JP2023037259A - 応力センサ及び応力センサの製造方法、並びにセンサシート - Google Patents

Abstract

【課題】圧力及びせん断力が検知可能で、かつ、より微細化、高集積化した高精度な応力センサを提供する。
【解決手段】応力センサは、複数の検知部と、積層された複数の検知部間に配置された絶縁層又は基材と、を備え、検知部は、対向配置された２つの電極間に圧力感知層が配置されて押圧力を検知する１又は２以上の圧力検知部と、対向配置された２つの電極間にせん断力感知層が配置されてせん断力を検知する１又は２以上のせん断力検知部と、を含み、積層された複数の検知部は、１層の圧力感知層又はせん断力感知層を含む一体型検知部と、対向配置された２層の感知層が互いに接合された圧力感知層又はせん断力感知層を含む接合型検知部の２種類で構成されている。
【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、応力センサ及び応力センサの製造方法、並びにセンサシートに関する。

応力センサは、例えば上下２つの電極を対向させ、その２つの電極間に感知層として導電膜や絶縁層を挟み込んだ構造となっている。この応力センサは、入力された応力によって感知層が変形することで、電極間の距離や対向して配置された電極の対向面積の変化を電気信号として検知し、抵抗値変化あるいは容量値変化を押圧力やせん断力として検出する（例えば、特許文献１～３）。

こういった応力センサは、生体内のモニタリングなどへの応用が期待されている。生体内のセンシングでは、センサを埋め込んだ被測定対象に掛かる負担を軽減するため、センササイズはより微細化していることが望ましい。また、一定面積あたりの力の測定精度を上げるためには、センシング部分を集積化することが望ましい。したがって、応力センサの更なる微細化、高集積化が要求される。

特開２０１７－７２４７２号公報 特開２０１８－１１５８７３号公報 特開２０１２－２４７２９７号公報

しかしながら、上述した応力センサでは、せん断力の検出ができなかったり、圧力及びせん断力の検知が可能であっても応力センサ上の押える場所によりセンシング精度が下がる可能性があった。また、上述した応力センサでは、センシング部分が平面方向に展開されていることから、更なる微細化に限界があった。

本開示は、このような点に着目してなされたものであり、圧力及びせん断力が検知可能で、かつ、より微細化、高集積化した高精度な応力センサを提供することを目的とする。

課題解決のために、本開示の一態様にかかる応力センサは、複数の検知部と、積層された複数の検知部間に配置された絶縁層又は基材と、を備え、検知部は、対向配置された２つの電極間に圧力感知層が配置されて押圧力を検知する１又は２以上の圧力検知部と、対向配置された２つの電極間にせん断力感知層が配置されてせん断力を検知する１又は２以上のせん断力検知部と、を含み、積層された複数の検知部は、１層の圧力感知層又はせん断力感知層を含む一体型検知部と、対向配置された２層の感知層が互いに接合された圧力感知層又はせん断力感知層を含む接合型検知部の２種類で構成されている、ことを要旨とする。

また、本開示の一態様にかかる応力センサの製造方法は、基材の一方の面又は両面に、第１電極と、圧力感知層又はせん断力感知層となる第１導電膜と、第２電極と、絶縁層とをこの順に積層した一体型検知部、及び第３電極と、圧力感知層又はせん断力感知層となる第２導電膜とをこの順に積層した接合型検知部構成物を形成し、複数の基材を積層するとともに、接合型検知部構成物を形成した基材を積層する場合には、接合型検知部構成物が形成された他の基材と第２導電膜同士が対向するように積層する、ことを要旨とする。

また、本開示の一態様にかかるセンサシートは、複数の検知部と、積層された複数の検知部間に配置された絶縁層又は基材と、を備え、検知部は、対向配置された２つの電極間に圧力感知層が配置されて押圧力を検知する１又は２以上の圧力検知部と、対向配置された２つの電極間にせん断力感知層が配置されてせん断力を検知する１又は２以上のせん断力検知部と、を含み、積層された複数の検知部は、１層の圧力感知層又はせん断力感知層を含む一体型検知部と、対向配置された２層の感知層が互いに接合された圧力感知層又はせん断力感知層を含む接合型検知部の２種類で構成されており、複数の検知部は、一の絶縁層又は基材の一方の面側に２次元平面状に配置されている、ことを要旨とする。

本開示の態様によれば、圧力及びせん断力が検知可能で、かつ、より微細化、高集積化した高精度な応力センサを提供することが可能となる。

本開示に基づく実施形態に係る、一体型検知部２つと接合型検知部１つとを積層した第１の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 本開示に基づく実施形態に係る一体型検知部２つと接合型検知部１つとを積層した第２の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 本開示に基づく実施形態に係る一体型検知部２つと接合型検知部１つとを積層した第３の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 本開示に基づく実施形態に係る一体型検知部２つと接合型検知部１つとを積層した第４の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 本開示に基づく実施形態に係る一体型検知部２つと接合型検知部１つとを積層した第５の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 本開示に基づく実施形態に係る一体型検知部２つと接合型検知部１つとを積層した第６の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 本開示に基づく実施形態に係る、一体型検知部１つと接合型検知部２つとを積層した第７の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 本開示に基づく実施形態に係る、一体型検知部１つと接合型検知部２つとを積層した第８の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 本開示に基づく実施形態に係る、一体型検知部１つと接合型検知部２つとを積層した第９の構成例の応力センサを透視的に図示した斜視図である。 一体型圧力検知部を説明する模式図であり、図３（ａ）は一体型圧力検知部の平面図、図３（ｂ）は一体型圧力検知部の断面図である。 接合型圧力検知部を説明する模式図であり、図４（ａ）は下部電極と下部圧力感知層の平面図、図４（ｂ）は上部電極と上部圧力感知層の平面図、図４（ｃ）は接合型圧力検知部の断面図である。 一体型せん断力検知部を説明する模式図であり、図５（ａ）は一体型せん断力検知部の平面図、図５（ｂ）は一体型せん断力検知部の断面図である。 接合型せん断力検知部を説明する模式図であり、図６（ａ）は下部電極と下部せん断力感知層の平面図、図６（ｂ）は上部電極と上部せん断力感知層の平面図、図６（ｃ）は接合型せん断力検知部の断面図である。 一体型直交方向せん断力検知部を説明する図であり、図７（ａ）は一体型直交方向せん断力検知部の平面図、図７（ｂ）は一体型直交方向せん断力検知部の断面図である。 接合型直交方向せん断力検知部を説明する図であり、図８（ａ）は下部電極と下部せん断力感知層の平面図、図８（ｂ）は上部電極と上部せん断力感知層の平面図、図８（ｃ）は接合型直交方向せん断力検知部の断面図である。 本開示に基づく実施形態に係るセンサシートの一構成例を示す模式図であり、図９（ａ）はセンサシートを透視的に図示した斜視図、図９（ｂ）はセンサシートの断面図である。 本開示に基づく実施形態に係る圧力測定方法のイメージ図である。 本開示に基づく実施形態に係るせん断力測定方法のイメージ図である。

次に、本開示の実施形態について説明する。

１．第一実施形態
以下、本開示の第一実施形態に係る応力センサについて説明する。

（１．１）応力センサの構成の概要
本実施形態の応力センサは、複数の検知部を備える。検知部は、対向配置された２つの電極間に圧力感知層が配置されて押圧力を検知する１又は２以上の圧力検知部と、対向配置された２つの電極間にせん断力感知層が配置されてせん断力を検知する１又は２以上のせん断力検知部と、を含む。複数の検知部は、厚さ方向（電極の対向方向）に向けて積層されていると共に、応力センサは、積層された複数の検知部間に配置された絶縁層又は基材を備えている。

積層される検知部の順番に特に制限はない。例えば、最下部に圧力検知部を配置しても良いし、圧力検知部とせん断力検知部とが交互に積層されていても良い。

また、積層された複数の検知部における、積層方向の一端部側及び他端部側にそれぞれ絶縁層又は基材が設けられていてもよい。すなわち、応力センサの積層構造の表層は絶縁層になっていてもよく、上下で対をなす２つの基材間に、複数の検知部が積層された状態で配置されていてもよい。

また、本実施形態にかかる応力センサの検知部は、１層の圧力感知層又はせん断力感知層を含む一体型検知部と、対向配置された２層の感知層が互いに接合された圧力感知層又はせん断力感知層を含む接合型検知部の２種類で構成されている。
一体型検知部は、一体型圧力検知部及び一体型せん断力検知部の少なくとも一方である。一体型圧力検知部は、１層で形成された圧力感知層を含んでいる。一体型せん断力検知部は、１層で形成されたせん断力感知層を含んでいる。

接合型検知部は、接合型圧力検知部及び接合型せん断力検知部の少なくとも一方である。接合型圧力検知部は、接合型圧力検知部の厚さ方向に対向配置された第１圧力感知層と第２圧力感知層とが互いに接合された圧力感知層を含んでいる。接合型せん断力検知部は、接合型せん断力検知部の厚さ方向に対向配置された第１せん断力感知層と第２せん断力感知層とが互いに接合されたせん断力感知層を含んでいる。

本実施形態の応力センサは１つ以上の一体型検知部と１つ以上の接合型検知部が積層されて構成されている。積層される一体型検知部と接合型検知部との順番や応力検知種類に特に制限はない。同じ応力検知種類の検知部を一体型のみ、又は接合型のみで配置することが可能で、一体型と接合型で同時に配置することも可能である。例えば、圧力検知部と１つのせん断力検知部が一体型で、もう１つのせん断力検知部が接合型であっても良いし、圧力検知部が一体型で、２つのせん断力検知部が接合で配置しても良い。

