特開 2025-8238 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】P2025008238

(43)【公開日】2025-01-20

(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】

   H05K 1/02 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 J

H05K1/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023110221

(22)【出願日】2023-07-04

(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】佐野 匠

(72)【発明者】

【氏名】兵頭 洋祐

【テーマコード（参考）】

5E338

【Ｆターム（参考）】

5E338AA01

5E338AA05

5E338AA12

5E338AA16

5E338BB54

5E338BB63

5E338BB75

5E338CD15

5E338CD17

5E338EE26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】使用時の荷重によりボディに配置された機能素子が損傷し難い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１００は、樹脂基材１０と、樹脂基材１０に設けられたアレイ層３０と、樹脂基材１０とアレイ層３０とが配置された厚み方向の両側から樹脂基材１０とアレイ層３０を挟み、樹脂基材１０よりも弾性率が小さい樹脂で形成された一対の樹脂層と、を有し、樹脂基材１０は、厚み方向に直交する方向に互いに離隔する複数のボディ部１１と、蛇行しながらボディ部１１同士を接続する複数のヒンジ部１２と、を有し、アレイ層３０は、厚み方向から視て、ボディ部１１と重なる機能素子３６を有し、樹脂層５０には、樹脂層５０を形成する樹脂よりも弾性率が高い第１剛性部２０が設けられ、第１剛性部２０は、厚み方向から視て、ボディ部１１と重なっている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂基材と、
前記樹脂基材に設けられたアレイ層と、
前記樹脂基材と前記アレイ層とが配置された厚み方向の両側から前記樹脂基材と前記アレイ層を挟み、前記樹脂基材よりも弾性率が小さい樹脂で形成された一対の樹脂層と、
を有し、
前記樹脂基材は、
前記厚み方向に直交する方向に互いに離隔する複数のボディ部と、
蛇行しながら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、前記厚み方向から視て、前記ボディ部と重なる機能素子を有し、
前記樹脂層には、前記樹脂層を形成する樹脂よりも弾性率が高い第１剛性部が設けられ、
前記第１剛性部は、前記厚み方向から視て、前記ボディ部と重なっている
ストレッチャブルデバイス。

【請求項2】

一対の前記樹脂層は、
前記樹脂基材から視て前記アレイ層と反対方向に配置された第１樹脂層と、
前記アレイ層から視て前記樹脂基材と反対方向に配置された第２樹脂層と、
を有し、
前記第１剛性部は、前記第１樹脂層に設けられたガラス片である
請求項１に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項3】

前記ガラス片は、前記厚み方向から視て矩形状に形成された外周面を有し、
前記外周面の角部は、面取りされている
請求項２に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項4】

前記樹脂基材には、前記厚み方向から視て前記ボディ部及び前記第１剛性部と重なり、金属材料で形成された第２剛性部が設けられている
請求項２に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項5】

前記樹脂基材には、前記厚み方向から視て前記ボディ部及び前記第１剛性部と重なり、金属材料で形成された第２剛性部が設けられている
請求項３に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項6】

前記第１剛性部は、前記樹脂層及び前記樹脂基材よりも高い弾性率を有する樹脂で形成されている
請求項１に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項7】

前記第１剛性部は、前記厚み方向から視て前記ボディ部の外形よりも内側に配置されている
請求項１から請求項６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剛性部は、前記厚み方向から視て前記機能素子の全てと重なっている
請求項１から請求項６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9】

前記第１剛性部は、前記厚み方向から視て前記機能素子の全てと重なっている
請求項７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。ストレッチャブルデバイスは、アレイ層と、アレイ層の基材となる樹脂基材と、アレイ層及び樹脂基材を挟む２つの樹脂層と、を備えている。樹脂基材は、マトリ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。また、ストレッチャブルデバイスのアレイ層には、電気回路が含まれている。電気回路として、例えば荷重検出回路が挙げられる。荷重検出回路は、ひずみゲージとスイッチ素子を備えている。ひずみゲージは、平面視でヒンジ部に重なるように配置される。スイッチ素子は、平面視でボディ部と重なるように配置される。

【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】

ストレッチャブルデバイスに引っ張り荷重が作用すると、ヒンジ部の円弧部が拡大するように変形する。これにより、ヒンジ部の一端から他端までの距離が長くなり、ストレッチャブルデバイスが伸長する。また、ヒンジ部の変形に対応して、ひずみゲージが変形し、ひずみゲージの抵抗値が変化する。そして、この抵抗値の変化量を検出することで、ヒンジ部に作用した荷重の大きさが算出される。一方で、ボディ部が変形すると、ボディ部に配置されたスイッチ素子が損傷する可能性があり、好ましくない。よって、ボディ部に設けられた機能素子（スイッチ素子）が損傷し難い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、使用時の荷重によりボディに配置された機能素子が損傷し難い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、前記樹脂基材に設けられたアレイ層と、前記樹脂基材と前記アレイ層とが配置された厚み方向の両側から前記樹脂基材と前記アレイ層を挟み、前記樹脂基材よりも弾性率が小さい樹脂で形成された一対の樹脂層と、を有している。前記樹脂基材は、前記厚み方向に直交する方向に互いに離隔する複数のボディ部と、蛇行しながら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、前記厚み方向から視て、前記ボディ部と重なる機能素子を有している。前記樹脂層には、前記樹脂層を形成する樹脂よりも弾性率が高い第１剛性部が設けられている。前記第１剛性部は、前記厚み方向から視て、前記ボディ部と重なっている。

