CN109950885A - 一种显示面板的静电防护装置、方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种显示面板的静电防护装置、方法及显示装置，包括侦测子电路、放电电路、电流驱动子电路和释放端，侦测子电路与显示面板的驱动芯片连接；放电电路与侦测子电路和驱动芯片连接；电流驱动子电路与侦测子电路、放电电路和释放端连接；释放端与放电电路连接；释放端一般连接到驱动电路板接地线。侦测子电路侦测到静电，电流驱动子电路基于电流驱动所述放电电路开启或关闭，使驱动芯片、放电电路以及释放端之间暂时性的导通，静电便会通过放电电路和电流驱动子电路释放到释放端，在静电释放完毕后电流驱动子电路将还会做出反应，将放电电路关闭，保证显示面板的静电防护装置不会受到损坏，提高了静电防护装置的防护性能及可靠性。

Description

一种显示面板的静电防护装置、方法及显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板的静电防护装置、方法及显示装置。
背景技术
显示面板是当前平板显示的主要品种之一，已经成为了现代视讯产品中重要的显示平台。显示面板主要驱动原理，系统主板将红(R)、绿(G)、蓝(B)压缩信号、控制信号及动力通过线材与印刷驱动电路板上的电子连接器相连接，数据经过印刷电路上的驱动芯片处理后，经印刷驱动电路板，通过源极晶粒软膜封装(Source-ChiponFilm,S-COF)和栅极晶粒软膜封装(Gate-ChiponFilm,G-COF)与显示区连接，从而使得液晶显示器获得所需的电源与信号。
印刷驱动电路板上的静电防护装置会因为能量持续的静电放电而烧毁，无法继续进行静电放电防护。
发明内容
本申请的目的是提供一种增强电路的静电放电防护的一种显示面板的静电防护装置、方法及显示装置。
本申请公开了一种显示面板的静电防护装置，包括侦测子电路、放电电路、电流驱动子电路和释放端，侦测子电路与显示面板的驱动芯片连接；放电电路与所述侦测子电路和所述驱动芯片连接；电流驱动子电路与侦测子电路、所述放电电路和释放端连接；释放端与放电电路连接；所述侦测子电路用于侦测静电，所述电流驱动子电路用于通过并检测所述侦测子电路中的电流，基于电流驱动所述放电电路开启或关闭，静电通过所述放电电路和所述电流驱动子电路释放到所述释放端。
可选的，所述电流驱动子电路包括电流跟随器、比较器和第一电阻，所述电流跟随器的原边通入电流时副边也会产生电流，所述电流跟随器的原边对应的第一引脚与所述侦测子电路连接，所述原边对应的第二引脚连接所述释放端；所述电流跟随器的副边对应的第三引脚分别连接于所述第一电阻和所述比较器的反向输入端；所述电流跟随器的副边对应的第四引脚连接所述释放端；所述比较器的同向输入端连接于第一逻辑高电压；所述比较器的反向输入端通过所述第一电阻连接于第二逻辑高电压；所述比较器的输出端与所述放电电路的控制端连接。
可选的，所述侦测子电路包括反向二极管，所述反向二极管的阴极与所述驱动芯片连接，所述反向二极管的阳极与所述第一引脚连接。
可选的，所述反向二极管的击穿电压值为所述驱动芯片工作电压最大值的1.05至1.2倍之间。
可选的，流经所述原边的电流与流经所述副边的电流大小呈正比。
可选的，流经所述原边的电流大于流经所述副边的电流。
可选的，所述第一逻辑高电压和所述第二逻辑高电压的电压值相等。
可选的，所述放电电路包括半导体场效应晶体管，所述半导体场效应晶体管的输入端与所述驱动芯片连接，所述半导体场效应晶体管的控制端与所述电流驱动子电路连接，所述半导体场效应晶体管的输出端与释放端连接。
本申请还公开了一种显示面板的静电防护装置的方法，包括步骤：
所述侦测子电路侦测所述驱动芯片输出端是否有静电：
若有静电，静电生成的电流触发所述电流驱动子电路，开启所述放电电路；
若没有静电，触发所述电流驱动子电路，关闭所述放电电路。
本申请还公开了一种显示装置，包括显示面板、驱动电路板和如上任意所述的显示面板的静电防护装置，所述驱动电路板与所述显示面板连接；所述静电防护装置设置在所述驱动电路板上。
