本发明涉及内嵌式触摸屏领域，尤其涉及一种自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置与检测方法。
背景技术：
目前，内嵌式触摸屏因其具有结构简单、响应速度快以及灵敏度高等优点而获得了越来越广泛的应用，特别是在便携式移动设备等对体积要求较严格的场合中。为了进一步缩小便携设备的尺寸，现有技术中一般利用触控操作区域内的公共电极层(COM层)分割成的多个小区块来形成触控电极矩阵。
图1为现有技术的自电容内嵌式触摸屏的触控电极矩阵的结构示意图，图2为现有技术的用于自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测方案的示意图。在图1中，11为由公共电极层分割形成的触控电极，12为用于连接每个触控电极与探测电路的信号线，在触控电极11与信号线12之间还设置有绝缘层13，各触控电极11与对应的信号线12通过绝缘层13上的过孔14电连接。由于需要在显示时通过信号线12为每个触控电极11传输公共电极的电压Vcom信号，因此信号线12一般会贯穿整个触控操作区域。具有上述结构的触控电极矩阵，易在信号线12和与其连接的触控电极11以外的，且位于同一列的其他触控电极11之间发生短路，进而导致探测电路不能正确识别出触碰的位置以及显示异常。例如在图2中21处，信号线用于连接位于触控电极矩阵第一行第一列的触控电极，它将贯穿位于第一列的其他触控电极，在信号线与除触控电极以外的其他触控电极之间易发生短路。
现有技术中检测信号线12与触控电极11之间是否存在上述短路缺陷的检测方案如图2所示。将各奇数列信号线12均连接于检测数据线T1，各偶数列信号线12均连接于检测数据线T2。实际上，是将触控电极矩阵的各奇数行上的触控电极11均连接于检测数据线T1，将触控电极矩阵的各偶数行上的触控电极11均连接于检测数据线T2，开关元件用于控制信号线12与检测数据线T1和T2的接通与断开。可以通过对T1和T2分别施加检测信号，根据各行触控电极所对应的区块所显示出的画面来判断是否存在短路缺陷。但上述检测方案只能检测出全部奇数行与全部偶数行之间发生短路的情况，而无法进一步确定短路缺陷的具体范围。
综上，亟需一种新的检测方案以解决上述问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种新的检测方案以确定自电容触控面板的短路缺陷的具体范围。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置，设置有与多行触控电极分别连接的多级驱动电路，所述驱动电路包括：移位寄存模块，根据时钟信号以及前一级驱动电路提供的级传信号生成并输出启动信号和停止信号，所述启动信号用于开启对本行触控电极进行充电的充电路径，所述停止信号用于在对后一行触控电极进行充电时关闭本行的充电路径；输出模块，与所述移位寄存模块相连接，在充电路径开启时将与本级驱动电路对应的一行触控电极充电至指定电压；其中，任意两行触控电极之间的指定电压的电压值不相等。
优选的，移位寄存模块包括：级传单元，其接收前一级驱动电路提供的级传信号，并根据所述级传信号生成第一控制信号，该第一控制信号用于开启时钟单元；时钟单元，与级传单元相连接，同时接收时钟信号，开启后将所述时钟信号输出至信号输出单元；信号输出单元，与时钟单元相连接，其根据接收到的时钟信号生成并输出启动信号至输出模块；停止单元，其输入端与所述信号输出单元的输出端相连接，其输出端分别连接所述时钟单元与信号输出单元的输入端；停止单元根据信号输出单元输出的用于指示本行充电周期结束的信号生成第二控制信号与第三控制信号，第二控制信号用于关闭所述时钟单元；信号输出单元根据所述第三控制信号生成并输出停止信号至输出模块；复位单元，与时钟单元相连接，用于预先关闭所述时钟单元及对本行触控电极进行充电的充电路径。
优选的，时钟单元包括：第一传输门，其输入端接收时钟信号，其输出端与信号输出单元的输入端相连接；第一反相器，其输入端和输出端分别连接至第一传输门的反相控制端与同相控制端。
