JP2009154524A - 軟性フィルム及びそれを適用した表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、軟性フィルムに含まれる絶縁フィルムを水分吸水性が０.０１〜３.５％である材料で形成することで、耐熱性、引張強度、および寸法の安全性などが優秀な軟性フィルムを提供するものである。
【解決手段】本発明による軟性フィルムは、絶縁フィルムと;および該絶縁フィルム上に配置される金属層を含み、前記絶縁フィルムの水分吸水性が０.０１〜３.５％であることを特徴とする。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は軟性フィルムに関するもので、水分吸水性が０.０１〜３.５％である絶縁フィルム上に金属層を形成することで、寸法の安全性、および絶縁フィルムと金属層の間の剥離強度などを向上し、走査率の高い表示装置に適用し得る軟性フィルムに関するものである。
平板ディスプレイ技術が発達しながら液晶表示装置（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）等のような様々な種類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およびパネルを含み、駆動部から伝達され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で画像を示す。
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）であることもできて、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示す。駆動部から印加される画像信号はＣＯＧ（Chip-On-Glass）方式などによってパネルの電極に伝達される。
ＣＯＧ方式は集積回路をパネルに含まれるガラス基板に直接実装する方式であって、製造単価を低めることができる。しかし、集積回路を実装する空間がガラス基板に確保されなければならないため、パネルのガラス基板の大きさが増加するという問題点があった。
本発明は、軟性フィルムに含まれる絶縁フィルムを水分吸水性が０.０１〜３.５％である材料で形成することで、耐熱性、引張強度、および寸法の安全性などが優秀な軟性フィルムを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明による軟性フィルムは、絶縁フィルム、および該絶縁フィルム上に配置される金属層を含み、前記絶縁フィルムは０.０１〜３.５％の水分吸水性を有することを特徴とする。
また、本発明による軟性フィルムは、絶縁フィルム、該絶縁フィルム上に配置される金属層、および該金属層上に配置される集積回路チップを含み、前記絶縁フィルムの水分吸水性は０.０１〜３.５％であり、前記集積回路チップは前記金属層に形成される回路パターンと連結されることを特徴とする。
また、本発明による表示装置は、画像を示すパネル、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、金属層の厚さと前記絶縁フィルムの厚さは１:１.５〜１:１０の比率を有することを特徴とする。
本発明は、軟性フィルムに含まれる絶縁フィルムを水分吸水性が０.０１〜３.５％である材料で形成することで、耐熱性、引張強度、および寸法の安全性などが優秀な軟性フィルムを提供し得るという効果がある。
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
図１ａ〜図１ｆは本発明の一実施例による軟性フィルムを示した図である。軟性フィルム１００ａ〜１００ｆはＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式の表示装置が含む駆動部から印加される画像信号をパネルの電極に伝達する。
軟性フィルム１００ａ〜１００ｆ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され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およびパネルの電極と正確に連結されて駆動部で印加する信号をパネルに伝達し得るものでなければならない。
本実施例において、図１ａは断面構造を有する２層構造の軟性フィルム１００ａを示し、図１ｂは両面構造を有する２層構造の軟性フィルム１００ｂを示す。図１ａを参照すると、軟性フィルム１００ａは絶縁フィルム１１０ａ、絶縁フィルム１１０ａ上に配置される第１金属層１２０ａ、および該第１金属層１２０ａ上に配置される第２金属層１３０ａを含む。図１ｂに示した軟性フィルム１００ｂは両面構造を有し、絶縁フィルム１１０ａの上下側に第１金属層１２０ｂ、および第２金属層１３０ｂが夫々配置される。
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）等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の引張強度、体積抵抗、または熱収縮特性などの物理的な特性を決定することができる。したがって、軟性フィルム１００ａ、１００ｂの物理的な特性を向上させるために安全性の優秀な高分子物質で絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを形成することが好ましい。
前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂが含む水分の量は軟性フィルム１００ａ、１００ｂの誘電率を変化させることができる。したがって、水分吸水性（Moisture Absorption）の高い絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂが軟性フィルム１００ａ、１００ｂに含まれる場合、湿度変化によって絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ内の水分量が増加することで絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの誘電率が増加することがある。
