JP2023124798A - 電極 - Google Patents

Abstract

【課題】伸縮時に発生するノイズを抑制可能な構造の生体電極、又は、非生体の変動面に用いるための電極を提供する。【解決手段】電極は、弾性変形可能な電極であって、互いに距離をおいて配置された複数の電極体と、複数の電極体の間を電気的に接続する液体の導電体である液体配線部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、生体電極又は非生体の変動面に用いるための電極に関する。

特許文献１には、互いに距離を置いて配置された多数の電極体を有する電極シートと、電極シートと重ね合わされた導電性布部とを備え、電極シートは、隣り合う電極体を連結する伸縮線材を備え、伸縮性及び柔軟性を備えた網目シート状に形成されている生体用電極が記載されている。この背板用電極は、電極シートに伸縮性及び柔軟性を備えた網目シート状を用いることにより、生体に対する一定の接触面積を確保しつつ、密着した状態で生体の表面変動に好適に追随することができる。

特開２０１８－２３５６８号公報

しかし、特許文献１に記載の生体用電極は、繊維状の導電性部材を含んでいるため、この部材が伸びる際に生じる抵抗値変化に起因すると思われるノイズを生じるという問題があった。

そこで、本発明は、伸縮時に抵抗値変化によるノイズを抑制可能な構造の生体電極、又は、非生体の変動面に用いるための電極の提供を目的とする。

本発明に係る電極は、弾性変形可能な電極であって、
互いに距離をおいて配置された複数の電極体と、
前記複数の電極体の間を電気的に接続する液体の導電体である液体配線部と、を備える。

本発明に係る電極によれば、電極体の間に液体配線部を配置しているので、伸縮時に抵抗値変化によるノイズを抑制できる。

実施の形態１に係る電極の液体配線部を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。 図１のＡ－Ａ方向に見た断面構造を示す概略断面図である。 実施の形態２に係る電極の液体配線部を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。 図３のＢ－Ｂ方向に見た断面構造を示す概略断面図である。 実施の形態３に係る電極の液体配線部を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。 図５のＣ－Ｃ方向に見た断面構造を示す概略断面図である。 実施の形態４に係る電極の液体配線部を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。 図７のＤ－Ｄ方向に見た断面構造の一例を示す概略断面図である。 図７のＤ－Ｄ方向に見た断面構造の他の一例を示す概略断面図である。 実施の形態５に係る電極の液体配線部を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。 図１０のＥ－Ｅ方向に見た断面構造の一例を示す概略断面図である。 （ａ）は、実施の形態６に係る電極の断面構造を示す概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の液体配線部のさらに詳細な断面構造を示す拡大断面図である。 実施の形態７に係る電極の断面構造を示す概略断面図である。 実施の形態８に係る電極の断面構造を示す概略断面図である。 試験用の液体配線部を含む電極の平面図である。 図１５ＡのＦ－Ｆ方向に見た電極の断面構造を示す概略断面図である。 図１５Ａと同じ電極の平面図である。 図１６Ａの電極をＸ方向に引っ張り張力を加えた場合の変形した電極を示す平面図である。 実施の形態９に係る電極の断面構造を示す概略断面図である。 図１７Ａの電極の端部の一つの電極体を含む点線で囲んだ領域Ｇの拡大断面図である。 図１７Ｂの電極の端部に剥離部が生じた状態を示す拡大断面図である。 液体配線部を封止する封止部を有しない参考例の電極において、剥離部が生じた状態を示す拡大断面図である。 実施の形態１０に係る電極の断面構造を示す概略断面図である。 実施の形態１１に係る電極の断面構造を示す概略断面図である。 図１９Ａの電極の端部の一つの電極体を含む点線で囲んだ領域Ｈの拡大断面図である。 図１９Ｂの電極の端部に剥離部が生じた状態を示す拡大断面図である。 液体配線部を封止する封止部を有しない参考例の電極において、剥離部が生じた状態を示す拡大断面図である。 実施の形態１２に係る電極の断面構造を示す概略断面図である。 図２０Ａの電極の端部の一つの電極体を含む点線で囲んだ領域Ｉの拡大断面図であり、電極の端部に裂け目が生じた状態を示す拡大断面図である。 液体配線部を封止する封止部を有しない参考例の電極において、裂け目が生じた状態を示す拡大断面図である。 実施の形態１３に係る電極の断面構造を示す概略断面図である。 図２１Ａの電極の端部の一つの電極体を含む点線で囲んだ領域Ｊの拡大断面図である。 絶縁部の外側を覆う保護層としての封止部を有しない参考例の電極において、裂け目が生じた状態を示す拡大断面図である。 実施の形態１４に係る電極の断面構造を示す概略断面図である。 図２２Ａの電極の端部の一つの電極体２を含む点線で囲んだ領域Ｋの拡大断面図である。