优选的，级传单元包括级传晶体管，级传晶体管的控制端接收前一级驱动电路提供的级传信号，其输入端接低电平信号，其输出端与所述第一反相器的输入端相连接。
优选的，输出模块包括第二传输门，该第二传输门的输入端接收与多行触控电极的指定电压相对应的序列信号，其输出端与一行触控电极相连接，其控制端接收所述信号输出单元输出的启动信号或停止信号。
优选的，信号输出单元包括依次串接的第二反相器与第三反相器，第二反相器的输入端与所述第一传输门的输出端相连接，第二反相器与所述第三反相器的输出端分别连接至第二传输门的同相控制端与反相控制端。
优选的，停止单元包括第一晶体管、第二晶体管与复位停止晶体管，第一晶体管的控制端连接前一级驱动电路提供的级传信号，第二晶体管的控制端连接向后一级驱动电路提供的级传信号；第二晶体管的输入端接高电平信号，其输出端与所述第一晶体管的输入端相连接，第一晶体管的输出端与所述第一反相器的输入端相连接；复位停止晶体管的控制端与第一反相器的输出端相连接，其输入端与第二晶体管的输入端相连接，其输出端与第二反相器的输入端相连接。
优选的，复位单元包括复位晶体管与复位停止晶体管，复位晶体管的控制端接复位信号，其输入端接高电平信号，其输出端与第一反相器的输入端相连接。
优选的，各级驱动电路接收相同的时钟信号，且任意相邻两级驱动电路的时钟单元输出的时钟信号相位相反。
本发明还提供可一种利用上述缺陷检测装置对自电容内嵌式触摸屏进行缺陷检测的方法，包括以下步骤：将所述自电容内嵌式触摸屏触控区域内的像素电极充电至设定的第一电压；将多行触控电极逐行充电至指定电压，且任意两行触控电极之间的指定电压的电压值不相等；基于设定的第一电压与各行触控电极的指定电压进行画面显示，并根据显示的画面来判断所述自电容内嵌式触摸屏发生短路缺陷的位置。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
该缺陷检测装置能够进一步检测出存在于触控电极矩阵中各行触控电极之间的短路缺陷的情况，且该装置结构简单，可靠性高。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为现有技术自电电内嵌式触摸屏的触控电极矩阵的结构示意图；
图2为现有技术的用于自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测方案的示意图；
图3为根据本发明一实施例的自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置的驱动电路的结构示意图；
图4为根据本发明一实施例的自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置与触控电极矩阵的连接示意图；
图5a和图5b为根据本发明一实施例的自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置的驱动电路的结构示意图；
图6为利用本发明一实施例的自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置的检测时序图；
图7为根据本发明另一实施例的自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
图3为根据本发明一实施例的自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置的驱动电路的结构示意图，图4为根据本发明一实施例的自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置与触控电极矩阵的连接示意图。结合图3和图4可以看出，该自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置包含设置在触控电极矩阵(如图2中的24所示)的边缘处与多行触控电极分别连接的多个驱动电路30，每个驱动电路30包括移位寄存模块31和输出模块32。