前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの誘電率が増加することは、走査率の高い画像信号を伝達するのに悪影響を与えることができる。最近、高画質（High Definition、ＨＤ）放送に対する関心が高まるにつれて前記軟性フィルム１００ａ、１００ｂは表示装置の駆動部が伝送する高い走査率の画像信号をパネルに伝達し得るものでなければならない。走査率の高い画像信号を伝達するためには高い走査率に対応して前記軟性フィルム１００ａ、１００ｂが含む物質内の分極現象が速く起きなければならないから、前記軟性フィルム１００ａ、１００ｂが含む物質の水分吸水性が特定数値以下に制限されなければならない。
本実施例において、前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの水分吸水性はＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２規格によって試験すると仮定する。ＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２規格に従う場合、２４時間の間に２３±１℃の温度で試験しようとする絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを水分に露出させる。 ＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２規格における水分吸水性は下の数学式１により測定することができる。
数学式１において、Ｗ１は水分を吸収する前の絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの重さ（weight）であり、Ｗ２は水分を吸収した後の絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの重さである。水分吸収前の重さと水分吸収により増加する重さの割合で絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの水分吸水性を測定する場合、誘電率の増加を考慮して０.０１％〜３.５％の水分吸水性を有する高分子物質で絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを形成することが好ましい。
前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂが０.０１〜３.５％の水分吸収性を有するようにするために、ポリイミドまたは液晶ポリマーなどの高分子物質で前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを形成することができる。好ましくは、ＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２の試験条件で３％内外の水分吸水性を有するポリイミドフィルムまたは０.０４％の水分吸水性を有する液晶ポリマーなどを絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの材料として利用する。
液晶ポリマーはp-ヒドロキシ安息香酸（p-hydroxybenzoic acid、以下、「ＨＢＡ」と称す）および６-ヒドロキシ-２-ナプトサン（６-hydroxy-２-naphthoic acid、以下、「ＨＮＡ」と称す）の結合で形成することができる。ＨＢＡは一つのベンゼン環を有するヒドロキシ安息香酸の異性質体のうちの一つとして無色の固体結晶であり、ＨＮＡは二つのベンゼン環を有する物質である。ＨＢＡは化学式１に示したようであり、ＨＮＡは化学式２に示したような構造を有する。
化学式３はＨＢＡとＨＮＡが結合して液晶ポリマーを形成する化学反応を示した構造式である。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（CH３CHO）と結合してアセト酸（CH３COOH）を形成する。前記脱アセト酸の反応はＨＮＡとＨＢＡとの混合物を約２００℃程度で加熱する反応であり得る。
ＨＢＡとＨＮＡとが連続的に結合して形成される液晶ポリマーは優秀な熱安全性および水分吸水性などの物理的な特性を有する。好ましくは、ＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２の試験条件で０.０４％内外の水分吸水性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。したがって、前記液晶ポリマーで絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを形成する場合、水分吸水性が低くて走査率の高い信号を効率的に伝達し得る軟性フィルム１００ａ、１００ｂを得ることができる。
一実施例として、０％〜１００％までの相対湿度の変化に対応してポリイミドは最大０.２８％内外の寸法変化を示し、液晶ポリマーは０.０１％程度の寸法の変化を見せる。したがって、水分吸水性による寸法の安全性の側面が優秀な液晶ポリマーで前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを形成することが好ましい。
金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂ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、第１金属層１２０ａ、１２０ｂおよび第２金属層１３０ａ、１３０ｂを含む。前記金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂはスパッタリング方式、無電解メッキ方式、または電解メッキ方式などで形成することができる。一実施例として、第１金属層１２０ａ、１２０ｂはスパッタリング方式または無電解メッキ方式で形成することができて、第２金属層１３０ａ、１３０ｂは電解メッキ方式で形成することができる。
