KR950011304B1 - 정보통신 단말기의 일체형 입출력장치 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 일반적인 밀착이메지 센서의 구성도.
제 2 도는 종래의 밀착이메지 센서의 구조단면도.
제 3 도는 일반적인 광자기 프린터의 구성도.
제 4 도는 제 4 도는 광조사기의 구성도.
제 5 도는 제 4 도의 셔터 구조단면도.
제 6 도는 본 발명의 일체형 입출력장치 구성회로도.
제 7 도는 본 발명의 일체형 입출력장치 구조단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
41 : 드라이빙 회로부 42 : 리드아웃 및 기록부
43 : 포토다이오드 바이어스라인
44 : 게이트 어드레스 라인 45 : 데이타라인
46a,46b : 게이트전극 47,56 : 절연막
48,55,60 : 투명전극 49,52,52a : 반도체층
50 : 금속전극 51,54,54a : 소오스/드레인 전극
53,53a : 오믹접촉층 57,61 : 얼라인먼트층
59 : 블랙 매트릭스 62 : 액정
본 발명은 정보통신 단말기의 입출력장치에 관한 것으로 특히 입력장치인 밀착이메지 센서(Contact Image Sensor)와 출력소자 LC Shutter를 동일 기판위에 일체형으로 형성하는 것에 관한 것이다.
종래의 정보통신 단말기의 입력장치와 출력장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 일반적인 밀착 이메지 센서의 구성도이고, 제 2 도는 제 1 도의 이메지 센서의 구조단면도로써 입력장치인 밀착이메지 센서는 원고지(1)에 광을 비추는 광출력부(2)와, 광출력부(2)에서 출력된 광이 원고지의 글자나 문자에 따라 각각 다른 광도로 반사되는 빛을 포획하는 로드 렌즈부(Lod Lens array)(3)와, 로드 렌즈부(3)를 통해 반사된 빛을 센싱하여 전기적으로 신호를 변환시켜 출력하는 이메지 센싱부(5)로 구성된다.
여기서 미설명 부호는 센서 기판(4)이다. 이와같은 밀착 이메지 센서의 동작은 광출력부(2)에서 나온 빛은 원고지(2)에 비추어져 반사된다. 이 반사된 빛은 원고지의 글자에 따라 광도가 다르게 로드 렌즈(3)을 거쳐 이메지 센싱부(5)에 들어오게 된다.
그리고 이메지 센싱부(5)는 입력된 빛의 신호를 글자의 흑백 정도에 따라 전류의 세기가 다르게 전기적 신호로 변환하여 이를 출력한다.
이메지 센싱부(5)의 구조는 제 2 도에 도시된 바와 같이 투명전극(6)과 반도체층(s-Si : H)(8), 저농도 p 형 반도체층(9)이 적층되어 포토다이오드(PD)영역이 형성되고, 게이트 전극, 절연막(11), 반도체층(12), 오믹접촉층(13), 소오스/드레인 전극(14)등으로 이루어져 박막트랜지스터(TFT)영역이 형성되고, 박막트랜지스터 영역의 드레인 전극에 연결되어 신호를 전송시키는 매트릭스 배선(L)영역이 형성된다. 여기서 포토다이오드 (PD)영역의 저농도 p형 반도체층(9)과 박막트랜지스터(TFT)의 소오스전극은 연결된다(미설명 부호는 절연막(7)과 금속전극(15)이다).
이와같은 이메지 센서는 포토다이오드(PD)에서 빛의 신호를 전기적인 신호로 변환하여 박막트랜지스터의 스위칭에 의해 순차적으로 출력한다.
또한 제 3 도는 일반적인 광자기 프린더(출력소자)의 구성도로써, 출력장치는 광도전체드럼(16)과, 광도전체 드럼(16)의 외주상의 표면을 일정 전하로 대전시켜 주는 대전기(17)와, 대전된 표면에 글자나 그림에 해당되는 데이타를 광신호로 비추어 주는 광조사기(23)와, 드럼의 전기적 잠상에 토너(Tonor)부착시켜 주는 현상기(18)와, 감열용지에 토너를 옮겨 부착시켜 열을 가해주는 전사기(19)와, 드럼(16)상에 부착되어 있는 폐토너를 회수해주는 토너 회수기(20)와, 드럼(16) 표면에 잔존하는 전하를 방전시키는 하로겐 램프(21)와 용지를 이용시켜 주기위한 장착 유니트(22)로 구성된다.
