JP7430522B2 - フレキシブル基板 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、フレキシブル基板に関する。

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。

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。

特開２００３－３２２８６４号公報 特開２０１４－３８５８９号公報 特開２０１７－１８７５８０号公報

本実施形態は、伸長率の向上が可能なフレキシブル基板を提供する。

一実施形態に係るフレキシブル基板は、
第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを含む絶縁基材を有するアレイ基板と、前記第２面側に位置し前記アレイ基板に密着した第１有機絶縁層と、前記第１有機絶縁層に対して前記アレイ基板の反対側に位置し前記第１有機絶縁層に密着した第２有機絶縁層と、前記第１面側に位置し前記アレイ基板に密着した第３有機絶縁層と、前記第３有機絶縁層に対して前記アレイ基板の反対側に位置し前記第３有機絶縁層に密着した第４有機絶縁層と、を備え、前記第２有機絶縁層の内部には、複数の気泡が混在されており、前記第２有機絶縁層は、前記絶縁基材より弾性率が低く、前記第４有機絶縁層の内部には、複数の気泡が混在されており、前記第４有機絶縁層は、前記絶縁基材より弾性率が低く、前記第３有機絶縁層は、中実の層である。

また、一実施形態に係るフレキシブル基板は、
第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを含む絶縁基材を有するアレイ基板と、前記第２面側に位置し前記アレイ基板に直接又は間接に固定された第１有機絶縁層と、を備え、前記絶縁基材は、それぞれ前記第１面の一部及び前記第２面の一部を構成する複数の島状部と、それぞれ前記第１面の一部及び前記第２面の一部を構成する複数の延在部と、前記複数の島状部及び前記複数の延在部で囲まれた複数の開口と、を有し、各々の前記延在部は、前記複数の島状部のうち２つの島状部の間に位置し、湾曲又は屈曲した第１区間と、前記第１区間以外の第２区間と、を含み、前記第１有機絶縁層は、前記複数の延在部の前記第１区間に重なった複数の第１部分と、前記複数の第１部分以外の第２部分と、を有し、前記第２部分は、前記複数の第１部分の剛性より低い剛性を持っている。

図１は、第１の実施形態に係るフレキシブル基板を示す平面図である。 図２は、図１に示したフレキシブル基板の一部を示す拡大平面図である。 図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿ったフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図４は、図２の線ＩＶ－ＩＶに沿ったフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図５は、図２の線Ｖ－Ｖに沿ったフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図６は、有機絶縁層における、厚み、弾性率、及び剛性の関係を表で示す図である。 図７は、有機絶縁層の弾性率を変えた場合における、フレキシブル基板の伸長率に対する歪量の変化をグラフで示す図である。 図８は、上記第１の実施形態の変形例１に係るフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図９は、上記第１の実施形態の変形例２に係るフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図１０は、上記第１の実施形態の変形例３に係るフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図１１は、第２の実施形態に係るフレキシブル基板の一部を示す拡大平面図である。 図１２は、図１１の線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿ったフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図１３は、図１１の線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩに沿ったフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図１４は、第１部分及び第３部分の弾性率を変えた場合における、フレキシブル基板の伸長率に対する歪量の変化をグラフで示す図である。 図１５は、上記第２の実施形態の変形例１に係るフレキシブル基板の一部を示す拡大平面図である。 図１６は、上記第２の実施形態の変形例２に係るフレキシブル基板の一部を示す断面図である。 図１７は、上記第２の実施形態の変形例３に係るフレキシブル基板の一部を示す断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、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様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、本第１の実施形態に係るフレキシブル基板１００を示す平面図である。
図１に示すように、本実施形態においては、第１方向ｄ１、第２方向ｄ２、及び第３方向ｄ３を定義する。第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２は、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。第３方向ｄ３は、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２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、本実施形態では直交するが、９０°以外の角度で交わってもよい。

フレキシブル基板１００は、複数の配線、複数の電気的素子３、有機絶縁層８、走査線ドライバＤＲ１、及び信号線ドライバＤＲ２を有している。本実施形態において、複数の配線としては、複数の走査線１及び複数の信号線２を挙げることができる。走査線１、信号線２、電気的素子３、走査線ドライバＤＲ１、信号線ドライバＤＲ２は、有機絶縁層８の上に位置している。複数の走査線１は、それぞれ第１方向ｄ１に延出し、第２方向ｄ２に並んでいる。複数の走査線１は、それぞれ走査線ドライバＤＲ１に接続されている。複数の信号線２は、それぞれ第２方向ｄ２に延出し、第１方向ｄ１に並んでいる。複数の信号線２は、それぞれ信号線ドライバＤＲ２に接続されている。複数の電気的素子３は、それぞれ走査線１と信号線２との交差部に位置し、走査線１及び信号線２と電気的に接続されている。なお、電気的素子３の機能の詳細については後述する。