次の表１は絶縁フィルムの厚さが３８μｍである場合を基準として金属層の厚さによる効果を実験した結果である。
表１を参照すると、第１金属層１２０ａ、１２０ｂと第２金属層１３０ａ、１３０ｂとの厚さの和が前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの厚さと１:１.５〜１:１０の比率を有するように無電解メッキおよび電解メッキ工程を行うことが好ましい。前記金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂの厚さが前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの厚さの１/１０より薄く形成されると、前記金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂの剥離強度が低くなって前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂと容易に分離されるか、または前記金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂに形成される回路パターンの寸法の安全性が低下することがある。一方、前記金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂの厚さが前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂの厚さの２/３より太いと、前記軟性フィルム１００ａの軟性が低下するか、またはメッキ時間が長くなることでメッキ溶液の副成分によって前記金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂが損傷されることがある。
特に、前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂは１００ｎｍ内外、前記第２金属層１３０ａ、１３０ｂは９μｍ内外の厚さで形成することができる。この時、前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂの厚さが細すぎる場合、回路パターンおよび接合層を形成する過程で前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂが前記接合層に置換されることがあるため、前記第１金属層１２０ａ、１２０ａは所定の厚さ以上で形成することが好ましい。
前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂは絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂ上に形成されるシード層（Seed layer）であって、ニッケル、クロム、金、または銅を含むことができる。ニッケルとクロムとの合金で第１金属層１２０ａ、１２０ｂを形成する場合にはスパッタリング方式を利用することができて、金または銅で第１金属層１２０ａ、１２０ｂを形成する場合には無電解メッキ方式を利用することができる。
前記無電解メッキ方式は絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを金属イオンが含まれた無電解メッキ液に浸漬し、化学還元剤を追加して金属イオンを析出することで前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂを形成する方式である。前記無電解メッキ液に前記絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを浸漬する時間を調節して前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂの厚さを調節することができる。
前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂの厚さは前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂの形成方式により異なることがある。スパッタリング方式を利用する場合には、３０ｎｍ内外の厚さ（ニッケル層と銅層とを合わせて）に前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂを形成することができて、無電解メッキ方式を利用する場合には、０.１μｍ内外の厚さに第１金属層１２０ａ、１２０ｂを形成することができる。
前記第２金属層１３０ａ、１３０ｂは電解メッキ方式で形成することができる。一実施例として、硫酸銅水溶液を含む電解メッキ溶液に前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂが形成された絶縁フィルム１１０ａ、１１０ｂを浸漬し、所定の電流を加えることで第２金属層１３０ａ、１３０ｂを形成する。前記電流の強さおよび電流を加える時間を調節することで前記第２金属層１３０ａ、１３０ｂの厚さを調節することができる。前記第２金属層１３０ａ、１３０ｂは４〜１３μｍ内外の厚さに形成することが好ましい。
前記金属層１２０ａ〜１３０ａ、１２０ｂ〜１３０ｂをエッチングして回路パターンを形成すると、該回路パターンを保護するために前記第２金属層１３０ａ、１３０ｂ上に接着層として保護フィルムを付着する。該保護フィルムは回路パターンを保護し得る絶縁物質を含むことができて、一実施例としてテレフタル酸ポリエチレン（Polyethylene Terephthalate、ＰＥＴ）を含むことができる。
保護フィルムを前記第２金属層１３０ａ、１３０ｂに付着する接着層はエポキシ（Epoxy）を含むことができて、２〜１０μｍの厚さで形成することができる。接着層の厚さが２μｍより細いと、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、接着層の厚さが１０μｍより太いと、生産単価が増加して製造工程で時間が長引き、保護フィルムを除去することが難しいことがある。
