KR100935405B1

KR100935405B1 - Touch panel

Info

Publication number: KR100935405B1
Application number: KR1020090003533A
Authority: KR
Inventors: 이성호
Original assignee: 이성호
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2010-01-06

Abstract

PURPOSE: A touch panel having a quick response speed is provided to recognize a multi touch by preventing a mutual interference of the signal by a switching element in acquiring the location detection signal. CONSTITUTION: A touch cell(50) has a conductive pad and a switching device of a three-terminal type(30). A transparent conductive layer is touched with the contact of a human body or an object with the conducting pad. A transmitting control IC(Integrated Circuit)(71) dispatches the location detection signal. A receiving control IC(72) receives the location detection signal.

Description

터치 패널{Touch panel}Touch panel {Touch panel}

본 발명은 표시장치의 상면에 설치되는 터치 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티 터치를 인식할 수 있으며, 반응속도가 빠르고 노이즈나 외부 환경에 의한 오작동이 발생하지 않으며, 제조코스트가 저렴하고 양산제작이 용이한 새로운 구조의 터치 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a touch panel installed on an upper surface of a display device. More specifically, the present invention relates to a touch panel that can recognize a multi-touch, has a fast response speed, no malfunction due to noise or an external environment, and a low manufacturing cost. The present invention relates to a touch panel having a new structure that is easy to manufacture.

일반적으로, 터치 패널은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등의 표시장치 위에 부착되는 것으로서, 손가락이나 펜 등의 물체가 접촉될 때 해당 위치에 대응하는 신호를 발생시키는 입력장치의의 하나이다. 터치 패널은 소형 휴대단말기, 산업용 단말기, DID (Digital Information Device) 등 매우 폭넓은 분야에서 이용되고 있다.In general, the touch panel is attached to a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), and the like, and corresponds to a corresponding position when an object such as a finger or a pen is touched. It is one of the input devices for generating a signal. Touch panels are used in a wide range of fields, such as small portable terminals, industrial terminals, and digital information devices (DIDs).

종래 터치 패널은 저항방식, 광학방식 등 여러 가지 유형이 개시되어 있다.Conventional touch panels have been disclosed in various types such as resistive, optical.

도 1은 위에 열거된 터치 패널 중 저항방식의 터치 패널을 보여준다. 도 1을 참조하면, 표시장치(1)의 상면에 제1기판(3)과 제2기판(5)이 상호 대향 배치되며, 제1기판(3)의 상면과 제2기판(5)의 하면에는 각각 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전체가 도포되어 도전층(7, 9)을 형성한다. 제1기판(3)의 상부에는 복수의 저항점(11)들이 형성되며, 도시하지 않았지만 제2기판(5)의 하부에도 이에 대응하여 저항점들이 형성된다.1 illustrates a resistive touch panel among the touch panels listed above. Referring to FIG. 1, a first substrate 3 and a second substrate 5 are disposed to face each other on an upper surface of the display device 1, and an upper surface of the first substrate 3 and a lower surface of the second substrate 5. In each case, a transparent conductor such as indium tin oxide (ITO) is coated to form the conductive layers 7 and 9. A plurality of resistance points 11 are formed on the upper portion of the first substrate 3, and resistance points are formed on the lower portion of the second substrate 5, although not shown.

도시된 바와 같이, 펜(17) 등의 물체가 제2기판(5)에 접촉되면, 제2기판(5)에 굴곡이 발생하면서 제2기판(5) 하면의 도전층(9)이 제1기판(3)의 상면의 도전층(7)에 접촉된다. 이때 도전층(7, 9)에 인가되는 전압은 해당 저항점(11)의 저항값에 의해 분할되며, 터치시 검출된 전압이 AD컨버터(13)를 통해 디지털 신호로 변환되고, 변환된 신호가 CPU(15)에 전달되어 터치가 이루어진 지점의 좌표값을 획득한다. 이와 같은 저항방식의 터치 패털은 제조공정이 간단하며, 코스트가 저렴하여 가장 널리 사용되는 터치 패널이다.As illustrated, when an object such as a pen 17 contacts the second substrate 5, bending occurs on the second substrate 5 while the conductive layer 9 on the bottom surface of the second substrate 5 becomes the first substrate. It is in contact with the conductive layer 7 on the upper surface of the substrate 3. At this time, the voltage applied to the conductive layers 7 and 9 is divided by the resistance value of the corresponding resistance point 11, the voltage detected at the touch is converted into a digital signal through the AD converter 13, and the converted signal is It is transmitted to the CPU 15 to obtain the coordinate value of the point where the touch is made. Such a resistive touch panel is the most widely used touch panel because of its simple manufacturing process and low cost.

그러나, 이러한 저항방식의 터치 패널은 패널 상에서 복수의 지점이 동시에 터치되는 멀티 터치를 인식할 수 없는 문제점이 있다. 예컨대, 전자칠판 등에서 칠판에 손등을 대고 판서를 하는 경우, 전자칠판 상에서 동시에 다자가 판서를 하는 경우 등과 같이 멀티 터치가 발생하는 경우, 멀티 터치의 인식이 안되거나 터치 패널이 오작동하는 문제점이 발생한다.However, such a resistive touch panel has a problem in that it cannot recognize a multi-touch in which a plurality of points are simultaneously touched on the panel. For example, in the case of writing with the back of a hand on the blackboard in the copyboard, or when a multi-touch occurs, such as writing in a multi-party at the same time on the copyboard, a problem occurs that the multi-touch is not recognized or the touch panel malfunctions. .

또한, 터치를 아날로그 신호로 감지함에 따라, 비교적 고가인 AD컨버터(13)가 필요하게 되며, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 불가피하게 시간지연이 발생되는 문제점이 있다. 특히, 저항방식의 가장 큰 문제점은 저항값의 변화로 터치 지점을 연산함으로 인해, 저항점들에 대항 영점 조정이 반드시 필요하 며, 만약 영점 조정이 어긋나면 검출위치가 불량해지며, 대개의 경우 미세한 검출위치 오차가 발생하고 있다.In addition, as a touch is sensed as an analog signal, a relatively expensive AD converter 13 is required, and a time delay is inevitably generated in the process of converting an analog signal into a digital signal. In particular, the biggest problem of the resistance method is that the zero point adjustment is required against the resistance points because the touch point is calculated by the change of the resistance value, and if the zero point is misaligned, the detection position is poor. A fine detection position error has occurred.

그 밖에도, 저항방식의 터치 패널은 제1기판(3)과 제2기판(5)에 모두 ITO가 연속적으로 도포됨으로 인해, 투과율이 현저하게 저하되는 문제점이 발생되며, 이러한 투과율 저하는 표시장치(1)의 표시품질을 저하시킨다. 또한, 저항점에서의 측정전압이 터치위치정보로 환산되므로, 저항점들의 선형성(Linearity) 유지를 위해 ITO의 두께를 일정 규격 내에서 관리해야 한다는 문제점이 있다.In addition, in the resistive touch panel, since ITO is applied to both the first substrate 3 and the second substrate 5 continuously, there is a problem in that the transmittance is remarkably lowered. The display quality of 1) is lowered. In addition, since the measured voltage at the resistance point is converted into touch position information, there is a problem in that the thickness of the ITO must be managed within a predetermined standard in order to maintain the linearity of the resistance points.

따라서, 표시장치(1)의 크기에 비례하여 터치 패널의 사이즈가 커질수록 ITO의 균일한 두께 유지 및 저항값의 선형성 유지가 힘들어지며, 고난도의 ITO의 증착을 위한 고가의 설비가 투자되어야 하므로 대형 사이즈의 표시장치에는 사실상 적용하기 어려운 문제점이 있다.Therefore, as the size of the touch panel increases in proportion to the size of the display device 1, it becomes difficult to maintain uniform thickness of ITO and linearity of resistance value, and expensive equipment for depositing high-strength ITO needs to be invested. There is a problem in that a display device having a size is practically hard to apply.

광학방식의 터치 패널은 표시장치(1)의 모서리에 카메라를 설치하거나 적외선 센서를 설치하여, 카메라에서 검출된 영상 또는 적외선 센서에서 수신된 신호를 바탕으로 터치 위치를 검출하는 방식이다. 이러한 방식의 터치 패널은 비교적 반응속도가 빠르고 사이즈를 자유롭게 조정할 수 있으므로, 주로 대형 표시장치에 많이 적용되고 있다.The optical touch panel is a method of detecting a touch position based on an image detected by a camera or a signal received from an infrared sensor by installing a camera or an infrared sensor at a corner of the display device 1. This type of touch panel has a relatively high response speed and can be freely adjusted in size, and thus is mainly applied to large display devices.

그러나 위와 같은 광학방식의 터치 입력장치는 너무 고가이며, 카메라의 고정상태에 따라 위치검출 좌표값이 민감하게 반응하므로 카메라를 고정 설치하는 작업이 까다로운 문제점이 있다. 그리고 저항방식의 터치 패널과 마찬가지로, 영점 조절을 해야 하는 문제점이 있으며, 이에 따라 검출 위치를 정밀하게 판독하기 어 렵다.However, the above-described optical touch input device is too expensive, and since the position detection coordinate values are sensitively reacted according to the fixed state of the camera, it is difficult to fix and install the camera. As with the resistive touch panel, there is a problem in that zero adjustment is required, which makes it difficult to accurately read the detection position.

적외선방식의 터치 패널은 표시장치의 상하와 좌우로 적외선을 주고 받는 발광부와 수광부를 설치하고, 물체에 의해 적외선이 단절된 위치를 검출하는 방식으로서, 태양광 노출 시 태양광의 적외선에 의한 오작동 및 검출위치의 이물에 의해 오작동을 하는 문제점이 있다.The infrared touch panel is provided with a light emitting unit and a light receiving unit that transmit infrared light to the left and right of the display device, and detects a position where the infrared ray is cut off by an object. There is a problem of malfunction due to foreign matter in the location.

본 발명은 상기와 같은 종래 터치 패널의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 상호 대향하는 제1기판 또는 제2기판에 종이나 횡으로 신호선을 배선하고, 이 신호선에 스위칭소자를 연결하고 스위칭소자와 연결된 도전패드로 터치셀을 형성하되, 도전패드가 형성된 기판의 대향기판에 형성되며 터치검출전압이 인가되고 있는 투명도전층과 도전패드의 접촉에 의해 터치 위치를 검출할 때, 스위칭소자를 이용한 터치신호의 간섭배제로 멀티 터치에 대한 위치 검출이 가능하도록 구성함으로써, 멀티 지점에서 동시에 터치가 이루어진 경우에도 각 신호들을 처리할 수 있으며, 디지털 신호를 이용하여 터치를 검출하므로 반응속도를 크게 향상시키고 노이즈나 외부환경 요인에 의해 오작동되지 않으며, 기존에 양산성 및 제품 신뢰성이 검증된 표시장치의 제조공정을 이용할 수 있어 제조코스트가 매우 저렴함은 물론 양산제작이 용이한 터치 패널을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the problems of the conventional touch panel as described above, wiring a signal line in paper or side to the first substrate or the second substrate facing each other, connecting the switching element to the signal line and the switching element and A touch signal is formed using a connected conductive pad, but a touch signal using a switching element is formed on a counter substrate of a substrate on which the conductive pad is formed, and when the touch position is detected by contact between the conductive pad and the transparent conductive layer to which a touch detection voltage is applied. By detecting the position of the multi-touch by interference elimination, it is possible to process each signal even when the touch is made at the multi-point at the same time.Because the touch is detected using the digital signal, the response speed is greatly improved and the noise or It is not malfunctioned by external environmental factors and has already been verified for mass production and product reliability. The purpose of the present invention is to provide a touch panel that can be used in a manufacturing process of the device is very inexpensive manufacturing cost and easy to mass-produce.

