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(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】P2025153008
(43)【公開日】2025-10-10
(54)【発明の名称】伸縮性を有する半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 23/12 20060101AFI20251002BHJP
H05K 1/14 20060101ALI20251002BHJP
【ＦＩ】
H01L23/12 Q
H01L23/12 F
H05K1/14 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024055257
(22)【出願日】2024-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000004352
【氏名又は名称】日本放送協会
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100171446
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 尚幸
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100171930
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 郁一郎
(72)【発明者】
【氏名】宮川 幹司
(72)【発明者】
【氏名】中田 充
(72)【発明者】
【氏名】辻 博史
【テーマコード（参考）】
5E344
【Ｆターム（参考）】
5E344AA02
5E344BB02
5E344BB04
5E344CD01
5E344DD14
5E344EE17
(57)【要約】
【課題】伸縮自在な配線層の長さの違いによる配線抵抗の差を小さくすることによって、伸縮による半導体素子への影響を軽減し、半導体素子の動作の安定化を図ることを可能とした伸縮性を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】伸縮性樹脂基板２の非伸縮性樹脂基板３と対向する面側に、複数の非伸縮性樹脂基板３の隣り合うもの同士の間で伸縮自在に設けられた複数の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂと、複数の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂのうち、複数の非伸縮性樹脂基板３の周囲を囲む周辺領域Ｅに配置されると共に、周辺領域Ｅで延長された配線層９ａ，１０ｂの端部と電気的に接続された非伸縮性配線基板１１，１２とを備え、周辺領域Ｅまで延長された配線層９ａ，１０ｂは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各配線層９ａ，１０ｂの長さに応じて各配線層９ａ，１０ｂの断面積が異なっている。
【選択図】図１
【解決手段】伸縮性樹脂基板２の非伸縮性樹脂基板３と対向する面側に、複数の非伸縮性樹脂基板３の隣り合うもの同士の間で伸縮自在に設けられた複数の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂと、複数の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂのうち、複数の非伸縮性樹脂基板３の周囲を囲む周辺領域Ｅに配置されると共に、周辺領域Ｅで延長された配線層９ａ，１０ｂの端部と電気的に接続された非伸縮性配線基板１１，１２とを備え、周辺領域Ｅまで延長された配線層９ａ，１０ｂは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各配線層９ａ，１０ｂの長さに応じて各配線層９ａ，１０ｂの断面積が異なっている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
伸縮自在な伸縮性樹脂基板と、
前記伸縮性樹脂基板の面上に並んで配置された複数の非伸縮性樹脂基板と、
前記複数の非伸縮性樹脂基板の各々の面上に配置された複数の半導体素子と、
前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に、前記複数の非伸縮性樹脂基板の隣り合うもの同士の間で伸縮自在に設けられた複数の配線層と、
前記複数の配線層のうち、前記複数の非伸縮性樹脂基板の周囲を囲む周辺領域に配置されると共に、前記周辺領域まで延長された配線層の端部と電気的に接続された非伸縮性配線基板とを備え、
前記周辺領域まで延長された配線層は、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各配線層の長さに応じて各配線層の断面積が異なっていることを特徴とする伸縮性を有する半導体装置。
前記伸縮性樹脂基板の面上に並んで配置された複数の非伸縮性樹脂基板と、
前記複数の非伸縮性樹脂基板の各々の面上に配置された複数の半導体素子と、
前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に、前記複数の非伸縮性樹脂基板の隣り合うもの同士の間で伸縮自在に設けられた複数の配線層と、
前記複数の配線層のうち、前記複数の非伸縮性樹脂基板の周囲を囲む周辺領域に配置されると共に、前記周辺領域まで延長された配線層の端部と電気的に接続された非伸縮性配線基板とを備え、
前記周辺領域まで延長された配線層は、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各配線層の長さに応じて各配線層の断面積が異なっていることを特徴とする伸縮性を有する半導体装置。
【請求項2】
前記周辺領域まで延長された配線層は、前記周辺領域において、前記非伸縮性配線基板と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その断面積が相対的に大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項3】
前記周辺領域まで延長された配線層は、前記周辺領域において、前記非伸縮性配線基板と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その厚みが相対的に大きくなっていることを特徴とする請求項２に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項4】
前記配線層は、液体金属に金属粒子を分散させた流動性金属材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項5】
前記配線層は、前記伸縮性樹脂基板に埋め込まれた状態で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項6】
前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた絶縁層を備え、
前記配線層は、前記絶縁層に埋め込まれた状態で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
前記配線層は、前記絶縁層に埋め込まれた状態で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項7】
前記非伸縮性樹脂基板を貫通した状態で設けられた貫通電極を備え、
前記配線層は、前記貫通電極を介して前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
前記配線層は、前記貫通電極を介して前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項8】
前記貫通電極と電気的に接続されるように前記非伸縮性樹脂基板の前記伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた電極層を備え、
前記配線層は、前記電極層及び前記貫通電極を介して前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の伸縮性を有する半導体装置。
前記配線層は、前記電極層及び前記貫通電極を介して前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項9】
前記非伸縮性樹脂基板の上に配置されて、前記半導体素子と電気的に接続される電極層を備え、
前記配線層は、前記電極層と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
前記配線層は、前記電極層と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項10】
