CN106098684A - 一种静电防护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种静电防护电路，用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护。该电路中用于限流的电子元件为金属膜电阻。与现有技术中采用多晶硅薄膜电阻作为限流元件的静电防护电路相比，本发明的静电防护电路因使用散热性能更好的金属膜电阻作为限流元件而具有更好的可靠性。因此，本发明解决了现有的静电防护电路因使用多晶硅薄膜电阻作为限流元件而导致的可靠性较差的问题。

Description

一种静电防护电路
技术领域
本发明涉及静电防护领域，具体涉及一种用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护的电路。
背景技术
在大规模半导体制造领域中，尤其是薄膜晶体管液晶显示屏的制造，静电放电(Electro-Static discharge，ESD)一直扮演着重要的角色。在薄膜晶体管液晶显示屏的生产、测试和运输过程中均会不可避免地引入静电。因摩擦或者接触而产生的瞬时千伏高压，能够在薄膜晶体管液晶显示屏的内部产生约20A的大电流。薄膜晶体管液晶显示屏的玻璃基板为绝缘体。存在于薄膜晶体管液晶显示屏内部的大电流无法击穿玻璃基板，从而在薄膜晶体管液晶显示屏的内部形成短路，进而导致薄膜晶体管液晶显示屏内部的元器件的漏电流增加，影响良品率。因此，除了在薄膜晶体管液晶显示屏的制造过程中，加强生产管理和使用除静电设施以外，设计静电防护电路也是非常有必要的。
现有的薄膜晶体管液晶显示屏的静电防护电路，通常采用多晶硅薄膜电阻作为限流电阻。工作中的限流电阻因焦耳效应会产生大量的热。然而，多晶硅薄膜电阻因其自身材质的特性，散热较差，在其所属静电防护电路的额定防护范围内，易被烧毁，可能导致静电防护电路无法起到防护作用，进而给薄膜晶体管液晶显示屏的安全使用带来一定的隐患，可能损害用户的财产安全，甚至是人身安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有的薄膜晶体管液晶显示屏的静电防护电路，通常采用多晶硅薄膜电阻作为限流电阻。工作中的限流电阻因焦耳效应会产生大量的热。多晶硅薄膜电阻因其自身材质的特性，散热较差，在其所属静电防护电路的额定防护范围内，易被烧毁，可能导致静电防护电路无法起到防护作用，进而给薄膜晶体管液晶显示屏的安全使用带来一定的隐患，可能损害用户的财产安全，甚至是人身安全。
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种静电防护电路。该电路用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护，该电路中用于限流的电子元件为金属膜电阻。
优选的是，该电路包括N型绝缘栅型场效应管、P型绝缘栅型场效应管、第一金属膜电阻和第二金属膜电阻；
其中，所述N型绝缘栅型场效应管的栅极和源极均与所述薄膜晶体管液晶显示屏的负电源输入脚连接，所述N型绝缘栅型场效应管的漏极同时与所述P型绝缘栅型场效应管的源极、所述第一金属膜电阻的第一端和所述第二金属膜电阻的第一端连接，所述P型绝缘栅型场效应管的栅极和漏极均与所述薄膜晶体管液晶显示屏的正电源输入脚连接，所述第一金属膜电阻的第二端为静电信号输入端，所述第二金属膜电阻的第二端接入待保护电路。
优选的是，该电路还包括第一二极管和第二二极管；
其中，所述第一二极管的正极和负极分别一一对应地与所述N型绝缘栅型场效应管的源极和漏极连接；所述第二二极管的正极和负极分别一一对应地与所述P型绝缘栅型场效应管的漏极和源极连接。
优选的是，该电路还包括第一电容和第二电容；
