(57)【要約】  この配線フィルムは、布体と電子部品の間に設けられる配線フィルムであって、伸縮性フィルムと、前記伸縮性フィルムの内部又は外表面に前記伸縮性フィルムに沿って設けられた配線と、からなる配線層を有し、前記配線の少なくとも一部が、前記配線層の前記電子部品と対向することとなる第１の面から露出している。
2017065272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
布体と電子部品の間に設けられる配線フィルムであって、
伸縮性フィルムと、前記伸縮性フィルムの内部又は外表面に前記伸縮性フィルムに沿って設けられた配線と、を有する配線層を有し、
前記配線の少なくとも一部が、前記配線層の前記電子部品と対向することとなる第１の面から露出している配線フィルム。
【請求項２】
前記配線が、導電糸または絶縁材料で被覆された導電糸である請求項１に記載の配線フィルム。
【請求項３】
前記配線が、導電線または絶縁材料で被覆された導電線である請求項１に記載の配線フィルム。
【請求項４】
前記伸縮性フィルムが、ポリウレタンフィルムを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の配線フィルム。
【請求項５】
前記伸縮性フィルムが、熱可塑性接着層を含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線フィルム。
【請求項６】
前記配線層の前記第１の面の反対側の第２の面に、短絡防止層をさらに有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の配線フィルム。
【請求項７】
前記短絡防止層の前記布体と対向することとなる面に、熱可塑性接着層を有する請求項６に記載の配線フィルム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の配線フィルムと、
前記配線の露出した部分を介して接続された電子部品と、
前記配線フィルム及び前記電子部品を平面視で覆う保護層と、
前記保護層の前記配線フィルム側の面と反対側の面に設けられた仮支持体と、を備えるデバイス転写シート。
【請求項９】
前記電子部品が、センサーである請求項８に記載のデバイス転写シート。
【請求項１０】
前記保護層及び前記配線フィルムが、
平面視で、前記電子部品及び前記配線フィルムを構成する配線に沿う部分のみに設けられている請求項８または９のいずれかに記載のデバイス転写シート。
【請求項１１】
布体と、
前記布体上に接着された請求項１〜７のいずれか一項に記載の配線フィルムと、
前記配線の露出した部分を介して接続された電子部品と、
前記配線フィルム及び前記電子部品を平面視で覆う保護層と、を備えるテキスタイル型デバイス。
【請求項１２】
前記保護層及び前記配線フィルムが、
平面視で、前記電子部品及び前記配線フィルムを構成する配線に沿う部分のみに設けられている請求項１１に記載のテキスタイル型デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線フィルム、デバイス転写シート及びテキスタイル型デバイスに関する。
本願は、２０１５年１０月１６日に、日本に出願された特願２０１５−２０４５００号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フレキシブルエレクトロニクスは、素材の軟らかさから様々な応用用途を有し、高い注目を集めている。例えば、人体の表面や体内への装着により、人体の動き等の生体情報を直接得る手段として注目を集めている。【０００３】
特許文献１には、布体に付設されたカーボンナノチューブ膜を有する歪みセンサーと、歪みセンサーに接続された配線部とを有する歪みセンサー付き布帛が記載されている。【０００４】
さらに特許文献２には、配線部が布帛本体に一体的に設けられた被服が記載されている。配線部を布帛本体と一体的に設けることで、配線部が断線し辛くなると共に着用者の動作を妨げることを抑制できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−４７７０２号公報
【特許文献２】特開２０１４−２５１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者らは、このような人体等の動きを測定できるセンサーシステムについて検討したところ、センサーからの情報を外部出力手段に伝えるための配線に解決すべき課題が多く残っていることに気付いた。【０００７】
特許文献１に記載の歪みセンサー付布帛は、配線の一端はセンサーの電極に接続されているが、その他の部分は基材等に固定されていない。そのため、配線数が多くなると、配線自体が手の動きを阻害し、着用者の動作の妨げとなる。【０００８】
