特開 2024-140053 ストレッチャブルデバイス

(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】P2024140053

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】ストレッチャブルデバイス

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20241003BHJP

   G01L 1/20 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 101Z

G01L1/20 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051040

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金城 拓海

(72)【発明者】

【氏名】菱沼 賢智

【テーマコード（参考）】

2F051

【Ｆターム（参考）】

2F051AB07

(57)【要約】

【課題】伸縮性及び可撓性を損なうことなく、引っ張り荷重及び圧縮荷重を検出することができるストレッチャブルデバイスを提供する。
【解決手段】ストレッチャブルデバイスは、樹脂基材と、樹脂基材に積層されたアレイ層と、を有するアレイ基板を備える。樹脂基材は、互いに離隔して配置された複数のボディ部と、ボディ部同士を接続する複数のヒンジ部と、を有する。アレイ層は、ボディ部に設けられた複数のボディアレイ層と、ヒンジ部に設けられた複数のヒンジアレイ層と、を有する。複数のボディアレイ層のうち少なくとも一部の第１ボディアレイ層は、アレイ電極を有する。アレイ層のうち第１ボディアレイ層以外の個所に、共通電極が設けられている。アレイ電極と共通電極との間には、アレイ電極と共通電極とを導通する導通部が設けられる。導通部は、内部に導電性フィラーに含む導電性樹脂により形成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂基材と、前記樹脂基材に積層されたアレイ層と、を有するアレイ基板を備え、
前記樹脂基材は、
互いに離隔して配置された複数のボディ部と、
前記ボディ部同士を接続する複数のヒンジ部と、
を有し、
前記アレイ層は、
前記ボディ部に設けられた複数のボディアレイ層と、
前記ヒンジ部に設けられた複数のヒンジアレイ層と、
を有し、
複数の前記ボディアレイ層のうち少なくとも一部の第１ボディアレイ層は、アレイ電極を有し、
前記アレイ層のうち前記第１ボディアレイ層以外の個所に、共通電極が設けられ、
前記アレイ電極と前記共通電極との間には、前記アレイ電極と前記共通電極とを導通し、内部に導電性フィラーに含む導電性樹脂の導通部が設けられている
ストレッチャブルデバイス。

【請求項2】

前記樹脂基材から視て前記アレイ層が配置される方向は、第１方向であり、
前記アレイ層に対し前記第１方向に重ねられた第１樹脂層を備え、
前記アレイ電極と前記共通電極は、前記第１樹脂層に接し、
前記第１樹脂層は、前記導通部である
請求項１に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項3】

前記アレイ層には、複数の前記ボディアレイ層と複数の前記ヒンジアレイ層とにより囲まれ、前記アレイ層を貫通するアレイ層貫通孔が複数設けられ、
前記アレイ層貫通孔には、中間樹脂部が設けられ、
前記アレイ電極と前記共通電極は、前記中間樹脂部に接し、
前記中間樹脂部は、前記導通部である
請求項１に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項4】

前記樹脂基材から視て前記アレイ層が配置される方向は、第１方向であり、
前記アレイ層に対し前記第１方向に重ねられた第１樹脂層を備え、
前記アレイ層には、複数の前記ボディアレイ層と複数の前記ヒンジアレイ層とにより囲まれ、前記アレイ層を貫通する第１貫通孔が複数設けられ、
前記第１貫通孔には、中間樹脂部が設けられ、
前記アレイ電極と前記共通電極は、前記第１樹脂層又は前記中間樹脂部に接し、
前記第１樹脂層及び前記中間樹脂部は、前記導通部である
請求項１に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項5】

前記共通電極は、前記第１ボディアレイ層に隣接して配置された第２ボディアレイ層に設けられている
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項6】

前記共通電極は、前記第１ボディアレイ層に接続する前記ヒンジアレイ層に設けられている
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項7】

前記第１ボディアレイ層には、前記アレイ電極が２つ設けられ、
前記共通電極は、２つ設けられており、
２つの前記アレイ電極と２つの前記共通電極は、前記樹脂基材と前記アレイ層が重ねられる積層方向に分かれてそれぞれ導通している
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項8】

前記第１ボディアレイ層には、前記アレイ電極が２つ設けられ、
前記共通電極は、２つ設けられており、
２つの前記アレイ電極と２つの前記共通電極は、前記樹脂基材と前記アレイ層が重ねられる積層方向に分かれてそれぞれ導通している
請求項５に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項9】

前記第１ボディアレイ層には、前記アレイ電極が２つ設けられ、
前記共通電極は、２つ設けられており、
２つの前記アレイ電極と２つの前記共通電極は、前記樹脂基材と前記アレイ層が重ねられる積層方向に分かれてそれぞれ導通している
請求項６に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項10】

前記アレイ基板は、２つ設けられ、
２つの前記アレイ基板は、前記樹脂基材と前記アレイ層が重ねられる積層方向に重ねられている
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項11】

前記アレイ基板は、２つ設けられ、
２つの前記アレイ基板は、前記樹脂基材と前記アレイ層が重ねられる積層方向に重ねられている
請求項５に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項12】

前記アレイ基板は、２つ設けられ、
２つの前記アレイ基板は、前記樹脂基材と前記アレイ層が重ねられる積層方向に重ねられている
請求項６に記載のストレッチャブルデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ストレッチャブルデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

