特開 2023-181813 伸縮性を有する配線基板及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023181813

(43)【公開日】2023-12-25

(54)【発明の名称】伸縮性を有する配線基板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20231218BHJP

   H05K 1/09 20060101ALI20231218BHJP

   H05K 3/10 20060101ALI20231218BHJP

   H01B 5/14 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 B

H05K1/02 J

H05K1/09 A

H05K3/10 Z

H01B5/14 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022095158

(22)【出願日】2022-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100171446

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 尚幸

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(74)【代理人】

【識別番号】100171930

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 郁一郎

(72)【発明者】

【氏名】宮川 幹司

(72)【発明者】

【氏名】中田 充

(72)【発明者】

【氏名】辻 博史

【テーマコード（参考）】

4E351

5E338

5E343

【Ｆターム（参考）】

4E351AA02

4E351AA05

4E351AA16

4E351BB01

4E351BB23

4E351BB30

4E351CC05

4E351DD04

4E351DD05

4E351DD06

4E351DD10

4E351DD11

4E351DD17

4E351DD21

4E351DD29

4E351GG01

4E351GG09

5E338AA01

5E338AA12

5E338AA16

5E338BB54

5E338BB55

5E338CD05

5E338EE11

5E338EE21

5E338EE23

5E343AA02

5E343AA12

5E343AA33

5E343BB16

5E343BB23

5E343BB24

5E343BB25

5E343BB28

5E343BB35

5E343BB38

5E343BB39

5E343BB52

5E343BB58

5E343BB67

5E343DD23

5E343DD25

5E343DD52

5E343FF07

5E343GG04

5E343GG08

5E343GG13

(57)【要約】

【課題】高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜によって微細な配線への適用を可能とした伸縮性を有する配線基板を提供する。
【解決手段】伸縮自在な伸縮性樹脂基板２と、伸縮性樹脂基板２の面上に伸縮自在に設けられた伸縮層３と、伸縮層３の面上に設けられた導電性薄膜４とを備え、伸縮層３の表面には、不規則性を有する微細な凹凸構造５が設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

伸縮自在な伸縮性樹脂基板と、
前記伸縮性樹脂基板の面上に伸縮自在に設けられた伸縮層と、
前記伸縮層の面上に設けられた導電性薄膜とを備え、
前記伸縮層の表面には、不規則性を有する微細な凹凸構造が設けられていることを特徴とする伸縮性を有する配線基板。

【請求項2】

前記伸縮層は、前記伸縮性樹脂基板の伸長によって前記凹凸構造に不規則な網目状の亀裂を生じさせるクラック構造を有し、
前記導電性薄膜は、前記伸縮性樹脂基板の伸長によって前記クラック構造を反映した不規則な亀裂を生じさせつつ、網目状に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性を有する配線基板。

【請求項3】

前記凹凸構造の表面粗さは、二乗平均平方根高さ（Ｓｑ）で１００～１，０００ｎｍであることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮性を有する配線基板。

【請求項4】

前記導電性薄膜の表面粗さは、二乗平均面粗さ（ＲＭＳ）で、５００～１０，０００ｎｍであることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮性を有する配線基板。

【請求項5】

前記導電性薄膜の厚みをＴｋとしたときに、前記凹凸構造の表面粗さ（Ｓｑ）に対して、
２・Ｔｋ＜Ｓｑ
の関係を満足することを特徴とする請求項３に記載の伸縮性を有する配線基板。

【請求項6】

前記伸縮層は、前記凹凸構造を有するカーボンナノチューブ層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮性を有する配線基板。

【請求項7】

前記伸縮性樹脂基板は、アクリル系樹脂基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮性を有する配線基板。

【請求項8】

前記導電性薄膜は、金属薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮性を有する配線基板。

【請求項9】

伸縮自在な伸縮性樹脂基板の面上に、伸縮自在な伸縮層を形成する工程と、
前記伸縮層の面上に、導電性薄膜を形成する工程とを含み、
前記伸縮層を形成する工程において、前記伸縮性樹脂基板に対して溶解性を有する塗液を前記伸縮性樹脂基板の面上に塗布した後、乾燥させることによって、前記伸縮性樹脂基板の面上に、不規則性を有する微細な凹凸構造が表面に設けられた前記伸縮層を形成することを特徴とする伸縮性を有する配線基板の製造方法。

【請求項10】

前記伸縮性樹脂基板を伸長する工程を含み、
前記伸縮性樹脂基板を伸長することによって、前記凹凸構造に不規則な網目状の亀裂を生じさせるクラック構造を前記伸縮層に形成すると共に、
前記導電性薄膜が網目状に結合されるように、前記クラック構造を反映した不規則な亀裂を前記導電性薄膜に生じさせることを特徴とする請求項９に記載の伸縮性を有する配線基板の製造方法。

