CN111602473A - 柔性基板、电子器件、电子器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作为元件搭载部分、连接端子部分也包含在内的整体具备高挠性的柔性基板、电子器件以及该电子器件的制造方法。柔性基板具备：具有挠性的基材；以及在所述基材上由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线，所述导电性布线的一部分成为与其他电子部件的连接部。另外，电子器件(100)具备：具有挠性的基材(11)、(21)；在所述基材上由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线(13)、(23)；以及与所述导电性布线连接电子元件(12)、(22)，所述导电性布线的一部分成为与其他基板的连接部(30)。

Description

柔性基板、电子器件、电子器件的制造方法

技术领域

本申请涉及具有挠性的柔性基板、使用了该柔性基板的电子器件及其制造方法，特别是涉及在包括连接端子部分在内的整个面上具备高柔软性的柔性基板、电子器件、电子器件的制造方法。

背景技术

柔性的器件、可拉伸的(stretchable)器件等柔软性、挠性优异的器件能够容易地设置在自由曲面，另外，由于容易安装在具有曲面形状的产品、构造物、人体、衣服等所有物品上，因此当前强烈要求其实用化。

为了构成电子器件，需要将晶体管或逻辑电路、传感器、发光元件、压电元件、促动器等承担作为电子器件的功能性的部分、电池或发电元件等电源部分、用于保持数据的存储器部分、数据通信、无线供电用的天线等通信部分、显示器等数据显示部分等承担各个功能的电子元件一体化而制成产品。作为将这样的各功能部分电连接的方法，一般在形成有连接布线的基材上安装各电子元件而制成产品。

作为将多个电子元件电连接的安装方法，迄今为止开发了很多技术并进行了实用化。例如，使用了将电子部件的端子固定于印刷基板的孔的所谓的通孔安装、使用贴片机(chip mounter)将表面安装用的电子部件安装于基板上的规定位置的方法等各种安装方法。

另外，作为使用了柔性的基材的布线电路，已知有柔性印刷电路基板(FlexiblePrinted Circuits，以下称作“FPC”)。FPC是在由聚酰亚胺等具有柔软性的树脂制绝缘膜构成的基底基材上使用铜箔等导电性金属制作布线图案的电路基板，由于具有柔软性，因此被用于能够转动地连接笔记本电脑的主体部与显示部的铰接部分、硬盘驱动器的臂等需要反复弯曲的可动部分的电气布线。另外，不限于可动部分，在如下情况下也广泛使用了FPC：将与主基板连接的FPC弯折并在该弯折部分搭载电子元件，将电子元件层叠配置在主基板上，从而进行实现电子设备壳体的小型化的立体布线。

关于这样的柔性印刷电路基板(FPC)，提出了如下技术：在搭载显示器单元，并具备形成有连接显示器单元与驱动电路的连接布线的布线部的FPC中，为了提高布线部的弯曲性、并防止连接布线的损伤，在布线部的连接布线间形成狭缝或者槽(参照专利文献1)。

另一方面，作为高分子材料之间接合技术，例如已知有使用了基于波长172nm以下的真空紫外光的树脂基板表面的活性化的μ－TAS器件的制作例(参照专利文献2)。在该现有技术中，若对由同一材料构成的两个树脂基板照射波长172nm的紫外线，则分解附着于树脂基板表面的有机物等阻碍粘接的物质并对表面进行清洗，同时，树脂基板的最表面的聚合物主链因紫外光而分解，树脂基板表面成为高活性状态。活性的树脂基板表面容易与空气中的氧、水蒸气发生反应，在树脂基板表面生成高活性的粘接层。通过压接这样获得的高活性的粘接层彼此，在100℃以下这样的相对低温的条件下，实现树脂材料的接合，粘接强度也获得足够高的值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－237661号公报

专利文献2：日本特开2006－187730号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用了上述以往的FPC的电子器件中，由于在布线部的连接布线间形成有狭缝、槽，因此FPC的刚性降低而能够容易地弯曲，并且即使在产生了相对于布线的延伸方向具有规定的角度而弯曲的扭转的情况下，也能够防止对连接布线施加过大的负载而实现可靠性高的电子器件。

但是，在使用了上述以往的FPC的电子器件中，没有考虑所搭载的显示器单元与FPC的连接部分、连接电子器件与其他电路基板等的连接端子部分的柔软性。因此，即使在构成搭载有近年来不断开发的膜型显示器、有机半导体晶体管等具备挠性的电子元件的电子器件的情况下，电子元件搭载部分、连接端子部分也不具有柔软性，无法实现作为电子器件整体具有柔软性。

另外，虽然作为绝缘体的高分子之间的粘接技术是已知的，但还未获得关于使用了具有导电性的有机化合物的接合技术的见解。

本申请的目的在于解决上述现有技术所具有的课题，其目的在于，提供一种作为元件搭载部分、连接端子部分也包含在内的整体具备高挠性的柔性基板、通过使用该柔性基板而整体具备高挠性的电子器件以及该电子器件的制造方法。