特許文献２に記載の歪みセンサー付き布帛は、配線部が布体本体に直接形成されている。布体に導電性を有する糸状体が編み込まれているため、変形や引張りに対する追従性が充分とは言えない。また配線間同士の接触や汗等による配線間の短絡が生じることがある。短絡を避けるために配線部の両面に絶縁層を貼り合せようとしても、布体は容易に変形するため、絶縁層の位置合わせが難しい。さらに貼り合せた絶縁層により、伸縮性や通気性が損なわれるおそれがある。【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、装着時の不快感が少なく、短絡等の発生を抑制することができるテキスタイル型デバイスを得ることを目的とする。またテキスタイル型デバイスを変形する布体に対して、容易に付けることができるデバイス転写シート及びデバイス転写シートに好適に用いることができる配線パターンを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討の結果、伸縮性に優れたフィルムに配線を形成することで、柔軟性の高いデバイス転写シートを得ることができることを見出した。さらに、このデバイス転写シートを用いることで装着時の不快感が少なく、短絡等の問題の発生しにくいテキスタイル型デバイスを得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用した。【００１１】
（１）本発明の一態様に係る配線フィルムは、布体と電子部品の間に設けられる配線フィルムであって、伸縮性フィルムと、前記伸縮性フィルムの内部又は外表面に前記伸縮性フィルムに沿って設けられた配線と、を有する配線層を有し、前記配線の少なくとも一部が、前記配線層の前記電子部品と対向することとなる第１の面から露出している。【００１２】
（２）上記（１）に記載の配線フィルムにおいて、前記配線が、導電糸または絶縁材料で被覆された導電糸であってもよい。【００１３】
（３）上記（１）に記載の配線フィルムにおいて、前記配線が、導電線または絶縁材料で被覆された導電線であってもよい。【００１４】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の配線フィルムにおいて、前記伸縮性フィルムが、ポリウレタンフィルムを含んでもよい。【００１５】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の配線フィルムにおいて、前記伸縮性フィルムが、熱可塑性接着層を含んでもよい。【００１６】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の配線フィルムにおいて、前記配線層の前記第１の面の反対側の第２の面に、短絡防止層をさらに有してもよい。【００１７】
（７）上記（６）に記載の配線フィルムにおいて、前記短絡防止層が少なくとも前記布体と対向することとなる第１の面に熱可塑性接着層を有するポリウレタンフィルムであってもよい。【００１８】
（８）本発明の一態様に係るデバイス転写シートは、上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の配線フィルムと、前記配線の露出した部分を介して接続された電子部品と、前記配線フィルム及び前記電子部品を平面視で覆う保護層と、前記保護層の前記配線フィルム側の面と反対側の面に設けられた仮支持体と、を備える。【００１９】
（９）上記（８）に記載のデバイス転写シートにおいて、前記電子部品が、センサーであってもよい。【００２０】
（１０）上記（８）または（９）のいずれかに記載のデバイス転写シートにおいて、前記保護層及び前記配線フィルムが、平面視で、前記電子部品及び前記配線フィルムを構成する配線に沿う部分のみに設けられていてもよい。【００２１】
（１１）本発明の一態様に係るテキスタイル型デバイスは、布体と、前記布体上に接着された（１）〜（７）のいずれか一つに記載の配線フィルムと、前記配線の露出した部分を介して接続された電子部品と、前記配線フィルム及び前記電子部品を平面視で覆う保護層と、を備える。【００２２】
（１２）上記（１１）に記載のテキスタイル型デバイスにおいて、前記保護層及び前記配線フィルムが、平面視で、前記電子部品及び前記配線フィルムを構成する配線に沿う部分のみに設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様に係る配線フィルムは、接着性を有しかつ伸縮性が高いため、デバイス転写シート用の配線フィルムとして用いることができる。【００２４】
本発明の一態様に係るデバイス転写シートは、配線が設けられた電子部品を容易に布体に転写することができると共に、配線の短絡を生じない。【００２５】
本発明の一態様に係るテキスタイル型デバイスは、装着時の不快感が少なく、短絡等の問題が発生しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一態様に係るテキスタイル型デバイスの平面模式図である。