第１の態様に係る電極は、弾性変形可能な電極であって、
互いに距離をおいて配置された複数の電極体と、
前記複数の電極体の間を電気的に接続する液体の導電体である液体配線部と、を備える。

第２の態様に係る電極は、上記第１の態様において、第１面を有し、
前記複数の電極体は前記第１面に配置されてもよい。

第３の態様に係る電極は、上記第１又は第２の態様において、前記電極が弾性変形していない状態における前記複数の電極体のうちの２つの電極体の間の距離が、２倍の長さとなるように弾性変形したときの前記複数の電極体間の抵抗値は、前記電極が弾性変形する前の前記２つの電極体間の抵抗値の５０倍以下であってもよい。

第４の態様に係る電極は、上記第１又は第２の態様において、前記電極が弾性変形していない状態における前記複数の電極体のうちの２つの電極の間の距離が、２倍の長さとなるように弾性変形したときの前記２つの電極体の間を接続する液体配線部の抵抗値は、前記電極が弾性変形する前の前記２つの電極体の間を接続する液体配線部の抵抗値の１０倍以下であってもよい。

第５の態様に係る電極は、上記第１から第４のいずれかの態様において、前記液体配線部は、常温において液体となる金属を含んでもよい。

第６の態様に係る電極は、上記第１から第５のいずれかの態様において、前記液体配線部は、ガリウムを６０重量％以上含む金属を含んでもよい。

第７の態様に係る電極は、上記第６の態様において、前記液体配線部は、インジウムを４０重量％以下含む金属を含んでもよい。

第８の態様に係る電極は、上記第１から第７のいずれかの態様において、前記液体配線部は、互いに隣接する２つの前記電極体の一方の電極体から他方の電極体に向かって延在するように配置されていてもよい。

第９の態様に係る電極は、上記第１から第８のいずれかの態様において、前記液体配線部は、周囲を封止する樹脂をさらに備えていてもよい。

第１０の態様に係る電極は、上記第１から第９のいずれかの態様において、前記電極は、第１面と、前記第１面と対向する第２面をさらに備え、
前記複数の電極体は、前記第１面に配置され、
前記第２面に、基板をさらに備えてもよい。

以下、実施の形態に係る電極について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電極１０の液体配線部４を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。図２は、図１のＡ－Ａ方向に見た断面構造を示す概略断面図である。なお、便宜上、図１及び図２では測定対象の被測定表面と対向する面をＸＹ面として、ＸＹ面に垂直な方向をＺ方向として示している。
実施の形態１に係る電極１０は、図１に示すように、互いに距離をおいて第１面１に
配置された複数の電極体２と、電極体２の間を電気的に接続する液体の導電体である液体配線部４と、を備える。また、この電極１０は、液体配線部４を封止する固体配線部５と、複数の電極体２と液体配線部４とを支持する平面状の基材１１と、をさらに備えている。この電極１０では、電極体２の間の液体配線部４と固体配線部５とによって、面内方向で電極体２の間の電気的な接続を行っている。

この電極１０によれば、測定対象の表面の形状が変化したときに、電極体２の間の電気的接続に液体配線部４を備えていることで、形状変化によって発生する応力による破断が起こらない。これによって、液体配線部４の伸縮に伴う抵抗値の変化を小さくできる。抵抗値の変化を小さくできると信号のノイズを低減できる。
また、この電極１０を用いて、生体表面を計測する場合、形状変化によるノイズが小さくなる。また、この電極１０を用いて、生体に対して電気刺激を印加する場合、生体内に実際に印加される電気パルスの変化は小さくなる。
なお、この電極１０は、複数の電極体２を液体配線部４で電気的に接続しているので、全体として同電位となり、一つの電極として機能する。

以下に、この電極１０を構成する各構成部材について説明する。

＜電極体＞
電極体２は、互いに距離を置いて第１面１に配置されている。電極体２は、例えば、銅、銀、金、アルミニウム等の金属からなる。また、電極体２の形状は、図１、図３、図１Ｃに示すように矩形であってもよい。なお、電極体２の形状は矩形に限られず、円形、多角形、あるいは、直線及び曲線を含む形状等であってもよい。

