CN106680591A - 触控显示面板的检测电路及检测方法 - Google Patents

触控显示面板的检测电路及检测方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了触控显示面板的检测电路及检测方法。该检测方法采用多个开关将多条感应线、多条栅极扫描线和多条源极数据线选择性地连接至脉冲信号或接地，在不同连接状态下根据所述多条感应线中的选定感应线上的信号获得多个检测信号，以及根据所述多个检测信号判断电极和布线的寄生电容。该检测方法可以检测面板的品质，并且辅助改变制造工艺和提高良率。进一步地，该检测方法可以简化检测电路的结构，甚至可以复用已有的触控检测电路用于寄生电容的检测，从而降低了检测电路成本以及提高了检测效率。

Description

触控显示面板的检测电路及检测方法
技术领域
本发明涉及触摸控制技术领域，具体地，涉及触控显示面板的检测电路及检测方法。
背景技术
液晶显示装置已经广泛地应用于诸如手机的移动终端和诸如平板电视的大尺寸显示面板中。液晶显示装置包括两层玻璃基板以及夹在中间的液晶层(Liquid CrystalLayer)。在玻璃基板上形成像素电极和公共电极，通过在二者之间施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，从而改变透光率。
图1示出根据现有技术的液晶显示装置的等效电路图。像素电极和公共电极之间包含液晶层，可以等效为像素电容CLC。经由栅极扫描线选通薄膜晶体管T，以及经由源极数据线将与灰阶相对应的电压施加至像素电容CLC，从而改变液晶分子的取向以实现相应灰阶的亮度。为了在像素的更新周期之间保持电压，像素电容CLC可以并联存储电容Cs以获得更长的保持时间。栅极驱动器1100连接至多条栅极扫描线，用于提供栅极电压G1至Gm。所述源极驱动器1200连接至多条源极数据线，用于提供灰阶电压S1至Sn。其中，m和n是自然数。
在液晶显示装置中嵌入触控面板，可以进一步形成触控显示面板。触控显示面板不仅可以提供显示功能，还可以提供用户交互功能。二者的集成可以降低电子产品的总成本。根据液晶显示装置中集成触控面板的集成技术不同，触控显示面板可以分为OGS面板、onCell面板和inCell面板。onCell面板和inCell面板分别包括在上玻璃基板上方和下方形成的感应电极，并采用触控感应电路检测感应电极的电容变化，从而检测用户的触摸动作和触摸位置。与其他类型的面板相比，inCell面板可以减小厚度和改善显示效果，从而有利于触控显示面板的更轻薄化。目前，inCell面板已经成为未来触控技术的主要发展方向。
然而，触控感应电路获得的检测信号受到触控显示面板中电极和布线的寄生电容的影响。如果感应线、源极数据线、栅极扫描线的寄生电容与设计值偏差过大，则会影响触控性能。因此，检测触控显示面板的寄生电容是生产工艺中的重要步骤。通过检测可以筛分不同品质面板，并且辅助改变制造工艺和提高良率。
现有的触控显示面板的检测方法需要采用专用的检测仪器，检测容易受到信号接入的影响且操作不便，导致检测效率低。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种触控显示面板的检测电路及检测方法，其中，通过检测电路获得电极和布线的寄生电容，从而根据寄生电容的大小筛选触控显示面板。
根据本发明的一方面，提供一种触控显示面板的检测电路，其中，所述触控显示面板包括：用于提供栅极电压的多条栅极扫描线，用于提供灰阶电压的多条源极数据线，用于提供感应信号的多个感应电极，以及分别与所述多个感应电极相连接的多条感应线，
所述检测电路包括信号发生电路、积分电路，还包括多个第一开关S1、多个第二开关S2和多个第二开关S2中的至少一个，
所述多个第一开关，分别包括固定端和两个活动端，所述多个第一开关的固定端分别连接至所述多条感应线；所述多个第二开关，分别包括固定端和两个活动端，所述多个第二开关的固定端分别连接至所述多条栅极扫描线；所述多个第三开关，分别包括固定端和两个活动端，所述多个第三开关的固定端分别连接至所述多条源极数据线；所述信号发生电路，用于产生脉冲信号；以及所述积分电路，包括连接至所述多条感应线中的选定感应线的第一输入端、连接至所述信号发生电路以接收所述脉冲信号的第二输入端，以及用于提供检测信号的输出端，所述选定感应线与选定感应电极相连接，其中，所述多个第一开关、所述多个第二开关和所述多个第三开关的两个活动端之一接收所述脉冲信号，另一端接地。