【図２】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の一例を模式的に示した断面図である。
【図３】図１に示すテキスタイル型デバイスをＢ−Ｂ面に沿って切断した断面の一例を模式的に示した断面図である。
【図４】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図５】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図６】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図７】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図８】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図９】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図１０】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図１１】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図１２】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図１３】図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の他の例を模式的に示した断面図である。
【図１４】本発明の一態様に係るデバイス転写シートの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を適用した配線パターン、デバイス転写シート及びテキスタイル型デバイスについて、図面を用いてその構成を説明する。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拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。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。
【００２８】
（テキスタイル型デバイス、配線フィルム）
図１は、本発明の一態様に係るテキスタイル型デバイスの平面模式図である。
テキスタイル型デバイス１００は、布体５０と、布体５０に複数設置された電子部品（センサー）２０と、センサー２０からの情報を集約する回路基板３０と、回路基板３０に集約された情報を外部に出力する外部出力手段４０と、センサー２０と回路基板３０を繋ぐ配線１１からなる。
【００２９】
図２は、図１に示すテキスタイル型デバイスをＡ−Ａ面に沿って切断した断面の一例を模式的に示した断面図である。図２に示すように、配線１１は配線フィルム１０に設けられている。配線フィルム１０は、布体５０とセンサー２０及び保護層２１の間に配設されている。実際には配線フィルム１０を構成する配線層１３及び接着層１５、センサー２０、保護層２１、及び布体５０は接触しているが、理解の助けのために一部離して図示している。
【００３０】
図２に示す配線フィルム１０は、配線層１３と、短絡防止層１５を有する。
配線層１３は、伸縮性フィルム１２と、伸縮性フィルム１２の内部又は外表面に、伸縮性フィルム１２に沿って設けられた配線１１からなる。
【００３１】
配線１１の一部は、配線層１３の少なくともセンサー２０側の第１の面１３ａから露出している。第１の面１３ａから配線１１の一部が露出することで、センサー２０との接点をとることができる。
本発明の配線フィルムにおいて、配線の絶縁を確保ししつ、センサーとの接点をとるためには、配線の一部だけが第１の面から露出していればよい。この場合、配線は伸縮性フィルムの内部及び外表面に設けられている。
【００３２】
配線１１には、導電糸、導電線、導電インク等の伸縮性配線を用いることができる。本明細書において、「導電糸」とは、天然繊維又は化学繊維が導電性材料で被覆されたものを意味し、「導電線」とは、導電性材料からなる線状の部材を意味する。導電線は典型的には金属線であるが、導電性を有する線であれば金属線に限定されない。中でも、配線１１には、導電糸または導電線を用いることが好ましく、導電糸としては銀コートされた導電糸、導電線としては銅線を用いることがより好ましい。導電糸とは、導電性を有する糸である。導電糸は、耐久性が高く、形状変化に対する追従性も高い。そのため、導電糸を用いることで、テキスタイル型デバイス１００の変形等にも耐えることができる。銅線は高導電性でかつ抵抗変化が小さい。用途として例えば、導電糸は従来のモーションキャプチャのようなセンサー同士の配線に用い、銅線はそれ以上に機能を付加するのにデジタル機器（高導電性が求められる）の配線に用いる等してもよい。
