觸控顯示面板的檢測電路及檢測方法與流程

2023-05-28 18:31:36

本發明涉及觸摸控制技術領域，具體地，涉及觸控顯示面板的檢測電路及檢測方法。

背景技術：

液晶顯示裝置已經廣泛地應用於諸如手機的移動終端和諸如平板電視的大尺寸顯示面板中。液晶顯示裝置包括兩層玻璃基板以及夾在中間的液晶層(Liquid Crystal Layer)。在玻璃基板上形成像素電極和公共電極，通過在二者之間施加驅動電壓來控制液晶層的液晶分子的旋轉，從而改變透光率。

圖1示出根據現有技術的液晶顯示裝置的等效電路圖。像素電極和公共電極之間包含液晶層，可以等效為像素電容CLC。經由柵極掃描線選通薄膜電晶體T，以及經由源極數據線將與灰階相對應的電壓施加至像素電容CLC，從而改變液晶分子的取向以實現相應灰階的亮度。為了在像素的更新周期之間保持電壓，像素電容CLC可以並聯存儲電容Cs以獲得更長的保持時間。柵極驅動器1100連接至多條柵極掃描線，用於提供柵極電壓G1至Gm。所述源極驅動器1200連接至多條源極數據線，用於提供灰階電壓S1至Sn。其中，m和n是自然數。

在液晶顯示裝置中嵌入觸控面板，可以進一步形成觸控顯示面板。觸控顯示面板不僅可以提供顯示功能，還可以提供用戶交互功能。二者的集成可以降低電子產品的總成本。根據液晶顯示裝置中集成觸控面板的集成技術不同，觸控顯示面板可以分為OGS面板、onCell面板和inCell面板。onCell面板和inCell面板分別包括在上玻璃基板上方和下方形成的感應電極，並採用觸控感應電路檢測感應電極的電容變化，從而檢測用戶的觸摸動作和觸摸位置。與其他類型的面板相比，inCell面板可以減小厚度和改善顯示效果，從而有利於觸控顯示面板的更輕薄化。目前，inCell面板已經成為未來觸控技術的主要發展方向。

然而，觸控感應電路獲得的檢測信號受到觸控顯示面板中電極和布線的寄生電容的影響。如果感應線、源極數據線、柵極掃描線的寄生電容與設計值偏差過大，則會影響觸控性能。因此，檢測觸控顯示面板的寄生電容是生產工藝中的重要步驟。通過檢測可以篩分不同品質面板，並且輔助改變製造工藝和提高良率。

現有的觸控顯示面板的檢測方法需要採用專用的檢測儀器，檢測容易受到信號接入的影響且操作不便，導致檢測效率低。

技術實現要素：

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提供一種觸控顯示面板的檢測電路及檢測方法，其中，通過檢測電路獲得電極和布線的寄生電容，從而根據寄生電容的大小篩選觸控顯示面板。

根據本發明的一方面，提供一種觸控顯示面板的檢測電路，其中，所述觸控顯示面板包括：用於提供柵極電壓的多條柵極掃描線，用於提供灰階電壓的多條源極數據線，用於提供感應信號的多個感應電極，以及分別與所述多個感應電極相連接的多條感應線，

所述檢測電路包括信號發生電路、積分電路，還包括多個第一開關S1、多個第二開關S2和多個第二開關S2中的至少一個，

所述多個第一開關，分別包括固定端和兩個活動端，所述多個第一開關的固定端分別連接至所述多條感應線；所述多個第二開關，分別包括固定端和兩個活動端，所述多個第二開關的固定端分別連接至所述多條柵極掃描線；所述多個第三開關，分別包括固定端和兩個活動端，所述多個第三開關的固定端分別連接至所述多條源極數據線；所述信號發生電路，用於產生脈衝信號；以及所述積分電路，包括連接至所述多條感應線中的選定感應線的第一輸入端、連接至所述信號發生電路以接收所述脈衝信號的第二輸入端，以及用於提供檢測信號的輸出端，所述選定感應線與選定感應電極相連接，其中，所述多個第一開關、所述多個第二開關和所述多個第三開關的兩個活動端之一接收所述脈衝信號，另一端接地。

優選地，所述檢測電路在所述多個第一開關、所述多個第二開關和所述多個第三開關的不同開關狀態下，根據所述積分電路提供的多個檢測信號判斷電極和布線的寄生電容。

優選地，所述多個第一開關將所述選定感應線以外的其餘感應線連接至接收所述脈衝信號，所述多個第二開關和所述多個第三開關連接至接收所述脈衝信號，從而獲得第一檢測信號，用於表徵所述選定感應電極的對地電容。

優選地，所述多個第一開關將所述選定感應線以外的其餘感應線接地，所述多個第二開關和所述多個第三開關連接至接收所述脈衝信號，從而獲得第二檢測信號，根據所述第二檢測信號與所述第一檢測信號的差值，獲得所述其餘感應線與所述選定感應電極之間的第一寄生電容。

