JP2009154522A - 軟性フィルム及びそれを備える表示装置 - Google Patents

軟性フィルム及びそれを備える表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃の絶縁フィルム上に金属層を形成することによって、周辺温度変化に強くて、耐熱性、及び寸法安定性が優れる軟性フィルムを提供するためのものである。
【解決手段】本発明は、絶縁フィルム、及び絶縁フィルム上に形成される金属層を含み、絶縁フィルムの熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃であることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、軟性フィルムに関し、より詳しくは、熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃の絶縁フィルム上に金属層を形成することによって、耐熱性、寸法安定性、及び引張強度などが向上できる軟性フィルムに関する。
平板ディスプレイ技術が発達するにつれて、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、有機電界発光表示装置（Organic Light Emitting Device：ＯＬＥＤ）のような種々の平板ディスプレイ装置が開発されている。平板ディスプレイは駆動部及びパネルを含み、駆動部から伝達する画像信号がパネルに含まれる多数の電極に伝達されることにより画像を表示する。
平板ディスプレイに含まれる駆動部は、印刷回路基板（Printed Circuit Board：ＰＣＢ）であることができ、パネルに含まれる多数の電極に画像信号を印加してパネルに画像を表示する。駆動部から印加する画像信号は、ＣＯＧ（Chip-On-Glass）方式などによりパネルの電極に伝達される。
本発明の目的は、軟性フィルムに含まれる絶縁フィルムを熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃の材料で形成することによって、耐熱性、引張強度、及び寸法安定性などが優れる軟性フィルムを提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明に係る軟性フィルムは、絶縁フィルム、及び上記絶縁フィルム上に形成される金属層を含み、上記絶縁フィルムは熱膨張係数（Coefficient of Thermal Expansion）が３乃至２５ｐｐｍ／℃であることを特徴とする。
また、本発明に係る軟性フィルムは、絶縁フィルム、上記絶縁フィルム上に形成される金属層、及び上記金属層上に配置される集積回路チップを含み、上記絶縁フィルムの熱膨張係数は３乃至２５ｐｐｍ／℃であり、上記集積回路チップは上記金属層に形成される回路パターンと連結される。
また、本発明に係る表示装置は、画像を表示するパネル、パネルに画像信号を印加する駆動部、パネルと駆動部とを連結する軟性フィルムを含み、金属層の厚みと上記絶縁フィルムの厚みとは１：１．５乃至１：１０の割合を有する。
本発明によると、熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃の絶縁フィルム上に金属層を形成することによって、周辺温度変化に強くて、耐熱性、及び寸法安定性が優れる軟性フィルムが得られる。
以下、本発明の好ましい実施形態に対して図面を参照しつつ説明する。
図１ａ乃至図１ｆは、本発明の一実施形態に係る軟性フィルムの断面を示す図である。軟性フィルム１００ａ、１００ｂは、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式の表示装置が含む駆動部から印加する画像信号をパネルの電極に伝達する。
軟性フィルム１００ａ、１００ｂは、絶縁性を有するフィルム上に金属層を形成し、金属層に回路パターンを印刷することで、駆動部から印加する画像信号をパネルの電極に伝達する。したがって、ＴＡＢ方式に使われる軟性フィルムの回路パターンは、駆動部の回路及びパネルの電極と連結されて駆動部から印加する信号をパネルに伝達する。
図１ａ及び図１ｂは、１層の金属層１２０ａ、１２０ｂを含む軟性フィルム１００ａ、１００ｂを図示する。図１ａ及び図１ｂを参照すると、本実施形態に係る軟性フィルム１００ａ、１００ｂは、絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ、及び絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ上に配置される金属層１２０ａ、１２０ｂを含む。
絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂは軟性フィルム１００ａ、１００ｂのベースフィルムであって、電気絶縁性を有するポリイミド（Polyimide）、ポリエステル（Polyester）、または液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer）などの高分子物質を含むことができる。絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂは、軟性フィルム１００ａ、１００ｂの物理的特性のうち、引張強度、体積抵抗、または熱収縮特性などを決定することができる。したがって、ポリイミドまたは液晶ポリマーなどの高分子物質で絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを形成して、軟性フィルム１００ａ、１００ｂの物理的特性を向上することが好ましい。
絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの熱膨張係数（Coefficient of Thermal Expansion：ＣＴＥ）は軟性フィルム１００ａ、１００ｂの耐熱性及び軟性フィルム１００ａ、１００ｂに形成される回路パターンの寸法安定性などを決定する重要な要素である。
