TW202347299A - 微型裝置之靜電放電保護系統 - Google Patents

微型裝置之靜電放電保護系統 Download PDF

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李春明
劉洪云
琚晶
李起鳴
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Abstract

在本發明中揭示一種一微型裝置之靜電放電(ESD)保護系統。該ESD保護系統包括：一像素驅動器電路，其電連接至至少一個微型LED像素以用於控制該微型LED像素之接通或關斷；及一第一ESD保護單元，其電連接至一第一位準電壓(Vdd)及第二位準電壓(Vcom)。在某些實施例中，該微型LED像素電連接至一第二位準電壓(Vcom)。本發明可保護該微型LED像素以免被靜電放電損壞。各種實施例包含具有一微型LED像素陣列之一顯示面板之一ESD保護系統。

Description

微型裝置之靜電放電保護系統
本發明一般而言係關於顯示裝置及技術，且更特定而言，係關於一種一微型裝置之靜電放電保護系統。
顯示技術在當今之商業電子裝置中變得越來越重要。此等顯示面板廣泛用於固定式大螢幕(諸如液晶顯示電視(LCD TV)及有機發光二極體電視(OLED TV))以及可攜式電子裝置(諸如膝上型個人電腦、智慧型電話、平板電腦及可穿戴式電子裝置)中。
靜電放電(ESD)係對電子組件可靠性之最普遍威脅之一。當一有限量之電荷自一個物件轉移至另一物件(諸如自一人體轉移至一微型裝置)時，一ESD相關事件發生。此程序將導致一非常高的電流在一非常短的時間週期內通過微型裝置。事實上，超過35%之晶片損壞可歸因於一ESD相關事件。來自ESD之常見故障係接觸損壞、電流洩漏、短路、閘極氧化物破裂及燒毀等。ESD故障係不可預測的或在其發生之後不容易診斷。
另外，設計晶片上ESD結構以保護積體電路免受ESD應力係半導體工業中之一高優先級任務。金屬氧化物半導體及其他處理技術之持續進步使得ESD引起之故障更加顯著。事實上，全球諸多半導體公司在滿足各種電子器件應用之日益嚴格的ESD保護要求方面存在困難，並且可肯定地預測，有效且穩健的ESD保護解決方案之可用性將成為電子行業之健康發展及商業化之一關鍵且基本要素。
此外，微型發光二極體(LED)面板在世界上得到廣泛研究。然而，微型LED缺乏ESD保護，此將導致微型LED面板之損壞，並且亦將限制其實施及可靠性。
需要改良並幫助解決習用顯示系統之缺點(諸如上文所闡述之缺點)之經改良顯示設計。特定而言，需要具有較佳影像、具有經改良穩定性及可靠性之顯示面板。
在某些實施例中，積體電路(IC)晶片需要在經封裝裝置之所有接腳處進行防ESD保護。ESD箝位電路理想地處於具有可容許電容性負載之一高阻抗狀態中且僅在偵測到一ESD脈衝時觸發，藉此保護一輸入/輸出(I/O)電路。隨著IC接墊上之一ESD脈衝之出現，保護裝置將ESD電流能量之一主要部分箝位至接地匯流排。箝位裝置需要與I/O功能完全相容。
各種實施例包含具有整合式微型LED陣列之一顯示面板。顯示面板通常包含電耦合至對應像素驅動器電路(例如，FET)之像素光源(例如，LED、OLED)之一陣列。微型LED面板包括一IC後平面及電形成於IC後平面上之一微型LED陣列。
在某些實施例中，本發明提供一種用於一微型裝置、尤其係用於微型LED面板之ESD保護系統，以解決微型LED面板總是受到外部靜電放電損壞之問題。
為達成以上目標，本發明之某些例示性實施例提供一種一微型裝置之靜電放電(ESD)保護系統，其包括：一像素驅動器電路，其電連接至至少一個微型LED像素以用於控制該微型LED像素之接通或關斷，其中，該微型LED像素電連接至一第二位準電壓(Vcom)；及一第一ESD保護單元，其電連接至一第一位準電壓(Vdd)及該第二位準電壓(Vcom)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該微型LED像素之一陰極連接至該第二位準電壓(Vcom)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第一ESD保護單元連接至一第四位準電壓(Vss)及該第二位準電壓(Vcom)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第四位準電壓(Vss)大於該第二位準電壓(Vcom)且該第一位準電壓(Vdd)大於該第四位準電壓(Vss)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第一位準電壓(Vdd)係一正電壓、該第四位準電壓(Vss)係零，且該第二位準電壓(Vcom)係一負電壓。