또한, 본 발명은 터치셀 내에서 도전패드와 투명도전층을 일부영역에만 구획형성하여 표시장치의 광투과성을 향상시키는 터치 패널을 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a touch panel in which the conductive pad and the transparent conductive layer are partitioned only in a partial region in the touch cell to improve light transmittance of the display device.

또한, 본 발명은 TFT의 상면에 광(Light)을 차단하기 위한 메탈레이어를 설치하여 광(Light)에 의한 TFT의 오작동을 방지하는 터치 패널을 제공함에 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a touch panel that prevents malfunction of the TFT by light by installing a metal layer to block light on the upper surface of the TFT.

또한, 본 발명은 표시장치의 게이트라인 및 데이터라인의 배선과 동일한 규 칙을 갖도록 신호선을 배선하여 궁극적으로는 표시장치의 광투과성을 향상시키며, 모아레 현상을 방지할 수 있는 터치 패널을 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides a touch panel capable of wiring the signal lines to have the same rules as the wiring of the gate line and the data line of the display device, thereby ultimately improving the light transmittance of the display device and preventing the moiré phenomenon. There is a purpose.

또한, 본 발명은 표시장치와 터치 패널 사이에 확산시트(Diffuser sheet)를 설치하여 모아레 현상을 방지함에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to prevent the moiré phenomenon by installing a diffuser sheet (diffuser sheet) between the display device and the touch panel.

또한, 본 발명은 터치 패널의 신호선이 표시장치의 신호선에 대해 사선방향으로 배선되도록 하여 모아레 현상을 방지함에 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to prevent the moiré phenomenon by allowing the signal line of the touch panel to be wired in a diagonal direction with respect to the signal line of the display device.

또한, 본 발명은 검출된 터치 신호를 메모리수단에 저장하여 신호 처리량이 많아 터치 신호가 누락되는 경우, 메모리에 저장된 신호를 호출하여 인식할 수 있도록 하여 신호의 손실을 방지함에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has a further object to prevent the loss of the signal by storing the detected touch signal in the memory means to recognize the call stored in the memory when the touch signal is missing because a large amount of signal processing.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 패널은, 표시장치(20)의 상면에 설치되며 인체 또는 물체의 접촉을 감지하여 해당 위치에 대응하는 신호를 발생시키는 터치 패널에 있어서, 광투과성 재료로 이루어지며 스페이서(25)에 의해 소정 간격 이격되도록 대향 배치되는 제1기판(40) 및 제2기판(60); 상기 제1기판(40) 또는 제2기판(60)에 배치되는 복수의 데이터신호선(44) 및 게이트신호선(42); 상기 제1기판(40) 또는 제2기판(60)에 형성되되 터치가 이루어지는 액티브 영역을 복수개로 분할한 영역에 형성되며, 분할된 각 영역 내에는 도전패드(48) 및 이 도전패드(48)와 상기 데이터신호선(44) 사이에 설치되는 3단자형 스위칭소자(30)를 구비한 터치셀(50); 상기 터치셀(50)이 형성된 기판과 대향하는 기판측에 형성되되 터치신호 획득을 위한 터치검출전압이 인가되며, 인체 또는 물체의 접촉에 의해 도전패드(48)와 접촉되어 터치신호를 전송하는 투명도전층(62); 상기 게이트신호선(42)에 게이트신호를 인가하며 상기 도전패드(48)와 투명도전층(62)의 통전이 이루어질 때 상기 데이터신호선(44)으로부터 위치검출신호를 수신하는 위치검출신호 송수신부(70); 및 상기 위치검출신호 송수신부(70)에 연결되며 수신된 위치검출신호로부터 터치가 이루어진 터치셀(50)의 좌표값을 획득하는 터치위치 검출부(80);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The touch panel of the present invention for achieving the above object, is installed on the upper surface of the display device 20, in the touch panel for detecting a contact of the human body or an object to generate a signal corresponding to the location, as a light transmissive material A first substrate 40 and a second substrate 60 facing each other and spaced apart from each other by a spacer 25; A plurality of data signal lines 44 and gate signal lines 42 disposed on the first substrate 40 or the second substrate 60; The conductive pad 48 and the conductive pad 48 are formed in a region in which a plurality of active regions, which are formed on the first substrate 40 or the second substrate 60, are touched, and are divided into a plurality of regions. And a touch cell 50 having a three-terminal switching element 30 disposed between the data signal line 44 and the data signal line 44. Transparency is formed on the side of the substrate facing the substrate on which the touch cell 50 is formed, the touch detection voltage is applied to obtain a touch signal, and the touch pad is contacted with the conductive pad 48 by a human body or an object to transmit a touch signal. Front layer 62; The position detection signal transmitting / receiving unit 70 applies a gate signal to the gate signal line 42 and receives a position detection signal from the data signal line 44 when the conductive pad 48 and the transparent conductive layer 62 are energized. ; And a touch position detector 80 connected to the position detection signal transceiver 70 to obtain a coordinate value of the touch cell 50 touched from the received position detection signal.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2기판(60)은 플렉시블한 필름 재질로 이루어진다.According to a preferred embodiment, the second substrate 60 is made of a flexible film material.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 스위칭소자(30)는 상기 도전패드(48)에 소스전극(32)이 연결되고, 상기 데이터신호선(44)에 드레인전극(33)이 연결되고, 상기 게이트신호선(42)에 게이트전극이 연결된 TFT(Thin Film Transistor)이며, 상기 위치검출신호 송수신부(70)는 상기 게이트신호선(42) 각각에 순차적으로 스캔펄스를 인가한다.According to a preferred embodiment, in the switching device 30, a source electrode 32 is connected to the conductive pad 48, a drain electrode 33 is connected to the data signal line 44, and the gate signal line 42 is provided. TFT is a thin film transistor (TFT) connected to a gate electrode, and the position detection signal transceiver 70 sequentially applies a scan pulse to each of the gate signal lines 42.

보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 스위칭소자(30) 상면에는 광을 차단하기 위한 메탈레이어가 형성된다.According to a more preferred embodiment, a metal layer for blocking light is formed on the upper surface of the switching device 30.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 도전패드(48)는 상기 게이트신호선(42) 또는 데이터신호선(44)의 상면에 오버랩되어 형성된다.According to a preferred embodiment, the conductive pad 48 is formed to overlap the upper surface of the gate signal line 42 or the data signal line 44.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 표시장치(20)는 단위화소들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시장치이며, 상기 터치셀(50)은 표시장치(20)의 단위화소와 동일한 분해능으로 배치되고, 상기 게이트신호선(42) 및 데이터신호선(44)은 표시장치(20)의 신호선과 동일한 수직선상에 배치된다.According to a preferred embodiment, the display device 20 is a display device in which unit pixels are arranged in a matrix form, and the touch cell 50 is disposed at the same resolution as the unit pixels of the display device 20 and the gate signal line. The 42 and data signal lines 44 are arranged on the same vertical line as the signal lines of the display device 20.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 표시장치(20)는 단위화소들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시장치이며, 상기 터치셀(50)은 표시장치(20)의 단위화소에 비해 정수비로 축소된 분해능으로 배치되고, 상기 게이트신호선(42) 및 데이터신호선(44)은 표시장치(20)의 신호선에 비해 정수비로 확장된 피치로 배선되되 표시장치(20)의 신호선과 동일한 수직선상에 배치된다.According to a preferred embodiment, the display device 20 is a display device in which unit pixels are arranged in a matrix form, and the touch cell 50 is disposed at a reduced resolution compared to the unit pixels of the display device 20. The gate signal line 42 and the data signal line 44 are wired at a pitch that is extended in an integer ratio with respect to the signal line of the display device 20, and are disposed on the same vertical line as the signal line of the display device 20.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 표시장치(20)와 제1기판(40)의 사이에 확산시트(90)가 더 설치된다.According to a preferred embodiment, the diffusion sheet 90 is further provided between the display device 20 and the first substrate 40.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 게이트신호선(42) 및 데이터신호선(44)은 표시장치(20)에 배선된 신호선에 대해 사선 방향으로 배선된다.According to a preferred embodiment, the gate signal line 42 and the data signal line 44 are wired in an oblique direction with respect to the signal line wired to the display device 20.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 위치검출신호 송수신부(70)는 상기 터치셀(50)의 좌표값에 대응하는 주소들을 갖는 메모리수단(75)을 더 포함하며, 위치검출신호가 수신되면 해당 터치셀(50)의 좌표값이 메모리수단(75)의 대응 주소에 저장된다.According to a preferred embodiment, the position detection signal transmitting and receiving unit 70 further includes a memory means 75 having addresses corresponding to the coordinate values of the touch cell 50, and when the position detection signal is received corresponding touch cell The coordinate value of 50 is stored in the corresponding address of the memory means 75.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 투명도전층(62)은 각 터치셀(50)에서 도전패드(48)와 접촉되는 영역 이외의 영역이 절개되도록 형성된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 터치검출전압은 상기 터치검출전압 인가 신호선(24)의 일측에 적어도 하나 이상 형성된 도전영역(22)과 이 도전영역(22)에 접속된 도전물질을 통해 상기 투명도전층(62)에 인가된다.
보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 터치검출전압 인가 신호선(24)은 제1기판(40) 상에 형성되고, 상기 투명도전층(62)은 제2기판(60) 상에 형성되며, 상기 도전영역(22)에는 제1기판(40)과 제2기판(60)을 상호 접합하는 도전성 양면접착테이프가 설치되어 터치검출전압 인가 신호선(24)과 투명도전층(62)을 전기적으로 연결한다.According to a preferred embodiment, the transparent conductive layer 62 is formed so that an area other than the area in contact with the conductive pad 48 is cut in each touch cell 50.
According to a preferred embodiment, the touch detection voltage is the at least one conductive region 22 formed on one side of the touch detection voltage applying signal line 24 and the transparent conductive layer (C) through a conductive material connected to the conductive region 22. 62).
According to a more preferred embodiment, the touch detection voltage application signal line 24 is formed on the first substrate 40, the transparent conductive layer 62 is formed on the second substrate 60, the conductive region ( 22 is provided with a conductive double-sided adhesive tape for bonding the first substrate 40 and the second substrate 60 to each other to electrically connect the touch detection voltage application signal line 24 and the transparent conductive layer 62.

