CN1748237A - 具有静电放电保护电路的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是在制造期间提供静电放电损害保护并在已经制造的电子设备的常规使用期间抑制功耗到尽可能低，同时避免电腐蚀的问题。安排包括一个像素12阵列的电子设备10，其中行和列地址线18、20用于寻址每个像素12。每个地址线通过放电电路38连接到放电线30、32。当地址线在低于第一放电线的电势时，该电路允许地址线和第一放电线30之间电荷的通过，并当地址线在第二放电线以上的电势时，允许地址线和第二放电线32之间电荷的通过。放电元件具有一个结构，其中一个放电元件在电子设备的常规操作期间在电浮置状态，或一个造成传导的导电路径，从而在电子设备的常规操作期间出现的放电器件的泄漏电流能够用于外围电路。

Description

具有静电放电保护电路的电子设备
技术领域
本发明涉及用于包括像素阵列的电子设备的静电放电保护。本发明尤其涉及一种适于在需要低功耗的装置中使用的显示器件的静电放电保护电路和采用这种保护措施的显示器件。
背景技术
静电放电(ESD)损害是一种能够在诸如金属氧化物半导体(MOS)结构的半导体器件制造期间发生的公知现象。特别是，ESD损害能够造成栅极绝缘层击穿、阈值电压的大偏移和晶体管电极之间的大泄漏电流。
ESD损害已经发现是在使用薄膜晶体管(TFT)阵列的器件制造期间的一个特别的问题，比如薄膜晶体管用作像素显示器中的像素开关元件的那些器件。这些晶体管阵列用于例如有源矩阵液晶显示器和其他有源矩阵显示器件，和诸如辐射成像检测器的传感阵列器件中。制造期间，大量电荷可能形成在TFT的源极和漏极上。特别是，用于寻址阵列中的各个像素的行和列导体提供长导体，在导体上静电荷能够被拾取并接着传送到TFT电极。
该静电荷可以造成栅极绝缘层的击穿，并能够造成栅极和源极或栅极和漏极之间的电位差，这些电位差又引起TFT的阈值电压偏移。
ESD损害的问题不限于TFT阵列器件，也能够在使用其他种类的开关元件的阵列器件中发现，例如诸如薄膜二极管或其他非线性器件的两终端器件中。
防止ESD损害的需要被广泛认识到，并且已经开发了几种不同的方案。一个例子是在TFT阵列周围使用短路棒，短路棒把所有单个TFT的源极线和栅极线链接在一起。短路线与栅极和源极线同时制造，以便栅极和源极在整个生产过程中保持在相同的电位。这防止了任何电压差出现在晶体管的电极上，并且因此防止TFT器件内的ESD损害。
但是，短路线必须在开关阵列能够使用之前从器件中除去。这需要一个切割处理，该处理引入了附加的处理步骤，并且也表示ESD保护不能从切割处理获得，直到将外围电路连接到TFT阵列。
例如，也已从专利文献1中获知提供即使在器件工作期间也保持在原位置的ESD损害保护电路(电涌保护电路)。
(专利文献1)
日本专利申请公开号No.119256/99(*1[0019]到[0021]段和图9，和*2[0029]到[0060]段和图1)
这些保护电路一般在电压差超过一个特定参考时，允许电荷在放电元件(参考电压线)和行或列线(扫描线或信号线)之间流动。这些保护电路的一个问题在于它们可能消耗器件总功率预算的相当大的比例。例如，在低功率有源矩阵LCD应用中，超过50％的总显示器功率预算可能都被保护电路消耗了。因此，在这些保护电路可以在TFT阵列的制造期间和外围电路连接期间提供保护的同时，不能接受的高功耗等级也可能在制造设备操作期间出现。
专利文献也公开了一种通过提供预定的电压到放电元件(*2)的器件的常规操作期间抑制保护电路本身的功耗的方法。但是，抑制功耗的效果还是不够。特别是，这种显示器件，例如用在需要由有限的电池容量进行长时间操作的便携式设备中的显示器件，其低功耗被看作对产品质量是非常重要的，就需要抑制功耗效果的更大改进。这些类型的显示器件可以看作产品质量的严重缺陷，即使一些产品有它们浪费很少功耗的表面印象。因此，我们将想要尽可能多地降低浪费的功耗。
