專利名稱：一種靜電釋放保護(hù)電路及包括該電路的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜電釋放保護(hù)電路及包括該電路的顯示裝置。
背景技術(shù)：
ESD (Electro-Static Discharge,浄電釋放)保護(hù)電路是 TFT LCD (Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display,薄膜晶體管液晶面板)以及AMOLED (Active MatrixOrganic Light Emitting Diode,有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體)面板上的重要組成部分,它可以使顯示器件免遭在生產(chǎn)、運輸、工作過程中的靜電傷害。如圖I所示的一種現(xiàn)有ESD保護(hù)電路，由兩個ニ極管連接的P溝道增強型TFT14和TFT15組成。TFT14的柵極與信號線13相連、源極與信號線線13相連、漏極與高電平線11相連；TFT15的柵極與低電平線12相連、源極與低電平線12相連、漏極與信號線13相連。在正常工作時，信號線11上的電平在高電平線11上的電平和低電平線12上的電平之間，此時信號線13不會有正向電流向高電平線11和低電平線12釋放，只有極微弱的反向漏電流向高電平線11和低電平線12釋放。在發(fā)生ESD時，當(dāng)信號線線11上有正電荷積累時，信號線13上的電位高于高電平線11上的電位，TFT14反向?qū)ǎ瑢⑿盘柧€13上的正電荷釋放到高電平線11上；當(dāng)信號線13上有負(fù)電荷積累時，信號線13上的電平低于低電平線12上的電平，TFT15反向?qū)ǎ瑢⑿盘柧€13上的負(fù)電荷釋放到低電平線12上，以保證顯示裝置內(nèi)部陣列不受靜電傷害。而當(dāng)前正在興起ー種氧化物半導(dǎo)體(Oxide TFT)，是ー種耗盡型的電子器件。如果將Oxide TFT用于圖I所示的ESD保護(hù)電路結(jié)構(gòu)，則會存在嚴(yán)重的漏電問題。由于對于一個耗盡型的TFT來說，當(dāng)其柵源極電壓Vgs = OV吋，TFT是已經(jīng)導(dǎo)通的。也就是說，無論TFT漏源極兩端電壓為正還是負(fù)，TFT的漏源極都是導(dǎo)通的。正因為如此，假如采用現(xiàn)有的ESD保護(hù)電路結(jié)構(gòu)設(shè)計面板，那么在面板正常工作時，數(shù)據(jù)(data)線和柵極(gate)線將向VGH線和VGL線漏走大量電流，以至于使面板內(nèi)部不能正常工作，也可能使外部驅(qū)動電路受到損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了ー種靜電釋放(ESD)保護(hù)電路，可使得新興起的Oxide TFT能夠適用于TFT LCD和AMOLED面板中，提供靜電釋放保護(hù)。本發(fā)明提供的電路包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，其中，第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管為耗盡型薄膜晶體管；第一薄膜晶體管的柵極與第二電平線連接，漏極與第一電平線連接，源極與信號線連接；第二薄膜晶體管的柵極與第一電平線連接，漏極與第二電平線連接，源極與信號線連接。本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，該裝置包括上述靜電釋放保護(hù)電路。
本發(fā)明提供的靜電釋放電路，當(dāng)信號線上無電荷或只有正常的信號電荷時，電路中的兩個薄膜晶體管處于關(guān)斷或者微導(dǎo)通的狀態(tài)，信號線上的信號正常進(jìn)入陣列區(qū)的像素単元中。而當(dāng)信號線上出現(xiàn)靜電荷時，根據(jù)靜電荷的極性，由相應(yīng)的一條電平線控制，使得兩個薄膜晶體管中的ー個導(dǎo)通，將電荷釋放到其中的一條電平線上，以消除產(chǎn)生的靜電荷。


圖I為現(xiàn)有的靜電保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的實施例靜電釋放保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的具體實施例靜電釋放保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為在圖I與圖3所示的電路中都采用耗盡型薄膜晶體管的漏電流示意圖。