其中，所述第一电容的两端并联在所述N型绝缘栅型场效应管的源极和漏极之间；所述第二电容的两端并联在所述P型绝缘栅型场效应管的漏极和源极之间。
优选的是，所述金属膜电阻的金属膜与所述液晶显示屏中薄膜晶体管的金属层的材质相同。
优选的是，所述金属膜电阻的金属膜与所述液晶显示屏中薄膜晶体管的栅极的材质相同。
优选的是，所述金属膜电阻的金属膜与所述液晶显示屏中薄膜晶体管的源极的材质相同。
优选的是，所述金属膜电阻的金属膜与所述液晶显示屏中薄膜晶体管的漏极的材质相同。
优选的是，所述金属膜电阻的金属膜的材质为N型氧化物半导体-氧化铟锡。
本发明将金属膜电阻作为薄膜晶体管液晶显示屏的静电防护电路中起限流作用的电子元件。由于金属膜具有优良的导热性，因此与现有技术中采用的多晶硅薄膜电阻相比，本发明的静电防护电路所采用的金属膜电阻具有更好的散热性，在其所属的静电防护电路未达到防护阈值之前，该金属膜电阻不易被烧毁，因此本发明提出的一种静电防护电路具有更好的可靠性。
除此以外，本发明提出的一种静电防护电路所采用的金属膜电阻还能起到一定的分压作用。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明提出的一种静电防护电路进行更详细的描述，其中：
图1是根据本发明第二示例性实施例的静电防护电路的电路示意图；
图2是根据本发明第三示例性实施例的静电防护电路的电路示意图；
图3是根据本发明第四示例性实施例的静电防护电路的电路示意图；
图4是根据本发明第五示例性实施例的液晶显示屏中薄膜晶体管的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
附图标记说明
1 N型绝缘栅型场效应管 10 第二二极管
2 P型绝缘栅型场效应管 11 第一电容
3 第一金属膜电阻 12 第二电容
4 第二金属膜电阻 13 玻璃基板
5 负电源输入脚 14 ITO薄膜层
6 正电源输入脚 15 栅极
7 静电信号输入端 16 绝缘层
8 待保护电路 17 源极
9 第一二极管 18 漏极
具体实施方式
下面将结合附图对本发明提出的一种静电防护电路作进一步说明。
实施例一
本实施例中的静电防护电路，用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护，该电路中用于限流的电子元件为金属膜电阻。
本实施例采用金属膜电阻作为静电防护电路的限流元件。与现有的采用多晶硅薄膜电阻作为限流元件的静电防护电路相比，本实施例中的静电防护电路因采用散热性能更好的金属膜电阻作为限流元件而具有更好的可靠性。
实施例二
下面结合图1详细地说明本实施例。本实施例中的静电防护电路，用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护，该电路中用于限流的电子元件为金属膜电阻。
图1是根据本发明第二示例性实施例的静电防护电路的电路示意图。如图1所示，本实施例的静电防护电路主要包括：N型绝缘栅型场效应管1、P型绝缘栅型场效应管2、第一金属膜电阻3和第二金属膜电阻4。
具体地，N型绝缘栅型场效应管1的栅极和源极均与薄膜晶体管液晶显示屏的负电源输入脚5连接。N型绝缘栅型场效应管1的漏极同时与P型绝缘栅型场效应管2的源极、第一金属膜电阻3的第一端和第二金属膜电阻4的第一端连接。P型绝缘栅型场效应管2的栅极和漏极均与薄膜晶体管液晶显示屏的正电源输入脚6连接。第一金属膜电阻3的第二端为静电信号输入端7。第二金属膜电阻4的第二端接入待保护电路8。
本实施例中的静电防护电路，N型绝缘栅型场效应管1的栅极与源极连接，P型绝缘栅型场效应管2的栅极与漏极连接，这种二极管接法的绝缘栅型场效应管具有二极管的正向导通特性，适用于大电流场合。
当产生高伏正向静电电压时，P型绝缘栅型场效应管2的栅极电压小于源极电压，P型绝缘栅型场效应管2导通。由此，静电电流从P型绝缘栅型场效应管2的源极流向漏极，并经漏极流入薄膜晶体管液晶显示屏的正电源输入脚6。