이와같은 광자기 프린터는 대전기(17)가 광도전체 드럼(16)의 표면을 일정 전하로 대전시켜 주고, 광조사기(23)가 글자나 그림에 해당되는 데이타를 광신호로 비추어 주면, 광이 비추어진 부위에서 광도전체의 성질에 따라 하부로 방전된다.
그리고, 현상기(18)에서 드럼의 전기적 잠상에 토너를 부착시키고, 드럼이 회전하여 용지와 접촉하면 용지위에 토너가 묻히게 되고, 전사기(19)가 용지에 열을 가해 주면 용지에 토너가 굳어져 글자나 그림을 형성하게 된다.
드럼(16)이 계속 돌아서 토너 회수기(20)에 의해 표면에 남아있는 폐토너는 회수되고 할로겐 램프(21)에 의해 표면에 잔존하는 전하가 방전된다.
여기서 광조사기의 구조는 제 4 도와 같다. 즉, 램프(23)에서 빛을 조사하고 조사된 빛을 로드렌즈(24)가 라이트 셔터(25)에 접속시킨다. 그리고 셔터(15)는 글자나 그림의 데이타에 따라서 광을 차폐 및 통과시켜 셀폭(selfoc)렌즈(26)을 통해 드럼(16)에 조사한다.
한편, 상기와 같이 광의 통과를 스위칭하는 셔터(15)의 구조는 제 5 도와 같다.
즉, 일 유리기판(29)에 게이트 전극(30), 소오스/드레인전극(31,32)을 형성하여 박막트랜지스터를 형성하고 박막트랜지스터의 드레인 전극(32)과 연결되도록 투명전극(33)을 형성한다.
그리고 다른 유리기판(28)에 라이드 쉴드(34)를 형성하고 라이트 쉴드(34) 중앙에 투명전극(33a)을 형성한다.
상기와 같이 형성된 두 기판을 소정의 간격을 갖도록 본딩한 후 두 기판(28,29)사이에 액정(35)을 주입하여 형성한 구조이다. 이와같은 라이트 셔터는 박막트랜지스터를 통해 투명전극(33)에 전압이 인가되면 액정(35)이 수직(90°)으로 트위스트되어 빛을 통과시키고 전압이 인가되지 않으면 빛을 차단한다.
이상에서 설명한 바와 같이 종래의 정보통신 단말기에 있어서는 입력소자와 출력소자가 각각의 제품으로 형성되어 있으므로 부피가 커지게 되고 가격도 상승하게 되는 단점이 있다.
본 발명은 이와같은 단점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 정보통신 단말기의 입출력장치를 일체형으로 형성하여 정보통신 단말기를 소형화하고 저가격화하는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일체형 입출력장치의 구성을 입력장치와 출력장치로 나누면 크게 입력장치는 빛의 신호를 전기적인 신호로 변환하는 광전변환부와, 광전변환부의 출력을 스위칭하는 제 1 스위칭부로 구성되고, 출력장치는 빛을 통과 및 차광하여 데이타를 조사하는 LC셔터부와, LC셔터의 구동을 스위칭하는 제 2 스위칭부로 구성되며, 입력장치와 출력장치의 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부를 공통으로 하여 게이트 펄스를 인가하는 드라이빙 회로부와, 제 1 스위칭부를 통해 광전변환부에서 입력된 빛의 신호를 처리하고, LC셔터를 통해 기록할 데이타 신호를 출력하는 리드 아웃 및 기록부로 구성된다.
