KR101671835B1 - 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치 및 방법 - Google Patents

논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

논터치(non-touch) 방식의 터치스크린 모듈(touch screen module,TSM) 검사 장치 및 방법이 개시된다. 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 신호 인가 모듈; 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 셀 검출 모듈; 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 셀 판별 모듈; 상기 셀 판별 모듈에 의해 판별된 상기 불량 셀을 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 구성한다. 상술한 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치 및 방법에 의하면, 터치스크린 모듈에 채널 라인 방식이 아닌 매트릭스(matrix) 방식으로 신호를 인가하여 기준값(reference)과 대비하여 셀 불량을 테스트하도록 구성됨으로써, 신속하고 정확하게 셀 오류를 판별해 낼 수 있는 효과가 있다. 기존의 하드웨어 터치 방식이 아닌 논터치 방식에 의해 모든 셀을 동시에 테스트할 수 있기 때문에 비용이나 시간면에서 매우 효율적인 장점이 있다. 또한, 터치스크린 모듈의 완제품 단계가 아닌 터치스크린 모듈 구동 IC(touch screen module driver IC)의 반제품 단계에서도 테스트가 가능하기 때문에, 공정 오류나 재공정, 완제품 폐기 등과 같은 오류를 회피할 수 있는 효과가 있다.

Description

논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR NON-TOUCH TESTING TOUCH SCREEN MODULE}
본 발명은 터치스크린 모듈(Touch Screen Module, TSM) 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 논터치(non-touch) 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 터치스크린 모듈의 일예를 나타내는 사시도이고, 도 1b는 종래 터치스크린 모듈의 다른 예를 나타내는 평면 구성도이다.
도 1a는 종래 정전식 터치스크린 모듈의 일예를 보여준다. 도 1a를 참조하면, 플라스틱 또는 유리 등으로 제조된 투명기판(2)의 상하면에 투명도전막이 형성되며, 투명기판(2)의 네 모서리 각각에 전압인가용 금속전극(4)이 형성되어 있다. 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등의 투명한 금속으로 형성된다. 그리고 투명도전막의 네 모서리에 형성되는 금속전극(4)들은 은(Ag) 등의 저항률이 낮은 도전성 금속으로 프린팅하여 형성한다. 금속전극(4)들의 주변에는 저항 네트워크가 형성된다. 저항 네트워크는 투명도전막의 표면 전체에 균등하게 컨트롤신호를 송출하기 위하여 선형성 패턴(Linearization Pattern)으로 형성된다. 그리고 금속전극(4)을 포함한 투명도전막의 상부에는 보호막이 코팅된다.
위와 같은 정전식 터치스크린패널은 금속전극(4)에 고주파의 교류 전압을 인가하면 이는 투명기판(2)의 전면에 퍼지게 된다. 이때 손가락(8)이나 도전성 터치입력수단으로 투명기판(2) 상면의 투명도전막을 가볍게 터치하면, 일정량의 전류가 체내로 흡수되면서 컨트롤러(6)에 내장된 전류센서에서 전류의 변화를 감지하고 4개의 금속전극(4) 각각에서의 전류량을 연산하여 터치 지점을 인식하게 된다.
그런데, 도 1a와 같은 정전식 터치스크린패널은 미소 전류의 크기를 검출하는 방식으로서, 고가의 검출장치를 필요로 하므로 가격이 상승하며 복수개의 터치를 인식하는 멀티터치가 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 근래에는 도 1b와 같은 정전식 터치스크린패널이 주로 사용되고 있다. 도 1b의 터치스크린패널은 횡방향의 선형터치패드(5a) 및 종방향의 선형터치패드(5b), 터치신호를 분석하는 터치드라이브IC(7)로 이루어져 있다. 이러한 터치스크린패널은 선형터치패드(5)과 손가락(8) 사이에 형성되는 커패시턴스의 크기를 검출하는 방식으로서, 횡방향의 선형터치패드(5a)과 종방향의 선형터치패드(5b)을 스캔하여 신호를 검출하므로 복수개의 터치지점을 인식할 수 있다.
그런데, 위와 같은 터치스크린패널은 LCD와 같은 표시장치 위에 실장되어 사용될 때, 노이즈에 의해 신호 검출이 어려운 현상이 발생한다. 예컨대, LCD는 공통전극을 사용하며 경우에 따라 이 공통전극에 교류의 공통전압(Vcom)이 인가된다. 그리고 공통전극의 공통전압(Vcom)은 터치지점 검출 시 노이즈로 작용한다.
한편, 이러한 터치스크린 모듈은 그 제조 단계에서 불량 셀(cell)의 존재 여부가 미리 검사되어 출고된다.
기존의 셀 테스트는 주로 터치스크린 모듈의 완제품 단계에서 이르러서야 신뢰성 있는 테스트가 이루어지고 있는데, 주로 하드웨어(hardware)적인 테스트가 주를 이루고 있다. 도 1c 및 도 1d 는 이러한 테스트 방식을 개시하고 있다.
도 1c 및 도 1d는 종래 기술에 따른 터치스크린 모듈 검사 장치의 모식도이다.
먼저 도 1c를 참조하면, 하드웨어적인 테스트 방식을 나타낸다. 터치스크린 모듈(10)의 각 셀은 터치봉(11)을 이용하여 셀을 하나하나 터치하는 방식으로 테스트가 이루어진다. 터치가 제대로 인식되는지를 셀 하나하나 터치하면서 확인해야 하므로, 테스트 시간이 매우 오래 걸리며 테스트 비용도 매우 많이 소요되는 문제점이 있다.
다른 방식으로서 도 1d는 라인(line)별 검사 또는 채널(channel)별 검사를 나타내고 있다.
터치스크린 모듈(10)은 가로의 로우 채널(row channel)과 세로의 칼럼 채널(column channel)에 의해 신호가 인가된다. 이 방식은 X 채널 라인과 Y 채널 라인 각각에 순차적으로 신호를 인가하며, 신호 라인에 신호가 끊기지 않고 출력되는지 같은 오픈(open) 테스트나 단락(short) 테스트 정도를 라인별로 판별하는 정도에 불과하다. 이에, 정확한 셀 불량을 판별하는 데에는 한계가 있는 방식이다.