図１ｃおよび図１ｄは３層構造を有する軟性フィルムを示した図である。図１ｃに示した軟性フィルム１００ｃは３層構造を有する断面軟性フィルム１００ｃを示した図で、図１ｄは３層構造を有する両面軟性フィルム１００ｄを示した図である。
３層構造の軟性フィルム１００ｃ、１００ｄは絶縁フィルム１１０ｃ、１１０ｄ上に配置される第１金属層１２０ｃ、１２０ｄ、第１金属層１２０ｃ、１２０ｄ上に配置される第２金属層１３０ｃ、１３０ｄ、および第２金属層１３０ｃ、１３０ｄ上に配置される第３金属層１４０ｃ、１４０ｄを含む。前記第１金属層１２０ｃ、１２０ｄおよび第２金属層１３０ｃ、１３０ｄはスパッタリング方式によって形成することができて、前記第３金属層１４０ｃ、１４０ｄは電解メッキ方式によって形成することができる。
一実施例としてスパッタリング方式で前記第１金属層１２０ｃ、１２０ｄを形成する場合、前記第１金属層１２０ｃ、１２０ｄはニッケルとクロムとの合金で形成することができて、好ましくは、ニッケル９３％とクロム７％、またはニッケル９７％とクロム３％との合金を利用することができる。ニッケルとクロムとの合金で形成される第１金属層１２０ｃ、１２０ｄは７〜２０ｎｍの厚さに形成することが好ましい。
前記第１金属層１２０ｃ、１２０ｄをニッケルとクロムとの合金で形成する場合、ニッケルとクロム合金の高い電気抵抗により第３金属層１４０ｃ、１４０ｄを形成する電解メッキ工程の効率が低下することがある。したがって、電気抵抗が高い金属で前記第２金属層１３０ｃ、１３０ｄを形成することで、前記電解メッキ工程の効率を上げることができる。
前記第１金属層１２０ｃ、１２０ｄが電気抵抗の高いニッケルとクロムとの合金で形成される場合、電気抵抗を低めるために前記第３金属層１４０ｃ、１４０ｄを形成する前に前記第１金属層１２０ｃ、１２０ｄ上に電気導電性の良い金属で前記第２金属層１３０ｃ、１３０ｄをスパッタリング方式で形成することができる。この時、前記第２金属層１３０ｃ、１３０ｄは銅などで形成することが好ましく、前記第２金属層１３０ｃ、１３０ｄの厚さは前記第１金属層１２０ａ、１２０ｂの厚さと合わせて１００ｎｍ内外であることが好ましい。
前記第３金属層１４０ｃ、１４０ｄは電気導電性の高い金または銅などを含むことができて、電解メッキ方式で形成される。前記第３金属層１４０ｃ、１４０ｄが形成されると、表示装置の駆動部から伝達される電気信号を基板の電極に伝達する回路パターンを形成する。一実施例として、前記回路パターンは金属層１２０ｃ〜１４０ｃ、１２０ｄ〜１４０ｄをエッチングすることで形成することができる。
図１ｅおよび図１ｆは１層構造を有する軟性フィルムを示した図である。図１ｅに示した軟性フィルム１００ｅは１層構造を有する断面軟性フィルム１００ｅを示した図で、図１ｆは１層構造を有する両面軟性フィルム１００ｆを示した図である。
前記１層構造の軟性フィルム１００ｅ、１００ｆは前記絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆ上に配置される一つの金属層１２０ｅ、１２０ｆを含む。これら金属層１２０ｅ、１２０ｆはキャスティングまたは積層方式（laminating）によって形成することができる。この時、前記金属層１２０ｅ、１２０ｆは表示装置で電気信号を効率的に伝達するために電気導電性の良い銅などを含むことができる。
積層方式は絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆ上に接着剤を塗布してオーブンで焼いて接着層を固定した後、前記絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆ上に金属層１２０ｅ、１２０ｆを位置させた後、プレス加工して軟性フィルム１００ｅ、１００ｆを製造する方法である。一方、キャスティング方式は前記金属層１２０ｅ、１２０ｆ上に液状絶縁フィルム１１０ｅ、１１０ｆの前駆体を数層で塗布し、高温のオーブンで乾燥、硬化させて軟性フィルム１００ｅ、１００ｆを製造する方法である。
キャスティング方式または積層方式で前記金属層１２０ｅ、１２０ｆを形成すると、これら金属層１２０ｅ、１２０ｆに表示装置の駆動部から伝達される電気信号を基板の電極に伝達する回路パターンを形成する。一実施例として、前記回路パターンは前記金属層１２０ｅ、１２０ｆをエッチングすることで形成することができる。
図２ａおよび図２ｂは本発明の一実施例による軟性フィルムを含むＴＣＰ（Tape-Carrier-Package）を示した図である。図２ａを参照すると、本実施例によるＴＣＰ２００は軟性フィルム２１０、該軟性フィルム２１０に形成される回路パターン２２０、および前記軟性フィルム２１０上に配置されて前記回路パターン２２０と連結される集積回路チップ２３０を含む。
前記軟性フィルム２１０は絶縁フィルムおよび該絶縁フィルム上に形成される金属層を含む。絶縁フィルムは前記軟性フィルム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の高分子物質を含むことができる。絶縁フィルムは前記軟性フィルム２１０の物理的な特性に大きい影響を及ぼすため、高い耐熱性と熱膨張計数、寸法の安全性、および低い水分吸水性などの物理的な特性を有することが好ましい。
絶縁フィルムはＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２の試験条件で０.０１〜３.５％の水分吸水性を有する材料で形成することが好ましい。絶縁フィルムの水分吸水性が３.５％より大きいと、水分吸収による軟性フィルム２１０の誘電率の増加によって寄生容量などによるインピーダンスが増加してＴＣＰ２００が走査率の高い 信号を効率的に伝達することができない。一方、絶縁フィルムの水分吸水性が０.０１％より小さいと、ＴＣＰ２００周囲の水分が金属層に形成される回路パターン２２０または集積回路チップ２３０に浸透してＴＣＰ２００の動作に致命的な損傷を与えることがある。