前記非伸縮性配線基板と電気的に接続されるフレキシブル配線基板を備え、
前記非伸縮性配線基板には、異方性導電フィルムを介して前記フレキシブル配線基板の接続端子が熱圧着により接合されることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
前記非伸縮性配線基板には、異方性導電フィルムを介して前記フレキシブル配線基板の接続端子が熱圧着により接合されることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項11】
前記伸縮性樹脂基板は、粘着性を有し、
前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板の粘着力により前記伸縮性樹脂基板に貼着されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板の粘着力により前記伸縮性樹脂基板に貼着されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【請求項12】
前記伸縮性樹脂基板の前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた密着層を備え、
前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板に前記密着層を介して貼着されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板に前記密着層を介して貼着されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、伸縮性を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、伸縮性を有する半導体装置がある（例えば、下記特許文献１，２を参照。）。このような伸縮性を有する半導体装置は、球面や自由曲面などの３次元形状に変形可能な有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイや、感圧センサなどの電子デバイスの駆動に必要である。
【0003】
具体的に、下記特許文献１には、支持表面を有するフレキシブル基板と、曲面状内表面を有する半導体構造とを備え、曲面状内表面の少なくとも一部がフレキシブル基板の支持表面に結合されている伸縮性半導体素子が開示されている。
【0004】
また、下記特許文献２には、樹脂基板上に１つ又は複数の半導体素子を形成し、半導体素子を内側封止層で覆って構成した半導体搭載基材が、エラストマーからなる伸縮性樹脂フィルムに１つ又は複数埋設され、伸縮性樹脂フィルムに半導体素子に接続される導電回路が形成され、半導体搭載基材の周囲が外側封止層で覆われた伸縮性デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００７－２８１４０６号公報
【特許文献2】特開２０１５－１４９３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上述した伸縮性を有する半導体装置では、伸縮性を有する基板の上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの半導体素子を形成している。しかしながら、従来の半導体装置では、基板を伸縮させた際に、伸縮部となる基板と、非伸縮部となる半導体素子との間で剥離が生じ易く、半導体素子の特性が不安定となることがあった。
【0007】
また、基板を伸縮させた際に、伸縮する基板側の配線と、半導体素子側の電極との間で電気的な接続を維持することが困難となり、断線してしまうおそれがある。
【0008】
一方、上述した伸縮性を有する半導体装置では、基板の面上において引き回される配線の長さに応じて配線抵抗が変化することになる。このため、上述した配線が長くなるほど、配線抵抗が高くなり、半導体素子を駆動する際の信号遅延が発生することになる。さらに、基板の面上に配置される半導体素子の数が増加するほど、各半導体素子と接続される配線の長さの違いによって、上述した信号遅延によるバラツキの発生がより顕著なものとなる。
【0009】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、伸縮自在な配線層の長さの違いによる配線抵抗の差を小さくすることによって、伸縮による半導体素子への影響を軽減し、半導体素子の動作の安定化を図ることを可能とした伸縮性を有する半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 伸縮自在な伸縮性樹脂基板と、
前記伸縮性樹脂基板の面上に並んで配置された複数の非伸縮性樹脂基板と、
前記複数の非伸縮性樹脂基板の各々の面上に配置された複数の半導体素子と、
前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に、前記複数の非伸縮性樹脂基板の隣り合うもの同士の間で伸縮自在に設けられた複数の配線層と、
前記複数の配線層のうち、前記複数の非伸縮性樹脂基板の周囲を囲む周辺領域に配置されると共に、前記周辺領域まで延長された配線層の端部と電気的に接続された非伸縮性配線基板とを備え、
前記周辺領域まで延長された配線層は、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各配線層の長さに応じて各配線層の断面積が異なっていることを特徴とする伸縮性を有する半導体装置。
〔２〕 前記周辺領域まで延長された配線層は、前記周辺領域において、前記非伸縮性配線基板と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その断面積が相対的に大きくなっていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔３〕 前記周辺領域まで延長された配線層は、前記周辺領域において、前記非伸縮性配線基板と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その厚みが相対的に大きくなっていることを特徴とする前記〔２〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔４〕 前記配線層は、液体金属に金属粒子を分散させた流動性金属材料により形成されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔５〕 前記配線層は、前記伸縮性樹脂基板に埋め込まれた状態で配置されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔６〕 前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた絶縁層を備え、
前記配線層は、前記絶縁層に埋め込まれた状態で配置されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔７〕 前記非伸縮性樹脂基板を貫通した状態で設けられた貫通電極を備え、
前記配線層は、前記貫通電極を介して前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔８〕 前記貫通電極と電気的に接続されるように前記非伸縮性樹脂基板の前記伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた電極層を備え、
前記配線層は、前記電極層及び前記貫通電極を介して前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする前記〔７〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔９〕 前記非伸縮性樹脂基板の上に配置されて、前記半導体素子と電気的に接続される電極層を備え、
前記配線層は、前記電極層と電気的に接続されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔１０〕 前記非伸縮性配線基板と電気的に接続されるフレキシブル配線基板を備え、
前記非伸縮性配線基板には、異方性導電フィルムを介して前記フレキシブル配線基板の接続端子が熱圧着により接合されることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔１１〕 前記伸縮性樹脂基板は、粘着性を有し、
前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板の粘着力により前記伸縮性樹脂基板に貼着されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔１２〕 前記伸縮性樹脂基板の前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた密着層を備え、