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第一ESD保護單元包括一電力ESD箝位電路。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第一ESD保護單元包括一MOS電晶體，該第一ESD保護單元之一閘極連接至該第一ESD保護單元之一源極以及該第二位準電壓(Vcom)，該第一ESD保護單元之汲極連接至該第一位準電壓(Vdd)，且該第一ESD保護單元在該MOS電晶體上具有一寄生。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該MOS電晶體係一NMOS。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第一ESD保護單元包括： 一第一類型半導體基板； 一第一類型井區域，其形成於該第一類型半導體基板中； 一第二類型井，其形成於該第一類型井區域周圍； 一第二類型深井，其形成於該第二類型井之底部處及該第一類型井區域之底部處； 一第二類型源極，其形成於該第一類型井區域中； 一第二類型汲極，其形成於該第一類型井區域中； 一第一植入區域，其形成在該第二類型汲極旁邊； 一閘極，其在該第二類型源極與該第二類型汲極之間形成於該第一類型井區域上且連接至該第二類型源極及該第一植入區域；及， 一第二植入區域，其形成在該第二類型井旁邊。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第一類型係P型且該第二類型係N型，該第一植入區域係一第一P+植入區域，且該第二植入區域係一第二P+植入區域。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第二類型井及該第二類型汲極連接至該第一位準電壓(Vdd)，該第二植入區域連接至該第四位準電壓(Vss)，且該第一植入區域、該第二類型源極及該閘極連接至該第二位準電壓(Vcom)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該至少一個微型LED像素係一微型LED像素陣列，且該像素驅動器電路控制該微型LED像素陣列中之該等微型LED像素中之每一者之接通或關斷。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第一ESD保護單元連接至該等微型LED像素中之每一者。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，微型像素驅動器電路連接至該第一位準電壓(Vdd)及該微型LED像素。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該系統進一步包括一第二ESD保護單元，且該第二ESD保護單元連接至該第一位準電壓(Vdd)及一第四位準電壓(Vss)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第一ESD保護單元及該第二ESD保護單元形成於一半導體基板中。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第二ESD保護單元包括多個第二ESD子箝位電路，其中該等第二ESD子箝位電路中之每一者之一第一端連接至該第一位準電壓(Vdd)及該像素驅動器電路，該等第二ESD子箝位電路中之該每一者之一第二端連接至該第四位準電壓(Vss)，且該等第二ESD子箝位電路彼此並聯連接。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第二ESD保護單元包括一電力軌ESD箝位電路。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該微型裝置選自一微型無機LED裝置或一微型有機LED裝置；且該微型LED像素選自一無機微型LED或一有機微型LED。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該系統進一步包括一第三ESD保護單元，該第三ESD保護單元之一第一端連接至該第一位準電壓(Vdd)且該第三ESD保護單元之一第二端連接至一第四位準電壓(Vss)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第三ESD保護單元連接至一輸入/輸出電路。