図２は、図１に示したフレキシブル基板１００の一部を示す拡大平面図である。図２に示すように、フレキシブル基板１００は、走査線１、信号線２などを支持する絶縁基材４をさらに備えている。絶縁基材４は、伸縮性及び可撓性を持っている。絶縁基材４は、例えばポリイミドで形成されているが、この例に限定されるものではなく他の絶縁材料で形成されてもよい。

絶縁基材４は、網目状に形成されている。絶縁基材４は、複数の島状部ＩＬと、複数の延在部Ｅ１と、複数の延在部Ｅ２と、複数の開口ＯＰと、を有している。複数の島状部ＩＬ、複数の延在部Ｅ１、及び複数の延在部Ｅ２は、一体に形成されている。複数の島状部ＩＬは、互いに間隔を置いて配置されている。本実施形態において、複数の島状部ＩＬは、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２にマトリクス状に配置されている。

複数の延在部Ｅ１は、第１方向ｄ１に断続的に並べられ、第２方向ｄ２に間隔を置いて配置されている。各々の延在部Ｅ１は、第１方向ｄ１に延在し、波形の形状を有している。各々の延在部Ｅ１は、第１方向ｄ１に隣合う２つの島状部ＩＬの間に遊びを持たせてかけ渡されている。そのため、延在部Ｅ１は、２つの島状部ＩＬの間を最短距離で直線的に結ぶものではない。

複数の延在部Ｅ２は、第２方向ｄ２に断続的に並べられ、第１方向ｄ１に間隔を置いて配置されている。各々の延在部Ｅ２は、第２方向ｄ２に延在し、波形の形状を有している。各々の延在部Ｅ２は、第２方向ｄ２に隣合う２つの島状部ＩＬの間に遊びを持たせてかけ渡されている。
本実施形態において、延在部Ｅ１，Ｅ２は、それぞれ湾曲した区間を有している。但し、図１４を用いて後述するように、延在部Ｅ１，Ｅ２は、屈曲した区間を有してもよい。

複数の開口ＯＰは、複数の島状部ＩＬ及び複数の延在部Ｅ１，Ｅ２で囲まれている。本実施形態において、各々の開口ＯＰは、第２方向ｄ２に隣合う一対の延在部Ｅ１と、第１方向ｄ１に隣合う一対の延在部Ｅ２と、一対の延在部Ｅ１及び一対の延在部Ｅ２に接続された４つの島状部ＩＬと、で囲まれている。複数の開口ＯＰは、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２にマトリクス状に並んでいる。

走査線１は、第１方向ｄ１に連続する複数の延在部Ｅ１及び複数の島状部ＩＬの上に位置し、複数の延在部Ｅ１及び複数の島状部ＩＬに沿って延在している。本実施形態において、走査線１は、波形の形状を有している。信号線２は、第２方向ｄ２に連続する複数の延在部Ｅ２及び複数の島状部ＩＬの上に位置し、複数の延在部Ｅ２及び複数の島状部ＩＬに沿って延在している。本実施形態において、信号線２は、波形の形状を有している。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。

走査線１は、実線で示す第１部分１ａと、破線で示す第２部分１ｂと、を有している。第２部分１ｂは、電気的素子３と重畳している。第１部分１ａと第２部分１ｂ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及びコンタクトホールＣＨ２を通って電気的に接続されている。
電気的素子３は、複数の配線のうち対応する配線に電気的に接続されている。本実施形態において、電気的素子３は、一の走査線１と、一の信号線２とに電気的に接続されている。

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。

電気的素子３は、島状部ＩＬ上に位置している。電気的素子３は、島状部ＩＬよりも小さく、図２においては電気的素子３の縁から島状部ＩＬがはみ出ている。例えば電気的素子３は、センサ、半導体素子、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、タッチセンサなどに適用できる。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、トランジスタなどに適用できる。

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する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、マイクロＬＥＤといった１００μｍ前後の大きさを有する発光ダイオード、又は有機エレクトロルミネッセンス素子を利用することができる。

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する素子を適用し得る。電気的素子３は、コンデンサや抵抗などであってもよい。また、電気的素子３の配置位置や形状は、図２に示した例に限定されるものではない。

図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿ったフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。
図３に示すように、フレキシブル基板１００は、有機絶縁層５と、有機絶縁層６と、有機絶縁層７と、有機絶縁層８と、有機絶縁層９と、有機絶縁層１０と、をさらに備えている。絶縁基材４は、第１面Ｓ１と、第１面Ｓ１とは反対側の第２面Ｓ２と、を有している。延在部Ｅ１は、第１面Ｓ１の一部及び第２面Ｓ２の一部を構成している。有機絶縁層５は、絶縁基材４の第２面Ｓ２を覆っている。走査線１は、絶縁基材４の第２面Ｓ２側に設けられている。具体的には、走査線１は、有機絶縁層５の上に配置されている。

