(57)【要約】  本発明の機能性素子４０Ａは、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなる。温度センサ１Ａは、機能性素子４０Ａを含み温度変化に応じて物性が変化する温度センサ本体１０Ａを備える。
2018043346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなることを特徴とする機能性素子。
【請求項２】
請求項１に記載の機能性素子を含み温度変化に応じて物性が変化する温度センサ本体、を備えることを特徴とする温度センサ。
【請求項３】
前記温度センサ本体は、前記機能性素子からなり、
この機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる成形体であることを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記温度センサ本体は、前記機能性素子からなり、
この機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる薄膜であり、
この薄膜は、基板上に形成されることを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記温度センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、樹脂からなり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記温度センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、フィルムであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記温度センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、織布又は不織布からなるシートであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記温度センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、液体又はゲルであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
【請求項９】
請求項１に記載の機能性素子と、
前記機能性素子の表面の少なくとも一部に配置される電極と、
前記機能性素子と前記電極との間に介在し、前記機能性素子と前記電極との間で生じる熱応力を緩和する熱応力緩和層と、
を備えることを特徴とする温度センサ。
【請求項１０】
さらに基板を備え、
前記基板は、前記電極の表面又は前記電極が形成されずに露出した前記機能性素子の表面と積層されることを特徴とする請求項９に記載の温度センサ。
【請求項１１】
前記機能性素子の熱膨張係数をＣＴＥＡ［１／Ｋ］、前記電極の熱膨張係数をＣＴＥＢ［１／Ｋ］、前記熱応力緩和層の熱膨張係数をＣＴＥＣ［１／Ｋ］としたとき、ＣＴＥＡ、ＣＴＥＢ及びＣＴＥＣは、下記式（１）
ＣＴＥＢ≦ＣＴＥＣ≦ＣＴＥＡ      （１）
を満たすことを特徴とする請求項９又は１０に記載の温度センサ。
【請求項１２】
前記熱応力緩和層は、金属、導電性酸化物、カーボン材料及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項１３】
前記熱応力緩和層は、前記機能性素子と電極との界面に複数個介在することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項１４】
基板と、
前記基板に積層され、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなる機能性素子と、
を備え、
前記基板は、前記機能性素子との積層方向の厚みが小さい薄膜状の基板薄膜部を有することを特徴とする温度センサ。
【請求項１５】
さらに電極を備え、
前記電極は、前記機能性素子の表面に２個以上設けられることを特徴とする請求項１４に記載の温度センサ。
【請求項１６】
さらに電極を備え、
前記電極は、前記機能性素子の表面に１個以上設けられ、かつ、前記基板と前記機能性素子との界面に１個以上設けられることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の温度センサ。
【請求項１７】
前記基板は、半導体、ＳＯＩ、酸化物、金属及びポリイミド樹脂からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項１８】
前記電極は、金属、導電性酸化物、カーボン及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度変化に応じて物性が変化する機能性素子及び温度センサに関する。【０００２】
また、本発明は、温度変化、圧力変化等に応じて物性が変化するセンサ、温度変化に応じて物性が変化する温度センサ、及び圧力変化に応じて物性が変化する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、発熱部の温度を計測するために、顔料の色調変化を利用した示温塗料や、ゼーベック効果を利用した熱電対といった機能性素子が用いられてきた。示温塗料によれば、顔料の色調変化により対象物の温度を計測することができる。また、熱電対によれば、ゼーベック効果を利用して電気的計測を行うことにより、対象物の温度を計測することができる。これらの技術は、例えば、非特許文献１や２に開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】武内 敏、「示温塗料の現状と将来」、色材協会誌、一般社団法人色材協会、日本、１９７８年、第５１巻、第６号、ｐ．３７１−３７８
【非特許文献２】芝 亀吉、上田 政文、八木 康男、「熱電抵抗温度計」、応用物理、社団法人応用物理学会、日本、１９７７年、第４６巻、第１０号、ｐ．１００４−１００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高温測定ができる示温塗料は一般的に高価である。また、熱電対では、計測温度範囲によって白金やロジウムといった貴金属を使用する必要があり、この場合、熱電対が高価になる。このように、従来の、示温塗料を用いる温度計や、貴金属を含む熱電対を用いる温度計は、高価であるという第１の課題があった。【０００６】
近年、本願の発明者は、上記第１の課題に鑑み、ナノ粒子化した五酸化三チタンを用い、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子と、この機能性素子を用いた安価な温度センサを提案した。【０００７】
ところで、一般的な五酸化三チタンは、低温領域でβ相五酸化三チタン、高温領域でλ相五酸化三チタンの結晶構造を示し、温度変化によりこれらの結晶構造の変化を繰り返す。ところが、近年、所定粒径にナノ粒子化した五酸化三チタンでは、高温領域で生成されたλ相五酸化三チタンの結晶構造が、冷却後もλ相五酸化三チタンのまま維持されることが分かってきた。さらに、本願の発明者は、所定粒径にナノ粒子化した五酸化三チタンを３５０℃以上に加熱すると、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶形態に変化し、冷却後も二酸化チタンのまま維持されることを世界で初めて見出した。【０００８】
上記β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、それぞれ色や電気伝導度等の物性が異なる。このため、本願の発明者は、上記ナノ粒子化した五酸化三チタンを温度センサの本体である機能性素子として用い、熱履歴後の機能性素子の色や電気伝導度等を測定することで、その結晶形態をとり得る最高温度を測定可能な温度センサを提案した。この温度センサは、電気伝導度の測定するタイプのものである場合、機能性素子に２個以上の電極を設けたものになる。【０００９】
この温度センサの第１の例を図１５に示す。図１５に示す温度センサ１００ＢＡは、上記のナノ粒子化した五酸化三チタンからなる機能性素子４０Ｂと、この機能性素子４０Ｂを挟み込むように配置された２個の電極７０Ｂ、７０Ｂとを有する。機能性素子４０Ｂは、例えば、ナノ粒子化した五酸化三チタンの圧紛体である。機能性素子４０Ｂの形状は、例えば、図１６に示す機能性素子４０ＢＡのような円柱状や、図１７に示す機能性素子４０ＢＢのような矩形板状とする。また、電極７０Ｂは、例えば、金属、導電性酸化物、導電性高分子、炭素系材料等である。【００１０】
また、図１８は、温度センサの第２の例を示す模式的な断面図である。図１８に示す温度センサ１００ＢＢは、上記機能性素子４０Ｂと、この機能性素子４０Ｂの同一表面上に配置された２個の電極７０Ｂ、７０Ｂとを有する。【００１１】
さらに、上記温度センサの第３の例を図２７に示す。図２７に示す温度センサ１００ＣＡは、基板１５０と、この基板１５０に積層され、上記のナノ粒子化した五酸化三チタンからなる機能性素子４０Ｃとを有する。機能性素子４０Ｃは、例えば、ナノ粒子化した五酸化三チタンの圧紛体である。機能性素子４０Ｃの形状は、例えば、図２８に示す機能性素子４０ＣＡのような円柱状や、図２９に示す機能性素子４０ＣＢのような矩形板状とする。【００１２】
なお、図１６に示す機能性素子４０ＢＡと図２８に示す機能性素子４０ＣＡとは、五酸化三チタンのナノ粒子の性状等が同一であってもよいし異なっていてもよいため、異なる符号で示した。また、図１７に示す機能性素子４０ＢＢと図２９に示す機能性素子４０ＣＢとは、五酸化三チタンのナノ粒子の性状等が同一であってもよいし異なっていてもよいため、異なる符号で示した。【００１３】
また、図３０は、温度センサの第４の例を示す模式的な断面図である。図３０に示す温度センサ１００ＣＢは、基板１５０と、この基板１５０に積層される上記機能性素子４０Ｃと、この機能性素子４０Ｃの同一表面上に配置された２個の電極７０Ｃ、７０Ｃとを有する。電極７０Ｃは、例えば、金属、導電性酸化物、導電性高分子、炭素系材料等である。【００１４】
さらに、図３１は、温度センサの第５の例を示す模式的な断面図である。図３１に示す温度センサ１００ＣＣは、基板１５０と、この基板１５０に積層される上記機能性素子４０Ｃと、この機能性素子４０Ｃの表面上に配置された電極７０Ｃと、基板１５０と機能性素子４０Ｃとの界面に設けられた電極７０Ｃとを有する。【００１５】
しかしながら、図１５や図１８に示す温度センサ１００ＢＡ及び１００ＢＢに用いられる、五酸化三チタンからなる機能性素子４０Ｂと、金属等からなる電極７０Ｂとは、通常、熱膨張係数に大きな差異がある。このため、これらの温度センサを熱膨張の大きな環境下で使用した場合、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの剥離や、機能性素子４０Ｂや電極７０Ｂへのクラックが生じる可能性があるという第２の課題があった。【００１６】
また、温度センサ１００ＣＡ、１００ＣＢ及び１００ＣＣに用いられる、基板１５０と、五酸化三チタンからなる機能性素子４０Ｃとは、通常、熱膨張係数に大きな差異がある。このため、これらの温度センサを熱膨張の大きな環境下で使用した場合、基板１５０と機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃとの剥離、機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃへのクラックの発生等が生じる可能性があるという第３の課題があった。【００１７】
本発明は、上記第１の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子、及びこの機能性素子を用いた安価な温度センサを提供することを目的とする。【００１８】
また、本発明は、上記第２の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、機能性素子と電極との剥離の発生及び機能性素子や電極へのクラックの発生を防止する、安価な温度センサを提供することを目的とする。【００１９】
さらに、本発明は、上記第３の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、基板と機能性素子や電極との剥離の発生、及び機能性素子や電極へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な温度センサ、圧力センサ等のセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記第１の課題を解決するために、本発明の態様に係る機能性素子は、機能性酸化チタンからなる。この機能性酸化チタンは、（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有する。この機能性酸化チタンは、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する。【００２１】
また、本発明の態様に係る温度センサは、前記機能性素子を含み温度変化に応じて物性が変化する温度センサ本体、を備える。【００２２】
上記第２の課題を解決するために、本発明の態様に係る温度センサは、前記機能性素子と、前記機能性素子の表面の少なくとも一部に配置される電極と、前記機能性素子と前記電極との間に介在し、前記機能性素子と前記電極との間で生じる熱応力を緩和する熱応力緩和層と、を備える。【００２３】
上記第３の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る温度センサは、基板と、前記基板に積層され、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなる機能性素子と、を備え、前記基板は、前記機能性素子との積層方向の厚みが小さい薄膜状の基板薄膜部を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態に係る温度センサ及び機能性素子を示す模式的な斜視図である。
【図２】第２の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。
【図３】図３（ａ）は第３の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った模式的な断面図である。
【図４】図４（ａ）は第４の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った模式的な断面図である。
【図５】図５（ａ）は第５の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った模式的な断面図である。
【図６】図６（ａ）は第６の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図６（ｂ）は図６（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った模式的な断面図である。
【図７】図７（ａ）は第７の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った模式的な断面図である。
【図８】図８（ａ）は第８の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った模式的な断面図である。
【図９】第９の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。
【図１０】第１０の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。
【図１１】第１１の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図１２】第１２の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図１３】第１３の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。
【図１４】Ｘ線回折分析結果を示す図である。
【図１５】従来の温度センサの一例を示す模式的な断面図である。
【図１６】機能性素子の一例を示す模式的な斜視図である。
【図１７】機能性素子の他の一例を示す模式的な斜視図である。
【図１８】従来の温度センサの他の一例を示す模式的な断面図である。
【図１９】第１４の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図２０】第１５の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図２１】第１６の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図２２】第１７の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図２３】第１８の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図２４】第１９の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図２５】第２０の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図２６】第２１の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図２７】従来の温度センサの一例を示す模式的な断面図である。
【図２８】機能性素子の一例を示す模式的な斜視図である。
【図２９】機能性素子の他の一例を示す模式的な斜視図である。
【図３０】従来の温度センサの他の一例を示す模式的な断面図である。
【図３１】従来の温度センサのさらに他の一例を示す模式的な断面図である。
【図３２】第２２の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図３３】第２３の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【図３４】第２４の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１の温度センサ］
以下、本実施形態に係る機能性素子及びこの機能性素子を含む温度センサについて、図面を参照して説明する。はじめに、第１の温度センサについて説明する。
【００２６】
［温度センサ］
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図１に示す温度センサ１ＡＡ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＡ（１０Ａ）、を備える。なお、温度センサ１ＡＡは、図１に示す温度センサ本体１０ＡＡを少なくとも備えるものであればよく、図示しない周辺部材を備えていてもよい。また、後述の第２〜第１３の実施形態に係る温度センサ１ＡＢ〜１ＡＭも、第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡと同様に、温度センサ本体１０ＡＢ〜１０ＡＭを備える。
【００２７】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＡは、機能性素子４０Ａを含み温度変化に応じて物性が変化する部材である。図１に示す温度センサ本体１０ＡＡは、機能性素子４０ＡＡ（４０Ａ）からなり、機能性素子４０ＡＡ以外の材質を実質的に含まない。なお、例えば、後述の第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣでは、温度センサ本体１０Ａが、機能性素子４０Ａ以外の材質である母材３０を含む。
【００２８】
［機能性素子］
機能性素子４０Ａとは、温度変化に応じて物性が変化する素子である。具体的には、機能性素子４０Ａとは、温度変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って物性が変化する機能性酸化チタンからなる素子である。この温度変化に応じて変化する物性としては、例えば電気伝導度及び色の１種以上が挙げられる。
【００２９】
機能性素子４０Ａの材質である機能性酸化チタンについて説明する。機能性酸化チタンは、通常、４５０℃以下でβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有する。そして、機能性酸化チタンは、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する。
【００３０】
機能性酸化チタンについて具体的に説明する。なお、以下の説明において、機能性酸化チタンを構成する結晶粒は、１９０℃以上の加熱履歴がないものとして説明する。機能性酸化チタンは、低温領域から高温領域にかけて、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの３種の形態をとり得る。
【００３１】
具体的には、機能性酸化チタンは、１９０℃未満で、通常、β相五酸化三チタンの結晶粒のみを有する。β相五酸化三チタンからなる機能性酸化チタンは、通常、β相五酸化三チタンの結晶粒の多結晶体である。また、機能性酸化チタンを構成する多数個のβ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、１９０℃以上３５０℃未満に加熱されると、相転移して、λ相五酸化三チタンの結晶粒となる。
【００３２】
また、機能性酸化チタンを構成する多数個のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、３５０℃以上４５０℃以下に加熱されると、結晶の組成が変化して、二酸化チタンの結晶粒となる。
【００３３】
なお、機能性酸化チタンを構成する多数のλ相五酸化三チタンの結晶粒の全てが二酸化チタンの結晶粒に変化する温度は、概ね５５０℃以上である。機能性酸化チタンは、５５０℃以上に加熱されると、通常、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒のみを有するものとなる。
【００３４】
機能性酸化チタンは、上記のように、温度領域により安定な結晶構造が異なり、一旦加熱すると、加熱時に生成した結晶粒の結晶構造を冷却した後にも維持する性質を有する。例えば、機能性酸化チタンが、一旦高温領域まで加熱されて、機能性酸化チタンを構成する結晶粒中に二酸化チタンの結晶粒が形成されると、機能性酸化チタンを室温まで冷却しても生成した二酸化チタンの組成がそのまま維持される。また、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ａは、通常、室温下で取り扱われ、高温下に置かれたときの最高温度を計測するという使用方法が一般的である。このため、以下の説明では、機能性酸化チタンが、１９０℃以上の加熱履歴がなく、β相五酸化三チタンのみからなるものとして説明する。
【００３５】
上記のように、機能性素子４０Ａの材質である機能性酸化チタンは、１９０℃未満で、通常、β相五酸化三チタンの結晶粒のみを有する。このβ相五酸化三チタンの組成を有する機能性酸化チタンは、機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位が、ナノ粒子である結晶粒からなる。ここで、機能性酸化チタンとしての機能とは、機能性酸化チタンが、加熱前と異なる結晶構造の結晶粒を加熱時に生成し、かつ、この結晶構造の結晶粒が機能性酸化チタンの冷却後にも維持される機能、を意味する。
【００３６】
β相五酸化三チタンの組成を有する機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径（メジアン径）は、通常１〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜２０ｎｍである。β相五酸化三チタンの組成を有する機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径が上記範囲内にあると、機能性酸化チタンが、上記機能性酸化チタンとしての機能を有する。すなわち、機能性酸化チタンが、加熱前と異なる結晶構造の結晶粒を加熱時に生成し、かつ、この結晶構造の結晶粒が機能性酸化チタンの冷却後にも維持される機能を有する。このため、機能性酸化チタンは、加熱履歴の最高温度を冷却後に知ることができる温度センサ用として好適である。なお、機能性酸化チタンの結晶粒のサイズは、機能性酸化チタンの加熱前後で変わっていてもよい。
【００３７】
機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位は、平均粒径が上記範囲内にある結晶粒である。しかし、ナノ粒子の結晶粒は取り扱いが困難であるため、機能性酸化チタンとしては、ナノ粒子の結晶粒の多結晶体が用いられることが好ましい。このナノ粒子の結晶粒の多結晶体は、その形状について特に限定されないが、例えば、粒状のものが用いられる。この粒状の結晶粒の多結晶体の大きさは、例えば、平均粒径（メジアン径）が、通常５０ｎｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは３μｍ〜８μｍである。粒状の結晶粒の多結晶体の平均粒径（メジアン径）が、上記範囲内にあると、取扱いが容易である。
【００３８】
また、この粒状の結晶粒の多結晶体等の機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体は、このまま用いることもできるが、結晶粒の多結晶体を押し固めた圧粉体等、の結晶粒の多結晶体の成形体としたり、母材３０中に含ませたりすることができる。成形体は、型を用いて作製した成型体であってもよい。本第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの温度センサ本体１０ＡＡの機能性素子４０ＡＡは、機能性酸化チタンからなる成形体であり、具体的には、機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体を押し固めた圧粉体である。
【００３９】
なお、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさは、加熱によりβ相五酸化三チタンからλ相五酸化三チタンに相転移しても実質的に変化しないと考えられる。このため、上記、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさは、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさとみなすことができる。
【００４０】
一方、結晶粒がナノ粒子でない多結晶体からなる五酸化三チタンや、五酸化三チタンの単結晶体等の、通常の五酸化三チタンは、機能性酸化チタンと異なり、加熱時に生成した結晶粒の結晶構造を冷却した後に維持する性質を有さない。この理由は、通常の五酸化三チタンでは、結晶粒における、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン、及び二酸化チタン間の結晶構造の変化が可逆的かつ容易に行われるためであると推測される。このため、通常の五酸化三チタンは、加熱履歴の最高温度を冷却後に知ることができる温度センサ用として好適な材料でない。
【００４１】
機能性酸化チタンを構成する多数個のβ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、１９０℃以上３５０℃未満に加熱されると、相転移して、λ相五酸化三チタンの結晶粒となる。なお、１９０℃以上３５０℃未満の温度領域では、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のβ相五酸化三チタンからλ相五酸化三チタンへの相転移のタイミングにばらつきが生じる。このため、機能性酸化チタンは、１９０℃以上３５０℃未満に加熱されると、通常、λ相五酸化三チタンの結晶粒を主として有し、β相五酸化三チタンの結晶粒も共に有するものとなる。
【００４２】
機能性酸化チタンを構成する多数個のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、３５０℃以上４５０℃以下に加熱されると、結晶の組成が変化して、二酸化チタンの結晶粒となる。ここで、二酸化チタン（ＴｉＯ２）とは、ルチル、アナターゼ、及びブルカイトを含む概念である。なお、３５０℃以上４５０℃以下の温度領域では、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のλ相五酸化三チタンから二酸化チタンへの結晶組成の変化のタイミングに、ばらつきが生じる。このため、機能性酸化チタンは、３５０℃以上４５０℃以下に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒を主として有し、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの結晶粒も共に有するものとなる。
【００４３】
なお、機能性酸化チタンがλ相五酸化三チタンの結晶粒を主として有しβ相五酸化三チタンの結晶粒も共に有する場合に、機能性酸化チタンが３５０℃以上４５０℃以下に加熱されるときも、機能性酸化チタン中で二酸化チタンの結晶粒が生成される。具体的には、β相五酸化三チタンの結晶粒は、加熱により、相転移してλ相五酸化三チタンの結晶粒となった後に、さらに二酸化チタンの結晶粒に変化する。
【００４４】
上記のように、機能性酸化チタンを構成する多数のλ相五酸化三チタンの結晶粒の全てが二酸化チタンの結晶粒に変化する温度は、概ね５５０℃以上である。このため、機能性酸化チタンのλ相五酸化三チタンの結晶粒は、４５０℃を超え５５０℃未満に加熱されると、原則、結晶組成が変わってほとんどが二酸化チタンの結晶粒になる。しかし、４５０℃を超え５５０℃未満の温度領域では、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のλ相五酸化三チタンから二酸化チタンへの結晶組成の変化のタイミングにばらつきが生じる。このため、機能性酸化チタンは、４５０℃を超え５５０℃未満に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒を主として有し、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの結晶粒も微量ながら共に有するものとなる。
