CN102394231A - 一种用于液晶显示器的芯片接合结构 - Google Patents

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郭豫杰
陈奕儒
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Abstract

本发明提供了一种用于液晶显示器的芯片接合结构，包括：一连接垫，包括：一基底；一栅极绝缘层；至少一保护层，覆盖于栅极绝缘层之上，且具有一开口；第一导电层，设置于保护层以及开口的侧壁和底部；一芯片，包括至少一导电凸块；以及一异方向性导电膜，当其下压异方向性导电膜时，电性导通导电凸块与第一导电层，其中连接垫还包括一第二导电层和一中间介质层，第二导电层设置于保护层与所述中间介质层之间，以缩短第一导电层的平坦表面与开口底部间的高度差。采用本发明，通过设置第二导电层于开口位置的底部，可有效缩短第一导电层上下间的高度差，确保导电凸块下压该异方向性导电膜时电性连接至第一导电层。

Description

一种用于液晶显示器的芯片接合结构
技术领域
本发明涉及液晶显示器技术，尤其涉及一种用于液晶显示器的芯片接合结构。
背景技术
液晶显示器(liquid crystal display，LCD)是目前已经广泛使用的一种平面显示器，具有低功耗、体积小、重量轻且低电压驱动等特征。一般而言，LCD的显示区域包括多个像素区域，其为垂直配置的扫描线(scanning line)与数据线(data line)所定义的矩形区域，且每个像素区域内设有一薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)以及一像素电极。此外，在扫描线与数据线的终端还会设计一连接垫(bonding pad)结构，利用卷带接合(tape automatic bonding，TAB)技术或软性印刷电路板(flexible printed circuit)技术，连接垫可与外部驱动芯片形成电性连接，进而达到驱动像素电极以提供图像信号的目的。
此外，COG(chip on glass)技术是指将芯片直接与玻璃基板上的连接垫接合的技术，而由于COG技术具有低成本的优势，因而已广泛地应用在显示面板的芯片接合制程上。在现有技术中，COG技术主要包括使用金属焊接与异方向性导电膜(ACF，anisotropic conductive film)两种方式。就前者来说，金属焊接利用低熔点金属将芯片上的导电凸块焊接在显示面板的连接垫上，但是，在导电凸块之间的间距越来越小的状态下，使用金属焊接的COG技术已无法满足需要，而逐渐变换为使用异方向性导电膜的COG技术。然而，当前的COG技术中，使用单层的金属导电层容易产生较大的高度差，往往会造成异方向性导电膜无法有效接触该金属导电层的开口底部，进而使原来的电连接路径出现断路的异常情形。
有鉴于此，如何设计一种用于液晶显示器的芯片接合结构，在减小金属导电层高度差的同时，提高异方向性导电膜与该金属导电层的接触可靠性，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
针对现有技术中的液晶显示器的芯片接合结构在使用时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新型的芯片接合结构。
依据本发明的一个方面，提供了一种用于液晶显示器的芯片接合结构，该芯片接合结构包括：
一连接垫，所述连接垫包括：
一基底；
一栅极绝缘层，形成于所述基底上；
至少一保护层，覆盖于所述栅极绝缘层之上，且所述保护层具有一开口；以及
一第一导电层，设置于所述保护层以及所述开口的侧壁和底部；
一芯片，包括至少一导电凸块；以及
一异方向性导电膜(ACF，Anisotropic Conductive Film)，当所述导电凸块下压所述异方向性导电膜时，所述导电凸块与所述第一导电层经由所述异方向性导电膜而电性导通，
其中，所述连接垫还包括一第二导电层和一中间介质层，所述第二导电层设置于所述保护层与所述中间介质层之间，以缩短所述第一导电层的平坦表面与所述开口底部间的高度差。
优选地，第二导电层为一透明导电层。或者，第二导电层为一铟锡氧化层(IZO)或一铟锌氧化层(IZnO)。
优选地，第二导电层还用于桥接所述中间介质层和所述栅极绝缘层上的栅电极线。
优选地，中间介质层的厚度为0.32微米。
优选地，导电凸块为一金凸块(gold bump)。
优选地，至少一保护层包括一第一保护层和一第二保护层，其中，所述第一保护层设置于所述栅极绝缘层的上方，以及所述第二保护层设置于所述第一导电层的下方。更优选地，第一保护层和所述第二保护层之间还设有一半导体层。
采用本发明的用于液晶显示器的芯片接合结构，在连接垫对应于第一导电层的开口底部处设置一中间介质层和一第二导电层，从而可有效缩短第一导电层的平坦表面与其开口底部之间的高度差，进而确保导电凸块下压该异方向性导电膜时该导电凸块与第一导电层经由该异方向性导电膜电性导通。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1示出现有技术中的芯片接合结构的架构框图；以及
图2示出依据本发明的一个方面，用于液晶显示器的芯片接合结构的架构框图。