前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板に前記密着層を介して貼着されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔１〕 伸縮自在な伸縮性樹脂基板と、
前記伸縮性樹脂基板の面上に並んで配置された複数の非伸縮性樹脂基板と、
前記複数の非伸縮性樹脂基板の各々の面上に配置された複数の半導体素子と、
前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に、前記複数の非伸縮性樹脂基板の隣り合うもの同士の間で伸縮自在に設けられた複数の配線層と、
前記複数の配線層のうち、前記複数の非伸縮性樹脂基板の周囲を囲む周辺領域に配置されると共に、前記周辺領域まで延長された配線層の端部と電気的に接続された非伸縮性配線基板とを備え、
前記周辺領域まで延長された配線層は、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各配線層の長さに応じて各配線層の断面積が異なっていることを特徴とする伸縮性を有する半導体装置。
〔２〕 前記周辺領域まで延長された配線層は、前記周辺領域において、前記非伸縮性配線基板と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その断面積が相対的に大きくなっていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔３〕 前記周辺領域まで延長された配線層は、前記周辺領域において、前記非伸縮性配線基板と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その厚みが相対的に大きくなっていることを特徴とする前記〔２〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔４〕 前記配線層は、液体金属に金属粒子を分散させた流動性金属材料により形成されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔５〕 前記配線層は、前記伸縮性樹脂基板に埋め込まれた状態で配置されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔６〕 前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた絶縁層を備え、
前記配線層は、前記絶縁層に埋め込まれた状態で配置されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔７〕 前記非伸縮性樹脂基板を貫通した状態で設けられた貫通電極を備え、
前記配線層は、前記貫通電極を介して前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔８〕 前記貫通電極と電気的に接続されるように前記非伸縮性樹脂基板の前記伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた電極層を備え、
前記配線層は、前記電極層及び前記貫通電極を介して前記半導体素子と電気的に接続されていることを特徴とする前記〔７〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔９〕 前記非伸縮性樹脂基板の上に配置されて、前記半導体素子と電気的に接続される電極層を備え、
前記配線層は、前記電極層と電気的に接続されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔１０〕 前記非伸縮性配線基板と電気的に接続されるフレキシブル配線基板を備え、
前記非伸縮性配線基板には、異方性導電フィルムを介して前記フレキシブル配線基板の接続端子が熱圧着により接合されることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔１１〕 前記伸縮性樹脂基板は、粘着性を有し、
前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板の粘着力により前記伸縮性樹脂基板に貼着されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
〔１２〕 前記伸縮性樹脂基板の前記伸縮性樹脂基板の前記非伸縮性樹脂基板と対向する面側に設けられた密着層を備え、
前記非伸縮性樹脂基板は、前記伸縮性樹脂基板に前記密着層を介して貼着されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する半導体装置。
【発明の効果】
【0011】
以上のように、本発明によれば、伸縮自在な配線層の長さの違いによる配線抵抗の差を小さくすることによって、伸縮による半導体素子への影響を軽減し、半導体素子の動作の安定化を図ることを可能とした伸縮性を有する半導体装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
【図6】（Ａ）図１中に示す線分Ｅ１－Ｅ１による半導体装置の要部を拡大した断面図、（Ｂ）図１中に示す線分Ｅ２－Ｅ２による半導体装置の要部を拡大した断面図、（Ｃ）図１中に示す線分Ｅ３－Ｅ３による半導体装置の要部を拡大した断面図である。
【図7】（Ａ）図１中に示す線分Ｆ１－Ｆ１による半導体装置の要部を拡大した断面図、（Ｂ）図１中に示す線分Ｆ２－Ｆ２による半導体装置の要部を拡大した断面図、（Ｃ）図１中に示す線分Ｆ３－Ｆ３による半導体装置の要部を拡大した断面図である。
【図17】（Ａ）図１中に示す線分Ｅ１－Ｅ１に対応した半導体装置の要部を拡大した断面図、（Ｂ）図１中に示す線分Ｅ２－Ｅ２に対応した半導体装置の要部を拡大した断面図、（Ｃ）図１中に示す線分Ｅ３－Ｅ３に対応した半導体装置の要部を拡大した断面図である。
【図18】（Ａ）図１中に示す線分Ｆ１－Ｆ１に対応した半導体装置の要部を拡大した断面図、（Ｂ）図１中に示す線分Ｆ２－Ｆ２に対応した半導体装置の要部を拡大した断面図、（Ｃ）図１中に示す線分Ｆ３－Ｆ３に対応した半導体装置の要部を拡大した断面図である。
【図21】第１の配線層及び第２の配線層の断面形状を例示した断面図である。
【図22】第１の溝部及び第２の溝部に埋め込まれた第１の配線層及び第２の配線層の断面形状を例示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【0014】
また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を半導体装置の面内における第１の方向Ｘとし、Ｙ軸方向を半導体装置の面内における第１の方向Ｘとは直交する第２の方向Ｙとし、Ｚ軸方向を半導体装置の面内に対して直交する第３の方向Ｚとして示すものとする。
【0015】
【0016】
なお、図１は、半導体装置１Ａの構成を示す平面図である。図２は、図１中に示す囲み部分Ａにおいて半導体装置１Ａの要部を拡大した平面図である。図３は、図２中に示す線分Ｂ－Ｂによる半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。図４は、図２中に示す線分Ｃ－Ｃによる半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。図５は、図１中に示す線分Ｄ－Ｄによる半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。図６（Ａ）は、図１中に示す線分Ｅ１－Ｅ１による半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。図６（Ｂ）は、図１中に示す線分Ｅ２－Ｅ２による半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。図６（Ｃ）は、図１中に示す線分Ｅ３－Ｅ３による半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。図７（Ａ）は、図１中に示す線分Ｆ１－Ｆ１による半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。図７（Ｂ）は、図１中に示す線分Ｆ２－Ｆ２による半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。図７（Ｃ）は、図１中に示す線分Ｆ３－Ｆ３による半導体装置１Ａの要部を拡大した断面図である。
【0017】
本実施形態の半導体装置１Ａは、図１～図４に示すように、伸縮自在な伸縮性樹脂基板２と、伸縮性樹脂基板２の面内に並んで配置された複数の非伸縮性樹脂基板３と、非伸縮性樹脂基板３の各々の面上に配置された複数の半導体素子４とを備えている。