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본 발명의 터치 패널에 따르면, 표시장치의 상면에 설치되는 제1기판 또는 제2기판에 종이나 횡으로 복수의 데이터신호선(44) 및 게이트신호선(42)을 배치하고, 각 데이터신호선(44)에 연결된 스위칭소자(30)와 도전패드가 터치셀을 형성하며, 터치검출전압이 인가된 투명도전층과, 터치검출전압이 입력되는 도전패드의 통전을 감지하여 위치검출신호를 획득할 때 스위칭소자에 의해 신호가 상호 간섭 되 는 것을 방지함으로써, 복수의 지점에서 동시에 터치가 발생하는 멀티 터치를 인식할 수 있으며, 도전패드와 투명도전층을 터치셀의 국부영역에만 설치하여 터치 패널의 광투과 효율을 향상시키며, 위치검출신호로 디지털 신호를 사용하여 AD 변환에 따른 처리지연이 없으므로 반응속도가 매우 빠르고 노이즈나 기타 외부 환경요인에 의한 오작동을 방지할 수 있으며, 태양광 아래에서도 사용이 가능하며, 양산성 등이 검증된 LCD 또는 AMOLED 등과 같은 표시장치의 제조공정을 이용할 수 있어서 양산제작이 용이함은 물론 불량품 발생률이 매우 저감되는 효과가 있다.According to the touch panel of the present invention, a plurality of data signal lines 44 and gate signal lines 42 are arranged on a first substrate or a second substrate provided on an upper surface of the display device in a paper or side direction, and each data signal line 44 is disposed. The switching element 30 and the conductive pad connected to the touch cell form a touch cell. The switching element 30 detects the energization of the transparent conductive layer to which the touch detection voltage is applied and the conductive pad to which the touch detection voltage is input. By preventing signals from interfering with each other, it is possible to recognize multi-touch at which touch occurs simultaneously at a plurality of points, and improve the light transmission efficiency of the touch panel by installing a conductive pad and a transparent conductive layer only in the local region of the touch cell. Since there is no processing delay due to AD conversion by using digital signal as position detection signal, response speed is very fast and it prevents malfunction due to noise or other external environmental factors. To, and it can be used in sunlight, and a mass production such as a method to use a manufacturing process of a display device such as LCD, or verifying the AMOLED mass production are effective, as well as ease the defective product rate is greatly reduced.

또한, 본 발명에 따르면, TFT와 같은 3단자형 스위칭소자를 이용하여 터치셀에서 발생되는 터치신호가 다른 터치셀의 터치신호와 간섭받는 것을 방지하여 멀티 터치를 인식할 수 있도록 하며, LCD나 AMOLED 등의 TFT기판 제조공정을 이용할 수 있어 제조공정에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by using a three-terminal switching element such as a TFT to prevent the touch signal generated from the touch cell interfere with the touch signal of the other touch cell to recognize the multi-touch, LCD or AMOLED TFT substrate manufacturing process such as can be used to increase the reliability of the manufacturing process.

또한, 본 발명에 따르면 신호선을 배선함에 있어 표시장치의 게이트라인 및 데이터라인과 동일한 배선규칙으로 배선함으로써, 매우 높은 분해능으로 터치를 검출할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 터치 패널의 신호선들이 표시장치의 배선들과 수직으로 동일선상에 위치하게 되어 물결 무늬의 잔상이 발생하는 모아레 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, when wiring the signal lines by wiring with the same wiring rules as the gate lines and data lines of the display device, not only the touch can be detected with a very high resolution, but also the signal lines of the touch panel are connected to the display device. Since it is located on the same line perpendicular to the field, there is an effect that can prevent the moiré phenomenon that the afterimage of the wave pattern occurs.

또한, 본 발명에 따르면, 표시장치와 터치 패널 사이에 확산시트를 설치함으로써, 표시장치의 배선과 터치 패널의 배선이 수직으로 동일선상에 위치하지 않아도 확산시트의 확산에 의해 모아레 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, by providing a diffusion sheet between the display device and the touch panel, the moiré phenomenon can be prevented by diffusion of the diffusion sheet even if the wiring of the display device and the wiring of the touch panel are not located vertically on the same line. It has an effect.

또한, 본 발명에 따르면, 표시장치의 신호선 배선방향에 대해 사선방향으로 터치 패널의 신호선을 형성하여 신호선간 광간섭을 방지하여 모아레 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that the moire phenomenon can be eliminated by forming a signal line of the touch panel in an oblique direction with respect to the signal line wiring direction of the display device to prevent optical interference between signal lines.

또한, 본 발명에 따르면, 위치검출신호를 메모리수단에 일시 저장하여, 터치위치 검출부에서의 신호 처리량이 많아 실시간으로 수신되는 위치검출신호를 인식하지 못할 경우, 메모리수단에 저장된 신호를 호출하여 처리할 수 있으므로, 신호의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, when the position detection signal is temporarily stored in the memory means, and the amount of signal processing in the touch position detection unit is not recognized, the position detection signal received in real time may be called and processed by calling the signal stored in the memory means. Therefore, there is an effect that can prevent the loss of the signal.

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나아가서, 본 발명에서 사용되는 콘트롤IC들은 LCD와 같은 표시장치의 게이트IC나 소스IC 혹은 종래 저항방식 터치 패널에서 사용되는 AD컨버터 등과 달리 부하를 구동하지 않고 단지 신호의 송수신만 수행하게 되므로, IC 자체를 구동하기 위한 최소한의 소모전력만을 필요로 한다. 휴대전화 등과 같은 휴대단말기는 휴대성을 향상시키는 중요한 요소로 소비전류의 최소화가 요구되며, 본 발명의 터치 패널은 휴대단말기에 적용될 경우, 다른 터치 패널에 비해 배터리 사용을 보다 연장 시킬 수 있는 장점을 가진다.In addition, the control ICs used in the present invention do not drive a load, unlike a gate IC or a source IC of a display device such as an LCD, or an AD converter used in a conventional resistive touch panel, and thus only transmits and receives a signal. It requires only minimal power to drive it. A portable terminal such as a mobile phone is required to minimize current consumption as an important factor for improving portability, and the touch panel of the present invention has an advantage of extending the use of batteries more than other touch panels when applied to a portable terminal. Have

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.

우선, 본 발명은 LCD, PDP, OLED 등의 표시장치 상면에 부가하여 설치되는 터치 패널에 관한 것으로서, 인체 또는 물체의 접촉을 감지하여 터치가 이루어진 지점에 대응하는 위치신호를 발생시키는 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명의 터치 패널은 비록 표시장치와 별체를 이루어 표시장치의 상면에 설치되는 것이지만, 내부의 구성품들인 신호선, 콘트롤IC, TFT 등은 LCD나 AMOLED 등과 같은 표시장치의 게이트라인, 데이터라인, 드라이브IC, TFT들과 동일 또는 유사한 규칙으로 설치된다. 물론, 이들 구성품들은 외형적으로 유사할 뿐, 실제 기능 및 작용은 서로 다르다.First, the present invention relates to a touch panel installed in addition to an upper surface of a display device such as LCD, PDP, OLED, etc., and relates to a touch panel that detects contact of a human body or an object and generates a position signal corresponding to a touch point. will be. Although the touch panel of the present invention is provided separately from the display device and installed on the upper surface of the display device, signal lines, control ICs, TFTs, etc., which are internal components, include gate lines, data lines, and drive ICs of display devices such as LCDs and AMOLEDs. , The same or similar rules as the TFTs are installed. Of course, these components are similar in appearance but differ in actual function and function.

도 2는 본 발명에 따른 터치 패널의 구조를 보인 분해사시도로서, 본 발명의 터치 패널의 기본 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 표시장치(20)의 상면에 제1기판(40)과 제2기판(60)이 상호 대향하여 배치된다. 제1기판(40) 및 제2기판(60)은 모두 투명한 글래스나 플라스틱 또는 필름 등이 이용될 수 있다. 물론 광투과성이 확보된 다른 재질도 이용될 수 있을 것이다.Figure 2 is an exploded perspective view showing the structure of a touch panel according to the present invention, schematically showing the basic structure of the touch panel of the present invention. As illustrated, the first substrate 40 and the second substrate 60 are disposed to face each other on the upper surface of the display device 20. Both the first substrate 40 and the second substrate 60 may be made of transparent glass, plastic or film. Of course, other materials that have a light transmittance may be used.

바람직하게는 제1기판(40)으로는 글래스 기판이 이용되고 제1기판(40)의 상면에는 신호선들이 배선된다. 그리고 통상의 표시장치들과 유사하게, 제1기판(40) 의 에지부에는 위치검출신호를 발신하기 위한 발신용 콘트롤IC(71)와 위치검출신호를 수신하기 위한 수신용 콘트롤IC(72)가 실장된다. Preferably, a glass substrate is used as the first substrate 40 and signal lines are wired on the upper surface of the first substrate 40. Similarly to the conventional display devices, the transmitting control IC 71 for transmitting the position detection signal and the receiving control IC 72 for receiving the position detection signal are provided at the edge portion of the first substrate 40. It is mounted.

본 발명의 터치 패널은 발신용 콘트롤IC(71)를 통해 위치검출신호를 인가하고, 수신용 콘트롤IC(72)를 통해 위치검출신호를 수신하므로, 발신용 콘트롤IC(71)와 수신용 콘트롤IC(72)가 하나의 칩에 통합하여 설치될 수도 있다. 즉, 본 발명에서 설명되는 발신용 콘트롤IC(71)와 수신용 콘트롤IC(72)는 개념적으로 구분되는 것일 뿐이다. 또한, 발신용 콘트롤IC(71) 및 수신용 콘트롤IC(72)는 제2기판(60)의 에지부에 COF(Chip On Film) 또는 COG(Chip On Glass) 형태로 실장될 수도 있을 것이며 신호선들도 제 2기판에 설치될 수 있다.Since the touch panel of the present invention applies the position detection signal through the transmission control IC 71 and receives the position detection signal through the reception control IC 72, the touch control IC 71 and the reception control IC are used. 72 may be installed integrated in one chip. That is, the transmitting control IC 71 and the receiving control IC 72 described in the present invention are merely conceptually separated. In addition, the transmitting control IC 71 and the receiving control IC 72 may be mounted in the form of a chip on film (COF) or chip on glass (COG) at the edge portion of the second substrate 60 and the signal lines. It may also be installed on the second substrate.

도 3은 제1기판에 본 발명의 터치셀이 형성된 일예를 보인 구성도이며, 도 4는 제1기판에 단위 터치셀의 구성예를 보인 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 TFT의 단면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 보인 단면도이다. 이 세 도면을 참조하여, 본 발명의 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.3 is a diagram illustrating an example in which a touch cell of the present invention is formed on a first substrate, and FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a unit touch cell on a first substrate, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the TFT illustrated in FIG. 4. Referring to the cross-sectional view showing an embodiment of the present invention. With reference to these three drawings, the structure of this invention is demonstrated more concretely.

도 3과 도 4를 참조하면, 게이트신호선(42)은 횡방향으로 배선되고, 데이터신호선(44)은 게이트신호선(42)과 교차하도록 종방향으로 배선된다. 이는 단지 바람직한 실시예이며, 게이트신호선(42)과 데이터신호선(44)이 반드시 교차하도록 배선되어야 하는 것은 아니다. 게이트신호선(42)은 발신용 콘트롤IC(71)에 연결되어 스캔신호를 송신하는 라인이며, 데이터신호선(44)는 수신용 콘트롤IC(72)에 연결되어 위치검출신호를 수신하는 라인이다.3 and 4, the gate signal line 42 is wired in the lateral direction, and the data signal line 44 is wired in the longitudinal direction so as to intersect the gate signal line 42. This is merely a preferred embodiment and does not necessarily have to be wired so that the gate signal line 42 and the data signal line 44 intersect. The gate signal line 42 is a line connected to the transmitting control IC 71 to transmit a scan signal, and the data signal line 44 is connected to the receiving control IC 72 to receive a position detection signal.

