用于显示装置的电路板结构

技术领域

本发明涉及一种电路板结构，尤其是涉及应用于显示装置的电路板结构。

背景技术

应用于显示装置的电路板结构中具有无机材料层和有机材料层交替堆叠的构造。当有机材料层暴露在大气环境时，水气可能被有机材料层吸收。在后续的高温制作工艺或低压制作工艺中，水气从有机材料层释出，而释出的水气可能造成电路板结构的可靠度降低，进而影响最终显示装置的良率。

发明内容

根据本发明的一些实施例，一种用于显示装置的电路板结构包括基板、凸块、保护层以及抗水气层。基板具有第一表面和相对于第一表面的第二表面。凸块设置于基板的第一表面上并包括第一无机材料。保护层设置于基板的第一表面上，保护层包括有机材料并具有第一开口，其中凸块在位于第一开口中。抗水气层完全覆盖在保护层上，抗水气层包括第二无机材料并具有第二开口，其中凸块的一部分暴露在第二开口中。

在一些实施例中，抗水气层直接接触该保护层。

在一些实施例中，抗水气层保形沉积在保护层和凸块上。

在一些实施例中，保护层的厚度比凸块的厚度的比值等于或大于3。

在一些实施例中，凸块的至少一个侧边与保护层之间的距离比凸块的宽度的比值介于1.5至2.0的范围内。

在一些实施例中，用于显示装置的电路板结构进一步包括设置在基板的第二表面上的线路层。

在一些实施例中，用于显示装置的电路板结构进一步包括导线。导线设置在基板的第一表面上，其中凸块与导线连接，并且第一无机材料为导电材料。

在一些实施例中，用于显示装置的电路板结构进一步包括导线。导线设置在基板的第一表面上，其中凸块与导线电性隔离。

根据本发明的另一些实施例，一种用于显示装置的电路板结构包括基板、对位记号、保护层以及抗水气层。对位记号设置在基板上并包括第一无机材料。保护层设置在基板上和对位记号周围，保护层包括有机材料。抗水气层完全覆盖在保护层上，抗水气层包括第二无机材料并具有第二开口，其中对位记号的一部分暴露在抗水气层的第二开口中。

在一些实施例中，保护层具有第一开口，其中对位记号设置于保护层的第一开口内，使得保护层横向包围对位记号。

在一些实施例中，保护层的上表面高于对位记号的上表面。

在一些实施例中，对位记号设置于保护层上，且对位记号的上表面高于保护层的上表面。

本发明的实施例提供用于显示装置的电路板结构，通过形成抗水气层完全覆盖住具有有机材料的保护层，减少保护层吸收外界水气的可能性，以改善用于显示装置的电路板结构的可靠度。

附图说明

阅读以下实施方法时搭配附图以清楚理解本发明的观点。应注意的是，根据业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，各种特征的尺寸可能任意地放大或缩小。再者，相同的附图标记表示相同的元件。

图1为本发明一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构在其中一个制作工艺阶段的截面图；

图2A为本发明一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构的局部截面图；

图2B为本发明一些实施例绘示图2A的用于显示装置的电路板结构的局部俯视图；

图3A为本发明另一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构的局部截面图；

图3B为本发明一些实施例绘示图3A的用于显示装置的电路板结构的局部俯视图；

图4为本发明又一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构的局部截面图；

图5A至图5E为本发明一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构在不同制作工艺阶段的局部截面图；

图6为本发明一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构在其中一个制作工艺阶段的截面图。

符号说明

100:基板

110:凸块

110A:接垫

110B:对位记号

110C:对位记号

120:钝化层

130:保护层

140:抗水气层

150:第一开口

160:第二开口

200:导线

520:钝化层材料

530:保护层材料

540:抗水气层材料

600:平坦层

610:凸块

620:绝缘层

630:第三开口

640:第四开口

D1:距离

S1:第一表面

S2:第二表面

T1:厚度

T2:厚度

W1:宽度

具体实施方式

当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件「上」或「连接到」另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为「直接在另一元件上」或「直接连接到」另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，「连接」可以指物理及/或电连接。再者，「电连接」或「耦合」可为两元件间存在其它元件。

