生体適合性ポリマーセンサ及びその製造方法
【課題】生体適合性を有していながらも、皮膚など様々な被貼付物に貼付することが可能なポリマー基板及びその製造方法を得る。
【解決手段】生体適合性ポリマーセンサ１００は、基板１０と、基板１０の表面に形成された一対の配線１１、１２と、配線１１、１２の一部を被覆するように基板上に形成された圧電部材１３と、圧電部材１３を被覆するように設けられたフィルム状部材１４と、を備えているものである。圧電部材１３は、ＰＶＤＦなどの圧電材料からなる層であり、０．５μｍ〜３．０μｍ程度の厚さを有したものである。フィルム状部材１４は、ＰＤＭＳなどの柔軟性を有した樹脂からなりものであり、０．５μｍ〜３．０μｍ程度の厚さを有したものである。圧電部材１３及びフィルム状部材１４は、インクジェット方式の印刷によって形成することが可能である。
【解決手段】生体適合性ポリマーセンサ１００は、基板１０と、基板１０の表面に形成された一対の配線１１、１２と、配線１１、１２の一部を被覆するように基板上に形成された圧電部材１３と、圧電部材１３を被覆するように設けられたフィルム状部材１４と、を備えているものである。圧電部材１３は、ＰＶＤＦなどの圧電材料からなる層であり、０．５μｍ〜３．０μｍ程度の厚さを有したものである。フィルム状部材１４は、ＰＤＭＳなどの柔軟性を有した樹脂からなりものであり、０．５μｍ〜３．０μｍ程度の厚さを有したものである。圧電部材１３及びフィルム状部材１４は、インクジェット方式の印刷によって形成することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被貼付物に貼付することが可能な生体適合性ポリマーセンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１に開示されているように、生体内の蠕動運動を直接的に測定する際に適用可能とすることができる歪センサが公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８９７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の歪みセンサは生体適合性を有しているものの、被対象物に縫いつけて取り付けなければならず、皮膚などに貼り付けて使用することができるものではないだけでなく、電極から上部に通常の配線を取りだす必要があるので、その分厚み方向に大型化していた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、皮膚など様々な被貼付物に貼付することが可能であるだけでなく、従来に比べて薄膜化された生体適合性ポリマーセンサ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１） 本発明は、可撓性を有した基板と、前記基板上に形成され、厚さがμｍオーダーの第１の配線と、前記基板上に形成されているとともに、前記第１の配線の少なくとも一部と電気的に接触するように形成され、厚さがμｍオーダーの圧電部材と、前記圧電部材に少なくとも一部が接触するように形成され、厚さがμｍオーダーの第２の配線と、前記圧電材料上に形成され、厚さがμｍオーダーのポリジメチルシロキサンからなるフィルム状部材と、を備えているものである。ここで、μｍオーダーとは、０．５μｍ〜８０μｍ程度の範囲のことをいう。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、少なくとも表面が生体適合性を有したものであるとともに可撓性を有しているので、皮膚などに長時間貼り付けたまま、様々なデータを検出することが可能である。
【０００８】
（２） 上記（１）の生体適合性ポリマーセンサにおいては、前記可撓性を有した基板が、厚さがμｍオーダーのポリジメチルシロキサンからなるフィルム状部材であることが好ましい。ここで、μｍオーダーとは、０．５μｍ〜８０μｍ程度の範囲のことをいう。
【０００９】
上記（２）の構成によれば、柔軟性を有した薄膜状のものであるので、皮膚などに長時間貼り付けてもストレスを最小限に抑えることができる。
【００１０】
（３） 上記（１）又は（２）の生体適合性ポリマーセンサにおいては、前記圧電部材が、圧電材料とポリウレタンとを含む複合材料からなるものであってもよい。
【００１１】
上記（３）の構成によれば、透湿性を有したポリウレタンを含む圧電部材とすることができる。したがって、本生体適合性ポリマーセンサを人などの皮膚に貼付した場合に、該皮膚が蒸れることを抑制できる。
【００１２】
（４） 別の観点として、上記（１）又は（２）の生体適合性ポリマーセンサにおいては、前記圧電部材とフィルム状部材との間に、ポリウレタン層が形成されているものであってもよい。
【００１３】
ポリウレタン層は一般的に透湿性を有しているものである。したがって、上記（４）の構成によれば、本生体適合性ポリマーセンサを人などの皮膚に貼付した場合に、該皮膚が蒸れることを抑制できる。
【００１４】
（５） 本発明の生体適合性ポリマーセンサの製造方法は、上記（１）のポリマー基板の製造方法であって、ジメチルビニル末端ジメチルシロキサン（以下、ＤＳＤＴ（Dimethyl siloxane,Dimethylvinyl-terminated）と表現することがある。）と、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（以下、ＴＴＣ（Tetrametyhyl tetravinyl