ストレッチャブルデバイスは、伸縮性及び可撓性に優れている。このようなストレッチャブルデバイスのアレイ基板は、アレイ層を設けるための樹脂基板を有している。この樹脂基材は、マトリックス状に配置されたボディ部と、ボディ部同士を接続するヒンジ部と、を有している。ヒンジ部の形状は、例えば特許文献１に示すように、蛇行したミアンダ形状となっている。よって、ストレッチャブルデバイスに引っ張り荷重が作用した場合、ミアンダ形状のヒンジ部が伸びる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１１８２７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年、ストレッチャブルデバイスに作用した引っ張り荷重及び圧縮荷重を検出できることが望まれている。また、このような荷重を検出するため、ヒンジ部にひずみゲージを設けることが考えられる。しかしながら、ヒンジ部にひずみゲージを設けると、ヒンジ部が変形し難くなり、ストレッチャブルデバイスの伸縮性及び可撓性が損なわれる可能性がある。よって、伸縮性及び可撓性を損なうことなく、引っ張り荷重及び圧縮荷重を検出することができるストレッチャブルデバイスの開発が望まれている。

【0005】

本発明は、伸縮性及び可撓性を損なうことなく、引っ張り荷重及び圧縮荷重を検出することができるストレッチャブルデバイス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】

【0006】

本開示の一態様に係るストレッチャブルデバイスは、樹脂基材と、前記樹脂基材に積層されたアレイ層と、を有するアレイ基板を備えている。前記樹脂基材は、互いに離隔して配置された複数のボディ部と、前記ボディ部同士を接続する複数のヒンジ部と、を有している。前記アレイ層は、前記ボディ部に設けられた複数のボディアレイ層と、前記ヒンジ部に設けられた複数のヒンジアレイ層と、を有している。複数の前記ボディアレイ層のうち少なくとも一部の第１ボディアレイ層は、アレイ電極を有している。前記アレイ層のうち前記第１ボディアレイ層以外の個所に、共通電極が設けられている。前記アレイ電極と前記共通電極との間には、前記アレイ電極と前記共通電極とを導通し、内部に導電性フィラーに含む導電性樹脂の導通部が設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係るストレッチャブルデバイスを斜視した模式図である。

【図2】図２は、実施形態に係るストレッチャブルデバイスの断面を模式的に示した図であり、詳細には、図３のＩＩ－ＩＩ線に沿って切った断面図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。

【図4】図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

【図5】図５は、図４のＶ－Ｖ線矢視断面図である。

【図6】図６は、図２のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図であり、電流が流れる範囲を示す模式図である。

【図7】図７は、実施形態１のストレッチャブルデバイスの回路構成を示す回路図である。

【図8】図８は、変形例１のストレッチャブルデバイスの断面図である。

【図9】図９は、実施形態２のストレッチャブルデバイスの断面図である。

【図10】図１０は、実施形態２のストレッチャブルデバイスのアレイ基板を第１樹脂層から視た平面図である。

【図11】図１１は、実施形態３のストレッチャブルデバイスの断面図である。

【図12】図１２は、実施形態３のストレッチャブルデバイスに曲げ荷重が作用した場合を平面方向から視た模式図である。

【図13】図１３は、実施形態４のストレッチャブルデバイスの断面図である。

【図14】図１４は、実施形態５のストレッチャブルデバイスのアレイ基板を第１樹脂層から視た平面図である。

【図15】図１５は、変形例２の回路構成を示す回路図である。

【図16】図１６は、変形例２において、検出時の状態の一例を示す模式図である。

【図17】図１７は、変形例２において、検出時の状態の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示のストレッチャブルデバイスを実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示の発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。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。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構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

また、本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

【0010】

（実施形態１）
図１は、実施形態に係るストレッチャブルデバイスを斜視した模式図である。図１に示すように、ストレッチャブルデバイス１は、平板状を成している。ストレッチャブルデバイス１は、互いに反対方向を向く表面１ａと裏面１ｂ（図１で不図示。図２参照）を有している。

【0011】

以下、ストレッチャブルデバイス１から視て表面１ａが向く方向を第１方向Ｘ１と称する。ストレッチャブルデバイス１から視て裏面１ｂが向く方向を第２方向Ｘ２と称する。表面１ａ及び裏面１ｂのそれぞれと直交する方向を積層方向と称する。表面１ａ及び裏面１ｂのそれぞれと平行な方向を平面方向と称する。また、ストレッチャブルデバイス１を第１方向Ｘ１から視ることを平面視と称する場合がある。

【0012】

ストレッチャブルデバイス１は、平面視で長方形（四角形）に形成されている。よって、表面１ａは、一対の短辺１ｃと、一対の長辺１ｄと、を有している。以下、平面方向において、短辺１ｃと平行な方向を第１平面方向Ｙと称する。また、平面方向において長辺１ｄと平行な方向を第２平面方向Ｚと称する。第１方向Ｄｘと第２方向Ｄｙとは、互いに直交している。

【0013】

ストレッチャブルデバイス１は、ストレッチャブルデバイス１に入力された荷重を検出可能な検出領域２と、検出領域２の外側を囲む枠状の周辺領域３と、に区分けされる。なお、図１では、検出領域２と周辺領域３の境界を理解し易くするため、境界線Ｌ１を引いている。

