(57)【要約】【課題】本発明は、ＣＯＦ（chip on film）技術を利用した電子機器、例えば、液晶テレビに関する。【解決手段】本発明の回路基板は、基板と、前記基板上の、第一の金属層及び第二の金属層と、前記第一の金属層上に形成された接着剤及び第一の接続部と、前記第二の金属層上に形成された前記接着剤及び第二の接続部と、前記接着剤上に形成された被覆層とを有する回路基板において、前記接着剤及び前記被覆層の開口部において、前記第一の金属層が、前記第一の接続部を介して集積回路と接続し、前記第二の金属層が、前記第二の接続部を介して前記集積回路と接続し、前記被覆層は、ポリイミドのフィルムを含み、前記第一の金属層及び第二の金属層は、中性軸が通ることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された金属層と、
前記金属層上に形成された接着剤と、
前記接着剤上に形成された被覆層とを有するフィルム基板において、
前記被覆層は、ポリイミドのフィルムを含み、
前記金属層は、中性軸が通ることを特徴とするフィルム基板。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルム基板において、
前記基板は、ポリイミドを含むことを特徴とするフィルム基板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のフィルム基板において、
前記金属層は、銅を含むことを特徴とするフィルム基板。
【請求項４】
基板と、
前記基板上の、第一の金属層及び第二の金属層と、
前記第一の金属層上に形成された接着剤及び第一の接続部と、
前記第二の金属層上に形成された前記接着剤及び第二の接続部と、
前記接着剤上に形成された被覆層とを有する回路基板において、
前記接着剤及び前記被覆層の開口部において、
前記第一の金属層が、前記第一の接続部を介して集積回路と接続され、
前記第二の金属層が、前記第二の接続部を介して前記集積回路と接続され、
前記被覆層は、ポリイミドのフィルムを含み、
前記第一の金属層及び第二の金属層に、中性軸が通ることを特徴とする回路基板。
【請求項５】
請求項４に記載の回路基板において、
前記基板は、ポリイミドを含む
ことを特徴とする回路基板。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の回路基板において、
前記第一の金属層と前記第二の金属層は、銅を含むことを特徴とする回路基板。
【請求項７】
請求項４乃至６いずれか一項に記載の回路基板を含むディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項４乃至６いずれか一項に記載の回路基板を含む電子機器。
【請求項９】
前記電子機器は液晶テレビまたはＯＬＥＤテレビである請求項８に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム基板、回路基板、ディスプレイ装置及び電子機器に関し、特に、ＣＯＦ（chip on film）技術を利用したフィルム基板、回路基板、ディスプレイ装置、及び、例えば液晶テレビ等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
利用者のニーズに伴って、チップオンフィルムの折り曲げに対するニーズが高まっている。
【０００３】
携帯電話などの電子機器に適用されるＣＯＦ（chip on film）技術として、例えば、特許文献１には、絶縁層１０１上に導体配線１０３を設け、導体配線１０３上にソルダーレジスト層１０４が設けられている例が開示されている（図１参照）。この導体配線に、集積回路ＩＣが接続され、電子機器、例えば、折り曲げ可能な携帯電話に適用される。ソルダーレジストは、金属パターン材料における配線保護のために用いられる樹脂である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７-１０３４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１の回路基板に示すＣＯＦ技術に用いられるソルダーレジストは、折り曲げに対する耐折性は十分に得られない。例えば、薄型の液晶テレビのディスプレイ装置の縁部のように、非常に大きな曲げ角度を必要とする場合、この技術は適さない。
【０００６】
また、図１のソルダーレジスト層１０４は、湿式の方法により形成するため、図１の回路基板では、絶縁信頼性を十分に得ることができなかった。
【０００７】
さらに、従来技術では基板表面が平坦ではないという問題があった。図２（ａ）〜（ｃ）に、ポリイミドフィルム上に、配線パターン及びパターニングされていないソルダーレジストを塗布したフィルム基板を示す。フィルム基板の上面から見て、（１）がフィルム基板の上側の部分であり、（２）が下側の部分である。（ｂ）は（１）のフィルム基板の断面の顕微鏡で観察した図及びその拡大図を示している。（ｃ）は、（２）のフィルム基板の断面の顕微鏡で観察した図及びその拡大図を示している。（２）の拡大図では、ソルダーレジスト１０４の表面の平坦化が損なわれている。