有機絶縁層６は、走査線１及び有機絶縁層５を覆っている。有機絶縁層５及び有機絶縁層６は、例えばポリイミドなどの有機材料で形成されている。なお、有機絶縁層５，６は、絶縁基材４（島状部ＩＬ、延在部Ｅ１、及び延在部Ｅ２）の直上のみに設けられているが、絶縁基材４が存在しない領域（開口ＯＰに重なる領域）に設けられてもよい。但し、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。また、図３に示す例では、延在部Ｅ１の直上に、信号線２は配置されない。絶縁基材４、有機絶縁層５、有機絶縁層６、走査線１などは、アレイ基板ＡＲを構成している。

有機絶縁層７は、絶縁基材４の第２面Ｓ２側に位置し、アレイ基板ＡＲに密着している。有機絶縁層７は、絶縁基材４、有機絶縁層５、及び有機絶縁層６を覆っている。つまり、有機絶縁層７は、アレイ基板ＡＲを覆っている。有機絶縁層８は、絶縁基材４の第１面Ｓ１側に位置し、アレイ基板ＡＲに密着している。有機絶縁層７及び有機絶縁層８は、複数の開口ＯＰを通って密着している。有機絶縁層９は、有機絶縁層７に対してアレイ基板ＡＲの反対側に位置し、有機絶縁層７に密着している。有機絶縁層１０は、有機絶縁層８に対してアレイ基板ＡＲの反対側に位置し、有機絶縁層８に密着している。

本実施形態において、有機絶縁層７は第１有機絶縁層として機能し、有機絶縁層９は第２有機絶縁層として機能し、有機絶縁層８は第３有機絶縁層として機能し、有機絶縁層１０は第４有機絶縁層として機能している。有機絶縁層７乃至１０は、可撓性を有する有機材料で形成されている。

図４は、図２の線ＩＶ－ＩＶに沿ったフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。
図４に示すように、延在部Ｅ２は、第１面Ｓ１の一部及び第２面Ｓ２の一部を構成している。信号線２は、絶縁基材４の第２面Ｓ２側に設けられている。具体的には、信号線２は、有機絶縁層６の上に配置されている。有機絶縁層７は、絶縁基材４、有機絶縁層５、有機絶縁層６、及び信号線２を覆っている。つまり、有機絶縁層７は、アレイ基板ＡＲを覆っている。図４に示す例では、延在部Ｅ２の直上に、走査線１は配置されていない。図３及び図４に示したように、絶縁基材４、有機絶縁層５、走査線１、有機絶縁層６、及び信号線２は、有機絶縁層７，８によって上下左右を囲まれている。信号線２もアレイ基板ＡＲを構成している。

図５は、図２の線Ｖ－Ｖに沿ったフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。図５に示すように、島状部ＩＬは、第１面Ｓ１の一部及び第２面Ｓ２の一部を構成している。電気的素子３は、絶縁基材４の複数の島状部ＩＬのうち対応する島状部ＩＬの第２面Ｓ２側に設けられている。

電気的素子３と島状部ＩＬとの間には、無機絶縁層１９（パッシベーション層）が配置されている。無機絶縁層１９は、平面視においては電気的素子３（あるいは島状部ＩＬ）と重畳する島状に形成されている。第１部分１ａは、有機絶縁層５の上に配置され、有機絶縁層６によって覆われている。第２部分１ｂは、無機絶縁層１９の上に配置され、電気的素子３と電気的に接続されている。図５に示す例においては、第２部分１ｂの両端部が有機絶縁層５に覆われている。

コンタクトホールＣＨ１，ＣＨ２は、有機絶縁層５に形成されている。図中、一方の第１部分１ａは、コンタクトホールＣＨ１に配置された接続部材ＣＭ１を介して第２部分１ｂと電気的に接続されている。他方の第１部分１ａは、コンタクトホールＣＨ２に配置された接続部材ＣＭ２を介して第２部分１ｂと電気的に接続されている。接続部材ＣＭ１，ＣＭ２は、それぞれ第１部分１ａの一部であってもよいし、第１部分１ａとは別途に設けられてもよい。

このように、電気的素子３と絶縁基材４との間には島状の無機絶縁層１９が配置されている。無機絶縁層１９は、電気的素子３や走査線１の第２部分１ｂへの水分等の侵入を抑制する保護膜として機能する。このため、フレキシブル基板１００の信頼性の向上を図ることができる。また、一般的に無機膜は有機膜に比べてクラックが生じやすいが、走査線１の第１部分１ａの下方には無機絶縁層１９が設けられていないため、第１部分１ａにおける走査線１の断線を抑制することができる。上記のことは、上記信号線２についても同様である。さらに、無機絶縁層１９がフレキシブル基板１００の全体に設けられている場合と比較して、フレキシブル基板１００の伸縮性及び可撓性が阻害され難いものである。

また、走査線１において、電気的素子３と重畳する第２部分１ｂが第１部分１ａとは異なる層に配置されている。そのため、電気的素子３の近傍において、アレイ基板ＡＲの設計の自由度の向上を図ることができる。また、コンタクトホールＣＨ１，ＣＨ２は無機絶縁層１９の上方に設けられている。無機絶縁層１９の上方にて第１部分１ａと第２部分１ｂとが接続されるため、第１部分１ａと第２部分１ｂとの接続不良を抑制することができる。電気的素子３の下方には、絶縁基材４の島状部ＩＬ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。
無機絶縁層１９、接続部材ＣＭ１，ＣＭ２、及び電気的素子３も、アレイ基板ＡＲを構成している。

