(57)【要約】【課題】皮膚伝導度測定センサー及びその製造方法を提供する。【解決手段】 本発明は、柔軟な材質で形成されるベース基板、前記ベース基板の一面に形成され、電気信号を伝達する電極と、前記電極上に形成され、皮膚から排出される汗により前記皮膚との電気的接触面積が増加する凹凸構造とを含んでなる皮膚伝導度測定センサー、及びその製造方法を提供する。【選択図】図４
2018110860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟な材質で形成されるベース基板と、
前記ベース基板の一面に形成され、電気信号を伝達する電極と、
前記電極上に形成され、皮膚から排出される汗により前記皮膚との電気的接触面積が増加する凹凸構造とを含んでなる、皮膚伝導度測定センサー。
【請求項２】
前記電極は、
第１電極と、
前記第１電極と電気的に絶縁される第２電極とを含み、
前記第１電極と前記第２電極は、
それぞれ前記皮膚に接触する測定領域、及び外部回路が連結される連結領域を含む、請求項１に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項３】
前記凹凸構造は、
前記電極上に白金粒子が多孔性ナノ構造を持つように形成される白金黒構造を含む、請求項１に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項４】
前記凹凸構造は、前記電極上に形成される複数のピラー構造を含む、請求項１に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項５】
前記凹凸構造は、
前記第１電極及び第２電極の測定領域に形成され、前記第１電極及び第２電極の測定領域同士間の前記ベース基板上にも形成される、請求項２に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項６】
前記凹凸構造は、前記皮膚から排出される汗が突出部同士の間に毛細管現象によって染み込むように前記突出部間の間隔が形成される、請求項１に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項７】
前記凹凸構造は、
前記皮膚から排出される汗が突出部同士の間に染み込んでも前記電極に触れないように、前記突出部の高さが形成される、請求項１に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項８】
前記凹凸構造は、
前記皮膚から排出される汗が突出部同士の間に染み込んで前記電極に触れるように、前記突出部の高さが形成される、請求項１に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項９】
前記第１電極及び前記第２電極は、
それぞれ複数の第１枝部を含み、第１電極の複数の第１枝部と第２電極の複数の第１枝部が櫛状に形成される、請求項２に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項１０】
前記ベース基板面に対して垂直方向に、前記ベース基板、前記電極及び前記凹凸構造を貫通する複数の貫通孔をさらに含む、請求項１に記載の皮膚伝導度測定センサー。
【請求項１１】
キャリア基板上にベース基板を準備する段階と、
前記ベース基板上に伝導性物質を形成し、パターニングして電極を形成する段階と、
皮膚から排出される汗により前記皮膚との電気的接触面積が増加するように、前記電極上に凹凸構造を形成する段階と、
前記キャリア基板を除去する段階とを含んでなる、皮膚伝導度測定センサーの製造方法。
【請求項１２】
前記凹凸構造を形成する段階の後に、前記ベース基板面に対して垂直方向に、前記ベース基板、前記電極及び前記凹凸構造を貫通する複数の貫通孔を形成する段階をさらに含む、請求項１１に記載の皮膚伝導度測定センサーの製造方法。
【請求項１３】
前記凹凸構造を形成する段階は、
前記電極及び前記ベース基板上に凹凸構造を形成する、請求項１１に記載の皮膚伝導度測定センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膚伝導度測定センサー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストレスは、人に例えば集中力の低下、否定的な感情の発生、攻撃性の増加などの悪影響を及ぼすことが研究によって明らかになっている。このような研究に基づいて、人が現在どれほどストレスを受けているかを測定し、適切な休息を勧告するフィードバックを提示するためには、客観的かつ正確なストレスレベルを測定することができなければならない。