用来解决课题的手段

为了解决上述课题，本申请所公开的柔性基板，其特征在于，具备：基材，具有挠性；以及导电性布线，在所述基材上由具有导电性的有机化合物形成，所述导电性布线的一部分成为与其他电子部件的连接部。

另外，本申请所公开的电子器件，其特征在于，具备：基材，具有挠性；导电性布线，在所述基材上由具有导电性的有机化合物形成；以及电子元件，与所述导电性布线连接，所述导电性布线的一部分成为与其他基板的连接部。

而且，本申请所公开电子器件的制造方法，电子器件具有形成有由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线的多个基材，在所述多个基材内的至少一个基材上，将电子元件与所述导电性布线连接，所述多个基材将所述导电性布线作为连接部而连接，其特征在于，在该电子器件的制造方法中，在使所述基材上的所述导电性布线彼此直接接触的状态下施加热量与压力，从而形成不同的所述基材上的所述导电性布线彼此连接的连接部。

发明效果

在本申请所公开的柔性基板以及电子器件中，由于与其他电子部件的连接部、柔性基板彼此的连接部由形成于具有挠性的基材上的具有导电性的有机化合物所形成的导电性布线自身构成，因此能够在包括连接部在内的整体具有高挠性。

另外，根据本申请所公开的电子器件的制造方法，能够使形成于具有挠性的基材上的由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线彼此良好地紧贴而形成具备较高的导电性与粘接性的连接部，能够以低成本实现具备充分的电特性、力学强度的电子器件。

附图说明

图1是用于说明实施方式的电子器件的构成的剖面结构图。

图2是用于说明实施方式的电子器件的构成的俯视结构图。

图3是用于说明实施方式的电子器件的第二构成例的剖面结构图。

图4是用于说明实施方式的电子器件的第三构成例的俯视结构图。

图5是用于说明作为实施例而制作的电子器件的特性评价中使用的试样的形状的图。

图6是表示作为实施例的电子器件中的电气导电性的特性评价结果的图。

具体实施方式

本申请所公开的柔性基板具备：具有挠性的基材；以及在所述基材上由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线，所述导电性布线的一部分成为与其他电子部件的连接部。

通过这样构成，本申请所公开的柔性基板与其他基板、显示器件等其他电子部件的连接部分也能够具有挠性，能够确保作为基板整体的挠性。

另外，在本说明书中，“具有挠性”是指能够通过对柔性基板、电子器件施加规定的外力而使整体弯曲，而且，在从所施加的外力释放时柔性基板、电子器件返回到原来的形状的状态。另外，在构成柔性基板、电子器件的基材极其富于柔软性的情况下，认为即使不施加外力也会因自重而弯曲，但这样因自重而弯曲、即使在弯曲了的状态下也能够发挥规定的电特性的情况在本说明书中也被包含在“具有挠性”内。

另外，本申请所公开的电子器件具备：具有挠性的基材；在所述基材上由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线；以及与所述导电性布线连接的电子元件，所述导电性布线的一部分成为与其他基板的连接部。

由此，本申请所公开的电子器件与其他基板、显示器件等其他电子部件的连接部分也能够具有挠性，能够确保作为电子器件整体的挠性。

在本申请所公开的电子器件中，优选的是，具有形成有所述导电性布线的多个所述基材，通过所述导电性布线彼此直接接触而形成所述连接部，在所述多个基材内的至少一个基材上，所述电子元件与所述导电性布线连接。由此，能够实现具备包括连接部在内地具有挠性的多个基材的电子器件。

另外，所述导电性布线优选由导电性聚合物构成。由此，能够构成自身具有柔软性的导电性布线。

在这种情况下，所述导电性布线优选以聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔中的任一种、或者它们的衍生物中的任一种为主要成分而构成。

另外，所述导电性布线优选由在高分子材料的粘合剂内分散有导电性粒子材料的复合材料构成。由此，能够构成自身具有柔软性的导电性布线。

而且，在所述连接部中，优选在所述基材与所述导电性布线之间具有由绝缘体构成的紧贴层。由此，能够使配置于导电性布线的间隔部分的紧贴层彼此紧贴，能够使包括导电性布线部分在内的连接部整体充分地紧贴，实现具有高电导通性、高粘接强度的电子器件。

在这种情况下，形成所述紧贴层的材料的耐热温度优选比所述基材的耐热温度低。

另外，本申请所公开的电子器件的制造方法为，电子器件具有形成有由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线多个基材，在所述多个基材内的至少一个基材上，将电子元件与所述导电性布线连接，所述多个基材将所述导电性布线作为连接部而连接，在该电子器件的制造方法中，在使所述基材上的所述导电性布线彼此直接接触的状态下施加热量与压力，从而形成不同的所述基材上的所述导电性布线彼此连接的连接部。