优选地，所述检测电路在所述多个第一开关、所述多个第二开关和所述多个第三开关的不同开关状态下，根据所述积分电路提供的多个检测信号判断电极和布线的寄生电容。
优选地，所述多个第一开关将所述选定感应线以外的其余感应线连接至接收所述脉冲信号，所述多个第二开关和所述多个第三开关连接至接收所述脉冲信号，从而获得第一检测信号，用于表征所述选定感应电极的对地电容。
优选地，所述多个第一开关将所述选定感应线以外的其余感应线接地，所述多个第二开关和所述多个第三开关连接至接收所述脉冲信号，从而获得第二检测信号，根据所述第二检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述其余感应线与所述选定感应电极之间的第一寄生电容。
优选地，所述多个第一开关将所述选定感应线以外的其余感应线连接至所述脉冲信号，所述多个第二开关接地，所述多个第三开关连接至接收所述脉冲信号，从而获得第三检测信号，根据所述第三检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述多条栅极扫描线与所述选定感应电极之间的第二寄生电容。
优选地，所述多个第一开关将所述选定感应线以外的其余感应线连接至所述脉冲信号，所述多个第二开关连接至接收所述脉冲信号，所述多个第三开关接地，从而获得第四检测信号，根据所述第四检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述多条源极数据线与所述选定感应电极之间的第三寄生电容。
优选地，所述脉冲信号为占空比为50％的方波信号。
优选地，所述多个第一开关、所述多个第二开关和所述多个第三开关分别包括两个互补导通的晶体管。
优选地，所述积分电路包括：运算放大器，所述第一输入端和所述第二输入端分别为所述运算放大器的反相输入端和同相输入端；以及第一电容，连接在所述运算放大器的反相输入端和输出端之间。
优选地，所述积分电路还包括：反馈电阻，连接在所述运算放大器的反相输入端和输出端之间。
优选地，所述多个感应电极还作为所述触控显示面板的公共电极。
根据本发明的另一方面，提供一种触控显示面板的检测方法，其中，所述触控显示面板包括：用于提供栅极电压的多条栅极扫描线，用于提供灰阶电压的多条源极数据线，用于提供感应信号的多个感应电极，以及分别与所述多个感应电极相连接的多条感应线，所述检测方法包括：将所述多条感应线选择性地连接至脉冲信号和接地；将所述多条栅极扫描线选择性地连接至所述脉冲信号和接地；将所述多条源极数据线选择性地连接至所述脉冲信号和接地；在所述多条感应线、所述多条栅极扫描线和所述多条源极数据线的不同连接状态下，根据所述多条感应线中的选定感应线上的第一信号获得多个检测信号；以及根据所述多个检测信号判断电极和布线的寄生电容。
优选地，将所述选定感应线以外的其余感应线连接至接收所述脉冲信号，所述多条栅极扫描线和所述多条源极数据线连接至接收所述脉冲信号，从而获得第一检测信号，用于表征所述选定感应电极的对地电容。
优选地，将所述选定感应线以外的其余感应线接地，所述多条栅极扫描线和所述多条源极数据线连接至接收所述脉冲信号，从而获得第二检测信号，根据所述第二检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述其余感应线与所述选定感应电极之间的第一寄生电容。
优选地，将所述选定感应线以外的其余感应线连接至所述脉冲信号，所述多条栅极扫描线接地，所述多条源极数据线连接至接收所述脉冲信号，从而获得第三检测信号，根据所述第三检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述多条栅极扫描线与所述选定感应电极之间的第二寄生电容。
优选地，将所述选定感应线以外的其余感应线连接至所述脉冲信号，所述多条栅极扫描线连接至接收所述脉冲信号，所述多条源极数据线接地，从而获得第四检测信号，根据所述第四检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述多条源极数据线与所述选定感应电极之间的第三寄生电容。