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第三ESD保護單元包括至少兩個第三ESD子箝位電路，且該等第三ESD子箝位電路彼此串聯連接。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該微型像素驅動器電路之一第一端連接至一第三位準電壓(Vdd”)，且該微型像素驅動器電路之一第二端連接至該微型LED像素。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該系統進一步包括一第四ESD保護單元，且該第四ESD保護單元之一第一端連接至一第三位準電壓(Vdd”)並且該第四ESD保護單元之一第二端連接至一第四位準電壓(Vss)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該第四位準電壓(Vss)小於該第三位準電壓(Vdd”)。
在微型裝置之ESD保護系統之某些例示性實施例或例示性實施例之任何組合中，該像素驅動器電路包括至少一個開關。
本文中所揭示之顯示裝置及系統之設計導致減少的ESD損壞，此改良光發射效率以及顯示系統之整體效能。因此，與使用習用顯示器相比，實施具有微型透鏡陣列之顯示系統可更好地滿足擴增實境(AR)及虛擬實境(VR)、抬頭顯示器(HUD)、行動裝置顯示器、可穿戴式裝置顯示器、高清晰度投影器及汽車顯示器之顯示要求。
注意，上文所闡述之各種實施例可與本文中所闡述之任何其他實施例組合。說明書中闡述之特徵及優點並非無所不包的，且特定而言，熟習此項技術者鑒於圖式、說明書及申請專利範圍將明瞭諸多額外特徵及優點。此外，應注意，說明書中所使用之語言原則上已出於易讀性及指導性目的而選擇，且可能並非為描寫或限制發明標的物而選擇。
本文中闡述眾多細節以便提供對附圖中所圖解說明之實例性實施例之一透徹理解。然而，可在不具有諸多特定細節之情況下實踐某些實施例，且申請專利範圍之範疇僅由在申請專利範圍中具體陳述之彼等特徵及態樣限制。此外，並未詳盡地闡述眾所周知的程序、組件及材料以便不會不必要地模糊本文中所闡述之實施例之相關態樣。
如上文所論述，為解決相關技術中之問題，在本發明之某些實施例中提供一微型裝置之一ESD保護系統。圖1圖解說明根據某些實施例之用於一微型顯示器之一靜電放電(ESD)保護系統之一示意性方塊圖。
圖2圖解說明根據某些實施例之用於一微型顯示器之ESD保護系統之一電路圖。
參考圖1及圖2，一微型裝置之ESD保護系統包含一像素驅動器電路01及一第一ESD保護單元021。像素驅動器電路01電連接至至少一微型LED像素00以用於控制至少一個微型LED像素00之接通或關斷。本文中，微型LED像素00進一步電連接至一第二位準電壓04 (Vcom)。第一ESD保護單元021電連接至一第一位準電壓03 (Vdd)及第二位準電壓04 (Vcom)。微型像素驅動器電路01之一端連接至一第三位準電壓05 (Vdd”)，且微型像素驅動器電路01之另一端連接至微型LED像素00。在另一實施例中，微型像素驅動器電路01之一端連接至一第一位準電壓03 (Vdd)，且微型像素驅動器電路01之另一端連接至微型LED像素00。
圖5圖解說明根據某些實施例之用於一微型顯示器之一ESD保護系統之一電路圖。參考圖5及圖1至圖2，圖1中之ESD保護系統進一步包括一第二ESD保護單元022及一第三ESD保護單元023。第二ESD保護單元021之一端連接至第一位準電壓03 (Vdd)且第二ESD保護單元021之另一端連接至一第四位準電壓07 (Vss)。另外，第三ESD保護單元023之一端連接至第一位準電壓03 (Vdd)且第三ESD保護單元023之另一端連接至一第四位準電壓07 (Vss)。此外，第二ESD保護單元023包括至少兩個第二ESD子箝位電路0221及0222。較佳地，第二ESD子箝位電路彼此並聯連接。本文中，第二ESD子箝位電路0221、0222中之每一者之一端連接至第一位準電壓03 (Vdd)，且第二ESD子箝位電路中之每一者之另一端連接至第四位準電壓07 (Vss)。