【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の模式図である。

【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、実施形態１の第１樹脂層の第１面に配置された樹脂基材を第１厚み方向から視た平面図である。

【図4】図４は、実施形態１のボディ部とヒンジ部とを拡大した拡大図である。

【図5】図５は、実施形態１の引っ張り荷重が作用したボディ部とヒンジ部とを拡大した拡大図である。

【図6】図６は、実施形態１のアレイ層に含まれる電気回路の回路図である。

【図7】図７は、実施形態１のガラス片を第２厚み方向から視た拡大図である。

【図8】図８は、実施形態１のストレッチャブルデバイスの製造工程の前半を示すフロー図である。

【図9】図９は、実施形態１のストレッチャブルデバイスの製造工程の後半を示すフロー図である。

【図10】図１０は、変形例１の第１剛性部を第２厚み方向から視た拡大図である。

【図11】図１１は、変形例２の第１剛性部を第２厚み方向から視た拡大図である。

【図12】図１２は、実施形態２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る。

【図13】図１３は、実施形態２のストレッチャブルデバイスの製造工程の前半を示すフロー図である。

【図14】図１４は、実施形態２のストレッチャブルデバイスの製造工程の中間を示すフロー図である。

【図15】図１５は、実施形態２のストレッチャブルデバイスの製造工程の後半を示すフロー図である。

【図16】図１６は、実施形態３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る。

【図17】図１７は、実施形態３のストレッチャブルデバイスの製造工程の前半を示すフロー図である。

【図18】図１８は、実施形態３のストレッチャブルデバイスの製造工程の後半を示すフロー図である。

【図19】図１９は、実施形態４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る。

【図20】図２０は、実施形態４のストレッチャブルデバイスの製造工程の前半を示すフロー図である。

【図21】図２１は、実施形態４のストレッチャブルデバイスの製造工程の後半を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示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の模式図である。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１及び図２に示すように、ストレッチャブルデバイス１００は、板状に形成されている。ストレッチャブルデバイス１００は、互いに反対方向を向く表面１と裏面２（図１で不図示。図２参照）を有している。以下、表面１及び裏面２のそれぞれと平行な方向を平面方向と称する。

【0011】

図１に示すように、ストレッチャブルデバイス１００は、表面１と対向する方向から視た場合、長方形に形成されている。よって、表面１は、一対の長辺３と、一対の短辺４と、を有している。以下、長辺３と平行な方向を長手方向と称し、短辺４と平行な方向を交差方向と称する。

【0012】

図２に示すように、ストレッチャブルデバイス１００は、順に積層された第１樹脂層５０、樹脂基材１０、アレイ層３０、及び第２樹脂層６０を備えている。なお、第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０を一対の樹脂層と称することがある。

【0013】

以下、第１樹脂層５０、樹脂基材１０、アレイ層３０、及び第２樹脂層６０が積層された方向を厚み方向と称する。厚み方向に関し、第１樹脂層５０から視て第２樹脂層６０が配置される方向を第１厚み方向Ｚ１と称し、第１厚み方向Ｚ１の反対方向を第２厚み方向Ｚ２と称する。さらに、第１厚み方向Ｚ１又は第２厚み方向Ｚ２からストレッチャブルデバイス１００を視ることを平面視と称する。

【0014】

第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０は、樹脂により形成され、絶縁性、伸縮性、及び可撓性を有している。第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０として使用される樹脂として、アクリル系樹脂が挙げられる。アクリル系樹脂の弾性率は、０．１～１０ＭＰａである。なお、本開示の第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０は、アクリル系樹脂に限定されず、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。

【0015】

第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０は、板状に形成され、平面方向に延在している。第１樹脂層５０の第２厚み方向Ｚ２の面は、ストレッチャブルデバイス１００の裏面２を構成している。第１樹脂層５０は、第１厚み方向Ｚ１を向く第１面５１を有している。第１面５１に樹脂基材１０が積層される。また、第１樹脂層５０に第１剛性部２０が設けられている。なお、第１剛性部２０の詳細は後述する。

【0016】

第２樹脂層６０の第１厚み方向Ｚ１の面は、ストレッチャブルデバイス１００の表面１を構成している。第２樹脂層６０の第２厚み方向Ｚ２の面６１は、アレイ層３０を第１厚み方向Ｚ１から覆っている。第２樹脂層６０の長手方向の端部及び交差方向の端部には、面６１よりも第２厚み方向Ｚ２に突出する枠部６２が設けられている。

【0017】

枠部６２は、平面視で環状を成し、樹脂基材１０及びアレイ層３０の外周側を囲んでいる。枠部６２の第２厚み方向の面が第１樹脂層５０の第１面５１と接着している。よって、第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０は、互いに協働して樹脂基材１０及びアレイ層３０を収容する筐体となっている。

