JP2020088271A - Flexible substrate - Google Patents
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Abstract
【課題】伸長率を向上することが可能、及び、クラックの発生を抑制することが可能なフレキシブル基板を提供する。
【解決手段】第1面と前記第1面の反対側の第2面とを有する可撓性の絶縁基材と、前記絶縁基材の前記第2面側に設けられた複数の配線と、前記第1面と対向する第1内面と前記第1内面とは反対側の第1外面とを有する第1低剛性層と、前記配線を間に介して前記第2面と対向する第2内面と前記第2内面とは反対側の第2外面とを有する第2低剛性層と、前記第1外面に接し、前記第1低剛性層より大きい弾性率を有する第1高剛性層と、前記第2外面に接し、前記第2低剛性層より大きい弾性率を有する第2高剛性層と、を備え、前記第1低剛性層の弾性率及び前記第2低剛性層の弾性率は、それぞれ前記絶縁基材の弾性率より小さい、フレキシブル基板。
【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flexible substrate capable of improving the elongation rate and suppressing the occurrence of cracks.
A flexible insulating base material having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a plurality of wirings provided on the second surface side of the insulating base material, A first low-rigidity layer having a first inner surface facing the first surface and a first outer surface opposite to the first inner surface, and a second inner surface facing the second surface with the wiring interposed therebetween. And a second low-rigidity layer having a second outer surface opposite to the second inner surface, a first high-rigidity layer in contact with the first outer surface and having an elastic modulus higher than that of the first low-rigidity layer, A second high-rigidity layer that is in contact with a second outer surface and has an elastic modulus higher than that of the second low-rigidity layer, wherein the elastic modulus of the first low-rigidity layer and the elastic modulus of the second low-rigidity layer are respectively A flexible substrate having a smaller elastic modulus than the insulating base material.
[Selection diagram]
Description
本発明の実施形態は、フレキシブル基板に関する。 Embodiments of the present invention relate to a flexible substrate.
近年、可撓性及び伸縮性を有したフレキシブル基板の利用が種々の分野で検討されている。一例を挙げると、マトリクス状に電気的素子が配列されたフレキシブル基板を電子機器の筐体や人体等の曲面に貼り付ける利用形態が考えられる。電気的素子としては、例えばタッチセンサや温度センサ等の各種センサや表示素子が適用され得る。 In recent years, the use of flexible substrates having flexibility and elasticity has been studied in various fields. As an example, a usage pattern in which a flexible substrate in which electric elements are arranged in a matrix is attached to a curved surface of a housing of an electronic device, a human body, or the like can be considered. As the electric element, for example, various sensors such as a touch sensor or a temperature sensor or a display element can be applied.
フレキシブル基板においては、屈曲や伸縮による応力で配線が損傷しないように対策を講じる必要がある。このような対策としては、例えば、配線を支持する基材にハニカム形状の開口を設けることや、配線を蛇行した形状(ミアンダ形状)とすることが提案されている。 In the flexible board, it is necessary to take measures so that the wiring is not damaged by the stress due to bending or expansion and contraction. As such measures, for example, it has been proposed to provide a honeycomb-shaped opening in a base material that supports the wiring, or to form the wiring in a meandering shape.
本実施形態の目的は、伸長率を向上することが可能、及び、クラックの発生を抑制することが可能なフレキシブル基板を提供することにある。 An object of the present embodiment is to provide a flexible substrate capable of improving the elongation rate and suppressing the occurrence of cracks.
本実施形態によれば、第1面と前記第1面の反対側の第2面とを有する可撓性の絶縁基材と、前記絶縁基材の前記第2面側に設けられた複数の配線と、前記第1面と対向する第1内面と前記第1内面とは反対側の第1外面とを有する第1低剛性層と、前記配線を間に介して前記第2面と対向する第2内面と前記第2内面とは反対側の第2外面とを有する第2低剛性層と、前記第1外面に接し、前記第1低剛性層より大きい弾性率を有する第1高剛性層と、前記第2外面に接し、前記第2低剛性層より大きい弾性率を有する第2高剛性層と、を備え、前記第1低剛性層の弾性率及び前記第2低剛性層の弾性率は、それぞれ前記絶縁基材の弾性率より小さい、フレキシブル基板が提供される。 According to this embodiment, a flexible insulating base material having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a plurality of flexible insulating base materials provided on the second surface side of the insulating base material. A first low-rigidity layer having wiring, a first inner surface facing the first surface, and a first outer surface opposite to the first inner surface, and facing the second surface via the wiring. A second low-rigidity layer having a second inner surface and a second outer surface opposite to the second inner surface, and a first high-rigidity layer in contact with the first outer surface and having an elastic modulus higher than that of the first low-rigidity layer. And a second high-rigidity layer that is in contact with the second outer surface and has a higher elastic modulus than the second low-rigidity layer, the elastic modulus of the first low-rigidity layer and the elastic modulus of the second low-rigidity layer. A flexible substrate having a modulus of elasticity smaller than that of the insulating substrate is provided.