由此，在本申请所公开的电子器件的制造方法中，能够使导电性布线彼此充分地紧贴，以低成本实现具备具有较高的电导性与粘接强度的连接部的电子器件。

另外，所施加的热量优选为构成所述导电性布线的材料的玻璃转移点以下的温度。

以下，参照附图，对本申请所公开的柔性基板、电子器件、电子器件的制造方法的实施方式进行说明。

另外，以下的各附图是用于易于理解地说明本申请所公开的发明的图，各部件的大小，特别是柔性基板的厚度方向的大小并未准确地示出现实的部件的大小、形状比。

(实施方式)

在图1中示出了本实施方式的电子器件的剖面结构图。另外，在图2中示出了本实施方式的电子器件的俯视结构图。图1示出了图2所示的I－I’箭头指示线部分的截面。

如图1、图2所示，本实施方式的电子器件100均具有搭载有电子元件的第一柔性基板10与第二柔性基板20。

第一柔性基板10具备：具有挠性的基材11；配置于基材11上的第一电子元件12；以及与第一电子元件12的端子部(省略图示)连接的、由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线13。另外，第二柔性基板20具备：具有挠性的基材21；配置于基材21上的第二电子元件22；以及与第二电子元件22的端子部(省略图示)连接的、由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线23。

在本实施方式的电子器件100中，第一柔性基板10与第二柔性基板20以配置有电子元件12、22的一侧的面彼此对置的方式配置，位于形成于基材11、21上的导电性布线13、23中的与连接有电子元件12、22的一侧相反的一侧的端部的连接部30的部分彼此直接接触而获得电导通。由此，在本实施方式的电子器件100中，搭载于第一柔性基板10的第一电子元件12的规定的端子与搭载于第二柔性基板20的第二电子元件22的规定的端子电连接，两个电子元件12、22能够动作而进行一定的动作。

作为柔性基板10、20的基材11、21，能够使用各种树脂材料、薄板玻璃、金属箔、有机硅膜等。

基材11、21具有挠性，但该挠性并不是通过定量的指标统一地规定，只要具有由作为使用了基材11、21的柔性基板10、20构成的电子器件100整体所要求的范围的挠性即可。因此，能够适当选择作为基材11、21而使用的上述各种材料的材料物理性质值与基材11、21的厚度。例如，在使用金属或无机材料、玻璃材料等具有10GPa以上这样的相对较高的杨氏模量的硬质材料的情况下，如将基材的厚度设为例如1mm以下那样，采用能够表现出基材所要求的挠性的范围的材料。

作为基材11、21，在使用树脂材料的情况下，例如，能够使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯酸(PAA)、聚乳酸(PLCA)、聚对二甲苯、聚氨酯、有机硅、其他各种橡胶材料、弹性体、纤维原材料等。

在这些树脂材料中，若使用PEN、PI等耐热性优异、表面平滑、且具有通用性的树脂基材，不仅基材容易获得、成本相对较低，还能够容易获得优异的电子特性，并且在柔软性也优异这一点上是有利的。另外，若使用有机硅、聚氨酯、各种橡胶材料等除了挠性之外还具备伸缩性的基材，则具有能够实现可伸缩的柔性基板、以及作为整体可伸缩的电子器件的优点。

作为本申请所公开的柔性基板的基材，只要具有一定的挠性就不限定于材料。

配置于基材11、21上的电子元件12、22例如能够使用各种传感器、压电元件、发电元件或电池等电源供给元件、发光元件等根据构成电子器件100时的需要而具有任意的功能性的元件。

另外，在图1、图2所例示电子器件100中，在第一柔性基板10与第二柔性基板20这两方设有电子元件12、22，但在本实施方式所示的电子器件100中，两个柔性基板10、20均具备电子元件12、22并不是必须的条件，能够使用在基材上仅形成有导电性布线的基板作为一方的柔性基板。

导电性布线13、23使用导电性聚合物材料而构成。另外，能够用在由树脂、橡胶等高分子材料构成的粘合剂内分散有具有导电性的金属粒子、碳粒子等具有导电性的粒子状的材料的复合材料构成导电性布线13、23。因此，在本说明书中称作“具有导电性的有机化合物材料”的情况，是指上述的导电性聚合物材料的情况、以及在高分子材料的粘合剂内分散有导电性粒子材料的复合材料的情况这两方。

这样，由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线13、23具有在从外部施加了力时能够变形的柔软性。

