TW508550B

TW508550B - Liquid crystal device driver circuit for electrostatic discharge protection

Info

Publication number: TW508550B
Application number: TW090122425A
Authority: TW
Inventors: Gue-Hyung Kwon
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2002-11-01
Also published as: KR100363095B1; US20020105512A1; JP4157695B2; US6753836B2; JP2002268614A; KR20020044420A

Description

508550 8206pif-cioc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（f ) i明背曼 1.發明領篮本發明大體而言是有關於液晶元件，且特別是，有關於一種用於靜電放電保護的液晶元件驅動電路。 2·相關技藝之說_明· 通常，液晶元件(Liquid Crystal Device，以下簡稱LCD) 驅動電路或積體電路(Integrated Circuit，以下簡稱1C)驅動一高位準LCD電壓(VLCD)，藉以在LCD面板上顯示訊息。在此處，LCD電壓(VLCD)可以由外部供應以及在內部使用類比電路來產生，諸如內部電荷壓昇器(charge pump)、運算放大器、或帶狀間隙電路(band gap circmt)。VLCD是LCD 螢幕的圖像品質的重要因素。. 然而，LCD驅動電路中的內部電路可能會被在電壓輸入埠或電壓輸出埠產生的靜電放電（Electrostatic Discharge，以下簡稱ESD)現象破壞。因此，大部分的半導體元件以及LCD驅動電路會在輸入埠或輸出埠包含ESD 保護的元件，藉以保護半導體元件不會被ESD現象ί皮壞。第1圖是習知用於ESD保護的LCD驅動電路的電路圖。第1圖繪示的電路是一個應用在單色LCD的習知驅動電路的實例，包含輸入襯墊(pad)10、電阻器Rl、ESD保 .護單元12、電壓產生單元14、及LCD輸出驅動器16。在第1圖繪不的電路中，LCD電壓（VLCD) VI至V5 爲由外部經由各自的輸入襯墊施加的，以及高位準電壓被電壓產生單元14分壓，藉以產生VLCD VI至V5。雖然沒 --------I----裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·- •線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2,10 x 297公釐） 50S550 8206pif . doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（有特別地繪示出來，第二及第五電壓V2至V5可以藉由與第一電壓VI使用的相同方法施加至LCD輸出驅動器16。在正常運作期間，ESD保護單元π不動作。然而，當ESD 脈衝經由輸入襯墊施加進來時，串接電阻器R1及第一保護元件D1或第二保護元件D2會導通，形成放電途徑，用以釋放ESD脈衝的高電流。在此處，ESD脈衝的高電流會被連接至輸入襯墊1〇的串接電阻器R1降低，用以保護內部電路。. 然而，在LCD驅動電路中用來驅動彩色LCD，而非單色LCD?的LCD電壓(VLCD)的變化量，嚴格地規範在其設計規格中。例如，在特定的測試條件下，當流進用來輸入LCD電壓(VLCD)的襯墊1〇的電流與流進內部電壓產生單元14的電流之間的差異爲10//A時，VLCD的變化量小於10mV。因此，在彩色LCD驅動電路中，而非第1圖的電路，在輸入襯墊與電壓產生單元之間不能連接串接電阻器，其爲電壓降的主要因素。其結果爲，ESD脈衝的高電流會轉移至輸出驅動器16及電壓產生單元14 ’因而導致實際的破壞。亦即’當正極性或負極性的ESD脈衝施加進來時，首先是由鄰近輸入襯墊1〇的ESD保護單元12的第一及第二保護元件D1及D2來進行放電，然後剩下的電流被施加至LCD輸出驅動器16中。第2圖是應用在習知彩色LCD驅動電路的輸出驅動器的電路圖。以CMOS傳輸閘TG21至TG23來建構電壓傳輸元件，分別用來傳輸相當高電壓位準的VLCD VI至V3。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·. •線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A‘4規格（210 x 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508550 8206pif.doc/008 ^_B7_______ 五、發明說明（））以NMOS電晶體MN21及MN22建構用來傳輸低電壓位準的VLCD V4及V5的傳輸元件。