CN114115585B - 触控显示装置、驱动电路及自动瑕疵侦测方法 - Google Patents

触控显示装置、驱动电路及自动瑕疵侦测方法 Download PDF

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Abstract

一种触控显示装置、驱动电路和自动瑕疵侦测方法，触控显示装置包含触控显示面板和驱动电路。触控显示面板经配置为进行显示和触控感测，且其包含多个触控感测垫。驱动电路耦接至触控显示面板，其经配置为提供含测试型样的电压信号至此些触控感测垫，且经配置为从响应于电压信号的侦测信号判别触控显示面板是否具有开路或短路。本发明可对触控显示面板进行自动瑕疵侦测，进一步提升检测效率。

Description

触控显示装置、驱动电路及自动瑕疵侦测方法
技术领域
本发明是指一种触控显示装置、驱动电路和对触控显示面板进行自动瑕疵侦测的方法。
背景技术
随着电子产品制造技术的进步，愈来愈多的电子设备，诸如智能手机、平板计算机等，均采用触控功能和显示功能，以方便使用者操作。然而，具有触控功能的电子装置可能会因硬件缺陷或软件错误而导致触控侦测失败。若触控感测失败是因硬件缺陷而造成，通常需要透过人工或外部仪器进行详细检测，始可确定硬件缺陷的根本原因，其效率不佳且耗时。
发明内容
本发明的一方面是指一种触控显示装置，其包含触控显示面板和驱动电路。触控显示面板经配置为进行显示和触控感测，且其包含多个触控感测垫。驱动电路耦接至触控显示面板，其经配置为提供含测试型样的电压信号至此些触控感测垫，且经配置为从响应于电压信号的侦测信号判别触控显示面板是否具有开路或短路。
依据本发明一或多个实施例，若侦测信号的电压准位的上升速度较触控显示面板的正常情形快，则上述驱动电路判别出触控显示面板具有开路。
依据本发明一或多个实施例，若侦测信号的电压准位的上升速度较触控显示面板的正常情形慢且未保持在预设电压，则上述驱动电路判别出触控显示面板具有短路。
依据本发明一或多个实施例，上述驱动电路经配置为以取样时间间隔对侦测信号进行取样以得到取样值，且比较此些取样值与预设电压以判别触控显示面板是否具有开路或短路。若此些取样值中小于预设电压的数量小于计数值范围的下限，则驱动电路判别出触控显示面板具有开路。若此些取样值中小于预设电压的数量大于计数值范围的上限，则驱动电路判别出触控显示面板具有短路。
依据本发明一或多个实施例，上述驱动电路经配置为在同一帧周期内的一般触控感测操作后提供含测试型样的电压信号至此些触控感测垫。
依据本发明一或多个实施例，上述驱动电路经配置为在第一帧周期内提供含测试型样的电压信号至此些触控感测垫中的第一组触控感测垫并提供接地信号至此些触控感测垫中的第二组触控感测垫，且在第二帧周期内提供接地信号至此些触控感测垫中的第一组触控感测垫并提供含测试型样的电压信号至此些触控感测垫中的第二组触控感测垫。
依据本发明一或多个实施例，上述触控显示面板为内嵌式(in-cell)触控显示面板。
依据本发明一或多个实施例，上述驱动电路为触控与显示驱动晶片(touch anddisplay driving integration circuit；TDDI circuit)。
本发明的另一方面是指一种驱动电路，其适于驱动含多个触控感测垫的触控显示面板，且其包含电压信号产生器、侦测器和信号处理器。电压信号产生器经配置为提供含测试型样的电压信号至此些触控感测垫。侦测器经配置为得到响应于电压信号的侦测信号。信号处理器经配置为从侦测信号判别触控显示面板是否具有开路或短路。
本发明的又一方面是指一种用于对含多个触控感测垫的触控显示面板进行自动瑕疵侦测的方法，此方法包含：提供含测试型样的电压信号至此些触控感测垫；得到响应于电压信号的侦测信号；以及从侦测信号判别触控显示面板是否具有开路或短路。
本发明的有益效果至少在于，本发明可对触控显示面板进行自动瑕疵侦测，判别触控显示面板是否有开路或短路，且不影响触控显示面板在一般触控感测阶段中的触控感测功能，相较于常规通过人工或外接仪器检测方式，可进一步提升检测效率。
附图说明
为了更完整了解实施例及其优点，现参照结合所附附图所做的下列描述，其中：
