 이외의 부분은 도 1의 설명과 같다.
도 3을 참조하면, 본 도면에 따른 정보인식 기판(300)의 실시예는 도 2와 같이 제 2 기판(30) 상에 행렬 형태로 배치된 광 감지부들(900)을 2개의 그룹으로 나 누어 각각의 그룹을 개별적으로 동작시킨다. 다만, 2개의 그룹을 각각 2개의 서브 그룹으로 다시 나누어 각각의 서브 그룹에 속하는 광 감지부들(900)로부터 전달 받는 감지 신호들을 독립적으로 처리하는 광 판독부들(800)을 구비한 것이다. 제1 그룹의 제1 서브그룹의 광 감지부들은 왼쪽상부(33)에 배열되고, 제1 그룹의 제2 서브그룹의 광 감지부들은 오른쪽상부(34)에 배열된다. 제2 그룹의 제1 서브그룹의 광 감지부들은 왼쪽하부(35)에 배열되고, 제2 그룹의 제2 서브그룹의 광 감지부들은 오른쪽하부(36)에 배열된다. 상기 제1 그룹의 상기 제1 및 제2 서브그룹들 및 상기 제2 그룹의 상기 제1 및 제2 서브그룹들은 4개의 판독부들(811, 812, 813, 84)에 각각 연결된다. 예를 들어, 상기 제1 그룹의 상기 제1 서브그룹은 제1 판독부(811)에 연결되고, 상기 제1 그룹의 상기 제2 서브그룹은 제2 판독부(812)에 연결되고, 상기 제2 그룹의 상기 제1 서브그룹은 제3 판독부(813)에 연결되며, 상기 제2 그룹의 상기 제2 서브그룹은 제4 판독부(814)에 연결된다.
도 3와 관련하여 위에서 설명한 것 이외의 부분은 도 1 및 도 2의 설명과 같다.
도 4 는 실시예에 따른 광 감지부의 등가 회로도이다.
도 4를 참조하면, 각 광 감지부들(900)은 신호선(SR, SG)에 연결된 감지 소자(QP), 신호선(S:Sj, P:Pj)에 연결된 스위칭 소자(QS2) 그리고 감지 축전기(CP)를 포함한다. 감지 축전기(CP)는 필요에 따라 생략할 수 있다. 상기 감지 소자(Qp) 및 스위칭 소자(Qs2)는 3단자 소자로 박막 트랜지스터일 수 있다.
감지 소자(Qp)의 제어 단자(n1)는 감지소자 게이트선(SG)에, 출력 단자(n2)는 감지 축전기(Cp) 및 스위칭 소자(Qs2)에, 입력 단자(n3)는 기준 전압선(SR)에 각각 연결되어 있다. 감지 축전기(Cp)는 감지 소자(Qp)의 출력 단자(n2)와 기준 전압선(SR) 사이에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Qs2)의 제어 단자 및 출력 단자는 각각 감지 주사선(Sj)과 감지 신호선(Pj)에 연결되어 있으며, 입력 단자는 감지 소자(Qp)의 출력 단자(n2)에 연결되어 있다.
비정질 규소로 이루어진 감지 소자(QP)의 채널부에 빛이 조사되면 광전류가 형성되고, 기준 전압선(SG)에 인가된 기준 전압에 의해 광전류가 감지 신호 축전기(CP) 및 스위칭 소자(QS2) 방향 또는 그 역 방향으로 흐르고, 감지 축전기(CP)는 광전류에 따른 전하를 축적하여 소정 전압을 유지한다.
스위칭 소자(QS2)의 제어 단자 및 출력 단자는 각각 감지 주사선(Sj)과 감지 신호선(Pj)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(QS2)는 감지 주사선(Sj)에 스위칭 소자(QS2)를 턴 온시키는 주사 신호가 인가되면 감지 축전기(CP)에 저장되어 있는 감지 신호 또는 광전류에 의한 감지 신호를 감지 신호선(Pj)에 전달한다.
한편, 감지소자 게이트선(SG)에 주기적으로 턴 온 신호를 인가하여, 감지 소자(QP) 를 초기화할 수 있으며, 감지 기준 전압선(SR)에 인가된 전압 또한 초기화 과정 동안 다른 전압으로 변경될 수 있다.
