专利名称：键合电极与电路板电极的键合结构及平面显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种键合电极与电路板电极的键合结构，特别是有关于一种利用于平面显示装置的键合电极与电路板电极的键合结构。
背景技术：
近年来，各种新型平面显示装置(flat panel display；FPD)不断地开发设计出来，例如液晶显示器(liquid crystal display；LCD)、有机发光显示器(organic light emitting diode，OLED)及等离子显示器，且有渐渐取代传统阴极射线管(cathode ray tube；CRT)的趋势。其中，等离子显示器是一种藉由气体放电来产生发光的平面显示装置，其最大的特色是轻、薄、易大型化且无视角问题。
一般等离子显示器是在前基板及后基板封合(sealing)形成封闭的放电单元(discharge cell)后，再将多个电路板电极连接至前基板及后基板上的键合电极的键合区。由于电路板电极用来对外形成电连接，因此电路板电极与键合电极的键合结构的强度与可靠度将影响等离子显示器的品质。
请参考图1，其显示等离子显示器在前基板及后基板封合后所形成的键合区的俯视图。该等离子显示器10包含一前基板12，以及一后基板14，平行地配置于该前基板12的上方，而多个键合电极16形成于两基板之间。以前基板12的键合结构为例，该键合电极16向前基板12的边缘延伸，且一介电层18形成于该多个键合电极16之上，用来保护该键合电极16；而未被该介电层18覆盖的键合电极16作为一键合区域20，其中，该键合区域20中具有一电路板电极预定区22，且该键合区域20用来与一电路板进行电连接。
而传统的等离子显示器的键合电极与电路板电极的键合结构，请参考图2，其中电连接层30配置于一电路板电极预定区22上，接着，如图3A所示，其为对应于图2的3a-3a’切线的剖面图，将具有电路板电极42的电路板40配置于该电连接层30上，其中每一电路板电极42相对应于一个键合电极16。最后，在进行热压键合(bonding)后，藉由该电连接层30将电路板电极42电连接于该键合电极16上。其中，该电连接层30除了用来电连接该键合电极16及电路板电极42外，也用于固合前基板12及电路板40。
然而，在传统的等离子显示器的键合电极16与电路板电极42的键合结构中，电连接层30仅存在于键合电极16与电路板电极42重迭的部份，即使经热压键合工艺，溢出的电连接层30所形成的电连接层溢出区32也无法覆盖该键合电极露出区28或超越该前基板12的边界13，因此该结构的键合强度不甚良好，如图3A所示。
此外，由于键合电极16仍有部份被裸露出来，而此键合电极露出区28往往需额外涂布一层硅胶层34，请参考图3B，以保护该键合电极16并同时隔绝大气与键合电极16的接触，进而维持等离子显示器的稳定性及通过可靠性测试；再者，此硅胶层34也可进一步形成于前基板12的边缘13与电路板40之间，以增加键合强度。但是此额外的硅胶层涂布步骤，势必降低产品的工艺速度，并增加制造成本。
因此，针对电连接层、键合电极及电路板电极的相对关系作进一步的改良与设计，以改善电路板电极与键合电极的键合结构的强度并增加平面显示装置的可靠度，是一项非常重要的课题。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明的主要目的在于针对各向异性导电黏结层与键合电极及电路极电极的相对关系进行改良及设计，以提供一种高键合强度的键合电极与电路板电极的键合结构，除了能使键合电极与电路板电极电连接外，由于该各向异性导电黏结层完全覆盖键合电极以避免其裸露，因此可进一步增加键合电极与电路板电极的键合强度。
本发明的另一目的是提供一种平面显示装置，其具有高键合强度的键合电极与电路板电极的键合结构，藉由调整各向异性导电黏结层与键合电极及电路板电极的相对关系，使各向异性导电黏结层完全覆盖该键合电极，不但增加键合电极与电路板电极的键合强度，且该各向异性导电黏结层进一步保护键合电极，大幅提高平面显示装置的稳定性。
本发明所述的平面显示装置，若配合以厚膜(thick film)工艺方式所形成的键合电极，例如含银电极，则除了外加的胶材外，完全覆盖键合电极的各向异性导电黏结层也构成一保护层以阻隔水气的渗入，减少银原子迁移(Agmigration)作用，进而避免键合电极短路的现象发生；若是配合以薄膜(thinfilm)工艺方式形成的键合电极，则毋须外加其它胶材，即可隔绝键合电极与大气的接触，增加产品的稳定性。
