KR102402768B1

KR102402768B1 - 터치 센싱 장치 및 이를 이용한 영상 표시장치

Info

Publication number: KR102402768B1
Application number: KR1020170161333A
Authority: KR
Inventors: 이승준; 한상수; 이상민
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2022-05-26
Also published as: CN109840028A; KR20190062785A; US10754471B2; CN109840028B; US20190163322A1

Abstract

터치 센싱 장치 및 이를 이용한 영상 표시장치에 대해 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 장치는 영상 표시패널에 포함된 복수의 터치 센서, 터치 센서들에 구동신호를 공급하고 터치 센서들로부터 터치 전압을 수신하여 영상 표시패널의 터치 센싱 결과에 따른 센싱 데이터를 생성하는 터치 센싱 회로부, 및 전원이 온되면 복수의 터치 센서와 상기 터치 센싱 회로부, 및 자체 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 정상적으로 터치 센싱 동작이 수행되도록 하거나, 리셋 동작을 지연시켜서 반복적으로 수행하는 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하는바, 초기 전원 공급 이상, 및 통신 인터페이스 이상 등에 따른 초기 구동(또는, 재부팅 구동) 불량 발생시, 빠르고 용이하게 문제를 해결할 수 있는 효과를 이룰 수 있다.

Description

터치 센싱 장치 및 이를 이용한 영상 표시장치{TOUCH SENSING DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 초기 전원 공급 이상, 및 통신 인터페이스 이상 등에 따른 초기 구동(또는, 재부팅 구동) 불량 발생시, 빠르고 용이하게 문제를 해결할 수 있도록 지원 가능한 터치 센싱 장치 및 이를 이용한 영상 표시장치에 관한 것이다.

최근, 평판 표시 장치(Flat Panel Display Device)의 입력 장치로서 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 직접 정보를 입력할 수 있는 터치 스크린 기술이 이용되고 있다.

터치 스크린 기술은 센서의 위치에 따라 애드 온 방식과, 인 셀 방식으로 구분된다. 애드 온 방식은 LCM(Liquid Crystal Module) 위에 터치 센서를 부착하는 방식이다. 인 셀 방식은 LCM 안에 터치 센서를 삽입하는 내장형 방식이다. 애드 온 방식은 터치 센서가 외부에 배치되는 이유로 인 셀 방식에 비해 터치 감도가 우수한 것으로 알려져있다.

또한, 터치 스크린 기술은 센싱 방식에 따라, 저항 방식, 정전 용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등으로 구분된다. 일반적으로 소형 표시 장치에는 정전 용량 방식이 많이 사용되고 있으며, 정전 용량 방식은 셀프 정전 용량 방식과, 뮤추얼 정전 용량 방식으로 구분된다.

셀프 정전 용량 방식은 터치 인식을 위해 화소마다 1개의 전극을 사용해 정전 용량 변화를 읽어내는 방식이다. 이러한 셀프 정전 용량 방식은 터치 감도는 우수하지만 하나의 손가락만을 인식할 수 있다는 단점이 있다.

뮤추얼 정전 용량 방식은 가로축과 세로축의 격자 전극 구조로 전극의 교차점에서 형성되는 정전 용량을 읽어내는 방식이다. 이러한 뮤추얼 정전 용량 방식은 멀티 터치가 가능하다는 장점이 있다.

한편, 본원 출원인은 셀프 정전 용량 방식과 뮤추얼 정전 용량 방식의 장점만을 결합한 새로운 인 셀 방식을 제안하였었고, 그 명칭을 AIT(Advanced In-Cell Touch)라 하였다. AIT 방식은 기본적으로 셀프 정전 용량 방식을 이용하되, 다수의 터치 전극을 터치 센싱 기간에는 터치 전극으로 활용함과 동시에 표시 기간에는 공통 전압이 인가되는 공통 전극으로 활용한다.

이러한 AIT 방식은 터치 감도가 우수할 뿐만 아니라, 두께가 얇게 제조가 가능하고, 멀티 터치까지 가능하다. 또한, AIT 방식은 좌우측 베젤에 터치 라인이 필요 없기 때문에 베젤 영역을 줄일 수 있고, 애드 온 방식에 비해서 제조 단가를 낮출 수 있다.