作为形成导电性布线13、23的导电性聚合物材料，能够使用聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚对苯撑、聚对苯乙炔等可以确保导电性的材料。特别是，在通过使用以聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯中的任一种、或者它们的衍生物中的任一种为主要成分的材料，能够容易地获得高导电性这一点上更加优选。作为具体的材料，例如能够通过使用PEDOT：PSS、即由(聚(3，4-亚乙基二氧基噻吩：PEDOT)与聚苯乙烯磺酸(PSS)构成的复合物、以及以PEDOT为骨架添加其他掺杂材料的材料等，来构成优选的导电性布线13、23。

另一方面，作为导电性布线13、23的材料，在使用分散有导电性材料复合材料的情况下，具体而言，例如能够使用在硅橡胶中分散有导电性粉末的材料、在其他天然橡胶或合成橡胶材料、弹性体等柔软的原材料中混合有导电性碳、金属粉末等导电性材料的材料。另外，作为导电性粉末，在形成柔软的导电性布线的方面，优选使用金属纳米分子、碳纳米分子等微细的材料。

在本实施方式的电子器件100中，第一柔性基板10的导电性布线13、以及第二柔性基板20的导电性布线23形成了其表面相互接触的部分即连接部30，确保了电导通。

在连接部30内的导电性布线13与导电性布线23对置的部分31中，利用导电性布线13、23均具有柔软性这一情况，成为彼此的布线材料的至少其表面一体化的构造。这样，通过使两个柔性基板10、20上的导电性布线13、23一体化，能够确保可靠的电导通与紧贴性(难剥离性)这两方。导电性布线13、23能够在使第一柔性基板10与第二柔性基板20的连接部以导电性布线13、23对置的方式重叠的状态下，通过施加规定的热量与压力而一体化。关于使连接部的导电性布线13、23一体化的具体的方法，之后进行详细叙述。

在连接部30中，优选在未形成有导电性布线13、23且基材11、21的表面彼此对置的部分32、即导电性布线13、23的间隙部分32中，基材11与基材21相互紧贴。特别是，在由上述的树脂制材料构成了基材的情况下，在使上述的导电性布线13与导电性布线23一体化的加热加压工序中，能够至少部分地熔化基材11与基材21的表面而使其牢固地紧贴。其结果，不仅在导电性布线13、23的对置部分31，在基材11、21的对置部分32中也能够使第一柔性基板10与第二柔性基板20牢固地紧贴，能够获得进一步提高了两个柔性基板10、20的难剥离性的电子器件100。

接下来，对本实施方式的电子器件的第二构成例进行说明。

图3是用于说明第二构成例的电子器件的剖面结构图。

图3所示的第二构成例的电子器件与使用图1、图2进行了说明的电子器件相比，不同点在于在柔性基板的基材与导电性布线之间形成有紧贴层。

如图3所示，第二构成例的电子器件200具有第一柔性基板110与第二柔性基板120。

第一柔性基板110具备：具有挠性的基材111；配置于基材111上的电子元件112；与电子元件112的端子部(省略图示)连接的、具有柔软性的导电性布线113；以及配置于导电性布线113与基材111之间的紧贴层114。另外，第二柔性基板120具备：具有挠性的基材121；配置于基材21上的、具有柔软性的导电性布线122；以及配置于导电性布线122与基材121之间的紧贴层123。

在第二构成的电子器件中，基材111、121、电子元件112、导电性布线113、122与使用图1、图2进行了说明的电子器件相同，因此省略说明。另外，作为第二构成例，在图3所示的电子器件200中，示出了在第二柔性基板120未配置有电子元件的情况，但作为第二柔性基板120能够使用配置有电子元件的基板，这与图1、2所示的电子器件100相同。

在图3所示的第二构成例的电子器件200中，作为紧贴层114、123，能够使用与作为基材111、121而使用的材料相同的材料。但是，优选使用玻璃转移温度比基材111、121的玻璃转移点低的材料。

例如，在使用聚酰亚胺等耐热性高的树脂材料作为基材111、121的情况下，作为紧贴层114、123的材料，使用与聚酰亚胺的耐热温度相比具有较低的软化点或者玻璃转移点的材料。这样，能够进一步提高连接第一柔性基板110与第二柔性基板120的粘接部(在图1、图2中使用附图标记30示出的部分)的紧贴性。

在本实施方式的电子器件中，作为柔性基板的连接部，通过在使导电性布线露出的部分对置地重合的状态下加热加压，来进行导电性布线的一体化。此时，如上述那样，优选未形成有导电性布线的部分(图2中的附图标记32的部分)的柔性基板的基材紧贴。但是，在基材的耐热温度(玻璃转移点、软化点)相对较高的情况下等，即使在可确保连接部中的导电性布线的对置部分(图2的附图标记31的部分)彼此的紧贴性的制作条件下，连接部中的基材彼此相接的部分有时也不充分地紧贴。在这种情况下，通过在基材的表面形成由比基材更容易熔化的部件构成的紧贴层，使得紧贴层熔化而紧贴，从而能够确保柔性基板彼此的充分的紧贴性。另外，通过设置紧贴层，能够使连接部中的导电性布线的一体化工序的温度设定为低温，因此具有能够避免因连接部的制作工序中的热量、加压而产生基材的变形的优点。