图1A为依据本发明一些实施例的触控显示装置的剖面示意图；
图1B为依据本发明一些实施例的感测层的触控感测垫的示意图；
图1C为图1B的驱动电路的功能方块示意图；
图2A为依据本发明一些实施例的触控显示面板的操作时序示意图；
图2B为依据本发明其他一些实施例的触控显示面板的操作时序示意图；
图3为依据本发明一实作的图1B所示的触控主动区域的划分示意图；
图4概念性地绘示施加至触控感测垫的电压信号在触控显示面板的图框期间内的时序图；
图5为依据本发明一些实施例的瑕疵侦测方法的流程图；
图6A示例性地示出由侦测器得到的触控显示面板在各情形下对应的侦测信号的时序图；
图6B绘示依据一些实例的触控显示面板中的开路缺陷；
图6C绘示依据一些实例的触控显示面板中的短路缺陷；
图7A和图7B分别示出图1B的触控感测垫用于瑕疵侦测的各时相；
图8为依据本发明一些实施例的触控显示装置的瑕疵侦测时序图。
具体实施方式
以下仔细讨论本发明的实施例。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论、揭示的实施例仅供说明，并非用以限定本发明的范围。
在本文中所使用的用语仅是为了描述特定实施例，非用以限制权利要求。除非另有限制，否则单数形式的“一”或“该”用语也可用来表示复数形式。此外，空间相对性用语的使用是为了说明元件在使用或操作时的不同方位，而不只限于附图所绘示的方向。元件也可以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，而在此使用的空间相对性描述也可以相同方式解读。
以下说明和权利要求书可使用术语“耦接”及其衍生词。在特定实施例中，“耦接”可指二或多个元件相互直接实体或电性接触，或是不彼此直接接触。“耦接”还可指二或多个元件相互操作或动作。
为了简化和明确说明，本文可能会在各种实施例中重复使用元件符号和/或字母，但这并不表示所讨论的各种实施例及/或配置之间有因果关系。
参照图1A，其为依据本发明一些实施例的触控显示装置10的剖面示意图。触控显示装置10包含触控显示面板100和用以驱动触控显示面板100进行显示和触控感测的驱动电路150。触控显示面板100为内嵌式(in-cell)触控显示面板，且在触控显示面板100中，薄膜晶体管基板110与彩色滤光基板120为对应设置，且液晶层130设置于薄膜晶体管基板110与彩色滤光基板120之间。扫描线112、数据线114、像素薄膜晶体管(图未绘示)和像素电极(位于感测层116中)设置于薄膜晶体管基板110上以用于显示。感测层116亦用于触控感测(例如侦测触碰物件的触碰事件)。彩色滤光层122设置于彩色滤光基板120上且具有多个彩色滤光单元，此些彩色滤光单元分别对应至触控显示面板100中的像素并使特定色彩的光通过。覆盖基板140通过粘着层142粘着至彩色滤光基板120，其至少提供保护功能和触控操作界面。如图1A所示，当触碰物件触碰覆盖基板140的表面时会产生电容CF。触碰物件可以是人指、触控笔或其他合适的物件。驱动电路150电性连接至触控显示面板100以进行触控驱动。驱动电路150可以是触控与显示驱动晶片(touch and display drivingintegration circuit；TDDI circuit)、或是若干可共同对触控显示面板100进行显示驱动和触控驱动的电路。
图1B为依据本发明一些实施例的感测层116的触控感测垫T(1,1)-T(M,N)的示意图。如图1B所示，触控感测垫T(1,1)-T(M,N)在触控显示面板100的触控主动区域100A中排列为M行及N列的阵列格式。触控主动区域100A亦为配置为显示影像的显示区域。每一触控感测垫T(1,1)-T(M,N)可在特定区块中由多个像素的共同电极形成。信号线SL分别耦接至触控感测垫T(1,1)-T(M,N)，且触控感测垫T(1,1)-T(M,N)分别经由信号线SL电性连接至驱动电路150。