【００４５】
機能性酸化チタンは、５５０℃以上に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒のみを有するものとなる。機能性酸化チタンは、５５０℃以上に加熱されると、λ相五酸化三チタンやβ相五酸化三チタンの結晶粒は、実質的になくなる。
【００４６】
機能性酸化チタンは、上記のように、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、及び３５０℃以上４５０℃以下の温度領域において、β相五酸化三チタンの結晶粒及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の１種以上の結晶粒を有し得る。一方で、機能性酸化チタンは、４５０℃を超え５５０℃未満の温度領域において、β相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンの結晶粒は、実質的に存在しない。このため、機能性酸化チタンは、実質的に、４５０℃以下でβ相五酸化三チタンの結晶粒及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の１種以上の結晶粒を有するということができる。
【００４７】
［機能性素子の一般的作用］
機能性素子４０Ａを構成する機能性酸化チタンでは、機能性酸化チタンの加熱により機能性酸化チタンを構成する結晶粒の結晶構造が変化したとき、この変化後の結晶粒の結晶構造が機能性酸化チタンの冷却後においても維持される。
【００４８】
例えば、室温の機能性酸化チタンが１９０℃以上３５０℃未満に加熱される場合は、機能性酸化チタンを構成する多数個の結晶粒の少なくとも一部が、加熱時にβ相五酸化三チタンからλ相五酸化三チタンに変化する。そして、この加熱時に生成されたλ相五酸化三チタンの結晶粒は、機能性酸化チタンの室温への冷却後も、機能性酸化チタン中にλ相五酸化三チタンの結晶粒のまま維持される。
【００４９】
また、室温の機能性酸化チタンが３５０℃以上４５０℃以下に加熱される場合は、機能性酸化チタンを構成する多数個の結晶粒の少なくとも一部が、加熱時にλ相五酸化三チタンやβ相五酸化三チタンから二酸化チタンに変化する。なお、β相五酸化三チタンの結晶粒は、相転移してλ相五酸化三チタンの結晶粒となった後に、二酸化チタンに変化する。この加熱時に生成された二酸化チタンの結晶粒は、機能性酸化チタンの室温への冷却後も、機能性酸化チタン中に二酸化チタンの結晶粒のまま維持される。
【００５０】
さらに、室温の機能性酸化チタンが４５０℃を超え５５０℃未満に加熱される場合は、機能性酸化チタンを構成する多数個の結晶粒の多くが、二酸化チタンの結晶粒に変化する。この加熱時に生成された二酸化チタンの結晶粒は、機能性酸化チタンの室温への冷却後も、機能性酸化チタン中に二酸化チタンの結晶粒のまま維持される。
【００５１】
また、室温の機能性酸化チタンが５５０℃以上に加熱される場合は、機能性酸化チタンを構成する多数個の結晶粒の実質的に全てが、二酸化チタンの結晶粒に変化する。この加熱時に生成された二酸化チタンの結晶粒は、機能性酸化チタンの室温への冷却後も、機能性酸化チタン中に二酸化チタンの結晶粒のまま維持される。
【００５２】
上記のβ相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、物性が異なる。例えば、物性として色に着目すると、β相五酸化三チタンは赤色、λ相五酸化三チタンは青色、及び二酸化チタンは白色、という色の相違がある。このため、機能性素子４０Ａの色が赤色、青色、又は白色であれば、機能性素子４０が、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域の温度であったことが分かる。このため、機能性素子４０Ａを温度センサとして用いることができる。色の評価は、目視又は機能性素子４０Ａの吸収スペクトルにより行うことができる。
【００５３】
また、物性として電気伝導度に着目すると、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、それぞれ電気伝導度が異なる。例えば、β相五酸化三チタンは多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンは多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。そして、二酸化チタンは、多くの絶縁体と同様の範囲内の電気伝導度を有する。これらの電気伝導度の違いは、機能性酸化チタンの室温への冷却後も維持される。このため、機能性素子４０Ａの電気伝導度の測定により、機能性素子４０Ａが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域内の温度であったことが分かる。このため、機能性素子４０Ａを温度センサとして用いることができる。
【００５４】
なお、機能性酸化チタンの、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの結晶構造の変化は、機能性酸化チタンの用いられる雰囲気の影響が実質的にない。例えば、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ａは、空気、酸素雰囲気、窒素雰囲気等の雰囲気中で用いることができる。
【００５５】
［機能性素子の具体的作用］
機能性素子４０Ａは、成形体、粒状物等の形態に関わらず、上記の「機能性素子の一般的作用」の作用を発現する。以下では、機能性素子を第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡに用いた場合の機能性素子の具体的作用について説明する。
【００５６】
図１に示す、第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの温度センサ本体１０ＡＡに用いられる機能性素子４０ＡＡは、機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体の圧粉体からなる。この機能性素子４０ＡＡは、例えば、機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体の紛体や粒状物を圧縮して円柱状にすることにより作製される。
【００５７】
この機能性素子４０ＡＡの作用は、上記の機能性素子の一般的作用と同じである。例えば、物性として色に着目すると、β相五酸化三チタンは赤色、λ相五酸化三チタンは青色、及び二酸化チタンは白色、という色の相違がある。このため、機能性素子４０ＡＡの色が赤色、青色、又は白色であれば、機能性素子４０ＡＡが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域の温度であったことが分かる。このため、機能性素子４０ＡＡを温度センサとして用いることができる。
【００５８】
また、物性として電気伝導度に着目すると、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、それぞれ電気伝導度が異なる。このため、機能性素子４０ＡＡの電気伝導度の測定により、機能性素子４０ＡＡが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域内の温度であったことが分かる。このため、機能性素子４０ＡＡを温度センサとして用いることができる。
【００５９】
［温度センサ本体の具体的態様］
図１に示す、第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの温度センサ本体１０ＡＡは、機能性素子４０ＡＡと同一である。
【００６０】
［温度センサ本体の作用］
温度センサ本体１０ＡＡの作用は、機能性素子４０ＡＡの具体的作用と同一であるため、説明を省略する。
【００６１】
［温度センサの具体的態様］
図１に示す、第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡは、温度センサ本体１０ＡＡをそのまま温度センサ１ＡＡとして用いるものである。
【００６２】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＡの作用は、温度センサ本体１０ＡＡの作用と同一であるため、説明を省略する。
【００６３】
＜機能性素子及び温度センサの効果＞
機能性素子４０ＡＡ及び温度センサ１ＡＡによれば、機能性素子４０ＡＡを構成する機能性酸化チタンの結晶粒の結晶構造の変化に伴って物性が変化することを利用して温度を測定することができる。
【００６４】
また、機能性素子４０ＡＡ及び温度センサ１ＡＡによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が可能である。このため、機能性素子４０ＡＡ及び温度センサ１ＡＡによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉や配電盤等での温度測定が可能である。
【００６５】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図２に示す温度センサ１ＡＢ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＢ（１０Ａ）を備える。温度センサ本体１０ＡＢは、機能性素子４０ＡＢ（４０Ａ）からなり、この機能性素子４０ＡＢは、機能性酸化チタンからなる薄膜４０ＡＢになっている。また、薄膜４０ＡＢは、基板５０Ａ上に形成される。換言すれば、温度センサ１ＡＢは、基板５０Ａと、この基板５０Ａ上に形成された機能性素子としての薄膜４０ＡＢと、を備える。
【００６６】
図２に示す第２の実施形態に係る温度センサ１ＡＢは、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡに比較して、温度センサ本体１０ＡＢの形状と、基板５０の有無の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図２に示す第２の実施形態に係る温度センサ１ＡＢと、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【００６７】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの温度センサ本体１０ＡＡと同様に、機能性素子４０ＡＢ（４０Ａ）からなり、機能性素子４０ＡＢ以外の材質を実質的に含まない。機能性素子４０ＡＢは、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの機能性素子４０ＡＡと同じ材質である機能性酸化チタンからなる。ただし、機能性素子４０ＡＢは、基板５０Ａ上に形成される。
【００６８】
機能性素子４０ＡＢは、図１に示す機能性素子４０ＡＡと異なり、機能性酸化チタンの薄膜になっている。薄膜状の機能性素子４０ＡＢによれば、薄膜化によって視認性が向上して目視を容易にすることができ、また吸収スペクトルの評価を容易にすることができる。この薄膜状の機能性素子４０ＡＢは、例えば、スピンコート、ディップコート、スパッタリング、ＣＶＤ、レーザーアプレーション、エアロゾルデポジション法等を用いることにより、基板５０Ａ上に形成される。
【００６９】
基板５０Ａの材質は特に限定されない。基板５０Ａの材質としては、例えば、ガラス；Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ等の半導体；サファイア等の無機酸化物；Ａｌ, Ｃｕ, Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、ＳＵＳ等の金属；ポリイミド樹脂等の樹脂を用いることができる。
【００７０】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＢの作用は、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの作用と同じであるため、説明を省略する。
【００７１】
なお、温度センサ１ＡＢは、基板５０Ａを備える。このため、温度センサ１ＡＢは、機械的強度が高い。また、温度センサ１ＡＢは、基板５０Ａの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することにより、温度センサ１ＡＢの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することができる。
【００７２】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＢによれば、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡと同様の効果を奏する。
【００７３】
また、温度センサ１ＡＢによれば、機能性素子４０ＡＢが薄膜であるため、温度センサ１ＡＡに比較して、視認性が向上する。
【００７４】
さらに、温度センサ１ＡＢは、基板５０Ａを備える。このため、温度センサ１ＡＢによれば、機械的強度が高い。また、温度センサ１ＡＢによれば、基板５０Ａの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することにより、温度センサ１ＡＢの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することができる。
【００７５】
（第３の実施形態）
図３（ａ）は第３の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った模式的な断面図である。図３に示す温度センサ１ＡＣ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＣ（１０Ａ）を備える。この温度センサ本体１０ＡＣは、母材３０ＡＣ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＣ中に含まれる機能性素子４０ＡＣ（４０Ａ）と、を有する。
【００７６】
図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣは、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡに比較して、温度センサ本体１０ＡＣの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣと、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【００７７】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＣは、母材３０ＡＣと、この母材３０ＡＣ中に含まれる機能性素子４０ＡＣと、を有する。図３に示す母材３０ＡＣは板状であるが、母材３０ＡＣの形状は特に限定されない。
【００７８】
温度センサ本体１０ＡＣでは、機能性素子４０ＡＣは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＣになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＣは、機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体の粒状物である。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＣの大きさは、例えば、平均粒径（メジアン径）が、通常１００ｎｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは３μｍ〜８μｍである。粒状の結晶粒の多結晶体の平均粒径（メジアン径）が、上記範囲内にあると、取扱いが容易である。
【００７９】
温度センサ本体１０ＡＣでは、この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＣを固定するため、母材３０ＡＣを用いる。具体的には、母材３０ＡＣは、樹脂からなる。母材３０ＡＣに用いられる樹脂としては、例えば、ポリイミド等の耐熱性樹脂が用いられる。母材３０ＡＣが耐熱性樹脂からなると、耐熱性が高いため、温度センサ１ＡＣを高温下で用いることができる。また、母材３０ＡＣを構成する樹脂は、完全に硬化した硬化物であってもよいし、ゲル状物であってもよい。
【００８０】
図３（ｂ）に示すように、温度センサ本体１０ＡＣでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＣは、分散した状態で、母材３０ＡＣ中に含まれる。温度センサ本体１０ＡＣは、例えば、流動性を有する母材３０ＡＣ中に機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＣを添加、混合して成形することにより得られる。
【００８１】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＣの作用は、温度変化に応じて物性が変化する素子である機能性素子４０Ａの作用が粒子状の機能性素子４０ＡＣにおいて発現する点、及び母材３０ＡＣに基づく作用を発現する点以外は、図１に示す温度センサ１ＡＡの作用と同じである。このため、温度センサ１ＡＣの作用については、説明を省略する。
【００８２】
温度変化に応じて物性が変化する素子である機能性素子４０Ａの作用が、粒子状の機能性素子４０ＡＣにおいて発現する点について簡単に説明する。粒子状の機能性素子４０ＡＣは、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの機能性素子４０ＡＡと同様に、温度変化に応じて物性が変化する。ただし、機能性素子４０ＡＡは、実質的に、母材３０ＡＣ中に含まれているため、母材３０ＡＣを介して、温度計測対象物の熱を受け取ることになる。この母材３０ＡＣを介して、温度計測対象物の熱を受け取る作用以外は、温度センサ１ＡＣの作用は、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの作用と同じである。
【００８３】
なお、温度変化に応じて変化する物性が色である場合は、β相五酸化三チタン等の結晶構造の差異に基づく色の差異が母材３０ＡＣを介して観察又は測定される。また、温度変化に応じて変化する物性が電気伝導度である場合は、β相五酸化三チタン等の結晶構造の差異に基づく電気伝導度の差異が母材３０ＡＣを介して測定される。
【００８４】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＣによれば、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡと同様の効果を奏する。
【００８５】
また、温度センサ１ＡＣは、樹脂からなる母材３０ＡＣを備える。このため、温度センサ１ＡＣによれば、機械的強度が高い。また、温度センサ１ＡＣによれば、母材３０ＡＣの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することにより、温度センサ１ＡＣの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することができる。母材３０ＡＣの熱伝導特性、電気伝導特性等の調整は、母材３０ＡＣの樹脂の材質や機能性素子４０ＡＣに対する母材３０ＡＣ量の調整等により行うことができる。
【００８６】
さらに、温度センサ１ＡＣによれば、少なくとも製造時に流動性を有する樹脂からなる母材３０ＡＣを備える。このため、温度センサ１ＡＣによれば、任意の形状に形成することが容易である。
【００８７】
（第４の実施形態）
図４（ａ）は第４の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った模式的な断面図である。図４に示す温度センサ１ＡＤ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＤ（１０Ａ）を備える。この温度センサ本体１０ＡＤは、母材３０ＡＤ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＤ中に含まれる機能性素子４０ＡＤ（４０Ａ）と、を有する。
【００８８】
図４に示す第４の実施形態に係る温度センサ１ＡＤは、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣに比較して、温度センサ本体１０ＡＤの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図４に示す第４の実施形態に係る温度センサ１ＡＤと、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【００８９】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＤは、母材３０ＡＤと、この母材３０ＡＤ中に含まれる機能性素子４０ＡＤと、を有する。図４に示す母材３０ＡＤは板状であるが、母材３０ＡＤの形状は特に限定されない。
【００９０】
母材３０ＡＤとしては、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣで用いられる母材３０ＡＣと同様の樹脂が用いられる。
【００９１】
温度センサ本体１０ＡＤでは、機能性素子４０ＡＤは、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣで用いられる機能性素子４０ＡＣと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＤになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＤとしては、第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＣと同様のものを用いることができる。
【００９２】
図４（ｂ）に示すように、温度センサ本体１０ＡＤでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＤの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を形成している。すなわち、温度センサ本体１０ＡＤでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＤは、複数個が連結した状態で母材３０ＡＤ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＡＤの連結個数は、特に限定されず、２個以上であればよい。図４（ｂ）では、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＡＤの連結個数が９個の場合を例示した。
【００９３】
図４（ｂ）に示すように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向は、温度センサ本体１０ＡＤの表裏面に垂直な方向になっている。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向がこのような向きに向いていると、温度センサ本体１０ＡＤの表裏面に垂直な方向の熱伝導性や導電性が向上し、裏面の温度変化を迅速に表面側で観測できるため好ましい。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５では、母材３０ＡＤを構成する樹脂よりも熱伝導性及び導電性が高い機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＤが２個以上が連結しているため、粒子４０ＡＤ間の熱伝導性及び導電性が高いためである。
【００９４】
なお、図示しないが、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向が、図４（ｂ）中の左右方向、すなわち温度センサ本体１０ＡＤの表裏面に垂直な方向に直交する方向になるように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を配置することもできる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向がこのような向きに向いていると、温度センサ本体１０ＡＤの表面方向に沿った熱伝導性や導電性が向上し、温度センサ本体１０ＡＤの表面部位による計測のばらつきを抑制することができるため好ましい。
【００９５】
温度センサ本体１０ＡＤは、例えば、流動性を有する母材３０ＡＤ中に機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を投入して成形することにより得られる。
【００９６】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＤの作用は、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣの作用と同じである。なお、温度センサ１ＡＤは温度センサ本体１０ＡＤが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含むため、温度センサ１ＡＣに比較して裏面の温度変化を迅速に表面側で観測することができる。
【００９７】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＤによれば、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣと同様の効果を奏する。
【００９８】
また、温度センサ１ＡＤは、温度センサ本体１０ＡＤが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含む。このため、温度センサ１ＡＤによれば、温度センサ１ＡＣに比較して裏面の温度変化をより迅速に表面側で観測することができる。
【００９９】
（第５の実施形態）
図５（ａ）は第５の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った模式的な断面図である。図５に示す温度センサ１ＡＥ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＥ（１０Ａ）を備える。この温度センサ本体１０ＡＥは、母材３０ＡＥ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＥ中に含まれる機能性素子４０ＡＥ（４０Ａ）と、を有する。
【０１００】
図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥは、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣに比較して、温度センサ本体１０ＡＥの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥと、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１０１】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＥは、母材３０ＡＥと、この母材３０ＡＥ中に含まれる機能性素子４０ＡＥと、を有する。図５に示す母材３０ＡＥは板状であるが、母材３０ＡＥの形状は特に限定されない。
【０１０２】
母材３０ＡＥは、フィルム、すなわち薄膜からなる。ここで、フィルムとは実質的に空隙のない密な構造を有する薄膜を意味する。母材３０ＡＥの厚みは、例えば、１ｍｍ以下、好ましくは１μｍ〜１ｍｍである。また、母材３０ＡＥが樹脂等の軟質材からなる場合、母材３０ＡＥの厚みは、より好ましくは１μｍ以上０．２ｍｍ未満である。また、母材３０ＡＥが金属等の硬質材からなる場合、母材３０ＡＥの厚みは、より好ましくは１μｍ以上０．５ｍｍ未満である。母材３０ＡＥの材質としては特に限定されないが、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、ＳＵＳ等の金属、ポリイミド等の耐熱性樹脂が用いられる。母材３０ＡＥがこれらの材質からなると、耐熱性が高いため、温度センサ１ＡＥを高温下で用いることができる。
【０１０３】
図５（ｂ）に示すように、温度センサ本体１０ＡＥでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＥは、分散した状態で、母材３０ＡＥ中に含まれる。温度センサ本体１０ＡＥは、例えば、流動性を有する母材３０ＡＥ中に機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＥを添加、混合して成形することにより得られる。
【０１０４】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＥの作用は、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣの作用と同じである。なお、温度センサ１ＡＥは母材３０ＡＥの厚さが小さいフィルムであるため、可撓性に優れる。このため、温度センサ１ＡＥを曲面上に貼付又は設置することが容易である。
【０１０５】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＥによれば、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣと同様の効果を奏する。
【０１０６】
また、温度センサ１ＡＥは、母材３０ＡＥの厚さが小さいフィルムであるため、可撓性に優れる。このため、温度センサ１ＡＥによれば、温度センサ１ＡＣに比較して曲面上に貼付又は設置することがより容易である。
