TWI310675B

TWI310675B - Flat panel display and display panel

Info

Publication number: TWI310675B
Application number: TW095117530A
Authority: TW
Inventors: Yi Cheng Tsai; Wen Chun Wang
Original assignee: Wintek Corp
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2009-06-01
Also published as: US7551240B2; US20070268420A1; TW200744440A

Description

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，一達編號 _ TW2697PA 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】、· 本發明是有關於一種平面顯示器及其顯示面板，且特 • 別是關於一種除了具備單面板測試功能（Cel丨切对 f u n c t i ο η )外且於一般動態顯示時可降低藉由靜電防護電路所損失功率損耗之平面顯示器靜電防護電路。 g 【先前技術】第1A圖是習知具有靜電放電（ESD)防護設計。請參照第1A圖，TFT顯示面板1〇〇係於每一條訊號線u〇(掃描線或資料線）上耦接正靜電防護電路112以及負靜電防護 ' 電路114，分別用以排除驅動晶片120與顯示面板10〇貼 • 附時所產生之正靜電及負靜電電荷。負靜電防護電路114 包括利用一薄膜電晶體Μ形成之二極體，薄膜電晶體讨之源極耦接訊號線110，且薄膜電晶體Μ之閘極與汲極則耦 φ 接至顯示面板100之共同電位Vcom。驅動晶片120(掃描或資料驅動晶片）其晶片接腳耦接至顯示面板100之訊號線110。在驅動晶片120與顯示面板100之貼附（Bonding)過程中，在訊號線11〇所產生之負靜電可經由電晶體Μ傳導至共同電位Vc〇m而加以排除，以避免負靜電經由訊號線11〇流入而破壞顯示面板1〇〇之TFT元件。然而，以訊號線110係掃描線為例，當驅動晶片12〇結合至顯示面板100以進行一般動態顯示時，如第1β圖 6 1310675

三達編號：TW2697PA 所示，於時序T1，驅動晶# 12〇其第一級掃描訊號輸出掃描訊號Scanl之電壓準位為Vgh，例如是+ H，且 •在同一時序T1中，第二級掃描訊號線SCan2之電壓準位係為低準位Vgl ’例如是〜1GV。此時，共同電位v_之交流電壓準位為V c h，例如是+5 v。因此，對應第一級掃描訊號線110之薄膜電晶體Μ其電壓準位為Vgh高於正極電壓 Vch因而不導通。除此之外，其它掃描訊號線11 〇之薄膜電晶體Μ其負極電壓皆為Vgl(=-i〇v)低於其正極電壓jch B 或Vcl(OV))。於是這些電晶體Μ為導通狀態並產生^電^ 流I，如第1A圖所示。假如在一面板有N級知彳田線，在日寸序T1將有（n)木I 耗電流透過負靜電防護電路損失，同理在時序T2，只有第二級掃描訊號線110之薄膜電晶體Μ不導通，其它（n_ 1) ‘ 個薄膜電晶體Μ皆為導通狀態，因此亦有（N-Dq耗電流透過負靜電防護電路損失’使得傳統之負靜電防護電路 114雖可達到排除負靜電之目的，但卻增加顯示面板1〇〇於動態顯示時之功率損耗。【發明内容】有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種平面顯示器及其顯示面板。於顯示面板進行一般動態顯示時， J 動晶片一低準位接腳接至負靜電防護電路一端，以避免負靜電防護電路產生耗電路徑，藉以降低顯示面板之功率損^。根據本發明的目的，提出一種顯示面板，此顯示面板 1310675 三達編號：TW2697PA 包括複數條訊號線以及複數個靜電防護電路。其負靜電防護電路係分別一端耦接至各個訊號線，另一端則耦接至驅動晶片一低準位訊號，且各負靜電防護電路之靜電防護端係互相耦接。當驅動晶片貼附至顯示面板時，負靜電可由耦接之各負靜防護電路加以排除，且可使負靜電防護電路於動態一般驅動顯示時，.著實降低面板模組之功率損耗，以提升產品之使用時間。