为达到上述的目的，本发明所述的键合电极与电路板电极的键合结构，包括一第一基板，该第一基板具有一第一表面，而在该第一基板的第一表面上形成有多个键合电极，其中该多个键合电极以一第二表面与该第一基板的第一表面接触，而该键合电极具有一第三表面于该第二表面的相反侧，且该键合电极在第一基板的边缘处具有一键合区。在该多个键合电极的部份第三表面上，也可进一步覆盖一第二基板，并露出该键合区。此外，一各向异性导电黏结层形成于该第一基板的第一表面及该键合电极的第三表面上，且完全覆盖该键合区，以及具有至少一电路板电极的一电路板形成于该各向异性导电黏结层之上，并以该各向异性导电黏结层固定于该键合电极上，且该电路板电极与该键合电极之间的间隙以该各向异性导电黏结层密合。
根据本发明所述的键合电极与电路板电极的键合结构，其中还包含一胶材形成于该各向异性导电黏结层及该电路板电极上，用来防止水气的渗入。
根据本发明所述的键合电极与电路板电极的键合结构，还包含一绝缘层形成于该键合电极的第三表面上，且该键合区未被该绝缘层所覆盖。
基于本发明的另一目，本发明所述的一种具有高键合强度的键合电极与电路板电极的键合结构的平面显示装置，至少包括一第一基板，该第一基板具有一第一表面，而在该第一基板的第一表面上形成有多个键合电极，其中该多个键合电极以一第二表面与该第一基板的第一表面接触，而该键合电极具有一第三表面于该第二表面的相反侧。在该多个键合电极的部份第三表面上，也覆盖有一第二基板，而未被该第二基板覆盖的其它第三表面被定义为一键合区。此外，一各向异性导电黏结层形成于该第一基板的第一表面及该键合电极的第三表面上，且完全覆盖该键合区，以及具有至少一电路板电极的一电路板形成于该各向异性导电黏结层之上，并以该各向异性导电黏结层固定于该键合电极上，且该电路板电极与该键合电极之间的间隙系以该各向异性导电黏结层密合。
根据本发明所述的平面显示装置，其中该第一基板可为一前板，而该第二基板可为一后板；另一方面，该第一基板也可为一后板，而该第二基板也可为一前板。
为使本发明的上述目的、特征能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1显示现有等离子显示器在前基板及后基板封合后所形成的键合区的俯视图；图2显示传统等离子显示器的键合电极与电路板电极的键合结构俯视图；图3A及图3B显示传统等离子显示器的键合电极与电路板电极的键合结构剖面图；图4A至图4C显示根据本发明所述的等离子显示器其键合电极与电路板电极的键合结构俯视图；图5显示根据本发明所述的等离子显示器其键合电极与电路板电极的键合结构剖面图；图6A至图6C显示根据本发明优选实施例的等离子显示装置的结构剖面图；图7显示根据本发明其它优选实施例的等离子显示装置的结构剖面图；以及图8显示根据本发明优选实施例的平面显示装置的透视图。
附图标记说明10等离子显示器12前基板13前基板的边界14后基板16键合电极18绝缘层20键合区域22电路板电极预定区28键合电极露出区 30电连接层32电连接层溢出区 40电路板42电路板电极 100 等离子显示器102 第一基板104 第二基板113 第一基板的边界 115 第一界面116 键合电极118 绝缘层
120键合区域 128键合电极露出区130各向异性导电黏结层140电路板142电路板电极200平面显示装置3a-3a’沿3a-3a’的剖面线 5-5’ 沿5-5’的剖面线具体实施方式
本发明所述的键合电极与电路板电极的键合结构及包含该结构的平面显示装置，其特点在于使各向异性导电黏结层完全覆盖未与电路板电极相连的键合电极所形成的键合电极露出区，而该各向异性导电黏结层并可进一步完全覆盖该键合电极的边缘，如此一来其电极间的键合强度将大幅改善，并可避免键合电极的短路。以下，将配合附图并以等离子显示装置为例，来详细说明本发明所述的高键合强度的键合电极与电路板电极的键合结构。
首先，请参照图4A，其显示本发明所述的等离子显示装置其于基板上设计的键合结构的俯视图，藉此用来进一步解释本发明中各部件的定义及相对关系。该等离子显示装置100包含一第一基板102及一第二基板104，该第二基板104经对位组合后平行地设置于该第一基板102的上方。以第一基板102的键合结构为例，该第一基板102与第二基板104的封合处之外设有一键合区域120，在键合区域120内设有多个彼此平行且彼此不会电连接的键合电极(未显示)，各键合电极的形状大约呈长条形。其中，在该键合区域120以外的多个键合电极(未显示)上，也可视需要形成一绝缘层118，以用来保护该键合电极。该绝缘层118可为一介电层；而该键合电极的材料可为含银的电极，也可为铬、铜、铝、镍、钨及钴的任意一者或一者以上所形成的合金或层合物，而该键合电极的制作工艺方式可为感光厚膜法、感光薄膜法或是丝网印刷法。