【0018】

図３は、実施形態１の第１樹脂層の第１面に配置された樹脂基材を第１厚み方向から視た平面図である。なお、図３において、樹脂基材１０を見易くするため、樹脂基材１０にハッチングを入れている。樹脂基材１０は、第１樹脂層５０の第１面５１に粘着している。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。

【0019】

樹脂基材１０は、複数のボディ部１１と、蛇行しながら延在する複数のヒンジ部１２と、接続用ボディ部（不図示）と、接続用ヒンジ部１８と、を備えている。接続用ボディ部（不図示）は、第１面５１のうち、長手方向の一端部（図１に示す破線Ａ参照）に配置されている。また、接続用ボディ部（不図示）には、第１厚み方向Ｚ１にアレイ層３０の接続部４０が設けられる。ボディ部１１とヒンジ部１２は、第１面５１のうち、長手方向の一端部を除く領域に配置されている（図１に示す破線Ｂ参照）。接続用ヒンジ部１８は、図１に示す破線Ａと破線Ｂとの間に配置されている。

【0020】

以下、長手方向に関し、接続用ヒンジ部１８から視てボディ部１１とヒンジ部１２が配置される方向を第１長手方向Ｘ１と称し、第１長手方向Ｘ１と反対方向を第２長手方向Ｘ２と称する。また、交差方向に関し、ストレッチャブルデバイス１００を第１厚み方向Ｚ１から視た場合、右手が配置される方向を第１交差方向Ｙ１と称し、左手が配置される方向を第２交差方向Ｙ２と称する。

【0021】

図４は、実施形態１のボディ部とヒンジ部とを拡大した拡大図である。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つの角部が長手方向と交差方向を指すように配置されている。図３に示すように、複数のボディ部１１は、長手方向と交差方向に配列し、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。

【0022】

図３に示すように、ヒンジ部１２は、長手方向に延在する縦ヒンジ部１２Ａと、交差方向に延在する横ヒンジ部１２Ｂと、を有している。平面視で、縦ヒンジ部１２Ａを９０°回転させると、横ヒンジ部１２Ｂと同一形状となる。よって、以下のヒンジ部１２の説明では、縦ヒンジ部１２Ａを代表例として説明し、横ヒンジ部１２Ｂの説明を省略する。

【0023】

図４に示すように、縦ヒンジ部１２Ａは、４つの屈曲部１３を有し、蛇行しながら長手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。

【0024】

４つの屈曲部１３は、第２長手方向Ｘ２から順に配置される第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。

【0025】

図５は、実施形態１の引っ張り荷重が作用したボディ部とヒンジ部とを拡大した拡大図である。図５に示すように、長手方向の引っ張り荷重（図５の矢印Ｃ参照）が縦ヒンジ部１２Ａに作用すると、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、縦ヒンジ部１２Ａの一端から他端までの距離が大きくなり、ボディ部１１同士が離隔する。また、特に図示しないが長手方向の圧縮荷重が縦ヒンジ部１２Ａに作用した場合、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、縦ヒンジ部１２Ａの一端から他端までの距離が小さくなり、ボディ部１１同士が近接する。

【0026】

図３に示すように、環状（四角形状）に配置された４つのヒンジ部１２により囲まれる部分は、樹脂基材１０を厚み方向に貫通する肉抜き部１９となっている。つまり、樹脂基材１０は、複数の肉抜き部１９を有している。

【0027】

図２に示すように、肉抜き部１９は、第２樹脂層６０により埋められている。つまり、ヒンジ部１２の長手方向の隣、又は交差方向の隣には、剛性が低い（弾性率が高い）第２樹脂層６０が配置されている。このため、ストレッチャブルデバイス１００に荷重が作用すると、ヒンジ部１２が変形する。

【0028】

なお、本実施形態の肉抜き部１９は、第２樹脂層６０により埋められているが、本開示は、第１樹脂層５０により埋められてもよい。または、肉抜き部１９は、第１樹脂層５０と第２樹脂層６０のそれぞれにより埋められていてもよい。若しくは、肉抜き部１９は、第１樹脂層５０と第２樹脂層６０以外の樹脂により埋められていてもよい。そのほか、肉抜き部１９は、何も配置されておらず、空間となっていてもよい。

【0029】

図３に示すように、接続用ヒンジ部１８は、長手方向に延在している。接続用ヒンジ部１８の第１長手方向Ｘ１の端部は、ボディ部１１と接続している。接続用ヒンジ部１８の第２長手方向Ｘ２の端部は、図示しない接続部用ボディと接続している。接続用ヒンジ部１８は、ヒンジ部１２と同じように、複数の屈曲部１８ａを有し、長手方向に蛇行しながら延在している。接続用ヒンジ部１８同士の間は、肉抜き部１９となっており、第２樹脂層６０により埋められている。よって、ストレッチャブルデバイス１００に荷重が作用すると、接続用ヒンジ部１８も変形する。

【0030】

図２に示すように、アレイ層３０は、樹脂基材１０の第１厚み方向Ｚ１の面に設けられている。アレイ層３０は、厚み方向に積層される複数の絶縁層（不図示）と、複数の絶縁層により外部との絶縁性が確保された荷重検出回路３１（図６参照）を備えている。