【請求項11】

前記伸縮層として、カーボンナノチューブを含有した前記塗液を塗布した後、乾燥させることによって、前記凹凸構造を有するカーボンナノチューブ層を形成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の伸縮性を有する配線基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伸縮性を有する配線基板及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、球面や自由曲面などの３次元形状に変形可能な有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイや、人の皮膚などに直接装着可能な感圧センサや温度センサなど、将来に向けた伸縮自在（ストレッチャブル）なデバイスの検討が行われている。

【0003】

このような伸縮自在なデバイスを実現するためには、伸縮性を有する配線基板が必要不可欠であり、高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜によって微細な配線への適用が望まれる。

【0004】

例えば、伸縮可能な導電性薄膜には、予め伸長したシリコーンゴム状に金属薄膜を形成することにより得られる波状構造（下記非特許文献１を参照。）や、銀ペーストなどの導電材料と高弾性のバインダー樹脂などのエラストマーとの複合材料が主として報告されている（下記特許文献１を参照。）。

【0005】

また、切り紙のような形でスリットを導電膜上に形成し、変形による伸縮化が報告されている（下記特許文献２を参照。）。さらに、金薄膜の成膜条件を調整し、マイクロクラックを有する金薄膜によって、切り紙のような形で伸縮性のある導電膜などが報告されている（下記非特許文献２を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１１４２７８号

【特許文献2】国際公開第２０１９／１２４２７４号

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】Whitesides, G. M., Bowden, N., Brittain, S., Evans, A. G. & Hutchinson, J. W. Spontaneous formation of ordered structures in thin films of metals supported on an elastomeric polymer. Nature 393, 146-149, doi:10.1038/30193 （1998）

【非特許文献2】Graudejus, O., Gorrn, P. & Wagner, S. Controlling the morphology of gold films on poly（dimethylsiloxane）. ACS Appl Mater Interfaces ２, 1927-1933, doi:10.1021/am1002537 （2010）.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上述したストレッチャブルデバイスで用いられる伸縮性を有する配線基板では、線幅が数百μｍ程度の微細な配線への適用が必要である。しかしながら、上述した従来の技術では、配線の微細化や高精細化が困難である。

【0009】

また、上記非特許文献２に示すような金薄膜のマイクロクラックを利用した伸縮可能な導電膜では、金薄膜の成膜条件によって大きく伸縮した場合における電気特性が変化し、安定した特性が得られなくなる。

【0010】

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜によって微細な配線への適用を可能とした伸縮性を有する配線基板、並びにそのような配線基板を製造するのに好適な伸縮性を有する配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 伸縮自在な伸縮性樹脂基板と、
前記伸縮性樹脂基板の面上に伸縮自在に設けられた伸縮層と、
前記伸縮層の面上に設けられた導電性薄膜とを備え、
前記伸縮層の表面には、不規則性を有する微細な凹凸構造が設けられていることを特徴とする伸縮性を有する配線基板。
〔２〕 前記伸縮層は、前記伸縮性樹脂基板の伸長によって前記凹凸構造に不規則な網目状の亀裂を生じさせるクラック構造を有し、
前記導電性薄膜は、前記伸縮性樹脂基板の伸長によって前記クラック構造を反映した不規則な亀裂を生じさせつつ、網目状に結合されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の伸縮性を有する配線基板。
〔３〕 前記凹凸構造の表面粗さは、二乗平均平方根高さ（Ｓｑ）で、１００～１，０００ｎｍであることを特徴とすることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の伸縮性を有する配線基板。
〔４〕 前記導電性薄膜の表面粗さは、二乗平均面粗さ（ＲＭＳ）で、５００～１０，０００ｎｍであることを特徴とすることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の伸縮性を有する配線基板。
〔５〕 前記導電性薄膜の厚みをＴｋとしたときに、前記凹凸構造の表面粗さ（Ｓｑ）に対して、
２・Ｔｋ＜Ｓｑ
の関係を満足することを特徴とする前記〔３〕に記載の伸縮性を有する配線基板。
〔６〕 前記伸縮層は、前記凹凸構造を有するカーボンナノチューブ層であることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の伸縮性を有する配線基板。
〔７〕 前記伸縮性樹脂基板は、アクリル系樹脂基板であることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の伸縮性を有する配線基板。
〔８〕 前記導電性薄膜は、金属薄膜であることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の伸縮性を有する配線基板。
〔９〕 伸縮自在な伸縮性樹脂基板の面上に、伸縮自在な伸縮層を形成する工程と、
前記伸縮層の面上に、導電性薄膜を形成する工程とを含み、
前記伸縮層を形成する工程において、前記伸縮性樹脂基板に対して溶解性を有する塗液を前記伸縮性樹脂基板の面上に塗布した後、乾燥させることによって、前記伸縮性樹脂基板の面上に、不規則性を有する微細な凹凸構造が表面に設けられた前記伸縮層を形成することを特徴とする伸縮性を有する配線基板の製造方法。
〔１０〕 前記伸縮性樹脂基板を伸長する工程を含み、
前記伸縮性樹脂基板を伸長することによって、前記凹凸構造に不規則な網目状の亀裂を生じさせるクラック構造を前記伸縮層に形成すると共に、
前記導電性薄膜が網目状に結合されるように、前記クラック構造を反映した不規則な亀裂を前記導電性薄膜に生じさせることを特徴とする前記〔９〕に記載の伸縮性を有する配線基板の製造方法。
〔１１〕 前記伸縮層として、カーボンナノチューブを含有した前記塗液を塗布した後、乾燥させることによって、前記凹凸構造を有するカーボンナノチューブ層を形成することを特徴とする前記〔９〕又は〔１０〕に記載の伸縮性を有する配線基板の製造方法。