cyclotetrasiloxane）と表現することがある。）とを１０：１〜９：２で混合した後に、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を用いて、インクジェット方式の印刷によって、前記フィルム状部材を形成する工程を有しているものである。
【００１５】
（６） 別の観点として、本発明の生体適合性ポリマーセンサの製造方法は、上記（１）のポリマー基板の製造方法であって、ポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦ（PolyVinylidene
DiFluoride）と表現することがある。）にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を用いて、インクジェット方式の印刷によって、前記圧電部材を形成する工程を有しているものであってもよい。
【００１６】
上記（５）又は（６）の構成によれば、容易に薄膜状のポリマー基板を製造することができる。特に、上記（５）の構成によれば、表面に生体適合性を有した薄膜を備えたポリマー基板を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサを示した概略図であって、（ａ）が上視図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサを示した側面概略図であって、（ａ）が上視図、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサを示した側面概略図であって、（ａ）が上視図、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサを示した側面概略図であって、（ａ）が上視図、（ｂ）が（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下、図１を用いて、本発明の第１実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサについて説明する。
【００１９】
生体適合性ポリマーセンサ１００は、基板１０と、基板１０の表面に形成された一対の配線１１、１２（第１の配線及び第２の配線）と、配線１１、１２の一部を被覆するように基板上に形成された圧電部材１３と、圧電部材１３を被覆するように設けられたフィルム状部材１４と、を備えているものである。
【００２０】
基板１０は、ＰＤＭＳ又はＰＩ（ポリイミド）などの柔軟性を有した樹脂からなるものであり、０．５μｍ程度以上（０．５μｍ〜３．０μｍであることが好ましい。）の厚さを有したものである。なお、基板１０にＰＤＭＳを用いる場合には、人の皮膚に長時間貼付できる程度の粘着性を有しているＰＤＭＳを選択してもよい。これにより、長時間連続して生体データを取得することが可能である。
【００２１】
配線１１、１２は、金属又は合金などの導電層からなり、０．３μｍ〜７０μｍ（スパッタ法では、０．３μｍ〜０．９μｍが好ましい。）程度の厚さを有したものである。なお、配線１１、１２のそれぞれの一端部には、外部と電気的に接続しやすいように、電極パッドが形成されている。
【００２２】
圧電部材１３は、ＰＶＤＦなどの圧電材料からなる層であり、０．５μｍ程度以上（０．５μｍ〜３．０μｍであることが好ましい。）の厚さを有したものである。
【００２３】
フィルム状部材１４は、ＰＤＭＳなどの柔軟性を有した樹脂からなりものであり、０．５μｍ程度以上（０．５μｍ〜３．０μｍであることが好ましい。）の厚さを有したものである。また、フィルム状部材１４は、圧電部材１３の保護部材としての機能を併せ持っている。
【００２４】
次に、生体適合性ポリマーセンサ１００の製造方法の一例について説明する。まず、基板１０に、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、配線１１、１２を形成する。続いて、予め、ＰＶＤＦに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、基板１０上において配線１１、１２の一部を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ＰＶＤＦからなる圧電部材１３を形成する。続いて、予め、ＤＳＤＴとＤＤＴとを１０：１〜９：２で混合して得たＰＤＭＳに、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を作成しておき、該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などによって、配線１１の側部及び圧電部材１３を被覆する。その後、乾燥させ、ＰＤＭＳからなるフィルム状部材１４を形成する。これら一連の工程により、生体適合性ポリマーセンサ１００は完成する。
【００２５】
本実施形態によれば、基板１０が生体適合性を有した可撓性のあるものであるので、皮膚などに長時間貼り付けたまま、生体データを検出することが可能である。また、生体適合性ポリマーセンサ１００が薄膜状であるとともに全体に柔軟性があるので、曲部への貼付にも対応できるとともに、皮膚などに長時間貼り付けてもストレスを最小限に抑えることができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
次に、図２を用いて、本発明の第２実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサについて説明する。なお、本実施形態における符号２０の部位は、第１実施形態における符号１０の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、本実施形態における符号２１〜２４の部位は、順に、第１実施形態における符号１１〜１４の部位と同様の材料を用いているので、該材料の説明を省略することがある。
