專利名稱：具靜電放電防護的液晶顯示面板的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種液晶顯示面板，且特別是一種具有靜電放電防護功能的液晶顯示面板。
背景技術：
在薄膜晶體管(Thin-Film Transistor；TFT)驅動的液晶顯示面板制作過程中，常會有靜電累積的現象產生，且由于液晶顯示面板的需求，選用絕緣性質的玻璃基板，導致在制作過程中產生的靜電累積量無法消除，因而容易引起靜電放電(Electro-Static Discharge；ESD)的問題，造成組件受損，并大幅降低了液晶顯示器組件的良品率。
由于薄膜晶體管制作過程中，一些制程環境會產生靜電的累積，如化學氣相沉積(Chemical Vapor phase Deposition；CVD)、濺鍍(sputtering)或干式蝕刻等等離子體相關制程。另外，還有一些于制程轉換或基板傳輸的過程中，也會有來自于外界的靜電產生。由于絕緣的玻璃基板無法自行將靜電累積消除，因此，在組件與面板上的導體部分將形成一明顯的電位差異，一旦發生靜電放電，瞬間產生的高電壓或高電流則會造成組件及電路的可靠度(reliability)降低，甚至是組件及電路的永久性損壞。
因此，靜電的防護或是靜電破壞問題的改善都是保護組件與提升產品良品率的重要課題。一般而言，可針對靜電來源予以減小或隔絕，以達到降低靜電產生的機率，例如采用一些除靜電的設備，或是于制程條件及機臺狀態上進行改善。但此種方法，僅能通過對靜電來源的控制來減少靜電的產生，仍無法完全避免靜電累積的問題，而無法完全解決靜電放電的問題。因此，在面板的電路設計上，時常設置一些具靜電放電防護功能的電路設計，以達到組件防護的目的。
目前主要應用在液晶平面顯示面板上的防護靜電放電的電路設計，是在面板上主動顯示區以外的周邊區域，設置一環狀短路式(short-ring)的防護電路環，用以導通分散累積于面板上顯示區內的靜電量，防止靜電的局部累積而避免靜電放電的產生。其中，雖然防護電路環的電阻值若越小，則分散累積靜電的能力則越高，但卻容易造成信號干擾的問題。因此，現有的面板周邊防護電路環設計，對于顯示區內的靜電累積量的分散成效仍有限。若能針對液晶顯示面板設計一靜電放電防護成效更佳的防護電路環結構，將相當有利于液晶顯示面板的制造。
發明內容
本發明的目的之一是在提供一種具靜電放電防護功能的液晶顯示面板，并且同時擁有斷線缺陷修補的能力，使液晶顯示面板上的靜電累積可有效地被導通分散，而降低靜電放電的傷害；另外，更能將靜電放電防護的設計與修補線路有效整合，以減少線路布局對顯示區域的顯示范圍與品質的影響。
根據本發明的上述目的，提出一種具靜電放電防護功能的液晶顯示面板。本發明利用在面板上顯示區域的外圍設置至少兩條短路式防護電路環，以達到良好的累積靜電的導通分散效果。其中靠近顯示區域的內部防護電路環，設計為不與顯示區域結構直接相連，而是利用靠近面板外緣的外部防護電路環，以與顯示區域電性相連通。當面板經由磨邊導角制程，將外部防護電路環切除之后，內部防護電路環即與顯示區域失去電性連通性，而轉變成為修補線路，用以進行顯示區域內的斷線缺陷修補。
依照本發明一較佳實施例，是在一液晶顯示面板上，靠近面板外緣的位置，設置有至少兩條短路式防護電路環，環繞于顯示區域的外圍。其中，短路式防護電路環包含至少一內部防護電路環，以及至少一外部防護電路環。內部防護電路環是位于靠近顯示區域的外緣位置，且內部防護電路環分別與面板上的數據線路以及掃描線路交叉排列，但都位于不同平面，而不與顯示區域結構直接相連接。另外，外部防護電路環是位于內部防護電路環的外圍，靠近面板外緣的位置，且外部防護電路環同時與顯示區域以及內部防護電路環電性相通，形成一短路連通狀態，以使面板制造過程中產生于顯示區域內的靜電累積，可經由外部防護電路環的電性連通特性，而同時導通分散至外部防護電路環與內部防護電路環之上。
外部防護電路環可在顯示面板完成后，利用磨邊導角制程而被切除，而解除顯示區域內的短路連通狀態。并且，當外部防護電路環被移除之后，內部防護電路環即失去與顯示區域內的電連通性，進而轉變為修補線路，可配合激光制程，對顯示區域內的線路斷線缺陷進行修補。