配線１１は、絶縁材料を被覆して用いてもよい。この場合、配線層の電子部品と対向することになる第１の面から露出する部分には、この絶縁材料の被覆は設けない。
【００３３】
配線１１は、蛇行させることが好ましい。蛇行の形状は、ジグザク、波形、複数の馬蹄形及び／または馬蹄形の一部を並べその端部同士を接合または補間した曲線、連続ヘアピンカーブ、多角形の一部を複数個組み合わせた線、星形の一部を複数個組み合わせた線、あるいはそれらの組合せ、また、それらの近似直線及び近似曲線、また、それらとそれらの近似直線及び近似曲線との組合せ等、任意の形状をとることができる。
蛇行の周期及び蛇行の幅は任意の値を取ることができる。また、蛇行が同一の形状、同一の周期、及び／または同一幅を持たず、それぞれの値が異なっていてもよい。導電糸や導電線等の配線１１が蛇行することで、伸縮性フィルム１２の変形に対する追従性を高めることができる。
【００３４】
伸縮性フィルム１２には、伸縮性を有するものを用いることができる。伸縮性フィルム１２が伸縮することで、伸び、曲げ等の変形に対して追従可能なテキスタイルデバイス１００を得ることができる。ここで伸縮性は、初期状態に対する形状変化量が３０％以上あることが好ましく、５０％以上あることがより好ましく、１００％以上あることが特に好ましい。
【００３５】
伸縮性フィルム１２の厚みは特に限定されるものではないが、５μｍ〜３００μｍであることが好ましく、１０μｍ〜１００μｍであることがより好ましい。伸縮性フィルム１２の厚みがこの範囲であれば、高い伸縮性と強度を両立することができる。
【００３６】
図２において、伸縮性フィルム１２は、伸縮性フィルムの第１の面側から接着層１２Ａ、絶縁層１２Ｂという構成である。接着層１２Ａを熱溶融させることにより、配線フィルム１０とセンサー２０及び保護層２１とを溶着することができる。絶縁層１２Ｂとしてはポリウレタンフィルム等の伸縮性を有するものを用いることができる。接着層１２Ａは、熱可塑性接着層であることが好ましく、熱可塑性接着層としては、公知のホットメルトフィルム等が挙げられるが、伸縮性を有するホットメルトフィルムであることが好ましい。
これにより、布体を伸縮させたときの追随性が向上する。伸縮性を有するホットメルトとしては、ポリウレタンを主成分とするホットメルト等が挙げられる。
【００３７】
センサー２０と配線１１の接点の間に、導電性の金属粒子を含む導電性のホットメルトを部分的に用いてもよい。これにより、センサー２０と配線１１の電気的な接続を強化し、接触抵抗を低下させることができる。導電性のホットメルトで用いる導電性の金属微粒子としては、銀、金、銅、白金、アルミニウムが好ましく、銀、金、銅がより好ましく、銀が最も好ましい。また、フレーク状の金属微粒子を用いることで少ない含有量で高い導電性を付与することができる。前記導電性のホットメルトはポリウレタンを主成分とするホットメルトを含むことが好ましい。これにより、布体の伸縮時にかかる歪みでセンサー２０もしくは配線１１から剥離することを抑制できる。
【００３８】
伸縮性フィルム１２は、当該態様に限られない。例えば、伸縮性フィルム１２がポリウレタンフィルムからなる絶縁層１２Ｂのみからなってもよいし、絶縁層１２Ｂの両面に接着層が形成されていてもよいし、接着層のみでもよい。これらの変形例についての詳細は後述する。
【００３９】
短絡防止層１５は、配線層１３の第1の面１３ａと反対側の第２の面１３ｂに配設されている。配線層１３において、配線１１が第２の面１３ｂから露出していなければ、短絡防止層１５は無くてもよい。しかしながら、短絡防止層１５を配線層１３の第２の面１３ｂに設けることで、布体５０からの汗等の侵入による短絡をより効果的に防止することができる。また、水中等での使用も可能となる。
【００４０】
短絡防止層１５は、配線層１３と布体５０を接着する機能も有する。テキスタイル型デバイス１００は、ウェアラブルなデバイスとして機能する。そのため、洗濯等を行うことが想定される。短絡防止層１５は、配線層１３と布体５０とを強固に接着するため、洗濯等の水を用いた処理を行った際に、短絡防止層１５が剥離することを避けることができる。
【００４１】
短絡防止層１５は、配線層１３側の第１の面１５ａと、第１の面１５ａと反対側の第２の面１５ｂを有し、少なくとも第２の面１５ｂに接着層１５Ｃを有することを好ましい。
図２においては、絶縁層１５Ｂの両面に接着層１５Ａ，１５Ｃを有する例を図示している。
【００４２】
接着層１５Ａ，１５Ｃには熱可塑性接着層を用いることが好ましい。これにより、布体を伸縮させたときの追随性が向上するとともに、配線層１３と布体５０とを強固に接着することができる。熱可塑性接着層としては、公知のホットメルトフィルム等が挙げられるが、伸縮性を有するホットメルトフィルムであることが好ましい。伸縮性を有するホットメルトとしては、ポリウレタンを主成分とするホットメルト等が挙げられる。
【００４３】
