CN103091913A - 电光设备和显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电光设备和显示设备。一种电光设备，包括：像素区域，具有多个像素；帧区域，形成在像素区域外围的绝缘基板上，其中，该帧区域包括驱动像素的驱动电路，施加有控制驱动电路的控制信号的控制信号线，具有与共同施加至每个像素的共用电位相同的电位的共用电位电极，以及保护驱动电路的静电保护电路，该静电保护电路包括在控制信号线和共用电位电极之间彼此串联连接的并且由薄膜晶体管形成的多个二极管。

Description

电光设备和显示设备

技术领域

本发明涉及一种电光设备以及具有该电光设备的显示设备，所述电光设备设置有在诸如玻璃基板的绝缘基板上的驱动像素的驱动电路。

背景技术

在有源矩阵液晶面板中，薄膜晶体管（TFT）在像素电路中用作开关器件。TFT形成在具有像素电极、信号线、扫描线等的诸如玻璃基板的绝缘基板上。最近，以与像素电路的制造工艺相同的工艺在绝缘基板上形成驱动像素的栅极驱动器，从而降低制造成本。

当在绝缘基板上形成TFT时，由于在绝缘基板上的TFT的制造工艺的后续工艺中或在运送产品之后局部累积的电荷，可能发生静电放电损坏。响应于此，在连接至像素电路中的TFT的扫描线和大面积共用电极之间设置静电保护电路（参照专利第4039446号（专利文献1））。

发明内容

以上静电放电损坏会发生在栅极驱动器中的TFT中。因此，可以考虑例如在连接至栅极驱动器中的TFT的控制信号线和大面积共用电极之间设置静电保护电路。在这种情况下，可以以与设置在扫描线和共用电极之间的静电保护电路相同的结构来形成设置在控制信号线和共用电极之间的静电保护电路。然而，当应用以上结构时，存在如下问题：在设置在扫描线和共用电极之间的静电保护电路中发生静电放电趋于比设置在控制信号线和共用电极之间的静电保护电路中更频繁。如果发生静电放电损坏，则在损坏模式是开路模式时不存在实际问题。然而，在以上静电保护电路中的损坏模式在许多情况下是短路模式。因此，当静电放电损坏发生时还需要减少短路的发生。

鉴于上述情况，期望提供一种具有静电保护电路的电光设备以及包括该电光设备的显示设备，在静电保护电路中，很少发生静电放电损坏，并且在发生静电放电损坏的情况下，很少发生短路。

根据本发明的实施方式的电光学设备包括：像素区域，具有多个像素；以及帧区域，形成在所述像素区域外围的绝缘基板上。该帧区域包括：驱动电路，驱动所述像素，控制信号线，施加有控制所述驱动电路的控制信号，共用电位电极，具有与共同施加至每个像素的共用电位相同的电位，以及静电保护电路，保护所述驱动电路。该静电保护电路包括在所述控制信号线和所述共用电位电极之间彼此串联连接的并且由薄膜晶体管形成的多个二极管。根据本发明实施方式的显示设备包括作为显示面板的以上电光设备。

在根据本发明的实施方式的电光设备和显示设备中，包括彼此串联连接并且由薄膜晶体管形成的多个二极管的静电保护电路设置在施加有控制驱动电路的控制信号的控制信号线和共用电位电极之间。因此，例如，如果一个二极管由于介电击穿被短路，则控制信号线和共用电位电极之间的绝缘由其他二极管来保证。

在根据本发明的实施方式的电光设备和显示设备中，如果一个二极管由于介电击穿被短路，控制信号线与共用电位电极之间的绝缘由其他二极管来保证，因此，在整个静电保护电路中可以减少静电放电损坏的发生，以及在静电放电损坏发生时，作为整个静电保护电路，可以减少短路的发生。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的显示设备的整体结构的示图；