具體實施例方式為了將新興起的Oxide TFT用于靜電保護(hù)，本發(fā)明結(jié)合耗盡型TFT的特點，提供了相應(yīng)的靜電保護(hù)電路。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。如圖2所示，本實施例中的電路包括第一電平線21、第二電平線22、信號線23、第一薄膜晶體管24和第二薄膜晶體管25。第一薄膜晶體管24的柵極與第二電平線22連接，漏極與第一電平線21連接，源極與信號線23連接；第二薄膜晶體管25的柵極與第一電平線21連接，漏極與第二電平線22連接，源極與信號線23連接。根據(jù)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)特點，其源極和漏極的結(jié)構(gòu)完全相同，因此在連接薄膜晶體管的漏極和源極時，可將源漏極互換。其中，第一薄膜晶體管24和第二薄膜晶體管25都為耗盡型薄膜晶體管。對于N溝道耗盡型薄膜晶體管，當(dāng)柵源極電壓等于0吋，仍導(dǎo)通，直至Vgs小于N溝道耗盡型薄膜晶體管的閾值Vthl時，則N溝道耗盡型薄膜晶體管關(guān)斷。對于P溝道耗盡型薄膜晶體管，當(dāng)柵源極電壓等于0吋，仍導(dǎo)通，直至Vgs大于P溝道耗盡型薄膜晶體管的閾值Vth2吋，則P溝道耗盡型薄膜晶體管關(guān)斷。本實施例既可以消除數(shù)據(jù)線上的靜電電荷，也可以消除柵極線上的靜電電荷，因此較優(yōu)地，信號線為數(shù)據(jù)線或柵極線。當(dāng)數(shù)據(jù)線或柵極線正常工作時，第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管都應(yīng)該關(guān)斷或者僅有微量的電流通過，不影響數(shù)據(jù)線或柵極線上的正常信號進(jìn)入陣列區(qū)的像素中。當(dāng)數(shù)據(jù)線或柵極線上產(chǎn)生了靜電電荷時，根據(jù)電荷的極性，第一薄膜晶體管和第ニ薄膜晶體管中有ー個晶體管導(dǎo)通，將靜電電荷釋放到與導(dǎo)通晶體管連至的電平線上以消除靜電電荷。較優(yōu)地，當(dāng)確定薄膜晶體管根據(jù)當(dāng)確定第一薄膜晶體管為N溝道耗盡型薄膜晶體管，則第二薄膜晶體管為P溝道耗盡型薄膜晶體管，且第一電平線的電位高于第二電平線。在帶有柵極驅(qū)動(Gate Driver)電路的面板中，柵極驅(qū)動電路本身就提供高電平線和低電平線。則可將此高低電平線直接用于靜電釋放保護(hù)電路中，作為靜電釋放保護(hù)電路中的第一電平線和第二電平線。因此，較優(yōu)地，所述第一電平線為柵極驅(qū)動電路中的高電平線，所述第二電平線為柵極驅(qū)動電路中的低電平線。當(dāng)然，也可另外設(shè)置由外部電路提供高低的電平線，這樣可使得靜電釋放保護(hù)電路不受其他電路的干擾。
本實施例中提供的電路可在信號線上聚集靜電電荷時，根據(jù)電荷的極性導(dǎo)通兩個薄膜晶體管中的ー個后，將靜電電荷導(dǎo)至電平線上以消除靜電電荷，防止靜電電荷進(jìn)入陣列中的像素単元。本實施例提供的靜電釋放保護(hù)電路針對耗盡型的薄膜晶體管設(shè)計，可使得Oxide TFT運用于靜電釋放保護(hù)電路中，以降低生產(chǎn)成本，避免將耗盡型的薄膜晶體管運用于原為增強型薄膜晶體管設(shè)計的靜電釋放保護(hù)電路而造成信號線上的正常信號漏入高低電平線中。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例進(jìn)行說明。如圖3所示，為本發(fā)明具體實施例靜電釋放保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。該電路包括兩條電位不同的電平線，其中電位高的為高電平線31，電位低的為低電平線32。本實施例中的靜電釋放保護(hù)電路用于消除信號線上的電荷，因此還包括信號線33。信號線33可以為數(shù)據(jù)線，也可以為柵極線。當(dāng)柵極驅(qū)動電路中已有為柵極線供電的高低電平線，則本實施例中高電平線和低電平線可直接使用柵極電路中的高低電平線。本實施例也可另外設(shè)置由外部電路提供高低的電平線，這樣可使得靜電釋放保護(hù)電路不受其他電路的干擾。當(dāng)信號線33正常工作吋，通過其的電平信號的電位(Vdata或Vgate)應(yīng)在高電平線的電位Vgh和低電平線的電位Vgl之間。即Vgl< (Vdata或Vgate) < Vgh。當(dāng)信號線上有靜電電荷時，則信號線上的電位應(yīng)該比高電平線的電位Vgh更高，或者比低電平線的電位Vgl更低。本實施例中的還包括兩TFT34和35。TFT34為N溝道耗盡型晶體管，TFT35為P溝道耗盡型晶體管。