TW202208962A

TW202208962A - 基板封裝結構

Info

Publication number: TW202208962A
Application number: TW110108192A
Authority: TW
Inventors: 陳幸容; 徐彥皇; 黃良瑩
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-08-21
Filing date: 2021-03-08
Publication date: 2022-03-01
Also published as: TW202208956A; TW202209278A; TWI740736B; TWI753790B; TW202209290A; TW202208951A; TW202209071A; TWI759127B; TWI756054B; TW202209294A; TW202209289A; TWI768903B; TWI750895B; TWI755957B; TW202208955A; TW202209072A; TWI755980B; TWI766564B; TW202209728A; TWI754554B

Abstract

一種基板封裝結構包含基板、絕緣層、電極以及框膠。基板具有顯示區及環繞顯示區的外圍區。絕緣層設置於基板上方，且具有一凸起部位於外圍區並環繞顯示區。電極設置於凸起部上。框膠具有第一部分和第二部分。第一部分位於凸起部外圍的絕緣層上，且第二部分位於電極上。

Description

基板封裝結構

本發明是有關於一種基板封裝結構。

隨著科技的進步，觸控顯示裝置已經廣泛的被運用在各種領域，尤其是液晶顯示裝置，因其具有體型輕薄、低功率消耗及無輻射等優越特性，已經漸漸地取代傳統陰極射線管顯示裝置，而應用至許多種類之電子產品中，例如行動電話、可攜式多媒體裝置、筆記型電腦、液晶電視及液晶螢幕等等。

常見的液晶顯示裝置主要包含陣列基板、對向基板以及夾設於兩基板間的液晶層，其中陣列基板與對向基板是利用框膠黏合，並藉由框膠將液晶層封合於兩基板之間。一方面，框膠可以是一種紫外光硬化框膠，必須在足夠的透光空間照射紫外光後才會提供黏著效果。但是，隨著市場需求，刺激顯示裝置朝向窄邊框設計發展。因此，紫外光硬化框膠的使用與窄邊框設計是互相衝突的。

另一方面，框膠可以是一種熱固化框膠。一般而言，熱固化框膠加熱固化速度極慢，進而容易造成液晶汙染及液晶穿刺等問題。因此，如何在窄邊框設計需求下提升框膠固化速度，便成為一個重要的課題。

本發明提供了一種基板封裝結構，用以提升框膠固化速度，進而避免液晶汙染及液晶穿刺等風險。

本發明之一態樣提供了一種基板封裝結構，包含基板、絕緣層、電極以及框膠。基板具有顯示區及環繞顯示區的外圍區。絕緣層設置於基板上方，且具有一凸起部位於外圍區並環繞顯示區。電極設置於凸起部上。框膠具有第一部分和第二部分。第一部分位於凸起部外圍的絕緣層上，且第二部分位於電極上。