그런데, 본 출원인은 AIT 방식이 액정 표시 장치 등의 영상 표시장치에 적용될 경우, 전원을 온(ON) 시켜서 초기 동작이 수행되도록 하거나 재부팅했을 때, 전원 공급 이상, 및 통신 인터페이스 이상 등에 따른 터치 구동 불량이 발생할 수 있음을 인지하였다. 더 큰 문제는 초기의 구동 불량 발생시 전원 공급 오류에 따른 불량 발생인지, 통신 인터페이스 오류인지, 아니면 터치 센싱 제어회로의 펌 웨어(firmware) 실행 오류인지, 그 문제 발생 원인을 바로 찾아 해결할 수 없는 문제가 있었다.

이에, 종래에는 초기 구동 불량이 감지되면 터치 센싱 제어회로 등을 자동으로 리셋시켜서 반복 구동하도록 한 설정을 적용하기도 하였다. 하지만, 단순히 리셋이 반복되도록 한 방식은 불량 오류를 해결할 수 있는 방안이 아닐뿐더러, 연속되는 리셋 동작으로 오히려 통신 인터페이스를 방해하는 등의 추가적인 문제들을 야기시켰다.

본 발명은 상기와 같은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초기 구동(또는, 재부팅 구동) 불량 발생시, 불량 발생 원인을 확인하고 터치 센싱 장치의 펌 웨어(firmware)를 변경할 수 있도록 하는 등의 복구 시간이 확보되도록 하여, 빠르고 용이하게 문제를 해결할 수 있도록 한 터치 센싱 장치 및 이를 이용한 영상 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 장치는 영상 표시패널에 포함된 복수의 터치 센서, 터치 센서들에 구동신호를 공급하고 터치 센서들로부터 터치 전압을 수신하여 영상 표시패널의 터치 센싱 결과에 따른 센싱 데이터를 생성하는 터치 센싱 회로부, 및 전원이 온되면 복수의 터치 센서와 상기 터치 센싱 회로부, 및 자체 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 정상적으로 터치 센싱 동작이 수행되도록 하거나, 리셋 동작을 지연시켜서 반복적으로 수행하는 마이크로 컨트롤 유닛을 포함한다.

또한, 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 장치를 이용한 영상 표시장치는 복수의 픽셀 어레이가 배열되어 영상을 표시함과 아울러, 복수의 터치 센서를 통해 터치를 감지하는 영상 표시패널, 영상 표시패널에 영상이 표시될 수 있도록 게이트 및 데이터 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부, 터치 센싱 불량 여부를 판단하여 불량 판단시에는 미리 설정된 기간 단위로 리셋 동작을 지연시켜서 반복 수행하며, 정상 동작시에는 영상 표시패널의 터치 센서를 구동하여 터치 센싱에 결과에 따른 터치 좌표 정보를 출력하는 터치 센싱 장치, 영상 데이터와 복수의 타이밍 신호들을 타이밍 제어부로 제공하며, 터치 센싱 장치로부터의 터치 좌표 정보와 연계된 응용 프로그램을 실행하는 호스트 시스템을 포함한다.

전술한 바와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 터치 센싱 장치 및 이를 이용한 영상 표시장치는 초기 전원 공급 이상, 및 통신 인터페이스 이상 등에 따른 초기 구동(또는, 재부팅 구동) 불량 발생시, 불량 발생 원인을 빠르게 확인하고 터치 센싱 장치의 펌 웨어를 읽어내거나 기록할 수 있는 시간이 확보되도록 한다. 이에, 초기 불량 발생시 빠르고 용이하게 불량 원인을 파악하고, 정확하게 불량 문제를 해결할 수 있도록 한 효과를 이룰 수 있다.

특히, 초기 불량의 원인을 빠르고 용이하게 파악하고 정확하게 해결할 수 있도록 지원함으로써, 사용자나 작업자의 불량 해결 작업 효율을 높이고, 만족도와 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 장치 및 이를 이용한 영상 표시패널을 나타낸 구성 블록도이다.
도 2는 AIT 방식의 영상 표시패널 구조를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 1의 터치 센싱 장치를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 센싱 장치의 불량 발생 확인 및 불량 발생에 따른 대응 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display), 전기영동 표시소자(Electrophoresis), 양자점 표시장치(Quantum dot Display) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시장치의 일 예로서 액정표시소자를 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시장치에 한정되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 장치 및 이를 이용한 영상 표시패널을 나타낸 구성 블록도이다.