為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：【實施方式】請參照第2圖，其繪示依照本發明較佳實施例之平面顯示器電路方塊圖。平面顯示器2 0 0例如是液晶顯示器，其包括顯示面板210以及驅動晶片220。顯示面板210例如是TFT面板，其包括複數條訊號線212、複數組正靜電防護電路213、複數組負靜電防護電路214以及顯示區域 216。訊號線212可為掃描線或資料線，且驅動晶片220 例如為掃描或貢料驅動晶片。正靜電防護電路213搞接於訊號線212以及共同電位Vcom之間，主要係用以排除驅動1C 220與顯示面板210結合時所產生之正靜電電荷。負靜電防護電路214之第一端E1係耦接至對應之訊號線 212，負靜電防護電路214之第二端E2係互相耦接，且負靜電防護電路214之靜電防護端E4係互相耦接。當驅動 1310675

. 三達編號：TW2697PA 晶片220結合至顯示面板210時，驅動晶片220之接腳係分別耦接至各級訊號線212，用以提供顯示區域216中晝素顯示所需之驅動訊號（掃描訊號或資料訊號），且負靜電防護電路214之共同連接端E2係耦接至驅動晶片220 之低準位接腳。

在驅動晶片220尚未貼附至顯示面板210時，此時在各訊號線212所產生之負靜電可經由負靜電防護電路 214之第一端E1傳導至其靜電防護端E4，再經由其它負靜電防護電路214之靜電防護電端E4傳導至其第一端E1 而加以排除，亦即利用訊號線212之負靜電防護電路214 使得面板訊號線212全導通共享方式而加以排除；當驅動晶片220貼附至顯示面板210以進行顯示區域216之一般動態顯示時，驅動晶片220係經由低準位接腳輸出低準位電壓（例如是低準位掃描或資料電壓Vgl或Vdl)至各負靜電防護電路214之第二端E2,使得負靜電防護電路214處於不導通狀態。因此，可降低顯示面板210之功率損耗。另外，各負靜電防護電路214之第三端E3係共同耦接至顯示面板210之第一測試點Testl，且各負靜電防護電路214之靜電防護端E4係共同耦接至顯示面板210之第二測試點Test2。測試點Testl及Test2係用於驅動晶片220貼附至顯示面板210之前，對顯示面板210進行單面板測試（Cell Test)。請參照第3A圖，其繪示電路圖為第2圖中負靜電防護電路214之電路實施例。各負靜電防護電路214包括薄 1310675

三達編號：TW2697PA

膜電晶體T1以及二極體耦接（diode-connected)之薄膜電晶體T2與T3，其中電晶體ΤΙ、T2及T3例如是N型金氧半（N-type Metal Oxide Semiconductor，NM0S)電晶體。薄膜電晶體T1之源極（亦即El端）耦接對應之訊號線 212，薄膜電晶體T1之閘極係耦接薄膜電晶體T3之源極並作為負靜電防電路214.之E3端，且薄膜電晶體T1之汲極耦接薄膜電晶體T2之源極並作為負靜電防電路214之靜電防護（E4)端。另外，薄膜電晶體T2之汲極耦接薄膜電晶體T3之汲極並作為負靜電防護電路214之E2端。如上所述，各負靜電防護電路214之E3端係共同耦接至第一測試點Testl，且各負靜電防護電路214之靜電防護（E4) 端係共同耦接至第二測試點Test2。首先，就負靜電防護而言，譬如當驅動晶片貼附於面板時產生一負靜電，負靜電（一）電位透過接腳傳至訊號線，如等同於薄膜電晶體T1之源極，由於薄膜電晶體T1 之源極電壓低於其閘極電壓至少一個臨界電壓值（例如是 2V)。因此，電晶體T1導通（0N)，使得靜電防護（E4)端電壓約為負靜電電位。如第3B圖所示，由於各級負靜電防護電路214之靜電防護（E4)端係互相耦接，因此此級訊號線212之負靜電（-)經由對應負靜電防護電路214之電晶體T1傳導至其靜電防護（E4)端後，再經由其它級負靜電防護電路214之靜電防護（E4)端導通對應之電晶體T1而利用整個面板來將負靜電加以排除。其次，就降低面板功率損耗而言，如第2圖所示，當 10 1310675 三達編號：TW2697PA 掃描（或資料）驅動晶片220貼附至顯示面板210後以進行顯示區域216之動態顯示時，掃描（或資料）驅動晶片 220會經由低準位腳位提供低準位電壓％ι(或π!)至各負靜電防護電路214之E2端。如第3C圖所示，由於電晶體 T2及T3皆為薄膜電晶體形成之二極體麵接方式，因此E3 端電壓及E4端電壓皆為E2端之Vgl或M1。此時，各負靜電防4電路214皆處於不導通狀n，因此可降低顯示面板210之功率損耗。如第4圖所示，經電路模擬結果顯示：顯示面板210之解析度為128*16〇，掃描訊號以之高準位電壓Vgh=+15V，且掃描訊號Sc之低準位電壓Vgl=—。對應各負靜電防護電路214之£3端電壓V3以及E4端電壓V4皆接近Vgl之-1〇v，亦證實在一般驅動顯示時，在每-級負靜電防護電路2 i 4之電晶體T i、τ 2及τ 3 閉狀態。另外，上述驅動晶片22〇經由低準位接腳所提供之低準位電壓也可以不是低準位掃描（或資料）電壓Vgl或