광 감지부(900)의 동작은 다음과 같다. 상기 광 감지부(900)가 동작을 시작 하기 위해서는 하기와 같은 조건들이 필요하다. 즉, 감지 소자(QP)의 출력 단자(n2) 및 입력 단자(n3) 사이에 전위차가 발생한다. 감지 기준 전압선(SG)의 전위가 감지소자 게이트선(SR)의 전위보다 낮아야 하며, 이는 감지 소자(QP)가 Off 상태임을 의미한다. 또한, 감지 주사선(Sj)의 전위가 출력 단자(n2)의 전위보다 낮아야 하며, 이는 스위칭 소자(QS2)가 Off 상태임을 의미한다.
이후, 상기 광 감지부(900)은 하기와 같이 동작한다. 즉, 광자가 Off 상태의 감지 소자(QP)에 도달하면, 도달한 광자에 의해 감지 소자(QP) 내부에 전자-정공 쌍이 발생한다. 이 경우, 출력 단자(n2)의 전위가 입력 단자(n3)의 전위보다 높으므로, 전류는 출력 단자(n2)에서 입력 단자(n3)로 흐른다. 감지 신호 축전기(CP)에 충전된 양(+) 전하는 출력 단자(n2)에서 입력 단자(n3)로 흐른다. 따라서, 감지 신호 축전기(CP)의 전하량은 빛에 의해 감소하며, 결과적으로 출력 단자(n2)의 전위가 감소한다.
스위칭 소자(QS2)는 하기와 같이 동작한다. 소정의 시간 이후, 스위칭 소자(QS2)는 턴-온된다. 즉, 감지 주사선(Sj)의 전위가 출력 단자(n2)의 전위보다 높으며, 양(+) 전하는 감지 신호선(Pj)을 통해 흐른다. 양(+) 전하는 스위칭 소자(QS2)를 통해 감지 신호 축전기(CP)에 도달하며, 결과적으로 감지 신호 축전기(CP)는 충전된다.
도 5은 스위칭 기판의 한 실시예에 따른 블록도이다. 본 도면은 액정 표시장치의 스위칭 기판(300) 블록도지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 5을 참조하면, 스위칭 기판(100)은 화소 영역들(1000), 영상 주사부(400), 데이터 구동부(500) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
신호선들(G:G1-Gn, D:D1-Dm)은 영상 주사 신호를 전달하는 복수의 스위칭 주사선들(G:G1-Gn)과 영상 데이터 신호를 전달하는 스위칭 신호선들(D:D1-Dm)을 포함한다. 스위칭 주사선들(G:G1-Gn)과 상기 도 1 내지 3의 감지 주사선들(S:S1-Sn)은 비록 서로 다른 기판에 형성되어 있지만, 두 주사선들 모두 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 스위칭 신호선들(D:D1-Dm)과 상기 도 1 내지 3의 감지 신호선들(P:P1-Pm) 역시 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 처리하고 영상 주사 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 영상 주사 제어 신호(CONT1)를 영상 주사부(400)로 전달하고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동 부(500)로 전달한다.
화소 영역들(1000)은 적어도 하나의 스위칭 소자와 상기 스위칭 소자에 연결된 화소 전극을 포함한다. 스위칭 주사선들에 인가되는 온 전압(Von)에 따라 스위칭 소자가 턴-온 되고 스위칭 신호선에 인가되는 영상 전압이 화소 전극에 전달된다. 도 6은 정보인식 기판과 스위칭 기판의 배치도이다.
도 6을 참고하면, 정보인식 기판(300)과 스위칭 기판(100)은 서로 대향하며 배치된다.
스위칭 기판(100)의 제 1 기판(10) 측면들에는 연성필름들이 전기적으로 연결된다. 각각의 연성필름은 영상 주사부(400) 또는 구동 신호부(500)를 포함하며, 제 1 기판(10)의 스위칭 신호선들 또는 스위칭 주사선들과 전기적으로 연결된다. 한편, 신호 제어부(600)는 제 1 주 회로 기판(550) 상에 배치되며 구동 신호부들(500) 및 영상 주사부들(400)에 제어신호를 전달한다. 경우에 따라 영상 주사부(400)는 제 1 기판(10) 상에 실장될 수 있다.
