JP2016018911A - 伸縮性基板及び回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電極が底部から導出する電子部品を実装する際、製造コスト増大を抑制しつつ、配線不良や電子部品の破壊を防止することができる伸縮性基板及びそれを備えた回路基板を提供する。【解決手段】伸縮性基板２は、伸縮性を有する基材３と、基材３に埋設されたアイランド４と、を備えており、アイランド４は、導電性を有すると共に、基材３よりも相対的に硬い導電部４１と、電気絶縁性を有すると共に、基材３よりも相対的に硬い絶縁部４２と、を少なくとも備えており、導電部４１は、基材３を貫通して第１及び第２の主面３１，３２の両方から外部に露出すると共に、アイランド４内において第１及び第２の主面３１，３２の少なくとも一方で周囲が電気的に絶縁されており、絶縁部４２は、平面視において導電部４１を包囲している。【選択図】図３

Description

本発明は、伸縮性基板及び回路基板に関するものである。

伸長性母材と、伸長性母材中に部分的に形成されると共に導電性物質が含有された難伸長部と、を有するシート状基材が知られている。このようなシート状基材は、エレクトロニクス製品用部材として利用されている（例えば特許文献１（段落［０１６０］，［０１９６］）参照）。

特開２０１３−１６８２５８号公報

電極が底部から導出する電子部品をシート状基材上に実装して回路基板を制作する技術として、以下の方法が知られている。例えば、上記シート状基材の難伸長部上に薄膜トランジスタを形成し、伸長性母材上に配線部を形成することで伸縮性を有する回路基板を得ることができる。

このような回路基板では、アイランドの輪郭が薄膜トランジスタの輪郭よりも大きく形成されていると、薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極に対して配線するに当たり、導電性を有するアイランド上を配線部が横断することとなり、当該配線部が短絡してしまう、という問題がある。

一方、アイランドの輪郭と、薄膜トランジスタの輪郭と、を完全に同一にすることは困難であり、伸縮性基板及び回路基板の製造工程が複雑となり、延いては、伸縮性基板及び回路基板の製造コストの増大を招くという問題がある。

さらに、アイランドの輪郭が薄膜トランジスタの輪郭よりも小さく形成されていると、基材の伸縮に伴って薄膜トランジスタが破壊されてしまう場合がある。

本発明が解決しようとする課題は、電極が底部から導出する電子部品を実装する際、製造コスト増大を抑制しつつ、配線不良や電子部品の破壊を防止することができる伸縮性基板及びそれを備えた回路基板を提供することである。

［１］本発明に係る伸縮性基板は、伸縮性を有する基材と、前記基材に埋設されたアイランドと、を備えており、前記アイランドは、導電性を有すると共に、前記基材よりも相対的に硬い導電部と、電気絶縁性を有すると共に、前記基材よりも相対的に硬い絶縁部と、を少なくとも備えており、前記導電部は、前記基材を貫通して前記基材の第１及び第２の主面の両方から外部に露出すると共に、前記アイランド内において前記第１及び第２の主面の少なくとも一方で周囲が電気的に絶縁されており、前記絶縁部は、平面視において前記導電部を包囲していることを特徴とする。

［２］上記発明において、前記絶縁部は、平面視において、前記導電部と接触し又は重複していてもよい。

［３］上記発明において、前記絶縁部は、前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくとも一方から露出していてもよい。

［４］上記発明において、前記絶縁部は、前記基材を貫通するように設けられていてもよい。

［５］上記発明において、前記アイランドは、複数の前記導電部を備えており、複数の前記導電部は、相互に電気的に絶縁されていてもよい。

［６］本発明に係る回路基板は、上記伸縮性基板と、前記アイランド上に設けられ、前記第１の主面から露出する前記導電部と電気的に接続された電子部品と、前記第１の主面に設けられ、前記電子部品と電気的に接続された第１の配線と、前記第２の主面に設けられ、前記第２の主面から露出する前記導電部と電気的に接続された第２の配線と、を備えていることを特徴とする。

［７］上記発明において、前記伸縮性基板は、第１及び第２の方向に沿ってｍ行ｎ列でマトリクス状に配列されたｍ×ｎ個の前記アイランドを備えており、上記回路基板は、ｍ×ｎ個の前記アイランドに個別に対応するように設けられるｍ×ｎ個の前記電子部品を備えており、ｍ×ｎ個の前記電子部品は、前記第１の配線と電気的に接続された第１の電極と、前記第１の主面から露出する前記導電部と電気的に接続された第２の電極と、を少なくとも有するｍ×ｎ個の薄膜トランジスタであり、上記回路基板は、前記第１の方向に沿って配列されたｍ個の前記薄膜トランジスタの前記第１の電極と電気的に接続されたｎ本の第１の配線と、前記第２の方向に沿って配列されたｎ個の前記アイランドの前記導電部と電気的に接続されたｍ本の第２の配線と、をさらに備えていてもよい。