本実施形態によれば、可撓性の絶縁基材と、前記絶縁基材を覆う第1有機絶縁層と、前記第1有機絶縁層に接する第2有機絶縁層と、前記第1有機絶縁層と前記第2有機絶縁層との間に位置する走査線と、前記第2有機絶縁層に接する信号線と、を有する複数の配線と、を備えるフレキシブル基板であって、前記配線と重なる位置において、前記絶縁基材と同層に位置し前記絶縁基材より低剛性である第1低剛性部、前記第1有機絶縁層と同層に位置し前記第1有機絶縁層より低剛性である第2低剛性部、及び、前記第2有機絶縁層と同層に位置し前記第2有機絶縁層より低剛性である第3低剛性部の少なくとも何れか1つを備える、フレキシブル基板が提供される。
According to this embodiment, a flexible insulating base material, a first organic insulating layer covering the insulating base material, a second organic insulating layer in contact with the first organic insulating layer, and the first organic insulating layer. And a plurality of wirings having a scanning line located between the second organic insulating layer and a signal line in contact with the second organic insulating layer. A first low-rigidity portion located in the same layer as the insulating base material and lower in rigidity than the insulating base material; a first low-rigidity portion located in the same layer as the first organic insulating layer and lower in rigidity than the first organic insulating layer; There is provided a flexible substrate including at least one of a
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings. It should be noted that the disclosure is merely an example, and a person having ordinary skill in the art can easily think of appropriate modifications while keeping the gist of the invention, and are naturally included in the scope of the invention. Further, in order to make the description clearer, the drawings may schematically show the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual mode, but this is merely an example, and It does not limit the interpretation. Further, in the present specification and the drawings, components having the same or similar functions as those described above with reference to the drawings already described are denoted by the same reference numerals, and redundant detailed description may be appropriately omitted. ..
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るフレキシブル基板100の概略的な平面図である。
本実施形態においては、図示したように第1方向D1、第2方向D2、第3方向D3、第4方向D4、及び、第5方向D5を定義する。第1方向D1、第2方向D2、第3方向D3、及び、第4方向D4は、何れもフレキシブル基板100の主面と平行であり、互いに交わる方向である。また、第5方向D5は、第1方向D1、第2方向D2、第3方向D3、第4方向D4に対して垂直な方向であり、フレキシブル基板100の厚さ方向に相当する。第1方向D1と第2方向D2は、本実施形態では垂直に交わるが、垂直以外の角度で交わってもよい。また、第3方向D3と第4方向D4は、本実施形態では垂直に交わるが、垂直以外の角度で交わってもよい。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic plan view of a
In the present embodiment, as illustrated, the first direction D1, the second direction D2, the third direction D3, the fourth direction D4, and the fifth direction D5 are defined. The first direction D1, the second direction D2, the third direction D3, and the fourth direction D4 are all parallel to the main surface of the
フレキシブル基板100は、複数の走査線1と、複数の信号線2と、複数の電気的素子3と、を備えている。走査線1及び信号線2は、フレキシブル基板100が備える配線の一例である。走査線1及び信号線2は、例えば金属材料や透明導電材料で形成することができ、単層構造であってもよいし積層構造であってもよい。フレキシブル基板100は、走査線1及び信号線2の他に、電気的素子3に給電する電源線などの他種の配線を備えてもよい。
The
