JP2020151104A - Sticking type biological sensor - Google Patents
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
本発明は、貼付型生体センサに関する。 The present invention relates to a stick-on biosensor.
従来より、板状の第1ポリマー層と、板状の第2ポリマー層と、電極と、データ取得用モジュールとを備える生体適合性ポリマー基板を用いた生体センサがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a biosensor using a biocompatible polymer substrate including a plate-shaped first polymer layer, a plate-shaped second polymer layer, an electrode, and a data acquisition module (see, for example, Patent Document 1). ).
ところで、生体センサを医療用に用いる場合には、工業規格等によって完成後に試験を行い、例えば、生体センサに入力される生体信号に対する、生体センサから取り出される生体信号の減衰率等の測定を行う場合がある。 By the way, when a biological sensor is used for medical purposes, a test is performed after completion according to an industrial standard or the like, and for example, the attenuation rate of the biological signal extracted from the biological sensor is measured with respect to the biological signal input to the biological sensor. In some cases.
このような場合に、生体センサに含まれる電極が、生体の皮膚に貼り付ける接着層の貼付面から表出するメッシュ状の電極である場合や、貼付面から表出する複数の導電部によって構成される電極である場合には、生体センサに生体信号を入力するために試験装置の端子を電極に接触させると、接着層が端子に張り付いて元の状態に戻すことが困難になる。 In such a case, the electrode included in the biological sensor may be a mesh-shaped electrode exposed from the sticking surface of the adhesive layer to be stuck to the skin of the living body, or may be composed of a plurality of conductive parts exposed from the sticking surface. In the case of an electrode to be used, if the terminal of the test device is brought into contact with the electrode in order to input a biological signal to the biosensor, the adhesive layer sticks to the terminal and it becomes difficult to return to the original state.
また、メッシュ状電極の一部のみ、又は、複数の電極部の一部のみに試験装置の端子を接触させて生体センサに生体信号を入力すると、メッシュ電極の全体又は複数の電極部に試験装置の端子を電極に接触させた場合に比べて抵抗値が高くなるため、正しく測定することが困難になる。 Further, when the terminal of the test device is brought into contact with only a part of the mesh-shaped electrode or only a part of a plurality of electrode parts and a biological signal is input to the biosensor, the test device is applied to the entire mesh electrode or a plurality of electrode parts. Since the resistance value is higher than when the terminal of the above is brought into contact with the electrode, it becomes difficult to measure correctly.
このように、生体センサが上述のようなメッシュ状の電極や複数の導電部によって構成される電極を含む場合には、生体センサに試験用に生体信号を入力することが困難である。 As described above, when the biosensor includes the mesh-shaped electrode as described above or the electrode composed of a plurality of conductive portions, it is difficult to input the biological signal to the biosensor for testing.
そこで、完成後に容易に試験用の生体信号を入力できる貼付型生体センサを提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a stick-on biosensor capable of easily inputting a biological signal for testing after completion.
本発明の実施の形態の貼付型生体センサは、被検体に貼り付けられる貼付面を有する感圧接着層と、電極と、前記感圧接着層の貼付面の反対面に重ねて設けられる基材層と、前記基材層上に設けられ、前記電極を介して取得する生体信号を処理する電子装置と、前記基材層上に設けられ、前記電子装置に電力を供給するバッテリと、前記基材層上に設けられ、前記電極及び前記電子装置を接続する回路部と、前記基材層上に設けられ、前記電子装置、前記バッテリ、及び前記回路部を覆うカバーと、前記回路部又は前記電極に接続されるパッドとを含む。 The stick-on biosensor according to the embodiment of the present invention is a base material provided so as to be overlapped with a pressure-sensitive adhesive layer having a sticking surface to be stuck to a subject, an electrode, and an opposite surface of the sticking surface of the pressure-sensitive adhesive layer. A layer, an electronic device provided on the base material layer for processing a biological signal acquired via the electrode, a battery provided on the base material layer for supplying power to the electronic device, and the base. A circuit unit provided on the material layer and connecting the electrode and the electronic device, a cover provided on the base material layer and covering the electronic device, the battery, and the circuit unit, and the circuit unit or the circuit unit. Includes pads connected to electrodes.
完成後に容易に試験用の生体信号を入力できる貼付型生体センサを提供することができる。 It is possible to provide a stick-on biosensor capable of easily inputting a biological signal for testing after completion.
以下、本発明の貼付型生体センサを適用した実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments to which the stick-on biosensor of the present invention is applied will be described.
<実施の形態>
図1は、実施の形態の貼付型生体センサ100を示す斜視図である。貼付型生体センサ100は、主な構成要素として、感圧接着層110、基材層120、回路部130、プローブ140、電子装置150、電池160、カバー170、及び試験用端子180を含む。
<Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing the stick-on
図2は、実施の形態のセンサデバイス100Aを示す平面図である。センサデバイス100Aは、貼付型生体センサ100からカバー170を取り除いたものである。
FIG. 2 is a plan view showing the
図3は、図1のA−A矢視断面を示す図である。図3に示す断面からカバー170を除いた部分の断面は、図2のB−B矢視断面に対応する。図4は、図3の一部を拡大して示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a cross section taken along the line AA of FIG. The cross section of the portion excluding the
以下では、XYZ座標系を定義して説明する。また、以下では、説明の便宜上、Z軸負方向側を下側又は下、Z軸正方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。 In the following, the XYZ coordinate system will be defined and described. In the following, for convenience of explanation, the negative side of the Z axis is referred to as the lower side or the lower side, and the positive side of the Z axis is referred to as the upper side or the upper side, but does not represent a universal hierarchical relationship.
本実施の形態では、一例として、被検体としての生体に接触させて生体情報の測定を行う貼付型生体センサ100について説明する。生体とは、人体及び人体以外の生物等をいい、これらの皮膚、頭皮又は額等に貼付される。以下、貼付型生体センサ100を構成する各部材について説明する。
In the present embodiment, as an example, a stick-on
以下では、被検体としての生体に接触する電極の一例としてプローブ140を用いる形態について説明する。
Hereinafter, a mode in which the
貼付型生体センサ100は、平面視で略楕円状の形状を有するシート状の部材である。貼付型生体センサ100の上面111(+Z方向側の表面)は、カバー170によって覆われている。貼付型生体センサ100の下面は貼付面である。
The stick-on
回路部130、電子装置150、及び電池160は、基材層120の上面に実装されている。また、プローブ140は、感圧接着層110の下面112から表出するように感圧接着層110に埋め込まれる形で設けられている。下面112は、貼付型生体センサ100の貼付面である。
The
感圧接着層110と基材層120は積層されており、感圧接着層110と基材層120の積層体は、下面112を除いてカバー170によって覆われている。
The pressure-sensitive
感圧接着層110は、平板状の接着層である。感圧接着層110は、長手方向(X軸方向)に沿って延在し、長手方向(X軸方向)における中央部115が長手方向(X軸方向)における両端の端部110Bよりも短手方向(Y軸方向)において外側に張り出している。
The pressure-sensitive
感圧接着層110は、図2に示すように、上面111と、下面112とを有する。上面111及び下面112は平坦面である。感圧接着層110は、貼付型生体センサ100が生体と接触する層である。下面112は、感圧接着性を有するため、生体の皮膚10に貼り付けることができる。下面112は貼付型生体センサ100の下面であり、皮膚10等の生体表面に貼り付けることができる。
As shown in FIG. 2, the pressure-sensitive
感圧接着層110は、下面112に設けられた溝部112Aを有する。溝部112Aは平面視で矩形状の領域にメッシュ状に形成されており、溝部112Aには、プローブ140が収納される。
The pressure-sensitive
感圧接着層110は、感圧接着層110を厚さ方向(Z方向)に貫通する貫通孔113を有する。貫通孔113は、基材層120に設けられる貫通孔123に連通しており、貫通孔113及び貫通孔123の内部には、プローブ支持体200が収納される。
The pressure-sensitive
感圧接着層110の材料としては、感圧接着性を有する材料であれば特に限定されず、生体適合性を有する材料等が挙げられる。感圧接着層110の材料として、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤等が挙げられる。好ましくは、アクリル系感圧接着剤が挙げられる。
The material of the pressure-
アクリル系感圧接着剤は、アクリルポリマーを主成分として含有する。 The acrylic pressure-sensitive adhesive contains an acrylic polymer as a main component.