本発明のアイランドは、当該アイランド内において基材の第１及び第２の主面の少なくとも一方で導電部の周囲が電気的に絶縁されている。これにより、電極が底部から導出する電子部品を実装する際、当該電子部品に対して形成する配線部が導電部と接触することなく横断可能となるので、配線部の短絡不良の抑制を図ることができる。

また、基材よりも相対的に硬い絶縁部が、平面視において導電部を包囲するように形成されていることで、アイランドの輪郭と、電子部品の輪郭と、を完全に同一にすることなく電子部品の形成可能な領域を確保することができる。これにより、伸縮性基板及びそれを備えた回路基板の製造コストの増大の抑制を図ることができる。

また、上述のように電子部品の形成可能な領域が確保されていることで、基材の伸縮に伴う電子部品の破壊の防止を図ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、第１の主面側の平面図である。 図２は、本発明の第１実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、第２の主面側の平面図である。 図３（ａ）は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIb−IIIb線に沿った断面図である。 図４（ａ）は、図３（ａ）におけるIVａ部の拡大図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のIVb-IVb線に沿った断面図である。 図５（ａ）は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の第１変形例を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶb-Ｖb線に沿った断面図である。 図６（ａ）は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の第２変形例を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIb-VIb線に沿った断面図である。 図７（ａ）は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の第３変形例を示す平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のVIIb-VIIb線に沿った断面図である。 図８は、本発明の第１実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、図１のVIII-VIII線に沿った断面図である。 図９は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の製造方法を示す工程図である。 図１０（ａ）は、図９のステップＳ１１を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、図９のステップＳ１２を示す断面図であり、図１０（ｃ）は、図９のステップＳ１３を示す断面図であり、図１０（ｄ）は、図９のステップＳ１４を示す断面図である。 図１１は、本発明の第２実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、第１の主面側の平面図である。 図１２は、本発明の第２実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、第２の主面側の平面図である。 図１３（ａ）は、本発明の第２実施形態における伸縮性基板の平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のXIIIb−XIIIb線に沿った断面図である。 図１４は、本発明の第２実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、図１１のXIV-XIV線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

<<第１実施形態>>
図１は、本発明の第１実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、第１の主面側の平面図であり、図２は、本発明の第１実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、第２の主面側の平面図であり、図３（ａ）は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIb−IIIb線に沿った断面図であり、図４（ａ）は、図３（ａ）におけるIVａ部の拡大図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のIVb-IVb線に沿った断面図である。

本実施形態における回路基板１は、図１及び図２に示すように、伸縮性基板２と、ｍ×ｎ個（本実施形態では、４×３個）の薄膜トランジスタ５と、配線部６と、を備えている。この回路基板１は、例えば、人体に密着配置させて人体の動作に追随させる用途や、複雑な形状の物体の表面を覆うように配置される用途に使用される。

伸縮性基板２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、伸縮性を有する基材３と、基材３に埋設されたアイランド４と、を備えている。なお、図１及び図２に示す例では、１２個のアイランド４が４行３列に配列され、基材３に埋設されているが、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す例では、２つのアイランド４が２行１列に配列され、基材３に埋設されている。このように、伸縮性基板２では、基材に設けられたアイランドの数や配置は任意に設定することができる。

このような基材３を構成する材料の具体例としては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、アクリルゴム、熱可塑性エラストマー等のエラストマーを例示することができる。

なお、本実施形態では、基材３の図中上側の主面（以下単に、「第１の主面３１」とも称する。）と、図中下側の主面（以下単に、「第２の主面３２」とも称する。）の間を貫通し、鉛直方向（図中Ｚ方向）に沿って延在するようにアイランド４が形成されていることで、基材３にアイランド４が埋設されるようになっている。

このアイランド４は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、導電性を有する導電部４１と、電気絶縁性を有する絶縁部４２と、を備えている。なお、本実施形態における「アイランド４」が本発明の「アイランド」の一例に相当し、本実施形態における「導電部４１」が本発明の「導電部」の一例に相当し、本実施形態における「絶縁部４２」が本発明の「絶縁部」の一例に相当する。

導電部４１は、円柱形状を有しており、平面視において、アイランド４の略中心に位置するように形成されている。この導電部４１は、鉛直方向に沿って形成されており、第１及び第２の主面３１，３２の間を貫通している。また、導電部４１は、第１及び第２の主面３１，３２から外部に向かって露出しており、当該導電部４１の露出面は、第１及び第２の主面３１，３２と実質的に同一平面をなしている。

このように、導電部４１が第１及び第２の主面３１，３２で露出し、且つ、基材３を貫通していることで、第１及び第２の主面３１，３２間を電気的に導通することが可能となっている。このような導電部４１を構成する材料としては、特に限定しないが、例えば、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、カーボン（Ｃ）等の導電材を含有した導電性ペーストを例示することができる。