其中TFT34的柵極與低電平線33連接，源極與信號線33連接，漏極與高電平線31連接。TFT35的柵極與高電平線31連接，源極與信號線33連接，漏極與低電平線33連接。當(dāng)信號線上通過正常的柵極信號或數(shù)據(jù)信號吋，Vgl < (Vdata或Vgate) < Vgh,TFT34的柵源極電壓Vgs = Vgl-(Vdata或Vgate) < 0，則根據(jù)N溝道耗盡型TFT的特點，TFT34處于關(guān)斷狀態(tài)；而TFT35的柵源極電壓Vgs = Vgh-(Vdata或Vgate) > 0，則根據(jù)P溝道型TFT的特點，TFT35也處于關(guān)斷狀態(tài)。信號線的信號只有極小的反向電流通過TFT34和TFT35流入高電平線31和低電平線32中。這樣微量的電流漏出，并不會影響信號線上的信號進(jìn)入陣列區(qū)的像素単元中。當(dāng)信號線上出現(xiàn)靜電電荷時，如果靜電電荷為正電荷，則信號線上的電位(Vdata或Vgate)開始上升,對于TFT34來說,Vgs = Vgl-(Vdata或Vgate)始終小于0,因此N溝道耗盡型薄膜晶體管始終不會導(dǎo)通。而TFT35，Vgs不斷減小，直至Vgs達(dá)到P溝道耗盡型薄膜晶體管的閾值Vth2時，即Vgs = Vgh- (Vdata或Vgate)彡Vth2時，則TFT35導(dǎo)通。TFT35導(dǎo)通后，正電荷通過TFT35釋放至低電平線，至此，靜電電荷被消除。當(dāng)信號線上出現(xiàn)靜電電荷時，如果靜電電荷為負(fù)電荷，則信號線上的電位開始上升，對于TFT35來說，Vgs始終大于0，因此P溝道耗盡型薄膜晶體管始終不會導(dǎo)通。而TFT34，Vgs不斷増大，直至Vgs達(dá)到N溝道耗盡型薄膜晶體管的閾值Vthl吋，SPVgs彡Vthl，則TFT34導(dǎo)通。TFT34導(dǎo)通后，負(fù)電荷通過TFT34釋放至高電平線，至此，靜電電荷被消除。 信號線上的靜電荷出現(xiàn)的越多，當(dāng)電荷泄放時通過TFT的電流則隨柵源間電壓的平方關(guān)系增長。信號線可以為數(shù)據(jù)線也可以為柵極線，以數(shù)據(jù)線為例，當(dāng)數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生靜電正電荷時，從數(shù)據(jù)線流至低電平線的電流ivgh與數(shù)據(jù)線上的電位減去高電平電位再減去P溝道耗盡型TFT的導(dǎo)通門限所得差值的平方(Vdata-VGh-Vth2)2成正比。對應(yīng)的，當(dāng)數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生靜電負(fù)電荷時，從高電平線流至數(shù)據(jù)線的電流ivgl與數(shù)據(jù)線上的電位減去低電平電位再減去N溝道耗盡型TFT的導(dǎo)通門限所得的差值的平方(Vdata-Vgl-Vthl)2成正比。所以，數(shù)據(jù)線上的靜電荷產(chǎn)生的越多，本實施例中的保護(hù)電路越能迅速將電荷消除，避免其傷到陣列中的像素單元。采用本實施例的靜電釋放保護(hù)電路，可使得耗盡型的TFT能夠運用于靜電釋放保護(hù)電路中。這樣Oxide TFT即可運用于靜電釋放保護(hù)電路中。另外，將耗盡型薄膜晶體管應(yīng)用于圖I所示的ESD保護(hù)電路，并與圖3所示的ESD保護(hù)電路對此正常工作時漏電流的 情況進(jìn)行比較。在進(jìn)行對比吋，兩個電路除晶體管外，其他條件都相同Vgh線上的電位為7V，Vgl線上的電位為-3V，TFT寬長比為20um/4um。不同的是，圖I中的兩個TFT為兩閾值電壓為2V的P溝道耗盡型薄膜晶體管，圖3中為ー個閾值為-2V的N溝道耗盡型薄膜晶體管和ー個閾值為2V的P溝道耗盡型薄膜晶體管。信號線以數(shù)據(jù)線為例，數(shù)據(jù)線上的電壓從OV 4V進(jìn)行掃描時，如圖4所示，在數(shù)據(jù)線上會產(chǎn)生電流II。而圖I所示的保護(hù)電路在兩薄膜晶體管上會產(chǎn)生大于20uA的漏電流12和13，而圖3所示的保護(hù)電路則只會在兩薄膜晶體管上產(chǎn)生小于250nA的漏電流14。因此，圖3所示的ESD保護(hù)電路適用于低成本的耗盡型薄膜晶體管，降低了 ESD保護(hù)電路的生產(chǎn)成本。本實施例中的靜電釋放保護(hù)電路將耗盡型的薄膜晶體管運用于電路中，可在數(shù)據(jù)線或柵極線正常工作時，有效地限制數(shù)據(jù)線或柵極線上的信號漏入高低電平線中，而當(dāng)數(shù)據(jù)線或柵極線上匯聚大量的靜電電荷時，根據(jù)靜電電荷的極性使得兩薄膜晶體管中的ー個導(dǎo)通，將靜電電荷泄漏至高電平線或低電平線中，以防止靜電電荷進(jìn)入陣列中的像素単元中。