【0031】

図６は、実施形態１のアレイ層に含まれる電気回路の回路図である。図６に示すように、荷重検出回路３１は、ひずみゲージ３２と、ゲート線３３と、信号線３４と、電力供給線３５と、トランジスタ３６と、ゲート線駆動回路３７（図１参照）と、信号線選択回路３８（図１参照）と、電力供給線選択回路３９（図１参照）と、接続部４０（図１参照）と、を有している。

【0032】

図３に示すように、ひずみゲージ３２は、縦ヒンジ部１２Ａに配置され、縦ヒンジ部１２Ａに沿って延在している。よって、縦ヒンジ部１２Ａが変形すると、ひずみゲージ３２も変形し、ひずみゲージ３２の抵抗値が変わる。なお、本実施形態のひずみゲージ３２は、縦ヒンジ部１２Ａに配置されているが、本開示は、ひずみゲージ３２が横ヒンジ部１２Ｂにも配置されてもよい。

【0033】

また、ひずみゲージ３２は、全ての縦ヒンジ部１２Ａに配置されていない。詳細に説明すると、複数の縦ヒンジ部１２Ａのうち、交差方向の両側に配置される縦ヒンジ部１２Ａ（図１の破線Ｂ１で囲まれる範囲を参照）に、ひずみゲージ３２が配置されていない。また、複数の縦ヒンジ部１２Ａのうち、第２長手方向Ｘ２の端部に配置される縦ヒンジ部１２Ａ（図１の破線Ｂ２及びＢ３で囲まれる範囲を参照）に、ひずみゲージ３２が配置されていない。つまり、ひずみゲージ３２は、縦ヒンジ部１２Ａのうち、図１の破線Ｂ４で囲まれる範囲に配置された縦ヒンジ部１２Ａにのみ配置されている。以下、ひずみゲージ３２が配置された領域を検出領域Ｂ４と称する。

【0034】

図３に示すように、ゲート線３３は、複数の横ヒンジ部１２Ｂと複数のボディ部１１に跨って配置されることで、検出領域Ｂ４を交差方向に延在している。信号線３４及び電力供給線３５は、複数の縦ヒンジ部１２Ａと複数のボディ部１１に跨って配置されることで、検出領域Ｂ４を長手方向に延在している。

【0035】

トランジスタ３６は、検出領域Ｂ４に配置された各ボディ部１１に配置されている。図６に示すように、トランジスタ３６のゲート電極は、ゲート線３３と接続している。トランジスタ３６のドレイン電極は、電力供給線３５と接続している。トランジスタ３６のソース電極は、ひずみゲージ３２を介して信号線３４に接続している。

【0036】

ゲート線駆動回路３７は、駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）からの制御信号に基づいて複数のゲート線３３を駆動する回路である。ゲート線駆動回路３７は、複数のボディ部１１及び複数のヒンジ部１２のうち、交差方向の両側に配置された複数のボディ部１１及び複数のヒンジ部１２（図１の破線Ｂ１で囲まれる範囲を参照）に配置されている。

【0037】

信号線選択回路３８は、駆動ＩＣからの制御信号に基づいて複数の信号線３４を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。図１に示すように、信号線選択回路３８は、複数のボディ部１１及び複数のヒンジ部１２のうち、第２長手方向Ｘ２の端部に配置された複数のボディ部１１及び複数のヒンジ部１２（図１の破線Ｂ２で囲まれる範囲を参照）に配置されている。

【0038】

電力供給線選択回路３９は、駆動ＩＣからの制御信号に基づいて複数の電力供給線を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。図１に示すように、電力供給線選択回路３９は、複数のボディ部１１及び複数のヒンジ部１２のうち、第２長手方向Ｘ２の端部（図１の破線Ｂ３で囲まれる範囲を参照）に配置された複数のボディ部１１及び複数のヒンジ部１２に配置されている。

【0039】

接続部４０は、ストレッチャブルデバイス１００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、本開示においての駆動ＩＣは、接続部４０に接続された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。

【0040】

荷重検出回路３１の動作例を説明する。図６に示すように、ゲート線駆動回路３７により選択された１つのゲート線３３が駆動すると、そのゲート線３３に接続する交差方向の複数のトランジスタ３６が閉じる。また、電力供給線選択回路３９が１つ又は複数の電力供給線３５を選択する。これにより、トランジスタ３６を介して、選択された電力供給線３５からひずみゲージ３２に信号（例えば電圧値）が供給される。

【0041】

ここで、縦ヒンジ部１２Ａが変形していない場合、ひずみゲージ３２を流れる信号の電圧値は所定値となる。一方、縦ヒンジ部１２Ａが変形していると、ひずみゲージ３２の抵抗値が変化する。つまり、ひずみゲージ３２を流れる信号は、所定値と異なる電圧値を示す。ひずみゲージ３２から出力された信号（検出結果）は、信号線３４に供給される。信号線３４は、信号線選択回路３８により選択された場合、接続部４０を介して外部の演算装置（不図示）に信号（検出結果）を供給する。演算装置は、受け取った信号（検出結果）からヒンジ部１２に作用した荷重を算出する。次に第１剛性部２０の詳細を説明する。

