CN101097673A - 具有单面板功能测试的静电放电防护整合电路 - Google Patents

Abstract

一种平面显示器，显示面板包括多条信号线以及多个静电防护电路，其中静电防护电路的负静电防护电路具有单面板测试功能(Cell test function)，在整合上述单面板测试功能的同时经过贴附驱动芯片后，在一般动态显示时负静电防护电路接至一低电位电压，以使排放负静电防护电路组于一般显示时其电路架构的薄膜晶体管无导通路径，可使负静电防护电路于动态一般驱动显示时，着实降低面板模块的功率损耗，以延长产品的使用时间。

Description

具有单面板功能测试的静电放电防护整合电路

技术领域

本发明有关一种平面显示器及其显示面板，且特别是有关一种除了具备单面板测试功能(Cell test function)外且于一般动态显示时可降低通过静电防护电路所损失功率损耗的平面显示器静电防护电路。

背景技术

图1A是现有具有静电放电(ESD)防护设计。请参照图1A，薄膜晶体管(TFT)显示面板100是于每一条信号线110(扫描线或数据线)上耦接正静电防护电路112以及负静电防护电路114，分别用以排除驱动芯片120与显示面板100贴附时所产生的正静电及负静电电荷。负静电防护电路114包括利用一薄膜晶体管M形成的二极管，薄膜晶体管M的源极耦接信号线110，且薄膜晶体管M的栅极与漏极则耦接至显示面板100的共同电位Vcom。

驱动芯片120(扫描或数据驱动芯片)其芯片接脚耦接至显示面板100的信号线110。在驱动芯片120与显示面板100的贴附(Bonding)过程中，在信号线110所产生的负静电可经由晶体管M传导至共同电位Vcom而加以排除，以避免负静电经由信号线110流入而破坏显示面板100的TFT组件。

然而，以信号线110是扫描线为例，当驱动芯片120结合至显示面板100以进行一般动态显示时，如图1B所示，于时序T1，驱动芯片120其第一级扫描信号线110输出扫描信号Scan1的电压电位为Vgh，例如是+10V，且在同一时序T1中，第二级扫描信号线Scan2的电压电位是低电位Vgl，例如是-10V。此时，共同电位Vcom的交流电压电位为Vch，例如是+5V。因此，对应第一级扫描信号线110的薄膜晶体管M其电压电位为Vgh高于正极电压Vch因而不导通。除此之外，其它扫描信号线110的薄膜晶体管M其负极电压皆为Vgl(＝-10V)低于其正极电压(Vch或Vcl(0V))。于是这些晶体管M为导通状态并产生耗电电流I，如图1A所示。

假如在一面板有N级扫描线，在时序T1将有(N-1)*I耗电流通过负静电防护电路损失，同理在时序T2，只有第二级扫描信号线110的薄膜晶体管M不导通，其它(N-1)个薄膜晶体管M皆为导通状态，因此亦有(N-1)*I耗电流通过负静电防护电路损失，使得传统的负静电防护电路114虽可达到排除负静电的目的，但却增加显示面板100于动态显示时的功率损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种平面显示器及其显示面板。于显示面板进行一般动态显示时，驱动芯片一低电位接脚接至负静电防护电路一端，以避免负静电防护电路产生耗电路径，借以降低显示面板的功率损耗。

根据本发明的目的，提出一种显示面板，此显示面板包括多条信号线以及多个静电防护电路。其负静电防护电路分别一端耦接至各个信号线，另一端则耦接至驱动芯片一低电位信号，且各负静电防护电路的静电防护端互相耦接。当驱动芯片贴附至显示面板时，负静电可由耦接的各负静防护电路加以排除，且可使负静电防护电路于动态一般驱动显示时，着实降低面板模块的功率损耗，以提升产品的使用时间。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，现特举一较佳实施例，并配合附图进行详细说明如下：

