TWI637184B - Touch screen test method, touch screen test system and automatic test device - Google Patents
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Abstract
一種觸控屏測試系統包括一薄膜電晶體及一自動測試電路。自動測試電路儲存N個第一時間值及N個第二時間值,且依序據以產生一第一及第二時鐘信號。該自動測試電路用以產生一測試信號和一源極驅動信號。該電荷泵根據第一及第二時鐘信號產生一閘極驅動信號輸出到電晶體的閘極,第一時間的定義為第二時鐘信號剛進入充電階段時相位延遲轉態的時間,第二時間的定義為第二時鐘信號於放電階段中維持脈波的時間。自動測試電路將N×N的回饋信號的每一進行信噪比運算且判斷出一最佳信噪比值。藉由動態調整第一及第二時鐘信號的非重疊時間,而有效提高觸控檢測的準確度。
Description
本發明是有關於一種觸控屏偵測技術,特別是指一種可動態調整電荷泵開關切換的不重疊時間的觸控屏測試系統、自動測試裝置及觸控屏測試方法。
如圖1所示,現有的觸控偵測技術是,為了確保掃描信號Tx被電容Ctouch準確接收,需要在薄膜場效應電晶體(Thin Film Transistor,以下簡稱為TFT)的閘極和源極上分別疊加一個與掃描信號Tx同步信號V
G、V
S,以抵消TFT的寄生電容Cgd、Csd和面板電容(即Cpanel)。此外,源極上的同步信號V
S可以直接利用掃描信號Tx,閘極上的同步信號V
G需要在電荷泵的配合之下才能產生。
如圖2和圖3所示,在掃描信號Tx的基礎之上,利用簡單的延時電路獲取與Tx之間具有一定非重疊(non-overlap)的控制信號CLK_CH和CLK_PM,來控制電荷泵交替處於充電(charging)階段(即,開關SWN導通、開關SWP不導通)和放電(pumping) 階段(即,開關SWN不導通、開關SWP導通),。然而,由於上述控制信號CLK_CH和CLK_PM的不重疊(non-overlap)時間不具備靈活地可調性,無法實現自動可調功能,因此無法有效提高信噪比。針對上述的問題,目前尚未提出有效的解決方案。
因此,本發明之一目的,即在提供一種解決在現有的觸控檢測過程中因無法態調整非重疊時間而導致無法有效地提高信噪比的觸控屏測試系統。
於是,本發明觸控屏測試系統,包括一觸控屏及一自動測試裝置。
該觸控屏包括一像素單元及一測試端,該像素單元包括一薄膜電晶體及一電容,該薄膜電晶體具有一閘極、一源極及一汲極,該電容電連接該測試端與該薄膜電晶體的汲極間。
該自動測試裝置包括一電連接該薄膜電晶體的閘極的電荷泵、一電連接該觸控屏的測試端的接收端及一電連接該電荷泵與該接收端與該測試端的自動測試電路,該自動測試電路儲存N個第一時間值及N個第二時間值,且依序根據該N個第一時間值的其中之一與該N個第二時間值的其中之一,產生一第一時鐘信號及一第二時鐘信號,N為正整數,N≧2,該自動測試電路用以產生一測試信號到和一源極驅動信號,該測試信號和該源極驅動信號分別輸出到該測試端和該電晶體的源極,其中,該源極驅動信號同步於該測試信號,該電荷泵電連接該自動測試電路以接收該第一時鐘信號及該第二時鐘信號,且根據該第一時鐘信號及該第二時鐘信號產生一同步於該測試信號的閘極驅動信號,該閘極驅動信號輸出到該電晶體的閘極,其中,該電荷泵根據該充電時鐘信號及該放電時鐘信號操作於一充電階段與一放電階段,該第一時間的定義為該第二時鐘信號剛進入充電階段時相位延遲轉態的時間,該第二時間的定義為該第二時鐘信號於放電階段中維持脈波的時間,其中,該第二時鐘信號的相位互補於該第一時鐘信號。
該接收端接收來自該像素單元的N×N個回饋信號,其中,由該N個第一時間值及N個第二時間值的排列組合共可產生N×N種的閘極驅動信號,該N×N種的回饋信號分別對應該N×N種的閘極驅動信號。
該自動測試電路將該N×N的回饋信號的每一進行信噪比運算,以得到N×N個信噪比值。
該自動測試電路比較該N×N個信噪比值以判斷出一最佳信噪比值,且記錄該最佳信噪比值所對應的該第一時間值及該第二時間值。
本發明之一另一目的,即在提供一觸控屏測試方法。
該觸控屏測試方法包含步驟(A)~(F)。