【０００８】
図３に示す例では、基材５０１上に、配線パターン５０３、ソルダーレジスト層５０４を形成した基板であるフィルム基板を形成した。凹凸の表面を有するソルダーレジスト層５０４が得られた。なお、ソルダーレジスト層５０４の厚さは、１５.３μｍであった。ソルダーレジスト層５０４の凸部の表面と配線パターン５０３との距離は、１０．０μｍであった。
【０００９】
このように、集積回路（ＩＣ）を、ソルダーレジスト層１０４、５０４の表面上に形成する場合、樹脂の厚みにムラが生じ、公差が特定できない。このため、フィルムの厚みの管理が、ＩＣの実装が安定しないという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、厚みの管理が容易であり、信頼性を高く保つことができるフィルム基板、回路基板、ディスプレイ装置及び電子機器を提供することにある。
【００１１】
このような目的を達成するため、本発明のフィルム基板の一様態は、基板と、前記基板上に形成された金属層と、前記金属層上に形成された接着剤と、前記接着剤上に形成された被覆層とを有するフィルム基板において、前記被覆層は、ポリイミドのフィルムを含み、前記金属層に、中性軸が通ることを特徴とする。
【００１２】
本明細書において、「被覆層」を「カバー層」ともいう。
【００１３】
本発明の回路基板の一様態は、基板と、前記基板上の、第一の金属層及び第二の金属層と、前記第一の金属層上に形成された接着剤及び第一の接続部と、前記第二の金属層上に形成された前記接着剤及び第二の接続部と、前記接着剤上に形成された被覆層とを有する回路基板において、前記接着剤及び前記被覆層の開口部において、前記第一の金属層が、前記第一の接続部を介して集積回路と接続し、前記第二の金属層が、前記第二の接続部を介して前記集積回路と接続し、前記被覆層は、ポリイミドのフィルムを含み、前記第一の金属層及び前記第二の金属層に、中性軸が通ることを特徴とする。
【００１４】
前記基板は、ポリイミドを含んでいてもよい。
【００１５】
前記金属層、前記第一の金属層と前記第二の金属層は、銅を含んでいてもよい。
【００１６】
前記回路基板は、ディスプレイ装置に適用することができる。
【００１７】
前記回路基板は、前記ディスプレイ装置は、液晶テレビやＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）テレビ等の電子機器に適用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフィルム基板及び回路基板は、被覆層としてポリイミドフィルムと接着剤からなるカバーレイフィルムを採用したので、湿式の方法により形成するソルダーレジストと比べ、絶縁信頼性を向上させることができる。
【００１９】
本発明のフィルム基板及び回路基板は、被覆層としてポリイミドフィルムと接着剤からなるカバーレイフィルムを採用したので、平坦化された表面を有する被覆層を形成でき、回路材料としての全厚み公差を低減することができる。
【００２０】
本発明のフィルム基板及び回路基板は、被覆層としてポリイミドを採用したので、耐折性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のＣＯＦで得られた基板を示す図である。
【図２】（ａ）従来のフィルム基板を示す図である。（ｂ）従来のフィルム基板の一部（１）とその拡大図を示す図である。（ｃ）従来のフィルム基板の一部（２）とその拡大図を示す図である。
【図３】従来のフィルム基板を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＣＯＦで得られた回路基板の構成を示す図である。
【図５】（ａ）は本実施形態に係る発明のフィルム基板を示す図、（ｂ）は本実施形態に係る発明のフィルム基板の一部（１）の断面図とその拡大図を示す図、（ｃ）は本実施形態に係る発明のフィルム基板の一部（２）の断面図とその拡大図を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る発明のフィルム基板を示す断面図である。
【図７】(ａ)は、ＭＩＴ試験用のサンプルを示す図、(ｂ)は耐折性試験後の本実施形態の発明のフィルム基板を示す上面拡大図（１）及び耐折性試験後の従来のフィルム基板を示す上面拡大図（２）、(ｃ)はＭＩＴ試験の耐折性試験結果を示す図である。