アクリルポリマーは、感圧接着成分である。アクリルポリマーとしては、アクリル酸イソノニル、アクリル酸メトキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステルを主成分として含み、アクリル酸等の(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能なモノマーを任意成分として含むモノマー成分を重合したポリマーを用いることができる。主成分のモノマー成分における含有量は、70質量%〜99質量%とし、任意成分のモノマー成分における含有量は、1質量%〜30質量%とする。アクリルポリマーとしては、例えば、特開2003−342541号公報に記載の(メタ)アクリル酸エステル系ポリマー等を用いることができる。 Acrylic polymer is a pressure sensitive adhesive component. The acrylic polymer contains a (meth) acrylic acid ester such as isononyl acrylate and methoxyethyl acrylate as a main component, and a monomer component copolymerizing with a (meth) acrylic acid ester such as acrylic acid as an optional component. A polymer obtained by polymerizing the above can be used. The content of the main component in the monomer component is 70% by mass to 99% by mass, and the content of the optional component in the monomer component is 1% by mass to 30% by mass. As the acrylic polymer, for example, the (meth) acrylic acid ester-based polymer described in JP-A-2003-342541 can be used.
アクリル系感圧接着剤は、好ましくは、カルボン酸エステルをさらに含有する。 The acrylic pressure-sensitive adhesive preferably further contains a carboxylic acid ester.
アクリル系感圧接着剤に含まれるカルボン酸エステルは、アクリルポリマーの感圧接着力を低減して、感圧接着層110の感圧接着力を調整する感圧接着力調整剤である。カルボン酸エステルは、アクリルポリマーと相溶可能なカルボン酸エステルである。
The carboxylic acid ester contained in the acrylic pressure-sensitive adhesive is a pressure-sensitive adhesive force adjusting agent that reduces the pressure-sensitive adhesive force of the acrylic polymer and adjusts the pressure-sensitive adhesive force of the pressure-
具体的には、カルボン酸エステルは、一例としてトリ脂肪酸グリセリルである。 Specifically, the carboxylic acid ester is, for example, the trifatty acid glyceryl.
カルボン酸エステルの含有割合は、アクリルポリマー100質量部に対して、30質量部〜100質量部であることが好ましく、50質量部〜70質量部以下であることがより好ましい。 The content ratio of the carboxylic acid ester is preferably 30 parts by mass to 100 parts by mass, and more preferably 50 parts by mass to 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the acrylic polymer.
アクリル系感圧接着剤は、必要により、架橋剤を含有してもよい。架橋剤は、アクリルポリマーを架橋する架橋成分である。架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、メラミン化合物、過酸化化合物、尿素化合物、金属アルコキシド化合物、金属キレート化合物、金属塩化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、又はアミン化合物等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で使用してもよいし、併用してもよい。架橋剤としては、好ましくは、ポリイソシアネート化合物(多官能イソシアネート化合物)が挙げられる。 The acrylic pressure-sensitive adhesive may contain a cross-linking agent, if necessary. The cross-linking agent is a cross-linking component that cross-links the acrylic polymer. Examples of the cross-linking agent include polyisocyanate compounds, epoxy compounds, melamine compounds, peroxide compounds, urea compounds, metal alkoxide compounds, metal chelate compounds, metal salt compounds, carbodiimide compounds, oxazoline compounds, aziridine compounds, amine compounds and the like. .. These cross-linking agents may be used alone or in combination. The cross-linking agent is preferably a polyisocyanate compound (polyfunctional isocyanate compound).
架橋剤の含有量は、アクリルポリマー100質量部に対して、例えば、0.001質量部〜10質量部が好ましく、0.01質量部〜1質量部がより好ましい。 The content of the cross-linking agent is preferably, for example, 0.001 part by mass to 10 parts by mass, and more preferably 0.01 part by mass to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic polymer.
感圧接着層110は、優れた生体適合性を有することが好ましい。例えば、感圧接着層110を角質剥離試験した時に、角質剥離面積率は、0%〜50%であることが好ましく、1%〜15%であることがより好ましい。角質剥離面積率が0%〜50%の範囲内であれば、感圧接着層110を皮膚10(図2参照)に貼着しても、皮膚10(図2参照)の負荷を抑制できる。なお、角質剥離試験は、特開2004−83425号公報に記載の方法によって、測定される。
The pressure-
感圧接着層110の透湿度は、300(g/M4/day)以上であることが好ましく、600(g/M4/day)以上であることがより好ましく、1000(g/M4/day)以上であることがさらに好ましい。感圧接着層110の透湿度が300(g/M4/day)以上であれば、感圧接着層110を生体の皮膚10(図2参照)に貼着しても、皮膚10(図2参照)の負荷を抑制できる。
The moisture permeability of the pressure-
感圧接着層110は、角質剥離試験の角質剥離面積率が50%以下であることと、透湿度が300(g/M4/day)以上であることとの少なくともいずれかの要件を満たすことで、感圧接着層110は生体適合性を有する。感圧接着層110の材料は、上記要件の両方の要件を満たすことがより好ましい。これにより、感圧接着層110はより安定して高い生体適合性を有する。
The pressure-
感圧接着層110の厚さは、溝部112A以外の領域における上面111と下面112との間の距離が、10μm〜300μmであることが好ましい。感圧接着層110の厚さが10μm〜95μmであれば、貼付型生体センサ100の薄型化、特に、貼付型生体センサ100における電子装置150以外の領域の薄型化が図れる。溝部112A以外の領域における上面111と下面112との間の距離は、20μm〜100μmであることがより好ましく、30μm〜50μmであることがさらに好ましい。
The thickness of the pressure-
基材層120は、感圧接着層110を支持する支持層であり、感圧接着層110は基材層120の下面に接着されている。基材層120の上面側には回路部130が埋め込まれており、上面には電子装置150及び電池160が実装されている。
The
基材層120は、絶縁体製の平板状(シート状)の部材であり、図3に示すように、感圧接着層110の上面に重ねて設けられる。基材層120の平面視における形状は、図2に示すように、感圧接着層110の平面視における形状と同一であり、平面視において位置を合わせて重ねられている。
The
基材層120は、図3に示すように、下面121と上面122とを有する。下面121及び上面122は、平坦面である。下面121は、感圧接着層110の上面111に接触(感圧接着)している。基材層120の上面122は実装面の一例である。
As shown in FIG. 3, the
基材層120は、上面122に設けられる溝部122Aと、平面視で感圧接着層110の貫通孔113と同じ位置に設けられ、貫通孔113と等しい開口サイズを有する貫通孔123を有する。貫通孔113及び123には、プローブ支持体200が収納される。
The
基材層120の厚さは、1μm〜300μmであることが好ましく、5μm〜100μmであることがより好ましく、10μm〜50μmであることがさらに好ましい。
The thickness of the
基材層120は、基材組成物から形成されている。基材組成物は、基材樹脂を主成分として含む。基材層120は、粘着性(タック)を有する。
The
基材樹脂は、例えば、基材層120に適度な伸縮性、可撓性及び靱性を付与できる可撓性樹脂が用いられる。基材樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、及びポリエステル樹脂系等の熱可塑性樹脂が挙げられる。基材層120がより優れた伸縮性を確保する観点から、ポリウレタン系樹脂を用いることが好ましい。
