CN109690272A - 压力传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有相互隔开间隙地配置的多个电极的压力传感器，其扩大了能够正确地测定的压力测定范围。压力传感器(1)具备公共电极(9)、多个独立电极(31)、多个薄膜晶体管(33)和压敏层(11)。公共电极(9)在一个面上扩展而形成。多个独立电极(31)与公共电极(9)对向地设置成矩阵状。多个薄膜晶体管(30)与多个独立电极(31)对应地设置在多个独立电极(31)的与公共电极(9)相反的一侧，一个或者相邻的两个以上的薄膜晶体管(30)与一个独立电极(31)连接。压敏层(11)被层叠在公共电极(9)的多个独立电极(31)侧的面上。多个独立电极(31)包括第一电极(31X)和第二电极(31Y)，该第二电极(31Y)比第一电极(31X)厚因而与压敏层(11)的间隙比第一电极(31X)短。

Description

压力传感器
技术领域
本发明涉及一种压力传感器，尤其涉及一种具有压敏层和作为电极的多个薄膜晶体管的压力传感器。
背景技术
作为压力传感器，已知有在压敏树脂中组合多个薄膜晶体管的压力传感器(例如，参照专利文献1)。
压敏树脂是将导电性颗粒分散在硅橡胶等绝缘树脂内的树脂。在压敏树脂中，当施加压力时，在绝缘树脂内导电性颗粒彼此接触，从而电阻值降低。由此，能够检测施加于压敏树脂的压力。
多个薄膜晶体管配置成矩阵状，作为电极发挥功能。在这种情况下，能够实现压力检测的高速化、低耗电化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016-4940号公报
另外，还已知有压敏层与多个电极隔开规定的间隙而对向配置的压力传感器。
通常地，压力传感器存在压敏层的压力测定范围窄的问题。具体而言，在压力-电阻特性中，在压力较低的范围内，电阻的变化比例较大，但在压力较高的范围内，电阻的变化比例较小。其原因是，即使压力变高，压敏层与电极的接触面积也不会从中途变大，即，接触电阻不会追随压力。其结果，在压力较大的范围内，由于灵敏度不足而无法正确地测定压力。
发明内容
本发明的目的在于，在具有相互隔开间隙地配置的电极的压力传感器中，扩大能够正确地测定的压力测定范围。
以下，作为用于解决课题的手段，对多个方式进行说明。这些方式可以根据需要任意地进行组合。
本发明的一个观点所涉及的压力传感器，具备公共电极、多个独立电极、多个薄膜晶体管和公共压敏层。
公共电极在一个面上扩展而形成。
多个独立电极与公共电极对向地设置成矩阵状。
多个薄膜晶体管与多个独立电极对应地设置在多个独立电极的与公共电极相反的一侧，一个或者相邻的两个以上的薄膜晶体管与一个独立电极连接。
公共压敏层被层叠(叠层、积层)在公共电极的多个独立电极侧的面上。
多个独立电极包括第一电极和第二电极，该第二电极比第一电极厚因而与公共压敏层的间隙比第一电极短。
在该压力传感器中，在压力较小的情况下，只有第二电极与公共压敏层接触。由此，能够通过第二电极正确地测定公共压敏层的电阻变化(即，压力)。在压力较大的情况下，除了第二电极之外，第一电极也与公共压敏层接触。由此，能够通过第一电极正确地测定公共压敏层的电阻变化(即，压力)。这是因为，由于第一电极与公共压敏层的间隙较长，因此能够正确地测定电阻的压力测定范围比第二电极时向高压力侧移动，即与高压力对应。
压力传感器可以具有按压区域，在按压区域中，在任意的按压部位第一电极和第二电极都是以包含在最低限按压面积内的方式排列。所谓“最低限按压面积”是预定的按压物(例如，手指、笔)按压压力传感器时设想必定被按压的最低限度的面积。
在该压力传感器中，即使按压区域的任意的按压部位被按压，也能够通过第二电极正确地测定低压力，进而，通过第一电极正确地测定高压力。
压力传感器也可以还具备间隔件，该间隔件形成于公共电极的多个独立电极侧的面，并且与多个独立电极对向。
压力传感器也可以还具备间隔件，该间隔件形成于多个独立电极的公共电极侧的面，并且与公共电极对向。
本发明的另一观点所涉及的压力传感器，具备公共电极、多个独立电极、多个薄膜晶体管、第一独立压敏层和第二独立压敏层。