도 5를 참조하면, 제1기판(40)과 제2기판(60)은 복수의 스페이서(25)에 의해 소정 간격 이격되도록 배치된다. 스페이서(25)는 절연체로 이루어지는 것으로서, 제1기판(40)과 제2기판(60) 사이에서 구름 접촉되는 볼스페이서(25a), 또는, 일단부가 어느 일측의 기판에 패터닝되어 고정되며 타단부는 대향 기판에 접촉 또는 접합되는 패턴스페이서(25b)이며, 두 스페이서가 함께 이용될 수도 있다.Referring to FIG. 5, the first substrate 40 and the second substrate 60 are disposed to be spaced apart from each other by a plurality of spacers 25. The spacer 25 is made of an insulator, and the ball spacer 25a, which is in contact with the cloud between the first substrate 40 and the second substrate 60, or one end of the spacer 25 is patterned and fixed to the other side of the substrate. The pattern spacer 25b is in contact with or bonded to the opposing substrate, and two spacers may be used together.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1기판(40)의 상면에는 3단자형 스위칭소자(30)가 설치되며, 스위칭소자(30)의 3단자는 각각 게이트신호선(42), 데이터신호선(44), 도전패드(48)에 접속된다.
3단자형 스위칭소자(30)는 바람직하게는 TFT이다. TFT는 게이트단자에 인가되는 신호를 이용하여 스위치의 개폐를 제어함으로써 신호의 흐름 및 신호 상호간의 간섭을 안정적으로 차단할 수 있으며, LCD나 AMOLED에서 이미 검증된 소자라는 장점이 있다.As shown in FIG. 5, a three-terminal switching element 30 is provided on an upper surface of the first substrate 40, and the three terminals of the switching element 30 each have a gate signal line 42 and a data signal line 44. And a conductive pad 48.
The three-terminal switching element 30 is preferably a TFT. The TFT can stably block the flow of signals and interference between signals by controlling the opening and closing of the switch by using a signal applied to the gate terminal, and has the advantage of being a proven device in LCD or AMOLED.

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이하에서는 스위칭소자로서 TFT를 예시하여 설명하며 TFT에 대하여 스위칭소자와 동일한 도면부호를 사용한다.Hereinafter, a TFT will be described as an example of a switching element, and the same reference numerals as those of the switching element are used for the TFT.

다시 도 5를 참조하면, TFT(30)는 게이트신호선(42)에 접속된 게이트전극(34)과, 도전패드(48)에 연결된 TFT의 입력 소스(Source)전극(32)과, 데이터신호선(44)과 연결된 TFT의 출력 드레인(Drain)전극(33)으로 구성된다.; 게이트전극(34)과 중첩되고 소스전극(32)과 드레인전극(33)사이에 채널을 형성하는 활성층(38)을 구비한다. 활성층(38)은 소스전극(32)과 드레인전극(33)이 중첩되게 형성한다. 활성층(38) 위에는 소스전극(32)과 드레인전극(33)과의 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(39)이 더 형성된다. 활성층(38)은 아몰퍼스실리콘(A-Si) 또는 폴리실리콘(P-Si)으로 형성된다.Referring back to FIG. 5, the TFT 30 includes a gate electrode 34 connected to the gate signal line 42, an input source electrode 32 of a TFT connected to the conductive pad 48, and a data signal line ( An output drain electrode 33 of the TFT connected to 44; The active layer 38 overlaps the gate electrode 34 and forms a channel between the source electrode 32 and the drain electrode 33. The active layer 38 is formed so that the source electrode 32 and the drain electrode 33 overlap. An ohmic contact layer 39 for ohmic contact between the source electrode 32 and the drain electrode 33 is further formed on the active layer 38. The active layer 38 is formed of amorphous silicon (A-Si) or polysilicon (P-Si).

게이트전극(34)위에는 게이트절연막(36)이 있으며, 소스전극(32)과 드레인전극(33) 위에는 보호막(37)이 있다. 도전패드(48)는 ITO(Indium Tion Oxide)나 IZO(indium Zinc Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide), 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube) 등의 투명한 도전물질로 형성된다. 그리고 도전패드(48) 및 신호선과의 접속을 위해 ITO등을 이용한 콘택홀(35,Contact Hole)이 사용되며, TFT(30)와 도전패드는 터치셀(50)을 형성한다.The gate insulating layer 36 is disposed on the gate electrode 34, and the passivation layer 37 is disposed on the source electrode 32 and the drain electrode 33. The conductive pad 48 may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), antimony tin oxide (ATO), or carbon nanotube. A contact hole 35 using ITO or the like is used to connect the conductive pad 48 and the signal line, and the TFT 30 and the conductive pad form a touch cell 50.

제2기판(60)의 하면에는 투명도전층(62)이 형성되며 상기의 도전패드(48)의 형성을 위해 사용된 ITO등과 같은 투명한 도전물질로 형성된다. 투명도전층(62)에는 터치 검출을 위한 전압이 인가된다. 바람직하게는, 터치검출전압은 디지털 전압이며, 일실시예로 5V이다. A transparent conductive layer 62 is formed on the lower surface of the second substrate 60, and is formed of a transparent conductive material such as ITO used for forming the conductive pad 48. A voltage for touch detection is applied to the transparent conductive layer 62. Preferably, the touch detection voltage is a digital voltage, in one embodiment 5V.

또한, TFT(30)의 상면에는 광(light)을 차단하기 위한 레이어가 설치될 수 있으며, TFT(30)의 소스전극(32)이나 드레인전극(33)의 제조에 사용된 소스메탈이나 게이트전극(34) 제조에 사용된 게이트메탈이 사용될 수 있다. 이는 TFT(30)가 광(Light)에 반응하여 오작동하는 것을 방지하기 위함이다. In addition, a layer for blocking light may be provided on the upper surface of the TFT 30, and a source metal or a gate electrode used for manufacturing the source electrode 32 or the drain electrode 33 of the TFT 30 may be provided. (34) The gate metal used in the manufacture can be used. This is to prevent the TFT 30 from malfunctioning in response to light.

도 4를 참조하면, 상기 도전패드(48)는 터치셀(50)의 전체 영역을 커버하도록 설치될 수도 있겠으나, 바람직하게는, 터치셀(50)의 국부 영역에만 설치된다. 예컨대, 제2기판(60)의 외면에 접촉되는 터치펜의 펜끝이 대략 0.7mm 정도라고 하 면, 각 터치셀의 너비가 이보다 작은 경우, 상기 도전패드들은 터치셀(50)의 국부 영역만을 커버하여도 터치펜의 접촉을 인식할 수 있다. 이는 터치패널의 광투과율을 높게하여 표시장치(20)의 표시품질을 높게한다.Referring to FIG. 4, the conductive pad 48 may be installed to cover the entire area of the touch cell 50. However, the conductive pad 48 may be installed only in the local area of the touch cell 50. For example, when the pen tip of the touch pen that is in contact with the outer surface of the second substrate 60 is about 0.7 mm, when the width of each touch cell is smaller than this, the conductive pads cover only the local area of the touch cell 50. Even if the touch pen can be recognized. This increases the light transmittance of the touch panel to increase the display quality of the display device 20.

또한, 도 6에 도시된 실시예에서와 같이, 도전패드(48)를 게이트신호선(42)이나 데이터신호선(44)과 오버랩(Overlap)되도록 설치하면, 터치패널의 투과율을 크게 높일 수 있다. 따라서 도전패드를 형성함에 있어 가급적 그 도포영역을 최소화하여 신호선과 오버랩 되도록 설치하여 고가의 희귀금속인 ITO의 절감에 따른 제조코스의 절감은 물론, 터치 패널의 투과율을 크게 높이는 것이 바람직하다. In addition, as in the embodiment illustrated in FIG. 6, when the conductive pad 48 is provided to overlap the gate signal line 42 or the data signal line 44, the transmittance of the touch panel may be greatly increased. Therefore, in forming the conductive pad, it is desirable to minimize the coating area to overlap the signal line as much as possible, thereby reducing the manufacturing course according to the reduction of the expensive rare metal ITO and greatly increasing the transmittance of the touch panel.

위와 같은 구성에서, 인체 또는 물체가 제2기판(60)의 외면에 접촉하여 제2기판(60)에 굴곡이 발생되면, 제2기판(60)이 제1기판(40)측에 접촉된다. 만약, 도 3에서 점선으로 박스 친 부분에서 제2기판(60)의 접촉이 발생되면, 제2기판(60) 하면의 투명도전층(62)과 도전패드(48)가 접촉된다. 이때, 발신용 콘트롤IC(71)로부터 발원되어 게이트신호선(42)에 인가된 스캔신호는 TFT(30)들을 순차적으로 턴 온(Turn On) 시키며, 제2기판 하면의 투명도전층(62)에 인가된 디지털 전압은 터치가 발생한 해당 터치셀(50)에서 TFT(30)의 턴 온(Turn On)에 의해 데이터신호선(44)으로 전달되고, 이는 수신용 콘트롤IC(72)로 입수된다. 따라서, 터치가 발생된 지점에 대한 좌표값을 얻게 된다. 도 4에서 얻어진 좌표값은 세 번째 게이트신호선(42)과 세 번째 데이터신호선(44)이 교차하는 지점의 터치셀(50) 좌표일 것이다.In the above configuration, when the human body or the object is in contact with the outer surface of the second substrate 60 and bending occurs in the second substrate 60, the second substrate 60 is in contact with the first substrate 40 side. 3, when the contact of the second substrate 60 occurs at the boxed portion with a dotted line in FIG. 3, the transparent conductive layer 62 on the lower surface of the second substrate 60 contacts the conductive pad 48. At this time, the scan signal sourced from the transmission control IC 71 and applied to the gate signal line 42 turns on the TFTs 30 sequentially and is applied to the transparent conductive layer 62 on the bottom surface of the second substrate. The digital voltage is transferred from the corresponding touch cell 50 where the touch is generated to the data signal line 44 by turning on the TFT 30, which is obtained by the receiving control IC 72. Thus, a coordinate value for the point where the touch is generated is obtained. The coordinate values obtained in FIG. 4 may be coordinates of the touch cell 50 at the point where the third gate signal line 42 and the third data signal line 44 intersect.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1기판(40) 상에 종횡으로 신호선을 배선하고, 스위칭소자로서 TFT를 구성하여 절연층으로 이종의 메탈레이어를 절연시키는 등의 구성은 LCD나 AMOLED의 TFT기판의 구성과 거의 동일하다. 따라서, 본 발명의 터치 패널은 양산성이 검증된 TFT기판의 제조공정을 거의 그대로 이용하여 제조될 수 있으며, 이로써 대량생산이 용이할 뿐만 아니라 안정된 품질을 구현할 수 있고 저비용 제조가 가능하다. 또한, LCD의 TFT 제조공정만 이용할 뿐, 러빙공정, 칼라필터 부착공정, 액정주입공정 등은 사용하지 않으므로 LCD 공정에 비해 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있다. 이는 비단 LCD 뿐만이 아니라 AMOLED 등의 기 확립된 프로세스를 적용하는 것도 가능하다.As shown in Figs. 3 to 5, the configuration such as wiring signal lines vertically and horizontally on the first substrate 40, forming a TFT as a switching element to insulate heterogeneous metal layers with an insulating layer, and the like is performed in LCD or AMOLED. Is almost the same as the configuration of the TFT substrate. Therefore, the touch panel of the present invention can be manufactured using the production process of the TFT substrate, which has been verified for mass production, as it is, thereby facilitating mass production, realizing stable quality, and enabling low-cost manufacturing. In addition, since only the TFT manufacturing process of the LCD is used, a rubbing process, a color filter attaching process, and a liquid crystal injection process are not used, thereby significantly reducing manufacturing costs compared to the LCD process. This can be applied not only to LCD but also to established processes such as AMOLED.

