JP5407423B2 - Electronic apparatus and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、可撓性を有する電子装置及び電子デバイスに関する。 The present invention relates to a flexible electronic apparatus and electronic device.
従来において、フレキシブル基板上に薄膜トランジスタ回路を形成することにより、フレキシブルディスプレイやイメージセンサーやRFID(Radio Frequency Identification)タグ等の電子デバイスが開発されている。
ここで、特許文献1には、薄膜トランジスタ回路を用いた集積回路及びRFID(Radio Frequency Identification)の作製について、SOI基板を用いて剥離するという方法が記載されている。また、特許文献2には、対象物に貼り合わされた後で剥離することにより、リーダ/ライタとの間における信号又は電源電圧の送受を制限することができる半導体装置が記載されている。
Conventionally, electronic devices such as a flexible display, an image sensor, and an RFID (Radio Frequency Identification) tag have been developed by forming a thin film transistor circuit on a flexible substrate.
Here, Patent Document 1 describes a method of peeling using an SOI substrate for manufacturing an integrated circuit using a thin film transistor circuit and RFID (Radio Frequency Identification). Patent Document 2 describes a semiconductor device that can restrict transmission / reception of a signal or a power supply voltage to / from a reader / writer by peeling after being attached to an object.
また、特許文献3には、薄膜トランジスタ(TFT)回路等の薄膜能動素子を含んでいる薄膜集積回路装置について記載されている。また、特許文献4には、ICチップからの放熱性を向上させ、半導体装置の誤動作を防止し、半導体装置の動作信頼性を向上させる半導体装置の実装構造が記載されている。また、特許文献5には、基材をエッチング薄く加工した後、貼り合わせによりフレキシブル化を達成するフレキシブル電子デバイスについて記載されている。 Patent Document 3 describes a thin film integrated circuit device including a thin film active element such as a thin film transistor (TFT) circuit. Patent Document 4 describes a semiconductor device mounting structure that improves heat dissipation from an IC chip, prevents malfunction of the semiconductor device, and improves operation reliability of the semiconductor device. Patent Document 5 describes a flexible electronic device that achieves flexibility by bonding after processing a substrate to be thin.
ここで、フレキシブル基板としては、プラスチック系のフィルムや基板が使われているが、基材の性質上、製造時に高温(250℃程度)を加えることができず薄膜トランジスタ回路の性能を十分に発揮させることが困難であった。これは、薄膜トランジスタ回路は、活性層であるポリシリコン層やゲート絶縁膜の成膜時に印加される温度によって変化する性質を有しており、ポリシリコン層では、印加される温度によって、シリコン膜中の水素濃度によりレーザ結晶化時の結晶化エネルギーの最適値が変化する。また、ゲート絶縁膜では、成膜時に印加される温度によって、絶縁性及びTFT特性を決定する界面準位密度(MidDit)が変化する。
したがって、印加される温度が低いと、ポリシリコン層の結晶化エネルギーが最適値が変化してしまい、また、ゲート絶縁膜の界面準位密度も変化してしまうため、薄膜トランジスタ回路の性能を十分に発揮させることが困難となる。
Here, a plastic film or substrate is used as the flexible substrate, but due to the nature of the base material, high temperature (about 250 ° C.) cannot be applied during manufacturing, and the performance of the thin film transistor circuit is fully exhibited. It was difficult. This is because the thin film transistor circuit has a property that changes depending on the temperature applied when the polysilicon layer or the gate insulating film as an active layer is formed. The optimum value of the crystallization energy at the time of laser crystallization changes depending on the hydrogen concentration. In the gate insulating film, the interface state density (MidDit) that determines the insulating properties and TFT characteristics changes depending on the temperature applied during the film formation.
Therefore, when the applied temperature is low, the optimum value of the crystallization energy of the polysilicon layer changes and the interface state density of the gate insulating film also changes. It becomes difficult to make it appear.