(A)該自動測試電路儲存N個第一時間值及N個第二時間值,且依序根據該N個第一時間值的其中之一與該N個第二時間值的其中之一,產生一第一時鐘信號及一第二時鐘信號,N為正整數,N≧2。
(B)該自動測試電路用以產生一測試信號和一源極驅動信號,該測試信號和該源極驅動信號分別輸出到該測試端和該電晶體的源極,其中,該源極驅動信號同步於該測試信號。
(C)該電荷泵根據該第一時鐘信號及一第二時鐘信號產生一同步於該測試信號的閘極驅動信號,該閘極驅動信號輸出到該電晶體的閘極,其中,該電荷泵根據該充電時鐘信號及該放電時鐘信號操作於一充電階段與一放電階段,該第一時間的定義為該第二時鐘信號剛進入充電階段時相位延遲轉態的時間,該第二時間的定義為該第二時鐘信號於放電階段中維持脈波的時間,其中,該第二時鐘信號的相位互補於該第一時鐘信號。
(D)該接收端接收來自該像素單元的N×N個回饋信號,其中,由該N個第一時間值及N個第二時間值的排列組合共可產生N×N種的閘極驅動信號,該N×N種的回饋信號分別對應該N×N種的閘極驅動信號。
(E)該自動測試電路將該N×N的回饋信號的每一進行信噪比運算,以得到N×N個信噪比值。
(F)該自動測試電路比較該N×N個信噪比值以判斷出一最佳信噪比值,且記錄該最佳信噪比值所對應的該第一時間值及該第二時間值。
本發明之功效在於:動態調整電荷泵的開關切換的不重疊時間且以最優的信噪比值所對應的第一時間值與第二時間值來設定第一及第二時鐘信號來使電荷泵產生閘極驅動信號,有效提升偵測觸控屏的準確度。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖4、5,本發明觸控屏測試系統之一實施例,包括:一觸控屏2及一自動測試裝置3。
該觸控屏2包括一像素單元20及一測試端21,該像素單元20包括一薄膜電晶體TFT及一電容Cpanel,該薄膜電晶體TFT具有一閘極、一源極及一汲極,該電容Cpanel電連接該測試端21與該薄膜電晶體TFT的汲極間。該薄膜電晶體TFT具有寄生電容Cgd、Csd。
自動測試裝置3包括一電連接該薄膜電晶體TFT的閘極的電荷泵34、一電連接該觸控屏2的測試端21的接收端37及一電連接該電荷泵34與該接收端37與該測試端21的自動測試電路4。
電荷泵34受第一及第二時鐘信號控制,產生一閘極驅動信號,且包括四個開關SWN、SWP及一電容C
F,分別接收第一電壓V1、第二電壓V2。
該自動測試電路4包括一放大器31、一類比數位轉換器32、一控制器33及一測試組件30。
測試組件30包括一開關St及一測試電容Ct。該開關St具有一電連接該接收端37的第一端及一第二端,且受控制於導通與不導通間切換,當處於自動測試模式時,則該開關St恆導通。該測試電容Ct具有一電連接該開關St的第二端的第一端及一接地的第二端,用以模擬人體電容Ctouch。如圖6所示,為電荷泵34的操作時序圖,以下將進一步說明。
如圖7所示,該觸控屏測試系統執行一種觸控屏測試方法,該觸控屏測試方法包括以下步驟:
步驟(A):該自動測試電路4儲存N個第一時間值及N個第二時間值,且依序根據該N個第一時間值的其中之一與該N個第二時間值的其中之一,產生一第一時鐘信號CLK_CH及一第二時鐘信號CLK_PM,N為正整數,N≧2。
步驟(B):該自動測試電路4用以產生一測試信號Tx到和一源極驅動信號Vs,該測試信號Tx到和該源極驅動信號Vs分別輸出到該測試端21和該電晶體TFT的源極,其中,該源極驅動信號Vs同步於該測試信號Tx。
步驟(C):該電荷泵34接收該第一時鐘信號CLK_CH及該第二時鐘信號CLK_PM,且根據該第一時鐘信號CLK_CH及該第二時鐘信號CLK_PM產生一同步於該測試信號Tx的閘極驅動信號V
G,該閘極驅動信號V
G輸出到該電晶體TFT的閘極,其中,如圖6所示,該電荷泵34根據該第一時鐘信號CLK_CH及該第二時鐘信號CLK_PM操作於一充電階段與一放電階段,該第一時間T1的定義為該第二時鐘信號CLK_PM剛進入充電階段時相位延遲轉態的時間,該第二時間T2的定義為該第二時鐘信號CLK_PM於放電階段中維持脈波寬度的時間,其中,該第二時鐘信號CLK_PM的相位互補於該第一時鐘信號CLK_CH。
當重覆步驟(A)~(C)將N×N種的第一及第二時間值T1、T2的排列組合的每一都執行過,則進到步驟(D)。