於本發明之一或多個實施例中，框膠完全覆蓋電極。

於本發明之一或多個實施例中，電極的俯視形狀為梳狀、蛇形狀或網格狀。

於本發明之一或多個實施例中，電極全面覆蓋該凸起部。

於本發明之一或多個實施例中，凸起部的內側與顯示區之間至少相距50微米。

於本發明之一或多個實施例中，框膠具有一上部寬度以及一下部寬度，且上部寬度大於下部寬度。

於本發明之一或多個實施例中，第二部分具有一寬度，且此寬度為上部寬度的1/3倍至1/2倍間。

於本發明之一或多個實施例中，基板封裝結構更包含一對向基板與基板相對設置，絕緣層、電極和框膠夾設於基板與對向基板之間。

於本發明之一或多個實施例中，框膠的第一部分具有第一厚度，框膠的第二部分具有第二厚度，第二厚度為第一厚度的1/4倍至3/4倍間。

於本發明之一或多個實施例中，基板封裝結構更包含一黑色矩陣設置於對向基板下，黑色矩陣位於對向基板與框膠之間。

於本發明之一或多個實施例中，基板封裝結構更包含一平坦層設置於黑色矩陣與框膠之間。

於本發明之一或多個實施例中，電極包含金屬氧化物或金屬。

於本發明之一或多個實施例中，基板封裝結構更包含一集成電路位於基板的一側旁。

於本發明之一或多個實施例中，基板封裝結構更包含多條掃描線、多條資料線、多條資料線、多個畫素電極以及。多條選擇線。多條掃描線設置於基板的顯示區。多條資料線設置於基板的顯示區且與掃描線交錯。多個主動元件設置該基板的顯示區。各主動元件與掃描線的其中一者及資料線的其中一者電性連接。多個畫素電極設置於基板的顯示區。各畫素電極與主動元件的其中一者電性連接。多條選擇線設置於基板的顯示區，且與掃描線交錯以形成複數個第一交錯處及複數個第二交錯處。選擇線在第一交錯處與掃描線電性連接，在第二交錯處與掃描線電性絕緣。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

第1圖係繪示本發明之基板封裝結構10一實施例的上視示意圖。第2圖係繪示第1圖之基板封裝結構10沿剖線2-2’的剖面示意圖。請同時參閱第1圖及第2圖，基板封裝結構10包含基板110、絕緣層120、電極130以及框膠140。具體的說，基板110具有顯示區AA及環繞顯示區AA的外圍區PA。在多個實施例中，基板110可為單層或多層結構，其材料可為玻璃、石英、透明高分子材料或其他合適的材質。在多個實施例中，基板110可以為硬質基板或可撓式基板。在多個實施例中，基板110為陣列基板。

請繼續參閱第1圖及第2圖，絕緣層120設置於基板100上方。更具體的說，絕緣層120具有一凸起部122位於外圍區PA並環繞顯示區AA。在一些實施例中，凸起部122具有實質上平坦的表面。這種設計可以使後續位於其上的框膠的厚度減小，進而加快此部分框膠的預固化速度。在一些實施例中，絕緣層120的材料可包含聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或壓克力系樹脂等高分子材料，但不限於此。在一些實施例中，絕緣層120可利用物理氣相沉積法或化學氣相沉積法先全面性地沉積在基板100上方。接著，再利用蝕刻製程形成具有凸起部122的絕緣層120。在多個實施例中，凸起部122的內側與顯示區AA之間間隔一距離D，且此距離D至少為50微米。須說明的是，距離D是被定義出用以為了避免後續設置於凸起部122上的框膠在尚未固化時直接或間接接觸到顯示區AA的液晶進而造成液晶汙染及穿刺的問題。

在多個實施例中，基板封裝結構10可以更包含閘極介電層210和保護層220依序設置在基板110上。在某些實施例中，閘極介電層210可為單層或多層結構，其可包含有機介電材料、無機介電材料或上述之組合。有機介電材料例如為聚亞醯胺(Polyimide, PI)、其他適合的材料或上述之組合；無機介電材料例如為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他適合的材料或上述之組合。在某些實施例中，保護層220可為單層或多層結構，其可包含有機介電材料。有機介電材料例如為無色或有色光阻、聚亞醯胺、聚酯、苯並環丁烯(benzocyclobutene，BCB)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚乙烯苯酚(poly(4-vinylphenol)，PVP)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene，PTFE)、或其它適合之有機絕緣材料。

請繼續參閱第1圖及第2圖，電極130設置於凸起部122上。在多個實施例中，電極130包含金屬氧化物或金屬。舉例來說，金屬氧化物包含氧化銦錫(ITO)。舉例來說，金屬包含銅、鋁、鎳、銀、鉻、鈦、鉬、上述材料之複合層或上述材料之合金。在一些實施例中，形成電極130的方法包括金屬化學氣相沉積法(MOCVD)、物理氣相沉積法(PVD)或其他合適的方法。

第3A圖、第3B圖、第3C圖及第3D圖係繪示本發明之電極130多個實施例的上視示意圖。如第3A圖所示，電極130為全面覆蓋凸起部122。如第3B圖所示，電極130的俯視形狀為梳狀。如第3C圖所示，電極130的俯視形狀為蛇形狀。如第3D圖所示，電極130的俯視形狀為網格狀。