【００２７】
生体適合性ポリマーセンサ２００は、配線２１（第１の配線）が圧電部材２３の下部において電気的に接続されるように形成され、配線２２（第２の配線）が、圧電部材２３の上部及び側部において電気的に接続されるように且つ配線２１と略一直線上に配設されるように形成されている点、フィルム状部材２４が圧電部材２３及び配線２２の一部を保護するように被覆している点で、第１実施形態における生体適合性ポリマーセンサ１００と異なっている。
【００２８】
次に、生体適合性ポリマーセンサ２００の製造方法の一例について説明する。まず、基板２０に、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、配線２１を形成する。続いて、予め、ＰＶＤＦに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、基板２０上において配線２１の一部を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ＰＶＤＦからなる圧電部材２３を形成する。続いて、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、基板２０上から圧電部材２３上にかけて配線２２を形成する。続いて、予め、ＤＳＤＴとＤＤＴとを１０：１〜９：２で混合して得たＰＤＭＳに、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を作成しておき、該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などによって、圧電部材２３及び圧電部材２３上に配設されている配線２２の一部を被覆する。その後、乾燥させ、ＰＤＭＳからなるフィルム状部材２４を形成する。これら一連の工程により、生体適合性ポリマーセンサ２００は完成する。
【００２９】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、外部との電気的な接続について、第１実施形態とは異なる方向にとることができる。
【００３０】
＜第３実施形態＞
次に、図３を用いて、本発明の第３実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサについて説明する。なお、本実施形態における符号３０〜３３の部位は、順に、第１実施形態における符号１０〜１３の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、本実施形態における符号３４の部位は、第１実施形態における符号１４の部位と同様の材料を用いているので、該材料の説明を省略することがある。
【００３１】
生体適合性ポリマーセンサ３００は、主に、圧電部材３３とフィルム状部材３４との間にポリウレタン層３５が形成されている点で、第１実施形態における生体適合性ポリマーセンサ１００と異なっている。
【００３２】
次に、生体適合性ポリマーセンサ３００の製造方法の一例について説明する。まず、基板３０に、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、配線３１、３２を形成する。続いて、予め、ＰＶＤＦに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、基板３０上において配線３１、３２の一部を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ＰＶＤＦからなる圧電部材３３を形成する。続いて、予め、ポリウレタンに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、圧電部材３３を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ポリウレタン層３５を形成する。続いて、予め、ＤＳＤＴとＤＤＴとを１０：１〜９：２で混合して得たＰＤＭＳに、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を作成しておき、該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などによって、配線３１、圧電部材３３の側部及びポリウレタン層３５を被覆する。その後、乾燥させ、ＰＤＭＳからなるフィルム状部材３４を形成する。これら一連の工程により、生体適合性ポリマーセンサ３００は完成する。
【００３３】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、透湿性を有しているポリウレタン層３５によって、生体適合性ポリマーセンサ３００を人などの皮膚に貼付した場合に、該皮膚が蒸れることを抑制できる。
【００３４】
＜第４実施形態＞
次に、図４を用いて、本発明の第４実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサについて説明する。なお、本実施形態における符号４０の部位は、第１実施形態における符号１０の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、本実施形態における符号４１〜４４の部位は、順に、第１実施形態における符号１１〜１４の部位と同様の材料を用いているので、該材料の説明を省略することがある。
【００３５】