絶縁部４２は、平板形状を有しており、基材３に埋設されている。また、絶縁部４２は、導電部４１と同様、第１及び第２の主面３１，３２の間を貫通し、鉛直方向に沿って形成されている。この絶縁部４２の両主面は、第１及び第２の主面３１，３２から外部に向かって露出しており、当該絶縁部４２の露出面は、第１及び第２の主面３１，３２と実質的に同一平面をなしている。なお、絶縁部４２の形状は特に上述に限定されず、例えば、三角形、菱型、六角形等のｎ角形、円、楕円、星形等の形状を有していてもよい。

なお、本実施形態では、絶縁部４２Ｂは鉛直方向に沿って形成されているが、特にこれに限定されない。特に図示しないが、例えば、絶縁部４２は鉛直方向と所定の角度を成すよう、第１の主面３１と第２の主面３２の間を貫通していてもよい。この場合、第１及び第２の主面３１，３２では、絶縁部４２は平面視においてそれぞれ異なる中心軸を有するように露出する。

この絶縁部４２の中央付近には、第１の貫通孔４２１が形成されている。この第１の貫通孔４２１は、第１及び第２の主面３１，３２の間を貫通し、鉛直方向に沿って形成されている。また、第１の貫通孔４２１の内部には、導電部４１が充填されている。

結果的には、導電部４１が第１及び第２の主面３１，３２の間で絶縁部４２を貫通し、絶縁部４２が第１及び第２の主面３１，３２の間で基材３を貫通することで、アイランド４が基材３に埋設されるように形成されている。

このような絶縁部４２を構成する材料としては、例えば、基材３を構成するエラストマーと同一のエラストマーにフィラーを添加したものを例示することができる。フィラーとしては、例えば、シリカ粉末、カーボンブラック、アルミナ粉末等を例示することができる。なお、フィラーの添加量としては、所望のヤング率に応じて適宜設定されるが、当該絶縁部の材料の全重量に対して１〜６０重量％であることが好ましい。

基材３は、例えば、０．１［ＭＰａ］〜１０［ＭＰａ］程度のヤング率を有する材料から構成されている。これに対し、導電部４１及び絶縁部４２は、基材３を構成する材料のヤング率に対して相対的に大きいヤング率を有する材料から構成されており、好ましくは、基材３を構成する材料のヤング率に対して２倍以上のヤング率を有する材料で構成されている。なお、本実施形態における導電部４１及び絶縁部４２を構成する材料のそれぞれのヤング率は、同一の値を有していてもよいし、それぞれ異なる値を有していてもよい。

絶縁部４２は、上述の通り、基材３を構成するエラストマーと同一のエラストマーにフィラーが添加されている。これにより、絶縁部４２のヤング率が基材３のヤング率に対して相対的に大きくなり、基材３に対して絶縁部４２を相対的に硬くすることができる。このように、基材３を構成するエラストマーと同一のエラストマーを主成分とする材料で絶縁部４２を構成することで、基材３と絶縁部４２の密着性を向上させることができる。これにより、伸縮性基板２を伸縮させた場合、基材３からのアイランド４の剥離を抑制することができる。

また、絶縁部４２は、基材３を構成するエラストマーと同一のエラストマーを主成分としつつ、基材３よりも架橋剤の配合比を多くしたり、基材３よりも硬化剤の配合比を多くしてもよい。これにより、絶縁部４２のヤング率を基材３のヤング率より大きくすることができる。

また、絶縁部４２を構成する材料のヤング率が、基材３を構成する材料のヤング率よりも相対的に大きければ、絶縁部４２を構成する材料は特に限定されない。例えば、基材３を構成するエラストマーとは異なるエラストマー、エラストマー以外の樹脂材料、セラミックス、或いは、ガラス等で絶縁部４２を構成してもよい。

なお、本実施形態では、絶縁部４２が第１及び第２の主面３１，３２の両方の主面から露出しているが、特にこれに限定されない。

図５（ａ）は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の第１変形例を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶb-Ｖb線に沿った断面図であり、図６（ａ）は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の第２変形例を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIb-VIb線に沿った断面図である。

例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、絶縁部４２Ｂが第１の主面３１からのみ露出するように形成されていてもよい。この場合、導電部４１は、平面視において、第１の主面３１側では絶縁部４２Ｂにより周囲を包囲され、第２の主面３２側では基材３により周囲を包囲されており、導電部４１を包囲する基材３の上部に絶縁部４２Ｂが積層するようになっている。なお、特に上述に限定されず、例えば、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、絶縁部４２Ｃが第１及び第２の主面３１，３２の両主面のいずれからも露出しないように形成されていてもよい。

また、本実施形態では、平面視において導電部４１と、絶縁部４２と、が接触するように形成されているが、特にこれに限定されない。

図７（ａ）は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の第３変形例を示す平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のVIIb-VIIb線に沿った断面図である。