이와 같이, 기존의 터치스크린 모듈에 대한 검사 방식은 하드웨어적인 테스트는 정확하나 시간과 비용면에서 효율성이 떨어지며 채널 라인 방식은 시간과 비용면에서는 상대적으로 고무적이긴 하나 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치는, 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 신호 인가 모듈; 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 상기 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 셀 검출 모듈; 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 셀 판별 모듈; 상기 셀 판별 모듈에 의해 판별된 상기 불량 셀을 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 셀 검출 모듈은, 상기 터치스크린 모듈에 서로 다른 전위를 인가하고, 상기 터치스크린 모듈에 형성되는 커패시터(Cp)의 영향에 따라 검출되는 디지털 신호를 이용하여 상기 셀(cell) 신호를 검출하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 신호인가 모듈이 검사신호를 인가 하기 전에, 상기 터치스크린 모듈 검사 장치의 동작상태를 검사하는 프리체크 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 프리체크 단계에서는 펌웨어 체크(Firmware check), 부트 체크(Boot check), 램 체크(Ram check) 및 상기 셀 판별의 기준이 되는 기준값(Reference)을 로딩하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈은, 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호가 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따라 로딩된 상기 기준값(reference) 범위 내인지 판단하여 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈은, 오픈(open) 테스트, 단락(short) 테스트, 불균일(uniformity) 테스트에 따른 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 신호 인가 모듈 및 상기 셀 판별 모듈은, 상기 터치스크린 모듈과 SPI(serial peripheral interface) 또는 I2C(Inter-Intergrated Circuit)방식으로 인터페이싱(interfacing)을 수행하고, 상기 디스플레이 모듈과 USB(universal serial bus) 또는 UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 인터페이싱을 수행하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈은, 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호의 최소값, 최대값, 평균, 표준편차를 산출하여 상기 셀의 불량을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 신호 인가 모듈은, 매트릭스(matrix)방식으로 배치된 상기 터치스크린 모듈의 셀 전체에 상기 검사 신호를 인가 하거나, 상기 터치스크린 모듈의 셀 전체의 특정 블록에 상기 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 검사 신호 인가는, 상기 터치스크린 모듈이 센서부와 TDI(Touch Drive IC)로 구성되는 경우 상기 TDI에 상기 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
그리고, 사기 검사 신호 인가는, 상기 터치스크린 모듈이 센서부를 포함하여 구성되고, 상기 신호인가모듈이 TDI를 포함하는 경우, 상기 센서부에 상기 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 검출 모듈은, 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 ADC 프레임 버퍼에 저장하고 상기 셀 신호를 디지털 수치화하여 DAC 프레임 버퍼에 저장하여 상기 ADC 프레임 버퍼 및 상기 DAC 프레임 버퍼의 값이 테이블 형태로 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈은, 상기 신호 인가 모듈로부터 구분되는 균일(uniformity) 모드, 오픈/단락 최대값(open/shot max) 모드, 오픈/단락 중간값(open/short mid) 모드, 오픈/단락 최소값(open/short minimum) 모드, 풀(full) 모드의 5가지 구동 모드로 검출되는 상기 셀 신호를 기준으로 터치 셀의 불량을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 검출 모듈은, 상기 신호 인가 모듈로부터 각 구동 모드별 드라이빙커패시터(Cdrv)와 전압을 변경해 가면서 디지털 신호를 수집하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈은, 상기 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 및 ADC값과 상기 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0이면 단락으로 판별하고, 상기 오픈/단락 최대값 모드의 DAC 값이 0이고 상기 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0보다 크면 오픈으로 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 또는 상기 오픈/단락 중간값 모드의 각 로우 채널 또는 각 칼럼 채널의 중간값을 획득하여 y-offset으로 저장하고, 상기 셀 검출 모듈로부터 수신한 상기 셀 신호와 연산을 통해 불량셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법은, 신호 인가 모듈이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 단계; 셀 검출 모듈이 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 단계; 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계; 디스플레이 모듈이 상기 셀 판별 모듈에 의해 판별된 불량 셀을 디스플레이하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 셀 검출 모듈이 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 단계는, 상기 터치스크린 모듈에 서로 다른 전위를 인가하고, 상기 터치스크린 모듈에 형성되는 커패시터(Cp)의 영향에 따라 검출되는 디지털 신호를 이용하여 상기 셀(cell) 신호를 검출하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 신호 인가 모듈이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 단계 이전에, 상기 신호인가 모듈이 검사신호를 인가 하기 전에, 상기 터치스크린 모듈 검사 장치의 동작상태를 검사하는 프리체크 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 신호인가 모듈이 검사신호를 인가 하기 전에, 상기 터치스크린 모듈 검사 장치의 동작상태를 검사하는 프리체크 단계는, 펌웨어 체크(Firmware check), 부트 체크(Boot check), 램 체크(Ram check) 및 상기 셀 판별의 기준이 되는 기준값(Reference)을 로딩하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는, 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호가 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따라 미리 정해진 소정 기준값(reference) 범위 내인지 판단하여 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는, 오픈(open) 테스트, 단락(short) 테스트, 불균일(uniformity) 테스트에 따른 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 신호 인가 모듈이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 단계는, 상기 터치스크린 모듈과 SPI(serial peripheral interface) 또는 I2C(Inter-Intergrated Circuit) 방식으로 인터페이싱(interfacing)을 수행하고, 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는, 상기 디스플레이 모듈과 USB(universal serial bus) 또는 UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 인터페이싱을 수행하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는, 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호의 최소값, 최대값, 평균, 표준편차를 산출하여 상기 셀의 불량을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 신호 인가 모듈이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 단계는, 매트릭스(matrix)방식으로 배치된 상기 터치스크린 모듈의 셀 전체에 상기 검사 신호를 인가 하거나, 상기 터치스크린 모듈의 셀 전체의 특정 블록에 상기 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 검사 신호 인가는, 상기 터치스크린 모듈이 센서부와 TDI(Touch Drive IC)로 구성되는 경우 상기 TDI에 상기 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 검사 신호 인가는, 상기 터치스크린 모듈이 센서부를 포함하여 구성되고, 상기 신호인가모듈이 TDI를 포함하는 경우, 상기 센서부에 상기 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 검출 모듈이 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 단계는, 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 ADC 프레임 버퍼에 저장하고 상기 셀 신호를 디지털 수치화하여 DAC 프레임 버퍼에 저장하여 상기 ADC 프레임 버퍼 및 상기 DAC 프레임 버퍼의 값이 테이블 형태로 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는, 상기 신호 인가 모듈로부터 구분되는 균일(uniformity) 모드, 오픈/단락 최대값(open/shot max) 모드, 오픈/단락 중간값(open/short mid) 모드, 오픈/단락 최소값(open/short minimum) 모드, 풀(full) 모드의 5가지 구동 모드로 검출되는 상기 셀 신호를 기준으로 터치 셀의 불량을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 검출 모듈이 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 단계는, 상기 터치스크린 모듈로부터 각 구동 모드별 드라이빙커패시터(Cdrv)와 전압을 변경해 가면서 디지털 신호를 수집하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는, 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 및 ADC값과 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0이면 단락으로 판별하고, 오픈/단락 최대값 모드의 DAC 값이 0이고 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0보다 크면 오픈으로 판별하며, 오픈/단락 중간값 모드의 ADC 값이 해당 모드의 ADC 기준값에 대한 중앙값을 획득하여 y-offset으로 저장하여 상기 터치스크린 모듈의 각 로우 채널 또는 각 칼럼 채널의 특성에 따른 기준값 보정에 이용하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 셀 판별 모듈은, 상기 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 또는 상기 오픈/단락 중간값 모드의 각 로우 채널 또는 각 칼럼 채널의 중간값을 획득하여 y-offset으로 저장하고, 상기 셀 검출 모듈로부터 수신한 상기 셀 신호와 연산을 통해 불량셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
상술한 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치 및 방법에 의하면, 터치스크린 모듈에 채널 라인 방식이 아닌 매트릭스(matrix) 방식으로 신호를 인가하여 기준값(reference)과 대비하여 셀 불량을 테스트하도록 구성됨으로써, 신속하고 정확하게 셀 오류를 판별해 낼 수 있는 효과가 있다.
