特開 2023-161706 電子装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161706

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】電子装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20231031BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20231031BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 B

H01L21/60 301A

G09F9/00 366A

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072210

(22)【出願日】2022-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】佐野 匠

【テーマコード（参考）】

5E338

5F044

5G435

【Ｆターム（参考）】

5E338AA01

5E338AA12

5E338AA16

5E338BB43

5E338BB54

5E338BB75

5E338CC01

5E338CC10

5E338CD15

5E338CD17

5E338EE27

5F044AA12

5F044AA14

5G435AA06

5G435EE49

(57)【要約】

【課題】信頼性の高い、伸縮可能なフレキシブル電子装置を実現する。
【解決手段】
本発明の構成は次のとおりである。複数の素子が第１の方向に第１の間隔をもって配置し、第２の方向に第２の間隔をもって配置し、前記複数の素子は、第１の方向において、第１の配線１１０によって接続し、第２の方向において、第２の配線によって接続している電子装置であって、前記素子は、第１の有機絶縁膜１０の第１の部分１０１に形成され、前記第１の配線１１０は、前記第１の有機絶縁膜１０の第２の部分１１１に形成され、前記第１の配線１１０は、前記素子の近傍である直線状の第１の部分と、その他の、曲線状である第２の部分を有し、前記直線状の第１の部分において、前記第１の配線１１０は分断し、前記第１の配線１１０は、前記分断された部分において、第１のワイヤボンディング９０によって接続されていることを特徴とする電子装置。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の素子が第１の方向に第１の間隔をもって配置し、第２の方向に第２の間隔をもって配置し、
前記複数の素子は、第１の方向において、第１の配線によって接続し、第２の方向において、第２の配線によって接続している電子装置であって、
前記素子は、第１の有機絶縁膜の第１の部分に形成され、前記第１の配線は、前記第１の有機絶縁膜の第２の部分に形成され、
前記第１の配線は、前記素子の近傍である直線状の第１の部分と、その他の、曲線状である第２の部分を有し、
前記直線状の第１の部分において、前記第１の配線は分断し、
前記第１の配線は、前記分断された部分において、第１のワイヤボンディングによって接続されていることを特徴とする電子装置。

【請求項2】

前記第１の有機絶縁膜は、前記素子及び前記第１の配線に沿うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項3】

前記第１の有機絶縁膜の前記第１の部分と前記第２の部分は、前記第１の配線が前記分断されている部分において、分断されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項4】

前記第１の配線の曲線状である前記第２の部分は、ミアンダ構造であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項5】

前記第１の配線及び前記第１の有機絶縁膜の上面及び側面は、第２の有機絶縁膜によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項6】

前記第１の有機絶縁膜のヤング率は、前記第２の有機絶縁膜おヤング率よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の電子装置。

【請求項7】

前記電子装置は、主面方向において、動作可能な伸長率は１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項8】

前記素子は、トランジスタまたはダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項9】

前記素子は、光センサ、温度センサ、圧力センサ、タッチセンサ、発光素子、又は、受光素子であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項10】

前記素子は、アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項11】

前記第２の配線は、前記第１の有機絶縁膜の第３の部分に形成され、
前記第２の配線は、前記素子の近傍である直線状の第３の部分と、その他の、曲線状の第４の部分を有し、
前記直線状の第３の部分において、前記第２の配線は分断し、
前記第２の配線は、前記分断された部分において、第２のワイヤボンディングによって接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

【請求項12】

前記第１の有機絶縁膜は、前記第２の配線に沿うように形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。

【請求項13】

前記第１の有機絶縁膜の前記第１の部分と前記第３の部分は、前記第１の配線が前記分断されている部分において、分断されていることを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。

【請求項14】

前記第２の配線の曲線状である前記第４の部分は、ミアンダ構造であることを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。

【請求項15】

前記第２の配線及び前記第１の有機絶縁膜の上面及び側面は、第２の有機絶縁膜によって覆われていることを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。