次の表１は、絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの熱膨張係数（Coefficient of Thermal Expansion：ＣＴＥ）に従う回路パターンの寸法安定性、及び絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂと金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂとの間の剥離強度に対する実験結果である。
表１を参照すると、絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂは、３乃至２５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する物質で形成することが好ましい。
絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの熱膨張係数が２５ｐｐｍ／℃より高ければ、周囲温度の変化に従って絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの体積などが大きく膨脹するによって、数十μｍ単位で金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂに形成される回路パターンの寸法安定性が低下することがある。また、絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃より小さければ、通常的に１３乃至２０ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂとの熱膨張係数の差によって周囲温度の変化に従って絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂと金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂの剥離強度が低下することがある。
絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂが３乃至２５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する高分子物質で絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを形成することができる。好ましくは、１００乃至１９０℃の条件で２０ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するポリイミドを絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの材料として利用することができる。
液晶ポリマーは、ｐ−ヒドロキシベンゾ酸（p-hydroxybenzoic acid；以下、“ＨＢＡ”と称する）、及び６−ヒドロキシ−２−ナフト酸（6-hydroxy-2-naphthoic acid；以下、“ＨＮＡ”と称する）の結合により形成されることができる。ＨＢＡは１つのベンゼン環を有するヒドロキシベンゾ酸の異性質体の中の１つであって、無色の固体結晶であり、ＨＮＡは２つのベンゼン環を有する物質である。ＨＢＡは化学式１に表した通りであり、ＨＮＡは化学式２に表したような構造を有する。


化学式３は、ＨＢＡとＨＮＡとが結合して液晶ポリマーを形成する化学反応を表した構造式である。液晶ポリマーの形成過程で、ＨＮＡのカルボキシ基（−ＯＨ）がＨＢＡのアセチル基（ＣＨ３ＣＯ）と結合してアセト酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）を形成する。上記脱アセト酸反応は、ＨＮＡとＨＢＡの混合物を約２００℃位に加熱する反応でありうる。
ＨＢＡとＨＮＡが連続して結合して形成される液晶ポリマーは、優れる熱安定性及び水分吸水性などの物理的特性を有する。一実施形態として、液晶ポリマーは１００乃至１９０℃の温度範囲でＴＭＡ（thermomechanical analysis）方法により熱膨張係数を測定する場合、１８ｐｐｍ／℃の数値を表す。したがって、液晶ポリマーで絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを形成することによって、優れる耐熱性を有する軟性フィルム１００ａ、１００ｂが得られる。
金属層１２０ａ、１２０ｂは絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ上に形成される導電性金属薄膜層であって、ラミネーティング方式またはキャスティング方式などにより形成することができる。キャスティング方式を利用する場合、所定の金属薄膜上に液状の絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを塗布し、高温のオーブンで乾燥して硬化させることによって、絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ上に金属層１２０ａ、１２０ｂを形成することができる。一方、ラミネーティング方式を利用して絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ上に接着剤を塗布し、オーブンに焼いて接着層を固定した後、絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ上に金属層１２０ａ、１２０ｂを位置させ、プレス加工して軟性フィルム１００ａ、１００ｂを製造することができる。
金属層１２０ａ、１２０ｂは、ニッケル、銅、金、クロムなどを含むことができ、一実施形態として、ニッケルとクロムとの合金で形成されることができる。好ましくは、ニッケルが９７％、クロムを３％の割合で含む合金、及びニッケル９３％、クロム７％で構成される合金で金属層１２０ａ、１２０ｂを含むことができる。ニッケルとクロムとの合金で金属層１２０ａ、１２０ｂを形成することによって、軟性フィルム１００の耐熱性を高めることができる。金属層１２０ａ、１２０ｂの厚みは剥離強度と軟性フィルム１００ａ、１００ｂの製品特性を考慮して４乃至１３μｍのものが好ましい。