기존의 하드웨어 터치 방식이 아닌 논터치 방식에 의해 모든 셀을 동시에 테스트할 수 있기 때문에 비용이나 시간면에서 매우 효율적인 장점이 있다.
또한, 터치스크린 모듈의 완제품 단계가 아닌 터치스크린 모듈 구동 IC(touch screen module driver IC)의 반제품 단계에서도 테스트가 가능하기 때문에, 공정 오류나 재공정, 완제품 폐기 등과 같은 오류를 회피할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 종래 터치스크린 모듈의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 종래 터치스크린 모듈의 다른 예를 나타내는 평면 구성도이다.
도 1c 및 도 1d는 종래 기술에 따른 터치스크린 모듈 검사 장치의 모식도이다.
도 2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 모드별 테스트 알고리즘에 대한 실시예이다.
도 4는 본 발명에 따른 터치스크린 모듈을 나타내는 블록 구성도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방식을 나타내는 모식도이다.
도 10은 본 발명에 따른 블록구동의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 유저 인터페이스 화면을 나타내는 예시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법의 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치의 블록 구성도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치(이하, '터치스크린 모듈 검사 장치'라 함)(100)은 신호 인가 모듈(110), 셀 검출 모듈(120), 셀 판별 모듈(130), 디스플레이 모듈(140)을 포함하도록 구성될 수 있다.
터치스크린 모듈 검사 장치(100)는 터치스크린 모듈(10)에 채널 라인 방식이 아닌 매트릭스(matrix) 방식으로 신호를 인가하여 셀 전체 또는 셀 블록에 대해 셀 테스트를 하도록 구성될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 터치스크린 모듈(10)은 TDI(Touch Drive IC)(1)와 센서부(3)를 포함하여 구성되며 이때 신호 인가 모듈(110)이 TDI(1)에 셀(20) 검사 신호를 인가하고, 셀 검출 모듈(120)이 TDI(1)로부터 셀(20) 신호를 검출하게 된다.
또한, 도 2b를 참조하면, 터치스크린 모듈(10)이 센서부(3)를 포함하여 구성되고, 신호 인가 모듈(110)이 TDI(1)를 포함하는 구성일 경우, 신호 인가 모듈(110)에 포함된 TDI(1)가 터치스크린 모듈(10)의 센서부(3)와 연결되어 셀(20) 검사 신호를 인가하고, 검사 신호에 해당하는 셀(20) 신호를 수신하여 셀 검출 모듈(120)에 전달하게 된다.
터치스크린 모듈 검사 장치(100)는 셀 신호를 테스트 종류에 따라 미리 정해진 기준값(reference) 범위와 대비하여 셀 불량을 테스트하도록 구성될 수 있다.
터치스크린 모듈 검사 장치(100)는 기존의 하드웨어 터치 방식이나 채널 신호 인가 방식과 달리 신속하고 정확하게 불량 셀을 판별해 낼 수 있는 장점이 있으며, 완제품 전 터치스크린 모듈 구동 IC(touch screen module driver IC) 단계에서도 테스트하여 완제품의 테스트 결과를 미리 예측할 수 있다. 이에, 공정 효율이 높아지고 생산 단가가 낮아지게 된다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
신호 인가 모듈(110)은 터치스크린 모듈(10)로 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
신호 인가 모듈(110)은 테스트의 종류에 따라 정해진 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
또한, 신호 인가 모듈(110)은 전체 셀에 모두 검사 신호를 인가할 수도 있으나, 특정 블록 단위로 검사 신호를 인가할 수도 있다.
여기서, 신호 인가 모듈(110)이 검사신호를 인가 하기 전에, 터치스크린 모듈 검사 장치의 동작상태를 검사하는 프리체크 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
프리체크 단계에서는 펌웨어 체크(Firmware check), 부트 체크(Boot check), 램 체크(Ram check) 및 셀 판별의 기준이 되는 기준값(Reference)을 로딩하도록 구성될 수 있다.
그리고 신호 인가 모듈(110)은 매트릭스(matrix)방식으로 배치된 터치스크린 모듈의 셀 전체에 상기 검사 신호를 인가 하거나, 터치스크린 모듈의 셀 전체의 특정 블록에 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
한편, 신호 인가 모듈(110)은 터치스크린 모듈(10)과 SPI(serial peripheral interface) 또는 I2C(Inter-Intergrated Circuit) 방식으로 인터페이싱(interfacing)을 수행하도록 구성될 수 있다.
셀 검출 모듈(120)은 신호 인가 모듈(110)에서 인가된 검사 신호에 따른 터치스크린 모듈(10)의 셀(cell) 신호를 검출하도록 구성될 수 있다.
셀 검출 모듈(120)에서 검출되는 신호는 검사 신호에 따라 미리 정해진 기준값(reference) 범위에 따라 검출되어야 한다.
한편, 셀 검출 모듈(120)은 검출된 셀 신호를 ADC 프레임 버퍼에 저장하고 셀 신호를 디지털 수치화하여 DAC 프레임 버퍼에 저장하도록 구성될 수 있다.
여기서, ADC 프레임 버퍼 및 DAC 프레임 버퍼의 값이 테이블 형태로 구성될 수 있다.
셀 판별 모듈(130)은 셀 검출 모듈(120)에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
좀 더 구체적으로는, 셀 판별 모듈(130)은 셀 검출 모듈(120)에서 검출된 셀 신호가 신호 인가 모듈(110)에서 인가된 검사 신호에 따라 미리 정해진 소정 기준값(reference) 범위 내인지 판단하여 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
셀 판별 모듈(130)은 오픈(open) 테스트, 단락(short) 테스트, 불균일(uniformity) 테스트에 따른 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다. 오픈 테스트, 단락 테스트, 불균일 테스트에 따라 기준값 범위도 다르게 설정될 수 있다.
여기서, 오픈 테스트는 전기적으로 연결되어 있어야 함에도 불구하고 서로 연결되지 않은 것을 판별해내는 테스트이며, 단락 테스트는 전기적으로 연결되지 않아야 함에도 불구하고 서로 연결된 것을 판별해내는 테스트이다.
그리고 레인지 아웃(range out) 테스트는 여러 테스트 구동 모드에서 유지되는 내부의 DAC/ADC 값이 유효 범위를 벗어나는지를 판별해내는 테스트이다. 레인지 아웃 테스트는 DAC 불균일(uniformity) 테스트, DAC 풀(full) 테스트, ADC 균일(uniformity) 테스트, ADC 오픈/단락 Mid 테스트 등이 있을 수 있다.
