KR100935501B1 - Touch panel - Google Patents
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Abstract
Description
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 용이하며, 터치입력이 발생되는 상부기판에 터치신호 검출을 위한 전압을 인가할 필요가 없어 상부기판에 신호선을 배치하지 않음에 따라 제조공정을 간소화할 수 있는 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 can be easily manufactured and can simplify the manufacturing process by not placing a signal line on the upper substrate since it is not necessary to apply a voltage for detecting a touch signal to the upper substrate where a touch input is generated. .
일반적으로, 터치 패널은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix 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), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), and a finger or a pen. It is one of the input devices to generate a signal corresponding to the position when the object of contact. 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 1 및 도 2는 위에 열거된 터치 패널 중 저항방식의 터치 패널을 보여주는 도면으로서, 도 1은 종래 저항 방식 터치 패널의 단면 구성도이며 도 2는 종래 저항방식 터치 패널의 분해사시도이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 표시장치(1)의 상면에 제1기판(4)과 제2기판(2)이 상호 대향 배치되며, 제1기판(4)의 상면과 제2기판(2)의 하면에는 각각 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전체가 도포되어 도전층(6, 8)을 형성하며, 세로 방향(도면의 y축과 평행한 방향)으로 마주하는 상부 도전층(6)의 양측단에 한쌍의 제 1전극(10)이 위치하고, 가로 방향(도면의 x축과 평행한 방향)으로 마주하는 하부 도전층(8)의 양측단에 한쌍의 제 2전극(12)이 위치한다. 1 and 2 are views showing a resistive touch panel among the touch panels listed above, FIG. 1 is a cross-sectional view of a resistive touch panel, and FIG. 2 is an exploded perspective view of a resistive touch panel. 1 and 2, a
터치 입력을 받아들이는 제 2기판(2)은 일반적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지고, 표면 손상을 방지하기 위하여 그 표면에 고경도막이 부착되거나 표면 반사를 최소화하기 위하여 엠보싱 처리된 요철막이 부착되기도 한다. 그리고 디스플레이 장치와 마주하는 제 1기판(4)은 통상의 유리 기판이나 플라스틱기판으로 이루어진다. The
하부 도전층(8)의 표면에는 상, 하부 도전층(6, 8)을 일정한 간격으로 분리시키며 소정의 탄성을 갖는 다수개의 도트 스페이서(14)가 위치하며, 한쌍의 제 1, 제2 기판(2, 4)은 접착테이프(16)에 의해 일체로 접착된다. On the surface of the lower
상기 한쌍의 제 1전극(10)은, ADC(13) 및 CPU(15)를 포함하는 제어 장치(18) 내부의 구동 회로를 통하여 특정 전위차의 개별 전압을 각각 인가받아 일정 저항값을 갖는 상부 도전층(6) 전체에 가로 방향으로 균일한 전류가 흐르도록 하며, 한쌍 의 제 2전극(12) 또한 위와 동일한 방법으로 하부 도전층(8) 전체에 세로 방향으로 균일한 전류가 흐르도록 한다. The pair of first electrodes 10 are each electrically supplied with a separate voltage having a specific potential difference through a driving circuit inside the
도 1에 도시된 바와 같이, 펜(17) 등의 물체가 제 2기판(2)에 접촉되어 소정의 압력이 인가되면, 제2기판(2)에 굴곡이 발생하면서 상부 도전층(6)이 하부 도전층(8)에 접촉하여 통전이 되고, 이때 도전층(6, 8)에 위치별로 다르게 형성된 전압이 검출된다. 검출된 전압은 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 shown in FIG. 1, when an object such as a
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, 도전층의 가로와 세로길이에 따른 저항값의 차이로 위치를 판별하므로 위치의 변화에 따른 저항값의 변화량인 선형성이 일정하게 유지되어야 하나, 터치 패널의 사이즈가 커질수록 ITO의 균일도를 맞추는 것이 힘들어지고, 이로 인해 ITO의 균일도가 일정치 않아 저항값의 선형성을 확보하는 것이 어려우므로 대형 사이즈의 표시장치에는 사실상 적용하기 불가능한 문제점이 있다In addition, since the position is determined by the difference between the resistance values according to the width and length of the conductive layer, the linearity, which is the change amount of the resistance value according to the change of the position, should be kept constant. This makes it difficult to secure the linearity of the resistance value because the uniformity of ITO is not constant, which makes it practically impossible to apply to large size display devices.
한편, 터치 패널의 다양한 회로 구성에 의해 보다 다양한 범위를 가진 도전 층(6, 8)의 저항값이 요구되는데, 도전층의 저항값을 조절하기 위하여 통상적인 경우 도전층(6, 8)의 열처리 공정을 추가하고 있다.On the other hand, the resistance value of the
그러나 열처리 공정은 터치패널의 공정수를 증가시키고, 공정 시간을 연장시킬 뿐만 아니라 이를 위한 고가 설비가 필요하며, 산포발생을 유발하여 터치 패널의 제조 수율과 품질을 저하시키는 한계가 있다.However, the heat treatment process increases the number of processes of the touch panel, not only prolongs the process time, but also requires expensive equipment for this purpose, and causes scattering to deteriorate the yield and quality of the touch panel.
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 필요하며, 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
그 밖에도, 저항방식의 터치 패널은 제1기판(4)과 제2기판(2)에 모두 ITO가 연속적으로 도포됨으로 인해, 투과율이 현저하게 저하되는 문제점이 발생되며, 이러한 투과율 저하는 표시장치(1)의 표시품질을 저하시킨다. In addition, in the resistive touch panel, since ITO is applied to both the
또한, 터치 사용횟수가 증가하면 상부 도전층(6)에 크랙이 발생하여 상부 도전층(60)의 위치별 저항값에 차이가 발생하므로 위치 검출오류가 발생하는 문제가 있다.In addition, when the number of times of use of the touch increases, a crack occurs in the upper
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 반응 속도가 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
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 어렵다.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. In addition, as in the resistive touch panel, there is a problem that zero adjustment is required, and thus, it is 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 두 기판 중 하부기판에 신호선 및 스위칭소자와 한 쌍의 도전패드를 이용하여 터치셀을 형성함으로써, 도전패드의 통전에 의해 단위 터치셀에서 터치위치를 검출할 때 스위칭소자를 이용하여 멀티 터치에 대한 위치 검출이 가능하도록 구성함으로써, 멀티 지점에서 동시에 터치가 이루어진 경우에도 각 신호들을 손실없이 검출하여 처리할 수 있으며, 디지털 신호를 이용하여 터치를 검출하여 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 is proposed to solve the problems of the conventional touch panel as described above, by forming a touch cell using a pair of conductive pads and a signal line and a switching element on the lower substrate of the two opposing substrates, When detecting the touch position in the unit touch cell by energizing, it is possible to detect the position of the multi-touch by using the switching element, so that even when the touch is made at the multi-point simultaneously, each signal can be detected and processed without loss. The detection cost is greatly improved by detecting the touch using digital signal, and it is not malfunctioned by noise or external environmental factors, and it is possible to use the manufacturing process of the display device which has been proven mass production and product reliability. Its purpose is to provide a touch panel that is inexpensive as well as easy to mass-produce.
또한, 본 발명은 상부기판에 투명한 도전성의 접촉부재를 설치하여, 하부기판에 설치된 한 쌍의 도전패드의 통전으로 터치위치를 검출하는 경우, 상부기판에 신호를 인가할 필요가 없으며, 특정 저항값 및 저항값의 선형성이 유지되는 도전층을 상부기판에 형성하지 않아도 되므로 원가절감 및 품질이 향상되며 대형 기판으로 제작이 용이한 터치 패널을 제공함에 그 목적이 있다.In addition, in the present invention, a transparent conductive contact member is provided on the upper substrate, and when a touch position is detected by energizing a pair of conductive pads provided on the lower substrate, a signal does not need to be applied to the upper substrate, and a specific resistance value is obtained. And since it is not necessary to form a conductive layer to maintain the linearity of the resistance value on the upper substrate, the purpose is to provide a touch panel that is cost-saving and quality is improved and easy to manufacture a large substrate.
또한, 본 발명은 한 쌍의 도전패드를 통전시키는 연결부재를 구획 형성하며 도전패드 및 연결부재를 터치셀의 일부영역에만 설치하여 터치 패널의 투과율을 향상시켜 표시장치의 표시품질 향상을 기대함에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is to form a connecting member for energizing a pair of conductive pads and to install the conductive pad and the connecting member only in a partial region of the touch cell to improve the transmittance of the touch panel to improve the display quality of the display device There is another purpose.
또한, 본 발명은 한 쌍의 도전패드가 상호 맞물리는 톱니 형상으로 배치되어 도전패드의 통전을 보다 안전하게 보장할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has a further object to ensure that the pair of conductive pads are arranged in the form of interdigital teeth to secure the conduction of the conductive pad.
또한, 본 발명은 표시장치의 횡방향 신호선 및 종방향 신호선의 배선과 동일한 규칙을 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 so as to have the same rules as the wiring of the lateral signal line and the longitudinal signal line of the display device, thereby ultimately improving the light transmittance of the display device and preventing the moiré phenomenon. There is another 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 신호선과 사선이 되도록 배선하여 모아레 현상을 방지함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to prevent the moiré phenomenon by wiring the signal line of the touch panel to be diagonal with 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.