【発明の効果】

【0012】

以上のように、本発明によれば、高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜によって微細な配線への適用を可能とした伸縮性を有する配線基板、並びにそのような配線基板を製造するのに好適な伸縮性を有する配線基板の製造方法を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る伸縮性を有する配線基板の構成を模式的に示す平面図である。

【図2】図１に示す配線基板の構成を模式的に示す断面図である。

【図3】図１に示す配線基板の伸長した状態を模式的に示す平面図である。

【図4】図１に示す配線基板の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図5】図１に示す配線基板の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る伸縮性を有する配線基板の構成を模式的に示す平面図である。

【図7】図６に示す配線基板の構成を模式的に示す断面図である。

【図8】図６に示す配線基板の伸長した状態を模式的に示す平面図である。

【図9】図６に示す配線基板の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図10】図６に示す配線基板の製造工程を順に説明するための断面図である。

【図11】第１の実施例において、配線基板の伸長率とＡｕ薄膜の表面シート抵抗との関係を測定した結果を示すグラフである。

【図12】第１の実施例において、配線基板の伸長率が０％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【図13】第１の実施例において、配線基板の伸長率が３０％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【図14】第１の実施例において、配線基板の伸長率が５０％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【図15】第１の実施例において、配線基板の伸長率が１００％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【図16】第１の比較例において、配線基板の伸長率とＡｕ薄膜の表面シート抵抗との関係を測定した結果を示すグラフである。

【図17】第１の比較例において、配線基板の伸長率が０％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【図18】第１の比較例において、配線基板の伸長率が３０％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【図19】第２の実施例において、配線基板の伸長率とＡｕ薄膜の表面シート抵抗との関係を測定した結果を示すグラフである。

【図20】第２の実施例において、配線基板の伸長率が０％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【図21】第２の実施例において、配線基板の伸長率が３０％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【図22】第２の実施例において、配線基板の伸長率が５０％のときの配線基板の表面を光学顕微鏡により観察した写真である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0015】

〔第１の実施形態〕
（伸縮性を有する配線基板）
先ず、本発明の第１の実施形態として、例えば図１～図３に示す伸縮性を有する配線基板１Ａについて説明する。

【0016】

なお、図１は、配線基板１Ａの構成を模式的に示す平面図である。図２は、配線基板１Ａの構成を模式的に示す断面図である。図３は、配線基板１Ａの伸長した状態を模式的に示す平面図である。

【0017】

本実施形態の配線基板１Ａは、図１及び図２に示すように、伸縮自在な伸縮性樹脂基板２と、伸縮性樹脂基板２の面上に伸縮自在に設けられた伸縮層３と、伸縮層３の面上に設けられた導電性薄膜４とを備えている。

【0018】

伸縮性樹脂基板２は、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ニトリル系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン・ブタジエン系樹脂などの伸縮性を有する樹脂材料を用いて、薄板状（フィルム状）に形成されている。その中でも、伸縮性樹脂基板２には、伸縮性に優れたアクリル系樹脂基板を用いることが好ましい。

【0019】

また、伸縮性樹脂基板２の厚みは、０．００５～１．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．０５～１ｍｍである。なお、本実施形態では、厚み０．５ｍｍのアクリル系樹脂基板を用いている。

【0020】

伸縮層３は、その表面に不規則性を有する微細な凹凸構造５が設けられたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）層である。ＣＮＴ層は、導電性を有し、且つ、伸縮性樹脂基板２の面上に伸縮性樹脂基板２と共に伸縮自在に設けられている。また、伸縮層３の厚みは、ＣＮＴ層の場合、５～５００ｎｍであることが好ましい。なお、本実施形態では、伸縮層３として、アクリル系樹脂基板の面上に、厚み５０ｎｍのＣＮＴ層が設けられている。