此外，以上文献中提到的技术要求提供用于向放电元件提供电压的连接电源或电压提供源到放电元件的电源导电线。导电线由恒定值的固定电压提供并从阵列基板的外边缘一侧延伸到显示区域一侧的放电元件，从而电腐蚀从经验上推测容易发生。
发明内容
本发明考虑到以上提到的情形而作出，并且它的主要目的是提供一种静电放电保护电路和包括它的电子设备，它提供在制造TFT阵列期间以及安装外围电路期间的静电放电损害保护，并能够尽可能低地抑制在制造出的电子设备的常规使用期间的功耗。
本发明的一个目的也是提供一种静电放电保护电路和一种包括该电路的电子设备，它能够避免以上提到的电腐蚀问题。
为了实现以上提到的目的，本发明的一个方面是一种电子设备，包括：提供在基板上并排列成行和列的像素阵列，每个像素包括一开关元件；和用于寻址每个像素的多个行和列地址线，其中每个行和列地址线通过第一放电器件连接到第一放电元件，并通过第二放电器件连接到第二放电元件，其中当地址线在低于第一放电元件的电势时第一放电器件允许地址线和第一放电元件之间电荷的通过，并且当地址线在高于第二放电元件的电势时，第二放电器件允许地址线和第二放电元件之间的电荷通过，其中至少第一和第二放电元件至少之一具有一个结构，其中该一个放电元件在电子设备常规操作期间在电浮置状态。
每个行和列与两个放电元件相关联，其中一个用于对造成行或列地址线上的电压增加的静电电荷放电，另一个用于对造成行或列地址线上的电压下降的静电电荷放电。通过使制造的设备的工作期间在两个放电元件至少一个上电浮置，发现有可能防止与放电元件耦合的放电器件以大的泄漏电流操作。特别是，发现在设备操作期间，与电压提供在造成所有放电器件反向偏置的放电元件上的情况相比，对提供到行和列地址线的所有常规操作电压功耗能够有相当大幅度降低。而且，该结构不要求任何用于从不同的电源导电线向放电元件提供固定电压的导电线，从而这样的导电线的电腐蚀问题也更优选地不会被引起。
在这方面，第一放电元件可以包括一个或多个导电轨迹，行和列地址线通过它们各自的第一放电器件连接到该导电轨迹，导电轨迹安排在像素阵列外围附近，或者第二放电元件可以包括一个或多个导电轨迹，行和列地址线通它们各自的第二放电器件连接到该导电轨迹中，导电轨迹安排在像素阵列的外围附近，并优选所有的行和列地址线都与导电轨迹耦合。此外，导电轨迹可以在像素阵列的外围周围延伸。按照这一点，导电轨迹的有效图案能够以一种简单的方式形成。
每个放电器件可以包括至少一个单向导电元件。单向导电元件可以一般是一个二极管连接的晶体管。在电子设备制造期间，没有外部电压提供到放电元件，并且导致足以克服有效的二极管导通电压的大电压改变的任意静电电荷将造成二极管连接的晶体管的正向偏置，从而电荷能够耗散到放电元件中的一个或另一个。但是，在电子设备操作期间，因为没有出现由于静电电荷的很大的电压，所以二极管连接的晶体管能够避免以大的泄漏电流动作。
在电子设备制造期间，优选两个放电元件耦合在一起。这可以通过第一和第二放电元件之间的临时短路提供，在制成的电子设备操作之前其可以被断开。或者，电隔离/传导装置可以提供在第一和第二放电元件之间，在安装外围电路之后和/或在电子设备的常规操作期间电隔离/传导装置将第一放电元件与第二放电元件电隔离，同时在安装外围电路完成之前和/或除了在常规操作期间，允许第一和第二放电元件之间电荷通过。以这种方式，如果临时短路被中断并且也不需要这样的中断步骤，在常规操作期间电子设备的静电放电保护和放电器件的泄漏电流的抑制完成。一个二极管梯将具有足够高的电阻，从而当电源电压提供到放电元件时，即使二极管梯在设备操作期间离开适当的位置，也造成低功率消耗。
