一种电润湿显示单元坏点的检测方法及系统与流程

本发明涉及显示领域，具体为一种电润湿显示单元坏点的检测方法及系统。

背景技术：

电润湿(Flectrowetting)技术利用油与水界面固有的自然力以及为利用这些力量而开发出的方法。电润湿显示器件的结构包括透明玻璃基板、透明导电层(ITO)、疏水绝缘层、像素墙、彩色油墨、无色液体(水或者离子液)和涂有导电层的上极板。当没有施加电压时，彩色油墨与疏水绝缘层的电极外层间，形成一层扁平薄膜，就是一个有色的像素点；当在上极板和下基板之间加合适的电压时，改变了原有的界面平衡，油墨被挤到角落处，像素点内更多的部分被无色液体占据，呈现出透明的像素点。

电润湿屏幕坏点包括两种情况：第一，在不通电的情况下彩色油墨不能正常覆盖整个像素点；第二，相应像素点的ITO断开。在第一种坏点形成的情况下，彩色油墨占据的比例越小，开口率越大(这里的开口率是指，彩色油墨占据像素点的比例大小)，其电容值也相应变大；第二种坏点的情况，相应像素点的ITO断开，此时像素点的电容值接近为零。为了判断电润湿屏幕坏点的情况，并直观地了解到相应像素点的损坏情况和损坏程度，因此有必要设计一检测系统来进行判定。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种针对电润湿屏幕像素点的电容-开口率模型来判定电润湿屏幕坏点的检测方法及系统。

本发明所采用的技术方案是：

一种电润湿显示单元坏点的检测方法，所述电润湿单元包括上极板透明导电电极、水、油墨、疏水层和下基板透明导电电极，所述检测方法包括以下步骤：

将一个或多个电容测量芯片的测量引脚的一端接至电润湿结构的上极板透明导电电极，另一端接至下基板透明导电电极，测量电润湿显示单元中一个或多个像素点的电容值；

利用多个像素点的电容值计算所述电润湿显示单元的开口率；

如果计算的开口率超过给定的第一阈值，则判断所述一个或多个像素点中存在坏点。

作为该技术方案的改进，通过以下公式计算所述开口率：

(C1-C2)/(C3-C2)×100％，

其中C1、C2、C3分别为所测像素点的电容值、正常像素点的电容值以及油墨完全没有覆盖时测得的像素点的电容值。

作为该技术方案的改进，其中，

当所测像素点的电容值为零，则判定相应像素点处的透明导电电极断开。

进一步地，其中，通过时钟触发模式触发电容测量。

另一方面，本发明还提供一种电润湿显示单元坏点的检测系统，所述电润湿单元包括上极板透明导电电极、水、油墨、疏水层和下基板透明导电电极，所述检测系统包括主控芯片、PC端和一个或多个电容测量芯片，其中，

所述电容测量芯片的测量引脚的一端接至电润湿结构的上极板透明导电电极，另一端接至下基板透明导电电极；

所述电容测量芯片与主控芯片连接；

所述主控芯片与计算机设备端连接。

进一步地，所述主控芯片包括FPGA。

进一步地，所述电容测量芯片的数量为待测像素点数的1/3。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种电润湿显示单元坏点的检测方法及系统，其将电润湿屏幕结构看作为一电容结构，建立一个电容-开口率模型，通过测试数据并处理，可检测像素点的电容值来体现出是否形成坏点，判断坏点的种类和坏点开口率的情况。在数据支持下可以更准确地了解到像素点的情况，而不单单通过肉眼观察，十分方便直观。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一实施例的系统架构图；

图2是本发明一实施例的系统软件算法流程图；

图3是本发明一实施例的电润湿像素点正常情况的电容结构图；

图4是本发明一实施例的电润湿像素点非正常情况的电容结构图；

图5是本发明一实施例的电润湿屏幕坏点示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种电润湿显示单元坏点的检测方法，所述电润湿单元包括上极板透明导电电极、水、油墨、疏水层和下基板透明导电电极，所述检测方法包括以下步骤：

将一个或多个电容测量芯片的测量引脚的一端接至电润湿结构的上极板透明导电电极，另一端接至下基板透明导电电极，测量电润湿显示单元中一个或多个像素点的电容值；

利用多个像素点的电容值计算所述电润湿显示单元的开口率；

如果计算的开口率超过给定的第一阈值，则判断所述一个或多个像素点中存在坏点。

作为该技术方案的改进，通过以下公式计算所述开口率：

(C1-C2)/(C3-C2)×100％，

其中C1、C2、C3分别为所测像素点的电容值、正常像素点的电容值以及油墨完全没有覆盖时测得的像素点的电容值。

作为该技术方案的改进，其中，

当所测像素点的电容值为零，则判定相应像素点处的透明导电电极断开。

进一步地，其中，通过时钟触发模式触发电容测量。

另一方面，本发明还提供一种电润湿显示单元坏点的检测系统，所述电润湿单元包括上极板透明导电电极、水、油墨、疏水层和下基板透明导电电极，所述检测系统包括主控芯片、PC端和一个或多个电容测量芯片，其中，