金属層は絶縁フィルム上に形成され、１層構造、２層構造、または３層構造を有することができる。１層構造で金属層を形成する場合、金属層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で形成することができて、キャスティング方式または積層方式で形成することができる。
２層構造の金属層は絶縁フィルム上に形成される第１金属層および該第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金属層は無電解メッキ方式またはスパッタリング方式で形成することができて、第２金属層は電解メッキ方式で形成することができる。
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て、第２金属層を形成する電解メッキ工程の効率性を考慮して電気導電性の優秀な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で第１金属層を形成する場合には、ニッケルとクロムとの合金で形成することができて、無電解メッキ方式で第１金属層を形成する場合にはニッケルまたは銅で形成することができる。
無電解メッキ方式で第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メッキ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金属層を無電解メッキすることができる。前記還元剤としては、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。一方、ニッケルで第１金属層を無電解メッキする場合、硫酸ニッケル水溶液に絶縁フィルムを浸漬し、還元剤として次亜リン酸ナトリウム（ＮａＨ２Ｐ０２）を利用してニッケルイオンを析出することで第１金属層を形成することができる。
第２金属層は硫酸銅水溶液成分を含む電解メッキ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で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金属層の厚さ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金属層および第２金属層をエッチングすることで回路パターン２２０を形成する。
前記軟性フィルム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、およ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。前記回路パターン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異なることがあるが、通常的に前記インナーリード２２０ａは４０μｍ内外、アウターリード２２０ｂは６０μｍ内外のピッチを有する。
図２ｂは図２ａに示したＴＣＰの２-２’方向の断面を示した断面図である。図２ｂを参照すると、本実施例によるＴＣＰ２００は軟性フィルム２１０、集積回路チップ２３０、および軟性フィルム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。
前記軟性フィルム２１０は絶縁フィルム２１２、該絶縁フィルム２１２上に形成される金属層２１４を含む。前記絶縁フィルム２１２は前記軟性フィルム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高分子物質を含むことができる。前記絶縁フィルム２１２が水分を吸収する場合、誘電率が増加して走査率の高い信号伝達の効率性が低下することがあるため、ＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２の試験条件で０.０１〜３.５％の水分吸水性を有する高分子物質で絶縁フィルム２１２を形成することが好ましい。
前記金属層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、本実施例においては、前記金属層２１４が第１金属層および第２金属層を含む２層構造であると仮定する。第１金属層はニッケル、金、クロム、または銅などで無電解メッキ方式により形成することができて、第２金属層は金、または銅などで電解メッキ方式により形成することができる。この時、第２金属層を形成する電解メッキ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。
前記集積回路チップ２３０は前記金属層２１４をエッチングすることで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。本実施例においては、前記集積回路チップ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。前記集積回路チップ２３０が配置される領域に前記デバイスホール２５０を形成し、前記集積回路チップ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、前記集積回路チップ２３０の金バンプ２４０と前記フライングリードとを連結する。前記フライングリードには錫をメッキすることができて、熱または超音波を利用して錫がメッキされたフライングリードと金バンプ２４０の間にＡｕ-Ｓｎ結合を形成することができる。
図３ａおよび図３ｂは本発明の一実施例による軟性フィルムを含むＣＯＦ（Chip-On-Film）を示した図である。図３ａを参照すると、本実施例によるＣＯＦ３００は軟性フィルム３１０、該軟性フィルム３１０上に印刷される回路パターン３２０、および該回路パターン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。