＜液体配線部＞
液体配線部４は、電極体２の間を電気的に接続する液体の導電体である。液体配線部４は、例えば、常温において液体となる金属からなる。例えば、ガリウムを含む材料からなる。例えば、インジウムが０～４０重量％、ガリウムが６０－１００重量％の材料からなるものであってもよい。液体配線部４の材料は、上記に限られず、Ｇａ：７５．５重量％、Ｉｎ：２４．５重量％のＥＧａＩｎ（融点１５．５℃）、Ｇａ：６８．５重量％、Ｉｎ：２１．５重量％、Ｓｎ：１０重量％（融点－１９℃）、または、Ｇａ：６２重量％、Ｉｎ：２５重量％、Ｓｎ：１３重量％（融点１０℃）のＧａｌｉｎｓｔｒａｎ等の材料であってもよい。これらの材料は、その融点がヒトの体温よりも低いので、電極の使用時には液体配線部４を液状に保つことができ、伸縮に伴う抵抗値変化が小さくなり、ノイズを抑制できる。

なお、液体配線部４の構成は、上記の例に限られない。例えば、後述する実施の形態６（図１２）に示すように、金属粒子等の導電材料が液状の樹脂中に分散している導電ペーストであってもよい。

また、液体配線部４は、４０℃以下の融点を有する合金等の材料からなるものであってもよい。具体的には、４０℃以下の融点である合金の組成比の範囲内であればよく、その他の金属の添加を妨げない。
さらに、液体配線部は、常温において液体となる金属からなるものであってもよい。
ここで、「常温」とは、用途に応じて変化する。例えば、生体電極として使用する場合には、およそ１５℃～２５℃であり、非生体の変動面に使用する場合には、およそ１５℃～６０℃である。

また、液体配線部４は、面に平行な一つの方向についての液体配線部４の長さが基準の長さの２倍に延在した場合の抵抗値が、液体配線部の基準の長さの場合の抵抗値に対して１０倍以下である。これによって、液体配線部４の伸縮に伴う抵抗値の変化を基準の長さの場合の１０倍以下に小さくできる。そこで、抵抗値の変化に伴う信号のノイズを低減できる。基準の長さとは、電極が弾性変形していない状態における液体配線部の長さである。液体配線部の抵抗値を直接測定してもよいが、これに限定されない。抵抗値は、２つの電極体の間の抵抗値について、２つの電極体の間の基準となる長さ（弾性変形していない状態の長さ）の抵抗値と、２つの電極体の間の長さが基準の長さの２倍となるように弾性変形した状態の、２つの電極体の間の抵抗値と、を比較した場合、２つの電極体の間の抵抗値の変化を基準の長さの場合の５０倍以下に小さくできる。

液体配線部４は、互いに隣接する２つの電極体２の一方の電極体２から他方の電極体２に向かって延在するように配置されていてもよい。これによって、電極体２の延在方向に対して垂直方向に応力が加わった時に発生するノイズの影響を小さくできる。
図１では、液体配線部４は、電極体２が配置されている平面内で、電極体２の間に間隔を空けて格子状に配置されている。

また、液体配線部４は、周囲を封止されている。例えば、液体配線部４は、図１に示すように、固体の導電体である固体配線部５によって封止されていてもよい。この場合には、液体配線部４と固体配線部５との間で電気的接続が保たれるので、液体配線部４は、固体配線部５を介して電極体２と電気的接続を行ってもよい。
あるいは、液体配線部４は、固体の絶縁部によって封止されていてもよい。この場合には、液体配線部４は、例えば、導電性材料からなるビアを介して電極体２と電気的接続を行ってもよい。
また、基材１１によって電極体２及び液体配線部４を支持する場合には、基材１１によって液体配線部４の一部を封止してもよい。

＜固体配線部＞
固体配線部５は、例えば、銅箔、アルミ箔等の金属箔であってもよい。固体配線部５は、固体の導電体であればよく、上記のものに限られない。

＜基板＞
基板１１は、第１面１と対向する第２面３に配置され、複数の電極体２と液体配線部４とを支持する平面状の部材である。また、基板１１によって電極体２及び液体配線部４を固定する役割を有してもよい。
基板１１は、例えば、熱可塑性樹脂であるウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂等からなる平面状の部材を用いることができる。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る電極１０ａの液体配線部４を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。図４は、図３のＢ－Ｂ方向に見た断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態２に係る電極１０ａは、実施の形態１に係る電極と対比すると、各電極体２との電気的な接続を積層方向から行っている点で相違する。具体的には、液体配線部４から固体配線部５を介して各電極体２との電気的な接続を積層方向から行っている。
また、図３に示すように、液体配線部４は、電極体２が配置されている平面内で、積層方向からみて電極体２の構成する格子と重なるように格子状に配置されている。この場合、電極体２の格子の格子点と液体配線部４の格子の格子点とが実質的に重なっている。