複数の走査線1は、全体的に第1方向D1に延びるとともに、第2方向D2に並んでいる。複数の信号線2は、全体的に第2方向D2に延びるとともに、第1方向D1に並んでいる。具体的には、走査線1は、第1方向D1と平行な直線部分、第3方向D3と平行な直線部分、第2方向D2と平行な直線部分が順に繰り返す波型の形状を有している。同様に、信号線2は、第2方向D2と平行な直線部分、第4方向D4と平行な直線部分、第1方向D1と平行な直線部分が順に繰り返す波型の形状を有している。
The plurality of
隣り合う2本の走査線1と隣り合う2本の信号線2とにより、多角形状の領域Aが形成されている。図1の例においては、同じ形状の領域Aが第1方向D1及び第2方向D2に繰り返されている。
A polygonal area A is formed by the two
電気的素子3は、走査線1及び信号線2と電気的に接続されている。図示した例においては、走査線1及び信号線2が第2方向D2と平行な部分に電気的素子3が配置されている。ただし、電気的素子3の配置位置はこの例に限られない。
The
例えば電気的素子3は、センサ、半導体素子、又はアクチュエータなどである。例えばセンサとしては、可視光や近赤外光を受光する光学センサ、温度センサ、圧力センサ、又はタッチセンサなどを適用できる。例えば半導体素子としては、発光素子、受光素子、ダイオード、又はトランジスタなどを適用できる。電気的素子3が発光素子である場合、可撓性及び伸縮性を有したフレキシブルディスプレイを実現できる。発光素子としては、例えばミニLEDやマイクロLEDなどの100μm前後の大きさを有する発光ダイオードや有機エレクトロルミネッセンス素子を適用できる。電気的素子3がアクチュエータである場合、例えばピエゾ素子を適用できる。なお、電気的素子3は、ここで例示したものに限られず、その他にも種々の機能を有した素子を適用し得る。電気的素子3は、コンデンサや抵抗などであってもよい。
For example, the
走査線1は、電気的素子3に走査信号を供給する。例えば電気的素子3がセンサのような信号の出力を伴うものである場合、信号線2には電気的素子3からの出力信号が供給される。また、例えば電気的素子3が発光素子やアクチュエータのように入力される信号に応じて作動するものである場合、信号線2には駆動信号が供給される。走査信号の供給源、駆動信号の供給源又は出力信号を処理するプロセッサなどを含むコントローラは、フレキシブル基板100に設けられてもよいし、フレキシブル基板100に接続される機器に設けられてもよい。
The
図2は、フレキシブル基板100の一部を拡大した概略的な平面図である。
電気的素子3の近傍において、走査線1及び信号線2が近接して平行に延在する状態を示しているが、実際には図3を用いて後述するように走査線1と信号線2がフレキシブル基板100の厚さ方向に積層されている。
FIG. 2 is a schematic plan view in which a part of the
In the vicinity of the
フレキシブル基板100は、走査線1及び信号線2を支持する可撓性の絶縁基材4を備えている。絶縁基材4は、例えばポリイミドで形成することができるが、この例に限られない。
The
絶縁基材4は、複数の線部41と、複数の線部42(ダミー線部)と、複数の島状部43と、を含む。線部41は、走査線1及び信号線2の少なくとも一方と重畳している。線部42は、走査線1及び信号線2の何れとも重畳していない。線部41及び線部42は、何れも直線状である。島状部43は、電気的素子3と重畳し、線部41と接続されている。
The insulating
線部41及び線部42により、多角形状の第1開口AP1と、第1開口AP1とは異なる多角形状の第2開口AP2とが形成される。図2の例において、第1開口AP1は8つの角部C1乃至C8を有する星型の8角形である。第2開口AP2は、4つの角部C7乃至C10を有する矩形である。角部C1乃至C10は、2つ以上の線部41、又は、線部41と線部42が互いに異なる角度で接続される部分である。第1開口AP1及び第2開口AP2の形状はこれらの例に限られず、種々の形状を採用し得る。
The
角部C1と角部C2の間の線部41、及び、角部C7と角部C10の間の線部41は、走査線1と重畳しており、第1方向D1と平行である。角部C5と角部C6の間の線部41、及び、角部C8と角部C9の間の線部41は、信号線2と重畳しており、第1方向D1と平行である。
The
角部C3と角部C4の間の線部41、及び、角部C9と角部C10の間の線部41は、走査線1及び信号線2と重畳しており、第2方向D2と平行である。角部C7と角部C8の間の線部42は、走査線1及び信号線2の何れとも重畳しておらず、第2方向D2と平行である。
The
角部C2と角部C3の間の線部41、及び、角部C6と角部C7の間の線部41は、走査線1と重畳しており、第3方向D3と平行である。角部C1と角部C8の間の線部41、及び、角部C4と角部C5の間の線部41は、信号線2と重畳しており、第4方向D4と平行である。
The
このように、第1開口AP1及び第2開口AP2は、4方向の異なる方向にそれぞれ延びる複数の線部41、42によって構成されている。第1開口AP1及び第2開口AP2は、1つの領域Aに含まれる。第1開口AP1及び第2開口AP2は、領域Aを線部42で分けた2つの領域に相当する。他の観点からいえば、線部42は、第1開口AP1及び第2開口AP2の境界に配置されている。2つ以上の線部42を領域Aに設けることで、3つ以上の開口を領域A内に形成してもよい。
As described above, the first opening AP1 and the second opening AP2 are configured by the plurality of
角部C1、C3、C5、C7における第1開口AP1の内角θ1は、角部C2、C4、C6、C8における第1開口AP1の内角θ2よりも小さい(θ1<θ2)。図2の例において、内角θ1は鋭角であり(θ1<90°)、内角θ2は180°を超える角度である(θ2>180°)。 The inner angle θ1 of the first opening AP1 at the corners C1, C3, C5, C7 is smaller than the inner angle θ2 of the first opening AP1 at the corners C2, C4, C6, C8 (θ1<θ2). In the example of FIG. 2, the interior angle θ1 is an acute angle (θ1<90°) and the interior angle θ2 is an angle exceeding 180° (θ2>180°).