此外，诸如「下」或「底部」和「上」或「顶部」的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其他元件的「下」侧的元件将被定向在其他元件的「上」侧。因此，示例性术语「下」可以包括「下」和「上」的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件「下方」或「下方」的元件将被定向为在其它元件「上方」。因此，示例性术语「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

本文中使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层及/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层及/或区块不应该被这些词汇所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层及/或区块。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层及/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层及/或区块，而不脱离本发明的本意。

本文使用的「约」、「近似」、或「大致上」包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，「约」可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。

用于显示装置的电路板结构具有无机材料层和有机材料层交替堆叠的构造。当有机材料层暴露在大气环境时，环境气体(例如，水气)可能被有机材料层吸收而存在于有机材料层中。在后续的高温制作工艺或低压制作工艺(例如，进行化学气相沉积(chemicalvapor deposition，CVD))中，环境气体(例如，水气)可能从有机材料层释出，而释出的环境气体可能干扰制作工艺条件或是影响电路板结构，因而使电路板结构的可靠度降低，进而影响最终显示装置的良率。本发明的一些实施例所提供的用于显示装置的电路板结构具有抗水气层，其中抗水气层包括无机材料。抗水气层可完全覆盖住有机材料层，以降低有机材料层吸收环境气体(例如，水气)的可能性，由此改善用于显示装置的电路板结构的可靠度。

请参照图1，图1为依据本发明一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构在其中一个制作工艺阶段的截面图。用于显示装置的电路板结构包括基板100、设置在基板100上的钝化层120、设置在钝化层120上的保护层130、以及设置在保护层130上的抗水气层140。用于显示装置的电路板结构还包括设置在基板100上的凸块110，其中保护层130设置在凸块110的周围。凸块110与保护层130相对的配置可根据不同的制作工艺条件和产品设计而调整。

在一些实施例中，保护层130可具有第一开口150，而一或多个凸块110可位于在保护层130的第一开口150内。换句话说，保护层130可横向包围一或多个凸块110而不接触凸块110。在另一些实施例中，凸块110设置在该保护层130上，并覆盖保护层130的一部分。

抗水气层140可保形沉积在保护层130和凸块110上。具体而言，抗水气层140沿着保护层130的形貌和凸块110的形貌而形成在保护层130和凸块110上。因此，抗水气层140的形貌可具有相似于保护层130的形貌和凸块110的形貌。在一些实施例中，抗水气层140具有均匀一致的厚度。

抗水气层140可完全覆盖在保护层130上。如图1所示，抗水气层140可覆盖保护层130的开口侧壁和上表面以及覆盖在凸块110的侧壁和上表面。由于抗水气层140的遮蔽，使得保护层130未暴露于外界环境和水气中。在一些实施例中，抗水气层140以直接接触的方式覆盖在保护层130上。

抗水气层140可具有第二开口160，其中第二开口160位于凸块110上表面上，使得凸块110的一部分暴露在抗水气层140的第二开口160中。

基板100可包括多层结构，其中多层结构具有无机材料层和有机材料层交替堆叠的构造。凸块110可包括无机材料，例如金属、金属氧化物、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他合适的材料或上述的组合。其中，金属氧化物可以是氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)或类似者。钝化层120可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他合适的材料或上述的组合。保护层130可包括有机材料。在一些实施例中，保护层130可用来提供平坦化层的功能。抗水气层140可包括无机材料，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他不具有吸水性的材料或上述的组合。在一些实施例中，钝化层120的材料与抗水气层140的材料相同。在一些实施例中，钝化层120的材料与抗水气层140的材料不同。