【0021】

伸縮層３は、伸縮性樹脂基板２の伸長によって凹凸構造５に、図３に示すような不規則な網目状の亀裂Ｃを生じさせる微細なクラック構造を有している。

【0022】

凹凸構造５の表面粗さは、二乗平均平方根高さ（Ｓｑ）で、１００～１，０００ｎｍであることが好ましい。これにより、伸縮性樹脂基板２の伸長によって凹凸構造５に不規則な網目状の亀裂Ｃを生じさせることが可能である。

【0023】

なお、伸縮層３は、上述したＣＮＴ層に必ずしも限定されるものではなく、ＣＮＴ以外の導電材料を含み、且つ、その表面に不規則性を有する微細な凹凸構造５が設けられた層であってもよい。

【0024】

導電性薄膜４は、導電性の金属薄膜として、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属又はそれらの合金、若しくはそれらの金属を２種類以上積層した金属材料を用いて、薄膜状に形成されている。

【0025】

導電性薄膜４は、伸縮性樹脂基板２の伸長によってクラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを生じさせつつ、網目状に結合されている。導電性薄膜４は、網目状に結合されることで、電流パスを確保しながら、伸縮性樹脂基板２の伸長時にも高い導電性を維持することが可能である。

【0026】

導電性薄膜４は、その厚みをＴｋとしたときに、凹凸構造５の表面粗さ（Ｓｑ）に対して下記式（１）の関係を満足することが好ましい。
２・Ｔｋ＜Ｓｑ …（１）

【0027】

上記式（１）の関係を満足することによって、導電性薄膜４が網目状に結合されるように、伸縮性樹脂基板２の伸長によって伸縮層３のクラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを導電性薄膜４に生じさせることが可能である。

【0028】

なお、導電性薄膜４の厚みＴｋは、導電性を維持する上で少なくとも３０ｎｍ以上とする必要がある。

【0029】

また、伸縮層３の面上に形成された導電性薄膜４には、伸縮層（ＣＮＴ層）３の凹凸構造５を反映した凹凸構造が形成される。このような凹凸構造を有する導電性薄膜４の表面粗さは、二乗平均面粗さ（ＲＭＳ）で、５００～１０，０００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１，０００～２，０００ｎｍである。

【0030】

以上のような構成を有する本実施形態の配線基板１Ａは、上述した伸縮層（ＣＮＴ層）３の表面に不規則性を有する微細な凹凸構造５を設け、伸縮性樹脂基板２の伸長によって、この凹凸構造５に不規則な網目状の亀裂Ｃを生じさせる微細なクラック構造を有している。

【0031】

また、本実施形態の配線基板１Ａは、伸縮性樹脂基板２の伸長によって、伸縮層（ＣＮＴ層）３のクラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを生じさせつつ、網目状に結合された導電性薄膜４を有している。

【0032】

これにより、本実施形態の配線基板１Ａでは、網目状に結合された導電性薄膜４の高い導電性（導電パス）を維持できるため、高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜４を実現することが可能である。

【0033】

以上のようにして、本実施形態の配線基板１Ａでは、高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜４によって微細な配線への適用が可能である。すなわち、本実施形態では、上述した導電性薄膜４を所定の形状にパターニングすることによって、伸縮自在（ストレッチャブル）な配線を形成し、このような伸縮性を有する配線基板１Ａを用いて、伸縮自在（ストレッチャブル）なデバイスを実現することが可能である。

【0034】

（伸縮性を有する配線基板の製造方法）
次に、上記配線基板１Ａの製造方法について、図４及び図５を参照しながら説明する。
なお、図４及び図５は、上記配線基板１Ａの製造工程を順に説明するための断面図である。

【0035】

上記配線基板１Ａを製造する際は、先ず、図４に示すように、伸縮自在な伸縮性樹脂基板２の面上に、伸縮自在な伸縮層３を形成する。

【0036】

具体的には、先ず、洗浄したガラスなどの支持基板１０を用いて、この支持基板１０の一面に再剥離可能な両面テープ１１を貼り付けた後、この両面テープ１１を介して支持基板１０の一面に伸縮性樹脂基板２を貼り付ける。なお、本実施形態では、両面テープ１１として、シリコーン樹脂製の再剥離用フィルムテープを用いている。

【0037】

次に、伸縮性樹脂基板２に対して溶解性を有する塗液Ｌを伸縮性樹脂基板２の面上に塗布した後、乾燥させることによって、伸縮性樹脂基板２の面上に、不規則性を有する微細な凹凸構造５が表面に設けられた伸縮層３を形成する。

【0038】

本実施形態では、伸縮層３として、ＣＮＴを含有した塗液Ｌをスプレーにより塗布した後、乾燥させることによって、伸縮性樹脂基板２の面上に、不規則性を有する微細な凹凸構造５が表面に設けられたＣＮＴ層を形成している。

【0039】

ＣＮＴ層では、ＣＮＴの表面修飾により分散性を向上させ、このＣＮＴが分散した塗液Ｌをスプレーにより塗布することで、不規則性を有する微細な凹凸構造５を表面に形成することが可能である。

