CN103871354B - 一种用于显示器的切换装置、显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于显示器的切换装置，包括：基板；多个切换组件，设置于基板上，且每一切换组件都包含：切换组件栅极层；栅极绝缘层，覆盖切换组件栅极层和基板；切换组件有源层，设置在栅极绝缘层上并位于切换组件栅极层上方；切换组件第一电极和切换组件第二电极，设置在切换组件有源层上并相互分离；切换组件栅极层连接在一起形成公共栅极层；设置于基板上，且与切换组件连接的静电放电保护组件，包含：保护组件有源层，设置于栅极绝缘层上；保护组件第一电极和保护组件第二电极，设置于保护组件有源层上并相互分离；保护组件第一电极与切换组件第一电极电连接，保护组件第二电极与公共栅极层通过贯穿栅极绝缘层的过孔连接。

Description

一种用于显示器的切换装置、显示器

技术领域

本发明涉及一种用于主动阵列式显示器的切换装置，尤其涉及一种用于主动阵列式显示器的具有静电放电（ESD）保护组件的切换装置，以及该主动阵列式显示器。

背景技术

目前，液晶显示装置可以包括按矩阵形式设置的多个像素，而各个像素可以通过薄膜晶体管来实现。通过对薄膜晶体管的开关来控制各个像素，液晶显示装置可以显示图像。

主动阵列式显示器主要是利用呈矩阵状排列的薄膜晶体管，配合适当的电容、转接垫等电子组件来驱动液晶像素，以产生丰富亮丽的影像。近年来，为确保主动阵列式显示器的显示质量，在制作主动阵列式示器时会一并制作一检测电路，其中检测电路的一端电性连接至像素扫描线和/或像素数据线,并且透过检测电路的另一端输入一检测信号，以对显示器的像素电路、像素栅极线以及像素数据线进行检测。

当前，一般利用切换组件（例如薄膜晶体管）来切换显示器的操作与检测状态；也就是说，在各像素扫描线和/或各像素数据线与短路棒（shortingbar）之间设置切换组件（例如薄膜晶体管），该短路棒将多条像素扫描线或多条像素数据线连接在一起。在检测显示器时，切换组件（例如薄膜晶体管）为导通状态，使检测信号经由短路棒通过切换组件传送至各像素扫描线/各像素数据线，以进行检测，而当显示器将要正常显示时，切换组件是为断路状态，使各扫描线之间、各数据线之间保持电性分离。

请参考图1，图1为公知主动阵列式显示器的切换组件结构的顶面示意图。如图1所示，公知的切换组件结构100包含有基板101、沿着第一方向X设置的切换组件栅极线102、复数个切换组件104。所有切换组件104与皆以切换组件栅极线102为栅极电极。每个切换组件104都包含有漏极电极104以及源极电极103。其中多个切换组件的漏极电极104都分别沿着第二方向Y的一端连接至显示区的像素栅极线或像素数据线（未图示），且多个切换组件的源极电极103都分别沿着第二方向Y的另一端连接至短路棒106。由于切换组件栅极线102与连接至数据线的漏极电极104和源极电极103交叉且互不连接，即不等电位，所以经常发生静电放电击伤，如图1所示。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是通过一种改进的用于显示器的切换装置，能够使得所述切换装置具有防止或者避免静电放电损害的能力。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于显示器的切换装置，包括：

基板；

多个切换组件，设置于所述基板上，且每一所述切换组件都包含：

切换组件栅极层；

栅极绝缘层，覆盖所述切换组件栅极层和所述基板；

切换组件有源层，设置在栅极绝缘层上并位于所述切换组件栅极层上方；

切换组件第一电极和切换组件第二电极，设置在所述切换组件有源层上并相互分离；

所述切换组件栅极层连接在一起形成公共栅极层；

设置于所述基板上，且与切换组件连接的静电放电保护组件，包含：

保护组件有源层，设置于所述栅极绝缘层上；

保护组件第一电极和保护组件第二电极，设置于所述保护组件有源层上并相互分离；

所述保护组件第一电极与所述切换组件第一电极电连接，所述保护组件第二电极与所述公共栅极层通过贯穿所述栅极绝缘层的过孔连接。

进一步的，所述静电放电保护组件还包括保护组件栅极层；所述栅极绝缘层覆盖所述保护组件栅极层。

进一步的，所述保护组件栅极层悬空。

进一步的，所述切换组件有源层和所述保护组件有源层由非晶硅制成。

进一步的，每一所述切换组件至少有一保护组件与之连接。

进一步的，每一所述切换组件有两个保护组件与之连接；其中一个保护组件的第一电极/第二电极与所述切换组件的第一电极连接，另外一个保护组件的第一电极/第二电极与所述切换组件的第二电极连接。