参照图2A和图2B，图2A为依据本发明一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构的局部截面图，图2B为依据本发明一些实施例绘示图2A的用于显示装置的电路板结构的局部俯视图。在图2B中，位于抗水气层140下方的接垫110A和导线200以虚线呈现，并且图2B省略部分元件以简化附图。再者，图2A以单个凸块110(请参照图1)位于保护层130的第一开口150作为例子，相关描述可适用于多个凸块110位于保护层130的第一开口150的实施例。

在一些实施例中，用于显示装置的电路板结构进一步包括导线200，如图2B所示。当凸块110(如图1所示)位于保护层130的第一开口150内，并且凸块110电连接导线200时，凸块110可被称作接垫110A。在此实施例中，接垫110A所具有的无机材料为导电材料。接垫110A可通过导线200与其他电子元件(未绘出)电连接。导线200可直接连接接垫110A。尽管图2B中接垫110A呈现为矩形，但本发明不以此为限，其他适合的形状亦在本发明的范畴内。

接垫110A具有厚度T1，保护层130具有厚度T2，其中保护层130的厚度T2大于接垫110A的厚度T1。换句话说，保护层130的上表面高于接垫110A的上表面。在一些实施例中，保护层130的厚度T2比接垫110A的厚度T1的比值等于或大于约3。当保护层130的厚度T2比接垫110A的厚度T1的比值小于约3时，保护层130可能无法提供接垫110A足够的保护。举例来说，在后续切割电路板的操作中可能产生碎屑，保护层130围绕在接垫110A的周围有具有屏蔽的效果，从而避免碎屑刮伤接垫110A。因此，保护层130可提供抗刮的功能。若是比值小于前述下限值，则碎屑可能刮伤接垫110A而使接垫110A良率下降。

应注意的是，保护层130的厚度T2并非无限制地大于接垫110A的厚度T1。保护层130的厚度T2比接垫110A的厚度T1的比值的上限值取决于后续形成第一开口150的制作工艺能力，例如光刻制作工艺能力。保护层130的厚度T2比接垫110A的厚度T1的比值控制在可完整形成第一开口150，也就是说，接垫110A可显露出来而避免电性异常。

再者，接垫110A的侧边与保护层130隔开距离D1，接垫110A具有宽度W1，前述的距离D1和宽度W1是以保护层130的上表面以及接垫110A的上表面为测量基准。在一些实施例中，接垫110A的侧边与保护层130之间的距离D1比接垫110A的宽度W1的比值介于约1.5至约2.0之间。当接垫110A的侧边与保护层130之间的距离D1比接垫110A的宽度W1的比值小于前述的下限值时，保护层130可能会覆盖住接垫110A而影响接垫110A的作用(例如，电性传递或是接合度)；又或者，接垫110A的侧边与保护层130的间隙不足以让抗水气层140填入并覆盖住保护层130在第一开口150内的开口侧壁，使得抗水气层140可能不完全覆盖住保护层130，导致保护层130暴露于外界环境而吸收水气，从而降低良率。当接垫110A的侧边与保护层130之间的距离D1与接垫110A的宽度W1的比值大于前述的上限值时，可能降低保护层130对接垫110A的防刮伤的作用。

请参照图3A和图3B，图3A为依据本发明另一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构的局部截面图，图3B为依据本发明一些实施例绘示图3A的用于显示装置的电路板结构的局部俯视图。在图3B中，位于抗水气层140下方的对位记号110B以虚线呈现，并且图3B省略部分元件以为了简化附图。再者，图3A以单个凸块110(请参照图1)位于保护层130的第一开口150作为例子，相关描述可适用于多个凸块110位于保护层130的第一开口150的实施例。

在一些实施例中，位于保护层130的第一开口150内的凸块110可用来当作对位的参考标记，因此凸块110可被称为对位记号110B。对位记号110B的其中一个作用可包括用于标定电路板结构的位置，以确保电路板结构在移动之后(例如，电路板结构经上下翻转之后)，通过对位记号110B使电路板结构可控制在正确位置，以确保后续制作工艺的精确度。