한편, 스위칭 기판(100)의 화소 영역들(1000)은 빨강, 파랑 그리고 녹색의 컬러필터들을 포함할 수 있다. 컬러필터들을 스위칭 기판(100)에 형성한다. 정보인식 기판(300)의 제 2 기판(30) 측면들에는 스위칭 기판(100)과 마찬가지로 연성필름들이 전기적으로 연결된다. 각각의 연성필름은 감지 주사부(700) 또는 광 판독부(800)를 포함하며, 제 2 기판(30)의 감지 신호선들 또는 감지 주사선들과 전기적으로 연결된다. 한편, 제어부(610)는 제 2 주 회로 기판(850) 상에 배치되며 광 판 독부들(800) 및 감지 주사부들(700)에 제어신호를 전달한다. 경우에 따라 감지 주사부(700)는 제 2 기판(30) 상에 실장될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 주 회로 기판(550, 850)들은 서로 반대 측면들에 각각 배치될 수 있다. 경우에 따라, 제 2 주회로 기판(850)은 생략될 수 있으며, 이 경우 감지 주사부들(700) 및 광 판독부들(800)이 직접 제 1 주 회로 기판(550)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1 기판(10)의 스위칭 신호선들(D) 및 스위칭 주사선들(G)과 제 2 기판(30)의 감지 신호선들(P) 및 감지 주사선들(S)은 서로 대향하는 제1 및 제 2 기판들(10, 30)의 내측 표면들에 위치한다. 게다가 상기 감지 주사선들(S) 및 감지 신호선들(P)에 대응하는 위치에 상기 스위칭 주사선들(G) 및 스위칭 신호선들(D)이 배치되어 상호 중첩될 수 있으며, 상기 감지 주사선들(S)의 개수는 상기 스위칭 주사선들(G)의 개수보다 적거나, 상기 감지 신호선들(P)의 개수는 상기 스위칭 신호선들(D)의 개수보다 적을 수 있다.
상기 스위칭 기판(100)의 제1 기판(10) 후면에는 경우에 따라 백라이트가 위치할 수 있다. 또한 상기 정보인식 기판(300)의 제 2 기판(30) 외측에는 편광판 또는 보상필름들이 부착될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 정보인식 표시장치의 실시예들에 따른 소자 단면도이다.
도 7을 참조하면, 스위칭 기판(100)은 제 1 기판(10) 상에 3단자 소자인 스위칭 소자(Qs1) 및 그 상부에 유기 절연막(23)을 포함한다. 상기 유기 절연막(23)은 스위칭 소자(Qs1)의 전극을 노출시키는 컨택홀을 갖으며, 그 상부에 화소 전 극(25)인 투명 전극이 형성된다. 상기 화소 전극(25)은 컨택홀을 통해 스위칭 소자(Qs1)의 전극과 전기적으로 연결된다.
상기 유기 절연막(23)은 빨강, 파랑 그리고 녹색의 컬러필터 층들일 수 있으며, 서로 다른 색의 컬러필터 층들(23, 23') 사이에 차광막(24)이 배치될 수 있다. 한편, 상기 차광막(24)은 스위칭 소자(Qs1) 상부에 위치될 수 있다.
정보인식 기판(300)은 제 2 기판(30) 상에 광 감지부(900) 및 공통전극(43)을 포함한다. 광 감지부(900)의 감지 소자(Qp) 및 감지 스위칭 소자(Qs2; 도시하지 않음)는 스위칭 소자(Qs1)와 같은 3 단자 소자로 구성될 수 있다. 다만, 감지 소자(Qp)는 채널 부에 외부 광이 조사될 수 있도록 게이트 전극(32) 또는 그 일부가 투명하거나, 동일한 신호가 인가되는 게이트 전극(32)이 서로 떨어져 위치할 수 있다. 정보인식 기판(300)의 광 감지부(900)는 상기 스위칭 기판(100)의 스위칭 소자(Qs1)와 중첩하여 위치하거나, 상기 스위칭 기판(100)의 차광막(24)과 중첩하여 위치할 수 있다.