그리고 셀 검출 모듈(120)은 터치스크린 모듈에 서로 다른 전위를 인가하고, 상기 터치스크린 모듈에 형성되는 커패시터(Cp)의 영향에 따라 검출되는 디지털 신호를 이용하여 셀(cell) 신호를 검출하도록 구성될 수 있다.
한편, 셀 검출 모듈(120)은 터치스크린 모듈로부터 각 구동 모드별 드라이빙커패시터(Cdrv)와 전압을 변경해 가면서 디지털 신호를 수집하도록 구성될 수 있다.
셀 판별 모드(130)는 복수의 터치스크린 모듈(10)에 서로 다른 전위를 인가하여 변화시킬 때 터치스크린 모듈(10)에 형성되는 Cp(용량)의 영향에 따라 검출되는 디지털 신호를 이용하여 테스트하도록 구성될 수 있다.
셀 판별 모드(130)는 검출되는 디지털 신호를 개별적으로 또는 그룹화한 후, 신뢰할 수 있는 기준값과 연산을 통해 산출된 값을 이용하여 테스트를 수행하도록 구성될 수 있다. 구동 모드별로 기준값과 연산을 통한 산출값을 서로 대비하여 기준값의 범위를 벗어나는지 판단한다.
좀 더 구체적으로는, 셀 판별 모듈(130)은 셀 검출 모듈(120)에서 검출된 셀 신호의 최소값, 최대값, 평균, 표준편차 등을 산출하여 셀의 불량을 판별하도록 구성될 수 있다.
셀 판별 모드(130)는 기본적으로 4단계의 테스트 단계를 수행하도록 구성된다.
4단계는 프리체크(precheck) 단계, 프레임 수집(frame gathering) 단계, 셀 불량 유형 판별 단계, 결과 보고 단계로 구성될 수 있다.
프리체크 단계에서는 터치스크린 모듈(10)에 전원이 인가된 후 검사 시작전까지 올바로 동작되는지는 검사하는 단계이다. F/W 체크, 부트 체크(boot check), 램 체크(ram check) 등이 수행될 수 있으며, 기준값들을 로딩하여 이후 검사에 활용한다. 기준값이 로딩되지 않은 경우에는 유효성 판단을 진행할 수 없기 때문에 검사를 진행하지 않고 종료한다.
프레임 수집(frame gathering) 단계는 터치스크린 모듈(10)로부터 다중 구동모드별 디지털 신호를 수집하는 단계이며, 가장 많은 시간이 소요되는 단계이다.
각 구동 모드를 동작시키기 위한 명령들이 터치스크린 모듈(10)로 전달되며 터치스크린 모듈(10)이 정상적으로 동작되는 것이 확인된 이후에 디지털 신호들을 수집하게 된다. 필요한 경우에는 특정 구동 모드가 동작되는 상황에서 CDRV 값들을 변경해 가면서 디지털 값을 수집하게 된다. 수집된 디지털 값들은 특정 버퍼(buffer)에 저장하여 이미 로딩된 기준값들과 검사를 준비한다.
셀 불량 유형 판별 단계는 기준값(reference)과 기준 범위(spec. range)와 비교 연산을 수행하는 단계이며 제품의 불량 유형을 검출하도록 구성된다. 수집된 디지털 값들이 기준 값의 범위 내에 포함되어 있는지 판단할 수 있고, 각 구동 모드에서 얻어온 값들을 상호 참조하여 계산된 값을 이용할 수 있다.
결과 보고 단계는 테스트 결과, 그 검출된 불량 유형과 그 위치 또는 좌표를 표시하도록 구성된다. 그리고 유효성 판단에 사용된 디지털 값을 저장하도록 구성된다.
셀 판별 모듈(130)은 다양한 멀티 모드로 테스트를 수행하는데, 신호 인가 모듈로부터 구분되는 균일(uniformity), 오픈/단락 최대값(open/short max), 오픈/단락 중간값(open/short mid), 오픈/단락 최소값(open/short minimum), 풀(full)의 5가지 구동 모드로 검출되는 셀 신호를 기준으로 터치 셀의 불량을 판별하게 된다.
이때, 각 구동 모드를 구동시키기 위해서 각각의 텍스트 레지스터(text register) 값들을 설정함으로써, 동작이 된다. 각각의 구동 모드에서는 터치스크린 모듈(10)의 리셋(reset)이 필요한 경우와 그렇지 않은 경우가 있다. 필요에 의해서 리셋(reset)을 진행한 경우 파워-업 캘리브레이션(power-up calibration) 과정을 거치게 되고, 파워-업 캘리브레이션(power-up calibration)이 종료된 후에는 캘리브레이션 종료(calibration finished) 메시지가 발생되어 프레임 버퍼(frame buffer)의 획득 시작점을 명확히 파악할 수 있다. 또한, 디지털 값들의 종류를 변경시키면서 버퍼에 저장하기 위해서 각 아이템 시작점을 명확히 파악할 수 있다. 또한, 디지털 값들의 종류를 변경시키면서 버퍼에 저장하기 위해서 각 아이템(DAC/ADC)별로 프리스크립트(prescript)를 갖고 있어서, 각 구동 모드 하에서는 프리스크립트를 터치스크린 모듈(10)로 전송함으로써, 필요한 디지털 값들에 획득할 수 있다.
이렇게 획득된 디지털 값들은 버퍼에 저장되어 로딩된 기준값들과 버퍼에 저장되고, 저장된 값들은 셀 불량 유형 판별 단계에서 터치스크린 모듈(10)의 불량 여부와 불량 유형을 파악하기 위해 비교/연산이 수행된다.
그리고 셀 판별 모듈(130)은 디스플레이 모듈(140)과 USB(universal serial bus) 또는 UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 인터페이싱을 수행하도록 구성될 수 있다.
디스플레이 모듈(140)은 셀 판별 모듈(130)에 의해 판별된 불량 셀을 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
디스플레이 모듈(140)은 터치스크린으로 구성될 수 있으며, 검사 신호의 선택, 테스트 종류의 선택 등과 같은 사용자 명령을 입력받아 신호 인가 모듈(110)로 전달하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 모드별 테스트 알고리즘에 대한 실시예이다.
도 3을 참조하면, 각 구동 모드별로 얻어진 DAC/ADC 프레임 버퍼값들과 기준값을 기반으로 비교/연산을 수행하는 과정을 나타내고 있다. 이러한 비교/연산은 셀 단위로 이루어진다. 구체적으로는 다음과 같다.
오픈/단락 최대값 모드의 DAC값과 ADC값과 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0이면 단락으로 판별한다. 그리고 오픈/단락 최대값 모드의 DAC 값이 0이고, 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0보다 크면 오픈으로 판별한다.