【請求項16】

複数の素子が第１の方向に第１の間隔をもって配置し、第２の方向に第２の間隔をもって配置し、
前記複数の素子は、第１の方向において、第１の配線によって接続し、第２の方向において、第２の配線によって接続している電子装置であって、
前記素子は、第１の有機絶縁膜の第１の部分に形成され、前記第１の配線は、前記第１の有機絶縁膜の第２の部分に形成され、
前記第１の配線は、前記素子の近傍である直線状の第１の部分と、その他の、曲線状である第２の部分を有し、
前記第１の配線の前記直線状の第１の部分において、前記第１の方向に、ワイヤボンディングが形成されていることを特徴とする電子装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は可撓性および伸縮性を有した電子装置に関する。

【背景技術】

【0002】

可撓性あるいは伸縮性を有する電子装置への需要が高まっている。このようなフレキシブル電子装置の用途は、例えば、曲面を有する電子機器の筐体に貼り付ける、曲面を有する表示媒体に取り付ける、センサとして人体等に取り付ける等がある。素子としては、例えばタッチセンサ、温度センサ、圧力センサ、加速度センサなどのセンサ、あるいは、種々の表示装置を構成する発光素子、光バルブ等が挙げられる。

【0003】

センサ装置では、各素子を制御するために、走査線や信号線が用いられる。フレキシブル電子装置においては、装置が湾曲や伸縮に耐える必要がある。特許文献１には、走査線及び映像信号線を蛇行させる（以後ミアンダ配線とも言う）ことによって、曲げや伸縮に耐える構成とすることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１０６１９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

走査線や信号線をミアンダ構造とすることによって、フレキシブル電子装置を伸縮させたり湾曲させたりすることに対してはある程度の耐性を得ることが出来る。しかし、装置を伸縮させたり、湾曲させたりすると、走査線や信号線をミアンダ構造であっても、配線全体に対して均一な応力とすることが出来るわけではない。

【0006】

すなわち、装置を伸縮させたり、湾曲させたりすると、応力が最も大きくなる部分において破断が生ずる。逆にいうと、この応力が最もかかりやすい部分の構造を対策することによって、フレキシブル電子装置の湾曲や伸縮に対する耐性を向上させることが出来る。

【0007】

本発明の課題は、フレキシブル電子装置を伸縮させたり、湾曲させたりしたときに、応力がかかりやすい部分の構造を対策し、伸縮や湾曲に対して耐性が高い、したがって、信頼性が高いフレキシブル電子装置を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は上記目的を実現するものであり、代表的な手段は次のとおりである。

【0009】

（１）複数の素子が第１の方向に第１の間隔をもって配置し、第２の方向に第２の間隔をもって配置し、前記複数の素子は、第１の方向において、第１の配線によって接続し、第２の方向において、第２の配線によって接続している電子装置であって、前記素子は、第１の有機絶縁膜の第１の部分に形成され、前記第１の配線は、前記第１の有機絶縁膜の第２の部分に形成され、前記第１の配線は、前記素子の近傍である直線状の第１の部分と、その他の、曲線状である第２の部分を有し、前記直線状の第１の部分において、前記第１の配線は分断し、前記第１の配線は、前記分断された部分において、第１のワイヤボンディングによって接続されていることを特徴とする電子装置。

【0010】

（２）前記第１の有機絶縁膜は、前記素子及び前記第１の配線に沿うように形成されていることを特徴とする（１）に記載の電子装置。

【0011】

（３）前記第１の有機絶縁膜の前記第１の部分と前記第２の部分は、前記第１の配線が前記分断されている部分において、分断されていることを特徴とする（１）に記載の電子装置。

【0012】

（４）前記第１の配線の前記第２の部分である曲線部は、ミアンダ構造であることを特徴とする（１）に記載の電子装置。

【0013】

（５）前記第２の配線は、前記第１の有機絶縁膜の第３の部分に形成され、前記第２の配線は、前記素子の近傍である直線状の第３の部分と、その他の、曲線状である第４の部分を有し、前記直線状の第３の部分において、前記第２の配線は分断し、前記第２の配線は、前記分断された部分において、第２のワイヤボンディングによって接続されていることを特徴とする電子装置。
（６）複数の素子が第１の方向に第１の間隔をもって配置し、第２の方向に第２の間隔をもって配置し、前記複数の素子は、第１の方向において、第１の配線によって接続し、第２の方向において、第２の配線によって接続している電子装置であって、前記素子は、第１の有機絶縁膜の第１の部分に形成され、前記第１の配線は、前記第１の有機絶縁膜の第２の部分に形成され、前記第１の配線は、前記素子の近傍である直線状の第１の部分と、その他の、曲線状である第２の部分を有し、前記第１の配線の前記直線状の第１の部分において、前記第１の方向に、ワイヤボンディングが形成されていることを特徴とする電子装置。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】フレキシブル電子装置の平面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】アクティブ領域における配線形状を示す平面図である。