步驟(D):該接收端接收來自該像素單元20的N×N個回饋信號Rx,其中,由該N個第一時間值T1及N個第二時間值T2的排列組合共可產生N×N種的閘極驅動信號V
G,該N×N種的回饋信號Rx分別對應該N×N種的閘極驅動信號。
步驟(E):該自動測試電路將該N×N的回饋信號Rx的每一進行信噪比運算,以得到N×N個信噪比值。
步驟(F):該自動測試電路4比較該N×N個信噪比值以判斷出一最佳信噪比值,且記錄該最佳信噪比值所對應的該第一時間值T1及該第二時間值T2。進而,該自動測試電路4以最佳信噪比值所對應的第一時間值T1與第二時間值T2來產生該該第一時鐘信號CLK_CH及該第二時鐘信號CLK_PM,以控制電荷泵34產生閘極驅動信號V
G。
如圖5所示,在此更進一步說明步驟(E)、(F),放大器31電連接該接收端Rx以接收每一回饋信號Rx,請將該回饋信號Rx進行放大。類比數位轉換器32電連接該放大器31以接收該放大後的回饋信號,並進行類比至數位轉換,產生一數位信號。控制器33電連接該類比數位轉換器32以接收該數位信號,並對該數位信號進行頻譜分析,以得到信號與噪聲各自的能量,以計算信噪比值,如式
,其中,參數SNR定義是信噪比值,參數Es、En的定義分別是信號的能量、噪聲的能量。
該控制器33具有一第一暫存器(圖未示)及一第二暫存器(圖未示),該第一暫存器用以儲存該N個不同的第一時間值T1,該第二暫存器用以儲存該N個不同的第二時間值T2,如表一。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> T1(或T2) </td><td> 延遲時間 </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0*時間單位 </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 1 </td><td> 1*時間單位 </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 1 </td><td> 0 </td><td> 2*時間單位 </td></tr><tr><td> ……略 </td><td> ……略 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 0 </td><td> 62*時間單位 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 63*時間單位 </td></tr></TBODY></TABLE>
表一
T1的取值範圍從000000至111111,T2的取值範圍從000000至111111,通過T1與T2取值的任意組合來實現不重疊(non-overlap)時間的靈活調整。例如:當T2取值為000000時,T1從000000至111111依次取值,當T2取值為000001時,T1再從000000至111111依次取值,當T2取值為000010時,T1再從000000至111111依次取值,…,以此類推,總共存在2
6×2
6=4096個組合。也就是,當處於自動測試模式時,通過控制器33,對第一時間值T1[5:0]和第二時間值T2[5:0]兩個數值從低到高進行依序自動調整,以此對第一及第二時鐘信號的不重疊時間長度進行自動調整。每一次的第一及第二時間值調整後,就計算出對應的信噪比數據,並對該信噪比數據進行儲存。當上述第一時間值T1[5:0]和第二時間值T2[5:0]兩個數值調整完畢以後(共4096個組合),通過控制器33對所儲存的全部信噪比數據(共4096個)進行比較分析,確定出使信噪比最高所對應的第一及第二時間值T1、T2的數據,作為在非自動測試模式的正常工作時,用來設定電荷泵34產生閘極驅動信號V
G,從而完成整個自動測試過程。
綜上所述,上述實施例的優點在於:一、動態調整電荷泵34的開關切換的不重疊時間得到各種信噪比值。二、以最優的信噪比值所對應的第一時間值T1與第二時間值T2來設定電荷泵34產生閘極驅動信號V
G,有效提升偵測觸控屏的準確度,故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者,僅為本發明之實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧觸控屏