【０１０７】
（第６の実施形態）
図６（ａ）は第６の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図６（ｂ）は図６（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った模式的な断面図である。図６に示す温度センサ１ＡＦ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＦ（１０Ａ）を備える。この温度センサ本体１０ＡＦは、母材３０ＡＦ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＦ中に含まれる機能性素子４０ＡＦ（４０Ａ）と、を有する。
【０１０８】
図６に示す第６の実施形態に係る温度センサ１ＡＦは、図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥに比較して、温度センサ本体１０ＡＦの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図６に示す第６の実施形態に係る温度センサ１ＡＦと、図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１０９】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＦは、母材３０ＡＦと、この母材３０ＡＦ中に含まれる機能性素子４０ＡＦと、を有する。図６に示す母材３０ＡＦは板状であるが、母材３０ＡＦの形状は特に限定されない。
【０１１０】
母材３０ＡＦとしては、図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥで用いられる母材３０ＡＥと同様のフィルムが用いられる。
【０１１１】
温度センサ本体１０ＡＦでは、機能性素子４０ＡＦは、図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥで用いられる機能性素子４０ＡＥと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＥになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＥとしては、第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＥと同様のものを用いることができる。
【０１１２】
図６（ｂ）に示すように、温度センサ本体１０ＡＦでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＦの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を形成している。すなわち、温度センサ本体１０ＡＦでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＦは、複数個が連結した状態で母材３０ＡＦ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＡＦの連結個数は、特に限定されず、２個以上であればよい。図６（ｂ）では、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＡＦの連結個数が３個の場合を例示した。
【０１１３】
図６（ｂ）に示すように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向は、温度センサ本体１０ＡＦの表裏面に垂直な方向になっている。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向がこのような向きに向いていると、温度センサ本体１０ＡＦの表裏面に垂直な方向の熱伝導性や導電性が向上し、裏面の温度変化を迅速に表面側で観測できるため好ましい。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５では、母材３０ＡＦを構成する樹脂よりも熱伝導性及び導電性が高い機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＦが２個以上が連結しているため、粒子４０ＡＦ間の熱伝導性及び導電性が高いためである。
【０１１４】
なお、図示しないが、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向が、図６（ｂ）中の左右方向、すなわち温度センサ本体１０ＡＦの表裏面に垂直な方向に直交する方向になるように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を配置することもできる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向がこのような向きに向いていると、温度センサ本体１０ＡＦの表面方向に沿った熱伝導性や導電性が向上し、温度センサ本体１０ＡＦの表面部位による計測のばらつきを抑制することができるため好ましい。
【０１１５】
温度センサ本体１０ＡＦは、例えば、流動性を有する母材３０ＡＦ中に機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を投入して成形することにより得られる。
【０１１６】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＦの作用は、図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥの作用と同じである。なお、温度センサ１ＡＦは温度センサ本体１０ＡＦが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含むため、温度センサ１ＡＥに比較して裏面の温度変化を迅速に表面側で観測することができる。
【０１１７】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＦによれば、図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥと同様の効果を奏する。
【０１１８】
また、温度センサ１ＡＦは、温度センサ本体１０ＡＦが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含む。このため、温度センサ１ＡＦによれば、温度センサ１ＡＥに比較して裏面の温度変化をより迅速に表面側で観測することができる。
【０１１９】
（第７の実施形態）
図７（ａ）は第７の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った模式的な断面図である。図７に示す温度センサ１ＡＧ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＧ（１０Ａ）を備える。この温度センサ本体１０ＡＧは、母材３０ＡＧ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＧ中に含まれる機能性素子４０ＡＧ（４０Ａ）と、を有する。
【０１２０】
図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧは、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣに比較して、温度センサ本体１０ＡＥの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧと、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１２１】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＧは、母材３０ＡＧと、この母材３０ＡＧ中に含まれる機能性素子４０ＡＧと、を有する。
【０１２２】
母材３０ＡＧは、織布又は不織布からなるシートである。本明細書において、シートとは、織布又は不織布を意味する。母材３０ＡＧの材質としては特に限定されないが、例えば、ガラスファイバやカーボンファイバが用いられる。このため、母材３０ＡＧとしては、例えば、ガラスファイバやカーボンファイバの織布、ガラスファイバやカーボンファイバの不織布等が用いられる。母材３０ＡＧがこれらの材質からなると、耐熱性が高いため、温度センサ１ＡＧを高温下で用いることができる。
【０１２３】
図７（ｂ）に示すように、温度センサ本体１０ＡＧでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＧは、分散した状態で、母材３０ＡＧ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＧは、例えば、母材３０ＡＧを構成する繊維間に絡まったり、母材３０ＡＧを構成する繊維に固着したりすることにより、分散した状態で、母材３０ＡＧ中に含まれる。
【０１２４】
温度センサ本体１０ＡＧは、例えば、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＧを含む溶液又はスラリー中に母材３０ＡＧを浸漬した後、引き上げ、母材３０ＡＧを構成する繊維間の空隙中に機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＧを分散して固定させると得られる。
【０１２５】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＧの作用は、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣの作用と同じである。なお、温度センサ１ＡＧは母材３０ＡＧが織布又は不織布からなるシートであるため、可撓性に優れる。このため、温度センサ１ＡＧを曲面上に貼付又は設置することが容易である。
【０１２６】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＧによれば、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣと同様の効果を奏する。
【０１２７】
また、温度センサ１ＡＧは、母材３０ＡＧが織布又は不織布からなるシートであるため、可撓性に優れる。このため、温度センサ１ＡＧによれば、温度センサ１ＡＣに比較して曲面上に貼付又は設置することがより容易である。
【０１２８】
（第８の実施形態）
図８（ａ）は第８の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った模式的な断面図である。図８に示す温度センサ１ＡＨ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＨ（１０Ａ）を備える。この温度センサ本体１０ＡＨは、母材３０ＡＨ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＨ中に含まれる機能性素子４０ＡＨ（４０Ａ）と、を有する。
【０１２９】
図８に示す第８の実施形態に係る温度センサ１ＡＨは、図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧに比較して、温度センサ本体１０ＡＨの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図８に示す第８の実施形態に係る温度センサ１ＡＨと、図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１３０】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＨは、母材３０ＡＨと、この母材３０ＡＨ中に含まれる機能性素子４０ＡＨと、を有する。
【０１３１】
母材３０ＡＨとしては、図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧで用いられる母材３０ＡＧと同様の織布又は不織布からなるシートが用いられる。
【０１３２】
温度センサ本体１０ＡＨでは、機能性素子４０ＡＨは、図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧで用いられる機能性素子４０ＡＧと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＨになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＨとしては、第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＧと同様のものを用いることができる。
【０１３３】
図８（ｂ）に示すように、温度センサ本体１０ＡＨでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＨの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を形成している。すなわち、温度センサ本体１０ＡＨでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＨは、複数個が連結した状態で母材３０ＡＨ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＨが連結して形成された機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５は、例えば、母材３０ＡＨを構成する繊維間に絡まったり、母材３０ＡＨを構成する繊維に固着したりすると、分散した状態で、母材３０ＡＨ中に含まれる。
【０１３４】
機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＡＨの連結個数は、特に限定されず、２個以上であればよい。図８（ｂ）では、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＡＨの連結個数が３個の場合を例示した。
【０１３５】
図８（ｂ）に示すように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向は、温度センサ本体１０ＡＨの表裏面に垂直な方向になっている。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向がこのような向きに向いていると、温度センサ本体１０ＡＨの表裏面に垂直な方向の熱伝導性や導電性が向上し、裏面の温度変化を迅速に表面側で観測できるため好ましい。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５では、母材３０ＡＨを構成する樹脂よりも熱伝導性及び導電性が高い機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＨが２個以上が連結しているため、粒子４０ＡＨ間の熱伝導性及び導電性が高いためである。
【０１３６】
なお、図示しないが、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向が、図８（ｂ）中の左右方向、すなわち温度センサ本体１０ＡＨの表裏面に垂直な方向に直交する方向になるように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を配置することもできる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向がこのような向きに向いていると、温度センサ本体１０ＡＨの表面方向に沿った熱伝導性や導電性が向上し、温度センサ本体１０ＡＨの表面部位による計測のばらつきを抑制することができるため好ましい。
【０１３７】
温度センサ本体１０ＡＨは、例えば、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含む溶液又はスラリー中に母材３０ＡＨを浸漬した後、引き上げ、母材３０ＡＨを構成する繊維間の空隙中に機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を固定させると得られる。
【０１３８】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＨの作用は、図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧの作用と同じである。なお、温度センサ１ＡＨは温度センサ本体１０ＡＨが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含むため、温度センサ１ＡＧに比較して裏面の温度変化を迅速に表面側で観測することができる。
【０１３９】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＨによれば、図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧと同様の効果を奏する。
【０１４０】
また、温度センサ１ＡＨは、温度センサ本体１０ＡＨが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含む。このため、温度センサ１ＡＨによれば、温度センサ１ＡＧに比較して裏面の温度変化をより迅速に表面側で観測することができる。
【０１４１】
（第９の実施形態）
図９は、第９の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図９に示す温度センサ１ＡＩ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＩ（１０Ａ）を備える。この温度センサ本体１０ＡＩは、母材３０ＡＩ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＩ中に含まれる機能性素子４０ＡＩ（４０Ａ）と、を有する。なお、温度センサ本体１０ＡＩは、スラリー状又はゲル状であり、流動性を有するため、容器６０に収容される。このため、温度センサ１ＡＩは、温度センサ本体１０ＡＩと、この温度センサ本体１０ＡＩを収容する容器６０と、を有する。
【０１４２】
図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩは、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣに比較して、温度センサ本体１０ＡＩの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩと、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１４３】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＩは、母材３０ＡＩと、この母材３０ＡＩ中に含まれる機能性素子４０ＡＩと、を有する。
【０１４４】
母材３０ＡＩは、液体又はゲルである。母材３０ＡＩの材質としては特に限定されないが、例えば、公知の、有機溶媒、無機溶媒等が用いられる。無機溶媒としては、例えば、水が用いられる。母材３０ＡＩが有機溶媒や無機溶媒からなると、母材３０ＡＩと機能性素子４０ＡＩとを有するスラリーを温度計測対象物に吹き付けた場合に、母材３０ＡＩが容易に揮発し、機能性素子４０ＡＩのみを温度計測対象物に固着させやすいため好ましい。また、母材３０ＡＩがゲルからなると、母材３０ＡＩと機能性素子４０ＡＩとを有するゲルを温度計測対象物に吹き付けた場合に、ゲル中の機能性素子４０ＡＩが温度計測対象物に付着又は固着しやすい。
【０１４５】
図９に示すように、温度センサ本体１０ＡＩでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＩは、分散した状態で、母材３０ＡＩ中に含まれる。温度センサ本体１０ＡＩは、例えば、母材３０ＡＩ中に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＩを添加して混合することにより得られる。
【０１４６】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＩの作用は、温度計測対象物の温度計測時に温度センサ本体１０ＡＩが母材３０ＡＩを含むか否かにより、作用に差異がある。ここで、温度計測対象物の温度計測時に温度センサ本体１０ＡＩが母材３０ＡＩを含む場合とは、例えば、温度センサ本体１０ＡＩを配管等の温度計測対象物中を流して使用する等の場合である。また、温度計測対象物の温度計測時に温度センサ本体１０ＡＩが母材３０ＡＩを含まない場合とは、例えば、温度センサ本体１０ＡＩを温度計測対象物に吹き付け、母材３０ＡＩを揮発させて、機能性素子４０ＡＩのみを固着させて使用する等の場合である。
【０１４７】
温度計測対象物の温度計測時に温度センサ本体１０ＡＩが母材３０ＡＩを含む場合の温度センサ１ＡＩの作用は、温度計測対象物との間に母材３０Ａが介在することから、実質的に、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣの作用と同じである。このため、この場合の作用の説明を省略する。なお、温度センサ本体１０ＡＩを配管等の温度計測対象物中を流して使用する場合は、配管外部からの計測が困難な場所の温度を計測することができる点で好適である。
【０１４８】
また、温度計測対象物の温度計測時に温度センサ本体１０ＡＩが母材３０ＡＩを含まない場合の温度センサ１ＡＩの作用は、温度計測対象物との間に母材３０Ａが介在しないため、実質的に、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡの作用と同じである。このため、この場合の作用の説明を省略する。なお、温度センサ本体１０ＡＩを温度計測対象物に吹き付け、母材３０ＡＩを揮発させて、機能性素子４０ＡＩのみを固着させて使用する場合は、温度センサ本体１０ＡＩを吹き付けた部分のみの温度を計測することができる点で好適である。
【０１４９】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＩによれば、図１に示す第１の実施形態に係る温度センサ１ＡＡ又は図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣと同様の効果を奏する。
【０１５０】
（第１０の実施形態）
図１０は、第１０の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図１０に示す温度センサ１ＡＪ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＪ（１０Ａ）を備える。この温度センサ本体１０ＡＪは、母材３０ＡＪ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＪ中に含まれる機能性素子４０ＡＪ（４０Ａ）と、を有する。
【０１５１】
図１０に示す第１０の実施形態に係る温度センサ１ＡＪは、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩに比較して、温度センサ本体１０ＡＪの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１０に示す第１０の実施形態に係る温度センサ１ＡＪと、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１５２】
＜温度センサ本体＞
温度センサ本体１０ＡＪは、母材３０ＡＪと、この母材３０ＡＪ中に含まれる機能性素子４０ＡＪと、を有する。
【０１５３】
母材３０ＡＪとしては、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩで用いられる母材３０ＡＩと同様のものが用いられる。
【０１５４】
温度センサ本体１０ＡＪでは、機能性素子４０ＡＪは、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩで用いられる機能性素子４０ＡＩと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＪになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＪとしては、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＩと同様のものを用いることができる。
【０１５５】
図１０に示すように、温度センサ本体１０ＡＪでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＪの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を形成している。すなわち、温度センサ本体１０ＡＪでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＪは、複数個が連結した状態で母材３０ＡＪ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＡＪの連結個数は、特に限定されず、２個以上であればよい。図１０では、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＡＪの連結個数が２個の場合を例示した。
【０１５６】
温度センサ本体１０ＡＪは、例えば、母材３０ＡＪ中に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＪの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を添加して混合することにより得られる。
【０１５７】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＪの作用は、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩの作用と同じである。
【０１５８】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＪによれば、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩと同様の効果を奏する。
【０１５９】
（第１１の実施形態）
図１１は、第１１の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図１１に示す温度センサ１ＡＫ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＫ（１０Ａ）と、温度センサ本体１０ＡＫに接触する電極７０Ａａ、７０Ａｂ（７０Ａ）とを備える。すなわち、温度センサ１ＡＫは、温度センサ本体１０ＡＫと、温度センサ本体１０ＡＫに接触する２個の電極７０Ａａ、７０Ａｂがさらに設けられたものである。
【０１６０】
なお、図１１に示す温度センサ本体１０ＡＫ（１０Ａ）の形状は、特に限定されない。温度センサ本体１０ＡＫ（１０Ａ）の形状は、例えば、図１に示す温度センサ本体１０ＡＡのような円柱状や、図３（ａ）に示す温度センサ本体１０ＡＣのような板状とすることができる。
【０１６１】
図１１に示すように、電極７０Ａａ及び７０Ａｂは、温度センサ本体１０ＡＫを挟み込むように設けられる。電極７０Ａａ及び７０Ａｂは、の形状は、特に限定されない。なお、温度センサ本体１０ＡＫに接触する電極７０Ａは、図示しないが２個以上にすることができる。
【０１６２】
温度センサ１ＡＫを構成する温度センサ本体１０ＡＫとしては特に限定されないが、例えば、上記第１〜第８の実施形態の温度センサ１ＡＡ〜１ＡＨを構成する温度センサ本体１０ＡＡ〜１０ＡＨが用いられる。
【０１６３】
温度センサ１ＡＫを構成する電極７０の材質としては特に限定されないが、例えば、Ａｌ、Ａｇ及びＡｕ等の金属；ＩＴＯ等の導電性酸化物；導電性高分子；グラファイト等の炭素系材料等が用いられる。
【０１６４】
［温度センサの作用］
上記のように、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）、λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）は、それぞれ電気伝導度が異なる。例えば、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）は多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）は多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。そして、二酸化チタン（ＴｉＯ２）は、多くの絶縁体と同様の範囲内の電気伝導度を有する。そして、これらの電気伝導度の違いは、機能性酸化チタンの室温への冷却後も維持される。
【０１６５】
このため、温度センサ１ＡＫは、温度センサ本体１０ＡＫに接触する電極７０Ａａ、７０Ａｂ（７０Ａ）を用いて、温度センサ本体１０ＡＫを構成する機能性素子４０Ａの電気伝導度を測定することにより、温度センサとして機能させることができる。
【０１６６】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＫによれば、電極７０Ａを用いて、温度センサ本体１０ＡＫを構成する機能性素子４０Ａの電気伝導度を測定することにより、図１に示す温度センサ１ＡＡ又は第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣと同様の効果を奏する。
【０１６７】
（第１２の実施形態）
図１２は、第１２の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図１２に示す温度センサ１ＡＬ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＬ（１０）と、温度センサ本体１０ＡＬに接触する電極７０Ａｃ、７０Ａｄ（７０Ａ）とを備える。すなわち、温度センサ１ＡＬは、温度センサ本体１０ＡＬと、温度センサ本体１０ＡＬに接触する２個の電極７０Ａｃ、７０Ａｄがさらに設けられたものである。
