CN101908306B

CN101908306B - 光学触控面板的测试方法及阵列测试器

Info

Publication number: CN101908306B
Application number: CN2009101413496A
Authority: CN
Inventors: 蔡志鸿; 陈柏仰; 萧建智
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-06-02
Also published as: CN101908306A

Abstract

本发明提供一种光学触控面板的测试方法及一种阵列测试器，该测试方法包含下列步骤：耦合负电位至共通线以关闭感光元件；耦合正电位至读取线；开启开关元件以使该正电位通过该读取线及该开关元件对该感光元件充电；关闭该开关元件预设时间；耦合该负电位至该读取线；再度开启该开关元件以通过该读取线及该开关元件读取该感光元件的电位变化；以及分析该电位变化。

Description

光学触控面板的测试方法及阵列测试器

技术领域

本发明涉及一种光学触控面板的测试方法及阵列测试器，特别涉及一种光学触控面板的感光元件的测试方法及使用该测试方法的阵列测试器。

背景技术

在组装一个液晶显示器面板之前，通常会针对该液晶显示器面板的薄膜晶体管阵列的所有像素单元进行电性测试，从而提早检测出薄膜晶体管阵列的不良品以节省制造成本、找出薄膜晶体管阵列工艺中的问题点以及修补所测试出的缺陷点以提升工艺良率。

公知阵列测试器(array tester)已经可以测试出薄膜晶体管阵列中的缺陷并对所测试出的缺陷进行分类。例如美国专利第5,546,013号，标题为“用以决定薄膜晶体管液晶显示器中的接点品质及线路完整度的阵列测试器(Array tester for determining contact quality and line integrity in a TFT/LCD)”，即揭示了一种阵列测试器，其包含第一装置通过分别提供脉冲信号至栅极线及数据线以活化阵列的像素单元；第二装置从该阵列的数据线撷取信号波形；第三装置在选定时间针对该信号波形进行取样；及计算机对该信号波形分类以判定该阵列是否存在电性缺陷。

近年来，光学触控面板由于具有较佳的操作便利性而成为显示器产业的热门产品，尤其以嵌入非晶硅材料作为第三切换元件的光学触控面板因工艺相容性高而具有较低的生产成本。

然而，公知阵列测试器并不具有可针对光学触控面板的感光元件进行测试的功能。因此，有必要提出一种光学触控面板的感光元件的良率测试方法及测试装置，以有效预先检测光学触控面板的感光元件的品质是否符合出厂规格。

发明内容

本发明提出一种光学触控面板的感光元件的测试方法及使用该测试方法的阵列测试器，其可测试光学触控面板的所有感光元件是否为正常运作、漏电或断线，并可测试出具有电性缺陷的感光元件的所在位置。

本发明提出一种光学触控面板的测试方法，该光学触控面板包含多个阵列排列的像素单元，每一像素单元包含读取线、共通线、感光元件及开关元件，该感光元件耦接该共通线及该开关元件，该读取线耦接该开关元件，该测试方法包含下列步骤：耦合负电位至该共通线以关闭该感光元件；耦合正电位至该读取线；开启该开关元件以使该正电位对该感光元件充电；关闭该开关元件预设时间；耦合该负电位至该读取线；再度开启该开关元件以通过该读取线读取该感光元件的电位变化；及分析该电位变化，其中将所述读取线拉线以形成接触垫。

本发明还提出一种光学触控面板的测试方法，该光学触控面板包含多个阵列排列的像素单元，每一像素单元包含读取线、共通线、感光元件及开关元件，该感光元件耦接该共通线及该开关元件，该读取线耦接该开关元件，该测试方法包含下列步骤：耦合正电位至该共通线以开启该感光元件；开启该开关元件以使该读取线、该开关元件、该感光元件及该共通线形成电流通路；及分析该读取线的电流或电位变化，其中将所述读取线拉线以形成接触垫。

本发明还提出一种阵列测试器，用以测试光学触控面板的感光元件，该光学触控面板包含多个阵列排列的像素单元，每一像素单元包含读取线、共通线、开关元件及该感光元件，该感光元件耦接该共通线及该开关元件，该读取线耦接该开关元件，该阵列测试器包含测试头、控制单元及处理单元。该测试头包含多个探针用以分别电性接触该读取线的接触垫。该控制单元耦接该测试头，用以产生第一电位至该读取线，并另外控制该开关元件的启闭以使该第一电位对该感光元件进行充电或放电。该处理单元耦接该测试头，用以分析该读取线的电流或电位变化以判定该感光元件是否具有缺陷。