또한, 본 발명은 상부기판에 글래스가 사용되는 경우, 통전용 스페이서를 사용하여 기판의 굴곡이 완만해도 통전이 되는 터치 패널을 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to provide a touch panel that is energized even if the bending of the substrate is gentle using a spacer for the energization, when the glass is used for the upper substrate.
또한, 본 발명은 상부기판에 글래스가 사용되는 경우, 제1도전패드(60)의 신호계통과 제2도전패드(62)의 신호계통을 상부기판(24)과 하부기판(22)에 구분 설치하여 투과율이 높은 터치패널을 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, according to the present invention, when glass is used for the upper substrate, the signal system of the first
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(48)에 의해 소정 간격 이격되도록 대향 배치되는 하부기판(22) 및 상부기판(24); 상기 하부기판(22)에 배치되는 복수의 제1신호선(32), 제2신호선(34), 스캔신호선(36) 및 오프신호선(38); 상기 하부기판(22)에 형성되되 터치가 이루어지는 액티브 영역을 복수개로 분할한 영역에 형성되며, 각 분할 영역 내에서 제1도전패드(60)와, 이 제1도전패드(60)와 소정 간격 이격 배치되며 상기 스캔신호선(36)에 접속되는 제2도전패드(62)와, 상기 제1신호선(32) 및 제2신호선(34) 각각에 입력단자와 출력단자가 연결되며 상기 제1도전패드(60)에 게이트단자가 연결되는 3단자형의 제1스위칭소자(50)와, 상기 오프신호선(38)에 입력단자가 연결되고 상기 제1스위칭소자(50)의 게이트단자에 출력단자가 연결되며 상기 제1신호선(32)에 게이트단자가 연결되는 3단자형의 제2스위칭소자(52)를 구비하는 터치셀(65); 상기 상부기판(24)에 형성되며 상부기판(24)에 압력식 터치입력이 발생할 때 상기 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)와 접촉되어 두 도전패드를 통전시키는 도전체; 상기 제1신호선(32)으로 위치검출신호를 인가하고 상기 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)의 통전이 이루어질 때 상기 제2신호선(34)으로부터 위치검출신호를 수신하는 위치검출신호 송수신부(70); 및 상기 위치검출신호 송수신부(70)에 연결되며 수신된 위치검출신호로부터 터치가 이루어진 터치셀(65)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
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(48)에 의해 소정 간격 이격되도록 대향 배치되는 하부기판(22) 및 상부기판(24); 상기 하부기판(22)에 배치되는 복수의 제1신호선(32), 제2신호선(34), 스캔신호선(36), 오프신호선(38) 및 스위칭신호선(39); 상기 하부기판(22)에 형성되되 터치가 이루어지는 액티브 영역을 복수개로 분할한 영역에 형성되며, 각 분할 영역 내에서 제1도전패드(60)와, 이 제1도전패드(60)와 소정 간격 이격 배치되며 상기 스캔신호선(36)에 접속되는 제2도전패드(62)와, 상기 제1신호선(32) 및 제2신호선(34) 각각에 입력단자와 출력단자가 연결되며 상기 제1도전패드(60)에 게이트단자가 연결되는 3단자형의 제1스위칭소자(50)와, 상기 오프신호선(38)에 입력단자가 연결되고 상기 제1스위칭소자(50)의 게이트단자에 출력단자가 연결되며 상기 스위칭신호선(39)에 게이트단자가 연결되는 3단자형의 제2스위칭소자(52)를 구비하는 터치셀(65); 상기 상부기판(24)에 형성되며 상부기판(24)에 압력식 터치입력이 발생할 때 상기 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)와 접촉되어 두 도전패드를 통전시키는 도전체; 상기 제1신호선(32)으로 위치검출신호를 인가하고 상기 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)의 통전이 이루어질 때 상기 제2신호선(34)으로부터 위치검출신호를 수신하는 위치검출신호 송수신부(70); 및 상기 위치검출신호 송수신부(70)에 연결되며 수신된 위치검출신호로부터 터치가 이루어진 터치셀(65)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
바람직한 실시예에 따르면, 상기 상부기판(24)은 필름 재질로 이루어진다.According to a preferred embodiment, the
바람직한 실시예에 따르면, 상기 하부기판(22)과 상부기판(24)은 접착테이프(16)에 의해 접합된다.According to a preferred embodiment, the
바람직한 실시예에 따르며, 상기 위치검출신호 송수신부(70)는 상기 제1신호선(32) 각각에 순차적으로 스캔펄스를 인가한다.According to a preferred embodiment, the position detection signal transmitting and receiving
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)는 각각의 터치셀(65)에서 인접하는 신호선(32, 34, 36, 38, 39)들 중 어느 하나에 오버랩되어 형성된다.According to a preferred embodiment, the first
바람직한 실시예에 따르면, 상기 도전체는 상기 상부기판(24)의 하면에 투명도전체를 도포하여 형성되는 접촉부재(64)이다.According to a preferred embodiment, the conductor is a
보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 접촉부재(64)는 이웃하는 다른 접촉부재(64)와 전기적으로 절연되도록 적어도 하나 이상의 터치셀(65)별로 구획하여 형성된다.According to a more preferred embodiment, the
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보다 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 터치셀(65)에서 상기 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(60)는 동일한 사선방향으로 나란하게 배치되며, 상기 접촉부재(64)는 상기 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)와 교차하는 사선방향으로 배치된다.According to a more preferred embodiment, the first
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바람직한 실시예에 따르면, 각각의 터치셀(65)에서 상기 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)는 각각 오목부(67)와 볼록부(68)가 연속하는 요철 형상으로 형성되며, 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)는 상호 오목부(67)와 볼록부(68)가 치합되도록 배치된다.According to a preferred embodiment, each of the first
바람직한 실시예에 따르면, 상기 표시장치(20)는 단위화소들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시장치이며, 상기 터치셀(65)은 표시장치(20)의 단위화소와 동일하거나 정수비로 축소된 분해능으로 배치되고, 상기 신호선(32, 34, 36, 38, 39)들은 표시장치(20)의 신호선과 동일하거나 정수비로 확장된 피치를 갖도록 배선되되 적어도 하나 이상의 신호선(32, 34, 36, 38, 39)은 표시장치(20)의 신호선과 동일한 수직선상에 배치된다.According to a preferred embodiment, the
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바람직한 실시예에 따르면, 상기 표시장치(20)와 하부기판(22)의 사이에 확산시트(90)가 더 설치된다.According to a preferred embodiment, the
바람직한 실시예에 따르면, 상기 신호선(32, 34, 36, 38, 39)들은 표시장치(20)의 신호선에 대해 소정의 각도를 갖는 사선방향으로 배치된다.According to a preferred embodiment, the signal lines 32, 34, 36, 38, and 39 are arranged in an oblique direction having a predetermined angle with respect to the signal line of the
바람직한 실시예에 따르면, 상기 위치검출신호 송수신부(70)는 제2신호선(34)으로부터 입수되는 위치검출신호의 하이/로우 레벨을 확인하여 터치위치를 판별하는 디지털 검출방식을 사용한다.According to a preferred embodiment, the position detection signal transmission and
바람직한 실시예에 따르면, 상기 위치검출신호 송수신부(70)는 상기 터치셀(65)의 좌표값에 대응하는 주소들을 갖는 메모리수단(75)을 더 포함하며, 위치검출신호가 수신되면 해당 터치셀(65)의 좌표값을 메모리수단(75)의 대응 주소에 저장한다.According to a preferred embodiment, the position detection signal transmission and
바람직한 실시예에 따르면, 상기 도전체는 상기 상부기판(24)의 하면에 일단부가 고정 설치되며 타단부는 상기 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)와 이격 배치되고, 타단부에는 도전층(63)이 형성된 통전용 스페이서(48c)이다.According to a preferred embodiment, one end of the conductor is fixed to the lower surface of the
보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 도전체는 상기 상부기판(24)의 하면에 투명도전체를 도포하여 형성되는 접촉부재(64)와, 일단부는 상기 상부기판(24)에 고정설치되고 타단부는 상기 하부기판(22)과 이격 배치되는 통전용 스페이서(48c)로 구성되며, 상기 통전용 스페이서(48c)는 단위 터치셀(65)별로 복수개 형성되며 타단부에 상기 접촉부재(64)와 전기적으로 연결된 도전층(63)을 구비한다.According to a more preferred embodiment, the conductor is a
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(48)에 의해 소정 간격 이격되도록 대향 배치되는 하부기판(22) 및 상부기판(24); 상기 하부기판(22) 또는 상부기판(24)에 배치되는 복수의 제1신호선(32), 제2신호선(34) 및 오프신호선(38); 상기 신호선(32, 34, 38)들이 형성된 기판과 대향하는 기판에 배치되는 복수의 스캔신호선(36); 터치가 이루어지는 액티브 영역을 복수개로 분할한 영역에 형성되며, 각 분할 영역 내에서 상기 하부기판(22) 또는 상부기판(24)에 형성되는 제1도전패드(60)와, 상기 제1도전패드(60)가 형성된 기판과 대향하는 기판에 형성되며 상기 스캔신호선(36)에 접속되는 제2도전패드(62)와, 상기 제1신호선(32) 및 제2신호선(34) 각각에 입력단자와 출력단자가 연결되며 상기 제1도전패드(60)에 게이트단자가 연결되는 3단자형의 제1스위칭소자(50)와, 상기 오프신호선(38)에 입력단자가 연결되고 상기 제1스위칭소자(50)의 게이트단자에 출력단자가 연결되며 상기 제1신호선(32)에 게이트단자가 연결되는 3단자형의 제2스위칭소자(52)를 구비하는 터치셀(65); 상기 제1신호선(32)으로 위치검출신호를 인가하고, 상기 상부기판(24)에 압력식 터치입력이 발생하여 상기 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)가 상호 접촉되어 통전될 때 상기 제2신호선(34)으로부터 위치검출신호를 수신하는 위치검출신호 송수신부(70); 및 상기 위치검출신호 송수신부(70)에 연결되며 수신된 위치검출신호로부터 터치가 이루어진 터치셀(65)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
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62) 중 어느 하나의 도전패드에는 대향하는 기판의 다른 도전패드와 이격 배치되며, 외부에 도전층(63)을 구비한 통전용 스페이서(48c)가 설치된다.According to a preferred embodiment, any one of the conductive pads of the first
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62) 중 어느 하나의 도전패드에는 대향하는 기판의 다른 도전패드와 이격 배치되며, 외부에는 도전층(63)이 형성된 볼스페이서(48a)가 설치된다.According to a preferred embodiment, one of the conductive pads of the first
바람직한 실시예에 따르면, 상기 신호선(32, 34, 36, 38)들은 표시장치(20)의 신호선에 대해 소정의 각도를 갖는 사선방향으로 배치된다.According to a preferred embodiment, the signal lines 32, 34, 36, 38 are arranged in an oblique direction having a predetermined angle with respect to the signal line of the