As the base resin, for example, a flexible resin capable of imparting appropriate elasticity, flexibility and toughness to the
プローブ支持体200は、感圧接着層110と同様の感圧接着層110Aと、基材層120と同様の基材層120Aと、感圧接着層110Aの下面に設けられる溝部112Aに収納されるプローブ140と、感圧接着層110A及び基材層120Aの側面に設けられる接続部210とを有する。
The
感圧接着層110A及び基材層120Aの積層体は円柱状であり、接続部210は円管状の部材であり、貫通孔210Aを有する。接続部210は、導電性部材で構成され、貫通孔210Aの内部に感圧接着層110A及び基材層120Aの積層体が嵌め込まれる。この状態で、接続部210の側面の下端はプローブ140に接続され、接続部210の側面の上端は配線131に接続される。このような接続部210を用いることにより、配線131とプローブ140とを接続することができる。
The laminate of the pressure-
回路部130は、配線131を有する。配線131は、図3及び図4に示すように、基材層120Aの上面122の溝部122Aの内部に設けられている。配線131は、図2に示すように、平面視でT字型にパターニングされており、+X方向側と−X方向側とに1つずつ設けられている。配線131は、電子装置150の端子151に接続される端子131Aと、電池160の端子に接続される端子131Bとを有し、残りの1つの端部(+X方向側と−X方向側の端部)は、接続部210に接続されている。
The
配線131を形成する材料としては、銅、ニッケル、金、又はこれらの合金等を用いることができる。配線131の材料としては、銅が好ましい。
As a material for forming the
配線131の厚さは、基材層120の厚さより薄く設計されることが好ましい。配線131の厚さは、0.1μm〜100μmであることが好ましく、1μm〜50μmであることがより好ましく、5μm〜30μmであることがさらに好ましい。
The thickness of the
プローブ140は、被検体に接触する電極であり、具体的には、感圧接着層110が皮膚10に貼付されたときに、皮膚10に接触して、生体信号を検出する電極である。生体信号は、例えば、心電波形、脳波、脈拍等を表す電気信号である。
The
プローブ140として用いられる電極は、後述するように少なくとも導電性高分子およびバインダー樹脂を含む導電性組成物を用いて作製される。また、電極は、導電性組成物を用いて得られたシート状部材を金型等でパンチングすることによって作製され、プローブとして用いられる。
The electrode used as the
プローブ140は、図4に示すように、平面視において、碁盤目状(メッシュ状)に形成されており、マトリクス状に配置される孔部140Aを有する。プローブ140のX方向及びY方向における端(四方の端の部分)では、プローブ140の梯子状の辺が突出していてもよい。プローブ140として用いる電極は、所定のパターン形状を有していてもよい。所定の電極パターン形状として、メッシュ状、ストライプ状、貼付面から電極が複数個所表出する形状等が挙げられる。一例として孔部140Aは、5行×5列で25個設けられている。孔部140Aには、感圧接着層110が充填される。
As shown in FIG. 4, the
プローブ140は、図3及び図4に示すように、感圧接着層110の下面112に配置されており、感圧接着層110の下面112から露出するように、感圧接着層110に埋め込まれている。プローブ140は、感圧接着層110の溝部112Aに埋め込まれており、溝部112Aを形成する下面112に配置されている。プローブ140の下面は、感圧接着層110の下面112と面一である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
プローブ140の厚さは、感圧接着層110の厚さより薄いことが好ましい。プローブ140の厚さは、0.1μm〜100μmであることが好ましく、1μm〜50μmであることがより好ましい。
The thickness of the
プローブ140として用いられる電極は、次のような導電性組成物を熱硬化して成形し作製することが好ましい。導電性組成物は、導電性高分子と、バインダー樹脂と、架橋剤及び可塑剤のうちの少なくとも何れか一方とを含む。
The electrode used as the
導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、又はポリフェニレンビニレン等を用いることができる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、ポリチオフェン化合物を用いることが好ましい。生体との接触インピーダンスがより低く、高い導電性を有する点から、ポリ3、4−エチレンジオキシチオフェン(PEDOT)にポリスチレンスルホン酸(ポリ4−スチレンサルフォネート;PSS)をドープしたPEDOT/PSSを用いることがより好ましい。
As the conductive polymer, for example, polythiophene, polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyphenylene vinylene and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a polythiophene compound. PEDOT / PSS doped with polystyrene sulfonic acid (poly4-styrene sulfonate; PSS) to
導電性高分子の含有量は、導電性組成物100質量部に対して、0.20質量部〜20質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた導電性、強靱性及び柔軟性を付与できる。導電性高分子の含有量は、導電性組成物に対して、2.5質量部〜15質量部であることがより好ましく、3.0質量部〜12質量部であることがさらに好ましい。 The content of the conductive polymer is preferably 0.20 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent conductivity, toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition. The content of the conductive polymer is more preferably 2.5 parts by mass to 15 parts by mass, and further preferably 3.0 parts by mass to 12 parts by mass with respect to the conductive composition.
バインダー樹脂としては、水溶性高分子又は水不溶性高分子等を用いることができる。バインダー樹脂としては、導電性組成物に含まれる他の成分との相溶性の観点から、水溶性高分子を用いることが好ましい。なお、水溶性高分子は、水には完全に溶けず、親水性を有する高分子(親水性高分子)を含む。 As the binder resin, a water-soluble polymer, a water-insoluble polymer, or the like can be used. As the binder resin, it is preferable to use a water-soluble polymer from the viewpoint of compatibility with other components contained in the conductive composition. The water-soluble polymer contains a polymer (hydrophilic polymer) that is completely insoluble in water and has hydrophilicity.
水溶性高分子としては、ヒドロキシル基含有高分子等を用いることができる。ヒドロキシル基含有高分子としては、アガロース等の糖類、ポリビニルアルコール(PVA)、変性ポリビニルアルコール、又はアクリル酸とアクリル酸ナトリウムとの共重合体等を用いることができる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、ポリビニルアルコール、又は変性ポリビニルアルコールが好ましく、変性ポリビニルアルコールがより好ましい。 As the water-soluble polymer, a hydroxyl group-containing polymer or the like can be used. As the hydroxyl group-containing polymer, saccharides such as agarose, polyvinyl alcohol (PVA), modified polyvinyl alcohol, or a copolymer of acrylate and sodium acrylate can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol is preferable, and modified polyvinyl alcohol is more preferable.
変性ポリビニルアルコールとしては、アセトアセチル基含有ポリビニルアルコール、ジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。なお、ジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開2016−166436号公報に記載されているジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール系樹脂(DA化PVA系樹脂)を用いることができる。 Examples of the modified polyvinyl alcohol include acetacetyl group-containing polyvinyl alcohol and diacetone acrylamide modified polyvinyl alcohol. As the diacetone acrylamide-modified polyvinyl alcohol, for example, a diacetone acrylamide-modified polyvinyl alcohol-based resin (DA-modified PVA-based resin) described in JP-A-2016-166436 can be used.