当产生高伏负向静电电压时，N型绝缘栅型场效应管1的栅极电压大于源极电压，N型绝缘栅型场效应管1导通。由此，静电电流从N型绝缘栅型场效应管1的漏极流向源极，并经源极流入薄膜晶体管液晶显示屏的负电源输入脚5。
本实施例中的静电防护电路，能够将流入该电路的静电电流导入薄膜晶体管液晶显示屏的电源输入脚，有效地保护了待保护电路8。与现有的采用多晶硅薄膜电阻作为限流元件的静电防护电路相比，本实施例中的静电防护电路因使用散热性能更好的金属膜电阻作为限流元件而具有更好的可靠性。
实施例三
下面结合图2详细地说明本实施例。本实施例中的静电防护电路，用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护，该电路中用于限流的电子元件为金属膜电阻。
图2是根据本发明第三示例性实施例的静电防护电路的电路示意图。如图2所示，本实施例的静电防护电路主要包括N型绝缘栅型场效应管1、P型绝缘栅型场效应管2、第一金属膜电阻3、第二金属膜电阻4、第一二极管9和第二二极管10。
具体地，N型绝缘栅型场效应管1的栅极和源极均与薄膜晶体管液晶显示屏的负电源输入脚5连接。N型绝缘栅型场效应管1的漏极同时与P型绝缘栅型场效应管2的源极、第一金属膜电阻3的第一端和第二金属膜电阻4的第一端连接。P型绝缘栅型场效应管2的栅极和漏极均与薄膜晶体管液晶显示屏的正电源输入脚6连接。第一金属膜电阻3的第二端为静电信号输入端7。第二金属膜电阻4的第二端接入待保护电路8。
另外，第一二极管9的正极与N型绝缘栅型场效应管1的源极连接，第一二极管9的负极与N型绝缘栅型场效应管1的漏极连接。第二二极管10的正极与P型绝缘栅型场效应管2的漏极连接，第二二极管10的负极与P型绝缘栅型场效应管2的源极连接。
本实施例中的静电防护电路，第一二极管9反向并联在N型绝缘栅型场效应管1的源极与漏极之间，第二二极管10反向并联在P型绝缘栅型场效应管2的漏极与源极之间。
在绝缘栅型场效应管开关的瞬间可能会产生反向高电压，第一二极管9能够起到防止N型绝缘栅型场效应管1被反向击穿的作用，第二二极管10能够起到防止P型绝缘栅型场效应管2被反向击穿的作用。
实施例四
下面结合图3详细地说明本实施例。本实施例中的静电防护电路，用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护，该电路中用于限流的电子元件为金属膜电阻。
图3是根据本发明第四示例性实施例的静电防护电路的电路示意图。如图3所示，本实施例的静电防护电路主要包括N型绝缘栅型场效应管1、P型绝缘栅型场效应管2、第一金属膜电阻3、第二金属膜电阻4、第一二极管9、第二二极管10、第一电容11和第二电容12。
具体地，N型绝缘栅型场效应管1的栅极和源极均与薄膜晶体管液晶显示屏的负电源输入脚5连接。N型绝缘栅型场效应管1的漏极同时与P型绝缘栅型场效应管2的源极、第一金属膜电阻3的第一端和第二金属膜电阻4的第一端连接。P型绝缘栅型场效应管2的栅极和漏极均与薄膜晶体管液晶显示屏的正电源输入脚6连接。第一金属膜电阻3的第二端为静电信号输入端7。第二金属膜电阻4的第二端接入待保护电路8。
另外，第一二极管9的正极与N型绝缘栅型场效应管1的源极连接。第一二极管9的负极与N型绝缘栅型场效应管1的漏极连接。第二二极管10的正极与P型绝缘栅型场效应管2的漏极连接。第二二极管10的负极与P型绝缘栅型场效应管2的源极连接。
再有，第一电容11的一端与N型绝缘栅型场效应管1的源极连接。第一电容11的另一端与N型绝缘栅型场效应管1的漏极连接。第二电容12的一端与P型绝缘栅型场效应管2的漏极连接。第二电容12的另一端与P型绝缘栅型场效应管2的源极连接。
