KR20090071360A - 연성 필름 - Google Patents

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KR20090071360A
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김대성
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Abstract

본 발명은 연성 필름에 관한 것이다. 본 발명에 따른 연성 필름은 절연 필름, 절연 필름 상에 형성되는 제 1 금속층, 및 제 1 금속층 상에 형성되는 제 2 금속층을 포함하고, 제 1 금속층이 형성되는 절연 필름의 표면이 개질 처리되며, 절연 필름의 탁도가 2 내지 25%인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 절연 필름의 탁도가 2 내지 25%가 되도록 절연 필름의 표면을 개질 처리함으로써 금속층과 절연 필름의 박리 강도를 증가하고, 연성 필름에 형성되는 회로 패턴을 용이하게 검사할 수 있다.
연성 필름, 절연 필름, 탁도, 폴리이미드, 액정 폴리머

Description

연성 필름{Flexible Film}
본 발명은 연성 필름에 관한 것으로서, 탁도가 2 내지 25%가 되도록 표면이 개질 처리되는 절연 필름 상에 금속층을 형성함으로써, 내열성, 치수 안정성, 및 인장 강도 등을 향상할 수 있는 연성 필름에 관한 것이다.
평판 디스플레이 기술이 발달하면서, 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Device, OLED) 등과 같은 여러 종류의 평판 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 평판 디스플레이는 구동부 및 패널을 포함하며, 구동부에서 전달하는 화상 신호가 패널에 포함되는 다수의 전극에 전달됨으로써, 화상을 표시한다.
평판 디스플레이에 포함되는 구동부는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)일 수 있으며, 패널에 포함되는 다수의 전극에 화상 신호를 인가하여 패널에 화상을 표시한다. 구동부에서 인가하는 화상 신호는 COG(Chip-On-Glass) 방식 등에 의해 패널의 전극으로 전달된다.
본 발명의 목적은, 탁도가 2 내지 25%의 값을 갖도록 표면이 개질 처리되는 절연 필름 상에 금속층 및 회로 패턴을 형성함으로써, 박리 강도가 우수함과 동시에 회로 패턴을 용이하게 검사할 수 있는 연성 필름을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 연성 필름은, 절연 필름, 및 상기 절연 필름 상에 형성되는 금속층을 포함하고, 상기 절연 필름의 탁도(Haze)는 2 내지 25% 인 것을 특징으로 한다.
또한, 금속층은 절연 필름 상에 배치되는 제 1 금속층 및 제 1 금속층 상에 배치되는 제 2 금속층을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 탁도가 2 내지 25%의 값을 갖도록 절연 필름의 표면을 개질 처리함으로써, 연성 필름의 박리 강도, 치수 안정성 등의 물리적 특성을 향상하고, 금속층에 형성되는 회로 패턴을 보다 용이하게 검사할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일실시예에 따른 연성 필름의 단면을 도시한 도이다. 연성 필름(100a, 100b)은 TAB(Tape Automated Bonding) 방식의 표시 장치가 포함하는 구동부에서 인가하는 화상 신호를 패널의 전극으로 전달한다.
연성 필름(100a, 100b)은 절연성을 갖는 필름 상에 금속층을 형성하고, 금속층에 회로 패턴을 인쇄함으로써 구동부에서 인가하는 화상 신호를 패널의 전극으로 전달한다. 따라서, TAB 방식에 사용되는 연성 필름의 회로 패턴은 구동부의 회로 및 패널의 전극과 연결되어 구동부에서 인가하는 신호를 패널로 전달한다.
도 1a 및 도 1b는 1층의 금속층(120a, 120b)을 포함하는 연성 필름(100a, 100b)을 도시한다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 실시예에 따른 연성 필름(100a, 100b)은 절연 필름(110a, 110b), 및 절연 필름(110a, 110b) 상에 형성되는 금속층(120a, 120b)을 포함한다.
절연 필름(110a, 110b)은 연성 필름(100a, 100b)의 베이스 필름으로서, 전기 절연성을 갖는 폴리이미드(Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 또는 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer) 등의 고분자 물질을 포함할 수 있다. 절연 필름(110a, 110b)의 두께는 15 내지 40㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 35 내지 38㎛일 수 있다. 상기 수치는 금속층(120a, 120b)과의 박리 강도를 고려하여 결정되는 수치로서, 일실시예로, 절연 필름(110a, 110b)과 금속층(120a, 120b)의 박리 강도를 높이기 위해 금속층(120a, 120b)이 배치되는 절연 필름(110a, 110b)의 표면(115a, 115b)을 개질 처리할 수 있다.