附图说明

图1A是现有具有负静电防护设计的TFT显示面板的结构示意图。

图1B是现有图1A中TFT显示面板的扫描驱动时序图。

图2是依照本发明一较佳实施例的一种平面显示器电路方块图。

图3A是图2中负静电防护电路的电路结构图。

图3B是依照本发明较佳实施例于显示面板结合驱动IC过程中负静电防护电路形成导静电路径示意图。

图3C是依照本发明较佳实施例于显示面板进行一般动态显示时负静电防护电路处于不导通状态示意图。

图4是依照本发明较佳实施例显示面板于一般动态显示的扫描驱动仿真时序图。

具体实施方式

请参照图2，其是依照本发明较佳实施例的平面显示器电路方块图。平面显示器200例如是液晶显示器，其包括显示面板210以及驱动芯片220。显示面板210例如是TFT面板，其包括多条信号线212、多组正静电防护电路213、多组负静电防护电路214以及显示区域216。信号线212可为扫描线或数据线，且驱动芯片220例如为扫描或数据驱动芯片。正静电防护电路213耦接于信号线212以及共同电位Vcom之间，主要是用以排除驱动IC 220与显示面板210结合时所产生的正静电电荷。负静电防护电路214的第一端E1耦接至对应的信号线212，负静电防护电路214的第二端E2互相耦接，且负静电防护电路214的静电防护端E4互相耦接。当驱动芯片220结合至显示面板210时，驱动芯片220的接脚分别耦接至各级信号线212，用以提供显示区域216中像素显示所需的驱动信号(扫描信号或数据信号)，且负静电防护电路214的共同连接端E2耦接至驱动芯片220的低电位接脚。

在驱动芯片220尚未贴附至显示面板210时，此时在各信号线212所产生的负静电可经由负静电防护电路214的第一端E1传导至其静电防护端E4，再经由其它负静电防护电路214的静电防护电端E4传导至其第一端E1而加以排除，亦即利用信号线212的负静电防护电路214使得面板信号线212全导通共享方式而加以排除；当驱动芯片220贴附至显示面板210以进行显示区域216的一般动态显示时，驱动芯片220是经由低电位接脚输出低电位电压(例如是低电位扫描或数据电压Vgl或Vdl)至各负静电防护电路214的第二端E2，使得负静电防护电路214处于不导通状态。因此，可降低显示面板210的功率损耗。

另外，各负静电防护电路214的第三端E3是共同耦接至显示面板210的第一测试点Test1，且各负静电防护电路214的静电防护端E4是共同耦接至显示面板210的第二测试点Test2。测试点Test1及Test2是用于驱动芯片220贴附至显示面板210之前，对显示面板210进行单面板测试(Cell Test)。

请参照图3A，其是电路图为图2中负静电防护电路214的电路实施例。各负静电防护电路214包括薄膜晶体管T1以及二极管耦接(diode-connected)的薄膜晶体管T2与T3，其中晶体管T1、T2及T3例如是N型金属氧化物半导体(N-type Metal Oxide Semiconductor，NMOS)晶体管。薄膜晶体管T1的源极(亦即E1端)耦接对应的信号线212，薄膜晶体管T1的栅极是耦接薄膜晶体管T3的源极并作为负静电防电路214的E3端，且薄膜晶体管T1的漏极耦接薄膜晶体管T2的源极并作为负静电防电路214的静电防护(E4)端。另外，薄膜晶体管T2的漏极耦接薄膜晶体管T3的漏极并作为负静电防护电路214的E2端。如上所述，各负静电防护电路214的E3端是共同耦接至第一测试点Test1，且各负静电防护电路214的静电防护(E4)端是共同耦接至第二测试点Test2。

首先，就负静电防护而言，譬如当驱动芯片贴附于面板时产生一负静电，负静电(一)电位通过接脚传至信号线，如等同于薄膜晶体管T1的源极，由于薄膜晶体管T1的源极电压低于其栅极电压至少一个临界电压值(例如是2V)。因此，晶体管T1导通(ON)，使得静电防护(E4)端电压约为负静电电位。如图3B所示，由于各级负静电防护电路214的静电防护(E4)端是互相耦接，因此此级信号线212的负静电(-)经由对应负静电防护电路214的晶体管T1传导至其静电防护(E4)端后，再经由其它级负静电防护电路214的静电防护(E4)端导通对应的晶体管T1而利用整个面板来将负静电加以排除。

