一種ito線路阻抗量測裝置、方法及模擬信號發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種ITO線路阻抗量測裝置、方法及模擬信號發(fā)生器，該ITO線路阻抗量測裝置包括：一激勵電壓源，用于輸出阻抗量測激勵電壓VSET；一量測檔位切換電路，用于將該阻抗量測激勵電壓VSET經(jīng)量測電阻Rd和待測阻抗Rx分壓處理輸出反饋電壓VS+；一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于采集該阻抗量測激勵電壓VSET和該反饋電壓VS+，并將該阻抗量測激勵電壓VSET和該反饋電壓VS+轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號VSET和VS+；以及一MCU處理單元，該MCU處理單元用于根據(jù)該數(shù)字信號VSET、VS+和該量測電阻Rd計算出該待測阻抗Rx的阻值，其中，Rx＝(Rd×VS+)/(VSET?VS+)。本發(fā)明能夠在所有類型的觸控面板和顯示面板的開短路檢測工序中精準(zhǔn)、快速的測量出ITO走線的實際阻值，并能快速確定ITO走線開短路異常的位置及種類。
【專利說明】
一種ITO線路阻抗量測裝置、方法及模擬信號發(fā)生器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及ITO(銦錫金屬氧化物)半導(dǎo)體電學(xué)參數(shù)量測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種ITO線路阻抗量測裝置、方法及模擬信號發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]以ITO半導(dǎo)體為噴涂原料的透明導(dǎo)電薄膜是液晶顯示面板、觸控面板和OLED面板的重要功能單元，其制造工藝較為復(fù)雜，需在高度凈化的廠房環(huán)境中，利用平面磁控技術(shù)，在超薄玻璃上濺射納米銦錫金屬氧化物導(dǎo)電薄膜鍍層并經(jīng)高溫退火處理才能得到，而后還要經(jīng)過ITO蝕刻、金屬濺鍍、金屬蝕刻、Si02濺鍍、正面鈍化層涂布、鐳射切割、超聲波清洗、開短路檢測、外觀檢驗、覆膜等一系列制程才能得到成品的面板。其中，開短路檢測工序是衡量成品面板內(nèi)部ITO圖案是否良好、ITO走線阻抗是否正常的重要制程。
[0003]目前有部分觸控IC廠商會提供一些基于觸控IC的簡易測試方案來間接的實現(xiàn)觸控面板的開短路檢測工序:通過觸控IC采集和分析面板內(nèi)部節(jié)點電容的參考值，當(dāng)這些節(jié)點電容的參考值均正常則判斷面板內(nèi)部的ITO走線基本正常；當(dāng)某些節(jié)點電容的參考值異常則判斷這些節(jié)點附近的ITO走線可能存在開路或短路，但是ITO走線具體異常的位置及異常的種類則無法判斷。此外，這種基于觸控IC的簡易測試方案也不能檢測出觸控面板內(nèi)部ITO走線的實際阻值，而液晶顯示面板和OLED面板目前尚無可靠的測試方案來實現(xiàn)ITO走線開短路檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開一種ITO線路阻抗量測裝置、方法及模擬信號發(fā)生器，能夠在所有類型的觸控面板和顯示面板的開短路檢測工序中精準(zhǔn)、快速的測量出ITO走線的實際阻值，并能快速確定ITO走線開短路異常的位置及種類。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種ITO線路阻抗量測裝置，其包括:一激勵電壓源，該激勵電壓源用于輸出阻抗量測激勵電壓VSET;—量測檔位切換電路，該量測檔位切換電路用于將該阻抗量測激勵電壓VSET經(jīng)量測電阻Rd和待測阻抗Rx分壓處理輸出反饋電壓VS+ ;—模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于采集該阻抗量測激勵電壓VSET和該反饋電壓VS+，并將該阻抗量測激勵電壓VSET和該反饋電壓VS+轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號VSET和VS+;以及一MCU處理單元，該MCU處理單元用于根據(jù)該數(shù)字信號VSET、VS+和該量測電阻Rd計算出該待測阻抗Rx的阻值，其中，Rx = (Rd X VS+) / (VSET-VS+)。