【0040】

また、伸縮性樹脂基板２にアクリル系樹脂基板を用いた場合、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）やイソプロパノールなどのアルコール系溶媒を用いたＣＮＴの分散液を用いて、スプレーにより塗布することで、スプレー時の溶媒とアクリルポリマーとが相互作用し、上述した不規則性を有する微細な凹凸構造を伸縮層（ＣＮＴ層）３の表面に形成することができる。

【0041】

次に、図５に示すように、伸縮層３の面上に、導電性薄膜４を形成する。導電性薄膜４は、一般的な蒸着法や電子線を用いた電子ビーム（ＥＢ）蒸着法、スパッタリング法などにより成膜することが可能である。また、伸縮層（ＣＮＴ層）３との密着性という観点では、スパッタリング法による成膜が伸縮層（ＣＮＴ層）３に強固に付着することができるという点でより好ましい。

【0042】

次に、支持基板１０を両面テープ１１と共に伸縮性樹脂基板２から剥離して除去する。これにより、上記配線基板１Ａを作製することが可能である。

【0043】

また、作製された配線基板１Ａについては、上記図３に示すように、伸縮性樹脂基板２を伸長することによって、凹凸構造５に不規則な網目状の亀裂Ｃを生じさせるクラック構造を伸縮層３に形成する。同時に、このクラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを導電性薄膜４に生じさせることが可能である。

【0044】

ここで、導電性薄膜４の厚みＴｋは、上記式（１）の関係を満足することにより、凹凸構造５の表面粗さ（Ｓｑ）よりも薄くなるため、クラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを導電性薄膜４に生じさせることができる。また、導電性薄膜４は、網目状に結合されることで、伸縮性樹脂基板２の伸長時にも高い導電性を維持することが可能である。

【0045】

なお、伸縮性樹脂基板２を伸長する方向については、この伸縮性樹脂基板２を任意の一軸方向に伸長すればよい。また、場合によっては、互いに交差する任意の二軸方向に伸長することも可能である。亀裂Ｃは、基本的に伸縮性樹脂基板２の伸長方向とは交差する方向に沿って不規則的に生じることになる。

【0046】

以上のように、本実施形態の配線基板１Ａの製造方法では、上述した高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜４によって微細な配線への適用を可能とした伸縮性を有する配線基板１Ａを好適に製造することが可能である。

【0047】

〔第２の実施形態〕
（伸縮性を有する配線基板）
次に、本発明の第２の実施形態として、例えば図６～図８に示す伸縮性を有する配線基板１Ｂについて説明する。

【0048】

なお、図６は、配線基板１Ｂの構成を模式的に示す平面図である。図７は、配線基板１Ｂの構成を模式的に示す断面図である。図８は、配線基板１Ｂの伸長した状態を模式的に示す平面図である。また、以下の説明では、上記配線基板１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。

【0049】

本実施形態の配線基板１Ｂは、図６及び図７に示すように、伸縮自在な伸縮性樹脂基板２と、伸縮性樹脂基板２の面上に設けられた導電性薄膜４とを備え、伸縮性樹脂基板の表面に不規則性を有する微細な凹凸構造５が設けられた構成を有している。

【0050】

すなわち、本実施形態の配線基板１Ｂは、上記配線基板１Ａが備える伸縮層（ＣＮＴ層）３の代わりに、上述した伸縮性樹脂基板２の表面に不規則性を有する微細な凹凸構造５が設けられた構成である。

【0051】

また、伸縮性樹脂基板２は、その伸長によって凹凸構造５に不規則な網目状の亀裂Ｃを生じさせる微細なクラック構造を有している。

【0052】

凹凸構造５の表面粗さは、二乗平均平方根高さ（Ｓｑ）で、１００～１，０００ｎｍであることが好ましい。これにより、伸縮性樹脂基板２の伸長によって凹凸構造５に不規則な網目状の亀裂Ｃを生じさせることが可能である。

【0053】

導電性薄膜４は、図８に示すように、伸縮性樹脂基板２の伸長によってクラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを生じさせつつ、網目状に結合されている。導電性薄膜４は、網目状に結合されることで、伸縮性樹脂基板２の伸長時にも高い導電性を維持することが可能である。

【0054】

導電性薄膜４の厚みＴｋは、凹凸構造５の表面粗さ（Ｓｑ）に対して上記式（１）の関係を満足することが好ましい。上記式（１）の関係を満足することによって、導電性薄膜４が網目状に結合されるように、伸縮性樹脂基板２の伸長によって伸縮層３のクラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを導電性薄膜４に生じさせることが可能である。