【図4】図３のＢ－Ｂ断面図である。

【図5】図３のＣ－Ｃ断面図である。

【図6】素子及びその周辺を示す平面図である。

【図7】図６のＤ－Ｄ断面図である。

【図8】配線及び素子が形成される、基材の一部を示す平面図である。

【図9】フレキシブル電子装置が横方向（ｘ方向）に延ばされた場合おいて、大きなストレスが生ずる領域を示す平面図である。

【図10】図９に示す、大きなストレスがかかる領域において配線に断線が生ずることを示す平面図である。

【図11】実施例１の概略構成を示す平面図である。

【図12】図１１のＥ－Ｅ断面図である。

【図13】ｘ方向に延伸した場合における図１１のＥ－Ｅ断面図である。

【図14】実施例１の特徴部分における具体的な構成を示す平面図である。

【図15】図１２のｘ方向の断面図である。

【図16】図１５の構成を実現するための最初のプロセスを示す断面図である。

【図17】図１６に続くプロセスを示す断面図である。

【図18】図１７に続くプロセスを示す断面図である。

【図19】図１８に続くプロセスを示す断面図である。

【図20】図１９に続くプロセスを示す断面図である。

【図21】図２０に続くプロセスを示す断面図である。

【図22】図２１に続くプロセスを示す断面図である。

【図23】図２２に続くプロセスを示す断面図である。

【図24】図２３に続くプロセスを示す断面図である。

【図25】実施例２を示す平面図である。

【図26】図２５のｘ方向断面図である。

【図27】実施例３を示す平面図である。

【図28】図２７のｘ方向断面図である。

【図29】実施例４を示す平面図である。

【図30】図２９のｘ方向断面図である。

【図31】実施例５を示す平面図である。

【図32】図３１のｘ方向断面図である。

【図33】実施例６の課題を示す平面図である。

【図34】実施例６を示す平面図である。

【図35】図３４のｙ方向断面図である。

【図36】図３５の構造を形成するための途中工程の断面図である。

【図37】図３６の構成に対し、ワイヤボンディングを行った状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。

【実施例0016】

図１は、実施例１におけるフレキシブル電子装置１の平面図である。図１のフレキシブル電子装置１は全体としては平板状となっているが、ｚ方向に湾曲させたり、ｘ－ｙ平面上において、伸ばしたりすることが出来る。破断伸長率、すなわち、フレキシブル電子装置１が破壊するまでの伸び率は、フレキシブル電子装置１を構成する材料によっても異なるが、延性に富む有機材料が主となっている場合は、伸び率は３０％程度が可能である、場合によっては、６０％が可能な場合もある。一方、無機材料が比較的多く使用されていれば、伸び率は、１０％乃至１５％程度である。

【0017】

図１において、フレキシブル電子装置１は、アクティブ領域５が大きな領域を占めている。アクティブ領域５には、電子素子１００がマトリクス状に配置している。電子素子１００としては、例えば、センサ、半導体素子、アクチュエータ等を配置することが出来る。センサとしては、例えば、可視光あるいは赤外光を検出する光センサ、温度センサ、圧力センサ、タッチセンサ等を配置することが出来る。半導体素子としては、例えば、発光素子、受光素子、ダイオード、トランジスタ等を配置することが出来る。アクチュエータとしては、例えば、ピエゾ素子等を使用することができる。

【0018】

各電子素子１００は走査線１１０及び信号線１２０と接続している。走査線１１０は横方向（ｘ方向、第１の方向に相当する。）に延在し、縦方向（ｙ方向、第２の方向に相当する。）に配列している、信号線１２０は縦方向（ｙ方向）に延在し、横方向（ｘ方向）に配列している。図１では、走査線１１０も信号線１２０も直線状に延在しているが、これは、図を複雑にしないためであり、実際には、図３に示すように、蛇行して走査線１１０は横方向に延在し、信号線１２０は縦方向に延在している。