图2是示出图1的显示面板的截面结构的示图；

图3是示出静电保护电路及其外围的结构实例的示图；

图4是示出图3的移位寄存器的输入/输出端的实例的示图；

图5是示出图3的移位寄存器的结构的实例的示图；

图6是示出图3的静电保护电路的结构的实例的示图；

图7是示出图1的静电保护电路及其外围的结构实例的另一实例的示图；

图8是示出图1的静电保护电路及其外围的结构实例的又一实例的示图；

图9是示出显示设备的第一应用例的外观的透视图；

图10A是示出从正面看到的第二应用例的外观的透视图，图10B是示出从后面看到的外观的透视图；

图11是示出第三应用例的外观的透视图；

图12是示出第四应用例的外观的透视图；以及

图13A是在打开状态下的第五应用例的正视图，图13B是其侧视图，图13C是其在闭合状态下的正视图，图13D是其左侧视图，图13E是其右侧视图，图13F是其上表面示图，并且图13G是其仰视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。将以下面的顺序进行说明。

1．实施方式

2．变形例

3.应用例

<1.实施方式>

[结构]

图1示出根据本发明的实施方式的显示设备1的整体结构的实例。显示设备1包括显示面板10和控制显示面板10的控制器20。显示面板10对应于“电光设备”的具体实例。

显示面板10包括以矩阵形式形成的多个像素11的像素区域10A和形成在像素区域10A外围的帧区域10B。帧区域10B包括作为驱动像素11的驱动电路的数据驱动器12和栅极驱动器13。显示面板10基于从外部输入的视频信号Din通过数据驱动器12和栅极驱动器13以有源矩阵驱动模式驱动每个像素11来显示图像。

这里，像素11对应于作为在显示面板上形成画面的最小单元的点。在显示面板10为彩色显示面板的情况下，像素11对应于发出诸如红色、绿色或蓝色的单色光的子像素。当显示面板10为单色显示面板时，像素11对应于发出白色光的像素。视频信号Din为以场为单位（in unit of field）的在显示面板10上显示的图像的数字信号，包括用于各像素11的数字信号。

每个像素11包括作为电光设备的液晶层、将电压施加至液晶层的像素电极和对电极，以及连接至像素电极的开关器件。作为对电极，例如，可以采用TFT。对电极为形成在整个像素区域10A上的薄片型电极，用作由每个像素11共用的共用电极COM。

显示面板10包括在行方向延伸的多个栅极线GTL和在列方向上延伸的多个数据线DTL。像素11被设置为对应于数据线DTL与栅极线GTL之间的交叉点。每个数据线DTL连接至数据驱动器12的输出端（未示出），并进一步连接至例如像素11中的TFT的源极或漏极。每个栅极线GTL连接至栅极驱动器13的输出端（未示出），并进一步连接至例如像素11中的TFT的栅极。上述共用电极COM被电连接至施加有基准电压（例如，接地电位）的基准电位线（未示出）。基准电位线为包含在稍后所述的控制信号线14中的一条布线。

帧区域10B进一步包括控制信号线14、共用电位电极16以及设置在控制信号线和共用电位电极之间的静电保护电路15。控制信号线14包括施加有选择性扫描所必须的各种类型的控制信号的多条布线。控制信号线14将控制器20电连接至施加有控制数据驱动器12和栅极驱动器13的控制信号的数据驱动器12和栅极驱动器13。共用电位电极16为具有与共同施加至每个像素11的共用电位相同的电位的电极，具体地，具有与共用电极COM的电位相同的电位的电极。共用电位电极16独立于共用电极COM形成，并且例如通过某种导电构件电连接至共用电极COM。共用电位电极16被形成在帧区域10B的大面积上作为大面积电极。稍后将详细描述静电保护电路15。

控制器20将所提供的视频信号Din以画面为单位（显示的帧为单位）存储并保持在例如帧存储器中。控制器20，例如，控制驱动显示面板10的数据驱动器12和栅极驱动器13以相互结合操作。控制器20将例如扫描定时控制信号通过控制信号线14提供给栅极驱动器13。控制器20进一步将例如基于在帧存储器中存储的像素信号的一条水平线的图像信号和显示定时控制信号通过控制信号线14提供至数据驱动器12。