大致而言，图3A和图3B所示的结构相似于图2A和图2B所示的结构，其差异在于图3B的对位记号110B未连接电子元件(例如，图2B的导线200)。换句话说，对位记号110B与电子元件(例如，图2B的导线200)电性隔离。

对位记号110B具有厚度T1，保护层130具有厚度T2，其中保护层130的厚度T2大于对位记号110B的厚度T1。换句话说，保护层130的上表面高于对位记号110B的上表面。在一些实施例中，保护层130的厚度T2比对位记号110B的厚度T1的比值等于或大于约3。当保护层130的厚度T2比对位记号110B的厚度T1的比值小于约3时，保护层130可能无法提供对位记号110B足够的保护。举例来说，保护层130可用于提供抗刮的保护，可以对位记号110B因保护层130的屏蔽而免于后续切割电路板结构所产生的碎屑刮伤。若是比值小于前述下限值，则对位记号110B可能刮伤而使对位精准度下降，从而影响电路板结构的良率。

应注意的是，保护层130的厚度T2并非无限制地大于对位记号110B的厚度T1。保护层130的厚度T2比对位记号110B的厚度T1的比值的上限值取决于后续形成第一开口150的制作工艺能力，例如光刻制作工艺能力，以确保第一开口150的形成，且使对位记号110B显露出来而避免影响对位操作的精确度。

再者，对位记号110B的侧边与保护层130隔开距离D1，对位记号110B具有宽度W1，前述的距离D1和宽度W1是以保护层130的上表面以及对位记号110B的上表面为测量基准。在一些实施例中，对位记号110B的侧边与保护层130之间的距离D1与对位记号110B的宽度W1的比值介于约1.5至2.0之间。当对位记号110B的侧边与保护层130之间的距离D1与对位记号110B的宽度W1的比值小于前述的下限值时，保护层130可能会覆盖住对位记号110B而影响对位记号110B的作用(例如，对位精确度)；又或者，对位记号110B的侧边与保护层130的间隙不足以让抗水气层140填入并覆盖住保护层130在第一开口150内的开口侧壁，使得抗水气层140可能未完全覆盖住保护层130，导致保护层130暴露于外界环境而吸收水气，从而降低良率。当对位记号110B的侧边与保护层130之间的距离D1比对位记号110B的宽度W1的比值大于前述的上限值时，可能降低保护层130对对位记号110B的防刮伤的作用。

请参照图4，图4为依据本发明又一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构的局部截面图。在一些实施例中，位于保护层130上的凸块110可用来当作对位的参考标记，因此凸块110可被称为对位记号110C。具体而言，对位记号110C的上表面高于保护层130的上表面。对位记号110C覆盖保护层130的一部分上表面，抗水气层140覆盖保护层130的另一部分上表面，以使保护层130未暴露出来。抗水气层140也可覆盖住对位记号110C的侧壁和上表面，并且，抗水气层140具有第二开口160以暴露出对位记号110C的至少一部分。

图5A至图5E为依据本发明一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构在不同制作工艺阶段的局部截面图，尤其是形成受到保护层横向包围的凸块在不同制作工艺阶段的截面图。应注意的是，除非有额外说明，当以下实施例绘示或描述成一系列的操作或事件时，这些操作或事件的描述顺序不应受到限制。例如，部分操作或事件可采取与本发明不同的顺序、部分操作或事件可同时发生、部分操作或事件可以不须采用、及/或部分操作或事件可重复进行。并且，实际的制作工艺可能须在所述操作之前、过程中、或之后进行额外的操作步骤以完整形成用于显示装置的电路板结构。因此，本发明可能将简短地说明其中一些额外的操作步骤。

请参照图5A，形成凸块110(例如，图2A的接垫110A或图3A的对位记号110B)在基板100上。接着，保形沉积钝化层材料520在基板100和凸块110上。具体而言，钝化层材料520覆盖住基板100的上表面、凸块110的侧壁和上表面。