生体適合性ポリマーセンサ４００は、主に、（１）配線４１が圧電部材４３の下部において電気的に接続されるように形成され、配線４２が、圧電部材４３の上部及び側部において電気的に接続されるように且つ配線４１と略一直線上に配設されるように形成されている点、（２）ポリウレタン層４５が圧電部材４３とフィルム状部材４４との間に形成されている点、（３）フィルム状部材４４がポリウレタン層４５及び配線４２の一部を保護するように被覆している点で、第１実施形態における生体適合性ポリマーセンサ１００と異なっている。
【００３６】
次に、生体適合性ポリマーセンサ４００の製造方法の一例について説明する。まず、基板４０に、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、配線４１を形成する。続いて、予め、ＰＶＤＦに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、基板４０上において配線４１の一部を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ＰＶＤＦからなる圧電部材４３を形成する。続いて、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、基板４０上から圧電部材４３上にかけて配線４２を形成する。続いて、予め、ポリウレタンに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、圧電部材４３を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ポリウレタン層４５を形成する。続いて、予め、ＤＳＤＴとＤＤＴとを１０：１〜９：２で混合して得たＰＤＭＳに、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を作成しておき、該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などによって、配線４２の一部及びポリウレタン層４５を被覆する。その後、乾燥させ、ＰＤＭＳからなるフィルム状部材４４を形成する。これら一連の工程により、生体適合性ポリマーセンサ４００は完成する。
【００３７】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、透湿性を有しているポリウレタン層４５によって、生体適合性ポリマーセンサ４００を人などの皮膚に貼付した場合に、該皮膚が蒸れることを抑制できる。また、外部との電気的な接続について、第１実施形態とは異なる方向にとることができる。
【００３８】
＜変形例＞
なお、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。例えば、上記第１〜４実施形態における圧電部材は、ＰＶＤＦからなるものであるが、この代わりに、ＰＶＤＦとポリウレタンとの複合材料を用いてもよい。なお、該複合材料は、ＰＶＤＦとポリウレタンとを混合した後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を、目的の箇所に、インク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などした後、乾燥させることによって得ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、２０、３０、４０ 基板
１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２ 配線
１３、２３、３３、４３ 圧電部材
１４、２４、３４、４４ フィルム状部材
３５、４５ ポリウレタン層
１００、２００、３００、４００ 生体適合性ポリマーセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被貼付物に貼付することが可能な生体適合性ポリマーセンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１に開示されているように、生体内の蠕動運動を直接的に測定する際に適用可能とすることができる歪センサが公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８９７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の歪みセンサは生体適合性を有しているものの、被対象物に縫いつけて取り付けなければならず、皮膚などに貼り付けて使用することができるものではないだけでなく、電極から上部に通常の配線を取りだす必要があるので、その分厚み方向に大型化していた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、皮膚など様々な被貼付物に貼付することが可能であるだけでなく、従来に比べて薄膜化された生体適合性ポリマーセンサ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１） 本発明は、可撓性を有した基板と、前記基板上に形成され、厚さがμｍオーダーの第１の配線と、前記基板上に形成されているとともに、前記第１の配線の少なくとも一部と電気的に接触するように形成され、厚さがμｍオーダーの圧電部材と、前記圧電部材に少なくとも一部が接触するように形成され、厚さがμｍオーダーの第２の配線と、前記圧電材料上に形成され、厚さがμｍオーダーのポリジメチルシロキサンからなるフィルム状部材と、を備えているものである。ここで、μｍオーダーとは、０．５μｍ〜８０μｍ程度の範囲のことをいう。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、少なくとも表面が生体適合性を有したものであるとともに可撓性を有しているので、皮膚などに長時間貼り付けたまま、様々なデータを検出することが可能である。