仍请参考图4A，本发明所述的键合结构，是以一电路板140与第一基板102连接。请参照图5，其为对应于图4A中5-5’切线的剖面图，该电路板140具有多个电路板电极142，其中，该电路板140并以电路板电极142与第一基板102上的键合电极116相连接，且该电路板电极142藉由各向异性导电黏结层130固合于与其相对应的键合电极116的部份表面上，并藉由该各向异性导电黏结层130实现电路板电极142和键合电极116的电连接。其中，该各向异性导电黏结层130在其被压合处进行电连接，可为一含有导电粒子成分的各向异性导电胶(anisotropic conductive film，ACF)，而该导电粒子可为表面镀上金、银或镍的金属粒子；该电路板电极142，其可以载带自动键合方式或是倒装芯片键合方式，藉由该各向异性导电黏结层130而与键合电极116相连接，以形成于该键合电极116上。
本发明所述的键合结构其设计的重点在于，用来作为连接电路板电极142和键合电极116的各向异性导电黏结层130，在第一基板102与电路板140进行热压合工艺后，该各向异性导电黏结层130完全覆盖该键合电极116的未被该第二基板104、绝缘层118及电路板电极142所覆盖的键合电极露出区128，换言之，在本发明所述的键合结构中，该各向异性导电黏结层130也作为一键合电极保护层，而且完全覆盖该键合区域120内的键合电极116。因此，本发明所述的键合结构除了具有较强的键合强度外，该各向异性导电黏结层130完全覆盖键合电极以隔绝与外界的接触，若配合以薄膜(thin film)工艺方式形成的键合电极，则毋须外加其它胶材，即可隔绝键合电极与大气的接触，增加产品的稳定性。此外，该各向异性导电黏结层130也可互相连结，如图4B所示；而本发明所述的键合电极与电路板电极的键合结构，也适用于具有非直线形状边缘的绝缘层118，所图4C所示。
请参考图6A至图6C，显示本发明的其它优选实施例的剖面示意图。其中该各向异性导电黏结层130完全覆盖该键合电极116，而该各向异性导电黏结层130也可进一步覆盖于该绝缘层118或是该电路板140上，如图6A所示；另一方面，在本发明所述的键合结构中，该各向异性导电黏结层130也可完全溢出一第一界面115，如图6B所示，其中该第一界面115为包含该第一基板边界113，且垂直于该电路板电极142的平面；又一方面，该各向异性导电黏结层130也可部分溢出该第一界面115，如图6C所示。如此一来，该键合电极116与该电路板电极142将具有优选的键合强度。
在本发明的另一优选实施例中，本发明所述的键合电极与电路板电极的键合结构，请参考图7，也可外加一胶材134配置于该各向异性导电黏结层及该电路板电极上，用来防止水气的渗入。上述等离子显示器的键合结构，可减少银原子迁移(Ag migration)作用，进而避免键合电极短路的现象发生，尤其适合以厚膜工艺方式所形成的键合电极。
以上所述的优选实施例以第一基板102的键合结构为例，同样地，本发明所述的键合电极与电路板电极的键合结构也适用于对应于该第一基板102的第二基板104的键合结构。
请参照图8，其显示一符合本发明所述的键合结构的平面显示装置200的透视图，其中该第一基板102可为一前基板，而该第二基板104则可为一后基板。由图中可清楚得知，本发明所述的键合结构同时适用于前基板或后基板与其对应的电路板的连接上。其中，该电路板140可为一柔性电路板(flexible printed circuit，FPC)。
本发明所述的键合电极与电路板电极的键合结构，不仅适用于等离子显示装置，改善其基板与外加电路的键合强度，此键合结构也适用于其它需与多加电路键合的平面显示装置上，例如液晶显示器及有机发光显示器，皆适用于本发明所述的键合结构。