本发明的光学触控面板的感光元件的测试方法及阵列测试器中，通过分析像素单元的读取线所读出的电流或电位变化，可判定该像素单元中的感光元件是否存在电性缺陷，并可判定该电性缺陷的种类。

附图说明

图1显示了光学触控面板的像素单元的电路示意图。

图2显示了第1图的像素单元的感光元件的剖视图。

图3a显示了本发明实施例的光学触控面板的测试系统的示意图，其中读取线的接触垫设置于非数据线侧及非栅极线侧。

图3b显示了本发明实施例的光学触控面板的测试系统的另一示意图，其中读取线的接触垫设置于栅极线侧。

图3c显示了本发明实施例的光学触控面板的测试系统的另一示意图，其中读取线的接触垫设置于数据线侧。

图4a显示了本发明实施例的光学触控面板的感光元件的测试方法的时序图。

图4b显示了本发明实施例的光学触控面板的感光元件的测试方法的流程图。

图5a显示了本发明另一实施例的光学触控面板的感光元件的测试方法的时序图。

图5b显示了本发明另一实施例的光学触控面板的感光元件的测试方法的流程图。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，下文将结合附图，作详细说明如下。在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此首先申明。

请参照图1所示，其显示了光学触控面板的像素单元1的电路示意图。该光学触控面板包含像素阵列，其包含多个阵列排列的像素单元。该像素单元1为多个像素单元其中之一。该像素单元1包含第一栅极线G_n-1、第二栅极线G_n、第一数据线D_m-1及第二数据线D_m以共同界定该像素单元1。该像素单元1一般还包含读取线11、共通线12、像素晶体管13、感光元件14及开关元件15，其中该像素晶体管13、该感光元件14及该开关元件15例如可为薄膜晶体管(TFT)。当该第二栅极线G_n开启该像素晶体管13时，该第二数据线D_m通过该像素晶体管13对液晶电容131及储存电容132充电。该感光元件14包含栅极G、源极S及漏极D；该栅极G及漏极D耦接至该共通线12，该源极S耦接至该开关元件15。该感光元件14用以吸收光能量以形成光电流I_photo；当该第一栅极线G_n-1开启该开关元件15时，该光电流I_photo可通过该开关元件15流至该读取线11。必须了解的是，图1所绘示的像素单元1仅显示了用以说明本发明时所需要的部份元件并省略了其他元件，且图1中所包含各元件的配置方式仅为像素单元1的一种实施例，并非用以限定本发明的测试方法仅能用以测试此种像素单元结构。

请参照图1及2所示，图2显示该感光元件14的一种实施例的剖视图。该感光元件14一般包含基板16、第一金属层141(例如栅极)、绝缘层142、非晶硅层(amorphous silicon)143及第二金属层144、145(例如源极以及漏极)。该第一金属层141设置于该基板16上并耦接该共通线12。该绝缘层142用以绝缘该第一金属层141。该非晶硅层143形成于该绝缘层142上并位于该第一金属层141上方以作为通道。该第二金属层144及145则分别形成于该非晶硅层143上方两侧。应该了解的是，图2仅显示该感光元件14中用以说明本发明时所需要的部分构件并省略了其他构件，且图2中所示各构件的配置位置并非用以限定本发明的测试方法仅能用以测试此种结构的感光元件。

请参照图3a至3c所示，其显示了本发明实施例的光学触控面板的测试系统的示意图，该测试系统包含阵列测试器9及触控面板100。该阵列测试器9包含测试头90、至少一信号传输线92、控制单元93及处理单元94。此外，该阵列测试器9可还包含栅极测试头90′及源极测试头90″用以进行数据线电性特性的测试，及共通线测试接头90″′用以电性连接共通线。该测试头90具有多个探针91(test probe)分别电性连接读取线11的接触垫111，该信号传输线92用以在所述多个测试头90、90′、90″和90″′及该控制单元93和处理单元94之间进行信号传输。可以了解的是，图3a至3c中仅显示用以说明本发明的部分元件并省略了其他元件；此外在图3b及3c中，为简化图示而省略了该栅极测试头90′及该源极测试头90″的图示。