同時，提供ESD保護單元 25，用來保護內部電路，以免受到經由輸出襯墊22施加的ESD脈衝破壞。彩色LCD驅動電路的輸出驅動器依照其設計規格被設計成符合導通電阻。換言之，傳輸閘TG21 至TG23及NM0S電晶體MN21及MN22的各自的導通電阻是以與VJLCD VI至V5成比例來決定的。於是，用以驅動低電壓位準的VLCD V4及V5的所需導通電阻只由小寬度的NMOS電晶體MN21及MN22來得到。然而，在使用NMOS電晶體的情況下，當正極性的ESD 脈衝施加進來時，沒有順向的放電途徑。同時，因爲放電區域非常小，其放電能力非常弱。/ 此外，在習知LCD驅動電路中，因爲連接至輸入襯墊的保護元件(例如，第1圖的D1及D2)的放電效率非常 .低，可能會降低ESD保護。亦即，因爲VLCD電壓高於LCD 驅動器中的其他任何電路的運作電壓，所以第1圖的ESD 保護單元12是以高壓接合來形成的。然而，因爲在高壓接合處的運作電壓很高 '故不能驅働高電流。因此，在由於ESD脈衝而施加高電流的情況下，可能會降低ESd保護。發明總結

爲了解決習知技藝的上述問題或其他相關問題，提供一種用於靜電放電保護的液晶元件(Liquid Crystal Device，簡稱LCD)驅動電路。此LCD驅動電路能夠避免彩色LCD

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508550 驅動電路中的輸出驅動器被ESD脈衝破壞’以及改善對靜電放電保護的功效。

依照本發明之一觀點，提出一種液晶元件（Llquld Crystal Device，簡稱LCD)驅動電路。該LCD驅動電路包括第一至第N輸入襯墊，用以分別接受第一至第N電壓。該第一至第N電壓具有不同的電壓位準’以及是由外邰供應至該LCD驅動電路的。N是大於一之整數。第一至第N 靜電放電（Electrostatic Discharge ’簡稱ESD)保5蒦單兀’分別連接至該第一至第N輸入襯墊，以及在一靜電脈衝個別地經由該第一至第N輸入襯墊中的任一個施加進來時形成一放電途徑。一輸出驅動器，具有第一至第N電阻器。該第一至第N電阻器分別經由該第一至第N輸入襯墊接受該第一至第N電壓。該輸出驅動器從經由該第一至第N電阻器分別接受之各個該第一至第N電壓產生一驅動電壓’用以驅動一 LCD。該第一至第N電阻器在該靜電脈衝施加進來時減少流入該輸出驅動器之一電流。依照本發明之另一觀點，提出一種液晶元件（Liqind Crystal Device，簡稱LCD)驅動電路。該LCD驅動電路包括第一至第N輸入襯墊，用以分別接受第一至第N電壓。該第一至第N電壓具有不同的電壓位準，以及是由外部供應至該LCD驅動電路的。N是大於一之整數。第一至第N 靜電放電（Electrostatic Discharge，簡稱ESD)保護單兀，分別連接至該第一至第N輸入襯墊，以及在一靜電脈衝個別地經由該第一至第N輸入襯墊中之任一個施加進來時形成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

508550 A7 B7 8206pif>d〇c/〇〇8 五、發明說明（Q) 一放電途徑。一輸出驅動器，具有第一至第N電壓傳輸裝置。该第一至第N電壓傳輸裝置分別經由該第一至第N輸 $襯墊分別傳輸該第一至第N電壓。該輸出驅動器從分別經由該第一至第N電壓傳輸裝置傳輸之各個該第一至第n 電壓產生一驅動電壓，用以驅動一 LCD。該第一至第N電壓傳輸裝置中的至少一個電壓傳輸裝置傳輸該第一至第N 電壓中的低位準電壓以及具有PMOS電晶體及NMOS電晶體的平行結構。依照本發明之再一觀點’提出一種液晶元件（Liquid Crystal Device，簡稱LCD)驅動電路。該LCD驅動電路包括第一至第N輸入襯墊，用以分別接受第一至第N電壓。該第一至第N電壓具有不同的電壓位準，以及是由外部供應至該LCD驅動電路的。N是大於一之整數。第一至第N 靜電放電(Electrostatic Discharge，簡稱ESD)保護單元’分別連接至該第一至第N輸入襯墊，以及在一靜電脈衝個別地經由該第一至第N輸入襯墊中之任一個施加進來時形成一放電途徑。該第一至第N ESD保護單元包括至少一個薄閘極氧化物(thin gate-oxide，簡稱薄g〇x)NM〇S電晶體。本發明的這些及其他觀點，特徵及優點將會更淸楚’ 由下面的較佳實施例的詳細說明，其需結合附圖來閱讀。圖式之第1圖是是習知用於ESD保護的LCD驅動電路的電路圖； - 第2圖是應用在習知彩色LCD驅動電路的輸出驅動器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） ill — ——--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製言 β