圖3圖解說明根據某些實施例之一ESD保護單元之一電路圖。如圖3中所展示，第二ESD子箝位電路0221及0222由一接地閘極N型金屬氧化物半導體(NMOS) ESD網路形成，此可在圖3中提及。圖3係由一接地閘極n通道金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)裝置組成之一電力接腳ESD網路之一例示性圖解說明。在某些實施例中，圖3中之左側結構022L係一實際電力箝位電路且圖3中之右側結構022R係圖解說明一電力箝位ESD保護系統之原理之一圖式。接地閘極N型金屬氧化物半導體(NMOS) ESD網路(諸如022L)係用於互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術之一網路。通常，其係一n通道MOSFET，該n通道MOSFET具有連接至具有V’DD之一電力接腳302之一MOSFET汲極，n通道MOSFET亦具有連接至接地電力軌304之其源極及閘極。在一正常操作中，此電路保持「關斷」。當信號接腳302超過MOSFET快速恢復電壓時，此電路向V’SS電力軌放電。在某些實例中，快速恢復電壓係在一電晶體中之雪崩崩潰或碰撞電離提供一充分基極電流以接通電晶體時被施加至一電晶體之一電壓。當信號接腳302之電壓低於接地電位時，MOSFET汲極正向偏壓至p井或p基板區域，以便達成靜電保護目的。
參考圖5，一輸入/輸出(IO)電路06形成於像素驅動器電路01旁邊以用於自一外部電路接收信號。第三ESD保護單元023連接至IO電路06以用於對IO電路06執行ESD保護。在另一實施例中，IO電路06可形成於像素驅動器電路01周圍或微型LED像素00周圍。第三ESD保護單元023包括彼此串聯連接之至少兩個第三ESD子箝位電路，舉例而言，第三ESD子箝位電路0231及0232。在某些實例中，第三ESD子箝位電路0231係一PMOS且第三ESD子箝位電路0232係一NMOS。一個第三ESD子箝位電路0231之一端連接至第一位準電壓03 (Vdd)，第三ESD子箝位電路0231之另一端連接至另一第三ESD子箝位電路0232，且第三ESD子箝位電路0232連接至第四位準電壓07 (Vss)。此外，第三ESD子箝位電路0231之閘極及源極連接至第一位準電壓03 (Vdd)、第三ESD子箝位電路0231之汲極連接至第三ESD子箝位電路0232之源極、第三ESD子箝位電路0232之閘極及汲極連接至第四位準電壓07 (Vss)。IO電路06連接至第三ESD子箝位電路0231之汲極及第三ESD子箝位電路0232之源極。
較佳地，在某些實施例中，第一位準電壓03 (Vdd)大於第二位準電壓04 (Vcom)。第一位準電壓03 (Vdd)大於第三位準電壓05 (Vdd”)。第四位準電壓07 (Vss)大於第二位準電壓04 (Vcom)。而且，第一位準電壓03 (Vdd)大於第四位準電壓07 (Vss)。由於微型LED像素00無法在一高電壓值下工作，因此第二位準電壓04 (Vcom)係被施加至微型LED像素00上之一負電壓。在某些實施例中，較佳地，第一位準電壓03 (Vdd)係一正電壓、第三位準電壓05 (Vdd”)係一正電壓且第四位準電壓07 (Vss)係零。舉例而言，Vdd之電壓可為1 V至3 V、Vdd”之電壓可為1 V至2 V、Vss之電壓可為0 V且Vcom之電壓可為-5 V至0 V。
參考圖2及圖5，在某些實施例中，ESD保護系統進一步包括一第四ESD保護單元024。第四ESD保護單元024之一端連接至第三位準電壓05 (Vdd”)且第四ESD保護單元024之另一端連接至一第四位準電壓07 (Vss)。
在某些實施例中，第二ESD保護單元022、第三ESD保護單元023、第四ESD保護單元024係電力軌ESD箝位電路，此可參考圖3之說明。
參考圖5及圖2，本文中第一ESD保護單元021係一負電力ESD箝位電路。第一ESD保護單元021包括一MOS電晶體。此外，第一ESD保護單元在MOS電晶體上具有一寄生。第一ESD保護單元021之閘極連接至第一ESD保護單元021之汲極以及第二位準電壓04 (Vcom)。第一ESD保護單元021之源極連接至第一位準電壓03 (Vdd)。寄生二極體寄生在MOS電晶體上。在某些實施例中，當第二位準電壓04 (Vcom)係一負電壓時，MOS電晶體較佳地係一NMOS。本文中，微型LED像素00之陰極連接至第二位準電壓04 (Vcom)。
參考圖5，像素驅動器電路01包括至少一個開關，舉例而言，開關011、012及013。較佳地，開關011、012及/或013由一電晶體形成。開關011、012及013串聯連接以用於達成對微型LED像素之接通或關斷之三位準控制，以便控制發光強度及發光時間。舉例而言，開關011、012及013串聯連接以分別用於控制微型像素驅動器電路01之電流之接通或關斷、控制來自一外部電路之一PWM信號之接通或關斷，以及控制來自一外部電路之一掃描信號之接通或關斷。
在某些實施例中，圖1及圖2中所展示之微型LED像素00可由一微型LED像素陣列替換，且圖1及圖2中之像素驅動器電路01控制微型LED像素陣列中之微型LED像素中之每一者之接通或關斷。較佳地，第一ESD保護單元021連接至微型LED像素00中之每一者。在另一實施例中，第一ESD保護單元021可包括至少兩個第一ESD子箝位電路且第一ESD子箝位電路中之每一者分別連接至第二位準電壓04 (Vcom)及連接至第一位準電壓03 (Vdd)。