相对于仅用反向二极管的方案来说，本申请的侦测子电路用于侦测静电，当驱动芯片的输出端产生一定规格的静电时，侦测子电路侦测到静电，电流驱动子电路检测侦测子电路中的电流，基于电流驱动所述放电电路开启或关闭，使驱动芯片、放电电路以及释放端之间暂时性的导通，静电便会通过放电电路释放到释放端，同时静电也会通过电流驱动子电路释放到释放端，在静电释放完毕后电流驱动子电路将还会做出反应，将放电电路关闭，令驱动芯片和放电电路之间断开，由于放电电路的过载能力大于反向二极管，同时静电的释放有多条途径，这样就算发生高能量或持续的静电放电时，也能保证显示面板的静电防护装置不会受到损坏，提高了静电防护装置的防护性能及可靠性。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是一示例性的一种显示装置的示意图；
图2是一示例性的一种反向二极管静电防护的示意图；
图3是本申请的一实施例的显示装置的示意图；
图4是本申请的另一实施例的侦测子电路、电流驱动子电路和放电电路的示意图；
图5是本申请的另一实施例的静电防护装置的示意图。
其中，100、显示装置；200、显示面板；201、显示区；202、非显示区；203、源极薄膜驱动芯片；204、栅极薄膜驱动芯片；300、驱动电路板；301、驱动芯片；302、连接器；303、时序控制器芯片；304、电源芯片；400、显示面板的静电防护装置；401、侦测子电路；402、放电电路；403、电流驱动子电路；404、释放端；D1、比较器；D2、反向二极管；R1、第一电阻；M1、半导体场效应晶体管；U1、电流跟随器；VDD1、第一逻辑高电压；VDD2、第二逻辑高电压；1、第一引脚；2、第二引脚；3、第三引脚；4、第四引脚。
具体实施方式
需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)是当前平板显示的主要品种之一，已经成为了现代IT(InformationTechnology，信息技术领域)、视讯产品中重要的显示平台。TFT-LCD主要驱动原理，系统主板将R/G/B压缩信号、控制信号及电源通过线材与PCB(Printed Circuit Board，印刷驱动电路板300)板上的连接器302相连接，数据经过PCB板上的TCON(Timing Controller，时序控制器)IC(Integratedcircuit，集成电路)处理后，经PCB板，通过S-COF(Source-Chip OnFilm，源级薄膜驱动芯片203)和G-COF(Gate-Chip On Film，栅极薄膜驱动芯片204)与显示区201连接，从而使得LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)获得所需的电源和信号。
随着用户对于产品可靠性要求的不断提高，以及对产品品质要求的不断严苛，ESD(Electronic Static Discharge，静电放电)防护等级及可靠性的要求越来越高。如图2所示，ESD防护的方式为通过反向二极管实现。当发生高能量或持续发生的ESD时，反向二极管会因为能量的持续释放温度过高而烧毁，无法继续进行ESD防护。
下面参考附图和可选的实施例对本申请作进一步说明。
如图3所示，本申请实施例公开了一种显示装置100，包括显示面板200、驱动电路板300和下列显示面板的静电防护装置400。
显示面板200包括显示区、非显示区、源极薄膜驱动芯片和栅极薄膜驱动芯片，驱动电路板300包括驱动芯片和连接器，驱动电路板300与显示面板200连接，非显示区围绕在显示区周围，显示区用于显示画面，非显示区与源极薄膜驱动芯片和栅极薄膜驱动芯片连接，源极薄膜驱动芯片与连接器连接，连接器与驱动芯片连接，驱动电路板300内的信号和电源通过连接器、源极薄膜驱动芯片、栅极薄膜驱动芯片以及一些线路传输到显示区内。
如图4所示，本申请实施例公开了一种显示面板200的静电防护装置，包括侦测子电路401、放电电路402、电流驱动子电路403和释放端404，侦测子电路401与显示面板200的驱动芯片301连接；放电电路402与所述侦测子电路401和所述驱动芯片301连接；电流驱动子电路403与侦测子电路401、所述放电电路402和释放端404连接；释放端404与放电电路402连接；释放端404一般连接到驱动电路板300接地线。