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508550 8206pif.doc/008 _B7 _ 五、發明說明（d ) 的電路圖；第3圖是依照本發明的說明的實施例的用於ESD保護的LCD驅動電路的電路圖；第4圖是第3圖繪示的輸出驅動器的電路圖，依照本發明的說明的實施例；第5圖是第3圖繪示的靜電放電（Electrostatic Discharge，簡稱ESD)保護單元的電路圖，依照本發明的說明的實施例；以及第6圖是的第3圖繪示的ESD保護單元的電路圖，依照本發明的另一個說明的實施例。圖式中標示之簡單說明 10輸入襯墊 R1電阻器 12 ESD保護單元 14電壓產生單元 16 LCD輸出驅動器 D1第一保護元件 D2第二保護元件 22輸出襯墊 25 ESD保護單元 40電壓傳輸單元 MN21及MN22 NM0S電晶體 TG21至TG23 CMOS傳輸閘 300輸入襯墊 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 508550 g206pif.doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明o ) 300a至300e輸入襯墊 3〇la至301e ESD保護單元 310 ESD保護單元 320電壓產生單元 330 LCD輸出驅動器 D31、D32、D33及D34保護元件 R31至R36電阻器 340電壓傳輸單元 350輸出ESD保護單元 360輸出襯墊 TG31至TG33 CMOS傳輸閘 MN31及MN32 NMOS電晶體 N1第一節點 TG41至TG45傳輸閘 MN51及MN52 NM0S電晶體 D31第一保護元件 •D32第二保護元件 MN61及MN62 NM0S電晶體較佳實施例之詳細說明請參照第3圖，LCD驅動電路包括輸入襯墊300a至 300e、ESD保護單元301a至301e、電壓產生單元320、及 LCD輸出驅動器330。第3圖的LCD驅動電路可以應用至所有類型的LCD驅動電路，且特別是，應用至超扭轉線 (Super-twisted Nematic，簡稱 STN) LCD 驅動電路，其中的 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 訂· --線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508550 8206pif.doc/008 _B7_ 五、發明說明（E ) 設計規格是很嚴格的。輸入襯墊300a至300e分別接收第一至第五LCD電壓 VI至V5,其爲由外部提供至該LCD驅動電路的。在此處，第一至第五電壓VI至V5具有不同的電壓位準。第一電壓 VI具有最高的電壓位準，以及第二至第五電壓V2至V5 具有低於第一電壓VI的遞增的電壓位準(亦即，VI > V2 > V3 > V4 > V5)。 ESD保護單元301a至301e分別連接至各個輸入襯墊 300a至300e。例如，連接至第一襯墊300a的ESD保護單元301 a包括保護元件D31及D32，並且在ESD脈衝施加進來時形成放電途徑。在此處，保護元件D31及D32是以二極體或電晶體來實作的。第一保護元件D31的一側連接至高電壓V0，其具有高於第一電壓VI的電壓位準，以及第一保護元件D31的另一側連接至第一襯墊300a的一側。當第一保護元件D31是以二極體來實作時，則第一保護元件D31的陰極連接至高電壓V0,以及第一保護元件D31 的陽極連接至第一襯墊300a的一側。同時，第二保護元件D32的一側連接至連接至第一襯墊300a的一側，以及第二保護元件D32的另一側連接至地電位VSS。例如，當第二保護元件D32是以二極體來實作時，則第二保護元件 D32的陽極連接至地VSS，以及第二保護元件D32的陰極連接至第一襯墊300a的一側。其他的ESD保護單元301b 至301e的結構與ESD保護單元301a相同，所以爲了簡潔之故，省略ESD保護單元301b至301e的詳細說明。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · •線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508550 8206pif.doc/008 五、發明說明（θ) 電壓產生單元320將高電壓VO適當地分壓，以及產生具有不同電壓位準的第一至第四電壓VI至V4。雖然沒有特別地繪示出來，電壓產生單元320可包括類比電路，諸如運算放大器、或帶狀間隙（band gap)參考電壓產生電路、及位準移位器(level shifter)。當第一至第五電壓VI至 V5從外部經由輸入襯墊300a至300e施加時，則電壓產生單元320不動作。 LCD輸出驅動器330產生外部施加的VLCD電壓VI 至V5，或是由電壓產生單元320施加的VLCD電壓VI至 V5，當作驅動電壓，以回應預定控制信號。