除了基于二极管梯(diode ladder)的配置，或者还有一种包括一开关元件的电隔离/传导装置的配置，装配外围电路之后和/或在电子设备的常规操作期间该开关元件关闭并在第一和第二放电元件之间提供高阻抗，而外围电路安装完成之前和/或在所述常规操作期间之外该开关元件接通并在第一和第二放电元件之间允许导电。在另一种开发的形式中，开关元件可以由一个晶体管构成，包括：分别连接到第一和第二放电元件的两个输入/输出电极；和一控制电极，并且该电隔离/传导装置还包括：将控制电极与输入/输出电极之一或第二放电元件耦合的电阻元件；和一个电路部分，它被安排用于提供控制电极以一个电压用于通过电阻元件在一个电压的基础上导通晶体管，该电压在安装外围电路完成之前和/或除了电子设备的常规操作期间之外出现在第一和第二放电元件之间，另一方面，提供控制电极以一个电压用于在安装外围电路之后和/或在所述常规操作期间截止晶体管。以这种方式，隔离/传导装置能够以一个相当简单的电路组成实现。作为一个更简单的结构，电路部分可以包括一个用于在所述常规操作期间，在控制电极和输入/输出电极的另一个或者第一放电元件之间短路的耦合部分。
为了实现这些目的，本发明的另一方面也是一种电子设备，包括：提供在基板上并排列为行和列的像素阵列，每个像素包括一个开关元件；和用于寻址每个像素的多个行和列地址线，其中每个行和列地址线通过第一放电器件连接到第一放电元件并通过第二放电器件连接到第二放电元件，其中当地址线在低于第一放电元件的电势时，第一放电器件允许地址线和第一放电元件之间的电荷通过，并且当地址线在高于第二放电元件的电势时，第二放电器件允许地址线和第二放电元件之间的电荷通过，其中第一和第二放电元件中至少一个具有一个造成导电的导电路径，从而在电子设备的常规操作期间出现的放电器件的泄漏电流能够用于像素阵列的外围电路。
以这种方式，因为放电器件中引起的泄漏电流能够有效地使用，有可能对电子设备的常规操作期间的功耗的吸引力作出贡献。尽管这种构成需要提供电源电压到放电元件的导电路径，但是导电路径可仅提供相当低的电压，从而以上提到的电子腐蚀的问题得到了缓和。
对于这方面的一个实际例子，导电路径可以连接第二放电元件和一个用于驱动器电路的电源线，用于提供信号到列地址线。如果行地址线上的电势比常规操作期间用于提供列地址线以信号的驱动电路的电源电压大，则第二放电器件被施加一个正向电压，从而有可能发生泄漏电流。可实现为使用泄漏电流用于驱动电路的电源，即通过导电路径驱动能量。
在以上提到的方面中，与行和列地址线不同的至少一个导电线当然也通过第一放电器件连接到第一或第二放电元件。导电线可以是辅助线，比如用在液晶显示器件等中的所谓的存储电容连接线、一个公共电极连接线。
本发明的设备一般可以包括一液晶显示器。
尽管本发明在其像素包括TFT的像素化器件中尤其有用，但是本发明的也可应用到使用可替换种类的开关元件的阵列器件，比如两终端非线性器件，例如薄膜二极管元件。
附图说明
图1示出了按照本发明的一个实施例的电子设备的一个像素阵列的主要结构；
图2示出了与图1的电子设备中的每个行和列导体相关联的第一和第二放电器件和它的等效电路的一个例子；
图3示出了当放电元件互相连接时图2的一个等效电路；
图4示出了其中具有第一和第二放电元件的第一装置(临时短路)；
图5示出了用于耦合第一和第二放电元件的第一装置；
图6示出了用于耦合放电元件的第二装置；
图7示出了来自第三装置的改进的例子；
图8示出了来自第三装置的另一个改进的例子；
图9示出了来自第三装置的再另一个改进的例子；
图10示出了按照本发明的另一个实施例的电子设备的像素阵列的主要结构；和
图11示出了本发明实施例的修改。
具体实施方式
现在将参照附图在实施例的基础上更详细地描述本发明的以上提到的方面和其他形式。
附图只是示意性的，并且不是按比例画的。相同的附图标记在全部图用于表示相同或类似的部分。
图1示出了一个电子设备10，包括一个排列成行14和列16的像素12阵列。每行14像素共享一个公共行导线18，并且每个列16像素共享一个公共列导线20。每个像素12从而与使能各个像素被寻址的行和列导线18、20的唯一组合相关联。
如图1中示意性示出的，每个像素12包括一驱动晶体管22和一像素电极24。每个像素的驱动晶体管22的栅极连接到相关的行导线18。以这种方式，提供到行导线18的信号使能像素晶体管22被导通或截止。当驱动晶体管22导通时，它允许列导线20和像素电极24之间电流的通路。