【0019】

図１において、アクティブ領域５の外側には、駆動回路１１５、１２５や端子領域６が配置している。アクティブ領域５のｘ方向両側には走査線駆動回路１１５が配置し、アクティブ領域５のｙ方向上側には、電子素子１００に電源を供給するための電源回路１３０が存在し、アクティブ領域５のｙ方向下側には信号線駆動回路１２５が配置している。信号線駆動回路１２５のさらに下側には、端子領域６が配置している。端子領域６にはフレキシブル電子装置１に電源や信号を供給し、また、信号を外部に送るためのフレキシブル配線基板１５０が接続している。

【0020】

図２は図１のＡ－Ａ断面図である。図２は概略断面図である。図２において、図１で説明した電子素子１００、走査線１１０、信号線１２０等は素子層２に存在している。つまり、フレキシブル電子装置１としての機能は素子層２に存在している。この素子層２を上側から上保護層３、下側から下保護層４によって覆っている。上保護層３も下保護層４も、弾性変形をしやすい、すなわち、ヤング率の小さい材料によって形成されている。

【0021】

図２において、アクティブ領域５及び駆動回路１１５、１２５等は、上保護層３と下保護層４によって覆われているが、素子層２の端部には、上保護層３に覆われていない部分があり、この部分が端子領域６となっている。端子領域６は、下保護層４のみによって保護されている。端子領域６には、フレキシブル配線基板１５０が接続している。

【0022】

図３は表示領域５の平面図である。図３は、図２で示す素子層２の主要構成部分である。すなわち、図２で示す素子層２は、単一の平面基板として存在しているのではなく、図３に示すような、走査線１１０と信号線１２０が形成されたミアンダ構造１０２、及び、走査線１１０と信号線１２０の交差部に形成される素子領域１０１の存在する基材１０で構成され、いわば、網目状の構造を有している。

【0023】

図３において、ミアンダ構造１０２及び交点に存在する素子領域１０１は、ポリイミド等の樹脂で構成されている。この樹脂を基材１０として、その上に走査線１１０、信号線１２０、素子１００等が形成されている。図３において、素子領域１０１に、菱形の素子１００が存在している。このような構成とするのは、フレキシブル電子装置１を引き延ばしたときにも、各部品に対する応力を軽減するためである。

【0024】

図３において、菱形に形成された素子１００のｘ方向の径、及び、ｙ方向の径は、例えば、各々１００μmである。素子１００のｘ方向のピッチ及びｙ方向のピッチは、例えば、２５０μmである。また、ミアンダ構造１０２における走査線１１０、映像信号線１２０等を含む基材１０の幅は、例えば３０μmである。

【0025】

図４は、図３のＢ－Ｂ断面図であり、走査線１１０を含むミアンダ構造の断面図である。図４において、基材１０の上に第１有機絶縁膜２０が形成されている。第１有機絶縁膜２０の上に走査線１１０が形成されている。走査線１１０を覆って第２有機絶縁膜３０が形成されている。図３における走査線１１０を含むミアンダ構造１０２の平面図は、基材１０の平面形状を表している。

【0026】

基材１０、第１有機絶縁膜２０、第２有機絶縁膜３０は、例えばポリイミドで形成されている。ポリイミドは、機械的な強度、耐熱性等で優れた性能を持つので、走査線１１０や信号線１２０の基材１０として好適である。すなわち、フレキシブル電子装置１を引き延ばした場合、ミアンダ構造に発生する応力は、ポリイミドが引き受けるので、金属で形成された走査線１１０等にかかる応力は軽減される。

【0027】

走査線１１０は例えばＴＡＴ（Ｔｉ－Ａｌ－Ｔｉ、チタンーアルミニウムーチタン）構造を有する。三層構造において、導電性は主としてＡｌが担い、ＴｉはＡｌの保護、あるいは、他の配線との接合の改良のために使用される。走査線１１０の材料はこのほかに、ＭｏＷ（モリブデンータングステン合金）等、フレキシブル電子装置１の用途により種々の構成をとることが出来る。