第4圖係繪示本發明電極130佈線一實施例的上視示意圖。基於量產效率的考慮而有效地製作多個液晶顯示面板，在製程中，通常會在大片的母基板410上規劃出預形成液晶顯示面板的單元區域，如第4圖所示。在製造過程中，可以將每個基板封裝結構10中的電極130(圖中粗線所示)延伸至母基板410的周圍。接著，可利用探針(圖未示)接觸延伸至母基板410周圍的電極130，並同時施加電壓。在施加電壓後，可進一步使電極130的溫度快速上升，進而使位於電極130上方的框膠(第二部分144)被快速加熱而預固化。如此一來，即便框膠的第一部分142尚未固化也不會對顯示區AA中的液晶造成任何影響。舉例來說，在電極130包含ITO的實施例中，對ITO電極施加25V的電壓，可於1分鐘內，溫度上升至約90℃。這種設計可以減小框膠與位於顯示區內之液晶的接觸面積，從而降低液晶穿刺與液晶汙染等風險。此外，可以沿著切割線SL將不需要的區域切除。須說明的是，切割的步驟可以在施加電壓之前或者之後進行。

請回到第1圖及第2圖，框膠140具有第一部分142和第二部分144，其中第一部分142位於凸起部122外圍的絕緣層120上，且第二部分144位於電極130上。在多個實施例中，框膠140為熱固化框膠。在多個實施例中，框膠140具有一上部寬度W_up 以及一下部寬度W_Lo ，且上部寬度W_up 大於下部寬度W_Lo 。在多個實施例中，第二部分144具有一寬度W₁₄₄ ，且此寬度W₁₄₄ 為上部寬度W_up 的1/3倍至1/2倍間。

第5圖係繪示本發明之基板封裝結構10另一實施例的剖面示意圖。在另一替代實施例中，框膠140的第二部分144是完全覆蓋電極130，如第5圖所示。

請回到第2圖所示，在多個實施例中，框膠140的第一部分142具有第一厚度TH1，框膠140的第二部分144具有第二厚度TH2，第二厚度TH2為第一厚度TH1的1/4倍至3/4倍間。如前文所述，由於第二厚度TH2小於第一厚度TH1，且第二部分144位於電極130上，因此在預固化框膠140的第二部分144的效果極佳。須說明的是，須依據第二部分144的厚度及寬度，選擇適當的電極130材料與操作電壓，以期有最佳的升溫效果來達到第二部分144框膠的預固化。須說明的是，為了避免後續基板110與對向基板接合時造成實質性的碰撞或摩擦，因此本揭露一實施例是定義出第一厚度與第二厚度之間的關係。

如第2圖所示，在多個實施例中，基板封裝結構10可以更包含一對向基板230與基板110相對設置。更詳細的說，絕緣層120、電極130和框膠140夾設基板110與對向基板230之間。在多個實施例中，對向基板230為透光基板，其材料例如包含玻璃、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、環烯烴聚合物、聚乙烯、聚醚醚酮、聚醯亞胺、環烯烴共聚物、聚醚醯亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、或其組合。

如第2圖所示，在多個實施例中，基板封裝結構10可以更包含一黑色矩陣(black matrix，BM)240設置於對向基板230下，且黑色矩陣240位於對向基板230與框膠140之間。由於對向基板230可作為承載黑色矩陣240的載板，因此黑色矩陣240可透過一般的印刷方法直接形成於對向基板230的平坦表面上。舉例來說，印刷方法例如為旋轉塗佈(spin coating)、網版印刷(screen printing)、凹版印刷(gravure printing)、狹縫式塗佈(slot die coating)、噴墨式印刷(ink jet printing)、蒸鍍(deposition)、噴塗(spray coating)、或濺鍍(sputtering)等合適的方法。在其他替代實施例中，為了符合各種外觀設計需求，黑色矩陣240可以被其他顏色所替代，例如白色等。

如第2圖所示，在多個實施例中，基板封裝結構10可以更包含一平坦層250設置於黑色矩陣240下，且平坦層250位於黑色矩陣240與框膠140之間。一般而言，平坦層250可包含矽氧烷、聚醯亞胺(PI)、環氧樹脂(Epoxy)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯醯基(Acryl)、酚醛樹脂(Novolak)或其他合適的材料。在一些實施例中，平坦層250可以為單一膜層。在一些其他實施例中，平坦層250也可以由多個膜層堆疊而成。在多個實施例中，平坦層250可利用物理氣相沉積法、化學氣相沉積法或光阻塗佈法全面性地沉積在黑色矩陣240的表面上。由於位於顯示區AA中的黑色矩陣240具有圖案化形狀，因此，平坦層250提供一個相對平坦的表面，以利後續基板110與對向基板230之間的接合。