公共电极在一个面上扩展而形成。
多个独立电极与公共电极对向地设置成矩阵状。
多个薄膜晶体管与多个独立电极对应地设置在多个独立电极的与公共电极相反的一侧，一个或者相邻的两个以上的薄膜晶体管与一个独立电极连接。
第一独立压敏层被层叠在多个独立电极中的第一电极的公共电极侧的面上。
第二独立压敏层被层叠在多个独立电极中的第二电极的公共电极侧的面上。
第二独立压敏层与公共电极之间的间隙比第一独立压敏层与公共电极的间隙短。
在该压力传感器中，在压力较小的情况下，只有第二独立压敏层与公共电极接触。由此，能够通过第二电极正确地测定第二独立压敏层的电阻变化(即，压力)。在压力较大的情况下，除了第二独立压敏层之外，第一独立压敏层也与公共电极接触。由此，能够通过第一电极正确地测定第一独立压敏层的电阻变化(即，压力)。这是因为，由于第一独立压敏层与公共电极的间隙较长，因此能够正确地测定电阻的压力测定范围比第二独立压敏层时向高压力侧移动，即与高压力对应。
第二电极的厚度也可以大于第一电极的厚度。
第二独立压敏层的厚度也可以大于第一独立压敏层的厚度。
压力传感器可以具有按压区域，
在按压区域中，在任意的按压部位第一独立压敏层和第二独立压敏层都是以包含在最低限按压面积内的方式排列。
压力传感器也可以还具备间隔件，该间隔件形成于公共电极的多个独立电极侧的面，并且与多个独立电极对向。
压力传感器也可以还具备间隔件，该间隔件形成于第一独立压敏层和第二独立压敏层的公共电极侧的面，并且与公共电极对向。
本发明的另一观点所涉及的压力传感器，具备公共电极、多个独立电极、多个薄膜晶体管、公共压敏层、第一独立压敏层和第二独立压敏层。
公共电极在一个面上扩展而形成。
多个独立电极与公共电极对向地设置成矩阵状。
多个薄膜晶体管与多个独立电极对应地设置在多个独立电极的与公共电极相反的一侧，一个或者相邻的两个以上的薄膜晶体管与一个独立电极连接。
公共压敏层被层叠在公共电极的多个独立电极侧的面上。
第一独立压敏层被层叠在多个独立电极中的第一电极的公共电极侧的面上。
第二独立压敏层被层叠在多个独立电极中的第二电极的公共电极侧的面上。
第二独立压敏层与公共压敏层之间的间隙比第一独立压敏层与公共压敏层的间隙短。
在该压力传感器中，在压力较小的情况下，只有第二独立压敏层与公共压敏层接触。由此，能够通过第二电极正确地测定公共压敏层和第二独立压敏层的电阻变化(即，压力)。在压力较大的情况下，除了第二独立压敏层之外，第一独立压敏层也与公共压敏层接触。由此，能够通过第一电极正确地测定公共压敏层和第一独立压敏层的电阻变化(即，压力)。这是因为，由于第一独立压敏层与公共压敏层的间隙较长，因此能够正确测定电阻的压力测定范围比第二独立压敏层时向高压力侧移动，即与高压力对应。
第二电极的厚度也可以大于第一电极的厚度。
第二独立压敏层的厚度也可以大于第一独立压敏层的厚度。
压力传感器可以具有按压区域，
在按压区域中，可以在任意的按压部位第一独立压敏层和第二独立压敏层都是以包含在最低限按压面积内的方式排列。
压力传感器也可以还具备间隔件，该间隔件形成于公共压敏层的第一独立压敏层和第二独立压敏层侧的面，并且与第一独立压敏层和第二独立压敏层对向。
压力传感器也可以还具备间隔件，该间隔件形成于第一独立压敏层和第二独立压敏层的公共压敏层侧的面，并且与公共压敏层对向。
发明效果
在本发明所涉及的压力检测传感器中，能够正确地测定的压力测定范围变宽。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的压力传感器的概略截面图。
图2是压力传感器的局部概略截面图。
图3是压力传感器的下侧电极部件的概略俯视图。
图4是压力传感器的等效电路图。
图5是表示独立电极配置的示意俯视图。
图6是压力作用的状态下的压力传感器的概略截面图。
图7是压力作用的状态下的压力传感器的概略截面图。
图8是压力作用的状态下的压力传感器的概略截面图。
图9是表示压力传感器的压力与电阻的关系的曲线图。