图1C为图1B的驱动电路150的功能方块示意图驱动电路150包含电压信号产生器152、侦测器154和信号处理器156。电压信号产生器152配置为提供电压信号至触控主动区域100A中的触控感测垫T(1,1)-T(M,N)以进行感测。侦测器154配置为基于电压信号产生器152提供的电压信号对触控感测垫T(1,1)-T(M,N)进行感测，以得到侦测信号。信号处理器156配置为对侦测信号进行处理，以判别出包含触控事件的资讯。
驱动电路150可进一步包含其他用于驱动触控显示面板100的元件。举例而言，在一些实施例中，驱动电路150进一步包含用于对触控显示面板100进行显示驱动的时序控制器、数据驱动器和扫描驱动器。
图2A为依据本发明一些实施例的触控显示面板100的操作时序示意图。触控显示面板100的每一帧周期包含显示阶段P1和触控感测阶段P2。在同一帧周期的显示阶段P1和触控感测阶段P2可不重叠。在显示阶段P1中，驱动电路150提供含直流共同电压的电压信号至触控显示面板100以进行显示。之后，在触控感测阶段P2中，驱动电路150提供电压信号至触控显示面板100以进行触控感测。在显示阶段P1期间提供至触控显示面板100的共同电压信号可以是直流信号，且在触控感测阶段P2期间提供至触控显示面板100触控侦测信号可以是含正弦波、三角波、锯齿波、梯形波或类似波形的交流电压信号。
依据本发明其他一些实施例，触控显示面板100的每一帧周期可包含多个显示阶段P1和多个触控感测阶段P2。如图2B所示，显示阶段P1和触控感测阶段P2可在同一帧周期交替排列。触控显示面板100在每一帧周期的完整影像显示可分为多个部分且分别在显示阶段P1中进行。相似地，触控显示面板100在每一帧周期的完整触控感测可分为多个部分且分别在触控感测阶段P2中进行。
图3为依据本发明一实作的图1B所示的触控主动区域100A的划分示意图。如图3所示，触控主动区域100A划分为子区域TA1-TA8。子区域TA1-TA8可配置为在每一帧周期的不同阶段进行触控感测。对于图2B的配置而言，子区域TA1-TA8可分别对应触控感测阶段P2。举例而言，若在帧周期中有10个触控感测阶段P2，则子区域TA1-TA8可分别对应第一至第四和第六至第九触控感测阶段P2，且子区域TA1-TA8均非配置为在第五或第十触控感测阶段P2进行触控感测。
图4概念性地绘示施加至触控感测垫T(1,1)-T(M,N)的电压信号在触控显示面板100的图框期间内的时序图。如图4所示，在帧周期内具有八个一般触控感测阶段和一个缺陷侦测阶段。每一帧周期在同步信号VSYNC的脉冲出现时开始且在同步信号VSYNC的下一个脉冲出现时结束。在一般触控感测阶段，驱动电路150提供含周期性弦波的电压信号VS至触控显示面板100以进行触控感测，而在缺陷侦测阶段，驱动电路150提供含测试型样的感测信号至触控显示面板100。特别地，缺陷侦测阶段排在一般触控感测阶段后，其用以决定是否存在与触控感测垫T(1,1)-T(M,N)相关联的开路或短路。测试型样可以是矩形波形或其他异于周期性弦波的波形。在缺陷侦测阶段中进行的瑕疵侦测功能不影响在一般触控感测阶段中的触控感测功能。
图5为依据本发明一些实施例的瑕疵侦测方法500的流程图。瑕疵侦测方法500可应用在触控显示装置10或其他相似的触控显示装置。以下以瑕疵侦测方法500应用在触控显示装置10为例说明。在步骤S510中，电压信号产生器152在瑕疵侦测阶段提供含测试型样的电压信号VS至触控感测垫T(1,1)-T(M,N)。电压信号VS的测试型样可以是如图4所示的方波。在步骤S520中，侦测器154经由信号线SL得到响应于电压信号VS的侦测信号，且信号处理器156从侦测信号判别触控显示面板100是否具有开路或短路。
图6A示例性地示出由侦测器154得到的触控显示面板100在各情形下对应的侦测信号的时序图。在图6A中，曲线610代表触控显示面板100的触控感测功能为正常，曲线620代表触控显示面板100具有开路，且曲线630代表触控显示面板100具有短路。从图6A可看出，在触控显示面板100为正常的情形下，侦测信号的电压准位由接地电压VGND经过时间段τ1上升至预设电压VL，且接着保持在预设电压VL。若侦测信号在瑕疵侦测阶段期间的变化相似于曲线620，则侦测信号的电压准位由接地电压VGND经过较时间段τ1显著为短的时间段τ2上升至预设电压VL(上升速度显著较曲线610为快)，且信号处理器156可判别出在触控显示面板100中有开路。若侦测信号在瑕疵侦测阶段期间的变化相似于曲线630，则侦测信号的电压准位上升速度较曲线610为慢也未保持在预设电压VL，且信号处理器156可判别出在触控显示面板100中有短路。