【０００８】
（２） 上記（１）の生体適合性ポリマーセンサにおいては、前記可撓性を有した基板が、厚さがμｍオーダーのポリジメチルシロキサンからなるフィルム状部材であることが好ましい。ここで、μｍオーダーとは、０．５μｍ〜８０μｍ程度の範囲のことをいう。
【０００９】
上記（２）の構成によれば、柔軟性を有した薄膜状のものであるので、皮膚などに長時間貼り付けてもストレスを最小限に抑えることができる。
【００１０】
（３） 上記（１）又は（２）の生体適合性ポリマーセンサにおいては、前記圧電部材が、圧電材料とポリウレタンとを含む複合材料からなるものであってもよい。
【００１１】
上記（３）の構成によれば、透湿性を有したポリウレタンを含む圧電部材とすることができる。したがって、本生体適合性ポリマーセンサを人などの皮膚に貼付した場合に、該皮膚が蒸れることを抑制できる。
【００１２】
（４） 別の観点として、上記（１）又は（２）の生体適合性ポリマーセンサにおいては、前記圧電部材とフィルム状部材との間に、ポリウレタン層が形成されているものであってもよい。
【００１３】
ポリウレタン層は一般的に透湿性を有しているものである。したがって、上記（４）の構成によれば、本生体適合性ポリマーセンサを人などの皮膚に貼付した場合に、該皮膚が蒸れることを抑制できる。
【００１４】
（５） 本発明の生体適合性ポリマーセンサの製造方法は、上記（１）のポリマー基板の製造方法であって、ジメチルビニル末端ジメチルシロキサン（以下、ＤＳＤＴ（Dimethyl siloxane,Dimethylvinyl-terminated）と表現することがある。）と、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（以下、ＴＴＣ（Tetrametyhyl tetravinyl
cyclotetrasiloxane）と表現することがある。）とを１０：１〜９：２で混合した後に、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を用いて、インクジェット方式の印刷によって、前記フィルム状部材を形成する工程を有しているものである。
【００１５】
（６） 別の観点として、本発明の生体適合性ポリマーセンサの製造方法は、上記（１）のポリマー基板の製造方法であって、ポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦ（PolyVinylidene
DiFluoride）と表現することがある。）にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を用いて、インクジェット方式の印刷によって、前記圧電部材を形成する工程を有しているものであってもよい。
【００１６】
上記（５）又は（６）の構成によれば、容易に薄膜状のポリマー基板を製造することができる。特に、上記（５）の構成によれば、表面に生体適合性を有した薄膜を備えたポリマー基板を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサを示した概略図であって、（ａ）が上視図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサを示した側面概略図であって、（ａ）が上視図、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサを示した側面概略図であって、（ａ）が上視図、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサを示した側面概略図であって、（ａ）が上視図、（ｂ）が（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下、図１を用いて、本発明の第１実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサについて説明する。
【００１９】
生体適合性ポリマーセンサ１００は、基板１０と、基板１０の表面に形成された一対の配線１１、１２（第１の配線及び第２の配線）と、配線１１、１２の一部を被覆するように基板上に形成された圧電部材１３と、圧電部材１３を被覆するように設けられたフィルム状部材１４と、を備えているものである。
【００２０】
基板１０は、ＰＤＭＳ又はＰＩ（ポリイミド）などの柔軟性を有した樹脂からなるものであり、０．５μｍ程度以上（０．５μｍ〜３．０μｍであることが好ましい。）の厚さを有したものである。なお、基板１０にＰＤＭＳを用いる場合には、人の皮膚に長時間貼付できる程度の粘着性を有しているＰＤＭＳを選択してもよい。これにより、長時間連続して生体データを取得することが可能である。
【００２１】
配線１１、１２は、金属又は合金などの導電層からなり、０．３μｍ〜７０μｍ（スパッタ法では、０．３μｍ〜０．９μｍが好ましい。）程度の厚さを有したものである。なお、配線１１、１２のそれぞれの一端部には、外部と電気的に接続しやすいように、電極パッドが形成されている。
【００２２】
圧電部材１３は、ＰＶＤＦなどの圧電材料からなる層であり、０．５μｍ程度以上（０．５μｍ〜３．０μｍであることが好ましい。）の厚さを有したものである。
【００２３】
フィルム状部材１４は、ＰＤＭＳなどの柔軟性を有した樹脂からなりものであり、０．５μｍ程度以上（０．５μｍ〜３．０μｍであることが好ましい。）の厚さを有したものである。また、フィルム状部材１４は、圧電部材１３の保護部材としての機能を併せ持っている。