第1開口AP1の形状は、90°回転させると同じ形状となる4回対称である。この例に限られず、第1開口AP1は、5回対称や6回対称などの4回以上の回転対称性を有してもよい。また、第1開口AP1は、3回以下の対称性を有してもよい。 The shape of the first opening AP1 is 4-fold symmetry, which is the same shape when rotated by 90°. Not limited to this example, the first aperture AP1 may have rotational symmetry of four times or more, such as five-fold symmetry and six-fold symmetry. Further, the first opening AP1 may have a symmetry of three times or less.
島状部43は、走査線1及び信号線2と重畳する線部41の中央付近に配置されている。電気的素子3は、島状部43の上方に配置されている。島状部43は電気的素子3よりも大きく、図2においては電気的素子3の縁から島状部43がはみ出ている。例えば角部C3、C4の間の線部41に着目すると、この線部41の図中上側の端部から島状部43までの長さL1と、図中下側の端部から島状部43までの長さL2とは、互いに等しい。ただし、長さL1と長さL2が異なってもよい。
The
走査線1は、実線で示す第1部分11と、破線で示す第2部分12とを有している。第2部分12は、電気的素子3と重畳している。第1部分11と第2部分12は、互いに異なる層に配置されており、コンタクトホールCH1、CH2を通じて電気的に接続されている。
The
図3は、図2においてF3A−F3Bで示すフレキシブル基板100の一部の概略的な断面図である。
フレキシブル基板100は、上述の要素の他に、第1有機絶縁層5と、第2有機絶縁層6と、コーティング層7と、第1低剛性層81と、第2低剛性層82と、第1高剛性層91と、第2高剛性層92と、をさらに備えている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a part of the
The
絶縁基材4は、第1面SF1と、第1面SF1の反対側の第2面SF2と、を有している。走査線1及び信号線2は、絶縁基材4の第2面SF2側に設けられている。第1有機絶縁層5は、絶縁基材4の第2面SF2を覆っている。走査線1(第1部分11)は、第1有機絶縁層5の上に配置されている。第2有機絶縁層6は、走査線1及び第1有機絶縁層5を覆っている。信号線2は、第2有機絶縁層6の上に配置されている。コーティング層7は、信号線2、絶縁基材4、第1有機絶縁層5及び第2有機絶縁層6を覆っている。
The insulating
なお、第1有機絶縁層5及び第2有機絶縁層6は、絶縁基材4が無い領域(第1開口AP1及び第2開口AP2)にも設けられてもよい。ただし、フレキシブル基板100の可撓性及び伸縮性の観点からは、図3に示すような配置態様が好ましい。
The first organic insulating
第1低剛性層81は、第1面SF1と対向する第1内面IS1と、第1内面IS1とは反対側の第1外面OS1と、を有している。図示した例では、第1内面IS1は、第1面SF1に接し、絶縁基材4が無い領域においては、コーティング層7に接している。第2低剛性層82は、走査線1及び信号線2を間に介して第2面SF2と対向する第2内面IS2と、第2内面IS2とは反対側の第2外面OS2と、を有している。図示した例では、第2内面IS2は、コーティング層7に接している。第1低剛性層81の弾性率及び第2低剛性層82の弾性率は、それぞれ絶縁基材4の弾性率より小さい。例えば、第1低剛性層81の弾性率及び第2低剛性層82の弾性率は、それぞれ1MPaより小さい。
The first low-
第1高剛性層91は、第1外面OS1に接している。第1高剛性層91は、第1低剛性層81より大きい弾性率を有している。第2高剛性層92は、第2外面OS2に接している。第2高剛性層92は、第2低剛性層82より大きい弾性率を有している。第1高剛性層91の弾性率及び第2高剛性層92の弾性率は、それぞれ数MPaである。第1低剛性層81、第2低剛性層82、第1高剛性層91、第2高剛性層92は、平面視において複数の線部41、42、第1開口AP1及び第2開口AP2と重畳している。
The first high-
第1有機絶縁層5及び第2有機絶縁層6は、何れも有機材料で形成されている。コーティング層7は、例えばパリレン(ポリパラキシリレン)で形成されている。第1低剛性層81、第2低剛性層82、第1高剛性層91、及び、第2高剛性層92は、伸縮性材料を用いて形成され、例えば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系の何れかの有機絶縁層によって形成される。また、第1低剛性層81及び第1高剛性層91の厚みの和は、150μmより小さい。第2低剛性層82及び第2高剛性層92の厚みの和は、150μmより小さい。
Both the first organic insulating
図4は、図2においてF4A−F4Bで示すフレキシブル基板100の一部の概略的な断面図である。