进一步的，所述保护组件第一电极与所述切换组件第一电极连接至所述显示器的数据线。

进一步的，所述切换组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管，所述保护组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管。

进一步的，所述切换组件和所述保护组件是相同类型的薄膜晶体管。

对应地，本发明还提出了一种显示器，包括以上所述的切换装置。

进一步的，所述显示器为主动阵列式显示器。

对应地，本发明还提出了另外一种用于显示器的切换装置，其包括：

基板；

位于所述基板上的多个切换组件和多个保护组件；

所述切换组件和保护组件为薄膜晶体管；

多个作为切换组件的薄膜晶体管的栅极连成一个整体构成公共栅极层；

所述保护组件的源极与所述切换组件的源极/漏极电连接，所述保护组件的漏极与所述公共栅极层电连接；或者所述保护组件的漏极与所述切换组件的源极/漏极电连接，所述保护组件的源极与所述公共栅极层电连接。

进一步的，所述保护组件的栅极悬空。

进一步的，所述切换组件的有源层和所述保护组件的有源层由非晶硅制成。

进一步的，每一所述切换组件至少有一保护组件与之连接。

进一步的，每一所述切换组件有两个保护组件与之连接；其中一个保护组件的源极/漏极与所述切换组件的源极连接，另外一个保护组件的源极/漏极与所述切换组件的漏极连接。

进一步的，所述切换组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管；所述保护组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管。

进一步的，所述切换组件和所述保护组件是相同类型的薄膜晶体管。

对应地，本发明还提出了一种显示器，包括以上所述的切换装置。

进一步的，所述显示器为主动阵列式显示器。

本发明提出的用于主动阵列式显示器的切换装置具有如下特点：通过将切换组件的一端或者两端与静电放电保护组件相连接，利用非晶硅在高电压下导通的特性，使得当静电放电发生时，切换组件栅极与连接至数据线的漏极电极和源极电极等电位，从而避免了静电放电击伤的情况；同时非晶硅在低电压（正常的测试电压和显示电压）下，不导通，主动阵列式显示器正常显示。

附图说明

图1为现有的主动阵列式显示器的切换组件结构的顶面示意图；

图2是根据本发明第一实施例的用于显示器的切换装置的顶面示意图；

图3是图2的切换装置沿着A-A'线的剖面示意图；

图4是图2的切换装置沿着B-B'线的剖面示意图；

图5是根据本发明第二实施例的用于显示器的切换装置的顶面示意图；

图6是图5的切换装置沿着A-A'线的剖面示意图；

图7是图5的切换装置沿着B-B'线的剖面示意图；

图8-9是根据本发明第三实施例的用于显示器的切换装置的电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在图2-4中示出了本发明的第一实施例。

图2是根据本发明第一实施例的用于显示器的切换装置的顶面示意图。图3是图2的切换装置沿着A-A'线的剖面示意图。图4是图2的切换装置沿着B-B'线的剖面示意图。如图2、图3和图4所示，本实施例所述的切换装置200包括：基板201；多个切换组件205；以及设置于所述基板201上且与所示切换组件205连接的静电放电保护组件209，其中每个切换组件205都连接有一个静电放电保护组件209。

如图2和图3所示，根据本发明的第一实施例，每一所述切换组件205都包含：切换组件栅极层202；覆盖所述切换组件栅极层202和所述基板201的栅极绝缘层207；设置在栅极绝缘层207上并位于所述切换组件栅极层202上方的切换组件有源层206；设置在所述切换组件有源层206上并相互分离的切换组件第一电极203和切换组件第二电极204；进一步的，所述切换组件栅极层202连接在一起形成公共栅极层。