[0006]作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該激勵電壓源為一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該ITO線路阻抗量測裝置還包括一第一功率運放電路和一第二功率運放電路，該第一功率運放電路用于為該數(shù)模轉(zhuǎn)換器和該模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供參考電壓VREF;該第二功率運放電路用于為該數(shù)模轉(zhuǎn)換器和該模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供低噪聲模擬電源VAA。
[0007]作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該M⑶處理單元還用于為該數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)送配置數(shù)據(jù)，控制該數(shù)模轉(zhuǎn)換器將該參考電壓VREF進(jìn)行轉(zhuǎn)化輸出該阻抗量測激勵電壓VSET。
[0008]作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該第一功率運放電路將一低噪聲電壓經(jīng)擴(kuò)壓、擴(kuò)流處理之后生成該參考電壓VREF，該第二功率運放電路將該低噪聲電壓經(jīng)擴(kuò)壓、擴(kuò)流處理之后生成該低噪聲模擬電源VAA。
[0009]作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該量測檔位切換電路包括多個量測電阻Rd以及與該多個量測電阻Rd--對應(yīng)的多個量測檔位切換開關(guān)。
[0010]作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該量測檔位切換電路與該MCU處理單元電連接，該多個量測檔位切換開關(guān)的通斷由該MCU處理單元控制。
[0011]作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該ITO線路阻抗量測裝置還包括一電壓緩沖運放電路、一第一電壓衰減運放電路和一第二電壓衰減運放電路;該第一電壓衰減運放電路將該阻抗量測激勵電壓VSET進(jìn)行電壓衰減處理后再送入到該模數(shù)轉(zhuǎn)換器;該電壓緩沖運放電路和該第二電壓衰減運放電路先后將該反饋電壓VS+進(jìn)行緩沖、電壓衰減處理后再送入到該模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0012]本發(fā)明另提供一種模擬信號發(fā)生器，用于為顯示面板提供電壓波形測試信號，該模擬信號發(fā)生器還包括ITO線路阻抗量測單元，該ITO線路阻抗量測單元為如上述技術(shù)方案所述的ITO線路阻抗量測裝置。
[0013]本發(fā)明另提供一種ITO線路阻抗量測方法，包括以下步驟:
[0014]I)提供一阻抗量測激勵電壓VSET;
[0015]2)將該阻抗量測激勵電壓VSET經(jīng)量測電阻Rd和待測阻抗Rx分壓處理輸出反饋電壓 VS+;
[0016]3)根據(jù)公式Rx=(RdXVS+)/(VSET_VS+)計算出該待測阻抗Rx的阻值。
[0017]作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，該ITO線路阻抗量測方法還包括以下步驟:
[0018]SI)該量測電阻Rd的阻值選定為IM ohm，根據(jù)步驟I至步驟3計算出該待測阻抗Rx的初測阻值；
[0019]S2)根據(jù)該初測阻值重復(fù)步驟2和步驟3;其中當(dāng)該初測阻值為Oohm?5K ohm，Rd的阻值選定為IK ohm;當(dāng)該初測阻值為5K ohm?50K ohm，Rd的阻值選定為1K ohm;當(dāng)該初測阻值為50K ohm?500K ohm，Rd的阻值選定為100K ohm;當(dāng)該初測阻值為500K ohm?5Mohm，Rd的阻值選定為IM ohm;當(dāng)該初測阻值為5M ohm?1000M ohm，Rd的阻值選定為4Mohm0
[°02°] 作為進(jìn)一步可選的技術(shù)方案，步驟SI和步驟S2的量測時間合計為7ms?27ms。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0022]由于本發(fā)明采用量測電阻Rd和待測阻抗Rx對阻抗量測激勵電壓VSET分壓的方式計算待測阻抗Rx的阻值，且量測時間為7ms?27ms，使得本發(fā)明能夠支持所有類型的觸控面板和顯示面板內(nèi)部ITO走線的開短路檢測，能夠快速測量出ITO走線的實際阻值，能夠快速確定ITO走線開短路異常的位置。另外，本發(fā)明可以通過MCU處理單元配置數(shù)模轉(zhuǎn)換器的方式調(diào)節(jié)阻抗量測激勵電壓VSET的大小，可以實現(xiàn)ITO走線絕緣度或ITO走線開短路等電學(xué)參數(shù)的精確量測。