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본 발명의 터치 패널에 따르면, 표시장치의 상면에 설치되는 터치패널의 하부기판에 신호선들을 배선하고 터치가 이루어지는 액티브영역을 구획하여 구획된 각 영역내에 신호선들에 연결되는 3단자형 스위칭소자와 한 쌍의 도전패드로 구성된 터치셀을 형성하며, 신체나 물체의 접촉에 의해 상부기판의 접촉부재와 한 쌍의 도전패드의 통전에 의해 스위칭소자의 상태변화가 발생하고 이를 이용하여 터치셀의 좌표신호를 획득하도록 구성함으로써 복수의 지점에서 동시에 터치가 발생하는 멀티 터치를 인식할 수 있으며, 특정 범위의 저항값을 가지는 도전층을 형성할 필요가 없으므로 대형기판의 제조가 가능할 뿐 아니라 수율이 향상되며, 위치검출신 호로 디지털 신호를 인가하고 처리하여 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 three-terminal switching element connected to the signal lines in each partitioned area by wiring signal lines on the lower substrate of the touch panel provided on the upper surface of the display device and partitioning the active area where the touch is made. A touch cell consisting of a pair of conductive pads is formed, and a state change of the switching element occurs by energizing a pair of conductive pads with a contact member of the upper substrate by contact with a body or an object, and using the coordinate signal of the touch cell By configuring to obtain a multi-touch can be recognized at the same time a touch occurs at a plurality of points, since it is not necessary to form a conductive layer having a specific range of resistance value, it is possible to manufacture a large substrate as well as improve the yield, The digital signal is applied and processed by the position detection signal, so the response speed is very fast. It can prevent malfunctions, can be used under sunlight, and can be used to manufacture display devices such as LCD or AMOLED, which has been proven to be mass-produced. There is.
또한, 본 발명에 따르면 신호선을 배선함에 있어 표시장치의 횡방향 신호선 및 종방향 신호선과 동일한 배선규칙으로 배선함으로써, 투과율을 향상시킬 수 있으며, 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, in wiring the signal lines, the transmittance can be improved by wiring with the same wiring rules as the lateral signal lines and the longitudinal signal lines of the display device, and the signal lines of the touch panel are the same as the wires of the display device. Since it is positioned on the line, 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, 터치패널의 신호선이 표시장치의 신호선에 대해 소정의 각도를 갖도록 배선하여 모아레 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that the moire phenomenon can be removed by wiring the signal lines of the touch panel to have a predetermined angle with respect to the signal lines of the display device.
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.
또한, 본 발명에 따르면, 한 쌍의 도전패드가 상호 맞물리는 톱니 형상으로 배치됨으로써, 도전패드들이 상호 접합 가능한 영역을 넓혀주며 터치 위치를 보다 안정적으로 검출할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the pair of conductive pads are disposed in the form of toothed engagement with each other, thereby extending the area where the conductive pads can be bonded to each other, and has the effect of more stably detecting the touch position.
또한, 본 발명에 따르면, 상부기판에 형성되는 연결부재를 터치셀의 영역에 대응하여 구획 형성함으로써, 상부기판에서도 ITO의 도포영역을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 터치 패널의 투과율은 더욱 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by forming a connection member formed on the upper substrate to correspond to the area of the touch cell, it is possible to minimize the application area of the ITO in the upper substrate, thereby improving the transmittance of the touch panel There is.
또한, 본 발명에 따르면, 도전패드 또는 접촉부재를 터치셀 내의 국부 영역에 구획 형성하여 터치 패널의 투과율은 더욱 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the conductive pad or the contact member is formed in a localized region in the touch cell, thereby improving the transmittance of the touch panel.
또한, 본 발명에 따르면, 도전패드로부터 이격 배치되는 통전용 스페이서를 구비함에 따라, 제2기판의 굴곡이 완만해도 터치를 검출할 수 있으며, 이는 글래스 기판의 두께를 보다 두껍게 선택할 수 있도록 하여 터치 패널의 안정적인 동작을 확보함은 물론 보다 장수명화를 기대할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by providing a conductive spacer spaced apart from the conductive pad, the touch can be detected even when the second substrate is smooth, which allows the thickness of the glass substrate to be selected to be thicker. As well as ensuring the stable operation of the effect is to expect a longer life.
또한, 본 발명에 따르면, 제1도전패드 및 제2도전패드를 상호 대향하는 기판에 배치하고 복수의 통전용 스페이서로 두 도전패드를 통전시키도록 구성함으로써, 대향하는 기판에 배치된 신호선 및 도전패드를 상호 오버랩하여 터치 패널의 투과율은 더욱 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the first conductive pad and the second conductive pad are disposed on mutually opposing substrates, and the conductive lines are configured to energize the two conductive pads with a plurality of conductive spacers, thereby providing the signal lines and the conductive pads disposed on the opposing substrates. By overlapping with each other, the transmittance of the touch panel is further improved.
나아가서, 본 발명에서 사용되는 콘트롤IC들은 LCD와 같은 표시장치의 게이트IC나 소스IC 혹은 종래 터치패널에서 사용되는 AD컨버터 등과 달리 부하를 구동하지 않고 단지 신호의 송수신만 수행하게 되므로, IC 자체를 구동하기 위한 최소한의 소모전력만을 필요로 한다. 특히, 수신용 콘트롤IC는 하이 임피던스(Hi-impedance)로 신호를 수신하는 경우, 소비전류가 거의 없다. 휴대전화 등과 같은 휴대단말기는 휴대성을 향상시키는 중요한 요소로 소비전류의 최소화가 요구되며, 본 발명의 터치 패널은 휴대단말기에 적용될 경우, 다른 터치 패널에 비 해 배터리 사용을 보다 연장시킬 수 있는 장점을 가진다.Furthermore, 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 touch panel, and thus only transmit and receive a signal, thereby driving the IC itself. It requires only minimal power consumption. In particular, the receiving control IC has little current consumption when receiving a signal with high impedance (Hi-impedance). A portable terminal such as a cellular phone is an important factor to improve portability and requires minimization of current consumption. When the touch panel of the present invention is applied to a portable terminal, the use of a battery can be extended more than other touch panels. Has
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.
이하의 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 영역을 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였다. 층, 막, 영역, 기판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상면” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우 뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 “바로 위에” 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, thicknesses or regions are enlarged in order to clearly express various layers and regions. The same reference numerals are used for similar parts throughout the specification. When a part of a layer, film, region, substrate, etc. is said to be "on top" or "top" of another part, this includes not only the other part "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is “just above” another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에 대하여 도면을 참고로 하여 상세 하게 설명한다.Now, a touch panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 터치 패널의 구조를 보인 분해사시도로서, 본 발명의 터치 패널의 기본 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 표시장치(20)의 상면에 하부기판(22)과 상부기판(24)이 상호 대향하여 배치된다. 하부기판(22) 및 상부기판(24)은 모두 투명한 글래스나 플라스틱 또는 필름 등이 이용될 수 있다. 물론 광투과성이 확보된 다른 재질로 형성될 수도 있을 것이다.3 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
바람직하게는 하부기판(22)으로는 글래스 기판이나 플라스틱 기판이 이용되고 상부기판(24)으로는 필름이 이용된다.Preferably, a glass substrate or a plastic substrate is used as the
하부기판(22)의 상면에는 신호선들이 배선되며, 통상의 표시장치들과 유사하게 하부기판(22)의 에지부에는 위치검출신호 및 제어신호를 발신하기 위한 발신용 콘트롤IC(71)와 위치검출신호를 수신하기 위한 수신용 콘트롤IC(72)가 COF(Chip On Film) 또는 COG(Chip On Glass) 형태로 실장될 수 있다. 발신용 콘트롤IC(71)와 수신용 콘트롤IC(72)의 신호는 터치 패널의 외부에 위치할 수도 있으며 FPC(Flexible Printed Circuit) 등의 연성회로기판을 통하여 하부기판(22)에 전달 될 수도 있다. Signal lines are wired on the upper surface of the
본 발명의 터치 패널은 발신용 콘트롤IC(71)를 통해 위치검출신호 및 제어신호를 인가하고, 수신용 콘트롤IC(72)를 통해 위치검출신호를 수신하므로, 발신용 콘트롤IC(71)와 수신용 콘트롤IC(72)가 하나의 칩에 통합되어 설치될 수 있으며 터치 패널의 좁은 공간에 실장할 수 있어서 터치가 발생하는 액티브 영역의 점유율이 향상되는 효과가 있다. 한편, 이하의 도면에서 설명되는 발신용 콘트롤IC(71)와 수 신용 콘트롤IC(72)는 서로 구분되어 표시되었으나 개념적으로 구분되는 것일 뿐이다. Since the touch panel of the present invention applies the position detection signal and the control signal through the
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 구조에 대하여 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Next, the structure of the touch panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.