請回到第1圖，在多個實施例中，基板封裝結構10可以更包含一集成電路260位於基板110的一側旁。舉例來說，第1圖顯示集成電路260設置於基板110的下側。在多個實施例中，集成電路260具有多個接墊(或稱腳位)(圖未示)。在一些實施例中，集成電路260可以選擇性地使用晶片薄膜(chip on film，COF)封裝製程、晶片玻璃(chip on glass，COG)封裝製程、晶片電路板(chip on board，COB)封裝製程、捲帶式自動接合(Tape Automated Bonding，TAB) 封裝製程或其他合適的製程設置於基板110的下側，並與周邊線路線性連接。

第6圖係繪示本發明基板封裝結構10一實施例的上視示意圖。如第6圖所示，基板封裝結構10更包含多條掃描線510、多條資料線520、多個主動元件530、多個畫素電極540以及多條選擇線550皆設置於基板110的顯示區AA。具體的說，掃描線510與資料線520彼此交錯。在一些實施例中，掃描線510沿第一方向D1延伸且沿第二方向D2排列。資料線520沿第二方向D2延伸且沿第一方向D1排列。須說明的是，第一方向D1不同於第二方向D2。在一些實施例中，第一方向D1實質上垂直於第二方向D2。

請繼續參閱第6圖，各主動元件530與所述掃描線510的其中一者及所述資料線520的其中一者電性連接。在一些實施例中，主動元件530例如為薄膜電晶體。更詳細的說，薄膜電晶體可以至少包含一閘極、一源極、一汲極以及一半導體層。更進一步的說，主動元件530可以是底閘極型薄膜電晶體、頂閘極型薄膜電晶體、多閘極型薄膜電晶體或其他合適類型的薄膜電晶體。在一些實施例中，半導體層的材料可包含多晶矽、非晶矽、單晶矽、微晶矽、奈米晶矽、有機半導體、金屬氧化物半導體、奈米碳管、其他合適的半導體材料或上述材料之組合。

請繼續參閱第6圖，各畫素電極540與所述主動元件530的其中一者電性連接。舉例而言，每一個畫素電極540可與對應的掃描線510以及對應的資料線520電性連接，其中可透過主動元件530的閘極與掃描線510電性連接，並透過主動元件530的源極與資料線520電性連接。在一些實施例中，畫素電極540的材料可包括透明金屬氧化物導電材料，例如包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、或銦鍺鋅氧化物，但不限於此。另外，在一些實施例中，畫素電極540可透過微影蝕刻製程而形成。第6圖所示之畫素電極540的形狀僅為示意，可根據不同的佈局設計需求，調整畫素電極540的形狀。

請繼續參閱第6圖，這些選擇線550與所述掃描線510交錯以形成複數個第一交錯處X1及複數個第二交錯處X2。更具體的說，這些選擇線550在這些第一交錯處X1與掃描線510電性連接，且在這些第二交錯處X2與這些掃描線510電性絕緣。在一些實施例中，選擇線550與資料線520沿同一方向延伸。應注意，資料線520及選擇線550會與集成電路260電性連接以接收來自集成電路260的訊號。

綜上所述，本揭露的基板封裝結構基本上包含在外圍區具有凸起部的絕緣層，且此凸起部上設置有電極並環繞顯示區以形成一電極牆。凸起部可以降低設置於其上的框膠的厚度，進而提升框膠固化速度。此外，電極的設計亦可以在施加電壓後，快速加熱位於凸起部上方的框膠，進一步提升框膠固化效果。因此，可以避免因未固化框膠和液晶接觸時間過久而造成液晶穿刺與液晶汙染的風險。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，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專利範圍所界定者為準。