バインダー樹脂の含有量は、導電性組成物100質量部に対して、5質量部〜140質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた導電性、強靱性及び柔軟性を付与できる。バインダー樹脂の含有量は、導電性組成物に対して、10質量部〜100質量部であることがより好ましく、20質量部〜70質量部であることがさらに好ましい。 The content of the binder resin is preferably 5 parts by mass to 140 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent conductivity, toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition. The content of the binder resin is more preferably 10 parts by mass to 100 parts by mass, and further preferably 20 parts by mass to 70 parts by mass with respect to the conductive composition.
架橋剤及び可塑剤は、導電性組成物に強靱性及び柔軟性を付与する機能を有する。電性組成物の成形体に柔軟性を付与することにより、伸縮性を有する電極が得られた。これにより、伸縮性を有するプローブ140を作製することができる。
The cross-linking agent and the plasticizer have a function of imparting toughness and flexibility to the conductive composition. By imparting flexibility to the molded product of the electric composition, an electrode having elasticity was obtained. As a result, the
なお、強靱性は、優れた強度及び伸度を両立する性質である。強靱性は、強度及び伸度のうち、一方が顕著に優れるが、他方が顕著に低い性質を含まず、強度及び伸度の両方のバランスに優れた性質を含む。 The toughness is a property that achieves both excellent strength and elongation. The toughness does not include the property that one of the strength and the elongation is remarkably excellent, but the other is remarkably low, and includes the property of having an excellent balance of both strength and elongation.
柔軟性は、導電性組成物の成形体(電極シート)を屈曲した後、屈曲部分に破断等の損傷の発生を抑制できる性質である。 Flexibility is a property that can suppress the occurrence of damage such as breakage in the bent portion after bending the molded body (electrode sheet) of the conductive composition.
架橋剤は、バインダー樹脂を架橋させる。架橋剤がバインダー樹脂に含まれることで、導電性組成物の強靱性を向上させることができる。架橋剤は、ヒドロキシル基との反応性を有することが好ましい。架橋剤がヒドロキシル基との反応性を有すれば、バインダー樹脂がヒドロキシル基含有ポリマーである場合、架橋剤はヒドロキシル基含有ポリマーのヒドロキシル基と反応できる。 The cross-linking agent cross-links the binder resin. By including the cross-linking agent in the binder resin, the toughness of the conductive composition can be improved. The cross-linking agent preferably has reactivity with a hydroxyl group. If the cross-linking agent has reactivity with a hydroxyl group, the cross-linking agent can react with the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing polymer when the binder resin is a hydroxyl group-containing polymer.
架橋剤としては、ジルコニウム塩等のジルコニウム化合物;チタン塩等のチタン化合物;ホウ酸等のホウ化物;ブロックイソシアネート等のイソシアネート化合物;グリオキサール等のジアルデヒド等のアルデヒド化合物;アルコキシル基含有化合物、メチロール基含有化合物等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。中でも、反応性及び安全性の点から、ジルコニウム化合物、イソシアネート化合物又はアルデヒド化合物が好ましい。 Examples of the cross-linking agent include zirconium compounds such as zirconium salts; titanium compounds such as titanium salts; borides such as boric acid; isocyanate compounds such as blocked isocyanate; aldehyde compounds such as dialdehyde such as glyoxal; alkoxyl group-containing compounds and methylol groups. Examples include contained compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, a zirconium compound, an isocyanate compound, or an aldehyde compound is preferable from the viewpoint of reactivity and safety.
架橋剤の含有量は、導電性組成物100質量部に対して、0.2質量部〜80質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた強靱性及び柔軟性を付与できる。架橋剤の含有量は、1質量部〜40質量部であることがより好ましく、3.0質量部〜20質量部であることがより好ましい。 The content of the cross-linking agent is preferably 0.2 parts by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition. The content of the cross-linking agent is more preferably 1 part by mass to 40 parts by mass, and more preferably 3.0 parts by mass to 20 parts by mass.
可塑剤は、導電性組成物の引張伸度及び柔軟性を向上させる。可塑剤としては、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、これらの重合体等のポリオール化合物N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアルデヒド(DMF)、N−N'−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の非プロトン性化合物等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、他の成分との相溶性の観点から、グリセリンが好ましい。 The plasticizer improves the tensile elongation and flexibility of the conductive composition. Examples of the plasticizer include glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, sorbitol, and polyol compounds such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), NN'-dimethylacetamide (DMAc), and dimethyl sulfoxide. Examples thereof include aprotic compounds such as (DMSO). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, glycerin is preferable from the viewpoint of compatibility with other components.
可塑剤の含有量は、導電性組成物100質量部に対して、0.2質量部〜150質量部が好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた強靱性及び柔軟性を付与できる。可塑剤の含有量は、導電性高分子100質量部に対して、1.0質量部〜90質量部であることがより好ましく、10質量部〜70質量部であることがさらに好ましい。 The content of the plasticizer is preferably 0.2 parts by mass to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition. The content of the plasticizer is more preferably 1.0 part by mass to 90 parts by mass, and further preferably 10 parts by mass to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer.
架橋剤及び可塑剤は、これらのうちの少なくとも一方が導電性組成物に含まれていればよい。架橋剤及び可塑剤の少なくとも一方が導電性組成物に含まれることで、導電性組成物の成形体は、強靱性及び柔軟性を向上させることができる。 At least one of the cross-linking agent and the plasticizer may be contained in the conductive composition. By including at least one of the cross-linking agent and the plasticizer in the conductive composition, the molded product of the conductive composition can improve toughness and flexibility.
導電性組成物に架橋剤は含まれるが可塑剤は含まない場合、導電性組成物の成形体は、強靱性、すなわち、引張強度及び引張伸度の両方をより向上させることができると共に、柔軟性を向上させることができる。 When the conductive composition contains a cross-linking agent but no plasticizer, the molded product of the conductive composition can further improve toughness, that is, both tensile strength and tensile elongation, and is flexible. It is possible to improve the sex.
導電性組成物に可塑剤は含まれるが架橋剤は含まれない場合、導電性組成物の成形体の引張伸度を向上させることができるため、全体として導電性組成物の成形体は強靱性を向上させることができる。また、導電性組成物の成形体の柔軟性を向上させることができる。 When the conductive composition contains a plasticizer but does not contain a cross-linking agent, the tensile elongation of the molded product of the conductive composition can be improved, so that the molded product of the conductive composition is tough as a whole. Can be improved. In addition, the flexibility of the molded product of the conductive composition can be improved.
架橋剤及び可塑剤の両方が導電性組成物に含まれていることが好ましい。架橋剤及び可塑剤の両方が導電性組成物に含まれることで、導電性組成物の成形体にはより一層優れた強靱性が付与される。 It is preferable that both the cross-linking agent and the plasticizer are contained in the conductive composition. By including both the cross-linking agent and the plasticizer in the conductive composition, the molded product of the conductive composition is imparted with even better toughness.