【０００３】
人がストレスを受けると、交感神経系が興奮し、交感神経系の興奮に応じて、皮膚に存在する汗腺が活動する。皮膚に存在する汗腺の活動に応じて皮膚の電気的特性が変化し、このような変化を皮膚電気活動（ＥＤＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｒｍａｌ  ａｃｔｉｖｉｔｙ）という。皮膚電気活動を測定することにより、人が受けるストレスを測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国実用新案登録第２０−０４１６３８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施例に係る目的は、皮膚に密着するために柔軟な材質で形成されるベース基板上に形成される電極に、皮膚から排出される汗により前記皮膚との電気的接触面積が増加する凹凸構造が形成された皮膚伝導度測定センサー及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、凹凸構造が第１電極と第２電極上に形成され、第１電極と第２電極との間のベース基板上にも形成された皮膚伝導度測定センサー及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、ベース基板面に対して垂直方向に、ベース基板、電極及び凹凸構造を貫通する複数の貫通孔が形成された皮膚伝導度測定センサー及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーは、柔軟な材質で形成されるベース基板と、前記ベース基板の一面に形成され、電気信号を伝達する電極と、前記電極上に形成され、皮膚から排出される汗により前記皮膚との電気的接触面積が増加する凹凸構造とを含んでなる。
【０００９】
また、前記電極は、第１電極と、前記第１電極と電気的に絶縁される第２電極とを含み、前記第１電極と第２電極は、それぞれ前記皮膚に接触する測定領域、及び外部回路が連結される連結領域を含む。
【００１０】
また、前記凹凸構造は、前記電極上に白金粒子が多孔性ナノ構造を持つように形成される白金黒構造を含む。
【００１１】
また、前記凹凸構造は、前記電極上に形成される複数のピラー構造を含む。
【００１２】
また、前記凹凸構造は、前記第１電極及び第２電極の測定領域に形成され、前記第１電極及び第２電極の測定領域同士間の前記ベース基板上にも形成される。
【００１３】
また、前記凹凸構造は、前記皮膚から排出される汗が突出部同士の間に毛細管現象によって染み込むように前記突出部同士間の間隔が形成される。
【００１４】
また、前記凹凸構造は、前記皮膚から排出される汗が突出部同士の間に染み込んでも前記電極に触れないように、前記突出部の高さが形成される。
【００１５】
また、前記凹凸構造は、前記皮膚から排出される汗が突出部同士の間に染み込んで前記電極に触れるように、前記突出部の高さが形成される。
【００１６】
また、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ複数の第１枝部を含み、第１電極の複数の第１枝部と第２電極の複数の第１枝部が櫛状に形成される。
【００１７】
また、前記ベース基板面に対して垂直方向に、前記ベース基板、前記電極及び前記凹凸構造を貫通する複数の貫通孔をさらに含む。
【００１８】
本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法は、キャリア基板上にベース基板を準備する段階と、前記ベース基板上に伝導性物質を形成し、パターニングして電極を形成する段階と、皮膚から排出される汗により前記皮膚との電気的接触面積が増加するように、前記電極上に凹凸構造を形成する段階と、前記キャリア基板を除去する段階とを含んでなる。
【００１９】
また、前記凹凸構造を形成する段階の後に、前記ベース基板面に対して垂直方向に、前記ベース基板、前記電極及び前記凹凸構造を貫通する複数の貫通孔を形成する段階をさらに含む。
【００２０】
また、前記凹凸構造を形成する段階は、前記電極及び前記ベース基板上に凹凸構造を形成する。
【００２１】
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以降の詳細な説明からさらに明白になるであろう。
【００２２】