상기 스위칭 소자(Qs1) 및 감지 소자(Qp) 모두 기판(10, 30) 상에 게이트 전극(12, 32), 게이트 절연막(14, 34), 반도체 층(16, 36) 및 소스/드레인 전극(18, 19; 38, 39)을 갖는다. 또한 소스/드레인 전극(18, 19; 38, 39) 상에 위치하며 채널부인 반도체 층(16, 36)과 접하는 보호막(21, 41)을 더 포함한다.
제 1 기판(10)과 제 2 기판(30) 사이에 액정층(150)이 개재되어 정보 인식 표시장치를 형성할 수 있다.
도 8를 참조하면, 스위칭 기판(100)은 상기 화소 전극(25)과 함께 액정 분자 의 움직임을 제어하기 위한 대향 전극(29)을 더 포함할 수 있다. 상기 화소 전극(25)은 하나의 전극 층이며, 대향 전극(29)은 막대 형태의 전극들일 수 있다. 경우에 따라 상기 화소 전극(25) 및 대향 전극(29) 모두 막대 형태의 전극들일 수 있다. 또는 상기 화소 전극이 막대 형태의 전극들이고 대향 전극은 하나의 전극 층일 수 있다. 이러한 경우 화소 전극이 대향 전극 상에 위치한다.
도 8와 관련하여 위에서 설명한 것 이외의 부분은 도 7의 설명과 같다.
도 9는 정보인식 표시장치의 제 3 실시예에 따른 소자 단면도이다.
본 실시예에 의한 정보인식 표시장치는 도 7 및 8에서 이미 설명한 실시예에 의한 정보인식 표시장치와 정보인식기판(301)을 제외하고는 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 이를 제외한다.
도 9를 참조하면, 광 감지부(900)은 제2 기판(30)에 형성된 제1 및 제2 센싱 소자들(901, 902)을 포함한다.
상기 제1 센싱 소자(901)는 제1 게이트 전극(51), 반도체층(56), 소스 및 드레인 전극들(54, 53) 및 제2 게이트 전극(59)을 포함하는 게이트 2중막 구조를 갖는다.
상기 제2 센싱 소자(902)는 반도체층(57), 소스 및 드레인 전극들(55, 54') 및 게이트 전극(60)을 포함하는 탑-게이트 구조를 갖는다.
제1 게이트 전극(51)은 상기 제2 기판(30)에 형성된다. 제1 게이트 절연층(52)는 상기 제1 게이트 전극(51)이 형성된 제2 기판(30)의 전면에 형성된다. 반도체층들(56, 57)은 소정거리 이격되어 상기 제1 게이트 절연층(52) 상에 형성된 다. 상기 제1 센싱 소자(901)의 소스 및 드레인 전극들(54, 53)은 상기 반도체층(56)이 형성된 제1 게이트 절연층(52) 상에 형성된다. 이 경우, 상기 제2 센싱 소자(902)의 소스 및 드레인 전극들(55, 54')은 상기 반도체층(57)이 형성된 제1 게이트 절연층(52) 상에 형성된다. 보호층(58)은 상기 소스 및 드레인 전극들(53, 54, 54', 55)이 형성된 상기 제1 게이트 절연층(52)의 전면에 형성된다. 상기 제1 센싱 소자(901)의 상기 제2 게이트 전극(59)은 반도체층(56)이 형성된 영역에 대응하도록 상기 보호층(58) 상에 형성되며, 상기 제2 센싱 소자(902)의 상기 게이트 전극(60)은 반도체층(57)이 형성된 영역에 대응하도록 상기 보호층(58) 상에 형성된다. 제2 게이트 절연층(61)은 상기 제2 게이트 전극(59)과 상기 게이트 전극(60)이 형성된 보호층(58) 상에 형성된다.
컬러 필터들(62, 63, 64)은 상기 제2 게이트 절연층(61) 상에 형성된다. 상기 컬러 필터들(62, 63, 64)은 각각 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 컬러 필터일 수 있다. 블랙 매트릭스(65)는 상기 컬러 필터들(62, 63, 64) 사이의 경계영역과 상기 광 감지부(900)가 형성된 영역에 형성된다. 유기층(66)은 상기 컬러 필터들(62, 63, 64) 및 상기 블랙 매트릭스(65) 상에 형성된다. 공통 전극(67)은 상기 유기층(66) 전면에 형성된다.