前記軟性フィルム３１０は絶縁フィルム、および該絶縁フィルム上に形成される金属層を含む。前記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の高分子物質を含むことができる。前記絶縁フィルムは軟性フィルム３１０の物理的な特性に大きい影響を及ぼすため、高い耐熱性と熱膨張計数、寸法の安全性、および低い水分吸水性を有する高分子物質を含むことが好ましい。
絶縁フィルムの水分吸水性はＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２の試験条件で０.０１〜３.５％の値を有することが好ましい。
表２を参照すると、絶縁フィルムの水分吸水性が３.５％より大きいと、水分吸収による軟性フィルム３１０の誘電率の増加によって寄生容量などによるインピーダンスが増加してＣＯＦ３００が走査率の高い信号を効率的に伝達することができない。一方、絶縁フィルムの水分吸水性が０.０１％より小さいと、ＣＯＦ３００周囲の水分が金属層に形成される回路パターン３２０または集積回路チップ３３０に浸透してＣＯＦ３００の動作を阻害することがある。
絶縁フィルム上にスパッタリング方式、無電解メッキ方式、または電解メッキ方式などを利用して金属層を形成する。該金属層をエッチングすることで回路パターン３２０が形成され、該回路パターン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３２０ｂおよび集積回路チップ３３０と連結されるインナーリード３２０ａを含む。前記アウターリード３２０ｂは前記駆動部またはパネルと異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film、ＡＣＦ）を通じて連結されることができる。
前記アウターリード３２０ｂはＯＬＢ（Outer Lead Bonding）パッドを通じて表示装置の駆動部またはパネルと連結され、前記インナーリード３２０ａはＩＬＢ（Inner Lead Bonding）パッドを通じて前記集積回路チップ３３０と連結されることができる。特に、インナーリード３２０ａ上に錫層をメッキし、前記集積回路チップ３３０の金バンプと前記錫層に熱または超音波を加えてＡｕ-Ｓｎ結合を形成することで前記集積回路チップ３３０とインナーリード３２０ａとを連結することができる。
一方、金属層は第１金属層および第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メッキ方式で形成することができて、ニッケル、クロム、金、または銅などを含む。第２金属層は電解メッキ方式で形成することができて、金、または銅などを含む。第２金属層を形成する電解メッキ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。
図３ｂは図３ａに示したＣＯＦの３-３’方向の断面を示した断面図である。図３ｂを参照すると、本実施例によるＣＯＦ３００は絶縁フィルム３１２と該絶縁フィルム３１２上に形成される金属層３１４を含む軟性フィルム３１０、前記金属層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、および該集積回路チップ３３０と前記回路パターン３２０とを連結する金バンプ３４０を含む。
前記絶縁フィルム３１２は前記軟性フィルム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の高分子物質を含むことができる。最近、高画質放送の提供が増えるにつれて１２０Ｈｚの高い走査率を有する画像信号を伝達しなければならないため、前記絶縁フィルム３１２は水分吸水性の低い物質で形成することが好ましい。一実施例としては、ＩＰＣ ＴＭ-６５０ ２.６.２試験条件で０.０１％〜０.３％の水分吸水性を有する高分子物質で前記絶縁フィルム３１２を形成し、前記軟性フィルム３１０の信号伝達の効率を上げることができる。
前記金属層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、前記絶縁フィルム３１２上に形成される第１金属層、および該第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メッキ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て、第２金属層は電解メッキ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で形成する場合、ニッケルとクロムとの合金で形成することができて、無電解メッキ方式を利用して第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金属層の厚さには制限がないが、ニッケルとクロムとの合金で形成する場合には３０ｎｍ内外、銅で形成する場合には０.１μｍ内外の厚さで形成することが好ましい。
無電解メッキ方式は前記絶縁フィルム３１２を金属イオンを含む無電解メッキ液に浸漬して化学還元剤を追加して金属イオンを析出することで金属層を形成する方式である。前記絶縁フィルム３１２を無電解メッキ液に浸漬する時間を調節することで第１金属層の厚さを調節することができる。
第２金属層は電解メッキ液に所定の電流を印加して電解メッキ液に含まれた金属イオンを析出する電解メッキ方式によって形成することができる。電流の強さおよび電流を印加する時間を調節して第２金属層の厚さを調節することができて、好ましくは、４〜１３μｍの厚さで第２金属層を形成することができる。