VcH。只要低準位接腳可使負靜電防護電路214處於不導通狀態皆在本專利申請範圍。再者，就單面板測試功能而言，以訊號線212為掃描線作次明。本發明係於顯示面板21()之掃描訊號線M2上 ^置如第2圖及第3A圖所示之負靜電防護電路214。在掃 ^訊號線212之負靜電防護電路214之第-測試點Testl ^測試電in’例如是+25V，並於對應掃描訊號線之第 -測試點Test2提供掃描訊號+ 15V之_電壓。接著，於 11 1310675 扁號：TW2697PA 對應資料線上提供資料訊號+ 5v<vdh ' 面板210之晝面顯示功能，其中測軾、電壓，以測試顯示電壓vgh至少電晶體τι之臨/界電壓值1屋^係高於掃描如第3A圖所示，由於掃描訊路214中電晶體T1之閘極電壓（ 12之靜電防護電愿之+25V，且電晶體T1之波極電端電壓）等於測試電準位電壓Vgh(+15V)，使得對應 P，4端電壓）等於高 T1導通，且掃描電壓Vgh輸入至各二=唬線212之電晶體至顯示區域216，並使顯示區诗9 $撝訊號線212傳遞線之資料訊號而產生對應之顯示書面。'接收對應資料示面板210是否為不良品，減少材料之因此可藉以測知顯上述單面板測試雖以訊號綠？19 *浪費並降低成本。同樣地也可以於資料訊號線212上署$撝線作說明，然

圖所示之負靜電防護電路214。在資料H2圖及第3A 電防護電之第一測，212之負靜』忒點Test!輪入測試電壓 vt(+25V) ’並於對應資料訊號線212之第二測朗τ咖提供資料訊號+5V之碰電壓。接著，於對應掃描線上提供掃描訊號+ 15V之Vgh電壓，以測試顯示面板21〇之晝面顯示功能，其中測試電壓vt係高於資料電壓Vdh至少電晶體τι之臨界電壓值。_可知，由於資料訊號線212 之靜電防護電路214中電晶體T1之閘極電壓(酬高於其及極電壓（+5V)，使得當掃描訊號傳輸至顯示區域216 日^，對應資料訊號線212之電晶體T1導通而將資料電壓

Vdh傳遞至顯示區域216之晝素以產生所需之顯示晝面。 1310675

三達編號：TW2697PA 因此亦可藉以測知顯示面板210是否為不良品，減少材料之浪費並降低成本。

上述單面板測試也可以同時在掃描訊號線212以及資料訊號線212上配置如第2圖及第3A圖所示之負靜電防護電路214。在掃描訊號線212及資料訊號線212之負靜電防護電路214之第一測試點Testl皆輸入測試電壓 Vt(+25V)，於對應掃描訊號線212之第二測試點Test2提供掃描訊號+15V之Vgh電壓’並於對應貢料訊號線212上提供資料訊號+5V之Vdh電壓，以測試顯示面板210之晝面顯示功能，同樣地也可以達到上述測知顯示面板210是否為不良品並降低成本之目的，在此便不贅述。另外，本發明之顯示面板210也可以是將掃描線與資料線分為皆分為奇（或偶）數級來做面板210是否為不良品; 亦即分別對奇數級以及偶數級訊號線212作面板以不同晝面驅動測試。或者是訊號線212資料線分別驅動測試紅色 /綠色/藍色晝素貧料線。如上所述，本發明雖以負靜電防護電路214包括薄膜電晶體T1及薄膜電晶體形成之二極體T2與T3為例作說明，然本發明之顯示面板210也可以使用其它型式之負靜電防護電路來排除各級訊號線之負靜電，只要各負靜電防護電路之第一端耦接至對應訊號線，且各負靜電防護電路之弟二端互相搞接’使得驅動晶片結合顯不面板所產生之負靜電可由導通之負靜電防護電路之第二端加以排除，且在驅動晶片結合顯示面板之後，負靜電防護電路之第二端 13 1310675 三達編號：TW2697PA 共同耦接至驅動晶片之低準位接腳，使得在一般動態顯示時驅動晶片可經由低準位接腳提供低準位電壓至各負靜電防護電路之第二端關閉各負靜電防護電路，以達到降低面板功率損耗之目的，亦不脫離本發明之技術範圍。本發明上述實施例所揭露之平面顯示器及其顯示面板具有下列之優點：