该触控面板100包含多个阵列排列的像素单元1(如图1所示)。在进行测试时，像素区内每列像素单元1的读取线11被拉线至像素区外并耦接至接触垫(contact pad)111。该阵列测试器9通过该信号传输线92电性连接该测试头90，该测试头90具有多个探针91分别用以电性接触接触垫111。该阵列测试器9内则包含控制单元93及处理单元94。该控制单元93用以传送控制信号及电压信号至该触控面板100；该处理单元94用以分析读取线的电流或电位变化以进行感光元件14的电性特性判定及缺陷分类。此外，根据不同的工艺及结构，该读取线11的接触垫111可能设置于该触控面板100的非栅极线侧及非数据线侧，如图3a所示；亦可能设置于该触控面板100的栅极线侧，如图3b所示；或设置于该触控面板100的数据线侧，如图3c所示。本发明的光学触控面板的感光元件的测试方法中，只要将该测试头90的位置相对应于读取线11的接触垫111的位置设置即可应用于不同的触控面板中。

请同时参照图1、2及4a所示，接着说明本发明的光学触控面板的感光元件的测试方法的一种实施方式。首先，在进行测试时，需先将像素区内每一读取线11拉线至像素区外以分别形成接触垫111，其中所述多个接触垫111用以电性连接至阵列测试器(array tester)9，例如该阵列测试器9可通过该测试头90的探针91电性连接该接触垫111。在写入时间t₁中，通过该共通线测试接头90″′耦合(couple)负电位(V_com)至该共通线12，其中该负电位可由该阵列测试器9的控制单元93提供或由其他适当电源提供，且该负电位的电位值设定为能够关闭该感光元件14；因此，该感光元件14的第一金属层141形成负电位而关闭该感光元件14。接着，由该阵列测试器9的控制单元93传送正电位(V_test)至该接触垫111及读取线11并维持一段适当时间，其中该负电位及该正电位可在相同时间或不同时间分别传送至该共通线12及该接触垫111。当该共通线12成为负电位及该读取线11成为正电位后，通过该第一栅极线G_n-1开启该开关元件15，例如可由该阵列测试器9的控制单元93传送控制信号(V_S)至该第一栅极线G_n-1；因此，可对位于该感光元件14的该第一金属层141及该非晶硅层143间的杂散电容C充电，且该杂散电容C将被充电至预设电位(例如图4a的V₁)。接着在该共通线12为负电位且该读取线11为正电位的期间内，通过该第一栅极线G_n-1关闭该开关元件15并维持预设时间。

在读取时间t₂中，该共通线12仍维持为负电位。此时，由该阵列测试器9耦合负电位(V_test)至该接触垫111及读取线11并维持一段适当时间，其中该负电位可由该阵列测试器9的控制单元93提供或由其他适当电源提供。该负电位值优选相等于耦合至该共通线12的负电位值，从而正确测量该感光元件14的电位变化。接着，在该共通线12及该读取线11均为负电位的期间内，该控制单元93通过该第一栅极线G_n-1再度开启该开关元件15；因此，该阵列测试器9的处理单元94则可通过该读取线11及该接触垫111读取该杂散电容C中的残留电荷并分析其电位变化以判定该感光元件14为正常运作、漏电或断线。例如图4a所示，当该处理单元94所读取的电位如V_read所示，亦即所读取到的第二电位V₂约等于第一电位V₁(该杂散电容C在该写入时间t₁被充电所到达的预设电位)，则表示该感光元件14为正常运作；当该处理单元94所读取的电位如V_read′所示，亦即所读取到的第二电位V₂′小于该第一电位V₁，则表示该感光元件14为漏电；当该处理单元94所读取的电位如V_read″所示，亦即读取到零电位，则表示该开关元件15与该感光元件14间为断线。

综而言之，当该开关元件15在该写入时间t₁被开启时，该杂散电容C被充电至该第一电位V₁，且当该开关元件15在该读取时间t₂再度被开启时，该杂散电容C已放电(漏电)至该第二电位V₂；其中，当该第二电位V₂大致等于该第一电位V₁时，该处理单元94判定该感光元件14为正常运作；当该第二电位V₂小于该第一电位V₁时，判定该感光元件14为漏电；当该第二电位V₂大致为零时，判定该感光元件14为断线。

此外，图4a中所示的写入时间t₁及读取时间t₂的长短可根据实际应用而决定，且正负电位的传送时间及时间长短亦可根据实际应用而决定。此外，该阵列测试器9的控制单元93前后开启该开关元件15的维持期间(holding time)T可用以决定该感光元件14的详细操作信息，例如可将该维持期间T与该处理单元94所读取的残留电位制作成关系图，则可据此得到该感光元件14的漏电阻。在实施例中，该维持期间T可设定为一个图框时间(frame time)，因此可根据测试结果得到该感光元件14的实际操作特性。