도 4는 하부기판(22)에 본 발명의 터치셀(65)이 형성된 일예를 보인 구성도이며, 도 5는 하부기판(22)에 형성된 단위 터치셀의 구성예를 보인 도면이며, 도 6은 도 5의 단위 터치셀을 Ⅰ- Ⅰ’ -Ⅱ-Ⅱ’ 선을 따라 자른 단면도에, 상부기판(24) 및 스페이서(Spacer)를 부가하여 도시한 터치 패널의 단면도이다.4 is a diagram illustrating an example in which the
도 4를 참조하면, 터치셀(65)이 3X3의 분해능으로 도시되어 있음을 알 수 있다. 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 터치셀(65)이 3X3의 분해능을 갖는 것을 가정하여 예시한 것이며, 실제로는 더 큰 분해능으로 구현될 것이다. 후술되는 실시예들도 3X3의 분해능을 갖는 터치셀(65)을 예시하여 설명한다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the
본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널은 신호선과 스위칭소자 그리고 한 쌍의 도전패드로 이루어진 터치셀(65)이 포함된 하부기판(22)과 이와 마주보고 있는 상부기판(24), 그리고 하부기판(22)과 상부기판(24)을 소정간격 이격시키는 복수의 스페이서(48)(Spacer)로 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, a touch panel includes a
스페이서(48)는 소정의 탄성을 가지는 절연체로 이루어지며, 하부기판(22)과 상부기판(24) 사이에서 구름 접촉되는 볼스페이서(48a), 또는, 일단부가 어느 일측의 기판에 패터닝되어 고정되며 타단부는 대향 기판에 접촉 또는 접합되는 패턴스페이서(48b)이며, 두 스페이서가 함께 이용될 수도 있다. The
하부기판(22)은 유리 또는 플라스틱 등으로 형성되며 상부기판(24)은 유리 또는 플라스틱이나 필름으로 형성되나 바람직하게는 필름으로 형성된다. 하부기판(22)과 상부기판(24)은 접착 테이프(16)에 의해 접합된다. The
하부기판(22)의 상면에는 주로 가로방향으로 뻗어 있는 제1신호선(32)과 스캔신호선(36) 그리고 오프신호선(38)이 배치되며 세로 방향으로 제2신호선(34)이 배치된다. 이는 단지 바람직한 실시예이며, 제1신호선(32)과 스캔신호선(36) 그리고 오프신호선(38)이 세로방향에 위치할 수도 있으며 제2신호선(34)이 가로 방향에 위치할 수도 있다. The
제1신호선(32)과 제2신호선(34) 사이에는 3단자형의 제1스위칭소자(50)가 설치되며 입력단자는 제1신호선(32)에 연결되고 출력단자는 제2신호선(34)에 연결된다. 제1스위칭소자(50)의 온/오프 제어단자에는 제1도전패드(60)가 접속되며 제1도전패드(60)와 소정간격 이격되어 스캔신호선(36)과 연결된 제2도전패드(62)가 위치한다.A three-terminal
제1도전패드(60)에는 제2스위칭소자(52)의 출력단자가 연결되며, 제2스위칭소자(52)의 입력단자는 오프신호선(38)과 연결되고 온/오프제어단자는 제1신호선(32)에 연결된다. The output terminal of the
이러한 제1신호선(32), 제2신호선(34), 스캔신호선(36) 및 오프신호선(38) 그리고 두 개의 도전패드(60, 62)로 이루어진 도전패드 쌍과 제1스위칭소자(50) 및 제2스위칭소자(52)는 단위 터치셀을 형성하며, 터치 위치 검출을 위한 최소 단위로 동작한다.A pair of conductive pads including the
3단자형 스위칭소자는 바람직하게는 TFT가 이용된다. 이러한 3단자형 스위칭소자는 온/오프 제어단자인 게이트단자에 인가되는 신호를 이용하여 스위치의 개폐를 제어함으로써 신호의 흐름 및 신호 상호간의 간섭을 안정적으로 차단할 수 있으며, LCD나 AMOLED에서 이미 검증된 소자라는 장점이 있다.The three-terminal switching element is preferably a TFT. The three-terminal switching element 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, which is an on / off control terminal, and has been proven in LCD or AMOLED. It has the advantage of being an element.
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.
제2TFT(52)는 입력단자(40)(또는 소스단자)가 오프신호선(38)에 연결되고, 게이트단자(42)가 제1신호선(32)에 연결되고, 출력단자(41)(또는 드레인단자)가 제1도전패드(60) 및 제1TFT(50)의 게이트단자(42)에 연결된다. 제1TFT(50)는 입력단자(40)가 제1신호선(32)에 연결되고 출력단자(41)가 제2신호선(34)에 연결된다.The
제1TFT(50)와 제2TFT(52)의 게이트단자(42) 위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트절연막(44)이 있으며, 게이트절연막(44) 위에는 게이트단자(42)와 중첩되고 소스단자(40)와 드레인단자(41) 사이에 채널을 형성하는 활성층(46)을 구비한다. 활성층(46)은 소스단자(40)와 드레인단자(41)가 중첩되게 형성한다. 활성층(46) 위에는 실리사이드(Silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소등의 물질로 만들어지고 소스단자(40)와 드레인단자(41)와의 오믹(Ohmic) 접촉을 위한 복수의 오믹(Ohmic)접촉층(47)이 더 형성된다. 활성층(46)은 수소화 비정질 규소(Hydrogenated Amorphous Silicon) 또는 다결정규소(Poly Crystalline Silicon)등으로 형성된다. 소스단자(40)와 드레인단자(41) 위 에는 보호막(45)이 있으며, 보호막(45)의 상면에는 ITO(Indium Tion Oxide) 등의 투명한 도전물질로 형성된 도전패드(60, 62)가 위치한다. On the
그리고, 서로 다른 층에 위치한 신호선들의 연결과 신호선과 도전패드(60, 62)의 연결을 위해 콘택홀(43)(Contact Hole)이 사용되며, 콘택홀은 다각형 또는 원 모양 등 다양한 모양으로 만들어 질 수 있다.In addition, a
제1신호선(32), 제2신호선(34), 스캔신호선(36) 및 오프신호선(38)은 일 실시예로, 알루미늄과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴과 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 제1신호선(32), 제2신호선(34), 스캔신호선(36) 및 오프신호선(38)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막(도시하지 않음)과 그 위의 상부막(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 상부막은 제1신호선(32), 제2신호선(34), 스캔신호선(36) 및 오프신호선(38)의 신호지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(Resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진다. 이와는 달리 하부막은 다른 물질, 특히 ITO(Indium Tion Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금, 크롬(Cr) 등으로 이루어진다.The
또한, TFT(50, 52)의 위에는 광(Light)을 차단하기 위한 광차단층이 설치될 수 있으며, TFT(50, 52)의 소스단자(40)나 드레인단자(41)의 제조에 사용된 재질이나 게이트단자(42)의 제조에 사용된 재질이 사용될 수 있다. 이는 TFT(50, 52)가 광(Light)에 반응하여 오작동하는 것을 방지하기 위함이다.In addition, a light blocking layer for blocking light may be provided on the
상부기판(24)의 하면에는 투명한 도전성 물질로 구성된 접촉부재(64)가 형성되며, 신체나 물체가 상부기판(24)에 접촉되고 소정의 압력이 인가되어 상부기판(24)의 굴곡이 발생하면, 접촉부재(64)는 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)에 동시에 접촉되어 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)를 통전시킨다.A
제 7도는 단위 터치셀(65)에서 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)의 배치에 관한 구성도이다. 상기 도전패드들(60, 62)은 터치셀(65)의 전체 영역을 커버하도록 설치될 수도 있겠으나, 바람직하게는, 제 7도의 실시예와 같이 터치셀(65)의 선택된 영역에 구획 설치된다. 예컨대, 상부기판(24)의 외면에 접촉되는 터치펜의 펜끝이 대략 0.7mm 정도인데, 각 터치셀의 너비가 이보다 작은 경우, 상기 도전패드들(60, 62)은 터치셀(65)의 국부 영역만을 커버하여도 인체의 손가락(22) 또는 터치펜의 접촉을 인식할 수 있다. 또한, 신호선들(32,34,36,38) 위에 도전패드들(60, 62)을 오버랩(Overlap)되도록 설치하면, 터치셀(65)의 개구부에 구획 설치되는 도전패드들(60, 62)의 면적을 최소화 할 수 있어서 터치패널의 투과율을 크게 높일 수 있다. 도 7의 실시예에서는, 제1도전패드(60)가 스캔신호선(36)과 제2신호선(34)와 오버랩되며 제2도전패드(62)는 제2신호선(34)와 오버랩되는 것을 예시하였으며 오버랩된 신호선은 점선으로 표시하였다.FIG. 7 is a diagram illustrating the arrangement of the first
스캔신호선(36) 및 제2신호선(34)과 도전패드(60, 62)의 오버랩에 관한 제 7도의 실시예는 단지 하나의 일예일 뿐이며, 도전패드(60, 62)는 제1신호선(32) 및 오프신호선(38)과도 오버랩될 수 있다.The embodiment of FIG. 7 relating to the overlap between the
또한 도전패드(60, 62)는 신호선(32, 34, 36, 38) 밖에 위치 할 수 있다.In addition, the
따라서, 도전패드를 형성함에 있어 가급적 터치셀(65) 내에서 그 도포영역을 최소화하여 터치 패널의 투과율을 크게 높이는 것이 바람직하다. Therefore, in forming the conductive pad, it is desirable to minimize the coating area in the