【0042】

図２に示すように、第１剛性部２０は、一対の樹脂層（第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０）を形成する樹脂よりも弾性率が高い材料で形成されている。本実施形態の第１剛性部２０は、ガラスで形成されたガラス片２１である。よって、第１剛性部２０は、第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０よりも高い剛性を有している。

【0043】

ガラス片２１は、板状に形成され、平面方向に延在している。ガラス片２１は、第１樹脂層５０に埋設している。ガラス片２１の第１厚み方向Ｚ１の面２１ａは、第１樹脂層５０の第１面５１と平行となっている。ガラス片２１の第１厚み方向Ｚ１の面２１ａは、樹脂基材１０のボディ部１１に当接している。つまり、ガラス片２１は、ボディ部１１と厚み方向に重なっている。このため、ボディ部１１が変形し難く、ボディ部１１の第１厚み方向Ｚ１に配置されたトランジスタ３６（機能素子）の破損が抑制される。

【0044】

図７は、実施形態１のガラス片を第２厚み方向から視た拡大図である。図７に示すように、平面視でガラス片２１は四角形状に形成されている。よって、ガラス片２１の外周面２２は、４つの側面２３と、側面２３同士が交わる４つの角部２４と、を有している。４つの角部２４が長手方向及び交差方向を指すように、ガラス片２１が配置されている。平面視で、ガラス片２１はトランジスタ３６（機能素子）よりも大きい。言い換えると、ガラス片２１は、トランジスタ３６（機能素子）の全てと重なっている。このため、トランジスタ３６（機能素子）の破損が確実に抑制される。

【0045】

また、平面視でガラス片２１はボディ部１１よりも小さい。つまり、ガラス片２１の外周面２２は、ボディ部１１の外側に飛び出ていない。仮にガラス片２１の一部がボディ部１１とヒンジ部１２との境界線Ｌを超えてヒンジ部１２に配置された場合、ガラス片２１がヒンジ部１２の変形を阻害する。一方、本実施形態によれば、ガラス片２１は、境界線Ｌを超えておらず、ヒンジ部１２に配置されていない。また、ガラス片２１は、肉抜き部１９にも配置されていない。よって、ガラス片２１は、ヒンジ部１２の変形や、肉抜き部１９内の第２樹脂層６０の変形を阻害しない。つまり、ガラス片２１を設けてもストレッチャブルデバイス１００の伸縮性及び可撓性が阻害されない。次に、実施形態１のストレッチャブルデバイス１００の製造方法について説明する。

【0046】

図８は、実施形態１のストレッチャブルデバイスの製造工程の前半を示すフロー図である。図９は、実施形態１のストレッチャブルデバイスの製造工程の後半を示すフロー図である。なお、以下の説明において、アレイ層３０のうちボディ部１１と重なる部分をボディアレイ層３０Ａと称し、ヒンジ部１２と重なる部分をヒンジアレイ層３０Ｂと称する。

【0047】

図８、図９に示すように、ストレッチャブルデバイス１００の製造方法Ｓ１００は、準備工程Ｓ１と、樹脂基材形成工程Ｓ３と、アレイ層形成工程Ｓ５と、第２樹脂層形成工程Ｓ７と、トリミング工程Ｓ９と、リフトオフ工程Ｓ１１と、第１樹脂層形成工程Ｓ１３と、を含む。

【0048】

図８に示すように、準備工程Ｓ１は、ガラス板１２０を準備する工程である。ガラス板１２０は、第１厚み方向Ｚ１を向く第１面１２１と、第２厚み方向Ｚ２を向く第２面１２２と、を有している。

【0049】

樹脂基材形成工程Ｓ３は、ガラス板１２０の第１面１２１にベタ膜である樹脂層を成膜する。その後、エッチングにより不要な部分を除去し、樹脂基材１０を形成する工程である。

【0050】

アレイ層形成工程Ｓ５は、樹脂基材１０の第１厚み方向Ｚ１にアレイ層３０を形成する工程である。これにより、ボディ部１１の第１厚み方向Ｚ１に、ボディアレイ層３０Ａが設けられる。ヒンジ部１２の第１厚み方向Ｚ１には、ヒンジアレイ層３０Ｂが設けられる。なお、ボディアレイ層３０Ａにトランジスタ３６（図６参照）が含まれている。

【0051】

第２樹脂層形成工程Ｓ７は、予め成形された第２樹脂層６０を、アレイ層３０及び樹脂基材１０に重ねる工程である。第２樹脂層６０は粘着性が高い。よって、第２樹脂層６０は、アレイ層３０及び樹脂基材１０と粘着する。なお、アレイ層３０及び樹脂基材１０の外周側は、第２樹脂層６０の枠部６２により囲まれる。

【0052】

トリミング工程Ｓ９は、ガラス板１２０の第２面１２２にレーザを照射し、ガラス板１２０に亀裂１２３を形成する工程である。亀裂１２３は、ボディ部１１の外形と重なるように形成され、環状となっている。以下、亀裂１２３の内部を中間ガラス片１２４と称し、残りをガラス板１２０の残部１２５と称する。