これに先立ち、本明細書及び請求の範囲に使用された用語または単語は、通常的且つ辞典的な意味で解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーは、皮膚に密着するために柔軟な材質で形成されるベース基板上に形成される電極に凹凸構造が形成されることにより、皮膚から排出される汗により皮膚と電極との電気的接触面積が増加して皮膚−電極の接触抵抗が急激に減少することを測定することができるため、皮膚電気活動を効果的に測定することができるという利点がある。
【００２４】
また、本発明は、電極が第１電極と第２電極を含み、凹凸構造が第１電極と第２電極上に形成され、第１電極と第２電極との間のベース基板上にも形成されることにより、第１電極と第２電極との間を通過する電気信号が皮膚の内部だけでなく、皮膚から排出される汗と凹凸構造を介して伝達できるので、皮膚電気活動を効果的に測定することができるという利点がある。
【００２５】
また、本発明は、ベース基板面に対して垂直方向に、ベース基板、電極及び凹凸構造を貫通する複数の貫通孔が形成されることにより、皮膚から排出された汗が、貫通孔を介して流動する空気に沿って迅速に蒸発するので、皮膚電気活動を測定するにあたり、汗が凹凸構造の間に累積して発生する測定エラーを除去することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の皮膚伝導度測定センサーを示す図である。
【図２】皮膚伝導度測定センサーの電極と皮膚間のインピーダンスをモデリングした図である。
【図３】従来の皮膚伝導度測定センサーのストレス測定原理を示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーを示す斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図６】本発明の一実施例に係る白金黒層を示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーのストレス測定原理を示す図である。
【図８】図４の電極の様々な形態を示す図である。
【図９】図４の凹凸構造の高さによる差を示す図である。
【図１０】図４の測定領域全体に形成された凹凸構造を示す図である。
【図１１】図１０の（ａ）におけるＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【図１２】図４に示された皮膚伝導度測定センサーに形成された複数の貫通孔を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法で電極を形成する段階を示す断面図である。
【図１４】本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法で凹凸構造を形成する段階を示す断面図である。
【図１５】本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法で貫通孔を形成する段階を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に連関付けられる以下の詳細な説明及び好適な実施例からさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意すべきである。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものである。構成要素はこれらの用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性のある関連した公知の技術についての詳細な説明は省略する。
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明し、同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００２９】
図１は従来の皮膚伝導度測定センサーを示す図、図２は皮膚伝導度測定センサーの電極と皮膚間のインピーダンスをモデリングした図である。
【００３０】
図１に示すように、従来の皮膚伝導度測定方法は、被測定者の手指に一対の皮膚伝導度測定センサー２、３を着用し、各センサーに（＋）、（−）極性の電気信号を印加する。電気信号は、いずれかのセンサー２の電極４から皮膚を介して他のセンサー３へ伝達され、皮膚の電気的特性の変化によって影響を受ける。人がストレスを受けると、交感神経系が興奮し、交感神経系の興奮に応じて、皮膚に存在する汗腺が活動して皮膚の電気的特性が変化する。このようなストレスによる皮膚の電気的特性の変化は、電気信号の変化として示され、センサー本体５に結合されたセンサー電極４で電気信号の変化を測定して人のストレスの度合いを測定する。
【００３１】