其次，就降低面板功率损耗而言，如图2所示，当扫描(或数据)驱动芯片220贴附至显示面板210后以进行显示区域216的动态显示时，扫描(或数据)驱动芯片220会经由低电位脚位提供低电位电压Vgl(或Vdl)至各负静电防护电路214的E2端。如图3C所示，由于晶体管T2及T3皆为薄膜晶体管形成的二极管耦接方式，因此E3端电压及E4端电压皆为E2端的Vgl或Vdl。此时，各负静电防护电路214皆处于不导通状态，因此可降低显示面板210的功率损耗。如图4所示，经电路仿真结果显示：显示面板210的分辨率为128*160，扫描信号Sc的高电位电压Vgh＝+15V，且扫描信号Sc的低电位电压Vgl＝-10V。对应各负静电防护电路214的E3端电压V3以及E4端电压V4皆接近Vgl的-10V，亦证实在一般驱动显示时，在每一级负静电防护电路214的晶体管T1、T2及T3是关闭状态。

另外，上述驱动芯片220经由低电位接脚所提供的低电位电压也可以不是低电位扫描(或数据)电压Vgl或Vdl。只要低电位接脚可使负静电防护电路214处于不导通状态皆在本专利申请范围。

再者，就单面板测试功能而言，以信号线212为扫描线作说明。本发明是于显示面板210的扫描信号线212上配置如图2及图3A所示的负静电防护电路214。在扫描信号线212的负静电防护电路214的第一测试点Test1输入测试电压Vt，例如是+25V，并于对应扫描信号线的第二测试点Test2提供扫描信号+15V的Vgh电压。接着，于对应数据在线提供数据信号+5V的Vdh电压，以测试显示面板210的画面显示功能，其中测试电压Vt是高于扫描电压Vgh至少晶体管T1的临界电压值。

如图3A所示，由于扫描信号线212的静电防护电路214中晶体管T1的栅极电压(即E3端电压)等于测试电压的+25V，且晶体管T1的漏极电压(即E4端电压)等于高电位电压Vgh(+15V)，使得对应扫描信号线212的晶体管T1导通，且扫描电压Vgh输入至各级扫描信号线212传递至显示区域216，并使显示区域216的像素接收对应数据线的数据信号而产生对应的显示画面。因此可借以测知显示面板210是否为不良品，减少材料的浪费并降低成本。

上述单面板测试虽以信号线212为扫描线作说明，然而同样地也可以于数据信号线212上配置如图2及图3A所示的负静电防护电路214。在数据信号线212的负静电防护电路214的第一测试点Test1输入测试电压Vt(+25V)，并于对应数据信号线212的第二测试点Test2提供数据信号+5V的Vdh电压。接着，于对应扫描在线提供扫描信号+15V的Vgh电压，以测试显示面板210的画面显示功能，其中测试电压Vt是高于数据电压Vdh至少晶体管T1的临界电压值。同理可知，由于数据信号线212的静电防护电路214中晶体管T1的栅极电压(+25V)高于其漏极电压(+5V)，使得当扫描信号传输至显示区域216时，对应数据信号线212的晶体管T1导通而将数据电压Vdh传递至显示区域216的像素以产生所需的显示画面。因此亦可借以测知显示面板210是否为不良品，减少材料的浪费并降低成本。

上述单面板测试也可以同时在扫描信号线212以及数据信号线212上配置如图2及图3A所示的负静电防护电路214。在扫描信号线212及数据信号线212的负静电防护电路214的第一测试点Test1皆输入测试电压Vt(+25V)，于对应扫描信号线212的第二测试点Test2提供扫描信号+15V的Vgh电压，并于对应数据信号线212上提供数据信号+5V的Vdh电压，以测试显示面板210的画面显示功能，同样地也可以达到上述测知显示面板210是否为不良品并降低成本的目的，在此便不赘述。