導電性組成物は、上記成分の他に、必要に応じて、界面活性剤、軟化剤、安定剤、レベリング剤、酸化防止剤、加水分解防止剤、膨張剤、増粘剤、着色剤、又は充てん剤等の公知の各種添加剤を適宜任意の割合で含むことができる。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤等が挙げられる。 In addition to the above components, the conductive composition may contain a surfactant, a softener, a stabilizer, a leveling agent, an antioxidant, an antioxidant, a leavening agent, a thickener, a colorant, or, if necessary. Various known additives such as a filler can be appropriately contained in an arbitrary ratio. Examples of the surfactant include silicone-based surfactants.
導電性組成物は、上記した各成分を上記割合で混合することにより調製される。 The conductive composition is prepared by mixing the above-mentioned components in the above-mentioned ratios.
導電性組成物は、必要に応じて、溶媒を適宜任意の割合で含むことができる。これにより、導電性組成物の水溶液(導電性組成物水溶液)が調製される。 The conductive composition can appropriately contain a solvent in an arbitrary ratio, if necessary. As a result, an aqueous solution of the conductive composition (an aqueous solution of the conductive composition) is prepared.
溶媒としては、有機溶媒、又は水系溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類が挙げられる。水系溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール用のアルコール等が挙げられる。これらの中でも、水系溶媒を用いることが好ましい。 As the solvent, an organic solvent or an aqueous solvent can be used. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone (MEK); esters such as ethyl acetate; ethers such as propylene glycol monomethyl ether; and amides such as N, N-dimethylformamide. Examples of the aqueous solvent include water; methanol, ethanol, propanol, alcohol for isopropanol, and the like. Among these, it is preferable to use an aqueous solvent.
導電性高分子、バインダー樹脂、及び架橋剤の何れか一つ以上は、溶媒に溶解した水溶液として用いてもよい。この場合、溶媒としては、上記の水系溶媒が好ましい。 Any one or more of the conductive polymer, the binder resin, and the cross-linking agent may be used as an aqueous solution dissolved in a solvent. In this case, the above-mentioned aqueous solvent is preferable as the solvent.
電子装置150は、基材層120の上面122に設置されており、配線131と電気的に接続されている。電子装置150は、プローブ140として用いられる電極を介して取得する生体信号を処理する。電子装置150は、断面視において矩形状である。電子装置150の下面(−Z方向)には、2つの端子151が設けられる。端子151の材料としては、はんだ、導電性ペースト等が挙げられる。電子装置150の2つの端子151は、図2に示すように、それぞれ、2つの端子131Aと電気的に接続される。
The
電子装置150は、図2の拡大図に示すように、一例としてASIC(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)150A、MPU(Micro Processing Unit)150B、メモリ150C、及び無線通信部150Dを含み、回路部130を介してプローブ140及び電池160に接続されている。
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the
ASIC150AはA/D(Analog to digital)変換器を含む。電子装置150は、電池160から供給される電力によって駆動され、プローブ140によって測定される生体信号を取得する。電子装置150は、生体信号にフィルタ処理やデジタル変換等の処理を行い、複数回にわたって取得された生体信号の加算平均値をMPU150Bが求めてメモリ150Cに格納する。電子装置150は、一例として24時間以上にわたって連続的に生体信号を取得することができる。電子装置150は、長時間にわたって生体信号を測定する場合があるため、消費電力を低減するための工夫が施されている。
The
無線通信部150Dは、評価試験においてメモリ150Cに格納された生体信号を評価試験の試験装置が無線通信で読み出す際に用いられるトランシーバであり、一例として2.4GHzで通信を行う。評価試験は、一例としてJIS 60601-2-47の規格の試験である。評価試験は、医療機器として生体信号を検出する生体センサの完成後に行われる動作確認を行う試験である。評価試験は、生体センサに入力される生体信号に対する、生体センサから取り出される生体信号の減衰率が5%未満であることを要求している。この評価試験は、すべての完成品に対して行うものである。 The wireless communication unit 150D is a transceiver used when the test device of the evaluation test reads out the biological signal stored in the memory 150C in the evaluation test by wireless communication, and communicates at 2.4 GHz as an example. The evaluation test is, for example, a JIS 60601-2-47 standard test. The evaluation test is a test for confirming the operation performed after the completion of the biological sensor that detects a biological signal as a medical device. The evaluation test requires that the attenuation rate of the biological signal extracted from the biological sensor is less than 5% with respect to the biological signal input to the biological sensor. This evaluation test is performed on all finished products.
電池160は、図2に示すように、基材層120の上面122に設けられている。電池160としては、鉛蓄電池又はリチウムイオン二次電池等を用いることができる。電池160は、ボタン電池型であってもよい。電池160は、バッテリの一例である。電池160は、その下面に設けられる2つの端子(図示せず)を有する。電池160の2つの端子は、それぞれ、2つの端子131Bに電気的に接続される。電池160の容量は、一例として電子装置150が24時間以上にわたって生体信号の測定を行えるように設定されている。
As shown in FIG. 2, the
カバー170は、基材層120、回路部130、電子装置150、及び電池160の上面を覆っている。カバー170は、基材層120上の電子装置150及び電池160等を収納する凹部170Aを有する。カバー170は、電子装置150及び電池160等を凹部170Aに収納した状態で、基材層120の上面に接着されている。
The
カバー170は、基材層120上の回路部130、電子装置150、及び電池160を保護するカバーとしての役割の他に、貼付型生体センサ100に上面側から加えられる衝撃から内部の構成要素を保護する衝撃吸収層としての役割を有する。カバー170としては、例えば、シリコーンゴム、軟質樹脂、ウレタン等を用いることができる。
The
試験用端子180は、ベース181、パッド182、及び配線183を有する。試験用端子180は、評価試験を行う際に用いられる。配線183は、回路部130及びプローブ140とパッド182とを接続する接続配線の一例である。
The
貼付型生体センサ100では、メッシュ状のプローブ140は、感圧接着層110の下面112から表出しているため、評価試験を行うためにプローブ140に試験装置の端子を接触させると、試験装置の端子に感圧接着層110が付着してしまい、元通りに戻すことは困難である。
In the stick-on
また、プローブ140は、導電性ポリマーで作製されているため、例えば、試験装置の端子をプローブ140の端の一部のみに接触させた状態では、プローブ140の全体に試験装置の端子を接触させた場合よりもプローブ140の抵抗値が大きくなり、正しく評価することが困難になる。生体の皮膚10にはプローブ140の全体が貼り付けられるからである。
Further, since the