그리고, 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 또는 오픈/단락 중간값 모드의 ADC 값에서 해당 모드의 DAC 및 ADC 기준값에 대해 중간값(중앙값)을 획득하여 y-offset으로 보관한다. 이 y-offset은 셀 검출 모듈(120)이 터치스크린 모듈(10)의 각 센서 단품 또는 터치스크린 모듈(100) 완제품으로부터 수신한 서로 다른 특성의 기준값 을 보정하는데 사용되며, 수신한 셀 신호와 연산을 통해 불량셀을 판별하게 된다.
오픈/단락 중간값 모드의 ADC 값의 y_offset에 의해 보정된 편차가 보정되기 이전의 편차 대비 정해진 비율을 넘어갈 경우에는 풀(full) 모드의 DAC 값이 기준값에서 value2보다 더 큰 값을 갖고 있는 셀이 위, 아래에 존재하는 경우에는 오픈으로 판단한다.
오픈/단락 중간값 모드의 ADC 값의 y_offset에 의해 보정된 편차가 보정되기 이전의 편차 대비 정해진 비율을 넘지 않는 경우에는 균일(uniformity) 모드의 DAC 값이 기준값 대비 유효 범위를 벗어났는지를 검사한다.
한편, 풀(full) 모드에서는 DAC 값이 기준값 대비 유효 범위를 벗어났는지를 검사한다.
균일(uniformity) 모드의 ADC 값이 기준값 대비 유효 범위를 벗어났는지를 검사한다.
오픈/단락 중간값 모드의 ADC 값이 기준값 대비 유효범위를 벗어났는지를 검사한다.
여기서, 셀 판별 모듈(130)은 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 및 ADC값과 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0이면 단락으로 판별하고, 오픈/단락 최대값 모드의 DAC 값이 0이고 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0보다 크면 오픈으로 판별하도록 구성될 수 있다. 위 2가지 어디에도 해당하지 않는 경우, 셀 판별 모듈(130)은 오픈/단락 중간값 모드의 ADC 값이 해당 모드의 ADC 기준값에 대한 중앙값을 획득하여 y-offset으로 저장하여 터치스크린 모듈(10)의 각 로우 채널 또는 각 칼럼 채널의 특성에 따른 기준값 보정에 이용하도록 구성될 수 있다. 각 로우 채널 및 각 칼럼 채널은 각 채널별로 그 물리적 특성이 유사하게 나타나는 특성이 있으므로, 각 채널별로 값들의 중앙값이 기준값으로서 역할을 할 수 있다. 그러므로, 각 채널별로 기준값을 달리하여 셀 불량 여부를 판별함으로써, 셀의 불량 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 터치스크린 모듈을 나타내는 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 터치스크린패널의 일 실시예를 보인 구성도로서, 셀(20)이 도트 매트릭스 형태로 배열된 예를 보인 것이다.
도 4의 하단에는 TDI(30)의 구성이 도시되어 있다. TDI(30)는 구동부(31)와, 터치검출부(14)와, 타이밍 제어부(33)와, 신호처리부(35)와, 메모리부(28)와, 전원부(47)와 통신부(46)로 구성되며, 그 밖에 CPU(40)를 더 구비할 수 있다. CPU(40)는 연산기능을 가진 마이크로 프로세서이며 TDI(30)의 외부에 위치할 수도 있다.
구동부(31)에는 충전수단(미도시)이 있으며, 복수개의 셀(20) 중 센싱패드와 난센싱패드를 선택하여 터치검출부(14)에 접속하는 기능을 포함한다. 또한 충전수단(미도시)을 이용한 충전동작 중에, 난센싱패드신호선(22b)의 일측을 Vh나 Vl로 접속하는 기능을 포함한다.
교번전압인 (Vh-Vl)의 크기에 의해 검출전압의 크기에 차이가 발생하므로 터치 감도를 조정하기 위해 TDI 내부에는 교번전압의 크기를 변경할 수 있는 수단을 구비할 수 있다. 교번전압의 크기가 클수록 검출전압의 크기가 커지며 이는 검출감도가 좋은 것을 의미한다. TDI(30)의 내부에는 교번하는 전압의 크기인 Vh-Vl의 크기를 조절하기 위한 레지스터가 설치된다. 레지스터는 복수개의 어드레스(Address)를 가지며 각 어드레스에는 서로 다른 교번전압의 크기가 매핑(mapping) 되어 있다. 선택된 레지스터의 값에 해당되는 교번전압의 크기가 구동부(31)에 전달되어 터치신호 검출시 인가된다.
타이밍제어부(33)는 TDI(30)에서 필요한 서로다른 복수개의 클럭(Clock)을 생성하는 역할을 한다. 예를 들어 CPU(40)을 동작시키기 위해서는 클럭이 필요하며, ADC를 동작시키거나 구동부(31)의 멀티플렉서를 순차적으로 동작시키기 위해서도 클럭이 필요하다. 이처럼 각 기능별로 필요한 클럭은 여러개의 종류가 있으며 타이밍제어부(33)는 이러한 복수개의 다양한 클럭을 생성하여 공급한다.
신호처리부(35)는 터치검출부(14)에서 생성된 ADC 값을 CPU(40)로 전달하거나, 통신부(46)를 제어하여 ADC 값을 I2C나 SPI 신호선을 통해 TDI(30) 외부로 전송하거나, 터치검출부(35)나 구동부등 TDI(30) 내부의 모든 기능별 요소에서 필요로 하는 신호를 생성하여 공급한다. 기능별요소 또는 기능별 BLOCK은 도 4에 표시된 각 기능을 일컫는 말이다. 예컨대, 현재 TDI 내부에는 기능별 블럭이 9개 포함되어 있으며 CPU(40)은 그중의 하나이다. 신호처리부(35)는 터치검출부(14)에서 생성된 ADC 값을 메모리부(28)에 수납하기도 하며 필요한 연산을 시행하기도 한다. 예를 들어 신호처리부(35)는 터치검출부(14)에서 생성된 ADC 값을 참조하여 셀(20)과 접촉수단의 터치로 인한 터치면적을 연산할 수도 있으며, 또한 ADC 값이나 연산된 면적값을 이용하여 터치좌표를 연산할 수도 있다.
메모리부(28)는 Flash memory나 E2PROM 또는 SRAM 또는 DRAM으로 구성되어 있다. 또한 메모리부(28)는 센싱패드에서 검출된 터치신호를 저장하는 frame memory를 포함한다. Frame memory는 셀(20)과 일대일로 매핑(mapping)된다. Flash memory나 E2PROM에는 TDI(30)의 구동에 필요한 여러 레지스터값 또는 CPU(40)을 동작시키는데 필요한 프로그램이 저장된다.
CPU(40)는 신호처리부(35)와 많은 기능이 중첩된다. 따라서 CPU(40)는 TDI(30)에 포함하지 않거나 TDI(30) 외부에 위치할 수 있다. CPU(40)와 신호처리부(35)가 동시에 사용되면 하나는 사용되지 않을 수 있다.