電気的素子3の下方には、絶縁基材4の島状部43が配置されている。これにより、電気的素子3を良好に支持できる。電気的素子3と島状部43の間には、無機絶縁層9(パッシベーション層)が形成されている。無機絶縁層9は、平面視においては電気的素子3と重畳する島状である。走査線1の第1部分11は、第1有機絶縁層5の上に配置されている。走査線1の第2部分12は、無機絶縁層9の上(すなわち第1有機絶縁層5の下)に配置されている。第2部分12は、電気的素子3と電気的に接続されている。図4の例においては、第2部分12の端部が第1有機絶縁層5に覆われている。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a part of the
Below the
上述のコンタクトホールCH1、CH2は、島状部43及び無機絶縁層9と平面視で重畳する領域において、第1有機絶縁層5に設けられている。走査線1の第1部分11は、コンタクトホールCH1、CH2にそれぞれ配置された接続部材CM1、CM2を介して電気的に接続されている。接続部材CM1、CM2は、第1部分11の一部であってもよいし、第1部分11とは別途に設けられてもよい。
The above-mentioned contact holes CH1 and CH2 are provided in the first organic insulating
本実施形態によれば、フレキシブル基板100は、絶縁基材4と密着する第1低剛性層81と、コーティング層7と密着する第2低剛性層82と、を有している。すなわち、絶縁基材4、走査線1、信号線2は、第1低剛性層81と第2低剛性層82との間に挟まれている。フレキシブル基板100を支持する伸縮性樹脂を低剛性化することによって、フレキシブル基板100が伸長して破断に至るまでの伸度を向上することができる。よって、フレキシブル基板100の伸長率を向上することができる。
According to the present embodiment, the
また、フレキシブル基板100は、第1低剛性層81に接する第1高剛性層91と、第2低剛性層82に接する第2高剛性層92と、を有している。フレキシブル基板100を支持する伸縮性樹脂を低剛性化したことにより、ちぎれやすい、支持性不足、ハンドリング難などのデメリットが生じ得るが、第1低剛性層81及び第2低剛性層82の外側を第1高剛性層91及び第2高剛性層92によって支持することで、これらのデメリットを解消することができる。また、第1高剛性層91及び第2高剛性層92は、線部41、線部42及び島状部43だけでなく、第1開口AP1及び第2開口AP2とも重畳している。このような第1高剛性層91及び第2高剛性層92を設けることでフレキシブル基板100の強度が全体的に増すとともに、下方からの水分侵入なども防ぐことができるので信頼性も向上する。
The
また、本実施形態によれば、絶縁基材4が第1開口AP1と第2開口AP2を有している。このように、異なる形状の第1開口AP1及び第2開口AP2を設けることで、様々な方向への伸縮性及び可撓性をフレキシブル基板100に与えることができる。また、第1開口AP1及び第2開口AP2を構成する線部41及び線部42は、一般的なアレイ設計の基本となる直線状である。したがって、ミアンダ形状などの曲線状のパターンを用いる場合に比べて、走査線1及び信号線2の狭ピッチ化や電気的素子3の高密度化が極めて容易となる。
Further, according to the present embodiment, the insulating
線部42は、走査線1及び信号線2の何れとも重畳しない。このように、配線を支持しない線部42を設けることで、走査線1及び信号線2の形状によらずに好適な第1開口AP1及び第2開口AP2の形状を実現できる。
The
第1開口AP1及び第2開口AP2は、隣り合う2本の走査線1と隣り合う2本の信号線2とで区画される領域Aに含まれる。この領域Aは、フレキシブル基板100の全体にマトリクス状に並ぶため、第1開口AP1及び第2開口AP2もフレキシブル基板100の全体に分散して配置される。これにより、フレキシブル基板100の広範囲に良好な伸縮性及び可撓性を付与することができる。
The first opening AP1 and the second opening AP2 are included in a region A defined by two
また、図2に示した例においては、第1開口AP1が4回対称の形状である。これにより、例えば第1開口AP1が2回対称な形状である場合に比べ、フレキシブル基板100の伸縮性及び可撓性の方向依存度を低減できる。
Further, in the example shown in FIG. 2, the first opening AP1 has a four-fold symmetrical shape. Thereby, for example, the elasticity and the direction dependency of flexibility of the
さらに、図2に示した例においては、第1開口AP1が180°以上の内角θ2を含む。このような大きな内角を含む形状であれば、180°未満の内角のみで第1開口AP1を形成する場合に比べ、第1開口AP1の面積を低減できる。これにより、走査線1、信号線2及び電気的素子3を高密度で形成することが可能となる。