例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１の主面３１から第２の主面３２に向かって外縁部が漸次的に薄くなるように導電部４１Ｂを形成し、当該導電部４１Ｂの上部を補完するように絶縁部４２Ｄを形成することで、平面視において導電部４１Ｂと、絶縁部４２Ｄと、が重複していてもよい。また、特に上述に限定されず、特に図示しないが、第１の主面３１から第２の主面３２に向かって外縁部が段階的に薄くなるように導電部を形成してもよい。なお、この場合には、アイランド４Ｄは、第１の主面３１側に薄膜トランジスタ等の電子部品を載置する領域を有している。

図８は、本発明の第１実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、図１のVIII-VIII線に沿った断面図である。

薄膜トランジスタ５は、図８に示すように、伸縮性基板２のアイランド４上にそれぞれ形成されている。このように、基材３よりも相対的に硬いアイランド４上に薄膜トランジスタ５を設けることで、基材３の伸縮に伴って薄膜トランジスタ５の破壊の防止を図ることができる。なお、本実施形態における「薄膜トランジスタ５」が本発明の「電子部品」及び「薄膜トランジスタ」の一例に相当する。

本実施形態における薄膜トランジスタ５は、ボトムゲートトップコンタクト型の構造を有しており、アイランド４上にゲート電極５１、ゲート絶縁層５２、及び半導体層５３が順に積層するように設けられている。そして、当該半導体層５３上に並列となるようにソース電極５４及びドレイン電極５５が設けられている。このソース電極５４及びドレイン電極５５の間には、半導体層５３が介在しており、これにより、所定の間隔が形成されている。

本実施形態では、ゲート電極５１は、第２の配線６２（後述）と電気的に接続され、ソース電極５４は、第１の配線６１（後述）と電気的に接続され、ドレイン電極５５は、回路基板１に積層される別の回路基板に実装された電子部品（不図示）等と電気的に接続されている。なお、特に上記に限定されず、ソース電極５４が回路基板１に積層される別の回路基板に実装された電子部品等と電気的に接続されていてもよい。

本実施形態では、ゲート電極５１は、スパッタリング法などの物理蒸着法（Physical Vapor Deposition）によりアルミニウム（Ａｌ）を基材３の第１の主面３１上に積層させることで形成されている。なお、ゲート電極５１の製法は、特に上述に限定されず、例えば、化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition）、無電解めっき法、電解めっき法、印刷法などを用いてもよい。

また、ゲート電極５１を構成する材料としては、アルミニウム（Ａｌ）に限定されず、例えば、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、又は、これらを少なくとも一つ含む合金等を例示することができる。

なお、ゲート電極５１を形成する印刷法としては、例えば、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、グラビアオフセット印刷法などを例示することができ、このような印刷法により導電性インクを印刷して硬化させることで、ゲート電極５１を形成することができる。

この場合、ゲート電極５１を構成する導電性インクとしては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、カーボン（Ｃ）等のナノ金属粒子が含有したものを例示することができる。また、導電性インクに代えて、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、カーボン（Ｃ）等を含有した導電性ペースト、有機金属化合物をペースト化した有機レジネート、或いは、ＰＥＤＯＴ（3,4-ethylenedioxythiophene）等の有機導電材料等を用いて、このゲート電極５１を形成してもよい。

ゲート絶縁層５２は、ゲート電極５１の表面を酸化させた酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）被膜等により構成されている。このゲート絶縁層５２の形成方法としては、プラズマ酸化法やＵＶ酸化法を例示することができる。

なお、ゲート絶縁層５２の製法は、特に上述に限定されず、例えば、バーコート法によってポリビニルフェノール（ＰＶＰ）インクを塗布して硬化させることで形成してもよいし、スクリーン印刷、グラビア印刷、或いは、グラビアオフセット印刷等で形成してもよい。また、この場合、ゲート絶縁層５２を構成する樹脂材料は、上記に特に限定されない。

半導体層５３は、真空蒸着法によりＤＮＴＴ（dinaphthothienothiophene）を積層することで形成されている。なお、半導体層５３を構成する材料としては、上記に特に限定されず、例えば、TIPSペンタセンクロロホルムや、Ｐ３ＨＴ（poly-(3-hexylthiophene）)及びＦ８Ｔ２（poly(9,9-dioctylfluorene-co-bithiophene)）等の高分子材料、或いは、半導体特性を有するカーボンナノチューブやフラーレン等の炭素化合物等を用いてもよい。また、半導体層５３の製法は、特に上述に限定されず、インクジェット印刷法、スパッタリング法、化学蒸着法、或いは、スピン塗布法を用いて、半導体層５３を形成してもよい。

ソース電極５４及びドレイン電極５５は、スクリーン印刷法により銀（Ａｇ）インクを印刷して硬化させることで形成されている。なお、ソース電極５４及びドレイン電極５５を構成する材料や製法は特に上記に限定されず、上述のゲート電極５１で例示したような材料や製法によって構成してもよい。