数据驱动器12将例如一条水平线的视频信号Din或从控制器20提供的相应的信号提供至各像素11。具体地，数据驱动器12将例如视频信号Din或相应的信号通过数据线DTL分别提供至由栅极驱动器13选择的包括在一条水平线中的各像素11。

栅极驱动器13以像素行为单位选择性地扫描每个像素11。栅极驱动器13用来根据例如从控制器20提供的扫描定时控制信号选择将作为显示驱动的目标的像素11。栅极驱动器13通过经由栅极线GTL将选择脉冲施加至像素11来选择像素区域10A中的多个像素11的一行作为显示驱动的目标。根据从数据驱动器12提供的信号对这些像素11进行一条水平线的显示。栅极驱动器13例如以分时方式以水平线为单位进行顺序扫描，从而以上述方式对像素区域10A进行显示。

接着，将描述显示面板10的截面结构。图2示出了显示面板10的截面结构的实例。显示面板10包括TFT基板30、对向基板40、夹置在这些基板之间的液晶层50以及用于通过给定的间隙固定这些基板并且用于密封液晶层50的密封剂60。液晶层50例如由向列型液晶构成，并且液晶层50的面向像素电极的部分对应于电光设备。

TFT基板30包括像素区域和形成在像素区域外围的诸如玻璃基板的绝缘基板上的帧区域。在TFT基板30中，多个像素11、数据驱动器12、栅极驱动器13、静电保护电路15等形成在诸如玻璃基板的绝缘基板上。同样在TFT基板30中，形成了数据线DTL、栅极线GTL、控制信号线14、共用电位电极16、用于对液晶层50进行配向的配向膜等。像素区域包括多个像素11以及数据线DTL和栅极线的GTL的一部分。另一方面，帧区域包括数据驱动器12、栅极驱动器13、控制信号线14、静电保护电路15以及数据线DTL和栅极线的GTL的一部分。对向基板40通过给定的间隔被设置在至少面向TFT基板30的像素区域10A的区域中。在对向基板40中，共用电极COM、用于对液晶层50进行配向的配向膜等形成在例如玻璃基板的绝缘基板上。对向基板40可包括使在显示面板10中能够彩色显示的滤色器。

接下来，将说明静电保护电路15。图3示出了静电保护电路15及其外围的结构实例。在静电保护电路15的外围中，例如，设置了栅极驱动器13、控制信号线14和共用电位电极16。这里，栅极驱动器13对每一像素行设置有共用移位寄存器SR，例如，如图4和图5所示。控制信号线14包括分别分配给移位寄存器SR的CLK、XCLK、VGLG和SET的四条布线。

静电保护电路15保护栅极驱动器13免受静电放电损坏，其设置在控制信号线14和共用电位电极16之间。静电保护电路15包括在控制信号线14和共用电位电极16之间串联连接并且由TFT形成的多个（两个）二极管15A和15B。这里，二极管15A和15B均为双向型。在每个二极管15A和15B中，例如，如图6所示，两个TFT并联连接，其中位于栅极驱动器13附近的源极/漏极的端子被电连接至TFT的栅极，位于共用电位电极16附近的源极/漏极的端子被电连接至其他TFT的栅极。因此，当大的电荷被累积在控制信号线14中至给定电位时，静电保护电路15可以将累积的电荷释放到大面积共用电位电极16。二极管15A和15B的TFT沟道长度可以彼此相等，但优选地，位于共用电极16附近的二极管15B的TFT沟道长度比位于控制信号线14附近的二极管15A的TFT沟道长度长。当应用该结构时，二极管15B中的耐受电压变得比二极管15A中的高，从而减少了静电放电损坏的发生，因此，能够减少在二极管15A和15B中同时发生静电放电损坏的可能性。

静电保护电路15具有在形式上与栅极驱动器13和控制信号线14的结构相对应的结构。静电保护电路15具有例如与包含在控制信号线14中的布线的数量相对应的结构，其中，对于包含在控制信号线14中的各布线，分开设置彼此串联连接的一对二极管（例如，彼此串联连接的二极管15A和15B）。然而，功能的实体部分（相关部分）不依赖于上述的特定结构。例如，在包含在控制信号线14中的布线的数量为4的情况下以及布线的数量不为4的情况下，二极管15A和15B相对于控制信号线14和共用电位电极16的位置关系不改变。