金属層１２０ａ、１２０ｂをエッチングして回路パターンを形成すると、上記回路パターンを保護するために、金属層１２０ａ、１２０ｂ上に接着層で保護フィルムを付着することができる。保護フィルムは回路パターンが保護できる絶縁物質を含むことができ、一実施形態として、ポリエチレン樹脂（PolyEthylene Terephthalate：ＰＥＴ）を含むことができる。
保護フィルムを金属層１２０ａ、１２０ｂに付着する接着層はエポキシ（Epoxy）を含むことができ、２乃至１０μｍの厚みで形成されることができる。接着層の厚みが２μｍより小さければ、軟性フィルム１００ａ、１００ｂの輸送または保管過程で保護フィルムが分離されることがあり、接着層の厚みが１０μｍより大きければ、生産コストが増加し、製造工程で時間が長くかかり、保護フィルムの除去が困難であることがある。
図１ｃ及び図１ｄは、２層の金属層１２０ｃ〜１３０ｃ、１２０ｄ〜１３０ｄを含む軟性フィルム１００ｃ、１００ｄを図示する。図１ｃ及び図１ｄを参照すると、本実施形態に係る軟性フィルム１００ｃ、１００ｄは、絶縁フィルム１１０ｃ、１１０ｄ、絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ上に配置される第１金属層１２０ｃ、１２０ｄ、及び第１金属層１２０ｃ、１２０ｄ上に配置される第２金属層１３０ｃ、１３０ｄを含む。
第１金属層１２０ｃ、１２０ｄは、絶縁フィルム１１０ｃ、１１０ｄ上にスパッタリングまたは無電解めっき方式により形成されることができ、ニッケル、クロム、金、または銅などを含むことができる。スパッタリング方式を利用する場合、ニッケルとクロムとの合金で第１金属層１２０ｃ、１２０ｄを形成することができ、第１金属層１２０ｃ、１２０ｄは９３乃至９７％の割合でニッケルを含むことができる。
無電解めっき方式を利用する場合、絶縁フィルム１１０ｃ、１１０ｄを所定の金属イオンを含む無電解めっき液に浸漬し、還元剤を添加して上記金属イオンを金属に析出することで、第１金属層１２０ｃ、１２０ｄを形成することができる。一実施形態として、硫酸銅水溶液に絶縁フィルム１１０ｃ、１１０ｄを浸漬し、還元剤としてホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を追加して銅イオンを銅に析出することで、銅を含む第１金属層１２０ｃ、１２０ｄを形成することができる。他の実施形態として、硫酸ニッケル水溶液に絶縁フィルム１１０ｃ、１１０ｄを浸漬し、還元剤として次亜リン酸ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ２）を利用することで、ニッケルを含む第１金属層１２０ｃ、１２０ｄを形成することができる。
第２金属層１３０ｃ、１３０ｄは、第１金属層１２０ｃ、１２０ｄ上に形成され、金または銅などを含むことができる。一実施形態として、第２金属層１３０ｃ、１３０ｄは、電流を印加して金属イオンを金属に析出する電解めっき方式を利用して形成することができる。電解めっき方式を利用する場合、印加する電流の量及び電流を印加する時間を調節して第２金属層１３０ｃ、１３０ｄの厚みを調節することができる。
次の表２は、絶縁フィルムの厚みが３８μｍの場合を基準にして金属層の厚みに従う効果を実験した結果である。
表２を参照すると、第１金属層１２０ａ、１２０ｂと第２金属層１３０ａ、１３０ｂとの厚みの和が絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの厚みと１：１．５乃至１：１０の割合を有するように無電解めっき及び電解めっき工程を遂行することが好ましい。金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂの厚みが絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの厚みの１／１０より薄く形成されると、金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂの剥離強度が低くなり、絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂと容易に分離されるか、金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂに形成される回路パターンの寸法安定性が低下することがある。一方、金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂの厚みが絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの厚みの２／３より大きければ、軟性フィルム１００ａの軟性が低下したり、めっき時間が長くなることによって、めっき溶液の副成分により金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂが損傷されることがある。
一実施形態として、絶縁フィルム１１０ｃ、１１０ｄの厚みが３５乃至３８μｍの場合、金属層１２０ｃ〜１３０ｃ、１２０ｄ〜１３０ｄを４乃至１３μｍの厚みで形成することができる。特に、第１金属層１２０ｃ、１２０ｄは１００ｎｍ内外、第２金属層１３０ｃ、１３０ｄは９μｍ内外の厚みで形成することができる。
図１ｅ及び図１ｆは、３層の金属層１２０ｅ〜１４０ｅ、１２０ｆ〜１４０ｆを含む軟性フィルム１００ｅ、１００ｆを図示する。図１ｅ及び図１ｆを参照すると、本実施形態に係る軟性フィルム１００ｅ、１００ｆは、絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆ、絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆ上に配置される第１金属層１２０ｅ、１２０ｆ、第１金属層１２０ｅ、１２０ｆ上に配置される第２金属層１３０ｅ、１３０ｆ、及び第２金属層１３０ｅ、１３０ｆ上に配置される第３金属層１４０ｅ、１４０ｆを含む。
第１金属層１２０ｅ、１２０ｆは、絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆ上にスパッタリングまたは無電解めっき方式により形成されることができ、ニッケル、クロム、金、または銅などを含むことができる。スパッタリング方式を利用する場合、ニッケルとクロムとの合金で第１金属層１２０ｅ、１２０ｆを形成することができ、第１金属層１２０ｅ、１２０ｆは９３乃至９７％の割合でニッケルを含むことができる。