【０１６８】
なお、図１２に示す温度センサ本体１０ＡＬ（１０Ａ）の形状は、特に限定されない。温度センサ本体１０ＡＬ（１０Ａ）の形状は、例えば、図１に示す温度センサ本体１０ＡＡのような円柱状や、図３（ａ）に示す温度センサ本体１０ＡＣのような板状とすることができる。
【０１６９】
図１２に示すように、電極７０Ａｃ及び７０Ａｄは、温度センサ本体１０ＡＬを挟み込むように設けられる。電極７０Ａｃ及び７０Ａｄは、の形状は、特に限定されない。なお、温度センサ本体１０ＡＬに接触する電極７０Ａは、図示しないが２個以上にすることができる。
【０１７０】
温度センサ１ＡＬを構成する温度センサ本体１０ＡＬとしては、例えば、上記第１１の実施形態の温度センサ１ＡＫを構成する温度センサ本体１０ＡＫと同じものが用いられる。
【０１７１】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＬの作用は、図１１に示す第１１の実施形態に係る温度センサ１ＡＫの作用と同じである。
【０１７２】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＬによれば、図１１に示す第１１の実施形態に係る温度センサ１ＡＫと同様の効果を奏する。
【０１７３】
（第１３の実施形態）
図１３は、第１３の実施形態に係る温度センサを示す模式的な斜視図である。図１３に示す温度センサ１ＡＭ（１Ａ）は、温度センサ本体１０ＡＭ（１０Ａ）と、温度センサ本体１０ＡＭに接触する電極７０Ａｅ、７０Ａｆ（７０Ａ）とを備える。すなわち、温度センサ１ＡＭは、温度センサ本体１０ＡＭと、温度センサ本体１０ＡＭに接触する２個の電極７０Ａｅ、７０Ａｆがさらに設けられたものである。図１３に示すように、電極７０Ａｅ及び７０Ａｆは、一部が温度センサ本体１０ＡＭ中に浸漬するように設けられる。なお、温度センサ本体１０ＡＭに接触する電極７０Ａは、図示しないが２個以上にすることができる。
【０１７４】
温度センサ本体１０ＡＭは、母材３０ＡＭ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＭ中に含まれる機能性素子４０ＡＭ（４０Ａ）と、を有する。なお、温度センサ本体１０ＡＭは、スラリー状又はゲル状であり、流動性を有するため、容器６０に収容される。このため、温度センサ１ＡＩは、温度センサ本体１０ＡＭと、この温度センサ本体１０ＡＭを収容する容器６０と、を有する。
【０１７５】
図１３に示す第１３の実施形態に係る温度センサ１ＡＭは、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩに、さらに、温度センサ本体１０ＡＭに接触する電極７０Ａｅ、７０Ａｆ（７０Ａ）を備えたものである。温度センサ１ＡＭの構成のうち、電極７０Ａｅ、７０Ａｆ（７０Ａ）以外の構成は、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩと実質的に同じである。このため、電極７０Ａｅ、７０Ａｆ（７０Ａ）以外の構成についての説明を省略する。
【０１７６】
電極７０Ａｅ、７０Ａｆ（７０Ａ）は、形状が異なるものの、図１１に示す第１１の実施形態に係る温度センサ１ＡＫの電極７０Ａａ、７０Ａｂ（７０Ａ）と同様の材質及び作用を有するものである。このため、電極７０Ａｅ、７０Ａｆについての説明を省略する。
【０１７７】
［温度センサの作用］
温度センサ１ＡＭの作用は、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩの作用と、図１１に示す第１１の実施形態に係る温度センサ１ＡＫの作用とを足したものに等しい。このため、作用についての説明を省略する。
【０１７８】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＭによれば、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩ及び図１１に示す第１１の実施形態に係る温度センサ１ＡＫと同様の効果を奏する。
【０１７９】
（第１３の実施形態の変形例）
図１３に示す第１３の実施形態に係る温度センサ１ＡＭの温度センサ本体１０ＡＭでは、図９に示す第９の実施形態に係る温度センサ１ＡＩの温度センサ本体１０ＡＩと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＭは、分散した状態で母材３０ＡＭ中に含まれる。
【０１８０】
しかし、第１３の実施形態の変形例として、温度センサ本体１０ＡＭに代えて、図１０に示す第１０の実施形態に係る温度センサ１ＡＪの温度センサ本体１０ＡＪを用いてもよい。すなわち、第１３の実施形態の変形例として、温度センサ本体１０Ａにおいて、機能性酸化チタンからなる粒子４０Ａが、複数個が連結した状態で母材３０Ａ中に含まれる、ようにしてもよい。
【０１８１】
この変形例に係る温度センサの作用は、図１０に示す第１０の実施形態に係る温度センサ１ＡＪの作用と、図１１に示す第１１の実施形態に係る温度センサ１ＡＫの作用とを足したものに等しい。このため、作用についての説明を省略する。
【０１８２】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＡＭによれば、図１０に示す第１０の実施形態に係る温度センサ１ＡＪ及び図１１に示す第１１の実施形態に係る温度センサ１ＡＫと同様の効果を奏する。
【０１８３】
［第２の温度センサ］
次に、第２の温度センサについて説明する。
【０１８４】
［温度センサ］
（第１４の実施形態）
図１９は、第１４の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図１９に示す温度センサ１ＢＡ（１Ｂ）は、機能性素子４０Ｂと、機能性素子４０Ｂの表面の少なくとも一部に配置される電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２と、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２と、を備える。
【０１８５】
＜機能性素子＞
機能性素子４０Ｂとは、温度変化に応じて物性が変化する素子である。具体的には、機能性素子４０Ｂとは、温度変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って物性が変化する機能性酸化チタンからなる素子である。この温度変化に応じて変化する物性としては、例えば電気伝導度及び色の１種以上が挙げられる。なお、機能性酸化チタンは、少なくとも温度変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化するものであればよく、温度変化以外の条件変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化するものであってもよい。機能性酸化チタンは、通常、温度変化以外にも、機能性酸化チタンに加えられる光や圧力や電流の変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化し、物性が変化する。
【０１８６】
機能性素子４０Ｂは、実質的に機能性酸化チタンのみからなる。機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位は、後述のように、機能性酸化チタンの結晶粒からなるナノ粒子である。しかし、ナノ粒子では取扱いが困難であるため、機能性酸化チタンとしては、通常、ナノ粒子の結晶粒の多結晶体からなる粉末が用いられる。一方、温度センサ１ＢＡに用いられる機能性素子４０Ｂは、表面に電極７０Ｂが形成される大きさが必要であり、多結晶体からなる粉末では表面に電極７０Ｂを形成することができない。このため、機能性素子４０Ｂとしては、通常、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末を成形した成形体や薄膜が用いられる。成形体としては、例えば、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末を押し固めて得られる圧紛体が用いられる。なお、成形体は、型を用いて成形した成型体であってもよい。機能性素子４０Ｂの形状は、特に限定されない。機能性素子４０Ｂの形状としては、例えば、図１６に示す円柱状や、図１７に示す矩形板状が挙げられる。
【０１８７】
機能性素子４０Ｂの厚さは特に限定されないが、機能性素子４０Ｂが成形体等の、薄膜以外の形状である場合は、通常０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは０．０５〜１．０ｍｍである。成形体等の機能性素子４０Ｂの厚さがこの範囲内にあると、機械的成形が容易であるため好ましい。なお、機能性素子４０Ｂが薄膜の場合、機能性素子４０Ｂの厚さは、通常０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．１〜１．０μｍである。薄膜状の機能性素子４０Ｂの厚さがこの範囲内にあると、例えば、電流を流して結晶構造を変化させる場合、必要な電圧が少なくてすむため好ましい。
【０１８８】
［機能性酸化チタン］
機能性素子４０Ｂの材質である機能性酸化チタンは、第１の温度センサの機能性素子４０Ａの材質である機能性酸化チタンと同じであるため、説明を省略する。
【０１８９】
［機能性素子の作用］
機能性素子４０Ｂは、機能性酸化チタン粉末の圧紛体であり機能性酸化チタンからなる。このため、機能性素子４０Ｂの作用は、機能性酸化チタンの作用と同様である。すなわち、機能性素子４０Ｂでは、加熱により機能性酸化チタンを構成する結晶粒の結晶構造が変化したとき、この変化後の結晶粒の結晶構造が機能性素子４０の冷却後においても維持される。
【０１９０】
例えば、β相五酸化三チタンの結晶粒を有する室温の機能性素子４０Ｂが１９０℃以上３５０℃未満に加熱される場合は、機能性素子４０Ｂを構成する多数個の結晶粒の少なくとも一部が、加熱時にλ相五酸化三チタンに変化する。そして、この加熱時に生成されたλ相五酸化三チタンの結晶粒は、機能性素子４０Ｂの室温への冷却後も、機能性素子４０Ｂ中にλ相五酸化三チタンの結晶粒のまま維持される。
【０１９１】
また、室温の機能性素子４０Ｂが３５０℃以上４５０℃以下に加熱される場合は、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンの多数個の結晶粒の少なくとも一部が、加熱時にλ相五酸化三チタンやβ相五酸化三チタンから二酸化チタンに変化する。なお、β相五酸化三チタンの結晶粒は、相転移してλ相五酸化三チタンの結晶粒になった後に、二酸化チタンに変化する。この加熱時に生成された二酸化チタンの結晶粒は、機能性素子４０Ｂの室温への冷却後も、機能性素子４０Ｂ中に二酸化チタンの結晶粒のまま維持される。
【０１９２】
さらに、室温の機能性素子４０Ｂが４５０℃を超え５５０℃未満に加熱される場合は、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンの多数個の結晶粒の多くが、二酸化チタンの結晶粒に変化する。この加熱時に生成された二酸化チタンの結晶粒は、機能性素子４０Ｂの室温への冷却後も、機能性素子４０Ｂ中に二酸化チタンの結晶粒のまま維持される。
【０１９３】
また、室温の機能性素子４０Ｂが５５０℃以上に加熱される場合は、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンの多数個の結晶粒の実質的に全てが、二酸化チタンの結晶粒に変化する。この加熱時に生成された二酸化チタンの結晶粒は、機能性素子４０Ｂの室温への冷却後も、機能性素子４０Ｂ中に二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒のまま維持される。
【０１９４】
上記のβ相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、物性が異なる。例えば、物性として色に着目すると、β相五酸化三チタンは赤色、λ相五酸化三チタンは青色、及び二酸化チタンは白色、という色の相違がある。このため、機能性素子４０Ｂの色が赤色、青色、又は白色であれば、機能性素子４０Ｂが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域の温度であったことが分かる。このため、機能性素子４０Ｂを温度センサとして用いることができる。色の評価は、目視又は機能性素子４０Ｂの吸収スペクトルにより行うことができる。
【０１９５】
また、物性として電気伝導度に着目すると、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、それぞれ電気伝導度が異なる。例えば、β相五酸化三チタンは多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンは多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。そして、二酸化チタンは、多くの絶縁体と同様の範囲内の電気伝導度を有する。これらの電気伝導度の違いは、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ｂの室温への冷却後も維持される。このため、機能性素子４０Ｂの電気伝導度の測定により、機能性素子４０Ｂが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域内の温度であったことが分かる。このため、機能性素子４０Ｂを温度センサとして用いることができる。
【０１９６】
なお、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンの、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの結晶構造の変化は、機能性素子４０Ｂの用いられる雰囲気の影響が実質的にない。例えば、機能性素子４０Ｂは、空気、酸素雰囲気、窒素雰囲気等の雰囲気中で用いることができる。
【０１９７】
＜電極＞
温度センサ１ＢＡは、電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２（７０Ｂ）を備える。電極７０Ｂは、導電性を有する熱応力緩和層８０Ｂを介して機能性素子４０Ｂの表面と電気的に接続されている。この機能性素子４０Ｂは、上記のように、温度変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って電気伝導度等の物性が変化する。電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２は、温度変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って機能性素子４０Ｂの電気伝導度が変化することを検知する部材である。
【０１９８】
電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２は、機能性素子４０Ｂの表面の少なくとも一部に配置される。具体的には、電極７０ＢＡ１は、機能性素子４０Ｂの図１９中の上側の表面に熱応力緩和層８０ＢＡ１を介して設けられる。また、電極７０ＢＡ２は、機能性素子４０Ｂの図１９中の下側の表面に熱応力緩和層８０ＢＡ２を介して設けられる。
【０１９９】
図１９に示す断面において、熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は、機能性素子４０Ｂの図１９中上側及び下側の表面全体を被覆するように設けられる。しかし、機能性素子４０Ｂの表面のうち、図１９における紙面の手前方向又は奥行方向の部分においては、熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は設けられなくてもよい。すなわち、熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は、機能性素子４０Ｂの図１９中の上側及び下側の表面の少なくとも一部に設けられる。
【０２００】
電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２は、例えば、金属、導電性酸化物、カーボン材料及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなる。金属としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ等が用いられる。導電性酸化物としては、ＩＴＯ（酸価インジウムスズ）等が用いられる。カーボン材料としては、グラファイト（黒鉛）等が用いられる。導電性高分子としては、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー等が用いられる。電極７０Ｂが上記材質よりなると、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間の電気伝導が容易になるため好ましい。
【０２０１】
電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２の厚さは特に限定されないが、通常０．０１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜１００μｍである。電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２の厚さがこの範囲内にあると、電極の導電性を確保できるため好ましい。
【０２０２】
＜熱応力緩和層＞
熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は、機能性素子４０Ｂと電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２との間に介在する。具体的には、熱応力緩和層８０ＢＡ１は、機能性素子４０Ｂと電極７０ＢＡ１との間に介在し、熱応力緩和層８０ＢＡ２は、機能性素子４０Ｂと電極７０ＢＡ２との間に介在する。
【０２０３】
図１９に示す断面において、熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は、機能性素子４０Ｂの図１９中の上側及び下側の表面全体を被覆するように設けられる。しかし、機能性素子４０Ｂの表面のうち、図１９における紙面の手前方向又は奥行方向の部分においては、熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は設けられなくてもよい。すなわち、熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は、機能性素子４０Ｂの図１９中の上側及び下側の表面の少なくとも一部に設けられる。
【０２０４】
熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は、導電性を有し、かつ、機能性素子４０Ｂと、電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２との間で生じる熱応力を緩和する層である。ここで、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間で生じる熱応力とは、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間の熱膨張係数の差異により生じる熱応力である。機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間で生じる熱応力は、温度センサ１ＢＡを加熱又は冷却したときに生じる。
【０２０５】
熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２としては、例えば、金属、導電性酸化物、カーボン材料及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなる。金属としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ等が用いられる。導電性酸化物としては、ＩＴＯ（酸価インジウムスズ）等が用いられる。カーボン材料としては、グラファイト（黒鉛）等が用いられる。導電性高分子としては、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー等が用いられる。熱応力緩和層８０Ｂが上記材質よりなると、機能性素子４０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間の熱膨張係数差が緩和されやすいため好ましい。ここで、熱膨張係数差とは、機能性素子４０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間の線膨張係数同士の差又は体積膨張係数同士の差を意味する。
【０２０６】
熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２は、その熱膨張係数が、電極７０Ｂの熱膨張係数以上かつ機能性素子４０Ｂの熱膨張係数以下であると、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間で生じる熱応力を効率よく緩和することができるため好ましい。
【０２０７】
具体的には、機能性素子４０Ｂの熱膨張係数をＣＴＥＡ［１／Ｋ］、電極７０Ｂの熱膨張係数をＣＴＥＢ［１／Ｋ］、熱応力緩和層８０の熱膨張係数をＣＴＥＣ［１／Ｋ］としたとき、ＣＴＥＡ、ＣＴＥＢ及びＣＴＥＣは、下記式（１）を満たすことが好ましい。
ＣＴＥＢ≦ＣＴＥＣ≦ＣＴＥＡ      （１）
ここで、熱膨張係数ＣＴＥＡ、ＣＴＥＢ及びＣＴＥＣは、線膨張係数α又は体積膨張係数βである。式（１）において、ＣＴＥＡが線膨張係数αＡである場合、ＣＴＥＢ及びＣＴＥＣは線膨張係数αＢ及びαＣである。また、式（１）において、ＣＴＥＡが体積膨張係数βＡである場合、ＣＴＥＢ及びＣＴＥＣは体積膨張係数βＢ及びβＣである。
【０２０８】
機能性素子４０Ｂの熱膨張係数ＣＴＥＡ、電極７０Ｂの熱膨張係数ＣＴＥＢ、及び熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数ＣＴＥＣが上記式（１）の関係を満たすことにより、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間で生じる熱応力が緩和されるため好ましい。
【０２０９】
熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２の厚さは特に限定されないが、通常０．０１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜１００μｍである。熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２の厚さがこの範囲内にあると、熱応力緩和層の導電性を確保しつつ、熱応力が緩和されるため好ましい。
【０２１０】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＢＡの作用について説明する。温度センサ１ＢＡを構成する機能性素子４０Ｂは、機能性酸化チタンからなり、温度変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って電気伝導度等の物性が変化する。この機能性素子４０Ｂの作用は、上記［機能性素子の作用］に記載したとおりである。
【０２１１】
具体的には、温度センサ１ＢＡの機能性素子４０Ｂを構成する多数個の結晶粒は、１９０℃以上に加熱される熱履歴がない場合、通常、β相五酸化三チタンになっている。また、機能性素子４０Ｂが１９０℃以上３５０℃未満に加熱される場合は、通常、機能性素子４０Ｂを構成する多数個の結晶粒の少なくとも一部が、加熱時にβ相五酸化三チタンからλ相五酸化三チタンに変化する。さらに、機能性素子４０が３５０℃以上４５０℃以下に加熱される場合は、多数個のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、結晶の組成が変化して、二酸化チタンの結晶粒となる。また、機能性素子４０Ｂが４５０℃を超え５５０℃未満に加熱される場合は、通常、二酸化チタンの結晶粒を主として有し、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの結晶粒も微量ながら共に有するものとなる。温度センサ１ＢＡの機能性素子４０Ｂを構成する多数個の結晶粒は、最高温度における結晶構造を、冷却後もそのまま維持する。
【０２１２】
機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンは、上記のように、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、及び３５０℃以上４５０℃以下の温度領域において、β相五酸化三チタンの結晶粒及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の１種以上の結晶粒を有し得る。一方で、機能性酸化チタンは、４５０℃を超え５５０℃未満の温度領域において、β相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンの結晶粒は、実質的に存在しない。このため、機能性酸化チタンは、実質的に、４５０℃以下でβ相五酸化三チタンの結晶粒及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の１種以上の結晶粒を有するということができる。
【０２１３】
温度センサ１ＢＡの機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンの結晶粒のうち、上記のβ相五酸化三チタンの結晶粒、λ相五酸化三チタンの結晶粒及び二酸化チタンの結晶粒は、それぞれ電気伝導度が異なる。例えば、β相五酸化三チタンの結晶粒は多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンの結晶粒は多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。また、二酸化チタンの結晶粒は、多くの絶縁体と同様の範囲内の電気伝導度を有する。これらの電気伝導度の違いは、機能性素子４０Ｂの室温への冷却後も維持される。このため、温度センサ１ＢＡにおいて熱履歴後の機能性素子４０の電気伝導度を電極７０Ｂを用いて測定することにより、機能性素子４０Ｂの最高温度が、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域内にあることが分かる。このため、温度センサ１ＢＡは、熱履歴の最高温度を測定する安価な温度センサとして有用である。なお、温度センサ１ＢＡでは、熱履歴中の機能性素子４０Ｂの電気伝導度を測定することにより、機能性素子４０Ｂの熱履歴中の最高温度をリアルタイムで測定することもできる。
【０２１４】
温度センサ１ＢＡを構成する機能性素子４０Ｂ、電極７０Ｂ及び熱応力緩和層８０Ｂは、加熱又は冷却されることにより、それぞれ、熱膨張係数に応じた異なる度合で膨張又は収縮する。上記機能性素子４０Ｂ、電極７０Ｂ及び熱応力緩和層８０Ｂのうち、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとは、一般的に熱膨張係数の差が大きく、両者間に熱応力が大きく働く。このため、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとを直接積層して作製した従来の温度センサでは、加熱又は冷却により、機能性素子４０Ｂから電極７０Ｂが剥離したり、機能性素子４０Ｂや電極７０Ｂにクラックが生じたりするおそれがある。
【０２１５】
これに対し、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡでは、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に、熱応力を緩和する熱応力緩和層８０Ｂを介在させているため、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に生じる熱応力を緩和することができる。このため、温度センサ１ＢＡによれば、加熱又は冷却による機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの剥離や機能性素子４０Ｂや電極７０Ｂへのクラックの発生が生じにくい。
【０２１６】
また、温度センサ１ＢＡでは、機能性素子４０Ｂを挟み込むように、電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２が配置されているため、機能性素子４０Ｂの表裏面間の部分の電気伝導度の変化を容易に測定することができる。
【０２１７】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＢＡによれば、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンの結晶粒の結晶構造の変化に伴って物性が変化することを利用して温度を測定することができる。
【０２１８】
また、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンは安価である。このため、温度センサ１ＢＡによれば、安価な温度センサが得られる。
【０２１９】
また、温度センサ１ＢＡによれば、加熱・冷却による機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの剥離や機能性素子４０Ｂや電極７０Ｂへのクラックの発生が生じにくい。
【０２２０】
さらに、温度センサ１ＢＡによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が可能である。このため、温度センサ１ＢＡによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉や配電盤等での温度測定が可能である。
【０２２１】