优选地，所述脉冲信号为占空比为50％的方波信号。
优选地，根据所述多条感应线中的选定感应线上的第一信号获得多个检测信号的步骤包括对所述第一信号进行积分。
根据本发明实施例的检测电路和检测方法，采用多个开关将多条感应线、多条栅极扫描线和多条源极数据线选择性地连接至脉冲信号或接地，在不同连接状态下根据所述多条感应线中的选定感应线上的信号获得多个检测信号，以及根据所述多个检测信号判断电极和布线的寄生电容。该检测方法可以检测面板的品质，并且辅助改变制造工艺和提高良率。进一步地，该检测方法可以简化检测电路的结构，甚至可以复用已有的触控检测电路用于寄生电容的检测，从而降低了检测电路成本以及提高了检测效率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出了现有技术的液晶显示装置的等效电路图。
图2示出本发明实施例的触控显示面板的立体结构图。
图3是图2所示的触控显示面板和检测电路的物理连接示意图。
图4是图2所示的触控显示面板和检测电路的逻辑示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中没有画出除了对应驱动电极与感应电极之外的布线，并且可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
图2是根据本发明实施例的触控显示面板的立体结构图。
如图2所示，该触控显示面板200包括：彩色滤光片基板110和阵列基板210，以及配置于彩色滤光片基板110与阵列基板210之间的液晶层。彩色滤光片基板110与阵列基板210之间，还设置有多条沿水平方向间隔设置的栅极扫描线211、多条沿竖直方向间隔设置的源极数据线212、呈矩阵式排列的多个公共电极(图上未示出)、与每一公共电极相对设置的像素电极214、以及对应每一像素电极214设置的选择薄膜晶体管213。其中，栅极扫描线211用于提供栅极电压，源极数据线212用于提供灰阶电压。栅极扫描线211与源极数据线212相互绝缘隔开。每个像素单元包括与相应的一条栅极扫描线211和一条源极数据线212相连接的一个薄膜晶体管213。薄膜晶体管213在栅极电压的控制下导通，从而将源极数据线212与像素电极214连通，将灰阶电压施加至像素电极214上。
在该实施例中，公共电极215包括多个彼此隔开的电极部分，并且兼用作触控的多个感应电极。所述多个感应电极分别与多条感应线216中相应的一条感应线相连接。公共电极215兼用作感应电极可以减少金属层的层数，从而减少工艺环节，并且降低面板的开口率。在替代的实施例中，可以采用不同的金属层形成公共电极和感应电极。
基于上述的触控显示面板，本发明实施例提供一种检测电路，用于检测电路中的寄生电容。针对每个感应电极设置一个检测电路，从而检测该感应电极和其他感应电极、源极数据线、栅极扫描线之间的寄生电容。多个感应单元可以设置多个检测电路，同步检测或者分别检测每个感应单元内的寄生电容。
图3是图2所示的触控显示面板和检测电路的物理连接示意图。图4是图2所示的触控显示面板和检测电路的逻辑示意图。
参考图3，标记300表示触控显示面板的一个待检测的感测单元，标记310表示对应的检测电路。检测电路310包括三个开关S1-S3，每个开关包括一个固定端和两个活动端，开关S1的固定端连接到感测单元300的源极数据线212，开关S2的固定端连接到感测单元300的栅极扫描线211，S3的固定端连接到感测单元300的感应电极的感应线216上。开关S1-S3的一个活动端连接至地，另一活动端连接至信号发生电路312，信号发生电路312用于产生输入电压信号，和积分电路的一输入端相连。积分电路的另一输入端和另一个感应电极的感应线相连。在本实施例中，积分电路包括运算放大器311以及和并联连接在运算放大器311的反相输入端和输出端之间的电容CFB和电阻RFB。
参考图4，标记300'表示感测单元300的逻辑电路，其中，RIN是线路中的等效电阻，Cg是线路中的等效电容，Cpd是感应电极和源极数据线212之间的等效寄生电容，Cpg是感应电极和栅极扫描线211之间的等效寄生电容，Cpl是感应电极和感测单元的感应线之间的等效寄生电容。