侦测子电路401用于侦测静电，所述电流驱动子电路403用于通过并检测所述侦测子电路401中的电流，基于电流驱动所述放电电路402开启或关闭，静电通过所述放电电路402和所述电流驱动子电路403释放到所述释放端404。当驱动芯片301的输出端产生一定规格的静电时，侦测子电路401侦测到静电，电流驱动子电路403检测侦测子电路401中的电流，基于电流驱动所述放电电路402开启或关闭，使驱动芯片301、放电电路402以及释放端404之间暂时性的导通，静电便会通过放电电路402释放到释放端404，同时静电也会通过电流驱动子电路403释放到释放端404，在静电释放完毕后电流驱动子电路403将还会做出反应，将放电电路402关闭，令驱动芯片301和放电电路402之间断开。
由于放电电路402的过载能力大于反向二极管D2，同时静电的释放有多条途径，这样就算发生高能量或持续的静电放电时，也能保证显示面板200的静电防护装置不会受到损坏，提高了静电防护装置的防护性能及可靠性。
驱动芯片301为时序控制器芯片或电源芯片。时序控制器芯片通过连接器向显示面板传输数据信号，电源芯片通过连接器向显示面板200传输电源，在传输的过程中可能会产生高能量或持续的静电，需要设置稳定的静电防护装置。静电防护装置与时序控制器芯片和连接器连接；静电防护装置与电源芯片和连接器连接。
具体来说，如图5所示，所述侦测子电路包括反向二极管D2，所述反向二极管D2的阴极与所述驱动芯片连接，所述反向二极管D2的阳极与所述电流驱动子电路连接。所述反向二极管D2的击穿电压值高于所述驱动芯片的工作电压。为了确保无静电的情况下反向二极管D2不会导通触发电流驱动子电路，同时在有静电时能将静电释放，则反向二极管D2击穿电压值为驱动芯片工作电压值的1.05到1.2倍之间。
利用反向二极管D2的反向击穿电压作为静电判断的阈值电压，在正常情况下又不影响电路的正常运行，当静电过大或持续时，反向二极管D2便暂时性导通，触发放电电路进行放电，反向二极管D2本身也能释放一定的静电，反向二极管D2本身释放的静电电流当做触发信号，触发电流驱动子电路打开放电电路，静电释放完毕后，反向二极管D2和放电电路都会处于关闭状态，再下次的静电放电时反向二极管D2还能继续使用，防护下次的高能量或持续的静电。
所述电流驱动子电路包括电流跟随器U1、比较器D1和第一电阻R1，原边为电流跟随器U1的输入支路，副边为电流跟随器U1的输出支路，穿过侦测子电路401的静电主要是经过电流跟随器U1的原边，电流跟随器U1的副边与原边相对设置，副边能感应原边并产生电流，所述电流跟随器U1的原边对应的第一引脚1与所述侦测子电路401连接，所述原边对应的第二引脚2连接所述释放端404；所述电流跟随器U1的副边对应的第三引脚3分别连接于所述第一电阻R1和所述比较器D1的反向输入端；所述电流跟随器U1的副边对应的第四引脚连接所述释放端404；所述比较器D1的同向输入端连接于第一逻辑高电压VDD1；所述比较器D1的反向输入端通过所述第一电阻R1连接于第二逻辑高电压VDD2；所述比较器D1的输出端与所述放电电路402的控制端连接。所述侦测子电路包括反向二极管D2，所述反向二极管D2的阴极与所述驱动芯片连接，所述反向二极管D2的阳极与所述电流跟随器U1的原边对应的第一引脚1连接。
所述比较器D1的同向输入端电压高于反向输入端电压时，所述比较器D1输出端输出高电平，所述比较器D1的同向输入端电压低于或等于反向输入端电压时，所述比较器D1的输出端输出低电平。第一逻辑高电压VDD1与第二逻辑高电压VDD2的电压值相等。
当反向二极管D2被击穿流经部分电流时，电流通过电流跟随器U1的原边对应的第一引脚1和第二引脚2，第一引脚1和第二引脚2中的电流增大，此时第三引脚3和第四引脚中的电流会增大，电流从无到有，那么与第二逻辑高电压VDD2连接的第一电阻R1上也会产生电流，第一电阻R1上的电压降就是第三引脚3电流值与第一电阻R1阻值乘积，此时比较器D1的反向输入端上的输入电压值大小为VVDD2-R1*I34，比较器D1的同向输入端上的输入电压值大小为VVDD1，第一逻辑高电压VDD1与第二逻辑高电压VDD2的电压值相等可以提高比较器D1的灵敏度，比较器D1的反向输入端上的输入电压值低于比较器D1的同向输入端上的输入电压值，比较器D1的输出端输出高电平，用于开启放电电路的控制端，静电能量便能通过放电电路的输入端和输出端释放到接地线，同时也会有部分静电通过反向二极管D2及电流跟随器U1原边对应的第一引脚1、第二引脚2释放到接地线，双向释放静电，将静电能量多道释放，能够承受大电流的释放，当静电能量释放到一定程度时，反向二极管D2无法再通过静电了，第一引脚1和第二引脚2中电流为0，相应的第三引脚3和第四引脚中的电流也为0，第一电阻R1上无电流通过，也就没有电压降，比较器D1的反向输入端上的输入电压值大小为VVDD2，比较器D1的同向输入端上的输入电压值大小为VVDD1，VVDD2＝VVDD1,比较器D1的输出端输出低电平，关闭放电电路的控制端，令工作电流不会通过放电电路，等待下次出现高能量或持续静电时，N型MOS晶体管还会开启及关闭，为驱动芯片提供了稳定持续的静电防护。