Further, in the example shown in FIG. 2, the first opening AP1 includes an interior angle θ2 of 180° or more. With such a shape including a large internal angle, the area of the first opening AP1 can be reduced as compared with the case where the first opening AP1 is formed only by the internal angle less than 180°. As a result, the
図4に示したように、電気的素子3と絶縁基材4の間には島状の無機絶縁層9が配置されている。この無機絶縁層9により電気的素子3や走査線1の第2部分12が保護されるので、フレキシブル基板100の信頼性を高めることができる。一方、無機膜は有機膜に比べてクラックが生じやすいため、無機膜の上に配線を形成した場合にはクラックに伴う断線が生じ得る。しかしながら、図4においては走査線1の第1部分11や信号線2の下方には無機絶縁層9が設けられていない。したがって、走査線1及び信号線2の断線が生じにくい。さらに、無機絶縁層9が仮にフレキシブル基板100の全体に設けられている場合にはフレキシブル基板100の伸縮性及び可撓性を阻害し得るが、島状に無機絶縁層9を形成すればこのような問題が生じない。
As shown in FIG. 4, an island-shaped inorganic insulating
また、異なる層に配置された走査線1の第1部分11と第2部分12をコンタクトホールCH1、CH2で接続する構成としたことにより、電気的素子3の近傍における設計の自由度が向上する。これらのコンタクトホールCH1、CH2は、無機絶縁層9の上方に設けられているため、第1部分11と第2部分12の接続位置での信頼性も高まる。
In addition, since the
電気的素子3は、図2に示したように、線部41に配置されており、しかも線部41同士の接続点から離れた位置にある。これにより、フレキシブル基板100が伸縮した場合や曲げられた場合でも、電気的素子3の近傍に応力が伝わりにくい。したがって、電気的素子3の信頼性が向上する。上述したように、線部41の両端部から島状部43までの長さL1、L2が等しければ、電気的素子3に加わる応力を極めて良好に低減できる。
以上の他にも、本実施形態からは種々の好適な効果を得ることができる。
As shown in FIG. 2, the
In addition to the above, various suitable effects can be obtained from this embodiment.
図5は、フレキシブル基板100が伸長した際の変形の特性を示すグラフである。
グラフの縦軸は、引っ張り力F[N]を示している。グラフの横軸は、伸び幅X[mm]を示している。フレキシブル基板100を伸長させると、初期段階では、平面内変形する。ここで、平面内変形とは、第1方向D1及び第2方向D2で規定されるD1−D2平面と平行な方向に変形することである。フレキシブル基板100は、ある一定以上の伸び幅から平面外変形に切り替わる。ここで、平面外変形とは、D1−D2平面に対してねじれる方向、すなわち、第5方向D5にも変形する場合に相当する。上記した実施形態では、第1低剛性層81及び第2低剛性層82によって、絶縁基材4を挟むことで、引っ張り力に対して平面外変形できる伸び幅を増やすことができる。そのため、フレキシブル基板100の伸長率を増やすことができる。
FIG. 5 is a graph showing the characteristic of deformation when the
The vertical axis of the graph indicates the tensile force F[N]. The horizontal axis of the graph indicates the extension width X [mm]. When the
なお、絶縁基材4が有する開口の形状や、走査線1および信号線2で形成される領域の形状は、上記実施形態に開示したものに限られない。例えば、絶縁基材4は、走査線1及び信号線2の何れとも重畳しない線部42を有さなくてもよい。また、絶縁基材4は、直線状の線部に加え、曲線状の線部を少なくとも一部に含んでもよい。例えば、絶縁基材4は、図8に示すような波形状であっても良いし、渦巻き状など種々の形態をとることができる。
The shape of the opening of the insulating
[第2実施形態]
図6は、第2実施形態に係るフレキシブル基板100の概略的な断面図である。図6は、図4に示したフレキシブル基板100と比較して、第1低剛性部71、第2低剛性部72、第3低剛性部73を備えている点で相違している。走査線1は、第1有機絶縁層5と第2有機絶縁層6との間に位置し、信号線2は、第2有機絶縁層6に接している。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic sectional view of the
第1低剛性部71は、走査線1と重なる位置において、絶縁基材4と同層に位置している。第1低剛性部71は、絶縁基材4より低剛性である。第2低剛性部72は、走査線1と重なる位置において、第1有機絶縁層5と同層に位置している。第2低剛性部72は、第1有機絶縁層5より低剛性である。第3低剛性部73は、走査線1と重なる位置において、第2有機絶縁層6と同層に位置している。第3低剛性部73は、第2有機絶縁層6より低剛性である。
The first low-rigidity portion 71 is located in the same layer as the insulating