このため、貼付型生体センサ100は、プローブ140の全体に生体の皮膚10を貼り付けた場合と略等しい状態で、試験用の生体信号を電子装置150に入力することを可能にする試験用端子180を含んでいる。
Therefore, the stick-on
ベース181は、絶縁体製の基部であり、カバー170の側面から+Y方向に延在している。ベース181の上面には、平面視で矩形状のパッド182と配線183が設けられている。ベース181は、カバー170に接続され配線183が設けられる部分は、配線183と同様にX方向の幅が細く、先端側でパッド182が設けられる部分は平面視で矩形状である。このようなベース181は、絶縁体製であればよく、例えばウレタンゴム製である。
The
パッド182は、配線183を介して回路部130の配線131に接続されている。パッド182は、ベース181の上面に設けられており、電子装置150から見たインピーダンスが、電子装置150からプローブ140を見たインピーダンスと等しくなるように設定されている。パッド182及び配線183は、一例として回路部130と同様に、銅、ニッケル、金、又はこれらの合金等で作製すればよい。パッド182は配線183を介して基材層120及びカバー170の外部に設けられている。
The
なお、試験用端子180のパッド182は、試験装置の端子が接続可能で電子装置150にプローブ140を介さずに直接試験信号を入力できる形状であれば、どのような形状であってもよい。また、ベース181もどのような形状であってもよい。
The
このように、貼付型生体センサ100は、感圧接着層110及び110Aの下面112から表出するメッシュ状のプローブ140に加えて、プローブ140とは別に試験用端子180を含む。
As described above, the stick-on
このため、試験用の生体信号の入力にはプローブ140を使わずに、パッド182に試験装置の端子を接続した状態で、電子装置150に試験用の生体信号を入力することができる。パッド182に試験装置の端子を接続すれば、プローブ140の全体に試験装置の端子を接続した場合と略同一の条件で電子装置150に試験用の生体信号を入力することができる。
Therefore, the biological signal for the test can be input to the
また、電子装置150に試験用の生体信号を入力した後は、電子装置150の無線通信部150Dを起動させて、無線通信部150Dと試験装置を無線通信で接続し、試験装置で生体信号を読み出せばよい。そして、貼付型生体センサ100の電子装置150に入力した生体信号に対する、貼付型生体センサ100から取り出した生体信号の減衰率を求め、減衰率が5%未満であるかどうかを評価すればよい。このようにして、貼付型生体センサ100の評価試験を行うことができる。
Further, after inputting the biological signal for the test into the
したがって、完成後に容易に試験用の生体信号を入力できる貼付型生体センサ100を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide a stick-on
図5は、実施の形態の第1変形例の貼付型生体センサ100M1を示す分解図である。図6は、図5のC−C矢視に対応する完成状態の断面を示す図である。以下では、図1乃至図4に示す構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 5 is an exploded view showing the stick-on biosensor 100M1 of the first modification of the embodiment. FIG. 6 is a view showing a cross section of a completed state corresponding to the arrow view of CC of FIG. In the following, the same components as those shown in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
貼付型生体センサ100M1は、主な構成要素として、感圧接着層110、基材層120、回路部130M1、基板135、プローブ140M1、固定テープ145、電子装置150M1、電池160、カバー170M1、及び試験用端子180を含む。
The stick-on biosensor 100M1 has, as main components, a pressure-
貼付型生体センサ100M1では、電子装置150M1が複数に分けられており、電池160は、電子装置150M1の−X方向側に配置されている。また、貼付型生体センサ100M1では、感圧接着層110及び基材層120の貫通孔113及び123の開口形状は矩形状であり、プローブ140M1は平面視で矩形状である。また、プローブ140M1の上から取り付けられる固定テープ145は平面視で矩形環状であり、固定テープ145の上から取り付けられる感圧接着層110MA1及び基材層120MA1は、平面視で矩形状である。
In the stick-on biosensor 100M1, the electronic device 150M1 is divided into a plurality of parts, and the
回路部130M1は、配線131M1、フレーム132M1、及び基板133M1を有する。貼付型生体センサ100M1は、このような回路部130M1を2つ含む。配線131M1及びフレーム132M1は、基板133M1の上面に設けられており、一体的に形成されている。配線131M1及びフレーム132M1は、銅、ニッケル、金、又はこれらの合金等で作製することができる。 The circuit unit 130M1 has a wiring 131M1, a frame 132M1, and a substrate 133M1. The stick-on biosensor 100M1 includes two such circuit units 130M1. The wiring 131M1 and the frame 132M1 are provided on the upper surface of the substrate 133M1 and are integrally formed. The wiring 131M1 and the frame 132M1 can be made of copper, nickel, gold, an alloy thereof, or the like.
2つの回路部130M1は、それぞれ、感圧接着層110及び基材層120の2つの貫通孔113及び123に対応して設けられている。配線131M1は、基板135の配線を介して、電子装置150M1と、電池160用の端子135Aとに接続されている。フレーム132M1は、基材層120の貫通孔123の開口よりも大きな矩形環状の導電部材である。
The two circuit units 130M1 are provided corresponding to the two through
基板133M1は、平面視で配線131M1及びフレーム132M1と同様の形状を有する。基板133M1のうちフレーム132M1が設けられている部分は、基材層120の貫通孔123の開口よりも大きな矩形環状の形状を有する。フレーム132M1と、基板133M1のうちフレーム132M1が設けられている矩形環状の部分とは、基材層120の上面で貫通孔123を囲むように設けられている。基板133M1は、絶縁体製であればよく、例えばポリイミド製の基板又はフィルムを用いることができる。基材層120は、粘着性(タック)を有するため、基板133M1は基材層120の上面に固定される。
The substrate 133M1 has the same shape as the wiring 131M1 and the frame 132M1 in a plan view. The portion of the substrate 133M1 provided with the frame 132M1 has a rectangular annular shape larger than the opening of the through
基板135は、電子装置150M1及び電池160を実装する絶縁体製の基板であり、基材層120の上面122に設けられる。基板135は基材層のタック(粘着性)によって固定される。基板135としては、一例としてポリイミド製の基板又はフィルムを用いることができる。基板135の上面には、配線と電池160用の端子135Aとが設けられている。基板135の配線は、電子装置150M1及び端子135Aに接続されるとともに、回路部130M1の配線131M1に接続される。
The
プローブ140M1は、平面視で矩形状で感圧接着層110及び基材層120の貫通孔113及び123よりも大きく、図2に示すプローブ140と同様にマトリクス状に配置される孔部140Aを有する。プローブ140M1は、被検体に接触する電極の一例である。図5に示すように、プローブ140M1のX方向及びY方向における端(四方の端の部分)では、プローブ140M1の梯子状の辺が突出していてもよい。プローブ140M1として用いる電極は、所定のパターン形状を有していてもよい。所定の電極パターン形状として、メッシュ状、ストライプ状、貼付面から電極が複数個所表出する形状等が挙げられる。
The probe 140M1 has a rectangular shape in a plan view, is larger than the through
固定テープ145は、本実施の形態の接合部の一例である。固定テープ145は、一例として銅テープである。固定テープ145は、下面に粘着剤が塗布されている。固定テープ145は、平面視で貫通孔113及び123の開口よりも大きな矩形環状の形状を有し、プローブ140M1をフレーム132M1に固定する。固定テープ145は、銅以外の金属テープであってもよい。
The fixing
固定テープ145は、銅テープ等の金属層を有するテープ以外にも、非導電性の樹脂基材と粘着剤で構成される樹脂テープ等の非導電性テープとしてもよい。金属テープ等の導電性テープは、回路部130のフレーム132M1にプローブ140M1を接合(固定)するとともに、電気的に接続することができるため、好ましい。
The fixing
プローブ140M1は、四方の端の部分がフレーム132M1の上に配置された状態で、四方の端の部分の上に被せられる固定テープ145によってフレーム132M1に固定される。固定テープ145は、プローブ140M1の孔部140A等の隙間を通じてフレーム132M1に接着される。