１つ以上の一体型検知部を配置することにより、接合界面のない場合の圧力に対する出力が得られる。１つ以上の接合型検知部を挿入することにより、圧力感知層、あるいはせん断力感知層の接合界面を活用し、応力センサの性能の向上や他機能の付与などが可能となる。接合界面の活用において、一体型検知部の出力を用い、接合界面の抵抗値を抽出する必要がある。また、複数の界面があるなら、複数の方法で界面を活用することができる。

基材の厚さ方向からみて、１又は２以上の圧力検知部と１又は２以上のせん断力検知部の位置関係、すなわち、積層された複数の検知の位置関係に特に限定はないが、センシング精度の観点から、各圧力検知部と各せん断力検知部が同軸に配置されることが好ましい。

圧力検知部は、対向配置された上下２つの圧力感知層が貼り合わせられて押圧力（基材の厚さ方向の力）を検知する。圧力検知部は、基材の厚さ方向からみて、２つの電極が重なる領域の面積が、応力センサに入力されるせん断変位に対して一定に維持されると共に、２つの電極のうちの面積が小さい側の電極の面積と等しくなるように、２つの電極が配置されている。

圧力検知部は、例えば、基材の厚さ方向からみて、２つの電極が重なる領域が、無負荷状態では面積の大きな側の電極の中央部に配置される。更に、基材における面内方向のいずれの方向においても、面積の小さい側の電極の端から面積の大きい側の電極の端までの距離が、設計上のせん断変形の最大値よりも大きくなるように、２つの電極の形状及び配置が構成される。

せん断力検知部は、対向配置された上下２つのせん断力感知層が貼り合わせられてせん断力（基材の面内方向の力）を検知する。各せん断力検知部は、対向配置された２つの電極の形状が異なり、対向配置された２つの電極は、基材の厚さ方向からみて、検知するせん断力検知方向へのせん断変位に応じて、２つの電極の重なる領域の面積が変化すると共に、検知するせん断力検知方向と直交する方向のせん断変位に対し２つの電極の重なる領域は一定に維持されるように構成されている。２以上のせん断力検知部を備える場合には、各せん断力検知部のせん断を検知するせん断力検知方向が直交した２方向に揃うように配置することが好ましい。

せん断力検知部は、例えば、基材の厚さ方向からみて、検知するせん断力検知方向には、一方の電極に対し他方の電極が、設計上のせん断変形の最大値よりも大きくはみ出している。また、せん断力検知部は、検知するせん断力検知方向と直交する方向には、前記のはみ出し部分を除き、面積が小さい側の電極は、面積の大きい側の電極の領域の内に位置するように、２つの電極の形状及び配置が構成される。

全ての検知部は、基材の厚さ方向からみて、対向配置した電極が重なる領域の面積が、０．１ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下であることが好ましい。また、応力センサを構成する全電極が重なる領域の面積が、０．１ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下であることが好ましい。

また、圧力感知層及びせん断力感知層の厚さが、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

接合型検知部の場合、上部圧力感知層と下部圧力感知層の貼り合わせ（接合）、及び上部せん断力感知層と下部せん断力感知層の貼り合わせ（接合）は、例えば、接着剤を用いて行う。接着剤を用いた貼り合わせの方法は、例えば、対向面同士を導電性の接着剤で貼り合わせる、上部圧力感知層と下部圧力感知層との貼り合わせ部の側面部分を接着剤で固定する、感知層周辺の基材上に接着剤を塗布して固定する方式等がある。状況に応じて適宜、公知の貼合わせ方法を選択すれば良い。

また、本実施形態のセンサシートは、１つの基材の一方の面側に、前記構成の検知部が複数、２次元平面状に配置されて構成される。すなわち、センサシートは、共通の１つの基材上に、複数の応力センサが配置されている。

なお、基材の厚さ方向は、対向配置された２つ電極の対向方向、応力センサの厚さ方向と同義である。

（１．２）応力センサの具体的な構成例
以下、本実施形態にかかる応力センサ１００の具体な構成例を、図１Ａから図１Ｆ及び図２Ａから図２Ｃを参照しつつ説明する。
本実施形態の応力センサ１００は、複数の検知部を有している。応力センサ１００は例えば３つの検知部を有しており、検知部のうちの任意の１つが圧力検知部であり、残り２つがせん断力検知部である。以下、３つの検知部を有する応力センサ１００について説明する。

本実施形態の応力センサ１００は、３つの検知部の種類により第１形態と第２形態に大きく分類される。第１形態の応力センサは、２つの一体型検知部と１つの接合型検知部を積層した構成となっている。また、第２形態の応力センサは、１つの一体型検知部と２つの接合型検知部を積層した構成となっている。
また、本実施形態の応力センサ１００は、３つの検知部の種類と配置状態により、第１形態である第１の例の応力センサ１０１～第６の例の応力センサ１０６と、第２形態である第７の例の応力センサ１０７～第９の例の応力センサ１０９との９つの形態に分類される。
以下、各形態の応力センサ１０１～１０９についてそれぞれ説明する。応力センサ１０１～１０９のいずれかを限定せずに説明する場合には、応力センサ１００と記載する場合がある。

＜応力センサの第１の例＞
図１Ａに示すように、応力センサ１０１は、２つの基材（第１基材１ａ及び第４基材１ｄ）と、３つの検知部とを備える第１形態の応力センサである。応力センサ１０１は、３つの検知部として、２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１及び一体型せん断力検知部３１）と１つの接合型検知部（接合型直交方向せん断力検知部４２）とを備えている。ここで、一体型圧力検知部２１は圧力検知部２の一例であり、一体型せん断力検知部３１及び接合型直交方向せん断力検知部４２は、せん断力検知部３，４それぞれの一例である。また、応力センサ１０１は、２つの絶縁層（第１絶縁層５及び第２絶縁層６、絶縁層５，６という場合がある）を備えている。

応力センサ１０１では、一体型圧力検知部２１、一体型せん断力検知部３１及び接合型直交方向せん断力検知部４２が第１基材１ａの一方の面（図１Ａ中、第１基材１ａの上面）側に順に設けられており、接合型直交方向せん断力検知部４２が第４基材１ｄの一方の面（図１Ａ中、第４基材１ｄの下面）側、すなわち一体型せん断力検知部３１と第４基材１ｄとの間に配置されている。
また、一体型圧力検知部２１と一体型せん断力検知部３１との間には絶縁層５が形成されており、一体型せん断力検知部３１と接合型直交方向せん断力検知部４２との間には絶縁層６が形成されている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０１は、複数の検知部（一体型圧力検知部２１、一体型せん断力検知部３１及び接合型直交方向せん断力検知部４２）が、絶縁層５又は絶縁層６を介して積層され、第１基材１ａ及び第４基材１ｄの間に配置された構造となっている。

＜応力センサの第２の例＞
図１Ｂに示すように、応力センサ１０２は、２つの基材（第２基材１ｂ及び第４基材１ｄ）と、３つの検知部とを備える第１形態の応力センサである。応力センサ１０２は、３つの検知部として、２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１、一体型せん断力検知部３１）と１つの接合型検知部（接合型直交方向せん断力検知部４２）とを備えている。

応力センサ１０２では、一体型圧力検知部２１が第２基材１ｂの一方の面（図１Ｂ中、第２基材１ｂの下面）側に設けられ、一体型せん断力検知部３１が第２基材１ｂの反対の面（図１Ｂ中、第２基材１ｂの上面）側に設けられている。また、接合型直交方向せん断力検知部４２が第４基材１ｄの一方の面（図１Ｂ中、第４基材１ｄの下面）側、すなわち一体型せん断力検知部３１と第４基材１ｄとの間に設けられている。
また、一体型圧力検知部２１の一方の面（図１Ｂ中、一体型圧力検知部２１の下面）側には絶縁層５が設けられており、一体型せん断力検知部３１と接合型直交方向せん断力検知部４２との間には、絶縁層６が設けられている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０２は、２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１、一体型せん断力検知部３１）と１つの接合型検知部（接合型直交方向せん断力検知部４２）が絶縁層６、第２基材１ｂを介して第４基材１ｄ上に形成された構造となっている。

＜応力センサの第３の例＞
図１Ｃに示すように、応力センサ１０３は、２つの基材（第３基材１ｃ及び第４基材１ｄ）と、３つの検知部とを備える第１形態の応力センサである。応力センサ１０３は、３つの検知部として２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１及び一体型せん断力検知部３１）と１つの接合型検知部（接合型直交方向せん断力検知部４２）とを備えている。

応力センサ１０３では、一体型せん断力検知部３１及び一体型圧力検知部２１が第３基材１ｃの一方の面（図１Ｃ中、第３基材１ｃの下面）側に順に設けられ、接合型直交方向せん断力検知部４２が第３基材１ｃの反対の面（図１Ｃ中、第３基材１ｃの上面）側、すなわち第３基材１ｃと第４基材１ｄとの間に設けられている。
また、一体型圧力検知部２１の一方の面（図１Ｃ中、一体型圧力検知部２１の下面）側には絶縁層５が設けられており、一体型圧力検知部２１と一体型せん断力検知部３１との間には絶縁層６が設けられている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０３は、２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１及び一体型せん断力検知部３１）と１つの接合型検知部（接合型直交方向せん断力検知部４２）が絶縁層５、６、第３基材１ｃを介して第４基材１ｄ上に形成された構造となっている。

