CN108242446A - 静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置。本发明的静电防护结构包括：静电环单元，静电环单元设有静电输入端和静电输出端，静电输入端用于接收静电，静电输出端用于释放静电；以及第三信号线，第三信号线与静电输入端之间连接有第一尖端释放单元；其中，当静电输入端接收到的静电的电压小于第一阈值电压时，静电经过静电环单元由静电输入端传输到静电输出端进行释放；当静电输入端接收到的静电的电压大于或者等于第一阈值电压时，静电经过第一尖端释放单元由静电输入端传输到第三信号线进行释放。本发明的静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置，由于设置有第三信号线和两个尖端释放单元，能够抗较强的静电释放。

Description

静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置。
背景技术
随着液晶显示器在生活中的广泛应用，液晶显示器已经被应用到各大行业之中，尤其是薄膜晶体管液晶显示器(英文全称：thin film transistor-liquid crystaldisplay，英文缩写：TFT-LCD)。
目前，TFT-LCD的静电释放(英文全称：Electro-Static discharge，英文缩写：ESD)问题是影响到TFT-LCD的制作良率的主要问题之一。ESD对电子产品造成的破坏和损伤分为突发性损伤和潜在性损伤两种。所谓突发性损伤指的是液晶显示器被严重损坏，并且导致功能丧失。这种突发性损伤通常能够在生产过程中的质量检测中能够发现，因此主要增加了工厂返工维修的成本。而潜在性损伤指的是液晶显示器的部分被损，因此功能尚未丧失，使其在生产过程的检测中不能发现，但在用户使用当中会使使用该液晶显示器的产品变得不稳定，时好时坏，导致对产品质量构成更大的危害。在这两种损伤中，潜在性失效占据了90％，突发性失效只占10％。也就是说90％的静电损伤没办法检测，只有产品到了用户手里被使用时才会发现。例如，手机出现的经常死机、自动关机、话音质量差、杂音大、信号时好时差、按键出错等问题，绝大多数与静电损伤相关。因此，静电放电被认为是电子产品质量最大的潜在杀手，静电防护也成为电子产品质量控制的一项重要内容。
传统的静电环主要是将两个薄膜晶体管(英文全称：thin film transistor，英文缩写：TFT)形成环形连接的方式，如图1所示，其工作原理为：当信号线Line_1出现静电释放时，节点G1为高电位，薄膜晶体管M1打开，静电通过节点S1到节点D1后，静电释放到信号线Line_2上，并通过均一化方式进行释放。但是，在当TFT由于划伤或者在静电释放较大烧毁时，会导致其栅极G1与漏极D1之间短路，从而导致两个不同的信号线即信号线Line_1与信号线Line_2之间出现短路，从而影响液晶面板的正常显示，同时无法抗较强的静电释放。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置，由于设置有第三信号线和两个尖端释放单元，能够抗较强的静电释放。
为实现上述目的，本发明的一种静电防护结构，包括：
静电环单元，静电环单元设有静电输入端和静电输出端，静电输入端用于接收静电，静电输出端用于释放静电；以及
第三信号线，第三信号线与静电输入端之间连接有第一尖端释放单元；其中，
当静电输入端接收到的静电的电压小于第一阈值电压时，静电经过静电环单元由静电输入端传输到静电输出端进行释放；当静电输入端接收到的静电的电压大于或者等于第一阈值电压时，静电经过第一尖端释放单元由静电输入端传输到第三信号线进行释放。
进一步地，静电环单元包括由第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第三薄膜晶体管和第四薄膜晶体管构成的环路；第一薄膜晶体管的第一栅极、第一源极以及第二薄膜晶体管的第二栅极、第二源极相互连接后，相互连接的连接点形成静电环单元的静电输入端；第三薄膜晶体管的第三栅极、第三源极以及第四薄膜晶体管的第四栅极、第四源极相互连接后，相互连接的连接点形成静电环单元的静电输出端；第一薄膜晶体管的第一漏极与第三薄膜晶体管的第三漏极连接，第二薄膜晶体管的第二漏极与第四薄膜晶体管的第四漏极连接。