The probe 140M1 is fixed to the frame 132M1 by a fixing
このように固定テープ145でプローブ140M1の四方の端の部分をフレーム132M1に固定した状態で、固定テープ145及びプローブ140M1の上に感圧接着層110MA1及び基材層120MA1を重ね、感圧接着層110MA1及び基材層120MA1を下方向に押圧すると、図6に示すようにプローブ140M1は貫通孔113及び123の内壁に沿って押し込まれ、感圧接着層110MA1がプローブ140M1の孔部140Aの内部にまで押し込まれる。
In this state, the four ends of the probe 140M1 are fixed to the frame 132M1 with the fixing
プローブ140M1は、四方の端の部分が固定テープ145によってフレーム132M1に固定された状態で、中央部が感圧接着層110の下面112と略面一になる位置まで押し下げられる。このため、プローブ140M1を生体の皮膚10(図2参照)に当てれば、感圧接着層110MA1が皮膚10に接着され、プローブ140M1を皮膚10に密着させることができる。
The probe 140M1 is pushed down to a position where the central portion is substantially flush with the
また、感圧接着層110MA1の平面視で中央部を囲む矩形環状の周囲の部分は、固定テープ145の上に位置する。図6では感圧接着層110MA1の上面は略平坦であるが、中央部が矩形環状の周囲の部分よりも下方に凹んでいてもよい。基材層120MA1は、感圧接着層110MA1の略平坦な上面の上に重ねられる。
Further, the peripheral portion of the rectangular annular shape surrounding the central portion of the pressure-sensitive adhesive layer 110MA1 in a plan view is located on the fixing
このような感圧接着層110MA1及び基材層120MA1は、それぞれ、感圧接着層110及び基材層120と同じ材質で作製されていてもよい。また、感圧接着層110MA1は、感圧接着層110とは異なる材質で作製されていてもよい。また、基材層120MA1は、基材層120とは異なる材質で作製されていてもよい。
Such the pressure-sensitive adhesive layer 110MA1 and the base material layer 120MA1 may be made of the same material as the pressure-
なお、図6では各部の厚さを誇張しているが、実際には、感圧接着層110及び100MA1の厚さは10μm〜300μmであり、基材層120及び120MA1の厚さは1μm〜300μmである。また、配線131M1の厚さは0.1μm〜100μmであり、基板133M1の厚さは数100μm程度であり、固定テープ145の厚さは10μm〜300μmである。
Although the thickness of each part is exaggerated in FIG. 6, the thickness of the pressure-sensitive
また、図6に示すようにプローブ140M1とフレーム132M1が直接接触して電気的な接続が確保されている場合には、固定テープ145は、導電性を有しない樹脂製等のテープであってもよい。
Further, as shown in FIG. 6, when the probe 140M1 and the frame 132M1 are in direct contact with each other to ensure an electrical connection, the fixing
また、図6では、固定テープ145は、プローブ140M1に加えてフレーム132M1及び基板133M1の側面を覆い、基材層120の上面にまで到達している。しかしながら、固定テープ145はプローブ140M1とフレーム132M1を接合できればよいため、基材層120の上面にまで到達していなくてもよく、基板133M1の側面を覆っていなくてもよく、フレーム132M1の側面を覆っていなくてもよい。
Further, in FIG. 6, the fixing
また、基板133M1と2つの基板135は一体化された1つの基板であってもよい。この場合は、1つの基板の表面に、配線131M1、2つのフレーム132M1、及び端子135Aが設けられ、電子装置150M1と電池160が実装される。
Further, the substrate 133M1 and the two
また、電子装置150M1は、ASIC150A、MPU150B、メモリ150C、及びコネクタ150MD1を含む。電子装置150M1は、図1乃至3に示す電子装置150の無線通信部150Dの代わりにコネクタ150MD1を有する。
The electronic device 150M1 also includes an
カバー170M1は、基部170MAと、基部170MAの中央から+Z方向に突出した突出部170MBとを有する。基部170MAは、カバー170M1の平面視で周囲に位置する部分であり、突出部170MBよりも低い部分である。突出部170MBの下側には凹部170MCが設けられている。カバー170M1は、基部170MAの下面が基材層120の上面122に接着される。凹部170MC内には、基板135、電子装置150、電池160が収納される。カバー170M1は、電子装置150及び電池160等を凹部170MCに収納した状態で、基材層120の上面122に接着されている。
The cover 170M1 has a base 170MA and a protrusion 170MB protruding from the center of the base 170MA in the + Z direction. The base 170MA is a portion of the cover 170M1 located around the cover 170M1 in a plan view, and is a portion lower than the protruding portion 170MB. A recess 170MC is provided below the protrusion 170MB. In the cover 170M1, the lower surface of the base 170MA is adhered to the
また、カバー170M1は、コネクタ150MD1の上に貫通孔170MDを有する。貫通孔170MDには、評価試験の試験装置のコネクタが挿入され、コネクタ150MD1に接続される。 The cover 170M1 also has a through hole 170MD above the connector 150MD1. The connector of the test device for the evaluation test is inserted into the through hole 170MD and connected to the connector 150MD1.
貼付型生体センサ100M1では、評価試験において、メモリ150Cに格納された生体信号は、コネクタ150MD1を介して試験装置によって読み出される。なお、カバー170M1の貫通孔170MDは、評価試験の終了後にカバー170M1と同一の材料で埋めておけばよい。 In the stick-on biosensor 100M1, in the evaluation test, the biological signal stored in the memory 150C is read out by the test apparatus via the connector 150MD1. The through hole 170MD of the cover 170M1 may be filled with the same material as the cover 170M1 after the evaluation test is completed.
図7は、貼付型生体センサ100M1を示す図である。図7では、貼付型生体センサ100M1を簡略化して示し、また、カバー170M1によって覆われる各構成要素を透過的に示す。 FIG. 7 is a diagram showing a stick-on biosensor 100M1. In FIG. 7, the stick-on biosensor 100M1 is shown in a simplified manner, and each component covered by the cover 170M1 is transparently shown.
図7に示す状態で試験用端子180のパッド182を利用して評価試験を行った後には、試験用端子180を切除してもよい。この場合には、カバー170M1の端辺に表出する配線183の断面に封止剤を塗布又は絶縁シールを貼り付けること等で、切除した部分の絶縁を確保すればよい。
After performing the evaluation test using the
図8は、貼付型生体センサ100M2を示す図である。貼付型生体センサ100M2は、図7に示す貼付型生体センサ100M1のカバー170M1をカバー170M2に置き換えた構成を有する。図8では、貼付型生体センサ100M2を簡略化して示し、また、カバー170M2によって覆われる各構成要素を透過的に示す。 FIG. 8 is a diagram showing a stick-on biosensor 100M2. The stick-on biosensor 100M2 has a configuration in which the cover 170M1 of the stick-on biosensor 100M1 shown in FIG. 7 is replaced with the cover 170M2. In FIG. 8, the stick-on biosensor 100M2 is shown in a simplified manner, and each component covered by the cover 170M2 is transparently shown.