절연 필름(110a, 110b)의 표면(115a, 115b)은 플라즈마, 이온빔, 또는 알칼리 에칭 등을 이용하여 절연 필름(110a, 110b)의 표면을 개질 처리할 수 있다. 플라즈마를 이용하는 표면 처리는, 소정의 내부 압력을 갖는 챔버 내에 절연 필름(110a, 110b)을 배치하고, 전원을 이용하여 20 내지 1000W의 전력을 10초 내지 900초 가량 가함으로써 수행할 수 있다.
이온빔을 이용하는 경우, 수백 keV 내지 수 MeV의 에너지를 갖는 이온을 절연 필름(110a, 110b)에 조사한다. 조사된 이온이 절연 필름(110a, 110b)의 표면(115a, 115b)에 충돌하면서 절연 필름(110a, 110b)의 온도가 상승하고, 이온이 조사된 표면(115a, 115b)에는 많은 결함(defect)이 생김으로써 개질 처리된다. 알칼리 에칭은 수산화 이온(-OH)을 포함하는 용액, 예를 들어 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH) 등의 용액으로 절연 필름(110a, 110b) 표면(115a, 115b)을 에칭함으로써 표면 처리하는 방법이다.
절연 필름(110a, 110b)의 표면(115a, 115b)은 2 내지 25%의 탁도(Haze)를 가질 수 있는 범위 내에서 표면 처리하는 것이 바람직하다. 절연 필름(110a, 110b)의 탁도가 2%보다 작으면, 절연 필름(110a, 110b)의 광 투과성(Luminous Transmittance)이 증가함에 따라 금속층(120a~130a, 120b~130b)에 형성되는 회로 패턴의 테스트가 용이해지는 반면, 절연 필름(110a, 110b) 표면(115a, 115b)의 결함(defect)이 감소하여 금속층(120a, 120b)과의 박리 강도가 감소할 수 있다. 반대로, 절연 필름(110a, 110b)의 탁도가 25%보다 커지면, 박리 강도는 증가하는 반면에 광 투과성이 감소하여 회로 패턴의 테스트 공정의 효율성이 저하될 수 있다.
일실시예로, 절연 필름(110a, 110b) 표면(115a, 115b)의 개질 처리에 따른 탁도는 ASTM(America Society for Testing Material)의 D1003 규격에 따라 측정할 수 있다. 상기 ASTM D1003 규격에 따라 절연 필름(110a, 110b)을 50 mm 또는 100 mm의 크기를 갖는 샘플로 추출하여 탁도를 측정한다. 절연 필름(110a, 110b)의 개 질 처리를 용이하게 하고, 금속층(120a, 120b)과의 박리 강도를 고려하여 폴리이미드 또는 액정 폴리머 필름 등의 고분자 필름으로 절연 필름(110a, 110b)을 형성하는 것이 바람직하다.
액정 폴리머는 p-히드록시벤조산(p-hydroxybenzoic acid, 이하 "HBA"라 칭한다) 및 6-히드록시-2-나프토산(6-hydroxy-2-naphthoic acid, 이하 "HNA"라 칭한다)의 결합으로 형성될 수 있다. HBA는 하나의 벤젠 고리를 갖는 히드록시벤조산의 이성질체 중 하나로서, 무색의 고체 결정이며, HNA는 두 개의 벤젠 고리를 갖는 물질이다. HBA는 화학식 1에 나타낸 바와 같으며, HNA는 화학식 2에 나타낸 것과 같은 구조를 갖는다.
Figure 112008077668376-PAT00001
Figure 112008077668376-PAT00002
Figure 112008077668376-PAT00003
화학식 3은 HBA와 HNA가 결합하여 액정 폴리머를 형성하는 화학 반응을 나타낸 구조식이다. 액정 폴리머의 형성과정에서 HNA의 카르복시기(-OH)가 HBA의 아세틸기(CH3CHO)와 결합하여 아세트산(CH3COOH)을 형성한다. 상기 탈아세트산 반응은 HNA와 HBA의 혼합물을 약 200℃ 정도로 가열하는 반응일 수 있다.
액정 폴리머는, JIS C6471 규격에 따라 박리 강도를 테스트하는 경우, 1.1 kN/m 값을 나타내며, 폴리이미드는 0.3 내지 0.9 kN/m의 박리 강도를 갖는다. 따라서, 액정 폴리머 또는 폴리이미드를 포함하는 고분자 필름으로 절연 필름(110a, 110b)을 형성하고, 표면(115a, 115b)을 개질 처리한 후, 금속층(120a, 120b)을 형성함으로써 보다 우수한 박리 강도를 갖는 연성 필름(100a, 100b)을 얻을 수 있다.
금속층(120a, 120b)은 절연 필름(110a, 110b) 상에 형성되는 전도성 금속 박막층으로서, 본 실시예에서는 1층 구조의 금속층이 형성되는 것을 가정한다. 금속층(120a, 120b)은 라미네이팅 방식 또는 캐스팅 방식으로 형성할 수 있다.
