CN101902038B - 静电保护装置、静电保护***和可视性检验测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种静电保护装置、应用该静电保护装置的静电保护***以及应用该静电保护***的可视性检验测试方法，其中，所述静电保护装置包括：第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极与其漏极、以及所述第二场效应管的源极相连接，作为所述静电保护装置的输入端；所述第二场效应管的栅极与其漏极、以及所述第一场效应管的源极相连接，作为所述静电保护装置的输出端。本发明将静电保护与可视性检验测试相结合，不仅能有效地实施静电保护，还可通过控制所述静电保护装置上的电压使其导通和截断从而实施可视性检验测试，降低了工艺复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及静电保护装置、应用静电保护装置的静电保护***和可视性检验测试方法。
背景技术
在液晶显示面板的生产制程中，由于某些外在因素，例如连续的制程操作以及搬运或者环境变化等，通常会在面板中产生静电荷的积累。由于玻璃本身是绝缘物质，因此除非有适当的放电通道，否则静电荷会一直停留在基板表面。当静电荷积累到一定数量之后，将会产生放电(ESD，ElectrostaticDischarge)。静电放电发生时的时间很短，大量的电荷在很短的时间内发生转移将产生极高的电流，从而将导致薄膜场效应管(TFT)基板上的电路或者基板本身遭到破坏。为了避免出现静电放电现象，通常通过设置静电保护装置释放静电电荷，保护液晶显示面板。
参考图1，在图示的短路保护***中，导线02用于将显示区域10内的各像素单元与用于控制显示的集成电路芯片相连接并向所述各像素单元传输信号；其中，所述信号可为奇偶行的行扫描信号，也可以是单列红(R)/绿(G)/蓝(B)三原色像素的数据信号或其并列。短路环15为显示区域10***的金属环，各条导线02穿过短路环15时，分别通过静电保护装置06与短路环15相连，使得各导线02之间具有相等的电势。另一方面，静电保护装置06还被设置于测试总线03以及公共电极12之间，以避免显示器外壳上积聚静电荷。
此外，在液晶显示面板的生产制程中，另一项重要的检测环节为可视性检验，该检测环节用于在已在基板间注入液晶分子而尚未加入集成电路芯片的情况下，检测所有像素单元是否良好以及相关线路是否能够正常工作。具体来说，在可视性检验中，先将各像素单元所引出的导线连接至总线，然后施加电压，通过检测各像素单元是否点亮进而判断各像素单元及其连线的工作能力。此外，当检测完毕后，需要通过激光烧断步骤将布线区中的连线烧断，使各像素单元相互独立，以避免相互干扰。
参考图2，导线02通过引脚01与测试总线03相连接。在可视性检验测试过程中，将延伸出来的导线02通过规则布线区域04与测试总线03连接起来，以及将测试总线03与测试板05相连接。通过向测试板05施加测试电压，检验显示区域内所有行扫描线和列信号线是否可以正常工作。当可视性检验测试完成后，通过激光将规则布线区域04内的导线02烧断，使各个像素单元彼此独立，不再通过导线02互联。
由此可发现，在现有的液晶显示屏中，一方面，用于静电保护的ESD模块06广泛存在于显示区域与显示器外壳之间，纵横摆放，占用面积较多，浪费了屏宽，且降低了生产集成度；另一方面，在可视性检验过程中，先将导线延伸后互联，以及在测试之后采用激光烧断步骤将互联的导线断开，增加了工艺复杂度，造成产率下降。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种静电保护装置，除了提供静电保护之外，还可提供可视性检验中的连通和截断。
为解决上述问题，本发明提供了一种静电保护装置，包括：第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极与其漏极、以及所述第二场效应管的源极相连接，作为所述静电保护装置的输入端；所述第二场效应管的栅极与其漏极、以及所述第一场效应管的源极相连接，作为所述静电保护装置的输出端。
可选的，所述第一场效应管和所述第二场效应管具有相同的开启电压。