ところで、特許文献1〜特許文献5においては、樹脂基板が用いられており、製造時に高い温度を印加できないため、薄膜トランジスタ回路の性能を十分に発揮することが困難である。
さらに、単に、フレキシブル基板上に非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子とチップとを同時に形成しようとすれば、チップの面積に対してアンテナ素子の面積が大きくなってしまう問題がある。
また、フレキシブルな金属基板上に非接触式のデータキャリア用回路をそのまま形成すると、当該回路が一定の動作特性を担保できなくなる。
By the way, in patent documents 1-patent documents 5, since a resin substrate is used and high temperature cannot be applied at the time of manufacture, it is difficult to fully demonstrate the performance of a thin film transistor circuit.
Furthermore, if an antenna element and a chip of a non-contact type data carrier circuit are simply formed on a flexible substrate at the same time, there is a problem that the area of the antenna element becomes larger than the area of the chip.
Further, if a non-contact type data carrier circuit is formed as it is on a flexible metal substrate, the circuit cannot secure a certain operating characteristic.
本発明では、金属基板のコストメリットを活かしつつ、製造時に高い温度を印加することにより、性能を十分に発揮できる薄膜トランジスタ回路を搭載し、フレキシブル基板上に非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子とチップとを同時に形成しても小型化を実現でき、また、非接触式のデータキャリア用回路の動作特性を担保する電子装置及び電子デバイスを提供することを目的とする。 In the present invention, a thin film transistor circuit capable of exhibiting performance sufficiently by applying a high temperature at the time of manufacturing while utilizing the cost merit of the metal substrate is mounted, and the antenna element of the non-contact type data carrier circuit on the flexible substrate It is an object of the present invention to provide an electronic device and an electronic device that can realize a reduction in size even when a chip and a chip are formed at the same time, and that guarantee the operating characteristics of a non-contact data carrier circuit.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
請求項1の発明は、SUS基板等の金属基板により構成されている、可撓性を有する基板(11)と、前記基板(11)の平面上に形成され、強誘電体層により構成されている、所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層(12)と、前記誘電体層(12)の平面上に形成され、形成された後に高温が印加された薄膜トランジスタ回路(14a)により構成され、非接触式のデータキャリア用回路としての機能を発揮する電子素子(13)が形成される電子素子形成層(14)とを備えることを特徴とする電子装置(1)である。 According to the first aspect of the present invention, a flexible substrate (11) made of a metal substrate such as a SUS substrate, and a ferroelectric layer is formed on the plane of the substrate (11). A dielectric layer (12) having a relative dielectric constant equal to or higher than a predetermined relative dielectric constant, and a thin film transistor circuit (14a) formed on a plane of the dielectric layer (12) and applied with high temperature after being formed And an electronic element forming layer (14) on which an electronic element (13) that exhibits a function as a non-contact type data carrier circuit is formed.
請求項2の発明は、請求項1に記載の電子装置(1)において、前記基板(11)の平面上であって、前記誘電体層(12)が形成されていない側の平面上には、前記非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子(15)が形成されていることを特徴とする電子装置(1)である。 According to a second aspect of the invention, in the electronic device according to claim 1 (1), a plane of the substrate (11), said dielectric layer (12) is not formed side of the plane is An electronic device (1), wherein an antenna element (15) of the non-contact type data carrier circuit is formed.
請求項3の発明は、請求項1に記載の電子装置(1)において、前記電子素子形成層(14)には、前記非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子(15)が形成されていることを特徴とする電子装置(1)である。 A third aspect of the present invention, in the electronic device according to claim 1 (1), wherein the electronic element formation layer (14), said non-contact antenna elements of the circuit for the data carrier (15) is formed of It is an electronic device (1) characterized by having.
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の電子装置(1)を用いたことを特徴とする電子デバイスである。 A fourth aspect of the present invention is an electronic device using the electronic apparatus (1) according to any one of the first to third aspects.