위와 같은 구성에서, 인체 또는 물체가 상부기판(24)에 접촉하여 상부기판(24)에 굴곡이 발생되면, 상부기판(24)의 하면에 형성된 접촉부재(64)는 하부기판(22)측의 상면에 형성된 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)와 접촉되어 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)틀 통전시킨다. 만약, 도 4에서 우측 하단의 점선으로 박스 친 부분에서 상부기판(24)과의 접촉이 발생되었다면, 상부기판(24) 하면의 접촉부재(64)에 의해 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)가 통전된다. 이에 따라, 스캔신호선(36)에 인가된 스캔신호(SCN1-SCN3)는 제1TFT(50)의 게이트단자(42)에 인가되어 제1TFT(50)을 턴 온 시키고, 발신용 콘트롤IC(71)로부터 발원되어 제1신호선(32)에 인가된 위치검출신호는, 해당 터치셀(65)에서 제1TFT(50)의 오프 상태에서 온 상태로의 상태변화에 의해 제2신호선(34)으로 전달되며, 이는 수신용 콘트롤IC(72)로 입수된다. 따라서, 터치가 발생된 지점에 대한 좌표값을 얻게 된다. 도 4에서 얻어진 좌표값은 세 번째 제1신호선(32)의 제1신호인 D3과 세 번째 제2신호선(34)의 제2신호인 S3로서, (D3, S3)가 터치가 발생한 터치셀(65)의 좌표일 것이다.In the above configuration, when a human body or an object contacts the
이와 같은 실시예에서, 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)가 통전되지 않은 경우의 제1TFT(50) 및 제2TFT(52)의 상태는 다음과 같다. 발신용 콘트롤IC(71)에서 인가된 오프신호선(38)의 오프신호(OFF1-OFF3)는 약 -7V정도의 크기이며, 발 신용 콘트롤IC(71)에서 발원된 제1신호선(32)의 제1신호(D1-D3)는 오프신호(OFF1-OFF3)보다 충분히 크며 제2TFT(52)의 게이트단자(42)에 인가되므로, 제2TFT(52)는 통전상태이다. 따라서, 제2TFT(52)의 입력단자에 인가된 로우(Low) 레벨의 오프신호(OFF1-OFF3)는 제2TFT(52)를 통해 제1TFT(50)의 게이트단자(42)에 인가되며, 제1TFT(50)는 오프상태이다.In such an embodiment, the states of the
제2TFT(52)는, 터치가 발생하여 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)가 통전될 때는 제1도전패드(60)에 인가된 스캔신호(SCN1-SCN3)가 다른 터치셀에 전달되는 것을 차단할 뿐만 아니라, 제1TFT(50) 게이트단자(42)의 전위를 스캔신호(SCN1-SCN3)의 전위로 유지한다. 이는 TFT가 통상적으로 약 10 메가오옴(Mohm) 정도의 온(On) 저항(RDS(0n))을 갖고 있기 때문이다.When the touch is generated and the first
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 하부기판(22) 상면에 종횡으로 신호선(32,34,36,38)을 배선하고, TFT(50, 52)를 형성하며 TFT(50, 52)와 연결된 도전패드(60, 62)를 구성하는 등의 구조는 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, LCD 제조공정 중 TFT 제조공정만 이용할 뿐, 러빙공정, 스페이서(Spacer) 공정, 실(Seal) 공정, 액정주입공정 등의 액정공정과 칼라필터를 사용하지 않으므로 LCD 공정에 비해 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있으며, 공정단축으로 인해 수율도 획기적으로 상승된다. 이는 비단 LCD 뿐만이 아니라 AMOLED 등의 기 확립된 프로세스를 적용하는 것도 가능하 다.As shown in FIGS. 4 to 6,
본 발명의 터치 패널은 제2도전패드(62)에 인가된 스캔신호(SCN1-SCN3)가 제1도전패드(60)에 전달되어 터치 위치를 검출하는 방식이므로, 제2도전패드(62)의 신호를 제1도전패드(60)로 전달하는 수단이 필요하며 이는 상부기판(24) 하면의 접촉부재(64)에 의해 이루어진다. In the touch panel of the present invention, since the scan signals SCN1-SCN3 applied to the second
접촉부재(64)는 ITO(Indium Tion Oxide)나 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube) 등의 투명성 도전물질로 형성된다. 이러한 접촉부재(64)에는 별도의 신호가 인가될 필요가 없으므로, 신호를 받기 위해 제어장치(18)와 연결하기 위한 수단이나, 신호를 접촉부재에 전달하기 위한 전극(10)을 형성할 필요가 없다. 또한, 터치셀(65)의 한 쌍의 도전패드(60, 62)만을 통전시키면 되므로 특정 저항값을 갖지 않아도 되어, 제조가 단순하여 원가가 절감되며 수율이 향상되는 효과가 있으며 대형기판에도 사용할 수 있는 장점이 있다.The
또한, 접촉부재(64)는 개별 터치셀(65)과 접촉되므로 다양한 실시태양으로 형성될 수 있다. 도 8 내지 도 11은 본 발명에서 상부기판(24) 하면에 접촉부재(64)가 형성된 예들을 보여주는 것으로서, 이해를 돕기 위해 하부기판(22)의 평면 구성을 도시하고 접촉부재(64)는 점선으로 부가하였다.In addition, the
접촉부재(64)는 도 8에 도시된 바와 같이 하부기판(22) 전체를 커버하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 상부기판(24)에 접촉부재(64)을 형성하는 공정은 간단하지만 투과율이 저하되는 결과를 예측할 수 있다. 이와 같이 접촉부재(64)에 의해 투과율이 저하되는 현상을 해결하기 위하여, 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이 터 치셀(65)이 형성된 영역에 대응하여 구획 형성될 수도 있다. The
도 9의 실시예는 접촉부재(64)가 터치셀(65)들을 횡방향이나 종방향으로 구획하여 형성된 것을 보여준다. 그리고 도 10은 접촉부재(64)가 터치셀(65)들을 단위별로 구획하여 형성된 것을 보여준다. 도 11의 실시예는 접촉부재(64)가 단위 터치셀(65)의 선택된 영역만을 커버하도록 구획 형성된 실시예로서, 한 쌍의 도전패드(60, 62)에 대해 사선으로 형성된다. 이러한 구조는 터치 패널의 투과율이 향상되며 상부기판(24)과 하부기판(22)을 접합할 시 접합의 정밀성이 떨어져도 터치 동작이 가능하게 된다.9 shows that the
이처럼 접촉부재(64)를 도전패드들(60, 62)과 접촉할 수 있도록 최소한의 면적을 갖도록 형성하는 것은 투과율을 크게 향상시켜 표시장치(20)의 표시품질을 높인다. 하지만, 접촉부재(64)의 영역이 구획되어 형성될수록 투과율은 매우 향상됨에 반해 상부기판(24)의 제조공정이 좀 더 복잡해지고 제조원가가 상승될 수 있으며, 하부기판(22)과 상부기판(24)을 정렬시켜 조립시키는 공정에서 보다 정밀성이 요구된다. 즉, 본 발명의 터치 패널은 적용되는 용도에 따라 접촉부재(64)를 도 8 내지 11의 실시예 중 선택할 수 있을 것이다.As such, forming the
도 12는 본 발명에서 도전패드들의 다른 예를 보여주는 평면구성도이다. 이를 참조하면, 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)는 각각 오목부(67)와 볼록부(68)가 연속하는 톱니 모양으로 형성되며, 상호 오목부(67)와 볼록부(68)가 소정 간극 이격된 상태로 치합하도록 배치된다. 이러한 구조에 따르면, 도전패드들(60, 62)이 접촉부재(64)와 접촉되는 면적이 넓어지므로 도전패드들(60, 62)이 안정적으 로 통전될 수 있다. 본 실시예에서 설명되지는 않지만, 한 쌍의 도전패드(60, 62)의 치합 면적을 넓히기 위해 다양한 형태의 모양을 갖는 실시예들은 본 발명의 기술사상에 포함된다고 할 것이다.12 is a plan view showing another example of the conductive pads in the present invention. Referring to this, the first
본 발명의 터치 패널은 표시장치(20)의 크기에 비례하는 것으로서, 상기 터치셀(65)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
예컨대, 22인치 LCD에 본 발명의 터치 패널이 적용된다면, LCD의 단위화소의 분해능이 그러하듯이 터치셀(65)은 1366X768 또는 1920X1080의 분해능을 가질 것이다. 1366X768의 분해능은 가로로 1366개의 터치셀(65)이 배치되며 세로로 768개의 터치셀(65)이 배치됨을 의미한다.For example, if the touch panel of the present invention is applied to a 22-inch LCD, the
물론, 터치셀(65)은 LCD의 단위화소에 비해 정수비로 축소된 분해능으로 구성될 수도 있다. Of course, the
이와 같이 터치셀(65)의 분해능이 표시장치(20)의 단위화소가 갖는 분해능과 동일하거나 정수비로 축소되면, 터치 패널의 제1신호선(32), 제2신호선(34), 스캔신호선(36), 그리고 오프신호선(38)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
한편, 도 13은 확산시트가 설치된 예를 보인 분해사시도로서, 도시된 실시예 는 모아레 현상을 방지하는 다른 방법을 제공한다. 도 13를 참조하면, 표시장치(20)와 터치 패널 사이에는 확산시트(90)가 더 설치될 수 있다. 이처럼 표시장치(20)와 터치 패널 사이에 확산시트를 설치하면, 표시장치의 배선과 터치 패널의 배선이 수직으로 동일선상에 위치하지 않아도 확산시트(90)의 확산효과에 의해 모아레 현상을 방지할 수 있다.On the other hand, Figure 13 is an exploded perspective view showing an example of the diffusion sheet is installed, the embodiment shown provides another method for preventing the moiré phenomenon. Referring to FIG. 13, a