＜応力センサの第４の例＞
図１Ｄに示すように、応力センサ１０４は、２つの基材（第１基材１ａ及び第４基材１ｄ）と、３つの検知部とを備える第１形態の応力センサである。応力センサ１０４は、３つの検知部として、２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１及び一体型直交方向せん断力検知部４１）と１つの接合型検知部（接合型せん断力検知部３２）とを備えている。

応力センサ１０４では、一体型圧力検知部２１が第１基材１ａの一方の面（図１Ｄ中、第１基材１ａの上面）側に設けられ、一体型直交方向せん断力検知部４１が第４基材１ｄの一方の面（図１Ｄ中、第４基材１ｄの下面）側に設けられている。また、応力センサ１０４では、接合型せん断力検知部３２が一体型圧力検知部２１と一体型直交方向せん断力検知部４１との間に配置されている。
また、一体型圧力検知部２１と接合型せん断力検知部３２との間には絶縁層５が設けられ、接合型せん断力検知部３２と一体型直交方向せん断力検知部４１との間には絶縁層６が設けられている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０４は、２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１、接合型せん断力検知部３２及び一体型直交方向せん断力検知部４１が絶縁層５、６を介して第１基材１ａ、第４１ｄの間に形成された構造となっている。

＜応力センサの第５の例＞
図１Ｅに示すように、応力センサ１０５は、２つの基材（第１基材１ａ及び第３基材１ｃ）と、３つの検知部とを備える第１形態の応力センサである。応力センサ１０５は、３つの検知部として、２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１及び一体型直交方向せん断力検知部４１）と１つの接合型検知部（接合型せん断力検知部３２）とを備えている。

応力センサ１０５では、一体型圧力検知部２１が第１基材１ａの一方の面（図１Ｅ中、第１基材１ａの上面）側に設けられ、一体型直交方向せん断力検知部４１が第３基材１ｃの一方の面（図１Ｅ中、第３基材１ｃの上面）側に設けられている。また、応力センサ１０４では、接合型せん断力検知部３２が第３基材１ｃの他方の面（図１Ｅ中、第３基材１ｃの下面）側、すなわち一体型圧力検知部２１と第３基材１ｃとの間に設けられている。
また、一体型圧力検知部２１と接合型せん断力検知部３２との間には、絶縁層５が設けられ、一体型直交方向せん断力検知部４１の一方の面（図１Ｅ中、一体型直交方向せん断力検知部４１の上面）には第３絶縁層７（絶縁層７という場合がある）が設けられている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０５は、複数の検知部（一体型圧力検知部２１、接合型せん断力検知部３２、一体型直交方向せん断力検知部４１）が絶縁層５、第３基材１ｃを介して第１基材１ａ上に形成された構造となっている。

＜応力センサの第６の例＞
図１Ｆに示すように、応力センサ１０６は、２つの基材（第２基材１ｂ及び第３基材１ｃ）と、３つの検知部とを備える第１形態の応力センサである。応力センサ１０６は、３つの検知部として、２つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１及び一体型直交方向せん断力検知部４１）と１つの接合型検知部（接合型せん断力検知部３２）とを備えている。

応力センサ１０６では、一体型圧力検知部２１が第２基材１ｂの一方の面（図１Ｆ中、第２基材１ｂの下面）側に設けられ、一体型直交方向せん断力検知部４１が第３基材１ｃの一方の面（図１Ｆ中、第３基材１ｃの上面）側に設けられている。また、応力センサ１０６では、接合型せん断力検知部３２が第２基材１ｂと第３基材１ｃとの間に設けられている。
また、一体型圧力検知部２１の一方の面（図１Ｆ中、一体型圧力検知部２１の下面）側には絶縁層５が設けられ、一体型直交方向せん断力検知部４１の一方の面（図１Ｆ中、一体型直交方向せん断力検知部４１の上面）側には絶縁層７が設けられている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０６は、複数の一体型圧力検知部２１、接合型せん断力検知部３２、一体型直交方向せん断力検知部４１が第２基材１ｂ、第３基材１ｃを介して形成された構造となっている。

＜応力センサの第７の例＞
図２Ａに示すように、応力センサ１０７は、３つの基材（第１基材１ａ、第３基材１ｃ及び第４基材１ｄ）と、３つの検知部とを備える第２形態の応力センサである。応力センサ１０７は、３つの検知部として、１つの一体型検知部（一体型圧力検知部２１）と２つの接合型検知部（接合型せん断力検知部３２及び接合型直交方向せん断力検知部４２）とを備えている。

応力センサ１０７では、一体型圧力検知部２１が第１基材１ａの一方の面（図２Ａ中、第１基材１ａの上面）側に設けられ、接合型せん断力検知部３２が第３基材１ｃの一方の面（図２Ａ中、第３基材１ｃの下面）側、すなわち一体型圧力検知部２１と第３基材１ｃとの間に設けられている。また、応力センサ１０７では、接合型直交方向せん断力検知部４２が第３基材１ｃの反対の面（図２Ａ中、第３基材１ｃの上面）側、すなわち第３基材１ｃと第４基材１ｄとの間に設けられている。
また、一体型圧力検知部２１と接合型せん断力検知部３２との間には、絶縁層５が形成されている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０７は、複数の検知部（一体型圧力検知部２１、接合型せん断力検知部３２、接合型直交方向せん断力検知部４２が絶縁層５、第３基材１ｃを介して第１基材１ａ、第４基材１ｄの間に形成された構造となっている。

＜応力センサの第８の例＞
図２Ｂに示すように、応力センサ１０８は、３つの基材（第１基材１ａ、第２基材１ｂ及び第４基材１ｄ）と、３つの検知部とを備える第２形態の応力センサである。応力センサ１０７は、３つの検知部として、１つの一体型検知部（一体型せん断力検知部３１）と２つの接合型検知部（接合型圧力検知部２２及び接合型直交方向せん断力検知部４２）とを備えている。

応力センサ１０８では、接合型圧力検知部２２が第１基材１ａの一方の面（図２Ｂ中、第１基材１ａの上面）側、すなわち第１基材１ａと第２基材１ｂとの間に設けられている。また、応力センサ１０８では、一体型せん断力検知部３１が第２基材１ｂの一方の面（図２Ｂ中、第２基材１ｂの上面）側、接合型直交方向せん断力検知部４２が第４基材１ｄの一方の面（図２Ｂ中、第４基材１ｄの下面）側、すなわち一体型せん断力検知部３１と第４基材１ｄとの間に設けられている。
また、一体型せん断力検知部３１と接合型直交方向せん断力検知部４２との間には、絶縁層６が形成されている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０８は、複数の検知部（接合型圧力検知部２２、一体型せん断力検知部３１、接合型直交方向せん断力検知部４２）が絶縁層６、第２基材１ｂを介して第１基材１ａ、第４基材１ｄの間に形成された構造となっている。

＜応力センサの第９の例＞
図２Ｃに示すように、応力センサ１０９は、３つの基材（第１基材１ａ、第２基材１ｂ及び第３基材１ｃ）と、３つの検知部とを備える第２形態の応力センサである。応力センサ１０９は、３つの検知部として、１つの一体型検知部（一体型直交方向せん断力検知部４１）と２つの接合型検知部（接合型圧力検知部２２及び接合型せん断力検知部３２）とを備えている。

応力センサでは、接合型圧力検知部２２が第１基材１ａの一方の面（図２Ｃ中、第１基材１ａの上面）側、すなわち第１基材１ａと第２基材１ｂとの間に設けられており、接合型せん断力検知部３２が第２基材１ｂの一方の面（図２Ｃ中、第２基材１ｂの上面）側、すなわち第２基材１ｂと第３基材１ｃとの間に設けられ、一体型直交方向せん断力検知部４１が第３基材１ｃの一方の面（図２Ｃ中、第３基材１ｃの上面）側に設けられている。
また、一体型直交方向せん断力検知部４１の一方の面（図２Ｃ中、一体型直交方向せん断力検知部４１の上面）に絶縁層７が形成されている。
すなわち、本実施形態の応力センサ１０９は、複数の検知部（接合型圧力検知部２２及び接合型せん断力検知部３２、一体型直交方向せん断力検知部４１）が第２基材１ｂ、第３基材１ｃを介して第１基材１ａの上に形成された構造となっている。

＜応力センサの各部の概要＞
検知部は、例えば１つが圧力検知部２であり、残り２つがせん断力検知部３，４である。圧力検知部２は、例えば基材１の厚さ方向の押圧力を検知する。せん断力検知部３及びせん断力検知部４は、せん断力検知方向が互いに交差（本実施形態においては直交）した２種類のせん断力をそれぞれ検知する。なお、２つのせん断力検知部３及びせん断力検知部４の互いのせん断力検知方向が直交している場合について説明するが、必ずしもせん断力検知方向が直交している必要は無く、平面視で交差していればよい。以下、せん断力検知部３と直交するせん断力検知部４を、直交方向せん断力検知部４と記載する。

本実施形態にかかる応力センサ１０１～１０９は、図１Ａから図１Ｆ及び図２Ａから図２Ｃに示すように、圧力検知部２及びせん断力検知部３，４が第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ及び第４基材１ｄのうちの２つ又は３つを用いて圧力又はせん断力を検出するように構成されている。ここで、圧力検知部２及びせん断力検知部３，４の配置は、図１Ａから図１Ｆ及びと図２Ａから図２Ｃに示す関係に限定されず、例えば、圧力検知部２の下方及び上方にせん断力検知部３とせん断力検知部４とが配置されていても良い。また、応力センサ１００は、２以上の圧力検知部を有していても良いし、３以上のせん断力検知部を有していても良い。