CPU(40)는 신호처리부(35)가 하는 대부분의 역할을 할 수 있으며, 터치좌표를 추출하거나 줌(zoom), 회전(rotation), 이동(move)등의 제스쳐를 시행하거나 여러가지 기능(Function)을 수행한다. 또한, 터치입력의 면적을 연산하여 주밍 신호를 생성하거나, 터치입력의 강도를 산출하거나, 키패드 같은 GUI 객체가 동시에 터치된 경우 사용자가 원하는(예를 들어, 면적이 많이 검출된) GUI 객체만을 유효한 입력으로 인식하는 등 다양한 형태로 데이터를 가공하여 TDI(30) 내부에서 사용하거나 통신선을 이용하여 외부로 전송할 수 있다.
CPU(40)를 통제하기 위한 프로그램은 메모리부(28)에 설치되며 수정사항이 발생할 시 새로운 프로그램으로 대체가능하다. 새로운 프로그램은 통신부(46)에 포함된 통신버스, 예를 들어 I2C나 SPI나 USB 등의 serial 통신이나 CPU Interface(이하 I/F)등의 parallel 통신을 이용하여 시행된다.
통신부(46)는 TDI(30)외부로 필요한 정보를 출력하거나 TDI(30)외부에서 제공하는 정보를 TDI 내부로 입력하는 기능을 수행한다. 통신부에는 I2C나 SPI등의 serial 통신이나 CPU Interface등의 Parallel I/F가 사용된다.
도 4에서와 같이 너무 많은 셀(20)이 터치신호를 검출 하는 경우 하나의 ADC를 이용하여 터치신호를 검출할 때 많은 시간이 소요되므로, 터치신호를 유실(lost)할 수 있다. 물론 ADC의 수량을 많이 하여 빠른 시간 내에 터치신호를 검출하는 것이 가능하겠으나, ADC가 많아지면 TDI(30)의 부피가 증가하여 TDI의 가격이 상승하고 소비전류가 증가한다는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예는, 하나의 컬럼에서 하나의 센싱패드를 선택하는 것이다. 하나의 컬럼에 포함된 복수개의 셀(20)에서 하나의 센싱패드를 추출하는 방법중의 하나는 멀티플렉서(Multiplexer)를 사용하는 것이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방식을 나타내는 모식도이다.
도 5는 오픈 테스트 방식을 나타낸다. 도 5에서 셀 P3의 셀 신호를 검출한다고 가정할 때, P3가 오픈이라면 P3의 용량(capacity)는 다른 셀에 비해 수 pF의 차이가 발생하게 된다. 오픈 셀의 위치에 따라 용량의 캘리브레이션(calibration) 차이가 정해지기 때문에 오픈 셀의 위치를 가늠할 수 있다. 또한, 오픈 셀이 많은 경우라든가 셀 컨디션(condition)이 안좋은 경우에는 미리 정해진 기준값 범위를 기준으로 오픈 여부를 판별한다.
도 6은 단락 테스트 방식을 나타낸다. 단락 테스트에서 셀 P2 및 P3가 단락 셀이라고 할 때, 각각 로우(Low) 상태로 센싱이 되기 때문에, 이를 쉽게 판별할 수 있다.
도 7은 블록 센싱(block sensing) 방식으로서, 터치스크린 모듈(10)을 차후 레이저 커팅(laser cutting)을 하기 전에 블록 단위 테스트를 하는 방식이고, 도 8은 풀 센싱(full sensing) 방식을 나타내며, 도 9는 모드 센싱(mode sensing) 방식을 나타낸다. 셀의 균일도(uniformity)를 테스트한다.
도 10은 본 발명에 따른 블록구동의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 8개의 컬럼과 10개의 로우로 구성한 터치제품이다. 8개의 컬럼은 8개의 먹스를 사용한 8개의 그룹이다 (그룹은 먹스를 공유하는 셀의 모음임).
만일 ROW6이 터치를 검출하고 있다고 가정하자. 블록구동에서도, (앞에서 설명한 바와 같이) ROW6전체가 또는 ROW6의 짝수컬럼이나 홀수컬럼같이 일부가 터치를 검출하는 센싱패드의 역할을 하는 것도 가능하다.
블록구동은 센싱패드와 인접한 셀(20)만 난센싱패드가 되고 나머지는 DC전위에 연결되거나 플로팅되는 상태를 갖는 것이다. 도 10을 참조하면, ROW6에 센싱패드가 있으므로 ROW의 전후로 각 두 개의 로우에만 하강하는 교번전압이 인가되는 것이다(상승교번전압도 인가될 수 있으나 바람직하게는 하강 교번전압임을 앞에서 설명하였다.). 센싱패드가 포함된 로우의 전후로 하나씩 로우가 선택될 수도 있으며 도 10과 같이 두 개 또는 그 이상 복수개의 로우가 난센싱패드로 선택될 수 있다.
센싱패드가 포함된 로우의 상측이나 하측에만 난센싱패드가 하나 또는 복수개 위치할 수 있다. 또한 센싱패드의 상하에 위치한 난센싱패드에만 교번전압을 인가할 수 있으며 센싱-난센싱패드의 상하에 위치한 난센싱패드에는 교번전압이 인가되지 않을 수 있다.
난센싱패드로 선택되어 교번전압이 인가되는 로우를 제외한 나머지 모든 로우는 영전위(zero voltage)나 그라운드나 소정의 전위를 가지는 DC 전위에 접속되거나 또는 어디에도 연결되지 않은 플로팅상태를 유지할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, ROW6의 터치검출이 완료되면 ROW7이 터치검출을 할것이고 난센싱패드가 전후로 2개라고 가정하면, ROW7에 센싱패드가 존재하는 경우 ROW5 및 ROW6 그리고 ROW8 및 ROW9가 난센싱패드가 될 것이다.
또한 본 발명은 블록구동 또는 FULL구동중에서 하나를 선택하는 수단을 가지며 일 실시예로 이는 레지스터의 설정으로 가능하다. 예를들어 "FULL_BLOCK"이라는 레지스터를 설계하고 하이(HIGH) 상태면 FULL 구동 그리고 로우(LOW) 상태면 블록구동을 하는 것이 가능할 것이다.
또한 본 발명은 블럭구동에서 난센싱패드가 존재하는 위치를 결정하는 수단을 갖는다. 일실시예로 BLOCK_position이라는 2bit의 레지스터에 의해 레지스터값이 0일때는 센싱패드의 전후에 난센싱패드가 위치하고 1일때는 센싱패드의 전단에 난센싱패드가 위치하고 2일때는 센싱패드의 후단에 난센싱패드가 위치하게 할 수 있을 것이다. ROW6은 ROW7의 전단이고 ROW5의 후단이다.
또한 본 발명은 블록구동에서 난센싱패드가 포함된 ROW의 개수를 설정하는 수단을 갖는다. 예를들어, ROW_num이라는 2bit 레지스터의 값이 0일때는 하나의 로우가 선택되고 1이면 두 개의 로우가 선택되고 2면 세 개의 로우가 선택될 것이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 유저 인터페이스 화면을 나타내는 예시도이다.