[优点]

接下来，将说明显示设备1的优点。在显示设备1中，设置了包括在控制信号线14和共用电位电极16之间彼此串联连接的且由TFT构成的多个二极管15A和15B的静电保护电路15。因此，例如，即使当一个二极管（例如，二极管15A）由于介电击穿而被短路时，控制信号线14和共用电位电极16之间的绝缘由其他二极管（例如，二极管15B）来保证。结果，在整个静电保护电路15中减少了静电放电损坏的发生，此外，在静电放电损坏发生时，整个静电保护电路15中很少发生短路。

<2.变形例>

在上述实施方式中已经引用了其中静电保护电路15包括两个二极管15A和15B的实例，然而，静电保护电路15可以包括三个或多个二极管。例如，如图7所示，静电保护电路15包括两个二极管15A、15A和一个二极管15B。在这种情况下，优选地，两个二极管15A和15A相对于二极管15B设置在控制信号线14附近。同样优选的是，尽管未示出，但包含在静电保护电路15中的多个二极管为由TFT沟道长度彼此不同的TFT构成的三个以上二极管。然而，优选地，位于共用电位电极16附近的二极管的TFT沟道长度比位于控制信号线14附近的二极管的TFT沟道长度长。

此外，在上述实施方式中，对于包含在控制信号线14中的各布线分开设置两个二极管15A和15B，然而，二极管15B可以被共用在包含在控制信号线14中的至少两条布线中。例如，如图8所示，二极管15B可以被共用在包含在控制信号线14中的所有布线。在这种情况下，二极管15B被串联连接至对于包含在控制信号线14中的各布线分开设置的二极管15A，当二极管15B被串联连接至对于包含在控制信号线14中的各布线分开设置二极管15A时，一个二极管15A可以被设置为用于包含在控制信号线14中的每条布线，并且多个二极管15A可被设置为用于每条布线。即，将要包含在静电保护电路15中的多个二极管可以由其中一个或多个二极管15A被设置为用于包含在控制信号线14中的每条布线的多个二极管15A和串联连接至一个或多个二极管15A的二极管15B构成。

<3.应用例>

下文中，将说明在以上实施方式及其变形例中说明的显示设备1的应用例。根据该实施方式的显示设备1等可应用于显示从外部输入的视频信号或在内部生成的作为图像或视频的视频信号的各种领域的电子装置的显示设备，例如，电视装置、数码相机、个人笔记本电脑、诸如蜂窝电话的便携式终端设备以及摄像机。

（第一应用例）

图9示出应用了根据实施方式的显示设备1等的电视装置的外观。电视装置具有例如包括正面面板310和滤光玻璃320的视频显示画面单元300，其中，视频显示画面单元300由根据实施方式等的显示设备1构成。

（第二应用例）

图10A和图10B示出应用了根据实施方式的显示设备1的数码相机的外观。数字照相机包括用于闪光的发光单元410、显示单元42、菜单开关430和快门按钮440，其中，显示单元420由根据该实施方式的显示设备1等构成。

（第三应用例）

图11示出应用了根据实施方式的显示设备1等的个人笔记本电脑的外观。个人笔记本电脑包括例如主体510、用于字符等的输入操作的键盘520以及显示图像的显示单元530，其中，显示单元530由根据实施方式的显示设备1等构成。

（第四应用例）

图12示出应用了根据实施方式的显示设备1等的视频摄像机的外观。视频摄像机包括例如主体610，设置在主体610的前侧表面上的用于物体成像的透镜620、在成像时的开始/停止开关630，以及显示单元640，其中，显示单元640由根据该实施方式的显示设备1等构成。

（第五应用例）

图13A至13G示出应用了根据实施方式的显示设备等的蜂窝电话设备的外观。蜂窝电话设备包括例如通过连接部（铰链部）730连接的上壳体710和下壳体720、显示器740、子显示器750、画面灯760和照相机770，其中，显示器740或子显示器750是由根据该实施方式的显示设备1等构成。