無電解めっき方式を利用する場合、絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆを所定の金属イオンを含む無電解めっき液に浸漬し、還元剤を添加して上記金属イオンを金属に析出することで、第１金属層１２０ｅ、１２０ｆを形成することができる。一実施形態として、硫酸銅水溶液に絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆを浸漬し、還元剤としてホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を追加して銅イオンを銅に析出することで、銅を含む第１金属層１２０ｅ、１２０ｆを形成することができる。他の実施形態として、硫酸ニッケル水溶液に絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆを浸漬し、還元剤として次亜リン酸ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ２）を利用することで、ニッケルを含む第１金属層１２０ｅ、１２０ｆを形成することができる。
第２金属層１３０ｅ、１３０ｆは、第１金属層１２０ｅ、１２０ｆ上にスパッタリング方式により形成することができる。特に、第１金属層１２０ｅ、１２０ｆがニッケルとクロムとの合金で形成される場合、電気抵抗の低い銅で第２金属層１３０ｅ、１３０ｆを形成することによって、第３金属層１４０ｅ、１４０ｆを形成する電解めっき工程の効率を高めることができる。
第３金属層１４０ｅ、１４０ｆは、電解めっき工程を利用して形成することができ、電気導電性が優れる金または銅を含むことができる。金属イオンを含む電解めっき溶液に所定の電流を印加して上記金属イオンを金属に析出することで、第３金属層１４０ｅ、１４０ｆを形成することができる。
金属層１２０ｅ〜１４０ｅ、１２０ｆ〜１４０ｆの厚みは、絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆの厚みと１：３乃至１：１０の割合を有することが好ましい。上記の割合は、軟性フィルム１００ｅ、１００ｆの製品特性、剥離強度などを考慮して決定できる数値である。一実施形態として、第１金属層１２０ｅ、１２０ｆは７乃至４０ｎｍ、第２金属層１３０ｅ、１３０ｆは８０乃至３００ｎｍの厚みで形成することができ、第３金属層１４０ｅ、１４０ｆは金属層１２０ｅ〜１４０ｅ、１２０ｆ〜１４０ｆの全体厚みが４乃至１３μｍになるように形成することが好ましい。第３金属層１４０ｅ、１４０ｆまで形成すると、金属層１２０ｅ〜１４０ｅ、１２０ｆ〜１４０ｆをエッチングして回路パターンを形成する。
図２ａ及び図２ｂは、本発明の一実施形態に係る軟性フィルムを含むＴＣＰ（Tape-Carrier-Package）を示す図である。図２ａを参照すると、本実施形態に係るＴＣＰ２００は、軟性フィルム２１０、軟性フィルム２１０に形成される回路パターン２２０、及び軟性フィルム２１０上に配置されて回路パターン２２０と連結される集積回路チップ２３０を含む。
軟性フィルム２１０は、絶縁フィルム、及び絶縁フィルム上に形成される金属層を含む。絶縁フィルムは軟性フィルム２１０のベースフィルムであって、絶縁性を有するポリイミド、ポリエステル、または液晶ポリマーなどを含むことができる。絶縁フィルムは軟性フィルム２１０の物理的特性に大きい影響を及ぼすので、高い耐熱性と熱膨張係数、寸法安定性、及び低い水分吸水性などの物理的特性を有することが好ましい。
特に、熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃の物質で絶縁フィルムを形成することが好ましい。絶縁フィルムの熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃より小さければ、絶縁フィルム上に形成される金属層との熱膨張係数の差によって軟性フィルム２１０の剥離強度が低下して、温度変化がひどい場合、絶縁フィルムが金属層と分離されることができる。一方、絶縁フィルムの熱膨張係数が２５ｐｐｍ／℃より大きければ、温度変化による絶縁フィルムの熱膨張により軟性フィルムの信頼度が低下することがある。一実施形態として、ポリイミドまたは液晶ポリマーなどの高分子物質で絶縁フィルムを形成して上記熱膨張係数条件を充足することができる。
金属層は、絶縁フィルム上に形成される第１金属層、及び第１金属層上に形成される第２金属層を含むことができる。第１金属層は無電解めっき方式またはスパッタリング方式により形成されることができ、第２金属層は電解めっき方式により形成されることができる。
第１金属層はニッケル、クロム、金、または銅などを含むことができ、第２金属層を形成する電解めっき工程の効率性を考慮して、電気導電性が優れる金または銅などの金属で形成することが好ましい。スパッタリング方式により第１金属層を形成する場合は、ニッケルとクロムとの合金で形成することができ、この際、第２金属層を形成する電解めっき工程の効率性を高めるために、第１金属層上に電気抵抗の低い銅薄膜層を形成することができる。
一方、無電解めっき方式により第１金属層を形成する場合、硫酸銅水溶液成分を含む無電解めっき溶液に絶縁フィルムを浸漬し、還元剤を利用して銅イオンを銅に析出することで、第１金属層を無電解めっきすることができる。上記還元剤としては、ホルムアルデヒド（Formaldehyde：ＨＣＨＯ）系列の物質が使われることができる。
第２金属層は、硫酸銅水溶液成分を含む電解めっき溶液に所定の電流を印加して銅イオンを銅に析出することにより形成することができる。印加される電流の量は形成しようとする第２金属層の厚みによって調節することができる。第２金属層が形成されると、第１金属層及び第２金属層をエッチングすることにより回路パターン２２０を形成する。