次に、図３乃至図５に示した有機絶縁層７乃至１０について詳細に説明する。
図３に示すように、有機絶縁層７乃至１０は、伸縮性及び可撓性を持っている。有機絶縁層７乃至１０は、それぞれ絶縁基材４より弾性率の低い材料で形成されている。本実施形態において、有機絶縁層７乃至１０は、同一の材料で形成されている。有機絶縁層７乃至１０を形成する伸縮性材料（有機絶縁材料）としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、及びエポキシ系の何れかの樹脂を挙げることができる。

有機絶縁層７，８，及び１０は、それぞれ中実の層である。有機絶縁層９の内部には、複数の気泡がランダムに混在されている。有機絶縁層９の剛性をバランスする観点から、気泡は有機絶縁層９の内部に均等に混在されている方が望ましい。

絶縁基材４の厚みをＴ４、有機絶縁層７の厚みをＴ７、有機絶縁層８の厚みをＴ８、有機絶縁層９の厚みをＴ９、有機絶縁層１０の厚みをＴ１０とする。本実施形態において、厚みＴ９は、厚みＴ７より大きい。
図３及び図４に示すように、走査線１と重なる領域及び信号線２と重なる領域において、厚みＴ７と厚みＴ９との和は、厚みＴ４と厚みＴ８と厚みＴ１０との和と同一である方が望ましい（Ｔ７＋Ｔ９＝Ｔ４＋Ｔ８＋Ｔ１０）。これにより、走査線１及び信号線２をフレキシブル基板１００の中立面の近傍に配置することができるため、走査線１及び信号線２に応力が加わり難くすることができる。

有機絶縁層７は、走査線１、信号線２、電気的素子３などを保護する保護層として機能している。さらに、有機絶縁層７は、フレキシブル基板１００の有機絶縁層９側を平坦化する平坦化層として機能している。有機絶縁層７の内部に、気泡は混在されていない。そのため、有機絶縁層７は密着層として機能し、有機絶縁層７をアレイ基板ＡＲに良好に密着させることができる。厚みＴ７は、特に限定されるものではないが、数μｍであり、１０μｍ未満である方が望ましい。

有機絶縁層９の内部には気泡が混在されているため、有機絶縁層９の実効厚みを低減させることができる。有機絶縁層９は、剛性調整層として機能している。有機絶縁層９が中実の層である場合と比較し、有機絶縁層９の低剛性化を図ることができるため、フレキシブル基板１００の伸長率向上及び低応力化を図ることができる。有機絶縁層９において、電気的素子３の直上の部分のみ、中実の部分であってもよい。

有機絶縁層９はアレイ基板ＡＲを支持する支持層としても機能している。そのため、アレイ基板ＡＲ上に有機絶縁層７及び有機絶縁層９を積層させることで、製造工程及びハンドリングの際に発生し得る様々なリスクを低減させることができる。厚みＴ９は、特に限定されるものではないが、気泡を混在させる観点から、厚みＴ７より大きい方が望ましく、例えば２０μｍである。

有機絶縁層８，１０は、それぞれ絶縁基材４を支持する支持層として機能している。そのため、フレキシブル基板１００の強度が全体的に増すとともに、下方からの水分等の侵入を抑制することができる。また、有機絶縁層８，１０を付加することで、ハンドリングの際に発生し得る様々なリスクを、一層、低減させることができる。

次に、有機絶縁層７，８，１０のような中実の有機絶縁層における、厚みと、弾性率と、剛性と、の関係について説明する。図６は、有機絶縁層における、厚み、弾性率、及び剛性の関係を表で示す図である。
図６に示すように、有機絶縁層の厚みが小さくなる程、有機絶縁層の剛性が低下することが分かる。また、有機絶縁層の弾性率が低下する程、有機絶縁層の剛性が低下することが分かる。例えば、有機絶縁層の弾性率が一桁低下すると、有機絶縁層の剛性も一桁低下する。

そこで、本実施形態において、有機絶縁層の厚みと剛性との関係に注目し、気泡を混在させることで有機絶縁層９の実効厚みを低減させ、有機絶縁層９の剛性を低下させることができる。しかも、有機絶縁層９を有機絶縁層７と同一の材料で形成することができるため、有機絶縁層７及び有機絶縁層９を効率よく製造することができる。

さらに、厚みＴ９を小さくしすぎること無しに、有機絶縁層９を形成することができる。ここで言う厚みＴ９とは、第３方向ｄ３における有機絶縁層９の両主面間の距離である。気泡が混在していることで有機絶縁層９の剛性を低下させつつ、厚みＴ７と厚みＴ９との和（Ｔ７＋Ｔ９）を、所望の厚み以上に設定することができる。そのため、製造歩留まりの高いフレキシブル基板１００を得ることができる。例えば、フレキシブル基板１００の製造工程において、ガラス基板などの間接材からアレイ基板ＡＲなどを含む直接材をＬＬＯ（laser lift off）等の手法にて剥離する際に、アレイ基板ＡＲから有機絶縁層７が剥がれたり、有機絶縁層７から有機絶縁層９が剥がれたり、する事態を低減することができる。