도 1에 도시된 영상 표시장치는 영상 표시패널(100), 게이트 구동부(140), 데이터 구동부(120), 타이밍 제어부(160), 터치 센싱 장치(150,180), 그리고 호스트 시스템(190)을 포함한다.

터치 센싱 장치(150,180)는 전원이 온(ON) 되면 터치 센싱 불량 여부, 즉 터치 센싱을 위한 정상적인 동작 여부를 먼저 판단하게 된다. 그리고 불량 판단시에는 미리 설정된 기간 단위로 리셋 동작을 지연시켜서 수행하며, 정상적인 동작시에는 영상 표시패널(100)의 터치 센서를 구동하여 터치 센싱 결과에 따른 터치 좌표 정보(TDATA(XY))를 출력한다.

이에, 본 발명에서는 터치 센싱 장치(150,180)의 터치 센싱 불량 판단시, 터치 센싱 장치(150,180)와 전기적으로 접속되어 터치 센싱 장치(150,180)의 불량 원인을 확인하고 불량이 해결될 수 있도록 지원하는 컴퓨터(200)가 더 구성될 수 있다.

영상 표시패널(100)은 복수의 픽셀 어레이가 배열되어 영상을 표시함과 아울러, 복수의 터치 센서를 통해 터치를 감지한다. 이를 위해, 영상 표시패널(100)은 데이터 구동부(120)로부터 입력되는 영상 신호에 따라 영상을 표시하기 위한 픽셀들과 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 센서들을 포함한다.

영상 표시패널(100)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 포함되고, 영상 표시패널(100)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구성될 수 있다. 그리고 공통전압이 공급되는 공통전극은 영상 표시패널(100)의 상부 기판이나 하부 기판에 구성될 수 있다. 여기서, 공통 전극은 터치 센싱을 위한 터치 센서로서의 기능 수행하기도 한다.

영상 표시패널(10)의 배면에는 백라이트 유닛(Backlight Unit, 미도시)이 배치될 수 있다.

게이트 구동부(140)는 영상 표시패널(100)의 게이트 라인들을 순차적으로 구동하여 영상 표시패널(100)에 영상이 표시될 수 있도록 한다. 이를 위해, 게이트 구동부(140)는 타이밍 제어부(160)로부터의 게이트 제어신호(GVS) 예를 들어, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse)와 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock)에 응답하여 게이트 온 신호를 순차적으로 생성한다. 그리고 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable) 신호에 따라 순차적으로 생성된 게이트 온 신호의 펄스 폭 제어하여, 게이트 라인들에 순차적으로 공급한다.

데이터 구동부(120)는 영상 표시패널(100)의 데이터 라인들을 구동하여 영상 표시패널(100)에 영상이 표시될 수 있도록 한다. 즉, 데이터 구동부(120)는 영상 표시패널(100)의 데이터 라인들을 통해 각각의 픽셀들로 영상 신호를 공급한다. 이를 위해, 데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(50)로부터의 데이터 제어신호(DVS) 중 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse)와 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock) 등을 이용하여, 타이밍 제어부(160)로부터의 영상 데이터(RGB)를 아날로그 전압 즉, 아날로그의 영상 신호로 변환한다. 그리고 소스 출력 인에이블(Source Output Enable) 신호에 응답하여 영상 신호를 각 데이터 라인에 공급한다.

타이밍 제어부(160)는 호스트 시스템(190)을 통해 입력되는 영상 데이터(RGB)를 영상 표시패널(100)의 영상 표시 해상도 등의 구동 특성에 맞게 정렬하여 데이터 구동부(120)로 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(160)는 호스트 시스템(190)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍 신호를 입력받아 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어한다.