이와같이 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.. 제 6 도는 본 발명의 정보통신 단말기의 일체형 입출력장치의 구성회로도로써, 입력부는 m개의 포토다이오드(PD1.1~PD1.m)를 한 블럭으로 하여 n블럭, 일방향으로 배열되어 빛의 신호를 전기적인 신호로 변환하는 광전변환부(PD1.1~PDn.m)와 광전변환부(PD1.1~PDn.m)의 각포토다이오드에 연결되고, m개의 박막트랜지스터(TR1.1~TR1.m) 한블럭으로 n블럭, 일방향으로 배열되어 광전변환부(PD1.1~PDn.m)의 출력을 스위칭하는 제 1 스위칭부(TR1.1~TR1.m)로 구성되고, 출력부는 m개의 셔터를 한블럭으로 n블럭구성되어 광프린터에 기록하고자 하는 데이타를 빛의 신호로 하여 빛을 조사하는 LC셔터(ST1.1~STn.m)와, LC셔터부(ST1.1~STn.m)에 형성되고 m개의 박막트랜지스터를 한블럭으로 n블럭 구성되어 LC셔터부를 스위칭하는 제 2 스위칭부(Q1.1~Qn.m)로 구성되며, 각 블럭의 박막트랜지스터 게이트 전극을 공통으로 하고, 제 1, 제 2 박막트랜지스터의 같은 번째 블럭을 공통으로 하여 제 1, 2 스위칭부(TR1.1~TR1.m, Q1.1~Qn.m)에 구동전압을 인가하기 위한 n개의 게이트 어드레스 라인(44)과, 제 1, 제 2 스위칭부 같은 번째 블럭의 같은 번째 트랜지스터의 소오스/드레인전극을 공통으로 하여 데이타를 전송하기 위한 m개의 데이타 라인(45)과, 상기 n개의 게이트 어드레스 라인(44)에 펄스 신호에 따라 순차적으로 스위칭 신호를 출력하는 드라이빙 회로부(41)와, 상기 m개의 데이타 라인(45)를 통해 리드 데이타를 입력하거나 기록데이타를 출력하는 리드 아웃 및 기록부(Writing and Read Out)(42)로 구성된다.
여기서, 게이트 어드레스 라인부(44)를 제 1, 2 스위칭부에서 같은 번째 블럭의 같은 번째 박막트랜지스터의 게이트 전압을 공통으로 하여 m개 구성하고, 데이타라인을 제 1, 제 2 스위칭부에서 같은 번째 블럭의 소오스/드레인 전극을 공통으로 하여 n 개 구성하여도 된다.
제 7 도는 본 발명의 일체형 입출력장치의 단면도로써, 입력부는 제 1 유리기판(58a)위에 투명전극(48)과 반도체층(49), 금속전극(50)이 차례로 적층되어 포토다이오드인 광전변환부가 형성되고, 포토다이오드 일측에 게이트전극(46), 절연층(47), 반도체층(52), 오믹접촉층(53), 소오스/드레인 전극(51,54)이 형성되어 제 1 박막트랜지스터인 제 1 스위칭부가 형성된다.
여기서, 포토다이오드의 금속전극(50)과 박막트랜지스터의 소오스전극(51)은 연결된다. 그리고 출력부는 게이트전극(46a), 절연막(47), 반도체층(51a1), 오믹접촉층(53a), 소오스/드레인전극(54,54a)으로 이루어져 박막트랜지스터만 제 2 스위칭부가 형성되고, 제 2 박막트랜지스터의 일측에 셔터인 투명전극(55)이 형성된다. 여기서 박막트랜지스터의 드레인전극(54a)은 투명전극((55)과 연결된다. 상기와 같이 형성된 유리기판(58a) 전면에 절연막(56)과 얼라인 먼트층(Aligment layer)(57)이 형성된다.
한편, 제 2 유리기판(58b)위에 LC셔터 영역을 제외한 부분에 금속(Cr)으로 블랙 매트릭스(59)가 형성되고 블랙 매트릭스 위에 투염전극(60)과 얼라인먼트층(61)이 형성된다.
상기와 같이 형성된 제 1, 제 2 유리기판(58a,58b)을 소정의 간격을 갖도록 접합시켜 제 1, 제 2 유리기판(58a,58b)사이에 액정(62)을 주입한 것이다.
이와같이 구성된 본 발명의 일체형 입출력장치의 동작은 다음과 같다. 즉, 제 6 도 내지 제 7 도에서 광신호가 광전변환부에 들어오면 광전변환부는 이를 받아서 전하를 생성하고 광전변환부의 투명전극(48)에 -5볼트의 전압이 인가되어 있으므로 생성된 광전하는 광전변환소자 자체의 커패시터에 저장되어 있다.
이때 드라이빙 회로부(41)에서 게이트 어드레스 라인(44)을 통해 제 1 스위칭부의 게이트 전극(46b)에 펄스를 인가하면 광전하는 제 1 스위칭부를 통해서 순차적으로 출력된다.
출력부는 제 3 도와 같은 광자기 프린터에서 대전된 드럼에 광신호를 주게 되면 광신호에 따라 드럼에 대전된 전하가 방전된다.