例如，本发明可以下面的结构实现。

（1）一种电光设备，包括：

像素区域，具有多个像素；以及

帧区域，形成在所述像素区域外围的绝缘基板上，

其中，所述帧区域包括：

驱动电路，驱动所述像素，

控制信号线，施加有控制所述驱动电路的控制信号，

共用电位电极，具有与共同施加至每个像素的共用电位相同的电位，以及

静电保护电路，保护所述驱动电路，并且

所述静电保护电路包括在所述控制信号线和所述共用电位电极之间彼此串联连接的并且由薄膜晶体管形成的多个二极管。

（2）根据以上（1）所述的电光设备，其中，所述多个二极管被配置为使得位于所述共用电位电极附近的二极管的TFT沟道长度比位于所述控制信号线附近的二极管的TFT沟道长度长。

（3）根据以上（1）或（2）所述的电光设备，

其中，所述驱动电路为以像素行为单位对每个像素进行选择性扫描的扫描电路，以及

所述信号控制线包括施加有所述选择性扫描所需的各种类型的控制信号的多条布线。

（4）根据以上（3）所述的电光设备，其中，对于每条布线分开设置所述多个二极管。

（5.）根据以上（3）所述的电光设备，其中，所述多个二极管包括对每条布线设置的一个或多个第一二极管，以及与所述一个或多个第一二极管串联设置的第二二极管。

（6）一种显示设备，包括：

作为显示面板的电光设备，

其中，电光设备具有

像素区域，具有多个像素；以及

帧区域，形成在所述像素区域外围的绝缘基板上，

其中，所述帧区域包括：

驱动电路，驱动所述像素，

控制信号线，施加有控制所述驱动电路的控制信号，

共用电位电极，具有与共同施加至每个像素的共用电位相同的电位，以及

静电保护电路，保护所述驱动电路，并且

所述静电保护电路包括在所述控制信号线和所述共用电位电极之间彼此串联连接的并且由薄膜晶体管形成的多个二极管。

本发明包含于2011年10月28日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-237489中所公开的主题，其全部内容通过引用结合于此。

本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，均应包含在所附权利要求或其等同替换的范围内。

Claims (6)

1.一种电光设备，包括：

像素区域，具有多个像素；以及

帧区域，形成在所述像素区域外围的绝缘基板上，

其中，所述帧区域包括：

驱动电路，驱动所述像素，

控制信号线，施加有控制所述驱动电路的控制信号，

共用电位电极，具有与共同施加至每个像素的共用电位相同的电位，以及

静电保护电路，保护所述驱动电路，并且

所述静电保护电路包括在所述控制信号线和所述共用电位电极之间彼此串联连接并且由薄膜晶体管形成的多个二极管。

2.根据权利要求1所述的电光设备，其中，所述多个二极管被配置为使得位于所述共用电位电极附近的二极管的TFT沟道长度比位于所述控制信号线附近的二极管的TFT沟道长度长。

3.根据权利要求1所述的电光设备，

其中，所述驱动电路为以像素行为单位对每个像素进行选择性扫描的扫描电路，以及

所述信号控制线包括施加有所述选择性扫描所需的各种类型的控制信号的多条布线。

4.根据权利要求3所述的电光设备，其中，对于每条布线分开设置所述多个二极管。

5.根据权利要求3所述的电光设备，其中，所述多个二极管包括对每条布线设置的一个或多个第一二极管，以及与所述一个或多个第一二极管串联设置的第二二极管。

6.一种显示设备，包括：

作为显示面板的电光设备，

其中，所述电光设备具有

像素区域，具有多个像素；以及

帧区域，在形成所述像素区域外围的绝缘基板上，

其中，所述帧区域包括：

驱动电路，驱动所述像素，

控制信号线，施加有控制所述驱动电路的控制信号，

共用电位电极，具有与共同施加至每个像素的共用电位相同的电位，以及

静电保护电路，保护所述驱动电路，并且

所述静电保护电路包括在所述控制信号线和所述共用电位电极之间彼此串联连接的并且由薄膜晶体管形成的多个二极管。

Images