（実施の形態３）
図５は、実施の形態３に係る電極１０ｂの液体配線部４を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。図６は、図５のＣ－Ｃ方向に見た断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態３に係る電極１０ｂは、実施の形態１及び実施の形態２に係る電極と対比すると、液体配線部４が連続した線状ではなく、点在している点で相違している。具体的には、図５に示すように、液体配線部４は、電極体２が配置されている平面内で、電極体２の間に間隔を空けて格子の格子点に点在して配置されている。
このように液体配線部４は、点在していても形状変化によって発生する応力を緩和できるため、抵抗値の変化を低く抑えることができ、ノイズの発生を抑制できる。

また、実施の形態３に係る電極１０ｂは、実施の形態１及び実施の形態２に係る電極と対比すると、固体配線部５と電極体２との間に面状に配置された絶縁部６を有する点で相違する。この場合には、液体配線部４は、例えば、導電性材料からなるビア（図示せず）を介して電極体２と電気的接続を行ってもよい。

＜絶縁部＞
絶縁部６は、電極体２と固体配線部５との間に面状に配置されている。また、絶縁部６は、伸縮性を有してもよい。これによって、測定対象の被測定表面が変動し、２つの電極体２の間の距離が変化した場合にも、絶縁部６も伸縮性を有するので、液体配線部４の変形及び固体配線部５の弾性変形を抑制することなく、電極体２の移動に対応することができ、ノイズの発生を抑制できる。
絶縁部６は、通常用いられる熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等を用いることができる。

（実施の形態４）
図７は、実施の形態４に係る電極１０ｃの液体配線部４を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。図８は、図７のＤ－Ｄ方向に見た断面構造の一例を示す概略断面図である。図９は、図７のＤ－Ｄ方向に見た断面構造の他の一例を示す概略断面図である。
実施の形態４に係る電極１０ｃは、実施の形態１乃至３に係る電極と対比すると、図７に示すように、液体配線部４が平面視で電極体２の間にわたって広がって配置されている点で相違する。なお、上記のように液体配線部４が配置される例としては、図８の電極１０ｃ１の断面図に示すように、電極体２の間の幅よりも広く広がっているが、電極体２の裏面側の全部には広がっていてもよい。また、図９の電極１０ｃ２の断面図に示すように、電極体２の裏面側まで全面にわたって広がって配置されていてもよい。

（実施の形態５）
図１０は、実施の形態５に係る電極１０ｄの液体配線部４を見えるように表した平面配置を示す透過底面図である。図１１は、図１０のＥ－Ｅ方向に見た断面構造の一例を示す概略断面図である。
実施の形態５に係る電極１０ｄは、実施の形態１乃至４に係る電極と対比すると、液体配線部４が一方向に沿って延在している点で相違する。
図１０に示すように、伸縮方向に対して垂直方向に液体配線部４が延在していることにより、伸縮した場合にも液体配線部４が形状変化し、抵抗値の変化を抑制し、ノイズの発生を抑制できる。伸縮方向とは、電極を弾性変形させる場合に必要な力が少なくなる方法を示す。例えば、同じ張力を加えて弾性変形させる場合、伸縮方向ではない方向に張力を加える場合に比べて伸縮方向に張力を加えた場合のほうが弾性変形によって伸びる長さが長くなる。

（実施の形態６）
図１２（ａ）は、実施の形態６に係る電極１０ｅの断面構造を示す概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の液体配線部４ａのさらに詳細な断面構造を示す拡大断面図である。
実施の形態６に係る電極１０ｅは、液体配線部４ａが液状の樹脂１２のマトリクス中に導電材料１４が分散している点を特徴とする。液体配線部４ａとしては、例えば、銀ペーストを焼いたり乾燥させずに液体のまま銀ペーストそれ自体として使用してもよい。なお、銀ペーストに限られず、導電材料１４が液状の樹脂１２に分散している導電ペーストであればよい。
上記の場合には、液体配線部４ａの全体が導電材料ではないが、この場合にも伸縮した場合に液体配線部４ａが形状変化し、抵抗値の変化を抑制し、ノイズの発生を抑制できる。
なお、導電材料１４は、それ自体が液体であっても、固体であってもよい。また、これに限られず、液体配線部４ａは、例えば、水溶液のマトリクス中に電解質が溶解している導電性水溶液であってもよい。

（実施の形態７）
図１３は、実施の形態７に係る電極１０ｆの断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態７に係る電極１０ｆは、実施の形態１に係る電極と対比すると、絶縁部６を有する点で相違する。電極体２の間に絶縁部６を設けたことによって、電極体２以外の箇所での測定対象との接触を抑制できる。

（実施の形態８）
図１４は、実施の形態８に係る電極１０ｇの断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態８に係る電極１０ｇは、実施の形態７に係る電極と対比すると、液体配線部４が電極体２の間に広がっている点で相違する。これによって、電極体２の間の伸縮を液体配線部４で直接に受けることができる。