图10是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图11是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图12是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图13是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图14是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图15是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图16是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图17是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图18是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图19是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图20是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图21是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图22是表示第二实施方式所涉及的压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图23是表示第二实施方式所涉及的压力传感器的制造方法的示意性截面图。
图24是第三实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
图25是第四实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
图26是第五实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
图27是第六实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
图28是第七实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
图29是第八实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
图30是第九实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
图31是第十实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
图32是第十实施方式所涉及的压力传感器的局部概略俯视图。
图33是表示第十一实施方式所涉及的独立电极配置的示意俯视图。
图34是表示第十二实施方式所涉及的独立电极配置的示意俯视图。
符号说明
1 压力传感器
3 上侧电极部件
5 下侧电极部件
7 绝缘膜
9 公共电极
11 感压层
13 边框间隔件
15 绝缘膜
17 源电极
19 漏电极
21 栅电极
23 有机半导体
25 第一绝缘膜
27 第二绝缘膜
30 薄膜晶体管
31 独立电极
35 点间隔件
具体实施方式
1.第一实施方式
(1)压力传感器的基本结构
利用图1～图4对第一实施方式所涉及的压力传感器1进行说明。图1是本发明的第一实施方式所涉及的压力传感器的概略截面图。图2是压力传感器的局部概略截面图。图3是压力传感器的下侧电极部件的概略俯视图。图4是压力传感器的等效电路图。
压力传感器1是当按压力作用时检测按压位置和按压力的装置。压力传感器1例如是触摸面板显示器，被用于智能手机、平板PC、笔记本PC。
压力传感器1具有上侧电极部件3。上侧电极部件3是按压力所作用的平面状的部件。上侧电极部件3具有：例如矩形的绝缘膜7；在其下表面整面地即在一个面上扩展而形成的公共电极9；和在其下表面整面地形成的压敏层11(公共压敏层的一例)。