なお、本実施形態における「ゲート電極５１」、「ソース電極５４」、又は、「ドレイン電極５５」が本発明の「第１の電極」又は「第２の電極」の一例に相当する。

配線部６は、図１、図２、及び、図８に示すように、第１の配線６１と、第２の配線６２と、を有している。この第１の配線６１は、第１の主面３１に設けられており、第１の走査配線６１１と、第１の引出配線６１２と、を有している。第２の配線６２は、第２の主面３２に設けられており、第２の走査配線６２１と、第２の引出配線６２２と、を有している。このように、配線部６が第１及び第２の主面３１，３２の両主面に亘り形成されている。そして、第１及び第２の配線６１，６２の間には、絶縁性を有する基材３が介在しており、これにより、第１及び第２の配線６１，６２が相互に電気的に絶縁されている。

第１の走査配線６１１は、第１の主面３１上をＸ方向に沿って延在している。第１の引出配線６１２は、第１の走査配線６１１から引き出されており、第１の主面３１上をＹ方向に沿って延在している。この第１の引出配線６１２は、一方の端部において、ソース電極５４と電気的に接続している。

第２の走査配線６２１は、第２の主面３２上をＹ方向に沿って延在している。第２の引出配線６２２は、第２の走査配線６２１から引き出されており、第２の主面３２上をＸ方向に沿って延在している。この第２の引出配線６２２は、一方の端部において、第２の主面３２に露出した導電部４１と電気的に接続している。

この配線部６は、基材３の伸縮に追従するために伸縮性を有している。伸縮性を有する配線部６としては、例えば、特開２０１２−５４１９２号公報に開示されているものを用いることができる。

具体的には、この配線部６は、例えば、水性ポリウレタン分散液と導電性粒子から構成される導電性ペーストを伸縮性基板２に塗布し、当該導電性ペーストを乾燥させることで形成されている。この乾燥によってポリウレタン分散液が水分を含まないポリウレタンエラストマーとなり、このポリウレタンエラストマーが導電性粒子を結合するバインダとして機能することで、配線部６に伸縮性が付与される。

なお、本実施形態における「Ｘ方向」が本発明における「第１の方向」の一例に相当し、本実施形態における「Ｙ方向」が本発明における「第２の方向」の一例に相当する。

回路基板１は、図１及び図２に示すように、ｍ×ｎ個（ｍ，ｎはいずれも自然数である。）のアイランド４を有した伸縮性基板２を備えており、このｍ×ｎ個のアイランド４は、一枚の基材３のＸ方向及びＹ方向に沿ってｍ行ｎ列のマトリクス状に配列されている。

また、回路基板１は、図１に示すように、ｍ×ｎ個の薄膜トランジスタ５を備えている。このｍ×ｎ個の薄膜トランジスタ５は、ｍ×ｎ個のアイランド４に個別に対応しており、第１の主面３１側でアイランド４上に形成されている。そして、当該薄膜トランジスタ５のゲート電極５１と、第１の主面３１から露出する導電部４１と、が電気的に接続されている。

さらに、この回路基板１は、図１及び図２に示すように、伸縮性基板の第１の主面にｎ本の第１の走査配線６１１と、伸縮性基板の第２の主面にｍ本の第２の走査配線６２１と、を備えている。

このｎ本の第１の走査配線６１１は、図１に示すように、Ｙ方向に向かって実質的に等間隔で相互に平行となるように配列されている。また、Ｘ方向に沿って並んでいるｍ個の薄膜トランジスタ５に対応するように、ｍ本の第１の引出配線６１２が１本の第１の走査配線６１１から引き出されている。

このｍ本の第１の引出配線６１２は、ｍ個の薄膜トランジスタ５のソース電極５４にそれぞれ接続されている。これにより、ソース電極５４同士が、１本の第１の走査配線６１１により相互に接続されている。

一方、ｍ本の第２の走査配線６２１は、図２に示すように、Ｘ方向に向かって実質的に等間隔で相互に平行となるように配列されている。また、Ｙ方向に沿って並んでいるｎ個のアイランド４に対応するように、ｎ本の第２の引出配線６２２が１本の第２の走査配線６２１から引き出されている。

このｎ本の第２の引出配線６２２は、ｎ個の導電部４１にそれぞれ接続されている。また、このｎ個の導電部４１は、基材３の第１の主面３１に形成された薄膜トランジスタ５のゲート電極５１に接続されている。これにより、ゲート電極５１同士が１本の第２の走査配線６２１により相互に接続されている。

次に、本実施形態における伸縮性基板２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。

図９は、本発明の第１実施形態における伸縮性基板の製造方法を示す工程図であり、図１０（ａ）は、図９のステップＳ１１を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、図９のステップＳ１２を示す断面図であり、図１０（ｃ）は、図９のステップＳ１３を示す断面図であり、図１０（ｄ）は、図９のステップＳ１４を示す断面図である。