基材１である第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ及び第４基材１ｄは、応力センサ１００が配置される生体の有する曲面に設けられることを考慮すると、可撓性を有することが好ましい。

圧力検知部２は、例えば一体型圧力検知部２１又は接合型圧力検知部２２であってよい。また、せん断力検知部３は、例えば一体型せん断力検知部３１又は接合型せん断力検知部３２であってよく、直交方向せん断力検知部４は、例えば一体型直交方向せん断力検知部４１又は接合型直交方向せん断力検知部４２であってよい。

（１．３）応力センサの各部の構成
図３から図８を参照して、上述した応力センサ１００（１０１～１０９）を構成する各部について、詳細に説明する。なお、以下の図３から図８には、各検知部の少なくとも一方の面に配置される基材１や絶縁層５～７も併せて示している。

＜圧力検知部＞
圧力検知部２は、基材１の表面に対して垂直方向（基材１の厚さ方向）の圧力を検知するための層である。
圧力検知部２は、図３及び図４に示すように、第１下部電極２ａ及び第１上部電極２ｂ、並びに圧力感知層２Ａを備えている。

図３（ａ）は、一体型圧力検知部２１の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は、一体型圧力検知部２１の構成を示す断面図である。
一体型圧力検知部２１は、第１下部電極２ａと第１上部電極２ｂとが対向配置され、圧力感知層２Ａを挟み込んで構成されており、絶縁層５に被覆されている。

図４（ａ）は、接合型圧力検知部２２の構成を示す平面図であり、図４（ｂ）は、接合型圧力検知部２２の構成を示す底面図であり、図４（ｃ）は、接合型圧力検知部２２の構成を示す断面図である。ここで、図４（ｃ）は、第１下部導電膜２ｃと第１上部導電膜２ｄとが分離した状態で図示されているが、実際には第１下部導電膜２ｃと第１上部導電膜２ｄとが接触した状態で配置されている。

接合型圧力検知部２２は、第１下部電極２ａ及び第１下部導電膜２ｃと、第１上部電極２ｂ及び第１上部導電膜２ｄとを有している。接合型圧力検知部２２では、第１下部導電膜２ｃが下部圧力感知層を構成し、第１上部導電膜２ｄが上部圧力感知層を構成し、第１下部導電膜２ｃと第１上部導電膜２ｄとにより圧力感知層２Ａが構成されている。接合型圧力検知部２２では、第１下部導電膜２ｃと第１上部電極２ｂとが対向配置され、貼り合わせられて構成されている。

応力センサ１００を安定して動作可能とするため、圧力感知層２Ａは、第１下部電極２ａを被覆し、かつ第１下部電極２ａが第１上部電極２ｂより大きい面積を有することが好ましい。
第１上部電極２ｂは、平面視で第１下部電極２ａと完全に重なるように配置されていればよい。図３（ａ）及び図４（ａ）では、平面視において第１下部電極２ａ及び第１上部電極２ｂが重なる領域である電極重複領域Ｌａｐ２を示している。
なお、第１上部電極２ｂが第１下部電極２ａよりも相対的に面積が大きい構成でもよい。

第１下部電極２ａ及び第１上部電極２ｂは、応力センサ１００にせん断力が入力されてせん断変位が生じても電極重複領域Ｌａｐ２の面積が変化しないように配置される必要がある。このため、第１下部電極２ａ及び第１上部電極２ｂは、電極重複領域Ｌａｐ２の面積が第１下部電極２ａ及び第１上部電極２ｂのうちの面積が小さい側の電極の面積と等しくなるように配置されている。
本実施形態においては、第１上部電極２ｂの外周が、第１下部電極２ａの外周よりも内側に位置するように配置されている。このため、電極重複領域Ｌａｐ２の面積は、第１上部電極２ｂの面積と等しくなっている。

第１下部電極２ａ及び第１上部電極２ｂは、任意の方向のせん断力が入力されても電極重複領域Ｌａｐ２の面積が変化することがないように、基材１の厚さ方向において無負荷の状態で、第１下部電極２ａの中心と第１上部電極２ｂの中心とが平面視で重なるように配置されることが望ましい。

相対的に面積が小さい第１上部電極２ｂの面積は、０．１ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下であることが好ましい。また、相対的に面積が大きい第１下部電極２ａの面積は、０．２ｍｍ^２以上３．０ｍｍ^２以下であることが好ましい。さらに、相対的に面積が小さい第１上部電極２ｂの面積は、第１下部電極２ａの面積の半分以上であることが好ましい。つまり、相対的に面積の大きい第１下部電極２ａの面積が相対的に面積の小さい第１上部電極２ｂ（電極重複領域Ｌａｐ２）の面積の２倍以下となり、応力センサ１００の小型化及び高集積化することができる。
また、第１下部電極２ａ及び第１上部電極２ｂの形状は限定されず、例えば、矩形、円形、三角形などが選択できる。

また、圧力検知部２が接合型圧力検知部２２である場合、第１下部導電膜２ｃと第１上部導電膜２ｄとは、互いの対向面間に導電性の接着剤層を介して接合される。また、接着剤層は、第１下部導電膜２ｃと第１上部導電膜２ｄとの貼り合わせ部の側面部分や、第１下部導電膜２ｃと第１上部導電膜２ｄとの周辺の基材１同士の間に設けても良い。基材１間に接着剤層を設ける場合、対向する基材１間の距離を規制することに繋がるため、硬化後の接着剤が弾性を有することが好ましい。これにより、応力センサ１００にかかった応力により第１下部電極２ａと第１上部電極２ｂとの間の距離が変化することを接着剤層が妨げない。

＜せん断力検知部＞
せん断力検知部３は、基材１の表面に平行な方向（基材１の面内方向）のせん断力を検知するための層である。
せん断力検知部３は、図５及び図６に示すように、第２下部電極３ａ及び第２上部電極３ｂ、並びにせん断力感知層３Ａを備えている。

図５（ａ）は、一体型せん断力検知部３１の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は、一体型せん断力検知部３１の構成を示す断面図である。
一体型せん断力検知部３１は、第２下部電極３ａと第２上部電極３ｂが対向配置され、せん断力感知層３Ａを挟み込んで構成されており、絶縁層６に被覆されている。

図６（ａ）は、接合型せん断力検知部３２の構成を示す平面図であり、図６（ｂ）は、接合型せん断力検知部３２の構成を示す底面図であり、図６（ｃ）は、接合型せん断力検知部３２の構成を示す断面図である。ここで、図６（ｃ）では、第２下部導電膜３ｃと第２上部導電膜３ｄとが分離した状態で図示されているが、実際には第２下部導電膜３ｃと第２上部導電膜３ｄとが接触した状態で配置されている。

接合型せん断力検知部３２は、第２下部電極３ａ及び第２下部導電膜３ｃと、第２上部電極３ｂ及びと第２上部導電膜３ｄとを有している。接合型せん断力検知部３２では、第２下部導電膜３ｃと第２上部導電膜３ｄとでせん断力感知層３Ａが構成されている。接合型せん断力検知部３２では、第２下部導電膜３ｃと第２上部導電膜３ｄとが対向配置され、貼り合わせられて構成されている。

応力センサ１００を安定して動作可能とするため、せん断力感知層３Ａは、第２下部電極３ａを被覆し、かつ第２下部電極３ａが第２上部電極３ｂより大きい面積を有することが好ましい。
なお、第２下部導電膜３ｃは、少なくとも第２下部電極３ａと第２上部電極３ｂとが重なる領域である電極重複領域Ｌａｐ３に存在していればよい。また、第２上部電極３ｂは、相対的に第２下部電極３ａよりも大きくなる構成でも良い。

第２下部電極３ａ及び第２上部電極３ｂは、検出するせん断方向に直交した方向の直交せん断力が入力されても電極重複領域Ｌａｐ３の面積が変化せず、且つ、検出するせん断方向に沿った方向のせん断力が入力されると電極重複領域Ｌａｐ３の面積が変化する必要がある。本実施形態のせん断力検知部３の場合、直交方向において、第２上部電極３ｂは第２下部電極３ａの内部に重なる。また、本実施形態のせん断力検知部３の場合、せん断力を感知するため、検出方向において第２上部電極３ｂは第２下部電極３ａの片側にはみ出して部分的に重なる、すなわち電極重複面積Ｌａｐ３が第２上部電極３ｂの面積より小さくなることが好ましい。

第２下部電極３ａ及び第２上部電極３ｂの面積は、０．２ｍｍ^２以上３．０ｍｍ^２以下であることが好ましい。また、第２下部電極３ａ及び第２上部電極３ｂが重なった電極重複領域Ｌａｐ３の面積は、０．１ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下であることが好ましい。さらに、電極重複領域Ｌａｐ３の面積は、第２下部電極３ａ又は第２上部電極３ｂの面積の半分以上であることが好ましい。つまり、第２下部電極３ａ及び第２上部電極３ｂの面積が電極重複領域Ｌａｐ３の面積の２倍以下となり、応力センサ１００の小型化及び高集積化することができる。
また、第２下部電極３ａ及び第２上部電極３ｂの形状は限定されず、例えば、矩形、円形、三角形などが選択できる。