【００２４】
次に、生体適合性ポリマーセンサ１００の製造方法の一例について説明する。まず、基板１０に、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、配線１１、１２を形成する。続いて、予め、ＰＶＤＦに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、基板１０上において配線１１、１２の一部を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ＰＶＤＦからなる圧電部材１３を形成する。続いて、予め、ＤＳＤＴとＤＤＴとを１０：１〜９：２で混合して得たＰＤＭＳに、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を作成しておき、該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などによって、配線１１の側部及び圧電部材１３を被覆する。その後、乾燥させ、ＰＤＭＳからなるフィルム状部材１４を形成する。これら一連の工程により、生体適合性ポリマーセンサ１００は完成する。
【００２５】
本実施形態によれば、基板１０が生体適合性を有した可撓性のあるものであるので、皮膚などに長時間貼り付けたまま、生体データを検出することが可能である。また、生体適合性ポリマーセンサ１００が薄膜状であるとともに全体に柔軟性があるので、曲部への貼付にも対応できるとともに、皮膚などに長時間貼り付けてもストレスを最小限に抑えることができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
次に、図２を用いて、本発明の第２実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサについて説明する。なお、本実施形態における符号２０の部位は、第１実施形態における符号１０の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、本実施形態における符号２１〜２４の部位は、順に、第１実施形態における符号１１〜１４の部位と同様の材料を用いているので、該材料の説明を省略することがある。
【００２７】
生体適合性ポリマーセンサ２００は、配線２１（第１の配線）が圧電部材２３の下部において電気的に接続されるように形成され、配線２２（第２の配線）が、圧電部材２３の上部及び側部において電気的に接続されるように且つ配線２１と略一直線上に配設されるように形成されている点、フィルム状部材２４が圧電部材２３及び配線２２の一部を保護するように被覆している点で、第１実施形態における生体適合性ポリマーセンサ１００と異なっている。
【００２８】
次に、生体適合性ポリマーセンサ２００の製造方法の一例について説明する。まず、基板２０に、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、配線２１を形成する。続いて、予め、ＰＶＤＦに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、基板２０上において配線２１の一部を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ＰＶＤＦからなる圧電部材２３を形成する。続いて、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、基板２０上から圧電部材２３上にかけて配線２２を形成する。続いて、予め、ＤＳＤＴとＤＤＴとを１０：１〜９：２で混合して得たＰＤＭＳに、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を作成しておき、該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などによって、圧電部材２３及び圧電部材２３上に配設されている配線２２の一部を被覆する。その後、乾燥させ、ＰＤＭＳからなるフィルム状部材２４を形成する。これら一連の工程により、生体適合性ポリマーセンサ２００は完成する。
【００２９】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、外部との電気的な接続について、第１実施形態とは異なる方向にとることができる。
【００３０】
＜第３実施形態＞
次に、図３を用いて、本発明の第３実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサについて説明する。なお、本実施形態における符号３０〜３３の部位は、順に、第１実施形態における符号１０〜１３の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、本実施形態における符号３４の部位は、第１実施形態における符号１４の部位と同様の材料を用いているので、該材料の説明を省略することがある。
【００３１】
生体適合性ポリマーセンサ３００は、主に、圧電部材３３とフィルム状部材３４との間にポリウレタン層３５が形成されている点で、第１実施形態における生体適合性ポリマーセンサ１００と異なっている。
【００３２】
