(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂フィルム自体の寸法変化が小さくすることにより樹脂フィルムを基板とする配線基板への機能性素子積層形成の位置精度に優れた配線基板を提供する。【解決手段】基板１０と、基板上に位置する機能性素子２０と、を含む配線基板１００において、基板を、樹脂層１１と、樹脂層の機能性素子側の面に位置する第１のバリア層１２と、当該樹脂層の機能性素子とは反対側の面に位置する第２のバリア層１３と、の積層構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、基板上に位置する機能性素子と、を含む配線基板であって、
前記基板は、樹脂層と、当該樹脂層の前記機能性素子側の面に位置する第１のバリア層と、当該樹脂層の前記機能性素子とは反対側の面に位置する第２のバリア層と、の積層構造を呈している、配線基板。
【請求項２】
前記第１のバリア層および第２のバリア層は、金属層または有機無機複合層である、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記機能性素子は、電極を含み、
前記第１のバリア層は、金属層であり、
配線基板を断面視した場合に、前記第１のバリア層である金属層は、前記電極の真下に位置する部分の少なくとも一部が欠落している、請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記機能性素子が、有機半導体素子であり、
有機半導体素子に含まれる電極が、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極のいずれかである、請求項３に記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信機器をはじめとするエレクトロニクス製品が小型化、軽量化、高性能化を続ける中、柔軟な樹脂フィルム上に種々の機能性素子を形成したフレキシブルデバイスが注目されている。例えば、特許文献１には、機能性素子として有機半導体を用いた有機薄膜トランジスタを搭載した配線基板が開示されており、フレキシブルディスプレイの駆動回路としての有用性が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１３８９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂フィルムを基板とする配線基板にあっては、基板となる樹脂フィルム上に機能性素子を積層形成する際の位置精度の向上が求められている。当該位置精度が低下する要因は種々考えられるが、本願発明者らは、基板となる樹脂フィルム自体の寸法変化が要因の一つであることを見出した。
【０００５】
本開示の実施形態は、このような状況下においてなされたものであり、従来に比べて寸法変化が小さく位置精度に優れた配線基板を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本開示の一実施形態は、基板と、基板上に位置する機能性素子と、を含む配線基板であって、前記基板は、樹脂層と、当該樹脂層の前記機能性素子側の面に位置する第１のバリア層と、当該樹脂層の前記機能性素子とは反対側の面に位置する第２のバリア層と、の積層構造を呈している、配線基板である。
【０００７】
また、上記の実施形態にあっては、前記第１のバリア層および第２のバリア層は、金属層または有機無機複合層であってもよい。
【０００８】
また、上記の実施形態にあっては、前記機能性素子は、電極を含み、前記第１のバリア層は、金属層であり、配線基板を断面視した場合に、前記第１のバリア層である金属層は、前記電極の真下に位置する部分の少なくとも一部が欠落していてもよい。
【０００９】
また、上記の実施形態にあっては、前記機能性素子が、有機半導体素子であり、有機半導体素子に含まれる電極が、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極のいずれかであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一実施形態によれば、従来に比べて基板の寸法変化を小さくでき、よって位置精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の第１の実施形態にかかる配線基板の概略断面図である。
【図２】本開示の第２の実施形態にかかる配線基板の概略断面図である。
【図３】機能性素子を構成する電極と、基板を構成する第１のバリア層としての金属層の欠落部分との位置関係を説明するための概略断面図である。
【図４】機能性素子を構成する電極と、基板を構成する第１のバリア層としての金属層の欠落部分との位置関係を説明するための分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を実物のそれらから変更し誇張してある。また本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件、並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本開示の第１の実施形態にかかる配線基板の概略断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態にかかる配線基板１００は、基板１０と、基板１０上に位置する機能性素子２０と、を含んでいる。そしてこの基板１０は、樹脂層１１と、当該樹脂層１１の前記機能性素子２０側の面、つまり図１における上側の面に位置する第１のバリア層１２と、当該樹脂層１１の前記機能性素子２０とは反対側の面、つまり図１における下側の面に位置する第２のバリア層１３と、の積層構造を呈している。
【００１５】