また、せん断力検知部３が接合型せん断力検知部３２である場合、第２下部導電膜３ｃと第２上部導電膜３ｄとは、互いの対向面間に導電性の接着剤層を介して接合される。接着剤層の位置はこれに限られず、接合型圧力検知部２２と同様の対向面間以外の位置に設けられても良い。

＜直交方向せん断力検知部＞
直交方向せん断力検知部４は、基材１の表面に平行し、せん断力検知部３のせん断力検知方向と直交したせん断力を検知するための層である。
直交方向せん断力検知部４は、図７及び図８に示すように、第３下部電極４ａ及び第３上部電極４ｂ、並びにせん断力感知層４Ａを備えている。

図７（ａ）は、一体型直交方向せん断力検知部４１の構成を示す平面図であり、図７（ｂ）は、一体型直交方向せん断力検知部４１の構成を示す断面図である。
一体型直交方向せん断力検知部４１は、第３下部電極４ａと第３上部電極４ｂが対向配置され、せん断力感知層４Ａを挟み込んで構成されており、絶縁層７に被覆されている。

図８（ａ）は、接合型直交方向せん断力検知部４２の構成を示す平面図であり、図８（ｂ）は、接合型直交方向せん断力検知部４２の構成を示す底面図であり、図８（ｃ）は、接合型直交方向せん断力検知部４２の構成を示す断面図である。ここで、図８（ｃ）では、第３下部導電膜４ｃと第３上部導電膜４ｄとが分離した状態で図示されているが、実際には第３下部導電膜４ｃと第３上部導電膜４ｄとが接触した状態で配置されている。
接合型直交方向せん断力検知部４２は、第３下部電極４ａ及び第３下部導電膜４ｃと、第３上部電極４ｂ及び第３上部導電膜４ｄとを有している。接合型直交方向せん断力検知部４２では、第３下部導電膜４ｃと第３上部導電膜４ｄとでせん断力感知層４Ａが構成されている。接合型直交方向せん断力検知部４２では、第３下部導電膜４ｃと第３上部電極４ｂとが対向配置され、貼り合わせられて構成されている。

せん断力検知部４は、第３下部電極４ａ及び第３上部電極４ｂの一部が重複する電極重複領域Ｌａｐ４を有している。第３下部電極４ａ、第３上部電極４ｂ及びせん断力感知層４Ａの位置関係は、せん断力検知部３の第２下部電極３ａ、第２上部電極３ｂ及びせん断力感知層３Ａと同様である。すなわち、第３下部電極４ａ、第３上部電極４ｂ及びせん断力感知層４Ａの位置関係は、せん断力検知部３の第２下部電極３ａと第２上部電極３ｂとが重なった領域の中央を軸として、第２下部電極３ａ、第２上部電極３ｂ及びせん断力感知層３Ａを９０度回転した配置と同様である。ここでは、反時計回りに９０度回転したが、時計回りに９０度回転しても良い。また、回転角度は、９０度以外の角度でも良い。

第３下部電極４ａ及び第３上部電極４ｂの面積は、０．２ｍｍ^２以上３．０ｍｍ^２以下であることが好ましい。また、第３下部電極４ａ及び第３上部電極４ｂが重なったＬａｐ４の面積は、０．１ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下であることが好ましく、０．５ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下であることがより好ましい。さらに、電極重複領域Ｌａｐ４の面積は、第３下部電極４ａ又は第３上部電極４ｂの面積の半分以上であることが好ましい。つまり、第３下部電極４ａ及び第３上部電極４ｂの面積が電極重複領域Ｌａｐ４の面積の２倍以下となり、応力センサ１００の小型化及び高集積化することができる。
また、第３下部電極４ａ及び第３上部電極４ｂの形状は限定されず、例えば、矩形、円形、三角形などが選択できる。

また、せん断力検知部４が接合型直交方向せん断力検知部４２である場合、第３下部導電膜４ｃと第３上部導電膜４ｄとは、互いの対向面間に導電性の接着剤層を介して接合される。接着剤層の位置はこれに限られず、接合型圧力検知部２２と同様の対向面間以外の位置に設けられても良い。

上述した電極重複領域Ｌａｐ２、Ｌａｐ３、Ｌａｐ４の面積が０．１ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下である場合、十分なせん断力検出機能を発揮できるとともに、応力センサ１００の微細化及び高集積化を図ることができる。また、電極重複領域Ｌａｐ２、Ｌａｐ３、Ｌａｐ４の面積が０．５ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下である場合、せん断力の検出精度がより向上する。なお、圧力検知部２の電極重複領域Ｌａｐ２とせん断力検知部３の電極重複領域Ｌａｐ３の面積と直交方向せん断力検知部４の電極重複領域Ｌａｐ４の面積とは異なっていても構わない。
また、圧力検知部２、せん断力検知部３、直交方向せん断力検知部４のそれぞれを形成する際、任意の位置合わせマークを用いて、互いの位置合わせをする必要がある。

＜基材＞
第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ、第４基材１ｄは、可撓性を有するシート状の部材であることが好ましい。第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ、第４基材１ｄの材料としては、例えば、ポリエステル、ナイロン（登録商標）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、エチレン－ビニルアルコール共重合体、セロファンなどのプラスチックフィルムや、シリコーンゴムのジメチルポリシロキサン、クリーンペーパー、コート紙、カレンダー紙などの加工紙を使用することができる。

ここで、応力センサ１００の生体への使用を考慮する場合、第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ、第４基材１ｄの材料として、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン等のポリエステル及びそれらの共重合体、アクリル樹脂、シリコーン、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、スチレン・ブタジエン系エラストマーなどを用いてもよい。

第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ、第４基材１ｄは、未延伸基材及び延伸基材のいずれであってもよい。機械的強度及び寸法安定性を考慮した場合には、一軸延伸基材及び二軸延伸基材などの延伸基材、特には二軸延伸基材を使用することが有利である。基材の厚さに制限はないが、基材として十分な強度を達成し得る厚さを有している必要がある。基材の厚さは、例えば６μｍ以上２００μｍ以下の範囲内とする。また、第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ、第４基材１ｄの各材料や厚さは同一である必要はない。

第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ、第４基材１ｄの形状に制限はない。ただし、量産性を考慮した場合には、基材は長尺物であることが有利である。

＜電極＞
第１下部電極２ａ、第２下部電極３ａ、第３下部電極４ａ及び第１上部電極２ｂ、第２上部電極３ｂ、第３上部電極４ｂには、抵抗率が低い導電性材料を用いることができる。第１下部電極２ａ、第２下部電極３ａ、第３下部電極４ａ及び第１上部電極２ｂ、第２上部電極３ｂ、第３上部電極４ｂは、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ等の金属、あるいはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ２（酸化スズ）などの導電性金属酸化物の使用が可能である。

第１下部電極２ａ、第２下部電極３ａ、第３下部電極４ａ及び第１上部電極２ｂ、第２上部電極３ｂ、第３上部電極４ｂの厚さは、特に限定されないが、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の範囲が好ましい。

第１下部電極２ａ、第２下部電極３ａ、第３下部電極４ａ及び第１上部電極２ｂ、第２上部電極３ｂ、第３上部電極４ｂの形成方法は、特に限定されず、一般的な成膜方法を利用することができる。電極の製造は、例えば、印刷法の場合、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、リバースオフセット印刷法を用いることができる。また、気相堆積法の場合、真空蒸着法、スパッタリング法を用いることもできる。

＜感知層＞
圧力感知層２Ａ（第１下部導電膜２ｃ、第１上部導電膜２ｄ）やせん断力感知層３Ａ、４Ａ（第２下部導電膜３ｃ、第２上部導電膜３ｄ及び第３下部導電膜４ｃ、第３上部導電膜４ｄ）を構成する導電膜材料は、第１下部電極２ａ、第２下部電極３ａ、第３下部電極４ａ、第１上部電極２ｂ、第２上部電極３ｂ、及び第３上部電極４ｂより抵抗率が高い材料である必要がある。

圧力感知層２Ａ、せん断力感知層３Ａ、４Ａは、入力した応力（押圧力やせん断力）により変形することで自身の抵抗値が減少する必要があり、変形することにより抵抗率が変化する材料がより好ましい。そのような材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子や、グラファイトやカーボンナノチューブを用いたカーボンペーストが好適に用いられる。また、想定する応力の大きさに応じて、圧力感知層２Ａ、せん断力感知層３Ａ、４Ａは抵抗率を選ぶべきである。想定する応力が大きい場合はカーボンなど抵抗率の低い材料を選び、想定する応力が小さい場合は抵抗率の高い導電性高分子を選ぶと良い。

圧力感知層２Ａ、せん断力感知層３Ａ、４Ａが接合型感知層の場合、第１下部導電膜２ｃ、第１上部導電膜２ｄ、第２下部導電膜３ｃ、第２上部導電膜３ｄ、及び第３下部導電膜４ｃ、第３上部導電膜４ｄに使用される材料として、任意の組み合わせが適用できるが、生産性やセンシング精度などの観点から同材料を用いることが望ましい。

圧力感知層２Ａ、せん断力感知層３Ａ、４Ａが接合型感知層の場合、第１下部導電膜２ｃと第１上部導電膜２ｄの合計、第２下部導電膜３ｃと第２上部導電膜３ｄの合計、及び第３下部導電膜４ｃと第３上部導電膜４ｄの合計厚さが、第１下部電極２ａ、第１上部電極２ｂ、第２下部電極３ａ、第２上部電極３ｂ、及び第３下部電極４ａ、第３上部電極４ｂより厚く、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