请参照图5B，形成保护层材料530在基板100和凸块110上。保护层材料530可直接接触钝化层材料520。保护层材料530可完全覆盖住凸块110和钝化层材料520，使得凸块110未暴露出来。在一些实施例中，可对保护层材料530的上表面进行平坦化操作(例如，进行化学机械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)。

请参照图5C，对保护层材料530(请参见图5B)进行光刻制作工艺，使保护层材料530形成具有第一开口150的保护层130。所形成的第一开口150可暴露出凸块110。在一些实施例中，保护层130在第一开口150内的开口侧壁与凸块110彼此间隔开。换句话说，保护层130未接触凸块110。

请参照图5D，形成抗水气层材料540在保护层130和凸块110上。抗水气层材料540可完全覆盖住保护层130的表面，例如保护层130的上表面或侧表面。因此，保护层130未能接触到外界水气。在一些实施例中，抗水气层材料540是沿着保护层130的形貌和凸块110的形貌而形成，因此抗水气层材料540的形貌具有相似于保护层130的形貌和凸块110的形貌。在一些实施例中，抗水气层材料540的厚度为均匀一致的。

请参照图5E，对抗水气层材料540(请参见图5D)以及钝化层材料520(请参见图5D)进行光刻制作工艺，使抗水气层材料540以及钝化层材料520分别形成具有第二开口160的抗水气层140和钝化层120。

请参照图6，图6为依据本发明一些实施例绘示用于显示装置的电路板结构在其中一个制作工艺阶段的截面图。在形成凸块110在基板100的一侧上之后，将图1的电路板结构上下翻转，接着进一步设置线路层在基板100的另一侧上。举例来说，基板100可具有第一表面S1和第二表面S2，其中第一表面S1和第二表面S2在基板100的相对侧。在凸块110、钝化层120、保护层130以及抗水气层140设置在基板100的第一表面S1上之后，设置平坦层600、绝缘层620、导线(未绘出)以及凸块610在基板100的第二表面S2上。凸块610可设置在平坦层600的第三开口630内。绝缘层620的第四开口640可暴露出凸块610的一部分上表面。在一些实施例中，第二表面S2上的线路层进一步连接软性电路板(未绘出)，以传输控制信号或显示信号。

在一些电路板结构应用于发光二极管的显示装置的实施例中，在电路板结构的相对两侧上都制造好所需的膜层或元件(例如，导线、接垫、对位记号或类似者)之后，设置发光元件在对应的接垫上(例如，设置发光元件在图2A的接垫110A上)，以继续显示装置的制作工艺。

由于具有无机材料的抗水气层140可完全覆盖住具有有机材料的保护层130以隔绝环境气体(例如，水气)进入至保护层130中。在接续的高温制作工艺或低压制作工艺中，例如使用CVD或物理气相沉积(physical vapordeposition，PVD)制作工艺来形成各种膜层，无气体或无水气可自保护层130释出，由此减少制作工艺上的干扰。因此，电路板结构可保持原本的状态(例如保持原本的形状、体积、结构、组成等)，从而可有助于提升电路板结构的可靠度。

综合以上，本发明的一些实施例所提供的用于显示装置的电路板结构具有抗水气层，抗水气层完全覆盖住具有有机材料的保护层，以降低保护层吸收外界水气的可能性，由此改善用于显示装置的电路板结构的可靠度。

以上概略说明了本发明数个实施例的特征，使所属技术领域内普通技术人员对于本发明可更为容易理解。任何所属技术领域内普通技术人员应了解到本说明书可轻易作为其他结构或制作工艺的变更或设计基础，以进行相同于本发明实施例的目的及/或获得相同的优点。任何所属技术领域内普通技术人员也可理解与上述等同的结构并未脱离本发明的精神及保护范围内，且可在不脱离本发明的精神及范围内，可作更动、替代与修改。