如图2和图4所示，根据本发明的第一实施例，所述静电放电保护组件209进一步包括：设置于所述栅极绝缘层207上的保护组件有源层215；设置于所述保护组件有源层215上并相互分离的保护组件第一电极223和保护组件第二电极224；其中所述保护组件第一电极223与所述切换组件第一电极203电连接，所述保护组件第二电极224与所述公共栅极层202通过贯穿所述栅极绝缘层207的过孔231连接。作为一种优选的方式，静电放电保护组件209还可以包括保护组件栅极层213，所述栅极绝缘层207覆盖所述保护组件栅极层213，保护组件栅极层213位于第一电极223与第二电极224之间有源层215（即沟道）区域下方。

优选的，所述切换组件205可以是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管，从而所述切换组件第一电极203和所述切换组件第二电极204二者中的一个是薄膜晶体管的源极，而另一个是薄膜晶体管的漏极。所述保护组件209可以是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管，从而所述保护组件第一电极223和所述保护组件第二电极224二者中的一个是薄膜晶体管的源极，而另一个是薄膜晶体管的漏极。其中，所述切换组件205和所述保护组件209可以是相同类型的薄膜晶体管。

另外，所述保护组件栅极层213可以悬空，即所述保护组件栅极层213不与外部电位连接。悬空的所述保护组件栅极层213可以起到遮光的作用，阻挡下方的光线照射到第一电极223与第二电极224之间有源层215（即沟道）区域。所述保护组件第一电极223、所述保护组件第二电极224、保护组件有源层215及悬空的所述保护组件栅极层213共同组成悬空的薄膜晶体管。

所述切换组件有源层206和所述保护组件有源层215优选地由非晶硅制成。

优选的，所述切换装置适用的显示器是主动阵列式显示器，例如液晶显示器、电子纸等。

优选的，所述保护组件第一电极223与所述切换组件第一电极203相连并且进一步连接至所述显示器的扫描线/数据线（未示出）。

优选的，切换组件第二电极204可以均连接至一测试线；切换组件第二电极204也可以分为多组，分别连接至多条测试线（未示出）。

在本发明的第一实施例中，通过所述切换组件205来切换显示器的操作与测试状态。具体而言，在测试显示器时，切换组件是导通状态，使测试信号通过切换组件传送至像素扫描线/像素数据线，以进行测试操作；而在显示器正常显示时，切换组件是为断路状态，使像素扫描线之间、或像素数据线之间保持电性分离。当正常测试、显示时，所述保护组件第一电极223的电压一般不超过10V，此时所述保护组件第一电极223和所述保护组件第二电极224相当于绝缘；而当有较高静电累计，如大于1000V时，所述保护组件有源层215将会导通，从而所述切换组件的切换组件栅极层202通过相连的所述保护组件第二电极224与所述保护组件第一电极223处于相同电位，从而避免ESD击伤发生。

在图5-7中示出了本发明的第二实施例。

图5是根据本发明第二实施例的用于显示器的切换装置的顶面示意图。图6是图5的切换装置沿着A-A'线的剖面示意图。图7是图5的切换装置沿着B-B'线的剖面示意图。如图5、图6和图7所示，本实施例所述的切换装置500包括：基板501；多个切换组件505；以及设置于所述基板501上且与所示切换组件505连接的静电放电保护组件。在本实施例中，每个切换组件505都连接有两个静电放电保护组件，即第一静电放电保护组件509和第二静电放电保护组件529。

如图5和图6所示，根据本发明的第二实施例，每一所述切换组件505都包含：切换组件栅极层502；覆盖所述切换组件栅极层502和所述基板501的栅极绝缘层507；设置在栅极绝缘层507上并位于所述切换组件栅极层502上方的切换组件有源层506；设置在所述切换组件有源层506上并相互分离的切换组件第一电极503和切换组件第二电极504；进一步的，所述切换组件栅极层502连接在一起形成公共栅极层。