優選地，所述多個第一開關將所述選定感應線以外的其餘感應線連接至所述脈衝信號，所述多個第二開關接地，所述多個第三開關連接至接收所述脈衝信號，從而獲得第三檢測信號，根據所述第三檢測信號與所述第一檢測信號的差值，獲得所述多條柵極掃描線與所述選定感應電極之間的第二寄生電容。

優選地，所述多個第一開關將所述選定感應線以外的其餘感應線連接至所述脈衝信號，所述多個第二開關連接至接收所述脈衝信號，所述多個第三開關接地，從而獲得第四檢測信號，根據所述第四檢測信號與所述第一檢測信號的差值，獲得所述多條源極數據線與所述選定感應電極之間的第三寄生電容。

優選地，所述脈衝信號為佔空比為50％的方波信號。

優選地，所述多個第一開關、所述多個第二開關和所述多個第三開關分別包括兩個互補導通的電晶體。

優選地，所述積分電路包括：運算放大器，所述第一輸入端和所述第二輸入端分別為所述運算放大器的反相輸入端和同相輸入端；以及第一電容，連接在所述運算放大器的反相輸入端和輸出端之間。

優選地，所述積分電路還包括：反饋電阻，連接在所述運算放大器的反相輸入端和輸出端之間。

優選地，所述多個感應電極還作為所述觸控顯示面板的公共電極。

根據本發明的另一方面，提供一種觸控顯示面板的檢測方法，其中，所述觸控顯示面板包括：用於提供柵極電壓的多條柵極掃描線，用於提供灰階電壓的多條源極數據線，用於提供感應信號的多個感應電極，以及分別與所述多個感應電極相連接的多條感應線，所述檢測方法包括：將所述多條感應線選擇性地連接至脈衝信號和接地；將所述多條柵極掃描線選擇性地連接至所述脈衝信號和接地；將所述多條源極數據線選擇性地連接至所述脈衝信號和接地；在所述多條感應線、所述多條柵極掃描線和所述多條源極數據線的不同連接狀態下，根據所述多條感應線中的選定感應線上的第一信號獲得多個檢測信號；以及根據所述多個檢測信號判斷電極和布線的寄生電容。

優選地，將所述選定感應線以外的其餘感應線連接至接收所述脈衝信號，所述多條柵極掃描線和所述多條源極數據線連接至接收所述脈衝信號，從而獲得第一檢測信號，用於表徵所述選定感應電極的對地電容。

優選地，將所述選定感應線以外的其餘感應線接地，所述多條柵極掃描線和所述多條源極數據線連接至接收所述脈衝信號，從而獲得第二檢測信號，根據所述第二檢測信號與所述第一檢測信號的差值，獲得所述其餘感應線與所述選定感應電極之間的第一寄生電容。

優選地，將所述選定感應線以外的其餘感應線連接至所述脈衝信號，所述多條柵極掃描線接地，所述多條源極數據線連接至接收所述脈衝信號，從而獲得第三檢測信號，根據所述第三檢測信號與所述第一檢測信號的差值，獲得所述多條柵極掃描線與所述選定感應電極之間的第二寄生電容。

優選地，將所述選定感應線以外的其餘感應線連接至所述脈衝信號，所述多條柵極掃描線連接至接收所述脈衝信號，所述多條源極數據線接地，從而獲得第四檢測信號，根據所述第四檢測信號與所述第一檢測信號的差值，獲得所述多條源極數據線與所述選定感應電極之間的第三寄生電容。

優選地，所述脈衝信號為佔空比為50％的方波信號。

優選地，根據所述多條感應線中的選定感應線上的第一信號獲得多個檢測信號的步驟包括對所述第一信號進行積分。

根據本發明實施例的檢測電路和檢測方法，採用多個開關將多條感應線、多條柵極掃描線和多條源極數據線選擇性地連接至脈衝信號或接地，在不同連接狀態下根據所述多條感應線中的選定感應線上的信號獲得多個檢測信號，以及根據所述多個檢測信號判斷電極和布線的寄生電容。該檢測方法可以檢測面板的品質，並且輔助改變製造工藝和提高良率。進一步地，該檢測方法可以簡化檢測電路的結構，甚至可以復用已有的觸控檢測電路用於寄生電容的檢測，從而降低了檢測電路成本以及提高了檢測效率。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其他目的、特徵和優點將更為清楚。

圖1示出了現有技術的液晶顯示裝置的等效電路圖。

圖2示出本發明實施例的觸控顯示面板的立體結構圖。

圖3是圖2所示的觸控顯示面板和檢測電路的物理連接示意圖。

圖4是圖2所示的觸控顯示面板和檢測電路的邏輯示意圖。

具體實施方式

以下將參照附圖更詳細地描述本發明。在各個附圖中，相同的元件採用類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪製。此外，在圖中沒有畫出除了對應驅動電極與感應電極之外的布線，並且可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本發明的許多特定的細節，例如器件的結構、材料、尺寸、處理工藝和技術，以便更清楚地理解本發明。但正如本領域的技術人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細節來實現本發明。