压力传感器1具有下侧电极部件5。下侧电极部件5是配置在上侧电极部件3的下方的平面状的部件。下侧电极部件5具有：例如矩形的绝缘膜15；和形成于其上表面的多个独立电极或像素电极(31X～31Y)。
如图2所示，上侧电极部件3和下侧电极部件5在周缘部通过边框间隔件13相互粘接。边框间隔件13形成为边框状，例如由粘合剂、双面胶构成。
如图3所示，多个独立电极(31X～31Y)配置成矩阵状。所谓矩阵状是指以行列状二维排列的状态。另外，如图1和图2所示，多个独立电极(31X～31Y)与公共电极9(实际上是压敏层11)隔开间隙而对向。并且，当公共电极9的区域朝向独立电极31X～31Y被按下时，公共电极9与定位于按下区域的独立电极电导通。按下例如用手指、触笔、棒等进行即可。电极间距例如为0.3～0.7mm。
下侧电极部件5具有多个薄膜晶体管30(以下称为“TFT30”)。各个TFT30与各个独立电极31X～31Z对应地设置，作为电流值检测用的电极发挥功能。
(2)TFT和独立电极的关系
如图1和图2所示，TFT30具有源电极17、漏电极19和栅电极21。TFT30是顶栅型。构成栅电极、源电极以及漏电极的材料没有特别限定。
源电极17和漏电极19形成于绝缘膜15的上表面。TFT30具有形成于源电极17和漏电极19之间的有机半导体23。作为构成这种半导体层的材料，可以使用公知的材料，例如硅、氧化物半导体、有机半导体。
TFT30具有以覆盖源电极17、漏电极19及有机半导体23的方式形成的第一绝缘膜25。
如下所述，漏电极19与独立电极31X～31Y连接。
栅电极21在第一绝缘膜25的上表面形成于有机半导体23的上方。
TFT30具有形成于第一绝缘膜25的上表面并覆盖栅电极21的第二绝缘膜27。
多个独立电极(31X～31Y)形成于第二绝缘膜27的上表面。独立电极通过导电部29与TFT30连接，上述导电部29形成于贯通第一绝缘膜25和第二绝缘膜27的贯通孔。
利用图4对压力传感器1的动作原理进行说明。当对输入了栅极电压的TFT30的漏电极19施加电压时，流过与压敏层11的电阻对应的漏极电流。并且，当施加于压敏层11的压力变高时，其电阻降低，因此检测出漏极电流的增加。通过对压力传感器1上的TFT30进行扫描并施加栅极电压测定漏极电流，能够观测片材表面的压力分布。
如图1所示，多个独立电极(31X～31Y)具有高压力检测用的第一电极31X、中压力检测用的第二电极31Y和低压力检测用的第三电极31Z。第一电极31X与压敏层11的间隙H1最大，第三电极31Z与压敏层11的间隙H3最小。即，第二电极31Y与压敏层11的间隙H2比第一电极31X与压敏层11的间隙H1短。另外，第三电极31Z与压敏层11的间隙H3比第二电极31Y与公共电极9的间隙H2短。
第一电极31X、第二电极31Y、第三电极31Z的厚度、间隙H1～H3可以从宽的范围适当设定。例如，为0～几十μm，也可以是几μm级或十几μm级。
压力传感器1具有按压区域。在按压区域中，在任意的按压部位，第一电极31X、第二电极31Y和第三电极31Z都是以包含在最低限按压面积内的方式排列。所谓“最低限按压面积”是预定的按压物(例如，手指、笔)按压压力传感器时，设想必定被按压的最低限度的面积。
另外，上述按压区域既可以是压力传感器1的整体，也可以是一部分。
如图5所示，第一电极31X、第二电极31Y和第三电极31Z交替地排列且均等地配置。具体而言，第一电极31X、第二电极31Y和第三电极31Z以相同的种类倾斜地连续的方式排列。在本实施方式中，按压最低面积为3×3的区域，在按压了任意的部位的情况下，第一电极31X、第二电极31Y和第三电极31Z分别至少三个加以对应。
如图2所示，在压敏层11的下表面，与第三电极31Z对应地形成有点间隔件35。点间隔件35是用于辅助边框间隔件13而正确地确保压敏层11与第三电极31Z的间隙的部件。
鉴于上述目的，点间隔件形成于第三电极31Z，但也可以将点间隔件设置于第一电极31X和第二电极31Y。另一方面，在第一电极31X和第二电极31Y连续地排列的区域，有时需要在这两者或一者上设置点间隔件。
点间隔件例如不是形成于所有的第三电极31Z，而是仅形成于一部分。具体而言，在多个(2～5个)第三独立电极31Z上设置有一个点间隔件。