如图5和图7所示，根据本发明的第二实施例，所述第一静电放电保护组件509进一步包括：设置于所述栅极绝缘层507上的保护组件有源层515；设置于所述保护组件有源层515上并相互分离的保护组件第一电极523和保护组件第二电极524；其中所述保护组件第一电极523与所述切换组件第一电极503电连接，所述保护组件第二电极524与所述公共栅极层502通过贯穿所述栅极绝缘层507的过孔531连接。作为一种优选的方式，所述第一静电放电保护组件509还可以包括保护组件栅极层513，所述栅极绝缘层507覆盖所述保护组件栅极层513，保护组件栅极层509位于第一电极523与第二电极524之间有源层515（即沟道）区域下方。

在本实施例中，所述第二静电放电保护组件529与所述第一静电放电保护组件509的结构基本相同，唯一的区别在于所述第二静电放电保护组件529的保护组件第一电极534将与所述切换组件第二电极504电连接。

优选的，所述切换组件可以是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管，从而所述切换组件第一电极503和所述切换组件第二电极504二者中的一个是薄膜晶体管的源极，而另一个是薄膜晶体管的漏极。所述第一、第二静电放电保护组件可以是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管，从而所述第一、第二静电放电保护组件的第一电极和第二电极二者中的一个是薄膜晶体管的源极，而另一个是薄膜晶体管的漏极。其中，所述切换组件和所述第一、第二静电放电保护组件可以是相同类型的薄膜晶体管。

另外，所述第一、第二静电放电保护组件的栅极层可以悬空，即所述第一、第二静电放电保护组件的栅极层不与外部电位连接。悬空的所述栅极层可以起到遮光的作用，阻挡下方的光线照射到第一电极523与第二电极524之间有源层515（即沟道）区域。所述第一静电放电保护组件的第一电极、第二电极、有源层及悬空的栅极层共同组成悬空的第一薄膜晶体管；而所述第二静电放电保护组件的第一电极、第二电极、有源层及悬空的栅极层共同组成悬空的第二薄膜晶体管。

所述切换组件有源层505和所述第一、第二静电放电保护组件的有源层优选地由非晶硅制成。

优选的，所述切换装置适用的显示器是主动阵列式显示器，例如液晶显示器、电子纸等。

优选的，所述第一静电放电保护组件509的第一电极523与所述切换组件第一电极503相连并且进一步连接至所述显示器的扫描线/数据线；而所述第二静电放电保护组件529的第一电极534与所述切换组件第二电极504相连并且进一步连接至测试线（未示出）。

优选的，第二静电放电保护组件529的第一电极534可以均连接至一测试线；第二静电放电保护组件529的第一电极534也可以分为多组，分别连接至多条测试线。

与本发明的第一实施例相比，根据本发明第二实施例的用于显示器的切换装置由于在每个切换组件505两端都连接有静电放电保护组件，从而在有较高静电累计时能更好地避免ESD击伤发生。

在图8-9中示出了本发明的第三实施例。

图8-9是根据本发明第三实施例的用于显示器的切换装置的电路连接图，对应的切换装置的结构图见图2-4。本实施例的切换装置包括：基板；位于所述基板上的多个切换组件和多个保护组件；所述切换组件和保护组件为薄膜晶体管；多个作为切换组件的薄膜晶体管的栅极连成一个整体构成公共栅极层；其中，在图8中，所述保护组件T1的源极S与所述切换组件T2的源极S(在其他实施例中也可以是漏极D)电连接，所述保护组件T1的漏极D与所述公共栅极层电连接；而在图9中，所述保护组件T1的漏极D与所述切换组件T2的源极S(在其他实施例中也可以是漏极D)电连接，所述保护组件T1的源极S与所述公共栅极层电连接。

所述切换组件的有源层和所述保护组件的有源层优选地由非晶硅制成。

优选的，所述保护组件的栅极悬空，即所述保护组件的栅极不与外部电位连接。悬空的所述保护组件的栅极可以起到遮光的作用。

优选的，每一所述切换组件至少有一保护组件与之连接。进一步优选的，每一所述切换组件有两个保护组件与之连接；其中一个保护组件的源极/漏极与所述切换组件的源极连接，另外一个保护组件的源极/漏极与所述切换组件的漏极连接，具体结构可参考图5-7以及第二实施例，在此不再赘述。

优选的，所述切换装置适用的显示器是主动阵列式显示器，例如液晶显示器、电子纸等。

优选的，所述切换组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管；所述保护组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管。进一步优选的，所述切换组件和所述保护组件是相同类型的薄膜晶体管。