また短絡防止層１５は、絶縁層１５Ｂを有することで、配線層１３の布体５０側の第２の面１３ｂから露出する配線１１を包埋することができ、絶縁性をより高めることができる。これにより、テキスタイル型デバイスが、汗等により短絡することを抑制することができる。また短絡防止層１５を有することで、配線フィルム１０全体の強度をより高めることができる。絶縁層１５Ｂはポリウレタンフィルムを用いることが好ましい。これにより、高い絶縁性を確保できるとともに、布体を伸縮させたときの追随性が向上する。
【００４４】
短絡防止層１５の厚みは特に限定されるものではないが、１０μｍ〜８００μｍであることが好ましく、３０μｍ〜３００μｍであることがより好ましい。短絡防止層１５の各構成としては、絶縁層１５Ｂの厚みが５μｍ〜３００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましい。絶縁層１５Ｂの厚みがこの範囲であれば、高い伸縮性と強度を維持することができる。接着層１５Ａ，１５Ｃの厚みは、１０μｍ〜２００μｍであることが好ましく、３０μｍ〜１００μｍであることがより好ましい。接着層１５Ｃの厚みがこの範囲であれば、布体と配線フィルム１０の密着が強くなり、洗濯等によって長期間剥がれることなく使用することができるようになる。
【００４５】
上述の配線層１３及び短絡防止層１５からなる配線フィルム１０は、形状が１０％以上変化した際の導電性が、変化する前の導電性の１／１０〜１０倍の範囲であることが好ましい。またこの範囲の導電性変化率を、形状が３０％以上変化しても維持できることがより好ましく、形状が５０％以上変化しても維持できることがさらに好ましく、形状が１００％以上変化しても維持できることが特に好ましい。
【００４６】
短絡性防止層１５は、この例に限られず、種々の構成をとることができる。例えば、短絡防止層が熱可塑性接着層を兼ねていてもよい。また短絡防止層１５がより複数層の構成からなってもよい。
【００４７】
センサー２０には、例えばフォトダイオード、温度センサー、歪みセンサー、圧力センサー等を用いることができる。また場所毎に異なるセンサーを用いてもよい。センサー２０は、使用用途によってはセンサー以外の電子部品と置き換えてもよい。
【００４８】
センサー２０は、物理量の変化によってセンサーの電流または電圧が変化すれば特に制限はされないが、回路の簡便さなどから物理量によって抵抗が変化し、両端の電圧が変化する可変抵抗型センサーが望ましい。物理量としては、音、光、温度、圧力、歪みからなる群の少なくとも１つを好適に用いることができる。この際、センサー２０の抵抗の抵抗値は配線１１の配線抵抗の５０倍以上であることが好ましい。センサー２０と、外部出力手段５との距離は、場所によって異なるが、センサー２０の抵抗を配線抵抗の５０倍以上とすることで、配線１１の配線抵抗の影響を排除することができる。
【００４９】
センサー２０には、インクを用いたセンサーを用いることが好ましい。インクを用いたセンサーとは、導電性粒子をエラストマーの溶液もしくは分散物に混合したインクを用いて作製されたセンサーである。このインクを印刷、乾燥することにより、導電性粒子がエラストマーのフィルムにランダムに分散したセンサーが得られる。このセンサーは、引っ張りや圧縮、温度変化による熱膨張・収縮によって導電性粒子間距離が変化することにより、センサー両端の抵抗が変化する。インクを用いたセンサーは非常に薄く、測定対象に対する追従性が高い。そのため、正確かつ安定的な測定を行うことができる。
【００５０】
保護層２１は、図２に示すように、平面視で配線フィルム１０及びセンサー２０を覆っている。保護層２１のセンサー２０が設けられている面２１ａと反対側の一面２１ｂは、使用態様時における最表面になる。すなわち、配線フィルム１０及びセンサー２０を保護層２１で覆うことで、配線１１をデバイス転写シート１００内に包埋することができる。
その結果、デバイス転写シート１００を用いて得られるテキスタイル型デバイスの使用時における汗等による侵食から配線フィルム１０を保護することができる。また水中等での使用も可能となる。
【００５１】
保護層２１は、上述のようにテキスタイル型デバイスとして使用する際の最表面となる部分である。そのため、保護層２１は、絶縁性と共に、伸縮性を有していることが好ましい。そのため、保護層２１は、ポリウレタンからなる層であることが好ましい。
【００５２】
保護層２１の厚みは、５μｍ〜３００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましい。保護層２１の厚みがこの範囲であれば、高い伸縮性と強度を維持することができる。
【００５３】
図３は、図１に示すテキスタイル型デバイスをＢ−Ｂ面に沿って切断した断面の一例を模式的に示した断面図である。