第1低剛性部71、第2低剛性部72、及び、第3低剛性部73は、例えば、ポリイミドを含み、第5方向D5に重なっている。第1低剛性部71、第2低剛性部72、及び、第3低剛性部73のそれぞれの弾性率は、約1MPaである。
The first low-rigidity portion 71, the second low-
例えば、領域Aは、クラックが発生しやすい箇所であると想定する。図示した例では、フレキシブル基板100は、領域Aにおいて、第1低剛性部71、第2低剛性部72、第3低剛性部73を有している。そのため、領域Aにおいては第1実施形態と同様に、平面外変形できる伸び幅を増やすことができる。よって、クラックに至るまでの伸度を向上させることができる。したがって、クラックの発生を抑制することができる。
For example, it is assumed that the region A is a place where cracks are likely to occur. In the illustrated example, the
なお、フレキシブル基板100は、第1低剛性部71、第2低剛性部72、第3低剛性部73のうち、少なくとも何れか1つを有していればよい。クラック発生個所と重なる位置において、何れかの層を低剛性層とすればよい。また、走査線1だけでなく、信号線2と重なる位置に低剛性部を形成することで、信号線2の断線を抑制することができる。低剛性部が断線を防ぎたい配線から離れて位置していたとしても、効果を得ることができる。
The
図7は、フレキシブル基板100のクラックが発生しやすい箇所を示す平面図である。
図中の丸で囲まれた部分は、クラックが発生しやすい領域Aに相当する。領域Aは、例えば、第1方向D1に延出する線部41の真ん中、第2方向D2に延出する線部41の真ん中、第2方向D2に延出する線部42の真ん中に位置している。また、領域Aは、第3方向D3に延出する線部42のうち、角部C2、C3、C6、C7付近に位置し、第4方向D4に延出する線部42のうち、角部C1、C8、C4、C5付近に位置している。これらの領域Aにおいては、フレキシブル基板100は、図6に示した領域Aと同等の層構造を有している。
FIG. 7 is a plan view showing a portion of the
The part surrounded by a circle in the figure corresponds to a region A where cracks are likely to occur. The region A is located, for example, in the center of the
図8は、絶縁基材4の他の形状を示す平面図である。
絶縁基材4は、第1方向D1に延出し第2方向D2に並んで配置された複数の第1部分PT1と、第2方向D2に延出し第1方向D1に並んで配置された複数の第2部分PT2と、を有している。第1部分PT1及び第2部分PT2は、それぞれ波型である。また、絶縁基材4は、第1部分PT1と第2部分PT2との交差部ITを有している。走査線1は、第1部分PT1上に位置し、第1方向D1に延出し第2方向D2に並んでいる。信号線2は、第2部分PT2上に位置し、第2方向D2に延出し第1方向D1に並んでいる。電気的素子3は、交差部IT上に位置している。なお、第1実施形態に図8に示した絶縁基材4のパターンが適用されても良い。
FIG. 8 is a plan view showing another shape of the insulating
The insulating
図9は、図8に示した絶縁基材4の一部を示す平面図である。
図中の丸で囲まれた部分は、クラックが発生しやすい領域Aに相当する。領域Aは、波形の頂部P付近に位置している。また、領域Aは、頂部P間において、フレキシブル基板100が伸長した際に曲がりが最大となる個所に位置している。これらの領域Aにおいては、フレキシブル基板100は、図6に示した領域Aと同様に低剛性部を有している。このような絶縁基材4のパターンにおいても、図7に示したパターンと同様の効果を得ることができる。
FIG. 9 is a plan view showing a part of the insulating
The part surrounded by a circle in the figure corresponds to a region A where cracks are likely to occur. Region A is located near the peak P of the waveform. Further, the region A is located between the tops P at a position where the bending is maximized when the
以上説明したように、本実施形態によれば、伸長率を向上することが可能、及び、クラックの発生を抑制することが可能なフレキシブル基板を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a flexible substrate that can improve the elongation rate and can suppress the occurrence of cracks.
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and an equivalent range thereof.