次に、生体適合性ポリマーセンサ３００の製造方法の一例について説明する。まず、基板３０に、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、配線３１、３２を形成する。続いて、予め、ＰＶＤＦに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、基板３０上において配線３１、３２の一部を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ＰＶＤＦからなる圧電部材３３を形成する。続いて、予め、ポリウレタンに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、圧電部材３３を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ポリウレタン層３５を形成する。続いて、予め、ＤＳＤＴとＤＤＴとを１０：１〜９：２で混合して得たＰＤＭＳに、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を作成しておき、該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などによって、配線３１、圧電部材３３の側部及びポリウレタン層３５を被覆する。その後、乾燥させ、ＰＤＭＳからなるフィルム状部材３４を形成する。これら一連の工程により、生体適合性ポリマーセンサ３００は完成する。
【００３３】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、透湿性を有しているポリウレタン層３５によって、生体適合性ポリマーセンサ３００を人などの皮膚に貼付した場合に、該皮膚が蒸れることを抑制できる。
【００３４】
＜第４実施形態＞
次に、図４を用いて、本発明の第４実施形態に係る生体適合性ポリマーセンサについて説明する。なお、本実施形態における符号４０の部位は、第１実施形態における符号１０の部位と同様のものであるので、説明を省略することがある。また、本実施形態における符号４１〜４４の部位は、順に、第１実施形態における符号１１〜１４の部位と同様の材料を用いているので、該材料の説明を省略することがある。
【００３５】
生体適合性ポリマーセンサ４００は、主に、（１）配線４１が圧電部材４３の下部において電気的に接続されるように形成され、配線４２が、圧電部材４３の上部及び側部において電気的に接続されるように且つ配線４１と略一直線上に配設されるように形成されている点、（２）ポリウレタン層４５が圧電部材４３とフィルム状部材４４との間に形成されている点、（３）フィルム状部材４４がポリウレタン層４５及び配線４２の一部を保護するように被覆している点で、第１実施形態における生体適合性ポリマーセンサ１００と異なっている。
【００３６】
次に、生体適合性ポリマーセンサ４００の製造方法の一例について説明する。まず、基板４０に、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、配線４１を形成する。続いて、予め、ＰＶＤＦに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、基板４０上において配線４１の一部を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ＰＶＤＦからなる圧電部材４３を形成する。続いて、スパッタリング法、蒸着法、又は、インクジェット方式の印刷などによって、基板４０上から圧電部材４３上にかけて配線４２を形成する。続いて、予め、ポリウレタンに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を作成しておき、圧電部材４３を被覆するように、該溶液を塗布する又は該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式による印刷を行う。その後、乾燥させ、ポリウレタン層４５を形成する。続いて、予め、ＤＳＤＴとＤＤＴとを１０：１〜９：２で混合して得たＰＤＭＳに、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を作成しておき、該溶液をインク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などによって、配線４２の一部及びポリウレタン層４５を被覆する。その後、乾燥させ、ＰＤＭＳからなるフィルム状部材４４を形成する。これら一連の工程により、生体適合性ポリマーセンサ４００は完成する。
【００３７】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、透湿性を有しているポリウレタン層４５によって、生体適合性ポリマーセンサ４００を人などの皮膚に貼付した場合に、該皮膚が蒸れることを抑制できる。また、外部との電気的な接続について、第１実施形態とは異なる方向にとることができる。
【００３８】
＜変形例＞
なお、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。例えば、上記第１〜４実施形態における圧電部材は、ＰＶＤＦからなるものであるが、この代わりに、ＰＶＤＦとポリウレタンとの複合材料を用いてもよい。なお、該複合材料は、ＰＶＤＦとポリウレタンとを混合した後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を、目的の箇所に、インク代わりに用いたインクジェット方式の印刷又は塗布などした後、乾燥させることによって得ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０、２０、３０、４０ 基板
１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２ 配線
１３、２３、３３、４３ 圧電部材
１４、２４、３４、４４ フィルム状部材