【図８】(ａ)は、積層構造を曲げたときの中性軸を示す図、(ｂ)は中性軸を算出するための各層の高さとヤング率で表したときの関係式を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のフィルム基板及び回路基板の形態について、図を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下に示す実施形態の記載内容に限定されず、本明細書等において開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００２３】
（実施形態１）
以下に本発明の実施形態の一例を示す。図４は、本発明の実施形態に係る回路基板の構成を示す図である。その構成は、基板２０１と、基板２０１上の金属層２０２と、
前記金属層２０２上に形成された接着剤２０３及び接続部２０５と、接着剤２０３上に形成された被覆層２０４とを有する。上記接着剤２０３及び上記被覆層２０４の開口部において、上記金属層２０２は、上記接続部２０５を介して集積回路２０６と接続されており、上記被覆層２０４は、ポリイミドのフィルムを含む。
【００２４】
本明細書では、図４のように、基板上に、配線パターン、接着剤及び被覆層（カバー層）を形成した基板をフィルム基板という。さらに、接続部を介して配線パターンに接続するように集積回路ＩＣを形成した基板を、本明細書では、回路基板という。
【００２５】
次に、本発明の実施形態に係るフィルム基板の製造方法について説明する。
【００２６】
まず基板２０１を準備する。例えば、基板２０１の材料として、東レ・デュポン社製の１５０ＥＮ-Ａ，１５０ＥＮ-Ｃのポリイミド材料を用いればよい。
【００２７】
次いで、基板２０１上に金属膜を形成する。金属膜の材料としては、銅（Ｃｕ）を用いることができる。金属膜の形成方法として、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法を用いればよい。その後、フォトリソグラフィ技術を用いて金属膜を処理し、パターニングされた金属層２０２を形成する。フォトリソグラフィ技術は公知の方法を用いればよい。
【００２８】
接着剤２０３をカバー層２０４上に塗布する。例えば、カバー層２０４の材料として、東レ・デュポン社製のＫａｐｔｏｎ（Ｒ）２０ＥＮ等のポリイミドからなるフィルムを用いることができる。
【００２９】
次いで、金属層２０２に、接着剤２０３を介してカバー層２０４を貼り付ける。Ｋａｐｔｏｎ（Ｒ）２０ＥＮの場合、５μｍの厚さでカバー層２０４を形成することができる。本実施形態では、５μｍの厚さのカバー層を用いたが、５〜１２５μｍの厚さであれば、カバー層として用いることができる。
【００３０】
次いで、接着剤２０３及びカバー層２０４の開口部において、金属層２０２上に、例えば、金と錫が共晶結合した材料を用いて接続部２０５を形成する。
【００３１】
次いで、集積回路ＩＣ２０６の端子を接続部２０５に接続する。これにより、集積回路ＩＣ２０６は、接続部２０５を介して金属層２０２に接続される。
【００３２】
図５（ａ）は、本実施形態のフィルム基板を示す図である。図５（ｂ）は、本実施形態の発明のフィルム基板の一部（１）の断面図とその拡大図を示す図である。図５（ｃ）は、本実施形態の発明のフィルム基板の一部（２）の断面図とその拡大図を示す図である。この拡大図においても、表面が平坦なカバー層が確認された。
【００３３】
（実施形態２）
実施形態１に記載された回路基板はディスプレイ装置の他、液晶テレビやＯＬＥＤテレビ等の電子機器へ適用することが可能である。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
上述のように作製された回路基板の断面写真を図６に示す。図６のように、ポリイミドからなる基板６０１上に、金属層６０２を形成する。また、接着剤６０３をポリイミドからなるカバー層６０４上に塗布する。金属層６０２の上面に、接着剤６０３を介してカバー層６０４を貼り付け、フィルム基板を形成した。そうして、表面が平坦なカバー層６０４が得られた。なお、カバー層６０４の厚さは、５μｍであった。接着剤６０３の厚さは、１１．６μｍであった。金属層６０２の上面とカバー層６０４の下面との距離は、４．９μｍであった。
【００３５】
本実施形態のフィルム基板及び回路基板は、被覆層としてポリイミドのフィルムを採用したので樹脂の厚みを一定にすることができた。また、実施形態の作製方法では、湿式の方法により形成するソルダーレジストと比べ、絶縁信頼性を向上させることができた。
【００３６】
本実施形態の回路基板は、平坦化された表面上に回路を形成できるので、信頼性を向上させることができた。
【００３７】
（実施例２）