另外，在本实施方式的第二构成中，形成于导电性布线113、122与基材111、121之间的紧贴层114、123只要在成为连接部的部分整体形成即可，不需要与导电性布线113、122对应地以填埋其间隙部分的方式进行图案化。由此，能够容易地进行紧贴层114、123向基材111、121上的形成，能够抑制柔性基板、使用了该柔性基板的电子器件的制造成本。

另外，在图3所示的第二构成中，示出了在第一柔性基板110与第二柔性基板120这两方设有紧贴层的例子，但通过仅在某一方的柔性基板设置紧贴层，也可获得一定的效果。特别是，在将本实施方式所公开的柔性基板与使用树脂基板形成的显示器件、片状的空气电池等自身为柔性的电子元件连接的情况下，有时也无法在电子元件侧的连接部形成紧贴层，但在这种情况下，通过在柔性基板侧设置紧贴层，能够实现具有具备较高的电气导电性与紧贴性的连接部的电子器件。

接下来，对本实施方式的电子器件的第三构成例进行说明。本实施方式的电子器件的第三构成例通过在一个大的柔性基板上搭载多个柔性基板而构成。

图4是用于说明本实施方式的电子器件的第三构成例的俯视结构图。

如图4所示，第三构成例的电子器件300通过在一个较大的第一柔性基板301上搭载第二柔性基板302、第三柔性基板303、第四柔性基板304这三个相对较小的柔性基板而构成。

在图4所示的构成例中，第一柔性基板301与第二柔性基板302在配置于第一柔性基板301的左上部分的第一连接部305中，第一柔性基板301的导电性布线与第二柔性基板302的导电性布线相互对置地配置，在重合的部分306一体化而确保电导通。另外，在第一连接部305中，在导电性布线的下侧形成有紧贴层307而提高了第一柔性基板301与第二柔性基板302的紧贴性。

同样，第二柔性基板302与第三柔性基板303由图中左侧的第二连接部308连接，第三柔性基板303与第四柔性基板304由图中央下侧的第三连接部311连接。

第二连接部308与第三连接部311均为，第二柔性基板302、第三柔性基板303、第四柔性基板304的导电性布线相对于形成于第一柔性基板301上的用于基板连接的导电性布线分别对置地配置，使重合的部分309、312一体化而确保电导通。另外，在第一柔性基板301的第二连接部308与第三连接部311中，在导电性布线的下侧形成紧贴层310、313，提高了第一柔性基板301与第二、第三、第四柔性基板302、303、304的紧贴性。

由此，在本实施方式的第二构成例的电子器件300中，可按从第一柔性基板301到第二柔性基板302、从第二柔性基板302到第三柔性基板303、从第三柔性基板303到第四柔性基板304的顺序确保电导通，能够构成使用了配置于各个柔性基板上的电子元件的电气电路。

另外，由上述说明可知，形成于第二连接部308与第三连接部311的第一柔性基板301上的导电性布线不与搭载于第一柔性基板301上的其他电气元件连接，仅以为了实现与其他柔性基板的柔性基板之间的电导通为目的而形成。但是，例如，为了将经由第二柔性基板302与第三柔性基板303而与第一柔性基板301连接的第四柔性基板304直接与第一柔性基板301连接，能够构成为将形成于第三连接部311的第一柔性基板301上的导电性布线与配置于第一柔性基板301上的电气元件直接连接。由此，例如能够将对来自外部的噪声弱的信号布线、应作为低电阻的布线的传感器电路等的连接布线的长度有效地形成得较短。

另外，在图4所示的第二电子器件的构成例中，示出了在各连接部305、308、311形成有紧贴层307、310、313的构成，但不需要在所有的连接部形成紧贴层，能够采用在一部分、或者所有连接部不具备紧贴层的构成。而且，也能够采用在相互连接的柔性基板这两方的连接部形成有紧贴层的方式。

接下来，对本实施方式的电子器件的制造方法进行说明。

本实施方式中说明的柔性基板作为基材，例如在50～125μm的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)上，将厚度约100nm的PEDOT：PSS的导电性布线形成为规定的布线图案。布线图案与以往的硬质基板上的布线图案制作相同，以与搭载于基板上的电子元件的端子位置对应地在基板上构成规定的电子电路的方式形成。在本实施方式的柔性图案中，由于由高分子化合物或者高分子的复合化合物形成导电性布线，因此能够使用喷墨法、丝网印刷法、胶版印刷法、凹版印刷法等形成规定的布线图案。因此，与以往的硬质基板或柔性布线基板(FPC)那样的、在形成金属薄膜后对其进行蚀刻而图案化的方法相比，能够以极其简易的方法且低成本形成所希望的布线图案。