第１金属層が含むことができるニッケルとクロムとの合金は、通常１３乃至１７ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有し、第１金属層または第２金属層が含むことができる銅は１７ｐｐｍ／℃内外の熱膨張係数を有する。したがって、金属層の熱膨張係数に対応して３乃至２５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する物質で絶縁フィルムを形成することが良いし、より好ましくは絶縁フィルムが１３乃至２０ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有することができる。一実施形態として、１５乃至１７ｐｐｍ／℃内外の熱膨張係数を有するポリイミドまたは１８ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する液晶ポリマーを絶縁フィルムの材料として利用することができる。
軟性フィルム２１０に形成される回路パターン２２０は、集積回路チップ２３０と連結されるインナーリード（Inner Lead）２２０ａ、及び表示装置の駆動部またはパネルと連結されるアウターリード（Outer Lead）２２０ｂを含むことができる。回路パターン２２０のピッチはＴＣＰ２００が適用される表示装置の解像度などによって変わることができるが、通常的にインナーリード（Inner Lead）２２０ａは４０μｍ内外、アウターリード（Outer Lead）２２０ｂは６０μｍ内外のピッチを有する。
図２ｂは、図２ａに示すＴＣＰの２−２’方向の断面を示す断面図である。図２ｂを参照すると、本実施形態に係るＴＣＰ２００は、軟性フィルム２１０、集積回路チップ２３０、及び軟性フィルム２１０と集積回路チップ２３０とを連結する金バンプ２４０を含むことができる。
軟性フィルム２１０は、絶縁フィルム２１２、及び絶縁フィルム２１２上に形成される金属層２１４を含む。絶縁フィルム２１２は軟性フィルム２１０を構成する基本フィルム（Base film）であって、絶縁性を有するポリイミド、ポリエステル、または液晶ポリマーなどの物質を含むことができる。絶縁フィルム２１２は、軟性フィルム２１０の耐熱性及び金属層２１４との剥離強度を考慮して、３乃至２５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するポリイミドまたは液晶ポリマーで形成することが好ましい。
金属層２１４は電気導電性を有するニッケル、クロム、金、または銅などの金属を含む薄膜層であって、第１金属層及び第２金属層を含む２層構造で形成されることができる。第１金属層は、ニッケル、金、クロム、または銅などで無電解めっき方式により形成されることができ、第２金属層は金、または銅などで電解めっき方式により形成されることができる。この際、第２金属層を形成する電解めっき工程の効率性を考慮して、第１金属層をニッケルまたは銅で形成することが好ましい。
金属層２１４が含むことができるニッケル、銅などの金属は、通常１３乃至１７ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する。したがって、１５乃至１７ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するポリイミドまたは１８ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する液晶ポリマーで絶縁フィルム２１２を形成して、温度変化に従う軟性フィルム２１０の信頼性の低下を防止することができる。
集積回路チップ２３０は、金属層２１４をエッチングすることにより形成される回路パターン２２０と連結されるように軟性フィルム２１０上に配置される。本実施形態では、集積回路チップ２３０が配置される軟性フィルム２１０の領域にデバイスホール（Device Hole）２５０が形成される。集積回路チップ２３０が配置される領域にデバイスホール２５０を形成し、集積回路チップ２３０と連結される回路パターン２２０にフライングリード（Flying Lead）という電極を形成した後、集積回路チップ２３０の金バンプ２４０と上記フライングリードとを連結する。上記フライングリードにはスズがめっきされることができ、熱または超音波を利用してスズがめっきされたフライングリードと金バンプ２４０との間にＡｕ−Ｓｎ結合を形成することができる。
図３ａ及び図３ｂは、本発明の一実施形態に係る軟性フィルムを含むＣＯＦ（Chip-On-Film）を示す図である。図３ａを参照すると、本実施形態に係るＣＯＦ３００は、軟性フィルム３１０、軟性フィルム３１０上に印刷される回路パターン３２０、及び回路パターン３２０と連結されるように軟性フィルム３１０上に付着される集積回路チップ３３０を含む。
軟性フィルム３１０は、絶縁フィルム、及び絶縁フィルム上に形成される金属層を含む。絶縁フィルムは軟性フィルム３１０のベースフィルムであって、絶縁性を有するポリイミド、ポリエステル、または液晶ポリマーなどを含むことができる。絶縁フィルムは軟性フィルム３１０の物理的特性に大きい影響を及ぼすので、高い耐熱性と熱膨張係数、寸法安定性、及び低い水分吸水性などの物理的特性を有することが好ましい。
絶縁フィルムの熱膨張係数は３乃至２５ｐｐｍ／℃の値を有することが好ましい。絶縁フィルムの熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃より小さければ、絶縁フィルム上に形成される金属層との熱膨張係数の差により軟性フィルム３１０の剥離強度が低下して温度変化がひどい場合、絶縁フィルムが金属層と分離されることができる。一方、絶縁フィルムの熱膨張係数が２５ｐｐｍ／℃より大きければ、温度変化による絶縁フィルムの熱膨張により軟性フィルムの信頼度が低下することがある。したがって、３乃至２５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する高分子物質で絶縁フィルムを形成することが好ましい。
絶縁フィルム上に、スパッタリング方式、無電解めっき方式、または電解めっき方式などを利用して金属層を形成する。上記金属層をエッチングすることにより回路パターン３２０が形成され、回路パターン３２０は表示装置の駆動部またはパネルと連結されるアウターリード（Outer Lead）３２０ｂ及び集積回路チップ３３０と連結されるインナーリード（Inner Lead）３２０ａを含む。アウターリード（Outer Lead）３２０ｂは、上記駆動部またはパネルと異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）を通じて連結することができる。