本發(fā)明還提供一種顯示裝置，包括上述圖2所示的ESD保護(hù)電路，該顯示裝置中的ESD保護(hù)電路用以迅速釋放數(shù)據(jù)線或柵極線上積累的正負(fù)電荷，以保證顯示裝置內(nèi)部陣列中的像素単元不受靜電傷害，且該顯示裝置中ESD保護(hù)電路適用于低成本的耗盡型薄膜晶體管，因此降低了顯示裝置的生產(chǎn)成本。第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管都為耗盡型的薄膜晶體管。所以，當(dāng)確定顯示裝置中的第一薄膜晶體管為N溝道耗盡型薄膜晶體管，則可確定第二薄膜晶體管為P溝道耗盡型薄膜晶體管，且第一電平線的電位高于第二電平線。本實施例中的顯示裝置中的面板上已帶有柵極驅(qū)動電路，因此可直接將柵極驅(qū)動電路中的高低電平線直接作為本靜電釋放保護(hù)電路的第一電平線和第二電平線。當(dāng)然也可以單獨提供兩電平線，可減少對柵極驅(qū)動電路的影響。本實施例中提供的靜電釋放保護(hù)電路不僅可為數(shù)據(jù)線提供靜電保護(hù)，也可為柵極線提供靜電釋放保護(hù)。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種靜電釋放保護(hù)電路，其特征在干，該電路包括第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，其中，第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管為耗盡型薄膜晶體管； 第一薄膜晶體管的柵極與第二電平線連接，漏極與第一電平線連接，源極與信號線連接； 第二薄膜晶體管的柵極與第一電平線連接，漏極與第二電平線連接，源極與信號線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述第一薄膜晶體管為N溝道耗盡型薄膜晶體管，則 第二薄膜晶體管為P溝道耗盡型薄膜晶體管，且第一電平線的電位高于第二電平線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述第一電平線為柵極驅(qū)動電路中的高電平線，所述第二電平線為柵極驅(qū)動電路中的低電平線。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述信號線為數(shù)據(jù)線或柵極線。
5.一種顯示裝置，其特征在于，該裝置包括上述權(quán)利要求I中所述的靜電釋放保護(hù)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在干，所述靜電釋放保護(hù)電路中的第一薄膜晶體管為N溝道耗盡型薄膜晶體管，則 第二薄膜晶體管為P溝道耗盡型薄膜晶體管，且第一電平線的電位高于第二電平線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，所述第一電平線為柵極驅(qū)動電路中的高電平線，所述第二電平線為柵極驅(qū)動電路中的低電平線。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，所述信號線為數(shù)據(jù)線或柵極線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種靜電釋放保護(hù)電路及包括該保護(hù)電路的顯示裝置，該電路包括都為耗盡型薄膜晶體管的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管；第一薄膜晶體管的柵極與第二電平線連接，漏極與第一電平線連接，源極與信號線連接；第二薄膜晶體管的柵極與第一電平線連接，漏極與第二電平線連接，源極與信號線連接。正常工作時，本電路可以有效避免信號線釋放大量電流，保證顯示裝置內(nèi)部陣列正常工作；在靜電產(chǎn)生時，能迅速釋放信號線上積累的靜電荷，保證顯示裝置內(nèi)部陣列免受靜電傷害。本發(fā)明可以利用低成本的耗盡型薄膜晶體管實現(xiàn)靜電釋放，降低靜電釋放保護(hù)電路的生產(chǎn)成本，從而降低包括該保護(hù)電路的顯示裝置的生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L27/02GK102651366SQ20121000897
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者吳仲遠(yuǎn), 段立業(yè), 袁廣才 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司