次に、有機絶縁層の弾性率を変えた場合における、フレキシブル基板１００の伸長率と歪量との関係について説明する。図７は、フレキシブル基板１００において、伸長率に対する歪量の変化をグラフで示す図である。図７には、フレキシブル基板１００を第１方向ｄ１に伸長させたシミュレーションの結果を示している。
図７に示すように、フレキシブル基板１００の歪量は小さい方が望ましい。なぜなら、フレキシブル基板１００を伸長させた際、走査線１、信号線２などに応力を加わり難くできるためである。そこで、フレキシブル基板１００の歪量を小さくするために、有機絶縁層の弾性率を低くした方が有効であることが分かる。

但し、有機絶縁層の弾性率を低くしすぎると、ハンドリングの際に様々なリスクが発生し易くなってしまう。有機絶縁層の厚みを大きくすれば上記リスクを低減させることはできるが、有機絶縁層の厚みの増大を招くこととなる。そのため、上記リスク及び有機絶縁層の厚みの上限を考慮し、有機絶縁層の厚み及び弾性率が設定されていればよい。

上記のように構成された第１の実施形態に係るフレキシブル基板１００によれば、フレキシブル基板１００は、絶縁基材４を有するアレイ基板ＡＲと、有機絶縁層７乃至１０と、を備えている。有機絶縁層９の内部には複数の気泡が混在されている。有機絶縁層７乃至１０のそれぞれの弾性率は、絶縁基材４の弾性率より低い。そのため、伸長率の向上が可能なフレキシブル基板を得ることができる。

（第１の実施形態の変形例１）
次に、上記第１の実施形態の変形例１について説明する。図８は、本変形例１に係るフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。

図８に示すように、本変形例１の有機絶縁層１０は中実の層ではない。有機絶縁層１０は、有機絶縁層９と同様に構成され、有機絶縁層１０の内部には複数の気泡が混在されている。上記第１の実施形態と比較し、有機絶縁層１０の低剛性化を図ることができるため、一層、フレキシブル基板１００の伸長率向上及び低応力化を図ることができる。有機絶縁層７，９と、有機絶縁層８，１０とは、同様に構成されている。これにより、アレイ基板ＡＲの両側に位置する有機絶縁層の剛性をバランスすることができ、走査線１、信号線２などに不所望な応力を加わり難くすることができる。上述した以外、本変形例１のフレキシブル基板１００は、上記第１の実施形態と同様に構成されている。
本変形例１においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第１の実施形態の変形例２）
次に、上記第１の実施形態の変形例２について説明する。図９は、本変形例２に係るフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。

図９に示すように、本変形例２のフレキシブル基板１００は、有機絶縁層１０無しに構成されてもよい。上述した以外、本変形例２のフレキシブル基板１００は、上記第１の実施形態と同様に構成されている。
本変形例２においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第１の実施形態の変形例３）
次に、上記第１の実施形態の変形例３について説明する。図１０は、本変形例３に係るフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。

図１０に示すように、本変形例３の有機絶縁層８は中実の層ではない。有機絶縁層８の内部には複数の気泡が混在されている。フレキシブル基板１００の中立面の観点から、走査線１と重なる領域及び信号線２と重なる領域において、厚みＴ７と厚みＴ９との和は、厚みＴ４と厚みＴ８との和と同一である方が望ましい（Ｔ７＋Ｔ９＝Ｔ４＋Ｔ８）。上述した以外、本変形例３のフレキシブル基板１００は、上記変形例２と同様に構成されている。
本変形例３においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第１の実施形態の変形例４）
次に、上記第１の実施形態の変形例４について説明する。本変形例４のフレキシブル基板１００において、有機絶縁層９は中実の層であり、有機絶縁層９の内部に気泡が混在されていなくともよい。その場合、有機絶縁層９は、有機絶縁層７と異なる材料で形成され、有機絶縁層７より弾性率の低い材料で形成されている。上述した第１の実施形態と比較し、本変形例４の厚みＴ９は増大する。有機絶縁層７の厚みの上限を考慮しなくともよい場合、本変形例４のようにフレキシブル基板１００が構成されてもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図１１は、第２の実施形態に係るフレキシブル基板１００の一部を示す拡大平面図である。図１１には、絶縁基材４及び有機絶縁層７，８を示している。本第２の実施形態のフレキシブル基板１００は、アレイ基板ＡＲ以外の構成に関して上記第１の実施形態と相違している。