【0018】
本実施形態の半導体装置１Ａでは、半導体素子４の一例として、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子（以下、必要に応じて「ＬＥＤ素子４」という。）を伸縮性樹脂基板２の面内において互いに交差（本実施形態では直交）する第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとにマトリックス状に並べて配置した構成を例示している。
【0019】
伸縮性樹脂基板２は、粘着性を有するアクリル系粘着組成物を含むフィルム基板であり、その中でも、透明性や耐候性、耐熱性に優れ、凹凸面に対する追従性や曲面接着力及び保持力に優れたアクリル系樹脂を用いることが好ましい。
【0020】
伸縮性樹脂基板２には、例えば、粘着性を有するアクリル系粘着組成物として、アクリロイル基及びメタクリロイル基を有するモノマーを５０質量％以上の割合で含む粘着性を有するアクリル系ポリマーを用いることができる。また、伸縮性樹脂基板２は、粘着付与樹脂として、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、エポキシ系粘着付与樹脂などを含む構成としてもよい。また、伸縮性樹脂基板２は、フィルム基板を構成する樹脂材料として、引張伸び率が１００％以上の樹脂であり、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、スチレンブタジエン樹脂などを用いることができる。また、伸縮性樹脂基板２の厚さは、０．００５～１．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．０５～１ｍｍである。
【0021】
伸縮性樹脂基板２の粘着力は、「ＪＩＳ Ｚ ０２３７」に基づいて測定される１８０°引き剥がし粘着力において、例えば、５Ｎ／２０ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは７Ｎ／２０ｍｍ以上である。伸縮性樹脂基板２の粘着力の高さは、非伸縮性樹脂基板３との剥離を抑制し、一体化するために必要な要素であり、粘着力の上限については特に制限されるものではない。
【0022】
伸縮性樹脂基板２は、長寿命化及び耐久性の向上を図るため、伸縮させた後に元の形状への復元性があることが好ましい。具体的には、１００％伸張させた後の復元率が７０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上である。復元率が低いと耐久性が得られにくくなる。復元率の調整は、アクリル系ポリマーの架橋度や平均分子量により調整することが知られており、この手法により調整が可能である。
【0023】
複数の非伸縮性樹脂基板３は、可撓性を有する樹脂（プラスチック）製のフィルム基板であり、伸縮性樹脂基板２の面内において互いに交差（本実施形態では直交）する第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとにマトリックス状に並んで配置されている。また、各非伸縮性樹脂基板３は、上述した伸縮性樹脂基板２が有する粘着力によって、伸縮性樹脂基板２の一方の面（表面）側に貼着可能となっている。
【0024】
非伸縮性樹脂基板３には、例えば、ポリイミド（ＰＩ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナノセルロースなどを用いることができる。その中でも、半導体素子等の形成時に必要な熱焼成や薬液処理などに対する耐熱性や耐薬品性に優れたＰＩを用いることが好ましい。また、非伸縮性樹脂基板３の厚さは、０．１～１００μｍであることが好ましく、より好ましくは１～１０μｍである。
【0025】
また、非伸縮性樹脂基板３は、伸縮性樹脂基板２に密着層５を介して貼着されていることが好ましい。密着層５は、伸縮部となる伸縮性樹脂基板２と、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板３との間の密着性を向上させるための層であり、非伸縮性樹脂基板３の伸縮性樹脂基板２と対向する面上に形成されている。
【0026】
密着層５には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜などの無機酸化膜、又はこれらの積層膜を用いることができる。また、密着層５の厚さは、５～２００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１０～２０ｎｍである。
【0027】
ＬＥＤ素子４は、非伸縮性樹脂基板３の一方の面（上面）上に配置された第１の上部電極層６及び第２の上部電極層７と電気的に接続されている。第１の上部電極層６及び第２の上部電極層７には、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属又はそれらの合金、若しくはそれらの金属を２種類以上積層した導電膜を用いることができる。
【0028】
第１の上部電極層６と第２の上部電極層７とは、非伸縮性樹脂基板３の面上において互いに交差（本実施形態では直交）する第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとに延在しながら、互いに立体的に交差するように配置されている。
【0029】
このため、第１の上部電極層６と第２の上部電極層７との互いに交差する位置には、第１の上部電極層６と第２の上部電極層７との間を電気的に絶縁する絶縁層８が設けられている。絶縁層８には、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜や酸化シリコン（ＳｉＯ２）などを用いることができる。
【0030】
ＬＥＤ素子４の一端は、第１の上部電極層６から幅方向に突出した電極部６ａを介して第１の上部電極層６と電気的に接続されている。ＬＥＤ素子４の他端は、第２の上部電極層７と電気的に接続されている。
【0031】
なお、本実施形態の半導体装置１Ａでは、非伸縮性樹脂基板３の上に、ＬＥＤ素子４の少なくとも一部を覆う保護層（図示せず。）が設けられた構成としてもよい。保護層は、非伸縮性樹脂基板３の上に形成されるＬＥＤ素子４の歪みを抑制し、ＬＥＤ素子４の特性を安定化させる効果を有している。
【0032】
保護層には、例えばエポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂などの有機膜を用いることができる。その中でも、１μｍ以上の厚膜化が可能であり、光によるパターン形成が可能な光反応性のエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。具体的には、ネガ型のフォトレジスト材料であるＳＵ－８などを用いることができる。また、保護層の厚みは、０．１～５μｍであることが好ましく、より好ましくは１～２μｍである。
【0033】
伸縮性樹脂基板２の一方の面（上面）上には、伸縮性を有する一対の第１の配線層９ａ，９ｂ及び一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂが設けられている。第１の配線層９ａ，９ｂ及び第２の配線層１０ａ，１０ｂは、例えば、液体金属に金属粒子を分散させた流動性金属材料により形成されている。
【0034】
液体金属には、例えばガリウム（Ｇａ）とインジウム（Ｉｎ）とを含む共晶合金や、ＧａとＩｎと錫（Ｓｎ）とを含む共晶合金などを用いることができる。また、Ｇａを主成分として、ＩｎやＳｎの添加量を調整することで、融点を変更することが可能である。
【0035】
金属粒子には、例えばニッケル（Ｎｉ）やＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉなどを用いることができる。上述した液体金属は、原子間力が非常に強いため、表面エネルギーが高く、濡れ性が非常に悪い。そこで、上述した金属粒子を添加することで濡れ性を改善することが可能である。
【0036】
例えば、ガリウム（Ｇａ）とインジウム（Ｉｎ）とを含む液体金属に、平均粒径が１～５０μｍのＮｉ粒子を１～２０質量％混合することで、ペースト状となり、印刷法による第１の配線層９ａ，９ｂ及び第２の配線層１０ａ，１０ｂの形成が可能となる。
【0037】
一対の第１の配線層９ａ，９ｂは、複数の非伸縮性樹脂基板３の第１の方向Ｘにおいて隣り合うもの同士の間を電気的に接続するように、第１の方向Ｘに延在して設けられている。すなわち、一対の第１の配線層９ａ，９ｂは、複数の非伸縮性樹脂基板３の第１の方向Ｘにおいて隣り合うもの同士の間で共有されている。
【0038】