구체적으로, 타이밍 제어부(160)는 호스트 시스템(190)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍 신호를 이용하여 게이트 및 데이터 제어신호(GVS,DVS)를 생성하고, 이를 게이트 및 데이터 구동부(140,120)에 공급하여 게이트 및 데이터 구동부(140,120)의 구동 타이밍을 제어한다.

호스트 시스템(190)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip) 등을 포함하여 입력 데이터(RGB)를 영상 표시패널(100)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 이러한 호스트 시스템(190)은 포맷 변환된 영상 데이터(RGB)와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 컨트롤러(160)로 전송하며, 터치 센싱 장치(150,180)로부터 입력되는 터치 좌표 정보(TDATA(XY))와 연계된 응용 프로그램을 실행할 수 있다.

터치 센싱 장치(150,180)는 초기 부팅, 또는 재부팅 등의 동작에 의해 전원이 온(ON) 될 때마다 터치 센싱을 위한 정상적인 동작 여부를 먼저 판단하게 된다. 그리고 불량 판단시에는 자체적으로 리셋 동작을 지연시켜서 반복적으로 수행하며, 정상 동작이 가능한 것으로 판단되는 경우에는 영상 표시패널(100)의 터치 센서를 구동하여 터치 센싱에 결과에 따른 터치 좌표 정보(TDATA(XY))를 출력한다.

별도로 구성된 컴퓨터(200)는 노트북 컴퓨터나 퍼스널 컴퓨터, 또는 별도의 검사 장비 등이 될 수도 있다. 이러한 컴퓨터(200)는 센싱 장치(150,180)의 터치 센싱 불량 판단시, 터치 센싱 장치(150,180)와 전기적으로 접속되어 터치 센싱 장치(150,1800의 불량 원인을 확인하고, 펌 웨어를 읽어들이거나 새로 기록하는 등 터치 센싱 불량이 해결될 수 있도록 지원한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 장치(150,180)는 영상 표시패널(100)에 포함된 복수의 터치 센서, 터치 센서들에 구동신호를 인가하고 인가된 구동신호에 동기하여 터치 전압을 수신하며 영상 표시패널(100)의 터치 센싱에 따른 센싱 데이터를 생성하는 터치 센싱 회로부(180), 그리고 전원이 온(ON)되면 복수의 터치 센서와 터치 센싱 회로부(180), 및 자체 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 판단하여 판단 결과에 따라 정상적으로 터치 센싱 동작이 수행되도록 하거나, 자체적으로 리셋 동작을 지연시켜서 수행하는 마이크로 컨트롤 유닛(150)을 포함한다.

마이크로 컨트롤 유닛(150)은 초기 부팅, 또는 재부팅 등의 동작에 의해 전원이 온(ON) 될 때마다 복수의 터치 센서와 터치 센싱 회로부(180) 각각의 전원 공급 여부, 터치 센싱 회로부(180)와의 통신 인터페이스 수행 가능 여부, 자체 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 순차적으로 스캐닝하고 검사한다.

이에, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 복수의 터치 센서와 터치 센싱 회로부(180), 및 자체 저장된 펌 웨어가 정상 동작 가능한 것으로 판단되면, 터치 인식 알고리즘을 이용해서 터치 센싱 회로부(180)의 센싱 데이터를 분석하고, 분석 결과에 따라 센싱 데이터의 식별 코드와 좌표 정보(TDATA(XY))를 호스트 시스템(190)으로 전송한다.

반면, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 복수의 터치 센서와 터치 센싱 회로부(180), 및 자체 저장된 펌 웨어 중 적어도 하나라도 문제가 발생한 것으로 판단하면, 미리 설정된 기간 단위로 리셋 동작을 지연시켜서 수행한다. 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 미리 설정된 지연 기간 단위로 리셋 동작이 반복되는 동안에는 불량 발생 신호를 호스트 시스템(190)으로 전송하여, 호스트 시스템(190)에 불량 발생 상황이 영상이나 음성으로 표시될 수 있도록 할 수 있다.