【0028】

図３に示すように、走査線１１０を有するミアンダ構造１０２（以後単に走査線１１０ともいう）は、形状が不安定なので、上下から保護層（図２で示す３、４）で固定している。まず、走査線１１０が形成されたミアンダ構造を有機材料で形成された第１バッファー層４０で覆う。その上を有機材料で形成された第１保護層５０で覆う。基材１０の下面には、有機材料で形成された第２バッファー層６０が配置し、その下に有機材料で第２保護層７０が形成されている。

【0029】

このように、走査線１１０を含むミアンダ構造は、不安定な形状であるが、上下からバッファー層４０、６０及び保護層５０、７０で固定されているので、形状を安定して保つことが出来る。ところで、本発明の電子装置は、フレキシブル電子装置であるから、外部からの引っ張り応力に対して、伸縮可能である必要がある。したがって、ポリイミドによるミアンダ構造を挟むバッファー層４０、６０及び保護層５０、７０は、ポリイミドよりも延伸しやすい材料、すなわち、ヤング率の小さい材料であることが望ましい。このような材料としては、たとえば、アクリル、ウレタン、エポキシ、シリコン等の樹脂が挙げられる。

【0030】

図５は、図３のＣ－Ｃ断面図であり、信号線１２０を有するミアンダ構造の断面図である。図５のミアンダ構造では、基材１０の上に第１有機絶縁膜２０、第２有機絶縁膜３０が連続して形成され、パターニングされている。そして、第２有機絶縁膜３０の上に信号線１２０が形成されている。実施例１においては、信号線１２０は、走査線と同じ材料、すなわち、ＴＡＴ（Ｔｉ－Ａｌ－Ｔｉ）構造を有しているが、フレキシブル電子装置の用途によって他の材料と変えてもよい。その他の構造は、図４で説明した走査線１１０部分の断面形状と同じである。

【0031】

図６は、素子領域１０１の平面図である。素子領域１０１も、外形はポリイミドで形成された基材１０で規定されている。図６における素子領域１０１は菱形であるが、菱形の頂部は走査線１１０及び信号線１２０を有するミアンダ構造と接続しているので、概略８角形のような形となっている。図６においては、走査線１１０も信号線１２０も直線となっているが、図６よりも外側では、図３に示すようなミアンダ構造となっている。

【0032】

図６において、素子領域１０１に、素子１００が配置している。素子１００の外形は、菱形の頂部を切り欠いた概略８角形となっている。素子１００の下を信号線１２０と走査線１１０が絶縁膜を挟んで交差している。ただし、図６は模式図であり、実際の装置では、走査線１１０、映像信号線１２０とも、素子１００を駆動するトランジスタ等と接続する。

【0033】

図７は図６のＤ－Ｄ断面図である。図７において、基材１０の上に無機絶縁膜８０が形成されている。無機絶縁膜８０は、その上側に形成される素子１００等に対して、下側から侵入するする不純物などをブロックする。図７では、無機絶縁膜８０は基材１０の上に形成されているが、これは例であり、必要に応じて、素子１００に近い層に形成してもよい。

【0034】

無機絶縁膜８０は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）、あるいは、これらの積層膜で形成される。場合によっては、アルミニウム酸化膜（ＡｌＯ）が使用される場合もある。無機絶縁膜８０は剛性が高いが、素子領域１０１にのみ形成されているので、フレキシブル電子装置１の伸縮性に対する影響は小さい。

【0035】

無機絶縁膜８０を覆って第１有機絶縁膜２０が、例えばポリイミドで形成されている。第１有機絶縁膜２０の上に走査線１１０が横方向（ｘ方向）に延在している。走査線１１０及び第１有機絶縁膜２０を覆って、例えばポリイミドによって第２有機絶縁膜３０が形成されている。第２有機絶縁膜３０の上を信号線１２０がｙ方向に延在している。

【0036】

そして信号線１２０を覆って素子１００が配置している。図７は模式図であり、素子１００と、走査線１１０や信号線１２０等の接続構造は省略されている。実際には、素子１００としてどのようなものが使用されるかにもよるが、素子１００と走査１１０線あるいは信号線１２０との間に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を配置し、ＴＦＴを走査線制御回路１１５、信号線制御回路１２５によって制御することによって、素子１００からの信号、あるいは、素子１００への信号を制御する場合が多い。