なお、液体配線部の配線パターンは、上記の例に限られず、本開示の範囲において種々選択できる。例えば、格子状、ライン状、点状、面状等のいずれであってもよい。また、液体配線部と電極体との電気的な接続を確保できる限りにおいて、固体配線部と絶縁部とは互いに置換してもよい。

（液体配線部で発生するノイズについて）
図１５Ａは、試験用の液体配線部４を含む電極４０の平面図であり、図１５Ｂは、図１５ＡのＦ－Ｆ方向に見た電極４０の断面構造を示す概略断面図である。図１６Ａは、図１５Ａと同じ電極４０の平面図であり、図１６Ｂは、図１６Ａの電極をＸ方向に引っ張り張力を加えた場合の変形した電極４０を示す平面図である。
図１５Ａ～図１６Ｂを用いて、引っ張り張力を受けた時に、封止された液体配線部４で発生するノイズについて説明する。図１５Ａに示すように、Ｈ形状の電極４０を用意する。電極４０は、例えば、シリコン樹脂を含む固体配線部５に封止された液体配線部４と、液体配線部４に接続された一対の導線３２とを有する。液体配線部４に接続された一対の導線を引き出すことにより、液体配線部４のインピーダンスを測定することができる。一対の導線３２は、液体配線部４が延在する第１方向（Ｘ方向）における両端に配置される。初期状態のインピーダンスＲ_０を測定し、その後、第１方向（Ｘ方向）において、伸縮率が１００％となるように電極４０に引っ張り張力を加えて、伸縮率１００％の状態でのインピーダンスＲを測定する。伸縮率１００％とは、引っ張り張力を加えていない状態における液体配線部４の第１方向（Ｘ方向）の一端から他端までの長さをＸとしたとき、２Ｘの長さとなる状態である。一方、伸縮率０％とは、液体配線部４の第１方向（Ｘ方向）の一端から他端までの長さがＸの長さとなる状態である。

表１は、液体配線部に導電ペースト、例えばＡｇペーストを用いた電極と、液体配線部に液体金属を用いた電極とについて、それぞれの伸縮率１００％の抵抗変化率の対比を示すものである。伸縮率０％（長さＸ）のインピーダンスＲ_０がどちらも１Ωであり、伸縮率１００％（長さ２Ｘ）となるように引っ張り張力を加えたとき、液体配線部に導電ペーストを用いた電極の場合には１３０倍のインピーダンスＲ（抵抗値：１３０Ω）になったのに対し、液体配線部に液体金属を用いた電極の場合には約３倍のインピーダンスＲ（抵抗値：３Ω）になった。以上より、液体金属を用いた液体配線部は、導電ペーストを用いた液体配線部に比べて、ノイズが少なくなることがわかる。
なお、液体配線部４は、電解質の水溶液でもよい。また、液体配線部４は、水溶液中に金属粉を含有する水溶液でもよいし、導電性樹脂でコーティングされた金属を含む水溶液でもよい。

＜表１＞

表１において、Ｒ_０は、液体配線部の伸縮前（伸縮率０％）のインピーダンス（抵抗値）であり、Ｒは、液体配線部の伸縮時（伸縮率１００％）のインピーダンス（抵抗値）である。

なお、伸縮率の定義はこれに限定されない。例えば、液体配線部を挟んで隣接する２つの電極体が有る場合は、外部から圧力を加えていない状態における電極体の一方から他方までの距離をＸとしたとき、２つの電極体の間の距離が２Ｘとなる状態を、伸縮率１００％としてもよい。

（実施の形態９）
図１７Ａは、実施の形態９に係る電極１０ｈの断面構造を示す概略断面図である。図１７Ｂは、図１７Ａの電極１０ｈの端部の一つの電極体２を含む点線で囲んだ領域Ｇの拡大断面図である。図１７Ｃは、図１７Ｂの電極１０ｈの端部に剥離部２８が生じた状態を示す拡大断面図である。図１７Ｄは、液体配線部を封止する封止部を有しない参考例の電極５０において、剥離部２８が生じた状態を示す拡大断面図である。
実施の形態９に係る電極１０ｈは、実施の形態１に係る電極と対比すると、図１７Ｂに示すように、液体配線部４を封止する封止部２４を備える点で相違する。液体配線部４と電極体２との導通を実現するために、この封止部２４は、導電性を有してもよい。この電極１０ｈによれば、図１７Ｃに例示するように、基板１１と電極体２及び液体配線部４の間の樹脂の継ぎ目２７に剥離部２８が生じた場合にも液体配線部４は封止部２４１６で封止されているので、液体配線部４の漏れを生じない。一方、封止部を有しない参考例の電極５０の場合には、図１７Ｄに示すように、基板１１と電極体２及び液体配線部４の間に剥離部２８が生じた場合、液体配線部４の漏れを生じる場合がある。

