專利名稱：顯示器的靜電放電防護方法及其靜電放電防護裝置的制作方法
技術領域：
本發明有關于一種顯示器的靜電放電(Electrostatic discharge，ESD)防護方法及其靜電放電防護裝置，特別有關于一種可提高ESD耐受能力的靜電放電防護方法及裝置。
背景技術：
液晶顯示器(liquid crystal display；LCD)是一種平面顯示器，其包含兩片具有透明電極的基材及一液晶層夾于兩基材間，此兩片基材一般為一形成有薄膜晶體管的基材與一形成有彩色濾光片的基材。于液晶顯示器中，可借由改變施加于液晶層的電壓而控制穿透液晶層的光。
薄膜晶體管基材上形成有彼此交錯的N條柵極線與M條數據線，并在N×M矩陣中定義出多個畫素。每一畫素中形成有一個畫素電極且畫素電極經由如薄膜晶體管的開關裝置連接至柵極與數據線。薄膜晶體管可根據傳送過柵極線的掃瞄信號狀態來對傳送過數據線的顯示信號加以控制。
大多數LCD皆制作于玻璃基材上，然而因玻璃材質不導電，當在基板上有意外的電荷累積時，例如靜電，玻璃基板無法將靜電的電荷有效疏散，而可能導致絕緣膜或薄膜晶體管因靜電放電而損害。
在LCD制程中，在組合薄膜晶體管基材與彩色濾光片基材后所產生的靜電放電，即使其僅具有小量電荷，仍會引起高電壓，而降低基材品質。此外，由于靜電電荷常在基材的切割步驟間產生，并經柵極與數據襯墊(data pad)流入包含畫素區的主動區域，進而損壞薄膜晶體管的通道。
此外，此種靜電放電效應對薄膜晶體管造成的損害，對低溫多晶硅(LowTemperature Poly-Silicon，LTPS)薄膜晶體管而言特別明顯。LTPS與傳統非晶硅a-Si TFT-LCD最大差異在于LTPS薄膜晶體管經過激光回火(LaserAnneal)制程步驟，將a-Si的薄膜轉變為多晶硅(Poly-Si)薄膜層，可大幅提升晶體管載子移動率達200倍以上由于LTPS技術可提升電子遷移率達200(cm2/V-sec)，有利于TFT組件小型化，并提高面板開口率，使得顯示亮度增加、降低耗電率。
雖然低溫多晶硅的薄膜晶體管比起非晶硅的晶體管有較高的遷移律、較低的臨界電壓，并且同樣可以大面積地制作在玻璃基板上，但是在低溫多晶硅薄膜晶體管顯示面板上，由于制程中大量靜電電荷累積會擊穿內部驅動電路的晶體管，而造成實質性的破壞，所以在LTPS制程中需要在電路的周圍設計靜電放電(Electro-Static Discharge，ESD)防護電路。
圖1顯示一習知用于液晶顯示器之靜電放電防護電路圖。如圖1所示，目前所采用的靜電放電防護電路一般是利用PMOS晶體管MP1、NMOS晶體管MN1等結構，將靜電放電電流由輸入信號端Ti引導到電源線(VDD或VSS)或參考接地線(未圖示)，以避免靜電放電脈沖由信號端To進入而破壞內部電路。靜電放電防護裝置的具體電路布局一般采用側向布局方式，如圖2所示，以避開原來的輸入信號線Ti-To，然而如此不但在布局面積的使用上較無效率，且當靜電放電電流自輸入端Ti流入時，由于每一NMOS晶體管MN、或PMOS晶體管MP與輸入信號線Ti-To的距離不等，所產生的等效電阻亦不相同，因此，在靜電放電電流進入電路時，電流會選擇最小的路徑作優先的導通的路徑，故在圖2中最靠近輸入信號線Ti-To的MOS晶體管將優先被開啟以承受靜電放電電流，之后才會順序開啟其次的MOS晶體管，如此，這些較靠近輸入信號線Ti-To的MOS晶體管會承受較大的靜電放電電流而容易造成損害，且當輸入端近端的MOS(MPi、MNi)一經損壞，全體靜電放電防護電路甚至會受影響而失去其作用。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一顯示器的靜電放電防護方法與靜電放電防護裝置，其可有效提高布局面積的使用效率，并且也可以提高靜電放電防護組件開啟的速度，來達到提高整體面板靜電放電耐受度的能力。