図１の拡大図及び図２を参照すると、人の皮膚は、表皮層ａ、真皮層ｂ、皮下脂肪層ｃ、筋肉層ｄなどから構成される。皮膚の内部を通過する電気信号に影響を与える皮膚内部の抵抗Ｒｓは、表皮層の抵抗Ｒａ、真皮層の抵抗Ｒｂ、皮下脂肪層の抵抗Ｒｃ、筋肉層の抵抗Ｒｄなどの並列接続によってモデリングすることができる。皮膚伝導度測定センサーの電極４と皮膚間のインピーダンスは、皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔと皮膚−電極間の静電容量ＣＩの並列接続によってモデリングすることができる。
このようなモデルにおいて、皮膚−電極間の総インピーダンスは下記数式１のとおりであり、皮膚伝導度は下記数式２のとおりである。皮膚伝導度の測定は、ＤＣ状態の電気信号（周波数が０、すなわちｗ＝０）を用いるので、測定される皮膚伝導度は下記数式３のように整理することができる。
【００３２】
【数１】
2018110860.tif 000003
【００３３】
【数２】
2018110860.tif 000004
【００３４】
【数３】
2018110860.tif 000005
【００３５】
図３は従来の皮膚伝導度測定センサーのストレス測定原理を示す図である。図３の（ａ）に示すように、皮膚１の面が有する屈曲などにより、皮膚伝導度測定センサーの電極４の面と皮膚１の面とがすべて接触するわけではない。したがって、皮膚−電極接触面ＣＳは、電極面よりも小さく、皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔが高く測定される。
【００３６】
人がストレスを受けて、交感神経系の興奮により汗腺が活動すると、皮膚１の外部へ汗ＳＷが排出される。汗ＳＷは、電解質が含まれて電気伝導性を有し、汗ＳＷが皮膚１と電極４との間に満たされて皮膚−電極接触面ＣＳが広くなる。抵抗が面積に反比例するので、皮膚−電極接触面ＣＳが広くなるにつれて皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔが小さくなり、接触抵抗Ｒｃｔの減少を測定して皮膚電気活動を測定する。
【００３７】
従来の皮膚伝導度測定センサーは、図１に示すように、交感神経系の興奮による汗腺の活動が盛んな手のひらまたは指に着用しなければならないので、日常生活でのストレスの変化を測定するために常に着用するには不便な問題がある。また、皮膚に汗が排出されていない状態（図３の（ａ）の皮膚−電極接触面ＣＳの広さと、皮膚に汗が排出される状態（図３の（ｂ））の皮膚−電極接触面ＣＳの広さとが大きく異ならない。したがって、ストレス状態による皮膚−電極接触面ＣＳの広さの差が大きくないため、皮膚電気活動を敏感に測定することが難しいという問題がある。
【００３８】
皮膚伝導度測定センサーを、日常生活に不便を与えない身体部位（手のひらに比べて汗腺の活動が盛んでない）に付着させる場合には、このような低い敏感度によりストレスの効果的な測定が難しい。
【００３９】
図４は本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーを示す斜視図、図５は図４のＡ−Ａ’に沿った断面図、図６は本発明の一実施例に係る白金黒層を示す図、図７は本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーのストレス測定原理を示す図である。
上述した従来の皮膚伝導度測定センサーの問題を解決するために、本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーは、柔軟な材質で形成されるベース基板１１０、ベース基板１１０の一面に形成され、電気信号を伝達する電極１２０、及び電極１２０上に形成され、皮膚１から排出される汗により皮膚１との電気的接触面積が増加する凹凸構造１３０を含む。
【００４０】
ベース基板１１０は、柔軟な材質で形成され、皮膚伝導度測定センサーが皮膚１に密着できる。ベース基板１１０はＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ＰＣＢ）などで形成できる。ベース基板１１０は、基板面上に形成される電極１２０を支持し、皮膚伝導度測定センサーの本体として機能する。
【００４１】
図１に示すように、電極１２０は、第１の電極１２１、及び第１電極１２１と電気的に絶縁される第２電極１２２を含み、第１電極１２１と第２電極１２２は、それぞれ皮膚１に接触する測定領域Ａｓ、及び外部回路が連結される連結領域Ａｃを含む。皮膚伝導度測定センサーに第１電極１２１と第２電極１２２が一緒に形成されるため、図１に示された従来の皮膚伝導度測定センサーとは異なり、一箇所で皮膚伝導度を測定することができ、センサーの面積を減らすことができる。