캐스팅 방식을 이용하는 경우, 소정의 금속 박막 상에 액상의 절연 필름(110a, 110b)을 도포하고 고온의 오븐에서 건조하여 경화시킴으로써 절연 필름(110a, 110b) 상에 금속층(120a, 120b)을 형성할 수 있다. 한편, 라미네이팅 방식을 이용하여 절연 필름(110a, 110b) 상에 접착제를 도포하고 오븐에 구워 접착층을 고정한 후, 절연 필름(110a, 110b) 상에 금속층(120a, 120b)을 위치시키고 프레스 가공하여 연성 필름(100a, 100b)을 제조할 수 있다. 금속층(120a, 120b)은 니켈, 크롬, 금, 또는 구리를 포함할 수 있다.
금속층(120a, 120b)의 두께는 절연 필름(110a, 110b)의 두께와 연관되어 결정하는 것이 바람직하며, 일실시예로 4 내지 13㎛의 두께를 갖도록 금속층(120a, 120b)을 형성할 수 있다. 절연 필름(110a, 110b)이 15 내지 40㎛의 두께를 가질 수 있으므로, 금속층(120a, 120b)의 두께와 절연 필름(110a, 110b)의 두께는 1:1.5 내지 1:10의 비율을 가질 수 있다.
도 1c 및 도 1d는 2층의 금속층(120c~130c, 120d~130d)을 포함하는 연성 필름(100c, 100d)을 도시한다. 도 1c 및 도 1d를 참조하면, 본 실시예에 따른 연성 필름(100c, 100d)은 절연 필름(110c, 110d), 절연 필름(110a, 110b) 상에 배치되는 제 1 금속층(120c, 120d), 및 제 1 금속층(120c, 120d) 상에 배치되는 제 2 금속층(130c, 130d)을 포함한다.
제 1 금속층(120c, 120d)은 절연 필름(110c, 110d) 상에 스퍼터링 또는 무전해 도금 방식으로 형성될 수 있으며, 니켈, 크롬, 금, 또는 구리 등을 포함할 수 있다. 스퍼터링 방식을 이용하는 경우, 니켈과 크롬의 합금으로 제 1 금속층(120c, 120d)을 형성할 수 있으며, 제 1 금속층(120c, 120d)은 93 내지 97%의 비율로 니켈을 포함할 수 있다.
무전해 도금 방식을 이용하는 경우, 절연 필름(110c, 110d)을 소정의 금속 이온을 포함하는 무전해 도금액에 침지하고 환원제를 첨가하여 상기 금속 이온을 금속으로 석출함으로써 제 1 금속층(120c, 120d)을 형성할 수 있다. 일실시예로, 황산구리수용액에 절연 필름(110c, 110d)을 침지하고, 환원제로 포름알데히드(HCHO)를 추가하여 구리 이온을 구리로 석출함으로써, 구리를 포함하는 제 1 금속층(120c, 120d)을 형성할 수 있다. 다른 실시예로, 황산니켈수용액에 절연 필름(110c, 110d)을 침지하고, 환원제로 차아인산나트륨(NaH2PO2)을 이용함으로써 니켈을 포함하는 제 1 금속층(120c, 120d)을 형성할 수 있다.
제 2 금속층(130c, 130d)은 제 1 금속층(120c, 120d) 상에 형성되며, 금 또는 구리 등을 포함할 수 있다. 일실시예로, 제 2 금속층(130c, 130d)은 전류를 인가하여 금속 이온을 금속으로 석출하는 전해 도금 방식을 이용하여 형성할 수 있다. 전해 도금 방식을 이용하는 경우, 인가하는 전류의 양 및 전류를 인가하는 시간을 조절하여 제 2 금속층(130c, 130d)의 두께를 조절할 수 있다.
금속층(120c~130c, 120d~130d)의 두께는 특별한 제한은 없으나, 박리 강도 및 연성 필름(100c, 100d)의 특성을 절연 필름(110c, 110d)의 두께의 2/3배 내지 1/10배인 것이 바람직하다. 절연 필름(110c, 110d)의 두께가 35 내지 38㎛인 경우, 금속층(120c~130c, 120d~130d)을 4 내지 13㎛의 두께로 형성할 수 있으며, 일실시 예로 제 1 금속층(120c, 120d)은 100㎚ 내외, 제 2 금속층(130c, 130d)은 9㎛내외의 두께로 형성할 수 있다.