所述电容测量芯片的测量引脚的一端接至电润湿结构的上极板透明导电电极，另一端接至下基板透明导电电极；

所述电容测量芯片与主控芯片连接；

所述主控芯片与计算机设备端连接。

进一步地，所述主控芯片包括FPGA。

进一步地，所述电容测量芯片的数量为待测像素点数的1/3。

本发明提供一种电润湿显示单元坏点的检测方法，包括：

搭建电容-开口率模型的测量系统；

测量电润湿屏幕像素点的电容值；

利用计算机进行数据处理，判断坏点及其种类。

A.搭建测量系统

参照图1，是本发明一实施例的系统架构图。该测量系统由测量电路和计算机组成。

测量电路包括ALTERA公司的FPGA芯片EP4CE15F256，ACAM公司的Pcap01-AD芯片。其中FPGA芯片作为主控芯片，Pcap01-AD芯片作为电容的测量芯片。两款芯片的通信方式为I²C通信。

参照图2，是本发明一实施例的系统软件算法流程图。其包括了对于Pcap01-AD芯片固件的编程和相关寄存器的配置。对于固件，采用的是ACAM公司提供的标准固件，并下载在Pcap01-AD芯片的SRAM中。下载完固件之后，配置Pcap01-AD芯片的相关寄存器，该配置方案为：单一电容，采用漂移模式，参考电容设为68pF，内部放电电阻为30k，电容测量循环时间20us，内部进行100次采样平均，电容测量为时钟触发模式。按照此配置，一块Pcap01-AD芯片可连接3个像素点并进行测量。测量时，将Pcap01-AD芯片测量引脚一端接到上极板，另一端接到各像素点的下基板ITO上。现假设需要测量9个像素点，由于一个Pcap01-AD芯片最多可测3个像素点电容值，因此需要3个此芯片进行测量，每测量一个像素点的时间间隔设为1s。据此，可根据需要测量像素点的多少来进行相应Pcap01-AD数目的配置。

测量获得的数据从Pcap01-AD芯片输入到FPGA芯片，然后通过串口的方式传输到计算机。

B.测量电润湿屏幕各像素点的电容值

参照图3-4，分别为本发明一实施例的电润湿像素点正常情况和非正常情况的电容结构图。当像素点正常时，其中油墨和疏水层可以看作是介质层，水和极板为导电层，即可以看作一个平行板电容器的结构，根据平行板电容器的电容计算公式：C＝εS/4πkd(其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k是静电力常量)。此时，正常的像素点会有一个电容数值。而电容值的测量是依靠基于FPGA控制的Pcap01-AD的电容测量平台。当油墨不能正常覆盖时，即形成坏点，像素点的电容结构如图4所示，水会占据没有被油墨覆盖的区域，导致所述电容公式中的d减少，电容值增大。参照图5，有不同开口率的像素点和透明导电电极(ITO)断裂的情况，当像素点有不同的开口率和ITO断裂时，会有不同的电容值。通过测量其电容值，并分析其中的数据，可以找到电容值与开口率之间的关系，作为一实施例，数据如下：

1.选取100个正常的像素点进行测量，然后取其平均值作为正常像素点的电容值，其数值为：C2＝263.53 Pf；

2.选取100个油墨完全没有覆盖的像素点进行测量，然后取其平均值，其数值为：

C3＝514.06 Pf；

3.通过大量的实验数据分析，得出一个经验公式：

开口率＝(C1-C2)/(C3-C2)×100％

现从实验数据中选取有代表性的5个像素点以作说明：

表1

由表1可知，根据所建立的电容-开口率模型得出的开口率跟光强仪得出的开口率基本一致，因此，该电容-开口率模型具有使用价值。

4.另一种坏点的情况，即ITO断裂，由于像素点的驱动电压较高，如有不慎操作，可能会导致透明导电电极(ITO)烧掉，此时像素点的电容值接近于0；

C.对测量的电容值进行处理

每测量一个像素的电容值后，FPGA芯片将数据通过串口传到计算机来进行后续处理。通过用Processing搭建一个用户界面，在建立的电容-开口率模型的基础上进行数据处理，可明确知道所测量像素点的电容值和开口率，并以此判断是否形成坏点和坏点的情况。

本方案提出了一个电润湿屏幕坏点的测量方案，建立了一个电容-开口率模型，通过测试数据并处理，可检测像素点的电容值来体现出是否形成坏点，判断坏点的种类和坏点开口率的情况。在数据支持下可以更准确地了解到像素点的情况，而不单单通过肉眼观察，十分方便直观。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。