1. 當驅動晶片貼附至顯示面板時，各級訊號線之負靜電防護電路之共同連接端係耦接至驅動晶片之低準位接腳，於是當顯示面板進行一般動態顯示時，驅動1C可經由低準位接腳提供低準位電壓至各負靜電防護電路之共同連接端，使得整個晝面顯示過程中各負靜電防護電路皆處於不導通狀態，有效降低面板功率之損耗，並增加產品之使用時間。 2. 當驅動晶片欲結合至顯示面板時，於各訊號線產生之負靜電可經由對應之負靜電防護電路導通至其共同連接端而加以排除，達到排除負靜電之目的。 3. 本發明之顯示面板可利用掃描線及資料線之負靜電防護電路之第一測試點以及第二測試點來進行顯示面板之驅動顯示測試，以確認顯示面板是否為不良品，減少後段材料驅動晶片之成本。綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 14 1310675

三達編號：TW2697PA 專利範圍所界定者為準。

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二達編號：TW2697PA 【圖式簡單說明】邊電防護設計之TFT顯示面板第1A圖是習知具有負之結構示意圓。序圖第〗β圓是習知第 Μ圖中；TFT顯示面板之掃福驅動時乐Z圖續'示依照本發明—動^土眘示器電路方塊圖。尽發月* 乂仏貫鈀例的-種平面顯 Γ/ΒΓΓ=2圖μ靜電防護電路之電路結構圖。驅動於料面板結合縣H |r電賴電路形成導靜立第3C圖緣示依照本發明較佳實H ° -般動態顯示時負靜電防護電路處於不導通==行第4圖繪示依照本發明較佳每心不心圖。動態顯示H㈣模輯相/ "和面板於—般【主要元件符號說明】 100、210 :顯示面板 110 ' 212 :訊號線 112、213 :正靜電防護電路 114、214 :負靜電防護電路 120、220 :驅動 ic 200 :平面顯示器 216 :顯示區域 16

Claims

1310675 . 三達編號：TW2697PA 十、申請專利範圍： - 1.-種顯㈣板，用簡合（BQnd) —_積體電路 (Integrated Circuit ’ 1C) ’ 該顯示面板包括： -複數條訊號線；以及複數個負靜電防護電路，分別輕接至該些訊號線，立 t各該些負靜電防護電路之-第—端係_至對訊號線，各該些負靜電防護電路之—第二端係互_接，籲且各該些負靜電防護電路之一靜電防護端係互相輕接；其中’當該驅動1C結合至該顯示面板時，於各該些訊號線產生之負靜電係經由對應該負靜電防護電路之該第一端傳導至該靜電防護端，並經由其它負靜電防護電路 -之該靜電防護端傳導至對應之該第一端而加以排除，且該些負靜電防護電路之該些第二端係輕接至該驅動ic之一低準位接腳。如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中各參該些訊號線係、為—掃描線（Scan Line)，^該驅動1C係為一掃描驅動1C。 :3.如申凊專利範圍第1項所述之顯示面板，其中各該f訊號線係為一資料線（Data Line)，且該驅動ic係為一資料驅動ic。 ^ 如申晴專利範圍第1項所述之顯示面板，其中當不面板進行mi顯示時，該，轉ig係經由該低 :位接腳輸出—低準位電驗各該些第二端，使得該諍電防護電路不導通。 —、 17 1310675 三達編號：TW2697PA 5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示面板，其中該低準位電壓係為該驅動1C經由各該些訊號線輸出之一驅動訊號之一低準位電壓。