図１１に示すように、絶縁基材４は、複数の島状部ＩＬと、複数の延在部Ｅ１と、複数の延在部Ｅ２と、複数の開口ＯＰと、を有している。各々の延在部Ｅ１，Ｅ２は、２つの島状部ＩＬの間に遊びを持たせてかけ渡されている（図２）。各々の延在部Ｅ１は、複数の湾曲した第１区間Ｅ１ａと、複数の第１区間Ｅ１ａ以外の第２区間Ｅ１ｂと、を含んでいる。各々の延在部Ｅ２は、複数の湾曲した第１区間Ｅ２ａと、複数の第１区間Ｅ２ａ以外の第２区間Ｅ２ｂと、を含んでいる。第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａは、配線の伸長部における最大歪み個所に相当している。

有機絶縁層７は、複数の延在部Ｅ１，Ｅ２の第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａに重なった複数の第１部分７ａと、複数の第１部分７ａ以外の第２部分７ｂと、を有している。各々の第１部分７ａは、複数の第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａのうち対応する一の第１区間に重なっている。第２部分７ｂは、伸縮性及び可撓性を持っている。図中、複数の第１部分７ａにはドットパターンを付し、第２部分７ｂには斜線を付している。

有機絶縁層８は、複数の延在部Ｅ１，Ｅ２の第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａに重なった複数の第３部分８ａと、複数の第３部分８ａ以外の第４部分８ｂと、を有している。各々の第３部分８ａは、複数の第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａのうち対応する一の第１区間に重なっている。第４部分８ｂは、伸縮性及び可撓性を持っている。図中、第３部分８ａは第１部分７ａと同様にドットパターンを付した部分に相当し、第４部分８ｂは第２部分７ｂと同様に斜線を付した部分に相当している。

図１２は、図１１の線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿ったフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。図１２に示すように、有機絶縁層７は、延在部Ｅ１（絶縁基材４）の第２面Ｓ２と対向し、アレイ基板ＡＲに直接固定されている。有機絶縁層７は、アレイ基板ＡＲに密着している。なお、有機絶縁層７はアレイ基板ＡＲに間接に固定されてもよい。その場合、アレイ基板ＡＲと有機絶縁層７との間に、絶縁基材４より弾性率の低い材料で形成された第３の有機絶縁層が介在してもよい。

有機絶縁層７は中実の層である。第２部分７ｂは、複数の第１部分７ａの剛性より低い剛性を持っている。本実施形態において、第２部分７ｂは、複数の第１部分７ａより弾性率の低い材料で形成されている。なお、第２部分７ｂは、絶縁基材４より弾性率の低い材料で形成されている。

有機絶縁層８は、延在部Ｅ１（絶縁基材４）の第１面Ｓ１と対向し、アレイ基板ＡＲに直接固定されている。有機絶縁層８は、アレイ基板ＡＲに密着している。なお、有機絶縁層８はアレイ基板ＡＲに間接に固定されてもよい。その場合、アレイ基板ＡＲと有機絶縁層８との間に、絶縁基材４より弾性率の低い材料で形成された第３の有機絶縁層が介在してもよい。

有機絶縁層８は中実の層である。第４部分８ｂは、複数の第３部分８ａの剛性より低い剛性を持っている。本実施形態において、第４部分８ｂは、複数の第３部分８ａより弾性率の低い材料で形成されている。なお、第４部分８ｂは、絶縁基材４より弾性率の低い材料で形成されている。

図１３は、図１１の線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩに沿ったフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。図１３に示すように、有機絶縁層７は延在部Ｅ２の第２面Ｓ２と対向し、有機絶縁層８は延在部Ｅ２の第１面Ｓ１と対向している。第２部分７ｂ（有機絶縁層７）及び第４部分８ｂ（有機絶縁層８）は、複数の開口ＯＰを通って密着している。
図１２及び図１３に示すように、走査線１と重なる領域及び信号線２と重なる領域において、有機絶縁層７の厚みＴ７は、絶縁基材４の厚みＴ４と有機絶縁層８の厚みＴ８との和と同一である（Ｔ７＝Ｔ４＋Ｔ８）。但し、本実施形態と異なり、厚みＴ７は、厚みＴ４と厚みＴ８との和と同一でなくともよい。

次に、第１部分７ａ及び第３部分８ａの弾性率を変えた場合における、フレキシブル基板１００の伸長率と歪量との関係について説明する。図１４は、第１部分７ａ及び第３部分８ａの弾性率を変えた場合における、フレキシブル基板１００の伸長率に対する歪量の変化をグラフで示す図である。図１４には、フレキシブル基板１００を第１方向ｄ１に伸長させたシミュレーションの結果を示している。
図１４に示すように、弾性率が変わると歪量も変化することが分かる。