在此處，產生的驅動電壓被施加至LCD面板（未繪示）。請再參照第3圖，LCD輸出驅動器330包括電阻器R31 至R35、電壓傳輸單元340、及輸出ESD保護單元350。尤其是，電阻器R31至R35分別串接在各個電壓VI至V5 與電壓傳輸單元340之間。電壓傳輸單元340包括CMOS 傳輸閘TG31至TG33及NMOS電晶體MN31及MN32。電壓傳輸單元340用來將第一至第五電壓VI至V5，其是分別經由電阻器R31至R35施加的，傳送至第一節點N1，以回應預定控制信號。亦即，傳輸閘TG31依據控制信號 C1及C1B將第一電壓VI，其是經由電阻器R31施加的，傳送至第一節點N1。在此處，C1至C5是LCD驅動電路的控制電路(未繪示)輸出的信號，而C1B至C5B分別爲C1 至C5的反相信號。傳輸閘TG32及TG33分別依據控制信號C2/C2B及C3/C3B將第二及第三電壓V2及V3，其是分本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

508550 A7 B7 8206pif.doc/008 五、發明說明（) (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 別經由電阻器R32及R33施加的，傳送至第一節點N1。亦即’傳輸閘TG31至TG33分別傳送具有較高位準的vlCD 電壓的第一至第三電壓VI至V3。同時，NMOS電晶體MN31 及MN32的源極分別連接至電阻器R34及R35的一側，以及NMOS電晶體MN31及MN32的汲極連接至第一節點 Nb亦即，NMOS電晶體MN31及MN32分別依據控制信號C4及C5將第四及第五電壓V4及V5，其是分別經由電阻器R34及R35施加的，傳送至第一節點N1。在此處，第四電壓V4及第五電壓V5是比電壓VI至V3低的電壓。 •線- LCD輸出驅動器330的電阻器R36的一側連接至第一節點N1，以及LCD輸出驅動器330的電阻器R36的一側連接至輸出襯墊360。在此處，電阻器R36是用來降低由輸出襯墊360施加進來的ESD電流。輸出ESD保護單元350 在ESD脈衝由輸出襯墊360施加進來時形成放電途徑。輸出ESD保護單元350包括保護元件D33及D34，諸如二極體或電晶體。輸出襯墊360輸出驅動電壓OUT，由LCD 輸出驅動器330輸出LCD面板(未繪示）。經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣以下將更詳細地說明LCD驅動電路的運作。如所敘述的，電阻器R31至R35分別連接在第一至第五電壓VI 至V5與電壓傳輸單元340的傳輸元件之間。因此，由輸入襯墊300a至300e來看，電阻器R31至R35爲彼此並聯連接，並且電阻器R31至R35的總電阻會降低。在正常運作期間，ESD保護單元301a不動作。同時，當ESD脈衝由外部經由輸入襯墊300a至300e 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) 508550 A7 8206pif*doc/008 ____ 五、發明說明（（丨） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 施加進來時，ESD保護單元301a至301e的保護元件D31 及D32會形成放電途徑，並且進行第一放電。在此處，假設保護兀件D31及D32是二極體。例如，當正極性的ESD 脈衝施加進來時，第一保護元件D31會導通形成放電途徑。當負極性的ESD脈衝施加進來時，第二保護元件D32 會導通形成放電途徑。在此處，部分的電流會被釋放掉，但剩下的電流會被施加到LCD輸出驅動器330。然而，因爲電阻器R31至R35，其分別與電壓傳輸元件TG31至 TG33，及MN31及MN32串接，使電阻增加了，會降低施加到電壓傳輸元件TG31至MN32的電流。因此，雖然放電面積不大，但當ESD脈衝施加進來時，施加到LCD輸出驅動器330的高電流會被降低，並且保護了內部電路。在此處’當電阻器R31至R35是以擴散型態（diffusion-type) 的電阻器來建構時，會形成寄生二極體。因此，這些寄生二極體可能會形成放電途徑。 -線- 如上所述，可以藉由在LCD輸出驅動器330中將電阻器連接至VLCD電壓VI至V5的輸入來達到ESD保護，而非將電阻器與輸入襯墊300a至300e串接。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第4圖是第3圖繪示的輸出驅動器的電路圖，依照本發明的說明的實施例。LCD輸出驅動器330包括電壓傳輸單元40及輸出ESD保護單元350。輸出ESD保護單元350，其具有與第3圖的輸出ESD保護單元350相同的組態，執行與第3圖的輸出ESD保護單元350相同的功能。