另外，在使用能够通过印刷法形成的元件作为搭载于柔性基板上的电子元件的情况下，能够在印刷导电性布线之后重叠印刷电子元件而构成电子电路。在该情况下，不需要以往的印刷基板中所进行的使用了自动安装机的芯片安装工序，即使在配置微细的电子元件时也能够简化位置调整，能够以低成本准确地形成在基板上配置有电子元件的电子器件。

另外，在柔性基板的规定位置形成连接部，在该连接部中，导电性布线的形成部分与未形成有导电性布线的部分交替地形成。在该连接部中，导电性布线优选形成为直线，导电性布线的宽度与导电性布线彼此的间隔部分的宽度优选为约1：1。连接部中的导电性布线的宽度需要与其他柔性基板、电子元件等由连接部连接的对象侧的端子宽度、端子间隔相对应，但从确保连接部中的良好的电导性的观点出发，优选为10μm以上。当然，能够将连接部的导电性布线构成为曲线，另外，也能够采用导电性布线的宽度与导电性布线彼此的间隔的宽度不为约1：1的构成。

另外，在连接部形成紧贴层的情况下，在作为基材的PEN膜上的形成连接部的位置，例如通过凹版胶版印刷法预先形成软化点温度比基材的材料的软化点温度低的材料的薄膜，之后，形成导电性布线图案。

接下来，对柔性基板的连接部中的与其他柔性基板的连接部的连接方法进行说明。

如图1、图2所示，在将在表面形成有具有柔软性的导电性布线的柔性基板彼此连接而构成电子器件的情况下，使两个柔性基板的连接部彼此对置地层叠，并从柔性基板的基材的外侧施加热量与载荷。

作为一个例子，均是在将在厚度125μm的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)上形成有厚度100nm的PEDOT：PSS的导电性布线的两张柔性基板的连接部连接的情况下，在温度150℃的条件下施加180秒压力为2.2MPa的载荷。由此，导电性布线的接触部分的一部分熔化而一体化，并且基材的表面彼此也紧贴，无论在导电性方面还是在两张基板的连接强度方面都能够形成充分的连接部。

另外，在形成连接部的情况下所施加的温度与压力优选的是，设为比柔性基板的基材的耐热温度以及导电性布线材料的耐热温度低的温度。另外，形成连接部的情况下的温度优选比导电性布线材料的玻璃转移点的温度低。所施加的压力为用于获得连接部界面处的紧贴性的适当的值是重要的，应根据柔性基板的基材的材料和厚度、导电性布线的材料进行适当调整，但能够以1MPa以上且5MPa以下为基准。

实施例

实际上制作本实施方式的电子器件，并进行了其特性评价。

首先，如图1、图2所示，制作两张柔性基板，并连接各个连接部，对电特性与紧贴性进行了评价。

具体而言，作为第一柔性基板以及第二柔性基板，均制作了如下基板：在宽度10mm、长度50mm、厚度125μm的PEN制的基材上的一方的端部，将PEDOT：PSS的导电性布线在基板的长度方向上平行地配置。导电性布线的宽度为200μm，导电性布线彼此的间隔也设为200μm，将有导电性布线图案的部分与没有导电性布线图案的部分的尺寸比(线&空间比)设为1：1。另外，导电性布线的长度设为距基材的端部10mm，导电性布线的根数设为五根，并将连接部的宽度设为10mm。导电性布线通过喷墨法在基材上以厚度100nm而形成。另外，由于特性评价为目的，因此在基材上未搭载有电子元件。

使这样制作的两张柔性基板的连接部彼此对置地重合，从上方以2.2MPa的压力将被保持为80℃的压接头按压180秒，使基材上的导电性布线一体化而制作出电子器件。压接头的宽度、即连接部中的导电性布线的长度方向上的按压部分的长度设为2mm。

为了确认这样制作的电子器件中的连接部的电气导电性，因此利用安捷伦科技(Agilent Technologies)株式会社制的半导体参数测试仪B1500A(商品名)对经由第一柔性基板与第二柔性基板的连接部的电阻值进行了测定。

结果可知，不存在由连接部分的有无导致的布线电阻值的差异，充分获得了连接部处的电导通。

另外，使用INSTRON(英斯特朗)公司制的万能材料试验机5565(商品型号名)，在拉伸速度为10mm/min、卡盘间距离为40mm、负载传感器为100N的条件下测定了连接部分处的紧贴性。结果确认到，室温下的两张柔性基板的面方向的拉伸剪切粘接力为2N以上。