이때 이 광신호는 LC셔터부에서 주게 되는데, 드라이빙 회로부(41)에서 순차적으로 제 2 스위칭부를 구동시키고, 기록 및 리드 아웃부(42)에서 글자나 문자를 전기적인 신호 형태로 하여 제 2 스위칭부의 소오스 전극에 인가해주면 이 신호는 액정(62)의 분극화를 만들어 빛을 통과시키거나 차단시킨다.
이렇게 하여 글자나 그림에 해당하는 데이타를 광신호로 드럼에 비추어주면 드럼에 대전된 전하가 방전되고, 전기적 잠상이 남아 토너를 뿌려서 영상을 재현시켜 종이에 그림이나 글자를 인쇄하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 정보통신 단말기의 일체형 입출력장치에 있어서는 입력과 출력소자를 한 기판위에 구현하므로써, 정보통신 단말기의 소형과 및 저가격화를 실행할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- m개의 포토다이오드를 한 블럭으로 하여 n블럭으로 1열 배열되어 빛의 신호를 전기적인 신호로 변환하는 광전변환 영역(PD1.1~PDn.m)과, m개의 박막트랜지스터를 한 블럭을 하여 n블럭으로 광전변환부에 상응하도록 1열 배열되어 각 포토다이오드에서 축적된 전하를 각각 스위칭하는 제 1 스위칭부(TR1.1~TRn.m)와, m개의 셔터를 한 블럭으로 하여 n블럭으로 1열 배열되고 출력하고자 하는 데이타값으로 광조사하기 위한 LC셔터부(ST1.1~STn.m)와, m개의 박막트랜지스터를 한 블럭으로 하여 n블럭으로 LC셔터부에 상응하도록 1열 배열되어 LC셔터부의 구동을 스위칭하는 제 2 스위칭부(Q1.1~Qn.m)와, 상기 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부의 같은번째 블럭의 게이트 전극을 공통으로 한 n개의 게이트 어드레스 라인부(44)와, 상기 제 1 스위칭부와 제 2 스위칭부에서 같은 번째블럭의 같은 번째박막트랜지스터의 소오스/드레인 전극을 공통으로 한 m개의 데이타 라인부(45)와, 상기 게이트 어드레스 라인부에 게이트 펄스를 순차적으로 인가하는 드라이빙 회로부(41)와, 상기 데이타 라인부 및 제 1 스위칭부를 통해 광전변환부로부터 데이타를 입력하고 데이타 라인부 및 제 2 스위칭부에 기록한 데이타를 출력하는 리드 아웃 및 기록회로부(42)로 구성됨을 특징으로 하는 정보통신 단말기의 일체형 입출력장치.
- 제 1 항에 있어서, 게이트 어드레스 라인부(44)가 제 1, 제 2 스위칭부에서 같은번째 블럭의 같은번째 박막트랜지스터의 게이트 전극을 공통으로 하여 m개로 형성되고, 데이타 라인부(45)는 제 1, 제 2 스위칭부에서 같은번째 블럭의 소오스/드레인 전극을 공통으로 하여 n개 구성됨을 특징으로 하는 정보통신 단말기의 일체형 입출력장치.
- 제 1 투명기판(58a)과, 제 1 투명기판(48a)위의 일측에 형성되어 빛의 신호를 전기적인 신호로 변환하는 광전변환영역과, 광전변환영역 일측의 제 1 투명기판(58a)에 형성되어 광전변환영역의 출력은 스위칭하는 제 1 스위칭부와, 제 1 스위칭부 일측의 제 1 투명기판(58a) 위에 형성되어 데이타 값을 스위칭하는 제 2 스위칭부와, 제 2 스위칭부 일측의 제 1 투명기판(58a) 위에 형성되어 제 2 스위칭부에 의해 전기적인 데이타를 빛을 신호로 출력하기 위한 셔터부와, 상기 셔터부를 제외한 영역에 빛의 차단하기 위한 블랙 매트릭스(59)와, 투명전극(60)과, 상기와 같이 형성된 제 1 투명기판위에 형성되어 셔터부에 의해 빛을 통과 및 차폐시키는 액정(62)층과, 액정(62)층위에 형성되어 전압을 인가하기 위한 투명전극(60)과 셔터부를 제외한 영역에 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스가 형성된 제 2 투명기판(58b)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 정보통신 단말기의 일체형 입출력장치.
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