本发明虽结合优选实施例公开如上，然其并非用来限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以所附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种键合电极与电路板电极的键合结构，包括一第一基板，该第一基板具有一第一表面；多个键合电极，该多个键合电极以一第二表面形成于该第一基板的第一表面上，而该键合电极具有一第三表面于该第二表面的相反侧，其中该多个键合电极具有在第一基板的边缘处的一键合区；一各向异性导电黏结层，形成于该第一基板的第一表面及该键合电极的第三表面上，且完全覆盖该键合区；以及具有至少一电路板电极的一电路板，形成于该各向异性导电黏结层之上，其中该电路板电极以该各向异性导电黏结层固定于对应的键合电极上，且该电路板电极与该对应的键合电极之间以该各向异性导电黏结层密合。
2.如权利要求1所述的键合电极与电路板电极的键合结构，其中还包含一胶材形成于该各向异性导电黏结层及该电路板电极上。
3.如权利要求1所述的键合电极与电路板电极的键合结构，还包含一绝缘层形成于该多个键合电极的部分第三表面上，并露出该键合区。
4.如权利要求3所述的键合电极与电路板电极的键合结构，其中该绝缘层为一介电材料。
5.如权利要求1所述的键合电极与电路板电极的键合结构，还包含一第二基板形成于该多个键合电极的部份第三表面上，并露出该键合区。
6.如权利要求1所述的键合电极与电路板电极的键合结构，其中该第一表面的向外延伸的边界为一第一界线，而该电路板电极具有一第二界线位于该第一界线沿法线方向于电路板电极的对应处，且该各向异性导电黏结层介于该电路板电极与该键合电极的部份超出包含该第一界线与该第二界线的一第一界面。
7.如权利要求1所述的键合电极与电路板电极的键合结构，其中该各向异性导电黏结层为一各向异性导电胶。
8.如权利要求1所述的键合电极与电路板电极的键合结构，其中该电路板为一柔性电路板。
9.一种平面显示装置，包括一第一基板，该第一基板具有一第一表面；多个键合电极，该多个键合电极以一第二表面形成于该第一基板的第一表面上，而该键合电极具有一第三表面于该第二表面的相反侧；一第二基板，覆盖该多个键合电极的部份第三表面上，且未被该第二基板覆盖的第三表面部分定义为一键合区；一各向异性导电黏结层，形成于该第一基板的第一表面及该键合电极的第三表面上，且完全覆盖该键合区；以及具有至少一电路板电极的一电路板，形成于该各向异性导电黏结层之上，其中该电路板电极以该各向异性导电黏结层固定于对应的键合电极上，且该电路板电极与该对应的键合电极之间以该各向异性导电黏结层密合，其中该第一基板及该第二基板之一者为一平面显示装置的前板结构，另一者为一平面显示装置的后板结构。
10.如权利要求9所述的平面显示装置，其中该键合电极为一厚膜电极。
11.如权利要求9所述的平面显示装置，其中该键合电极为一含银电极。
12.如权利要求9所述的平面显示装置，其中还包含一胶材形成于该各向异性导电黏结层及该电路板电极上。
13.如权利要求9所述的平面显示装置，其中该键合电极为一薄膜电极。
14.如权利要求9所述的平面显示装置，其中该键合电极的材料择自由铬、铜、铝、镍、钨及钴的合金或层合物所组成的族群中。
15.如权利要求9所述的平面显示装置，还包含一绝缘层形成于该多个键合电极的部份第三表面上，并露出该键合区。
16.如权利要求9所述的平面显示装置，其中该绝缘层为一介电材料。
17.如权利要求9所述的平面显示装置，其中该第一表面的向外延伸的边界为一第一界线，而该电路板电极具有一第二界线位于该第一界线沿法线方向于电路板电极的对应处，且该各向异性导电黏结层介于该电路板电极与该键合电极的部份超出包含该第一界线与该第二界线的一第一界面。
18.如权利要求9所述的平面显示装置，其中该各向异性导电黏结层为一各向异性导电胶。
19.如权利要求9所述的平面显示装置，其中该电路板为一柔性电路板。
全文摘要
本发明公开一种键合电极与电路板电极的键合结构及包含该结构的平面显示装置。键合结构包括具有第一表面的第一基板；以一第二表面形成于第一基板的第一表面上的多个键合电极，而该键合电极具有一第三表面于第二表面的相反侧并具有在第一基板的边缘处的键合区；各向异性导电黏结层，形成于第一基板的第一表面及键合电极的第三表面上，且完全覆盖键合区；以及具有至少一电路板电极的电路板，形成于黏结层之上，其中电路板电极以黏结层固定于对应的键合电极上，且电路板电极与对应的键合电极间以黏结层密合。由于各向异性导电黏结层完全覆盖键合电极并避免其裸露，因此可进一步增加键合电极与电路板电极的键合强度及提高产品的稳定度。
文档编号H01J17/49GK1558386SQ20041000288
公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月20日 优先权日2004年1月20日
发明者吴俊翰, 陈柏丞 申请人:友达光电股份有限公司