【００４２】
第１電極１２１と第２電極１２２は、伝導性物質で形成され、電気信号が出入りする。測定領域Ａｓは、皮膚１に接触して皮膚電気活動を測定する領域であって、第１電極１２１と第２電極１２２に凹凸構造１３０が形成される部分である。連結領域Ａｃは、外部回路が連結されて電気信号が出入りする領域である。例えば、第１電極１２１の連結領域Ａｃにプラス（＋）極性が連結され、第２電極１２２の連結領域Ａｃにマイナス（−）極性が連結され得る。
【００４３】
凹凸構造１３０は電極１２０の測定領域Ａｓ上に形成される。例えば、図４及び図５に示すように、凹凸構造１３０は、電極上に形成される複数のピラー構造を含むことができる。ピラー構造（ｐｉｌｌａｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）は、複数の柱型突出部１３３が一定の間隔で互いに離隔して形成される構造である。ピラー構造は、突出部１３３の直径（ｄ）が１０μｍ、高さ（ｈ）が１μｍとなるように形成してもよく、突出部１３３の直径（ｄ）が５μｍ、高さ（ｈ）が５μｍとなるように形成してもよい。
【００４４】
図６に示すように、凹凸構造１３０は、電極１２０上に白金粒子が多孔性ナノ構造を持つように形成される白金黒構造を含むことができる。白金黒層（Ｐｔ−ｂｌａｃｋ  ｌａｙｅｒ）は、電極１２０上に白金を用いて電気メッキ工程によって不規則な多孔性（ｐｏｒｏｕｓ）構造で形成される。白金黒層は、平坦な電極面に比べて表面積が非常に広いので、皮膚から排出された汗が染み込んで皮膚−電極接触面ＣＳの面積が大きく変化する。
【００４５】
凹凸構造１３０は、ピラー構造または白金黒層に限定されず、伝導性をもって突出部１３３が形成され、皮膚１から排出される汗により接触面積が広くなる構造をすべて含む。
ピラー構造または白金黒層などの凹凸構造１３０は、皮膚伝導度測定センサーを皮膚１に接触させるとき、凹凸構造１３０の突出部１３３の上端部が皮膚１の面に接触し、突出部１３３の側面、または突出部１３３同士間の電極１２０の面は皮膚１に接触しない。したがって、皮膚１に汗が排出されていない状態で測定される皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔは、凹凸構造１３０がなく、電極１２０が直接皮膚１に接触する従来の皮膚伝導度測定センサーの皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔよりも高い。
【００４６】
すなわち、図３の（ａ）に示された皮膚−電極接触面ＣＳの面積よりも、図７の（ａ）に示された皮膚−電極接触面ＣＳの面積が小さいため、従来の皮膚伝導度測定センサー（図３の（ａ））の皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔよりも、本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサー（図７の（ａ））の皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔが高いのである。
【００４７】
また、皮膚１に汗が排出された状態で測定される皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔは、凹凸構造１３０がなく、電極１２０が直接皮膚１に接触する従来の皮膚伝導度測定センサーの皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔよりも低い。
【００４８】
すなわち、図３の（ｂ）に示された皮膚−電極接触面ＣＳの面積よりも、図７の（ｂ）に示された皮膚−電極接触面ＣＳの面積が広いため、従来の皮膚伝導度測定センサー（図３の（ｂ））の皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔよりも、本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサー（図７の（ｂ））の皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔが低いのである。
【００４９】
したがって、凹凸構造１３０は、人がストレスを受けていない状態（皮膚１から汗が排出されない状態）で測定される皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔと、人がストレスを受ける状態（皮膚１から汗が排出される状態）で測定される皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔとの差を増加させる。