터치 센싱 장치(150,180)의 불량 발생이 판단 및 사용자에게 알려지면, 터치 센싱 장치(150,180)의 마이크로 컨트롤 유닛(150)으로는 외부의 컴퓨터(200)가 전기적으로 접속된다. 이에, 접속된 컴퓨터(200)는 복수의 터치 센서와 터치 센싱 회로부(180)를 스캔하여 각 터치 센서와 터치 센싱 회로부(180)의 전원 공급 여부, 터치 센싱 회로부(180)와 마이크로 컨트롤 유닛(150)의 통신 인터페이스 수행 가능 여부, 및 마이크로 컨트롤 유닛(150)에 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 순차적으로 스캐닝하고 검사하여 불량 원인을 파악한다. 그리고 컴퓨터(200)는 전원 공급 불량 포인트를 찾아 해결하거나, 마이크로 컨트롤 유닛(150)의 펌 웨어를 읽어들이거나 새로 기록하는 등 터치 센싱 불량이 해결될 수 있도록 지원한다.

도 2는 AIT 방식의 영상 표시패널 구조를 나타낸 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 영상을 표시하면서도 터치 센싱이 수행되도록 본 발명의 영상 표시패널(100)에는 복수의 터치 센서를 포함된다.

터치 센서들(TS1~TS4)은 정전 용량 방식으로 터치 입력을 감지하는 정전 용량 센서들로 구현될 수 있다. 정전 용량은 자기 정전 용량(Self Capacitance)과 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)으로 나뉘어질 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성될 수 있고, 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성될 수 있다.

터치 센서들(TS1~TS4)은 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 내장될 수 있다. 도 2를 참조하면, 영상 표시패널(100)의 각 픽셀들은 터치 센서들(TS1~TS4)과, 터치 센서들(TS1~TS4)과 연결된 센서 라인들(L1~Li, i는 m, n 보다 작은 양의 정수)을 포함한다. 픽셀들(101)의 공통전극(COM)은 다수의 세그먼트들(segment)로 분할된다. 터치 센서들(TS1~TS4)은 분할된 공통전극(COM)으로 구현된다. 하나의 공통전극 세그먼트(segment)는 다수의 픽셀에 공통으로 연결되고 하나의 터치 센서(Touch Sensor)를 형성한다. 이 터치 센서들(TS1~TS4)은 영상 표시기간 동안 픽셀들에 공통전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센서 구동 기간 동안 터치 구동 신호(Vdrv)를 입력 받아 터치 입력을 센싱한다. 도 2는 자기 정전 용량 타입의 터치 센서(Touch Sensor)를 도시하였으나, 터치 센서들(TS1~TS4)은 이에 한정되지 않는다.

도 3은 도 1의 터치 센싱 장치를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 장치(150,180)의 터치 센싱 회로부(180)는 복수의 센싱 집적회로(SRIC, 181n)를 포함하며, 각각의 센싱 집적회로(SRIC, 181n)는 영상 표시패널(100)과는 다른 별도의 인쇄 회로 기판에 구성될 수 있다.

전원이 온(ON) 된 상태에서 정상적으로 센싱 동작이 수행되면, 각각의 센싱 집적회로(181n)는 영상 표시패널(100)에 구성된 터치 센서(TS1~TS4)들에 구동신호를 인가한다. 그리고 인가된 구동신호에 동기하여 각 터치 센서(TS1~TS4)의 전하 변화량을 센싱함으로써, 전하 변화량에 따라 다르게 수신되는 터치 전압에 따라 센싱 데이터(SData)를 생성한다. 생성된 센싱 데이터(SData)는 마이크로 컨트롤 유닛(150)으로 전송된다. 터치 센서(TS1~TS4)들로 공급되는 구동신호는 펄스, 정현파, 삼각파 등 다양한 형태로 발생될 수 있다. 각각의 센싱 집적회로(181n)는 각각의 터치 센서(TS1~TS4)들을 통해 얻어진 센싱 데이터(SData)를 버퍼 메모리(미도시)에 저장함과 동시에 그 버퍼 메모리로부터 이전의 센싱 데이터(SData)를 마이크로 컨트롤 유닛(150)으로 전송한다.

마이크로 컨트롤 유닛(150)은 전원이 온(ON)되면, 적어도 하나의 센싱 집적회로(181n)와 직접적으로 연결된 전원 배선(VL)을 통해 각 센싱 집적회로(181n)의 전원 공급 여부를 판단한다.