【0037】

図７において、素子１００としてどのようなものを配置するかによって、図７における素子１００と信号線１２０との間の配線構造は異なる。素子が形成された領域では、複数の有機または無機の絶縁膜が形成される可能性もある。しかし、図７等では、素子１００の形成領域以外では、フレキシブル電子装置を伸縮容易とするために、映像信号線の上には、絶縁膜は形成されていない。

【0038】

図６に示す平面構造は、図７における基材１０から素子１００までの断面構造に対応する。このままだと、平面形状は図３に示すようなものになり、不安定である。そこで、図４で説明したように、第１バッファー層４０、第１保護層５０、第２バッファー層６０、第２保護層７０を形成し、全体を平板状にまとめて形状を安定化している。また、図４で説明したように、第１バッファー層４０、第１保護層５０、第２バッファー層６０、第２保護層７０は、基材１０、第１有機絶縁膜２０、第２有機絶縁膜３０等よりも、ヤング率の小さい材料を使用しているので、フレキシブル電子装置１の伸縮性を損なわない構成となっている。

【0039】

図８は、走査線領域及び素子領域を構成するポリイミドで形成された基材１０の形状を示す平面図である。素子が配置される素子領域１０１は菱形に近い形状となっており、走査線が配置される走査線領域の、素子領域に近い部分は直線１１１になっているが、大部分はミアンダ構造１１２となっており、フレキシブルに伸縮が可能な構成となっている。

【0040】

図９は、図８の構造を白矢印の方向に延伸した場合における問題点を示す平面図である。この場合、菱形である素子領域１０１と走査線１１０を有するミアンダ構造１０２（以後、単に、走査線１１０ともいう）の直線領域１１１と素子領域１０１つなぎ目部分Ｂに応力が集中する。さらに、素子領域１０１には、素子１００や無機絶縁膜８０等が存在するので、他の部分よりも剛性が高い。したがって、菱形である素子領域１０１と走査線の直線領域１１１つなぎ目部分Ｂには、さらに応力が集中しやすい。

【0041】

それでも、基材１０等を構成するポリイミドのような樹脂は強度が高いので破断することは無いが、基材１０の上を延在する、金属で形成された走査線１１０は、この部分において断線しやすい。この様子を図１０に示す。図１０は、フレキシブル電子装置１を横方向（ｘ方向）に引っ張った場合に、応力が大きい部分において、走査線１１０に破断ＢＢが生ずることを示す平面図である。実施例１は、このような走査線１１０の断線を防止する構成を与える与ものである。なお、図１０では、フレキシブル電子装置１を横方向に延伸させた場合の例であるが、フレキシブル電子装置を縦方向に延伸させれば、信号線１２０に対して同様な現象が生ずる。本発明は、信号１２０側の問題に対しても同様に適用できる。

【0042】

図１１は以上の問題点を対策する実施例１の概略構成を示す平面図である。図１１において、走査線領域を構成するポリイミド１０２と素子領域を構成するポリイミド１０１とは分断されている。したがって、走査線１１０もこの部分において分断されている。図１１において、分断された走査線１１０は、ワイヤボンディング９０によって接続している。図１１において、９２は接続部であり、９１はボンディングワイヤである。接続部９２はボールボンディングでも、ウェッジボンディングでも、接続し易い構成とすればよい。

【0043】

本発明は、フレキシブル電子装置を延伸した場合、配線に対して最もストレスが生ずる部分をワイヤボンディングに代えることによってストレスを緩和するものである。図１２及び図１３は、ワイヤボンディングによってストレスを緩和する原理を示す断面図である。図１２及び図１３は、断面構造は簡略化して記載されている。図１２において、基材１０１及び１０２の上に走査線が形成されている。基材１０１の走査線１１０と基材１０２の走査線１１０の間をワイヤボンディング９０によって接続している。

【0044】

図１２において、ボンディングワイヤ９１はｚ方向に撓んだ状態で接続されている。図１２において、素子領域１０１とミアンダ領域１０２の距離１０２とはｘ１である。図１３は、フレキシブル電子装置をｘ方向に延伸し、素子領域１０１とミアンダ領域１０２の距離１０２をｘ２とした場合の断面図である。