このような本開示の実施形態にかかる配線基板１００によれば、基板１０を構成する樹脂層１１は、第１のバリア層１２と第２のバリア層１３とによって挟まれているので、当該樹脂層１１に外部からの水分の侵入を効果的に抑制することができ、また当該樹脂層１１から外部へ水分が放出されることも抑制することができるため、当該樹脂層１１が寸法変化することを抑制でき、加えて、第１および第２のバリア層１２、１３自体は樹脂層１１に比べて寸法変化が少ないので、樹脂層１１の膨張や収縮自体を抑制することができる。
【００１６】
さらに、本開示の実施形態にかかる配線基板１００によれば、基板１０がバリア性能を有しているため、基板１０側から、つまり図１における下側から酸素や水蒸気が機能性素子２０に向かって侵入した場合であっても、基板１０を構成する第１および第２のバリア層１２、１３によって酸素や水蒸気を遮断することができ、機能性素子２０を構成する種々の物質が酸化等により劣化することを防止することもできる。
【００１７】
以下、本開示の実施形態にかかる配線基板１００の各構成について説明する。
【００１８】
（基板）
配線基板１００を構成する基板１０は、第１のバリア層１２と、樹脂層１１と、第２のバリア層１３との積層構造を呈している。
【００１９】
（樹脂層）
基板１０を構成する樹脂層１１の材質については特に限定されることはなく、従来公知の配線基板１００に用いられている各種樹脂から適宜選択して用いればよい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリカーボネート、ポリイミドなどを挙げることができる。また、樹脂層１１の厚さについても特に限定することはないが、配線基板１００のフレキシブル性を担保するために、例えば１μｍ以上３００μｍ以下程度が好ましく、１０μｍ以上１５０μｍ以下程度が特に好ましい。
【００２０】
（第１のバリア層）
基板１０を構成する第１のバリア層１２は、当該基板１０にバリア性を付与するために用いられている。したがって、酸素や水蒸気に対してバリア性を有している材質であれば特に限定されることはないが、金属層または有機無機複合層であることが好ましい。
【００２１】
ここで、第１のバリア層１２が金属層である場合にあっては、その材質は特に限定されることはないが、製造のしやすさやコストなどを考慮すると、例えばアルミニウムなどが好ましい。また、第１のバリア層１２が金属層である場合におけるその厚さについても特に限定することはないが、配線基板１００のフレキシブル性を担保しつつ、酸素や水蒸気に対するバリア性を付与することを考慮すると、例えば５０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下程度が好ましく、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度が特に好ましい。
【００２２】
また、第１のバリア層１２が金属層である場合におけるその形成方法についても特に限定されることはなく、用いられる金属の種別に応じて、適宜選択することができる。例えば、金属箔を準備しこれを樹脂層１１上に貼り合わせてもよいし、樹脂層１１上に金属を蒸着させることで第１のバリア層１２としての金属層を形成してもよい。さらには、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム合金、銅合金の箔等を貼り合わせてもよく、その場合の箔の厚みは５μｍ以上５０μｍ以下程度が好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下程度が特に好ましい。
【００２３】
一方で、第１のバリア層１２が有機無機複合層である場合にあっては、その材質は特に限定されることはないが、例えばＳｉＯ2、ＳｉＮなどであることが好ましい。また、この場合におけるその厚さについても特に限定されることはないが、良好なバリア性、具体的には、０．１ｃｃ／ｍ2・ｄａｙ以下、より好ましくは０．００１ｃｃ／ｍ2・ｄａｙ以下のバリア性が担保できる程度の厚さとすることが好ましい。
【００２４】
また、第１のバリア層１２が有機無機複合層である場合におけるその形成方法についても特に限定されることはなく、用いられる材料の種別に応じて、適宜選択することができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリリング法を用いて形成してもよい。
【００２５】
（第２のバリア層）
基板１０を構成する第２のバリア層１３は、上記で説明した第１のバリア層１２と同様、当該基板１０にバリア性を付与するために用いられている。したがって、その詳細は上記第１のバリア層１２と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００２６】
（第１のバリア層と第２のバリア層との組合せ）
上記で説明したように、第１のバリア層１２および第２のバリア層１３は、いずれも金属層または有機無機複合層であることが好ましい。したがって、本開示の実施形態における、第１のバリア層１２および第２のバリア層１３との組合せは、以下の４パターンとなる。
（１）第１のバリア層１２が金属層であり、第２のバリア層１３も金属層
（２）第１のバリア層１２が金属層であり、第２のバリア層１３が有機無機複合層
（３）第１のバリア層１２が有機無機複合層であり、第２のバリア層１３が金属層
（４）第１のバリア層１２が有機無機複合層であり、第２のバリア層１３も有機無機複合層
【００２７】
（基板におけるその他の層）
本実施形態にかかる配線基板１００における基板１０は、必ずしも上記で説明した樹脂層１１と第１のバリア層１２と第２のバリア層１３のみが積層された積層構造である必要はなく、必要に応じて他の層が積層されていてもよい。
【００２８】