【００５０】
したがって、本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーは、従来の皮膚伝導度測定センサーよりも接触抵抗Ｒｃｔの差が大きいため、高い敏感度を持つ。したがって、汗腺の活動が盛んな手のひらに加えて、手首の内側面または胸にセンサーを取り付けても、人が受けるストレスを効率よく測定することができる。
【００５１】
図８は図４の電極１２０の様々な形態を示す図である。図８の（ａ）に示すように、第１電極１２１の測定領域Ａｓが円形に形成され、第２電極１２２の測定領域Ａｓが第１電極１２１の円形部分から一定の間隔離隔し、円形部分を包み込むリング状に形成され得る。
または、図８の（ｂ）に示すように、第１電極１２１の測定領域Ａｓと第２電極１２２の測定領域Ａｓが櫛状に形成できる。第１電極１２１の第１枝部１２０cが第２電極１２２の方向に形成され、第２電極１２２の第１枝部１２０cが第１電極１２１の方向に形成されることにより、櫛状を形成する。すなわち、第１電極１２１及び第２電極１２２は、それぞれ複数の第１枝部１２０cを含み、第１電極１２１の複数の第１枝部１２０cと第２電極１２２の複数の第１枝部１２０cが櫛状に形成される。第１枝部１２０cはジグザグ状に形成でき、第１枝部１２０cに一定の間隔で第１枝部１２０cの幅よりも広い測定ポイント１２０eが形成され、測定ポイント１２０e上に凹凸構造１３０が形成される。
【００５２】
または、図８の（ｃ）に示すように、第１電極１２１の測定領域Ａｓと第２電極１２２の測定領域Ａｓが櫛状に形成されるが、第１枝部１２０cごとに複数の第２枝部１２０dが形成されることにより、第１電極１２１の第２枝部１２０dと第２電極１２２の第２枝部１２０dとが互いに櫛状を形成する。第１枝部１２０cと第２枝部１２０dに測定ポイント１２０eが形成され、測定ポイント１２０e上に凹凸構造１３０が形成される。
【００５３】
図８の（ａ）に示された電極１２０の構造に比べて、図８の（ｂ）または（ｃ）に示された電極１２０の構造は、第１電極１２１と第２電極１２２との間隔が狭く、櫛状により、第１電極１２１と第２電極１２２の位置が均一に分布して皮膚電気活動を効果的に測定することができる。
【００５４】
図９は図４の凹凸構造１３０の高さによる差を示す図である。図９の（ａ）に示すように、凹凸構造１３０は、皮膚１から排出される汗が突出部１３３同士の間に染み込んでも電極１２０に触れないように、突出部１３３の高さｈが形成できる。突出部１３３の高さｈが十分に高い場合には、皮膚１から排出される汗は、突出部１３３の側面に接触し、電極１２０の面までは触れない可能性がある。このとき、突出部１３３の側面が汗によって皮膚１と電気的に接触し、皮膚−電極接触面ＣＳの面積が広くなって皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔが急激に低くなるので、皮膚伝導度測定センサーの敏感度が高くなる。
【００５５】
また、図９の（ｂ）に示すように、凹凸構造１３０は、皮膚１から排出される汗が突出部１３３同士の間に染み込んで電極１２０に触れるように、突出部１３３の高さｈが形成できる。突出部１３３の高さｈが十分に低い場合、皮膚１から排出される汗は、突出部１３３の側面だけでなく、電極１２０の面にも接触し、皮膚−電極接触面ＣＳの面積が広くなって皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔが急激に低くなるので、皮膚伝導度測定センサーの敏感度が高くなる。
【００５６】
また、皮膚１から排出される汗が突出部１３３同士の間に毛細管現象によって染み込むように、突出部１３３同士間の間隔が形成できる。このような場合、皮膚１から少量の汗が排出されても、毛細管現象により突出部１３３同士の間に汗が染み込んで皮膚−電極接触面ＣＳの面積が広くなり、皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔが急激に低くなるので、皮膚伝導度測定センサーの敏感度が高くなる。
【００５７】
図１０は図４の測定領域Ａｓ全体に形成された凹凸構造１３０を示す図、図１１は図１０の（ａ）におけるＡ−Ａ’に沿った断面図である。
図１０及び図１１に示すように、凹凸構造１３０は、第１電極１２１及び第２電極１２２の測定領域Ａｓに形成され、第１電極１２１と第２電極１２２の測定領域Ａｓ同士の間のベース基板１１０上にも形成される。すなわち、第１電極１２１と第２電極１２２との間にも突出部１３３が形成されるのである。