また、温度センサ１ＢＡによれば、機能性素子４０Ｂを挟み込むように、電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２が配置されているため、機能性素子４０Ｂの表裏面間の部分の電気伝導度の変化を容易に測定することができる。
【０２２２】
＜第１４の実施形態の変形例＞
図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡは、熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２を有する。しかし、機能性素子４０Ｂの温度分布等の事情により、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に大きな熱応力を生じない場合は、変形例として、熱応力緩和層８０ＢＡ１及び８０ＢＡ２の一方を設けない構成とすることができる。この第１４の実施形態の変形例によれば、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡより低コストで、温度センサを作製することができる。
【０２２３】
（第１５の実施形態）
図２０は、第１５の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図２０に示す第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢは、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡに比較して、電極７０Ｂ及び熱応力緩和層８０Ｂの配置の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図２０に示す第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢと、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２２４】
＜電極＞
温度センサ１ＢＢは、電極７０ＢＢ１、７０ＢＢ２（７０Ｂ）を備える。電極７０Ｂは、導電性を有する熱応力緩和層８０Ｂを介して機能性素子４０Ｂの表面と電気的に接続されている。
【０２２５】
電極７０ＢＢ１、７０ＢＢ２は、機能性素子４０Ｂの表面の少なくとも一部に配置される。具体的には、電極７０ＢＢ１及び７０ＢＢ２は、機能性素子４０Ｂの図２０中の上側の表面に、離間して設けられる。電極７０ＢＢ１は熱応力緩和層８０ＢＢ１を介して機能性素子４０Ｂの図２０中の上側の表面に設けられ、電極７０ＢＢ２は熱応力緩和層８０ＢＢ２を介して機能性素子４０Ｂの図２０中の上側の表面に設けられる。
【０２２６】
電極７０ＢＢ１、７０ＢＢ２の材質及び厚さは、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡの電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２と同様であるため、説明を省略する。
【０２２７】
＜熱応力緩和層＞
熱応力緩和層８０ＢＢ１、８０ＢＢ２は、機能性素子４０Ｂと電極７０ＢＢ１、７０ＢＢ２との間に介在する。具体的には、熱応力緩和層８０ＢＢ１は、機能性素子４０Ｂと電極７０ＢＢ１との間に介在し、熱応力緩和層８０ＢＢ２は、機能性素子４０Ｂと電極７０ＢＢ２との間に介在する。
【０２２８】
熱応力緩和層８０ＢＢ１、８０ＢＢ２の材質、熱膨張係数及び厚さは、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡの熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＡＢ２と同様であるため、説明を省略する。
【０２２９】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＢＢの作用について説明する。温度センサ１ＢＢの作用は、図１９に示す温度センサ１ＢＡの作用に比較して、温度センサ１ＢＡと電極７０ＢＢ１及び７０ＢＢ２並びに熱応力緩和層８０ＢＢ１及び８０ＢＢ２の配置が異なることに基づく作用が異なる点以外は、同じである。このため、以下、温度センサ１ＢＡと電極７０ＢＢ１及び７０ＢＢ２並びに熱応力緩和層８０ＢＢ１及び８０ＢＢ２の配置が異なることに基づく作用について説明する。
【０２３０】
第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢでは、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同様に、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂ（７０ＢＢ１、７０ＢＢ２）との間に、熱応力を緩和する熱応力緩和層８０Ｂ（８０ＢＢ１、８０ＢＢ２）を介在させている。このため、温度センサ１ＢＢでは、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同様に、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に生じる熱応力を緩和することができる。このため、温度センサ１ＢＢによれば、加熱又は冷却による機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの剥離や機能性素子４０Ｂや電極７０Ｂへのクラックの発生が生じにくい。
【０２３１】
温度センサ１ＢＢでは、機能性素子４０Ｂの一方の表面側に、電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２が配置されているため、電極７０Ｂの作製が容易であり、また、正確な測定が可能な四端子法を採用することが容易である。
【０２３２】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＢＢによれば、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同様に、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンの結晶粒の結晶構造の変化に伴って物性が変化することを利用して温度を測定することができる。
【０２３３】
また、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンは安価である。このため、温度センサ１ＢＢによれば、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同様に、安価な温度センサが得られる。
【０２３４】
また、温度センサ１ＢＢによれば、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同様に、加熱・冷却による機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの剥離や機能性素子４０Ｂや電極７０Ｂへのクラックの発生が生じにくい。
【０２３５】
さらに、温度センサ１ＢＢによれば、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同様に、３５０℃以上の高温領域での温度測定が可能である。このため、温度センサ１ＢＡによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉や配電盤等での温度測定が可能である。
【０２３６】
また、温度センサ１ＢＢによれば、機能性素子４０Ｂの一方の表面側に、電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２が配置されているため、電極７０Ｂの作製が容易であり、また、正確な測定が可能な四端子法を採用することが容易である。
【０２３７】
＜第１５の実施形態の変形例＞
図２０に示す第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢは、熱応力緩和層８０ＢＢ１、８０ＢＢ２を有する。しかし、機能性素子４０Ｂの温度分布等の事情により、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に大きな熱応力を生じない場合は、変形例として、熱応力緩和層８０ＢＢ１及び８０ＢＢ２の一方を設けない構成とすることができる。この第１５の実施形態の変形例によれば、第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢより低コストで、温度センサを作製することができる。
【０２３８】
（第１６の実施形態）
図２１は、第１６の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図２１に示す第１６の実施形態に係る温度センサ１ＢＣは、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡに比較して、一方の電極７０Ｂの表面と積層される基板５０Ｂをさらに備える点が異なるが、他の点は同じである。このため、図２１に示す第１６の実施形態に係る温度センサ１ＢＣと、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２３９】
温度センサ１ＢＣは、機能性素子４０Ｂと、機能性素子４０Ｂの表面の少なくとも一部に配置される電極７０ＢＣ１、７０ＢＣ２（７０Ｂ）と、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０ＢＣ１、８０ＢＣ２（８０Ｂ）と、を備える。温度センサ１ＢＣは、さらに基板５０Ｂを備える。基板５０Ｂは電極７０ＢＣ２の表面と積層される。
【０２４０】
温度センサ１ＢＣの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＣ１、７０ＢＣ２、熱応力緩和層８０ＢＣ１、８０ＢＣ２は、それぞれ、温度センサ１ＢＡの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２、熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２と同様である。このため、これらの構成についての説明を省略する。
【０２４１】
＜基板＞
基板５０Ｂは、温度センサ１ＢＣの製造時に電極７０ＢＣ２、機能性素子４０Ｂ等を形成する土台となるものである。また、基板５０Ｂは、温度センサ１ＢＣに、機械的強度を付与し、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御する作用を有する。
【０２４２】
基板５０Ｂは、例えば、ガラス、半１導体、酸化物、金属、樹脂及びファイバからなる群より選択される１種以上の材質よりなる。半導体としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ等が用いられる。酸化物としては、サファイア、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３、Ｌａ−ＳｒＴｉＯ３等の無機酸化物等が用いられる。なお、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３やＬａ−ＳｒＴｉＯ３はチタン酸ストロンチウムにＮｂやＬａをドープしたものであり、導電性酸化物である。金属としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、ＳＵＳ等が用いられる。樹脂としては、ポリイミド樹脂等が用いられる。ファイバとしては、ガラスファイバやカーボンファイバが用いられる。基板５０Ｂが上記材質よりなると、電極７０Ｂや機能性素子４０Ｂ等の形成が容易であり、一枚の基板上に同一の素子を多数個作製することが容易であるため好ましい。
【０２４３】
なお、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３やＬａ−ＳｒＴｉＯ３は導電性を有する。このため、基板５０ＢとしてＮｂ−ＳｒＴｉＯ３やＬａ−ＳｒＴｉＯ３を用いる場合は、温度センサ１ＢＣの変形例として、電極７０ＢＣ２及び熱応力緩和層８０ＢＣ２の少なくとも一方を有しない構成の温度センサとすることもできる。
【０２４４】
基板５０Ｂの厚さは特に限定されないが、通常０．１〜５．０ｍｍ、好ましくは０．２〜０．８ｍｍである。基板５０Ｂの厚さがこの範囲内にあると、機械的強度が高く、加工装置へ利用しやすいため好ましい。
【０２４５】
＜製造方法＞
温度センサ１ＢＣは、例えば、基板５０Ｂの表面に、電極７０ＢＣ２、熱応力緩和層８０ＢＣ２、機能性素子４０Ｂ、熱応力緩和層８０ＢＣ１、電極７０ＢＣ１を順次形成することにより、製造することができる。
【０２４６】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＢＣの作用について説明する。温度センサ１ＢＣの作用は、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡの作用に比較して、基板５０Ｂをさらに有することに基づく作用が異なる点以外は、同じである。このため、以下、温度センサ１ＢＣが基板５０Ｂをさらに有することに基づく作用のみを説明し、他の作用については説明を省略する。
【０２４７】
温度センサ１ＢＣでは、基板５０Ｂが電極７０ＢＣ２の表面と積層される。温度センサ１ＢＣは、基板５０Ｂが存在するため、製造が容易である。また、温度センサ１ＢＣは、基板５０Ｂが存在するため、機械的強度が付与される。さらに、温度センサ１ＢＣは、基板５０Ｂの材質及び厚さを調整することにより、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御することが可能になる。
【０２４８】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＢＣによれば、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同様の効果を奏する。
【０２４９】
また、温度センサ１ＢＣによれば、基板５０Ｂが存在するため、製造が容易である。さらに、温度センサ１ＢＣによれば、基板５０Ｂが存在するため、機械的強度が高い。また、温度センサ１ＢＣによれば、基板５０Ｂの材質及び厚さを調整することにより、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御することが可能になる。
【０２５０】
＜第１６の実施形態の変形例＞
図２１に示す第１６の実施形態に係る温度センサ１ＢＣは、熱応力緩和層８０ＢＣ１、８０ＢＣ２を有する。しかし、機能性素子４０Ｂの温度分布等の事情により、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に大きな熱応力を生じない場合は、変形例として、熱応力緩和層８０ＢＣ１及び８０ＢＣ２の一方を設けない構成とすることができる。この第１６の実施形態の変形例によれば、第１６の実施形態に係る温度センサ１ＢＣより低コストで、温度センサを作製することができる。
【０２５１】
（第１７の実施形態）
図２２は、第１７の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図２２に示す第１７の実施形態に係る温度センサ１ＢＤは、図２０に示す第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢに比較して、電極７０Ｂが形成されずに露出した機能性素子４０Ｂの表面と積層される基板５０Ｂをさらに備える点が異なるが、他の点は同じである。このため、図２２に示す第１７の実施形態に係る温度センサ１ＢＤと、図２０に示す第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２５２】
温度センサ１ＢＤは、機能性素子４０Ｂと、機能性素子４０Ｂの表面の少なくとも一部に配置される電極７０ＢＤ１、７０ＢＤ２（７０Ｂ）と、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０ＢＤ１、８０ＢＤ２（８０Ｂ）と、を備える。
【０２５３】
具体的には、電極７０ＢＤ１及び７０ＢＤ２は、機能性素子４０Ｂの図２２中の上側の表面に、離間して設けられる。より具体的には、温度センサ１ＢＤでは、機能性素子４０Ｂの図２２中の上側の表面に熱応力緩和層８０ＢＤ１及び８０ＢＤ２が離間して設けられる。電極７０ＢＤ１は熱応力緩和層８０ＢＤ１を介して機能性素子４０Ｂの図２２中の上側の表面に設けられ、電極７０ＢＤ２は熱応力緩和層８０ＢＤ２を介して機能性素子４０Ｂの図２２中の上側の表面に設けられる。
【０２５４】
温度センサ１ＢＤは、さらに基板５０Ｂを備える。基板５０Ｂは、電極７０Ｂが形成されずに露出した機能性素子４０の図２２中の下側の表面と積層される。
【０２５５】
温度センサ１ＢＤの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＤ１、７０ＢＤ２、熱応力緩和層８０ＢＤ１、８０ＢＤ２は、それぞれ、温度センサ１ＢＢの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＢ１、７０ＢＢ２、熱応力緩和層８０ＢＢ１、８０ＢＢ２と同様である。このため、これらの構成についての説明を省略する。
【０２５６】
また、基板５０Ｂは、図２１に示す第１６の実施形態に係る温度センサ１ＢＣの基板５０Ｂと同様である。このため、基板５０Ｂについての説明を省略する。
【０２５７】
＜製造方法＞
温度センサ１ＢＤは、例えば、基板５０Ｂの表面に、機能性素子４０Ｂ、熱応力緩和層８０ＢＤ１及び８０ＢＤ２、電極７０ＢＤ１及び７０ＢＤ２を順次形成することにより、製造することができる。
【０２５８】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＢＤの作用について説明する。温度センサ１ＢＤの作用は、図２０に示す第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢの作用に比較して、基板５０Ｂをさらに有することに基づく作用が異なる点以外は、同じである。このため、以下、温度センサ１ＢＣが基板５０Ｂをさらに有することに基づく作用のみを説明し、他の作用については説明を省略する。
【０２５９】
温度センサ１ＢＤでは、基板５０Ｂが機能性素子４０Ｂの図２２中の下側の表面と積層される。温度センサ１ＢＤは、基板５０Ｂが存在するため、製造が容易である。また、温度センサ１ＢＤは、基板５０Ｂが存在するため、機械的強度が付与される。さらに、温度センサ１ＢＤは、基板５０Ｂの材質及び厚さを調整することにより、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御することが可能になる。
【０２６０】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＢＤによれば、第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢと同様の効果を奏する。
【０２６１】
また、温度センサ１ＢＤによれば、基板５０Ｂが存在するため、製造が容易である。さらに、温度センサ１ＢＤによれば、基板５０Ｂが存在するため、機械的強度が高い。また、温度センサ１ＢＤによれば、基板５０Ｂの材質及び厚さを調整することにより、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御することが可能になる。
【０２６２】
＜第１７の実施形態の変形例＞
図２１に示す第１７の実施形態に係る温度センサ１ＢＤは、熱応力緩和層８０ＢＤ１、８０ＢＤ２を有する。しかし、機能性素子４０Ｂの温度分布等の事情により、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に大きな熱応力を生じない場合は、変形例として、熱応力緩和層８０ＢＤ１及び８０ＢＤ２の一方を設けない構成とすることができる。この第１７の実施形態の変形例によれば、第１７の実施形態に係る温度センサ１ＢＤより低コストで、温度センサを作製することができる。
【０２６３】
（第１８の実施形態）
図２３は、第１８の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図２３に示す第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥは、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡに比較して、熱応力緩和層８０Ｂが、機能性素子４０Ｂと、電極７０ＢＥ１、７０ＢＥ２（７０Ｂ）との界面のそれぞれに複数個介在する点で異なる。また、第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥは、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡに比較して、電極７０Ｂに、リード線７５が接続される点で異なる。
【０２６４】
第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥは、上記２点以外の他の点は、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同じである。このため、図２３に示す第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥと、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２６５】
温度センサ１ＢＥは、機能性素子４０Ｂと、機能性素子４０Ｂの表面の少なくとも一部に配置される電極７０ＢＥ１、７０ＢＥ２（７０Ｂ）との間にそれぞれ介在する複数個の熱応力緩和層８０Ｂと、を備える。具体的には、電極７０ＢＥ１は、機能性素子４０Ｂの図２３中の上側の表面に、３個の熱応力緩和層８０ＢＥ１１、８０ＢＥ１２、８０ＢＥ１３を介して設けられる。また、電極７０ＢＥ２は、機能性素子４０Ｂの図２３中の下側の表面に、３個の熱応力緩和層８０ＢＥ２１、８０ＢＥ２２、８０ＢＥ２３を介して設けられる。なお、図２３には、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂが３個の例を示した。しかし、温度センサ１ＢＥにおいて、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂの数は、２個以上であればよく、特に限定されない。
【０２６６】
温度センサ１ＢＥの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＥ１、７０ＢＥ２は、それぞれ、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＡ１、７０ＢＡ２と同様である。このため、これらの構成についての説明を省略する。
【０２６７】
温度センサ１ＢＥに設けられる６個の熱応力緩和層８０ＢＥ１１、８０ＢＥ１２、８０ＢＥ１３、８０ＢＥ２１、８０ＢＥ２２、８０ＢＥ２３は、材質、熱膨張係数及び厚さが、図１９に示す温度センサ１ＢＡの熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２と同様である。例えば、熱応力緩和層８０ＢＥ１１、８０ＢＥ１２、８０ＢＥ１３、８０ＢＥ２１、８０ＢＥ２２、８０ＢＥ２３の熱膨張係数は、熱応力緩和層８０Ｂのそれぞれが、上記式（１）を満たすことが好ましい。このため、温度センサ１ＢＥの熱応力緩和層８０ＢＥ１１、８０ＢＥ１２、８０ＢＥ１３、８０ＢＥ２１、８０ＢＥ２２、８０ＢＥ２３の材質、熱膨張係数及び厚さについての説明を省略する。
【０２６８】
なお、温度センサ１ＢＥの複数個の熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数は、以下のようであることが好ましい。すなわち、熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数は、機能性素子４０Ｂに近い熱応力緩和層８０Ｂほど機能性素子４０Ｂの熱膨張係数に近い数値をとり、電極７０Ｂに近い熱応力緩和層８０Ｂほど電極７０Ｂの熱膨張係数に近い数値を取ることが好ましい。
【０２６９】
リード線７５としては、公知のものを用いることができる。
【０２７０】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＢＥの作用について説明する。温度センサ１ＢＥの作用は、図１９に示す温度センサ１ＢＡの作用に比較して、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂが複数個である点、及び電極７０Ｂにリード線７５が接続される点に基づく作用が異なる以外は、同じである。このため、以下、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂの数が複数個あること、及び電極７０Ｂにリード線７５が接続されることに基づく作用のみを説明し、他の作用については説明を省略する。
【０２７１】
温度センサ１ＢＥでは、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂが複数個あるため、各熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数値や厚さを詳細に制御することができる。例えば、温度センサ１ＢＥでは、各熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数値や厚さの制御により、隣接する熱応力緩和層８０Ｂ間、機能性素子４０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、及び電極７０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、の熱膨張係数の差を小さくしやすい。
【０２７２】
このため、温度センサ１ＢＥでは、隣接する熱応力緩和層８０Ｂ間、機能性素子４０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、及び電極７０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、の熱応力を、詳細に制御することができる。
【０２７３】
温度センサ１ＢＥでは、電極７０ＢＥ１、７０ＢＥ２に流れる電流がリード線７５を介して外部に出力される。
【０２７４】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＢＥによれば、第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡと同様の効果を奏する。
【０２７５】
また、温度センサ１ＢＥによれば、隣接する熱応力緩和層８０Ｂ間、機能性素子４０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、及び電極７０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、の熱応力を、詳細に制御することができる。
【０２７６】
（第１９の実施形態）
図２４は、第１９の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図２４に示す第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦは、図２０に示す第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢに比較して、熱応力緩和層８０Ｂが、機能性素子４０Ｂと、電極７０ＢＦ１、７０ＢＦ２（７０Ｂ）との界面のそれぞれに複数個介在する点で異なる。また、第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦは、第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢに比較して、電極７０Ｂに、リード線７５が接続される点で異なる。
【０２７７】
第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦは、上記２点以外の他の点は、第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢと同じである。このため、図２４に示す第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦと、図２０に示す第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２７８】
温度センサ１ＢＦは、機能性素子４０Ｂと、機能性素子４０Ｂの表面の少なくとも一部に配置される電極７０ＢＦ１、７０ＢＦ２（７０Ｂ）との間にそれぞれ介在する複数個の熱応力緩和層８０Ｂと、を備える。具体的には、電極７０ＢＦ１及び７０ＢＦ２は、機能性素子４０Ｂの図２４中の上側の表面に、離間して設けられる。より具体的には、電極７０ＢＦ１は、機能性素子４０Ｂの図２４中の上側の表面に、３個の熱応力緩和層８０ＢＦ１１、８０ＢＦ１２、８０ＢＦ１３を介して設けられる。また、電極７０ＢＦ２は、電極７０ＢＦ１と離間し、かつ、機能性素子４０Ｂの図２４中の上側の表面に、３個の熱応力緩和層８０ＢＦ２１、８０ＢＦ２２、８０ＢＦ２３を介して設けられる。なお、図２４には、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂが３個の例を示した。しかし、温度センサ１ＢＦにおいて、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂの数は、２個以上であればよく、特に限定されない。
【０２７９】
温度センサ１ＢＦの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＦ１、７０ＢＦ２は、それぞれ、第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＢ１、７０ＢＢ２と同様である。このため、これらの構成についての説明を省略する。