一方、一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂは、複数の非伸縮性樹脂基板３の第２の方向Ｙにおいて隣り合うもの同士の間を電気的に接続するように、第２の方向Ｙに延在して設けられている。すなわち、一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂは、複数の非伸縮性樹脂基板３の第２の方向Ｙにおいて隣り合うもの同士の間で共有されている。
【0039】
一対の第１の配線層９ａ，９ｂの一端側は、非伸縮性樹脂基板３の上に延長して配置されると共に、第１の上部電極層６と電気的に接続されている。一方、一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂの一端側は、非伸縮性樹脂基板３の上に延長して配置されると共に、第２の上部電極層７と電気的に接続されている。
【0040】
さらに、図１に示すように、第２の方向Ｙに並ぶ複数の第１の配線層９ａ，９ｂのうち、第１の方向Ｘの一方側から伸縮性樹脂基板２の側端部に向かって延長された各第１の配線層９ａの端部は、互いに伸縮性樹脂基板２の端縁部に沿った中央部分に集合した後、第１の非伸縮性配線基板１１と電気的に接続されている。
【0041】
一方、第１の方向Ｘに並ぶ複数の第２の配線層１０ａ，１０ｂのうち、第２の方向Ｙの一方側から伸縮性樹脂基板２の側端部に向かって延長された各第２の配線層１０ｂの端部は、互いに伸縮性樹脂基板２の端縁部に沿った中央部分に集合した後、第２の非伸縮性配線基板１２と電気的に接続されている。
【0042】
第１の非伸縮性配線基板１１及び第２の非伸縮性配線基板１２は、可撓性を有する樹脂（プラスチック）製のフィルム基板であり、上述した伸縮性樹脂基板２が有する粘着力によって、伸縮性樹脂基板２の一方の面（表面）側に貼着可能となっている。
【0043】
第１及び第２の非伸縮性配線基板１１，１２には、上記非伸縮性樹脂基板３と同じ材料を用いることができる。また、第１及び第２の非伸縮性配線基板１１，１２の厚さは、１０～１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０～５００μｍであり、更に好ましくは１００～２００μｍである。
【0044】
第１の非伸縮性配線基板１１及び第２の非伸縮性配線基板１２は、複数の非伸縮性樹脂基板３の周囲を囲む周辺領域Ｅに配置されている。本実施形態では、この周辺領域Ｅのうち、伸縮性樹脂基板２の面上の各々の端縁部に沿った中央部分に配置されている。
【0045】
周辺領域Ｅまで延長された各第１の配線層９ａの端部は、第１の非伸縮性配線基板１１の上まで延長して配置されると共に、第１の非伸縮性配線基板１１の面上に並んで配置された各上部配線層１１ａと電気的に接続されている。同様に、周辺領域Ｅまで延長された各第２の配線層１０ｂの端部は、第２の非伸縮性配線基板１２の上まで延長して配置されると共に、第２の非伸縮性配線基板１２の面上に並んで配置された各上部配線層１２ａと電気的に接続されている。
【0046】
一方、第１の非伸縮性配線基板１１には、図１及び図５に示すように、外部接続用の第１のフレキシブル配線基板（以下、「第１のＦＰＣ」という。）１３ａが異方性導電フィルム（以下、「ＡＣＦ」という。）１４を介して電気的に接続されている。同様に、第２の非伸縮性配線基板１２には、図１に示すように、伸縮性樹脂基板２の側端部よりも外側において、外部接続用の第２のフレキシブル配線基板（以下、「第２のＦＰＣ」という。）１３ｂがＡＣＦ１４を介して電気的に接続されている。
【0047】
第１及び第２のＦＰＣ１３ａ，１３ｂを接続する場合、第１及び第２の非伸縮性配線基板１１，１２に対して、ＡＣＦ１４を介して第１及び第２のＦＰＣ１３ａ，１３ｂの各接続端子を押し付けながら熱圧着する。これにより、ＡＣＦ１４の圧着部分において、第１及び第２のＦＰＣ１３ａ，１３ｂが接合され、第１及び第２の非伸縮性配線基板１１，１２の各上部配線層１１ａ，１２ａと第１及び第２のＦＰＣ１３ａ，１３ｂの各接続端子との間がＡＣＦ１４を介して電気的に接続された状態となる。
【0048】
本実施形態の半導体装置１Ａは、図１、図６及び図７に示すように、周辺領域Ｅまで延長された第１の配線層９ａは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各第１の配線層９ａの長さに応じて各第１の配線層９ａの断面積が異なっている。
【0049】
具体的に、周辺領域Ｅまで延長された第１の配線層９ａは、この周辺領域Ｅにおいて、第１の非伸縮性配線基板１１と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その断面積が相対的に大きくなっている。具体的に、周辺領域Ｅまで延長された第１の配線層９ａは、断面略矩形状を有し、第１の非伸縮性配線基板１１と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その厚みが相対的に大きくなっている。
【0050】
本実施形態では、図１に示すように、周辺領域Ｅまで延長された６本の第１の配線層９ａのうち、その中央に位置する２本の第１の配線層９ａが相対的に最も短く、その両端に位置する２本の第１の配線層９ａが相対的に最も長く、それらの各間に位置する２本の第１の配線層９ａがそれらの中間の長さとなっている。
【0051】
この場合、相対的に最も短くなる中央の第１の配線層９ａは、図６（Ａ）に示すように、相対的に最も小さい厚みｔ１を有している。一方、相対的に最も長くなる両端の第１の配線層９ａは、図６（Ｃ）に示すように、相対的に最も大きい厚みｔ３を有している。一方、相対的に中間の長さとなる各間の第１の配線層９ａは、図６（Ｂ）に示すように、相対的にそれらの中間の厚みｔ２を有している。（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）
【0052】
これにより、周辺領域Ｅまで延長された第１の配線層９ａは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各第１の配線層９ａの長さに応じて各第１の配線層９ａの断面積が調整されている。
【0053】
同様に、周辺領域Ｅまで延長された第２の配線層１０ｂは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各第２の配線層１０ｂの長さに応じて各第２の配線層１０ｂの断面積が異なっている。
【0054】
具体的に、周辺領域Ｅまで延長された第２の配線層１０ｂは、この周辺領域Ｅにおいて、第２の非伸縮性配線基板１２と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その断面積が相対的に大きくなっている。具体的に、周辺領域Ｅまで延長された第２の配線層１０ｂは、断面略矩形状を有し、第２の非伸縮性配線基板１２と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その厚みが相対的に大きくなっている。
【0055】
本実施形態では、図１に示すように、周辺領域Ｅまで延長された６本の第２の配線層１０ｂのうち、その中央に位置する２本の第２の配線層１０ｂが相対的に最も短く、その両端に位置する２本の第２の配線層１０ｂが相対的に最も長く、それらの各間に位置する２本の第２の配線層１０ｂがそれらの中間の長さとなっている。
【0056】
この場合、相対的に最も短くなる中央の第２の配線層１０ｂは、図７（Ａ）に示すように、相対的に最も小さい厚みｔ４を有している。一方、相対的に最も長くなる両端の第２の配線層１０ｂは、図７（Ｃ）に示すように、相対的に最も大きい厚みｔ６を有している。一方、相対的に中間の長さとなる各間の第２の配線層１０ｂは、図７（Ｂ）に示すように、相対的にそれらの中間の厚みｔ５を有している。（ｔ４＜ｔ５＜ｔ６）
【0057】
これにより、周辺領域Ｅまで延長された第２の配線層１０ｂは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各第２の配線層１０ｂの長さに応じて各第２の配線層１０ｂの断面積が調整されている。
【0058】
以上のような構成を有する本実施形態の半導体装置１Ａでは、複数の非伸縮性樹脂基板３の隣り合うもの同士の間で伸縮性樹脂基板２が伸縮自在とされている。
【0059】
これにより、伸縮性樹脂基板２を第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとに伸縮させた際に、ＬＥＤ素子４は、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板３の上に設けられているため、このＬＥＤ素子４に対する伸縮性樹脂基板２による伸縮の影響を軽減することが可能である。
【0060】
また、本実施形態の半導体装置１Ａでは、上述した周辺領域Ｅまで延長された第１及び第２の配線層９ａ，１０ｂの長さの違いによる配線抵抗の差を小さくすることによって、ＬＥＤ素子４を駆動する際の信号遅延によるバラツキの発生を抑制することが可能である。
【0061】