전원 배선(VL)은 각각의 센싱 집적회로(181n)와 일대일로 직렬 연결되거나 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다. 이에, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 전원이 온(ON)되면, 전원 배선(VL)을 통해 각 센싱 집적회로(181n)의 전원 공급 여부를 판단할 수 있게 된다. 그리고 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 각각의 센싱 집적회로(181n)를 통해 각각의 터치 센서에 구동 신호가 인가되도록 하고, 피드백되는 센싱 데이터(SData)를 확인하여 각 터치 센서의 동작 불량 여부를 판단할 수 있다. 이와 더불어, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 자체 저장된 펌 웨어의 미리 설정된 초기 동작을 수행하거나 프로그램을 실행시켜 자체 저장된 펌 웨어의 이상 여부를 판단한다.

이후, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 센싱 집적회로(181n)들의 정상 동작시, 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 실행한다. 터치 인식 알고리즘으로는 공지된 어떠한 알고리즘도 가능하다. 터치 인식 알고리즘은 센싱 집적회로(181n)로부터 입력된 센싱 데이터(SData)를 소정의 기준치(또는, 문턱 값)과 비교하고, 그 기준치 이상의 터치 센싱 데이터(SData)를 터치 입력 위치의 터치 센서들로부터 얻어진 터치 입력 데이터로 판단한다. 터치 인식 알고리즘은 기준치 이상의 터치 입력 데이터들 각각에 식별 코드를 부여하고 터치 입력 위치들 각각의 좌표를 계산한다. 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 입력 데이터들 각각의 식별 코드와 좌표 정보(XY)를 호스트 시스템(190)으로 전송한다.

도 4는 도 3에 도시된 터치 센싱 장치의 불량 발생 확인 및 불량 발생에 따른 대응 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 장치(150,180)의 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 전원이 온(ON) 되면(ST1), 적어도 하나의 센싱 집적회로(181n)와 직접적으로 연결된 전원 배선(VL)을 통해 각 센싱 집적회로(181n)의 전원 공급 여부를 판단한다(ST1). 이때는 전원 배선(VL)이 로우 전압 레벨이면 전원 공급 불량으로 판단하고, 하이 전압 레벨인 경우에만 정상 공급된 것으로 판단할 수 있다.

만일, 전원 배선(VL)이 로우 전압 레벨로 감지되어 적어도 하나의 센싱 집적회로(181n)에 전원이 미공급되는 불량으로 판단되면, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 자체적으로 리셋 동작을 수행한다. 이때, 리셋 동작은 반복적으로 미리 설정된 기간(예를 들어, 7초) 동안 지연된 후 수행되도록 한다.(ST3)

마이크로 컨트롤 유닛(150)의 리셋 동작이 지연되는 기간에는 불량 발생 신호를 호스트 시스템(190)으로 전송하여, 호스트 시스템(190)에 의해 마이크로 컨트롤 유닛(150)의 불량 발생 상황이 영상이나 음성으로 표시되도록 할 수 있다.

또한, 마이크로 컨트롤 유닛(150)의 리셋 동작이 지연되는 기간 중에는 마이크로 컨트롤 유닛(150)에 외부의 컴퓨터(200)가 전기적으로 접속될 수 있다. 이에 따라, 컴퓨터(200)는 복수의 터치 센서와 터치 센싱 회로부(180)를 스캔하여 각 터치 센서와 터치 센싱 회로부(180)의 전원 공급 여부, 터치 센싱 회로부(180)와 마이크로 컨트롤 유닛(150)의 통신 인터페이스 수행 가능 여부, 및 마이크로 컨트롤 유닛(150)에 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 순차적으로 스캐닝하고 검사하여 불량 원인을 파악할 수 있다. 그리고 컴퓨터(200)는 전원 공급 불량 포인트를 찾아 해결하거나, 마이크로 컨트롤 유닛(150)의 펌 웨어를 읽어들이거나 새로 기록하는 등 터치 센싱 불량이 해결될 수 있도록 지원하게 된다(ST4).