도 11은 테스트 제어 화면으로서, 테스트의 선택, 검사 신호의 로딩(loading) 등을 입력받고 확인하는 화면이다. 그리고 도 12는 테스트 결과로서 모드별 테스트 결과를 확인할 수 있는 화면이다. 그리고 도 13은 오픈 테스트의 결과를 예시하며 불량 셀에 대해 색상을 달리하여 표시하고 있음을 알 수 있다. 그리고 도 14는 테스트의 종류에 따라 셀의 불량 유형을 하나의 화면에 나타내고 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법의 흐름도이다.
도 15에서는 뷰 데이터(view data) 탭을 선택하여 로딩된 검사 결과 당시에 획득된 데이터와 기준값들을 확인할 수 있도록 구성되어 있음을 알 수 있다. 도 15의 1번 영역을 통해서 로딩된 검사 파일들을 확인하면서 기준값과 각 구동 모드에서 획득된 DAC/ADC 값들을 확인할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법의 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 먼저 신호 인가 모듈(110)이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM)(10) 로 검사 신호를 인가한다(S101).
이때, 검사 신호는 검사의 종류에 따라 요구되는 검사 신호가 인가될 수 있다.
그리고 신호 인가 모듈(110)은 터치스크린 모듈(10)과 SPI(serial peripheral interface) 방식으로 인터페이싱(interfacing)을 수행하도록 구성될 수 있다.
여기서, 신호 인가 모듈(110)은 매트릭스(matrix)방식으로 배치된 터치스크린 모듈의 셀 전체에 상기 검사 신호를 인가 하거나, 터치스크린 모듈의 셀 전체의 특정 블록에 검사 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
한편, 신호 인가 모듈(110)이 검사신호를 인가 하기 전에, 터치스크린 모듈 검사 장치의 동작상태를 검사하는 프리체크 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
프리체크 단계에서는 펌웨어 체크(Firmware check), 부트 체크(Boot check), 램 체크(Ram check) 및 셀 판별의 기준이 되는 기준값(Reference)을 로딩하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 셀 검출 모듈(120)이 신호 인가 모듈(110)에서 인가된 검사 신호에 따른 터치스크린 모듈(10)의 셀(cell) 신호를 검출한다(S102).
이때, 셀 검출 모듈(120)은 검출된 셀 신호를 ADC 프레임 버퍼에 저장하고 셀 신호를 디지털 수치화하여 DAC 프레임 버퍼에 저장하도록 구성될 수 있다. ADC 프레임 버퍼 및 DAC 프레임 버퍼의 값이 테이블 형태로 구성될 수 있다.
그리고 셀 검출 모듈(120)은 터치스크린 모듈에 서로 다른 전위를 인가하고, 상기 터치스크린 모듈에 형성되는 커패시터(Cp)의 영향에 따라 검출되는 디지털 신호를 이용하여 셀(cell) 신호를 검출하도록 구성될 수 있다.
한편, 셀 검출 모듈(120)은 터치스크린 모듈로부터 각 구동 모드별 드라이빙커패시터(Cdrv)와 전압을 변경해 가면서 디지털 신호를 수집하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 셀 판별 모듈(130)이 셀 검출 모듈(120)에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별한다(S103).
이때, 셀 검출 모듈(120)에서 검출된 셀 신호가 신호 인가 모듈(110)에서 인가된 검사 신호에 따라 미리 정해진 소정 기준값(reference) 범위 내인지 판단하여 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 셀 판별 모듈(130)은 오픈(open) 테스트, 단락(short) 테스트, 불균일(uniformity) 테스트에 따른 불량 셀을 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고 셀 판별 모듈(130)이 디스플레이 모듈(140)과 USB(universal serial bus) 또는 UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 인터페이싱을 수행하도록 구성될 수 있다.
여기서, 셀 판별 모듈(130)은 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 및 ADC값과 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0이면 단락으로 판별하고, 오픈/단락 최대값 모드의 DAC 값이 0이고 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0보다 크면 오픈으로 판별하도록 구성될 수 있다.
그리고, 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 또는 오픈/단락 중간값 모드의 ADC 값에서 해당 모드의 DAC 및 ADC 기준값에 대해 중간값(중앙값)을 획득하여 y-offset으로 보관한다. 이 y-offset은 셀 검출 모듈(120)이 터치스크린 모듈(10)의 각 센서 단품 또는 터치스크린 모듈(100) 완제품으로부터 수신한 서로 다른 특성의 기준값 을 보정하는데 사용되며, 수신한 셀 신호와 연산을 통해 불량셀을 판별하게 된다.
다음으로, 디스플레이 모듈(140)이 셀 판별 모듈(130)에 의해 판별된 불량 셀을 디스플레이한다(S014).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 신호 인가 모듈
120: 셀 검출 모듈
130: 셀 판별 모듈
140: 디스플레이 모듈

Claims (32)

  1. 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 신호 인가 모듈;
    상기 신호 인가 모듈에서 인가된 상기 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 셀 검출 모듈;
    상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 셀 판별 모듈;
    상기 셀 판별 모듈에 의해 판별된 상기 불량 셀을 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 포함하되,
    상기 셀 검출 모듈은,
    상기 터치스크린 모듈에 서로 다른 전압을 인가하고, 상기 터치스크린 모듈에 형성되는 커패시터(Cp)의 영향에 따라 검출되는 디지털 신호를 이용하여 상기 셀(cell) 신호를 검출하고, 상기 신호 인가 모듈에서의 각 구동 모드별로 드라이빙커패시터(Cdrv)와 인가되는 전압을 변경해 가면서 디지털 신호를 수집하는 것을 특징으로 하는, 논터치(non-touch) 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호인가 모듈이 검사신호를 인가 하기 전에, 상기 터치스크린 모듈 검사 장치의 동작상태를 검사하는 프리체크 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프리체크 단계에서는 펌웨어 체크(Firmware check), 부트 체크(Boot check), 램 체크(Ram check) 및 상기 셀 판별의 기준이 되는 기준값(Reference)을 로딩하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈은,
    상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호가 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따라 로딩된 상기 기준값(reference) 범위 내인지 판단하여 불량 셀을 판별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈은,
    오픈(open) 테스트, 단락(short) 테스트, 불균일(uniformity) 테스트에 따른 불량 셀을 판별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 신호 인가 모듈 및 상기 셀 판별 모듈은,
    상기 터치스크린 모듈과 SPI(serial peripheral interface) 또는 I2C(Inter-Intergrated Circuit) 방식으로 인터페이싱(interfacing)을 수행하고, 상기 디스플레이 모듈과 USB(universal serial bus) 또는 UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 인터페이싱을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈은,
    상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호의 최소값, 최대값, 평균, 표준편차를 산출하여 상기 셀의 불량을 판별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 신호 인가 모듈은
    매트릭스(matrix)방식으로 배치된 상기 터치스크린 모듈의 셀 전체에 상기 검사 신호를 인가 하거나, 상기 터치스크린 모듈의 셀 전체의 특정 블록에 상기 검사 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 검사 신호 인가는,
    상기 터치스크린 모듈이 센서부와 TDI(Touch Drive IC)로 구성되는 경우 상기 TDI에 상기 검사 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 검사 신호 인가는,
    상기 터치스크린 모듈이 센서부를 포함하여 구성되고, 상기 신호인가모듈이 TDI를 포함하는 경우, 상기 센서부에 상기 검사 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 셀 검출 모듈은,
    상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 ADC 프레임 버퍼에 저장하고 상기 셀 신호를 디지털 수치화하여 DAC 프레임 버퍼에 저장하여 상기 ADC 프레임 버퍼 및 상기 DAC 프레임 버퍼의 값이 테이블 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈은,
    상기 신호 인가 모듈로부터 구분되는 균일(uniformity) 모드, 오픈/단락 최대값(open/shot max) 모드, 오픈/단락 중간값(open/short mid) 모드, 오픈/단락 최소값(open/short minimum) 모드, 풀(full) 모드의 5가지 구동 모드로 검출되는 상기 셀 신호를 기준으로 터치 셀의 불량을 판별하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈은,
    상기 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 및 ADC값과 상기 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0이면 단락으로 판별하고, 상기 오픈/단락 최대값 모드의 DAC 값이 0이고 상기 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0보다 크면 오픈으로 판별하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈은,
    상기 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 또는 상기 오픈/단락 중간값 모드의 각 로우 채널 또는 각 칼럼 채널의 중간값을 획득하여 y-offset으로 저장하고, 상기 셀 검출 모듈로부터 수신한 상기 셀 신호와 연산을 통해 불량셀을 판별하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 장치.