接下来，对在本实施方式中说明的电子器件中形成粘接部时所施加的温度与压力的影响进行了调查。

图5示出了为了调查基于连接部的形成条件的效果而制作的试样的形状，图5的(a)示出了剖面图，图5的(b)示出了俯视图。

如图5的(a)、图5的(b)所示，作为第一试样片40、第二试样片50，均在宽度10mm、长度50mm、厚度125μm的PEN树脂基材41、51上的整个面上以厚度成为100nm的方式通过喷墨法形成了PEDOT：PSS膜42、52。

以使PEDOT：PSS膜42、52形成部分对置、重叠部分61成为10mm的方式将这两张试样片40、50相互重叠，在该重叠部分的大致中央部分，使头温度与按压力变化地按压宽度2mm的压力头71。图5(b)中的由附图标记62表示的部分示出了压接头71的按压部分。

作为头71的按压条件，使头温度从80℃到160℃每隔10℃进行变化，施加压力设为2.5MPa、5.2MPa、7.8MPa、10.2MPa这四个等级。另外，头71的按压时间在任何条件的情况下均恒定为180秒。

使用上述的INSTRON(英斯特朗)公司制的万能材料试验机5565(商品型号名)，在相同的条件下对这样制作的试样的连接部分的拉伸剪切粘接力进行了测定。

将测定结果示于表1。

[表1]

在表1中，将得到连接部分的拉伸剪切粘接力为5N以上的情况表示为“○”，将小于5N的情况表示为“×”。

如表1所示，可知即使是比试样片的基材的软化温度即150℃低的温度，通过将施加的压力设为适当范围，导电性布线材料也显示出实用上认为充分的粘接力，导电性布线材料充分地紧贴。

另外，根据发明人们的研究，确认到形成连接部分时所施加的压力的大小与施加温度无关，施加压力大的一方具有显示更高粘接力的趋势，另一方面，施加温度直到100℃左右为止几乎不会对粘接力造成影响，但若超过100℃，则具有施加温度越高越可获得更高粘接力的趋势。

接下来，对针对各个试样的导电性的确认结果进行说明。

测定如图5中所示那样，在使所施加的电压不同的情况下，对在隔着连接部分61的位置A与位置B之间、未隔着连接部分的位置B与位置C之间流动的电流值进行了测定。另外，位置A与B、位置B与C之间的间隔均设为30mm，测定在进行拉伸试验之前针对所有试样而进行。

其中，将在上述拉伸试验结果中显示出5N以上的拉伸剪切粘接力的表1中的“○”评价的试样中的施加电压值与流过的电流值示于图6。

在图6中，作为附图标记81，用“○”示出的是AB间的电压电流特性，作为附图标记82，用“▲”示出的是BC间的电压电流特性。另外，图6所示的也是施加温度为180℃、施加压力为2.2MPa的情况，但确认到在表5中为“○”评价的试样中，AB间的电流值与BC间的电流值的差异均在1％以内，在连接部中试样片表面的PEDOT：PSS膜42、52彼此充分地紧贴。另外，如图6所示，隔着连接部分的附图标记81所示的测定点AB间与未隔着连接部分的附图标记82所示的BC间相比，电阻值稍低。对此，认为由于在连接部分中导电性布线重合而每单位长度的密度(截面面积)变大为重要因素。

以上，根据表1与图6所示的结果，确认到通过适当地选择连接部的形成条件，在获得了导电性布线材料的高紧贴性的情况下，连接部的粘接强度与导电特性均良好。

另外，确认到，在使用树脂制的粘合剂内分散有金属纳米粒子的材料作为导电性布线原材料的情况下，通过在适当条件下对连接部分施加压力与热量，可与上述同样地获得导电性与紧贴性这两方。

此外，作为另一实施例，制作形成了图3中说明的紧贴层114、123的试样，并对紧贴性进行了评价。

具体而言，作为第一柔性基板以及第二柔性基板，均制作了如下基板：在宽度10mm、长度50mm、厚度50μm的PEN制的基材上的一方的端部，以厚度成为1μm、宽度成为10mm(与基材的宽度相同)、距端部的长度成为10mm的方式通过凹版胶版印刷法形成PMMA的紧贴层，在该紧贴层上，通过喷墨法，将PEDOT：PSS的导电性布线在基板的长度方向上平行地配置。导电性布线的宽度与上述的实施例同样地设为200μm，导电性布线彼此的间隔也设为200μm，导电性布线的长度设为距基材的端部10mm，导电性布线的根数设为五根。

另外，作为导电性布线，使用了PEDOT系导电性材料即径综研化学株式会社制的有机导电性聚合物(VERAZOLR：商品名)。另外，对于作为材料而使用的PEN、PMMA的玻璃转移点，使用株式会社日立制作所制的差示扫描量热计DSC7000X(商品名)进行了实际测量，其结果，PEN的玻璃转移点为150℃，PMMA的玻璃转移点为100℃。