10:基板封裝結構 110:基板 120:絕緣層 122:凸起部 130:電極 140:框膠 142:第一部分 144:第二部分 210:閘極介電層 220:保護層 230:對向基板 240:黑色矩陣 250:平坦層 260:集成電路 2-2’:線 410:母基板 510:掃描線 520:資料線 530:主動元件 540:畫素電極 550:選擇線 AA:顯示區 PA:外圍區 D:距離 D1:第一方向 D2:第二方向 SL:切割線 TH1:第一厚度 TH2:第二厚度 W₁₄₄ :寬度 W_up :上部寬度 W_Lo :下部寬度 X1:第一交錯處 X2:第二交錯處

第1圖係繪示本發明之基板封裝結構一實施例的上視示意圖。第2圖係繪示第1圖之基板封裝結構沿剖線2-2’的剖面示意圖。第3A圖、第3B圖、第3C圖及第3D圖係繪示本發明之電極多個實施例的上視示意圖。第4圖係繪示本發明電極佈線一實施例的上視示意圖。第5圖係繪示本發明之基板封裝結構另一實施例的剖面示意圖。第6圖係繪示本發明基板封裝結構一實施例的上視示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:基板封裝結構

110:基板

120:絕緣層

122:凸起部

130:電極

140:框膠

142:第一部分

144:第二部分

210:閘極介電層

220:保護層

230:對向基板

240:黑色矩陣

250:平坦層

2-2’:線

AA:顯示區

PA:外圍區

D:距離

TH1:第一厚度

TH2:第二厚度

W₁₄₄ :寬度

W_up :上部寬度

W_Lo :下部寬度

Claims

一種基板封裝結構，包含: 一基板，具有一顯示區及環繞該顯示區之一外圍區；一絕緣層，設置於該基板上方，該絕緣層具有一凸起部位於該外圍區並環繞該顯示區；一電極，設置於該凸起部上；以及一框膠，具有一第一部分和一第二部分，該第一部分位於該凸起部外圍的該絕緣層上，且該第二部分位於該電極上。
如請求項1所述之基板封裝結構，其中該框膠的該第二部分完全覆蓋該電極。
如請求項1所述之基板封裝結構，其中該電極的俯視形狀為梳狀、蛇形狀或網格狀。
如請求項1所述之基板封裝結構，其中該電極全面覆蓋該凸起部。
如請求項1所述之基板封裝結構，其中該凸起部的內側與該顯示區之間至少相距50微米。
如請求項1所述之基板封裝結構，其中該框膠具有一上部寬度以及一下部寬度，且該上部寬度大於該下部寬度。
如請求項6所述之基板封裝結構，其中該第二部分具有一寬度，且該寬度為該上部寬度的1/3倍至1/2倍間。
如請求項1所述之基板封裝結構，其中該框膠的該第一部分具有一第一厚度，該框膠的該第二部分具有一第二厚度，該第二厚度為該第一厚度的1/4倍至3/4倍間。
如請求項1所述之基板封裝結構，更包含一對向基板與該基板相對設置，該絕緣層、該電極和該框膠夾設該基板與該對向基板之間。
如請求項9所述之基板封裝結構，更包含一黑色矩陣設置於該對向基板下，該黑色矩陣位於該對向基板與該框膠之間。
如請求項10所述之基板封裝結構，更包含一平坦層設置於該黑色矩陣與該框膠之間。
如請求項1所述之基板封裝結構，其中該電極包含金屬氧化物或金屬。
如請求項1所述之基板封裝結構，更包含一集成電路位於該基板的一側旁。
如請求項1所述之基板封裝結構，更包含: 多條掃描線，設置於該基板的該顯示區；多條資料線，設置於該基板的該顯示區且與該些掃描線交錯；多個主動元件，設置於該基板的該顯示區，各該主動元件與該些掃描線的其中一者及該些資料線的其中一者電性連接；多個畫素電極，設置於該基板的該顯示區，各該畫素電極與該些主動元件的其中一者電性連接；以及多條選擇線，設置於該基板的該顯示區，與該些掃描線交錯以形成複數個第一交錯處及複數個第二交錯處，該些選擇線在該些第一交錯處與該些掃描線電性連接，在該些第二交錯處與該些掃描線電性絕緣。