其中，外部防護電路環可通過與數據線路或掃描線路相連通，而與顯示區域具電性連通特性。另外，顯示面板上還包含多個保護組件，位于內部防護電路環與外部防護電路環之間，用以防止信號干擾。保護組件設計于外部防護電路環與顯示區域的連通路徑上，而同時與外部防護電路環以及顯示區域電性相連通，并于面板磨邊導角制程中，連同外部防護電路環一起被移除。
由于，應用本發明的具靜電放電防護的液晶顯示面板，可通過多條短路式防護電路環，而增加面板制程中累積靜電的分散路徑，使顯示面板具有更佳的靜電放電防護效果。另外，也通過內部防護電路環的結構設計，使內部防護電路環于磨邊導角制程前后，分別具有靜電放電防護與修補線路的功用。
因此，本發明的液晶顯示面板，不僅具有良好的靜電放電防護功能，以有效降低靜電放電對組件損害的情形，更能將靜電分散路徑與修補線路結合為同一條線路，以在不影響顯示區域布局空間與顯示品質的情形下，另外達到修補斷線缺陷的目的。
故通過本發明的液晶顯示面板設計，不僅有效避免靜電放電的危害，更同時增加缺陷修補的功效，而大幅提升了顯示組件的產品良品率與可靠度。
為讓本發明的上述特征、方法、目的及優點能更明顯易懂，配合附圖，加以說明如下圖1為依照本發明第一較佳實施例的液晶顯示面板的數組結構俯視示意圖；圖2為依照本發明第一較佳實施例，經磨邊處理后的液晶顯示面板的數組結構俯視示意圖；圖3為依照本發明第一較佳實施例的防護電路環部份結構放大示意圖；以及圖4為依照本發明第二較佳實施例的液晶顯示面板的數組結構上視示意圖。
附圖標記說明100、400顯示面板101薄膜晶體管102、202、402數據線路104、204、404掃描線路106、306、406、407內部防護電路環108、308、408外部防護電路環109、309、409保護組件110、410區域130虛線區域201、203、205、207、209位置220信號311閘極金屬312源/汲極金屬314畫素電極320接觸窗口具體實施方式
本發明提供一種具靜電放電(Electro-Static Discharge；ESD)防護功能的液晶顯示面板，利用在顯示區外緣位置，設置多條電性相連接的環狀短路式(short-ring)防護電路環，用以提高累積靜電的分散效果，其中，部分防護電路環設計與顯示區域相連通，而另一部份的防護電路環則不與顯示區域結構相連。另外，電路環上設置有可防止信號互相干擾的保護組件(guard)，以降低電路環對顯示區內的線路信號干擾情形。最后，利用顯示面板制作后段的磨邊制程，即可將連通于顯示區域的防護電路環以及保護組件切除，使防護電路環與顯示區內的短路現象消失，而面板上剩下的防護電路環則轉變成為修補線路(repair line)，配合上激光制程，用以修補顯示區內的線路斷線缺陷。
以下將以實施例對本發明的方法加以詳細說明實施例1本發明公開了一種具有靜電放電防護效果的液晶顯示面板電路結構設計。分別參照圖1、圖2與圖3，圖1為依照本發明第一較佳實施例的液晶顯示面板的數組結構俯視示意圖，圖2為磨邊處理后的液晶顯示面板的數組結構俯視示意圖，而圖3為圖1的第一較佳實施例的防護電路環部份結構放大示意圖，即為圖1中的虛線區域130內的放大示意圖。
參照圖1，在一液晶顯示面板100上，區域110為具有畫素數組的顯示區，而數據線路102與掃描線路104則交叉控制顯示區域110內的各薄膜晶體管(Thin Film Transistor；TFT)101的開關行為，以控制顯示區域110內的畫素顯示狀態。本發明于顯示區域110外的周邊區，設置兩條環狀短路式的防護電路環，分別為較靠近顯示區域110周邊的一內部防護電路環106，以及較靠近面板外緣的一外部防護電路環108。
內部防護電路環106設計為不與顯示區域110內部結構直接相連結，但與外部防護電路環108相連接。且內部防護電路環106分別與數據線路102，以及掃描線路104交叉排列，彼此位于不同平面，而不相接觸。外部防護電路環108則設計為連結數據線路102或是掃描線路104，而與顯示區域110內部相連通，使顯示區域110內部形成一短路連通狀態。
另外，在內部防護電路環106與外部防護電路環108之間，都設置有連接在每一數據線路102或是連接每一掃描線路104之上的保護組件109，用以避免線路之間的信號干擾，保護組件109設計為薄膜晶體管開關組件所組成，例如可由兩個薄膜晶體管構成一保護組件，且保護組件109并與外部防護電路環108相連接。