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本発明は、所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層を有するので、波長短縮効果によって、電子素子(例えば、外部装置と通信を行うために形成されるアンテナ素子)のサイズを小型化することができる。
(2)本発明では、金属基板を用いるので、製造時において高温を印加することができ、電子素子として構成される薄膜トランジスタ回路の性能を十分に発揮させることができる。
(3)本発明では、誘電体層が強誘電体層により構成されているため、波長短縮効果によって、電子素子(例えば、外部装置と通信を行うために形成されるアンテナ素子)のサイズを小型化することができる。
(4)電子素子形成層は、非接触式のデータキャリア用回路(例えば、RFID用回路)として機能する。したがって、本発明では、フレキシブル基板上に形成した薄膜トランジスタ回路で非接触式データキャリアチップを構成することにより、シリコンベースの非接触式データキャリアチップに比べ、曲げ等の応力に対するチップ割れ、クラック等の発生を軽減することが可能となる。
(5)本発明では、基板を加工することによりアンテナ素子を形成するので、強誘電体層上にアンテナ素子を形成することと同等であり、波長短縮効果によって、アンテナ素子とデータキャリア用回路の小型化とコストダウンを図ることができる。
(6)本発明では、電子素子形成層にアンテナ素子を形成し、強誘電体層上にアンテナ素子を形成することになるので、波長短縮効果によって、アンテナ素子とデータキャリア用回路の小型化とコストダウンを図ることができる。
また、薄膜トランジスタ回路は、外部装置と通信を行うためのアンテナ素子と組み合わせることにより、RFID用薄膜トランジスタ回路として機能する。一般的なRFID用薄膜トランジスタ回路を搭載したRFIDカードでは、金属(外部装置)に近接すると共振周波数やその特性が変化してしまう。そこで、本発明では、金属基板により構成される基板をアンテナ素子と予め組み合わせ、製造段階において金属に近接することにより共振周波数やその特性が変化してしまう現象を回避するように調整しておく。このように構成することにより、本発明では、外部装置(リーダ/ライタ装置)に近接しても、共振周波数やその特性が変化しないように抑制することができる。また、基板は、特性変化抑制用の金属基板として用いている。
(7)本発明では、所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層を有し、波長短縮効果によって、電子素子(例えば、外部装置と通信を行うために形成されるアンテナ素子)のサイズの小型化が図られた電子装置を有する電子デバイスを構成することができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the present invention has a dielectric layer having a relative dielectric constant equal to or higher than a predetermined relative dielectric constant, an electronic element (for example, an antenna element formed for communicating with an external device) due to a wavelength shortening effect. Can be reduced in size.
(2) Since a metal substrate is used in the present invention, a high temperature can be applied at the time of manufacture, and the performance of a thin film transistor circuit configured as an electronic element can be sufficiently exhibited.
(3) In the present invention, since the dielectric layer is composed of a ferroelectric layer, the size of the electronic element (for example, an antenna element formed for communication with an external device) is reduced by the wavelength shortening effect. Can be
(4) The electronic element formation layer functions as a non-contact type data carrier circuit (for example, an RFID circuit). Therefore, in the present invention, by forming a non-contact type data carrier chip with a thin film transistor circuit formed on a flexible substrate, chip cracking, cracking, etc. due to stress such as bending, compared to a silicon-based non-contact type data carrier chip. Occurrence can be reduced.
(5) In the present invention, since the antenna element is formed by processing the substrate, it is equivalent to forming the antenna element on the ferroelectric layer, and the antenna element and the data carrier circuit are reduced by the wavelength shortening effect. Miniaturization and cost reduction can be achieved.
(6) In the present invention, since the antenna element is formed on the electronic element forming layer and the antenna element is formed on the ferroelectric layer, the antenna element and the data carrier circuit can be downsized by the wavelength shortening effect. Cost can be reduced.
The thin film transistor circuit functions as an RFID thin film transistor circuit by being combined with an antenna element for communicating with an external device. In an RFID card equipped with a general RFID thin film transistor circuit, the resonance frequency and its characteristics change when it is close to a metal (external device). Therefore, in the present invention, a substrate composed of a metal substrate is combined with an antenna element in advance and adjusted so as to avoid a phenomenon in which the resonance frequency and its characteristics change due to proximity to the metal in the manufacturing stage. By configuring in this way, in the present invention, it is possible to suppress the resonance frequency and its characteristics from changing even in the vicinity of the external device (reader / writer device). The substrate is used as a metal substrate for suppressing characteristic changes.
(7) In the present invention, an electronic element (for example, an antenna element formed to communicate with an external device) has a dielectric layer having a relative dielectric constant equal to or higher than a predetermined relative dielectric constant, and has a wavelength shortening effect. An electronic device having an electronic device with a reduced size can be configured.