第一ESD保護單元、第二ESD保護單元、第三ESD保護單元及第四ESD保護單元形成於一半導體基板中。圖4圖解說明根據某些實施例之ESD保護單元之一剖面圖。圖4圖解說明ESD保護單元(舉例而言，第一ESD保護單元021)之一剖面結構。圖4中之半導體基板400可為一第一類型半導體基板，諸如矽基板。在某些實施例中，第一ESD保護單元021包含：一第一類型井區域403、一第二類型井401、一第二類型深井402、一第二類型汲極404、一第二類型源極405、一第一植入區域406、一閘極408及一第二植入區域407。此外，第一類型井區域403形成於第一類型半導體基板400中。第二類型井401形成於第一類型井區域403周圍。第二類型深井402形成於第二類型井401之底部處及第一類型井區域403之底部處。第二類型汲極404形成於第一類型井區域403中。第二類型源極405形成於第一類型井區域403中。第一植入區域406形成於第二類型源極405旁邊。閘極408在第二類型汲極404與第二類型源極405之間形成於第一類型井區域403上且連接至第二類型源極405及第一植入區域406。第二植入區域407形成於第二類型淺井401旁邊。
在某些實例中，第一類型係P型且第二類型係N型，此將並不限於本發明之範疇。如圖4中所展示，在某些實施例中，一N深井402形成於P型基板400中且一N井401形成於N深井402之頂部邊緣上及周圍，藉此形成由N井401環繞之一P型井區域403。N深井402形成於N井401之底部處及P型井區域403之底部處。一N+汲極404形成於P型井區域403中且一N+源極405形成於P型井區域403中。一閘極408在N+汲極404與N+源極405之間形成於P型井區域403上。閘極408連接至N+源極405及一第一P+植入區域406。第一P+植入區域406形成於P型井區域403中並接近於N+源極405。一第二P+植入區域407形成於N井401旁邊或周圍。此外，N+汲極404、N井401連接至第一位準電壓03 (Vdd)。第二P+植入區域407連接至第四位準電壓07 (Vss)。N+源極405、第一P+植入區域406及閘極408連接至第二位準電壓04 (Vcom)，例如圖1及圖2中之Vcom 04。在某些實例中，第二P+植入區域407連接至作為一接地之Vss。在某些實施例中，閘極408可為包括數個材料層(諸如一介電層、間隔件等)之一閘極結構。閘極408係一習用閘極結構，其可由熟習此項技術者理解且將不在本文中進行闡述。
在某些實施例中，具有ESD保護單元中之一或多者之微型裝置(舉例而言，如圖5中所展示)選自一微型無機LED裝置及/或一微型有機LED裝置中之一者。在某些實施例中，微型LED像素00選自無機微型LED或有機微型LED。舉例而言，微型裝置可為一微型顯示面板。微型LED顯示面板包括形成一像素陣列(諸如一640*480像素陣列)之一微型LED陣列。在某些實施例中，微型LED顯示面板之長度不能超過100微米、200微米、300微米、400微米或500微米且微型LED顯示面板之寬度不能超過100微米、200微米、300微米、400微米或500微米。在某些實施例中，微型LED顯示面板之長度不能超過1 cm且微型LED顯示面板之寬度不能超過1 cm。在某些實施例中，微型LED顯示面板之長度不能超過2 cm且微型LED顯示面板之寬度不能超過2 cm。在某些實施例中，微型LED顯示面板之長度不能超過10 cm且微型LED顯示面板之寬度不能超過10 cm。在某些實施例中，微型LED顯示面板之長度不能超過20 cm且微型LED顯示面板之寬度不能超過20 cm。微型LED顯示面板亦包含一IC後平面。微型LED顯示平面包含微型LED陣列，該微型LED陣列包含用以展示顯示影像之複數個無機微型LED。微型LED陣列電連接並接合至IC後平面。第一ESD保護單元021、第二ESD保護單元022、第三ESD保護單元023、第四ESD保護單元024及像素驅動器電路01形成於IC後平面中。在某些實施例中，ESD保護單元係IC電路之用於在靜電放電狀態下保護該IC電路之一部分。ESD保護單元可避免IC後平面中之IC電路之電流洩漏。