图6B绘示依据一些实例的触控显示面板100中的开路缺陷。在图6B中，连接于驱动电路150与触控感测垫T之间的信号线SL在缺陷处DF1断裂。在此情形下，由于由驱动电路150至触控感测垫T的电路断开且具有较小阻抗，故自信号线SL的侦测信号具有较短的充电时间，且侦测信号的时序图可相似于图6A所示的曲线620。
图6C绘示依据一些实例的触控显示面板100中的短路缺陷。在图6C中，连接于驱动电路150与触控感测垫T1之间的信号线SL1和连接于驱动电路150与触控感测垫T2之间的信号线SL2在缺陷处DF2短路连接(例如通过导电物质)。在此情形下，由于由驱动电路150至触控感测垫T1的电路和由驱动电路150至触控感测垫T2的电路短路连接，故自每一信号线SL1和SL2的侦测电压不稳定并在大部分的时间低于预设电压VL，且侦测信号的时序图可相似于图6A所示的曲线630。
步骤S520的从侦测信号判别触控显示面板100是否具有开路或短路的操作可导入计数值范围和取样时间间隔实作。计数值范围和取样时间间隔可根据触控显示面板100和驱动电路150的特性决定。在瑕疵侦测阶段开始时，信号处理器156初始化计数值为0。在瑕疵侦测阶段期间，信号处理器156以取样时间间隔对侦测信号进行取样。若取样值实质低于预设电压VL，则信号处理器156对计数值递增1。信号处理器156可在瑕疵侦测阶段结束时比较计数值与计数值范围，以判别触控显示面板100是否具有缺陷。特别地，若计数值小于计数值范围的下限，则信号处理器156判别出在触控显示面板100中有开路；若计数值大于计数值范围的上限，则信号处理器156判别出在触控显示面板100中有短路。由于得到的侦测信号来自特定的信号线SL，故信号处理器156可在判别出触控显示面板100具有缺陷时，定位出在触控主动区域100中的异常触控感测垫。
触控感测垫T(1,1)-T(M,N)可配置为在不同时间点进行缺陷侦测。在一些实施例中，在触控主动区域100A中的触控感测垫T(1,1)-T(M,N)配置为以两时相进行缺陷侦测。在第一时相中，如图7A所示，电压信号VS可传输至在奇数行奇数列的触控感测垫和在偶数行偶数列的触控感测垫(亦标示为瑕疵侦测垫TS)，且在奇数行偶数列的触控感测垫和在偶数行奇数列的触控感测垫(亦标示为接地垫TG)可接地。相对地，在第二时相中，如图7B所示，在奇数行奇数列的触控感测垫和在偶数行偶数列的触控感测垫(亦标示为接地垫TG)可接地，且电压信号VS可传输至在奇数行偶数列的触控感测垫和在偶数行奇数列的触控感测垫(亦标示为瑕疵侦测垫TS)。对于图7A和图7B所示的每一时相而言，瑕疵侦测垫TS以棋盘格形式配置，以进一步提升侦测准确性。
图8为依据本发明一些实施例的触控显示装置10的瑕疵侦测时序图。在此实施例中，所有触控感测垫T(1,1)-T(M,N)的瑕疵侦测在连续八个帧周期进行，触控主动区域100A划分为图3所示的子区域TA1-TA8，且在触控主动区域100A中的触控感测垫T(1,1)-T(M,N)配置为分别在图7A和图7B所示的两个时相进行瑕疵侦测。第一时相为由第一帧周期至第四帧周期，而第二时相为由第五帧周期至第八帧周期。
另再参照图3和图7A，在第一帧周期中，仅配置在第一子区域TA1和第五子区域TA5中的瑕疵侦测垫TS为用于瑕疵侦测。也就是说，含测试型样的电压信号VS在第一帧周期中仅传输至第一子区域TA1和第五子区域TA5中的瑕疵侦测垫TS。相似地，在第二帧周期中，仅配置在第二子区域TA2和第六子区域TA6中的瑕疵侦测垫TS为用于瑕疵侦测；在第三帧周期中，仅配置在第三子区域TA3和第七子区域TA7中的瑕疵侦测垫TS为用于瑕疵侦测；在第四帧周期中，仅配置在第四子区域TA4和第八子区域TA8中的瑕疵侦测垫TS为用于瑕疵侦测。