마이크로 컨트롤 유닛(150)에서 전원 배선(VL)의 전압을 하이 전압으로 감지하게 되면, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 자체 저장된 펌 웨어의 미리 설정된 초기 동작을 수행하거나 프로그램을 실행시킨다(ST5).

이어, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 자체 저장된 펌 웨어의 초기화 프로그램에 따라 초기화 동작을 수행한다(ST6). 만일, 초기화 동작이 제대로 수행되지 않으면, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 펌 웨어에 문제가 있는 것으로 판단하여 자체적으로 리셋 동작을 수행한다(ST3).

하지만, 마이크로 컨트롤 유닛(150)의 펌 웨어의 초기화 프로그램이 정상적으로 실행되면, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 각각의 센싱 집적회로(181n)를 통해 각각의 터치 센서에 구동 신호가 인가되도록 하고, 피드백되는 센싱 데이터(SData)를 확인하여 각 터치 센서의 동작 불량 여부를 판단한다(ST7). 마찬가지로, 각 터치 센서의 동작 불량 판단시, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 자체적으로 리셋 동작을 수행한다(ST3).

각각의 터치 센서까지 정상적으로 동작될 수 있음이 확인되면, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 자체적으로 펌 웨어을 실행시켜 터치 인식 알고리즘이 수행되도록 한다. 즉, 마이크로 컨트롤 유닛(150) 센싱 집적회로(181n)로부터 입력된 센싱 데이터(SData)를 소정의 기준치(또는, 문턱 값)과 비교하고, 그 기준치 이상의 터치 센싱 데이터(SData)를 터치 입력 위치의 터치 센서들로부터 얻어진 터치 입력 데이터로 판단한다. 이에, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 입력 데이터들 각각의 식별 코드와 좌표 정보(XY)를 호스트 시스템(190)으로 전송할 수 있게 된다.

이상, 전술한 바와 같이, 본 발명의 터치 센싱 장치(180,150) 및 이를 이용한 영상 표시장치는 초기 전원 공급 이상, 및 통신 인터페이스 이상 등에 따른 초기 구동(또는, 재부팅 구동) 불량 발생시, 불량 발생 원인을 빠르게 확인하고 마이크로 컨트롤 유닛(150)의 펌 웨어를 읽어내거나 기록할 수 있는 시간이 확보되도록 한다. 이에, 초기 불량 발생시 빠르고 용이하게 불량 원인을 파악하고, 정확하게 불량 문제를 해결할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 영상 표시패널
120 : 데이터 구동부
140 : 게이트 구동부
160 : 타이밍 컨트롤러
150 : 마이크로 컨트롤 유닛
180 : 터치 센싱 회로
190 : 호스트 시스템