금속층(120c~130c, 120d~130d)과 절연 필름(110c, 110d)의 박리 강도를 높이기 위해, 금속층(120c~130c, 120d~130d)이 배치되는 절연 필름(110c, 110d)의 표면(115c, 115d)을 개질 처리할 수 있다. 일실시예로, 절연 필름(110c, 110d)의 탁도(Haze)가 2 내지 25%가 되도록 표면(115c, 115d)을 개질 처리할 수 있으며, 상기 언급한 플라즈마, 이온빔 또는 알칼리 에칭 등의 방법으로 개질 처리할 수 있다.
절연 필름(110c, 110d)의 탁도가 2%보다 작으면, 절연 필름(110c, 110d)의 광 투과성(Luminous Transmittance)이 증가함에 따라 금속층(120c~130c, 120d~130d)에 형성되는 회로 패턴의 테스트가 용이해지는 반면, 절연 필름(110c, 110d) 표면(115c, 115d)의 결함(defect)이 감소하여 금속층(120c~130c, 120d~130d)과의 박리 강도가 감소할 수 있다. 반대로, 절연 필름(110c, 110d)의 탁도가 25%보다 커지면, 박리 강도는 증가하는 반면에 광 투과성이 감소하여 회로 패턴의 테스트 공정의 효율성이 저하될 수 있다.
도 1e 및 도 1f는 3층의 금속층(120e~140e, 120f~140f)을 포함하는 연성 필름(100e, 100f)을 도시한다. 도 1e 및 도 1f를 참조하면, 본 실시예에 따른 연성 필름(100e, 100f)은 절연 필름(110e, 110f), 절연 필름(110e, 110f) 상에 배치되는 제 1 금속층(120e, 120f), 제 1 금속층(120e, 120f) 상에 배치되는 제 2 금속층(130e, 130f), 및 제 2 금속층(130e, 130f) 상에 배치되는 제 3 금속층(140e, 140f)을 포함한다.
제 1 금속층(120e, 120f)은 절연 필름(110e, 110f) 상에 스퍼터링 또는 무전해 도금 방식으로 형성될 수 있으며, 니켈, 크롬, 금, 또는 구리 등을 포함할 수 있다. 스퍼터링 방식을 이용하는 경우, 니켈과 크롬의 합금으로 제 1 금속층(120e, 120f)을 형성할 수 있으며, 제 1 금속층(120e, 120f)은 93 내지 97%의 비율로 니켈을 포함할 수 있다.
무전해 도금 방식을 이용하는 경우, 절연 필름(110e, 110f)을 소정의 금속 이온을 포함하는 무전해 도금액에 침지하고 환원제를 첨가하여 상기 금속 이온을 금속으로 석출함으로써 제 1 금속층(120e, 120f)을 형성할 수 있다. 일실시예로, 황산구리수용액에 절연 필름(110e, 110f)을 침지하고, 환원제로 포름알데히드(HCHO)를 추가하여 구리 이온을 구리로 석출함으로써, 구리를 포함하는 제 1 금속층(120e, 120f)을 형성할 수 있다. 다른 실시예로, 황산니켈수용액에 절연 필름(110e, 110f)을 침지하고, 환원제로 차아인산나트륨(NaH2PO2)을 이용함으로써 니켈을 포함하는 제 1 금속층(120e, 120f)을 형성할 수 있다.
제 2 금속층(130e, 130f)은 제 1 금속층(120e, 120f) 상에 스퍼터링 방식으로 형성할 수 있다. 특히, 제 1 금속층(120e, 120f)이 니켈과 크롬의 합금으로 형성되는 경우, 전기 저항이 낮은 구리로 제 2 금속층(130e, 130f)을 형성함으로써 제 3 금속층(140e, 140f)을 형성하는 전해 도금 공정의 효율을 높일 수 있다.
제 3 금속층(140e, 140f)은 전해 도금 공정을 이용하여 형성할 수 있으며, 전기 전도성이 우수한 금 또는 구리를 포함할 수 있다. 금속 이온을 포함하는 전해 도금 용액에 소정의 전류를 인가하여 상기 금속 이온을 금속으로 석출함으로써 제 3 금속층(140e, 140f)을 형성할 수 있다.
금속층(120e~140e, 120f~140f)의 두께는 절연 필름(110e, 110f)의 두께와 1:3 내지 1:10의 비율을 갖는 것이 바람직하다. 상기 비율은 연성 필름(100e, 100f)의 제품 특성, 박리 강도 등을 고려하여 결정될 수 있는 수치이며, 제 3 금속층(140e, 140f)까지 형성하면, 금속층(120e~140e, 120f~140f)을 에칭하여 회로 패턴을 형성하고, 상기 회로 패턴 상에 소정의 접합층을 형성한다.