前記集積回路チップ３３０は前記回路パターン３２０のインナーリード３２０ａと連結されて表示装置の駆動部から伝達される画像信号をパネルに伝送する。前記インナーリード３２０ａはＣＯＦ３００と連結される表示装置の解像度により異なるピッチを有することがある。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３２０ａを形成する。前記集積回路チップ３３０は前記金バンプ３４０を通じてインナーリード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とは異なってデバイスホール２５０が形成されない。該デバイスホール２５０を形成しないことで前記ＣＯＦ３００はＴＣＰ２００のフライングリードの存在によるファインピッチ（fine pitch）対応の問題点を克服することができて、軟性が優秀でベンディング（Bending）のための別途のスリットを形成する必要がないから、製造工程の効率を上げることができる。一実施例として、ＴＣＰ２００で４０μｍ内外のピッチを有するリードを形成することに対し、ＣＯＦ３００では３０μｍ内外のピッチを有するリードを形成することができるから、解像度の高い表示装置に適用するのに有利である。
図４は本発明の一実施例による表示装置を示した図である。図４を参照すると、本実施例による表示装置４００は画像を示すパネル４１０、該パネル４１０に画像信号を印加する駆動部４２０、４３０、前記パネル４１０と駆動部４２０、４３０とを連結する軟性フィルム４４０、および該軟性フィルム４４０をパネル４１０または前記駆動部４２０、４３０と付着する導電性フィルム４５０を含む。
本実施例による表示装置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）であり得る。
前記パネル４１０は画像を示す多数の画素を含む。前記パネル４１０には前記駆動部４２０、４３０と連結される多数の電極が配置され、これら電極が交差する領域に画素が形成される。前記電極は第１電極４１０ａ、および該第１電極４１０ａと交差する方向に形成される第２電極４１０ｂを含むことができて、一実施例として前記第１電極４１０ａは水平方向、前記第２電極４１０ｂは垂直方向に形成されることができる。
前記駆動部４２０、４３０はスキャンドライバ４２０、およびデータドライバ４３０を含むことができて、前記パネル４１０に形成された第１電極４１０ａおよび第２電極４１０ｂと連結されることができる。
前記スキャンドライバ４２０は前記第１電極４１０ａにスキャン信号を印加して前記データドライバ４３０が垂直方向に配列された第２電極４１０ｂにデータ信号を伝送し得るようにする。前記スキャンドライバ４２０が前記第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にデータ信号を印加し得るようになり、データドライバ４３０から伝送されるデータ信号により画像がパネル４００に表示される。前記スキャンドライバ４２０およびデータドライバ４３０から伝送される信号は前記軟性フィルム４４０を通じてパネル４００の電極に伝達される。
前記軟性フィルム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、該絶縁フィルム上に形成される金属層、および該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。前記駆動部４２０、４３０で印加する画像信号は前記軟性フィルム４４０の回路パターンおよび集積回路チップを通じて前記パネル４１０の電極に伝達される。前記軟性フィルム４４０は前記パネル４１０および駆動部４２０、４３０と導電性フィルム４５０で連結されることができる。
該導電性フィルム４５０は接着性を有する薄膜状のフィルムであって、前記軟性フィルム４４０とパネルの間、および駆動部４２０、４３０と軟性フィルム４４０の間に配置される。一実施例として、前記導電性フィルム４５０は異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film、ＡＣＦ）であり得る。
図５は図４に示した表示装置のＡ-Ａ'の断面を示した断面図である。
図５を参照すると、本実施例による表示装置５００は画像を示すパネル５１０、該パネル５１０に画像信号を印加する駆動部５３０、該駆動部５３０と前記パネル５１０とを連結する軟性フィルム５４０、および該軟性フィルム５４０を前記駆動部５４０およびパネル５１０と電気的に連結する伝導性フィルム５５０を含む。
また、本実施例による表示装置５００は前記軟性フィルム５４０と伝導性フィルム５５０とが連結される領域を密封する樹脂５６０をさらに含むことができる。該樹脂５６０は絶縁物質で形成することができて、前記軟性フィルム５４０と伝導性フィルム５５０とが連結される領域に流入される不純物を遮断することで前記パネル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て寿命を延ばす。
本図面には示していないが、前記パネル５１０は横方向に配置される多数のスキャン電極およびこれら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に示した伝導性フィルム５５０を通じて前記軟性フィルム５４０と連結され、前記データドライバ５３０から印加される画像信号を受信し、それにより画像を示す。
前記データドライバ５３０は基板５３０ａ上に形成される駆動ＩＣ５３０ｂ、および該駆動ＩＣ５３０ｂを保護する保護樹脂５３０ｃを含む。該保護樹脂５３０ｃは絶縁性を有する物質で形成することができて、前記基板５３０ａ上に形成される回路パターン（図示せず）および駆動ＩＣ５３０ｂを外部から流入される不純物から遮断する。該駆動ＩＣ５３０ｂは表示装置５００の制御部（図示せず）から伝送される制御信号により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。
該パネル５１０とデータドライバ５３０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、該ベースフィルム５４０ａ上に形成される金属薄膜５４０ｂ、該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、および前記回路パターンとＩＣ５４０ｃを密封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例による表示装置を示した図である。