可选的，所述第一场效应管与所述第二场效应管具有相同的半导体参数。
可选的，所述开启电压大于等于所述场效应管的阈值电压。
可选的，所述开启电压等于所述场效应管的阈值电压。
可选的，所述阈值电压为10V至30V中任一电压值。
可选的，所述阈值电压为15V。
可选的，所述第一场效应管或所述第二场效应管的宽长比为18∶6至6∶6。
可选的，所述第一场效应管或所述第二场效应管的宽长比为16∶6。
本发明还提供了一种静电保护装置，包括多个串联连接的场效应管对，其中，首个场效应管对的输入端作为所述静电保护装置的输入端，每个场效应管对的输入端与其前一个场效应管对的输出端相连接，末个场效应管对的输出端作为所述静电保护装置的输出端；每个场效应管对包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极与其漏极、以及所述第二场效应管的源极相连接，作为所述场效应管对的输入端，所述第二场效应管的栅极与其漏极、以及所述第一场效应管的源极相连接，作为所述场效应管对的输出端。
可选的，所述第一场效应管和所述第二场效应管具有相同的开启电压。
可选的，所述第一场效应管与所述第二场效应管具有相同的半导体参数。
可选的，所述开启电压大于等于所述场效应管的阈值电压。
可选的，所述开启电压等于所述场效应管的阈值电压。
可选的，所述阈值电压为10V至30V中任一电压值。
可选的，所述阈值电压为15V。
可选的，所述第一场效应管或所述第二场效应管的宽长比为18∶6至6∶6。
可选的，所述第一场效应管或所述第二场效应管的宽长比为16∶6。
本发明还提供了一种显示装置静电保护***，包括：导线，测试总线，静电保护装置，其中，所述导线连接用于显示的的各像素单元以及所述测试总线；所述静电保护装置的一端与所述导线相连接，另一端连接所述测试总线，起到静电保护作用，并且通过向所述静电保护装置施加合适的电压，使其打开或闭合，实现各导线之间的断开或连接。
本发明还提供了一种应用上述静电保护***的可视性检验测试，包括：施加第一测试电压，使所述静电保护装置打开，从而使各导线通过所述静电保护装置进行互连；通过互连的各导线，对所述显示单元内的各像素单元进行可视性检验测试。
可选的，所述第一测试电压大于所述静电保护装置的开启电压。
可选的，所述第一测试电压与所述静电保护装置开启电压的差值，与所述显示单元的正常工作电压相等。
与现有技术相比，本发明提供的静电保护装置不仅可进行有效的静电保护，还可通过控制所述静电保护装置上的电压，实现其导通和截断。
另一方面，本发明将所述静电保护装置应用于可视性检验测试，减少了传统可视性检验中的激光烧断工艺步骤，降低了工艺的复杂度。
附图说明
图1是现有技术显示装置中静电保护***的结构示意图；
图2是现有技术显示装置中可视性检验测试的结构示意图；
图3是本发明静电保护装置实施方式的结构示意图；
图4是场效应管源漏极电流Ids的对数与栅源极电压Vgs的关系示意图；
图5是本发明静电保护装置另一种实施方式的结构示意图；
图6是本发明静电保护***实施方式的结构示意图；
图7是本发明应用所述静电保护***的可视性检验测试方法实施方式的流程示意图；
图8是本发明可视性检验测试方法实施例所应用的静电保护***的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施方式提供了一种静电保护装置，将静电保护与可视性检验测试相结合，不仅能够有效地进行静电保护，还可通过控制所述静电保护装置上的电压使其导通和截断从而实施可视性检验测试，减少了传统可视性检验中的激光烧断工艺步骤。此外，本发明实施方式还提供了一种应用所述静电保护装置的显示装置静电保护***，实现了各部件的安全性短接，且缩短了所述显示装置的屏宽。
参考图3，本发明实施方式提供了一种静电保护装置，至少包括：第一场效应管310和第二场效应管320，其中，第一场效应管310的栅极311与其漏极312、以及第二场效应管320的源极323相连接，作为所述静电保护装置的输入端；第二场效应管320的栅极321与其漏极322、以及第一场效应管310的源极313相连接，作为所述静电保护装置的输出端。