进一步地，静电环单元还包括第五薄膜晶体管，第五薄膜晶体管的第五栅极和第五源极与第一漏极和第三漏极连接；第五薄膜晶体管的第五漏极与第二漏极和第四漏极连接。
进一步地，第三信号线接地或接入公共电压。
进一步地，第三信号线与静电输出端之间连接有第二尖端释放单元。
优选地，第一尖端释放单元包括一对第一尖端导体，第一尖端导体中的一个与第三信号线连接，另一个与静电输入端连接；第二尖端释放单元包括一对第二尖端导体，第二尖端导体中的一个与第三信号线连接，另一个与静电输出端连接。
优选地，第一尖端释放单元包括一对第一尖端导体和一对第三尖端导体，第一尖端导体中的一个与第三尖端导体中的一个相互连接，第一尖端导体中的另一个与第三信号线连接，第三尖端导体中的另一个与静电输入端连接；第二尖端释放单元包括一对第二尖端导体和一对第四尖端导体，第二尖端导体中的一个与第四尖端导体中的一个相互连接，第二尖端导体中的另一个与第三信号线连接，第四尖端导体中的另一个与静电输入端连接。
本发明的一种阵列基板，包括多条信号线，任两条相邻的信号线之间设有上述的静电防护结构，其中，静电环单元的静电输入端连接两条相邻的信号线中的一条，静电环单元的静电输出端连接两条相邻的信号线中的另一条。
本发明的一种显示面板，包括上述的阵列基板。
本发明的一种显示装置，包括上述的显示面板。
本发明的静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置，其设有静电环单元和第三信号线，第三信号线与静电输入端之间连接有尖端释放单元，当第一信号线上静电释放的静电强度较大并且达到尖端放电电压，即静电的电压大于或者等于第一阈值电压时，可以使一部分静电通过尖端释放单元进行尖端放电而释放，另一部分静电通过静电环单元释放到第二信号线上进行释放。因此，本发明的静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置，当静电强度较大时，能够可靠、有效地进行静电释放，以保证显示装置的正常显示。
附图说明
图1为现有技术的静电防护结构的结构示意图；
图2为本发明的一个实施例的静电防护结构的结构示意图；
图3为图2所示实施例的静电防护结构的第一种静电释放途径的原理图；
图4为图2所示实施例的静电防护结构的第二种静电释放途径的原理图；
图5为本发明的另一个实施例的静电防护结构的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图，对本发明的结构以及工作原理等作进一步的说明。
实施例一
本实施例的静电防护结构，包括静电环单元和与静电环单元电性连接的第三信号线。其中，静电环单元设有静电输入端和静电输出端，静电输入端用于接收静电，静电输出端用于释放所述静电。第三信号线与静电输入端之间连接有第一尖端释放单元。当静电输入端接收到的静电的电压小于第一阈值电压时，静电经过静电环单元由静电输入端传输到静电输出端进行释放；当静电输入端接收到的静电的电压大于或者等于第一阈值电压时，静电经过第一尖端释放单元由静电输入端传输到第三信号线进行释放。
如图2所示，在本实施例中，静电环单元包括由第一薄膜晶体管M3、第二薄膜晶体管M4、第三薄膜晶体管M5和第四薄膜晶体管M6构成的环路。具体地，第一薄膜晶体管M3的第一栅极G3、第一源极S3以及第二薄膜晶体管M4的第二栅极G4、第二源极S4相互连接后，相互连接的连接点形成静电环单元的静电输入端，静电输入端连接第一信号线Line_3。第三薄膜晶体管M5的第三栅极G5、第三源极S5以及第四薄膜晶体管M6的第四栅极G6、第四源极S6相互连接后，相互连接的连接点形成静电环单元的静电输出端，静电输出端连接第二信号线Line_4。第一薄膜晶体管M3的第一漏极D3与第三薄膜晶体管M5的第三漏极D5连接，第二薄膜晶体管M4的第二漏极D4与第四薄膜晶体管M6的第四漏极D6连接。