其中，移位寄存模块31可以接收时钟信号以及前一级驱动电路提供的级传信号，并根据接收到的时钟信号以及级传信号生成并输出启动信号或停止信号。启动信号用于开启对本行触控电极进行充电的充电路径，停止信号用于在对后一行触控电极进行充电时关闭本行的充电路径。输出模块32与移位寄存模块31相连接，在充电路径开启时将与本级驱动电路对应的一行触控电极充电至指定电压。通过将多级具有上述结构的驱动电路进行级联，可以实现对多行触控电极的逐行充电，且能够将任意两行触控电极充电至电压值不相等的指定电压。
如图3所示，移位寄存模块31进一步包含级传单元311、时钟单元312、信号输出单元313、停止单元314和复位单元315。其中级传单元311与时钟单元312相连接，复位单元315也与时钟单元312相连接，时钟单元312与信号输出单元313相连接，由级传单元311、时钟单元312及信号输出单元313构成对触控电极进行充电的主充电路径，同时这三个单元也生成并传输用于开启主充电路径的启动信号。停止单元314分别与时钟单元312和信号输出单元313相连接，这三个单元共同实现停止信号的生成与传输以关闭主充电路径。图5a和图5b为一具体实施例，下面结合图3、图5a和图5b详细说明驱动电路30的结构。
级传单元311接收前一级驱动电路提供的级传信号，并根据该级传信号生成第一控制信号，该第一控制信号用于开启时钟单元312。具体的，如图5a所示，级传单元311包含一个级传晶体管T2，该级传晶体管T2的控制端接收前一级驱动电路(第N-1级驱动电路)提供的级传信号STN-1，其输入端接低电平信号VGL。
需要说明的是，在图5a中，各级驱动电路提供给下一级的级传信号取自电路中的A点，该点为信号输出单元313的一个输出端，后面详述。
当级传信号STN-1为高电平时，级传晶体管T2开启，级传晶体管T2的输入端的低电平信号VGL通过T2的输出端输出至时钟单元312，形成对时钟单元312的第一控制信号，该第一控制信号用于开启时钟单元312。
如图5a所示，时钟单元312包含一个时钟传输门D1(第一传输门)以及一个反相器F1(第一反相器)。时钟传输门D1的输入端接收时钟信号CK1，其输出端与信号输出单元313的输入端相连接，反相器F1的输入端同时与级传晶体管T2的输出端及时钟传输门D1的反相控制端相连接，反相器F1的输出端连接至时钟传输门D1的同相控制端。当第一控制信号为低电平时，时钟单元312被开启，时钟单元312可以将接收到的时钟信号CK1输出至信号输出单元313。当第一控制信号为高电平时，时钟单元312被关闭，时钟信号CK1不能再输出。
信号输出单元313根据接收到的时钟信号CK1生成启动信号，该启动信号被输出至输出模块32，用于开启输出模块，进而开启对触控电极进行充电的充电路径。
具体的，如图5a所示，信号输出单元313包含依次串接的反相器F2(第二反相器)与反相器F3(第三反相器)。当时钟单元312输出的时钟信号处于高电平时，可以为输出模块32提供低电平信号，该低电平信号经反相器F2(第二反相器)生成输出模块32的启动信号。
进一步的，如图5a所示，输出模块32包含括第二传输门D2，D2的输入端接收指定电压信号TP-Data，其输出端与一行触控电极Com[N]相连接，其控制端接收信号输出单元313输出的启动信号。当输出模块32在启动信号的控制下开启后，电压信号TP-Data可用于对触控电极进行充电。
如图4所示，对应于多行触控电极的各级驱动电路通过级传信号级联。各级驱动电路接收相同的时钟信号CK1，并以第二反相器F2的输出端信号作为后一级驱动电路的级传信号，即本级(第N级)级传晶体管T2的控制端接前一级驱动电路的级传信号STN-1，本级的级传信号STN连接后一级(第N+1级)驱动电路的级传晶体管的控制端。其中，第一级驱动电路的级传信号为初始的STV信号。
各级驱动电路接收相同的电压信号TP-Data，该电压信号为与多行触控电极的指定电压相对应的序列信号，TP-Data信号中充电电压的大小根据每一行触控电极所要显示的灰阶进行设置。