アウターリード（Outer Lead）３２０ｂはＯＬＢ（Outer Lead Bonding）パッドを介して表示装置の駆動部またはパネルと連結され、インナーリード（Inner Lead）３２０ａはＩＬＢ（Inner Lead Bonding）パッドを介して集積回路チップ３３０と連結されることができる。特に、インナーリード（Inner Lead）３２０ａ上にスズ層をめっきし、集積回路チップ３３０の金バンプと上記スズ層に熱または超音波を加えてＡｕ−Ｓｎ結合を形成することによって、集積回路チップ３３０とインナーリード（Inner Lead）３２０ａとを連結することができる。
一方、金属層は第１金属層及び第２金属層を含む２層構造を有することができる。第１金属層は、スパッタリング方式または無電解めっき方式により形成することができ、ニッケル、クロム、金、または銅などを含む。第２金属層は、電解めっき方式により形成することができ、金、または銅などを含む。一方、第２金属層を形成する電解めっき工程の効率性を高めるために、電気抵抗の低い銅またはニッケルなどで第１金属層を形成することができる。
金属層が主に含むニッケル、ニッケルとクロムとの合金、または銅などの金属は１３乃至１７ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する。したがって、軟性フィルム３１０のベースフィルムである絶縁フィルムは、１５乃至１７ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するポリイミド、または１８ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する液晶ポリマーで形成することが好ましい。
図３ｂは、図３ａに示すＣＯＦの３−３’方向の断面を示す断面図である。図３ｂを参照すると、本実施形態に係るＣＯＦ３００は、絶縁フィルム３１２と絶縁フィルム３１２上に形成される金属層３１４とを含む軟性フィルム３１０、金属層３１４に形成される回路パターン３２０と連結される集積回路チップ３３０、及び集積回路チップ３３０と回路パターン３２０とを連結する金バンプ３４０を含む。
絶縁フィルム３１２は軟性フィルム３１０に含まれる基本フィルムであって、絶縁性を有するポリイミド、ポリエステル、または液晶ポリマーなどを含むことができる。絶縁フィルム３１２上に形成される金属層３１４の熱膨張係数が１３乃至１７ｐｐｍ／℃であることに対応して、絶縁フィルム３１２は３乃至２５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する材料で形成することができる。
絶縁フィルム３１２と金属層３１４との熱膨張係数の差が大きければ、温度変化によって絶縁フィルム３１２と金属層３１４の剥離強度が低下することがある。また、絶縁フィルム３１２の熱膨張係数が大き過ぎると、温度変化に従う絶縁フィルム３１２の変化によって回路パターン３２０などの寸法安定性が低下することがある。したがって、絶縁フィルム３１２は１８ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する液晶ポリマー、または１５乃至１７ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するポリイミドで形成することが好ましい。
金属層３１４は電気導電性を有する金属で形成される薄膜層であって、絶縁フィルム３１２上に形成される第１金属層、及び第１金属層上に形成される第２金属層を含むことができる。第１金属層はスパッタリング方式または無電解めっき方式を利用して、ニッケル、クロム、金、または銅で形成することができ、第２金属層は電解めっき方式を利用して金または銅で形成することができる。
第１金属層をスパッタリング方式により形成する場合、ニッケルとクロムとの合金で形成することができ、無電解めっき方式を利用して第１金属層を形成する場合、銅で第１金属層を形成することができる。第１金属層の厚みに制限はないが、ニッケルとクロムとの合金で形成する場合は３０ｎｍ内外、銅で形成する場合は０．１μｍ内外の厚みで形成することが好ましい。
無電解めっき方式は、絶縁フィルム３１２を金属イオンを含む無電解めっき液に浸漬し、化学還元剤を追加して金属イオンを析出することにより金属層を形成する方式である。絶縁フィルム３１２を無電解めっき液に浸漬する時間を調節することによって第１金属層の厚みを調節することができる。
第２金属層は、電解めっき液に所定の電流を印加して電解めっき液に含まれた金属イオンを析出する電解めっき方式により形成されることができる。電流の強さ及び電流を印加する時間を調節して第２金属層の厚みを調節することができ、好ましくは４乃至１３μｍの厚みで第２金属層を形成することができる。
集積回路チップ３３０は、回路パターン３２０のインナーリード（Inner Lead）３２０ａと連結されて表示装置の駆動部から伝達する画像信号をパネルに転送する。インナーリード（Inner Lead）３２０ａは、ＣＯＦ３００と連結される表示装置の解像度によって異なるピッチを有することができる。最近は、表示装置の解像度の増加によって３０μｍ内外のピッチでインナーリード（Inner Lead）３２０ａを形成する。集積回路チップ３３０は、金バンプ３４０を通じてインナーリード（Inner Lead）３２０ａと連結されることができる。
図３ｂを参照すると、ＣＯＦ３００にはＴＣＰ２００とは異なり、デバイスホール２５０が形成されない。デバイスホール２５０を形成しないことによって、ＣＯＦ３００はＴＣＰ２００のフライングリードの存在に従うファインピッチ（Fine Pitch）対応の問題点を克服することができ、軟性が優れてベンディング（Bending）のための別途のスリットを形成する必要がないので、製造工程の効率を高めることができる。一実施形態として、ＴＣＰ２００で４０μｍ内外のピッチを有するリード（Lead）を形成することに比べて、ＣＯＦ３００では３０μｍ内外のピッチを有するリード（Lead）を形成することができるので、解像度の高い表示装置に適用することに有利である。