以上描述的结构是传统的，并且多种类型的电子设备可以包括这种结构。例如，电子设备可以包括一个有源矩阵液晶显示器件，在这种情况下，像素电极24用于调制液晶材料层的对应部分，或其他有源矩阵显示器件，比如电泳显示器件或有源矩阵LED显示器件，其中晶体管用于控制通过LED显示元件的电流。可替换的，电子设备可以包括一个传感阵列器件，比如一个辐射成像设备，其中像素电极24可以包括一个光电二极管的光接收电极，或者其他光敏部件。在每种应用的情况下，每个像素可以包括附加部件，比如电容器，并且图1中的表示是纯示意性的。
本发明涉及所有类型的设备，其中有源开关元件如晶体管尤其是薄膜晶体管的阵列在共同的基板上制造。正是由于这个原因，每个像素12简单地表示为晶体管22和像素电极24，尽管应当意识到也能够使用其他种类的开关元件。
如上所述，当静电电荷允许在行和列导线18、20上产生时，这种类型的阵列器件制造过程中产生一个问题，那就是这些电荷能够造成对形成驱动晶体管22的那些层的损害。
按照本发明，每个行和列导体18、20耦合到一对放电元件30、32，它们的形式为在像素阵列外围周围延伸的导电线。每个行和列导线18、20通过第一放电器件34耦合到第一放电线30并通过第二放电器件36耦合到第二放电线32。
每个放电器件34、36提供类似二极管的特性，即当行或列导线18、20和相关的放电线30、32之间的一个电压超过导通阈值时允许电荷通过。
图2更详细示出了区域38，其中任意一对放电元件的连接部分在图1中用圆圈起来。其他对放电元件类似地分别与行和列导线相关联。
如图所示，在图2的左侧，第一放电器件34包括一个薄膜晶体管40，它使用与像素晶体管22所需要的相同的晶体管形成处理步骤形成。晶体管40的漏极连接到第一放电线30，并且源极连接到行导线18。漏极耦合到栅极，以提供类似二极管的操作特性。换句话说，如果漏极上的电压有大于源极上的电压足够多的电平，晶体管40将导电。以这种方式，当行导线18在比第一放电线30的电势足够低时，即低至少二极管连接的晶体管的导通电压时，第一放电器件34导电。
第二放电器件36也包括一个晶体管42，它具有在行导线18上耦合在一起的栅极和漏极，第二放电器件通过以上提到的晶体管形成处理步骤形成。当行导线18在高于第二放电线32的电势足够多的电势时，第二晶体管42导电。图2的右侧示出了放电元件连接部分的等效电路，表示像二极管44那样二极管连接的晶体管。
如果在任意单独的行或列导线18、20上有静电电荷的产生，这将引起导线上的电势改变(关于其他行和列导线的电势)，从而一个放电器件34、36将导电，从而耗散额外的电荷到放电线30、32之一。如果恰好一个浮置状态保持在放电线30、32之间，行和列导线18、20上的电压将互相不同。为了避免这种情况，在放电线30、32之间有一些形式的耦合是理想的。
一种可能性是电连接两个放电线30、32。这提供了图3所示的等效电路。
在这种情况下，行导线18上的电压变化不能简单地影响共享的放电线45。放电器件34、36与其他行和列导线和这些传导电相关联，从而共享放电线45将总是保持在一个在所有行和列导线18、20上的平均电压附近的电压。但是，当电子设备在常规工作时，如图3所示的单个放电线45的使用或保留造成高功耗。在工作期间，行导线18上的电压将在驱动晶体管22的最大和最小栅极电压之间变化，并且列导线20上的电压将在驱动晶体管22的最大和最小源极电压之间变化。结果，像素的常规操作将造成放电器件中的一些电流流动，造成浪费的功耗。
本发明使得在阵列制造期间提供ESD损害保护，而且使得在电子设备使用期间保护电路的功耗大大降低。为此，放电线30、32分别在电浮置状态完成，而不是施加预定的固定电压到放电线30、32。这表示放电线30、32只由行和列导线18、20提供电压，而不是由其他电压施加装置提供电压，也就是说它们不由除了来自行和列导线18、20的信号之外的任何电势给出。为了特别实现这一点，如图1所示，放电线30、32仅在像素阵列(在这个例子中采用一个环形的形式)周围延伸，从而不在除了通过放电器件34、36耦合到行和列电极18、20之外的任何地方连接。