综上所述，本发明的光学触控面板的感光元件测试方法的实施例显示在图4b中，其包含下列步骤：将读取线拉线以形成接触垫(步骤210)；耦合负电位至共通线以关闭感光元件(步骤220)；耦合正电位至该接触垫(步骤230)；开启该开关元件以使该正电位对感光元件充电(步骤240)；关闭该开关元件预设时间(步骤250)；耦合该负电位至该读取线(步骤260)；再度开启该开关元件以通过该读取线读取该感光元件的电位变化(步骤270)以及分析该电位变化(步骤280)。由于该测试方法的详细实施方式已详述于以上段落，在此不再赘述。

请同时参照图1、2及5a所示，接着说明本发明的光学触控面板的感光元件测试方法的另一种实施方式。首先，在进行测试时，同样需将像素区内每一读取线11拉线至像素区外以分别形成接触垫111，其中所述多个接触垫111用以电性连接至阵列测试器9的测试头90。通过共通线测试接头90″′耦合正电位(V_com′)至该共通线12，其中该正电位可由该阵列测试器9的控制单元93提供或由其他适当电源提供；因此，该感光元件14的第一金属层141形成正电位而开启该感光元件14。接着，当该共通线12成为正电位后或同时，通过该第一栅极线G_n-1开启该开关元件15，例如可由该阵列测试器9的控制单元93传送控制信号(V_S′)至该第一栅极线G_n-1以开启该开关元件15；因此，可在该共通线12、该感光元件14、该开关元件15及该读取线11上形成电流通路连接至该接触垫111及该阵列测试器9；该阵列测试器9的处理单元94则可通过该接触垫111及读取线11读取来自该感光元件14的电流变化，并分析所读取的电流变化以判定该感光元件14是否具有电性缺陷。例如图5a所示，当该处理单元94所读取的电流变化如I_READ所示，亦即所读取的电流值等于预设电流值，则表示该感光元件14为正常运作；当该处理单元94所读取的电流变化如I_READ′所示，亦即所读取的电流小于预设电流值，则表示该感光元件14具有电性缺陷；其中，该预设电流值可根据电路参数预先计算而得。在另一实施例中，该处理单元94所读取的电流变化亦可先被转换为电压变化后再被该处理单元94读取，亦即该阵列测试器9可具有电流值及电位值相互转换的功能。

综而言之，该阵列测试器9的处理单元94将所读取的电流或电位变化与预设电流值或电位值相比较，以判定该感光元件14是否运作正常。在实施例中，可将该处理单元94所读取的电位变化或电流变化利用类比数字单元转换为数字信息，从而根据该数字信息判定该感光元件14的运作情形。此外，图5a中所示的正电位的传送时间及时间长短可根据实际应用而决定，并不限定于图5a所揭示者。

综上所述，本发明的光学触控面板的感光元件测试方法的另一实施例显示于图5b，其包含下列步骤：将读取线拉线以形成接触垫(步骤310)；传送正电位至共通线以开启感光元件(步骤320)；开启开关元件以使该共通线、该感光元件、该开关元件及该读取线形成电流通路(步骤330)以及分析该读取线的电流或电位变化(步骤340)。此外，该测试方法的详细实施方式已详述于以上段落，于此不再赘述。

此外，在另一实施例中，本发明的光学触控面板的感光元件的测试方法可依序进行图4b及图5b的测试。例如在第一时间区间先进行图4b的测试后，再在第二时间区间进行图5b的测试；或者在第一时间区间先进行图5b的测试后，再在第二时间区间进行图4b的测试，其中测试顺序可预先设定于该阵列测试器9中。例如，在一种实例中，光学触控面板的感光元件的测试方法包含下列步骤：在第一时间区间耦合负电位至该共通线以关闭该感光元件；耦合正电位至该读取线；开启该开关元件以使该正电位对感光元件充电；关闭该开关元件预设时间；耦合该负电位至该读取线；再度开启该开关元件以通过该读取线读取该感光元件的第一电位变化；关闭该开关元件；在第二时间区间耦合正电位至该共通线以开启该感光元件；开启该开关元件以使该读取线、该开关元件、该感光元件及该共通线形成电流通路以输出第二电位或电流变化；以及分析该第一电位变化及该第二电位或该电流变化。由于此实施例的详细测试方法亦已详述于前各段落，因此于此不再赘述。