  17. 신호 인가 모듈이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 단계;
    셀 검출 모듈이 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 단계;
    셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계;
    디스플레이 모듈이 상기 셀 판별 모듈에 의해 판별된 불량 셀을 디스플레이하는 단계를 포함하되,
    상기 셀 검출 모듈이 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 단계는,
    상기 터치스크린 모듈에 서로 다른 전압을 인가하고, 상기 터치스크린 모듈에 형성되는 커패시터(Cp)의 영향에 따라 검출되는 디지털 신호를 이용하여 상기 셀(cell) 신호를 검출하고, 상기 신호 인가 모듈에서의 각 구동 모드별로 드라이빙커패시터(Cdrv)와 인가되는 전압을 변경해 가면서 디지털 신호를 수집하는 것을 특징으로 하는, 논터치(non-touch) 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서, 상기 신호 인가 모듈이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 단계 이전에,
    상기 신호인가 모듈이 검사신호를 인가 하기 전에, 상기 터치스크린 모듈 검사 장치의 동작상태를 검사하는 프리체크 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 신호인가 모듈이 검사신호를 인가 하기 전에, 상기 터치스크린 모듈 검사 장치의 동작상태를 검사하는 프리체크 단계는,
    펌웨어 체크(Firmware check), 부트 체크(Boot check), 램 체크(Ram check) 및 상기 셀 판별의 기준이 되는 기준값(Reference)을 로딩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는,
    상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호가 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따라 미리 정해진 소정 기준값(reference) 범위 내인지 판단하여 불량 셀을 판별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  22. 제17항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는,
    오픈(open) 테스트, 단락(short) 테스트, 불균일(uniformity) 테스트에 따른 불량 셀을 판별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 신호 인가 모듈이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 단계는, 상기 터치스크린 모듈과 SPI(serial peripheral interface) 또는 I2C(Inter-Intergrated Circuit) 방식으로 인터페이싱(interfacing)을 수행하고,
    상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는, 상기 디스플레이 모듈과 USB(universal serial bus) 또는 UART(universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 인터페이싱을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  24. 제17항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는,
    상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호의 최소값, 최대값, 평균, 표준편차를 산출하여 상기 셀의 불량을 판별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 신호 인가 모듈이 터치스크린 모듈(touch screen module, TSM) 로 검사 신호를 인가하는 단계는,
    매트릭스(matrix)방식으로 배치된 상기 터치스크린 모듈의 셀 전체에 상기 검사 신호를 인가 하거나, 상기 터치스크린 모듈의 셀 전체의 특정 블록에 상기 검사 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 검사 신호 인가는,
    상기 터치스크린 모듈이 센서부와 TDI(Touch Drive IC)로 구성되는 경우 상기 TDI에 상기 검사 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 검사 신호 인가는,
    상기 터치스크린 모듈이 센서부를 포함하여 구성되고, 상기 신호인가모듈이 TDI를 포함하는 경우, 상기 센서부에 상기 검사 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  28. 제17항에 있어서, 상기 셀 검출 모듈이 상기 신호 인가 모듈에서 인가된 검사 신호에 따른 상기 터치스크린 모듈의 셀(cell) 신호를 검출하는 단계는,
    상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 ADC 프레임 버퍼에 저장하고 상기 셀 신호를 디지털 수치화하여 DAC 프레임 버퍼에 저장하여 상기 ADC 프레임 버퍼 및 상기 DAC 프레임 버퍼의 값이 테이블 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  29. 제17항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는,
    상기 신호 인가 모듈로부터 구분되는 균일(uniformity) 모드, 오픈/단락 최대값(open/shot max) 모드, 오픈/단락 중간값(open/short mid) 모드, 오픈/단락 최소값(open/short minimum) 모드, 풀(full) 모드의 5가지 구동 모드로 검출되는 상기 셀 신호를 기준으로 터치 셀의 불량을 판별하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  30. 삭제
  31. 제29항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈이 상기 셀 검출 모듈에서 검출된 셀 신호를 이용하여 불량 셀을 판별하는 단계는,
    오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 및 ADC값과 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0이면 단락으로 판별하고, 오픈/단락 최대값 모드의 DAC 값이 0이고 오픈/단락 최소값 모드의 ADC 값이 0보다 크면 오픈으로 판별하며, 오픈/단락 중간값 모드의 ADC 값이 해당 모드의 ADC 기준값에 대한 중앙값을 획득하여 y-offset으로 저장하여 상기 터치스크린 모듈의 각 로우 채널 또는 각 칼럼 채널의 특성에 따른 기준값 보정에 이용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
  32. 제29항에 있어서, 상기 셀 판별 모듈은,
    상기 오픈/단락 최대값 모드의 DAC값 또는 상기 오픈/단락 중간값 모드의 각 로우 채널 또는 각 칼럼 채널의 중간값을 획득하여 y-offset으로 저장하고, 상기 셀 검출 모듈로부터 수신한 상기 셀 신호와 연산을 통해 불량셀을 판별하는 것을 특징으로 하는 논터치 방식의 터치스크린 모듈 검사 방법.
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