通过本发明实施例的缺陷检测装置，可以实现对触控电极矩阵的逐行充电，在逐行充电的同时通过对电压信号TP-Data的设置，可以将不同行的触控电极充电至不同的指定电压。最后基于不同指定电压所产生的不同的显示效果实现对不同行的触控电极之间存在的短路进行检测。
进一步地，在对本行的触控电极充电结束后，即对下一行触控电极进行充电时，关闭本行的充电路径。
具体的，移位寄存模块还包括停止单元314，其根据信号输出单元312输出的用于指示本行充电周期结束的信号生成第二控制信号与第三控制信号，该第二控制信号用于关闭时钟单元312，以使得本级驱动电路对触控电极充电完成后便不再接收时钟信号CK1。第三控制信号作用于信号输出单元313，信号输出单元313根据第三控制信号生成并输出停止信号至输出模块32，关闭充电路径。可以看出，停止单元314能够保证在本行触控电极充电结束后，本级驱动电路处于可靠地关闭状态。下面结合图5a进行说明。
如图5a所示，停止单元314包含晶体管T3(第一晶体管)和晶体管T4(第二晶体管)，其中晶体管T3的控制端与级传晶体管T2的控制端相连，晶体管T3的输入端与晶体管T4的输出端相连，晶体管T4的控制端与信号输出单元313中反相器F2的输出端相连，且晶体管T4的输入端接入稳定的高电平信号VGH(如图5a中B点所示)。
停止单元314还包括晶体管T5(复位停止晶体管)，该晶体管为停止单元314与复位单元315共用。T5的控制端与反相器F1的输出端相连接，其输入端与T4的输入端相连接，其输出端与反相器F2的输入端相连接。停止单元314关闭时钟单元312与充电路径的具体过程请参考后面的驱动电路的工作时序说明。
复位单元315除包含晶体管T5外，还包含晶体管T1(复位晶体管)，T1的控制端接复位信号RST，其输入端接高电平信号VGH，其输出端与反相器F1的输入端相连接。复位单元315在复位信号RST的控制下，可以将驱动电路中的各点设置为预置的电位，主要包括预先关闭时钟单元312及对本行触控电极进行充电的充电路径。
另外需要说明的是，任意相邻两级驱动电路的时钟单元312输出的时钟信号的相位相反。如图5b所示，图5b所示的驱动电路是与图5a中相邻的后一级驱动电路，即第N+1级驱动电路，可以看出，当时钟单元312接收相同的时钟信号CK1时，图5b所示驱动电路的输出端信号的相位与图5a驱动电路的输出端信号的相位是相反的。
本申请实施例的缺陷检测装置能够实现以下功能，通过初始时刻的级传信号STV逐行启动各驱动电路进行检测，当下一级驱动电路开始充电时，关闭本级驱动电路充电路径，并通过预置各行触控电极所需电压，使得驱动电路为各行触控电极冲入渐变的电压。下面结合图5a、图5b和图6的时序图详细说明上述过程。
在开始检测前，首先通过复位单元315对驱动电路中关键节点的电压进行设置。如图5a所示，RST为低电平时，晶体管T1开启，高电平信号VGH传输至反相器F1的输入端，传输门D1被关闭。同时复位停止晶体管T5开启，高电平信号VGH传输至反相器F2的输入端，传输门D2被关闭，即此时驱动电路的充电路径处于关闭状态。
然后，为第一级驱动电路输入初始的级传信号STV(高电平)，为方便说明相邻两级驱动电路之间的关系，以下认为图5a中的级传信号STN-1即为初始的级传信号STV。
如图5a所示，当级传信号STN-1为高电平时，级传晶体管T2导通，级传晶体管T2的输出端为时钟单元312输入低电平信号VGL，则传输门D1的反相控制端为低电平，其同相控制端为高电平，此时传输门D1导通，时钟单元312接收时钟信号CK1，并将该时钟信号CK1传输至信号输出单元313。
接下来，利用时钟信号打开本行触控电极的充电路径。如图6所示，时钟单元312导通后，在时钟信号CK1的第一个时钟周期开始时，时钟信号CK1为高电平，该高电平时钟信号经过传输门D1相位被反向，输出低电平信号至信号输出单元313。信号输出单元313根据该低电平信号分别输出两路启动信号，即传输门D2的同相控制端接收的是高电平信号，其反相控制端接收的是低电平信号，此时传输门D2开启，电压信号TP-Data对触控电极进行充电。