对于这样形成样品，与上述同样地进行了导电性与紧贴性的评价，其结果，确认到不存在由连接部分的有无导致的布线电阻值的差异，充分地获得了连接部处的电导通，另外，柔性基板的面方向的拉伸剪切粘接力为5N以上。

如以上说明那样，本实施方式的电子器件使用具有挠性的部件作为柔性基板的基材，使用具有柔软性的部件作为形成于基材上的导电性布线的材料，并通过连接部使导电性布线彼此紧贴，从而能够形成具有包括连接部在内的柔性基板整体的挠性的电子器件。因此，作为搭载于柔性基板的电子元件，例如通过使用由有机性膜形成的电阻元件、有机半导体元件等具有挠性的部件，能够构成整体上具有良好的挠性的电子器件。

另外，例如，即使在与使用了有机EL的显示器件等自身具有挠性的电子元件连接的情况下，也能够确保包括连接部在内的电子器件整体的挠性。

而且，通过将形成于柔性基板上的导电性布线彼此重合，并在规定的温度条件下施加规定的压力，能够形成粘接力与电导电性优异的连接部。因此，不需要以往的柔性基板等中用于连接部的如各向异性导电性膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)那样控制了连接部中的导电性材料的方向性的连接工序，能够实现材料与施工方法这两方面的低成本化。

另外，如图3所示的电子器件的一部分即第二柔性基板120那样，作为本实施方式中说明的柔性基板，也能够作为在基材上未搭载有电子元件的布线基板而实现。本实施方式中说明的柔性基板在与图3所示的第一柔性基板110那样的搭载有电子元件的本实施方式中说明的柔性基板连接的情况下，另外，通过连接对象例如在使用了具有挠性的有机EL的显示器件上形成本实施方式中说明的由导电性布线部件构成的连接部，能够不使用上述那样的各向异性导电性膜等连接部件地构成包括连接部在内的整体具有挠性的电子器件。

另外，在本实施方式的电子器件中，作为柔性基板，在树脂制的基材上通过印刷工序形成导电性布线，因此在能够通过印刷法制作搭载于基板的电子元件的情况下，能够通过印刷工序制造包括电子元件在内的柔性基板整体。因此，特别是在搭载于基板的电子元件较小的情况下，不需要以往需要高精度的芯片安装工序，能够实现包含安装成本在内的低成本下的柔性基板的制造。

工业上的可利用性

以上，本申请所公开的柔性基板、电子器件、电子器件的制造方法能够以低成本实现作为整体具有挠性的电子器件。因此，在要求小型·低成本化、节能化、柔性化的现在，具有较高的工业上的可利用性。

附图标记说明

10 第一柔性基板

11 基材

12 电子元件

13 导电性布线

20 第二柔性基板

21 基材

22 电子元件

23 导电性布线

31 连接部

100 电子器件

Claims (10)

1.一种柔性基板，其特征在于，具备：

基材，具有挠性；以及

导电性布线，在所述基材上由具有导电性的有机化合物形成，

所述导电性布线的一部分成为与其他电子部件连接的连接部。

2.一种电子器件，其特征在于，具备：

基材，具有挠性；

导电性布线，在所述基材上由具有导电性的有机化合物形成；以及

电子元件，与所述导电性布线连接，

所述导电性布线的一部分成为与其他基板连接的连接部。

3.如权利要求2所述的电子器件，其中，

具有形成有所述导电性布线的多个所述基材，

通过所述导电性布线彼此直接接触而形成所述连接部，

在所述多个基材内的至少一个基材上，所述电子元件与所述导电性布线连接。

4.如权利要求2或3所述的电子器件，其中，

所述导电性布线由导电性聚合物材料构成。

5.如权利要求4所述的电子器件，其中，

所述导电性布线以聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔中的任一种、或者它们的衍生物中的任一种为主要成分而构成。

6.如权利要求2或3所述的电子器件，其中，

所述导电性布线由在高分子材料的粘合剂内分散有导电性粒子的复合材料构成。

7.如权利要求2～6中任一项所述的电子器件，其中，

在所述连接部中，在所述基材与所述导电性布线之间具有由绝缘体构成的紧贴层。

8.如权利要求7所述的电子器件，其中，

形成所述紧贴层的材料的耐热温度比所述基材的耐热温度低。

9.一种电子器件的制造方法，

所述电子器件具有形成有由具有导电性的有机化合物形成的导电性布线的多个基材，

在所述多个基材内的至少一个基材上，将电子元件与所述导电性布线连接，

所述多个基材将所述导电性布线作为连接部而连接，其特征在于，在该电子器件的制造方法中，

在使所述基材上的所述导电性布线彼此直接接触的状态下施加热量与压力而形成不同的所述基材上的所述导电性布线彼此连接的连接部。

10.如权利要求9所述的电子器件的制造方法，其中，

所施加的热量为构成所述导电性布线的材料的玻璃转移点以下的温度。

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