电流跟随器U1类似变压器，电流跟随器U1的第一引脚1和第二引脚2是连通的，第三引脚3和第四引脚是连通的，当流过第一引脚1和第二引脚2的电流升高时，则流过第三引脚3和第四引脚的电流也会升高，而且流经两者电流之间的大小关系成正比，电流关系为I12＝a*I34，其中a为定值，当a大于1时，第三引脚3中的电流会小于第一引脚1中的电流，这样就起到缩小触发电流的作用，降低电流驱动子电路的功率，当然a也可以小于1，这样就起到了放大电流的作用，如果经过第一引脚1的电流过小，通过放大电流可以让比较器D1做出准确的反应，提高精度。
所述放电电路包括半导体场效应晶体管M1，所述半导体场效应晶体管M1的输入端与所述驱动芯片连接，所述半导体场效应晶体管M1的控制端与所述电流驱动子电路连接，所述半导体场效应晶体管M1的输出端与接地线连接。
半导体场效应晶体管M1具有开关的作用，其过载能力大于反向二极管D2，能被电流驱动子电路触发开启或者关闭，在需要排出静电时开启，在不需要排出静电时关闭。
半导体场效应晶体管M1可以为N型MOS(Metal Oxide Semi-conductor，金属氧化物半导体)晶体管或P型MOS晶体管，N型MOS晶体管在控制端讯号为高电平时开启，在控制端讯号为低电平时关闭，P型MOS晶体管在控制端讯号为低电平时开启，在控制端讯号为高电平时关闭。
如图4和图5所示，作为本申请的另一实施例，公开了一种显示面板200的静电防护装置，包括侦测子电路401、放电电路402、电流驱动子电路403和释放端404，侦测子电路401与显示面板200的驱动芯片301连接；放电电路402与所述侦测子电路401和所述驱动芯片301连接；电流驱动子电路403与所述侦测子电路401和所述放电电路402连接；释放端404与所述放电电路402和所述电流驱动子电路403连接；
所述侦测子电路401包括反向二极管D2，所述放电电路402包括N型MOS晶体管，所述电流驱动子电路403包括电流跟随器U1、比较器D1和第一电阻R1，所述比较器D1包括同向输入端和反向输入端，所述驱动芯片301包括时序控制器芯片303或电源芯片304，所述释放端404包括接地线；
所述反向二极管D2的阴极与所述驱动芯片301连接，所述反向二极管D2的阳极与所述电流跟随器U1原边对应的第一引脚1连接，所述电流跟随器U1的原边对应的第二引脚2与所述接地线连接，所述电流跟随器U1的副边对应的第三引脚3分别连接于所述第一电阻R1和所述比较器D1的反向输入端；所述电流跟随器U1的副边对应的第四引脚连接所述接地线；所述比较器D1的反向输入端通过所述第一电阻R1连接于第二逻辑高电压VDD2，所述比较器D1的同向输入端连接于第一逻辑高电压VDD1连接，所述比较器D1的输出端与所述N型MOS晶体管的控制端连接，所述N型MOS晶体管的输入端与所述驱动芯片301连接，所述N型MOS晶体管的输出端与接地线连接。
当驱动芯片301工作电压正常时，反向二极管D2内无电流通过，电流跟随器U1的第一引脚1和第二引脚2无电流，相应的第三引脚3、第四引脚和第一电阻R1都无电流通过，比较器D1的反向输入端电压值等于同向输入端电压值，则输出端输出低电平，N型MOS晶体管一般情况下处于关闭状态，当反向二极管D2被击穿流经部分电流时，电流通过第一引脚1和第二引脚2，第一引脚1和第二引脚2中的电流增大，此时第三引脚3和第四引脚中的电流会增大，电流大小从0到有，那么与第二逻辑高电压VDD2连接的第一电阻R1上也会产生电流，第一电阻R1上的电压降就是第三引脚3电流值与第一电阻R1阻值乘积，此时比较器D1的反向输入端上的输入电压值大小为VVDD2-R1*I34，比较器D1的同向输入端上的输入电压值大小为VVDD1，第一逻辑高电压VDD1与第二逻辑高电压VDD2的电压值相等，所以比较器D1的反向输入端上的输入电压值低于比较器D1的同向输入端上的输入电压值，比较器D1的输出端输出高电平，用于开启N型MOS晶体管的栅极，静电能量便能通过N型MOS晶体管的输入端和输出端释放到接地线，当静电能量释放到一定程度时，反向二极管D2无法再通过静电了，电流跟随器U1的第一引脚1和第二引脚2中电流为0，相应的第三引脚3和第四引脚中的电流也为0，第一电阻R1上无电流通过，也就没有电压降，比较器D1的反向输入端上的输入电压值大小为VVDD2，比较器D1的同向输入端上的输入电压值大小为VVDD1，VVDD2＝VVDD1,比较器D1的输出端输出低电平，关闭N型MOS晶体管的栅极，令工作电流不会通过N型MOS晶体管，等待下次出现高能量或持续静电时，N型MOS晶体管还会开启及关闭，为驱动芯片301提供了稳定持续的静电防护。