【0055】

なお、導電性薄膜４の厚みＴｋは、導電性を維持する上で少なくとも３０ｎｍ以上とする必要がある。

【0056】

また、伸縮性樹脂基板２の面上に形成された導電性薄膜４には、伸縮性樹脂基板２の凹凸構造５を反映した凹凸構造が形成される。このような凹凸構造を有する導電性薄膜４の表面粗さは、二乗平均面粗さ（ＲＭＳ）で、５００～１０，０００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１，０００～２，０００ｎｍである。

【0057】

以上のような構成を有する本実施形態の配線基板１Ｂは、上述した伸縮性樹脂基板２の表面に不規則性を有する微細な凹凸構造５を設け、伸縮性樹脂基板２の伸長によって、この凹凸構造５に不規則な網目状の亀裂Ｃを生じさせる微細なクラック構造を有している。

【0058】

また、本実施形態の配線基板１Ｂは、伸縮性樹脂基板２の伸長によって、伸縮性樹脂基板２のクラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを生じさせつつ、網目状に結合された導電性薄膜４を有している。

【0059】

これにより、本実施形態の配線基板１Ｂでは、網目状に結合された導電性薄膜４の高い導電性（導電パス）を維持できるため、高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜４を実現することが可能である。

【0060】

以上のようにして、本実施形態の配線基板１Ｂでは、高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜４によって微細な配線への適用が可能である。すなわち、本実施形態では、上述した導電性薄膜４を所定の形状にパターニングすることによって、伸縮自在（ストレッチャブル）な配線を形成し、このような伸縮性を有する配線基板１Ｂを用いて、伸縮自在（ストレッチャブル）なデバイスを実現することが可能である。

【0061】

（伸縮性を有する配線基板の製造方法）
次に、上記配線基板１Ｂの製造方法について、図９及び図１０を参照しながら説明する。
なお、図９及び図１０は、上記配線基板１Ｂの製造工程を順に説明するための断面図である。

【0062】

上記配線基板１Ｂを製造する際は、先ず、図９に示すように、伸縮自在な伸縮性樹脂基板２の表面に不規則性を有する微細な凹凸構造５を形成する。

【0063】

具体的には、先ず、洗浄したガラスなどの支持基板１０を用いて、この支持基板１０の一面に再剥離可能な両面テープ１１を貼り付けた後、この両面テープ１１を介して支持基板１０の一面に伸縮性樹脂基板２を貼り付ける。

【0064】

次に、伸縮性樹脂基板２に対して溶解性を有する塗液Ｌを伸縮性樹脂基板２の面上にスプレーにより塗布した後、乾燥させることによって、伸縮性樹脂基板２の表面に、不規則性を有する微細な凹凸構造５を形成する。

【0065】

また、伸縮性樹脂基板２にアクリル系樹脂基板を用いた場合、例えば、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒を用いたＣＮＴの分散液を用いて、スプレーにより塗布することで、スプレー時の溶媒とアクリルポリマーとが相互作用し、上述した不規則性を有する微細な凹凸構造を伸縮性樹脂基板２の表面に形成することができる。

【0066】

なお、伸縮性樹脂基板２の表面に凹凸構造５を形成する方法については、上述したスプレーを用いた方法に限らず、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などの酸素やアルゴン等のガスによるドライエッチングを用いた方法であってもよい。

【0067】

次に、図１０に示すように、伸縮性樹脂基板２の面上に、導電性薄膜４を形成する。導電性薄膜４は、一般的な蒸着法や電子線を用いた電子ビーム（ＥＢ）蒸着法、スパッタリング法などにより成膜することが可能である。

【0068】

次に、支持基板１０を両面テープ１１と共に導電性基板２から剥離して除去する。これにより、上記配線基板１Ｂを作製することが可能である。

【0069】

また、作製された配線基板１Ｂについては、上記図８に示すように、伸縮性樹脂基板２を伸長することによって、凹凸構造５に不規則な網目状の亀裂Ｃを生じさせるクラック構造を伸縮性樹脂基板２に形成する。同時に、このクラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを導電性薄膜４に生じさせることが可能である。

【0070】

ここで、導電性薄膜４の厚みは、上記式（１）の関係を満足することにより、凹凸構造５の表面粗さ（Ｓｑ）よりも薄くなるため、クラック構造を反映した不規則な亀裂Ｃを導電性薄膜４に生じさせることができる。また、導電性薄膜４は、網目状に結合されることで、伸縮性樹脂基板２の伸長時にも高い導電性を維持することが可能である。

【0071】

なお、伸縮性樹脂基板２を伸長する方向については、この伸縮性樹脂基板２を任意の一軸方向に伸長すればよい。また、場合によっては、互いに交差する任意の二軸方向に伸長することも可能である。亀裂Ｃは、基本的に伸縮性樹脂基板２の伸長方向とは交差する方向に沿って不規則的に生じることになる。

【0072】

以上のように、本実施形態の配線基板１Ｂの製造方法では、上述した高い伸縮性と導電性とを兼ね備えた導電性薄膜４によって微細な配線への適用を可能とした伸縮性を有する配線基板１Ｂを好適に製造することが可能である。