本发明人已经发现，在电子设备操作期间，放电器件34、36的功耗通过使放电线30、32浮置比用预定的固定电压施加到放电线30、32用于将它们偏置到相反方向(或形成接近于此的一个状态)减少地更多，从而放电器件34、36不导电。而且，已经发现，浮置布置不需要任何导电引线用于耦合一些其他供电线到放电线30、32，作为用于提供电压到放电线30、32的装置，从而先前提到的引线的电腐蚀能够优选被防止。注意，这里提到的将预定的固定电压施加到放电线30、32的方式在英国专利申请号No.0119299.6的说明书中有描述，它为本申请预先做准备。
此外，这样除去引线提供了一个优点，那就是放电线30、32的布线布局等更容易制造。此外，由于放电线30、32上出现的平均电压预期在电子设备常规操作期间将在低数值，所以能够预期有另一个优点，那就是即使由于一些原因放电器件34、36被断开并且放电线30、32关于行或列导线18、20短路，由于所谓的线缺陷造成的显示图像质量的极度下降能够被抑制。
而且，这个例子提供了一个优点，那就是放电线的图案能够简单、有效地形成，通过以在像素阵列整体周围以连续的引线传导路径的环的形式制成放电线形成。
如以上提到的，对于放电线30、32来说将放电线30、32连接在一起，从而在阵列制造期间改善ESD保护是理想的，但是当电子设备使用时这种连接不应当保持。
如图4所示，一个临时短路60可以提供在放电线30、32之间，排列为将两个放电线耦合在一起的轨道。该轨道可以沿着图4所示的虚线64延伸到基板的区域62，它在制造之后将被除去。以这种方式，在晶体管阵列制造期间提供一个短路，但是这个短路在电子设备进行操作之前被中断。
为了避免对部分基板的物理去除的需要，两个放电线30、32可以使用二极管连接的TFT梯连接在一起(梯型二极管连接的TFT)，如图5所示。这能够进行排列以提供操作期间通过它的最小电流，从而不需要除去它。为了使流过该梯的电流最小，每个晶体管的宽度和长度的比和串联设备的数量为放电线的一个指定组进行选择。
二极管梯用作电隔离/传导装置。如果在制造阵列期间，由于静电放电导致的相当高的电压施加在放电线之间，它将能够导电，同时在放电线之间的电压在电子设备的操作期间没有足够高的增加的情况下确保它不导电并在对应于基本上隔离状态的线之间呈现高阻抗。
使用临时短路的一个问题是一旦短路被除去，则不再有效工作。一般，短路将在制造过程之后，但在外围电路连接到阵列之前除去。从而，尽管ESD保护在制造过程期间提供，但是损害仍然能够在IC装配(或制造)期间产生。
图6示出了一个提供在放电线30、32之间的附加保护电路70(电隔离/传导装置)，并且它可以与像素阵列整体制造。或者，它可以单独制造并在IC装配(或制造)之前附着于像素阵列。保护电路能够用于提供一个临时短路60，以在短路已经除去之后在IC装配(或制造)期间，提供保护。可替换地，该保护电路可以用于提供阵列制造期间以及IC装配(制造)期间的ESD损害保护。在这种情况下，不需要除去保护电路部分。
保护电路70包括在第一放电线30和第二放电线32之间的第一路径72和第二路径74。第一路径72包括一个晶体管83，其源电极和漏电极分别连接到第二放电线32和第一放电线30。第二路径74包括其一端连接到第二线32的电阻元件86，和其源电极和漏电极分别连接到电阻元件86的另一端和第一放电线30的晶体管84。电阻元件86和晶体管84的连接点连接到第一路径72的晶体管83的栅电极。保护电路70还包括在晶体管84的栅电极和漏电极之间的另一个电阻元件88，晶体管84的栅电极引出作为保护电路70的输出端。
方框76表示阵列的外围电路部分。它示出了，来自晶体管84的栅电极的引线和放电线32在装配外围电路之后和/或在电子设备的常规操作期间电连接，但是来自晶体管84的引线和放电线32在装配外围电路完成之前和/或除在常规操作期间之外电开路。