본 발명의 터치 패널은 표시장치(20)의 크기에 비례하는 것으로서, 상기 터치셀(50)이 가능한 표시장치(20)의 단위화소가 갖는 분해능과 동일한 분해능으로 설계되는 것이 바람직하다.The touch panel of the present invention is proportional to the size of the display device 20 and is preferably designed to have the same resolution as that of the unit pixel of the display device 20 capable of the touch cell 50.

예컨대, 22인치 LCD에 본 발명의 터치 패널이 적용된다면, LCD의 단위화소의 분해능이 그러하듯이 터치셀(50)은 1366X768 또는 1920X1080의 분해능을 가질 것이다. 1366X768의 분해능은 가로로 1366개의 터치셀(50)이 배치되며 세로로 768개의 터치셀(50)이 배치됨을 의미한다.For example, if the touch panel of the present invention is applied to a 22-inch LCD, the touch cell 50 will have a resolution of 1366x768 or 1920x1080, as the resolution of the unit pixel of the LCD. The resolution of 1366X768 means that 1366 touch cells 50 are arranged horizontally and 768 touch cells 50 are arranged vertically.

물론, 터치셀(50)은 LCD의 단위화소에 비해 정수비로 축소된 분해능으로 구성될 수도 있다. Of course, the touch cell 50 may be configured with a resolution reduced by an integer ratio compared to the unit pixel of the LCD.

이와 같이 터치셀(50)의 분해능이 표시장치(20)의 단위화소가 갖는 분해능과 동일하거나 정수비로 축소되면, 터치 패널의 게이트신호선(42) 및 데이터신호선(44)이 LCD의 게이트라인 및 데이터라인과 동일한 수직선상에 위치할 수 있다. 이처럼 터치 패널의 신호선들을 LCD의 TFT기판의 신호선들과 동일 수직선상에 위치시킨다면, 터치 패널의 투과율을 높여 표시장치(20)의 표시품질을 향상시키며, 신호선들간의 간섭에 의해 물결 무늬가 나타나는 모아레 현상을 방지할 수 있게 된다.As such, when the resolution of the touch cell 50 is reduced to the same resolution as the unit pixel of the display device 20 or at an integer ratio, the gate signal line 42 and the data signal line 44 of the touch panel become the gate line and data of the LCD. It may be located on the same vertical line as the line. As such, when the signal lines of the touch panel are positioned on the same vertical line as the signal lines of the TFT substrate of the LCD, the transmittance of the touch panel is improved to improve the display quality of the display device 20, and the moiré appears as a wave pattern due to interference between the signal lines. The phenomenon can be prevented.

한편, 도 7과 도 8에 도시된 실시예는 모아레 현상을 방지하는 다른 방법들을 제공한다. 도 7를 참조하면, 표시장치(20)와 터치 패널 사이에는 확산시트(90)가 더 설치될 수 있다. 이처럼 표시장치(20)와 터치 패널 사이에 확산시트(90)를 설치하면, 표시장치의 배선과 터치 패널의 배선이 수직으로 동일선상에 위치하지 않아도 확산시트(90)의 확산효과에 의해 모아레 현상을 방지할 수 있다.On the other hand, the embodiment shown in Figures 7 and 8 provide other methods for preventing the moiré phenomenon. Referring to FIG. 7, a diffusion sheet 90 may be further disposed between the display device 20 and the touch panel. If the diffusion sheet 90 is provided between the display device 20 and the touch panel as described above, the moiré phenomenon is caused by the diffusion effect of the diffusion sheet 90 even if the wiring of the display device and the wiring of the touch panel are not located vertically on the same line. Can be prevented.

한편, 도 8의 일예를 참조하면, 점선으로 부가된 배선은 LCD 표시장치(20)의 배선이며 직선으로 형성된 횡방향의 게이트신호선과 종향방의 소스신호선이다. 터치패널의 게이트신호선(42)과 데이터신호선(44)은 표시장치(20)의 신호선에 대해 사선으로 배치되며, 이는 표시장치(20)의 신호선들과 터치 패널의 신호선들에 있어서 동일방향의 배선을 없게 하므로 신호선간 광간섭에 의해 발생하는 모아레 현상을 방지할 수 있다. 만일, 표시장치(20)의 신호선들이 사선으로 배치되면 터치패널의 신호선은 직선으로 배치될 것이다.On the other hand, referring to the example of FIG. 8, the wirings added by dotted lines are the wirings of the LCD display device 20 and are the horizontal gate signal lines formed in a straight line and the source signal lines in the vertical direction. The gate signal line 42 and the data signal line 44 of the touch panel are disposed obliquely with respect to the signal line of the display device 20, which is the wiring in the same direction in the signal lines of the display device 20 and the signal lines of the touch panel. Since there is no problem, the moiré phenomenon caused by optical interference between signal lines can be prevented. If the signal lines of the display device 20 are arranged diagonally, the signal lines of the touch panel may be arranged in a straight line.

다시 도 3를 참조하면, 터치셀(50)이 3X3의 분해능으로 도시되어 있음을 알 수 있다. 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 터치셀(50)이 3X3의 분해능을 갖는 것을 가정하여 예시한 것이며, 후술되는 실시예들도 3X3의 분해능을 갖는 터치셀(50)을 예시하여 설명한다.Referring back to FIG. 3, it can be seen that the touch cell 50 is shown at a resolution of 3 × 3. This is illustrated assuming that the touch cell 50 has a resolution of 3 × 3 to aid in understanding of the present invention, and embodiments described below also illustrate the touch cell 50 having a resolution of 3 × 3.

도 9는 본 발명의 시스템 구성을 보여준다. 상측 박스는 위치검출신호 송수신부(70)를 나타내며, 하측 박스는 터치위치 검출부(80)를 나타낸다. 위치검출신호 송수신부(70)는 게이트신호선(42)에 스캔펄스를 인가하고, 데이터신호선(44)으로부터 위치검출신호를 수신하는 것으로서, 상술한 발신용 콘트롤IC(71)와, 수신용 콘트롤IC(72) 및 신호처리부(73), 타이밍 제어부(74), 메모리수단(75)을 포함하여 구성된다. 도시되지는 않았으나 전원부가 추가될 수 있다. 터치위치 검출부(80)는 위치검출신호 송수신부(70)와 통신하여 터치 위치에 대한 좌표값을 획득하는 것으로서, CPU 등의 구성품으로 구성된다.9 shows a system configuration of the present invention. The upper box represents the position detection signal transceiver 70, and the lower box represents the touch position detector 80. The position detection signal transmission / reception unit 70 applies a scan pulse to the gate signal line 42 and receives a position detection signal from the data signal line 44. The transmission control IC 71 and the reception control IC described above are provided. 72, the signal processor 73, the timing controller 74, and the memory means 75 are configured. Although not shown, a power supply unit may be added. The touch position detecting unit 80 obtains the coordinate value of the touch position by communicating with the position detecting signal transmitting and receiving unit 70 and is composed of components such as a CPU.

바람직하게는, 위치검출신호 송수신부(70)의 타이밍 제어부(74)는 수십 ms 이하의 시분할 신호를 발생시키며, 신호처리부(73)는 도 9에 도시된 바와 같이 발신용 콘트롤IC(71)를 통해 각 게이트신호선(42)에 시분할된 스캔펄스(SWn)를 인가한다. Preferably, the timing control unit 74 of the position detection signal transmission and reception unit 70 generates a time division signal of several tens of ms or less, and the signal processing unit 73 generates the control IC 71 for transmission as shown in FIG. 9. Through the time-divided scan pulse SWn is applied to each gate signal line 42.

게이트신호선(42)에 인가되는 로우 전압(Low voltage)은 TFT(30)를 턴 오프(Turn Off) 시키기에 충분한 전압이며, 일 실시예로 -5 ~ -10V가 사용된다. 하이 전압(Hi Voltage)은 TFT(30)를 턴 온(Turn On) 시키기에 충분한 전압이며, 일실시예로 12~18V가 사용된다. The low voltage applied to the gate signal line 42 is a voltage sufficient to turn off the TFT 30. In one embodiment, -5 to -10V is used. The high voltage is a voltage sufficient to turn on the TFT 30. In one embodiment, 12 to 18V is used.

각 스캔펄스(SWn)의 주기는 “T”이며 각 스캔펄스 구간마다 신호의 안정을 위한 휴지기가 존재할 수 있다. 만약, 도 3에서 우하단의 터치셀(50)에서 터치가 발생한다면, t3~t4 타임에 가장 우측의 데이터신호선(44)을 통해 위치검출신호(Sn)인 S3가 입수될 것이다. 이렇게 검출된 신호(Sn)는 터치위치 검출부(80)로 전달되 며, 터치위치 검출부(80)는 해당 좌표값 “SW3, S3”에 대응하는 신호를 발생시킬 것이다. The period of each scan pulse SWn is “T” and there may be a pause for signal stabilization in each scan pulse section. If the touch occurs in the touch cell 50 at the lower right in FIG. 3, the position detection signal Sn may be obtained through the rightmost data signal line 44 at t3 to t4 time. The detected signal Sn is transmitted to the touch position detector 80, and the touch position detector 80 will generate a signal corresponding to the corresponding coordinate values “SW3, S3”.

그러나 많은 신호들을 처리하는 과정에서, 터치위치 검출부(80)가 “Busy” 상태일 경우, 위치검출신호(Sn)를 인식하지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 이미 인식하지 못한 터치 신호는 다시 재생할 수 없으므로, 이는 신호를 잃어버리는 결과를 초래하며 터치 패널의 신뢰성 저하를 불러올 수 있다.However, in the process of processing a large number of signals, when the touch position detection unit 80 is in the "Busy" state, a case where the position detection signal Sn may not be recognized. Since a touch signal that has not been recognized cannot be reproduced again, this may result in the loss of the signal and may cause a decrease in reliability of the touch panel.

이를 방지하기 위하여, 위치검출신호 송수신부(70)는 터치셀(50)의 개수 이상의 비트를 갖는 메모리수단(75)을 구비한다. 바람직하게는, 메모리수단(75)은 도 10에 도시된 바와 같이, 터치셀(50)의 좌표값에 대응하는 절대주소를 갖는다. 본 실시예에서, 메모리수단(75)은 적어도 9비트의 용량을 가지며, 위치검출신호 송수신부(70)가 수신한 터치셀(50)의 좌표값은 “SW3, S3”로서, “m9” 주소에 저장된다. 이렇게 저장된 신호들은 터치위치 검출부(80)에 의해 호출되어 이용될 수 있다. 만약, 터치셀(50)의 분해능이 1366X768인 경우, 메모리수단(75)은 적어도 1049088비트 이상의 용량이 필요하며, 약 132k바이트의 용량을 확보해야 한다.In order to prevent this, the position detection signal transmitting and receiving unit 70 is provided with a memory means 75 having more than the number of bits of the touch cell (50). Preferably, the memory means 75 has an absolute address corresponding to the coordinate value of the touch cell 50, as shown in FIG. In the present embodiment, the memory means 75 has a capacity of at least 9 bits, the coordinate value of the touch cell 50 received by the position detection signal transmitting and receiving unit 70 is "SW3, S3", "m9" address Are stored in. The signals thus stored may be called and used by the touch position detector 80. If the resolution of the touch cell 50 is 1366x768, the memory means 75 needs a capacity of at least 1049088 bits or more, and secures a capacity of about 132k bytes.