另外，本发明的显示面板210也可以是将扫描线与数据线分为皆分为奇(或偶)数级来做面板210是否为不良品；亦即分别对奇数级以及偶数级信号线212作面板以不同画面驱动测试。或者是信号线212数据线分别驱动测试红色/绿色/蓝色像素数据线。

如上所述，本发明虽以负静电防护电路214包括薄膜晶体管T1及薄膜晶体管形成的二极管T2与T3为例作说明，然本发明的显示面板210也可以使用其它型式的负静电防护电路来排除各级信号线的负静电，只要各负静电防护电路的第一端耦接至对应信号线，且各负静电防护电路的第二端互相耦接，使得驱动芯片结合显示面板所产生的负静电可由导通的负静电防护电路的第二端加以排除，且在驱动芯片结合显示面板的后，负静电防护电路的第二端共同耦接至驱动芯片的低电位接脚，使得在一般动态显示时驱动芯片可经由低电位接脚提供低电位电压至各负静电防护电路的第二端关闭各负静电防护电路，以达到降低面板功率损耗的目的，亦不脱离本发明的技术范围。

本发明上述实施例所揭示的平面显示器及其显示面板具有下列的优点：

1.当驱动芯片贴附至显示面板时，各级信号线的负静电防护电路的共同连接端是耦接至驱动芯片的低电位接脚，于是当显示面板进行一般动态显示时，驱动IC可经由低电位接脚提供低电位电压至各负静电防护电路的共同连接端，使得整个画面显示过程中各负静电防护电路皆处于不导通状态，有效降低面板功率的损耗，并增加产品的使用时间。

2.当驱动芯片欲结合至显示面板时，于各信号线产生的负静电可经由对应的负静电防护电路导通至其共同连接端而加以排除，达到排除负静电的目的。

3.本发明的显示面板可利用扫描线及数据线的负静电防护电路的第一测试点以及第二测试点来进行显示面板的驱动显示测试，以确认显示面板是否为不良品，减少后段材料驱动芯片的成本。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。

Claims (21)

1.一种显示面板，用以结合一驱动集成电路(IC)，该显示面板包括：

多条信号线；以及

多个负静电防护电路，分别耦接至该些信号线，其中各该负静电防护电路的一第一端是耦接至对应的该信号线，各该负静电防护电路的一第二端互相耦接，且各该负静电防护电路的一静电防护端互相耦接；

其中，当该驱动IC结合至该显示面板时，于各该信号线产生的负静电经由对应该负静电防护电路的该第一端传导至该静电防护端，并经由其它负静电防护电路的该静电防护端传导至对应的该第一端而加以排除，且该负静电防护电路的该第二端是耦接至该驱动IC的一低电位接脚。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于各该信号线是一扫描线或一数据线，且该驱动IC是一扫描驱动IC或一数据驱动IC。

3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于当该显示面板进行一般动态显示时，该驱动IC是经由该低电位接脚输出一低电位电压至各该第二端，使得该负静电防护电路不导通。

4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于该低电位电压是该驱动IC经由各该信号线输出的一驱动信号的一低电位电压。

5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于各该负静电防护电路包括一N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管、一第一二极管组件以及一第二二极管组件，该NMOS晶体管的源极耦接对应的该信号线，该NMOS晶体管的漏极耦接该第一二极管组件的负极以作为该静电防护端，该NMOS晶体管的栅极耦接该第二二极管组件的负极，该第一二极管组件的正极耦接该第二二极管组件的正极，且该第一二极管组件与该第二二极管组件的正极耦接点是作为该负静电防护电路的该第二端。

6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于该第一二极管组件以及该第二二极管组件皆为一NMOS晶体管短接形成。

7.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于于单面板测试操作中，至少部份的该NMOS晶体管的栅极是耦接至一第一测试点，该部份的NMOS晶体管的漏极是耦接至一第二测试点，该第一测试点具有一测试电压，该第二测试点具有各该信号线所传输的一驱动信号的一高电位电压，且该测试电压是高于该高电位电压至少该NMOS晶体管的一临界电压值。