【0014】

図２は、実施形態に係るストレッチャブルデバイスの断面を模式的に示した図であり、詳細には、図３のＩＩ－ＩＩ線に沿って切った断面図である。図２に示すように、ストレッチャブルデバイス１は、積層方向に順に積層された、第２樹脂層７０、アレイ基板５、及び第１樹脂層６０を備えている。よって、第１樹脂層６０は、アレイ基板５に対し第１方向Ｘ１に積層されている。また、第２樹脂層７０は、アレイ基板５に対し第２方向Ｘ２に積層されている。また、アレイ基板５は、第２樹脂層７０の第１方向Ｘ１に積層される樹脂基材１０と、樹脂基材１０の第１方向Ｘ１に積層されるアレイ層２０と、を備えている。

【0015】

第１樹脂層６０及び第２樹脂層７０は、平面方向に延在し、板状に形成されている。第１樹脂層６０は、アレイ基板５の第１方向Ｘ１の第１面５ａに設けられている。また、第１樹脂層６０の第１方向Ｘ１の面は、表面１ａを構成している。第２樹脂層７０は、アレイ基板５の第２方向Ｘ２の第２面５ｂに設けられている。第２樹脂層７０の第２方向Ｘ２を向く面は、裏面１ｂを構成している。また、第２樹脂層７０の第１方向Ｘ１の面は、アレイ基板５が積層される積層面７０ａを構成している。

【0016】

第２樹脂層７０の積層面７０ａには、積層面７０ａの縁部に沿って延在し、かつ第１方向Ｘ１に突出する環状部７１が設けられている。この環状部７１は、アレイ基板５の外周側を囲んでいる。また、環状部７１の第１方向Ｘ１の面は、第１樹脂層６０の第２方向Ｘ２の面６１に固着している。よって、第１樹脂層６０及び第２樹脂層７０は、互いに協働してアレイ基板５を収容する筐体となっている。また、第２樹脂層７０は、絶縁性、伸縮性、及び可撓性を有している。第２樹脂層７０として使用される樹脂として、ポリイミドが挙げられるが、本開示は、ポリイミドに限定されず、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などであってもよく、特に限定はない。

【0017】

第１樹脂層６０は、導電性樹脂により形成されている。導電性樹脂とは、内部に導電性のフィラー（微粒子）を含む樹脂である。また、微粒子は、樹脂の内部で分散している。また、本実施形態の導電性樹脂は、変形していない状態で導電性を有している。導電性樹脂に圧縮荷重が作用した場合、フィラーが接触又は近接し、導電性樹脂の抵抗値が小さくなる。一方で、導電性樹脂に引っ張り荷重が作用した場合、フィラーが離隔し、導電性樹脂の抵抗値が大きくなる。また、第１樹脂層６０において、導電性樹脂を構成する樹脂は、伸縮性及び可撓性を有している。

【0018】

図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。樹脂基材１０は、第２樹脂層７０の積層面７０ａ（図２参照）に設けられている。樹脂基材１０は、伸縮性、可撓性、及び絶縁性を有している。樹脂基材１０は、例えばポリイミドなどの樹脂材料から形成されている。樹脂基材１０は、複数のボディ部１１と、蛇行しながら平面方向に延在する複数のヒンジ部１２と、を有している。ボディ部１１及びヒンジ部１２は、それぞれ検出領域２（図１参照）に配置されている。

【0019】

ボディ部１１は、平面視で四角形状（正方形状）となっている。ボディ部１１は、４つの角部が第１平面方向Ｙと第２平面方向Ｚを指すように配置されている。複数のボディ部１１は、第１平面方向Ｙと第２平面方向Ｚに配列し、かつ互いに離隔している。なお、本開示は、平面視でのボディ部１１の形状に関し、四角形状に限定されず、円形状や他の多角形状であってもよい。

【0020】

ヒンジ部１２は、４つの屈曲部１３を有し、蛇行しながら平面方向に延在している。本実施形態の各屈曲部１３は、円弧状を成している。なお、本開示の屈曲部は、円弧状でなく、角状に形成されていてもよい。また、屈曲部の数は、４つに限定されない。

【0021】

４つの屈曲部１３は、ヒンジ部１２の一端から他端に順に配置される第１円弧部１４、第２円弧部１５、第３円弧部１６、第４円弧部１７である。第１円弧部１４及び第４円弧部１７は、四分円状を成し、９０度折れ曲がっている。第２円弧部１５及び第３円弧部１６は、半円弧状を成し、１８０度折れ曲がっている。

【0022】

以上から、樹脂基材１０に対し、平面方向に引っ張り荷重が作用した場合、第１円弧部１４、第２円弧部１５、第３円弧部１６、及び第４円弧部１７は、それぞれ曲率が小さくなるように変形する。この結果、ヒンジ部１２の一端から他端までの長さが長くなり、ボディ部１１同士が離隔する。一方で、圧縮荷重が作用した場合、第１円弧部１４、第２円弧部１５、第３円弧部１６、及び第４円弧部１７は、それぞれ曲率が大きくなるように変形する。この結果、ヒンジ部１２の一端から他端までの長さが短くなり、ボディ部１１同士が近接する。

【0023】

以上から、樹脂基材１０に荷重が作用した場合、ヒンジ部１２が変形するため、ボディ部１１に作用する荷重が小さい。よって、ボディ部１１に積層される機能素子（本実施形態ではトランジスタ２５（図５参照））の破損が抑制される。そのほか、ヒンジ部１２は、第１平面方向Ｙに延在する横ヒンジ部１２Ａと、第２平面方向Ｚに延在する縦ヒンジ部１２Ｂと、を有している。

【0024】

また、樹脂基材１０には、積層方向に貫通する基材貫通孔１９が複数設けられている。この基材貫通孔１９は、４つのボディ部１１と４つのヒンジ部１２とによって囲まれている。