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。図1は、フレキシブル金属基板上に形成された薄膜トランジスタ回路を用いた非接触式データキャリア装置としての電子装置1の断面図を示す。本実施の形態にかかる電子装置1によれば、電子素子(例えば、外部装置と通信を行うために形成されるアンテナ素子)のサイズの小型化を図ることができ、コストダウンを図ることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of an electronic device 1 as a non-contact data carrier device using a thin film transistor circuit formed on a flexible metal substrate. According to the electronic device 1 according to the present embodiment, it is possible to reduce the size of the electronic element (for example, an antenna element formed for communication with an external device), and to reduce the cost. .
当該効果を発揮するために、電子装置1は、図1に示すように、可撓性を有する基板11と、誘電体層12と、電子素子形成層14とを備える。誘電体層12は、基板11の平面上に形成され、所定の比誘電率以上の比誘電率を有する。電子素子形成層14は、誘電体層12の平面上に形成され、所定の機能を発揮する電子素子13が形成される。また、詳細は後述するように、電子素子形成層14の一例として、誘電体層12の上面に薄膜トランジスタ回路14aが形成される。
In order to exert the effect, the electronic device 1 includes a
このように構成される電子装置1は、所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層を有するので、波長短縮効果によって、電子素子(例えば、外部装置と通信を行うために形成されるアンテナ素子)のサイズを小型化することができる。 Since the electronic device 1 configured as described above has a dielectric layer having a relative dielectric constant equal to or higher than a predetermined relative dielectric constant, the electronic device 1 is formed to communicate with an electronic element (for example, an external device) due to a wavelength shortening effect. Antenna element) can be reduced in size.
また、電子装置1では、基板11は、SUS基板等の金属基板により構成されていることが好ましい。
本実施形態においては、基板11にSUS基板等の金属基板を用いるので、製造時において高い温度(250度以上)を印加することができ、電子素子形成層14としての薄膜トランジスタ回路の性能を十分に発揮させることができる。
Moreover, in the electronic device 1, it is preferable that the board |
In the present embodiment, since a metal substrate such as a SUS substrate is used as the
また、本実施例においては、薄膜トランジスタ回路は、外部装置と通信を行うためのアンテナ素子と組み合わせることにより、RFID用薄膜トランジスタ回路として機能する。一般的なRFID用薄膜トランジスタ回路を搭載したRFIDカードでは、金属(外部装置)に近接すると共振周波数やその特性が変化してしまう。そこで、本実施例に係る電子装置1では、金属基板により構成される基板11をアンテナ素子と予め組み合わせ、製造段階において金属に近接することによりRFIDを金属物へ設置した場合の共振周波数やその特性が変化してしまう現象を回避するように調整しておく。このように構成することにより、本実施形態に係る電子装置1は、外部装置(リーダ/ライタ装置)に近接しても、共振周波数やその特性が変化しないように抑制することができる。したがって、本実施例では、基板11は、特性変化抑制用の金属基板として用いている。
In this embodiment, the thin film transistor circuit functions as an RFID thin film transistor circuit by being combined with an antenna element for communicating with an external device. In an RFID card equipped with a general RFID thin film transistor circuit, the resonance frequency and its characteristics change when it is close to a metal (external device). Therefore, in the electronic apparatus 1 according to the present embodiment, the resonance frequency and its characteristics when the RFID is installed on the metal object by combining the
このように構成される電子装置1は、金属基板を用いるので、製造時において高温を印加することができ、電子素子として構成される薄膜トランジスタ回路の性能を十分に発揮させることができる。 Since the electronic device 1 configured as described above uses a metal substrate, a high temperature can be applied during manufacture, and the performance of the thin film transistor circuit configured as an electronic element can be sufficiently exhibited.