点间隔件的形状、个数和位置对应于传感器的尺寸或形状、上部膜的厚度或硬度而适当变更。
另外，在仅通过边框间隔件13就能够正确地维持公共电极9与第三电极31Z的间隙的情况下，点间隔件35可以减少数目或消除。
压力传感器1具有电路部(未图示)。电路部控制漏电极19、源电极17以及公共电极9，例如，具有：对公共电极9、源电极17施加规定电压的电源电压；和产生与源极-漏极间的电流值对应的信号并向外部的信号处理装置输出的电流检测电路。外部的信号处理装置根据从电路部发送来的信号，检测按压位置和按压力。
(3)按压动作和压力测定动作
利用图6～图9对按压动作和压力测定动作进行说明。图6～图8是压力作用的状态下的压力传感器的概略截面图。图9是表示压力传感器的压力与电阻的关系的曲线图。
如图9所示，当施加压力时，压敏层11的电阻降低。由电压电源施加一定电压时的源极-漏极间的电位差取决于与漏电极19串联的压敏层11的电阻值。其结果，源极-漏极间的电位差变大，流过的电流量增加。因此，若预先取得施加于压敏层11的按压力和电流量，则信号处理装置(未图示)通过读取与电流量对应的信号的变化，就能够检测施加于压力传感器1的压力量(按压力)。
在图6中，较小的力F作用于上侧电极部件3，因此压敏层11仅与第三电极31Z接触。因此，如图9所示，通过来自与第三电极31Z对应的TFT30的输出，能够正确地测定低压力。
在图7中，中等的力F作用于上侧电极部件3，因此压敏层11与第三电极31Z以及第二电极31Y接触。因此，如图9所示，通过来自与第二电极31Y对应的TFT30的输出，能够正确地测定中压力。
在图8中，较大的力F作用于上侧电极部件3，因此压敏层11与第三电极31Z、第二电极31Y以及第一电极31X接触。因此，如图9所示，通过来自与第一电极31X对应的TFT30的输出，能够正确地测定高压力。
如上所述，由于各个电极的电阻变化的比例足够高的区域根据负荷而被错开，因此即使是低压力、中压力、高压力的任一个，也能够正确地进行测定。
以下，进一步详细地说明上述动作。
在该压力传感器1中，在压力低的情况下，只有第三电极31Z与公共电极9接触。由此，能够通过第三电极31Z正确地测定压敏层11的电阻变化(即，压力)。在压力高的情况下，除了第三电极31Z以外，第二电极31Y也与公共电极9接触。由此，能够通过第二电极31Y正确地测定压敏层11的电阻变化(即，压力)。这是因为，由于第二电极31Y与公共电极9的间隙变长，因此能够正确地测定电阻的压力测定范围比第三电极31Z时向高压力侧移动，即与高压力对应。
在压力更高的情况下，除了第三电极31Z和第二电极31Y之外，第一电极31X也与公共电极9接触。由此，能够通过第一电极31X正确地测定压敏层11的电阻变化(即，压力)。这是因为，由于第一电极31X与公共电极9的间隙变长，因此能够正确地测定电阻的压力测定范围比第二电极31Y时向高压力侧移动，即与高压力对应。
在该压力传感器1中，即使按压区域的任意的按压部位被按压，也会通过第三电极31Z正确地测定低压力，通过第二电极31Y正确地测定中压力，通过第一电极31X准确地测定高压力。
(4)材料
作为绝缘膜7、绝缘膜15，可以使用聚碳酸酯系、聚酰胺系、或聚醚酮系等工程塑料、或丙烯酸系、聚对苯二甲酸乙二醇酯系或聚对苯二甲酸丁二醇酯系等树脂膜。
作为点间隔件35，可以使用丙烯酸系树脂、环氧系树脂、或者硅酮系树脂这样的树脂的印刷层或涂布层。
作为公共电极9、独立电极31，可以由氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、氧化镉、或氧化铟锡(ITO)等金属氧化物膜、以这些金属氧化物为主体的复合膜、或金、银、铜、锡、镍、铝或钯等金属膜形成。
压敏层11例如由压敏油墨构成。压敏油墨是通过对应于外力与对向的电极的接触电阻发生变化而能够进行压力检测的材料。压敏油墨层可以通过涂布来配置。作为压敏油墨层的涂布方法，可以使用丝网印刷、胶版印刷、凹版印刷、或柔性印刷等印刷法，或者利用分配器进行的涂布。
(5)压力传感器的制造方法