【0025】

図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。アレイ層２０は、樹脂基材１０に積層され、平面視で樹脂基材１０と同一形状となっている。よって、アレイ層２０は、ボディ部１１に積層される複数のボディアレイ層２１と、ヒンジ部１２に積層される複数のヒンジアレイ層２２と、を備えている。また、アレイ層２０には、積層方向に貫通するアレイ層貫通孔２９が複数設けられている。

【0026】

図２に示すように、図２に示すように、基材貫通孔１９とアレイ層貫通孔２９は、積層方向に連続し、アレイ基板５を積層方向に貫通する肉抜き孔３９を構成している。そして、肉抜き孔３９には、中間樹脂部３０が設けられている。

【0027】

中間樹脂部３０は、絶縁性、伸縮性、及び可撓性を有している。中間樹脂部３０として使用される樹脂として、ポリイミドが挙げられるが、本開示は、ポリイミドに限定されず、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などであってもよく、特に限定はない。

【0028】

図４に示すように、ボディアレイ層２１は、第１ボディアレイ層２１Ａと、第２ボディアレイ層２１Ｂと、を有している。第１ボディアレイ層２１Ａは、第１方向Ｘ１を向く第１面５ａにアレイ電極２３が設けられている。第２ボディアレイ層２１Ｂは、第１面５ａに共通電極２４が設けられている。第１ボディアレイ層２１Ａと第２ボディアレイ層２１Ｂは、第１平面方向Ｙ及び第２平面方向Ｚに交互に配列している。よって、アレイ電極２３と共通電極２４も、第１平面方向Ｙ及び第２平面方向Ｚに交互に配列している。言い換えると、共通電極２４は、アレイ電極２３が設けられた第１ボディアレイ層２１Ａの隣りに配置された第２ボディアレイ層２１Ｂに設けられている。

【0029】

ヒンジアレイ層２２は、一端が第１ボディアレイ層２１Ａに接続し、他端が第２ボディアレイ層２１Ｂと接続している。また、ヒンジアレイ層２２は、横ヒンジ部１２Ａに積層される横ヒンジアレイ層２２Ａと、縦ヒンジ部１２Ｂに積層される縦ヒンジアレイ層２２Ｂと、を有している。

【0030】

図５は、図４のＶ－Ｖ線矢視断面図である。第１ボディアレイ層２１Ａには、トランジスタ２５が設けられている。トランジスタ２５は、半導体層２５ａと、ゲート絶縁膜２５ｂと、ゲート電極２５ｃと、ドレイン電極２５ｄと、ソース電極２５ｅと、を備えている。ドレイン電極２５ｄは、アレイ電極２３と接続している。

【0031】

また、アレイ電極２３及び共通電極２４は、導電性材料で製造され、平面視で四角形状に形成されている（図４参照）。アレイ電極２３及び共通電極２４は、それぞれ第１方向Ｘ１に第１樹脂層６０が重ねられており、第１樹脂層６０と当接している。よって、アレイ電極２３と共通電極２４は、第１樹脂層６０を介して導通している。このため、アレイ電極２３に電流が供給されると、電流は、第１樹脂層６０を介して共通電極２４に流れる（図５の矢印Ａ参照）。

【0032】

図６は、図２のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図であり、電流が流れる範囲を示す模式図である。以下、第１樹脂層６０のうち、アレイ電極２３から共通電極２４に向かう電流が通過する部分を導通部６２と称する。図６に示すように、平面視した場合、導通部６２は、主に、アレイ電極２３と共通電極２４との間に配置される部分（図６の破線で囲まれる範囲を参照）である、言い換えると、平面視でヒンジアレイ層２２と重なる範囲が主に導通部６２である。なお、第１樹脂層６０の抵抗値が低い場合には、図６の破線で囲まれる範囲よりも大きな範囲で流れる。一方で、第１樹脂層６０の抵抗値が大きい場合には、図６の破線で囲まれる範囲よりも小さい範囲で流れる。つまり、図６で示す導通部６２（図６の破線で囲まれる範囲）は、本開示の一例である。

【0033】

また、アレイ層２０は、トランジスタ２５を駆動させるための構成として、ゲート線３１と、電流供給線３２と、信号線３３と、接続部３４と、ゲート線駆動回路３５と、電流供給線選択回路３６と、信号線選択回路３７と、を有している。

【0034】

図４に示すように、ゲート線３１は、複数の横ヒンジアレイ層２２Ａと複数のボディアレイ層２１とに跨って設けられている。これにより、ゲート線３１は、検出領域２内を第１平面方向Ｙに延在している。ゲート線３１は、第１ボディアレイ層２１Ａにおいて、トランジスタ２５のゲート電極２５ｃと接続している（図５参照）。ゲート線３１の第１平面方向Ｙの端部は、周辺領域３に延在し、ゲート線駆動回路３５に接続している。

【0035】

図４に示すように、電流供給線３２は、複数の縦ヒンジアレイ層２２Ｂと複数のボディアレイ層２１とに跨って配置されている。これにより、電流供給線３２は、検出領域２内を第２平面方向Ｚに延在している。電流供給線３２は、第１ボディアレイ層２１Ａにおいて、ソース電極４１ｅと接続している（図５参照）。電流供給線３２の第２平面方向Ｚの端部は、周辺領域３に延在し、電流供給線選択回路３６に接続している。