為達成上述目的，本發明提供一顯示器的靜電放電防護方法，其首先將一第一輸入信號線分流為多個第二輸入信號線，接著在每一第二輸入信號線的周圍分別設置一靜電放電防護單元，用以防護通過第二輸入信號線的靜電放電，之后將上述第二輸入信號線合流為一第三輸入信號線。
上述靜電放電防護方法中，當靜電放電脈沖進入該第一輸入信號線時，其被分流至該等第二輸入信號線而分別開啟該等靜電放電防護裝置，使此靜電放電脈沖被導離該等第二輸入信號線，而不會進入第三輸入信號線。
本發明尚提供一顯示器的靜電放電防護裝置，其包含一第一輸入信號線，多個第二輸入信號線分流自第一輸入信號線，一靜電放電防護單元分別設置在每一第二輸入信號線之周圍，用以防護通過上述第二輸入信號線的靜電放電，以及一第三輸入信號線將上述第二輸入信號線合流為一。
本發明提供的顯示器的靜電放電防護方法及其靜電放電防護電裝置中，該靜電放電防護裝置可為一二極管或一金氧半晶體管(MOSFET)，該靜電放電防護裝置可與一供應電源線耦接，例如耦接VDD或VSS；亦可與一參考電源耦接，例如參考接地GND。
本發明提供的靜電放電防護方法及靜電放電防護裝置可適用于所有應用薄膜晶體管作為驅動開關組件的顯示器，例如有機電機發光顯示器與液晶顯示器，特別是應用低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS-TFT)的顯示器，其中上述第三輸入信號線可與液晶顯示器的柵極線或數據線電性相連。
綜上所述，本發明中主要借由改變靜電放電防護電路的布局方式，同時利用現有的制程技術來制作靜電放電防護組件(如金氧半晶體管或二極管)以形成靜電放電防護電路。在布局方法上，借由將輸入電源線分為多組，透過此電源線下方或上方的靜電放電防護組件來形成靜電放電保護電路，如此可提高布局面積的使用效率，并且也可以提高保護組件開啟的速度，來達到提高整體面板靜電放電耐受度的能力。
圖1顯示一習知用于液晶顯示器的靜電放電防護電路2顯示圖1中電路的具體電路布局方式。
圖3顯示一依據本發明靜電放電防護方法所制作的靜電放電防護電路布局。
符號說明MP1～PMOS；MN1～NMOS；MPi、MNi～輸入端近端的MOS；MPj、MNj～輸入端遠程的MOS；MP1～n、MN1～n～靜電放電防護裝置；T1～第一輸入電源線；T2～第二輸入電源線；T3～第三輸入電源線；Ti～輸入端；Ti-To～輸入信號線；VDD～供應電壓；VSS～接地電壓B1～分流部；B2～匯流部。
具體實施例方式
為讓本發明的上述和其它目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下圖3顯示一依據本發明靜電放電防護方法所制作的靜電放電防護電路布局。
本發明中的各種靜電放電防護單元(或組件)可在形成輸入信號線之前或之后加以制作。在本實施例中，是在制作輸入信號線之后予以制作，且本實施例中所采用的靜電放電防護單元(MP1～MPn及MN1～MNn)是分別為由PMOS晶體管與NMOS晶體管所構成。透過特定的連接方式(如圖1的MOS晶體管所示的連接方式)，上述靜電防護單元(MP1～MPn及MN1～MNn)可以具有等效于二極管的功能。當然，上述靜電放電防護單元(MP1～MPn及MN1～MNn)亦可直接采用二極管組件來構成。