＜封止部＞
封止部２４は、液体配線部４の周囲を封止することができればよい。なお、図１７Ｂでは、封止部２４は、液体配線部４の周囲全部を封止するように示しているが、これに限られず、所定単位ごとの液体配線部４を封止してもよい。例えば、面全部の液体配線部４を一体的な１つの封止部で覆ってもよい。あるいは、複数の封止部によって、液体配線部を一行又は一列ごとに封止してもよい。また、複数の封止部によって液体配線部を単位面積ごとに封止してもよい。複数の封止部で液体配線部を部分ごとに封止した場合には、各封止部の間で導通を実現できるようにすればよい。

封止部２４は、エラストマー、ＰＤＭＳ、ＰＶＰ等の伸縮性を有する樹脂、ヒドロゲルであってもよい。また、封止部２４は、ポリウレタン等の繊維、酸化タングステン、銅、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）であってもよい。また、封止部２４は、単一の部材からなるものに限られず、例えば、樹脂と銅とのように、複数の材料からなる複合的なものであってもよい。封止部２４は、絶縁性であってもよく、あるいは、電極体との導通を実現できるように導電性であってもよい。また、後述するように、封止部は、内側の第１封止部と、外側の第２封止部とを有してもよい。この場合に、第１封止部が導電性を有し、第２封止部が絶縁性を有してもよい。また、内側の第１封止部は、固体配線部であってもよい。外側の第２封止部は、絶縁部であってもよい。なお、封止部は、その機能に応じて、保持体、保護層とも言う場合がある。

封止部２４は、多孔質物質を含んでいてもよい。多孔質物質は、例えば、樹脂を含むスポンジであってもよい。封止部２４が多孔質物質を含むことにより、多孔質物質が液体配線部４を構成する液体を保持すると共に、多孔質物質は固体であるので、液体配線部４が変形しにくくなるため、ノイズを小さくできる。特に、電極１０ｈが変形したときに生じる液体配線部４の変形の抑制に効果的である。多孔質物質は、樹脂に限らず、布、金属などの材料を含んでいてもよい。また、多孔質物質としては、例えば、不織布であってもよい。

（実施の形態１０）
図１８は、実施の形態１０に係る電極１０ｉの断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態１０に係る電極１０ｉは、実施の形態１に係る電極と対比すると、図１８に示すように、液体配線部４に多孔質物質２６を含んでいる点で相違する。多孔質物質２６は、例えば、樹脂を含むスポンジである。液体配線部４に多孔質物質を含むことにより、多孔質物質が液体配線部４を構成する液体を保持すると共に、多孔質物質は固体であるので、液体配線部４が変形しにくくなるため、ノイズを小さくできる。特に、電極１０ｉが変形したときに生じる液体配線部４の変形の抑制に効果的である。多孔質物質２６は、樹脂に限らず、布、金属などの材料を含んでいてもよい。また、多孔質物質２６としては、例えば、不織布であってもよい。

（実施の形態１１）
図１９Ａは、実施の形態１１に係る電極１０ｊの断面構造を示す概略断面図である。図１９Ｂは、図１９Ａの電極１０ｊの端部の一つの電極体２を含む点線で囲んだ領域Ｈの拡大断面図である。図１９Ｃは、図１９Ｂの電極１０ｊの端部に剥離部２８が生じた状態を示す拡大断面図である。図１９Ｄは、液体配線部４を封止する封止部を有しない参考例の電極５０ａにおいて、剥離部２８が生じた状態を示す拡大断面図である。
実施の形態１１に係る電極１０ｊは、実施の形態１に係る電極と対比すると、図１９Ｂに示すように、液体配線部４を封止する封止部２４を備える点で相違する。この電極１０ｊによれば、図１９Ｃに例示するように、基板１１と電極体２及び液体配線部４の間の樹脂の継ぎ目２７に剥離部２８が生じた場合にも液体配線部４が封止部２４で封止されているので、液体配線部４の漏れを生じない。封止部を有しない参考例の電極５０ａの場合には、図１９Ｄに示すように、基板１１と電極体２及び液体配線部４の間に剥離部２８が生じた場合、液体配線部４の漏れを生じる場合がある。