本发明还提供了一种显示器，所述显示器包括根据本发明第一、第二或第三实施例所述的切换装置。优选的，所述显示器是主动阵列式显示器。

本发明所提出的切换装置，与现有技术的切换组件结构相比，利用增加的保护组件来防止了静电放电。即，通过将切换组件的一端或者两端与静电放电保护组件相连接，利用非晶硅（静电放电保护组件的有源层）在高电压下导通的特性，使得当静电放电发生时，切换组件的栅极与连接至数据线的漏极电极和源极电极等电位，从而避免了静电放电击伤情况的发生。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (20)

1.一种用于显示器的切换装置，包括：

基板；

多个切换组件，设置于所述基板上，且每一所述切换组件都包含：

切换组件栅极层；

栅极绝缘层，覆盖所述切换组件栅极层和所述基板；

切换组件有源层，设置在栅极绝缘层上并位于所述切换组件栅极层上方；

切换组件第一电极和切换组件第二电极，设置在所述切换组件有源层上并相互分离；

所述多个切换组件栅极层连接在一起形成公共栅极层；

设置于所述基板上，且与切换组件连接的静电放电保护组件，包含：

保护组件有源层，设置于所述栅极绝缘层上；

保护组件第一电极和保护组件第二电极，设置于所述保护组件有源层上并相互分离；

所述保护组件第一电极与所述切换组件第一电极电连接，所述保护组件第二电极与所述公共栅极层通过贯穿所述栅极绝缘层的过孔连接。

2.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述静电放电保护组件还包括保护组件栅极层；所述栅极绝缘层覆盖所述保护组件栅极层。

3.根据权利要求2所述的切换装置，其特征在于，所述保护组件栅极层悬空。

4.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述切换组件有源层和所述保护组件有源层由非晶硅制成。

5.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，每一所述切换组件至少有一保护组件与之连接。

6.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，每一所述切换组件有两个保护组件与之连接；其中一个保护组件的第一电极/第二电极与所述切换组件的第一电极连接，另外一个保护组件的第一电极/第二电极与所述切换组件的第二电极连接。

7.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述保护组件第一电极与所述切换组件第一电极连接至所述显示器的数据线。

8.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述切换组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管，所述保护组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管。

9.根据权利要求8所述的切换装置，其特征在于，所述切换组件和所述保护组件是相同类型的薄膜晶体管。

10.一种显示器，包括权利要求1-9任一项所述的切换装置。

11.根据权利要求10所述的显示器，其特征在于，所述显示器为主动阵列式显示器。

12.一种用于显示器的切换装置，包括：

基板；

位于所述基板上的多个切换组件和多个保护组件；

所述切换组件和保护组件为薄膜晶体管；

多个作为切换组件的薄膜晶体管的栅极连成一个整体构成公共栅极层；

所述保护组件的源极与所述切换组件的源极/漏极电连接，所述保护组件的漏极与所述公共栅极层电连接；或者所述保护组件的漏极与所述切换组件的源极/漏极电连接，所述保护组件的源极与所述公共栅极层电连接。

13.根据权利要求12所述的切换装置，其特征在于，所述保护组件的栅极悬空。

14.根据权利要求12所述的切换装置，其特征在于，所述切换组件的有源层和所述保护组件的有源层由非晶硅制成。

15.根据权利要求12所述的切换装置，其特征在于，每一所述切换组件至少有一保护组件与之连接。

16.根据权利要求12所述的切换装置，其特征在于，每一所述切换组件有两个保护组件与之连接；其中一个保护组件的源极/漏极与所述切换组件的源极连接，另外一个保护组件的源极/漏极与所述切换组件的漏极连接。

17.根据权利要求12所述的切换装置，其特征在于，所述切换组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管；所述保护组件是N型薄膜晶体管或者P型薄膜晶体管。

18.根据权利要求17所述的切换装置，其特征在于，所述切换组件和所述保护组件是相同类型的薄膜晶体管。

19.一种显示器，包括权利要求12-18任一项所述的切换装置。

20.根据权利要求19所述的显示器，其特征在于，所述显示器为主动阵列式显示器。