在所述静电保护装置的每个场效应管中，其源漏极之间的电流Ids与其栅源极之间的电压Vgs之间存在一定的关系。以第一场效应管310为例，参考图4，源漏极之间的电流Ids的对数与栅源极之间的电压Vgs之间的关系如图所示。当栅源电压Vgs达到开启电压Vesd时，第一场效应管310的沟道导通，源漏电流Ids明显增大，即第一场效应管310导通。
当静电电荷聚集并对所述静电保护装置产生较高的静电电压时，具体来说，当静电电压使得第一场效应管310的源极313和漏极312之间的电压达到第一场效应管310的开启电压Vesd时，第一场效应管310导通，同样的，此时，第二场效应管320导通。因此，所述静电保护装置的输入端和输出端之间存在电流通路。所述静电电荷通过所述电流通路进行释放，直到所述静电保护装置输入、输出两端的电压获得平衡。
而当静电电压未达到第一场效应管310的开启电压Vesd时，不足以使第一场效应管310导通，因此，第一场效应管310处于截止状态，同样的，第二场效应管320也处于截止状态。在这种情况下，所述静电保护装置的输入端和输出端之间的电流通路截止，即所述静电保护装置的输入端和输出端之间呈断路状态。
第一场效应管310和第二场效应管320可具有相同的开启电压Vesd，且所述场效应管的开启电压Vesd大于等于其阈值电压Vth。在一种具体实施例中，可使每个场效应管的所述开启电压Vesd为其阈值电压Vth，并且通过使每个场效应管具有相同的阈值电压Vth，从而使每个场效应管的开启电压Vesd相同。例如，可将每个所述场效应管的阈值电压设置在10V至30V的范围内一具体电压值。在一种具体实施例中，所述场效应管的阈值电压可设置为15V。此外，可通过材料掺杂或采用不同的工艺手段，对所述场效应管的阈值电压Vth进行调节，从而调节其开启电压Vesd。
在一种具体实施方式中，第一场效应管310与第二场效应管320可具有相同的半导体参数，如宽长比、掺杂浓度等，此时，第一场效应管310与第二场效应管320的阈值电压Vth相同。由于当场效应管处于线形区以及饱和区时，其源漏电流Ids与其沟道的宽长比成正比。因此，通过控制场效应管沟道的宽长比，可调节所述场效应管的开启电压Vesd。例如，可将每个所述场效应管的宽长比设置为18∶6至6∶6中的一个具体的比值。在一种具体实施例中，可将每个所述场效应管的宽长比设置为16∶6。
上述各种实施方式中，第一场效应管310与第二场效应管320组成了一个场效应管对。在本发明静电保护装置的其它实施方式中，还可包括多个串联连接的场效应管对；其中，每个场效应管对包括所述第一场效应管和所述第二场效应管，且在每个场效应管对中，所述第一场效应管和所述第二场效应管按照上述实施方式进行连接，即所述第一场效应管的栅极与其漏极、以及所述第二场效应管的源极相连接，作为所述场效应管对的输入端，所述第二场效应管的栅极与其漏极、以及所述第一场效应管的源极相连接，作为所述场效应管对的输出端。各个场效应管对之间串联连接，首个场效应管的输入端作为所述静电保护装置的输入端，每个场效应管对的输入端与其前一个场效应管对的输出端相连接，末个场效应管对的输出端作为所述静电保护装置的输出端。
在一种具体实施例中，参考图5，所述静电保护装置包括两个场效应管对，其中，第一个场效应管对包括场效应管410和场效应管420，第二个场效应管对包括场效应管430和场效应管440。场效应管410的栅极411与其漏极412、以及场效应管420的源极423相连接；场效应管430的栅极431与其漏极432、以及场效应管440的源极443相连接；场效应管420的栅极421及其漏极422、场效应管410的源极423、场效应管440的栅极441及其漏极442以及场效应管430的源极433相连接。此外，场效应管410、场效应管420、场效应管430和场效应管440具有相同的开启电压Vesd。
由于所述两个场效应管对串联连接，因此只有当施加在所述静电保护装置输入端和输出端之间的静电电压达到所述开启电压Vesd的两倍时，才能使场效应管410、场效应管420、场效应管430和场效应管440都处于导通状态，使所述静电保护装置的输入、输出端之间存在释放静电电荷的电流通路，起到静电保护的作用。
类似的，在其它的实施方式中，通过采用多于两个的场效应管对进行串联，以提供所述静电保护装置的开启电压，即使所述静电保护装置能承受更高的静电电压。例如，将n个具有相同开启电压Vesd的场效应管对串联，可获得开启电压为n*Vesd的静电保护装置。