【附圖說明】
[0023]圖1本發(fā)明ITO線路阻抗量測裝置的實施例圖；
[0024]圖2第一功率運放電路的的實施例圖；
[0025]圖3第二功率運放電路的的實施例圖；
[0026]圖4第一電壓衰減運放電路的實施例圖；
[0027]圖5本發(fā)明ITO線路阻抗量測方法流程圖；
[0028]圖6本發(fā)明裝置應(yīng)用于觸控面板或顯示面板開短路檢測工序的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明ITO線路阻抗量測裝置包括低噪聲參考電壓源、第一功率運放電路、第二功率運放電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、數(shù)模轉(zhuǎn)換器C、多路選通器、MCU處理單元、量測檔位切換電路、電壓緩沖運放電路、第一電壓衰減運放電路、第二電壓衰減運放電路和雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、數(shù)模轉(zhuǎn)換器C作為3路激勵電壓源。
[0031]上述實施例中，低噪聲參考電壓源用于生成ITO線路阻抗量測裝置的參考電壓，該參考電壓經(jīng)第一功率運放電路進(jìn)行擴(kuò)壓、擴(kuò)流處理之后生成數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、數(shù)模轉(zhuǎn)換器C和雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考電壓VREF，同時該參考電壓經(jīng)第二功率運放電路進(jìn)行擴(kuò)壓、擴(kuò)流處理之后生成數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、數(shù)模轉(zhuǎn)換器C和雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的低噪聲模擬電源VAA。
[0032]上述實施例中，第一功率運放電路的的實施例圖如圖2所示，第二功率運放電路的的實施例圖如圖3所示。
[0033]上述實施例中，M⑶處理單元通過IIC總線分別給數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、數(shù)模轉(zhuǎn)換器C發(fā)送配置數(shù)據(jù)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、數(shù)模轉(zhuǎn)換器C根據(jù)該配置數(shù)據(jù)將參考電壓VREF進(jìn)行量化分別輸出VSET_A、VSET_B、VSET_C*3路電壓，這3路電壓進(jìn)入多路選通器之后在MCU處理單元的控制下選通I路電壓輸出作為阻抗量測激勵電壓VSET。
[0034]上述實施例中，VSET_B作為量測ITO走線絕緣度的阻抗量測激勵電壓VSET;VSET_A作為量測ITO走線開短路的阻抗量測激勵電壓VSET; VSET_C作為備用阻抗量測激勵電壓VSET0
[0035]上述實施例中，量測檔位切換電路基于磁簧管繼電器、5個量測電阻Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5實現(xiàn)，其中，Rdl的阻值為IK ohm、Rd2的阻值為1K ohm、Rd3的阻值為100K ohm、Rd4的阻值為IM ohm、Rd5的阻值為4M ohm，量測電阻Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5分別與量測檔位切換開關(guān)Sdl、Sd2、Sd3、Sd4、Sd5——對應(yīng)，量測檔位切換開關(guān)Sdl、Sd2、Sd3、Sd4、Sd5的通斷由MCU處理單元控制。
[0036]上述實施例中，需要對待測阻抗Rx的阻值進(jìn)行初步量測，其量測流程如圖5所示:
[0037]I )M⑶處理單元選通量測檔位切換開關(guān)Sd4，阻抗量測激勵電壓VSET在MCU處理單元的控制下通過量測檔位切換開關(guān)Sd4接入到量測電阻Rd4上，阻抗量測激勵電壓VSET經(jīng)量測電阻Rd4和待測阻抗(Rx)分壓之后輸出一個反饋電壓VS+;
[0038]2)電壓緩沖運放電路和第二電壓衰減運放電路先后將該反饋電壓VS+進(jìn)行緩沖、電壓衰減處理后送入到雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號VS+，同時第一電壓衰減運放電路將阻抗量測激勵電壓VSET進(jìn)行電壓衰減處理后也送入到該雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號VSET;