圧力感知層２Ａ、せん断力感知層３Ａ、４Ａの形成方法としては、例えば、印刷法の場合、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法を用いることができる。また、気相堆積法の場合、真空蒸着法、スパッタリング法、熱化学気相堆積法、プラズマ化学気相堆積法を用いることもできる。

＜絶縁層＞
第１絶縁層５、第２絶縁層６及び第３絶縁層７に使用する材料は、圧力感知層２Ａ、せん断力感知層３Ａ、４Ａより抵抗率が高い絶縁材料を用いる必要がある。このような例としては、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）、Ｓｉ_３Ｎ_４（窒化ケイ素）、ＢＮ（窒化ホウ素）などの無機酸化物や無機窒化物、ウレタン、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレンなどの有機物を使用することができる。応力を印加したとき、圧力感知層２Ａ、せん断力感知層３Ａ、４Ａの変形を損なわず、センシング精度を向上させるため、第１絶縁層５、第２絶縁層６及び第３絶縁層７には薄くて柔らかい材料を用いることがより好ましい。

第１絶縁層５、第２絶縁層６及び第３絶縁層７に使用される材料は任意の組み合わせが可能である。生産性やセンシング精度などの観点から、第１絶縁層５、第２絶縁層６及び第３絶縁層７は互いに同材料で形成されることが望ましいが、最上層の絶縁層は応力センサ１００の全体を保護する役割のため、下層の絶縁層よりも硬い材料を使うことも可能である。

第１絶縁層５、第２絶縁層６及び第３絶縁層７の厚さは第１上部電極２ｂ、第２上部電極３ｂ、及び第３上部電極４ｂより厚い必要があり、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

第１絶縁層５、第２絶縁層６及び第３絶縁層７の形成方法は特に限定されず、例えば、印刷法の場合、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法を用いることができる。また、気相堆積法の場合、真空蒸着法、スパッタリング法、熱化学気相堆積法、プラズマ化学気相堆積法を用いることもできる。更に、塗布法の場合、ディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、ダイコート法、スプレーコート法を利用することができる。

＜接着剤＞
対向する感知層の対向面に塗布して貼り合わせるための接着剤は、導電性を有し、かつ抵抗率が感知層より高い材料が好ましい。対向する感知層の周辺の基材上に塗布し貼り合わせする場合、接着剤は、抵抗率には特に要求がないが、膜厚は圧力検知部２、せん断力検知部３、４より薄いことが好ましい。

接着剤の塗布方法として、例えば、印刷法の場合、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法を用いることができる。

２．第２実施形態
以下、図９を参照して、第２実施形態に係るセンサシート２００について詳細に説明する。図９（ａ）は、第２実施形態に係るセンサシート２００の一構成例を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、センサシート２００の一構成例を示す断面図である。
センサシート２００は、第１実施形態に係る複数の応力センサ１００（１０１～１０９のいずれ）が、共通の第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃ、第４基材１ｄの中の２つ、又は３つを用いて形成されている。本実施形態に係るセンサシート２００は、複数の検知部（圧力検知部２及びせん断力検知部３，４）が２次元平面状に配置（配列）されており、複数の検知部が平面配置される第１基材１ａ、第２基材１ｂ、第３基材１ｃの中の２つ、又は３つの基材が共有された構造となっている。すなわち、センサシート２００では、第１基材１ａと第２基材１ｂとの間に２つ以上の圧力検知部２が配置され、第２基材１ｂと第３基材１ｃとの間に２つ以上のせん断力検知部３が配置され、第３基材１ｃのせん断力検知部３形成面と反対の面に２つ以上の直交方向せん断力検知部４が配置されている。

以下の説明では、センサシート２００における各検知部の厚さ方向の配置が応力センサ１０９と同様の配置とされている。すなわち、センサシート２００のうち平面視で重複する圧力検知部２及びせん断力検知部３，４と、絶縁層７と、各検知部と重複する第１基材１ａ、第２基材１ｂ及び第３基材１ｃの一部の領域とによって応力センサ１０９と同様の積層構成が形成されている場合について説明する。

ここで、圧力検知部２、せん断力検知部３及び直交方向せん断力検知部４の位置関係は限定されず、任意の順番、任意の位置関係で配置することができるが、各応力センサ２０９毎に各検知部が同軸に配置されることが好ましい。

また、図９では、同一平面に配置される複数の検知部が同一種類の検知部（例えば第１基材１ａ上に配置される複数の検知部がすべて圧力検知部２）であるセンサシート２００について説明しているが、このような構成に限られず、異なる種類の検知部が混合配置されていても良い。また、第２基材１ｂは、各応力センサ２０９毎に個々に（すなわち分割されて）設けられていてもよい。

ここで、センサシート２００のセンシング精度は、単位面積当たりの平面視での各検知部の数に依存する。単位面積当たりの検知部の数が多ければ多いほど、検出精度（応力分布などの検出精度）が向上する。つまり、平面視における各検知部のサイズを小さくし、検知部の密度を増やせば、検出精度が高くなる。ただし、より正確に押圧力及びせん断力を検知するため、圧力検知部２の合計面積は基材面積の４分の１以上を占め、せん断力検知部３、及び直交方向せん断力検知部４の合計面積も基材面積の４分の１以上を占めることが好ましい。また、応用先の需要に応じて各検知部のサイズと密度を調整することで、センサシート２００の検出精度を調整することができる。

３．動作その他
図１０は、応力センサ１００、又はセンサシート２００における、圧力検知部２での圧力センシング（測定方法）のイメージ図である。

圧力検知部２では、第１下部電極２ａ及び第１上部電極２ｂが圧力感知層２Ａを介して積層されていると見なせる。図１０（ａ）は応力印加体（不図示）が第１上部電極２ｂに接触し、第１上部電極２ｂを第１下部電極２ａ側に押圧力Ｆ１で押すときを示している。第１上部電極２ｂに押圧力Ｆ１を掛けると、図１０（ｂ）のように圧力感知層２Ａが変形し、第１下部電極２ａと第１上部電極２ｂとの距離が減少する。圧力検知部２は、例えば、このときの第１下部電極２ａと第１上部電極２ｂとの間の抵抗値の変化を接触圧力として出力する。

図１１は、応力センサ１００、又はセンサシート２００における、せん断力検知部３、あるいは直交方向せん断力検知部４でのせん断力センシング（測定方法）のイメージ図である。

図１１（ａ）は、第２下部電極３ａ、第３下部電極４ａ及び第２上部電極３ｂ、第３上部電極４ｂがせん断力感知層３Ａ、４Ａを介して積層されたせん断力検知部３、４に、上部電極（第２上部電極３ｂ、第３上部電極４ｂ）に対し紙面左に向かってせん断力Ｆ２を与えたときを示す。このとき、せん断力感知層３Ａ、４Ａにおける第２上部電極３ｂ、第３上部電極４ｂと第２下部電極３ａ、第３下部電極４ａとに厚さ方向で挟まれた部分を、網掛けで示した重なり部分とする。せん断力Ｆ２によって、せん断力感知層３Ａ、４Ａの変形を伴って、第２上部電極３ｂ、第３上部電極４ｂに対しずれ（変位）が生じ、図１１（ｂ）に示す状態となる。このとき、図１１（ａ）の状態と比べて第２下部電極３ａと第２上部電極３ｂ、又は第３下部電極４ａと第３上部電極４ｂとの重なり部分のせん断力Ｆ２が掛けられた方向における幅（図１１の紙面左右方向における幅）が減少することで、変形前と比べて電極間の抵抗値が増加する。せん断力検知部３、あるいは直交方向せん断力検知部４は、これらの値の変化をせん断力値として出力する。そのため、応力の負荷前後で第２下部電極３ａと第２上部電極３ｂ、又は第３下部電極４ａと第３上部電極４ｂとの重なり部分の変化量（変形量）が大きいほどせん断力も大きい。

ここで、応力センサ１００、又はセンサシート２００に対し、せん断力が負荷される際に、一緒に押圧力が負荷される場合もある。この場合、不図示の制御部において、圧力検知部２に基づき検知される圧力検知分を用いて、検知したせん断力を補正することが好ましい。

但し、接合型検知部の場合、圧力感知層２Ａは、第１下部導電膜２ｃと第１上部導電膜２ｄとで構成され、せん断力感知層３Ａは第２下部導電膜３ｃと第２上部導電膜３ｄとで構成され、せん断力感知層４Ａは第３下部導電膜４ｃと第３上部導電膜４ｄとで構成されるため、間に接合界面が存在する。応力センサの設計により、接合型検知部に応力を印加すると、前述した感知層の変形による抵抗値の変化成分以外、接合界面による抵抗値の変化成分を持たせることも可能である。ここで、一体型検知部の感知層の変形による抵抗値の変化成分を用い、各感知層の接合界面で発生する抵抗値成分を単独に抽出することが可能で、接合界面の活用が可能になる。