【0053】

リフトオフ工程Ｓ１１は、樹脂基材１０からガラス板１２０の残部１２５を剥がす工程である。具体的に、リフトオフ工程Ｓ１１は、中間ガラス片１２４の第２厚み方向Ｚ２にマスク１３０を配置する。次に、マスク１３０の第２厚み方向Ｚ２から、樹脂基材１０の第２厚み方向Ｚ２の面１０ａに向かってレーザを照射する。これにより、樹脂基材１０と残部１２５との間に空隙が形成され、残部１２５を剥がすことができる。一方で、中間ガラス片１２４と樹脂基材１０の接着面は、マスク１３０で覆われ、レーザが入射しない。中間ガラス片１２４と樹脂基材１０の接着が維持される。これにより、中間ガラス片１２４がガラス片２１となる。そのほか、マスク１３０により、ボディアレイ層３０Ａにレーザが入射しない。よって、トランジスタ３６の性能が劣化しない。

【0054】

第１樹脂層形成工程Ｓ１３は、予め成形された第１樹脂層５０を、樹脂基材１０の第２厚み方向Ｚ２から重ねる工程である。第１樹脂層５０は、樹脂基材１０と粘着する。また、第１樹脂層５０は、第２樹脂層６０と接着剤により接着させる。これにより、ガラス片２１を有するストレッチャブルデバイス１００が完成する。

【0055】

以上、実施形態１について説明したが、本開示は上記した例に限定されない。例えば、実施形態１では、アレイ層３０に含まれる電気回路が荷重検出回路３１となっているが、本開示は、表面１に加えられた荷重を検出する圧力検出回路や、表面１に入射した光を検出する検出回路などであってもよく、特に限定されない。

【0056】

また、実施形態１において、平面視した第１剛性部２０（ガラス片２１）の形状は、矩形状（四角形）となっているが、本開示はこの形状に限定されない。次に、第１剛性部２０の形状を変更した変形例１と変形例２について説明する。また、以下の説明では実施形態１との相違点に絞って説明する。

【0057】

（変形例１）
図１０は、変形例１の第１剛性部を第２厚み方向から視た拡大図である。図１０に示すように、変形例１の第１剛性部２０Ａは、平面視で矩形状と成っている点で、実施形態１の第１剛性部２０と共通する。但し、第１剛性部２０Ａの角部２４Ａは、Ｒ面取りされている点で、実施形態１の第１剛性部２０と相違する。つまり、平面視で、角部２４Ａは円弧状に形成されている。

【0058】

ここで、ストレッチャブルデバイス１００に圧縮荷重や折り曲げ荷重が作用すると、第１剛性部２０Ａの角部２４Ａに第１樹脂層５０が押し付けられる。実施形態１の角部２４は尖っているため、第１樹脂層５０が裂ける可能性がある。一方、変形例１の角部２４Ａは尖っていないため、第１樹脂層５０が裂ける可能性が極めて小さい。よって、第１樹脂層５０の耐久性が向上する。

【0059】

（変形例２）
図１１は、変形例２の第１剛性部を第２厚み方向から視た拡大図である。図１１に示すように、変形例２の第１剛性部２０Ｂは、平面視で矩形状と成っている点で、実施形態１の第１剛性部２０と共通する。但し、第１剛性部２０Ｂの角部２４Ｂは、角面取りされている点で、実施形態１の第１剛性部２０と相違する。つまり、平面視で、角部２４Ａは直線状に形成されている。このような角部２４Ｂであれば、変形例１と同様に、第１樹脂層５０が裂ける可能性が極めて小さく、第１樹脂層５０の耐久性が向上する。

【0060】

また、実施形態１のストレッチャブルデバイス１００では、第１剛性部２０を有する例を挙げたが、本開示は、ガラス片２１（第１剛性部２０）の他にさらに第２剛性部を備えていてもよい。以下、第１剛性部２０と第２剛性部を備えた実施形態２のストレッチャブルデバイス１００Ｃについて説明する。

【0061】

（実施形態２）
図１２は、実施形態２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る。図１３は、実施形態２のストレッチャブルデバイスの製造工程の前半を示すフロー図である。図１４は、実施形態２のストレッチャブルデバイスの製造工程の中間を示すフロー図である。図１５は、実施形態２のストレッチャブルデバイスの製造工程の後半を示すフロー図である。実施形態２のストレッチャブルデバイス１００Ｃは、第１樹脂層５０にガラス片２１（第１剛性部２０）が設けられている点で、実施形態１と共通する。ただし、実施形態２のストレッチャブルデバイス１００Ｃは、さらに第２剛性部２７が設けられている点で、実施形態１と相違する。

【0062】

第２剛性部２７は、金属材料で形成された金属片である。金属材料の種類は、樹脂層（第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０）よりも高い弾性率を示すものであれば特に限定されない。第２剛性部２７は、平面視でボディ部１１及び第１剛性部２０と重なっている。第２剛性部２７は、樹脂基材１０に設けられている。この実施形態２によれば、ボディ部１１の変形が抑制される。よって、機能素子（トランジスタ３６）の破損が確実に回避される。