[0039]3)M⑶處理單元通過SPI通訊總線從雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器中讀取數(shù)字信號VSET和VS+，并根據(jù)公式Rx = (Rd X VS+) / (VSET-VS+)初步計算出該待測阻抗Rx的初測阻值。
[0040]上述實施例中，該待測阻抗Rx的初測阻值的量測時間為2ms
[0041]上述實施例中，第一電壓衰減運放電路的實施例圖如圖4所示。
[0042]上述實施例中，MCU處理單元根據(jù)待測阻抗Rx的初測阻值結(jié)果再次對待測阻抗Rx的阻值精確量測，其中，當(dāng)Rx的初測阻值Oohm?5K ohm，選通量測檔位切換開關(guān)Sdl ；當(dāng)Rx的初測阻值為5K ohm?50K ohm，選通量測檔位切換開關(guān)Sd2;當(dāng)Rx的初測阻值為50K ohm?500K ohm，選通量測檔位切換開關(guān)Sd3;當(dāng)Rx的初測阻值為500K ohm?5M ohm，選通量測檔位切換開關(guān)Sd4;當(dāng)Rx的初測阻值為5M ohm?1000M ohm，選通量測檔位切換開關(guān)Sd5。
[0043]上述實施例中，為保證待測阻抗Rx的實際阻值的量測精度需要預(yù)留一定的放電時間，其中，采用量測電阻Rdl再次對待測阻抗Rx的阻值精確量測的時間為5ms?9ms;采用量測電阻Rd2再次對待測阻抗Rx的阻值精確量測的時間為9ms?13ms;采用量測電阻Rd3再次對待測阻抗Rx的阻值精確量測的時間為13ms?17ms ；采用量測電阻Rd4再次對待測阻抗Rx的阻值精確量測的時間為17ms?2 Ims ;采用量測電阻Rd5再次對待測阻抗Rx的阻值精確量測的時間為21 ms?2 5m s。例如待測阻抗Rx的初測阻值為4K ohm，MCU處理單元則選通測檔位切換開關(guān)Sdl對待測阻抗Rx的阻值進(jìn)行精確量測:
[0044]I )M⑶處理單元選通量測檔位切換開關(guān)Sdl，阻抗量測激勵電壓VSET在MCU處理單元的控制下通過量測檔位切換開關(guān)Sdl接入到量測電阻Rdl上，阻抗量測激勵電壓VSET經(jīng)量測電阻Rdl和待測阻抗(Rx)分壓之后輸出一個反饋電壓VS+;
[0045]2)電壓緩沖運放電路和第一電壓衰減運放電路先后將該反饋電壓VS+進(jìn)行緩沖、電壓衰減處理后送入到雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號VS+，同時第一電壓衰減運放電路將阻抗量測激勵電壓VSET進(jìn)行電壓衰減處理后也送入到該雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號VSET;
[0046]3)M⑶處理單元通過SPI通訊總線從雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器中讀取數(shù)字信號VSET和VS+，并根據(jù)公式Rx = (IK ohm X VS+)/(VSET-VS+)計算出該待測阻抗Rx的實際阻值。
[0047]圖6是本發(fā)明裝置應(yīng)用于觸控面板或顯示面板開短路檢測工序的流程圖，其中，ITO走線絕緣度檢測選用VSET_B作為阻抗量測激勵電壓VSET，VSET_B的激勵電壓輸出范圍為+4VDC?+10VDC;IT0走線短路檢測和ITO走線開路檢測都選用VSET_A作為阻抗量測激勵電壓VSET，VSET_A的激勵電壓輸出范圍為+0.4VDC?+4VDC。
[0048]需要說明的是，本發(fā)明裝置還可以集成于用于為顯示面板提供電壓波形測試信號的模擬信號發(fā)生器中，作為模擬信號發(fā)生器的ITO線路阻抗量測功能單元。
[0049]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上該僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種ITO線路阻抗量測裝置，其特征在于，該ITO線路阻抗量測裝置包括: 一激勵電壓源，該激勵電壓源用于輸出阻抗量測激勵電壓VSET; 一量測檔位切換電路，該量測檔位切換電路用于將該阻抗量測激勵電壓VSET經(jīng)量測電阻Rd和待測阻抗Rx分壓處理輸出反饋電壓VS+; 一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于采集該阻抗量測激勵電壓VSET和該反饋電壓VS+，并將該阻抗量測激勵電壓VSET和該反饋電壓VS+轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號VSET和VS+;以及 一 MCU處理單元，該MCU處理單元用于根據(jù)該數(shù)字信號VSET、VS+和該量測電阻Rd計算出該待測阻抗Rx的阻值，其中，Rx = (Rd X VS+) / (VSET-VS+)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ITO線路阻抗量測裝置，其特征在于，該激勵電壓源為一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該ITO線路阻抗量測裝置還包括一第一功率運放電路和一第二功率運放電路，該第一功率運放電路用于為該數(shù)模轉(zhuǎn)換器和該模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供參考電壓VREF;該第二功率運放電路用于為該數(shù)模轉(zhuǎn)換器和該模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供低噪聲模擬電源VAA。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種ITO線路阻抗量測裝置，其特征在于，該第一功率運放電路將一低噪聲電壓經(jīng)擴(kuò)壓、擴(kuò)流處理之后生成該參考電壓VREF，該第二功率運放電路將該低噪聲電壓經(jīng)擴(kuò)壓、擴(kuò)流處理之后生成該低噪聲模擬電源VAA。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種ITO線路阻抗量測裝置，其特征在于，該MCU處理單元還用于為該數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)送配置數(shù)據(jù)，控制該數(shù)模轉(zhuǎn)換器將該參考電壓VREF進(jìn)行轉(zhuǎn)化輸出該阻抗量測激勵電壓VSET。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ITO線路阻抗量測裝置，其特征在于，該量測檔位切換電路包括多個量測電阻Rd以及與該多個量測電阻Rd--對應(yīng)的多個量測檔位切換開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種ITO線路阻抗量測裝置，其特征在于，該量測檔位切換電路與該MCU處理單元電連接，該多個量測檔位切換開關(guān)的通斷由該MCU處理單元控制。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ITO線路阻抗量測裝置，其特征在于，該ITO線路阻抗量測裝置還包括一電壓緩沖運放電路、一第一電壓衰減運放電路和一第二電壓衰減運放電路；該第一電壓衰減運放電路將該阻抗量測激勵電壓VSET進(jìn)行電壓衰減處理后再送入到該模數(shù)轉(zhuǎn)換器;該電壓緩沖運放電路和該第二電壓衰減運放電路先后將該反饋電壓VS+進(jìn)行緩沖、電壓衰減處理后再送入到該模數(shù)轉(zhuǎn)換器。8.—種模擬信號發(fā)生器，用于為顯示面板提供電壓波形測試信號，其特征在于，該模擬信號發(fā)生器還包括ITO線路阻抗量測單元，該ITO線路阻抗量測單元為如權(quán)利要求1至7任一項所述的ITO線路阻抗量測裝置。9.一種ITO線路阻抗量測方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)提供一阻抗量測激勵電壓VSET; 2)將該阻抗量測激勵電壓VSET經(jīng)量測電阻Rd和待測阻抗Rx分壓處理輸出反饋電壓VS+ ; 3)根據(jù)公式Rx= (Rd XVS+) /(VSET-VS+)計算出該待測阻抗Rx的阻值。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種ITO線路阻抗量測方法，其特征在于，該ITO線路阻抗量測方法還包括以下步驟: SI)該量測電阻R d的阻值選定為IM O h m，根據(jù)步驟I至步驟3計算出該待測阻抗R X的初測阻值； S2)根據(jù)該初測阻值重復(fù)步驟2和步驟3; 其中，當(dāng)該初測阻值為Oohm?5K ohm，步驟S2中Rd的阻值選定為IK ohm;當(dāng)該初測阻值為5K ohm?50K ohm，步驟S2中Rd的阻值選定為1K ohm;當(dāng)該初測阻值為50K ohm?500Kohm，步驟S2中Rd的阻值選定為10K ohm;當(dāng)該初測阻值為500K ohm?5M ohm，步驟S2中Rd的阻值選定為IM ohm;當(dāng)該初測阻值為5M ohm?1000M ohm，步驟S2中Rd的阻值選定為4Mohm。
【文檔編號】G01R1/28GK105866545SQ201610329018
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】夏少俊
【申請人】武漢精測電子技術(shù)股份有限公司