まず、図９のステップＳ１１において、下地基板１０上に絶縁部４２を形成する。

本実施形態では、このステップＳ１１において、下地基板１０上に絶縁部４２用の材料を印刷する。具体的には、まず、図１０（ａ）に示すように、下地基板１０上に絶縁部４２用の材料を印刷して硬化させることで、絶縁部４２を形成する。

そして、絶縁部４２に第１の貫通孔４２１を形成する。この第１の貫通孔４２１は、絶縁部４２の中央付近を切削加工し、当該絶縁部４２を貫通することで形成する。なお、第１の貫通孔４２１を形成する方法は、特に上述に限定されず、例えば、レーザーによるアブレーションで絶縁部４２を貫通することで形成されていてもよい。

下地基板１０の具体例としては、例えば、ガラス基板、金属基板、樹脂基板、セラミック基板等を例示することができる。また、絶縁部４２用の材料としては、例えば、上述した絶縁部４２を構成することとなる液状エラストマー等を例示することができる。この絶縁部４２用の材料を印刷する方法としては、例えば、孔版印刷法や無版印刷法等を例示することができる。孔版印刷法の具体例としては、例えば、金属マスクを用いた金属マスク印刷法や、スクリーン印刷法等を例示することができ、無版印刷法としては、例えば、ディスペンサーやインクジェット等を用いた印刷法を例示することができる。

次に、図９のステップＳ１２において、絶縁部４２の第１の貫通孔４２１の内部に導電部４１を形成する。

本実施形態では、このステップＳ１２において、図１０（ｂ）に示すように、絶縁部４２の第１の貫通孔４２１の内部に導電部４１用の材料を印刷し、充填させた後、当該導電部４１用の材料を硬化させることで、導電部４１を形成する。

この導電部４１用の材料としては、例えば、上述した導電部４１を構成することとなる導電材を含有した導電性ペースト状材料等を例示することができる。また、この導電部４１用の材料を印刷する方法としては、例えば、絶縁部４２用の材料を印刷する方法と同じ方法を例示することができる。

次に、図９のステップＳ１３において、導電部４１及び絶縁部４２が形成された下地基板１０上に基材３を形成する。

具体的には、図１０（ｃ）に示すように、導電部４１及び絶縁部４２が形成された下地基板１０を容器２０内に収容した後、この容器２０内に基材用材料３０を流し込む。基材用材料３０としては、例えば、上述した基材３を構成することとなる液状エラストマーを例示することができる。そして、容器２０内に流し込んだ液状エラストマーを常温で放置或いは加熱することで、当該液状エラストマーを硬化させる。これにより、導電部４１及び絶縁部４２は基材３に埋設される。

次に、図９のステップＳ１４において、図１０（ｄ）に示すように、硬化したエラストマーを容器２０から取り出して、不要部分３４を除去すると共に、下地基板１０を基材３から剥離する。また、不要部分３４を除去するにあたり、合わせて導電部４１及び絶縁部４２の不要部分４０を除去する。これにより、伸縮性基板２の両方の主面において、導電部４１が露出するように形成される。以上により、アイランド４を備えた伸縮性基板２が完成する。

次に、本実施形態における回路基板１及び伸縮性基板２の作用について説明する。

本実施形態では、アイランド４は、当該アイランド４内において基材３の第１及び第２の主面３１，３２の少なくとも一方で導電部の周囲が電気的に絶縁されている。これにより、電極が底部から導出する薄膜トランジスタ５を伸縮性基板２に実装する際、当該薄膜トランジスタ５に対して形成する配線部６が導電部４１と接触することなく横断可能となるので、配線部６の短絡不良の抑制を図ることができる。

また、基材３よりも相対的に硬い絶縁部４２が、平面視において導電部４１を包囲するように形成されていることで、アイランド４の輪郭と、薄膜トランジスタ５の輪郭と、を完全に同一にすることなく、当該薄膜トランジスタ５の形成可能な領域を確保することができる。これにより、伸縮性基板２及びそれを備えた回路基板１の製造コストの増大の抑制を図ることができる。

また、上述のように薄膜トランジスタ５の形成可能な領域が確保されていることで、基材３の伸縮に伴う薄膜トランジスタ５の破壊の防止を図ることができる。

さらに、本実施形態では、配線部６が第１及び第２の主面３１，３２の両主面に亘り形成されている。これにより、回路を形成する領域が広く確保されるので、回路をより高密度に実装することができる。

さらに、本実施形態では、第１及び第２の配線６１，６２は、第１及び第２の主面３１，３２上にそれぞれ形成されており、当該第１及び第２の配線６１，６２の間には、電気絶縁性を有する基材３が介在している。これにより、相互に直交する第１及び第２の配線６１，６２に重複部分が生じることなく、当該第１及び第２の配線６１，６２を相互に電気的に絶縁することができる。この結果、当該第１及び第２の配線６１，６２の重複部分に対して絶縁性を確保する必要がなく、回路基板１及び伸縮性基板２の伸縮性が損なわれるのを抑制することができる。