도 14는 모아레를 제거하기 위한 터치 패널의 신호선 구성의 실시예를 예시한 구성도로서 모아레를 제거하기 위한 또 다른 수단을 제공한다. 도 14를 참조하면, 표시장치(20)의 상면에 본 발명의 터치 패널이 결합되었을 경우, 터치 패널 아래의 표시장치에 배선된 다수의 신호선 중 한 쌍의 배선만 추출하여 터치 패널의 신호선들과 모아레에 관한 상호관계를 예시하였다. 따라서 본 실시예에서는 비록 표시장치(20)의 한 쌍의 신호선(96, 98)에 대해 예시하였지만, 표시장치(20)의 다수의 신호선에 대해 동일한 효과를 갖는다.FIG. 14 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a signal line configuration of a touch panel for removing moiré, and provides another means for removing moiré. FIG. Referring to FIG. 14, when the touch panel of the present invention is coupled to an upper surface of the
점선으로 부가된 횡 방향의 배선은 표시장치의 횡방향 신호선(96)이며, 점선으로 부가된 종 방향의 배선은 표시장치의 종방향 신호선(98)이다. 터치 패널의 신호선인 제1신호선(32), 제2신호선(34), 스캔신호선(36) 및 오프신호선(38)은 표시장치(20)의 신호선(96, 98)에 대해 소정의 각도를 갖도록 사선방향으로 배치되며, 바람직하게는 45도이다. 이는 터치 패널의 신호선들이, 표시장치(20)의 게이트신호선 및 데이터신호선과 동일 방향으로 겹치지 않도록 하여, 모아레 현상을 방지한다. 만일, 표시장치(20)의 신호선들이 사선으로 배치되었다면, 터치 패널의 신호선들은 직선으로 배치될 것이다. The horizontal line added with a dotted line is the
도 15는 본 발명의 시스템 구성을 예시한 블록도이며, 위치검출신호 송수신부(70)와 터치위치 검출부(80)로 구성되어 있다. 위치검출신호 송수신부(70)는 제1신호선(32)에 위치검출신호(D1-D3)를 인가하고 스캔신호선(36)에 스캔신호(SCN1-SCN3)를 인가하며 또한 오프신호선(38)에 오프신호(OFF1-OFF3)를 인가할 뿐만 아니라 제2신호선(34)으로부터 위치검출신호를 수신하는 것으로서, 상술한 발신용 콘트롤IC(71)와, 수신용 콘트롤IC(72) 및 타이밍 제어부(73), 신호처리부(74), 메모리수단(75)을 포함하여 구성되며 전원단(76)이 포함될 수 있다. 터치위치 검출부(80)는 위치검출신호 송수신부(70)와 통신하여 터치 위치에 대한 좌표값을 획득하는 것으로서, CPU 등의 구성품으로 구성된다. 터치위치 검출부(80)는 위치검출신호 송수신부(70)와 결합하여 하나의 칩에 포함 될 수도 있으며, 별개의 칩에 구성되며 위치검출신호 송수신부(70)와 구분되어 설치될 수도 있다.15 is a block diagram illustrating the system configuration of the present invention, and is composed of a position detection signal transmission /
스캔신호선(36)은 모두 동일한 레벨의 전압을 가질 수 있다. 이 경우 스캔신호선(36)들은 터치 패널의 내부에서 서로 연결되어 등전위를 구성할 수 있다. 이에 따라, 발신용 콘트롤IC(71)에서 발원되어 터치 패널의 스캔신호선(36)들에 연결되는 스캔신호선(36)의 개수는 대폭 줄어들게 되고, 이는 발신용 콘트롤IC(71)의 출력단자의 수를 줄여 발신용 콘트롤IC(71)의 크기를 줄이고 원가를 절감할 수 있게 한다. 또한, 터치 패널의 스캔신호선(36)이 등전위를 형성하는 경우, 스캔신호선(36)은 위치검출신호 송수신부(70)의 외측에서 공급될 수도 있다.The
한편, 오프신호선(38)을 통해 인가되는 오프신호(OFF1-OFF3)도 모두 동일한 레벨을 갖는 등전위의 전압으로 구성될 수 있다. 이처럼 오프신호(OFF1-OFF3)들을 등전위로 구성하면, 위에서와 같이 위치검출신호 송수신부(70)에 연결되는 오프신호선(38)은 숫자가 절감되며, 위치검출신호 송부신부(70)의 외부에서 오프신호선(38)을 인가할 수 있다.On the other hand, the off signals OFF1 through OFF3 applied through the
본 실시예에서는 스캔신호(SCN1-SCN3) 및 오프신호(OFF1-OFF3)가 위치검출신호 송수신부(70)에서 제공되는 경우의 예를 들어 설명한다.In the present embodiment, description will be given by taking an example in which the scan signals SCN1-SCN3 and the OFF signals OFF1-OFF3 are provided by the position detection signal transmission /
도 15의 타이밍 제어부(73)는 수십 ms 이하의 시분할 신호를 발생시키며, 신호처리부(74)는 도 16에 도시된 바와 같이 발신용 콘트롤IC(71)를 통해 각 제1신호선(32) 및 스캔신호선(36)에 시분할된 위치검출신호를 인가하며 오프신호선(38)에 오프신호(OFF1-OFF3)를 인가한다. The
도 16은 도 15의 실시예에서 터치 신호를 획득하는 예를 보인 파형도이다. 이를 참조하면, t1~t2 구간은 첫 번째 횡방향의 터치셀들의 터치동작을 검출하기 위한 구간이며, t2~t3 구간은 두 번째 횡방향의 터치셀들을 검출하기 위한 구간이고, t3~t4는 세 번째 횡방향의 터치셀들을 검출하기 위한 신호구간이다. 각 구간에서의 검출주기는 “T"이다. 제1신호(D1-D3)는 위치검출신호 송수신부(70)에서 주기적으로 공급되는 스캔신호로서, 제1TFT(50)에 위치검출신호를 인가하며 제2TFT(52)를 턴 온 시키는 신호이다. 제1신호(D1-D3)는 일실시예로, 터치 검출구간에서는 5V이며, 터치 비검출 구간에서는 12V이다. 오프신호(OFF1-OFF3)는 제2TFT(52)의 입력단자(40)에 인가되는 전압으로서 항상 -7V이므로, 제2TFT(52)는 제1신호(D1-D3)인 5V와 12V에 의해 항상 턴 온 상태이다.16 is a waveform diagram illustrating an example of obtaining a touch signal in the embodiment of FIG. 15. Referring to this, a section t1 to t2 is a section for detecting touch operation of the first transverse touch cells, a section t2 to t3 is a section for detecting touch cells in the second transverse direction, and t3 to t4 are three sections. It is a signal section for detecting the first transverse touch cells. The detection period in each section is "T". The first signals D1-D3 are scan signals periodically supplied from the position detection signal transmission /
스캔신호(SCN1-SCN3)는 제2도전패드(62)에 인가되며, 터치 발생에 의해 한 쌍의 도전패드(60, 62)가 통전될 때 제1TFT(50)의 게이트단자(42)로 전달되어 제1TFT(50)를 턴 온 시키는 신호로서 본 발명의 실시예에서는 12V이다. 스캔신호(SCN1-SCN3)는 SCN1이나 SCN2 처럼 주기적으로 스캔되는 신호일수도 있으나, SCN3처럼 항상 하이 상태를 유지할 수도 있다.The scan signals SCN1-SCN3 are applied to the second
만일 도 15의 우측 하단의 터치셀(65)에서 터치 동작이 발생하였다고 가정하면, 이는 도 16의 t3~t4의 신호구간으로서, 터치신호를 획득하는 과정은 다음과 같다. t3~t4가 터치 검출구간이라고 하면, 제1신호인 D3은 t3~t4의 5V의 크기를 가지며 제2TFT(52)의 게이트단자(42)에 인가되고 있다. 제2TFT(52)의 입력단자(40)에는 오프전압인 -7V가 인가되고 있으므로 제2TFT(52)는 턴 온 상태이며, 오프전압인 -7V는 제1TFT(50)의 게이트단자에 전달된다. 제1TFT(50)는 제1TFT(50)의 게이트단자(42)에 인가된 오프전압에 의해 턴 오프 상태이므로, 제1신호인 D3은 제2신호선(34)을 통해 출력되지 못한다. 한편, 제2도전패드(62)에는 12V의 스캔전압이 인가되고 있다. 터치수단에 의해 상부기판(24)에 압력이 인가되어 제2기판에 굴곡이 발생하면, 상부기판(24) 하부의 접촉부재(64)는 하부기판의 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)를 도통시키며, 제2도전패드(62)의 스캔전압인 12V가 제1TFT(50)의 게이트단자에 전달되고, 오프전압인 OFF3은 제2TFT(52)의 RDS(on)에 의해 차단된다. 따라서 제1TFT(50)는 스캔전압 SCN3에 의해 턴 온 되고, 제1TFT(50)의 입력단자에 전달된 제1신호인 D3은 제2신호선(34)을 통해 위치검출신호 송수신부(70)에 전달되어 터치위치를 검출하게 된다. 일 실시예로, 제2신호인 S3는 신호의 높고 낮은 크기만을 따지는 디지털 신호이다. 본 실시예에서는 D3신호에 의해 S3 신호가 포획되 었으므로 터치좌표는 (D3, S3)이 되며, 공간 및 시간적으로 각각의 터치셀(65)들을 구분할 수 있기 때문에 멀티터치가 가능하게 된다.If it is assumed that a touch operation occurs in the
한편, 터치가 발생하지 않는 구간의 동작을 설명하면 다음과 같다. 터치 검출구간에는 제1신호(D1-D3)가 5V이나, 터치 비검출구간에는 12V이며 제1TFT(50)의 입력단자에 인가된다. 앞서 설명한 바와 같이, 터치가 발생하지 않은 터치셀(65)에서, 제2TFT(52)는 온 상태이며 제1TFT(50)의 게이트단자(42)에는 -7V의 오프 전압이 인가되어 제1TFT(50)는 오프상태이다. 스캔신호(SCN1-SCN3)가 SCN1이나 SCN2처럼 주기적으로 하이(High) 이거나 또는 SCN3처럼 항상 하이인 경우, 터치가 발생하면, 스캔신호(SCN1-SCN3)는 제1도전패드(60)와 접촉부재(64)와의 접촉에 의해 접촉부재(64)에 인가되므로, 스캔신호(SCN1-SCN3)는 모든 제2도전패드(62)에 인가될 수 있다. 따라서, 터치수단에 의한 멀티 터치입력에 대해 제1TFT(50)의 게이트단자에는 12V의 전압이 인가될 수 있다. 그러나 제1TFT(50)의 입력단자(40) 및 게이트단자(42)에 인가된 전압이 모두 12V로서, 입력단자(40)에 인가된 전압이 게이트단자(42)에 인가된 전압보다 TFT의 문턱전압(Threshold voltage) 이하가 되어야 제1TFT(50)는 턴 온 상태가 되지만, 동일한 크기의 전압이므로 제1TFT(50)는 턴 온 되지 않으며 따라서 제2신호선(34)로는 신호가 출하되지 않는다. Meanwhile, the operation of the section in which the touch does not occur is as follows. The first signal D1-D3 is 5V in the touch detection section, but is 12V in the touch non-detection section and is applied to the input terminal of the