接合界面の活用について、抵抗値の調整による応力センサの性能向上だけでなく、他機能の付与も可能である。

本開示によれば、圧力及びせん断力が検知可能で、かつより微細化、高集積化した高精度な応力センサ１００及びセンサシート２００を提供することができる。

＜実施例１＞
実施例１の応力センサの構造は、図１（ａ）に示すような構造とした。

第１基材及び第４基材として、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルムを使用した。まず、第１基材の一方の面側に、第１下部電極、圧力感知層、第１上部電極、第１絶縁層を順次に積層し、圧力検知部を形成した。続いて、圧力検知部と同軸となるように第１絶縁層上に、第２下部電極、せん断力感知層、第２上部電極、第２絶縁層を順次に積層し、せん断力検知部を形成した。その後、圧力検知部、せん断力検知部と同軸となるように第２絶縁層上に、第３下部電極、第３下部導電膜を形成し、第４基材の一方の面側に、第３上部電極、第３上部導電膜を順次に積層した。最後に、第１基材、第４基材の印刷面の任意の場所（感知層を形成していない領域）に接着剤を塗布することで、下部せん断力感知層を構成する下部導電膜と上部せん断力感知層を構成する上部導電膜とが対向になるようにして貼り合わせし、せん断力検知部を形成した。具体的には、グラビアオフセット印刷法により、上下部電極を形成すると共に、スクリーン印刷法により、圧力感知層と絶縁層を形成した。電極には銀インキ、感知層にはカーボンの導電性インキ、絶縁層はウレタン樹脂を用いた。感知層の膜厚は１０μｍであった。

このとき、圧力検知部については、対向する２つの電極の中央を同じ位置に配置し、重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。第１下部電極の電極面積を２．０ｍｍ^２にした。また、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部については、対向する２つの電極の中央がずれるように配置し、２つの電極の重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。

以上のようにして、実施例１の応力センサを作製した。

＜実施例２＞
実施例２の応力センサの構造は、図２（ａ）に示すような構造とした。

第１基材、第３基材、第４基材として、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルムを使用した。まず、第１基材の一方の面側に、第１下部電極、圧力感知層、第１上部電極、第１絶縁層を順次に積層し、圧力検知部を形成した。続いて、圧力検知部と同軸となるように第１絶縁層上に、第２下部電極、第２下部導電膜を形成し、第２基材の一方の面側に、第２上部電極、第２上部導電膜を順次に積層した。その後、圧力検知部と同軸となるように、第３基材の反対の面側に、第３下部電極、第３下部導電膜を形成し、第４基材の一方の面側に、第３上部電極、第３上部導電膜を順次に積層した。最後に、第１基材、第３基材、第４基材の印刷面の任意の場所（感知層を形成していない領域）に接着剤を塗布することで、下部せん断力感知層を構成する下部導電膜と上部せん断力感知層を構成する上部導電膜、下部せん断力感知層を構成する下部導電膜と上部せん断力感知層を構成する上部導電膜がそれぞれ対向するようにして貼り合わせし、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部を形成した。具体的には、グラビアオフセット印刷法により、上下部電極を形成すると共に、スクリーン印刷法により、圧力感知層と絶縁層を形成した。電極には銀インキ、感知層にはカーボンの導電性インキ、絶縁層はウレタン樹脂を用いた。感知層の膜厚は１０μｍであった。

このとき、圧力検知部については、対向する２つの電極の中央を同じ位置に配置し、重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。第１下部電極の電極面積を２．０ｍｍ^２にした。また、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部については、対向する２つの電極の中央がずれるように配置し、２つの電極の重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。

以上のようにして、実施例２の応力センサを作製した。

＜実施例３＞
実施例３の応力センサの構造は、図２（ｃ）に示すような構造とした。

第１基材、第２基材、第３基材として、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルムを使用した。まず、その第１基材の一方の面側に、第１下部電極、第１下部導電膜を形成し、第２基材の一方の面側に、第１上部電極、第１上部導電膜を順次に積層した。続いて、第１上部電極、第１上部導電膜と同軸となるように第２基材の反対の面側に、第２下部電極、第２下部導電膜を形成し、第３基材の一方の面側に、第２上部電極、第２上部導電膜を順次に積層した。その後、第２上部電極、第２上部導電膜と同軸となるように、第３基材の反対の面側に、第３下部電極、直交方向せん断力感知層、第３上部電極、第３絶縁層を順次に積層し、せん断力検知部を形成した。最後に、第１基材、第２基材、第３基材の印刷面の任意の場所（感知層を形成していない領域）に接着剤を塗布することで、下部圧力感知層を構成する下部導電膜と上部圧力感知層を構成する上部導電膜、下部せん断力感知層を構成する下部導電膜と上部せん断力感知層を構成する上部導電膜がそれぞれ対向になるようにして貼り合わせし、圧力検知部、せん断力検知部を形成した。具体的には、グラビアオフセット印刷法により、上下部電極を形成すると共に、スクリーン印刷法により、圧力感知層と絶縁層を形成した。電極には銀インキ、感知層にはカーボンの導電性インキ、絶縁層はウレタン樹脂を用いた。感知層の膜厚は１０μｍであった。

このとき、圧力検知部については、対向する２つの電極の中央を同じ位置に配置し、重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。第１下部電極の電極面積を２．０ｍｍ^２にした。また、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部については、対向する２つの電極の中央がずれるように配置し、２つの電極の重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。

以上のようにして、実施例３の応力センサを作製した。

＜比較例１＞
比較例１の応力センサの構造は、各検知部を同一平面で形成する構造とした。

基材として、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルムを使用した。まず、基材の一方の面側上に、第１下部電極、第２下部電極、第３下部電極を形成した。続いて、第１下部電極上に、圧力感知層と第１上部電極とを順次積層した。また、第２下部電極上に、せん断力感知層と第２上部電極とを順次積層するとともに、第３下部電極上に、直交方向せん断力感知層と第３上部電極とを順次積層した。最後に、３つの検知部を被覆するように絶縁層を積層し、圧力検知部、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部を同一平面上に形成した。具体的には、グラビアオフセット印刷法により、上下部電極を形成すると共に、スクリーン印刷法により、圧力感知層と絶縁層を形成した。電極には銀インキ、感知層にはカーボンの導電性インキ、絶縁層はウレタン樹脂を用いた。感知層の膜厚は１０μｍであった。

このとき、圧力検知部については、対向する２つの電極の中央を同じ位置に配置し、重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。第１下部電極の電極面積を２．０ｍｍ^２にした。また、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部については、対向する２つの電極の中央がずれるように配置し、２つの電極の重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。また、平面上の電極の重なった領域の面積は３．０ｍｍ^２であった。

以上のようにして、比較例１の応力センサを作製した。

＜比較例２＞
比較例２の応力センサの構造は、圧力検知部のみの構造とした。

基材として、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルムを使用した。まず、基材の一方の面側上に、第１下部電極を形成し、圧力感知層を積層した。続いて、圧力感知層の上に、第１上部電極２ｂを形成し、第１絶縁層を積層し、圧力検知部を形成した。具体的には、グラビアオフセット印刷法により、上下部電極を形成すると共に、スクリーン印刷法により、圧力感知層と絶縁層を形成した。電極には銀インキ、感知層にはカーボンの導電性インキ、絶縁層はウレタン樹脂を用いた。感知層の膜厚は１０μｍであった。

このとき、圧力検知部については、対向する２つの電極の中央を同じ位置に配置し、重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。第１下部電極の電極面積を２．０ｍｍ^２にした。

以上のようにして、比較例２の応力センサを作製した。

＜比較例３＞
比較例３の応力センサの構造は、一体型検知部のみの構造とした。

基材として、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルムを使用した。まず、基材の一方の面側に、第１下部電極、圧力感知層、第１上部電極、第１絶縁層を順次に積層し、圧力検知部を形成した。続いて、圧力検知部と同軸となるように第１絶縁層上に、第２下部電極、せん断力感知層、第２上部電極、第２絶縁層を順次に積層し、せん断力検知部を形成した。その後、圧力検知部、せん断力検知部と同軸となるように第２絶縁層上に、第３下部電極、直交方向せん断力感知層、第３上部電極、第３絶縁層を順次に積層し、直交方向せん断力検知部を形成した。具体的には、グラビアオフセット印刷法により、上下部電極を形成すると共に、スクリーン印刷法により、圧力感知層と絶縁層を形成した。電極には銀インキ、感知層にはカーボンの導電性インキ、絶縁層はウレタン樹脂を用いた。感知層の膜厚は１０μｍであった。

このとき、圧力検知部については、対向する２つの電極の中央を同じ位置に配置し、重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。第１下部電極の電極面積を２．０ｍｍ^２にした。また、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部については、対向する２つの電極の中央がずれるように配置し、２つの電極の重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。

以上のようにして、比較例３の応力センサを作製した。

＜比較例４＞
比較例４の応力センサの構造は、接合型検知部のみの構造とした。

第１基材、第２基材、第３基材、第４基材として、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルムを使用した。まず、第１基材の一方の面側に、第１下部電極、第１下部導電膜を形成し、第２基材の一方の面側に、第１上部電極、第１上部導電膜を順次に積層した。続いて、第１上部電極、第１上部導電膜と同軸となるように第２基材の反対の面側に、第２下部電極、第２下部導電膜を形成し、第３基材の一方の面側に、第２上部電極、第２上部導電膜を順次に積層した。その後、第２上部電極、第２上部導電膜と同軸となるように、第３基材の反対の面側に、第３下部電極、第３下部導電膜を形成し、第４基材の一方の面側に、第３上部電極、第３上部導電膜を順次に積層した。次に、第１基材、第２基材、第３基材、第４基材の印刷面の任意の場所（感知層を形成していない領域）に接着剤を塗布した。最後に、下部圧力感知層を構成する第１下部導電膜と上部圧力感知層を構成する第１上部導電膜、下部せん断力感知層を構成する第２下部導電膜と上部せん断力感知層を構成する第２上部導電膜、下部せん断力感知層を構成する第３下部導電膜と上部せん断力感知層を構成する第３上部導電膜がそれぞれ対向するようにして貼り合わせした。これにより、圧力検知部、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部を形成した。具体的には、グラビアオフセット印刷法により、上下部電極を形成すると共に、スクリーン印刷法により、圧力感知層と絶縁層を形成した。電極には銀インキ、感知層にはカーボンの導電性インキ、絶縁層はウレタン樹脂を用いた。感知層の膜厚は１０μｍであった。