図４は、本発明の一実施形態に係る表示装置を示す図である。図４を参照すると、本実施形態に係る表示装置４００は、画像を表示するパネル４１０、パネル４１０に画像信号を印加する駆動部４２０、４３０、パネル４１０と駆動部４２０、４３０とを連結する軟性フィルム４４０、及び軟性フィルム４４０をパネル４１０または駆動部４２０、４３０と付着する導電性フィルム４５０を含む。
本実施形態に係る表示装置４００は平面表示装置（Flat Panel Display：ＦＰＤ）であって、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、または有機電界発光表示装置（Organic Light Emitting Device）でありうる。
パネル４１０は画像を表示する多数の画素を含む。パネル４１０には駆動部４２０、４３０と連結される多数の電極が配置され、上記電極が交差する領域に画素が形成される。上記電極は、第１電極４１０ａ、及び第１電極４１０ａと交差する方向に形成される第２電極４１０ｂを含むことができ、一実施形態として、第１電極４１０ａは水平方向、第２電極４１０ｂは垂直方向に形成されることができる。
駆動部４２０、４３０は、スキャンドライバ４２０、及びデータドライバ４３０を含むことができ、パネル４１０に形成された第１電極４１０ａ及び第２電極４１０ｂと連結されることができる。
スキャンドライバ４２０は、第１電極４１０ａにスキャン信号を印加してデータドライバ４３０が垂直方向に配列された第２電極４１０ｂにデータ信号が転送できるようにする。スキャンドライバ４２０が第１電極４１０ａにスキャン信号を印加すると、スキャン信号が印加された第１電極４１０ａにデータ信号が印加できるようになり、データドライバ４３０から転送するデータ信号によって画像がパネル４００に表示される。スキャンドライバ４２０及びデータドライバ４３０から転送する信号は軟性フィルム４４０を通じてパネル４００の電極に伝達される。
軟性フィルム４４０は、所定の回路パターンが印刷された軟性を有するフィルムであって、絶縁性を有する絶縁フィルム、上記絶縁フィルム上に形成される金属層、及び上記金属層に形成される回路パターンと連結される集積回路チップなどを含むことができる。駆動部４２０、４３０から印加する画像信号は、軟性フィルム４４０の回路パターン及び集積回路チップを通じてパネル４１０の電極に伝達される。軟性フィルム４４０は、パネル４１０及び駆動部４２０、４３０と導電性フィルム４５０で連結されることができる。
導電性フィルム４５０は接着性を有する薄膜形態のフィルムであって、軟性フィルム４４０とパネルとの間、及び駆動部４２０、４３０と軟性フィルム４４０との間に配置される。一実施形態として、導電性フィルム４５０は異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）でありうる。
図５は、図４に示す表示装置のＡ−Ａ’の断面を示す断面図である。
図５を参照すると、本実施形態に係る表示装置５００は、画像を表示するパネル５１０、パネル５１０に画像信号を印加する駆動部５３０、駆動部５３０とパネル５１０とを連結する軟性フィルム５４０、及び軟性フィルム５４０を駆動部５４０及びパネル５１０と電気的に連結する導電性フィルム５５０を含む。
また、本実施形態に係る表示装置５００は、軟性フィルム５４０と導電性フィルム５５０とが連結される領域を封入する樹脂５６０をさらに含むことができる。樹脂５６０は絶縁物質で形成されることができ、軟性フィルム５４０と導電性フィルム５５０とが連結される領域に流入できる不純物を遮断することによって、パネル５１０と連結される軟性フィルム５４０の信号ラインの損傷を防止し、寿命を延長する。
本図面に図示してはいないが、パネル５１０は横方向に配置される多数のスキャン電極及び上記スキャン電極と交差するように配置される多数のデータ電極を含むことができる。Ａ−Ａ’方向に配置されるデータ電極は、図５に図示された導電性フィルム５５０を通じて軟性フィルム５４０と連結されて、データドライバ５３０から印加する画像信号を受信し、それによって画像を表示する。
データドライバ５３０は、基板５３０ａ上に形成される駆動ＩＣ５３０ｂ、及び駆動ＩＣ５３０ｂを保護する保護樹脂５３０ｃを含む。保護樹脂５３０ｃは絶縁性を有する物質で形成されることができ、基板５３０ａ上に形成される回路パターン（図示せず）及び駆動ＩＣ５３０ｂを外部から流入できる不純物から遮断する。駆動ＩＣ５３０ｂは、表示装置５００の制御部（図示せず）から転送する制御信号によって画像信号を軟性フィルム５４０を通じてパネル５１０に印加する。
パネル５１０とデータドライバ５３０との間に配置される軟性フィルム５４０は、絶縁性を有するポリイミドなどで形成されるベースフィルム５４０ａ、ベースフィルム５４０ａ上に形成される金属薄膜５４０ｂ、金属薄膜に形成される所定の回路パターンと連結されるＩＣ５４０ｃ、及び上記回路パターンとＩＣ５４０ｃを封入して保護するレジン（Resin）保護膜５４０ｄを含む。
図６は、本発明の他の実施形態に係る表示装置を示す図である。
導電性フィルム６５０を通じて軟性フィルム６４０がパネル６１０及び駆動部６２０、６３０と付着されると、導電性フィルム６５０と付着された軟性フィルム６４０を樹脂６６０で封入することができる。図６を参照すると、導電性フィルム６５０に付着された軟性フィルム６４０の領域を樹脂６６０で封入して連結された領域の破損を防止し、外部から流入する不純物を遮断することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態に対して図示及び説明したが、本発明は前述した特定の実施形態に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは勿論であり、このような変形実施は本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。