図３に示すように、保護層２１及び配線フィルム１０（配線層１３及び短絡防止層１５）は、平面視でセンサー２０及び配線フィルム１０を構成する配線１１に沿う部分のみに設けられていることが好ましい。このように配線１１に沿う必要最低限の部分のみに保護層２１及び配線フィルム１０を設けることで、布体５０上に何も付設されていない空間Ｋが形成される。空間Ｋがあることで、テキスタイル型デバイス１００の通気性及びフレキシブル性をより高めることができる。
【００５４】
ここで、センサー２０及び配線１１に沿う部分とは、平面視でセンサー２０及び配線１１の外周から０．１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることが好ましく、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましい。沿う部分が大きすぎると不要部が多くなり、テキスタイル型デバイスの通気性が阻害される。これに対し沿う部分が狭すぎると、センサー２０及び配線１１との段差によってセンサー２０及び配線１１の一部が外部に露出する可能性が高まり、短絡の可能性が高まる。
【００５５】
布体５０は、種々のものを用いることができる。例えば、既存の衣服を布体５０として用いてもよい。センサー２０は人と密着するほど感度を高めることができるため、布体５０はストレッチ素材からなることが好ましい。
【００５６】
回路基板３０は、様々な部分に付設されたセンサーからの情報を集約する部分である。
回路基板３０は、公知のものを用いることができる。例えば、フレキシブルプリント基板等を用いることができる。
【００５７】
外部出力手段４０は、センサー２０からの電気的な情報を外部に出力する部分である。
外部出力手段４０は、外部に信号を発信することができれば、有線通信の装置でも無線通信の装置でもよい。装着時の違和感を低減する観点からは無線通信の装置であることが好ましい。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格を用いることができる。外部出力手段には、マイクロコンピュータやリチウム電池などを同時に搭載してもよい。
【００５８】
（変形例）
なお、上記図１〜図３を基に説明してきたが、テキスタイル型デバイスは当該構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５９】
図４は変形例を示すものであり、図１に示すテキスタイル型デバイスのＡ−Ａ面に沿って切断した断面に対応する断面図である。図４に示すテキスタイル型デバイス１０１では、配線フィルム１０を構成する配線層１２及び短絡防止層１５の構成が異なる。その他の構成は、上述のテキスタイル型デバイス１００と同一であり、同じ符号を付与している。
【００６０】
テキスタイル型デバイス１０１は、伸縮性フィルム１２が３層からなり、短絡防止層１５が２層からなる。伸縮性フィルム１２は、両面に接着層１２Ｃ，１２Ｆを有する絶縁層１２Ｂからなる。短絡防止層１５は、布体５０側の面に接着層１５Ｅを有する絶縁層１５Ｄからなる。図２に示すテキスタイル型デバイス１００の構成と図４に示すテキスタイル型デバイス１０１の構成を比較すると、全体の厚みは変わらないが、伸縮性フィルムは厚い。このため、導電糸配線を形成する際に、伸縮性フィルムが破損しにくくなるという効果を奏する。
【００６１】
テキスタイル型デバイス１０１においても、配線層１３の第１の面１３ａから配線１１の一部が露出しているため、センサー２０への通電を確保することができる。配線層１３の布体５０側には、短絡防止層１５が配設されているため、布体５０からの汗等の侵入を防ぐことができる。すなわち、汗等に起因して短絡することを防ぐことができる。
【００６２】
また図５は他の変形例を示すものであり、図１に示すテキスタイル型デバイスのＡ−Ａ面に沿って切断した断面に対応する断面図である。図５に示すテキスタイル型デバイス１０２では、上述のテキスタイル型デバイス１０１においてセンサー２０側に配設されていた配線層１３の接着層１２Ｃの役目を有する接着層２２が、センサー２０及び保護層２１側に配設されている点が異なる。その他の構成は、上述のテキスタイル型デバイス１００と同一であり、同じ符号を付与している。
【００６３】
テキスタイル型デバイス１０２においては、センサー２０と配線１１の接続が接着層２２によって阻害されるおそれがある。しかしながら、接着時に、接着層２２を熱等により充分溶融することができれば、問題なく接続することができる。すなわち、テキスタイル型デバイス１０２においても、配線１１とセンサー２０の通電を確保できると共に、布体５０からの汗等の侵入を防ぐことができる。すなわち、汗等に起因して短絡することを防ぐことができる。
【００６４】
また図６はさらに他の変形例を示すものであり、図１に示すテキスタイル型デバイスのＡ−Ａ面に沿って切断した断面に対応する断面図である。図６に示すテキスタイル型デバイス１０３では、上述のテキスタイル型デバイス１００においてセンサー２０側に配設されていた配線層１３の接着層１２Ａの役目を有する接着層２２が、センサー２０及び保護層２１側に配設されている点が異なる。その他の構成は、上述のテキスタイル型デバイス１００と同一であり、同じ符号を付与している。