（実施の形態１２）
図２０Ａは、実施の形態１２に係る電極１０ｋの断面構造を示す概略断面図である。図２０Ｂは、図２０Ａの電極１０ｋの端部の一つの電極体２を含む点線で囲んだ領域Ｉの拡大断面図であり、電極１０ｋの端部に裂け目２９が生じた状態を示す拡大断面図である。図２０Ｃは、液体配線部を封止する封止部を有しない参考例の電極において、裂け目が生じた状態を示す拡大断面図である。
実施の形態１２に係る電極１０ｋは、実施の形態１に係る電極と対比すると、図２０Ｂに示すように、液体配線部４を封止する第１封止部２４ａと、第１封止部２４ａより外側の第２封止部２４ｂとを備える点で相違する。第１封止部２４ａ及び第２封止部２４ｂは、固体配線部として機能する。この電極１０ｋによれば、急激な伸縮や外力によって絶縁部６が破れた場合でも第１封止部２４ａ及び第２封止部２４ｂによって液体配線層４からの液体の漏れを抑制することができる。

第１封止部２４ａは、電極１０ｋの内側に配置され、第２封止部２４ｂは、第１封止部１６ａよりも外側に配置される。第１封止部２４ａと第２封止部２４ｂとは、異なる弾性率を有していてもよい。たとえば、第１封止部２４ａの弾性率＞第２封止部２４ｂの弾性率の関係が成立する場合、電極１０ｋに圧力が加わった場合であっても第２封止部１６ｂが変形することで圧力を吸収し、第１封止部２４ａは、第２封止部２４ｂよりも変形しにくいため、発生するノイズを小さくできる。

一方、第１封止部２４ａの弾性率＜第２封止部２４ｂの弾性率の関係が成立する場合、電極１０ｋに加わる圧力によって第２封止部２４ｂが破損した場合であっても、第１封止部２４ａの方が変形しやすいので、第２封止部２４ｂの破損が、第１封止部２４ａにまで及ぶことを抑制できる。そして、第１封止部２４ａが破損しにくくなるため、液体配線部を構成する液体が外部へ漏れだすことを抑制するので、外部への漏れ出しによって生じるノイズを未然に防ぐことができる。
さらに、第１封止部２４ａと第２封止部２４ｂとは別体であり、互いに移動可能であってもよい。移動可能とすることにより、電極１０ｋに加わる圧力によって第２封止部２４ｂが破損した場合であっても、互いに移動可能なので、第２封止部１６ｂの破損が第１封止部２４ａにまで及ぶことを抑制できる。
さらに、第１封止部２４ａと第２封止部２４ｂとを、互いに異なる色にしてもよい。互いに異なる色とすることによって、第２封止部２４ｂが破損したときに、ユーザは気が付くことができるので、液体配線部を構成する液体が外部へ漏れだすことを未然に防ぐことができる。

（実施の形態１３）
図２１Ａは、実施の形態１３に係る電極１０ｌの断面構造を示す概略断面図である。図２１Ｂは、図２１Ａの電極１０ｌの端部の一つの電極体２を含む点線で囲んだ領域Ｊの拡大断面図である。図２１Ｃは、絶縁部の外側を覆う保護層としての封止部を有しない参考例５０ｃの電極において、裂け目２９ａが生じた状態を示す拡大断面図である。
実施の形態１３に係る電極１０ｌは、実施の形態１に係る電極と対比すると、図２１Ｂに示すように、絶縁部６の外側を覆う保護層としての封止部３０を有する点で相違する。この電極１０ｌによれば、急激な伸縮や外力によって絶縁部６が破れた場合でも、絶縁部６の外側を覆う保護層としての封止部３０によって液体配線部の液体の漏れを抑制できる。

（実施の形態１４）
図２２Ａは、実施の形態１４に係る電極１０ｍの断面構造を示す概略断面図である。図２２Ｂは、図２２Ａの電極１０ｍの端部の一つの電極体２を含む点線で囲んだ領域Ｋの拡大断面図である。
実施の形態１４に係る電極１０ｍは、実施の形態１に係る電極と対比すると、図２２Ｂに示すように、電極体２の付近に磁石３４を配置している点で相違する。また、この場合において、液体配線部には、強磁性体、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等を含んでいてもよい。磁石３４を配置することにより電極１０ｍの配線の近くに強磁性体を含む液体配線部４が保持されるので、電極１０ｍの形状が変化した場合にもノイズの発生を抑制することができる。磁石３４は、基板１１の上面の法線方向から平面視したときに、電極体２と重なる位置に配置することが好ましい。

なお、液体配線部と電極体とのぬれ性を向上させることによって、導電性を向上させることができる。例えば、電極体の表面粗さを１μｍ以下と小さくすることによって電極体のぬれ性を向上させることができる。また、液体配線部と電極体との間に導電性の液体の層（「スリップ層」と呼ばれる。）、例えば、電解液の層を設けることによって、液体配線部と電極体とのぬれ性を向上させることができる。さらに、電極体と液体配線部との間の湿潤度としては、例えば、相対湿度５０％以上、好ましくは７５％以上とすることでぬれ性を向上させることができる。