同时，级传信号STN(如图5a中A点所示)传输至第N+1级驱动电路(如图5b所示)的级传单元311的输入端，晶体管T2开启，同理可知，第N+1级驱动电路的传输门D1被开启，时钟信号CK1的高电平传输至反相器F2的输入端，经由F2变为低电平后接传输门D2的同相控制端，此时第N+1级驱动电路的充电路径是关闭的。
第N级驱动电路在CK1的高电平周期内将触控电极充电至指定电位，当时钟信号CK1进入低电平周期后，该低电平时钟信号经过传输门D1相位被反向为高电平信号，此时传输门D2关闭，停止对触控电极的充电。同时停止单元314的晶体管T4被开启，晶体管T3也在级传信号STN-1的作用下开启。
停止单元314首先将反相器F1的输入端的电压置为高电平，该高电平信号能够关闭时钟单元312的传输门D1。该高电平信号经由F1输出的低电平信号开启复位停止晶体管T5，T5开启后将高电平信号传输至反相器F2的输入端，该高电平信号能够关闭传输门D2。在接下来的时钟周期内，由于级传信号STN-1始终保持为低电平，时钟单元312的传输门D1无法开启，时钟信号CK1无法作用于驱动电路，即第N级驱动电路不再工作，停止单元314能够保证充电路径处于稳定的关闭状态。
同时，当时钟信号CK1为低电平时，第N+1级驱动电路的时钟单元312(如图5b所示)输出低电平信号，该低电平信号可以开启第N+1级驱动电路的输出模块32，使得电压信号TP-Data对第N+1行触控电极进行充电。该低电平信号经由反相器F2反向后可以为第N+2级驱动电路提供级传信号STN+1。
相邻的两级驱动电路分别在时钟信号CK1的高电平周期和低电平周期内对触控电极进行充电，各级驱动电路通过级联重复上述工作过程。
根据输出模块32中的传输门D2的输入端接收与多行触控电极的指定电压相对应的序列信号为开启充电路径的触控电极充入指定电压。具体的，如图6所示，TP-Data指的是与上述各行触控电极的指定电压对应的序列信号，通过TP-Data序列信号可以控制为触控电极充入的电压大小。如图6所示，各行触控电极逐行输出的电压信号COM[1]、COM[2]、COM[3]等。
从上述工作过程可以看出，该缺陷监测装置无需复杂的扫描方式，只需进行相应的初始设置，就可以在触发信号STV和时钟信号CK1的作用下对触控电极的缺陷进行检测，测试信号简单易实施，可靠性更高。
在利用上述自电容内嵌式触摸屏的缺陷检测装置进行缺陷检测的方法如图7所示，该方法包括步骤S710、步骤S720以及步骤S730。
在步骤S710中，将自电容内嵌式触摸屏触控区域内的像素电极充电至设定的第一电压。
在步骤S720中，将多行触控电极逐行充电至指定电压，且任意两行触控电极之间的指定电压的电压值不相等。
在步骤S730中，基于设定的第一电压与各行触控电极的指定电压进行画面显示，并根据显示的画面来判断自电容内嵌式触摸屏发生短路缺陷的位置。
具体的，先通过自电电触控操作区域内的所有数据线(data线)将该区域内的各像素电极充电到第一电压，例如第一电压可取为4.5V。
接下来，利用驱动电路开始逐行对各触控电极进行充电，通过对电压信号TP-Data进行设置，可以依次给每一行的触控电极充入渐变的电压，如图6所示，这样可以使得面板显示纵向渐变的灰阶画面。
以9行8列排布的触控电极为例，通过逐行充入渐变电压使第1行至第9行触控电极所在区域分别显示0灰阶、30灰阶、60灰阶、90灰阶、120灰阶、150灰阶、180灰阶、210灰阶、240灰阶。这样显示面板显示9行不同的灰阶画面，若出现任何短路的两行，则此两行显示的灰阶将相同，与其它七行不同。根据画面的显示情况判断出发生短路的位置。进一步地，对显示灰阶相同的两行画面对应的触控电极进行进一步排查以消除短路缺陷。
本发明实施例的缺陷检测方法操作简单，且能够检测出发生于任意两行触控电极之间的短路的情况，解决了现有技术中只能检测出全部奇数行与全部偶数行之间发生短路的情况，而无法进一步确定短路缺陷的具体范围的问题。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。