【０２８０】
温度センサ１ＢＦに設けられる６個の熱応力緩和層８０ＢＦ１１、８０ＢＦ１２、８０ＢＦ１３、８０ＢＦ２１、８０ＢＦ２２、８０ＢＦ２３は、材質、熱膨張係数及び厚さが、図２０に示す温度センサ１ＢＢの熱応力緩和層８０ＢＢ１、８０ＢＢ２と同様である。すなわち、温度センサ１ＢＦに設けられる６個の熱応力緩和層８０Ｂは、材質、熱膨張係数及び厚さが、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡの熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２と同様である。例えば、熱応力緩和層８０ＢＦ１１、８０ＢＦ１２、８０ＢＦ１３、８０ＢＦ２１、８０ＢＦ２２、８０ＢＦ２３の熱膨張係数は、熱応力緩和層８０のそれぞれが、上記式（１）を満たすことが好ましい。このため、温度センサ１ＢＦの熱応力緩和層８０ＢＦ１１、８０ＢＦ１２、８０ＢＦ１３、８０ＢＦ２１、８０ＢＦ２２、８０ＢＦ２３の材質、熱膨張係数及び厚さについての説明を省略する。
【０２８１】
なお、温度センサ１ＢＦの複数個の熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数は、以下のようであることが好ましい。すなわち、熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数は、機能性素子４０Ｂに近い熱応力緩和層８０Ｂほど機能性素子４０Ｂの熱膨張係数に近い数値をとり、電極７０Ｂに近い熱応力緩和層８０Ｂほど電極７０Ｂの熱膨張係数に近い数値を取ることが好ましい。
【０２８２】
リード線７５としては、公知のものを用いることができる。
【０２８３】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１Ｆの作用について説明する。温度センサ１ＢＦの作用は、図２０に示す温度センサ１ＢＢの作用に比較して、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂが複数個である点、及び電極７０Ｂにリード線７５が接続される点に基づく作用が異なる以外は、同じである。このため、以下、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂの数が複数個あること、及び電極７０Ｂにリード線７５が接続されることに基づく作用のみを説明し、他の作用については説明を省略する。
【０２８４】
温度センサ１ＢＦでは、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂが複数個あるため、各熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数値や厚さを詳細に制御することができる。例えば、温度センサ１ＢＦでは、各熱応力緩和層８０Ｂの熱膨張係数値や厚さの制御により、隣接する熱応力緩和層８０Ｂ間、機能性素子４０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、及び電極７０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、の熱膨張係数の差を小さくしやすい。
【０２８５】
このため、温度センサ１ＢＦでは、隣接する熱応力緩和層８０Ｂ間、機能性素子４０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、及び電極７０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、の熱応力を、詳細に制御することができる。
【０２８６】
温度センサ１ＢＦでは、電極７０ＢＦ１、７０ＢＦ２に流れる電流がリード線７５を介して外部に出力される。
【０２８７】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＢＦによれば、第１５の実施形態に係る温度センサ１ＢＢと同様の効果を奏する。
【０２８８】
また、温度センサ１ＢＦによれば、隣接する熱応力緩和層８０Ｂ間、機能性素子４０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、及び電極７０Ｂと熱応力緩和層８０Ｂとの間、の熱応力を、詳細に制御することができる。
【０２８９】
（第２０の実施形態）
図２５は、第２０の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図２５に示す第２０の実施形態に係る温度センサ１ＢＧは、図２３に示す第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥに比較して、一方の電極７０Ｂの表面と積層される基板５０Ｂをさらに備える点が異なるが、他の点は同じである。このため、図２５に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＢＧと、図２３に示す第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２９０】
温度センサ１ＢＧの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＧ１、７０ＢＧ２は、それぞれ、第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＥ１、７０ＢＥ２と同様である。このため、これらの構成についての説明を省略する。
【０２９１】
また、温度センサ１ＢＧの、３個の熱応力緩和層８０ＢＧ１１、８０ＢＧ１２、８０ＢＧ１３は、それぞれ、第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥの、３個の熱応力緩和層８０ＢＥ１１、８０ＢＥ１２、８０ＢＥ１３と同様である。さらに、温度センサ１ＢＧの、３個の熱応力緩和層８０ＢＧ２１、８０ＢＧ２２、８０ＢＧ２３は、それぞれ、第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥの、３個の熱応力緩和層８０ＢＥ２１、８０ＢＥ２２、８０ＢＥ２３と同様である。このため、これらの構成についての説明を省略する。
【０２９２】
温度センサ１ＢＧは、さらに基板５０Ｂを備える。基板５０Ｂは電極７０ＢＧ２の表面と積層される。基板５０Ｂは、図２１に示す第１６の実施形態に係る温度センサ１ＢＣの基板５０Ｂと同様である。このため、基板５０についての説明を省略する。
【０２９３】
＜製造方法＞
温度センサ１ＢＧは、例えば、基板５０Ｂの表面に、電極７０ＢＧ２、熱応力緩和層８０ＢＧ２３、８０ＢＧ２２、８０ＢＧ２１、機能性素子４０Ｂ、熱応力緩和層８０ＢＧ１１、８０ＢＧ１２、８０ＢＧ１３、電極７０ＢＧ１を順次形成する。そして、電極７０ＢＧ１及び７０ＢＧ２にリード線７５を接続することにより、製造することができる。
【０２９４】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＢＧの作用について説明する。温度センサ１ＢＧの作用は、図２３に示す第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥの作用に比較して、基板５０Ｂをさらに有することに基づく作用が異なる点以外は、同じである。このため、以下、温度センサ１ＢＧが基板５０Ｂをさらに有することに基づく作用のみを説明し、他の作用については説明を省略する。
【０２９５】
温度センサ１ＢＧでは、基板５０Ｂが電極７０ＢＧ２の表面と積層される。温度センサ１ＢＧは、基板５０Ｂが存在するため、製造が容易である。また、温度センサ１ＢＧは、基板５０Ｂが存在するため、機械的強度が付与される。また、温度センサ１ＢＧは、基板５０Ｂの材質及び厚さを調整することにより、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御することが可能になる。
【０２９６】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＢＧによれば、第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥと同様の効果を奏する。
【０２９７】
また、温度センサ１ＢＧによれば、基板５０Ｂが存在するため、製造が容易である。さらに、温度センサ１ＢＧによれば、基板５０Ｂが存在するため、機械的強度が高い。また、温度センサ１ＢＧによれば、基板５０Ｂの材質及び厚さを調整することにより、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御することが可能になる。
【０２９８】
＜第２０の実施形態の変形例＞
図２５に示す第２０の実施形態に係る温度センサ１ＢＧは、機能性素子４０Ｂの図２５中の上側の表面と、電極７０ＢＧ１との間に、熱応力緩和層８０ＢＧ１１、８０ＢＧ１２、８０ＢＧ１３を有する。また、温度センサ１ＢＧは、機能性素子４０Ｂの図２５中の下側の表面と、電極７０ＢＧ２との間に、熱応力緩和層８０ＢＧ２１、８０ＢＧ２２、８０ＢＧ２３を有する。しかし、機能性素子４０Ｂの温度分布等の事情により、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に大きな熱応力を生じない場合は、熱応力緩和層８０Ｂを設けない構成の変形例とすることができる。すなわち、変形例として、機能性素子４０Ｂの図２５中の上側又は下側の表面と、電極７０Ｂと、の間に熱応力緩和層８０Ｂを設けない構成とすることができる。この第２０の実施形態の変形例によれば、第２０の実施形態に係る温度センサ１ＢＧより低コストで、温度センサを作製することができる。
【０２９９】
（第２１の実施形態）
図２６は、第２１の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図２６に示す第２１の実施形態に係る温度センサ１ＢＨは、図２４に示す第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦに比較して、電極７０Ｂが形成されずに露出した機能性素子４０Ｂの表面と積層される基板５０Ｂをさらに備える点が異なるが、他の点は同じである。このため、図２６に示す第２１の実施形態に係る温度センサ１ＢＨと、図２４に示す第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０３００】
温度センサ１ＢＨの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＨ１、７０ＢＨ２は、それぞれ、第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦの、機能性素子４０Ｂ、電極７０ＢＦ１、７０ＢＦ２と同様である。このため、これらの構成についての説明を省略する。
【０３０１】
また、温度センサ１ＢＨの、３個の熱応力緩和層８０ＢＨ１１、８０ＢＨ１２、８０ＢＨ１３は、それぞれ、第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦの、３個の熱応力緩和層８０ＢＦ１１、８０ＢＦ１２、８０ＢＦ１３と同様である。さらに、温度センサ１ＢＨの、３個の熱応力緩和層８０ＢＨ２１、８０ＢＨ２２、８０ＢＨ２３は、それぞれ、第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦの、３個の熱応力緩和層８０ＢＦ２１、８０ＢＦ２２、８０ＢＦ２３と同様である。このため、これらの構成についての説明を省略する。
【０３０２】
温度センサ１ＢＨは、さらに基板５０Ｂを備える。基板５０Ｂは、電極７０Ｂが形成されずに露出した機能性素子４０Ｂの図２６中の下側の表面と積層される。基板５０Ｂは、図２１に示す第１６の実施形態に係る温度センサ１ＢＣの基板５０Ｂと同様である。このため、基板５０Ｂについての説明を省略する。
【０３０３】
＜製造方法＞
温度センサ１ＢＨは、例えば、はじめに、基板５０Ｂの表面に、機能性素子４０Ｂを形成し、この機能性素子４０Ｂの表面に熱応力緩和層８０ＢＨ１１及び８０ＢＨ２１を形成する。次に、熱応力緩和層８０ＢＨ１１の表面に熱応力緩和層８０ＢＨ１２、８０ＢＨ１３、電極７０ＢＨ１を順次形成する。また、熱応力緩和層８０ＢＨ２１の表面に熱応力緩和層８０ＢＨ２２、８０ＢＨ２３、電極７０ＢＨ２を順次形成する。そして、電極７０ＢＨ１及び７０ＢＨ２にリード線７５を接続することにより、製造することができる。
【０３０４】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＢＨの作用について説明する。温度センサ１ＢＨの作用は、図２４に示す第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦの作用に比較して、基板５０Ｂをさらに有することに基づく作用が異なる点以外は、同じである。このため、以下、温度センサ１ＢＨが基板５０Ｂをさらに有することに基づく作用のみを説明し、他の作用については説明を省略する。
【０３０５】
温度センサ１ＢＨでは、基板５０Ｂが機能性素子４０Ｂの図２６中の下側の表面と積層される。温度センサ１ＢＨは、基板５０Ｂが存在するため、製造が容易である。また、温度センサ１ＢＨは、基板５０Ｂが存在するため、機械的強度が付与される。さらに、温度センサ１ＢＨは、基板５０Ｂの材質及び厚さを調整することにより、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御することが可能になる。
【０３０６】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＢＨによれば、第１９の実施形態に係る温度センサ１ＢＦと同様の効果を奏する。
【０３０７】
また、温度センサ１ＢＨによれば、基板５０Ｂが存在するため、製造が容易である。さらに、温度センサ１ＢＨによれば、基板５０Ｂが存在するため、機械的強度が高い。また、温度センサ１ＢＨによれば、基板５０Ｂの材質及び厚さを調整することにより、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御することが可能になる。
【０３０８】
＜第２１の実施形態の変形例＞
図２６に示す第２１の実施形態に係る温度センサ１ＢＨは、機能性素子４０Ｂの図２６中の上側の表面と、電極７０ＢＨ１との間に、熱応力緩和層８０ＢＨ１１、８０ＢＨ１２、８０ＢＨ１３を有する。また、温度センサ１ＢＨは、機能性素子４０Ｂの図２６中の上側の表面と、電極７０ＢＨ２との間に、熱応力緩和層８０ＢＨ２１、８０ＢＨ２２、８０ＢＨ２３を有する。しかし、機能性素子４０Ｂの温度分布等の事情により、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に大きな熱応力を生じない場合は、熱応力緩和層８０Ｂを設けない構成の変形例とすることができる。すなわち、変形例として、機能性素子４０Ｂの図２６中の上側の表面と、電極７０Ｂと、の間に熱応力緩和層８０Ｂを設けない構成とすることができる。この第２１の実施形態の変形例によれば、第２１の実施形態に係る温度センサ１ＢＨより低コストで、温度センサを作製することができる。
【０３０９】
［第３の温度センサ］
次に、第３の温度センサについて説明する。
【０３１０】
以下、本実施形態に係る温度センサについて、図面を参照して説明する。なお、下記の第２２〜第２４の実施形態に係る温度センサは、いずれも温度センサに加え圧力センサとしても機能し、温度及び圧力を検知するセンサである。また、第２２及び第２３の実施形態に係る温度センサは、基板５０Ｃの基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとが物理的に接触する構成のため、基板薄膜部５１に加えられる微小な圧力を基板薄膜部５１を介して機能性素子４０Ｃが検知可能である。このため、第２２及び第２３の実施形態に係る温度センサは、特に、超音波照射圧力等の微小な圧力を検知可能な圧力センサとしても機能する。
【０３１１】
［温度センサ］
（第２２の実施形態）
図３２は、第２２の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図３２に示す温度センサ１ＣＡ（１Ｃ）は、基板５０ＣＡ（５０Ｃ）と、基板５０ＣＡに積層される機能性素子４０Ｃと、を備える。また、基板５０ＣＡは、機能性素子４０Ｃとの積層方向の厚みが小さい薄膜状の基板薄膜部５１を有する。基板５０ＣＡの基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとは物理的に接触している。
【０３１２】
＜機能性素子＞
機能性素子４０Ｃとは、温度変化に応じて物性が変化する素子である。具体的には、機能性素子４０Ｃとは、温度変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って物性が変化する機能性酸化チタンからなる素子である。この温度変化に応じて変化する物性としては、例えば電気伝導度及び色の１種以上が挙げられる。
【０３１３】
機能性酸化チタンとは、少なくとも加熱に応じて結晶粒の結晶構造が変化し、かつ、加熱により生成した結晶構造の結晶粒が冷却後にも維持される機能、を有する酸化チタン材料を意味する。具体的には、機能性酸化チタンは、加熱の前後で結晶構造の異なる結晶粒を生成し、かつ、加熱により生成した結晶構造の結晶粒が冷却後にも維持される機能、を有する。
【０３１４】
また、機能性酸化チタンは、加熱以外の条件変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化したり、この変化した結晶構造を条件変化の解除後も維持したりするものであってもよい。機能性酸化チタンは、通常、温度変化以外にも、機能性酸化チタンに加えられる圧力や光や電流の変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化する。具体的には、機能性酸化チタンは、通常、加圧の前後で結晶構造の異なる結晶粒を生成し、かつ、この生成した結晶構造の結晶粒が加圧の解除の後にも維持される機能、をさらに有する。また、機能性酸化チタンは、電流や光の供給等の前後で結晶構造の異なる結晶粒を生成し、かつ、この生成した結晶構造の結晶粒が電流や光の供給の停止等の後にも維持される機能、をさらに有していてもよい。
【０３１５】
機能性酸化チタンは、上記結晶構造の変化に伴って、物性が変化する。ここで、変化する物性としては、色、電気伝導度等が挙げられる。機能性酸化チタンにおける、結晶構造の変化と、色、電気伝導度等の物性との関係については後述する。
【０３１６】
機能性素子４０Ｃは、実質的に機能性酸化チタンのみからなる。機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位は、後述のように、機能性酸化チタンの結晶粒からなるナノ粒子である。しかし、ナノ粒子では取扱いが困難であるため、機能性酸化チタンとしては、通常、ナノ粒子の結晶粒の多結晶体からなる粉末が用いられる。一方、温度センサ１ＣＡに用いられる機能性素子４０Ｃは、基板５０Ｃと積層可能な面積が必要であり、多結晶体からなる粉末では面積が十分でない。このため、機能性素子４０Ｃとしては、通常、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末からなる成形体や薄膜が用いられる。成形体としては、例えば、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末を押し固めて得られる薄板状の圧紛体が用いられる。なお、成形体は、型を用いて成形した成型体であってもよい。機能性素子４０Ｃの形状は、特に限定されない。機能性素子４０Ｃの形状としては、例えば、図２８に示す円柱状や、図２９に示す矩形板状が挙げられる。なお、図２８及び図２９は、説明の便宜のために、厚さを誇張して描いている。また、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末を用いた薄膜としては、例えば、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末をスパッタリング法などによって形成した薄膜が用いられる。
【０３１７】
機能性素子４０Ｃの厚さは特に限定されないが、通常１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは０．１〜１．０μｍである。機能性素子４０Ｃの厚さがこの範囲内にあると、温度や圧力の微小な変化を感度よく検知しやすいため好ましい。
【０３１８】
［機能性酸化チタンの結晶構造］
機能性素子４０Ｃの材質である機能性酸化チタンの結晶構造について具体的に説明する。機能性酸化チタンは、常圧下で、通常、４５０℃以下でβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有する。そして、機能性酸化チタンは、常圧下で、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタンの結晶粒及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する。
【０３１９】
（常圧下での、温度変化に対する機能性酸化チタンの作用）
機能性酸化チタンの、常圧下での、温度変化に対する機能性酸化チタンの作用について具体的に説明する。なお、実施形態の機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ｃは、温度センサとして用いられる場合、通常、常圧、室温下で取り扱われ、高温下に置かれたときの最高温度を計測するという使用方法が一般的である。このため、以下の説明では、機能性酸化チタンを構成する結晶粒は、常圧下にあり、１９０℃以上の加熱履歴がなく１９０℃未満で、かつβ相五酸化三チタンのみからなるものとして説明する。
【０３２０】
機能性酸化チタンは、低温領域から高温領域にかけて、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの３種の形態の１種以上の形態をとり得る。
【０３２１】
具体的には、機能性酸化チタンは、１９０℃未満で、通常、β相五酸化三チタンの結晶粒のみを有する。β相五酸化三チタンからなる機能性酸化チタンは、通常、β相五酸化三チタンの結晶粒の多結晶体である。
【０３２２】
機能性酸化チタンを構成する多数個のβ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、１９０℃以上３５０℃未満に加熱されると、相転移して、λ相五酸化三チタンの結晶粒となる。具体的には、β相五酸化三チタンの結晶粒は、１９０℃以上に加熱されると、５モル％以上がλ相五酸化三チタンの結晶粒に相転移する。
【０３２３】
なお、この１９０℃以上３５０℃未満の温度領域での、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のβ相五酸化三チタンからλ相五酸化三チタンへの相転移のタイミングには、ばらつきがある。このため、機能性酸化チタンは、１９０℃以上３５０℃未満に加熱されると、通常、λ相五酸化三チタンの結晶粒を主として有し、β相五酸化三チタンの結晶粒も共に有するものとなる。
【０３２４】
また、機能性酸化チタンを構成する多数個のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、３５０℃以上４５０℃以下に加熱されると、結晶の組成が変化して、二酸化チタンの結晶粒となる。具体的には、λ相五酸化三チタンの結晶粒は、３５０℃以上に加熱されると、５モル％以上が二酸化チタンの結晶粒に相転移する。
【０３２５】
ここで、二酸化チタンとは、ルチル、アナターゼ、及びブルカイトを含む概念である。なお、３５０℃以上４５０℃以下の温度領域での、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のλ相五酸化三チタンから二酸化チタンへの結晶組成の変化のタイミングには、ばらつきがある。このため、機能性酸化チタンは、３５０℃以上４５０℃以下に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒を主として有し、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの結晶粒も共に有するものとなる。
【０３２６】
なお、機能性酸化チタンがλ相五酸化三チタンの結晶粒を主として有しβ相五酸化三チタンの結晶粒も共に有する場合に、機能性酸化チタンが３５０℃以上４５０℃以下に加熱されるときも、機能性酸化チタン中で二酸化チタンの結晶粒が生成される。具体的には、β相五酸化三チタンの結晶粒は、加熱により、相転移してλ相五酸化三チタンの結晶粒となった後に、さらに二酸化チタンの結晶粒に変化する。
【０３２７】
また、機能性酸化チタンを構成する多数のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、４５０℃を超え５５０℃未満に加熱されると、結晶粒のほとんどが白色の二酸化チタンの結晶粒になる。
【０３２８】
しかし、４５０℃を超え５５０℃未満の温度領域では、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のλ相五酸化三チタンから二酸化チタンへの結晶組成の変化のタイミングにばらつきが生じる。このため、機能性酸化チタンは、４５０℃を超え５５０℃未満に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒を主として有し、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの結晶粒も微量ながら共に有するものとなる。
【０３２９】
なお、機能性酸化チタンを構成する多数のλ相五酸化三チタンの結晶粒の全てが二酸化チタンの結晶粒に変化する温度は、概ね５５０℃以上である。すなわち、機能性酸化チタンは、５５０℃以上に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒のみを有するものとなる。
【０３３０】
機能性酸化チタンは、上記のように、温度領域により安定な結晶構造が異なり、一旦加熱すると、加熱時に生成した結晶粒の結晶構造を冷却した後にも維持する性質を有する。例えば、機能性酸化チタンが、一旦高温領域まで加熱されて、機能性酸化チタンを構成する結晶粒中に二酸化チタンの結晶粒が形成されると、機能性酸化チタンを室温まで冷却しても生成した二酸化チタンの組成がそのまま維持される。
【０３３１】
上記のβ相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、物性が異なる。例えば、物性として色に着目すると、β相五酸化三チタンは赤色又は赤褐色、λ相五酸化三チタンは青色、及び二酸化チタンは白色、という色の相違がある。
【０３３２】
このため、機能性酸化チタンを温度変化が生じる場所で用いた場合において、機能性酸化チタンの色が赤色又は赤褐色、青色又は白色であれば、機能性酸化チタンの熱履歴の最高温度を検知することができる。すなわち、機能性酸化チタンの色が赤色又は赤褐色、青色、又は白色であれば、機能性酸化チタンが、それぞれ、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン、又は二酸化チタンであることが分かる。このように、機能性酸化チタンの色が赤色又は赤褐色、青色、又は白色であれば、機能性酸化チタンが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満又は３５０℃以上の温度領域の最高温度の熱履歴を有することが分かる。このため、機能性酸化チタンは、色の変化を調べることにより、温度センサの材料として用いることができる。
【０３３３】
具体的には、機能性酸化チタンは、１９０℃以上の加熱履歴がない場合、通常、β相五酸化三チタンのみからなり、赤色又は赤褐色になっている。
【０３３４】
また、機能性酸化チタンは、１９０℃以上３５０℃未満の加熱履歴があると、赤色又は赤褐色のβ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部が、相転移して、青色のλ相五酸化三チタンの結晶粒となる。
【０３３５】
さらに、機能性酸化チタンは、３５０℃以上４５０℃以下の加熱履歴があると、青色のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、結晶の組成が変化して、白色の二酸化チタンの結晶粒となる。
【０３３６】
また、機能性酸化チタンは、４５０℃を超え５５０℃未満に加熱されると、結晶粒のほとんどが白色の二酸化チタンの結晶粒になる。
【０３３７】
さらに、機能性酸化チタンは、５５０℃以上の加熱履歴があると、通常、白色の二酸化チタンの結晶粒のみを有するものとなる。
【０３３８】
機能性酸化チタンの色の評価は、目視又は機能性酸化チタンの吸収スペクトルにより行うことができる。このように、機能性酸化チタンは、色の変化を調べることにより、温度センサの材料として用いることができる。
【０３３９】
また、機能性酸化チタンの結晶構造の変化により変化する物性として機能性酸化チタンの電気伝導度に着目すると、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、それぞれ電気伝導度が異なる。例えば、β相五酸化三チタンは多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンは多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。そして、二酸化チタンは、多くの絶縁体と同様の範囲内の電気伝導度を有する。これらの電気伝導度の違いは、機能性酸化チタンの室温への冷却後も維持される。機能性酸化チタンの電気伝導度の変化は、例えば、機能性酸化チタンを介した２個以上の電極間の電気抵抗を測定することにより知ることができる。
【０３４０】