在这样的安排的保护电路中，在阵列的制造期间和安装外围IC期间(引线不连接时)，晶体管84保持截止状态，并且如果静电电荷相对于放电线30在放电线32上引起足够大的电压或者相对于放电线32在放电线30上引起足够低的电压，晶体管83导通并且电阻元件86和晶体管83有效用作一二极管连接的晶体管，使得放电线30和32之间耦合。以这种方式实现静电放电损害保护。
另一方面，当外围IC安装之后电子设备工作时(引线连接时)，晶体管84由那时出现在放电线30、32上的电压恒定地导通，并且因此晶体管83截止，从而切断第一路径72。在这种情况下，电阻元件86假定具有足够高的阻抗，从而只在第二路径74上有很小的电流，这点电流能够被忽略，从而放电线30和放电线32实际上做成电隔离的。
应当注意到，另一个电阻元件88是任选的，并且为了确保晶体管84正确截止扮演一个辅助角色。
保护电路70中的所有部件可以使用薄膜晶体管实现。特别是，电阻元件86、88可以用单个或多个二极管连接的晶体管形成，这提供了反向偏压方向的可定义的电阻。
图7示出了一个例子，从而图6的保护电路70进一步被简化。
图7中的一个保护电路70A采用省略图6中的晶体管84和电阻元件88的形式，其中晶体管83的栅电极和晶体管83的漏电极引出到保护电路70A以外的外围电路部分76。
同样也是在这种情况下，在引线不连接期间，如果静电电荷相对于放电线30在放电线32上引起足够高的电压或者相对于放电线32在放电线30上引起足够低的电压，电阻元件86和晶体管83有效用作一个二极管连接的晶体管从而在放电线30和32之间耦合。以这种方式，实现静电放电损耗保护。
另一方面，当在安装外围IC之后电子设备工作时(引线连接时)，那时出现的放电线30、32上的电压引起晶体管83截止，从而路径72切断。在这种情况下，电阻元件86假定具有足够高的阻抗，从而在包括电阻元件86和引线的路径中只有很小的电流，这些电流能够忽略不计，从而放电线30和放电线32实际上形成电隔离。
图8和9示出了图7所示的设置做得更加可靠的例子。
图8中的一个保护电路70B包括多个提供在放电线30和放电线32之间的级联连接的晶体管83a、83b、83c，和连接在晶体管的栅电极和放电线32之间的相应电阻元件86a、86b、86c，栅极引出到外围电路部分76B并采用在电子设备的常规操作期间互连的形式。
图9中的保护电路70C包括多个提供在放电线30和32之间的级联连接的晶体管83a、83b、83c，和连接在相应晶体管的栅电极和源电极之间的电阻元件86a、86b、86c，栅电极引出到外围电路部分76C并且采用在电子设备常规操作期间互连的形式。
按照这些安排，即使任何一个晶体管由于一些原因而有缺陷时，其他的晶体管和相关电路路径能够在阵列制造时和外围电路形成时造成静电放电损耗保护，并在电子设备的常规操作期间造成放电线30、32的电隔离。
在以上的实施例中，只提到了结构，其中在电子设备的常规操作期间，通过没有如图1所示的施加任何电压到放电线的装置(除了来自放电器件的信号的装置)，放电线制成浮置的。但是，代替通过没有这样的装置实现放电线的浮置，也有可能例如放电线通过一个足够高电阻的元件与一电源线耦合或通过适当的电容元件与地电位耦合，从而放电线基本上是浮置的。或者，以下不同的方案也能够获得内在的优点。
图10示出了再一个实施例，其中与图1所示的那些等效的部分给出相同的附图标记。
提供了一个连接放电线32与源极驱动器101的电源线的附加导电线102。源极驱动器101众所周知装配有输出放大器，用于施加像素信号到各个列导线20，每个放大器通过其电源线被提供来自电源103的电能。
电源103的电压通常具有比提供到行导线18的像素驱动晶体管的栅极控制信号的最大电压值更低的值。例如，电源电压在5V的量级，而栅极控制信号在-10和+15伏之间。当栅极控制信号具有一个比电源电压更高的值时，第二放电器件36提供有正方向的电压，从而泄漏电流104将流过第二放电线32和附加传导线102进入到电源线。源极驱动器101从而能够再次使用流入到这个电源线的电流。