上述静电保护装置的各实施方式可应用于电子器件的多个位置，例如对于液晶显示器来说，所述静电保护装置可安装于测试总线与液晶显示器外壳之间，其一端与所述测试总线相连接，另一端连接所述液晶显示器的外壳，释放所积聚的静电荷。
本发明实施方式还提供了一种应用所述静电保护装置的静电保护***，所述静电保护***应用于显示装置中，参考图6，至少包括：导线520，测试总线530，静电保护装置550。其中，导线520连接用于显示的各像素单元以及测试总线530；静电保护装置550的一端与导线520相连接，另一端连接测试总线530，起到静电保护作用，并且通过向静电保护装置550施加合适的电压，使其打开或闭合，实现各导线520之间的断开或连接。
一并参考图1，所述静电保护***取代了现有技术中用于实现各导线与各像素单元周围的短路环之间连接的多个纵横设置的ESD保护电路，从而有效地缩小了框体510之间的屏宽。
所述静电保护装置以及所述静电保护***可应用于可视性检验测试。参考图7，对包含所述静电保护***的显示装置进行可视性检验测试的过程中，首先，步骤S1，施加第一测试电压，使所述显示装置的显示单元和测试总线之间的静电保护装置打开，从而使各导线通过所述静电保护装置进行互连；其次，步骤S2，通过互连的各导线，对所述显示单元内的各像素单元进行可视性检验测试。其中，所述第一测试电压大于所述静电保护装置的开启电压，所述第一测试电压与所述静电保护装置开启电压的差值为进行可视性检验测试的检验测试电压。
在一个具体的实施方式中，参考图8，所述液晶显示器包括所述静电保护***，每条由显示单元810引出的导线820通过静电保护装置830，连接至测试总线840。
当所述液晶显示器进行可视性检验时，在测试板850上施加一足以使所述静电保护装置830开启的测试电压Vtest，其中，测试电压Vtest大于所述静电保护装置830的开启电压Vesd。此时，通过所述静电保护装置830与测试总线840相连接的所有导线820都短接在一起。所述测试电压与所述开启电压的差值，即检验测试电压Vop1＝Vtest-Vesd，施加在显示单元810上，用于执行检验测试。
当所述液晶显示器进行正常显示时，正常工作电压Vop2施加到显示单元810上，并且通过设置合适的静电保护装置830的开启电压，使所述正常工作电压Vop2远小于所述静电保护装置830的开启电压Vesd。也就是说，此时，正常工作电压Vop2不会使所述静电保护装置830打开，因此连接各像素单元的导线820不会发生互联，所述液晶显示器的各像素单元彼此独立且可以正常显示。在具体实施例中，所述检验测试电压Vop1可与所述正常工作电压Vop2相等。
在一个具体实施例中，所述静电保护装置的开启电压Vesd为30V，通常IC芯片所输出的正常工作电压为15V。当进行可视性检验时，在测试板上施加45V电压，使得有15V的检验测试电压施加于显示单元，以供检测。而在正常显示时，IC芯片所提供的驱动电压15V无法使所述静电保护装置打开，所有的导线彼此独立，IC芯片可进行正常驱动。
相较于现有静电保护装置，本发明各实施方式提供了一种静电保护装置，以简单的结构有效地起到静电保护的作用。并且，本发明实施方式还提供了一种应用所述静电保护装置的显示装置静电保护***，实现了各部件的安全性短接，缩短了所述显示装置的屏宽。此外，将所述静电保护***应用于可视性检验测试，通过控制所述静电保护装置上的电压，实现其导通和截断，从而减少了传统可视性检验中的激光烧断工艺步骤，降低了工艺的复杂度。
虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但这些较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种改正和补充，因此，本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。
Claims (21)
1.一种静电保护***，其特征在于，包括：静电保护装置、导线和测试总线；
所述静电保护装置包括：第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极与其漏极、以及所述第二场效应管的源极相连接，作为所述静电保护装置的输入端；所述第二场效应管的栅极与其漏极、以及所述第一场效应管的源极相连接，作为所述静电保护装置的输出端；