20‧‧‧像素單元
TFT‧‧‧薄膜電晶體
21‧‧‧測試端
3‧‧‧自動測試裝置
4‧‧‧自動測試電路
30‧‧‧測試組件
St‧‧‧開關
Ct‧‧‧電容
31‧‧‧放大器
32‧‧‧類比數位轉換器
33‧‧‧控制電路
34‧‧‧
37‧‧‧接收端
A‧‧‧產生第一及第二時鐘信號的步驟
B‧‧‧產生測試信號和源極驅動信號的步驟
C‧‧‧產生閘極驅動信號的步驟
D‧‧‧接收來回饋信號的步驟
E‧‧‧信噪比運算的步驟
F‧‧‧判斷出一最佳信噪比值的步驟
VG‧‧‧閘極驅動信號
Vs‧‧‧源極驅動信號
Tx‧‧‧測試信號
Rx‧‧‧回饋信號
CLK_PM 第二時鐘信號
CLK_CH 第一時鐘信號
Cgd‧‧‧寄生電容
Csd‧‧‧寄生電容
CF‧‧‧電容
SWN‧‧‧開關
SWP‧‧‧開關
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中: 圖1是現有觸控偵測技術的部分電路圖; 圖2是電荷泵的一電路圖; 圖3是該現有觸控偵測技術的一時序圖; 圖4是本發明觸控屏測試系統之一實施例的一方塊圖; 圖5是該實施例之一電路圖; 圖6是該實施例之一時序圖;及 圖7是該實施例執行一觸控屏測試方法的一流程圖。
Claims (10)
- 一種觸控屏測試系統,包含: 一觸控屏,該觸控屏包括一像素單元及一測試端,該像素單元包括一電晶體及一電容,該電晶體具有一閘極、一源極及一汲極,該電容電連接該測試端與該電晶體的汲極間;及 一自動測試裝置,包括一電連接該電晶體的閘極的電荷泵、一電連接該觸控屏的測試端的接收端及一電連接該電荷泵與該接收端與該測試端的自動測試電路, 該自動測試電路儲存N個第一時間值及N個第二時間值,且依序根據該N個第一時間值的其中之一與該N個第二時間值的其中之一,產生一第一時鐘信號及一第二時鐘信號,N為正整數,N≧2, 該自動測試電路用以產生一測試信號和一源極驅動信號,該測試信號和該源極驅動信號分別輸出到該測試端和該電晶體的源極,其中,該源極驅動信號同步於該測試信號, 該電荷泵電連接該自動測試電路以接收該第一時鐘信號及該第二時鐘信號,且根據該第一時鐘信號及該第二時鐘信號產生一同步於該測試信號的閘極驅動信號,該閘極驅動信號輸出到該電晶體的閘極,其中,該電荷泵根據該充電時鐘信號及該放電時鐘信號操作於一充電階段與一放電階段,該第一時間的定義為該第二時鐘信號剛進入充電階段時相位延遲轉態的時間,該第二時間的定義為該第二時鐘信號於放電階段中維持脈波的時間,其中,該第二時鐘信號的相位互補於該第一時鐘信號, 該接收端接收來自該像素單元的N×N個回饋信號,其中,由該N個第一時間值及N個第二時間值的排列組合共可產生N×N種的閘極驅動信號,該N×N種的回饋信號分別對應該N×N種的閘極驅動信號, 該自動測試電路將該N×N的回饋信號的每一進行信噪比運算,以得到N×N個信噪比值, 該自動測試電路比較該N×N個信噪比值以判斷出一最佳信噪比值,且記錄該最佳信噪比值所對應的該第一時間值及該第二時間值。
- 如請求項1所述的觸控屏測試系統,其中,該自動測試電路包括: 一放大器,電連接該接收端以接收每一回饋信號,請將該回饋信號進行放大; 一類比數位轉換器,電連接該放大器以接收該放大後的回饋信號,並進行類比至數位轉換,產生一數位信號; 一控制器,電連接該類比數位轉換器以接收該數位信號,並對該數位信號進行頻譜分析,以得到信號與噪聲各自的能量,以計算信噪比值。
- 如請求項2所述的觸控屏測試系統,其中,該控制器具有一第一暫存器及一第二暫存器, 該第一暫存器用以儲存該N個不同的第一時間值, 該第二暫存器用以儲存該N個不同的第二時間值。
- 如請求項1所述的觸控屏測試系統,其中,該自動測試電路包括一開關及一測試電容, 該開關具有一電連接該接收端的第一端及一第二端,且受控制於導通與不導通間切換,當處於自動測試模式時,則該開關恆導通; 該測試電容具有一電連接該開關的第二端的第一端及一接地的第二端,用以模擬人體電容。
- 如請求項1所述的觸控屏測試系統,其中,該電晶體是一薄膜電晶體。