【0036】

信号線３３は、複数の縦ヒンジアレイ層２２Ｂと複数のボディアレイ層２１とに跨って配置されている。これにより、信号線３３は、検出領域２内を第２平面方向Ｚに延在している。信号線３３の第２平面方向Ｚの端部は、周辺領域３に延在し、信号線選択回路３７に接続している。また、信号線３３は、第２ボディアレイ層２１Ｂにおいて、共通電極２４と接続している（図５参照）。

【0037】

図１に示すように、接続部３４は、ストレッチャブルデバイス１の外部に配置された駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）と接続するためのものである。なお、駆動ＩＣは、接続部１０１に接続される図示しないフレキシブルプリント基板やリジット基板の上に、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）として実装されてもよい。または、駆動ＩＣは、第１樹脂層６０又は第２樹脂層７０の周辺領域３にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）として実装されてもよい。

【0038】

ゲート線駆動回路３５は、駆動ＩＣからの各種制御信号に基づいて複数のゲート線３１（図４参照）を駆動する回路である。ゲート線駆動回路３５は、複数のゲート線３１を順次又は同時に選択し、選択したゲート線３１にゲート駆動信号を供給する。

【0039】

電流供給線選択回路３６は、複数の電流供給線３２を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。電流供給線選択回路３６は、駆動ＩＣから供給される選択信号に基づき、選択された電流供給線３２と駆動ＩＣを接続する。これにより、駆動ＩＣから電流供給線３２に所定量の電流が供給される。

【0040】

信号線選択回路３７は、複数の信号線３３を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。信号線選択回路３７は、駆動ＩＣから供給される選択信号に基づき、選択された信号線３３と駆動ＩＣとを接続する。これにより、共通電極２４から信号線３３に流れた電流（信号）が駆動ＩＣに送られる。

【0041】

図７は、実施形態１のストレッチャブルデバイスの回路構成を示す回路図である。次に、実施形態１のストレッチャブルデバイスの動作例を説明する。図７に示すように、ゲート線３１からトランジスタ２５にゲート駆動信号が送られると、トランジスタ２５が閉じる。また、駆動ＩＣから供給された所定量の電流は、電流供給線３２とトランジスタ２５を介して、アレイ電極２３に流れる。また、アレイ電極２３に流れた電流は、第１樹脂層６０（導通部６２）を介して、共通電極２４に流れる。

【0042】

なお、図６に示すように、アレイ電極２３から視て、第１平面方向Ｙの両側と、第２平面方向Ｚの両側と、の四方に共通電極２４が配置されている。よって、アレイ電極２３から四方に配置される共通電極２４のそれぞれ向かって電流が流れる。そして、共通電極２４に接続する信号線３３が信号線選択回路３７により選択された場合、共通電極２４に流れた電流は、信号線３３を介して駆動ＩＣに戻る。

【0043】

ここで、ストレッチャブルデバイス１に平面方向の引っ張り荷重が加えられると、第１樹脂層６０（導通部６２）も引っ張られ、第１樹脂層６０（導通部６２）の抵抗が大きくなる。よって、アレイ電極２３から共通電極２４に流れる電流が少なくなる。つまり、ストレッチャブルデバイス１が変形していない場合と比べて、駆動ＩＣに戻ってくる電流が少なくなる。

【0044】

また、ストレッチャブルデバイス１に平面方向の圧縮荷重が加えられると、第１樹脂層６０（導通部６２）も圧縮され、第１樹脂層６０（導通部６２）の抵抗が小さくなる。よって、アレイ電極２３から共通電極２４に流れる電流が多くなる。つまり、ストレッチャブルデバイス１が変形していない場合と比べて、駆動ＩＣに戻ってくる電流が多くなる。

【0045】

以上から、駆動ＩＣが受け取った信号（電流量）と、ストレッチャブルデバイス１が変形していない場合に受け取る信号（電流量）と、を比較することで、ストレッチャブルデバイス１の各部位に作用した荷重を検出することができる。また、本実施形態によれば、ヒンジアレイ層２２にひずみゲージが設けられていない。よって、ストレッチャブルデバイス１の伸縮性及び可撓性が損なわれる、ということも回避される。

【0046】

以上、実施形態１について説明したが、本開示は、実施形態１で示した例に限定されない。例えば、第１樹脂層６０の全てが導電性樹脂で製造されているが、導通部６２に相当する部分のみが導電性樹脂で形成され、導通部６２以外の部分が絶縁性を有する樹脂で形成されてもよい。

【0047】

図８は、変形例１のストレッチャブルデバイスの断面図である。また、本開示のストレッチャブルデバイスは、図８に示すように、肉抜き孔３９に設けられた中間樹脂部３０Ａが導電性樹脂で製造されてもよい。これによれば、第１樹脂層６０以外に、中間樹脂部３０Ａにも電流が流れる。つまり、変形例１のストレッチャブルデバイス１Ａによれば、第１樹脂層６０以外に中間樹脂部３０Ａの一部も導通部６２Ａとなる。

【0048】

また、実施形態１において、アレイ電極２３と共通電極２４は、第１樹脂層６０に接しているが、本開示は、アレイ電極２３と共通電極２４が第１樹脂層６０に接していなくてもよい。以下、アレイ電極２３と共通電極２４が第１樹脂層６０に接していない実施形態２を説明する。なお、以下の説明においては、実施形態１との相違点に絞って説明する。