<<第２実施形態>>
図１１は、本発明の第２実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、第１の主面側の平面図であり、図１２は、本発明の第２実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、第２の主面側の平面図であり、図１３（ａ）は、本発明の第２実施形態における伸縮性基板の平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のXIIIb−XIIIb線に沿った断面図であり、図１４は、本発明の第２実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、図１１のXIV-XIV線に沿った断面図である。

本実施形態における回路基板１Ｂは、図１１及び図１２に示すように、伸縮性基板２Ｂと、ｍ×ｎ個の薄膜トランジスタ５Ｂと、配線部６Ｂと、を備えている。

本実施形態では、トップゲートボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ５Ｂが形成されていることに伴って、伸縮性基板２Ｂに導電部を複数（本実施形態では、２つ）有するアイランド４Ｅが設けられている点、及び、配線部６Ｂが当該薄膜トランジスタ５Ｂに対応するように形成されている点で第１実施形態と相違する。

なお、第２実施形態における回路基板１Ｂを構成する基材３は、第１実施形態における回路基板１が備える各構成と同一であるため、説明は省略する。

伸縮性基板２Ｂは、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、基材３と、アイランド４Ｅと、を備えている。このアイランド４Ｅには、２つの導電部４１，４１Ｃが鉛直方向に沿って形成されており、第１及び第２の主面３１，３２の間を貫通している。この第１及び第２の導電部４１，４１Ｃは、絶縁部４２Ｅに形成された第１及び第２の貫通孔４２１，４２２の内部にそれぞれ充填されており、Ｘ方向に沿って並ぶように配置されている。また、断面視において、第１及び第２の導電部４１，４１Ｃの間には、絶縁部４２Ｅが介在しており、第１及び第２の導電部４１，４１Ｃが相互に電気的に絶縁されている。

なお、本実施形態では、第１及び第２の導電部４１，４１ＣがＸ方向に沿って並ぶように配置されているが、第１及び第２の導電部４１，４１Ｃが連通することなく相互に電気的に絶縁されていれば、当該第１及び第２の導電部４１，４１Ｃの位置関係は特に限定されず、例えば、第１及び第２の導電部４１，４１ＣがＹ方向に沿って並ぶように配置されていてもよいし、斜めに並ぶように配置されていてもよい。

このような第２の導電部４１Ｃを構成する材料としては、第１の導電部４１と同様の材料を例示することができる。

図１４は、本発明の第２実施形態における回路基板を示す概略構成図であり、図１１のXIV-XIV線に沿った断面図である。

本実施形態では、薄膜トランジスタ５Ｂは、図１４に示すように、トップゲートボトムコンタクト型の構造を有している。この薄膜トランジスタ５Ｂでは、アイランド４Ｅ上に相互に並列となるようにソース電極５４Ｂ及びドレイン電極５５Ｂが配置されており、当該ソース電極５４Ｂ及びドレイン電極５５Ｂ上に半導体層５３Ｂ、ゲート絶縁層５２Ｂ、及び、ゲート電極５１Ｂが順に積層されている。なお、これらゲート電極５１Ｂ、ゲート絶縁層５２Ｂ、半導体層５３Ｂ、ソース電極５４Ｂ、及びドレイン電極５５Ｂは、第１実施形態と同様の構成を有しているので、説明を省略する。

また、薄膜トランジスタ５Ｂがトップゲートボトムコンタクト型の構造を有していることに伴って、第１の主面３１側では、図１３に示すように、第１の走査配線６１１から引き出された第１の引出配線６１２がゲート電極５１Ｂに電気的に接続している。また、第２の主面３２側では、図１４に示すように、第２の走査配線６２１から引き出された第２の引出配線６２２Ｂが第１の導電部４１と電気的に接続している。そして、第２の引出配線６２２Ｂと電気的に接続されなかった第２の導電部４１Ｃは、回路基板１に積層される別の回路基板に実装された電子部品（不図示）等と電気的に接続可能となっている。

なお、本実施形態では、第２の引出配線６２２Ｂは、第１の導電部４１と電気的に接続されているが、特にこれに限定されず、第１及び第２の導電部４１，４１Ｃのいずれか一方と電気的に接続されていればよい。

回路基板１Ｂは、図１１及び図１２に示すように、第１実施形態と同様、ｍ×ｎ個のアイランド４Ｅがマトリクス状に配列されている。また、第１の主面３１側において、当該アイランド４Ｅ上に薄膜トランジスタ５Ｂが形成されている。そして、のソース電極５４Ｂと、第１の導電部４１と、が電気的に接続されており、ドレイン電極５５Ｂと、第２の導電部４１Ｃと、が電気的に接続されている。

さらに、この回路基板１Ｂは、図１１及び図１２に示すように、基材３の第１の主面３１にｎ本の第１の走査配線６１１と、基材３の第２の主面３２にｍ本の第２の走査配線６２１と、を備えている。