注意到，基本上这样考虑，那就是放电线32应当被提供一个等于或高于施加到行导线18的最大电压的值的高数值的电压，从而总是反向偏置放电器件36，以便防止泄漏电流流过放电器件36和出现浪费的功耗。相反，该实施例指导了故意将在施加到行导线18的电压范围内的中等数值电压耦合到放电线32，而不是反向偏置。以这种方式，恰好是用于源极驱动器105的电源电压能够像这样使用，并且流过放电器件36的泄漏电流104能够成功地允许再次循环用于源极驱动器105的电源线。换句话说，确保了当行导线18被提供以不高于中等数值的电压时放电器件36不允许导电，同时当行导线18被提供以高于中等数值的电压时，放电器件36的传导电流通过能够再循环投入实际使用到源极驱动器105的操作中。
从中等数值电压耦合到放电线产生进一步的优点。那就是，如在英国专利申请中的那样，如果放电线被施加以一个高到足以在所有时间反向偏置放电器件36的电压，用于高电压的供电的传导线能够很容易具有电腐蚀。但是，如果导电线耦合放电线到低于所述高电压的中等数值电压，已经发现传导线很难具有这样的电腐蚀。因而，即使在这个实施例中，有可能如先前的实施例中执行的那样采取对抗电腐蚀的措施。
而且，在该实施例中，放电线30、32上的电压在电子设备的常规操作期间低，从而能够同样预见到由于以上所述的线缺陷造成的显示图像质量的极度恶化的抑制效果。
在以上的描述中，放电线30、32示出为共享在所有行和列导线之间。相反，可以提供分开的行和列放电棒。图11示出了一个设备10，其中提供了分开的行放电线90、92和列放电线94、96。放电器件示意性表示为电路98，它恰好以与以上描述的相同的方式操作。但是，分开的行和列放电线的使用使得放电电路对于在设备的常规操作期间预期在行和列线上的指定电压进行适当设计。例如，液晶显示器的行驱动器一般在行导线上提供大约+20V和-20V之间的电压电平，从而为像素晶体管提供需要的导通和截止特性。但是，列驱动器一般在列导线上提供具有只在大约5V进行电压摆动的电压。
在图11所示的例子中，放电电路98提供在每个行和列导线的每一端。这将各个像素电路和最近的放电电路之间的路径长度最小化，并且优选有可能使得在导线两端产生的静电电荷能够立即通过放电电路传送。
在行的一端上的放电线对94、96可以或可以不连接到行的相反一端的放电线对94、96，类似地在列的一端上的放电线对90、92可以或可以不连接到在列的相反一端的放电线对。
在以上描述的实施例中，放电器件已经表示为单个二极管连接的晶体管，但是当然，多个二极管连接的晶体管也可以用于形成每个放电器件34、36。或者，可以使用其他类型的单向传导设备。
尽管以上已经提到放电器件34、36与作为地址线的行和列导线18、20耦合，但是放电器件耦合到与这些地址线不同的传导线也同样是理想的，例如用在液晶显示器件中的存储电容连接线和/或公共电极连接线，其需要静电放电保护。其原因是这样的传导线也形成在共同载有地址线的阵列基板上并有可能同样出现静电放电损耗。
辐射传感器和液晶显示器的具体例子已经在以上提到。没有对这些类型器件每一种的精确像素布局的详细说明，因为这对本领域技术人员是公知的。本发明能够用于防止在任何阵列器件制造期间的损坏。
对本领域技术人员来说很显然有各种修改。
符号的解释
10...电子设备
12...像素
14...行
16...列
18...行导线
20...列导线
22...薄膜晶体管
24...像素电极
30...第一放电元件
32...第二放电元件
34...第一放电器件
36...第二放电器件
40...第一晶体管
42...第二晶体管
44...等效二极管
45...共享连接线
60...临时短路
70，70A，70B，70C...保护电路
72...第一路径
74...第二路径
76，76A，76B，76C...外围电路部分
78，80...放电元件的引出线
82...栅极控制信号线
83，83a，83b，83c，84...晶体管