【００５８】
図１１の（ａ）に示すように、第１電極１２１と第２電極１２２との間のベース基板１１０上に形成された突出部１３３bは、上端が電極１２０上に形成された突出部１３３aの上端と同一線上に位置するように形成される。図１１の（ｂ）に示すように、皮膚１から汗ＳＷが排出されると、ベース基板１１０上に形成された突出部１３３b同士の間に汗ＳＷが染み込み、ベース基板１１０上に形成された突出部１３３bと汗ＳＷによって連結された経路Ｒｓｗを形成する。このような経路Ｒｓｗは、第１電極１２１と第２電極１２２との間を連結して、電気信号が皮膚１の内部を通過せずに皮膚１の表面に沿って伝達できる。
【００５９】
また、ベース基板１１０上に形成された突出部１３３bと汗ＳＷによって第１電極１２１と第２電極１２２との間が連結されなくても、電気信号が、ベース基板１１０上に形成された突出部１３３bと汗ＳＷによって形成された経路に沿って皮膚１の内部を最小限に通過することができる。
【００６０】
したがって、第１電極１２１と第２電極１２２との間のベース基板１１０に形成される突出部１３３bに汗ＳＷが染み込むことにより、皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔが急激に減少して、皮膚伝導度測定センサーの敏感度が増加する。
【００６１】
図１２は図４に示された皮膚伝導度測定センサーに形成された複数の貫通孔１４０を示す断面図である。図１２に示すように、複数の貫通孔１４０は、ベース基板１１０面に対して垂直方向に、ベース基板１１０、電極１２０及び凹凸構造１３０を貫通して形成される。皮膚伝導度測定センサーが皮膚１の面を覆っても、貫通孔１４０を介して空気が流動して皮膚１の面と突出部１３３との間に染み込んだ汗ＳＷが蒸発することができる。
【００６２】
ストレスの正確な測定のために、ストレスを受けて皮膚１から汗ＳＷが排出された後、排出された汗ＳＷがそのまま突出部１３３同士の間にあれば、次のストレスにより排出される汗ＳＷによる皮膚−電極間の接触抵抗Ｒｃｔを測定することができない。したがって、皮膚伝導度測定センサーを皮膚１に装着し続けても、皮膚伝導度測定センサーに形成された貫通孔１４０を介して汗ＳＷが空気中に排出されるので、持続的なストレス測定が可能である。
【００６３】
本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーは、皮膚１に密着するために柔軟な材質で形成されたベース基板１１０上に形成される電極１２０に凹凸構造１３０が形成されることにより、皮膚１から排出される汗ＳＷによって皮膚１と電極１２０との間の電気的接触面積ＣＳが増加して皮膚−電極の接触抵抗Ｒｃｔが急激に減少することを測定することができるので、皮膚電気活動を効果的に測定することができるという利点がある。
【００６４】
また、電極１２０が第１電極１２１と第２電極１２２を含み、凹凸構造１３０が第１電極１２１と第２電極１２２上に形成され、第１電極１２１と第２電極１２２との間のベース基板１１０上にも形成されることにより、第１電極１２１と第２電極１２２との間を通過する電気信号が皮膚の内部だけでなく、皮膚１から排出される汗ＳＷと凹凸構造１３０を介して伝達できるので、皮膚電気活動を効果的に測定することができるという利点がある。
【００６５】
また、ベース基板１１０面に対して垂直方向に、ベース基板１１０、電極１２０及び凹凸構造１３０を貫通する複数の貫通孔１４０が形成されることにより、皮膚１から排出された汗ＳＷが貫通孔１４０を介して流動する空気に沿って迅速に蒸発するので、皮膚電気活動を測定するにあたり、汗が凹凸構造１３０の間に累積して発生する測定エラーを除去することができるという利点がある。
【００６６】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法を説明する。
【００６７】
図１３は本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法で電極１２０を形成する段階を示す断面図、図１４は本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法で凹凸構造１３０を形成する段階を示す断面図、図１５は本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法で貫通孔１４０を形成する段階を示す断面図である。図１３乃至図１５は図４のＡ−Ａ’に沿った断面を示す図である。
【００６８】