【0045】

この場合、延伸したことによるストレスは、有機材料による構造体、例えば、図４等に示す、第１バッファー層４０，第１保護層５０、第２バッファー層６０、第２保護層７０等が負担する。一方、ワイヤボンディング部においては、ボンディングワイヤ９１のｚ方向への撓みが変化するだけで、ワイヤボンディングでのストレスは殆ど生じない。したがって、図１１の構成によれば、図１０で説明したような、走査線１１０の断線は回避することが出来る。

【0046】

図１４以後は、図１１乃至図１３の具体的な構造を示す図である。ところで、ワイヤボンディング９０におけるボンディングワイヤ９１の太さは、１５μm乃至３０μmである。図１４以下においては、各構成の関係をわかりやすくするために、ワイヤボンディングワイヤの太さは、実際よりも細く記載されている。

【0047】

図１４はワイヤボンディング９０付近の平面図である。図１４において、基材１０は、素子領域１０１と走査線領域１１１とで分断されている。したがって、走査線１１０もこの部分において分断されている。図１４では、素子領域１００側の走査線１１０と走査線領域１１１側の走査線１１０とはワイヤボンディング９０によって接続されている。走査線１１０は、第２有機絶縁膜によって覆われているので、第２有機絶縁膜に接続のためのスルーホール９５形成し、さらにこの部分にワイヤボンディング可能となるようにパッド９６を形成する。パッド９６の材料には、アルミニウム、銅、金等が使用される。以後、接続部９２及びボンディングワイヤ９１を含めてワイヤボンディング９０と言う。

【0048】

図１５は図１４に対応するｘ方向の断面図である。図１３において、基材１０、第１有機絶縁膜２０、走査線１１０、第２有機絶縁膜３０は、素子領域１０１と走査線領域１０２の直線部１１１のつなぎ目において分断されている。第２有機絶縁膜３０には、走査線１１０どうしをワイヤボンディング９０で接続するために、スルーホール９５が形成され、この部分にワイヤボンディング用のパッド９６が形成されている。

【0049】

図１５において、基材１０等が分断された領域には第１バッファー層４０を構成する材料が充填されている。また、ワイヤボンディング９０は第１バッファー層４０によって覆われており、ワイヤボンディング９０に生ずる応力を緩和している。第１バッファー層４０を覆って第１保護層５０が形成されている。基材１０の下側には、第２バッファー層６０が形成され、その下側に第２保護層７０が形成されている。この構成は図４で説明したのと同じである。

【0050】

図１５において、基材１０等が分断された領域には、第１バッファー層４０を構成する材料が充填され、さらに、基材１０、第1有機絶縁膜２０、第２有機絶縁膜３０等は第１バッファー層４０と第２バッファー層６０によって挟まれている。したがって、横方向（ｘ方向）に延伸したとしても、ワイヤボンディング９０部分の歪が極端に大きくなることは無い。ワイヤは１５μm乃至３０μm程度のワイヤなので、ストレスに対して柔軟に対応することが出来る。

【0051】

図１６乃至図２４は、図１５の構成を実現するためのプロセスにおける断面図である。ところで、製造プロセスは、センサ等の素子１００としてどのような構造のものを用いるか、走査線１１０や信号線１２０と素子１００をどのように関係させるか等によって全く異なって来る。以下の説明は、ワイヤボンディング９０に関係した部分に着目したプロセスの例である。図１６はガラス基板２００の上に、基材１０、第１有機絶縁膜２０、走査線１１０、第２有機絶縁膜３０が順に形成された状態の断面図である。ガラス２００は、製造工程において必要なもので、第１保護層５０が形成された後、除去される。

【0052】

図１６において、例えば、ポリイミドによる基材１０を形成するために、ガラス基板２００の上にポリイミド材料を塗布し、焼成してイミド化する。第１有機絶縁膜２０もポリイミドで形成する場合、基材１０を覆ってポリイミドを塗布し、焼成して固化する。その後、走査線１１０を構成する金属を例えばスパッタリングによって被着させる。走査線１１０は、例えば、ＴＡＴ（Ｔｉ－Ａｌ－Ｔｉ）、あるいはＭｏＷ合金で形成される。走査線１１０をパターニングした後、第２有機絶縁膜３０を、例えば、ポリイミドによって形成する。