도시되지는 않았으나, 데이터신호선(44)의 종단은 수신용콘트롤IC(72)의 내부에서 저항에 연결되어 특정전위에 풀업(Pull Up) 또는 풀다운(Pull Down) 접속되며, 바람직하게는 영(Zero)전위의 그라운드(Ground)에 풀다운 접속된다, 수신용콘트롤IC(72)는, 그라운드와 접속되지 않은 저항의 일측과 연결된 데이터신호선(44)에서 터치신호를 입수할 수 있다. 이는 데이터신호선(44)의 플로팅(Floating) 상태를 방지하여, 데이터신호선(44)에 인가되는 터치신호가 노이즈 영향을 받지 않도록 하기 위함이다.Although not shown, an end of the data signal line 44 is connected to a resistor in the receiving control IC 72 to be pulled up or pulled down to a specific potential, and preferably zero. The reception control IC 72 can receive a touch signal from a data signal line 44 connected to one side of a resistor that is not connected to the ground. This is to prevent the floating state of the data signal line 44 so that the touch signal applied to the data signal line 44 is not affected by noise.

도 12와 도 13은 본 발명에서 제2기판(60) 하면에 투명도전층(62)이 형성된 예들을 보여주는 것으로서, 이해를 돕기 위해 제1기판(40)의 평면 구성을 도시하고, 도 12에서는 점선으로 투명도전층(62)을 부가하였으며 도 13에서는 격자선으로 투명도전층(62)을 부가하였다.12 and 13 illustrate examples in which the transparent conductive layer 62 is formed on the bottom surface of the second substrate 60 in the present invention, and illustrates a planar configuration of the first substrate 40 for understanding. A transparent conductive layer 62 was added, and in FIG. 13, a transparent conductive layer 62 was added as a lattice line.

투명도전층(62)은 도 12에 도시된 바와 같이 제1기판(40) 전체를 커버하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 제2기판(60)에 투명도전층(62)을 형성하는 공정은 간단하지만 투과율이 저하되는 결과를 예측할 수 있다. 이와 같이 투명도전층(62)에 의해 투과율이 저하되는 현상을 해결하기 위하여, 투명도전층(62)은 도 13에 도시된 바와 같이 터치셀(50)에 국부적으로 구획 형성된다.The transparent conductive layer 62 may be formed to cover the entire first substrate 40 as shown in FIG. 12. In this case, the process of forming the transparent conductive layer 62 on the second substrate 60 is simple, but it is possible to predict the result of decreasing the transmittance. In order to solve the phenomenon in which the transmittance is lowered by the transparent conductive layer 62 as described above, the transparent conductive layer 62 is locally formed in the touch cell 50 as illustrated in FIG. 13.

도 13의 실시예는, 도 4의 단위터치셀의 구성에 관한 실시예에서 도전패드(48)와 신호선(42,44)만을 발췌한 제1기판의 실시예와, 본 발명의 구획된 투명도전층(62)이 결합하여 터치 패널을 형성한 일실시예이다. 본 발명은, 종래의 저항방식 터치패널이, 위치별 저항점에 대응하는 위치별로 상이한 전압값을 터치정보로 활용하는 방식과는 달리, 제2기판(60)의 투명도전층(62)에 디지털 터치검출전압을 인가하여 투명도전층(62)과 터치셀(48)이 통전될 시 통전된 터치셀의 절대좌표를 읽는 방식이므로, 투명도전층(62)은 터치셀(50)의 도전패드(48)에 신호를 전달 할 수 있는 면적으로 터치셀의 국부영역에만 설치되어도 된다. 따라서, 투명도전층(62)의 면저항값은 위치에 비례한 선형성을 유지할 필요가 없으며 이는 투명도전층(62)의 증착을 위한 설비의 단순화 및 공정단순화를 유도하여 터치패널의 원가절 감 및 불량감소에 기여한다. 이는 도 12의 투명도전층(62)이 전면 도포되는 실시예에서도 동일하다.13 illustrates an embodiment of a first substrate in which only the conductive pad 48 and the signal lines 42 and 44 are extracted in the embodiment of the unit touch cell of FIG. 4, and the partitioned transparent conductive layer of the present invention. 62 is an embodiment in which a touch panel is combined to form a touch panel. According to the present invention, unlike the conventional resistive touch panel using a different voltage value for each position corresponding to the resistance point for each position as touch information, the digital touch is applied to the transparent conductive layer 62 of the second substrate 60. Since the transparent conductive layer 62 and the touch cell 48 are energized by applying a detection voltage, the absolute coordinates of the touch cell that are energized are read. Therefore, the transparent conductive layer 62 is applied to the conductive pad 48 of the touch cell 50. It may be installed only in the local area of the touch cell as an area capable of transmitting signals. Therefore, the sheet resistance value of the transparent conductive layer 62 does not need to maintain linearity proportional to the position, which induces the simplification and process simplification of the equipment for the deposition of the transparent conductive layer 62, thereby reducing the cost and defect of the touch panel. Contribute. The same applies to the embodiment in which the transparent conductive layer 62 of FIG. 12 is applied to the entire surface.

한편, 도 13의 투명도전층(62)에는 터치신호 검출을 위한 전압이 인가되어야 하므로 상호구획된 투명도전층(62) 상호간에는 전기적으로 연결되어 있다.Meanwhile, since a voltage for detecting a touch signal must be applied to the transparent conductive layer 62 of FIG. 13, the transparent conductive layers 62 which are mutually partitioned are electrically connected to each other.

이처럼 투명도전층(62)을 도전패드들과 접촉할 수 있도록 최소한의 면적을 갖도록 형성하는 것은 투과율을 크게 향상시켜 표시장치(20)의 표시품질을 높인다. As such, forming the transparent conductive layer 62 to have a minimum area so as to be in contact with the conductive pads can greatly improve the transmittance, thereby improving the display quality of the display device 20.

도 14와 도 15는 본 발명에서 제2기판(60)의 투명도전층(62)에 터치검출전압(Vdig)을 인가하는 방법에 관한 일실시예이다. 먼저, 도 14는 제1기판(40)에서 신호선들의 배치에 관한 일실시예이다. 터치가 발생하는 터치액티브영역(21)에는 도시되지 않은 터치셀(50)이 게이트신호선(42)과 데이터신호선(44)에 연결되어 있으며, 터치액티브영역(21) 주위로는 터치검출전압 인가 신호선(24)이 배치되어 있다. 터치검출전압 인가 신호선(24)의 일측은 쇼트포인트나 통전패드와 같은 도전영역(22)과 연결되어 있다.14 and 15 illustrate an embodiment of a method of applying a touch detection voltage Vdig to the transparent conductive layer 62 of the second substrate 60 in the present invention. First, FIG. 14 is a diagram illustrating an arrangement of signal lines on a first substrate 40. A touch cell 50 (not shown) is connected to the gate signal line 42 and the data signal line 44 in the touch active area 21 where a touch is generated, and the touch detection voltage application signal line is around the touch active area 21. 24 is arrange | positioned. One side of the touch detection voltage application signal line 24 is connected to a conductive region 22 such as a short point or a conductive pad.

도전영역(22)은 적어도 하나 이상 설치되며 터치검출전압 인가 신호선(24)과 전기적으로 연결되어 있다. 도전영역(22) 중 쇼트포인트는, LCD의 TFT 기판과 컬러기판의 전기적 접속을 위해 사용되는 실버 페이스트 같은 도전성물질이 사용되어, 제1기판(40)에서 발원된 터치검출전압을 제2기판(60)의 투명도전층(62)으로 전달한다. 도 2와 같이 제1기판(40)과 제2기판(60)이 접합되어 터치패널을 형성할 때, 도시되지는 않았으나 제2기판(60)에도 제1기판(40)의 쇼트포인트와 대향하는 지점에 도전영역(22)이 형성될 수 있으며, 전기적으로 연결된 투명도전층(62)에 터치검출전압(Vdig)을 전달한다.At least one conductive region 22 is provided and is electrically connected to the touch detection voltage applying signal line 24. As the short point of the conductive region 22, a conductive material such as silver paste used for electrical connection between the TFT substrate of the LCD and the color substrate is used, and thus the touch detection voltage generated from the first substrate 40 is converted into a second substrate ( 60 to the transparent conductive layer 62. When the first substrate 40 and the second substrate 60 are joined to form a touch panel as shown in FIG. 2, although not shown, the second substrate 60 also faces the short point of the first substrate 40. The conductive region 22 may be formed at a point, and transmits the touch detection voltage Vdig to the transparent conductive layer 62 that is electrically connected to the conductive region 22.

도 15는 도 14의 좌변에 형성된 도전영역(22) 및 인접한 게이트신호선(42)의 단면도를 기반으로 하는 본 발명의 일실시예이다.FIG. 15 is an embodiment of the present invention based on the cross-sectional view of the conductive region 22 and the adjacent gate signal line 42 formed on the left side of FIG.

도 15를 참조하면, 도전영역(22)은 터치검출전압 인가 신호선(24)의 일측에서 콘택홀(35)에 의해 접속되어, 양면도전체(29)에 의해 제2기판(60)의 투명도전층(62)과 연결된다. 통전패드로 도전영역(22)을 구성하는 경우, 통전패드는 도전체로 이루어지며, 바람직하게는 도전패드(48)와 동일한 레이어에 형성되는 동일한 물질이다. 양면도전체(29)는 상면과 하면이 통전되는 물체이며, 바람직하게는 도전성양면접착테이프이다. 터치검출전압 인가 신호선(24)에 인가된 터치위치 검출전압은 통전패드 및 양면도전체(29)를 통하여 제2기판(60)의 투명도전층(62)에 전달된다. 본 발명의 실시예에서, 도 15의 터치검출전압 인가 신호선(24)은 게이트신호선(42)와 이종의 메탈레이어로 형성되었으나 게이트신호선(42)과 동종의 메탈레이어로 형성 될 수도 있다.Referring to FIG. 15, the conductive region 22 is connected by the contact hole 35 on one side of the touch detection voltage application signal line 24, and the transparent conductive layer of the second substrate 60 is connected by the double-sided conductor 29. Connected with 62. When the conductive region 22 is formed of the conductive pad, the conductive pad is made of a conductor, and is preferably the same material formed on the same layer as the conductive pad 48. The double-sided conductor 29 is an object through which the top and bottom surfaces are energized, and is preferably a conductive double-sided adhesive tape. The touch position detection voltage applied to the touch detection voltage application signal line 24 is transmitted to the transparent conductive layer 62 of the second substrate 60 through the conduction pad and the double-sided conductor 29. In the exemplary embodiment of the present invention, the touch detection voltage applying signal line 24 of FIG. 15 is formed of a metal layer different from the gate signal line 42, but may be formed of a metal layer of the same type as the gate signal line 42.