이와 같은 신호들 사이의 구간에서 신호의 안정화나 reset을 위한 휴지기가 존재할 수 있다.There may be a pause for signal stabilization or reset in the interval between these signals.
많은 신호들을 처리하는 과정에서, 터치위치 검출부(80)가 “Busy” 상태일 경우, 위치검출신호를 인식하지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 이미 인식하지 못 한 터치 신호는 다시 재생할 수 없으므로, 이는 신호를 잃어버리는 결과를 초래하며 터치 패널의 신뢰성 저하를 불러올 수 있다.In the process of processing a large number of signals, when the
이를 방지하기 위하여, 위치검출신호 송수신부(70)는 터치셀(65)의 개수 이상의 비트를 갖는 메모리수단(75)을 구비한다. 바람직하게는, 메모리수단(75)은 도 17에 도시된 바와 같이, 터치셀(65)의 좌표값에 대응하는 절대주소를 갖는다. 본 실시예에서, 메모리수단(75)은 적어도 9비트의 용량을 가지며, 위치검출신호 송수신부(70)가 수신한 위치검출신호는 좌표값 “D3, S3”로서, “m9” 주소에 저장된다. 이렇게 저장된 신호들은 터치위치 검출부(80)에 의해 호출되어 이용될 수 있다. 예컨대, 터치위치 검출부(80)는 발신용 신호를 스캐닝한 후에, 메모리수단(75)을 읽어 누락된 신호가 있는지를 확인한다. 만약, 터치셀(65)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
도 18은 도 4를 기본 구조로 하는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 4에서는 제2TFT(52)의 게이트단자(42)가 제1신호선(32)에 접속되었으나, 도 18에서는 위치검출신호 송수신부(70)나 위치검출신호 송수신부(70)의 외측에서 제공되는 스위칭신호선(39)에 제2TFT(52)의 게이트단자(42)가 접속된다. 이러한 구성은, 제2TFT(52)의 게이트단자(42)에 인가되는 전원이 제1신호(D1-D3)에 연동되지 않으므로 단일전원으로 공급이 가능하여, 제2TFT(52)의 게이트단자(42)에 인가되는 전압을 낮게 유지할 수 있다는 장점이 있다. 또한 뒤에 설명하겠지만, 제1도전패드(60) 및 이에 연결된 신호선들과 제2도전패드 및 이에 연결된 스캔신호선을 각각 분리할 수 있어서, 상부기판(24)과 하부기판(22)에 개별적으로 설치할 수 있다는 장점이 있다.FIG. 18 illustrates another embodiment of the present invention having the basic structure of FIG. 4. In FIG. 4, the
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 하부기판(22)은 글래스 기판으로 구성된다. 이는 표시장치(20)의 제조공정을 그대로 이용하여 신호선들을 배선하고 도전패드들을 신호선들에 접속하기 용이하기 때문이다. 하부기판(22)에 모든 신호선이 배선되고 콘트롤IC들이 실장된다면, 상부기판(24)은 상대적으로 부품 실장에 대한 부담이 없어지게 되며, 이에 따라 상부기판(24)으로서 필름 기판을 선택할 수 있게 된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the
상부기판(24)으로 필름이 선택될 경우, 필름은 플랙시블한 성격을 가지기 때문에 하부기판(22)과 상부기판(24) 사이에는 보다 많은 수의 볼스페이서(25a)가 배치되어야 한다. 그리고, 안정된 간격유지를 위하여 다수의 패턴스페이서(25b)들이 혼용 될 수 있다. 상부기판(24)으로 필름 기판이 이용되는 경우, 필름의 굴곡성이 우수하므로 하부기판(22)과 상부기판(24)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
상부기판(24)으로 글래스 기판이 선택되는 경우, 필름 기판이 선택되는 경우에 비해 스페이서(48)들의 개수를 줄일 수 있을 것이다. 하지만, 글래스 기판은 굴곡성이 떨어지므로 안정된 터치를 보장하기 어려우며, 글래스 기판의 두께를 종래와 같이 얇게 하면 제조공정의 복잡해지고 구조적으로 취약해진다.When the glass substrate is selected as the
도 19에 도시된 실시예는 글래스 기판이 선택될 때, 글래스 기판의 두께를 지나치게 얇게 하지 않으면서, 하부기판(22)과 상부기판(24)간 안정된 접촉을 보장해주는 실시예들을 보여준다.The embodiment shown in FIG. 19 shows embodiments that ensure a stable contact between the
또한, 앞서 설명한 실시예들은 도전패드들을 통전시키기 위한 도전체로서, 상부기판(24)의 하면에 ITO를 도포하여 접촉부재(64)을 형성한 것을 예시하였지만, 도 19의 실시예는 상부기판(24)에 ITO 등을 도포하지 않고 도전패드들을 통전시키는 실시예를 보여준다. In addition, the above-described embodiments illustrate that the
도 19를 참조하면, 상부기판(24)의 하면에 투명도전층이 형성되지 않은 대신에, 패터닝된 통전용 스페이서(48c)가 설치된 것을 볼 수 있으며, 편의상 1개의 통전용 스페이서(48c)를 도시하였으나 실제로는 다수의 통전용 스페이서(48c)가 사용된다. 통전용 스페이서(48c)의 단부에는 ITO와 같은 투명도전체를 도포하거나 코팅하여 도전층(63)을 형성한다. 바람직하게는, 도 19에 도시된 바와 같이, 통전용 스페이서(48c)는 그 단부가 도전패드들로부터 이격되도록 배치되며, 상부기판(24)에 굴곡이 발생할 경우 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)를 통전시킬 수 있도록 적절한 위치에 배치된다. 이와 같은 통전용 스페이서(48c)의 배치를 위하여 상부기판(24)의 정렬작업은 매우 중요한 공정이 될 것이다. Referring to FIG. 19, instead of forming the transparent conductive layer on the lower surface of the
이러한 구성에서, 도 20에 도시된 바와 같이, 상부기판(24)이 손가락(19) 등에 의해 눌려지면, 상부기판(24)이 하측으로 굴곡되면서 통전용 스페이서(48c)가 도전패드들에 접촉되고, 통전용 스페이서(48c)의 외부에 형성된 도전층(63)에 의해 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)간 통전이 이루어진다. 이때, 도 20에서와 같이 상부기판(24)이 완만하게 굴곡되면서 도전패드들의 통전이 이루어진다. 이는 상부기판(24)으로서 글래스 기판이 이용되는 경우, 글래스 기판에 굴곡성을 부여하기 위해 글래스를 지나치게 얇게 연마하거나 에칭(Etching) 처리하지 않아도 도전패드들의 안정된 통전을 보장할 수 있도록 한다.In this configuration, as shown in FIG. 20, when the
한편, 도 21은 도 19의 또 다른 실시예로서 상부기판(24)에 접촉부재(64)가 형성되고, 통전용 스페이서(48c) 및 도전층(63)에 의해 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)가 통전되는 실시예이다. 복수의 통전용 스페이서(48c)가 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)의 상면에 설치되어 있으며, 복수의 통전용 스페이서(48c)는 도전층(63)과 접촉부재(64)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 손(19)과 같은 수단에 의해 상부기판(24)의 눌림이 발생하면, 복수의 통전용 스페이서(48c)에 의해 도전패드들(60, 62)의 전기접 접촉이 이루어 진다. 도 20과 같은 실시예는 상부기판(24)와 하부기판(22)의 정렬을 위한 엄밀한 작업이 요청되나, 도 21의 실시예는 도 20의 실시예에 비해 비교적 쉽게 두 기판(22, 24)의 정렬작업이 이루어 진다는 장점이 있다.21 is a
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 대한 단면도로서, 상부기판(24)의 일측에는 제2도전패드(62) 및 스캔신호선(36)이 위치하며, 대향하는 기판에는 제1도전패드(60) 및 제1TFT(50), 제2TFT(52), 제1신호선(32), 제2신호선(34) 및 오프신호선(38)이 설치되어 상기의 터치셀(65)을 형성한다. 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)는 터치셀(65)의 영역에서 서로 대향하여 설치되고, 터치셀(65)의 부분영역에 설치될 수 있다. 상부기판(24)과 하부기판(22)의 신호선들은 서로 수직으로 평 행하게 설치되어 터치패널의 투과율을 향상시킨다. 제1도전패드(60)나 제2도전패드(62)의 일측에는 도전층(63)이 형성된 복수의 통전용 스페이서(48c)가 설치되어, 터치 발생시 두 개의 도전패드(60, 62)를 통전시킨다. 또한, 도시되지는 않았으나, 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)의 사이에 도전체(63)로 코팅된 볼스페이서(48a)가 소정의 공간을 유지하여 설치 될 수 있으며, 터치 발생시 제1도전패드(60)와 제2도전패드(62)를 통전시킨다.FIG. 22 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention, in which a second
도 22에서는 제2도전패드(62)가 상부기판(24)에 설치되는 것을 예시하였으나 제2도전패드(62)가 하부기판(22)에 설치되고 제1도전패드(60)가 상부기판에도 설치될 수 있다.In FIG. 22, the second
또한, 도시하지는 않았으나 도 22와 같은 실시예에 있어서, 신호선들(32,34,36,38)은 도 14의 실시예와 같이 표시장치의 신호선에 대해 사선으로 설치되어 모아레 현상을 방지할 수 있다.In addition, although not shown, in the exemplary embodiment of FIG. 22, the signal lines 32, 34, 36, and 38 may be diagonally installed with respect to the signal line of the display device as in the exemplary embodiment of FIG. 14 to prevent moiré phenomenon. .