伝導性フィルム６５０を通じて軟性フィルム６４０がパネル６１０および駆動部６２０、６３０と付着されると、前記伝導性フィルム６５０と付着された軟性フィルム６４０を樹脂６６０で密封することができる。図６を参照すると、前記伝導性フィルム６５０に付着された軟性フィルム６４０の領域を前記樹脂６６０で密封して連結された領域の破損を防止し、外部から流入される不純物を遮断することができる。
以上、説明した内容を通じて当業者であれば本発明の技術事象を外れない範囲で変更が可能であり、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限るのではなく、特許請求範囲により定めるはずである。
本発明の一実施例による軟性フィルムを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを含むＴＣＰを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを含むＴＣＰを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを含むＣＯＦを示した図である。 本発明の一実施例による軟性フィルムを含むＣＯＦを示した図である。 本発明の一実施例による表示装置を示した図である。 図４の表示装置のＡ-Ａ’断面を示した図である。 本発明の他の実施例による表示装置を示した図である。
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
１３０ａ〜１３０ｄ 第２金属層
１５０ｃ〜１５０ｄ 第３金属層
１４０ａ〜１４０ｆ ホール
２００ ＴＣＰ
３００ ＣＯＦ

Claims (19)

  1. 絶縁フィルムと、
    該絶縁フィルム上に配置される金属層とを含み、
    前記絶縁フィルムの水分吸水性が０.０１〜３.５％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、および液晶ポリマーのうち少なくとも一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、クロム、金、および銅のうち少なくとも一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電解メッキされた第１金属層と、
    該第１金属層上に電解メッキされた第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. 前記金属層の厚さは前記絶縁フィルムの厚さと１:１.５〜１:１０の比率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、
    該絶縁フィルム上に配置されてその上に形成される回路パターンを含む金属層と、
    該金属層上に配置される集積回路チップとを含み、
    前記絶縁フィルムの水分吸水性が０.０１〜３.５％で、前記集積回路チップが前記回路パターンに連結される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、および液晶ポリマーのうち少なくとも一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. 前記金属層は、
    前記絶縁フィルム上に電解メッキされた第１金属層と、
    該第１金属層上に電解メッキされた第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。
  10. 前記金属層上に形成された金バンプをさらに含み、
    前記集積回路チップは前記金バンプを貫通して前記回路パターンに連結されることを特徴とする請求項６に記載の軟性フィルム。
  11. 前記金属層の厚さは前記絶縁フィルムの厚さと１:１.５〜１:１０の比率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. 前記第１金属層と前記第２金属層との厚さの和が前記第３金属層の厚さと１:５〜１:１２０の比率を有することを特徴とする請求項９に記載の軟性フィルム。
  13. パネルと、
    駆動部と、
    前記パネルと前記駆動部の間に配置される軟性フィルムとを含み、
    該軟性フィルムは、
    絶縁フィルムと、
    該絶縁フィルム上に配置されてその上に形成される回路パターンを含む金属層と、
    該金属層上に配置される集積回路チップとを含み、
    前記絶縁フィルムの水分吸水性が０.０１〜３.５％であることを特徴とする表示装置。
  14. 前記パネルは、
    第１電極と、
    該第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ることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
  15. 前記金属層は、前記絶縁フィルム上に電解メッキされた第１金属層と、
    前記第１金属層上に電解メッキされた第２金属層とを含むことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
  16. 前記金属層の厚さは前記絶縁フィルムの厚さと１:１.５〜１:１０の比率を有することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
  17. 前記パネルと、前記駆動部のうち少なくとも一つを前記軟性フィルムに連結する伝導性フィルムとをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
  18. 前記伝導性フィルムは異方性伝導フィルムであることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
  19. 前記伝導性フィルムに接触されている前記軟性フィルムの一部分を密封する樹脂をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
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