因此，爲了 _潔之故’省略第4圖的輸出ESD保護單兀350的詳本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（lm〇x 297公f ) 508550 8206pif.doc/008 五、發明說明（細說明。請再參照第4圖，電壓傳輸單元40包括傳輸閘TG41 至TG45。TG41至TG45分別連接至第一至第五電壓vi至 V5，以及依據控制信號分別將第一至第五電壓VI至V5 傳送第一節點Ν1。亦即，如第3圖所繪示，用以傳送第四及第五電壓V4及V5的傳輸元件是由CMOS傳輸閘TG44 及TG45來建構的。在此情況下，CMOS傳輸閘TG44及TG45 的PM0S電晶體的各個閘極可以連接至反相控制信號C4B 及C5B或高電壓V0。另外，用以傳送第四及第五電壓V4 及V5的傳輸元件是由並聯的PM0S電晶體及NM0S電晶體來建構的。在此情況下，最好，PM0S電晶體的閘極是連接至高電壓V0。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --------------裝·— (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) --線- 以下將更詳細的說明LCD輸出驅動器330。亦即，在第4圖的LCD輸出驅動器330中，用以傳送低位準的第四及第五電壓V4及V5的傳輸元件並非只用NM0S電晶體來建構，而是以NM0S電晶體與PM0S電晶體並聯來建構的。在正常運作期間，CMOS傳輸閘TG44及TG45，或是具有並聯連接電晶體的PM0S電晶體的閘極連接至高電壓 V0，並且是被關閉的。於是，在正常運作期間，PMOS電晶體是關閉的，並且可以保持正常運作的總導通電阻。然而，當ESD脈衝經由輸入襯墊300a至300e施加進來時（請參照第3圖），傳輸閘TG44及TG45，或PMOS電晶體會形成對於正極性的ESD電流的順向放電途徑。亦即’依照習知技藝，用以傳送電壓V4及V5的傳輸元件只本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公t ) 508550 8206pif.doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（D) 是用NMOS電晶體來建構，因而沒有對於正極性的ESD 電流的順向放電途徑。但是，在本發明中，會形成順向放電途徑，並且因而可以改善ESD保護。弟5 Η疋桌3 Η繪不的靜電放電（mectrostatic Discharge ’簡_ ESD)保護單兀的電路圖，依照本發明的說明的實施例。ESD保護單元310可以是ESD保護單元301a 至301e中的一個。再者，爲了闡述的目的，繪示了輸入襯墊300 ’其是假設輸入襯墊300是第一至第五襯墊3〇〇a 至300e中的一個。第二保護單元〇32是以薄閘極氧化物(化111£&^_(^1如，以下簡稱薄gox)NM〇S電晶體]VIN51及]VIN52來建構的。亦即，薄gox NM0S電晶體MN51及MN52並聯的連接在輸入襯墊300與地電位VSS之間。亦即，NM0S電晶體MN51 及MN52的汲極連接至輸入襯墊300，以及NMOS電晶體 MN51及MN52的閘極及源極連接至地電位VSS。在此處，因爲保護元件D32要在低工作電壓位準驅動高電流，所以保護元件D32最好是以薄g〇x電晶體來建構。亦即，因爲薄gox電晶體具有低導通電壓，並且其電流驅動能力很大，所以對ESD的保護效率很高。薄g〇x電晶體的工作電壓是 .由閘極氧化層的、厚度來決定的。在由輸入襯墊300輸入的電壓小於薄gox電晶體的崩潰電壓(例如，V4及V5)的情況下，第二保護元件D32是使用彼此並聯連接的薄gox NMOS電晶體MN51及MN52來建構的。於是，當ESD脈衝經由輸入襯墊300施加進來時，薄 -------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · --線：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公t ) 508550 A7 B7 8206pif.doc/008 i、發明說明（（4) gox NMOS電晶體MN51及MN52釋放高電流的面積會增力口，並且因而可改善對ESD保護的效率。在此處，NM0S 電晶體MN51及MN52的閘極連接至地電位VSS，並且在正常運作期間是關閉的。如上所述，第5圖的電路可以應用至由輸入襯墊300 施加的電壓低於薄gox電晶體MN51及MN52的崩潰電壓的情況中，以及最好是，應用至第3圖的ESD保護單元310a 至310e的一部分(例如，301d及310e)。第6圖是的第3圖繪示的ESD保護單元的電路圖，依照本發明的另一個說明的實施例。第二保護元件D32是以串聯連接於輸入襯墊300與地電位VSS之間的薄gox NM0S 電晶體MN61及MN62來建構的。