6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中各該些負靜電防護電路包括一 N型金氧半（N-type Metal Oxide Semiconductor，NM0S)電晶體、一第一二極體元件以及一第二二極體元件，該NM0S電晶體之源極耦接對應之該訊號線，該NM0S電晶體之汲極耦接該第一二極體元件之負極以作為該靜電防護端，該NM0S電晶體之閘極耦接該第二二極體元件之負極，該第一二極體元件之正極耦接該第二二極體元件之正極，且該第一二極體元件與該第二二極體元件之正極耦接點係作為該負靜電防護電路之該第二端。 7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板，其中該第一二極體元件以及該第二二極體元件係皆為一 NM0S電晶體短接形成。 8. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板，其中於單面板測試（Cel 1 Test)操作中，至少部份之該些丽0S電晶體之閘極係耦接至一第一測試點，該些部份之NM0S電晶體之汲極係耦接至一第二測試點，該第一測試點具有一測試電壓，該第二測試點具有各該些訊號線所傳輸之一驅動訊號之一高準位電壓，且該測試電壓係高於該高準位電壓至少該丽0S電晶體之一臨界（Threshold)電壓值。 9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示面板，其中該 18 1310675 * 三達編號：TW2697PA 些NM0S電晶體之閘極係互相耦接至該第一測試點，且該些NM0S電晶體之汲極係互相耦接至該第二測試點。 * * 1〇·如申請專利範圍第8項所述之顯示面板，其中耦 . 接可（偶）數級訊號線之該些NM0S電晶體之閘極係互相耦接至該第一測試點，且耦接奇（偶）數級訊號線之該些丽此電晶體之汲極係互相耦接至該第二測試點。 “ 11.如申請專利範圍第8項所述之顯示面板，其中該籲些訊號線為資料線’搞接紅色（綠色/藍色）晝素資料線之該些_S電晶體之閘極係互她接至該第—職點，且接、’色（、、杂色/藍色）晝素資料線之該些臟的電晶體之没極係互相耦接至該第二測試點。 a如巾請專利範圍第丨項所述之顯示面板，其中該顯不面板係為一薄膜電晶體（Thin Fi lm Transistor，TFT) 面板。 13. —種平面顯示器，包括： φι 一顯示面板，包括：複數條訊號線；以及盆十夂Γ數個負靜㈣護電路，分_接至該些訊號線，貞靜電时電路之—第―端係純至對應之，各該些負靜電防護電路之-第二端係互相輕接:以:該些負靜電防護電路之一靜電防護端係互相輕 f卢峻1<：’用以於結合該顯示面板時減至該也訊 I線’其中該驅動IC包括—低準位接腳； .一孔 19 1310675 二達編號：TW2697PA _ 其中5當該驅動1C.結合至該顯示面板時5於各該此 ^就線產生之負靜電係㈣對應該負靜電防護電路之該第鈿傳導至该靜電防護端，並經由其它貪靜電防護電路之該靜電防護端傳導至對應之該第—端而加以排除，且該些負靜電防護電路之該些第二端係#禺接至該二低準位接腳。 π化之该 14. 如申請專科範圍苐13項所述之平面顯示器，其中各该些訊號線係為一掃描線，且該驅動Ic 驅動1C。 …、γ ^ i圍第13項所述之平面顯示器，其貧料線’且該驅動1C係為—資料 15. 如申請專利中各該些訊號線係為„ 驅動I c。私^16.如申請專利範圍第13項所述之平面顯示器，其中當該顯示面板進行一般動態顯示時，該驅動比係辨= 該低準位接腳輸出一低準位電壓至各該些第二端，使栌詼些負靜電防護電路不導通。于〜 Π.如申請專利範圍第丨6項所述之平面顯示器，1 中該低準位電壓係為該驅動化經由各該些訊號線輪出^ —驅動訊號之一低準位電壓。 18.如申請專利範圍第13項所述之平面顯示n 中各該些負靜電防護電路包括—NM〇s電晶體、—第一二極體元件以及-第二二極體元件，該NM〇s電晶體之= 轉接對應之該訊號線，該_s電晶體之没楚° 二極體元件之負極以作為該靜電防護端，該_/電;曰體 20