したがって、本実施形態の半導体装置１Ａでは、伸縮性樹脂基板２の伸縮によるＬＥＤ素子４への影響を軽減し、ＬＥＤ素子４の動作の安定化を図ることが可能である。
【0062】
（半導体装置の製造方法）
次に、上記半導体装置１Ａの製造方法について、図８～図１４を参照しながら説明する。
なお、図８～図１４は、半導体装置１Ａの製造工程を順に説明するための断面図である。また、図８～図１４では、図２中に示す線分Ｂ－Ｂに対応した断面図を示している。
次に、上記半導体装置１Ａの製造方法について、図８～図１４を参照しながら説明する。
なお、図８～図１４は、半導体装置１Ａの製造工程を順に説明するための断面図である。また、図８～図１４では、図２中に示す線分Ｂ－Ｂに対応した断面図を示している。
【0063】
上記半導体装置１Ａを製造する際は、先ず、図８に示すように、第１の支持基板５１の上に、複数の非伸縮性樹脂基板３となる非伸縮性樹脂基材３０を形成する。具体的には、第１の支持基板５１にガラス基板を用い、この第１の支持基板５１の上に、上述した非伸縮性樹脂基板３となるＰＩを含む塗液をスピンコートにより塗布して塗膜を形成した後に、この塗膜を乾燥（焼成）させることによって、ＰＩフィルムからなる非伸縮性樹脂基材３０を形成する。
【0064】
次に、図９に示すように、非伸縮性樹脂基材３０の各非伸縮性樹脂基板３となる部分の周囲を、フォトリソグラフィー技術を用いたドライエッチング又はウェットエッチングにより除去することによって、複数の非伸縮性樹脂基板３を形成する。
【0065】
次に、図１０に示すように、各非伸縮性樹脂基板３の上に、第１の上部電極層６、絶縁層８、第２の上部電極層７を形成する。
【0066】
次に、図１１に示すように、複数の非伸縮性樹脂基板３の上に再剥離用フィルムテープ５２を介して第２の支持基板５３を貼り付ける。
【0067】
次に、図１２に示すように、第１の支持基板５１を剥離する。具体的には、レーザーリフトオフを用いて、第１の支持基板５１側からレーザー光を照射し、複数の非伸縮性樹脂基板３と第１の支持基板５１との界面をアブレーションすることによって、複数の非伸縮性樹脂基板３から剥離した第１の支持基板５１を除去する。
【0068】
次に、図１３に示すように、複数の非伸縮性樹脂基板３の上に密着層５を介して伸縮性樹脂基板２を貼着する。
【0069】
次に、図１４に示すように、第２の支持基板５３を再剥離用フィルムテープ５２と共に、複数の非伸縮性樹脂基板３から剥離して除去する。その後、伸縮性樹脂基板２の上に、第１の非伸縮性配線基板１１及び第２の非伸縮性配線基板１２（図１２において図示せず。）を配置する。また、伸縮性樹脂基板２の上に、上述した液体金属に金属粒子を分散させた流動性金属材料を用いて、第１の配線層９ａ，９ｂ及び第２の配線層１０ａ，１０ｂを形成する。
【0070】
第１の配線層９ａ，９ｂ及び第２の配線層１０ａ，１０ｂのパターン形成には、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソグラフィー印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、エアロゾルジェット印刷、ステンシル印刷などの印刷法や、ディスプレンサによる吐出法などを用いて、流動性金属材料を第１の配線層９ａ，９ｂ及び第２の配線層１０ａ，１０ｂの形状にパターン形成することで、伸縮性を有する第１の配線層９ａ，９ｂ及び第２の配線層１０ａ，１０ｂを形成することが可能である。
【0071】
その後、各非伸縮性樹脂基板３の第１の上部電極層６及び第２の上部電極層７と電気的に接続されるように、各非伸縮性樹脂基板３の上にＬＥＤ素子４を実装する。
【0072】
また、第１の非伸縮性配線基板１１及び第２の非伸縮性配線基板１２の面上にＡＣＦ１４を配置した後、第１の非伸縮性配線基板１１及び第２の非伸縮性配線基板１２に対して、ＡＣＦ１４を介して第１のＦＰＣ１３ａ及び第２のＦＰＣ１３ｂを熱圧着により接合する。
以上の工程を経ることによって、上記図１に示す半導体装置１Ａを作製することが可能である。
以上の工程を経ることによって、上記図１に示す半導体装置１Ａを作製することが可能である。
【0073】
本実施形態の半導体装置１Ａの製造方法では、上述した伸縮性樹脂基板２の伸縮によるＬＥＤ素子４への影響を軽減し、ＬＥＤ素子４の動作の安定化を図ることを可能とした半導体装置１Ａを歩留まり良く製造することが可能である。
【0074】
【0075】
なお、図１５は、半導体装置１Ｂの構成を示し、図２中に示す線分Ｂ－Ｂに対応した半導体装置１Ｂの要部を拡大した断面図である。図１６は、半導体装置１Ｂの構成を示し、図２中に示す線分Ｃ－Ｃに対応した半導体装置１Ｂの要部を拡大した断面図である。図１７（Ａ）は、図１中に示す線分Ｅ１－Ｅ１に対応した半導体装置１Ｂの要部を拡大した断面図である。図１７（Ｂ）は、図１中に示す線分Ｅ２－Ｅ２に対応した半導体装置１Ｂの要部を拡大した断面図である。図１７（Ｃ）は、図１中に示す線分Ｅ３－Ｅ３に対応した半導体装置１Ｂの要部を拡大した断面図である。図１８（Ａ）は、図１中に示す線分Ｆ１－Ｆ１に対応した半導体装置１Ｂの要部を拡大した断面図である。図１８（Ｂ）は、図１中に示す線分Ｆ２－Ｆ２に対応した半導体装置１Ｂの要部を拡大した断面図である。図１８（Ｃ）は、図１中に示す線分Ｆ３－Ｆ３に対応した半導体装置１Ｂの要部を拡大した断面図である。また、以下の説明では、上記半導体装置１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【0076】
本実施形態の半導体装置１Ｂは、図１５及び図１６に示すように、上記半導体装置１Ａの構成とは、上記第１の上部電極層６と上記第１の配線層９ａ，９ｂとの間を電気的に接続する構成と、上記第２の上部電極層７と上記第２の配線層１０ａ，１０ｂとの間を電気的に接続する構成とが異なっている。
【0077】
具体的に、第１の上部電極層６の両端は、非伸縮性樹脂基板３を貫通して設けられた一対の第１の貫通電極１５ａ，１５ｂと電気的に接続されている。一対の第１の貫通電極１５ａ，１５ｂは、非伸縮性樹脂基板３を貫通する一対の第１の孔部１６ａ，１６ｂに埋め込まれた状態で設けられている。
【0078】
また、第２の上部電極層７の両端は、非伸縮性樹脂基板３を貫通して設けられた一対の第２の貫通電極１７ａ，１７ｂと電気的に接続されている。一対の第２の貫通電極１７ａ，１７ｂは、非伸縮性樹脂基板３を貫通する一対の第２の孔部１８ａ，１８ｂに埋め込まれた状態で設けられている。
【0079】
第１の貫通電極１５ａ，１５ｂ及び第２の貫通電極１７ａ，１７ｂは、第１の孔部１６ａ，１６ｂ及び第２の孔部１８ａ，１８ｂに、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属又はそれらの合金などの導電材料を埋め込むことによって形成されている。
【0080】
一対の第１の貫通電極１５ａ，１５ｂは、非伸縮性樹脂基板３の伸縮性樹脂基板２と対向する他方の面（下面）上に配置された一対の第１の下部電極層１９ａ，１９ｂと電気的に接続されている。また、一対の第２の貫通電極１７ａ，１７ｂは、非伸縮性樹脂基板３の伸縮性樹脂基板２と対向する面（下面）上に配置された一対の第２の下部電極層２０ａ，２０ｂと電気的に接続されている。
【0081】
第１の下部電極層１９ａ，１９ｂ及び第２の下部電極層２０ａ，２０ｂには、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属又はそれらの合金、若しくはそれらの金属を２種類以上積層した導電膜を用いることができる。
【0082】
一対の第１の配線層９ａ，９ｂは、伸縮性樹脂基板２に断面略矩形状に形成された一対の第１の溝部２１ａ，２１ｂに埋め込まれた状態で配置されている。具体的に、各第１の配線層９ａ，９ｂは、上述した流動性金属材料をディスペンサ等を用いて、各第１の溝部２１ａ，２１ｂに充填することにより形成することが可能である。
【0083】
第１の配線層９ａ，９ｂは、第１の溝部２１ａ，２１ｂに埋め込まれることよって、流動性を有しながら、その形状を第１の溝部２１ａ，２１ｂの形状に合わせて保持することが可能である。
【0084】
一対の第１の配線層９ａ，９ｂは、一対の第１の下部電極層１９ａ，１９ｂと対向しながら、これら一対の第１の下部電極層１９ａ，１９ｂと電気的に接続されている。すなわち、各第１の配線層９ａ，９ｂの各第１の下部電極層１９ａ，１９ｂと対向する面は、各第１の下部電極層１９ａ，１９ｂと接触した状態となっている。
【0085】
これにより、一対の第１の配線層９ａ，９ｂは、一対の第１の下部電極層１９ａ，１９ｂ及び一対の第１の貫通電極１５ａ，１５ｂを介して第１の上部電極層６と電気的に接続されている。
【0086】