100…フレキシブル基板、4…絶縁基材、SF1…第1面、SF2…第2面、
1…走査線、2…信号線、81…第1低剛性層、82…第2低剛性層、
91…第1高剛性層、92…第2高剛性層、IS1…第1内面、IS2…第2内面、
OS1…第1外面、OS2…第2外面、7…コーティング層、
AP1…第1開口、AP2…第2開口、41、42…線部、
PT1…第1部分、PT2…第2部分、5…第1有機絶縁層、6…第2有機絶縁層、
71…第1低剛性部、72…第2低剛性部、73…第3低剛性部。
100... Flexible substrate, 4... Insulating base material, SF1... First surface, SF2... Second surface,
1... Scan line, 2... Signal line, 81... First low-rigidity layer, 82... Second low-rigidity layer,
91... 1st high rigidity layer, 92... 2nd high rigidity layer, IS1... 1st inner surface, IS2... 2nd inner surface,
OS1... First outer surface, OS2... Second outer surface, 7... Coating layer,
AP1... First opening, AP2... Second opening, 41, 42... Line portion,
PT1... First part, PT2... Second part, 5... First organic insulating layer, 6... Second organic insulating layer,
71... 1st low rigidity part, 72... 2nd low rigidity part, 73... 3rd low rigidity part.
Claims (10)
前記絶縁基材の前記第2面側に設けられた複数の配線と、
前記第1面と対向する第1内面と前記第1内面とは反対側の第1外面とを有する第1低剛性層と、
前記配線を間に介して前記第2面と対向する第2内面と前記第2内面とは反対側の第2外面とを有する第2低剛性層と、
前記第1外面に接し、前記第1低剛性層より大きい弾性率を有する第1高剛性層と、
前記第2外面に接し、前記第2低剛性層より大きい弾性率を有する第2高剛性層と、を備え、
前記第1低剛性層の弾性率及び前記第2低剛性層の弾性率は、それぞれ前記絶縁基材の弾性率より小さい、フレキシブル基板。 A flexible insulating substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A plurality of wirings provided on the second surface side of the insulating base material;
A first low-rigidity layer having a first inner surface facing the first surface and a first outer surface opposite to the first inner surface;
A second low-rigidity layer having a second inner surface facing the second surface with the wiring interposed therebetween, and a second outer surface opposite to the second inner surface;
A first high-rigidity layer in contact with the first outer surface and having an elastic modulus higher than that of the first low-rigidity layer;
A second high-rigidity layer that is in contact with the second outer surface and has an elastic modulus higher than that of the second low-rigidity layer;
A flexible substrate in which the elastic modulus of the first low-rigidity layer and the elastic modulus of the second low-rigidity layer are smaller than the elastic modulus of the insulating base material, respectively.
前記第2低剛性層の前記第2内面は、前記コーティング層に接する、請求項1乃至3の何れか1項に記載のフレキシブル基板。 Further, a coating layer covering the insulating base material and the wiring is provided,
The flexible substrate according to claim 1, wherein the second inner surface of the second low-rigidity layer contacts the coating layer.
平面視において、前記線部は、前記複数の配線と重畳しない、請求項1乃至5の何れか1項に記載のフレキシブル基板。 The insulating base includes a first opening, a second opening having a shape different from that of the first opening, and a line portion between the first opening and the second opening,
The flexible substrate according to claim 1, wherein the line portion does not overlap with the plurality of wirings in a plan view.
前記絶縁基材を覆う第1有機絶縁層と、
前記第1有機絶縁層に接する第2有機絶縁層と、
前記第1有機絶縁層と前記第2有機絶縁層との間に位置する走査線と、前記第2有機絶縁層に接する信号線と、を有する複数の配線と、を備えるフレキシブル基板であって、
前記配線と重なる位置において、前記絶縁基材と同層に位置し前記絶縁基材より低剛性である第1低剛性部、前記第1有機絶縁層と同層に位置し前記第1有機絶縁層より低剛性である第2低剛性部、及び、前記第2有機絶縁層と同層に位置し前記第2有機絶縁層より低剛性である第3低剛性部の少なくとも何れか1つを備える、フレキシブル基板。 A flexible insulating substrate,
A first organic insulating layer covering the insulating base material;
A second organic insulating layer in contact with the first organic insulating layer,
A flexible substrate comprising: a plurality of wirings having a scanning line located between the first organic insulating layer and the second organic insulating layer; and a signal line in contact with the second organic insulating layer,
A first low-rigidity portion located in the same layer as the insulating base material and having a lower rigidity than the insulating base material at a position overlapping the wiring, and the first organic insulating layer located in the same layer as the first organic insulating layer. At least one of a second low-rigidity portion having a lower rigidity and a third low-rigidity portion located in the same layer as the second organic insulating layer and having a lower rigidity than the second organic insulating layer, Flexible board.
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