このため、機能性酸化チタンの電気伝導度の測定により、機能性酸化チタンが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域内の温度であったことが分かる。このため、機能性酸化チタンを温度センサの材料として用いることができる。
【０３４１】
なお、機能性酸化チタンの、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの結晶構造の変化には、機能性酸化チタンの用いられる雰囲気の影響が実質的にない。例えば、機能性酸化チタンは、空気、酸素雰囲気、窒素雰囲気等の雰囲気中で用いることができる。
【０３４２】
機能性酸化チタンは、上記のように、少なくとも加熱に応じて結晶粒の結晶構造が変化し、かつ、加熱により生成した結晶構造の結晶粒が冷却後にも維持される機能、を有する。この、少なくとも加熱に応じて結晶粒の結晶構造が変化し、かつ、加熱により生成した結晶構造の結晶粒が冷却後にも維持される機能を、以下、「機能性酸化チタンとしての機能」ともいう。
【０３４３】
（機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径）
機能性酸化チタンは、機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位が、ナノ粒子である結晶粒からなる。この機能性酸化チタンを構成する結晶粒は、上記のように、常圧下で、１９０℃以上の加熱履歴がない場合、通常、β相五酸化三チタンのみからなる。
【０３４４】
β相五酸化三チタンの結晶粒の平均粒径（メジアン径）、すなわち、機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径は、通常１〜１００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜２０ｎｍである。β相五酸化三チタンの結晶粒の平均粒径が上記範囲内にあると、機能性酸化チタンが、上記機能性酸化チタンとしての機能を有する。このため、機能性酸化チタンは、加熱履歴の最高温度を冷却後に知ることができる温度センサ用として好適である。
【０３４５】
機能性酸化チタンにおいて、機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位は、平均粒径が上記範囲内にある結晶粒である。しかし、ナノ粒子の結晶粒は取り扱いが困難であるため、機能性酸化チタンとしては、ナノ粒子の結晶粒の多結晶体が用いられることが好ましい。このナノ粒子の結晶粒の多結晶体は、その形状について特に限定されないが、例えば、粒状のものが用いられる。この粒状の結晶粒の多結晶体の大きさは、例えば、平均粒径（メジアン径）が、通常５０ｎｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは３μｍ〜８μｍである。粒状の結晶粒の多結晶体の平均粒径（メジアン径）が、上記範囲内にあると、取扱いが容易である。
【０３４６】
第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡの機能性素子４０Ｃは、この粒状の結晶粒の多結晶体等の機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体を押し固めて得られた薄板状の圧粉体になっている。
【０３４７】
なお、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさは、加熱によりβ相五酸化三チタンからλ相五酸化三チタンに相転移しても実質的に変化しないと考えられる。このため、上記、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさは、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさとみなすことができる。
【０３４８】
一方、結晶粒がナノ粒子でない多結晶体からなる五酸化三チタンや、五酸化三チタンの単結晶体等の、従来の五酸化三チタンは、機能性酸化チタンと異なり、加熱時に生成した結晶粒の結晶構造を冷却した後に維持する性質を有さない。この理由は、通常の五酸化三チタンでは、結晶粒における、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン、及び二酸化チタン間の結晶構造の変化が可逆的かつ容易に行われるためであると推測される。このため、従来の五酸化三チタンは、加熱履歴の最高温度を冷却後に知ることができる温度センサ用として好適な材料でない。
【０３４９】
これに対し、第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡを構成する五酸化三チタンは、機能性酸化チタンであるため、温度センサ用の材料として好適である。
【０３５０】
（常温下での、圧力変化に対する機能性酸化チタンの作用）
機能性酸化チタンは、上記の加熱により結晶構造を変える機能に加え、通常、加圧の前後で結晶構造の異なる結晶粒を生成し、かつ、この生成した結晶構造の結晶粒が加圧の解除の後にも維持される機能、をさらに有する。
【０３５１】
機能性酸化チタンの、常温下での、圧力変化に対する機能性酸化チタンの作用について具体的に説明する。なお、以下の説明において、機能性酸化チタンを構成する結晶粒は、常温下にあり、６０ＭＰａ以上の加圧履歴がないものとして説明する。機能性酸化チタンは、低圧領域から中高圧領域にかけて、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタン二酸化チタンの２種の形態をとり得る。
【０３５２】
具体的には、機能性酸化チタンは、６０ＭＰａ未満で、通常、λ相五酸化三チタンの結晶粒のみを有する。通常、λ相五酸化三チタンからなる機能性酸化チタンは、通常、λ相五酸化三チタンの結晶粒の多結晶体である。この機能性酸化チタンを構成する多数個のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、６０ＭＰａ以上に加圧されると、相転移して、β相五酸化三チタンの結晶粒となる。機能性酸化チタンのλ相五酸化三チタンの結晶粒は、６０ＭＰａ以上に加圧されると、５モル％以上がβ相五酸化三チタンの結晶粒に相転移する。
【０３５３】
機能性酸化チタンは、上記のように、圧力領域により安定な結晶構造が異なり、一旦加圧すると、加圧時に生成した結晶粒の結晶構造を加圧の解除後にも維持する性質を有する。例えば、機能性酸化チタンのλ相五酸化三チタンの結晶粒が、一旦６０ＭＰａ以上に加圧されてβ相五酸化三チタンの結晶粒が形成されると、加圧が６０ＭＰａ未満になった後も生成したβ相五酸化三チタンの組成がそのまま維持される。
【０３５４】
具体的には、機能性酸化チタンは、６０ＭＰａ以上の加圧履歴がない場合、通常、λ相五酸化三チタンのみからなり、青色になっている。
【０３５５】
また、機能性酸化チタンは、６０ＭＰａ以上の加圧履歴があると、青色のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部が、相転移して、赤色又は赤褐色のβ相五酸化三チタンの結晶粒となる。
【０３５６】
機能性酸化チタンの色の評価は、目視又は機能性酸化チタンの吸収スペクトルにより行うことができる。このように、機能性酸化チタンは、色の変化を調べることにより、圧力センサの材料としても用いることができる。
【０３５７】
［機能性素子の作用］
機能性素子４０Ｃは、機能性酸化チタン粉末の薄板状圧紛体であり機能性酸化チタンからなる。このため、機能性素子４０Ｃの作用は、機能性酸化チタンと同様の作用を示す。具体的には、機能性素子４０Ｃは、機能性酸化チタンの、上記「常圧下での、温度変化に対する機能性酸化チタンの作用」及び「常温下での、圧力変化に対する機能性酸化チタンの作用」と同様の作用を示し、温度センサ及び圧力センサとして作用する。機能性素子４０の作用は、機能性酸化チタンの作用と同様であるため、説明を省略する。
【０３５８】
＜基板＞
基板５０ＣＡ（５０Ｃ）は、温度センサ１ＣＡの製造時に機能性素子４０Ｃ等を形成する土台となるものである。また、基板５０ＣＡは、温度センサ１ＣＡに、機械的強度を付与し、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御する作用を有する。さらに、基板５０ＣＡは、薄膜状の基板薄膜部５１により、温度や圧力の微小な変化を機能性素子４０Ｃが感度よく検知しやすくなっている。
【０３５９】
図３２に示すように、基板５０ＣＡは、薄膜状の基板薄膜部５１と、薄膜状でない基板外周部５３と、基板薄膜部５１と基板外周部５３とを接続する基板壁部５２と、を有する。
【０３６０】
基板５０ＣＡは、円盤状又は矩形状、かつ薄膜状の基板薄膜部５１と、この基板薄膜部５１の周端部から斜めに立ち上がる基板壁部５２と、基板壁部５２の周端部の外周から水平方向外周に形成された非薄膜状の基板外周部５３と、を有する。
【０３６１】
基板薄膜部５１は、基板５０ＣＡのうち、機能性素子４０Ｃとの積層方向の厚みが小さい薄膜状の部分である。図３２において、機能性素子４０Ｃとの積層方向は、上下方向である。基板薄膜部５１の、機能性素子４０Ｃとの積層方向の厚みは、通常１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは７〜１５μｍ、さらに好ましくは８〜１２μｍである。基板５０Ｃの厚さがこの範囲内にあると、温度や圧力の微小な変化を機能性素子４０Ｃが感度よく検知しやすいため好ましい。
【０３６２】
基板壁部５２及び基板外周部５３は、基板薄膜部５１を含む基板５０ＣＡを補強しかつ基板薄膜部５１の形状を維持する部分である。基板５０ＣＡは、基板薄膜部５１に加え、機械的強度の高い基板壁部５２及び基板外周部５３を有することにより、機能性素子４０Ｃを高い強度で支持することができるようになっている。
【０３６３】
基板外周部５３の、機能性素子４０Ｃとの積層方向の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．１〜５．０ｍｍ、好ましくは０．７〜１．０ｍｍである。基板外周部５３の厚さがこの範囲内にあると、機械的強度が高く、加工装置へ利用しやすいため好ましい。
【０３６４】
なお、基板５０ＣＡにおいて基板薄膜部５１は必須の構成であるが、基板壁部５２及び基板外周部５３は任意の構成とすることができる。すなわち、基板５０ＣＡの図示しない変形例として、基板薄膜部５１のみからなる構成の基板５０Ｃとすることができる。
【０３６５】
基板５０ＣＡは、例えば、半導体、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、酸化物、金属及びポリイミド樹脂からなる群より選択される１種以上の材質よりなる。半導体としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ等が用いられる。ＳＯＩとしては、例えば、公知のＳＯＩが用いられる。酸化物としては、サファイア、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３、Ｌａ−ＳｒＴｉＯ３等の無機酸化物等が用いられる。なお、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３やＬａ−ＳｒＴｉＯ３はチタン酸ストロンチウムにＮｂやＬａをドープしたものであり、導電性酸化物である。金属としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、ＳＵＳ等が用いられる。ファイバとしては、ガラスファイバやカーボンファイバが用いられる。基板５０ＣＡが上記材質よりなると、機能性素子４０Ｃ等の形成が容易であり、一枚の基板上に同一の素子を多数個作製することが容易であるため好ましい。
【０３６６】
なお、ＳＯＩは、Ｓｉ基板と埋め込み絶縁層との２種以上の構成からなる。基板５０ＣＡがＳＯＩである場合、基板薄膜部５１のみでＳＯＩ構造を有していてもいなくてもよく、基板薄膜部５１以外の部分を含めた基板５０ＣＡ全体としてＳＯＩが構成されていればよい。
【０３６７】
［基板薄膜部の形成］
基板薄膜部５１を有する基板５０ＣＡは、公知の方法で作製することができる。具体的には、基板５０ＣＡは、例えば、原料として基板薄膜部５１が形成されていない平板な基板を用い、この平板な基板の一部を薄膜化して基板薄膜部５１を形成する方法により作製される。薄膜化の方法としては、公知の方法を採用することができる。具体的な薄膜化の方法としては、例えば、Ｓｉの異方性を利用したウェットエッチングや、反応性イオンエッチング等のドライエッチング、が用いられる。なお、ウェットエッチングを用いる場合、例えば、ＳＯＩウェハが有するＳｉＯ２等の酸化膜やＳｉ３Ｎ４等の窒化膜をエッチングストップ層として用いることができる。薄膜化は、通常、平板な基板の表面の一部に行い、その後機能性素子を積層する。
【０３６８】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＣＡの作用のうち、機能性素子４０Ｃ自体の作用は、上記「機能性素子の作用」で述べたとおりである。すなわち、温度センサ１ＣＡの機能性素子４０Ｃは、温度センサ及び圧力センサとして作用する。このため、機能性素子４０Ｃを備える温度センサ１ＣＡは、温度センサ及び圧力センサとして作用する。温度センサ１ＣＡの作用のうち、機能性素子４０Ｃ自体の作用については、説明を省略する。
【０３６９】
温度センサ１ＣＡは、機能性素子４０Ｃ自体の作用に加えて、基板５０ＣＡに基づく作用を有する。以下、基板５０ＣＡに基づく作用について説明する。
【０３７０】
温度センサ１ＣＡは、基板５０ＣＡと機能性素子４０Ｃとの材質が異なり、両者は原子の配列間隔が異なる。このため、基板５０ＣＡと機能性素子４０Ｃとが物理的に接触するように積層されると、基板５０ＣＡと機能性素子４０Ｃとの界面にせん断応力が生じる。具体的には、通常、機能性素子４０Ｃには、基板５０ＣＡによって、機能性素子４０Ｃの界面の原子の配列間隔が伸びるようなせん断応力が加えられる。このため、０．７〜１．０ｍｍ程度の厚さを有する従来の平板状の基板を備えた温度センサでは、せん断応力のために、基板と機能性素子４０Ｃとの剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃへのクラックの発生等が起こりやすい。
【０３７１】
これに対し、温度センサ１ＣＡでは、基板５０ＣＡのうち、機能性素子４０Ｃと積層される界面の面積の多くを薄膜状の基板薄膜部５１が占め、加熱・冷却をしない場合において、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ｃとの界面に加えるせん断応力は小さい。また、基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力も小さい。このため、温度センサ１ＣＡでは、加熱・冷却をした場合及びしない場合において、基板５０ＣＡと機能性素子４０Ｃとの剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０３７２】
また、従来技術のように、基板が０．７〜１．０ｍｍ程度の厚さを有する場合は、基板により機能性素子４０Ｃ全体に強いせん断応力が作用し、機能性素子４０Ｃがたわみにくい。これに対し、温度センサ１ＣＡでは、機能性素子４０Ｃと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であり、基板５０ＣＡから機能性素子４０Ｃに加えられるせん断応力が小さくなるため、機能性素子４０Ｃがたわみやすい。このため、温度センサ１ＣＡは、超音波の照射圧力等の微小な圧力でも容易に機能性素子４０Ｃがたわみやすくなり、超音波照射圧力等の微小な圧力を検知可能な圧力センサとしても使用することが可能になる。
【０３７３】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＣＡによれば、機能性素子４０Ｃを構成する機能性酸化チタンの結晶粒の結晶構造の変化に伴って物性が変化することを利用して温度及び圧力を測定することができる。すなわち、温度センサ１ＣＡによれば、温度及び圧力センサが得られる。
【０３７４】
また、機能性素子４０Ｃを構成する機能性酸化チタンは安価である。このため、温度センサ１ＣＡによれば、安価な温度及び圧力センサが得られる。
【０３７５】
さらに、温度センサ１ＣＡは、機能性素子４０Ｃと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しにくい。このため、温度センサ１ＣＡによれば、加熱・冷却による、基板５０ＣＡと機能性素子４０Ｃとの剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０３７６】
また、温度センサ１ＣＡは、機能性素子４０Ｃと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却しない場合においても、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ｃとの界面に加えるせん断応力が小さい。このため、温度センサ１ＣＡによれば、加熱・冷却しない場合における、基板５０ＣＡと機能性素子４０Ｃとの剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０３７７】
さらに、温度センサ１ＣＡは、３５０℃以上の高温領域での温度測定が可能である。このため、温度センサ１ＣＡによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉や配電盤等での温度測定が可能である。
【０３７８】
また、温度センサ１ＣＡは、機能性素子４０Ｃと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、機能性素子４０がたわみやすい。このため、温度センサ１ＣＡによれば、超音波照射圧力等の微小な圧力を検知可能な圧力センサとしても使用することが可能になる。
【０３７９】
すなわち、温度センサ１ＣＡによれば、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、基板と機能性素子との剥離の発生、及び機能性素子へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な温度及び圧力センサが得られる。
【０３８０】
（第２３の実施形態）
図３３は、第２３の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図３３に示す温度センサ１ＣＢ（１Ｃ）は、基板５０ＣＢ（５０Ｃ）と、基板５０ＣＢに積層される機能性素子４０Ｃと、を備える。また、基板５０ＣＢは、機能性素子４０Ｃとの積層方向の厚みが小さい薄膜状の基板薄膜部５１を有する。基板５０ＣＢの基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとは物理的に接触している。温度センサ１ＣＢは、さらに電極７０Ｃを備え、電極７０Ｃは、機能性素子４０Ｃの表面に電極７０ＣＢ１、７０ＣＢ２の２個設けられる。
【０３８１】
図３３に示す第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢは、図３２に示す第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡに比較して、機能性素子４０Ｃの表面に電極７０ＣＢ１、７０ＣＢ２が設けられる点で異なり、他の点は、同じである。このため、図３３に示す第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢと、図３２に示す第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡとで、同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略する。
【０３８２】
第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢの基板５０ＣＢ（５０Ｃ）は、第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡの基板５０ＣＡ（５０Ｃ）と同様であるため、説明を省略する。
【０３８３】
＜電極＞
温度センサ１ＣＢは、機能性素子４０Ｃの表面に、電極７０ＣＢ１、７０ＣＢ２（７０Ｃ）を備える。電極７０Ｃは、機能性素子４０Ｃの表面と電気的に接続される。機能性素子４０Ｃは、上記のように、温度変化や圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って電気伝導度等の物性が変化する。電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２は、温度変化や圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って機能性素子４０Ｃの表面近傍の電気伝導度が変化することを検知する。
【０３８４】
温度センサ１ＣＢでは、このような電極７０ＣＢ１及び電極７０ＣＢ２の配置により、機能性素子４０Ｃの表面近傍の電気伝導度が変化することを検知可能になっている。
【０３８５】
電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２は、機能性素子４０Ｃの表面の少なくとも一部に配置される。具体的には、電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２は、機能性素子４０Ｃの図３３中の上側の表面に、離間して設けられる。なお、電極７０Ｃの数は電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２を含め２個以上とすることができる。例えば、温度センサ１ＣＢの変形例として、電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２に加え、機能性素子４０Ｃの図３３中の上側の表面に、さらに図示しない電極７０Ｃを２個設けることができる。このように、機能性素子４０Ｃの図３３中の上側の表面に、電極７０Ｃを４個設けると機能性素子４０Ｃの電気伝導度の変化を四端子法で精度よく検知することが可能になる。
【０３８６】
電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２は、例えば、金属、導電性酸化物、カーボン材料及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなる。金属としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ等が用いられる。導電性酸化物としては、ＩＴＯ（酸価インジウムスズ）等が用いられる。カーボン材料としては、グラファイト（黒鉛）等が用いられる。導電性高分子としては、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー等が用いられる。電極７０Ｃが上記材質よりなると、機能性素子４０Ｃと電極７０Ｃとの間の電気伝導が容易になるため好ましい。
【０３８７】
電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２の厚さは特に限定されないが、通常０．０１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜１００μｍである。電極７０ＣＢ１、７０ＣＢ２の厚さがこの範囲内にあると、電極の導電性を確保できるため好ましい。
【０３８８】
＜温度センサの作用＞
図３３に示す第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢは、図３２に示す第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡと同様の作用を示す。
【０３８９】
また、温度センサ１ＣＢでは、基板５０ＣＢのうち、機能性素子４０Ｃと物理的に接触して積層される界面の面積の多くを薄膜状の基板薄膜部５１が占め、加熱・冷却をしない場合において、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ｃとの界面に加えるせん断応力は小さい。また、基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０との熱膨張係数の差に基づくせん断応力も小さい。このため、温度センサ１ＣＢでは、加熱・冷却をした場合及びしない場合において、基板５０ＣＢと、機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０３９０】
また、温度センサ１ＣＢは、電極７０ＣＢ１、７０ＣＢ２を備えるため、機能性素子４０Ｃの表面近傍の電気伝導度が変化することを検知して機能性素子４０Ｃの結晶粒の結晶構造を検知し、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０３９１】
なお、電極７０ＣＢ１、７０ＣＢ２は、機能性素子４０Ｃから見て基板薄膜部５１の反対側に位置する。これらの電極７０ＣＢ１、７０ＣＢ２（７０Ｃ）は、基板薄膜部５１に加えられる超音波照射圧力等の微小な圧力が基板薄膜部５１と物理的に接触する機能性素子４０Ｃに伝達されることを阻害しない。このため、温度センサ１ＣＢによれば、基板薄膜部５１に加えられる超音波照射圧力等の微小な圧力を、機能性素子４０Ｃの電気伝導度が変化することを検知して、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０３９２】
温度センサ１ＣＢは、基板薄膜部５１で超音波を受け、この超音波の圧力は基板薄膜部５１を介して機能性素子４０Ｃに伝達される。機能性素子４０Ｃは、超音波の圧力に基づいて電気伝導度が変化し、機能性素子４０Ｃの電気伝導度の変化は、例えば、機能性素子４０Ｃを介した２個以上の電極間の電気抵抗を測定することにより知ることができる。このため、温度センサ１ＣＢは、基板薄膜部５１で超音波を受け、機能性素子４０Ｃを介した２個以上の電極７０Ｃ、７０Ｃ間の電気抵抗を測定する圧力センサとして用いることができる。
【０３９３】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＣＢによれば、図３２に示す第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡと同様の効果を奏する。
【０３９４】
また、温度センサ１ＣＢは、機能性素子４０Ｃと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しにくい。このため、温度センサ１ＣＢによれば、加熱・冷却による、基板５０ＣＢと、機能性素子４０や電極７０Ｃと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０３９５】
また、温度センサ１ＣＢは、機能性素子４０Ｃと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却しない場合においても、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ｃとの界面に加えるせん断応力が小さい。このため、温度センサ１ＣＢによれば、加熱・冷却しない場合における、基板５０ＣＢと、機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０３９６】
また、温度センサ１ＣＢは、電極７０ＣＢ１、７０ＣＢ２（７０Ｃ）を備える。このため、温度センサ１ＣＢによれば、機能性素子４０Ｃの表面近傍の電気伝導度が変化することを検知して機能性素子４０Ｃの結晶粒の結晶構造を検知し、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０３９７】
すなわち、温度センサ１ＣＢによれば、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、基板と機能性素子や電極との剥離の発生、及び機能性素子や電極へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な温度及び圧力センサが得られる。
【０３９８】
（第２４の実施形態）
図３４は、第２４の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図３４に示す温度センサ１ＣＣ（１Ｃ）は、基板５０ＣＣ（５０Ｃ）と、基板５０ＣＣに電極７０ＣＣ２を介して積層される機能性素子４０Ｃと、を備える。また、基板５０ＣＣは、機能性素子４０Ｃとの積層方向の厚みが小さい薄膜状の基板薄膜部５１を有する。温度センサ１ＣＣは、さらに電極７０Ｃを備える。電極７０Ｃは、機能性素子４０Ｃの表面に電極７０ＣＣ１の１個が設けられ、かつ、基板５０ＣＣと機能性素子４０Ｃとの界面に電極７０ＣＣ２の１個が設けられる。なお、基板５０ＣＣの基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとは、電極７０Ｃが介在するため、物理的に接触していない。
【０３９９】
図３４に示す第２４の実施形態に係る温度センサ１ＣＣは、図３３に示す温度センサ１ＣＢに比較して、機能性素子４０Ｃの表面に電極７０ＣＣ１が１個設けられ、かつ、基板５０ＣＣと機能性素子４０Ｃとの界面に電極７０ＣＣ２が１個設けられる点で異なる。第２４の実施形態に係る温度センサ１ＣＣと第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢとは、他の点は、同じである。このため、図３４に示す第２４の実施形態に係る温度センサ１ＣＣと、図３３に示す第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢとで、同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略する。
【０４００】
第２４の実施形態に係る温度センサ１ＣＣの基板５０ＣＣ（５０Ｃ）は、第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡの基板５０ＣＡ（５０Ｃ）と同様であるため、説明を省略する。