【実施例0073】

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

【0074】

（第１の実施例）
第１の実施例では、上記配線基板１Ａを実際に作製し、その評価試験を行った。
具体的には、先ず、支持基板であるガラス基板の一面に、両面テープであるシリコーン製の再剥離用フィルムテープを貼り付けた後、この両面テープを介して支持基板の一面に伸縮性樹脂基板であるアクリル系樹脂基板を貼り付けた。

【0075】

次に、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中に０．３ｍｇ／ｍｌの濃度でカルボン酸により表面修飾されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を分散させた塗液を用意し、この塗液を伸縮性樹脂基板の面上にスプレーにより塗布した。スプレーによる塗布は、成膜温度を８０℃とし、スプレーノズルと伸縮性樹脂基板との距離を１００ｍｍとし、２５ｍｌ塗布した。その後、乾燥させることによって、伸縮性樹脂基板の面上に伸縮層となるＣＮＴ層を形成した。

【0076】

次に、ＣＮＴ層の面上に、スパッタリング装置（ＤＣ５０Ｗ）を用いて、厚み１００ｎｍの金（Ａｕ）薄膜を形成することによって、伸縮性をする配線基板を作製した。

【0077】

作製された配線基板について、Ａｕ薄膜の伸長時の抵抗変化を評価するため、４探針法抵抗率測定装置（ロレスター、三菱化学社製）を用いて、室温、大気中にて、配線基板を一軸方向に伸長しながら、Ａｕ薄膜の表面シート抵抗［Ω／□］を測定した。その測定結果を図１１に示す。

【0078】

また、配線基板の伸長率を０％、３０％、５０％、１００％としたときに、配線基板の表面に生じる亀裂を光学顕微鏡により観察した。その観察した写真を図１２～図１５に示す。

【0079】

図１１に示すように、配線基板の伸長に対してＡｕ薄膜の抵抗変化が低く抑えられていることが分かる。また、図１２～図１５に示すように、Ａｕ薄膜は、網目状に結合されることで、電流パス（図１５中の蛇行する矢印を参照。）を確保しながら、配線基板の伸長時にも高い導電性を維持することが可能である。

【0080】

（実施例１－１～実施例１－７）
次に、下記表１に示す条件にて、実施例１－１～実施例１－７の配線基板をそれぞれ作製した。

【0081】

そして、作製した配線基板の伸長率が５０％のときの金属薄膜の表面シート抵抗を測定し、その評価を行った。その評価結果を下記表１に示す。

【0082】

【表1】

【0083】

なお、表１に示す評価基準については、表面シート抵抗が１００Ω／□以下である場合を「〇」とし、断線した場合を「×」とした。

【0084】

表１に示すように、実施例１－１～実施例１－７では、何れも良好な評価結果が得られた。また、金属薄膜としてＡｕ薄膜以外にも、アルミニウム（Ａｌ）薄膜や銀（Ａｇ）薄膜を用いた場合でも同様に、高い伸縮性と導電性が得られた。また、このときの金属薄膜の表面粗さ（ＲＭＳ）は、１１３６ｎｍ（標準偏差２７４ｎｍ）であった。

【0085】

（第１の比較例）
第１の比較例では、上記配線基板１Ａの構成のうち、伸縮層（ＣＮＴ層）を省略した配線基板を作製し、その評価試験を行った。

【0086】

具体的には、先ず、支持基板であるガラス基板の一面に、両面テープであるシリコーン製の再剥離用フィルムテープを貼り付けた後、この両面テープを介して支持基板の一面に伸縮性樹脂基板であるアクリル系樹脂基板を貼り付けた。

【0087】

次に、伸縮性樹脂基板の面上に、スパッタリング装置（ＤＣ５０Ｗ）を用いて、厚み１００ｎｍの金（Ａｕ）薄膜を形成することによって、伸縮性をする配線基板を作製した。

【0088】

作製された配線基板について、Ａｕ薄膜の伸長時の抵抗変化を評価するため、４探針法抵抗率測定装置（ロレスター、三菱化学社製）を用いて、室温、大気中にて、配線基板を一軸方向に伸長しながら、Ａｕ薄膜の表面シート抵抗［Ω／□］を測定した。その測定結果を図１６に示す。

【0089】

また、配線基板の伸長率を０％、３０％としたときに、配線基板の表面に生じる亀裂を光学顕微鏡により観察した。その観察した写真を図１７及び図１８に示す。

【0090】

図１６に示すように、配線基板の伸長に対してＡｕ薄膜の抵抗変化が増加し、配線基板の伸長率を３０％としたときに断線したことが分かる。

【0091】

（比較例１－１～比較例１－７）
次に、下記表２に示す条件にて、伸縮層（ＣＮＴ層）を省略した比較例１－１～比較例１－７の配線基板をそれぞれ作製した。

【0092】

そして、作製した配線基板の伸長率が５０％のときの金属薄膜の表面シート抵抗を測定し、その評価を行った。その評価結果を下記表２に示す。なお、表２に示す評価基準については、上記表１に示す場合と同様である。