本文中，微型LED可選自無機LED或有機LED。在IC後平面上，一電極連接區電連接至微型LED陣列且一信號線區形成於電極連接區周圍。IC後平面經由信號線而自外部獲取信號(諸如影像資料)以控制一對應微型LED來發光。IC後平面通常採用一8位元數位轉類比轉換器(DAC)。該8位元DAC具有256個表現級，且每一級對應於一個灰階，亦即該8位元DAC可提供256個不同灰階。由於256個灰階中之任一者皆可施加於微型LED上，因此一個像素可顯示介於自0至255之範圍內之一灰階。視情況，微型LED之一亮度值可由IC後平面所獲取之信號之電壓振幅或電流振幅控制，而灰階可由該等信號之時間間隔(例如，脈衝寬度)展示。
熟習此項技術者應理解，微型顯示面板不受上文所提及之結構限制，且可包含比所圖解說明之組件更多或更少之組件，或者可組合某些組件，或者可利用一不同組件。
熟習此項技術者應理解，用於實施前述實施例之步驟之全部或部分可由硬體實施，或可由指示相關硬體之一程式實施。該程式可儲存於一快閃記憶體中、一習用電腦裝置中、一中央處理模組中、一調整模組中等。
以上說明僅係本發明之實施例，且本發明不限於此。在不背離本發明之概念及原理之情況下做出之一修改、等效替代及改良應屬於本發明之保護範疇內。
其他實施例亦包含以上實施例之各種子集，包含在各種其他實施例中進行組合或以其他方式重新配置之如圖1至圖5中所展示之實施例。
雖然詳細說明含有諸多特定細節，但此等不應視為限制本發明之範疇，而應僅視為圖解說明本發明之不同實例及態樣。應瞭解，本發明之範疇包含上文未詳細地論述之其他實施例。舉例而言，上文所闡述之方法可應用於除了LED及OLED之外的功能裝置與除了像素驅動器之外的控制電路之整合。非LED裝置之實例包含垂直腔表面發射雷射(VCSEL)、光偵測器、微機電系統(MEMS)、矽光子裝置、電力電子裝置及分佈式回饋雷射(DFB)。其他控制電路之實例包含電流驅動器、電壓驅動器、轉阻放大器及邏輯電路。
所揭示實施例之前述說明經提供以使得熟習此項技術者能夠做出或使用本文中所闡述之實施例及其變化形式。熟習此項技術者將容易地瞭解此等實施例之各種修改，且在本文中所定義之通用原理可在不背離本文中所揭示之標的物之精神或範疇之情況下應用於其他實施例。因此，本發明並不意欲限於本文中所展示之實施例，而是被賦予與本文中所揭示之隨附申請專利範圍及原理以及新穎特徵相一致的最寬廣範疇。
本發明之特徵可在一電腦程式產品(諸如一儲存媒體(若干儲存媒體)或電腦可讀儲存媒體(若干電腦可讀儲存媒體))中實施、使用該電腦程式產品實施或在該電腦程式產品之幫助下實施，該電腦程式產品其上/其中儲存有可用於對一處理系統進行程式化以執行本文中所呈現之特徵中之任一者之指令。儲存媒體可包含但不限於高速隨機存取記憶體(諸如DRAM、SRAM、DDR RAM或其他隨機存取固態記憶體裝置)，且可包含非揮發性記憶體，諸如一或多個磁碟儲存裝置、光碟儲存裝置、快閃記憶體裝置或其他非揮發性固態儲存裝置。記憶體視情況包含遠離CPU定位之一或多個儲存裝置。記憶體或替代地記憶體內之非揮發性記憶體裝置包括一非暫時性電腦可讀儲存媒體。
儲存於任何機器可讀媒體(若干機器可讀媒體)上，本發明之特徵可併入於軟體及/或韌體中以用於控制一處理系統之硬體，且用於使得一處理系統能夠利用本發明之結果與其他機構進行交互。此軟體或韌體可包含但不限於應用程式碼、裝置驅動器、作業系統及執行環境/容器。
將理解，雖然本文中可使用術語「第一」、「第二」等來闡述各種元件或步驟，但此等元件或步驟不應受此等術語限制。此等術語僅用於將一個元件或步驟與另一元件或步驟區分開。
本文中所使用之術語僅用於闡述特定實施例之目的而並非意欲限制申請專利範圍。如實施例之說明及隨附申請專利範圍中所使用，除非內容脈絡另外明確指示，否則單數形式「一(a、an)」及「該(the)」亦意欲包含複數形式。亦將理解，如本文中所使用之術語「及/或」係指且囊括相關聯所列物項中之一或多者之任何或全部可能組合。將進一步理解，術語「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」在本說明書中使用時指定存在所陳述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件，但並不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。
如本文中所使用，術語「若」可取決於內容脈絡而解釋為意指「當一所陳述先決條件係真實的時」或「在一所陳述先決條件係真實的後旋即」或「回應於判定一所陳述先決條件係真實的」或「根據一所陳述先決條件係真實的之一判定」或者「回應於偵測到一所陳述先決條件係真實的」。類似地，片語「若判定[一所陳述先決條件係真實的]」或「若[一所陳述先決條件係真實的]」或「當[一所陳述先決條件係真實的]時」可取決於內容脈絡而解釋為意指「在判定所陳述先決條件係真實的後旋即」或「回應於判定所陳述先決條件係真實的」或「根據所陳述先決條件係真實的之一判定」或者「在判定所陳述先決條件係真實的後旋即」或「回應於偵測到所陳述先決條件係真實的」。