本方案的静电防护装置主要应用范畴是针对低电压，大电流的静电放电，耐电流能力强，不易损坏，静电防护稳定。
本申请的技术方案可以广泛用于各种显示面板，如TN(Twisted Nematic，扭曲向列型)显示面板、IPS(In-Plane Switching，平面转换型)显示面板、VA(VerticalAlignment，垂直配向型)显示面板、MVA(Multi-Domain Vertical Alignment，多象限垂直配向型)显示面板，当然，也可以是其他类型的显示面板，如OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)显示面板，均可适用上述方案。
以上内容是结合具体的可选的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示面板的静电防护装置，其特征在于，包括：
侦测子电路，与显示面板的驱动芯片连接；
放电电路，与所述侦测子电路和所述驱动芯片连接；
电流驱动子电路，与所述侦测子电路和所述放电电路连接；以及释放端，与所述放电电路和所述电流驱动子电路连接；
所述侦测子电路用于侦测静电，所述电流驱动子电路用于输出并检测所述侦测子电路中的电流，使所述放电电路开启或关闭，静电通过所述放电电路和所述电流驱动子电路释放到所述释放端。
2.如权利要求1所述的一种显示面板的静电防护装置，其特征在于，所述电流驱动子电路包括：
第一电阻；
比较器，所述比较器的同向输入端连接于第一逻辑高电压；所述比较器的反向输入端通过所述第一电阻连接于第二逻辑高电压；所述比较器的输出端与所述放电电路的控制端连接；以及
电流跟随器，所述电流跟随器的原边对应的第一引脚与所述侦测子电路连接，所述原边对应的第二引脚连接所述释放端；所述电流跟随器的副边对应的第三引脚分别连接于所述第一电阻和所述比较器的反向输入端；所述电流跟随器的副边对应的第四引脚连接所述释放端。
3.如权利要求2所述的一种显示面板的静电防护装置，其特征在于，所述侦测子电路包括反向二极管，所述反向二极管的阴极与所述驱动芯片连接，所述反向二极管的阳极与所述第一引脚连接。
4.如权利要求3所述的一种显示面板的静电防护装置，其特征在于，所述反向二极管的击穿电压值为所述驱动芯片工作电压最大值的1.05至1.2倍之间。
5.如权利要求2所述的一种显示面板的静电防护装置，其特征在于，流经所述原边的电流与流经所述副边的电流大小呈正比。
6.如权利要求5所述的一种显示面板的静电防护装置，其特征在于，流经所述原边的电流大于流经所述副边的电流。
7.如权利要求2所述的一种显示面板的静电防护装置，其特征在于，所述第一逻辑高电压和所述第二逻辑高电压的电压值相等。
8.如权利要求1所述的一种显示面板的静电防护装置，其特征在于，所述放电电路包括半导体场效应晶体管，所述半导体场效应晶体管的输入端与所述驱动芯片的输出端连接，所述半导体场效应晶体管的控制端与所述电流驱动子电路连接，所述半导体场效应晶体管的输出端与所述释放端连接。
9.一种如权利要求1至8任意一项所述显示面板的静电防护装置的方法，其特征在于，包括步骤：
所述侦测子电路侦测所述驱动芯片输出端是否有静电：
若有静电，静电生成的电流触发所述电流驱动子电路，开启所述放电电路；
若没有静电，触发所述电流驱动子电路，关闭所述放电电路。
10.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板、驱动电路板和如权利要求1至8任意一项所述的显示面板的静电防护装置；所述驱动电路板与所述显示面板连接；所述静电防护装置设置在所述驱动电路板上。
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