【0049】

（実施形態２）
図９は、実施形態２のストレッチャブルデバイスの断面図である。図９に示すように、実施形態２のストレッチャブルデバイス１Ｂは、アレイ基板５のアレイ電極２３Ｂ及び共通電極２４Ｂの第１方向Ｘ１に絶縁層２６が設けられている点で、実施形態１と相違する。また、実施形態２のアレイ電極２３Ｂ及び共通電極２４Ｂの一部は、中間樹脂部３０Ｂと接している点で、実施形態１と相違する。また、中間樹脂部３０Ｂは、導電性樹脂により製造されている点で、実施形態１と相違する。また、第１樹脂層６０Ｂは、絶縁性を有している点で実施形態１と相違する。以下、相違点について説明する。

【0050】

絶縁層２６は、アレイ電極２３Ｂ及び共通電極２４Ｂの第１方向Ｘ１の全面を覆っている。よって、アレイ電極２３Ｂ及び共通電極２４Ｂは、第１樹脂層６０Ｂと接していない。また、アレイ電極２３Ｂ及び共通電極２４Ｂの一部は、ボディアレイ層２１の側面２１ａから露出し、中間樹脂部３０Ｂに接している。以下、アレイ電極２３Ｂ及び共通電極２４Ｂのうち、中間樹脂部３０Ｂに接している部分を接続部２３ａ、２４ａと称する。

【0051】

図１０は、実施形態２のストレッチャブルデバイスのアレイ基板を第１樹脂層から視た平面図である。接続部２３ａは、アレイ電極２３Ｂの中央部Ｏ２３から視て、第１平面方向Ｙ又は第２平面方向Ｚに対し４５度ずれた斜め方向に配置されている。よって、１つのアレイ電極２３Ｂに対し、４つの接続部２３ａが設けられている。同様に接続部２４ａは、共通電極２４Ｂの中央部Ｏ２４から視て、第１平面方向Ｙ又は第２平面方向に対し４５度ずれた斜め方向に配置されている。よって、１つの共通電極２４Ｂに対し、４つの接続部２３ａが設けられている。これにより、アレイ電極２３Ｂ及び共通電極２４Ｂは、ボディアレイ層２１の周囲に配置された４つの中間樹脂部３０Ｂのそれぞれと接触している。

【0052】

以上、実施形態２によれば、アレイ電極２３Ｂ及び共通電極２４Ｂは、中間樹脂部３０Ｂにより導通する（図９の矢印参照）。つまり、実施形態２では、中間樹脂部３０Ｂの一部が導通部６２Ｂとなっている。図１０に示すように、また、電流は、図１０の矢印で示すように、ヒンジアレイ層２２を迂回するように流れる。つまり、中間樹脂部３０Ｂのうち平面視でヒンジアレイ層２２に隣り合う部分を電流が流れる。よって、中間樹脂部３０Ｂのうち図１０の矢印と重なる範囲が導通部６２Ｂとなる。そして、中間樹脂部３０Ｂ（導通部６２Ｂ）は、ストレッチャブルデバイス１Ｂに平面方向の荷重が作用した場合、アレイ基板５と同じように変形し、抵抗値が変化する。よって、実施形態２によっても各部位に作用した荷重を検出することができる。

【0053】

なお、本開示は、実施形態２の第１樹脂層６０Ｂを導電性樹脂により製造したストレッチャブルデバイス１Ｂであってもよい。または、本開示は、アレイ電極が実施形態１で示したアレイ電極２３であり、共通電極が実施形態２で示した共通電極２４Ｂであってもよい。若しくは、アレイ電極が実施形態２で示したアレイ電極２３Ｂであり、共通電極が実施形態１で示した共通電極２４であってもよい。つまり、アレイ電極２３と共通電極２４の位置は、実施形態１及び実施形態２で示すものに限定されない。

【0054】

次に、実施形態２のストレッチャブルデバイス１Ｂの一部を変更した実施形態３のストレッチャブルデバイス１Ｃを説明する。

【0055】

（実施形態３）
図１１は、実施形態３のストレッチャブルデバイスの断面図である。図１１に示すように、実施形態３のストレッチャブルデバイス１Ｃは、１つの第１ボディアレイ層２１Ａに対し、２つのトランジスタ２５が設けられている点で、実施形態２と相違する。また、実施形態３の第１ボディアレイ層２１Ａは、２つのアレイ電極１２３が設けられている点で、実施形態２と相違する。また、実施形態３において１つの第２ボディアレイ層２１Ｂは、２つの共通電極１２４が設けられている点で、実施形態２と相違する。以下、相違点について説明する。

【0056】

２つのアレイ電極１２３は、積層方向に離れて配置されている。以下、２つのアレイ電極１２３のうちトランジスタ２５寄り（第２方向Ｘ２寄り）に配置されたアレイ電極１２３を第１アレイ電極１２３Ａと称する。また、トランジスタ２５から積層方向に離れた位置に配置されたアレイ電極１２３を第２アレイ電極１２３Ｂと称する。

【0057】

同様に、２つの共通電極１２４は、積層方向に離れて配置されている。以下、２つの共通電極１２４のうち樹脂基材１０寄りに配置された共通電極１２４を第１共通電極１２４Ａと称する。樹脂基材１０から積層方向に離れた位置に配置された共通電極１２４を第２共通電極１２４Ｂと称する。