【００６５】
テキスタイル型デバイス１０３においても、センサー２０と配線１１の接続が接着層２２によって阻害されるおそれがある。しかしながら、接着時に、接着層２２を熱等により充分溶融することができれば、問題なく接続することができる。すなわち、テキスタイル型デバイス１０３においても、配線１１とセンサー２０の通電を確保できると共に、布体５０からの汗等の侵入を防ぐことができる。すなわち、汗等に起因して短絡することを防ぐことができる。
【００６６】
この他、保護層２１、センサー２０、配線層１３、短絡防止層１５及び布体５０の接着を維持することができ、配線１１を内部に包埋することができれば、種々の態様を用いることができる。例えば、図７、図９に示すように短絡防止層１５が接着層１５Ｆの一層のみからなってもよいし、図８、図９に示すように伸縮性フィルム１２が接着層１２Ｆの一層のみからなってもよい。また図１０〜図１３に示すように、布体５０に対するセンサー２０、配線層１３、短絡防止層１５の順番を逆転させてもよい。具体的には、布体５０、センサー２０、配線層１３、短絡防止層１５の順に積層してもよい。
【００６７】
上述のように、本発明の一態様に係るテキスタイル型デバイスを用いることで、ウェアラブルなセンサーデバイスを得ることができる。また汗等の水分に起因した短絡や、通気性の悪さに起因した不快感等を避けることでき、装着者の違和感を少なくしたデバイスとなる。
【００６８】
「デバイス転写シート」
図１４は、本発明の一態様に係るデバイス転写シートの断面模式図である。本発明の一態様に係るデバイス転写シート２００は、配線フィルム１０と、センサー２０と、保護層２１と、仮支持体６０を有する。
デバイス転写シート２００を布体に転写し、仮支持体６０を剥離すると上述のテキスタイル型デバイス１００〜１０３のような本発明のテキスタイル型デバイスとして機能する。図１４に示す例はテキスタイル型デバイス１００を含む場合であり、配線フィルム１０、センサー２０、保護層２１については、テキスタイル型デバイス１００と同一の構成であり、詳細な説明を省く。
【００６９】
仮支持体６０は、布体にテキスタイル型デバイスを転写するまでの間、配線フィルム１０、センサー２０及び保護層２１を支持する支持部である。仮支持体６０は、テキスタイル型デバイスとして使用する際には剥離する。そのため、仮支持体６０の材質は特に問わない。例えば、市販のＰＥＴフィルム等を用いることができる。
【００７０】
仮支持体６０の厚みは、２０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上あることがより好ましく、１００μｍ以上あることが特に好ましい。仮支持体６０の厚みがこの範囲であれば、配線フィルム１０、センサー２０及び保護層２１を充分支持することができる。一方で、仮支持体６０の厚みが厚すぎると、デバイス転写シート２００全体のコストが上がること、また厚み及び重量が不要に増してしまうという問題もある。
【００７１】
また上述のように、テキスタイル型デバイスの通気性の確保、軽量化、柔軟性の向上等の面から配線１１とセンサー２０以外の不要部分は除去することが好ましい。すなわち、配線１１及びセンサーに沿う部分以外の保護層２１、配線フィルム１０は除去することが好ましい。これらを除去する際に、仮支持体６０は切ることなくハーフカットすることが好ましい。仮支持体６０も一緒に除去してしまうと、デバイス転写シート２００が形を維持することが困難になり、ハンドリング性が著しく低下する。そのため、布体への転写精度等が落ちてしまう。これに対し、仮支持体６０を残してハーフカットすることで、デバイス転写シート２００の布体等への転写が容易になり、転写精度を高めることができる。
【００７２】
上述のように、本発明の一態様に係るデバイス転写シートを用いることで、配線が接続された電子部品を容易に布体に転写することができると共に、配線の短絡を抑制できる。
また仮支持体を残し、不要部のみをハーフカットすることで、デバイス転写シートのハンドリング性を高めると共に、転写後のテキスタイル型デバイスの通気性、軽量性、柔軟性を確保することができる。
【００７３】
（デバイス転写シート及びテキスタイル型デバイスの製造方法）
デバイス転写シートの製造方法は、伸縮性フィルムに配線を形成し、配線フィルムを作製する工程と、仮支持体上に保護層を介してセンサーが形成されたセンサー付フィルムを作製する工程と、配線フィルムとセンサー付フィルムを配線とセンサーが接続されるように接着する工程とを有する。ここでは、電子部品の一例としてセンサーを用いている。
【００７４】