在本实施例中，优选地，静电环单元还包括第五薄膜晶体管M7，第五薄膜晶体管M7的第五栅极G7和第五源极S7与第一漏极D3和第三漏极D5连接；第五薄膜晶体管M7的第五漏极D7与第二漏极D4和第四漏极D6连接。其中，第五薄膜晶体管M7可用于保证第五源极S7与第五漏极D7两端静电的均一性，即第一薄膜晶体管M3和第三薄膜晶体管M5、第二薄膜晶体管M4和第四薄膜晶体管M6两路之间的静电的均一性，以保护各个薄膜晶体管。
在本实施例中，第三信号线Line_5接地或者接入公共电压(连接公共电极Vcom设置)，并且第三信号线Line_5与静电输入端连接有第一尖端释放单元P1。由于本实施例中的静电环单元为对称结构，静电输出端也可以接收静电，此时，静电输入端也可以用于释放静电，因此，在本实施例中，第三信号线Line_5与静电输出端之间还可以连接有第二尖端释放单元P2。其中，第一尖端释放单元P1包括一对第一尖端导体，第一尖端导体中的一个与第三信号线Line_5连接，另一个与静电输入端连接；第二尖端释放单元P2包括一对第二尖端导体，第二尖端导体中的一个与第三信号线Line_5连接，另一个与静电输出端连接。
如图2所示的实施例在对静电进行释放时，主要包括两个途径：
以图3所示为例的第一种静电释放途径。第一种静电释放途径主要是针对静电释放强度较大的情况，其主要原理是利用尖端释放单元进行尖端放电。例如，当第一信号线Line_3具有强度较大且达到了第一尖端释放单元P1的尖端放电电压的静电时，第一信号线Line_3上的一部分静电便可以通过第一尖端释放单元P1以尖端放电的方式进行释放。此时，第一信号线Line_3上的另一部分静电还可以通过第二种静电释放途径进行释放。
以图4所示为例的第二种静电释放途径。第二种静电释放途径主要是针对静电强度未达到第一尖端释放单元P1的尖端放电电压时，对第一信号线Line_3上的静电进行释放。由于第一信号线Line_3上具有静电，此时，第一栅极G3和第二栅极G4为高电平，使第一薄膜晶体管M3和第二薄膜晶体管M4被打开，静电可以通过第一源极S3和第二源极S4导通至第一漏极D3和第二漏极D4，并使第三薄膜晶体管M5和第四薄膜晶体管M6被反向击穿，静电通过第三漏极D5和第四漏极D6反向击穿到第三源极S5和第四源极S6，最终将静电释放到第二信号线Line_4上。当静电释放到第二信号线Line_4后，第三栅极G5和第四栅极G6又变为高电平，使第三薄膜晶体管M5和第四薄膜晶体管M6被打开，使静电进一步从第三漏极D5和第四漏极D6导通至第三源极S5和第四源极S6，从而释放到第二信号线Line_4上，以通过环路不断均一化静电。其中，第五薄膜晶体管M7的作用是为了均衡两路通路，由于第一信号线Line_3上产生静电时，第五栅极G7变为高电平，因此使第五薄膜晶体管M7导通，从而保证了第五源极S7与第五漏极D7两端静电的均一性，以保护TFT晶体管。
实施例二
本实施例二的静电防护结构与实施例一相似，原理与实施例一相同，其区别在于：尖端释放单元包括至少两对依次串联的尖端导体。
如图5所示，第一尖端释放单元P1和第二尖端释放单元P2可以分别包括两对依次串联的尖端导体(图中示出为浮动尖端)。第一尖端释放单元P1包括一对第一尖端导体和一对第三尖端导体，第一尖端导体中的一个与第三尖端导体中的一个相互连接，第一尖端导体中的另一个与第三信号线Line_5连接，第三尖端导体中的另一个与静电输入端连接；第二尖端释放单元P2包括一对第二尖端导体和一对第四尖端导体，第二尖端导体中的一个与第四尖端导体中的一个相互连接，第二尖端导体中的另一个与第三信号线Line_5连接，第四尖端导体中的另一个与静电输入端连接。此时，由于，第一尖端释放单元P1和第二尖端释放单元P2分别设置了两对尖端导体，因此，当任一尖端释放单元单元的其中一对尖端导体进行尖端放电后，如果出现短路问题时，由于该尖端释放单元还设有另一对尖端导体，能够防止尖端放电导致第一信号线Line_3或第二信号线Line_4与第三信号线Line_5之间发生短路，而影响显示装置的显示。
实施例三
本发明还提供了一种阵列基板，包括多条信号线，任两条相邻的信号线之间设有实施例一或者实施例二任意一种静电防护结构，其中，静电环单元的静电输入端连接两条相邻的信号线中的一条，静电环单元的静电输出端连接两条相邻的信号线中的另一条。
实施例四
本发明还提供了一种显示面板，包括实施例三的阵列基板。
实施例五