また、電子装置1では、誘電体層12は、強誘電体層により構成されていることが好ましい。なお、強誘電体とは、電圧を加えることによって物質内の自発分極(物質内に電気的な正負が生じる状態)の方向を自由に変化させ、電圧をかけなくてもその分極方向を持続させることのできる誘電体(分極により電荷を蓄え、直流電流を通さない物質)のことである。また、本明細書においては、比誘電率(εr)は100以上であることが好ましい。
ここで、電子装置1に入射した電波が金属製の基板11により反射した電波によって打ち消されてしまい、RFIDへの電波供給(電源供給)が不可能となり、RFIDが動作しないという問題がある。理論的には、基板11と電子素子形成層14との間に所定のクリアランス(例えば、λ/4(波長の4分の1))を誘電体層12で形成することにより、金属製の基板11による反射位相180°の電波がさらに180°ずれることにより、入射した電波と反射した電波による打消しがなくなり、RFIDへの電波供給の変化を低減することができる。
In the electronic device 1, the
Here, there is a problem that the radio wave incident on the electronic device 1 is canceled by the radio wave reflected by the
一定の周波数帯向けアンテナにおいて、誘電体層12の比誘電率(εr)を変化させた場合におけるそれぞれのλ/4の値の違いについて説明する。
電磁波周波数2.45GHz帯のダイポールアンテナにおいて、誘電体層12の比誘電率(εr)が1の場合には、波長(λ0)は約0.122mであり、λ0/4は約0.03m(3mm)になる。
つぎに、例えば、比誘電率(εr)が20000の誘電体層12を基板11と電子素子形成層14の間に形成したときには、(1)式より、
λd=λ0/√εr・・・(1)
波長(λd)は約0.87mmであり、λd/4は約0.22mmになる(図2を参照)。また、例えば、比誘電率(εr)が500の誘電体層12を基板11と電子素子形成層14の間に形成したときには、(1)式より、波長(λd)は約5.47mmであり、λd/4は約1.37mmになる(図2を参照)。
Differences in the values of λ / 4 when the relative dielectric constant (εr) of the
In the dipole antenna of the electromagnetic wave frequency 2.45GHz band, if the dielectric constant of the
Next, for example, when the
λd = λ 0 / √εr (1)
The wavelength (λd) is about 0.87 mm, and λd / 4 is about 0.22 mm (see FIG. 2). For example, when the
また、電磁波周波数900MHz帯のダイポールアンテナにおいて、誘電体層12の比誘電率(εr)が1の場合には、波長(λ0)は約0.33mであり、λ0/4は約0.08mmになる。
つぎに、例えば、比誘電率(εr)が20000の誘電体層12を基板11と電子素子形成層14の間に形成したときには、(1)式より、波長(λd)は約2.36mmであり、λd/4は約0.59mmになる(図2を参照)。また、例えば、比誘電率(εr)が500の誘電体層12を基板11と電子素子形成層14の間に形成したときには、(1)式より、波長(λd)は約14.9mmであり、λd/4は約3.72mmになる(図2を参照)。
Further, the dipole antenna of the electromagnetic wave frequency 900MHz band, if the dielectric constant of the
Next, for example, when the
また、共振周波数が13.56MHzのループアンテナにおいて、比誘電率(εr)が1の場合には、波長(λ0)は約22.11mmであり、λ0/4は約5.53mmである。
つぎに、例えば、比誘電率(εr)が20000の誘電体層12を基板11と電子素子形成層14の間に形成したときには、(1)式より、波長(λd)は約156mmであり、λd/4は約39.1mmになる(図2を参照)。また、例えば、比誘電率(εr)が500の誘電体層12を基板11と電子素子形成層14の間に形成したときには、(1)式より、波長(λd)は約989mmであり、λd/4は約247mmになる(図2を参照)。
Further, in the loop antenna of the resonant frequency is 13.56 MHz, if the dielectric constant (.epsilon.r) is 1, the wavelength (lambda 0) is about 22.11mm, λ 0/4 is about 5.53mm .