亦即，NMOS電晶體MN61 的汲極連接至輸入襯墊300，以及NM0S電晶體MN61的閘極連接至電源供應電壓VCC。再者，NMOS電晶體MN62 的汲極連接至NMOS電晶體MN61的源極，以及NMOS電晶體MN62的閘極連接至地電位VSS。與第5圖的情況比較，第6圖的電路可以應用至由輸入襯墊300施加的電壓大於薄gOX電晶體MN61及MN62 的崩潰電壓的情況中。於是，最好，此電路是應用至第3 圖的ESD保護單元310a至310e·的一部分(例如，301a至 310c)。換言之’在由輸入襯墊300施加的電壓大於薄gox電晶體的閘極氧化層的耐壓的情況下，閘極氧化層應該不會被實際破壞。於是’當ESD脈衝經由輸入襯墊3〇〇施加進本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

508550 8206pif-doc/008 A7 R7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（β) 來時，NM〇S電晶體ΜΝ61會作用，使得NM〇S電晶體ΜΝ62 的閘極與源極之間的電壓以及NMOS電晶體MN62的閘極與汲極之間的電壓會低於或等於閘極氧化層的崩潰電壓。類似的，可以使用彼此串聯連接的兩個或多個薄gox電晶體來建構ESD保護單元301a至310c，藉以改善對ESD的保護效率。再者，第5圖及第6圖繪示的ESD保護單元可以應用至連接至輸出襯墊的ESD保護單元。然而，使用薄gox電晶體的第6圖的電路不可以應用至由輸入襯墊300輸入的電壓大於接合崩潰電壓的情況中。於是，在此種情況下，最好第一及第二保護元件D31 及D32是使用具有低觸發電壓的矽控整流器（snlc〇n Controlled Rectmer，簡稱SCR)來建構，用以驅動高電流。本發明可以改善在彩色LCD驅動電路中的ESD保護，而不會降低正常的電路效能。再者，本發明可以建構連接至輸入襯墊或輸出襯墊的ESD保護單元的保護元件，使用薄閘極氧化物（thin gate-〇xlde，簡稱薄gox)電晶體，因而改善對ESD的保護效率。雖然在此已參照附圖敘述了說明的實施例，但必須瞭解本系統及方法並非限制於所揭露之實施例，以及對於習知此技藝者，可以在不脫離本發明的範圍或精神下，做各種其他的變化及修飾。所有的此種變化及修飾都包含在本發明的範圍內，如申請專利範圍所定義的。 --------------裝i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · --線一本紙張尺國家標準（CNS)A4規格χ 297公餐

Claims

經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 508550 8206pif.doc/008 惡六、申請專利範圍 1.一種液晶元件(Liquid Crystal Device，簡稱 LCD)驅動電路，包括：第一至第N輸入襯墊，用以分別接受第一至第N電壓，該第一至第N電壓具有不同的電壓位準，以及是由外部供應至該LCD驅動電路的，以及該N係一大於一之整數；第一至第 N 靜電放電(Electrostatic Discharge，簡稱 ESD) 保護單元，分別連接至該第一至第N輸入襯墊，用以在一靜電脈衝個別地經由該第一至第N輸入襯墊中之任一個施加進來時形成一放電途徑；以及一輸出驅動器，具有第一至第N電阻器，該第一至第 N電阻器分別經由該第一至第N輸入襯墊接受該第一至第 N電壓，以及該輸出驅動器用以從經由該第一至第N電阻器分別接受之各個該第一至第N電壓產生一驅動電壓，用以驅動一 LCD ; / 其中該第一至第N電阻器在該靜電脈衝施加進來時減少流入該輸出驅動器之一電流。 ' 2.如申請專利範圍第1項所述之LCD驅動電路，其中該輸出驅動器包括：第一至第N電壓傳輸單元，用以分別經由該第一至第 N電阻器輸入該第一至第N電壓，以及用以依據預定的第一至第N控制信號分別將該第一至第N電壓傳送至一第一節點；以及 · 一第（N+1)電阻器，具有一第一端及一第二端，該第一端連接至該第一節點以及該第二端連接至一預定輸出襯 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508550 A8 B8 8206pif.d〇c/008 六、申請專利範圍墊。 3.如申請專利範圍第2項所述之LCD驅動電路，其中該第一至第N電壓傳輸單元包括：第一至第K CMOS傳輸閘，用以分別依據預定的該第一至第N控制信號中之第一至第K控制信號分別將該第一至第N電壓中之第一至第K電壓傳輸至該第一節點，該K 係一大於一但小於N之整數；以及第（K+1)至第N NM0S電晶體，用以分別依據預定的該第一至第N控制信號中之第（K+1)至第N控制信號分別將該第一至第N電壓中之第（K+1)至第N電壓傳輸至該第一節點；其中該第一至第K電壓具有大於該第（K+1)至第N電壓之電壓位準。 