【0058】

積層方向の位置関係に関し、第１アレイ電極１２３Ａと第１共通電極１２４Ａが同じ高さであり、第２アレイ電極１２３Ｂと第２共通電極１２４Ｂとが同じ高さとなっている。よって、第１アレイ電極１２３Ａに電流が供給されると、中間樹脂部３０Ｂを介して、第１共通電極１２４Ａに電流が流れる（矢印Ｃ１参照）。第２アレイ電極１２３Ｂに電流が供給されると、中間樹脂部３０Ｂを介して、第２共通電極１２４Ｂに電流が流れる（矢印Ｃ２参照）。よって、２つのアレイ電極１２３と２つの共通電極１２４は、積層方向に分かれてそれぞれ導通している。以下、中間樹脂部３０Ｂのうち、第１アレイ電極１２３Ａと第１共通電極１２４Ａとの間にある部分を第１導通部１６２Ａと称する。第２アレイ電極１２３Ｂと第２共通電極１２４Ｂにある部分を第２導通部１６２Ｂと称する。

【0059】

図１２は、実施形態３のストレッチャブルデバイスに曲げ荷重が作用した場合を平面方向から視た模式図である。ストレッチャブルデバイス１Ｃに曲げ荷重が作用した場合、ストレッチャブルデバイス１Ｃが撓む。よって、中間樹脂部３０Ｂも撓む。１２に示すように、第２導通部１６２Ｂは、第１導通部１６２Ａに対し第１方向Ｘ１に配置されている。よって、第１導通部１６２Ａと第２導通部１６２Ｂとに作用する変形量（曲げ量）が異なったり、若しくは第１導通部１６２Ａと第２導通部１６２Ｂとに作用する荷重の向き（圧縮荷重又は引っ張り荷重）が異なったりする。なお、図１２では、第１導通部１６２Ａに圧縮荷重が作用し、第２導通部１６２Ｂに引っ張り荷重が作用している場合を示している。

【0060】

以上から、ストレッチャブルデバイス１Ｃが撓んだ場合、第１アレイ電極１２３Ａから第１共通電極１２４Ａに流れる電流量と、第２アレイ電極１２３Ｂから第２共通電極１２４Ｂに流れる電流量と、が互いに異なる。これにより、ストレッチャブルデバイス１Ｃの各部位に作用した曲げ荷重を検出することができる。なお、ストレッチャブルデバイス１Ｃに作用した荷重が平面方向の荷重の場合、第１アレイ電極１２３Ａから第１共通電極１２４Ａに流れる電流量と、第２アレイ電極１２３Ｂから第２共通電極１２４Ｂに流れる電流量と、が一致する。よって、実施形態３によっても、平面方向の荷重（引っ張り荷重及び圧縮荷重）を検出することができる。

【0061】

次に、実施形態１のストレッチャブルデバイス１を一部変更した実施形態４のストレッチャブルデバイス１Ｄを説明する。

【0062】

（実施形態４）
図１３は、実施形態４のストレッチャブルデバイスの断面図である。図１３に示すように、実施形態４のストレッチャブルデバイス１Ｄは、第２樹脂層７０の第２方向Ｘ２にアレイ基板５Ｄと第１樹脂層６０Ｄとをさらに設けている点で、実施形態１と相違する。この実施形態４のストレッチャブルデバイス１Ｄによれば、第２樹脂層７０よりも第１方向Ｘ１のひずみ（変形）をアレイ基板５と第１樹脂層６０とで検出することができる。また、第２樹脂層７０よりも第２方向Ｘ２のひずみ（変形）をアレイ基板５Ｄと第１樹脂層６０Ｄとで検出することができる。

【0063】

以上、実施形態４のストレッチャブルデバイス１Ｄは、積層方向に重ねられた２つのアレイ基板５、５Ｄを有している。そして、２つの２つのアレイ基板５、５Ｄにより、ストレッチャブルデバイス１Ｄに作用した曲げ荷重を検出することができる。

【0064】

なお、実施形態１から実施形態４の説明では、共通電極２４が第２ボディアレイ層２１Ｂに設けられているが、本開示は、共通電極２４が第２ボディアレイ層２１Ｂ以外の個所に設けられていてもよい。詳細には、共通電極２４は、アレイ電極２３が配置される第１ボディアレイ層２１Ａ以外の個所であればよい。なお、アレイ電極２３と共通電極２４が同じ第１ボディアレイ層２１Ａに配置された場合、第１樹脂層６０のうち第１ボディアレイ層２１Ａに積層する部分（導通部６２）により、アレイ電極２３と共通電極２４とを導通する。しかしながら、ストレッチャブルデバイス１に荷重が入力されても、第１ボディアレイ層２１Ａに積層する導通部６２は変形し難い。よって、導通部６２の抵抗値が変化せず、ひずみを検出することができないからである。このような理由から、共通電極２４は、アレイ電極２３が配置される第１ボディアレイ層２１Ａ以外の個所に配置される必要がある。

【0065】

次に、共通電極２４が第２ボディアレイ層２１Ｂ以外の個所に設けられた実施形態５のストレッチャブルデバイス１Ｅについて説明する。

【0066】

（実施形態５）
図１４は、実施形態５のストレッチャブルデバイスのアレイ基板を第１樹脂層から視た平面図である。図１４に示すように、実施形態５のストレッチャブルデバイス１Ｅは、ボディアレイ層２１の全てが第１ボディアレイ層２１Ａとなっている点で、実施形態１と相違する。よって、実施形態５では、アレイ電極２３が第１平面方向Ｙと第２平面方向Ｚに格子状に配列している。つまり、実施形態５のアレイ層２０Ｅは、共通電極２４が設けられる第２ボディアレイ層２１Ｂ（図４、図５参照）を有していない。