本発明の一実施例に係る皮膚伝導度測定センサーの製造方法は、キャリア基板１５０上にベース基板１１０を準備する段階と、前記ベース基板１１０上に伝導性物質を形成し、パターニングして電極１２０を形成する段階と、皮膚１から排出される汗ＳＷにより前記皮膚との電気的接触面積ＣＳが増加するように、前記電極１２０上に凹凸構造１３０を形成する段階と、前記キャリア基板１５０を除去する段階とを含んでなる。
図１３の（ａ）に示すように、まず、キャリア基板１５０上にベース基板１１０を位置させる。キャリア基板１５０は、製造工程上でベース基板１１０を支持する役割を果たす。
次に、図１３の（ｂ）に示すように、ベース基板１１０上に電極１２０を形成するために伝導性物質を形成する。例えば、伝導性物質は、金属層であって、Ｔｉ層１２０aがベース基板１１０上に約３００Åの厚さに形成され、Ｔｉ層上にＡｕ層１２０bが約１０００Åの厚さに形成され得る。
【００６９】
次に、図１３の（ｃ）に示すように、フォトレジストＰＲとエッチングなどの半導体製造工程を用いて電極１２０をパターニングする。このとき、電極１２０は、図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように形成できる。
【００７０】
次に、図１４の（ａ）に示すように、ベース基板１１０と電極１２０上にシード層１３５をさらに形成する。シード層１３５は、電極１２０またはベース基板１１０上に凹凸構造１３０を形成する前に形成され、凹凸構造１３０が電極１２０またはベース基板１１０によく形成されるようにする。例えば、シード層１３５は、Ｔｉ層１３５aがベース基板１１０上に約３００Åの厚さに形成され、Ｔｉ層上にＡｕ層１３５bが約５００Åの厚さに形成され得る。
【００７１】
次に、図１４の（ｂ）に示すように、シード層１３５上にフォトレジストＰＲを形成し、突出部１３３が形成されるべき部分をパターニングする。フォトレジストＰＲは、突出部１３３が電極１２０上にのみ形成されるようにパターニングでき、電極１２０及びベース基板１１０上に突出部１３３が形成されるようにパターニングできる。パターニングされたフォトレジストＰＲをマスクとして用いてＡｕなどの金属をメッキまたは蒸着することにより、電極またはベース基板１１０上に凹凸構造１３０を形成する。
【００７２】
次に、図１４の（ｃ）に示すように、フォトレジストを除去し、突出部１３３が形成されていないシード層１３５を除去し、キャリア基板１５０を除去する段階を行うことにより、皮膚伝導度測定センサーを製造する。
【００７３】
次に、凹凸構造１３０を形成する段階の後に、ベース基板１１０面に対して垂直方向に、ベース基板１１０、電極１２０及び凹凸構造１３０を貫通する複数の貫通孔１４０を形成する段階をさらに含むことができる。貫通ホール１４０を形成する段階は、ベース基板１１０上に電極１２０と凹凸構造１３０が形成された後で行われるので、貫通孔１４０を簡便に形成することができる。
【００７４】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。当該分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【００７５】
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【符号の説明】
【００７６】
１１０    ベース基板
１２０    電極
１２１    第１電極
１２２    第２電極
１２０c    第１枝部
１２０d    第２枝部
１２０e    測定ポイント
１３０    凹凸構造
１３１    白金黒層
１３２    ピラー構造
１３３    突出部
１３５    シード層
１４０    貫通孔
１５０    キャリア基板
【図１】
2018110860.tif 000006
【図２】
2018110860.tif 000007
【図３】
2018110860.tif 000008
【図４】
2018110860.tif 000009
【図５】
2018110860.tif 000010
【図６】
2018110860.tif 000011
【図７】
2018110860.tif 000012
【図８】
2018110860.tif 000013
【図９】
2018110860.tif 000014
【図１０】
2018110860.tif 000015
【図１１】
2018110860.tif 000016
【図１２】
2018110860.tif 000017
【図１３】
2018110860.tif 000018
【図１４】
2018110860.tif 000019
【図１５】
2018110860.tif 000020