- 一種自動測試裝置,適用以測試一觸控屏,該觸控屏包括一像素單元及一測試端,該像素單元包括一電晶體及一電容,該電晶體具有一閘極、一源極及一汲極,該電容電連接該測試端與該電晶體的汲極間,且該自動測試裝置包含: 一接收端,電連接該觸控屏的測試端; 一電荷泵,電連接該電晶體的閘極;及 一自動測試電路,電連接該電荷泵與該接收端與該測試端, 該自動測試電路儲存N個第一時間值及N個第二時間值,且依序根據該N個第一時間值的其中之一與該N個第二時間值的其中之一,產生一第一時鐘信號及一第二時鐘信號,N為正整數,N≧2, 該自動測試電路用以產生一測試信號和一源極驅動信號,該測試信號和該源極驅動信號分別輸出到該測試端和該電晶體的源極,其中,該源極驅動信號同步於該測試信號, 該電荷泵電連接該自動測試電路以接收該第一時鐘信號及該第二時鐘信號,且根據該第一時鐘信號及該第二時鐘信號產生一同步於該測試信號的閘極驅動信號,該閘極驅動信號輸出到該電晶體的閘極,其中,該電荷泵根據該充電時鐘信號及該放電時鐘信號操作於一充電階段與一放電階段,該第一時間的定義為該第二時鐘信號剛進入充電階段時相位延遲轉態的時間,該第二時間的定義為該第二時鐘信號於放電階段中維持脈波的時間,其中,該第二時鐘信號的相位互補於該第一時鐘信號, 該接收端接收來自該像素單元的N×N個回饋信號,其中,由該N個第一時間值及N個第二時間值的排列組合共可產生N×N種的閘極驅動信號,該N×N種的回饋信號分別對應該N×N種的閘極驅動信號, 該自動測試電路將該N×N的回饋信號的每一進行信噪比運算,以得到N×N個信噪比值, 該自動測試電路比較該N×N個信噪比值以判斷出一最佳信噪比值,且記錄該最佳信噪比值所對應的該第一時間值及該第二時間值。
- 如請求項5所述的自動測試裝置,其中,該自動測試電路包括: 一放大器,電連接該接收端以接收每一回饋信號,請將該回饋信號進行放大; 一類比數位轉換器,電連接該放大器以接收該放大後的回饋信號,並進行類比至數位轉換,產生一數位信號; 一控制器,電連接該類比數位轉換器以接收該數位信號,並對該數位信號進行頻譜分析,以得到信號與噪聲各自的能量,以計算信噪比值。
- 如請求項6所述的自動測試裝置,其中,該控制器具有一第一暫存器及一第二暫存器, 該第一暫存器用以儲存該N個不同的第一時間值, 該第二暫存器用以儲存該N個不同的第二時間值。
- 如請求項5所述的自動測試裝置,其中,該自動測試電路包括一開關及一測試電容, 該開關具有一電連接該接收端的第一端及一第二端,且受控制於導通與不導通間切換,當處於自動測試模式時,則該開關恆導通; 該測試電容具有一電連接該開關的第二端的第一端及一接地的第二端,用以模擬人體電容。
- 一種觸控屏測試方法,由一觸控屏測試系統所執行,該觸控屏測試系統包括一自動測試裝置及一觸控屏,該自動測試裝置包括一電荷泵、一接收端及一自動測試電路,該觸控屏包括一像素單元及一測試端,該像素單元包括一電晶體及一電容,該電晶體具有一閘極、一源極及一汲極,該電容電連接該測試端與該電晶體的汲極間,該自動測試電路電連接該電荷泵與該接收端間,該接收端電連接該測試端,該觸控屏測試方法包含以下步驟: (A)該自動測試電路儲存N個第一時間值及N個第二時間值,且依序根據該N個第一時間值的其中之一與該N個第二時間值的其中之一,產生一第一時鐘信號及一第二時鐘信號,N為正整數,N≧2; (B)該自動測試電路用以產生一測試信號和一源極驅動信號,該測試信號和該源極驅動信號分別輸出到該測試端和該電晶體的源極,其中,該源極驅動信號同步於該測試信號; (C)該電荷泵根據該第一時鐘信號及一第二時鐘信號產生一同步於該測試信號的閘極驅動信號,該閘極驅動信號輸出到該電晶體的閘極,其中,該電荷泵根據該充電時鐘信號及該放電時鐘信號操作於一充電階段與一放電階段,該第一時間的定義為該第二時鐘信號剛進入充電階段時相位延遲轉態的時間,該第二時間的定義為該第二時鐘信號於放電階段中維持脈波的時間,其中,該第二時鐘信號的相位互補於該第一時鐘信號; (D)該接收端接收來自該像素單元的N×N個回饋信號,其中,由該N個第一時間值及N個第二時間值的排列組合共可產生N×N種的閘極驅動信號,該N×N種的回饋信號分別對應該N×N種的閘極驅動信號; (E)該自動測試電路將該N×N的回饋信號的每一進行信噪比運算,以得到N×N個信噪比值; (F)該自動測試電路比較該N×N個信噪比值以判斷出一最佳信噪比值,且記錄該最佳信噪比值所對應的該第一時間值及該第二時間值。
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