上記のように構成された第２の実施形態に係るフレキシブル基板１００によれば、フレキシブル基板１００は、絶縁基材４を有するアレイ基板ＡＲと、有機絶縁層７と、を備えている。各々の延在部Ｅ１は、複数の湾曲した第１区間Ｅ１ａと、複数の第１区間Ｅ１ａ以外の第２区間Ｅ１ｂと、を含んでいる。各々の延在部Ｅ２は、複数の湾曲した第１区間Ｅ２ａと、複数の第１区間Ｅ２ａ以外の第２区間Ｅ２ｂと、を含んでいる。有機絶縁層７は、複数の第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａに重なった複数の第１部分７ａと、複数の第１部分７ａ以外の第２部分７ｂと、を有している。
第２部分７ｂは、第１部分７ａの剛性より低い剛性を持っている。第２部分７ｂは、絶縁基材４の剛性より低い剛性を持っている。そのため、伸長率の向上が可能なフレキシブル基板１００を得ることができる。

第１部分７ａは第２部分７ｂより高い剛性を持っている。そのため、フレキシブル基板１００を伸長させたり、捩じったりしてフレキシブル基板１００に応力が加わった際に、湾曲した第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａに重なった領域の変形を抑制することができる。これにより、走査線１の湾曲した部分及び信号線２の湾曲した部分の歪量を低減することができ、走査線１及び信号線２における断線を抑制することができるため、製品信頼性の高いフレキシブル基板１００を得ることができる。

本実施形態において、有機絶縁層７だけではなく有機絶縁層８も、複数の第３部分８ａと、第４部分８ｂと、を有している。有機絶縁層７と、有機絶縁層８とは、同様に構成されている。これにより、アレイ基板ＡＲの両側に位置する有機絶縁層の剛性をバランスすることができ、走査線１、信号線２などに不所望な応力を加わり難くすることができる。

走査線１と重なる領域及び信号線２と重なる領域において、厚みＴ７は、厚みＴ４と厚みＴ８との和と同一である方が望ましい（Ｔ７＝Ｔ４＋Ｔ８）。有機絶縁層７，８により、フレキシブル基板１００の中立面を制御することで、走査線１及び信号線２に応力を加わり難くすることができる。

（第２の実施形態の変形例１）
次に、上記第２の実施形態の変形例１について説明する。図１５は、本変形例１に係るフレキシブル基板１００の一部を示す拡大平面図である。
図１５に示すように、本変形例１において、複数の第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａは、それぞれ屈曲している。第１部分７ａ及び第３部分８ａは、延在部Ｅ１，Ｅ２のうち屈曲部に重なっている。上述した以外、本変形例１のフレキシブル基板１００は、上記第２の実施形態と同様に構成されている。

本変形例１においても、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、走査線１の屈曲した部分及び信号線２の屈曲した部分の歪量を低減することができ、走査線１及び信号線２における断線を抑制することができるため、製品信頼性の高いフレキシブル基板１００を得ることができる。

（第２の実施形態の変形例２）
次に、上記第２の実施形態の変形例２について説明する。図１６は、本変形例２に係るフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。
図１６に示すように、有機絶縁層８は、第３部分８ａ無しに構成されている。有機絶縁層８は第４部分８ｂで構成され、第４部分８ｂは複数の第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａに重なっている。上述した以外、本変形例２のフレキシブル基板１００は、上記第２の実施形態と同様に構成されている。例えば、有機絶縁層７は、第１部分７ａと、第２部分７ｂと、を有している。そのため、本変形例２においても、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上記第２の実施形態の変形例２と異なり、有機絶縁層７は、第１部分７ａ無しに構成されてもよい。有機絶縁層７は第２部分７ｂで構成され、第２部分７ｂは複数の第１区間Ｅ１ａ，Ｅ２ａに重なっている。有機絶縁層８は、第３部分８ａと、第４部分８ｂと、を有している。その場合も、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第２の実施形態の変形例３）
次に、上記第２の実施形態の変形例３について説明する。図１７は、本変形例３に係るフレキシブル基板１００の一部を示す断面図である。
図１７に示すように、有機絶縁層７において、第１部分７ａ及び第２部分７ｂは、同一の材料で形成されている。第１部分７ａは中実の部分であり、第２部分７ｂの内部には複数の気泡が混在されている。有機絶縁層８において、第３部分８ａ及び第４部分８ｂは、同一の材料で形成されている。第３部分８ａは中実の部分であり、第４部分８ｂの内部には複数の気泡が混在されている。

上述した以外、本変形例３のフレキシブル基板１００は、上記第２の実施形態と同様に構成されている。そのため、本変形例３においても、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

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。

１００…フレキシブル基板、ＡＲ…アレイ基板、４…絶縁基材、Ｅ１…延在部、
Ｅ１ａ…第１区間、Ｅ１ｂ…第２区間、Ｅ２…延在部、Ｅ２ａ…第１区間、
Ｅ２ｂ…第２区間、ＩＬ…島状部、ＯＰ…開口、Ｓ１…第１面、Ｓ２…第２面、
１…走査線、２…信号線、３…電気的素子、７…有機絶縁層、７ａ…第１部分、
７ｂ…第２部分、８…有機絶縁層、８ａ…第３部分、８ｂ…第４部分、９…有機絶縁層、
１０…有機絶縁層、Ｔ４，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９，Ｔ１０…厚み、ｄ１…第１方向、
ｄ２…第２方向、ｄ３…第３方向。

Claims (14)