일실시예로, 제 1 금속층(120e, 120f)은 7 내지 40㎚, 제 2 금속층(130e, 130f)은 80 내지 300㎚의 두께로 형성할 수 있다. 제 3 금속층(140e, 140f)은 절연 필름(110e, 110f)과의 박리 강도 및 연성 필름(100e, 100f)의 연성을 고려하여 금속층(120e~140e, 120f~140f)의 전체 두께가 4 내지 13㎛가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
금속층(120e~140e, 120f~140f)과 절연 필름(110e, 110f)의 박리 강도를 높이기 위해, 금속층(120e~140e, 120f~140f)이 배치되는 절연 필름(110e, 110f)의 표면(115e, 115f)을 개질 처리할 수 있다. 일실시예로, 절연 필름(110e, 110f)의 탁도(Haze)가 2 내지 25%가 되도록 표면(115e, 115f)을 개질 처리할 수 있으며, 상기 언급한 플라즈마, 이온빔 또는 알칼리 에칭 등의 방법으로 개질 처리할 수 있다.
절연 필름(110e, 110f)의 탁도가 2%보다 작으면, 절연 필름(110e, 110f)의 광 투과성(Luminous Transmittance)이 증가함에 따라 금속층(120e~140e, 120f~140f)에 형성되는 회로 패턴의 테스트가 용이해지는 반면, 절연 필름(110e, 110f) 표면(115e, 115f)의 결함(defect)이 감소하여 금속층(120e~140e, 120f~140f)과의 박리 강도가 감소할 수 있다. 반대로, 절연 필름(110e, 110f)의 탁도가 25%보다 커지면, 박리 강도는 증가하는 반면에 광 투과성이 감소하여 회로 패턴의 테스트 공정의 효율성이 저하될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 연성 필름을 포함하는 TCP(Tape-Carrier-Package)를 도시한 도이다. 도 2a를 참조하면, 본 실시예에 따른 TCP(200)는 연성 필름(210), 연성 필름(210)에 형성되는 회로 패턴(220), 및 연성 필름(210) 상에 배치되어 회로 패턴(220)과 연결되는 집적회로 칩(230)을 포함한다.
연성 필름(210)은 절연 필름 및 절연 필름 상에 형성되는 금속층을 포함한다. 절연 필름은 연성 필름(210)의 베이스 필름으로서, 절연성을 갖는 폴리이미드, 폴리에스테르, 또는 액정 폴리머 등의 고분자 물질을 포함할 수 있다. 절연 필름은 연성 필름(210)이 표시 장치의 구동부 및 패널과 연결되어 구부러지는 특성을 고려하여 금속층과의 박리 강도가 우수해야 한다.
절연 필름과 금속층의 박리 강도를 높이기 위해, 금속층을 형성하기 전 절연 필름을 개질 처리하여 절연 필름 표면에 결함(defect)을 형성할 수 있다. 절연 필름 표면에 결함이 형성되는 정도는, ASTM D1003 규격에 따라 절연 필름의 탁도를 측정함으로써 결정할 수 있으며, 절연 필름의 탁도가 2 내지 25%의 값을 갖도록 절연 필름의 표면에 결함을 형성하는 것이 바람직하다.
절연 필름의 탁도가 2%보다 작으면, 절연 필름 표면에 결함이 충분히 형성되 지 않아 절연 필름과 금속층의 박리 강도가 저하될 수 있다. 한편, 절연 필름의 탁도가 25%보다 크면, 절연 필름의 광 투과성이 저하되어 금속층에 형성되는 회로 패턴(220) 테스트 공정의 효율성이 저하되므로, 절연 필름의 탁도가 2 내지 25%가 되도록 절연 필름 표면을 개질 처리하는 것이 바람직하다.
특히, JIS C6471 규격에 따라 박리 강도를 측정하는 경우, 폴리이미드가 금속층과 0.3 내지 0.9kN/m의 박리 강도를 갖는 것에 비해 액정 폴리머는 1.1 kN/m의 박리 강도 값을 나타낸다. 따라서, 더욱 바람직하게는 액정 폴리머로 절연 필름을 형성할 수 있다.
금속층은 절연 필름 상에 형성되는 제 1 금속층, 및 제 1 금속층 상에 형성되는 제 2 금속층을 포함할 수 있다. 제 1 금속층은 무전해 도금 방식 또는 스퍼터링 방식으로 형성될 수 있으며, 제 2 금속층은 전해 도금 방식으로 형성될 수 있다.
제 1 금속층은 니켈, 크롬, 금, 또는 구리 등을 포함할 수 있으며, 제 2 금속층을 형성하는 전해 도금 공정의 효율성을 고려하여 전기 전도성이 우수한 금 또는 구리 등의 금속으로 형성하는 것이 바람직하다. 스퍼터링 방식으로 제 1 금속층을 형성하는 경우에는 니켈과 크롬의 합금으로 형성할 수 있으며, 이 때 제 2 금속층을 형성하는 전해 도금 공정의 효율성을 높이기 위해 제 1 금속층 상에 전기 저항이 낮은 구리 박막 층을 배치하여 3층 구조로 금속층을 형성할 수도 있다.