其中，存在于顯示區域110內部的靜電累積量，即可通過數據線路102以及掃描線路104，經過保護組件109而分散傳送至外部防護電路環108上。并且，再利用外部防護電路環108與內部防護電路環106的電性相連通設計，而使顯示區域110內部的靜電累積量也能同時再另外分散傳送至內部防護電路環106之上。
當面板制作完成時，面板周邊需進行一磨邊導角制程，則較為靠近顯示面板100外緣的外部防護電路環108，以及保護組件109即可經由磨邊導角制程，予以切除，而解除原本顯示區域110內的短路連通狀態。此時，面板上僅剩下內部防護電路環106存在于顯示區域110的周邊。
參照圖2，其為經由磨邊導角制程切除后的液晶顯示面板的數組結構俯視示意圖。其中，內部防護電路環106，因為外部防護電路環108的移除，而失去與顯示區域110內部電性相連通的特性。此時的內部防護電路環106不再具有分散靜電累積的能力，而轉換成為一修補線路。
若顯示區域110內出現斷線缺陷，則可利用內部防護電路環106進行修補。如圖2中所示，若一數據線路202上，在位置201出現斷線(open)缺陷時，則將內部防護電路環106與數據線路202在位置203以及位置205，以激光制程進行修補，使原本不相連的內部防護電路環106與數據線路202，在位置203與位置205相連結，而形成導通狀態。接著，再將內部防護電路環106于位置207及位置209，以激光進行切斷。
于是，原本傳送至數據線路202上的信號220，仍可通過內部防護電路環106與數據線路202的短路連通路徑，由數據線路202上產生斷線位置201的一端傳送至斷線位置201的另一端，使顯示區上出現斷線以外的其它區域的顯示狀態，能經由內部防護電路環106形成的修補線路，而不受斷線缺陷的影響。另外，若是在任一掃描線路204上出現斷線缺陷的問題時，也能同樣通過內部防護電路環106當作修補線路，配合激光進行斷線的修補。
關于本發明的防護電路環的實際結構，則可參照圖3所示，圖3為圖1中的虛線區域130的內部結構俯視示意圖。其中外部防護電路環308可由多層金屬層構成，例如可直接利用顯示組件制作的閘極金屬311、源/汲極金屬312以及畫素電極金屬314三層金屬共同組成，三層金屬層位于不同平面，源/汲極金屬312位于閘極金屬311上方，而畫素電極314則又位于源/汲極金屬的上方，三層金屬彼此之間則以接觸窗320(contact hole)互相連接。如此，可大幅增加外部防護電路環308供給累積靜電所分散的路徑，因而提高對累積的靜電導通分散的成效。
另外，保護組件309(虛線所示)則由兩個薄膜晶體管所組成，由于外部防護電路環308，其是與面板內的掃描線路以及數據線路相連通，因此為了避免在進行面板電性檢測時，數據信號的傳送會受到外部防護電路環308造成的信號干擾，于是，還設置了兩個薄膜晶體管作為保護組件309。至于內部防護電路環306，則為導電性佳的單層金屬線路，例如可直接使用源/汲極金屬312予以圖形定義出。
保護組件309中的兩個薄膜晶體管是通過閘極金屬311而與顯示區域內部的數據線路或是掃描線路相連接。外部防護電路環308則通過保護組件309中的薄膜晶體管的源/汲極金屬312，而與顯示區域內部電性相連通，另外，外部防護電路環308又可以再通過接觸窗320，而利用源/汲極金屬312，以與內部防護電路環306相連接。因此，可形成外部防護電路環308、保護組件309、內部防護電路環306與顯示區內部電性相連通的短路結構狀態。于是，顯示區內累積的靜電量將可同時導通分散至外部防護電路環308與內部防護電路環306之上，而更有效地減少靜電放電的情形產生。
當面板制作完成后，利用面板磨邊導角的制程處理，直接將外部防護電路環308與保護組件309同時切除，解除與顯示區內的短路連結狀態，只保留與顯示區域失去電性連通性的內部防護電路環306，以作為修補線路之用。
另外，除了上述的外部防護電路環與內部防護電路環兩條短路環狀式電路設計外，也可在外部防護電路環外圍，即外部防護電路環與面板外緣之間，再設置一條或多條與外部防護電路環或是顯示區域電性相連的短路環狀式防護電路環，以更加提高對面板顯示區內的累積靜電分散成效。