86，86a，86b，86c，88...电阻元件
101...源极驱动器
102...用于电源线连接的传导路径
103...电源
104...泄漏电流

Claims (14)

1、一种电子设备，包括：
一提供在基板上并排列成行和列的像素阵列，每个像素包括一开关元件；和
用于寻址每个像素的多个行和列地址线，
其中每个行和列地址线通过第一放电器件连接到第一放电元件，并通过第二放电器件连接到第二放电元件，
其中当地址线在低于第一放电元件的电势时第一放电器件允许地址线和第一放电元件之间电荷的通过，并且当地址线在高于第二放电元件的电势时，第二放电器件允许地址线和第二放电元件之间的电荷通过，
其中第一和第二放电元件至少之一具有其中在电子设备常规操作期间该一个放电元件在电置动状态的结构。
2、如权利要求1中定义的设备，其中第一放电元件包括一个或多个导电轨迹，行和列地址线通过它们各自的第一放电器件连接到所述导电轨迹，导电轨迹安排在像素阵列外围附近。
3、如权利要求1或2中定义的设备，其中第二放电元件包括一个或多个导电轨迹，行和列地址线通过它们各自的第二放电器件连接到所述导电轨迹，导电轨迹安排在像素阵列的外围附近。
4、如权利要求2或3中定义的设备，其中导电轨迹在像素阵列的外围周围延伸。
5、如权利要求1到4中任一个中定义的设备，其中每个放电器件包括至少一个单向传导元件。
6、如权利要求1到5中任一个中定义的设备，其中临时短路提供在第一和第二放电元件之间。
7、如权利要求6中定义的设备，其中短路在电子设备操作之前断开。
8、如权利要求1到7中任一个定义的设备，其中电隔离/传导装置提供在第一和第二放电元件之间，在安装外围电路之后和/或在电子设备的常规操作期间电隔离/传导装置将第一放电元件与第二放电元件电隔离，同时在安装外围电路完成之前和/或除了在所述常规操作期间之外，允许第一和第二放电元件之间电荷的通过。
9、如权利要求8中定义的设备，其中电隔离/传导装置包括一开关元件，它在安装外围电路之后和/或在电子设备的常规操作期间截止并在第一和第二放电元件之间提供高阻抗，而它在外围电路安装完成之前和/或除在所述常规操作期间之外接通并在第一和第二放电元件之间允许导电。
10、如权利要求9中定义的设备，其中开关元件由一晶体管构成，包括：分别连接到第一和第二放电元件的两个输入/输出电极；和一控制电极，并且电隔离/传导装置还包括：将控制电极与输入/输出电极之一或第二放电元件耦合的电阻元件；和一电路部分，它被安排用于提供控制电极一个电压用于通过电阻元件基于一个在安装外围电路完成之前和/或除了电子设备的常规操作期间之外出现在第一和第二放电元件之间的电压来导通晶体管，另一方面，提供控制电极以一个电压用于在安装外围电路之后和/或在所述常规操作期间截止晶体管。
11、如权利要求10中定义的设备，其中电路部分包括一个用于在所述常规操作期间，在控制电极和输入/输出电极的另一个或者第一放电元件之间短路的耦合部分。
12、一种电子设备，包括：
一提供在基底上并排列为行和列的像素阵列，每个像素包括一开关元件；和
用于寻址每个像素的多个行和列地址线，
其中每个行和列地址线通过一第一放电器件连接到第一放电元件并通过第二放电器件连接到第二放电元件，
其中当地址线在低于第一放电元件的电势时，第一放电器件允许地址线和第一放电元件之间的电荷通过，并且当地址线在高于第二放电元件的电势时，第二放电器件允许地址线和第二放电元件之间的电荷通过，
其中第一和第二放电元件中至少一个具有一个造成导电的导电路径，从而在电子设备的常规操作期间发生的放电器件的泄漏电流能够用于像素阵列的外围电路。
13、如权利要求12中定义的设备，其中导电路径连接第二放电元件和一个用于驱动器电路的电源线，用于提供信号到列地址线。
14、如权利要求1到13中任一个定义的设备，其中至少一个与行和列地址线不同的导电线也通过第一放电器件连接到第一或第二放电元件。
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