このとき、圧力検知部については、対向する２つの電極の中央を同じ位置に配置し、重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。第１下部電極の電極面積を２．０ｍｍ^２にした。また、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部については、対向する２つの電極の中央がずれるように配置し、２つの電極の重なった領域の面積を１．０ｍｍ^２にした。

以上のようにして、比較例４の応力センサを作製した。

各応力センサの構成を、表１に示す。

＜評価＞
作製した実施例１～３と比較例１～４の各応力センサについて特性評価を実行した。

［圧力検知特性］
各実施例及び比較例の応力センサをＬＣＲメーターにつなぎ、各感知層の下部電極と上部電極との間に５Ｖの交流電圧を印加した状態で、応力センサの上から指で押したときの電圧値の変化を測定し、圧力検知特性の評価を行った。

圧力検知特性の判断基準は、次の通りである。
○（良好）：圧力に対し、検出した電圧値が線型的に単調増加あるいは単調減少した場合
△（概ね良好）：圧力に対し、検出した電圧値は線型的ではないが、単調増加あるいは単調減少した場合
×（不良）：圧力に対し、検出した電圧の変化が単調ではない場合

［せん断力検知特性］
各実施例及び比較例の応力センサをＬＣＲメーターにつなぎ、各感知層の下部電極と上部電極との間に５Ｖの交流電圧を印加した状態で、応力センサの上から指でなでたときの電圧値の変化を測定し、せん断力検知特性の評価を行った。

せん断力検知特性の判断基準は、次の通りである。
○（良好）：せん断力に対し、検出した電圧値が線型的に単調増加あるいは単調減少した場合
△（概ね良好）：せん断力に対し、検出した電圧値は線型的ではないが、単調増加あるいは単調減少した場合
×（不良）：せん断力に対し、検出した電圧の変化が単調ではない場合

［微細化］
各実施例及び比較例の応力センサの各電極の寸法を測定し、微細化について評価した。なお、応力センサの微細化は、重なり面積に依存するところが大きい。
微細化の判断基準は、次の通りである。
○（良好）：応力センサの電極重なり面積が１．５ｍｍ^２以下の場合
△（概ね良好）：応力センサの電極重なり面積が１．５ｍｍ^２より広く２．５ｍｍ^２以下の場合
×（不良）：応力センサの電極面積が２．５ｍｍ^２より広い場合

［総合評価］
応力センサの総合評価の判断基準として、全ての評価項目が良好の場合のみ、良好：○と評価した。概ね良好の項目があり、不良の項目がない場合は概ね良好：△と評価した。不良の項目がある場合は不良：×と評価した。

評価結果を表２に示す。

表２から分かるように、実施例１～３の応力センサは比較例１、２に比べ、特性が優れており、かつ微細であることが確認できた。また、実施例１～３の応力センサは、一体型検知部と接合型検知部の双方を備えているため、一体型検知部のみを備える比較例３及び接合型検知部のみを備える比較例４に比べ、圧力検知特性、せん断力検知特性及び微細性のすべてが高い特性を有するため、総合評価が良好であった。

ただし、比較例１は、圧力検知部、せん断力検知部、直交方向せん断力検知部が同一平面上に形成されており、他の実施例１、２に比べて応力（圧力又はせん断力）をかける位置によって特性に相違があり、応力検出精度が低下していた。また、比較例１の電極の重なった領域の面積は実施例１、２の電極の重なった領域の面積より大きく、微細化の点で、実施例１、２よりも劣っていた。

比較例２は、せん断力検知部及び直交方向せん断力検知部を備えないため、せん断力が検出できなかった。

１ 基材
１ａ 第１基材
１ｂ 第２基材
１ｃ 第３基材
１ｄ 第４基材
２ 圧力検知部
２１ 一体型圧力検知部
２２ 接合型圧力検知部
２Ａ 圧力感知層
２ａ 第１下部電極
２ｂ 第１上部電極
２ｃ 第１下部導電膜（下部圧力感知層）
２ｄ 第１上部導電膜（上部圧力感知層）
３ せん断力検知部
３１ 一体型せん断力検知部
３２ 接合型せん断力検知部
３Ａ せん断力感知層
３ａ 第２下部電極
３ｂ 第２上部電極
３ｃ 第２下部導電膜（下部せん断力感知層）
３ｄ 第２上部導電膜（上部せん断力感知層）
４ 直交方向せん断力検知部（せん断力検知部）
４１ 一体型直交方向せん断力検知部
４２ 接合型直交方向せん断力検知部
４Ａ せん断力感知層
４ａ 第３下部電極
４ｂ 第３上部電極
４ｃ 第３下部導電膜（下部せん断力感知層）
４ｄ 第３上部導電膜（上部せん断力感知層）
５ 第１絶縁層
６ 第２絶縁層
７ 第３絶縁層
１００～１０９ 応力センサ
２００ センサシート

Claims (10)

1. 複数の検知部と、
   積層された複数の前記検知部間に配置された絶縁層又は基材と、
   を備え、
   前記検知部は、対向配置された２つの電極間に圧力感知層が配置されて押圧力を検知する１又は２以上の圧力検知部と、対向配置された２つの電極間にせん断力感知層が配置されてせん断力を検知する１又は２以上のせん断力検知部と、を含み、
   積層された複数の前記検知部は、１層の圧力感知層又はせん断力感知層を含む一体型検知部と、対向配置された２層の感知層が互いに接合された圧力感知層又はせん断力感知層を含む接合型検知部の２種類で構成されている
   応力センサ。
2. 前記一体型検知部は、一体型圧力検知部及び一体型せん断力検知部の少なくとも一方であり、
   前記一体型圧力検知部は、１層で形成された前記圧力感知層を含み、
   前記一体型せん断力検知部は、１層で形成された前記せん断力感知層を含む
   請求項１に記載の応力センサ。
3. 前記接合型検知部は、接合型圧力検知部及び接合型せん断力検知部の少なくとも一方であり、
   前記接合型圧力検知部は、前記接合型圧力検知部の厚さ方向に対向配置された第１圧力感知層と第２圧力感知層とが互いに接合された前記圧力感知層を含み、
   前記接合型せん断力検知部は、前記接合型せん断力検知部の厚さ方向に対向配置された第１せん断力感知層と第２せん断力感知層とが互いに接合された前記せん断力感知層を含む
   請求項１又は請求項２に記載の応力センサ。
4. せん断力検知方向が互いに異なる２以上の前記せん断力検知部を備える
   請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の応力センサ。
5. 前記圧力検知部の前記対向配置された２つの前記電極の面積が異なり、
   ２つの前記電極は、前記電極の厚さ方向からみて、２つの前記電極が重なる領域の面積が、せん断変位に対して一定に維持されると共に、２つの前記電極のうちの面積が小さい側の電極の面積と等しくなるように配置されている
   請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の応力センサ。
6. 前記せん断力検知部の前記対向配置された２つの前記電極の形状が異なり、
   ２つの前記電極は、前記電極の厚さ方向からみて、２つの前記電極の重なる領域の面積が、検知するせん断力検知方向へのせん断変位に応じて変化し、かつ前記検知するせん断力検知方向と直交する方向のせん断変位に対して一定に維持されるように配置されている
   請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の応力センサ。
7. 前記電極の厚さ方向からみて、前記検知部の２つの前記電極が重なる領域の面積が、０．１ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下である
   請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の応力センサ。
8. 前記圧力感知層及び前記せん断力感知層の厚さが、１μｍ以上１００μｍ以下である
   請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の応力センサ。
9. 基材の一方の面又は両面に、第１電極と、圧力感知層又はせん断力感知層となる第１導電膜と、第２電極と、絶縁層とをこの順に積層した一体型検知部、及び第３電極と、圧力感知層又はせん断力感知層となる第２導電膜とをこの順に積層した接合型検知部構成物を形成し、
   複数の前記基材を積層するとともに、前記接合型検知部構成物を形成した前記基材を積層する場合には、前記接合型検知部構成物が形成された他の前記基材と前記第２導電膜同士が対向するように積層する
   応力センサの製造方法。
10. 複数の検知部と、
    積層された複数の前記検知部間に配置された絶縁層又は基材と、
    を備え、
    前記検知部は、対向配置された２つの電極間に圧力感知層が配置されて押圧力を検知する１又は２以上の圧力検知部と、対向配置された２つの電極間にせん断力感知層が配置されてせん断力を検知する１又は２以上のせん断力検知部と、を含み、
    積層された複数の前記検知部は、１層の圧力感知層又はせん断力感知層を含む一体型検知部と、対向配置された２層の感知層が互いに接合された圧力感知層又はせん断力感知層を含む接合型検知部の２種類で構成されており、
    複数の前記検知部は、一の前記絶縁層又は前記基材の一方の面側に２次元平面状に配置されている
    センサシート。
    
    
    
    

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