出於解釋目的，已參考特定實施例闡述了前述說明。然而，以上說明性論述並不意欲係窮盡性的或將申請專利範圍限制於所揭示之精確形式。鑒於以上教示，諸多修改及變化係可能的。實施例經選擇及闡述以便最佳地解釋操作原理及實際應用，以藉此使得熟習此項技術者能夠最佳地利用本發明及各種實施例。
00:微型發光二極體像素 01:像素驅動器電路/微型像素驅動器電路 03:第一位準電壓 04:第二位準電壓 05:第三位準電壓 06:輸入/輸出電路 07:第四位準電壓 011:開關 012:開關 013:開關 021:第一靜電放電保護單元 022:第二靜電放電保護單元 022L:左側結構/接地閘極N型金屬氧化物半導體靜電放電網路 022R:右側結構 023:第三靜電放電保護單元 024:第四靜電放電保護單元 0221:第二靜電放電子箝位電路 0222:第二靜電放電子箝位電路 0231:第三靜電放電子箝位電路 0232:第三靜電放電子箝位電路 302:電力接腳/信號接腳 304:接地電力軌 400:半導體基板/第一類型半導體基板/P型基板 401:第二類型井/第二類型井/第二類型淺井/N井 402:第二類型深井/N深井 403:第一類型井區域/P型井區域 404:第二類型汲極/N+汲極 405:第二類型源極/N+源極 406:第一植入區域/第一P+植入區域 407:第二植入區域/第二P+植入區域 408:閘極 Vcom:第二位準電壓 Vdd:第一位準電壓 Vdd”:第三位準電壓 Vss:第四位準電壓 V’SS:電力軌
為了可更詳細地理解本發明，可參考各種實施例之特徵進行一更特定說明，該等實施例中之某些實施例在附圖中圖解說明。然而，附圖僅圖解說明本發明之相關特徵且因此不應被視為限制性的，此乃因該說明可承認其他有效特徵。
為方便起見，「向上」用於意指遠離一發光結構之基板，「向下」意指朝向基板，且其他方向術語(諸如頂部、底部、上面、下面、下方、底下等)被相應地解釋。
圖1圖解說明根據某些實施例之用於一微型顯示器之一靜電放電(ESD)保護系統之一示意性方塊圖。
圖2圖解說明根據某些實施例之用於一微型顯示器之ESD保護系統之一電路圖。
圖3圖解說明根據某些實施例之一ESD保護單元之一電路圖。
圖4圖解說明根據某些實施例之ESD保護單元之一剖面圖。
圖5圖解說明根據某些實施例之用於一微型顯示器之一ESD保護系統之一電路圖。
根據慣例，圖式中所圖解說明之各種特徵可未按比例繪製。因此，為了清楚起見可任意放大或縮小各種特徵之尺寸。另外，圖式中之某些圖式可並未繪示一給定系統、方法或裝置之所有組件。最後，貫穿說明書及各圖，相似元件符號可用於表示相似特徵。
00:微型發光二極體像素
01:像素驅動器電路/微型像素驅動器電路
03:第一位準電壓
04:第二位準電壓
05:第三位準電壓
06:輸入/輸出電路
07:第四位準電壓
021:第一靜電放電保護單元
022:第二靜電放電保護單元
023:第三靜電放電保護單元

Claims (26)

  1. 一種一微型裝置之靜電放電(ESD)保護系統，其包括： 一像素驅動器電路，其電連接至至少一個微型LED像素以用於控制該微型LED像素之接通或關斷，其中，該微型LED像素電連接至一第二位準電壓(Vcom)；及， 一第一ESD保護單元，其電連接至一第一位準電壓(Vdd)及該第二位準電壓(Vcom)。
  2. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中該微型LED像素之一陰極連接至該第二位準電壓(Vcom)。
  3. 如請求項2之微型裝置之ESD保護系統，其中，該第一ESD保護單元連接至一第四位準電壓(Vss)及該第二位準電壓(Vcom)。
  4. 如請求項3之微型裝置之ESD保護系統，其中該第四位準電壓(Vss)大於該第二位準電壓(Vcom)且該第一位準電壓(Vdd)大於該第四位準電壓(Vss)。
  5. 如請求項4之微型裝置之ESD保護系統，其中該第一位準電壓(Vdd)係一正電壓、該第四位準電壓(Vss)係零，且該第二位準電壓(Vcom)係一負電壓。
  6. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中，該第一ESD保護單元包括一電力ESD箝位電路。
  7. 如請求項3之微型裝置之ESD保護系統，其中該第一ESD保護單元包括一MOS電晶體，該第一ESD保護單元之一閘極連接至該第一ESD保護單元之一源極以及該第二位準電壓(Vcom)，該第一ESD保護單元之汲極連接至該第一位準電壓(Vdd)，且該第一ESD保護單元在該MOS電晶體上具有一寄生。