如前所述，由于公知阵列测试器并不具有感光元件的测试功能，并不适用现行光学触控面板的测试。因此，本发明提出一种光学触控面板的感光元件的测试方法(图4b及5b)及阵列测试器(图3a-3c)，利用阵列测试器根据从读取线(read-out line)所读取的电流或电位变化以判定光学触控面板的所有感光元件是否为正常运作、漏电或断线，并可测试具有电性缺陷的感光元件的所在位置。

虽然本发明已以前述实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与修改。因此本发明的保护范围应当以所附权利要求为准。

Claims

1.一种光学触控面板的测试方法，所述光学触控面板包含多个阵列排列的像素单元，每一像素单元包含读取线、共通线、感光元件及开关元件，所述感光元件耦接所述共通线及所述开关元件，所述读取线耦接所述开关元件，所述测试方法包含下列步骤：

耦合负电位至所述共通线以关闭所述感光元件；

耦合正电位至所述读取线；

开启所述开关元件以使所述正电位对所述感光元件充电；

关闭所述开关元件预设时间；

耦合所述负电位至所述读取线；

再度开启所述开关元件以通过所述读取线读取所述感光元件的电位变化；及

分析所述电位变化，

其中，将所述读取线拉线以形成接触垫。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其中所述接触垫位于所述光学触控面板的非数据线侧及非栅极线侧、数据线侧或栅极线侧其中之一。

3.根据权利要求1所述的测试方法，其中所述预设时间为一个帧时间。

4.根据权利要求1所述的测试方法，其中分析所述电位变化的步骤还包含下列步骤：根据所述电位变化判定所述感光元件为正常运作、短路或断线。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其中所述正电位将所述感光元件充电至第一电位，所述感光元件通过所述读取线输出第二电位，分析所述电位变化的步骤还包含下列步骤：

当所述第二电位等于所述第一电位时，判定所述感光元件为正常运作；

当所述第二电位小于所述第一电位时，判定所述感光元件为漏电；及

当所述第二电位为零时，判定所述感光元件为断线。

6.根据权利要求1所述的测试方法，其中所述开关元件当所述共通线为负电位且所述读取线为正电位或负电位时被开启。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其中所述正电位及所述负电位由阵列测试器所提供。

8.根据权利要求1所述的测试方法，其中所述开关元件的开启由阵列测试器所控制。

9.一种光学触控面板的测试方法，所述光学触控面板包含多个阵列排列的像素单元，每一像素单元包含读取线、共通线、感光元件及开关元件，所述感光元件耦接所述共通线及所述开关元件，所述读取线耦接所述开关元件，所述测试方法包含下列步骤：

耦合正电位至所述共通线以开启所述感光元件；

开启所述开关元件以使所述读取线、所述开关元件、所述感光元件及所述共通线形成电流通路；及

分析所述读取线的电流或电位变化，

其中，将所述读取线拉线以形成接触垫。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其中所述电流通路由所述读取线通过所述接触垫耦接至阵列测试器。

11.根据权利要求9所述的测试方法，其中所述接触垫位于所述光学触控面板的非数据线侧及非栅极线侧、数据线侧或栅极线侧其中之一。

12.根据权利要求9所述的测试方法，其中分析所述读取线的电流或电位变化还包含下列步骤：将所述电流或电位变化与预设电流值或电位值相比较以判定所述感光元件为正常运作或具有缺陷。

13.根据权利要求9所述的测试方法，其中所述开关元件当所述共通线为正电位时被开启。

14.根据权利要求9所述的测试方法，其中所述正电位由阵列测试器所提供。

15.一种阵列测试器，用以测试光学触控面板的感光元件，所述光学触控面板包含多个阵列排列的像素单元，每一像素单元包含读取线、共通线、开关元件及所述感光元件，所述感光元件耦接所述共通线及所述开关元件，所述读取线耦接所述开关元件，所述阵列测试器包含：

测试头，包含多个探针用以分别电性接触所述读取线的接触垫；

控制单元，耦接所述测试头，用以产生第一电位至所述读取线，并控制所述开关元件的启闭以使所述第一电位对所述感光元件充电或放电；以及

处理单元，耦接所述测试头，用以分析所述读取线的电流或电位变化以判定所述感光元件是否具有缺陷。

16.根据权利要求15所述的阵列测试器，其中所述控制单元还产生第二电位至所述共通线以控制所述感光元件的启闭。

17.根据权利要求16所述的阵列测试器，其中所述第一及第二电位为正电位或负电位。

18.根据权利要求15所述的阵列测试器，其中所述阵列测试器具有电流值及电位值相互转换的功能。