由上述的第一實施例中的結構設計，由于增加了顯示區周邊的防護電路環數目，使累積靜電分散導通的路徑增多，因此，可更有效地分散面板制程中產生的靜電累積量，而大幅降低靜電放電的發生率與破壞。
另外，還通過內部防護電路環與外部防護電路環的連結結構設計，使得面板在磨邊導角制程進行時，即可直接因切除外部防護電路環，而同時解除外部、內部防護電路環與顯示區域內組件的短路連通狀態，完成一完整的顯示面板組件。
且面板經由磨邊處理后，與顯示區失去電性連通態的內部防護電路環則轉變成為一修補線路，可用來修補顯示區內的斷線缺陷。不僅另外達到修補缺陷的目的，更因而節省了需在面板上再額外設置修補線路的空間，避免造成因占據較多的面板布局(layout)空間，而減少了實際可顯示的區域面積。
實施例2本發明公開了另一種具有靜電放電防護效果的液晶顯示面板電路結構設計。利用三條防護電路環設置于顯示區周邊，而同時達到更佳的靜電分散效果與斷線修補作用。
參照圖4，圖4為依照本發明第二較佳實施例的液晶顯示面板的數組結構俯視示意圖，如同第一實施例的設計，在一液晶顯示面板400上，區域410為具有畫素數組的顯示區，而數據線路402與掃描線路404則交叉控制顯示區域410內的各畫素顯示狀態。本發明于顯示區域410外的周邊區，設置三條環狀短路式的防護電路環，分別為較靠近顯示區域410周邊的一內部防護電路環406，以及較靠近面板外緣的一外部防護電路環408，同時，還有介于外部防護電路環408與內部防護電路環406之間的另一條內部防護電路環407。其中，外部防護電路環408同樣設計為連結數據線路402或是掃描線路404，而與顯示區域410的內部電性相連通，但內部防護電路環406以及內部防護電路環407，則都設計為不與顯示區域410的內部結構相連通。
另外，在外部防護電路環408與內部防護電路環407之間，則設置有連接在每一數據線路402或是連接每一掃描線路404之上的保護組件409，用以保護線路之間的信號干擾，保護組件409設計為由兩個薄膜晶體管所構成。其中，保護組件409分別與外部防護電路環408，以及顯示區域410內形成電性連通狀態，可防止外部防護電路環408對于數據線路402，或是掃描線路404造成傳輸信號干擾。同時，外部防護電路環408也設計為分別獨立電性連通至內部防護電路環407與內部防護電路環406，但內部防護電路環407與內部防護電路環406，則彼此互不相連。
于是，存在于顯示區域410內部的靜電累積量，即可通過數據線路402以及掃描線路404，而同時分散傳至外部防護電路環408、內部防護電路環406以及另一內部防護電路環407之上。
最后，當面板制作完成時，則如同第一實施例，利用面板磨邊導角制程，將靠近面板外緣的外部防護電路環408以及保護組件409切除，而解除與顯示區域410內部的短路連結狀態。同時，內部防護電路環406以及內部防護電路環407也因而失去與顯示區域410的電性連通性。
原本的內部防護電路環406以及內部防護電路環407，在經過磨邊導角制程后，都轉變成為兩條修補線路，配合激光修補制程，如同第一實施例的方式，可對顯示區域410內部的斷線缺陷進行修補。
關于第二實施例的防護電路環的實際結構，則如同第一實施例，其中外部防護電路環408可由多層金屬層構成，例如可直接利用閘極金屬、源/汲極金屬以及畫素電極金屬三層金屬共同組成，三層金屬層位于不同平面，而彼此之間則利用接觸窗互相連接，以增加外部防護電路環對累積的靜電導通分散的成效。另外，內部防護電路環406可利用源/汲極金屬制作形成，而內部防護電路環407則利用畫素電極金屬制作形成。
由于第二實施例的設計，通過防護電路環的數量增加，使累積靜電的分散路徑增加，而更有效地提高了累積靜電的分散成效，達到更佳的靜電放電防護效果。另外，通過兩條內部防護電路環的設計，使磨邊制程后，可保留并轉換為修補線路的電路環數量增加，因而也將更加有助于對顯示區域內的線路斷線缺陷進行修補，而提升缺陷修補的實際成效。