当检测电路310工作时，首先S1、S2和S3的固定端和积分电路的导通，从信号发生电路312接收输入的电压信号VSTIM(例如方波信号)，此时，Cpd，Cpg，Cpl电容两端电压变化都是VSTIM，从而积分电路检测到只是Cg(对地电容)。此时检测值标记为D0。
S1连接至地，S2,S3切到VSTIM，此时Cpl，Cpg两端波形相同，没有电荷传输到310，此时检测到的电容为Cg+Cpd。检测值标记为D1，则D1-D0对应的为Cpd的检测量。即可计算源极数据线和感应电极之间的寄生电容。
S2连接至地，S1,S3切到VSTIM，此时Cpl，Cpd两端波形相同，没有电荷传输到310，此时检测到的电容为Cg+Cpg。检测值标记为D2，则D2-D0对应的为Cpg的检测量。即可计算栅极扫描线和感应电极之间的寄生电容。
S3切到地，S1,S2切到VSTIM，此时Cpg，Cpd两端波形相同，没有电荷传输到310，此时检测到的电容为Cg+Cpl。检测值标记为D2，则D2-D0对应的为Cpl的检测量。即可计算待检测感应电极和其他感应电极之间的寄生电容。
从而，根据D1-D0,D2-D0,D3-D0的值就可以将寄生电容不良的模组筛出来。
在上述检测电路中，开关S1、S2和S3为单刀双掷开关，实现触控显示面板和积分电路或地的连接。再进一步，开关S1、S2和S3各通过两个薄膜晶体管实现。具体地，两个薄膜晶体管的栅极分别接收控制信号，两个薄膜晶体管的源极和触控显示面板连接，一个薄膜晶体管的漏极和地连接，一个薄膜晶体管的漏极和积分电路连接。当开关工作时，分别向两个薄膜晶体管的栅极发送相反的信号，从而使连接到地的线路导通或连接到积分电路的线路导通。
在本说明书中，“下”指的是在列方向上更靠近布线引出感应层外的方向的相对概念，“上”指的是在列方向上更远离布线引出感应层外方向的相对概念。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (18)

1.一种触控显示面板的检测电路，其中，所述触控显示面板包括：用于提供栅极电压的多条栅极扫描线，用于提供灰阶电压的多条源极数据线，用于提供感应信号的多个感应电极，以及分别与所述多个感应电极相连接的多条感应线，
所述检测电路包括信号发生电路、积分电路，还包括多个第一开关S1、多个第二开关S2和多个第二开关S2中的至少一个，
所述多个第一开关S1，分别包括固定端和两个活动端，所述多个第一开关S1的固定端分别连接至所述多条感应线；
所述多个第二开关S2，分别包括固定端和两个活动端，所述多个第二开关S2的固定端分别连接至所述多条栅极扫描线；
所述多个第三开关S3，分别包括固定端和两个活动端，所述多个第三开关S3的固定端分别连接至所述多条源极数据线；
所述信号发生电路，用于产生脉冲信号；以及
所述积分电路，包括连接至所述多条感应线中的选定感应线的第一输入端、连接至所述信号发生电路以接收所述脉冲信号的第二输入端，以及用于提供检测信号的输出端，所述选定感应线与选定感应电极相连接，
其中，所述多个第一开关S1、所述多个第二开关S2和所述多个第三开关S3的两个活动端之一接收所述脉冲信号，另一端接地。
2.根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述检测电路在所述多个第一开关、所述多个第二开关和所述多个第三开关的不同开关状态下，根据所述积分电路提供的多个检测信号判断电极和布线的寄生电容。
3.根据权利要求2所述的检测电路，其中，所述多个第一开关S1将所述选定感应线以外的其余感应线连接至接收所述脉冲信号，所述多个第二开关S2和所述多个第三开关S3连接至接收所述脉冲信号，从而获得第一检测信号，用于表征所述选定感应电极的对地电容Cg。
4.根据权利要求3所述的检测电路，其中，所述多个第一开关S1将所述选定感应线以外的其余感应线接地，所述多个第二开关S2和所述多个第三开关S3连接至接收所述脉冲信号，从而获得第二检测信号，根据所述第二检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述其余感应线与所述选定感应电极之间的第一寄生电容Cpl。