本发明还提供了一种显示装置，包括实施例四的显示面板。
综上所述，本发明的静电防护结构、阵列基板、显示面板及显示装置，其静电环单元在接收到强度较大的静电时，能够通过尖端放电的方式进行释放，或者通过尖端放电和由四个(或五个)薄膜晶体管构成的环路放电两种方式共同释放；在接收到强度较小的静电时，能够通过由四个(或五个)薄膜晶体管构成的环路将静电释放到与其相邻的信号线上，从而实现对静电的均一化释放。同时，由于本发明的静电环单元为由四个(或五个)薄膜晶体管构成的环路，因此，能够避免一个薄膜晶体管的栅极与源漏极被击穿，导致不同信号线之间发生短路的问题。
以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种静电防护结构，其特征在于，包括：
静电环单元，所述静电环单元设有静电输入端和静电输出端，所述静电输入端用于接收静电，所述静电输出端用于释放所述静电；以及
第三信号线，所述第三信号线与所述静电输入端之间连接有第一尖端释放单元；其中，
当所述静电输入端接收到的所述静电的电压小于第一阈值电压时，所述静电经过所述静电环单元由所述静电输入端传输到所述静电输出端进行释放；当所述静电输入端接收到的所述静电的电压大于或者等于所述第一阈值电压时，所述静电经过所述第一尖端释放单元由所述静电输入端传输到所述第三信号线进行释放。
2.根据权利要求1所述的静电防护结构，其特征在于，所述静电环单元包括由第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第三薄膜晶体管和第四薄膜晶体管构成的环路；所述第一薄膜晶体管的第一栅极、第一源极以及所述第二薄膜晶体管的第二栅极、第二源极相互连接后，所述相互连接的连接点形成所述静电环单元的静电输入端；所述第三薄膜晶体管的第三栅极、第三源极以及所述第四薄膜晶体管的第四栅极、第四源极相互连接后，所述相互连接的连接点形成所述静电环单元的静电输出端；所述第一薄膜晶体管的第一漏极与所述第三薄膜晶体管的第三漏极连接，所述第二薄膜晶体管的第二漏极与所述第四薄膜晶体管的第四漏极连接。
3.根据权利要求2所述的静电防护结构，其特征在于，所述静电环单元还包括第五薄膜晶体管，所述第五薄膜晶体管的第五栅极和第五源极与所述第一漏极和所述第三漏极连接；所述第五薄膜晶体管的第五漏极与所述第二漏极和所述第四漏极连接。
4.根据权利要求1所述的静电防护结构，其特征在于，所述第三信号线接地或接入公共电压。
5.根据权利要求1所述的静电防护结构，其特征在于，所述第三信号线与所述静电输出端之间连接有第二尖端释放单元。
6.根据权利要求5所述的静电防护结构，其特征在于，所述第一尖端释放单元包括一对第一尖端导体，所述第一尖端导体中的一个与所述第三信号线连接，另一个与所述静电输入端连接；所述第二尖端释放单元包括一对第二尖端导体，所述第二尖端导体中的一个与所述第三信号线连接，另一个与所述静电输出端连接。
7.根据权利要求5所述的静电防护结构，其特征在于，所述第一尖端释放单元包括一对第一尖端导体和一对第三尖端导体，所述第一尖端导体中的一个与所述第三尖端导体中的一个相互连接，所述第一尖端导体中的另一个与所述第三信号线连接，所述第三尖端导体中的另一个与所述静电输入端连接；所述第二尖端释放单元包括一对第二尖端导体和一对第四尖端导体，所述第二尖端导体中的一个与所述第四尖端导体中的一个相互连接，所述第二尖端导体中的另一个与所述第三信号线连接，所述第四尖端导体中的另一个与所述静电输入端连接。
8.一种阵列基板，包括多条信号线，其特征在于，任两条相邻的所述信号线之间设有如权利要求1-7中任一项所述的静电防护结构，其中，静电环单元的静电输入端连接两条相邻的所述信号线中的一条，静电环单元的静电输出端连接两条相邻的所述信号线中的另一条。
9.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求8所述的阵列基板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的显示面板。
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