【0063】

図１３から図１５に示すように、ストレッチャブルデバイス１００Ｃの製造方法Ｓ２００は、準備工程Ｓ１と、第２剛性部形成工程Ｓ２と、樹脂基材形成工程Ｓ３と、アレイ層形成工程Ｓ５と、第２樹脂層形成工程Ｓ７と、トリミング工程Ｓ９と、リフトオフ工程Ｓ１１と、第１樹脂層形成工程Ｓ１３と、を含む。実施形態２の製造方法Ｓ２００は、第２剛性部形成工程Ｓ２を含んでいる点で、実施形態１の製造方法Ｓ１００と相違する。なお、実施形態１で説明した工程については簡単に説明する。

【0064】

図１３に示すように、準備工程Ｓ１は、ガラス板１２０を準備する工程である。第２剛性部形成工程Ｓ２は、ガラス板１２０の第１面１２１に第２剛性部２７を形成する工程である。第２剛性部２７の形成方法は特に限定されないが、例えば、ガラス板１２０の第１面１２１にベタ膜である金属層を形成し、その後エッチングにより不要な部分を除去し、第２剛性部２７を形成する方法が挙げられる。

【0065】

樹脂基材形成工程Ｓ３は、樹脂基材１０をガラス板１２０の第１厚み方向Ｚ１に形成する工程である。本実施形態では、ガラス板１２０の第１面１２１に第２剛性部２７が設けられているため、第２剛性部２７を覆うようにベタ膜である樹脂層を成膜し、その後、パエッチングを行い、樹脂基材１０を形成する。

【0066】

図１４に示すように、アレイ層形成工程Ｓ５は、樹脂基材１０の第１厚み方向Ｚ１にアレイ層３０を形成する工程である。第２樹脂層形成工程Ｓ７は、予め成形された第２樹脂層６０を、アレイ層３０及び樹脂基材１０に重ねる工程である。トリミング工程Ｓ９は、ガラス板１２０の第２面１２２にレーザを照射し、亀裂１２３を形成する工程である。

【0067】

図１５に示すように、リフトオフ工程Ｓ１１は、樹脂基材１０からガラス板１２０の残部１２５を剥がす工程である。なお、本実施形態では、第２剛性部２７が設けられているため、中間ガラス片１２４の第２厚み方向Ｚ２にマスク１３０を配置しない。樹脂基材１０の第２厚み方向Ｚ２の面１０ａに向かってレーザを照射すると、樹脂基材１０と残部１２５との間に空隙が形成され、樹脂基材１０から残部１２５が剥がれる。また、リフトオフ工程Ｓ１１のレーザのエネルギー量では、中間ガラス片１２４と第２剛性部２７との接合面に空隙が形成されず、接合状態が維持される。よって、中間ガラス片１２４は剥がれず、ガラス片２１として残る。また、第２剛性部２７によりトランジスタ３６にレーザが入射しない。よって、トランジスタ３６の性能が劣化しない。

【0068】

第１樹脂層形成工程Ｓ１３は、予め成形された第１樹脂層５０を、樹脂基材１０の第２厚み方向Ｚ２から重ねる工程である。これにより、ガラス片２１及び第２剛性部２７を有するストレッチャブルデバイス１００Ｃが完成する。

【0069】

以上、実施形態１及び実施形態２では、第１剛性部２０としてガラス片２１を用いた例を挙げたが、本開示は、ガラス以外の材料で形成された第１剛性部２０を用いてもよい。実施形態３では、ガラス以外の材料で形成された第１剛性部２０を備えたストレッチャブルデバイス１００Ｄについて説明する。

【0070】

（実施形態３）
図１６は、実施形態３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る。図１７は、実施形態３のストレッチャブルデバイスの製造工程の前半を示すフロー図である。図１８は、実施形態３のストレッチャブルデバイスの製造工程の後半を示すフロー図である。

【0071】

実施形態３のストレッチャブルデバイス１００Ｄは、ガラス片２１に代えて樹脂片２８を有している点で、実施形態１と相違する。樹脂片２８は、第１樹脂層５０に設けられている。樹脂片２８は、樹脂層（第１樹脂層５０及び第２樹脂層６０）よりも高い弾性率を示す樹脂材料で形成されている。このような実施形態３の第１剛性部２０（樹脂片２８）によっても、ボディ部１１の変形が抑制され、機能素子（トランジスタ３６）の破損が抑制される。

【0072】

図１７、図１８に示すように、ストレッチャブルデバイス１００Ｄの製造方法Ｓ３００は、準備工程Ｓ１と、樹脂基材形成工程Ｓ３と、アレイ層形成工程Ｓ５と、第２樹脂層形成工程Ｓ７と、リフトオフ工程Ｓ１１と、樹脂片形成工程Ｓ１２と、第１樹脂層形成工程Ｓ１３と、を含む。なお、実施形態３の製造方法Ｓ３００は、トリミング工程Ｓ９を含んでいない点で、実施形態１の製造方法Ｓ１００と相違する。また、実施形態３の製造方法Ｓ３００は、樹脂片形成工程Ｓ１２を含んでいる点で、実施形態１の製造方法Ｓ１００と相違する。

【0073】

図１７に示すように、準備工程Ｓ１において、ガラス板１２０を準備する。樹脂基材形成工程Ｓ３において、樹脂基材１０をガラス板１２０の第１厚み方向Ｚ１に形成する。アレイ層形成工程Ｓ５において、樹脂基材１０の第１厚み方向Ｚ１にアレイ層３０を形成する。第２樹脂層形成工程Ｓ７において、第２樹脂層６０をアレイ層３０及び樹脂基材１０に重ね、粘着させる。