8.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于该NMOS晶体管的栅极是互相耦接至该第一测试点，且该NMOS晶体管的漏极是互相耦接至该第二测试点。

9.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于耦接奇(偶)数级信号线的该NMOS晶体管的栅极是互相耦接至该第一测试点，且耦接奇(偶)数级信号线的该NMOS晶体管的漏极是互相耦接至该第二测试点。

10.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于该信号线为数据线，耦接红色(绿色/蓝色)像素数据线的该NMOS晶体管的栅极是互相耦接至该第一测试点，且耦接红色(绿色/蓝色)像素数据线的该NMOS晶体管的漏极是互相耦接至该第二测试点。

11.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于该显示面板是一薄膜晶体管面板。

12.一种平面显示器，包括：

一显示面板，包括：

多条信号线；以及

多个负静电防护电路，分别耦接至该信号线，其中各该负静电防护电路的一第一端是耦接至对应的该信号线，各该负静电防护电路的一第二端是互相耦接，且各该负静电防护电路的一静电防护端是互相耦接；以及

一驱动IC，用以于结合该显示面板时耦接至该信号线，其中该驱动IC包括一低电位接脚；

其中，当该驱动IC结合至该显示面板时，于各该信号线产生的负静电是经由对应该负静电防护电路的该第一端传导至该静电防护端，并经由其它负静电防护电路的该静电防护端传导至对应的该第一端而加以排除，且该负静电防护电路的该第二端是耦接至该驱动IC的该低电位接脚。

13.如权利要求12所述的平面显示器，其特征在于各该信号线是一扫描线或一数据线，且该驱动IC是一扫描驱动IC或一数据驱动IC。

14.如权利要求12所述的平面显示器，其特征在于当该显示面板进行一般动态显示时，该驱动IC是经由该低电位接脚输出一低电位电压至各该第二端，使得该负静电防护电路不导通。

15.如权利要求14所述的平面显示器，其特征在于该低电位电压是该驱动IC经由各该信号线输出的一驱动信号的一低电位电压。

16.如权利要求12所述的平面显示器，其特征在于各该负静电防护电路包括一NMOS晶体管、一第一二极管组件以及一第二二极管组件，该NMOS晶体管的源极耦接对应的该信号线，该NMOS晶体管的漏极耦接该第一二极管组件的负极以作为该静电防护端，该NMOS晶体管的栅极耦接该第二二极管组件的负极，该第一二极管组件的正极耦接该第二二极管组件的正极，且该第一二极管组件与该第二二极管组件的正极耦接点是作为该负静电防护电路的该第二端。

17.如权利要求16所述的平面显示器，其特征在于该第一二极管组件以及该第二二极管组件皆为一NMOS晶体管短接形成。

18.如权利要求16所述的显示面板，其特征在于于单面板测试操作中，至少部份的该NMOS晶体管的栅极是耦接至一第一测试点，该部份的NMOS晶体管的漏极是耦接至一第二测试点，该第一测试点具有一测试电压，该第二测试点具有各该信号线所传输的一驱动信号的一高电位电压，且该测试电压是高于该高电位电压至少该NMOS晶体管的一临界电压值。

19.如权利要求18所述的平面显示器，其特征在于该NMOS晶体管的栅极是互相耦接至该第一测试点，且该NMOS晶体管的漏极是互相耦接至该第二测试点。

20.如权利要求18所述的平面显示器，其特征在于耦接奇(偶)数级信号线的该NMOS晶体管的栅极是互相耦接至该第一测试点，且耦接奇(偶)数级信号线的该NMOS晶体管的漏极是互相耦接至该第二测试点。

21.如权利要求18所述的平面显示器，其特征在于该信号线为数据线，耦接红色(绿色/蓝色)像素数据线的该NMOS晶体管的栅极是互相耦接至该第一测试点，且耦接红色(绿色/蓝色)像素数据线的该NMOS晶体管的漏极是互相耦接至该第二测试点。

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