由上述本發明的實施例可知，應用本發明的方法可得一具有良好靜電放電防護功能的液晶顯示面板，而大幅提升顯示器組件的產品良品率與可靠度。且應用本發明的方法，可在不影響一般顯示面板的制程條件下，利用面板外圍線路布局的設計，僅作部份圖案定義的設計與變化，即可形成一同時具有良好靜電放電防護效果，以及修補線路的功能的防護電路環結構。不僅增加靜電放電防護電路環的數量，使靜電分散的成效提升，有效降低組件受損情形，更可將靜電放電防護與修補線路結合，而在不影響顯示區域內的布局空間與顯示特性的條件下，同時達到顯示組件制造良品率與可靠度提升的成效。
雖然本發明已以實施例公開如上，然其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術者，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可作各種的改動與修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種具靜電放電防護的液晶顯示面板，其特征在于，至少包含一顯示區域；至少一內部防護電路環，環繞于顯示區域的外圍，且內部防護電路環與顯示區域不直接相連接；以及至少一外部防護電路環，鄰近面板外緣位置而環繞于內部防護電路環的外圍，并分別與顯示區域以及內部防護電路環電性相連通，形成一短路連通狀態，其中，內部防護電路環經由外部防護電路環，與顯示區域電性相連通，使產生于顯示區域內的累積靜電，能同時導通分散至外部電路環與內部電路環之上。
2.如權利要求1所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述的顯示區域為由多個薄膜晶體管驅動的畫素數組區。
3.如權利要求1所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述的內部防護電路環分別與每一數據線路以及每一掃描線路交叉排列，且皆位于不同平面，彼此不相接觸。
4.如權利要求1所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述的內部防護電路環為由至少一金屬導電層所構成的一短路式電路環。
5.如權利要求1所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述的外部防護電路環，為由單一金屬導電層或多個金屬導電層所構成的一短路式電路環。
6.如權利要求5所述的液晶顯示面板，其特征在于，每一金屬導電層通過多個接觸窗口相連通。
7.如權利要求1所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述的外部防護電路環是在一面板磨邊制程中被移除，而解除顯示區域內的短路連通態，并進而使內部防護電路失去與顯示區域的電性連通性。
8.如權利要求7所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述的內部防護電路環轉變成為一修補線路，配合激光制程，用以修補顯示區域內的斷線缺陷。
9.如權利要求1所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述的內部防護電路環與外部防護電路環之間還包含多個保護組件，用以防止信號干擾。
10.如權利要求9所述的液晶顯示面板，其特征在于，所述的保護組件是設計在顯示區域與外部防護電路環的每一連通路徑上，而與顯示區域以及外部防護電路環電性相連通，而且會在一面板磨邊制程中被移除，而失去與顯示區域的電性連通性。
全文摘要
一種具靜電放電防護的液晶顯示面板，是在靠近面板外緣，具有一條短路式內部防護電路環，以及一條短路式外部防護電路環。其中，內部防護電路環為環繞顯示區域的外圍，而外部防護電路環則是環繞于內部防護電路環的外圍。外部防護電路環同時與顯示區域，以及內部防護電路環相連通，而內部防護電路環則是通過外部防護電路環，以與顯示區域電性相連通。內部防護電路環更可于面板磨邊制程后，轉變成為一修補線路。
文檔編號G02F1/133GK1916701SQ20051009244
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月16日 優先權日2005年8月16日
發明者劉夢騏, 蕭富元, 林光祥, 張營輝 申請人:中華映管股份有限公司