次に、図７を参照し、本実施形態では、本実施形態のフィルム基板の耐折性を調査するためのＭＩＴ試験（ＭＩＴ Ｆｏｌｄｉｎｇ Ｆｏｌｄｉｎｇ Ｔｅｓｔｅｒ）とその結果を示す。フィルム基板の耐折性を調査するために、ＭＩＴ試験用のサンプルである本実施形態のカバー層を有するフィルム基板（１）、比較例として、従来のソルダーレジストの層（ソルダー層）を有するフィルム基板（２）、カバー層なしのむき出しのフィルム基板（３）を準備した。図７(ａ)に示すように、これらのサンプルの幅は1０ｍｍであり、長さは１２０ｍｍであり、厚さは５０μｍであった。この耐折性試験を用いて、クラックが発生するまでの往復折り曲げ回数を測定した。ＭＩＴ試験の測定条件は以下の通りである。折り曲げクランプのＲ＝０．３８ｍｍ、荷重Ｌｏａｄ＝ ９．８Ｎ, 折り曲げ角度±１３５°, 試験速度１７５ｒｐｍ。なお、フィルム基板のクラックの発生は目視で確認した。図７(ｂ) の（１）は、耐折性試験後の本実施形態のフィルム基板を示す上面拡大図である。（２）は、耐折性試験後の従来のフィルム基板を示す上面拡大図である。同回数目で、目視による顕微鏡観察でフィルム基板を確認したところ、フィルム基板（２）ではクラックが発生したが、フィルム基板（１）ではクラックが発生しなかった。図７(ｃ)に、フィルム基板（１）〜（３）ＭＩＴ試験の耐折性試験結果を示す。ソルダー層を有するフィルム基板（２）及びむき出しのフィルム基板（３）と比較し、本実施形態のカバー層を有するフィルム基板（１）は、クラックに対して、高い抵抗性を示した。ソルダー層を有するフィルム基板（２）と比較し、本実施形態のカバー層を有するフィルム基板（１）は、クラックに対する抵抗性に関して６０％以上改善していたことがわかった。
【００３８】
上記の耐折性の改善の原理について、図８を参照して説明する。
【００３９】
図８(ａ) に、材料１からなる層８０１、材料２からなる層８０２、材料３からなる層８０３、及び材料４からなる層８０４からなる積層構造を曲げたときの形状と、曲げたときのストレスが少ない中性軸８０５を示している。材料１からなる層８０１、材料２からなる層８０２、材料３からなる層８０３、及び材料４からなる層８０４は、それぞれ、例えば、基板（ポリイミドのフィルム）、金属層（例えばＣｕ）、接着剤及びカバー層（ポリイミド）であってもよい。中性軸８０５は、材料２からなる層８０２の中央にあれば理想的であるが、材料２からなる層８０２中に中性軸８０５が通れば耐折性を保つことができる。よって、材料１からなる層８０１、材料２からなる層８０２、材料３からなる層８０３、及び材料４からなる層８０４の高さをｈi、材料１からなる層８０１、材料２からなる層８０２、材料３からなる層８０３、及び材料４からなる層８０４のヤング率をＥiとすると、中性軸８０５を算出するための各層の高さとヤング率で表したときの関係式は図８(ｂ)の式１で示すようになる。
【００４０】
【数１】
2020177946.tif 000003
【００４１】
材料２からなる層８０２中に中性軸８０５が通ればよいので、式２を満たせばよい。
【００４２】
【数２】
2020177946.tif 000004
【００４３】
なお、式３は、４層の場合の式１に対応する。
【００４４】
【数３】
2020177946.tif 000005
【００４５】
式１及び式２より、材料１からなる層８０１、材料２からなる層８０２、材料３からなる層８０３、及び材料４からなる層８０４の高さｈi（i =１〜４）及び材料１からなる層８０１、材料２からなる層８０２、材料３からなる層８０３、及び材料４からなる層８０４のヤング率Ｅiを、中性軸８０５が材料２からなる層８０２を通るように制御すればよい。
【００４６】
本実施形態のフィルム基板及び回路基板は、被覆層（カバー層）としてポリイミドを採用したので、耐折性を向上させることができた。
【００４７】
本実施形態では、フィルム基板の耐折性試験後の状態を目視による顕微鏡観察で検討したが、通電状態で試験を行なって断線するまでの往復折り曲げ回数を測定することにより、回路の導通／非導通の検討を行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、液晶ディスプレイ、及びＣＯＦ（chip on film）技術を利用した電子機器、例えば、液晶テレビに適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  絶縁層
１０３  導体配線
１０４  ソルダーレジスト層
２０１  基板
２０２  金属層
２０３  接着剤
２０４  被覆層（カバー層）
２０５  接続部
２０６  集積回路
５０１  基材
５０３  配線パターン
５０４  ソルダーレジスト層
６０１  基板
６０２  金属層
６０３  接着剤
６０４  被覆層（カバー層）
８０１  材料１からなる層
８０２  材料２からなる層
８０３  材料３からなる層
８０４  材料４からなる層
８０５  中性軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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