한편, 무전해 도금 방식으로 제 1 금속층을 형성하는 경우, 황산구리 수용액 성분을 포함하는 무전해 도금 용액에 절연 필름을 침지하고, 환원제를 이용하여 구 리 이온을 구리로 석출함으로써 제 1 금속층을 무전해 도금할 수 있다. 상기 환원제로는 포름알데히드(Formaldehyde, HCHO) 계열의 물질이 사용될 수 있다. 다른 실시예로, 황산니켈 수용액 성분을 포함하는 무전해 도금 용액에 절연 필름을 침지하고, 차아인산나트륨을 환원제로 이용하여 제 1 금속층을 니켈로 형성할 수 있다.
제 2 금속층은 황산구리 수용액 성분을 포함하는 전해 도금 용액에 소정의 전류를 인가하여 구리 이온을 구리로 석출함으로써 형성할 수 있다. 인가되는 전류의 양은 형성하고자 하는 제 2 금속층의 두께에 따라 조절할 수 있다. 제 2 금속층이 형성되면, 제 1 금속층 및 제 2 금속층을 에칭함으로써 회로 패턴(220)을 형성한다.
연성 필름(210)에 형성되는 회로 패턴(220)은 집적회로 칩(230)과 연결되는 Inner Lead(220a), 및 표시 장치의 구동부 또는 패널과 연결되는 Outer Lead(220b)를 포함할 수 있다. 회로 패턴(220)의 피치는 TCP(200)가 적용되는 표시 장치의 해상도 등에 따라 달라질 수 있으나, 통상적으로 Inner Lead(220a)는 40㎛ 내외, Outer Lead(220b)는 60㎛ 내외의 피치를 갖는다.
도 2b는 도 2a에 도시한 TCP의 2-2' 방향의 단면을 도시한 단면도이다. 도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 TCP(200)는 연성 필름(210), 집적회로 칩(230), 및 연성 필름(210)과 집적회로 칩(230)을 연결하는 금 범프(240)를 포함할 수 있다.
연성 필름(210)은 절연 필름(212), 절연 필름(212) 상에 형성되는 금속층(214)을 포함한다. 절연 필름(212)은 연성 필름(210)을 구성하는 기본 필름(Base film)으로서, 절연성을 갖는 폴리이미드, 폴리에스테르, 또는 액정 폴리머 등의 물질을 포함할 수 있다. 절연 필름(212)은 연성 필름(210)의 금속층(214)과의 박리 강도 및 회로 패턴(220) 테스트 고정의 효율성을 고려하여 2 내지 25%의 탁도를 갖도록 개질 처리되는 폴리이미드 또는 액정 폴리머로 형성하는 것이 바람직하다.
금속층(214)은 전기 전도성을 갖는 니켈, 크롬, 금, 또는 구리 등의 금속을 포함하는 박막 층으로서, 제 1 금속층 및 제 2 금속층을 포함하는 2층 구조로 형성될 수 있다. 제 1 금속층은 니켈, 금, 크롬, 또는 구리 등으로 무전해 도금 방식에 따라 형성될 수 있으며, 제 2 금속층은 금, 또는 구리 등으로 전해 도금 방식에 따라 형성될 수 있다. 이 때, 제 2 금속층을 형성하는 전해 도금 공정의 효율성을 고려하여 제 1 금속층을 니켈 또는 구리로 형성하는 것이 바람직하다.
집적회로 칩(230)은 금속층(214)을 에칭함으로써 형성되는 회로 패턴(220)과 연결되도록 연성 필름(210) 상에 배치된다. 본 실시예에서는, 집적회로 칩(230)이 배치되는 연성 필름(210)의 영역에 디바이스 홀(Device Hole, 250)이 형성된다. 집적회로 칩(230)이 배치되는 영역에 디바이스 홀(250)을 형성하고, 집적회로 칩(230)과 연결되는 회로 패턴(220)에 플라잉 리드(Flying Lead)라는 전극을 형성한 후, 집적회로 칩(230)의 금 범프(240)와 상기 플라잉 리드를 연결한다. 상기 플라잉 리드에는 주석이 도금될 수 있으며, 열 또는 초음파를 이용하여 주석이 도금된 플라잉 리드와 금 범프(240) 사이에 Au-Sn 결합을 형성할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 연성 필름을 포함하는 COF(Chip-On-Film)를 도시한 도이다. 도 3a를 참조하면, 본 실시예에 따른 COF(300)는 연성 필름(310), 연성 필름(310) 상에 인쇄되는 회로 패턴(320), 및 회로 패턴(320)과 연결되도록 연성 필름(310) 상에 부착되는 집적회로 칩(330)을 포함한다.