依據本發明提供的靜電放電防護方法，先將一第一輸入信號線T1分流為多個第二輸入電源線T2，其中每一第二輸入信號線的線寬是小于第一輸入信號線的線寬。接著，將所有第二輸入信號線T2合流為一第三輸入信號線T3。之后，對應每一第二輸入信號線T2，分別設置靜電放電防護單元(MP1～MPn及MN1～MNn)，用以將出現在該第一輸入信號線的靜電放電脈沖，透過該等第二輸入信號線及靜電放電防護單元進行分流及疏通。
應用上述方法，可得出本實施例之顯示器的靜電放電防護裝置，其包括一第一輸入信號線T1；多個第二輸入信號線T2，自上述第一輸入信號線T1分枝而出；一第三輸入信號線T3，匯集上述多個第二輸入信號線，并耦接上述顯示器的內部電路；以及，多個靜電放電防護單元(MP1～MPn、MN1～MNn)，對應每一上述第二輸入信號線T2而設置，用以將出現在上述第一輸入信號線T1的靜電放電脈沖，透過上述多個第二輸入信號線T2及靜電放電防護單元(MP1～MPn、MN1～MNn)進行分流及疏通。
在此實施例中，請參照圖3，要注意的是上述多個第二輸入信號線T2是互相平行地設置且其線寬小于第一輸入信號線；再者，在第一輸入信號線T1和上述多個第二輸入信號線T2之間更具有一分流部B1，上述分流部B1的線寬大于多個第二輸入信號線的線寬總合、也大于第一輸入信號線的線寬，用以提供足夠大的面積，以便能夠均勻地分流靜電放電脈沖的放電電流至上述第二輸入信號線T2及其對應的靜電放電防護單元；又，在第三輸入信號線T3和上述多個第二輸入信號線T2之間亦具有一匯流部B2，上述匯流部B2的線寬大于多個第二輸入信號線的線寬總合、也大于第一輸入信號線的線寬用以提供足夠大的面積。
此外，再請參照圖3，上述多個靜電放電防護單元(MP1～MPn、MN1～MNn)，是分別地配合上述互相平行的多個第二輸入信號線T2而設置，借以形成緊密排例的結構，進而提高布局面積的使用效率。又，上述多個靜電放電防護單元(MP1～MPn、MN1～MNn)除了耦接其中一條第二輸入信號線外，亦耦接至一供應電源線，用以將靜電放電脈沖疏通至所耦接的供應電源線，在此實施例中以MPn和MNn為例，是分別耦接至系耦接供應電源線VDD和VSS；但是并非限定于此，亦可以耦接至參考電源線，例如參考接地GND(未圖示)。
對一顯示器而言，尤其是應用LTPS-TFT作為驅動開關組件的顯示器，若配合將本發明的靜電放電防護裝置，設置在顯示器面板的信號輸入端，則可達到靜電放電防護的作用。
如此一來，當LTPS-TFT顯示器的面板上，若出現靜電電荷累積時，上述靜電電荷將由第一輸入信號線T1分流成多個靜電放電電流而輸入至上述多個第二輸入電源線T2，再分流至各個靜電放電保護單元(MP1～MPn及MN1～MNn)之后，即迅速平均地開啟上述多個靜電放電防護單元，而將此靜電放電流導出至供應電源線VDD或VSS，以避免對內部電路產生破壞，而達到保護內部電路的功用，這樣每一個靜電放電防護單元平均地分擔靜電放電電流，而避免任一個靜電放電防護單元因為承受過大的電流而損傷，而尚失靜電保護的功效；由此可知，本案的靜電耐受度因此可以提升。
本發明所提供的靜電放電防護方法與靜電放電防護電路布局適用于所有應用薄膜晶體管作為驅動開關組件的顯示器，例如有機電激發光顯示器與液晶顯示器，尤其是應用低溫多晶硅薄膜晶體管的顯示器中更能顯示其增加靜電放電防護耐受力的功效。