Claims

영상 표시패널에 포함된 복수의 터치 센서;
상기 터치 센서들에 구동신호를 공급하고 상기 터치 센서들로부터 터치 전압을 수신하여 상기 영상 표시패널의 터치 센싱 결과에 따른 센싱 데이터를 생성하는 터치 센싱 회로부; 및
전원이 온되면 상기 복수의 터치 센서와 상기 터치 센싱 회로부, 및 자체 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 정상적으로 터치 센싱 동작이 수행되도록 하거나, 리셋 동작을 지연시켜서 반복적으로 수행하는 마이크로 컨트롤 유닛;
을 포함하고,
상기 마이크로 컨트롤 유닛으로 외부의 컴퓨터가 전기적으로 접속되고, 접속된 상기 외부의 컴퓨터는 상기 복수의 터치 센서와 상기 터치 센싱 회로부를 스캔하여 각 터치 센서와 상기 터치 센싱 회로부의 전원 공급 여부, 상기 터치 센싱 회로부와 상기 마이크로 컨트롤 유닛 간의 통신 인터페이스 수행 가능 여부, 및 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 순차적으로 스캐닝하고 검사하여 불량 원인을 파악하는 터치 센싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외부의 컴퓨터는 상기 터치 센싱 장치의 터치 센싱 불량 판단시,
상기 마이크로 컨트롤 유닛과 전기적으로 접속되어 상기 터치 센싱 불량 원인을 검사 및 확인하고, 상기 마이크로 컨트롤 유닛의 펌 웨어를 읽어들이거나 새로 기록하여 상기 터치 센싱 불량이 해결될 수 있도록 지원하는 터치 센싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은
초기 부팅, 또는 재부팅에 따른 동작에 의해 전원이 온 될 때마다 상기 복수의 터치 센서와 상기 터치 센싱 회로부 각각의 전원 공급 여부, 상기 터치 센싱 회로부와의 통신 인터페이스 수행 가능 여부, 상기 자체 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 순차적으로 스캐닝하고 검사하여 그 검사 결과에 따라 정상 동작 또는 불량을 판단하는 터치 센싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 센싱 회로부는 복수의 센싱 집적회로를 포함하며,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 전원이 온되면, 적어도 하나의 상기 센싱 집적회로와 직접적으로 연결된 전원 배선을 통해 각각의 상기 센싱 집적회로의 전원 공급 여부를 판단하는 터치 센싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은
상기 리셋 동작이 지연되는 기간에는 불량 발생 신호를 별도의 호스트 시스템으로 전송하여, 상기 호스트 시스템에 불량 발생 상황이 영상이나 음성으로 표시될 수 있도록 하는 터치 센싱 장치.
복수의 픽셀 어레이가 배열되어 영상을 표시함과 아울러, 복수의 터치 센서를 통해 터치를 감지하는 영상 표시패널;
상기 영상 표시패널에 영상이 표시될 수 있도록 게이트 및 데이터 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부;
터치 센싱 불량 여부를 판단하여 불량 판단시에는 미리 설정된 기간 단위로 리셋 동작을 지연시켜서 반복 수행하며, 정상 동작시에는 상기 영상 표시패널의 터치 센서를 구동하여 터치 센싱에 결과에 따른 터치 좌표 정보를 출력하는 터치 센싱 장치;
영상 데이터와 복수의 타이밍 신호들을 상기 타이밍 제어부로 제공하며, 상기 터치 센싱 장치로부터의 터치 좌표 정보와 연계된 응용 프로그램을 실행하는 호스트 시스템;
을 포함하는 영상 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 터치 센싱 장치는
영상 표시패널에 포함된 복수의 터치 센서;
상기 터치 센서들에 구동신호를 공급하고 상기 터치 센서들로부터 터치 전압을 수신하여 상기 영상 표시패널의 터치 센싱 결과에 따른 센싱 데이터를 생성하는 터치 센싱 회로부; 및
전원이 온되면 상기 복수의 터치 센서와 상기 터치 센싱 회로부, 및 자체 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 정상적으로 터치 센싱 동작이 수행되도록 하거나, 상기 리셋 동작을 지연시켜서 반복적으로 수행하는 마이크로 컨트롤 유닛;
을 포함하는 영상 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 터치 센싱 장치의 터치 센싱 불량 판단시,
상기 마이크로 컨트롤 유닛과 전기적으로 접속되어 상기 터치 센싱 불량 원인을 검사 및 확인하고, 상기 마이크로 컨트롤 유닛의 펌 웨어를 읽어들이거나 새로 기록하여 상기 터치 센싱 불량이 해결될 수 있도록 지원하는 컴퓨터를 더 포함하는 영상 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은
초기 부팅, 또는 재부팅에 따른 동작에 의해 전원이 온 될 때마다 상기 복수의 터치 센서와 상기 터치 센싱 회로부 각각의 전원 공급 여부, 상기 터치 센싱 회로부와의 통신 인터페이스 수행 가능 여부, 상기 자체 저장된 펌 웨어의 정상 동작 여부를 순차적으로 스캐닝하고 검사하여 그 검사 결과에 따라 정상 동작 또는 불량을 판단하는 영상 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 터치 센싱 회로부는 복수의 센싱 집적회로를 포함하며,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 전원이 온되면, 적어도 하나의 상기 센싱 집적회로와 직접적으로 연결된 전원 배선을 통해 각각의 상기 센싱 집적회로의 전원 공급 여부를 판단하는 영상 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤 유닛은
상기 리셋 동작이 지연되는 기간에는 불량 발생 신호를 별도의 호스트 시스템으로 전송하여, 상기 호스트 시스템에 불량 발생 상황이 영상이나 음성으로 표시될 수 있도록 하는 영상 표시장치.