Next, for example, when the
このようにして、比誘電率(εr)が高い誘電体層12ほどλ/4は短縮する。したがって、電子装置1は、比誘電率(εr)が高い誘電体層12を用いるので、全体の大きさを小型化することができ、コストダウンを図ることができる。
In this way, λ / 4 is shortened as the
つぎに、比誘電率(εr)の高い誘電体層12を設けることによる波長短縮効果について説明する。
例えば、電磁波周波数900MHz帯のダイポールアンテナの場合には、波長(λ0)は、上述したように約0.33mであり、アンテナ素子の長さ(例えば、λ/2)は、約0.17m(170mm)である。つぎに、比誘電率が20000の誘電体層12を用いた場合には、波長短縮効果によりアンテナ素子の長さ(λ/2)は、(1)式より、約1.18mmとなる。また、比誘電率が500の誘電体層12を基板11の表面に形成した場合には、波長短縮効果によりアンテナ素子の長さ(λ/2)は、(1)式より、約7.45mmとなる(図3を参照)。
このようにして、電子装置1は、基板11上に誘電体層12を形成することにより、アンテナ素子を短縮化することができ、全体の大きさを小型化することができ、コストダウンを図ることができる。
Next, the wavelength shortening effect by providing the
For example, in the case of a dipole antenna having an electromagnetic frequency band of 900 MHz, the wavelength (λ 0 ) is about 0.33 m as described above, and the length of the antenna element (for example, λ / 2) is about 0.17 m. (170 mm). Next, when the
In this manner, the electronic device 1 can shorten the antenna element by forming the
また、共振周波数が13.56MHzのループアンテナの場合には、波長(λ0)は、上述したように約22.1mである。比誘電率(εr)が20000の誘電体層12を基板11の表面に形成したときには、(1)式より、波長(λd)は、約0.16mとなる。なお、約0.16mの波長は、実質的に約1928MHz(1.928GHz)の周波数の波長に相当する(図4を参照)。
また、比誘電率(εr)が500の誘電体層12を基板11の表面に形成したときには、(1)式により、波長(λd)は、約0・99mとなる。なお、約0.99mの波長は、実質的に約303MHzの周波数の波長に相当する(図4を参照)。
In the case of a loop antenna having a resonance frequency of 13.56 MHz, the wavelength (λ 0 ) is about 22.1 m as described above. When the
When the
また、周波数が303MHzであって、コンデンサ(c)の容量が30pFの場合には、(2)式より、
f=1/2π√LC・・・(2)
コイル(L)の容量は約0.0092μHになり、また、周波数が303MHzであって、コンデンサ(c)の容量が5pFの場合には、(2)式より、コイル(L)の容量は、約0.0552μHになり、また、周波数が303MHzであって、コンデンサ(c)の容量が1pFの場合には、(2)式より、コイル(L)の容量は、約0.2759μHになる。
なお、共振周波数が13.56MHzであって、コンデンサ(c)の容量が30pFの場合には、(2)式より、コイル(L)の容量は、約5.6μHになる(図5を参照)。
Further, when the frequency is 303 MHz and the capacitance of the capacitor (c) is 30 pF, from the equation (2),
f = 1 / 2π√LC (2)
When the capacity of the coil (L) is about 0.0092 μH, the frequency is 303 MHz, and the capacity of the capacitor (c) is 5 pF, the capacity of the coil (L) is If the frequency is 303 MHz and the capacitance of the capacitor (c) is 1 pF, the capacitance of the coil (L) is about 0.2759 μH from equation (2).
When the resonance frequency is 13.56 MHz and the capacitance of the capacitor (c) is 30 pF, the capacitance of the coil (L) is about 5.6 μH from the equation (2) (see FIG. 5). ).
したがって、高い比誘電率(εr)を有する誘電体層12を用いることにより、波長短縮効果を発揮することができ、コイル(L)のインダクタンスを低く(コイル(L)の長さを短く)することができるので、アンテナ素子自体を短く形成することができる。
Therefore, by using the
また、電子装置1では、電子素子形成層14は、薄膜トランジスタ回路14aにより構成されており、非接触式のデータキャリア用回路としての機能を発揮することが好ましい。
このように構成される電子装置1では、例えば、基板11に相当するフレキシブル基板上に形成した薄膜トランジスタ回路14aで非接触式データキャリアチップを構成することにより、シリコンベースの非接触式データキャリアチップに比べ、曲げ等の応力に対するチップ割れ、クラック等の発生を軽減することが可能となる。
Moreover, in the electronic device 1, the electronic
In the electronic device 1 configured as described above, for example, by forming a non-contact type data carrier chip with a thin
また、電子装置1では、基板11の平面上であって、誘電体層12が形成されていない側の平面上には、非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子15が形成されていることが好ましい。
このように構成される電子装置1では、基板11を加工することによりアンテナ素子15を形成するので、別の部材としてアンテナ素子を設ける必要がなく、また、誘電体層12上にアンテナ素子15を形成することと同等であり、波長短縮効果が生じるので、アンテナ素子15とデータキャリア用回路の小型化とコストダウンを図ることができる。
また、金属製の基板11であるフレキシブル基板自体をアンテナ素子15として用いると共にバッファー層として、強誘電体層を用いることにより、金属製の基板11上で非接触式データキャリア用回路を動作させることが可能となる。
In the electronic device 1, the
In the electronic device 1 configured as described above, since the
Further, the non-contact data carrier circuit can be operated on the
また、電子装置1では、電子素子形成層14には、非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子15が形成されていることが好ましい。
このように構成される電子装置1では、強誘電体層上にアンテナ素子を形成することと同等であり、波長短縮効果が生じるので、アンテナ素子とデータキャリア用回路の小型化とコストダウンを図ることができる。
In the electronic device 1, the electronic
The electronic device 1 configured as described above is equivalent to forming an antenna element on a ferroelectric layer, and produces a wavelength shortening effect. Therefore, the antenna element and the data carrier circuit are reduced in size and cost. be able to.