【0067】

また、実施形態５のヒンジアレイ層２２Ｅは、共通電極２４Ｅが設けられている点で、実施形態１と相違する。また、共通電極２４Ｅは、平面視で円形状に形成されている。共通電極２４Ｅは、ヒンジアレイ層２２Ｅの第１方向Ｘ１の面に設けられ、第１樹脂層６０に接している。よって、アレイ電極２３と共通電極２４Ｅは、第１樹脂層６０により導通している。また、共通電極２４Ｅは、ヒンジアレイ層２２Ｅの長さ方向の中央部に配置されている。よって、共通電極２４Ｅから第１平面方向Ｙ又は第２平面方向Ｚの両側に配置される２つのアレイ電極２３までの距離が等しい。

【0068】

以上、実施形態５のストレッチャブルデバイス１Ｅによれば、実施形態１よりもアレイ電極２３と共通電極２４Ｅとの距離が近い。つまり、ひずみを検出する範囲が小さくなり、圧力を検出する範囲の精細度が向上する。

【0069】

以上、実施形態５について説明したが、本開示は、共通電極２４Ｅの一部がヒンジアレイ層２２Ｅの側面から露出し、導電性樹脂（中間樹脂部３０Ｂ）に接触するように変更してもよい。この場合、アレイ電極２３の一部が実施形態２で示すように第１ボディアレイ層２１Ａの側面２１ａから露出し、導電性樹脂（中間樹脂部３０Ｂ）に接触するように変更してもよい。

【0070】

以上、各実施形態及び変形例について説明したが、本開示の回路構成は、図７に示した例に限定されない。以下、回路構成を変形した変形例２について説明する。

【0071】

図１５は、変形例２の回路構成を示す回路図である。図１６は、変形例２において、検出時の状態の一例を示す模式図である。図１７は、変形例２において、検出時の状態の一例を示す模式図である。図１５に示すように、変形例２のストレッチャブルデバイス１Ｆは、複数のゲート線３１と複数の電流供給線３２を備えている点で、実施形態１と共通している。一方、変形例２のストレッチャブルデバイス１Ｆは、複数の信号線３３を備えていない点で、実施形態１と相違する。よって、ストレッチャブルデバイス１Ｆは、信号線選択回路３７（図１参照）も備えていない。

【0072】

トランジスタ２５のゲート電極には、ゲート線３１が接続している。トランジスタ２５のドレイン電極には、共通電極２４と接続している。トランジスタ２５のソース電極は、アース接続されている。よって、ゲート駆動信号がトランジスタ２５に送られると、トランジスタ２５が閉じ、共通電極２４の電位が０Ｖとなる。また、電流供給線３２は、アレイ電極２３と接続している。この変形例２の回路構成によれば、ゲート駆動信号がゲート線３１に入力された後、駆動ＩＣが電流供給線３２に電圧を印加すると、電流供給線３２と導通部６２を介して、共通電極２４に電流が流れる。

【0073】

具体的には、図１６に示すように、ゲート駆動信号が入力されたゲート線３１と、電圧が印加された電流供給線３２と、が交差する位置にある電極がアレイ電極２３の場合、このアレイ電極２３から第１平面方向Ｙの両側にある共通電極２４に流れる（図１６の矢印Ｆ１参照）。

【0074】

また、図１７に示すように、ゲート駆動信号が入力されたゲート線３１と、電圧が印加された電流供給線３２と、が交差する位置にある電極が共通電極２４の場合、この共通電極２４に対し第２平面方向Ｚの両側にあるアレイ電極２３から共通電極２４に向かって電流が流れる（図１７の矢印Ｆ２参照）。

【0075】

また、変形例２の回路構成において、駆動ＩＣは、電流供給線３２に印加する電圧を一定値（定圧値）とする。これによれば、導通部６２の抵抗値が変化した場合、共通電極２４へ流れる電流量が変化する。つまり、ストレッチャブルデバイス１Ｆに引っ張り荷重及び圧縮荷重が作用すると、駆動ＩＣから電流供給線３２に流れる電流量も変化する。よって、駆動ＩＣは、駆動ＩＣから電流供給線３２に流れる電流量を検出することで、導通部６２に作用した荷重を検出することができる。

【0076】

以上、変形例２の回路構成について説明したが、本開示は他の回路構成としてもよく、特に限定されない。そのほか、本開示においては、第１樹脂層６０、中間樹脂部３０、及び第２樹脂層７０の全体を導電性樹脂としてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ ストレッチャブルデバイス
２ 検出領域
３ 周辺領域
５、５Ｄ アレイ基板
１０ 樹脂基材
１１ ボディ部
１２ ヒンジ部
１３ 屈曲部
１９ 基材貫通孔
２０、２０Ｅ アレイ層
２１ ボディアレイ層
２１Ａ 第１ボディアレイ層
２１Ｂ 第２ボディアレイ層
２２ ヒンジアレイ層
２３、２３Ｂ アレイ電極
２３ａ 接続部
２４、２４Ｂ、２４Ｅ 共通電極
２４ａ 接続部
２９ アレイ層貫通孔
３０、３０Ａ、３０Ｂ 中間樹脂部
３９ 肉抜き孔
６０、６０Ｂ、６０Ｄ 第１樹脂層
６２、６２Ａ 導通部
７０ 第２樹脂層
１２３Ａ 第１アレイ電極
１２３Ｂ 第２アレイ電極
１２４Ａ 第１共通電極
１２４Ｂ 第２共通電極
１６２Ａ 第１導通部
１６２Ｂ 第２導通部

【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】