1. 第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを含む絶縁基材を有するアレイ基板と、
   前記第２面側に位置し前記アレイ基板に密着した第１有機絶縁層と、
   前記第１有機絶縁層に対して前記アレイ基板の反対側に位置し前記第１有機絶縁層に密着した第２有機絶縁層と、
   前記第１面側に位置し前記アレイ基板に密着した第３有機絶縁層と、
   前記第３有機絶縁層に対して前記アレイ基板の反対側に位置し前記第３有機絶縁層に密着した第４有機絶縁層と、を備え、
   前記第２有機絶縁層の内部には、複数の気泡が混在されており、
   前記第２有機絶縁層は、前記絶縁基材より弾性率が低く、
   前記第４有機絶縁層の内部には、複数の気泡が混在されており、
   前記第４有機絶縁層は、前記絶縁基材より弾性率が低く、
   前記第３有機絶縁層は、中実の層である、
   フレキシブル基板。
2. 前記第１有機絶縁層は、中実の層である、
   請求項１に記載のフレキシブル基板。
3. 前記絶縁基材は、それぞれ前記第１面の一部及び前記第２面の一部を構成する複数の島状部と、それぞれ前記第１面の一部及び前記第２面の一部を構成する複数の延在部と、前記複数の島状部及び前記複数の延在部で囲まれた複数の開口と、を有し、
   各々の前記延在部は、前記複数の島状部のうち２つの島状部の間に位置している、
   請求項１に記載のフレキシブル基板。
4. 前記アレイ基板は、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、それぞれ前記絶縁基材の前記第２面側に設けられ前記複数の配線のうち対応する配線に電気的に接続された複数の電気的素子と、をさらに有し、
   各々の前記配線は、前記複数の島状部及び前記複数の延在部に沿って延在し、
   各々の前記電気的素子は、前記複数の島状部のうち対応する島状部の前記第２面側に設けられている、
   請求項３に記載のフレキシブル基板。
5. 前記第１有機絶縁層及び前記第２有機絶縁層は、同一の材料で形成されている、
   請求項１に記載のフレキシブル基板。
6. 前記第２有機絶縁層の厚みは、前記第１有機絶縁層の厚みより大きい、
   請求項１に記載のフレキシブル基板。
7. 前記第１有機絶縁層の厚みと前記第２有機絶縁層の厚みとの和は、前記絶縁基材の厚みと前記第３有機絶縁層の厚みと前記第４有機絶縁層の厚みとの和と同一である、
   請求項１に記載のフレキシブル基板。
8. 第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを含む絶縁基材を有するアレイ基板と、
   前記第２面側に位置し前記アレイ基板に直接又は間接に固定された第１有機絶縁層と、を備え、
   前記絶縁基材は、それぞれ前記第１面の一部及び前記第２面の一部を構成する複数の島状部と、それぞれ前記第１面の一部及び前記第２面の一部を構成する複数の延在部と、前記複数の島状部及び前記複数の延在部で囲まれた複数の開口と、を有し、
   各々の前記延在部は、前記複数の島状部のうち２つの島状部の間に位置し、湾曲又は屈曲した第１区間と、前記第１区間以外の第２区間と、を含み、
   前記第１有機絶縁層は、前記複数の延在部の前記第１区間に重なった複数の第１部分と、前記複数の第１部分以外の第２部分と、を有し、
   前記第２部分は、前記複数の第１部分の剛性より低い剛性を持っている、
   フレキシブル基板。
9. 前記第２部分は、前記複数の第１部分より弾性率の低い材料で形成されている、
   請求項８に記載のフレキシブル基板。
10. 前記複数の第１部分及び前記第２部分は、同一の材料で形成され、
    前記複数の第１部分は、それぞれ中実の部分であり、
    前記第２部分の内部には、複数の気泡が混在されている、
    請求項８に記載のフレキシブル基板。
11. 前記第１有機絶縁層は、前記アレイ基板に密着している、
    請求項８に記載のフレキシブル基板。
12. 前記アレイ基板は、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、それぞれ前記絶縁基材の前記第２面側に設けられ前記複数の配線のうち対応する配線に電気的に接続された複数の電気的素子と、をさらに有し、
    各々の前記配線は、前記複数の島状部及び前記複数の延在部に沿って延在し、
    各々の前記電気的素子は、前記複数の島状部のうち対応する島状部の前記第２面側に設けられている、
    請求項８に記載のフレキシブル基板。
13. 前記第１面と対向し前記アレイ基板に直接又は間接に固定された第２有機絶縁層をさらに備え、
    前記第２有機絶縁層は、前記複数の延在部の前記第１区間に重なった複数の第３部分と、前記複数の第３部分以外の第４部分と、を有し、
    前記第４部分は、前記複数の第３部分の剛性より低い剛性を持っている、
    請求項８に記載のフレキシブル基板。
14. 前記第１有機絶縁層の厚みは、前記絶縁基材の厚みと前記第２有機絶縁層の厚みとの和と同一である、
    請求項１３に記載のフレキシブル基板。

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