將本實施例中的第三輸入電源線T3與顯示器驅動電路中的柵極線或數據線相連后，當靜電放電脈沖進入第一輸入電源線T1時，靜電放電脈沖會被分流至第二輸入電源線T2而分別開啟靜電放電防護裝置(MP1～n、MN1～n)，使此靜電放電脈沖被導離第二輸入電源線T2，而可避免進入第三輸入電源線T3，故可避免顯示器的內部電路柵極線或數據線等遭受靜電放電的損害。
權利要求
1.一種顯示器的靜電放電防護方法，包括將一第一輸入信號線分流為多個第二輸入信號線；將該第二輸入信號線合流為一第三輸入信號線，該第三輸入信號線耦接該顯示器的內部電路；以及對應每一該第二輸入信號線，分別設置至少一靜電放電防護單元，用以將出現在該第一輸入信號線的靜電放電脈沖，透過該第二輸入信號線及該靜電放電防護單元進行分流及疏通。
2.根據權利要求1所述的顯示器的靜電放電防護方法，其中該靜電放電防護單元為選自于下列群組一二極管、一金氧半晶體管與前述的組合；且該靜電放電防護單元耦接一供應電源線或耦接一參考電源線。
3.根據權利要求2所述的顯示器的靜電放電防護方法，其中當靜電放電脈沖進入該第一輸入信號線時，其被分流至該第二輸入信號線而分別開啟該靜電放電防護單元，使此靜電放電脈沖透過該第二輸入信號及該靜電放電防護單元而被疏導至該供應電源線或該參考電源線。
4.根據權利要求1所述的顯示器的靜電放電防護方法，其中該第二輸入信號線的線寬小于該第一輸入信號線的線寬。
5.一種顯示器的靜電放電防護裝置，包括一第一輸入信號線；多個第二輸入信號線，自該第一輸入信號線分流而出；一第三輸入信號線，匯集該第二輸入信號線，并耦接該顯示器的內部電路；多個靜電放電防護單元，對應每一該第二輸入信號線而設置，用以將出現在該第一輸入信號線的靜電放電脈沖，透過該第二輸入信號線及該靜電放電防護單元進行分流及疏通。
6.根據權利要求5所述的顯示器的靜電放電防護裝置，其中該靜電放電防護單元選自于下列群組一二極管、一金氧半晶體管與前述的組合；且該靜電放電防護單元耦接一供應電源線或耦接一參考電源線。
7.根據權利要求6所述的顯示器的靜電放電防護裝置，其中當靜電放電脈沖進入該第一輸入信號線時，其被分流至該第二輸入信號線而分別開啟該靜電放電防護單元，使此靜電放電脈沖透過該第二輸入信號及該靜電放電防護單元而被疏導至該供應電源線或該參考電源線。
8.根據權利要求5所述的顯示器的靜電放電防護裝置，其中該第二輸入信號線的線寬小于該第一輸入信號線的線寬。
9.根據權利要求5所述的顯示器的靜電放電防護裝置，更包括一分流部設置于該第一輸入信號線及該第二輸入信號線之間，及一匯流部設置于該第三輸入信號線及該第二輸入信號線之間；該分流部及匯流的寬度分別大于該第二輸入信號線的線寬總合，也大于該第一輸入信號線的線寬。
全文摘要
本發明是有關于一種顯示器的靜電放電防護方法及其靜電放電防護電路布局。上述靜電放電防護方法為將一第一輸入電源線分流為多個第二輸入電源線，并在每一第二輸入電源線的周圍分別設置一靜電放電防護裝置，用以防護通過第二輸入電源線的靜電放電，之后將上述第二輸入電源線合流為一第三輸入電源線。上述靜電放電防護電路布局包含一第一輸入電源線，多個第二輸入電源線分流自第一輸入電源線，一靜電放電防護裝置分別設置在每一第二輸入電源線的周圍，用以防護通過上述第二輸入電源線的靜電放電，以及一第三輸入電源線將上述第二輸入電源線合流為一。
文檔編號H05F3/00GK1671267SQ20041002941
公開日2005年9月21日 申請日期2004年3月17日 優先權日2004年3月17日
發明者楊勝捷, 石安 申請人:統寶光電股份有限公司