さらに、第１１の態様に係る電極は、上記第２の態様において、前記液体配線部は、強磁性体を含むと共に、
前記電極は、前記強磁性体を引きつける磁石をさらに備え、
前記第１面の法線方向から平面視したときに、前記磁石は、少なくとも１つの前記電極体と重なる位置に配置されてもよい。

第１２の態様に係る電極は、上記第１から第１１のいずれかの態様において、前記液体配線部を封止する封止部をさらに備え、前記封止部は、第１封止部と、前記第１封止部よりも外側に配置される第２封止部とを含んでもよい。

第１３の態様に係る電極は、上記第１２の態様において、前記第１封止部の弾性率は、前記第２封止部の弾性率よりも大きくてもよい。

第１４の態様に係る電極は、上記第１２の態様において、前記第２封止部の弾性率は、前記第１封止部の弾性率よりも大きくてもよい。

第１５の態様に係る電極は、上記第１２の態様において、前記第１封止部は、多孔質物質を含んでもよい。

第１６の態様に係る電極は、上記第１２の態様において、前記液体配線部は、多孔質物質を含んでもよい。

なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。

本発明に係る電極は、面の変動による抵抗値の変化を抑制でき、信号のノイズを抑制できるので、生体電極又は非生体の変動面に用いるのに有用である。例えば、生体に用いる場合には、生体電極として用いることができる。また、非生体に用いる場合には、ＩｏＴ用途に用いることができる。

１ 第１面
２ 電極体
３ 第２面
４、４ａ 液体配線部
５ 固体配線部
６ 絶縁部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ 電極
１１ 基板
１２ 樹脂（液状）
１４ 導電材料
２４、２４ａ、２４ｂ 封止部（保持体）
２６ 多孔質物質
２７ 継ぎ目
２８ 剥離部
２９、２９ａ 裂け目
３０ 封止部（保護層）
３２ 導線
３４ 磁石
４０ 電極

Claims (16)

1. 弾性変形可能な電極であって
   互いに距離をおいて配置された複数の電極体と、
   前記複数の電極体の間を電気的に接続する液体配線部と、
   を備える、電極。
2. 第１面を有し、
   前記複数の電極体は前記第１面に配置される、請求項１に記載の電極。
3. 前記電極が弾性変形していない状態における前記複数の電極体のうちの２つの電極体の間の距離が、２倍の長さとなるように弾性変形したときの前記複数の電極体間の抵抗値は、前記電極が弾性変形する前の前記２つの電極体間の抵抗値の５０倍以下である、請求項１に記載の電極。
4. 前記電極が弾性変形していない状態における前記複数の電極体のうちの２つの電極の間の距離が、２倍の長さとなるように弾性変形したときの前記２つの電極体の間を接続する液体配線部の抵抗値は、前記電極が弾性変形する前の前記２つの電極体の間を接続する液体配線部の抵抗値の１０倍以下である、請求項１に記載の電極。
5. 前記液体配線部は、常温において液体となる金属を含む、請求項１に記載の電極。
6. 前記液体配線部は、ガリウムを６０重量％以上含む金属を含む、請求項１に記載の電極。
7. 前記液体配線部は、インジウムを４０重量％以下含む金属を含む、請求項６に記載の電極。
8. 前記液体配線部は、互いに隣接する２つの前記電極体の一方の電極体から他方の電極体に向かって延在するように配置されている、請求項１に記載の電極。
9. 前記液体配線部を封止する樹脂をさらに備えている、請求項１に記載の電極。
10. 前記電極は、前記第１面と、前記第１面と対向する第２面をさらに備え、
    前記複数の電極体は、前記第１面に配置され、
    前記第２面に、基板をさらに備える、請求項１に記載の電極。
11. 前記液体配線部は、強磁性体を含むと共に、
    前記電極は、前記強磁性体を引きつける磁石をさらに備え、
    前記第１面の法線方向から平面視したときに、前記磁石は、少なくとも１つの前記電極体と重なる位置に配置される、請求項２に記載の電極。
12. 前記液体配線部を封止する封止部をさらに備え、前記封止部は、第１封止部と、前記第１封止部よりも外側に配置される第２封止部とを含む、請求項１に記載の電極。
13. 前記第１封止部の弾性率は、前記第２封止部の弾性率よりも大きい、請求項１２に記載の電極。
14. 前記第２封止部の弾性率は、前記第１封止部の弾性率よりも大きい、請求項１２に記載の電極。
15. 前記第１封止部は、多孔質物質を含む、請求項１２に記載の電極。
16. 前記液体配線部は、多孔質物質を含む、請求項１に記載の電極。

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