5.根据权利要求3所述的检测电路，其中，所述多个第一开关S1将所述选定感应线以外的其余感应线连接至所述脉冲信号，所述多个第二开关S2接地，所述多个第三开关S3连接至接收所述脉冲信号，从而获得第三检测信号，根据所述第三检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述多条栅极扫描线与所述选定感应电极之间的第二寄生电容Cpg。
6.根据权利要求3所述的检测电路，其中，所述多个第一开关S1将所述选定感应线以外的其余感应线连接至所述脉冲信号，所述多个第二开关S2连接至接收所述脉冲信号，所述多个第三开关S3接地，从而获得第四检测信号，根据所述第四检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述多条源极数据线与所述选定感应电极之间的第三寄生电容Cpd。
7.根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述脉冲信号为占空比为50％的方波信号。
8.根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述多个第一开关S1、所述多个第二开关S2和所述多个第三开关S3分别包括两个互补导通的晶体管。
9.根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述积分电路包括：
运算放大器，所述第一输入端和所述第二输入端分别为所述运算放大器的反相输入端和同相输入端；以及
第一电容，连接在所述运算放大器的反相输入端和输出端之间。
10.根据权利要求9所述的检测电路，其中，所述积分电路还包括：
反馈电阻，连接在所述运算放大器的反相输入端和输出端之间。
11.根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述多个感应电极还作为所述触控显示面板的公共电极。
12.一种触控显示面板的检测方法，其中，所述触控显示面板包括：用于提供栅极电压的多条栅极扫描线，用于提供灰阶电压的多条源极数据线，用于提供感应信号的多个感应电极，以及分别与所述多个感应电极相连接的多条感应线，所述检测方法包括：
将所述多条感应线选择性地连接至脉冲信号和接地；
将所述多条栅极扫描线选择性地连接至所述脉冲信号和接地；
将所述多条源极数据线选择性地连接至所述脉冲信号和接地；
在所述多条感应线、所述多条栅极扫描线和所述多条源极数据线的不同连接状态下，根据所述多条感应线中的选定感应线上的第一信号获得多个检测信号；以及
根据所述多个检测信号判断电极和布线的寄生电容。
13.根据权利要求12所述的检测方法，其中，将所述选定感应线以外的其余感应线连接至接收所述脉冲信号，所述多条栅极扫描线和所述多条源极数据线连接至接收所述脉冲信号，从而获得第一检测信号，用于表征所述选定感应电极的对地电容Cg。
14.根据权利要求13所述的检测方法，其中，将所述选定感应线以外的其余感应线接地，所述多条栅极扫描线和所述多条源极数据线连接至接收所述脉冲信号，从而获得第二检测信号，根据所述第二检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述其余感应线与所述选定感应电极之间的第一寄生电容Cpl。
15.根据权利要求13所述的检测方法，其中，将所述选定感应线以外的其余感应线连接至所述脉冲信号，所述多条栅极扫描线接地，所述多条源极数据线连接至接收所述脉冲信号，从而获得第三检测信号，根据所述第三检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述多条栅极扫描线与所述选定感应电极之间的第二寄生电容Cpg。
16.根据权利要求13所述的检测方法，其中，将所述选定感应线以外的其余感应线连接至所述脉冲信号，所述多条栅极扫描线连接至接收所述脉冲信号，所述多条源极数据线接地，从而获得第四检测信号，根据所述第四检测信号与所述第一检测信号的差值，获得所述多条源极数据线与所述选定感应电极之间的第三寄生电容Cpd。
17.根据权利要求12所述的检测方法，其中，所述脉冲信号为占空比为50％的方波信号。
18.根据权利要求12所述的检测方法，其中，根据所述多条感应线中的选定感应线上的第一信号获得多个检测信号的步骤包括对所述第一信号进行积分。
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