【0053】

図１７は、走査線１１０及び、これを支持する基材１０、第１有機絶縁膜２０、第２有機絶縁膜３０を、素子領域付近において分断した状態を示す断面図である。パターニングは、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれでもよい。図１８は、第２有機絶縁膜３０に対してスルーホール９５を形成し、走査線１１０を一部露出させた状態を示す断面図である。図１９は、スルーホール９５部分にワイヤボンディング用のパッド９６を形成した状態を示す断面図である。ワイヤボンディング可能なパッド９６の材料はアルミニウム、銅、金等である。実施例１ではＡｌを使用している。

【0054】

図２０は、分断された走査線１１０の二つの領域をワイヤボンディング９０で接続した状態を示す断面図である。ボンディングワイヤ９１は、例えば、直径が１５μm乃至３０μm程度のアルミニウム、銅、金等のいずれかで形成される。実施例１ではアルミニウムをボンディングワイヤ９１として使用している。ボンディングはボールボンディングでもウェッジボンディングでもよい。

【0055】

その後、図２１に示すように、ワイヤボンディング９０、第２有機絶縁膜３０、ガラス基板２００等を第１バッファー層４０で覆う。第１バッファー層４０の材料としては、アクリル、ウレタン、エポキシ、シリコン等が挙げられる。第１バッファー層４０は、走査線１１０が分断された領域にも充填される。

【0056】

図２２は、第１バッファー層４０を覆って第１保護層５０を形成した状態を示す断面図である。第１保護層５０の材料は、バッファー層と同様、アクリル、ウレタン、エポキシ、シリコン等が使用される。例えば、第１バッファー層４０だけでは必要な厚さを確保できないときに、第１保護層５０によって、必要な厚さを確保するというような場合もある。

【0057】

その後、図２３に示すように、ガラス基板２００を剥離する。例えば、ガラス基板２００と基材１０の界面及びガラス基板２００と第１バッファー層４０との界面にレーザーを照射し、ガラス基板２００を剥離する方法を用いることが出来る。その後、図２４に示すように、第２バッファー層６０を形成し、続いて、第２保護層７０を形成すると、図１５に示すような、フレキシブル電子装置が形成される。第２バッファー層６０及び第２保護層７０の材料は、途中工程におけるフレキシブル電子装置をひっくり返して塗布する。第２バッファー層６０及び第２保護層７０は、第１バッファー層４０、第１保護層５０と同様、例えば、アクリル、ウレタン、エポキシ、シリコン等のいずれかの材料で形成される。

【0058】

第１バッファー層４０、第１保護層５０、第２バッファー層６０、第２保護層７０を構成する材料は、基材１０、第１有機絶縁膜２０、第２有機絶縁膜３０等を構成するポリイミドよりもヤング率の小さい材料を使用すれば、伸縮性に優れたフレキシブル電子装置を製造することが出来る。但し、第１バッファー層４０、第１保護層５０、第２バッファー層６０、第２保護層７０を構成する材料を基材１０等と同じ材料で使用することも出来る。フレキシブル電子装置の製造プロセスの容易性と、フレキシブル電子装置がどの程度まで伸縮性を必要とするかにより決められる。

【実施例0059】

図２５は実施例２を示す平面図である。図２５が実施例１の図１５と異なる点は、ワイヤボンディングされるパッドを別途形成していないということである。例えば、走査線１１０の構成を、ベースメタル（チタン）とアルミニウムのみとし、キャップ層を形成しない。そうすると、走査線１１０の表面はアルミニウムとなるので、これをボンディングパッドとして使用することが出来る。図２５では、ワイヤボンディング９０を行う領域、すなわち、スルーホール９５に対応する部分では、走査線１１０の幅を広げている。

【0060】

図２６は、図２５のワイヤボンディング部９０を含む、ｘ方向の断面図である。図２６において、第２有機絶縁膜３０のスルーホール９５には、特別なパッドは形成されておらず、ワイヤボンディング９０は走査線１１０に接続している。図２６のその他の構成は、実施例１の図１５と同じである。このように、実施例２では、ワイヤボンディング用のボンディングパッドを形成しない分製造コストを低減することができる。