本発明の一実施形態に係る軟性フィルムの断面を示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムの断面を示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムの断面を示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムの断面を示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムの断面を示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムの断面を示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムを含むＴＣＰを示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムを含むＴＣＰを示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムを含むＣＯＦを示す図である。 本発明の一実施形態に係る軟性フィルムを含むＣＯＦを示す図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す図である。 図４の表示装置のＡ−Ａ’断面を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る表示装置を示す図である。
符号の説明
１００ａ〜１００ｆ 軟性フィルム
１１０ａ〜１１０ｆ 絶縁フィルム
１２０ａ〜１２０ｆ 第１金属層
１３０ｃ〜１３０ｆ 第２金属層
１４０ｅ〜１４０ｆ 第３金属層
２００ ＴＣＰ
３００ ＣＯＦ

Claims (18)

  1. 絶縁フィルムと、
    前記絶縁フィルム上に配置される金属層とを含み、
    前記絶縁フィルムは熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃であることを特徴とする軟性フィルム。
  2. 前記絶縁フィルムは、ポリイミド、ポリエステル、及び液晶ポリマーのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の軟性フィルム。
  3. 前記金属層は、ニッケル、金、クロム、及び銅のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の軟性フィルム。
  4. 前記金属層は、
    前記絶縁フィルム上に配置される第１金属層と、
    前記第１金属層に配置される第２金属層と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の軟性フィルム。
  5. 前記金属層の厚みは、前記絶縁フィルムの厚みと１：１．５乃至１：１０の割合を有することを特徴とする請求項１に記載の軟性フィルム。
  6. 絶縁フィルムと、
    前記絶縁フィルム上に配置され、その上に形成される回路パターンを含む金属層と、
    前記金属層上に配置される集積回路チップと、を含み、
    前記絶縁フィルムは熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃であり、前記集積回路チップが前記回路パターンに連結されたことを特徴とする軟性フィルム。
  7. 前記絶縁フィルムは、ポリイミド、ポリエステル、及び液晶ポリマーのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載の軟性フィルム。
  8. 前記集積回路チップが配置される領域に形成されたデバイスホールをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の軟性フィルム。
  9. 前記集積回路チップと前記回路パターンとを連結する金バンプをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の軟性フィルム。
  10. 前記金属層は、
    前記絶縁フィルム上に配置される第１金属層と、
    前記第１金属層に配置される第２金属層と、
    を含むことを特徴とする請求項６に記載の軟性フィルム。
  11. 前記金属層の厚みは、前記絶縁フィルムの厚みと１：１．５乃至１：１０の割合を有することを特徴とする請求項６に記載の軟性フィルム。
  12. パネルと、
    駆動部と、
    前記パネルと前記駆動部との間に配置される軟性フィルムと、を含み、
    前記軟性フィルムは、
    絶縁フィルムと、
    前記絶縁フィルム上に配置され、その上に形成される回路パターンを含む金属層と、
    前記金属層上に配置される集積回路チップと、を含み、
    前記絶縁フィルムは、熱膨張係数が３乃至２５ｐｐｍ／℃であり、前記集積回路チップが前記回路パターンに連結されたことを特徴とする表示装置。
  13. 前記パネルは、
    第１電極と、
    前記第１電極と交差する方向に形成された第２電極とを含み、
    前記第１電極と前記第２電極は、前記回路パターンに連結されたことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
  14. 前記金属層は、
    前記絶縁フィルム上に配置される第１金属層と、
    前記第１金属層に配置される第２金属層と、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
  15. 前記金属層の厚みは、前記絶縁フィルムの厚みと１：１．５乃至１：１０の割合を有することを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
  16. 前記パネルと前記駆動部のうち、少なくとも１つを前記軟性フィルムに連結する導電性フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
  17. 前記導電性フィルムは異方性導電フィルムであることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
  18. 前記導電性フィルムに接触している前記軟性フィルムの一部分を封入する樹脂をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
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