이와 달리, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 컬러 필터들(62, 63, 64)는 스위칭 소자(Qs1)가 형성된 제1 기판(10)의 상부에 형성될 수도 있다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 실시예를 중심으로 기술하였다. 관련 기술 분야의 숙 련된 사람에 의해 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
도 1은 정보인식 기판의 제 1 실시예에 따른 블록도이다.
도 2는 정보인식 기판의 제 2 실시예에 따른 블록도이다.
도 3은 정보인식 기판의 제 3 실시예에 따른 블록도이다.
도 4는 광 감지부의 일 실시예에 따른 등가 회로도이다.
도 5은 스위칭 기판의 제 1 실시예에 따른 블록도이다.
도 6은 정보인식 기판과 스위칭 기판의 배치도이다.
도 7은 정보인식 표시장치의 제 1 실시예에 따른 소자 단면도이다.
도 8는 정보인식 표시장치의 제 2 실시예에 따른 소자 단면도이다.
도 9는 정보인식 표시장치의 제 3 실시예에 따른 소자 단면도이다.

Claims (20)

  1. 행렬 행태로 배치되며 감지 신호들을 생성하는 광 감지부들, 상기 감지 신호들의 출력을 제어하기 위해 주사 신호들을 전달하는 감지 주사선들 및 상기 주사 신호들에 따라 상기 감지 신호들을 전달하는 감지 신호선들을 포함하되, 적어도 2개 이상의 감지 주사선들에 동일한 주사 신호들이 동시에 인가되는 정보인식 기판;
    행렬 행태로 배치된 다수의 화소 전극들, 상기 화소 전극들에 각각 연결된 다수의 스위칭 소자들, 상기 다수의 스위칭 소자들에 연결된 스위칭 주사선들 및 스위칭 신호선들을 포함하는 스위칭 기판을 포함하는 정보인식 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감지 주사선들 및 감지 신호선들에 대응하는 위치에 스위칭 주사선들 및 스위칭 신호선들이 배치되어 상호 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 감지 주사선들의 개수는 상기 스위칭 주사선들의 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 감지 신호선들의 개수는 상기 스위칭 신호선들의 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 기판은 컬러필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 컬러필터들 사이에 차광층을 더 포함하되, 상기 차광층과 상기 감지 신호선들은 서로 중첩하는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정보인식 기판은 상기 다수의 화소 전극들과 함께 액정 분자의 움직임을 제어하기 위한 공통전극을 더 포함하는 정보인식 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 적어도 2개 이상의 감지 주사선들이 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 감지 주사선들에 주사 신호들을 인가하며, 상기 정보 인식 기판의 제 1 면에 전기적으로 연결된 제 1 감지 주사부 및 제 2 감지 주사부;
    상기 광 감지부들 중 상기 제 1 감지 주사부에 전기적으로 연결된 제 1 광 감지부들로부터 제 1 감지 신호들을 받으며, 상기 정보 인식 기판의 제 2 면에 전기적으로 연결된 제 1 광 판독부;
    상기 광 감지부들 중 상기 제 2 감지 주사부에 전기적으로 연결된 제 2 광 감지부들로부터 제 2 감지 신호들을 받으며, 상기 정보 인식 기판의 제 3면에 전기적으로 연결된 제 2 광 판독부를 더 포함하는 정보인식 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 감지 주사부와 제 2 감지 주사부는 각각 동일한 주사 신호들을 동시에 상기 감지 주사선들에 인가하는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 감지 주사선들 및 감지 신호선들에 대응하는 위치에 스위칭 주사선들 및 스위칭 신호선들이 배치되어 상호 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 감지 주사선들의 개수는 상기 스위칭 주사선들의 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 감지 신호선들의 개수는 상기 스위칭 신호선들의 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 스위칭 기판은 컬러필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 컬러필터들 사이에 차광층을 더 포함하되, 상기 차광층과 상기 감지 신호선들은 서로 중첩하는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 정보인식 기판은 상기 다수의 화소 전극들과 함께 액정 분자의 움직임을 제어하기 위한 공통전극을 더 포함하는 정보인식 표시장치.