【0093】

【表2】

【0094】

表２に示すように、比較例１－１～比較例１－８では、何れも断線し、良好な評価結果が得られなかった。

【0095】

（第２の実施例）
第２の実施例では、上記配線基板１Ｂを実際に作製し、その評価試験を行った。
具体的には、先ず、支持基板であるガラス基板の一面に、両面テープであるシリコーン製の再剥離用フィルムテープを貼り付けた後、この両面テープを介して支持基板の一面に伸縮性樹脂基板であるアクリル系樹脂基板を貼り付けた。

【0096】

次に、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）からなる塗液を用意し、この塗液を伸縮性樹脂基板の面上にスプレーにより塗布した。スプレーによる塗布は、成膜温度を８０℃とし、スプレーノズルと伸縮性樹脂基板との距離を１００ｍｍとし、２５ｍｌ、５０ｍｌ、１００ｍｌ塗布した。その後、乾燥させることによって、伸縮性樹脂基板の表面に不規則性を有する微細な凹凸構造を形成した。

【0097】

次に、伸縮性樹脂基板の面上に、スパッタリング装置（ＤＣ５０Ｗ）を用いて、厚み１００ｎｍの金（Ａｕ）薄膜を形成することによって、伸縮性をする配線基板を作製した。

【0098】

作製された配線基板について、Ａｕ薄膜の伸長時の抵抗変化を評価するため、４探針法抵抗率測定装置（ロレスター、三菱化学社製）を用いて、室温、大気中にて、配線基板を一軸方向に伸長しながら、Ａｕ薄膜の表面シート抵抗［Ω／□］を測定した。その測定結果を図１９に示す。

【0099】

また、配線基板の伸長率を０％、３０％、５０％としたときに、配線基板の表面に生じる亀裂を光学顕微鏡により観察した。その観察した写真を図２０～図２２に示す。

【0100】

図１９に示すように、ＩＰＡ（塗液）の塗布量が２５ｍｌ、５０ｍｌ、１００ｍｌの何れの場合も、配線基板の伸長に対してＡｕ薄膜の抵抗変化が低く抑えられていることが分かる。

【0101】

（実施例２－１～実施例２－５）
次に、下記表３に示す条件にて、実施例２－１～実施例２－５の配線基板をそれぞれ作製した。また、実施例２－１～実施例２－５の配線基板について、凹凸構造の形成後に伸縮性樹脂基板の表面粗さ（Ｓｑ）を測定した。Ａｕ薄膜の厚みＴｋについては、何れも上記式（１）の関係を満足している。

【0102】

そして、作製した配線基板の伸長率が５０％のときの金属薄膜の表面シート抵抗を測定し、その評価を行った。その評価結果を下記表３に示す。なお、表３に示す評価基準については、上記表１に示す場合と同様である。

【0103】

【表3】

【0104】

表３に示すように、実施例２－１～実施例２－５では、何れも良好な評価結果が得られた。また、金属薄膜としてＡｕ薄膜以外にも、アルミニウム（Ａｌ）薄膜や銀（Ａｇ）薄膜を用いた場合でも同様に、高い伸縮性と導電性が得られた。
（第２の比較例）
第２の比較例については、上記第１の比較例と同様のため、その説明を省略するものとする。すなわち、上記配線基板１Ｂの構成のうち、凹凸構造５を省略した場合には、上記図１６に示すように、配線基板の伸長に対してＡｕ薄膜の抵抗変化が増加し、配線基板の伸長率を３０％としたときに断線した。

【0105】

（比較例２－１～比較例２－２）
次に、下記表４に示す条件にて、凹凸構造を省略した比較例２－１の配線基板と、Ａｕ薄膜の厚み（Ｔｋ）を３５０ｎｍ、すなわち凹凸構造の表面粗さ（Ｓｑ）よりも２倍以上とした比較例２－２の配線基板とをそれぞれ作製した。

【0106】

そして、作製した配線基板の伸長率が５０％のときの金属薄膜の表面シート抵抗を測定し、その評価を行った。その評価結果を下記表４に示す。なお、表４に示す評価基準については、上記表１に示す場合と同様である。

【0107】

【表4】

【0108】

表４に示すように、比較例１－１～比較例２－２では、何れも断線し、良好な評価結果が得られなかった。

【符号の説明】

【0109】

１Ａ，１Ｂ…伸縮性を有する配線基板 ２…伸縮性樹脂基板 ３…伸縮層 ４…導電性薄膜 ５…凹凸構造 Ｃ…亀裂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】