一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂは、伸縮性樹脂基板２に断面略矩形状に形成された一対の第２の溝部２２ａ，２２ｂに埋め込まれた状態で配置されている。具体的に、各第２の配線層１０ａ，１０ｂは、上述した流動性金属材料をディスペンサ等を用いて、各第２の溝部２２ａ，２２ｂに充填することにより形成することが可能である。
【0087】
第２の配線層１０ａ，１０ｂは、第２の溝部２２ａ，２２ｂに埋め込まれることよって、流動性を有しながら、その形状を第２の溝部２２ａ，２２ｂの形状に合わせて保持することが可能である。
【0088】
一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂは、一対の第２の下部電極層２０ａ，２０ｂと対向しながら、これら一対の第２の下部電極層２０ａ，２０ｂと電気的に接続されている。すなわち、各第２の配線層１０ａ，１０ｂの各第２の下部電極層２０ａ，２０ｂと対向する面は、各第２の下部電極層２０ａ，２０ｂと接触した状態となっている。
【0089】
これにより、一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂは、一対の第２の下部電極層２０ａ，２０ｂ及び一対の第２の貫通電極１７ａ，１７ｂを介して第２の上部電極層７と電気的に接続されている。
【0090】
本実施形態の半導体装置１Ｂは、図１、図１７及び図１８に示すように、周辺領域Ｅまで延長された第１の配線層９ａは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各第１の配線層９ａの長さに応じて各第１の配線層９ａの断面積が異なっている。
【0091】
具体的に、周辺領域Ｅまで延長された第１の配線層９ａは、この周辺領域Ｅにおいて、第１の非伸縮性配線基板１１と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その断面積が相対的に大きくなっている。具体的に、周辺領域Ｅまで延長された第１の配線層９ａは、断面略矩形状を有し、第１の非伸縮性配線基板１１と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その厚みが相対的に大きくなっている。
【0092】
本実施形態では、図１に示すように、周辺領域Ｅまで延長された６本の第１の配線層９ａのうち、その中央に位置する２本の第１の配線層９ａが相対的に最も短く、その両端に位置する２本の第１の配線層９ａが相対的に最も長く、それらの各間に位置する２本の第１の配線層９ａがそれらの中間の長さとなっている。
【0093】
この場合、相対的に最も短くなる中央の第１の配線層９ａは、図１７（Ａ）に示すように、相対的に最も浅い深さｔ１を有する第１の溝部２１ａに埋め込まれることによって、相対的に最も小さい厚みｔ１を有している。一方、相対的に最も長くなる両端の第１の配線層９ａは、図１７（Ｃ）に示すように、相対的に最も深い深さｔ３を有する第１の溝部２１ａに埋め込まれることによって、相対的に最も大きい厚みｔ３を有している。一方、相対的に中間の長さとなる各間の第１の配線層９ａは、図１７（Ｂ）に示すように、相対的にそれらの中間の深さｔ２を有する第１の溝部２１ａに埋め込まれることによって、相対的にそれらの中間の厚みｔ２を有している。（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）
【0094】
これにより、周辺領域Ｅまで延長された第１の配線層９ａは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各第１の配線層９ａの長さに応じて各第１の配線層９ａの断面積が調整されている。
【0095】
同様に、周辺領域Ｅまで延長された第２の配線層１０ｂは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各第２の配線層１０ｂの長さに応じて各第２の配線層１０ｂの断面積が異なっている。
【0096】
具体的に、周辺領域Ｅまで延長された第２の配線層１０ｂは、この周辺領域Ｅにおいて、第２の非伸縮性配線基板１２と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その断面積が相対的に大きくなっている。具体的に、周辺領域Ｅまで延長された第２の配線層１０ｂは、断面略矩形状を有し、第２の非伸縮性配線基板１２と電気的に接続される端部までの長さが相対的に長いほど、その厚みが相対的に大きくなっている。
【0097】
本実施形態では、図１に示すように、周辺領域Ｅまで延長された６本の第２の配線層１０ｂのうち、その中央に位置する２本の第２の配線層１０ｂが相対的に最も短く、その両端に位置する２本の第２の配線層１０ｂが相対的に最も長く、それらの各間に位置する２本の第２の配線層１０ｂがそれらの中間の長さとなっている。
【0098】
この場合、相対的に最も短くなる中央の第２の配線層１０ｂは、図１８（Ａ）に示すように、相対的に最も浅い深さｔ４を有する第２の溝部２２ｂに埋め込まれることによって、相対的に最も小さい厚みｔ４を有している。一方、相対的に最も長くなる両端の第２の配線層１０ｂは、図１８（Ｃ）に示すように、相対的に最も深い深さｔ６を有する第２の溝部２２ｂに埋め込まれることによって、相対的に最も大きい厚みｔ６を有している。一方、相対的に中間の長さとなる各間の第２の配線層１０ｂは、図１８（Ｂ）に示すように、相対的にそれらの中間の深さｔ５を有する第２の溝部２２ｂに埋め込まれることによって、相対的にそれらの中間の厚みｔ５を有している。（ｔ４＜ｔ５＜ｔ６）
【0099】
これにより、周辺領域Ｅまで延長された第２の配線層１０ｂは、互いの配線抵抗の差が小さくなるように、各第２の配線層１０ｂの長さに応じて各第２の配線層１０ｂの断面積が調整されている。
【0100】
本実施形態の半導体装置１Ｂは、それ以外は、上記半導体装置１Ａと基本的に同じ構成を有し、上記半導体装置１Ａと基本的に同じ製造方法を用いて作製することが可能である。
【0101】
以上のような構成を有する本実施形態の半導体装置１Ｂでは、複数の非伸縮性樹脂基板３の隣り合うもの同士の間で伸縮性樹脂基板２が伸縮自在とされている。
【0102】
これにより、伸縮性樹脂基板２を第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとに伸縮させた際に、ＬＥＤ素子４は、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板３の上に設けられているため、このＬＥＤ素子４に対する伸縮性樹脂基板２による伸縮の影響を軽減することが可能である。
【0103】
また、本実施形態の半導体装置１Ｂでは、上述した周辺領域Ｅまで延長された第１及び第２の配線層９ａ，１０ｂの長さの違いによる配線抵抗の差を小さくすることによって、ＬＥＤ素子４を駆動する際の信号遅延によるバラツキの発生を抑制することが可能である。
【0104】
したがって、本実施形態の半導体装置１Ｂでは、伸縮性樹脂基板２の伸縮によるＬＥＤ素子４への影響を軽減し、ＬＥＤ素子４の動作の安定化を図ることが可能である。
【0105】
【0106】
なお、図１９は、半導体装置１Ｃの構成を示し、図２中に示す線分Ｂ－Ｂに対応した半導体装置１Ｃの要部を拡大した断面図である。図２０は、半導体装置１Ｃの構成を示し、図２中に示す線分Ｃ－Ｃに対応した半導体装置１Ｃの要部を拡大した断面図である。また、以下の説明では、上記半導体装置１Ａ，１Ｂと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【0107】
【0108】
本実施形態の半導体装置１Ｃにおいて、一対の第１の配線層９ａ，９ｂは、一対の第１の貫通電極１５ａ，１５ｂと対向しながら、これら一対の第１の貫通電極１５ａ，１５ｂと電気的に接続されている。すなわち、各第１の配線層９ａ，９ｂの各第１の貫通電極１５ａ，１５ｂと対向する面は、各第１の貫通電極１５ａ，１５ｂと接触した状態となっている。
【0109】
これにより、一対の第１の配線層９ａ，９ｂは、一対の第１の貫通電極１５ａ，１５ｂを介して第１の上部電極層６と電気的に接続されている。
【0110】
一方、一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂは、一対の第２の貫通電極１７ａ，１７ｂと対向しながら、これら一対の第２の貫通電極１７ａ，１７ｂと電気的に接続されている。すなわち、各第２の配線層１０ａ，１０ｂの各第２の貫通電極１７ａ，１７ｂと対向する面は、各第２の貫通電極１７ａ，１７ｂと接触した状態となっている。
【0111】
これにより、一対の第２の配線層１０ａ，１０ｂは、一対の第２の貫通電極１７ａ，１７ｂを介して第２の上部電極層７と電気的に接続されている。
【0112】
さらに、本実施形態の半導体装置１Ｃは、上記半導体装置１Ａの構成のうち、密着層５を省略し、上述した粘着性を有する伸縮性樹脂基板２の粘着力によって、複数の非伸縮性樹脂基板３が伸縮性樹脂基板２に貼着された構成である。
【0113】