所述导线连接用于显示的各像素单元以及所述测试总线；
所述静电保护装置的一端与所述导线相连接，用于释放静电电荷；另一端连接所述测试总线，通过向所述静电保护装置施加电压，控制所述静电保护装置中所述场效应管的打开或闭合，所述静电保护装置还用于连接或断开各导线与测试总线，实现对所述各像素单元的可视性检验。
2.如权利要求1所述的静电保护***，其特征在于，所述第一场效应管和所述第二场效应管具有相同的开启电压。
3.如权利要求2所述的静电保护***，其特征在于，所述第一场效应管与所述第二场效应管具有相同的半导体参数。
4.如权利要求2所述的静电保护***，其特征在于，所述开启电压大于等于所述场效应管的阈值电压。
5.如权利要求4所述的静电保护***，其特征在于，所述开启电压等于所述场效应管的阈值电压。
6.如权利要求5所述的静电保护***，其特征在于，所述阈值电压为10V至30V中任一电压值。
7.如权利要求6所述的静电保护***，其特征在于，所述阈值电压为15V。
8.如权利要求1所述的静电保护***，其特征在于，所述第一场效应管或所述第二场效应管的宽长比为18:6至6:6。
9.如权利要求8所述的静电保护***，其特征在于，所述第一场效应管或所述第二场效应管的宽长比为16:6。
10.一种静电保护***，其特征在于，包括：静电保护装置、导线和测试总线；
所述静电保护装置包括多个串联连接的场效应管对，其中，首个场效应管对的输入端作为所述静电保护装置的输入端，每个场效应管对的输入端与其前一个场效应管对的输出端相连接，末个场效应管对的输出端作为所述静电保护装置的输出端；每个场效应管对包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极与其漏极、以及所述第二场效应管的源极相连接，作为所述场效应管对的输入端，所述第二场效应管的栅极与其漏极、以及所述第一场效应管的源极相连接，作为所述场效应管对的输出端；
所述导线连接用于显示的各像素单元以及所述测试总线；
所述静电保护装置的一端与所述导线相连接，用于释放静电电荷；另一端连接所述测试总线，通过向所述静电保护装置施加电压，控制所述静电保护装置中所述场效应管的打开或闭合，所述静电保护装置还用于连接或断开各导线与测试总线，实现对所述各像素单元的可视性检验。
11.如权利要求10所述的静电保护***，其特征在于，所述第一场效应管和所述第二场效应管具有相同的开启电压。
12.如权利要求11所述的静电保护***，其特征在于，所述第一场效应管与所述第二场效应管具有相同的半导体参数。
13.如权利要求11所述的静电保护***，其特征在于，所述开启电压大于等于所述场效应管的阈值电压。
14.如权利要求13所述的静电保护***，其特征在于，所述开启电压等于所述场效应管的阈值电压。
15.如权利要求14所述的静电保护***，其特征在于，所述阈值电压为10V至30V中任一电压值。
16.如权利要求15所述的静电保护***，其特征在于，所述阈值电压为15V。
17.如权利要求10所述的静电保护***，其特征在于，所述第一场效应管或所述第二场效应管的宽长比为18:6至6:6。
18.如权利要求17所述的静电保护***，其特征在于，所述第一场效应管或所述第二场效应管的宽长比为16:6。
19.一种应用如权利要求1至18中任一项所述静电保护***的可视性检验测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
施加第一测试电压，使所述静电保护装置打开，从而通过所述静电保护装置连接各导线与所述测试总线；
通过所述测试总线施加测试信号到各导线，对显示单元内的各像素单元进行可视性检验测试。
20.如权利要求19所述的可视性检验测试方法，其特征在于，所述第一测试电压大于所述静电保护装置的开启电压。
21.如权利要求19所述的可视性检验测试方法，其特征在于，所述第一测试电压与所述静电保护装置开启电压的差值，与显示单元的正常工作电压相等。
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