パッド182を利用して評価試験を行った後に、図8に示すように試験用端子180を端子カバー171M2で覆ってもよい。端子カバー171M2は、第2カバーの一例である。図8に示す貼付型生体センサ100M2のカバー170M2は、図7に示す貼付型生体センサ100M1のカバー170M1に、試験用端子180を覆う端子カバー171M2を評価試験の終了後に取り付けたものである。
After performing the evaluation test using the
端子カバー171M2は、平面視で矩形状であり、カバー170M2の+Y方向側でX方向に伸びる端辺から+Y方向に突出して試験用端子180の全体を上下で覆っている。このような端子カバー171M2は、カバー170M2と同様にシリコーンゴム、軟質樹脂、ウレタン等で作製できる。端子カバー171M2は、一例として、接着層を設けておいて試験用端子180の上下を覆った状態でカバー170M1の端辺に接着することで、試験用端子180を封止するものであればよい。なお、端子カバー171M2は、試験用端子180の上面側のパッド182のみを覆う構成であってもよい。
The terminal cover 171M2 has a rectangular shape in a plan view, and projects in the + Y direction from the end extending in the X direction on the + Y direction side of the cover 170M2 to cover the
また、メッシュ状のプローブ140M1の代わりに図9に示すようなプローブ140M2を含んでもよい。プローブ140M2は、被検体に接触する電極の一例である。図9は、実施の形態の第2変形例のプローブ140M2を示す図である。プローブ140M2は、マトリクス状に配置される複数の導電部141M2を有する。複数の導電部141M2は、感圧接着層110Aの下面から表出しており、接続部210(図4参照)に接続される。このような複数の導電部141M2を有するプローブ140M2は、導電性ポリマーを加工して作製すればよい。感圧接着層110Aの下面から表出する複数の導電部141M2と、複数の導電部141M2と接続部210(図4参照)とが接続されるように導電性ポリマーを成形すればよい。
Further, the probe 140M2 as shown in FIG. 9 may be included instead of the mesh probe 140M1. The probe 140M2 is an example of an electrode that comes into contact with a subject. FIG. 9 is a diagram showing a probe 140M2 of a second modification of the embodiment. The probe 140M2 has a plurality of conductive portions 141M2 arranged in a matrix. The plurality of conductive portions 141M2 are exposed from the lower surface of the pressure-
図10は、実施の形態の第3変形例の貼付型生体センサ100M3を示す図である。貼付型生体センサ100M3は、図7に示す貼付型生体センサ100M1の試験用端子180の代わりに、感圧接着層110とカバー170の間に設けられた試験用端子180M3を含む。また、電子装置150M1及びカバー170M1の代わりに電子装置150及びカバー170を含む。
FIG. 10 is a diagram showing a stick-on biosensor 100M3 of a third modification of the embodiment. The stick-on biosensor 100M3 includes a test terminal 180M3 provided between the pressure-
試験用端子180M3は、ベース181M3、パッド182M3、及び配線183M3を有する。試験用端子180M3はカバー170に覆われている。
The test terminal 180M3 has a base 181M3, a pad 182M3, and a wiring 183M3. The test terminal 180M3 is covered with a
図11は、図10のD−D矢視断面において試験用端子180に試験装置の端子500を接続している状態を示す図である。試験用端子180M3はカバー170に覆われているため、針状の端子500をカバー170に突き刺して試験用端子180M3のパッド182M3に接続させれば、試験用の生体信号を入力することができる。
FIG. 11 is a diagram showing a state in which the
したがって、完成後に容易に試験用の生体信号を入力できる貼付型生体センサ100M3を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide a stick-on biosensor 100M3 that can easily input a biological signal for testing after completion.
図12は、実施の形態の第4変形例の貼付型生体センサ100M4を示す図である。貼付型生体センサ100M4は、試験用端子180M4を含む。試験用端子180M4は、カバー170のX方向の両端から突出しており、ベース181、パッド182、及び配線183M4を有する。配線183M4は、プローブ140の外縁に沿って迂回して回路部130の配線131に接続されている。評価試験が終了した後には、試験用端子180M4を図8に示すカバー171と同様のカバーで封止すればよい。
FIG. 12 is a diagram showing a stick-on biosensor 100M4 of a fourth modification of the embodiment. The stick-on biosensor 100M4 includes a test terminal 180M4. The test terminal 180M4 protrudes from both ends of the
図13は、実施の形態の第5変形例の貼付型生体センサ100M5を示す図である。貼付型生体センサ100M5は、図10に示す貼付型生体センサ100M3のカバー170の代わりに、カバー170M5を含む。カバー170M5は、試験用端子180M3の上に設けられる開口部171M5と、開口部171M5に着脱自在で開口部171M5を封止可能な封止部172M5とを有する。開口部171M5は、試験用端子180M3と重なる位置に設けられていればよい。
FIG. 13 is a diagram showing a stick-on biosensor 100M5 of the fifth modification of the embodiment. The stick-on biosensor 100M5 includes a cover 170M5 instead of the
図14は、貼付型生体センサ100M5の試験用端子180M3に試験装置の端子500M5を接続している状態を示す断面図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state in which the terminal 500M5 of the test device is connected to the test terminal 180M3 of the stick-on biosensor 100M5.
試験装置の端子500M5をパッド182M3に接続する際には、封止部172M5を取り外して開口部171M5に端子500M5を挿入してパッド182M3に接続させれば、試験用の生体信号を入力することができる。 When connecting the terminal 500M5 of the test device to the pad 182M3, if the sealing portion 172M5 is removed, the terminal 500M5 is inserted into the opening 171M5 and connected to the pad 182M3, a biological signal for testing can be input. it can.
したがって、完成後に容易に試験用の生体信号を入力できる貼付型生体センサ100M5を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide a stick-on biosensor 100M5 that can easily input a biological signal for testing after completion.
以上、本発明の例示的な実施の形態の貼付型生体センサについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the stick-on biosensor of the exemplary embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment and deviates from the scope of claims. It is possible to make various modifications and changes.
100、100M3、100M4、100M5 貼付型生体センサ
110 感圧接着層
120 基材層
130 回路部
140 プローブ
150 電子装置
160 電池
170、170M5 カバー
171M5 開口部
172M5 封止部
180、180M3、180M4 試験用端子
182、182M3 パッド
100, 100M3, 100M4, 100M5 Stick-on
Claims (7)
電極と、
前記感圧接着層の貼付面の反対面に重ねて設けられる基材層と、
前記基材層上に設けられ、前記電極を介して取得する生体信号を処理する電子装置と、
前記基材層上に設けられ、前記電子装置に電力を供給するバッテリと、
前記基材層上に設けられ、前記電極及び前記電子装置を接続する回路部と、
前記基材層上に設けられ、前記電子装置、前記バッテリ、及び前記回路部を覆うカバーと、
前記回路部又は前記電極に接続されるパッドと
を含む、貼付型生体センサ。 A pressure-sensitive adhesive layer with a sticking surface that can be stuck to the subject,
With electrodes
A base material layer provided on the opposite surface of the pressure-sensitive adhesive layer to which it is attached,
An electronic device provided on the base material layer and processing a biological signal acquired via the electrode.
A battery provided on the substrate layer and supplying electric power to the electronic device,
A circuit unit provided on the base material layer and connecting the electrode and the electronic device,
A cover provided on the base material layer and covering the electronic device, the battery, and the circuit portion.
A patch-type biosensor including the circuit unit or a pad connected to the electrode.
前記パッドは前記接続配線を介して前記基材層及び前記カバーの外部に設けられている、請求項1記載の貼付型生体センサ。 Further including a connection wiring for connecting the circuit unit or the electrode and the pad.
The stick-on biosensor according to claim 1, wherein the pad is provided outside the base material layer and the cover via the connection wiring.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019051711A JP2020151104A (en) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | Sticking type biological sensor |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023281664A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | 株式会社オクチィ | Biological signal measurement electrodes and measurement device |
WO2023084971A1 (en) * | 2021-11-11 | 2023-05-19 | 株式会社村田製作所 | Stetchable device |
-
2019
- 2019-03-19 JP JP2019051711A patent/JP2020151104A/en active Pending
Cited By (3)
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WO2023281664A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | 株式会社オクチィ | Biological signal measurement electrodes and measurement device |
WO2023084971A1 (en) * | 2021-11-11 | 2023-05-19 | 株式会社村田製作所 | Stetchable device |
JP7544290B2 (en) | 2021-11-11 | 2024-09-03 | 株式会社村田製作所 | Stretchable Device |
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