本実施形態の半導体装置１Ｃは、それ以外は、上記半導体装置１Ａ，１Ｂと基本的に同じ構成を有し、上記半導体装置１Ａ，１Ｂと基本的に同じ製造方法を用いて作製することが可能である。
【0114】
以上のような構成を有する本実施形態の半導体装置１Ｃでは、複数の非伸縮性樹脂基板３の隣り合うもの同士の間で伸縮性樹脂基板２が伸縮自在とされている。
【0115】
これにより、伸縮性樹脂基板２を第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとに伸縮させた際に、ＬＥＤ素子４は、非伸縮部となる非伸縮性樹脂基板３の上に設けられているため、このＬＥＤ素子４に対する伸縮性樹脂基板２による伸縮の影響を軽減することが可能である。
【0116】
また、本実施形態の半導体装置１Ｃでは、上記半導体装置１Ｂと同様に、上述した周辺領域Ｅまで延長された第１及び第２の配線層９ａ，１０ｂの長さの違いによる配線抵抗の差を小さくすることによって、ＬＥＤ素子４を駆動する際の信号遅延によるバラツキの発生を抑制することが可能である。
【0117】
したがって、本実施形態の半導体装置１Ｃでは、伸縮性樹脂基板２の伸縮によるＬＥＤ素子４への影響を軽減し、ＬＥＤ素子４の動作の安定化を図ることが可能である。
【0118】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0119】
上記第１及び第２の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂの断面形状については、適宜変更することが可能であり、例えば図２１（Ａ）～（Ｃ）に示すような断面形状とすることが可能である。具体的には、伸縮性樹脂基板２の面上において、図２１（Ａ）に示す断面略矩形状を有するものに限らず、図２１（Ｂ）に示す断面略円弧状や、図２１（Ｃ）に示す断面略台形状を有するものであってもよい。
【0120】
また、上記第１及び第２の溝部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに埋め込まれた配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂの断面形状についても、適宜変更することが可能であり、例えば図２２（Ａ）～（Ｅ）に示すような断面形状とすることが可能である。具体的には、図２２（Ａ）に示す断面略矩形状の第１及び第２の溝部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに埋め込まれたものに限らず、図２２（Ｂ）に示す断面円弧状や、図２２（Ｃ）に示す断面略三角形状、図２２（Ｄ）に示す断面略逆台形状、図２２（Ｅ）に示す断面略台形状を有するものであってもよい。
【0121】
また、上記第１及び第２の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂでは、その厚みを調整するだけでなく、その幅を調整することによって、その断面積を調整することも可能である。
【0122】
上記第１及び第２の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂは、伸縮性樹脂基板２の上に配置された伸縮層に被覆された状態で配置された構成であってもよい。伸縮層は、上記伸縮性樹脂基板２と同じ又は伸縮性樹脂基板２とは異なるゴムやエラストマーなどの伸縮性樹脂材料を用いて、第１及び第２の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂを被覆するように伸縮性樹脂基板２の上に配置することが可能である。
【0123】
さらに、上記半導体装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、伸縮性樹脂基板２の各非伸縮性樹脂基板３と対向する面側を全面に亘って被覆する伸縮性樹脂層が配置された構成としてもよい。伸縮性樹脂層には、上記伸縮性樹脂基板２と同じ又は伸縮性樹脂基板２とは異なるゴムやエラストマーなどの伸縮性樹脂材料を用いた伸縮性樹脂基板を貼り合わしたり、上記伸縮性樹脂基板２の上に伸縮性樹脂層を積層形成したりすることが可能である。この場合、上記第１及び第２の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂは、伸縮性樹脂層に埋め込まれた状態で配置された構成となる。
【0124】
また、上記伸縮性樹脂基板２は、上述した粘着性を有するものに必ずしも限定されるものではなく、粘着性を持たないものであってよい。この場合、非伸縮性樹脂基板３は、伸縮性樹脂基板２に密着層５を介して貼着すればよい。
【0125】
また、上記第１及び上記第２の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂについては、上述した伸縮性樹脂基板２に形成された第１及び第２の溝部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに埋め込まれた状態で配置された構成だけでなく、伸縮性樹脂基板２に形成された絶縁層（図示せず。）に埋め込まれた状態で配置された構成としてもよい。
【0126】
また、上記第１及び上記第２の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ及び上記第１及び上記第２の貫通電極１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂには、上述した流動性金属材料を用いた構成に限らず、例えば、弾性のあるエラストマーに導電性フィラーを分散させて導電性を持たせた導電性弾性材料を用いることができる。さらに、上記第１及び上記第２の配線層９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂには、例えば金などの金属配線を蛇腹状に湾曲形状をさせたものなどの伸縮性を有する導電層を用いることができる。
【0127】
エラストマーとしては、柔軟性を付与することから、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム、エチレン－プロピレン共重合体、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴムなどを用いることができる。
【0128】
導電性フィラーとしては、例えば、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、金属ナノフレークなどを用いることができる。また、伸縮時に導電性を損なわないためには、ワイヤー状やフレーク状のものを用いることが好ましく、伸張時にネットワーク状の構造を形成することが可能であり、導電性パスを維持することが可能である。
【0129】
また、本実施形態の半導体装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、上述した半導体素子としてＬＥＤ素子４を備えた構成となっているが、各非伸縮性樹脂基板３の上にＴＦＴ等を形成し、各非伸縮性樹脂基板３が１つの画素デバイスを構成することによって、伸縮自在なストレッチャブルディスプレイを実現すると共に、球面や自由曲面などの３次元形状に変形可能なディスプレイを形成することが可能である。なお、画素デバイスを構成する場合、上述したＬＥＤ素子４の代わりに、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などの発光素子を用いることも可能である。
【0130】
また、本発明が適用される半導体装置については、上述した発光素子を備えた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、受光素子、歪みセンサ、圧力センサなどの半導体素子を備えた電子デバイスとすることも可能である。
【符号の説明】
【0131】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…半導体装置 ２…伸縮性樹脂基板 ３…非伸縮性樹脂基板 ４…半導体素子（ＬＥＤ素子） ５…密着層 ６…第１の上部電極層 ７…第２の上部電極層 ８…絶縁層 ９ａ，９ｂ…第１の配線層 １０ａ，１０ｂ…第２の配線層 １１…第１の非伸縮性配線基板 １２…第２の非伸縮性配線基板 １３ａ…第１のフレキシブル配線基板（ＦＰＣ） １３ｂ…第２のフレキシブル配線基板（ＦＰＣ） １４…異方性導電フィルム（ＡＣＦ） １５ａ，１５ｂ…第１の貫通電極 １６ａ，１６ｂ…第１の孔部 １７ａ，１７ｂ…第２の貫通電極 １８ａ，１８ｂ…第２の孔部 １９ａ，１９ｂ…第１の下部電極層 ２０ａ，２０ｂ…第２の下部電極層 ２１ａ，２１ｂ…第１の溝部 ２２ａ，２２ｂ…第２の溝部 Ｅ…周辺領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】