연성 필름(310)은 절연 필름, 및 절연 필름 상에 형성되는 금속층을 포함한다. 절연 필름은 연성 필름(310)의 베이스 필름으로서, 절연성을 갖는 폴리이미드, 폴리에스테르, 또는 액정 폴리머 등을 포함할 수 있다. 절연 필름은 연성 필름(210)이 표시 장치의 구동부 및 패널과 연결되어 구부러지는 특성을 고려하여 금속층과의 박리 강도가 우수해야 한다.
절연 필름과 금속층의 박리 강도를 높이기 위해, 금속층을 형성하기 전 절연 필름을 개질 처리하여 절연 필름 표면에 결함(defect)을 형성할 수 있다. 절연 필름 표면에 결함이 형성되는 정도는, ASTM D1003 규격에 따라 절연 필름의 탁도를 측정함으로써 결정할 수 있으며, 절연 필름의 탁도가 2 내지 25%의 값을 갖도록 결함을 형성하는 것이 바람직하다.
절연 필름의 탁도가 2%보다 작으면, 절연 필름 표면에 결함이 충분히 형성되지 않아 절연 필름과 금속층의 박리 강도가 저하될 수 있다. 한편, 절연 필름의 탁도가 25%보다 크면, 절연 필름의 광 투과성이 저하되어 금속층에 형성되는 회로 패턴(320) 테스트 공정의 효율성이 저하되므로, 절연 필름의 탁도가 2 내지 25%가 되도록 절연 필름 표면을 개질 처리하는 것이 바람직하다.
특히, JIS C6471 규격에 따라 박리 강도를 측정하는 경우, 폴리이미드는 금속층과 0.3 내지 0.9kN/m의 박리 강도를 가지며, 액정 폴리머는 1.1 kN/m의 박리 강도 값을 나타낸다. 따라서, 절연 필름이 포함하는 고분자 물질의 종류에 따라 절연 필름의 표면에 결함이 형성되는 영역을 다르게 할 수 있다.
절연 필름 상에 스퍼터링 방식, 무전해 도금 방식, 또는 전해 도금 방식 등을 이용하여 금속층을 형성한다. 상기 금속층을 에칭함으로써 회로 패턴(320)이 형성되며, 회로 패턴(320)은 표시 장치의 구동부 또는 패널과 연결되는 Outer Lead(320b) 및 집적회로 칩(330)과 연결되는 Inner Lead(320a)를 포함한다. Outer Lead(320b)는 상기 구동부 또는 패널과 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)를 통해 연결될 수 있다.
Outer Lead(320b)는 OLB(Outer Lead Bonding) 패드를 통해 표시 장치의 구동부 또는 패널과 연결되며, Inner Lead(320a)는 ILB(Inner Lead Bonding) 패드를 통해 집적회로 칩(330)과 연결될 수 있다. 특히, Inner Lead(320a) 상에 주석 층을 도금하고, 집적회로 칩(330)의 금 범프와 상기 주석 층에 열 또는 초음파를 가하여 Au-Sn 결합을 형성함으로써 집적회로 칩(330)과 Inner Lead(320a)를 연결할 수 있다.
한편, 금속층은 제 1 금속층 및 제 2 금속층을 포함하는 2층 구조를 가질 수 있다. 제 1 금속층은 스퍼터링 방식 또는 무전해 도금 방식으로 형성할 수 있으며, 니켈, 크롬, 금, 또는 구리 등을 포함한다. 제 2 금속층은 전해 도금 방식으로 형성할 수 있으며, 금, 또는 구리 등을 포함한다. 제 2 금속층을 형성하는 전해 도금 공정의 효율성을 높이기 위해 전기 저항이 낮은 구리 또는 니켈 등으로 제 1 금속층을 형성할 수 있다.
도 3b는 도 3a에 도시한 COF의 3-3' 방향의 단면을 도시한 단면도이다. 도 3b를 참조하면, 본 실시예에 따른 COF(300)는 절연 필름(312)과 절연 필름(312) 상에 형성되는 금속층(314)을 포함하는 연성 필름(310), 금속층(314)에 형성되는 회로 패턴(320)과 연결되는 집적회로 칩(330), 및 집적회로 칩(330)과 회로 패턴(320)을 연결하는 금 범프(340)를 포함한다.