4·如申請專利範圍第2項所述之LCD驅動電路，其中該第一至第N電壓傳輸單元分別包括第一至第N CMOS傳輸閘，用以分別依據預定的該第一至第N控制信號分別將該第一至第N電壓傳輸至該第一節點。 5·如申請專利範圍第2項所述之LCD驅動電路，其中該輸出驅動器包括：第一至第K CMOS傳輸閘，用以分別依據預定的該第一至第N控制信號中之第一至第κ控制信號分別將該第一至第N電壓中之第一至第κ電壓傳輸至該第一節點，該K 係一大於一但小於N之整數；以及第（K+1)至第N平行電晶體，分別具有平行的NM0S 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 --線- 508550 A8 B8 8206pif.doc/008 L)o 六、申請專利範圍電晶體及PMOS電晶體的結構，用以分別依據預定的該第一至第N控制信號中之第（K+1)至第N控制信號分別將該第一至第N電壓中之第（K+1)至第N電壓傳輸至該第一節點；其中該第（K+1)至第N平行電晶體之每一 PM0S電晶體之閘極連接至一高電壓以及其在正常運作期間爲關閉的，該高電壓具有高於該第一至第N電壓之電壓位準。 6. 如申請專利範圍第2項所述之LCD驅動電路，其中該輸出驅動器更包括一輸出靜電放電保護單元，連接至該預定輸出襯墊之一端，用以在該靜電脈衝從外部經由該預定輸出襯墊施加進來時形成另一放電途徑。 7. 如申請專利範圍第2項所述之LCD驅動電路.，其中該第一至第N輸入襯墊包括第一至第K輸入襯墊，該第一至第N ESD保護單元包括第一至第K ESD保護單元，該K 係一大於一但小於N之整數，每一該第一至第K ESD保護單元包括：一第一保護元件，分別連接在一高電壓與該第一至第 K輸入襯墊之一側之間，該高電壓具有高於該第一至第N 電壓之電壓位準；以及 ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) !線· 一第二保護元件，分別串聯地連接在每一該第一至第 N輸入襯墊與一地電位之間，以及分別具有兩個或多個薄閘極氧化物(thin gate-oxide，簡稱薄gox)NMOS電晶體，該兩個或多個薄g〇x NM0S電晶體之閘極係連接至該地電位及一電源供應電應中的一個。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 508550 A8 B8 8206pif.d〇c/〇〇8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8·如申請專利範圍第7項所述之LCD驅動電路，其中該第一至第N輸入襯墊包括第（K + 1)至第N輸入襯墊，該第一至第N ESD保護單元包括第（κ+1)至第N ESD保護單元，每一該第（K+1)至第N ESD保護單元包括：一第三保護元件，分別連接在該高電壓與該第（K+1) 至第N輸入襯墊之一側之間；以及 .一第四保護元件，分別平行地連接在每一該第（K+1) 至第N輸入襯墊與該地電位之間，以及分別具有兩個或多個薄gox NMOS電晶體，該兩個或多個薄g〇x NMOS電晶體之閘極係連接至該地電位；其中經由該第一至第K輸入襯墊施加之每一電壓具有高於經由該第（K+1)至第N輸入襯墊施加之一電壓之電壓位準。 9·如申請專利範圍第1項所述之LCD驅動電路，其中 g亥桌一至第N電阻器係擴散型態(diffusion-type)的電阻器。 •線· 10·— 種液晶元件(Liquid Crystal Device，簡稱 LCD)驅動電路，包括：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第一至第N輸入襯墊，用以分別接受第一至第n電壓，該第一至第N電壓具有不同的電壓位準，以及是由外部供應至該LCD驅動電路的，以及該N係一大於一之整數；桌一至桌 N 靜電放電(Electrostatic Discharge，簡稱 ESD) 保護單元，分別連接至該第一至第N輸入襯墊，用以在一靜電脈衝個別地經由該第一至第N輸入襯墊中之任一個施加進來時形成一放電途徑；以及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 508550 A8 82〇6pif.d〇c/〇〇8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一輸出驅動器，具有第一至第N電壓傳輸裝置，該第一至第N電壓傳輸裝置用以分別經由該第一至第n輸入襯墊分別傳輸該第一至第N電壓，以及該輸出驅動器用以從分別經由該第一至第N電壓傳輸裝置傳輸之各個該第一至第N電壓產生一驅動電壓，用以驅動一 LCD ; 其中該第一至第N電壓傳輸裝置中之至少一個電壓傳輸裝置傳輸該第一至第N電壓中之低位準電壓以及具有 PMOS電晶體及NMOS電晶體的平行結構。 11·如申請專利範圍第10項所述之LCD驅動電路，其中該PMOS電晶體之閘極係連接至一高電壓，該高電壓具有高於該第一至第N電壓之電壓位準，以及該PMOS電晶體在一正常運作期間爲關閉的。 