まず配線フィルムを作製する。例えば、配線として導電糸を用いる場合は、伸縮性フィルムに導電糸を縫い付ける。伸縮性フィルムは薄いため非常に破れやすいが、細い針や摩擦力が小さい導電糸を用いることで、伸縮性フィルムが破れることを防ぐことができる。縫い付けは、刺繍機、ミシン等を用いてもよいし、手縫いでもよい。金属線を用いる場合にも同様である。
また導電性インクを用いる場合は、外表面に導電性インクを塗工することで得ることができる。
【００７５】
配線は、少なくとも一部が配線層の一面から露出するように形成する。導電糸を用いる場合は、伸縮性フィルムの両面を貫通するように縫えば、少なくとも配線層の一面に導電糸が露出する。また一面のみに導電糸が露出するようする場合は、まつり縫い等を用いてもよい。まつり縫いとは、一面から入れた針をフィルムの内部を通し、針を入れた側の面から取り出す縫い方である。
【００７６】
次いで、必要に応じて配線層のセンサーと接着することとなる面の反対側の面に短絡防止層を設ける。短絡防止層は、熱可塑性フィルム等を熱溶融することで、伸縮性フィルムの一面に形成することができる。
【００７７】
配線フィルムの作製とは別に、センサー付フィルムを作製する。センサー付フィルムの作製方法に特に制限はない。例えば、仮支持体上に、保護層、センサーを順に積層することで得ることができる。具体的には、例えば市販のＰＥＴフィルムを仮支持体として用いることができる。そしてＰＥＴフィルムの一面に、保護層を形成する。保護層は、例えばポリウレタン樹脂を印刷により形成してもよいし、市販のポリウレタンフィルムを貼り付けてもよい。そして、得られた保護層の所定の位置に、スクリーン印刷を用いてインクを用いたセンサーを作製することができる。このような手順でセンサー付フィルムを得ることができる。
【００７８】
次いで、得られた配線フィルムと、センサー付フィルムと、を接着する。接着は、配線とセンサーが電気的に接続されるように行う。この際、配線フィルム又はセンサー付フィルムの接合面の少なくともいずれか一方には、接着層が形成されている。そのため、配線フィルムの配線が露出した面と、センサー付フィルムのセンサーが形成された面とを合せて、熱を加えることで、それぞれが接着する。このような手順でデバイス転写シートを得ることができる。
【００７９】
ここで得られたデバイス転写シートにおいて、保護層及び配線フィルムを構成する伸縮性フィルムは、デバイス転写シート全面に形成されている。そこで、センサー及び配線フィルムを構成する配線に沿う部分以外の保護層及び配線フィルムを構成する伸縮性フィルムを、仮支持体を残して除去することが好ましい。不要部を除去しても仮支持体によって支持されている。
【００８０】
上述のように、デバイス転写シートは、複雑な工程を得ることなく簡便に作製することができる。そのため、量産性も高めることができる。
【００８１】
次いで、得られたデバイス転写シートを用いて、テキスタイル型デバイスを作製する。テキスタイル型デバイスの製造方法は、デバイス転写シートを布体に接着する工程と、接着したデバイス転写シートから仮支持体を剥離する工程とを有する。
【００８２】
デバイス転写シートの仮支持体が設けられた面と反対側の最表面は、接着面である。そのため、布体の所定の位置でデバイス転写シートを位置合わせし、加熱することで布体とデバイス転写シートが溶着する。デバイス転写シートは、既に所定の配置でセンサー、配線等が設けられている。そのため、貼り合せるだけで所望の位置にデバイスを転写することができる。また仮支持体で支持されているため、貼り合せ時に形状が大きく変化することなく、転写の精度を高めることができる。
【００８３】
そしてデバイス転写シートから仮支持体を剥離する。このような手順で、簡便にテキスタイル型デバイスを得ることができる。
【００８４】
上述のように、テキスタイル型デバイスは、デバイス転写シートを用いて転写するだけで必要な部分に作製することができる。またデバイス転写シートは、伸縮性、柔軟性、安定性を有するため、位置合わせの精度を高めることができ、よりデータの解像度を高めることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１００，１０１，１０２，１０３…テキスタイル型デバイス、１０…配線フィルム、１１…配線、１２…伸縮性フィルム、１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｅ…接着層、１２Ｂ，１２Ｄ…絶縁層、１３…配線層、１５…接着フィルム、１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｆ…接着層、１５Ｂ，１５Ｄ…絶縁層、２０…センサー、２１…保護層、３０…回路基板、４０…外部出力手段、５０…布体、６０…仮支持体、２００…デバイス転写シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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