例えば、図１に示すように、第１のバリア層１２が金属層である場合には、当該金属層である第１のバリア層１２と後述する機能性素子２０との間に絶縁層１４が設けられていてもよい。機能性素子２０には、電極２１が含まれていることが多く、この電極２１が露出している場合、基板１０の表面に金属層である第１のバリア層１２が位置していると、当該金属層と電極２１とが接触してショートするおそれがあるところ、図１に示すような絶縁層１４を設けることにより、ショートを抑制することができる。この場合において、当該絶縁層１４の材質については特に限定されることはなく、絶縁層１４の材料として従来公知のものから適宜選択して用いることができる。
【００２９】
（機能性素子）
本実施形態にかかる配線基板１００における機能性素子２０については、特に限定されることはない。例えば、有機半導体素子や無機半導体素子、さらにはこれらを用いた有機薄膜トランジスタ素子や無機薄膜トランジスタ素子、さらには、これらトランジスタ素子を用いた感圧素子などの他、有機エレクトロルミネッセンス素子や液晶素子などを挙げることができる。これら機能性素子２０の具体的な構成についても限定されることはなく、種々の構成を採用可能である。例えば、有機半導体素子であれば、第１電極としてのソース電極、第２電極としてのドレイン電極、これらの電極間に位置する有機半導体、さらには、第３電極としてのゲート電極、第１絶縁層としてのゲート絶縁層などから構成されていてもよい。
（第２の実施形態）
図２は、本開示の第２の実施形態にかかる配線基板の概略断面図である。
【００３０】
図２に示す本実施形態にかかる配線基板１００にあっても、図１に示した配線基板１００と同様、基板１０と、基板１０上に位置する機能性素子２０と、を含んでおり、基板１０は、第１のバリア層１２と樹脂層１１と第２のバリア層１３、および絶縁層１４の積層構造を呈している。したがって各層についての説明は省略する。
【００３１】
ここで、図２に示す第２の実施形態にかかる配線基板１００にあっては、機能性素子２０が電極２１を含んでおり、第１のバリア層１２は金属層であり、配線基板１００を断面視した場合に、基板１０を構成する第１のバリア層１２としての金属層は、前記電極２１の真下に位置する部分の少なくとも一部が欠落している（欠落部分の符号は１２'）点において、図１に示す第１の実施形態にかかる配線基板と異なっている。
【００３２】
図１に示す第１の実施形態にかかる配線基板１００にあっては、第１のバリア層１２が金属層である場合において、機能性素子２０を構成する電極２１と、基板１０を構成する第１のバリア層１２としての金属層とが向かい合った構造となるため、場合によっては、当該電極２１と第１のバリア層１２との間に新たな寄生容量が発生してしまい、機能性素子の駆動周波数が低下してしまうことが考えられる。一方で、図２に示す第２の実施形態にかかる配線基板１００にあっては、基板１０を構成する第１のバリア層１２としての金属層には、機能性素子２０を構成する電極２１の真下に位置する部分の少なくとも一部が欠落している、いわゆる欠落部分１２'が設けられているため、寄生容量の発生を防止することができる。なお、第２の実施形態にかかる配線基板１００にあっては、第１の実施形態にかかる配線基板１００と比べてバリア性能が劣ってしまうことになるが、当該欠落部分１２'の真上には、かならず機能性素子２０の電極２１が存在しているため、当該電極２１のバリア性能によって、全体のバリア性能を担保することは可能である。
【００３３】
なお、第１のバリア層１２としての金属層におけるいわゆる欠落部分１２'は、機能性素子２０を構成するすべての電極２１の真下に位置する必要はなく、図２に示すように、電極２１ａの真下に位置する第１のバリア層１２にあっては欠落部分１２'がなくてもよい。前述の通り、欠落部分１２'は、電極２１と第１のバリア層１２との間に寄生容量が発生することを防止するためのものであり、電極２１の大きさが小さいなど、当該寄生容量が許容範囲であれば欠落部分を設ける必要はない。
【００３４】
また、図２に示すように、機能性素子２０が多層構造を有し、電極２１も同一の層に存在せず、電極２１ｂのように他の電極２１とは異なる層に形成されている場合もあるが、この場合であっても、本実施形態における電極２１に変わりはなく、当該電極２１ｂの真下に位置する第１のバリア層１２としての金属層にあっては欠落部分１２'が形成されていてもよい。
【００３５】
図３は、機能性素子２０を構成する電極２１と、基板１０を構成する第１のバリア層１２としての金属層の欠落部分１２'との位置関係を説明するための概略断面図である。
【００３６】
図３に示すように、機能性素子２０を構成する電極２１の真下の部分のすべてが第１のバリア層１２の欠落部分１２'である必要はなく、例えば、図３（ａ）に示すように、欠落部分１２'が電極２１の幅よりも左右に５μｍ程度大きくてもよく、一方で、図３（ｂ）に示すように、欠落部分１２'が電極２１の幅よりも左右に５μｍ程度小さくてもよい。
【００３７】
図４は、機能性素子２０を構成する電極２１と、基板を構成する第１のバリア層１２としての金属層の欠落部分１２'との位置関係を説明するための分解斜視図である。
【００３８】
図４に示すように、機能性素子２０を構成する電極２１と、第１のバリア層１２としての金属層の欠落部分１２'とは、いわばネガとポジとの関係にあるといってもよい。
【００３９】
このような第１のバリア層１２の欠落部分１２'の形成方法については特に限定されることはなく、従来公知のいかなる方法によっても形成可能である。例えば、フォトリソ法などでパターニングすることで形成することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１００…配線基板
１０…基板
１１…樹脂層
１２…第１のバリア層
１２'…第１のバリア層の欠落部分
１３…第２のバリア層
１４…絶縁層
２０…機能性素子
２１、２１ａ、２１ｂ…電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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