つぎに、共振周波数が13.56MHzの電子装置1の製造方法について説明する。なお、以下では、図6(a)〜(e)は、電子装置1を作成する過程における断面図を示す。
電子装置1では、図6(a)、(b)に示すように、フレキシブルな金属製の基板11の平面上に所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層12を形成する。ここで、基板11の平面上は粗く平坦ではないが、その表面上に誘電体層12を形成することにより平坦化が図られる。
電子装置1は、図6(c)に示すように、誘電体層12の平面上に電子素子形成層14としての薄膜トランジスタ回路14aを作成する。本実施例では、基板11が金属製であるため、薄膜トランジスタ回路14aの作成において高温を印加することが可能であり、性能を十分に発揮する薄膜トランジスタ回路14aを作成することができる。
また、電子装置1は、図6(d)、(e)に示すように、電子素子形成層14としての薄膜トランジスタ回路14a上に、層間絶縁膜14bを形成し、ビアホール14c(スルーホール)を形成し、金属層を作成後、パターンニング、エッチング等を行うことによりアンテナ素子14dの形成を行う。
また、図7には、電子装置1の平面図と、A−Aで切断したときの断面図を示す。
Next, a method for manufacturing the electronic device 1 having a resonance frequency of 13.56 MHz will be described. Hereinafter, FIGS. 6A to 6E are cross-sectional views in the process of manufacturing the electronic device 1.
In the electronic device 1, as shown in FIGS. 6A and 6B, a
As shown in FIG. 6C, the electronic device 1 creates a thin
In addition, as shown in FIGS. 6D and 6E, the electronic device 1 forms an
Moreover, in FIG. 7, the top view of the electronic device 1 and sectional drawing when cut | disconnected by AA are shown.
つぎに、UHF帯用のRFIDとして機能する電子装置1の製造方法について説明する。なお、以下では、図8(a)〜(e)は、電子装置1を作成する過程における断面図を示す。
電子装置1は、図8(a)、(b)に示すように、フレキシブルな金属製の基板11の平面上に所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層12を形成する。ここで、基板11の平面上は粗く平坦ではないが、その表面上に誘電体層12を形成することにより平坦化が図られる。
電子装置1は、図8(c)に示すように、誘電体層12の平面上に電子素子形成層14としての薄膜トランジスタ回路14aを作成する。本実施例では、基板11が金属製であるため、薄膜トランジスタ回路14aの作成において高温を印加することが可能であり、性能を十分に発揮する薄膜トランジスタ回路14aを作成することができる。
また、電子装置1は、図8(d)、(e)に示すように、電子素子形成層14としての薄膜トランジスタ回路14a上に、層間絶縁膜14bを形成し、ビアホール14c(スルーホール)を形成し、金属層を作成後、パターンニング、エッチング等を行うことによりアンテナ素子14dの形成を行う。
また、図9には、電子装置1の平面図と、A−Aで切断したときの断面図を示す。
Next, a method for manufacturing the electronic device 1 that functions as an RFID for the UHF band will be described. In addition, below, Fig.8 (a)-(e) shows sectional drawing in the process in which the electronic device 1 is produced.