このｎ本の第１の走査配線６１１は、第１実施形態と同様に配列されており、Ｘ方向に沿って並んでいるｍ個の薄膜トランジスタ５Ｂに対応するように、ｍ本の第１の引出配線６１２Ｂが１本の第１の走査配線６１１から引き出されている。

このｍ個の第１の引出配線６１２Ｂは、図１１に示すように、ｍ個の薄膜トランジスタ５Ｂのゲート電極５１Ｂにそれぞれ接続されている。これにより、ゲート電極５１Ｂ同士が１本の第１の走査配線６１１により相互に接続されている。

一方、ｍ本の第２の走査配線６２１は、第１実施形態と同様に配列されており、Ｙ方向に沿って並んでいるｎ個のアイランド４Ｅに対応するように、ｎ本の第２の引出配線６２２が１本の第２の走査配線６２１から引き出されている。

このｎ本の第２の引出配線６２２Ｂは、図１２に示すように、ｎ個のアイランド４Ｅの第１の導電部４１にそれぞれ接続されている。また、このｎ個のアイランド４Ｅの第１の導電部４１は、基材３の第１の主面３１に形成された薄膜トランジスタ５Ｂのソース電極５４Ｂに接続されている。これにより、ソース電極５４Ｂ同士が１本の第２の走査配線６２１により相互に接続されている。

なお、本実施形態における伸縮性基板２Ｂの製造方法は、第１実施形態で説明した伸縮性基板２の製造方法と同様であるので、説明を省略する。

また、本実施形態における回路基板１Ｂ及び伸縮性基板２Ｂについても、第１実施形態における回路基板１及び伸縮性基板２と同様の作用効果が得られるので、説明を省略する。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１，１Ｂ・・・回路基板
２、２Ｂ・・・伸縮性基板
３・・・基材
３１・・・第１の主面
３２・・・第２の主面
４，４Ｂ〜４Ｆ・・・アイランド
４１，４１Ｂ，４１Ｃ・・・導電部
４２，４２Ｂ〜４２Ｅ・・・絶縁部
５，５Ｂ・・・薄膜トランジスタ
６、６Ｂ・・・配線部
１０・・・下地基板
２０・・・容器

Claims (7)

1. 伸縮性を有する基材と、
   前記基材に埋設されたアイランドと、を備えた伸縮性基板であって、
   前記アイランドは、
   導電性を有すると共に、前記基材よりも相対的に硬い導電部と、
   電気絶縁性を有すると共に、前記基材よりも相対的に硬い絶縁部と、を少なくとも備えており、
   前記導電部は、前記基材を貫通して前記基材の第１及び第２の主面の両方から外部に露出すると共に、前記アイランド内において前記第１及び第２の主面の少なくとも一方で周囲が電気的に絶縁されており、
   前記絶縁部は、平面視において前記導電部を包囲していることを特徴とする伸縮性基板。
2. 請求項１に記載の伸縮性基板であって、
   前記絶縁部は、平面視において、前記導電部と接触し又は重複していることを特徴とする伸縮性基板。
3. 請求項１又は２に記載の伸縮性基板であって、
   前記絶縁部は、前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくとも一方から露出していることを特徴とする伸縮性基板。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の伸縮性基板であって、
   前記絶縁部は、前記基材を貫通するように設けられていることを特徴とする伸縮性基板。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の伸縮性基板であって、
   前記アイランドは、複数の前記導電部を備えており、
   複数の前記導電部は、相互に電気的に絶縁されていることを特徴とする伸縮性基板。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の伸縮性基板と、
   前記アイランド上に設けられ、前記第１の主面から露出する前記導電部と電気的に接続された電子部品と、
   前記第１の主面に設けられ、前記電子部品と電気的に接続された第１の配線と、
   前記第２の主面に設けられ、前記第２の主面から露出する前記導電部と電気的に接続された第２の配線と、を備えていることを特徴とする回路基板。
7. 請求項６に記載の回路基板であって、
   前記伸縮性基板は、第１及び第２の方向に沿ってｍ行ｎ列でマトリクス状に配列されたｍ×ｎ個の前記アイランドを備えており、
   前記回路基板は、ｍ×ｎ個の前記アイランドに個別に対応するように設けられるｍ×ｎ個の前記電子部品を備えており、
   ｍ×ｎ個の前記電子部品は、
   前記第１の配線と電気的に接続された第１の電極と、
   前記第１の主面から露出する前記導電部と電気的に接続された第２の電極と、を少なくとも有するｍ×ｎ個の薄膜トランジスタであり、
   前記回路基板は、前記第１の方向に沿って配列されたｍ個の前記薄膜トランジスタの前記第１の電極と電気的に接続されたｎ本の第１の配線と、
   前記第２の方向に沿って配列されたｎ個の前記アイランドの前記導電部と電気的に接続されたｍ本の第２の配線と、をさらに備えていることを特徴とする回路基板。

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