도시되지는 않았으나, 제1기판이나 터치 패널 외측의 위치검출신호송수신부(70)에서 발원된 터치위치 검출전압은 제2기판(60)의 투명도전층(62)과 연결된 FPC(Flexible Printed Circuit)나 연성필름을 통하여 투명도전층(62)에 전달될 수 있다. 그러나, 이러한 공정은 FPC등과 같은 부가적인 신호전달 매체 및 이를 제2기판(60)과 압착하는 공정이 필요하므로 제조원가의 상승을 유발하게 된다.Although not shown, the touch position detection voltage generated from the position detection signal transmission / reception unit 70 outside the first substrate or the touch panel may be a flexible printed circuit (FPC) connected to the transparent conductive layer 62 of the second substrate 60. It may be transferred to the transparent conductive layer 62 through the flexible film. However, such a process requires an additional signal transmission medium such as FPC and a process of compressing the same with the second substrate 60, thereby causing an increase in manufacturing cost.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 제1기판(40)은 글래스 기판으로 구성된다. 이는 표시장치(20)의 제조공정을 그대로 이용하여 신호선들을 배선하고 도전패드들을 신호선들에 접속하기 용이하기 때문이다. 제1기판(40)에 모든 신호선이 배 선되고 콘트롤IC들이 실장된다면, 제2기판(60)은 상대적으로 부품 실장에 대한 부담이 없어지게 되며, 이에 따라 제2기판(60)으로서 필름 기판을 선택할 수 있게 된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the first substrate 40 is composed of a glass substrate. This is because signal lines can be wired and conductive pads can be easily connected to the signal lines using the manufacturing process of the display device 20 as it is. If all signal lines are wired to the first substrate 40 and the control ICs are mounted, the second substrate 60 is relatively free from component mounting, and thus the film substrate as the second substrate 60 is removed. You can choose.

제2기판(60)으로 필름이 선택될 경우, 필름은 플랙시블한 성격을 가지기 때문에 제1기판(40)과 제2기판(60) 사이에는 보다 많은 수의 볼스페이서(25a)가 배치되어야 한다. 그리고, 안정된 간격유지를 위하여 다수의 패턴스페이서(25b)들이 혼용 될 수 있다. 제2기판(60)으로 필름 기판이 이용되는 경우, 필름의 굴곡성이 우수하므로 제1기판(40)과 제2기판(60)의 안정된 접촉을 보장할 수 있다. 하지만, 필름 기판은 표면 강도가 연약해서 펜과 같은 날카로운 물체에 의해 장기적으로 사용되는 경우 스크래치의 발생이 불가피하고, 표시품질의 저하가 유발될 수 있다.When the film is selected as the second substrate 60, since the film is flexible, a larger number of ball spacers 25a must be disposed between the first substrate 40 and the second substrate 60. . In addition, a plurality of pattern spacers 25b may be mixed to maintain a stable gap. When the film substrate is used as the second substrate 60, since the flexibility of the film is excellent, stable contact between the first substrate 40 and the second substrate 60 can be ensured. However, since the film substrate has a weak surface strength and is used for a long time by a sharp object such as a pen, scratching is inevitable and deterioration of display quality may be caused.

제2기판(60)으로 글래스 기판이 선택되는 경우 글래스 기판의 굴곡성이 떨어지므로 안정된 터치를 보장하기 어려우며, 굴곡성을 확보하기 위하여 글래스 기판의 두께를 얇게 하면 제조공정이 복잡해지고 구조적으로 취약해진다.When the glass substrate is selected as the second substrate 60, it is difficult to guarantee a stable touch because the glass substrate is inferior in flexibility, and a thinner thickness of the glass substrate in order to secure the flexibility makes the manufacturing process complicated and structurally weak.

도 16에 도시된 실시예는 글래스 기판이 선택될 때, 글래스 기판의 두께를 지나치게 얇게 하지 않으면서, 제1기판(40)과 제2기판(60)간 안정된 접촉을 보장해주는 실시예들을 보여준다.The embodiment shown in FIG. 16 shows embodiments that ensure a stable contact between the first substrate 40 and the second substrate 60 without making the thickness of the glass substrate too thin when the glass substrate is selected.

도 16를 참조하면, 제2기판(60)의 하면에 패터닝된 다수의 통전용 스페이서(25c)들이 설치된 것을 볼 수 있다. 통전용 스페이서(25c)의 단부에는 ITO와 같은 투명도전층을 도포하거나 코팅하여 도전층(64)을 형성한다. 바람직하게는, 도 16에 도시된 바와 같이, 통전용 스페이서(25c)는 그 단부가 도전패드들로부터 이격 되도록 배치되며, 제2기판(60)에 굴곡이 발생할 경우 투명도전층(62)와 도전패드(48)를 통전시킬 수 있도록 적절한 위치에 배치된다. 이와 같은 통전용 스페이서(25c)의 배치를 위하여 제2기판(60)의 정렬작업은 매우 중요한 공정이 될 것이다. 또한, 도시된 바와 같이, 그리고 통전용 스페이서(25c)는 단위 터치셀(50)의 상부에 복수개가 설치될 수 있다.Referring to FIG. 16, it can be seen that a plurality of patterned spacers 25c are installed on the bottom surface of the second substrate 60. The conductive layer 64 is formed by applying or coating a transparent conductive layer such as ITO to the end of the conductive spacer 25c. Preferably, as shown in FIG. 16, the conductive spacer 25c is disposed so that its end is spaced apart from the conductive pads, and when the second substrate 60 is bent, the transparent conductive layer 62 and the conductive pad are formed. It is arrange | positioned in an appropriate position so that 48 may be energized. The alignment of the second substrate 60 will be a very important process for the arrangement of the electrically conductive spacer 25c. In addition, as shown, and the plurality of spacers 25c for electricity transmission may be installed on the upper portion of the unit touch cell 50.

이러한 구성에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 제2기판(60)이 손가락(26) 등에 의해 눌려지면, 제2기판(60)이 하측으로 굴곡되면서 통전용 스페이서(25c)가 도전패드들에 접촉되며, 통전용 스페이서(25c)의 외부에 형성된 도전층(64)에 의해 투명도전층(62)과 도전패드(48)간 통전이 이루어진다. 이때, 도 17에서와 같이 제2기판(60)이 완만하게 굴곡되면서 투명도전층(62)과 도전패드(48)와의 통전이 이루어진다. 이는 제2기판(60)으로서 글래스 기판이 이용되는 경우, 글래스 기판에 굴곡성을 부여하기 위해 글래스를 지나치게 얇게 연마하거나 에칭처리하지 않아도 도전패드들의 안정된 통전을 보장할 수 있도록 한다.In such a configuration, as shown in FIG. 17, when the second substrate 60 is pressed by the finger 26 or the like, the second substrate 60 is bent downward and the conductive spacer 25c is applied to the conductive pads. In contact with each other, the conductive layer 64 formed on the outside of the conductive spacer 25c conducts electricity between the transparent conductive layer 62 and the conductive pad 48. At this time, as shown in FIG. 17, the second substrate 60 is gently bent to conduct electricity between the transparent conductive layer 62 and the conductive pad 48. This makes it possible to ensure stable conduction of the conductive pads even when the glass substrate is used as the second substrate 60, even if the glass is not too thinly polished or etched to give the glass substrate flexibility.

전술한 바와 같은 본 발명의 터치 패널은 제1기판(40)에 종횡으로 신호선을 배치하고, 도전패드와 TFT를 이용하여 터치셀(50)을 형성하며, 제2기판(60)에는 터치검출전압이 인가되는 투명도전층을 형성한다. 이러한 본 발명의 가장 큰 기술적 장점은 TFT의 스위칭작용으로 데이터신호선에 발생하는 터치 검출 신호들의 간섭을 배재하여 멀티 터치를 인식할 수 있다는 데 있다. 또한 디지털신호를 사용하며 터치셀이 절대좌표를 가지므로 도전패드 및 투명도전층을 터치셀의 일부영역에만 설 치하여 터치패널의 투과율을 향상 시킬 수 있다.In the touch panel of the present invention as described above, signal lines are vertically and horizontally disposed on the first substrate 40, and the touch cell 50 is formed using the conductive pad and the TFT, and the touch detection voltage is applied to the second substrate 60. This transparent conductive layer is formed. The biggest technical advantage of the present invention is that the multi-touch can be recognized by excluding interference of touch detection signals generated in the data signal line by the switching action of the TFT. In addition, since the digital signal is used and the touch cell has absolute coordinates, the transmittance of the touch panel can be improved by installing a conductive pad and a transparent conductive layer only on a part of the touch cell.

나아가서, 본 발명의 터치 패널은 설비의 변경없이 LCD 등의 TFT기판 제조공정을 이용하여 양산성을 확보하고 제조코스트를 크게 절감할 수 있다는 데 있다. 또한, LCD의 제조공정은 이미 높은 기술력과 신뢰성을 확보하고 있어, 이를 그대로 가져올 수 있다.Furthermore, the touch panel of the present invention can secure mass production and greatly reduce manufacturing cost by using a TFT substrate manufacturing process such as LCD without changing equipment. In addition, the manufacturing process of the LCD has already secured high technology and reliability, it can be brought as it is.

또한, 본 발명의 기술적 장점은 신호선의 배치를 표시장치(20)의 신호선 배치와 가상의 수직선상으로 동일선상에 하여, 표시장치(20)의 투과율을 높이며, 표시장치(20)의 신호선과 터치 패널의 신호선이 상호 간섭되어 발생하는 모아레 현상을 방지하는 데 있다. 이러한 모아레 현상은 표시장치(20)와 터치 패널 사이에 확산시트(90)를 부가하거나 터치패널의 신호선을 표시장치의 신호선과 사선이 되도록 배치하는 것으로도 해결할 수 있다.In addition, the technical advantages of the present invention is to arrange the signal lines on the same line as the signal line arrangement of the display device 20 on an imaginary vertical line, to increase the transmittance of the display device 20, and to touch the signal lines of the display device 20. This is to prevent the moiré phenomenon caused by the interference of the signal lines of the panel. The moiré phenomenon can also be solved by adding a diffusion sheet 90 between the display device 20 and the touch panel or arranging signal lines of the touch panel to be diagonal to signal lines of the display device.

나아가서, 본 발명은 제2기판(60)으로 글래스 기판이 선택되는 경우, 글래스 기판의 굴곡성이 좋지 않은 것을 통전용 스페이서(25c)로 보상하는 효과를 가져올 수 있다. 따라서, 종래 글래스 기판의 두께를 0.2~0.3mm 정도로 얇게 연마하거나 에칭 처리하는 등의 복잡한 제조공정을 배제하고, 보다 두꺼운 글래스 기판을 이용할 수 있으며, 이는 터치 패널이 장시간 이용되는 경우 글래스 기판에 크랙이 발생되는 등의 구조적 문제점을 보완해줄 것이다.Furthermore, when the glass substrate is selected as the second substrate 60, the present invention can bring about the effect of compensating for poor flexibility of the glass substrate with the spacer 25c for electricity transmission. Therefore, a thicker glass substrate can be used, except for a complicated manufacturing process such as grinding or etching the thickness of a conventional glass substrate as thin as 0.2 to 0.3 mm, which can cause cracks in the glass substrate when the touch panel is used for a long time. It will make up for structural problems such as occurrence.

그 밖에도, 본원발명의 청구범위에 기재된 발명들은 많은 기술적 장점을 포함하고 있다.In addition, the inventions described in the claims of the present invention contain many technical advantages.

이상 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the technical field of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

도 1은 종래 저항 방식의 터치 패널을 보인 단면 구성도1 is a cross-sectional configuration view showing a conventional resistive touch panel

도 2는 본 발명에 따른 터치 패널의 구조를 보인 분해사시도2 is an exploded perspective view showing the structure of a touch panel according to the present invention;

도 3은 제1기판에 터치셀이 형성된 일예를 보인 구성도3 is a diagram illustrating an example in which a touch cell is formed on a first substrate;

도 4는 제1기판에 단위 터치셀이 구성된 예를 보인 도면4 illustrates an example in which a unit touch cell is configured on a first substrate.