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1示出现有技术中的芯片接合结构的架构框图。首先简要介绍一下关于ACF(Anisotropic Conductive Film，异方向性导电膜)的特性。当施加一定的压力和/或温度于异方向性导电膜时，该ACF胶材充分反应后产生上下层黏着。与此同时，胶材中的导电粒子破裂，从而使该ACF在竖直方向上用作电性导通的导线，而在水平方向电性不导通。
参照图1，该芯片接合结构包括一连接垫、一芯片和位于该连接垫上方的一异方向性导电膜(未示出)。其中，该连接垫包括一基底101、一栅极绝缘层103、两保护层105和109、半导体层107和一导电层121(如图1中的斜线框所示)。栅极绝缘层103形成于基底101的上方，并且保护层105覆盖于该栅极绝缘层103之上，半导体层107设置于保护层105的上方，以及保护层109设置于半导体层107的上方。因而，该连接垫自下而上依次包括基底101、栅极绝缘层103、保护层105、半导体层107、保护层109和导电层121。
并且，保护层107具有一开口123，导电层121设置于该保护层107以及开口123的侧壁和底部。当芯片的导电凸块，诸如金凸块，下压异方向性导电膜时，导电凸块与导电层121经由该异方向性导电膜而彼此电性导通。
然而，该连接垫结构，尤其是保护层105和109之间设置了一半导体层107后，导电层121的平坦表面与开口123的底部之间的高度差H1会更大。如我们所知晓的，一旦高度差H1加大，异方向性导电膜在下压过程中很有可能无法与开口123的底部所设置的导电层121可靠电性接触，进而会带来系统工作异常的故障情形。
为了解决上述图1所指出的问题，图2示出依据本发明的一个方面，用于液晶显示器的芯片接合结构的架构框图。参照图2，该芯片接合结构包括一连接垫、一芯片和位于该连接垫上方的一异方向性导电膜(未示出)。
更详细地，该连接垫包括一基底201、一栅极绝缘层203、两保护层205和209、半导体层207、导电层221(如图2中的斜线框所示)、中间介质层211和导电层213(如图2中的黑色框所示)。栅极绝缘层203形成于基底201的上方，并且保护层205覆盖于该栅极绝缘层203之上，半导体层207设置于保护层205的上方，以及保护层209设置于半导体层207的上方。
与图1的连接垫所不同的是，本发明的连接垫还包括中间介质层211和导电层213。例如，该中间介质层211的厚度为0.32微米或其他符合要求的数值。该导电层设置于保护层209和中间介质层211之间，因此，导电层221的平坦表面与开口223的底部之间的高度差H2显著缩短，进而确保异方向性导电膜在下压过程中与开口223的底部所设置的导电层221可靠地电性接触。
在一具体实施例中，该导电层213为一透明导电层。在另一具体实施例中，该导电层213为一铟锡氧化层(IZO)或一铟锌氧化层(IZnO)。
在又一具体实施例中，导电层213还可用于桥接中间介质层211和栅极绝缘层203上的栅电极线。
本领域的技术人员应当理解，虽然图2示出的连接垫结构包括保护层105和保护层109的情形，但本发明并不只局限于此。例如，在其他的实施例中，还可将图2中的保护层105、半导体层107和保护层109使用单个的保护层加以替代，并且该替代实施例同样包含于本发明的精神范围内。
采用本发明的用于液晶显示器的芯片接合结构，在连接垫对应于第一导电层的开口底部处设置一中间介质层和一第二导电层，从而可有效缩短第一导电层的平坦表面与其开口底部之间的高度差，进而确保导电凸块下压该异方向性导电膜时该导电凸块与第一导电层经由该异方向性导电膜电性导通。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种用于液晶显示器的芯片接合结构，其特征在于，所述芯片接合结构包括：
一连接垫，所述连接垫包括：
一基底；
一栅极绝缘层，形成于所述基底上；
至少一保护层，覆盖于所述栅极绝缘层之上，且所述保护层具有一开口；以及
一第一导电层，设置于所述保护层以及所述开口的侧壁和底部；
一芯片，包括至少一导电凸块；以及
一异方向性导电膜(ACF，Anisotropic Conductive Film)，当所述导电凸块下压所述异方向性导电膜时，所述导电凸块与所述第一导电层经由所述异方向性导电膜而电性导通，
其中，所述连接垫还包括一第二导电层和一中间介质层，所述第二导电层设置于所述保护层与所述中间介质层之间，以缩短所述第一导电层的平坦表面与所述开口底部间的高度差。
2.根据权利要求1所述的芯片接合结构，其特征在于，所述第二导电层为一透明导电层。
3.根据权利要求1所述的芯片接合结构，其特征在于，所述第二导电层为一铟锡氧化层(IZO)或一铟锌氧化层(IZnO)。
4.根据权利要求1所述的芯片接合结构，其特征在于，所述第二导电层还用于桥接所述中间介质层和所述栅极绝缘层上的栅电极线。
5.根据权利要求1所述的芯片接合结构，其特征在于，所述中间介质层的厚度为0.32微米。
6.根据权利要求1所述的芯片接合结构，其特征在于，所述导电凸块为一金凸块(gold bump)。
7.根据权利要求1所述的芯片接合结构，其特征在于，所述至少一保护层包括一第一保护层和一第二保护层，其中，所述第一保护层设置于所述栅极绝缘层的上方，以及所述第二保护层设置于所述第一导电层的下方。
8.根据权利要求7所述的芯片接合结构，其特征在于，所述第一保护层和所述第二保护层之间还设有一半导体层。
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