【０４０１】
＜電極＞
温度センサ１ＣＣは、機能性素子４０Ｃの表面に電極７０ＣＣ１が１個設けられ、かつ、基板５０ＣＣと機能性素子４０Ｃとの界面に電極７０ＣＣ２が１個設けられる。電極７０ＣＣ２は、基板５０ＣＣと機能性素子４０Ｃとの界面に設けられる。すなわち、電極７０ＣＣ１及び電極７０ＣＣ２は機能性素子４０Ｃを挟み込むように配置される。
【０４０２】
温度センサ１ＣＣでは、このような電極７０ＣＣ１及び電極７０ＣＣ２の配置により、機能性素子４０Ｃの面直方向の電気伝導度が変化することを検知可能になっている。
【０４０３】
電極７０ＣＣ１及び電極７０ＣＣ２は、それぞれ、機能性素子４０Ｃの表裏の表面全体を覆うように形成される。すなわち、電極７０ＣＣ１及び電極７０ＣＣ２は、図３４中の手前及び奥行方向の長さが機能性素子４０Ｃの表裏の表面の手前及び奥行方向の長さと一致するようになっている。
【０４０４】
なお、温度センサ１ＣＣの変形例として、電極７０ＣＣ１及び電極７０ＣＣ２の１種以上が、機能性素子４０Ｃの表面の一部を覆うように形成されたものとすることができる。すなわち、電極７０ＣＣ１及び電極７０ＣＣ２は、図３４中の手前及び奥行方向の長さが機能性素子４０Ｃの表面の手前及び奥行方向の長さよりも短くなるようにすることができる。この変形例によれは、機能性素子４０Ｃのうち、電極７０ＣＣ１及び電極７０ＣＣ２が対向した部分にある機能性素子４０Ｃの電気伝導度等を測定することができる。
【０４０５】
電極７０Ｃは、機能性素子４０Ｃの表裏の表面と電気的に接続される。機能性素子４０Ｃは、上記のように、温度変化や圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って電気伝導度等の物性が変化する。電極７０ＣＣ１及び７０ＣＣ２は、温度変化や圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って機能性素子４０Ｃの面直方向の電気伝導度が変化することを検知する。
【０４０６】
なお、電極７０Ｃの数は電極７０ＣＣ１及び７０ＣＣ２を含め２個以上とすることができる。すなわち、電極７０Ｃは、機能性素子４０Ｃの表面に１個以上設けられ、かつ、基板５０ＣＣと機能性素子４０Ｃとの界面に１個以上設けられるようにすることができる。具体的には、温度センサ１ＣＣの変形例として、電極７０ＣＣ１及び７０ＣＣ２に加え、電極７０ＣＣ１及び７０ＣＣ２に離間してさらに図示しない電極７０Ｃを１個以上設けることができる。このように、電極７０Ｃを多く設けると、機能性素子４０Ｃの電気伝導度の変化を精度よく検知することが可能になる。
【０４０７】
電極７０ＣＣ１及び７０ＣＣ２の材質としては、図３３に示す第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢの電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２の材質と同様のものが用いられる。電極７０ＣＣ１及び７０ＣＣ２の厚さは、図３３に示す第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢの電極７０ＣＢ１及び７０ＣＢ２と同様である。
【０４０８】
＜温度センサの作用＞
図３４に示す第２４の実施形態に係る温度センサ１ＣＣは、図３２に示す第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡと同様の作用を示す。
【０４０９】
なお、温度センサ１ＣＣでは、図３３に示す第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＢと異なり、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとが接触していない。このため、加熱・冷却しない場合において、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ｃとの界面で機能性素子４０Ｃに加えるせん断応力が発生しない。また、温度センサ１ＣＣでは、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しない。このため、温度センサ１ＣＣでは、基板５０ＣＡと、機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０４１０】
また、温度センサ１ＣＣは、電極７０ＣＣ１、７０ＣＣ２を備えるため、機能性素子４０Ｃの面直方向の電気伝導度が変化することを検知して機能性素子４０Ｃの結晶粒の結晶構造を検知し、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０４１１】
なお、温度センサ１ＣＣでは、電極７０ＣＣ２が、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとの界面に設けられるため、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとが物理的に接触していない。このため、温度センサ１ＣＣでは、基板薄膜部５１に加えられる超音波照射圧力等の微小な圧力については、機能性素子４０Ｃに到達するまでに電極７０ＣＣ２により減衰する可能性がある。このため、温度センサ１ＣＣは、第２２及び第２３の実施形態に係る温度センサ１ＣＡ及び１ＣＢに比較して、超音波照射圧力等の微小な圧力の検知能力が低下する可能性がある。ただし、温度センサ１ＣＣでも、超音波照射圧力よりも大きな圧力の検知能力は有する。
【０４１２】
＜温度センサの効果＞
温度センサ１ＣＣによれば、図３２に示す第２２の実施形態に係る温度センサ１ＣＡと同様の効果を奏する。
【０４１３】
また、温度センサ１ＣＣは、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとが物理的に接触しないため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しない。このため、温度センサ１ＣＣによれば、加熱・冷却による、基板５０ＣＣと、機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０４１４】
また、温度センサ１ＣＣは、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ｃとが物理的に接触しないため、加熱・冷却しない場合においても、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ｃとの界面に加えるせん断応力が発生しない。このため、温度センサ１ＣＣによれば、加熱・冷却しない場合における、基板５０ＣＣと、機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ｃや電極７０Ｃへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０４１５】
また、温度センサ１ＣＣは、電極７０ＣＣ１、７０ＣＣ２（７０Ｃ）を備える。このため、温度センサ１ＣＣによれば、機能性素子４０Ｃの面直方向の電気伝導度が変化することを検知して機能性素子４０Ｃの結晶粒の結晶構造を検知し、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０４１６】
すなわち、温度センサ１ＣＣによれば、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、基板と機能性素子や電極との剥離の発生、及び機能性素子や電極へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な温度及び圧力センサが得られる。
【実施例】
【０４１７】
以下、本実施形態を実施例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。【０４１８】
［実施例１］
(機能性酸化チタンの調製)
はじめに、原料としてルチル型及びアナターゼ型が含まれるＴｉＯ２を用意した。このＴｉＯ２のＸ線回折結果を図１４の（ｉ）に示す。次に、このＴｉＯ２を、水素ガス雰囲気中で１１４０℃で２時間、焼成したところ、Ｔｉ３Ｏ５粉末が得られた。得られたＴｉ３Ｏ５粉末のＸ線回折結果を図１４の（ａ）に示す。図１４の（ａ）のＸ線回折結果より、得られたＴｉ３Ｏ５粉末は、λ型Ｔｉ３Ｏ５とβ型Ｔｉ３Ｏ５とが一つの粉末試料の中に混在（共存）していることが分かった。なお、得られたＴｉ３Ｏ５粉末は、後述の加熱試験の結果より、加熱によりＴｉＯ２に変化し、変化したＴｉＯ２が冷却後もＴｉＯ２のまま維持されるため、機能性酸化チタンである。【０４１９】
(機能性酸化チタン成型体の調製)
次に、油圧プレス機と成型ダイスを用いて、得られたＴｉ３Ｏ５粉末に２０〜４００ＭＰａの圧力をかけて、図１に示す円柱状の成型体を作製した。この成型体はＴｉ３Ｏ５粉末の圧粉体である。この成型体のＸ線回折結果を図１４の（ｂ）に示す。図１４の（ｂ）より、この成型体は、図１４の（ａ）に示すＴｉ３Ｏ５粉末と同様に、λ型Ｔｉ３Ｏ５とβ型Ｔｉ３Ｏ５との混在したものからなることが分かった。【０４２０】
(機能性酸化チタン成型体の加熱試験)
得られた成型体について、空気中で、加熱温度を変えて加熱する試験を行った。具体的には、サンプルとしてＴｉ３Ｏ５からなる成型体を複数個用意し、それぞれ、２５０℃、３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃、５５０℃に加熱する加熱試験を行った。加熱試験後のサンプルについて、Ｘ線回折を行った。２５０℃、３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃及び５５０℃に加熱した後のサンプルのＸ線回折結果を、それぞれ、図１４の、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）に示す。これらのＸ線回折結果より、加熱温度が高くなることに伴って、β相Ｔｉ３Ｏ５が減少し、λ相Ｔｉ３Ｏ５が増加することが分かった。また、加熱温度が３５０℃を超えると、ＴｉＯ２の回折ピークが現れ始め、５５０℃まで加熱すると図１４の（ｉ）と同様のＴｉＯ２の回折ピークのみになることが分かった。【０４２１】
このように、得られた成型体、及びこの成型体を構成するＴｉ３Ｏ５粉末は、加熱前において、β−Ｔｉ３Ｏ５の結晶粒及びλ−Ｔｉ３Ｏ５の結晶粒の１種以上の結晶粒を有する。そして、成型体、及びこの成型体を構成するＴｉ３Ｏ５粉末は、３５０℃以上に加熱したときにβ−Ｔｉ３Ｏ５の結晶粒及びλ−Ｔｉ３Ｏ５の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部がＴｉＯ２の結晶粒に変化する性質を有する。さらに、加熱により変化した結晶構造が、冷却後もそのまま維持されることが分かった。このため、成型体、及びこの成型体を構成するＴｉ３Ｏ５粉末の材質は、機能性酸化チタンであることが分かった。また、成型体は、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０ＡＡであり、温度センサ１ＡＡを構成する温度センサ本体１０ＡＡでもあることが分かった。また、成型体は、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ｂや４０Ｃでもあることが分かった。【０４２２】
(温度センサの調製) 
まず、平板状のＳｉ基板の表面の中央部を反応性イオンエッチング法でエッチングした。これにより、平板状のＳｉ基板の表面の中央部に、厚さ１０μｍの基板薄膜部５１を形成した。次に、スパッタリング法により、厚さ１．０ｍｍの平板状のＳｉ基板に上記機能性素子４０Ｃ（４０ＡＡ、４０Ｂ）を物理的に接触するように積層し、平板状のＳｉ基板と機能性素子４０とを一体化させた。この結果、図３２に示す温度センサ１ＣＡが得られた。なお、基板薄膜部５１の厚さが１０μｍと薄いため、温度センサ１ＣＡは、超音波照射圧力等の微小な圧力を検知可能な圧力センサとしても機能することが分かった。【０４２３】
特願２０１６−１７０７５６号（出願日：２０１６年９月１日）、特願２０１６−１８７９２３号（出願日：２０１６年９月２７日）及び特願２０１６−２０８５２１号（出願日：２０１６年１０月２５日）の全内容は、ここに援用される。【０４２４】
以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【産業上の利用可能性】
【０４２５】
第１の温度センサに用いられる機能性素子及び第１の温度センサによれば、機能性素子を構成する機能性酸化チタンの結晶粒の結晶構造の変化に伴って物性が変化することを利用して温度を測定することができる。ここで、機能性酸化チタンの結晶粒の結晶構造の変化に伴って変化する物性としては、例えば電気伝導度及び色の１種以上が挙げられる。【０４２６】
また、第１の温度センサに用いられる機能性素子及び第１の温度センサによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が可能である。このため、本発明の機能性素子及び温度センサによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉や配電盤等での温度測定が可能である。【０４２７】
第１の温度センサに用いられる機能性素子及び第１の温度センサは、例えば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉、配電盤や配管等に使用することができる。【０４２８】
第２の温度センサによれば、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、機能性素子と電極との剥離の発生及び機能性素子や電極へのクラックの発生を防止する、安価な温度センサが得られる。【０４２９】
第２の温度センサは、例えば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉、配電盤や配管等に使用することができる。【０４３０】
第３の温度センサによれば、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、基板と機能性素子や電極との剥離の発生、及び機能性素子や電極へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な温度及び圧力センサが得られる。【０４３１】
第３の温度センサは、例えば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉、配電盤や配管等に使用することができる。また、第３の温度センサは、超音波照射圧力等の圧力を検知可能な圧力センサとしても使用することができる。
【符号の説明】
【０４３２】
１Ａ、１ＡＡ、１ＡＢ、１ＡＣ、１ＡＤ、１ＡＥ、１ＡＦ、１ＡＧ、１ＡＨ、１ＡＩ、１ＡＪ、１ＡＫ、１ＡＬ、１ＡＭ、１Ｂ、１ＢＡ、１ＢＢ、１ＢＣ、１ＢＤ、１ＢＥ、１ＢＦ、１ＢＧ、１ＢＨ、１００ＢＡ、１００ＢＢ、１Ｃ、１ＣＡ、１ＣＢ、１ＣＣ、１００ＣＡ、１００ＣＢ、１００ＣＣ  温度センサ
１０Ａ、１０ＡＡ、１０ＡＢ、１０ＡＣ、１０ＡＤ、１０ＡＥ、１０ＡＦ、１０ＡＧ、１０ＡＨ、１０ＡＩ、１０ＡＪ、１０ＡＫ、１０ＡＬ、１０ＡＭ  温度センサ本体
３０Ａ、３０ＡＣ、３０ＡＤ、３０ＡＥ、３０ＡＦ、３０ＡＧ、３０ＡＨ、３０ＡＩ、３０ＡＪ  母材
４０Ａ、４０ＡＡ、４０ＡＢ、４０ＡＣ、４０ＡＤ、４０ＡＥ、４０ＡＦ、４０ＡＧ、４０ＡＨ、４０ＡＩ、４０ＡＪ、４０Ｂ、４０Ｃ  機能性素子
４５  機能性酸化チタンからなる粒子の連結体
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、１５０  基板
５１  基板薄膜部
５２  基板壁部
５３  基板外周部
６０  容器
７０Ａ、７０Ａａ、７０Ａｂ、７０Ａｃ、７０Ａｄ、７０Ａｅ、７０Ａｆ、７０Ｂ、７０Ｃ  電極
７５  リード線
８０Ｂ  熱応力緩和層
【図１】
2018043346.tif 000003
【図２】
2018043346.tif 000004
【図３】
2018043346.tif 000005
【図４】
2018043346.tif 000006
【図５】
2018043346.tif 000007
【図６】
2018043346.tif 000008
【図７】
2018043346.tif 000009
【図８】
2018043346.tif 000010
【図９】
2018043346.tif 000011
【図１０】
2018043346.tif 000012
【図１１】
2018043346.tif 000013
【図１２】
2018043346.tif 000014
【図１３】
2018043346.tif 000015
【図１４】
2018043346.tif 000016
【図１５】
2018043346.tif 000017
【図１６】
2018043346.tif 000018
【図１７】
2018043346.tif 000019
【図１８】
2018043346.tif 000020
【図１９】
2018043346.tif 000021
【図２０】
2018043346.tif 000022
【図２１】
2018043346.tif 000023
【図２２】
2018043346.tif 000024
【図２３】
2018043346.tif 000025
【図２４】
2018043346.tif 000026
【図２５】
2018043346.tif 000027
【図２６】
2018043346.tif 000028
【図２７】
2018043346.tif 000029
【図２８】
2018043346.tif 000030
【図２９】
2018043346.tif 000031
【図３０】
2018043346.tif 000032
【図３１】
2018043346.tif 000033
【図３２】
2018043346.tif 000034
【図３３】
2018043346.tif 000035
【図３４】
2018043346.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月27日(2019.2.27)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記第１の課題を解決するために、本発明の態様に係る温度センサは、機能性素子を含み温度変化に応じて物性が変化する温度センサ本体、を備える。この機能性素子は機能性酸化チタンからなる。この機能性酸化チタンは、（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
上記のβ相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、物性が異なる。例えば、物性として色に着目すると、β相五酸化三チタンは赤色、λ相五酸化三チタンは青色、及び二酸化チタンは白色、という色の相違がある。このため、機能性素子４０Ａの色が赤色、青色、又は白色であれば、機能性素子４０Ａが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域の温度にあったことが分かる。このため、機能性素子４０Ａを温度センサとして用いることができる。色の評価は、目視又は機能性素子４０Ａの吸収スペクトルにより行うことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
また、物性として電気伝導度に着目すると、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、それぞれ電気伝導度が異なる。例えば、β相五酸化三チタンは多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンは多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。そして、二酸化チタンは、多くの絶縁体と同様の範囲内の電気伝導度を有する。これらの電気伝導度の違いは、機能性酸化チタンの室温への冷却後も維持される。このため、機能性素子４０Ａの電気伝導度の測定により、機能性素子４０Ａが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域内の温度にあったことが分かる。このため、機能性素子４０Ａを温度センサとして用いることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
温度センサ本体１０ＡＦでは、機能性素子４０ＡＦは、図５に示す第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥで用いられる機能性素子４０ＡＥと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＦになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＦとしては、第５の実施形態に係る温度センサ１ＡＥで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＡＥと同様のものを用いることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧは、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣに比較して、温度センサ本体１０ＡＧの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図７に示す第７の実施形態に係る温度センサ１ＡＧと、図３に示す第３の実施形態に係る温度センサ１ＡＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６１】
図１１に示すように、電極７０Ａａ及び７０Ａｂは、温度センサ本体１０ＡＫを挟み込むように設けられる。電極７０Ａａ及び７０Ａｂの形状は、特に限定されない。なお、温度センサ本体１０ＡＫに接触する電極７０Ａは、図示しないが２個以上にすることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６９】
図１２に示すように、電極７０Ａｃ及び７０Ａｄは、温度センサ本体１０ＡＬを挟み込むように設けられる。電極７０Ａｃ及び７０Ａｄの形状は、特に限定されない。なお、温度センサ本体１０ＡＬに接触する電極７０Ａは、図示しないが２個以上にすることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７４】
温度センサ本体１０ＡＭは、母材３０ＡＭ（３０Ａ）と、この母材３０ＡＭ中に含まれる機能性素子４０ＡＭ（４０Ａ）と、を有する。なお、温度センサ本体１０ＡＭは、スラリー状又はゲル状であり、流動性を有するため、容器６０に収容される。このため、温度センサ１ＡＭは、温度センサ本体１０ＡＭと、この温度センサ本体１０ＡＭを収容する容器６０と、を有する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９６】
なお、機能性素子４０Ｂを構成する機能性酸化チタンの、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの結晶構造の変化は、機能性素子４０Ｂに用いられる雰囲気の影響が実質的にない。例えば、機能性素子４０Ｂは、空気、酸素雰囲気、窒素雰囲気等の雰囲気中で用いることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２２８】
熱応力緩和層８０ＢＢ１、８０ＢＢ２の材質、熱膨張係数及び厚さは、図１９に示す第１４の実施形態に係る温度センサ１ＢＡの熱応力緩和層８０ＢＡ１、８０ＢＡ２と同様であるため、説明を省略する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２８３】
＜温度センサの作用＞
温度センサ１ＢＦの作用について説明する。温度センサ１ＢＦの作用は、図２０に示す温度センサ１ＢＢの作用に比較して、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂが複数個である点、及び電極７０Ｂにリード線７５が接続される点に基づく作用が異なる以外は、同じである。このため、以下、機能性素子４０Ｂと電極７０Ｂとの間に介在する熱応力緩和層８０Ｂの数が複数個あること、及び電極７０Ｂにリード線７５が接続されることに基づく作用のみを説明し、他の作用については説明を省略する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２８９】
（第２０の実施形態）
図２５は、第２０の実施形態に係る温度センサを示す模式的な断面図である。図２５に示す第２０の実施形態に係る温度センサ１ＢＧは、図２３に示す第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥに比較して、一方の電極７０Ｂの表面と積層される基板５０Ｂをさらに備える点が異なるが、他の点は同じである。このため、図２５に示す第２０の実施形態に係る温度センサ１ＢＧと、図２３に示す第１８の実施形態に係る温度センサ１ＢＥとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有する機能性酸化チタンからなる機能性素子を含み温度変化に応じて物性が変化する、温度センサ本体を備えた、温度センサ。
【請求項２】
前記機能性酸化チタンは、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する、請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記温度センサ本体は、前記機能性素子からなり、
この機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる成形体であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記温度センサ本体は、前記機能性素子からなり、
この機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる薄膜であり、
この薄膜は、基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記温度センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、樹脂からなり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記温度センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、フィルムであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記温度センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、織布又は不織布からなるシートであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記温度センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、液体又はゲルであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項９】
前記機能性素子と、
前記機能性素子の表面の少なくとも一部に配置される電極と、
前記機能性素子と前記電極との間に介在し、前記機能性素子と前記電極との間で生じる熱応力を緩和する熱応力緩和層と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項１０】
さらに基板を備え、
前記基板は、前記電極の表面又は前記電極が形成されずに露出した前記機能性素子の表面と積層されることを特徴とする請求項９に記載の温度センサ。
【請求項１１】
前記機能性素子の熱膨張係数をＣＴＥＡ［１／Ｋ］、前記電極の熱膨張係数をＣＴＥＢ［１／Ｋ］、前記熱応力緩和層の熱膨張係数をＣＴＥＣ［１／Ｋ］としたとき、ＣＴＥＡ、ＣＴＥＢ及びＣＴＥＣは、下記式（１）
ＣＴＥＢ≦ＣＴＥＣ≦ＣＴＥＡ      （１）
を満たすことを特徴とする請求項９又は１０に記載の温度センサ。
【請求項１２】
前記熱応力緩和層は、金属、導電性酸化物、カーボン材料及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項１３】
前記熱応力緩和層は、前記機能性素子と電極との界面に複数個介在することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項１４】
基板と、
前記基板に積層され、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなる機能性素子と、
を備え、
前記基板は、前記機能性素子との積層方向の厚みが小さい薄膜状の基板薄膜部を有することを特徴とする温度センサ。
【請求項１５】
さらに電極を備え、
前記電極は、前記機能性素子の表面に２個以上設けられることを特徴とする請求項１４に記載の温度センサ。
【請求項１６】
さらに電極を備え、
前記電極は、前記機能性素子の表面に１個以上設けられ、かつ、前記基板と前記機能性素子との界面に１個以上設けられることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の温度センサ。
【請求項１７】
前記基板は、半導体、ＳＯＩ、酸化物、金属及びポリイミド樹脂からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項１８】
前記電極は、金属、導電性酸化物、カーボン及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の温度センサ。
【国際調査報告】
2018043346.tif 000037
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