또한, 도시하지는 않았으나 도 22와 같은 실시예에 있어서, 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)는 오버랩되어 도 7의 실시예와 같이 터치셀(65)의 일부 영역에만 설치 될 수 있으며 터치 패널의 투과율을 상승시키는 효과가 있다.In addition, although not shown, in the embodiment as shown in FIG. 22, the first
또한, 도시하지는 않았으나 도 22와 같은 실시예에 있어서, 상부기판(24)의 스캔신호선(36)은 하부기판(22)의 신호선(32,34,38)들과 오버랩되어 설치되어 터치 패널의 투과율을 상승시킨다.In addition, although not shown, in the embodiment as shown in FIG. 22, the
이상 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변 형 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 embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and alterations can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.
도 1은 종래 저항 방식의 터치 패널을 보인 단면 구성도1 is a cross-sectional configuration view showing a conventional resistive touch panel
도 2는 종래 저항 방식의 터치 패널의 구조를 보인 분해사시도Figure 2 is an exploded perspective view showing the structure of a conventional resistive touch panel
도 3은 본 발명에 따른 터치 패널의 구조를 보인 분해사시도3 is an exploded perspective view showing the structure of a touch panel according to the present invention;
도 4는 하부기판(22)에 본 발명의 터치셀(65)이 형성된 일예를 보인 구성도4 is a configuration diagram showing an example in which the
도 5는 하부기판(22)에 형성된 단위 터치셀의 구성예를 보인 도면5 is a view showing an example of the configuration of a unit touch cell formed on the
도 6은 도 5의 단위 터치셀을 Ⅰ- Ⅰ’ -Ⅱ-Ⅱ’ 선을 따라 자른 단면도에FIG. 6 is a cross-sectional view of the unit touch cell of FIG. 5 taken along lines II′-II ′.
상부기판(24) 및 스페이서(Spacer)를 부가하여 도시한 터치 The touch illustrated by adding the
패널의 단면도 Profile of panel
도 7은 단위 터치셀(65)에서 제1도전패드(60) 및 제2도전패드(62)의 7 illustrates the first
배치에 관한 구성도이다. It is a block diagram concerning arrangement.
도 8은 상부기판에 접촉부재가 형성되는 예를 보인 구성도8 is a configuration diagram showing an example in which the contact member is formed on the upper substrate
도 9는 상부기판에 접촉부재가 구획 형성되는 예를 보인 구성도9 is a configuration diagram illustrating an example in which a contact member is formed on an upper substrate;
도 10은 상부기판에 접촉부재가 구획 형성되는 예를 보인 구성도10 is a block diagram showing an example in which the contact member is formed on the upper substrate
도 11은 접촉부재가 단위 터치셀의 부분 영역만을 커버하도록 구획 11 is partitioned so that the contact member covers only a partial region of the unit touch cell
형성된 실시예 Formed Example
도 12는 도전패드의 다른 예를 보인 평면 구성도12 is a plan view showing another example of the conductive pad
도 13은 확산시트가 설치된 예를 보인 분해사시도Figure 13 is an exploded perspective view showing an example of the diffusion sheet is installed
도 14는 모아레를 제거하기 위한 터치 패널의 신호선 구성의 실시예를 14 illustrates an embodiment of a signal line configuration of a touch panel for removing moiré.
예시한 구성도 Illustrated Configuration
도 15는 본 발명의 시스템 구성을 예시한 블록도15 is a block diagram illustrating a system configuration of the present invention.
도 16은 도 4의 실시예에서 터치 신호를 획득하는 예를 보인 파형도16 is a waveform diagram illustrating an example of obtaining a touch signal in the embodiment of FIG. 4.
도 17은 메모리수단의 일실시예를 개념적으로 보인 블럭도17 is a block diagram conceptually showing one embodiment of a memory means;
도 18은 도 4를 기본 구조로 하는 본 발명의 또 다른 실시예18 is yet another embodiment of the present invention with the basic structure shown in FIG.
도 19는 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도19 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
도 20은 도 19의 실시예에서 상부기판이 눌려진 상태를 보인 단면도20 is a cross-sectional view showing a state in which the upper substrate is pressed in the embodiment of FIG.
도 21은 도 19의 또다른 실시예를 보인 단면도21 is a sectional view showing another embodiment of FIG.
도 22는 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도22 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
19 : 손가락 20 : 표시장치19: finger 20: display device
22 : 하부기판 24: 상부기판22: lower substrate 24: upper substrate
32 : 제1신호선 34 : 제2신호선32: first signal line 34: second signal line
36 : 스캔신호선 38 : 오프신호선36: scan signal line 38: off signal line
39 : 스위칭신호선 40 : 소스단자39: switching signal line 40: source terminal
41 : 드레인단자 42 : 게이트단자41: drain terminal 42: gate terminal
43 : 콘택홀(Contact Hole) 44 : 게이트절연막43: contact hole 44: gate insulating film
45 : 보호막 46 : 활성층45: protective film 46: active layer
47 : 오믹(Ohmic) 접촉층 48 ; 스페이서47:
48a : 볼(Ball)스페이서 48b : 패턴(Pattern)스페이서48a:
48c : 통전용 스페이서 50 : 제1스위칭소자48c: electrically conductive spacer 50: first switching element
52 : 제2스위칭소자 60 : 제1도전패드52: second switching element 60: first conductive pad
62 : 제2도전패드 63 : 도전층62: second conductive pad 63: conductive layer
64 : 접촉부재 65 : 터치셀64
67 : 오목부 68 : 볼록부67
70 : 위치검출신호 송수신부 71 : 발신용 콘트롤IC70: position detection signal transceiver 71: transmission control IC
72 : 수신용 콘트롤IC 73 : 타이밍제어부72: reception control IC 73: timing control unit
74 : 신호처리부 75 : 메모리수단74: signal processor 75: memory means
76 : 전원단 80 : 터치위치검출부76: power stage 80: touch position detection unit
90 : 확산시트 96 : 표시장치의 횡방향 신호선90: diffusion sheet 96: transverse signal line of display device
98 : 표시장치의 종방향 신호선98: longitudinal signal line of the display device
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KR1020090021945A KR100935501B1 (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Touch panel |
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2009
- 2009-03-16 KR KR1020090021945A patent/KR100935501B1/en active IP Right Grant
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KR101728627B1 (en) | 2016-01-28 | 2017-04-19 | 호서대학교 산학협력단 | Touch sensor |
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