另再参照图3和图7B，在第五帧周期中，仅配置在第一子区域TA1和第五子区域TA5中的瑕疵侦测垫TS为用于瑕疵侦测。也就是说，含测试型样的电压信号VS在第五帧周期中仅传输至第一子区域TA1和第五子区域TA5中的瑕疵侦测垫TS。相似地，在第六帧周期中，仅配置在第二子区域TA2和第六子区域TA6中的瑕疵侦测垫TS为用于瑕疵侦测；在第七帧周期中，仅配置在第三子区域TA3和第七子区域TA7中的瑕疵侦测垫TS为用于瑕疵侦测；在第八帧周期中，仅配置在第四子区域TA4和第八子区域TA8中的瑕疵侦测垫TS为用于瑕疵侦测。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包含：
一触控显示面板，经配置为进行显示和触控感测，其中该触控显示面板包含多个触控感测垫；以及
一驱动电路，耦接至该触控显示面板，其中该驱动电路经配置为提供含一测试型样的一电压信号至该些触控感测垫，且经配置为以一取样时间间隔对响应于该电压信号的一侦测信号进行取样以得到取样值，且比较该些取样值与一预设电压以判别该触控显示面板是否具有开路或短路；
其中，若该些取样值中小于该预设电压的数量小于一计数值范围的下限，则该驱动电路判别出该触控显示面板具有开路；
其中，若该些取样值中小于该预设电压的数量大于该计数值范围的上限，则该驱动电路判别出该触控显示面板具有短路。
2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，若该侦测信号的一电压准位的上升速度较该触控显示面板的一正常情形快，则该驱动电路判别出该触控显示面板具有开路。
3.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，若该侦测信号的一电压准位的上升速度较该触控显示面板的一正常情形慢且未保持在一预设电压，则该驱动电路判别出该触控显示面板具有短路。
4.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该驱动电路经配置为在同一帧周期内的一般触控感测操作后提供含该测试型样的该电压信号至该些触控感测垫。
5.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该驱动电路经配置为在一第一帧周期内提供含该测试型样的该电压信号至该些触控感测垫中的第一组触控感测垫并提供一接地信号至该些触控感测垫中的第二组触控感测垫，且在一第二帧周期内提供该接地信号至该些触控感测垫中的第一组触控感测垫并提供含该测试型样的该电压信号至该些触控感测垫中的第二组触控感测垫。
6.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该触控显示面板为一内嵌式触控显示面板。
7.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该驱动电路为一触控与显示驱动晶片。
8.一种驱动电路，适于驱动含多个触控感测垫的一触控显示面板，其特征在于，该驱动电路包含：
一电压信号产生器，经配置为提供含一测试型样的一电压信号至该些触控感测垫；
一侦测器，经配置为得到响应于该电压信号的一侦测信号；以及
一信号处理器，经配置为以一取样时间间隔对该侦测信号进行取样以得到取样值，且比较该些取样值与一预设电压以判别该触控显示面板是否具有开路或短路；
其中，若该些取样值中小于该预设电压的数量小于一计数值范围的下限，则该信号处理器判别出该触控显示面板具有开路；
其中，若该些取样值中小于该预设电压的数量大于该计数值范围的上限，则该信号处理器判别出该触控显示面板具有短路。
9.一种用于对含多个触控感测垫的一触控显示面板进行自动瑕疵侦测的方法，其特征在于，包含：
提供含一测试型样的一电压信号至该些触控感测垫；
得到响应于该电压信号的一侦测信号，并以一取样时间间隔对该侦测信号进行取样以得到取样值；以及
比较该些取样值与一预设电压以判别该触控显示面板是否具有开路或短路；
其中，若该些取样值中小于该预设电压的数量小于一计数值范围的下限，则判别出该触控显示面板具有开路；
其中，若该些取样值中小于该预设电压的数量大于该计数值范围的上限，则判别出该触控显示面板具有短路。
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