【0074】

図１８に示すように、リフトオフ工程Ｓ１１は、ガラス板１２０の第２厚み方向Ｚ２から樹脂基材１０の面１０ａに向かってレーザを照射する。また、本実施形態ではマスク１３０は使用しない。これによれば、ガラス板１２０の全てが樹脂基材１０から剥がれる。

【0075】

樹脂片形成工程Ｓ１２は、樹脂基材１０の面１０ａにベタ膜である樹脂層を成膜し、その後、エッチングを行い樹脂片２８を形成する。第１樹脂層形成工程Ｓ１３は、予め成形された第１樹脂層５０を、樹脂基材１０の第２厚み方向Ｚ２に配置する工程である。これにより、ガラス片２１を有するストレッチャブルデバイス１００Ｄが完成する。

【0076】

なお、実施形態３では、第１樹脂層５０に樹脂片２８が設けられているが、本開示はこれに限定されない。以下、樹脂片２８の位置を変更した実施形態４を説明する。

【0077】

（実施形態４）
図１９は、実施形態４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る。図２０は、実施形態４のストレッチャブルデバイスの製造工程の前半を示すフロー図である。図２１は、実施形態４のストレッチャブルデバイスの製造工程の後半を示すフロー図である。

【0078】

実施形態４のストレッチャブルデバイス１００Ｅは、樹脂片２８が第２樹脂層６０に設けられている点で、実施形態３と相違する。この樹脂片２８は、アレイ層３０のボディアレイ層３０Ａの第１厚み方向Ｚ１に配置されている。このストレッチャブルデバイス１００Ｅによれば、ボディ部１１の変形が抑制され、ボディアレイ層３０Ａに設けられた機能素子（トランジスタ３６）の破損が抑制される。

【0079】

図２０、図２１に示すように、ストレッチャブルデバイス１００Ｅの製造方法Ｓ４００は、準備工程Ｓ１と、樹脂基材形成工程Ｓ３と、アレイ層形成工程Ｓ５と、樹脂片形成工程Ｓ６と、第２樹脂層形成工程Ｓ７と、リフトオフ工程Ｓ１１と、第１樹脂層形成工程Ｓ１３と、を含む。なお、実施形態４の製造方法Ｓ３００は、樹脂片形成工程Ｓ１２を含んでいない点で、実施形態３の製造方法Ｓ３００と相違する。また、実施形態４の製造方法Ｓ３００は、樹脂片形成工程Ｓ６を含んでいる点で、実施形態３の製造方法Ｓ３００と相違する。

【0080】

図２０に示すように、準備工程Ｓ１において、ガラス板１２０を準備する。樹脂基材形成工程Ｓ３において、樹脂基材１０をガラス板１２０の第１厚み方向Ｚ１に形成する。アレイ層形成工程Ｓ５において、樹脂基材１０の第１厚み方向Ｚ１にアレイ層３０を形成する。

【0081】

樹脂片形成工程Ｓ６は、アレイ層３０の第１厚み方向Ｚ１の面にベタ膜である樹脂層を成膜し、その後、エッチングを行い樹脂片２８を形成する。第２樹脂層形成工程Ｓ７において、樹脂片２８の第１厚み方向Ｚ１から第２樹脂層６０を重ね、樹脂片２８、アレイ層３０、及び樹脂基材１０のそれぞれに対し、第２樹脂層６０を粘着させる。

【0082】

図２１に示すように、リフトオフ工程Ｓ１１は、ガラス板１２０の第２厚み方向から樹脂基材１０の第２厚み方向の面１０ａに向かってレーザを照射する。また、本実施形態ではマスク１３０は使用しない。これによれば、ガラス板１２０の全てが樹脂基材１０から剥がれる。第１樹脂層形成工程Ｓ１３は、予め成形された第１樹脂層５０を、樹脂基材１０の第２厚み方向Ｚ２に配置し、第１樹脂層５０と第２樹脂層６０とを接着させる。これにより、ガラス片２１を有するストレッチャブルデバイス１００Ｅが完成する。

【0083】

なお、実施形態３では、樹脂基材１０と別体である樹脂片２８を用いた例を挙げたが、樹脂基材１０と樹脂片２８が一体となっていてもよい。つまり、厚み方向の厚さが異なる樹脂基材１０を形成し、厚みが厚い部分を第１剛性部２０としてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１００、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ ストレッチャブルデバイス
１０ 樹脂基材
１１ ボディ部
１２ ヒンジ部
１３ 屈曲部
１８ 接続用ヒンジ部
１９ 肉抜き部
２０、２０Ａ、２０Ｂ 第１剛性部
２１ ガラス片
２２ 外周面
２３ 側面
２４、２４Ａ、２４Ｂ 角部
２７ 第２剛性部
２８ 樹脂片
３０ アレイ層
３１ 荷重検出回路
３２ ひずみゲージ
３６ トランジスタ（機能素子）
５０ 第１樹脂層
５１ 第１面
６０ 第２樹脂層

【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】