本实施例中的静电防护电路，第一电容11并联在N型绝缘栅型场效应管1的源极与漏极之间，用于防止N型绝缘栅型场效应管1被尖峰电压击穿。第二电容12并联在P型绝缘栅型场效应管2的漏极与源极之间，用于防止P型绝缘栅型场效应管2被尖峰电压击穿。
本实施例中的静电防护电路，通过设置第一电容11与第二电容12，能够有效地防止绝缘栅型场效应管被尖峰电压击穿，进一步提高了自身的可靠性。
实施例五
下面结合图4详细地说明本实施例。本实施例中的静电防护电路，用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护，该电路中用于限流的电子元件为金属膜电阻。
图4是根据本发明第五示例性实施例的液晶显示屏中薄膜晶体管的结构示意图。如图4所示，本实施例的液晶显示屏中薄膜晶体管包括玻璃基板13、ITO薄膜层14、栅极15、绝缘层16、源极17和漏极18。其中，ITO薄膜层14、栅极15、源极17和漏极18均为金属层。
本实施例中的静电防护电路，金属膜电阻的金属膜与液晶显示屏中薄膜晶体管的ITO薄膜层14/栅极15/源极17/漏极18的材质相同。本实施例采用金属膜电阻作为静电防护电路的限流元件。与现有的采用多晶硅薄膜电阻作为限流元件的静电防护电路相比，本实施例中的静电防护电路因采用散热性能更好的金属膜电阻作为限流元件而具有更好的可靠性。
薄膜晶体管的制作流程为：如图4所示，在玻璃基板13上，沿着靠近玻璃基板13的方向至远离玻璃基板13的方向，依次镀ITO薄膜层14、栅极15、绝缘层16、源极17和漏极18。本实施例中，在镀ITO薄膜层14或者栅极15或者源极17或者漏极18的同时，加工金属膜电阻。本实施例优化了制程，极大地提升了生产效率。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (9)

1.一种静电防护电路，其特征在于，该电路用于对薄膜晶体管液晶显示屏进行静电防护，该电路中用于限流的电子元件为金属膜电阻。
2.如权利要求1所述的静电防护电路，其特征在于，该电路包括N型绝缘栅型场效应管、P型绝缘栅型场效应管、第一金属膜电阻和第二金属膜电阻；
其中，所述N型绝缘栅型场效应管的栅极和源极均与所述薄膜晶体管液晶显示屏的负电源输入脚连接，所述N型绝缘栅型场效应管的漏极同时与所述P型绝缘栅型场效应管的源极、所述第一金属膜电阻的第一端和所述第二金属膜电阻的第一端连接，所述P型绝缘栅型场效应管的栅极和漏极均与所述薄膜晶体管液晶显示屏的正电源输入脚连接，所述第一金属膜电阻的第二端为静电信号输入端，所述第二金属膜电阻的第二端接入待保护电路。
3.如权利要求2所述的静电防护电路，其特征在于，该电路还包括第一二极管和第二二极管；
其中，所述第一二极管的正极和负极分别一一对应地与所述N型绝缘栅型场效应管的源极和漏极连接；所述第二二极管的正极和负极分别一一对应地与所述P型绝缘栅型场效应管的漏极和源极连接。
4.如权利要求2或3所述的静电防护电路，其特征在于，该电路还包括第一电容和第二电容；
其中，所述第一电容的两端并联在所述N型绝缘栅型场效应管的源极和漏极之间；所述第二电容的两端并联在所述P型绝缘栅型场效应管的漏极和源极之间。
5.如权利要求1所述的静电防护电路，其特征在于，所述金属膜电阻的金属膜与所述液晶显示屏中薄膜晶体管的金属层的材质相同。
6.如权利要求5所述的静电防护电路，其特征在于，所述金属膜电阻的金属膜与所述液晶显示屏中薄膜晶体管的栅极的材质相同。
7.如权利要求5所述的静电防护电路，其特征在于，所述金属膜电阻的金属膜与所述液晶显示屏中薄膜晶体管的源极的材质相同。
8.如权利要求5所述的静电防护电路，其特征在于，所述金属膜电阻的金属膜与所述液晶显示屏中薄膜晶体管的漏极的材质相同。
9.如权利要求5所述的静电防护电路，其特征在于，所述金属膜电阻的金属膜的材质为N型氧化物半导体-氧化铟锡。
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