下面，參照附圖對本發明進行詳細說明。

圖2是根據本發明實施例的觸控顯示面板的立體結構圖。

如圖2所示，該觸控顯示面板200包括：彩色濾光片基板110和陣列基板210，以及配置於彩色濾光片基板110與陣列基板210之間的液晶層。彩色濾光片基板110與陣列基板210之間，還設置有多條沿水平方向間隔設置的柵極掃描線211、多條沿豎直方向間隔設置的源極數據線212、呈矩陣式排列的多個公共電極(圖上未示出)、與每一公共電極相對設置的像素電極214、以及對應每一像素電極214設置的選擇薄膜電晶體213。其中，柵極掃描線211用於提供柵極電壓，源極數據線212用於提供灰階電壓。柵極掃描線211與源極數據線212相互絕緣隔開。每個像素單元包括與相應的一條柵極掃描線211和一條源極數據線212相連接的一個薄膜電晶體213。薄膜電晶體213在柵極電壓的控制下導通，從而將源極數據線212與像素電極214連通，將灰階電壓施加至像素電極214上。

在該實施例中，公共電極215包括多個彼此隔開的電極部分，並且兼用作觸控的多個感應電極。所述多個感應電極分別與多條感應線216中相應的一條感應線相連接。公共電極215兼用作感應電極可以減少金屬層的層數，從而減少工藝環節，並且降低面板的開口率。在替代的實施例中，可以採用不同的金屬層形成公共電極和感應電極。

基於上述的觸控顯示面板，本發明實施例提供一種檢測電路，用於檢測電路中的寄生電容。針對每個感應電極設置一個檢測電路，從而檢測該感應電極和其他感應電極、源極數據線、柵極掃描線之間的寄生電容。多個感應單元可以設置多個檢測電路，同步檢測或者分別檢測每個感應單元內的寄生電容。

圖3是圖2所示的觸控顯示面板和檢測電路的物理連接示意圖。圖4是圖2所示的觸控顯示面板和檢測電路的邏輯示意圖。

參考圖3，標記300表示觸控顯示面板的一個待檢測的感測單元，標記310表示對應的檢測電路。檢測電路310包括三個開關S1-S3，每個開關包括一個固定端和兩個活動端，開關S1的固定端連接到感測單元300的源極數據線212，開關S2的固定端連接到感測單元300的柵極掃描線211，S3的固定端連接到感測單元300的感應電極的感應線216上。開關S1-S3的一個活動端連接至地，另一活動端連接至信號發生電路312，信號發生電路312用於產生輸入電壓信號，和積分電路的一輸入端相連。積分電路的另一輸入端和另一個感應電極的感應線相連。在本實施例中，積分電路包括運算放大器311以及和並聯連接在運算放大器311的反相輸入端和輸出端之間的電容CFB和電阻RFB。

參考圖4，標記300'表示感測單元300的邏輯電路，其中，RIN是線路中的等效電阻，Cg是線路中的等效電容，Cpd是感應電極和源極數據線212之間的等效寄生電容，Cpg是感應電極和柵極掃描線211之間的等效寄生電容，Cpl是感應電極和感測單元的感應線之間的等效寄生電容。

當檢測電路310工作時，首先S1、S2和S3的固定端和積分電路的導通，從信號發生電路312接收輸入的電壓信號VSTIM(例如方波信號)，此時，Cpd，Cpg，Cpl電容兩端電壓變化都是VSTIM，從而積分電路檢測到只是Cg(對地電容)。此時檢測值標記為D0。

S1連接至地，S2,S3切到VSTIM，此時Cpl，Cpg兩端波形相同，沒有電荷傳輸到310，此時檢測到的電容為Cg+Cpd。檢測值標記為D1，則D1-D0對應的為Cpd的檢測量。即可計算源極數據線和感應電極之間的寄生電容。

S2連接至地，S1,S3切到VSTIM，此時Cpl，Cpd兩端波形相同，沒有電荷傳輸到310，此時檢測到的電容為Cg+Cpg。檢測值標記為D2，則D2-D0對應的為Cpg的檢測量。即可計算柵極掃描線和感應電極之間的寄生電容。

S3切到地，S1,S2切到VSTIM，此時Cpg，Cpd兩端波形相同，沒有電荷傳輸到310，此時檢測到的電容為Cg+Cpl。檢測值標記為D2，則D2-D0對應的為Cpl的檢測量。即可計算待檢測感應電極和其他感應電極之間的寄生電容。

從而，根據D1-D0,D2-D0,D3-D0的值就可以將寄生電容不良的模組篩出來。

在上述檢測電路中，開關S1、S2和S3為單刀雙擲開關，實現觸控顯示面板和積分電路或地的連接。再進一步，開關S1、S2和S3各通過兩個薄膜電晶體實現。具體地，兩個薄膜電晶體的柵極分別接收控制信號，兩個薄膜電晶體的源極和觸控顯示面板連接，一個薄膜電晶體的漏極和地連接，一個薄膜電晶體的漏極和積分電路連接。當開關工作時，分別向兩個薄膜電晶體的柵極發送相反的信號，從而使連接到地的線路導通或連接到積分電路的線路導通。

在本說明書中，「下」指的是在列方向上更靠近布線引出感應層外的方向的相對概念，「上」指的是在列方向上更遠離布線引出感應層外方向的相對概念。

應當說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。