  17. 제1 기판, 상기 제1 기판에 매트릭스 형태로 배열되며 각각이 복수의 제1, 제2, 제3 및 제4 감지신호들을 발생하는 복수의 제1 및 제2 그룹의 광 감지부들, 상기 제1 기판의 제1 측면의 제1 부분에 배치되며 복수의 제1 주사 신호들을 제1 주사 신호선들을 통해 상기 제1 그룹의 광 감지부들로 전달하는 제1 주사 신호부, 상기 제1 기판의 상기 제1 측면의 제1 부분에 인접한 제2 부분에 배치되며 복수의 제2 주사 신호들을 제2 주사 신호선들을 통해 상기 제2 그룹의 광 감지부들로 전달하는 제2 주사 신호부, 및 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 감지신호들을 복수의 제1, 제2, 제3 및 제4 감지 신호선들을 통해 광 감지부로부터 전달받는 광 판독부를 포함하는 정보인식 기판; 및
    복수의 픽셀을 포함하는 스위칭 기판을 포함하는 정보인식 표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광 판독부는
    상기 제1 기판의 제2 측면에 배치되며, 상기 제1 그룹의 광 감지부들로부터 상기 제1 및 제2 감지 신호선들을 통해 상기 제1 및 제2 감지신호들을 전달받는 제1 광 판독부; 및
    상기 제1 기판의 제3 측면에 배치되며, 상기 제2 그룹의 광 감지부들로부터 상기 제3 및 제4 감지 신호선들을 통해 상기 제3 및 제4 감지신호들을 전달받는 제2 광 판독부를 포함하며,
    상기 제3 측면은 상기 제2 측면의 반대쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 광 판독부는
    상기 제1 기판의 제2 측면의 제1 부분에 배치되며, 상기 제1 그룹의 제1 서브그룹의 광 감지부들로부터 상기 제1 감지 신호선들을 통해 상기 제1 감지신호들을 전달받는 제1 광 판독부;
    상기 제1 기판의 제2 측면의 제2 부분에 배치되며, 상기 제1 그룹의 제2 서브그룹의 광 감지부들로부터 상기 제2 감지 신호선들을 통해 상기 제2 감지신호들을 전달받는 제2 광 판독부;
    상기 제1 기판의 제3 측면의 제1 부분에 배치되며, 상기 제2 그룹의 제1 서브그룹의 광 감지부들로부터 상기 제3 감지 신호선들을 통해 상기 제3 감지신호들을 전달받는 제3 광 판독부; 및
    상기 제1 기판의 제3 측면의 제2 부분에 배치되며, 상기 제2 그룹의 제2 서 브그룹의 광 감지부들로부터 상기 제4 감지 신호선들을 통해 상기 제4 감지신호들을 전달받는 제4 광 판독부를 포함하며,
    상기 제2 측면의 제2 부분은 상기 제2 측면의 제1 부분에 인접하고, 상기 제3 측면의 제2 부분은 상기 제3 측면의 제1 부분에 인접하고, 상기 제2 측면은 상기 제3 측면과 반대쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 정보인식 표시장치.
  20. 제1 기판에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 광 감지부들에 의해 복수의 감지신호들을 생성하는 단계;
    적어도 두 개의 주사 신호선들이 유사한 주사 신호를 동시에 전달하도록, 주사 신호부로부터 복수의 주사 신호선들을 통해 상기 광 감지부들로 복수의 주사 신호들을 전달하는 단계;
    상기 주사 신호들에 응답하여, 상기 광 감지부들로부터 복수의 감지 신호선들을 통해 광 판독부로 상기 감지 신호들을 전달하는 단계;
    상기 감지 신호들이 상기 광 판독부에 의해 처리되어 콘트롤러로 전달되는 단계; 및
    상기 주사 신호들과 상기 감지 신호들에 기초하여 상기 감지 신호들의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 표시 장치에서 정보를 인식하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130019253A (ko) * 2011-08-16 2013-02-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
KR101308688B1 (ko) * 2010-11-04 2013-09-13 인테그레이티드 디지털 테크놀로지스, 인코포레이티드 대화형 디스플레이 패널
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