  8. 如請求項7之微型裝置之ESD保護系統，其中該MOS電晶體係一NMOS。
  9. 如請求項3之微型裝置之ESD保護系統，其中該第一ESD保護單元包括： 一第一類型半導體基板； 一第一類型井區域，其形成於該第一類型半導體基板中； 一第二類型井，其形成於該第一類型井區域周圍； 一第二類型深井，其形成於該第二類型井之底部處及該第一類型井區域之底部處； 一第二類型源極，其形成於該第一類型井區域中； 一第二類型汲極，其形成於該第一類型井區域中； 一第一植入區域，其形成在該第二類型汲極旁邊； 一閘極，其在該第二類型源極與該第二類型汲極之間形成於該第一類型井區域上且連接至該第二類型源極及該第一植入區域；及， 一第二植入區域，其形成在該第二類型井旁邊。
  10. 如請求項9之微型裝置之ESD保護系統，其中該第一類型係P型且該第二類型係N型，該第一植入區域係一第一P+植入區域，且該第二植入區域係一第二P+植入區域。
  11. 如請求項9之微型裝置之ESD保護系統，其中該第二類型井及該第二類型汲極連接至該第一位準電壓(Vdd)，該第二植入區域連接至該第四位準電壓(Vss)，且該第一植入區域、該第二類型源極及該閘極連接至該第二位準電壓(Vcom)。
  12. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中該至少一個微型LED像素係一微型LED像素陣列，且該像素驅動器電路控制該微型LED像素陣列中之該等微型LED像素中之每一者之接通或關斷。
  13. 如請求項11之微型裝置之ESD保護系統，其中該第一ESD保護單元連接至該等微型LED像素中之每一者。
  14. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中微型像素驅動器電路連接至該第一位準電壓(Vdd)及該微型LED像素。
  15. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中該系統進一步包括一第二ESD保護單元，且該第二ESD保護單元連接至該第一位準電壓(Vdd)及一第四位準電壓(Vss)。
  16. 如請求項15之微型裝置之ESD保護系統，其中該第一ESD保護單元及該第二ESD保護單元形成於一半導體基板中。
  17. 如請求項15之微型裝置之ESD保護系統，其中該第二ESD保護單元包括多個第二ESD子箝位電路，其中該等第二ESD子箝位電路中之每一者之一第一端連接至該第一位準電壓(Vdd)及該像素驅動器電路，該等第二ESD子箝位電路中之該每一者之一第二端連接至該第四位準電壓(Vss)，且該等第二ESD子箝位電路彼此並聯連接。
  18. 如請求項16之微型裝置之ESD保護系統，其中該第二ESD保護單元包括一電力軌ESD箝位電路。
  19. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中該微型裝置選自一微型無機LED裝置或一微型有機LED裝置；且該微型LED像素選自一無機微型LED或一有機微型LED。
  20. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中該系統進一步包括一第三ESD保護單元，該第三ESD保護單元之一第一端連接至該第一位準電壓(Vdd)且該第三ESD保護單元之一第二端連接至一第四位準電壓(Vss)。
  21. 如請求項20之微型裝置之ESD保護系統，其中該第三ESD保護單元連接至一輸入/輸出電路。
  22. 如請求項20之微型裝置之ESD保護系統，其中該第三ESD保護單元包括至少兩個第三ESD子箝位電路，且該等第三ESD子箝位電路彼此串聯連接。
  23. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中該微型像素驅動器電路之一第一端連接至一第三位準電壓(Vdd”)，且該微型像素驅動器電路之一第二端連接至該微型LED像素。
  24. 如請求項23之微型裝置之ESD保護系統，其中該系統進一步包括一第四ESD保護單元，且該第四ESD保護單元之一第一端連接至一第三位準電壓(Vdd”)並且該第四ESD保護單元之一第二端連接至一第四位準電壓(Vss)。
  25. 如請求項24之微型裝置之ESD保護系統，其中該第四位準電壓(Vss)小於該第三位準電壓(Vdd”)。
  26. 如請求項1之微型裝置之ESD保護系統，其中該像素驅動器電路包括至少一個開關。
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