12. 如申請專利範圍第1〇項所述之LCD驅動電路，其中該第一至第N電壓傳輸裝置分別依據預定的第一至第N 控制ί信號分別將該第一至第N電壓傳輸至一第一節點。 •線· 13. 如申請專利範圍第12項所述之LCD驅動電路，其中該第一至第N電壓傳輸裝置分別包括第一至第N CMOS 傳輸閘，用以分別依據預定的該第一至第N控制信號分別將該第一至第N電壓傳輸至該第一節點。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14. 如申請專利範圍第12項所述之LCD驅動電路，其中該輸出驅動器更包括一輸出靜電放電保護單元，連接至該預定輸出襯墊之一端，用以在該靜電脈衝從外部經由該預定輸出襯墊施加進來時形成另一放電途徑。 15·— 種液晶兀件（Liquid Crystal Device,，簡稱 LCD)驅本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508550 A8 B8 8206pif.doc/008 £| 六、申請專利範圍動電路，包括：第一至第N輸入襯墊，用以分別接受第一至第N電壓，該第一至第N電壓具有不同的電壓位準，以及是由外部供應至該LCD驅動電路的，以及該N係一大於一之整數；以及 ' 第一至第 N 靜電放電（Electrostatic Discharge，簡稱 ESD) 保護單元，分別連接至該第一至第N輸入襯墊，用以在一靜電脈衝個別地經由該第一至第N輸入襯墊中之任一個施加進來時形成一放電途徑，；其中該第一至第N ESD保護單元包括至少一個薄閘極氧化物（thin gate-oxide，簡稱薄gox)NM〇S電晶體。 16.如申請專利範圍第15項所述之LCD驅動電路，其中該第一至第N輸入襯墊包括第一至第K輸入襯墊，該第一至第N ESD保護單元包括第一至第K ESD保護單元，該K係一大於一但小於N之整數，每一該第一至第K ESD 保護單元包括：一第一保護元件，分別連接在一高電壓與該第一至第 K輸入襯墊之一側之間，該高電壓具有高於該第一至第N 電壓之電壓位準；以及一第二保護元件，分別串聯地連接在每一該第一至第 N輸入襯墊與一地電位之間，以及分別具有兩個或多個薄閘極氧化物(thin gate-oxide，簡稱薄gox)NMOS電晶體，該兩個或多個薄gox NM0S電晶體之閘極係連接至該地電位及一電源供應電應中的一個。 < _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·--------線. 508550 8 2 0 6p: d o c / 0 0 8 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 17. 如申請專利範圍第16項所述之LCD驅動電路，其中該第一至第N輸入襯墊包括第（K+1)至第N輸入襯墊，該第一至第N ESD保護單元包括第（K+1)至第N ESD保護單元，每一該第（K+1)至第N ESD保護單元包括：一第三保護元件，分別連接在該高電壓與該第（K+1) 至第N輸入襯墊之一側之間；以及一第四保護元件，分別平行地連接在每一該第（K+1) 至第N輸入襯墊與該地電位之間，以及分別具有兩個或多個薄gox NMOS電晶體，該兩個或多個薄gox NMOS電晶體之閘極係連接至該地電位；其中經由該第一至第K輸入襯墊施加之每一電壓具有高於經由該第（K+1)至第N輸入襯墊施加之一電壓之電壓位準。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18. 如申請專利範圍第15項所述之LCD驅動電路，更包括一輸出驅動器，具有第一至第N電阻器，該第一至第 N電阻器用以分別經由該第一至第N輸入襯墊接受該第一至第N電壓，以及該輸出驅動器用以從經由該第一至第N 電阻器分別接受之各個該第一至第N電壓產生一驅動電壓，用以驅動一 LCD，其中該第一至第N電阻器在該靜電脈衝施加進來時減少流入該輸出驅動器之一電流。 19. 如申請專利範圍第18項所述之LCD驅動電路，其中該輸出驅動器更包括：苐一至桌N電壓傳輸單兀，用以分別經由該第一至第 N電阻器分別輸入該第一至第N電壓，以及用以依據預定本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 508550 A8 B8 8206pif.doc/008 六、申請專利範圍的第一至第N控制信號分別將該第一至第N電壓傳送至一第一節點；以及一第（N+1)電阻器，具有一第一端及一第二端，該第一端連接至該第一節點以及該第二端連接至一預定輸出襯墊。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •丨.# -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）