도 5는 본 발명의 일실시예를 보인 단면도Figure 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention

도 6은 제1기판에 도전패드가 구성된 예를 보인 도면6 illustrates an example in which a conductive pad is formed on a first substrate.

도 7은 확산시트가 설치된 예를 보인 분해사시도Figure 7 is an exploded perspective view showing an example of the diffusion sheet is installed

도 8은 모아레를 제거하기 위한 신호선의 구성도8 is a block diagram of a signal line for removing moiré

도 9는 본 발명의 시스템 구성을 예시한 블록도9 is a block diagram illustrating a system configuration of the present invention.

도 10은 신호선에 입출력되는 펄스를 예시한 파형도10 is a waveform diagram illustrating pulses input and output to a signal line;

도 11은 메모리수단의 일실시예를 개념적으로 보인 블록도11 is a block diagram conceptually showing one embodiment of a memory means;

도 12는 제2기판에 투명도전층이 형성되는 예를 보인 구성도12 is a configuration diagram illustrating an example in which a transparent conductive layer is formed on a second substrate.

도 13은 제2기판에 투명도전층이 구획 형성되는 예를 보인 구성도FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which a transparent conductive layer is formed on a second substrate.

도 14는 제1기판의 신호선 배치의 실시예를 보인 도면14 is a view showing an embodiment of a signal line arrangement of a first substrate

도 15는 제2기판에 터치검출전압을 인가하는 방법의 실시예를 보인 단면도 15 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a method of applying a touch detection voltage to a second substrate.

도 16은 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도16 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention

도 17은 도 16의 실시예에서 제2기판이 눌려진 상태를 보인 단면도17 is a cross-sectional view showing a state in which the second substrate is pressed in the embodiment of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20 : 표시장치 21 : 터치 액티브영역20: display device 21: touch active area

22 : 도전영역 24 : 터치검출전압 인가 신호선22: conductive area 24: touch detection voltage applied signal line

25 : 스페이서 25a : 볼스페이서25 spacer 25a ball spacer

25b : 패턴스페이서 25c : 통전용 스페이서25b: Pattern spacer 25c: Electrical spacer

26 : 손가락 29 : 양면도전체26: finger 29: double-sided drawing

30 : 스위칭소자 32 : 소스전극30: switching element 32: source electrode

33 : 드레인전극 34 : 게이트전극33 drain electrode 34 gate electrode

35 : 콘택홀 36 : 게이트절연막35 contact hole 36 gate insulating film

37 : 보호막 38 : 활성층37: protective film 38: active layer

39 : 오믹 접촉층 40 : 제1기판39: ohmic contact layer 40: the first substrate

42 : 게이트신호선 44 : 데이터신호선42: gate signal line 44: data signal line

48 : 도전패드 50 : 터치셀48: challenge pad 50: touch cell

60 : 제2기판 62 : 투명도전층60: second substrate 62: transparent conductive layer

64 ; 도전층 70 : 위치검출신호 송수신부64; Conductive layer 70: position detection signal transmission and reception unit

71 : 발신용 콘트롤IC 72 : 수신용 콘트롤IC71: Outgoing control IC 72: Outgoing control IC

73 : 신호처리부 74 : 타이밍 제어부73: signal processor 74: timing controller

75 : 메모리수단 80 : 터치위치 검출부75: memory means 80: touch position detector

90 : 확산시트90: diffusion sheet

Claims

표시장치(20)의 상면에 설치되며 인체 또는 물체의 접촉을 감지하여 해당 위치에 대응하는 신호를 발생시키는 터치 패널에 있어서,In the touch panel is installed on the upper surface of the display device 20 to detect a contact of a human body or an object to generate a signal corresponding to the corresponding position,

광투과성 재료로 이루어지며 스페이서(25)에 의해 소정 간격 이격되도록 대향 배치되는 제1기판(40) 및 제2기판(60); A first substrate 40 and a second substrate 60 which are made of a light transmissive material and are disposed to be spaced apart from each other by a spacer 25;

상기 제1기판(40) 또는 제2기판(60)에 배치되는 복수의 데이터신호선(44) 및 게이트신호선(42); A plurality of data signal lines 44 and gate signal lines 42 disposed on the first substrate 40 or the second substrate 60;

상기 제1기판(40) 또는 제2기판(60)에 형성되되 터치가 이루어지는 액티브 영역을 복수개로 분할한 영역에 형성되며, 분할된 각 영역 내에는 도전패드(48) 및 이 도전패드(48)와 상기 데이터신호선(44) 사이에 설치되는 3단자형 스위칭소자(30)를 구비한 터치셀(50); The conductive pad 48 and the conductive pad 48 are formed in a region in which a plurality of active regions, which are formed on the first substrate 40 or the second substrate 60, are touched, and are divided into a plurality of regions. And a touch cell 50 having a three-terminal switching element 30 disposed between the data signal line 44 and the data signal line 44.

상기 터치셀(50)이 형성된 기판과 대향하는 기판측에 형성되되 터치신호 획득을 위한 터치검출전압이 인가되며, 인체 또는 물체의 접촉에 의해 도전패드(48)와 접촉되어 터치신호를 전송하는 투명도전층(62); Transparency is formed on the side of the substrate facing the substrate on which the touch cell 50 is formed, the touch detection voltage is applied to obtain a touch signal, and the touch pad is contacted with the conductive pad 48 by a human body or an object to transmit a touch signal. Front layer 62;

상기 게이트신호선(42)에 게이트신호를 인가하며 상기 도전패드(48)와 투명도전층(62)의 통전이 이루어질 때 상기 데이터신호선(44)으로부터 위치검출신호를 수신하는 위치검출신호 송수신부(70); 및 The position detection signal transmitting / receiving unit 70 applies a gate signal to the gate signal line 42 and receives a position detection signal from the data signal line 44 when the conductive pad 48 and the transparent conductive layer 62 are energized. ; And

상기 위치검출신호 송수신부(70)에 연결되며 수신된 위치검출신호로부터 터치가 이루어진 터치셀(50)의 좌표값을 획득하는 터치위치 검출부(80);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 터치 패널.And a touch position detecting unit (80) connected to the position detecting signal transmitting and receiving unit (70) and obtaining a coordinate value of the touch cell (50) touched from the received position detecting signal.

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제2기판(60)은 플렉시블한 필름 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 패널.The second substrate 60 is a touch panel, characterized in that made of a flexible film material.

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 스위칭소자(30)는 상기 도전패드(48)에 소스전극(32)이 연결되고, 상기 데이터신호선(44)에 드레인전극(33)이 연결되고, 상기 게이트신호선(42)에 게이트전극이 연결된 TFT(Thin Film Transistor)이며, 상기 위치검출신호 송수신부(70)는 상기 게이트신호선(42) 각각에 순차적으로 스캔펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.In the switching device 30, a source electrode 32 is connected to the conductive pad 48, a drain electrode 33 is connected to the data signal line 44, and a gate electrode is connected to the gate signal line 42. A TFT (Thin Film Transistor), wherein the position detection signal transmitting and receiving unit (70) is characterized in that to sequentially apply the scan pulse to each of the gate signal line (42).

제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein

상기 스위칭소자(30) 상면에는 광을 차단하기 위한 메탈레이어가 형성된 것을 특징으로 하는 터치 패널.The touch panel, characterized in that the metal layer is formed on the upper surface of the switching element 30 to block the light.

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 도전패드(48)는 상기 게이트신호선(42) 또는 데이터신호선(44)의 상면에 오버랩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The conductive pad 48 is formed to overlap the upper surface of the gate signal line 42 or the data signal line 44.

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 표시장치(20)는 단위화소들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시장치이며, 상기 터치셀(50)은 표시장치(20)의 단위화소와 동일한 분해능으로 배치되고, 상기 게이트신호선(42) 및 데이터신호선(44)은 표시장치(20)의 신호선과 동일한 수직선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The display device 20 is a display device in which unit pixels are arranged in a matrix form, and the touch cell 50 is disposed at the same resolution as the unit pixels of the display device 20, and the gate signal line 42 and the data signal line are provided. The touch panel (44) is disposed on the same vertical line as the signal line of the display device (20).

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 표시장치(20)는 단위화소들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시장치이며, 상기 터치셀(50)은 표시장치(20)의 단위화소에 비해 정수비로 축소된 분해능으로 배치되고, 상기 게이트신호선(42) 및 데이터신호선(44)은 표시장치(20)의 신호선에 비해 정수비로 확장된 피치로 배선되되 표시장치(20)의 신호선과 동일한 수직선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The display device 20 is a display device in which unit pixels are arranged in a matrix form, and the touch cell 50 is disposed at a reduced resolution compared to the unit pixels of the display device 20 at an integer ratio, and the gate signal line 42 ) And the data signal line 44 are wired at a pitch that is expanded in an integer ratio relative to the signal line of the display device 20, and are disposed on the same vertical line as the signal line of the display device 20.

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 표시장치(20)와 제1기판(40)의 사이에 확산시트(90)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And a diffusion sheet (90) between the display device (20) and the first substrate (40).

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 게이트신호선(42) 및 데이터신호선(44)은 표시장치(20)에 배선된 신호선에 대해 사선 방향으로 배선되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And the gate signal line (42) and the data signal line (44) are wired diagonally with respect to the signal line wired to the display device (20).

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 위치검출신호 송수신부(70)는 상기 터치셀(50)의 좌표값에 대응하는 주소들을 갖는 메모리수단(75)을 더 포함하며, 위치검출신호가 수신되면 해당 터치셀(50)의 좌표값이 메모리수단(75)의 대응 주소에 저장되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The position detection signal transmission / reception unit 70 further includes a memory means 75 having addresses corresponding to the coordinate values of the touch cell 50. When the position detection signal is received, the coordinate value of the corresponding touch cell 50 is received. A touch panel which is stored in a corresponding address of the memory means (75).

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 투명도전층(62)은 각 터치셀(50)에서 도전패드(48)와 접촉되는 영역 이외의 영역이 절개되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The transparent conductive layer (62) is a touch panel, characterized in that the area of the touch cell (50) is cut other than the area in contact with the conductive pad (48).

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 터치검출전압은 상기 터치검출전압 인가 신호선(24)의 일측에 적어도 하나 이상 형성된 도전영역(22)과 이 도전영역(22)에 접속된 도전물질을 통해 상기 투명도전층(62)에 인가되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The touch detection voltage is applied to the transparent conductive layer 62 through at least one conductive region 22 formed on one side of the touch detection voltage application signal line 24 and a conductive material connected to the conductive region 22. A touch panel characterized by the above.

제 12항에 있어서,The method of claim 12,

상기 터치검출전압 인가 신호선(24)은 제1기판(40) 상에 형성되고, 상기 투명도전층(62)은 제2기판(60) 상에 형성되며, 상기 도전영역(22)에는 제1기판(40)과 제2기판(60)을 상호 접합하는 도전성 양면접착테이프가 설치되어 터치검출전압 인가 신호선(24)과 투명도전층(62)을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The touch detection voltage application signal line 24 is formed on the first substrate 40, the transparent conductive layer 62 is formed on the second substrate 60, and the first substrate 40 is formed on the conductive region 22. A touch panel comprising a conductive double-sided adhesive tape for bonding 40 to the second substrate 60 to electrically connect the touch detection voltage application signal line 24 to the transparent conductive layer 62.