As shown in FIGS. 8A and 8B, the electronic device 1 forms a
As shown in FIG. 8C, the electronic device 1 creates a thin
Further, in the electronic device 1, as shown in FIGS. 8D and 8E, an
FIG. 9 shows a plan view of the electronic device 1 and a cross-sectional view taken along the line AA.
ここで、本実施例に係る電子装置1のポイントをまとめる。
1.電子装置1は、所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層12を有するので、波長短縮効果によって、電子素子13のサイズを小型化することができる。
2.電子装置1は、基板11として金属製のもの(例えば、SUS基板)を用いるので、製造時において高温を印加することができ、電子素子13として構成される薄膜トランジスタ回路14aの性能を十分に発揮させることができる。
3.電子装置1は、誘電体層12が強誘電体層(例えば、比誘電率εが100以上)により構成されているため、波長短縮効果によって、電子素子13のサイズを小型化することができる。
4.電子素子形成層14は、非接触式のデータキャリア用回路(例えば、RFID用回路)として機能する。したがって、電子装置1は、フレキシブルな基板11上に形成した薄膜トランジスタ回路14aで非接触式データキャリアチップを構成することにより、シリコンベースの非接触式データキャリアチップに比べ、曲げ等の応力に対するチップ割れ、クラック等の発生を軽減することが可能となる。
5.電子装置1は、基板11を加工することによりアンテナ素子を形成するので、誘電体層12上にアンテナ素子15を形成することと同等であり、波長短縮効果によって、アンテナ素子15とデータキャリア用回路の小型化とコストダウンを図ることができる。
6.電子装置1は、電子素子形成層14上にアンテナ素子15を形成するので、結果として、アンテナ素子15を誘電体層12上に形成することと同等であるので、波長短縮効果によって、アンテナ素子15とデータキャリア用回路の小型化とコストダウンを図ることができる。
Here, the points of the electronic apparatus 1 according to the present embodiment are summarized.
1. Since the electronic device 1 includes the
2. Since the electronic device 1 uses a metal substrate (for example, a SUS substrate) as the
3. In the electronic device 1, since the
4). The electronic
5. Since the electronic device 1 forms the antenna element by processing the
6). Since the electronic device 1 forms the
また、発展的な形態として、電子デバイスに本実施例に係る電子装置1を備えさせても良い。このような電子デバイスは、所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層を有し、波長短縮効果によって、電子素子(例えば、外部装置と通信を行うために形成されるアンテナ素子)のサイズの小型化が図られた電子装置1を備えることができる。 As an advanced form, the electronic device may be provided with the electronic apparatus 1 according to the present embodiment. Such an electronic device has a dielectric layer having a relative dielectric constant equal to or higher than a predetermined relative dielectric constant, and an electronic element (for example, an antenna element formed to communicate with an external device) due to a wavelength shortening effect. It is possible to provide the electronic device 1 that is reduced in size.
1 電子装置
11 基板
12 誘電体層
13 電子素子
14 電子素子形成層
14a 薄膜トランジスタ回路
15 アンテナ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記基板の平面上に形成され、強誘電体層により構成されている、所定の比誘電率以上の比誘電率を有する誘電体層と、
前記誘電体層の平面上に形成され、形成された後に高温が印加された薄膜トランジスタ回路により構成され、非接触式のデータキャリア用回路としての機能を発揮する電子素子が形成される電子素子形成層とを備えることを特徴とする電子装置。 A flexible substrate made of a metal substrate such as a SUS substrate;
A dielectric layer formed on a plane of the substrate and composed of a ferroelectric layer and having a relative dielectric constant equal to or higher than a predetermined relative dielectric constant;
The formed on a plane of the dielectric layer is formed of a thin film transistor circuit high temperature is applied after being formed, an electronic element formation layer electronic device that serves the function as a circuit for a data carrier for contactless is formed An electronic device comprising:
前記基板の平面上であって、前記誘電体層が形成されていない側の平面上には、前記非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子が形成されていることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1,
An electronic device, wherein an antenna element of the non-contact type data carrier circuit is formed on a plane of the substrate on which the dielectric layer is not formed.
前記電子素子形成層には、前記非接触式のデータキャリア用回路のアンテナ素子が形成されていることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1,
An electronic device, wherein an antenna element of the non-contact type data carrier circuit is formed in the electronic element formation layer.
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