３５、４５ ポリウレタン層
１００、２００、３００、４００ 生体適合性ポリマーセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有した基板と、
前記基板上に形成され、厚さがμｍオーダーの第１の配線と、
前記基板上に形成されているとともに、前記第１の配線の少なくとも一部と電気的に接触するように形成され、厚さがμｍオーダーの圧電部材と、
前記圧電部材に少なくとも一部が接触するように形成され、厚さがμｍオーダーの第２の配線と、
前記圧電材料上に形成され、厚さがμｍオーダーのポリジメチルシロキサンからなるフィルム状部材と、を備えていることを特徴とする生体適合性ポリマーセンサ。
【請求項２】
前記可撓性を有した基板が、厚さがμｍオーダーのポリジメチルシロキサンからなるフィルム状部材であることを特徴とする請求項１に記載の生体適合性ポリマーセンサ。
【請求項３】
前記圧電部材が、圧電材料とポリウレタンとを含む複合材料からなるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の生体適合性ポリマーセンサ。
【請求項４】
前記圧電部材とフィルム状部材との間に、ポリウレタン層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生体適合性ポリマーセンサ。
【請求項５】
請求項１に記載のポリマー基板の製造方法であって、
ジメチルビニル末端ジメチルシロキサンと、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンとを１０：１〜９：２で混合した後に、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を用いて、インクジェット方式の印刷によって、前記フィルム状部材を形成する工程を有していることを特徴とする生体適合性ポリマーセンサの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の生体適合性ポリマーセンサの製造方法であって、
ポリフッ化ビニリデン、又は、ポリフッ化ビニリデンとポリウレタンとの混合物に、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を用いて、インクジェット方式の印刷によって、前記圧電部材を形成する工程を有していることを特徴とする生体適合性ポリマーセンサの製造方法。
【請求項１】
可撓性を有した基板と、
前記基板上に形成され、厚さがμｍオーダーの第１の配線と、
前記基板上に形成されているとともに、前記第１の配線の少なくとも一部と電気的に接触するように形成され、厚さがμｍオーダーの圧電部材と、
前記圧電部材に少なくとも一部が接触するように形成され、厚さがμｍオーダーの第２の配線と、
前記圧電材料上に形成され、厚さがμｍオーダーのポリジメチルシロキサンからなるフィルム状部材と、を備えていることを特徴とする生体適合性ポリマーセンサ。
【請求項２】
前記可撓性を有した基板が、厚さがμｍオーダーのポリジメチルシロキサンからなるフィルム状部材であることを特徴とする請求項１に記載の生体適合性ポリマーセンサ。
【請求項３】
前記圧電部材が、圧電材料とポリウレタンとを含む複合材料からなるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の生体適合性ポリマーセンサ。
【請求項４】
前記圧電部材とフィルム状部材との間に、ポリウレタン層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生体適合性ポリマーセンサ。
【請求項５】
請求項１に記載のポリマー基板の製造方法であって、
ジメチルビニル末端ジメチルシロキサンと、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンとを１０：１〜９：２で混合した後に、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、又は、酢酸エチルを加えて得た溶液を用いて、インクジェット方式の印刷によって、前記フィルム状部材を形成する工程を有していることを特徴とする生体適合性ポリマーセンサの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の生体適合性ポリマーセンサの製造方法であって、
ポリフッ化ビニリデン、又は、ポリフッ化ビニリデンとポリウレタンとの混合物に、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、又は、アセトンを加えて得た溶液を用いて、インクジェット方式の印刷によって、前記圧電部材を形成する工程を有していることを特徴とする生体適合性ポリマーセンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１４１１８６（Ｐ２０１２−１４１１８６Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２９８８（Ｐ２０１０−２９２９８８）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【出願人】（５９２２１６３８４）兵庫県 (258)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【出願人】（５９２２１６３８４）兵庫県 (258)
【Ｆターム（参考）】
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