절연 필름(312)은 연성 필름(310)에 포함되는 기본 필름으로서, 절연성을 갖는 폴리이미드, 폴리에스테르, 또는 액정 폴리머 등을 포함할 수 있다. 절연 필름(312) 표면은 금속층(314)과의 박리 강도를 향상하기 위해 이온빔, 플라즈마, 또는 알칼리 에칭 등의 방법을 이용하여 개질 처리되는 결함(defect)을 포함할 수 있으며, 특히 절연 필름(312)의 탁도가 2 내지 25%인 범위 내에서 표면 처리되는 것이 바람직하다.
금속층(314)은 전기 전도성을 갖는 금속으로 형성되는 박막 층으로서, 절연 필름(312) 상에 형성되는 제 1 금속층, 및 제 1 금속층 상에 형성되는 제 2 금속층을 포함할 수 있다. 제 1 금속층은 스퍼터링 방식 또는 무전해 도금 방식을 이용하여 니켈, 크롬, 금, 또는 구리로 형성할 수 있으며, 제 2 금속층은 전해 도금 방식을 이용하여 금 또는 구리로 형성할 수 있다.
제 1 금속층을 스퍼터링 방식으로 형성하는 경우, 니켈과 크롬의 합금으로 형성할 수 있으며, 무전해 도금 방식을 이용하여 제 1 금속층을 형성하는 경우 구리로 제 1 금속층을 형성할 수 있다. 제 1 금속층의 두께에는 제한이 없으나, 니켈과 크롬의 합금으로 형성하는 경우에는 30㎚ 내외, 구리로 형성하는 경우에는 0.1 ㎛ 내외의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
무전해 도금 방식은 절연 필름(312)을 금속 이온을 포함하는 무전해 도금액에 침지하고 화학 환원제를 추가하여 금속 이온을 석출함으로써 금속층을 형성하는 방식이다. 절연 필름(312)을 무전해 도금액에 침지하는 시간을 조절함으로써 제 1 금속층의 두께를 조절할 수 있다.
제 2 금속층은 전해 도금액에 소정의 전류를 인가하여 전해 도금액에 포함된 금속 이온을 석출하는 전해 도금 방식에 의해 형성될 수 있다. 전류의 세기 및 전류를 인가하는 시간을 조절하여 제 2 금속층의 두께를 조절할 수 있으며, 제 1 금속층의 두께와 합쳐 4 내지 13㎛의 두께를 갖도록 제 2 금속층을 형성할 수 있다.
집적회로 칩(330)은 회로 패턴(320)의 Inner Lead(320a)와 연결되어 표시 장치의 구동부에서 전달하는 화상 신호를 패널로 전송한다. Inner Lead(320a)는 COF(300)와 연결되는 표시 장치의 해상도에 따라 다른 피치를 가질 수 있다. 최근에는 표시 장치의 해상도 증가에 따라 30㎛ 내외의 피치로 Inner Lead(320a)를 형성한다. 집적회로 칩(330)은 금 범프(340)를 통해 Inner Lead(320a)와 연결될 수 있다.
도 3b를 참조하면, COF(300)에는 TCP(200)와 달리 디바이스 홀(250)이 형성되지 않는다. 디바이스 홀(250)을 형성하지 않음으로써, COF(300)는 TCP(200)의 플라잉 리드 존재에 따른 Fine Pitch 대응의 문제점을 극복할 수 있으며, 연성이 우수하여 벤딩(Bending)을 위한 별도의 슬릿을 형성할 필요가 없으므로 제조 공정의 효율을 높일 수 있다. 일실시예로, TCP(200)에서 40㎛ 내외의 피치를 갖는 Lead를 형성함에 비해, COF(300)에서는 30㎛ 내외의 피치를 갖는 Lead를 형성할 수 있으므로, 해상도가 높은 표시 장치에 적용하는데 있어서 유리하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일실시예에 따른 연성 필름의 단면을 도시한 단면도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 연성 필름을 포함하는 TCP를 도시한 도, 및
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 연성 필름을 포함하는 COF를 도시한 도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
100a~100f : 연성 필름 110a~110f : 절연 필름
120a~120f : 제 1 금속층 130c~130f : 제 2 금속층
140e~140f : 제 3 금속층 200 : TCP
300 : COF 400 : 표시 장치

Claims (5)

  1. 절연 필름; 및
    상기 절연 필름 상에 형성되는 금속층; 을 포함하고,
    상기 절연 필름의 탁도(Haze)는 2 내지 25% 인 것을 특징으로 하는 연성 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 필름은 폴리이미드, 폴리에스테르, 및 액정 폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층은 니켈, 크롬, 금, 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 금속층은,
    상기 절연 필름 상에 배치되는 제 1 금속층; 및
    상기 제 1 금속층 상에 배치되는 제 2 금속층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 필름은,
    상기 금속층이 형성되는 표면이 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 연성 필름.
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