利用图10～图21对压力传感器1的制造方法进行说明。图10～图21是表示压力传感器的制造方法的示意性截面图。
首先，利用图10～图17对下侧电极部件5的制造方法的各个步骤进行说明。
如图10所示，通过例如溅射而在绝缘膜15的一个面形成电极材料37。
如图11所示，通过例如光刻法除去电极材料37的一部分，从而形成膜露出部39。另外，由此，形成源电极17和漏电极19。另外，源电极17和漏电极19的形成方法没有特别限定。
如图12所示，在膜露出部39形成有机半导体23。有机半导体23的形成方法是公知的技术。
如图13所示，以覆盖形成有源电极17、漏电极19以及有机半导体23的面的方式形成第一绝缘膜25。
如图14所示，在第一绝缘膜25的上表面，在有机半导体23的上方形成栅电极21。栅电极21的形成方法是公知的技术。
如图15所示，以覆盖形成有栅电极21的第一绝缘膜25整体的方式形成第二绝缘膜27。
如图16所示，在第一绝缘膜25和第二绝缘膜27通过激光形成到达漏电极19的贯通孔，在其中填埋导电材料，由此形成导电部29。
如图17所示，通过印刷法形成第一电极31X，并经由导电部29与TFT30连接。如图18所示，形成第二电极31Y。虽然未图示，但也形成第三电极31Z。
此时，为了使独立电极的厚度不同，在丝网印刷的情况下使用不同种类的丝网版。具体而言，由于印刷膜厚由丝网网孔的厚度和开口率决定，因此例如仅通过变更丝网网孔的厚度，就能够不考虑其他条件而形成不同厚度的独立电极。
另外，独立电极也可以将印刷法和其他方法组合而形成。例如，也可以在金属或金属氧化物的溅射后通过光刻法形成独立电极，关于中压力用和低压力用的独立电极，可以进一步在其上通过印刷法重叠导电层而赋予厚度差。
接着，利用图19～图21对上侧电极部件3的制造进行说明。
如图19所示，通过印刷法形成公共电极9。另外，也可以在绝缘膜7的一个面上通过例如溅射形成公共电极9的材料，接着通过光刻法形成公共电极9。
如图20所示，在公共电极9的一个面通过印刷法形成压敏层11。但是，在公共电极9的外部取出部并未形成压敏层11。
如图21所示，在压敏层11上形成多个点间隔件35。
最后，通过由粘接剂构成的边框状的边框间隔件13(图2)使上侧电极部件3和下侧电极部件5贴合，从而完成压力传感器1。
2.第二实施方式
在上述实施方式中点间隔件形成于上侧电极部件，但点间隔件也可以形成于下侧电极部件。
利用图22～图23对这种实施方式进行说明。图22～图23是表示第二实施方式所涉及的压力传感器的制造方法的示意性截面图。
如图22所示，在第三电极31Z上形成多个点间隔件35A。第一电极31X、第二电极31Y的情况下也相同。
然后，如图23所示，通过使上侧电极部件3和下侧电极部件5贴合，完成压力传感器。
3.第三实施方式
在第一实施方式中，TFT是顶栅型，但TFT也可以是底栅型。
利用图24对这种实施方式进行说明。图24是第三实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。另外，本实施方式仅TFT的结构与第一实施方式不同。
如图24所示，源电极17A、漏电极19A和有机半导体23A形成在第一绝缘膜25A上，栅电极21A形成在绝缘膜15A上。
4.第四实施方式
在上述实施方式中，压敏层形成于公共电极，但压敏层也可以形成于独立电极。
利用图25对这种实施方式进行说明。图25是第四实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
如图25所示，独立电极31的厚度是恒定的。
形成有厚度较小的第一压敏层11X(第一独立压敏层的一例)的独立电极31与第一实施方式中的第一电极31X相同，作为高压力检测用的独立电极发挥功能。
形成有厚度中等的第二压敏层11Y(第二独立压敏层的一例)的独立电极31与第一实施方式中的第二电极31Y相同，作为中压力检测用的独立电极发挥功能。
形成有厚度较大的第三压敏层11Z的独立电极31与第一实施方式中的第三电极31Z相同，作为低压力检测用的独立电极发挥功能。
5.第五实施方式
在第四实施方式中，TFT是顶栅型，但TFT也可以是底栅型。
利用图26对这种实施方式进行说明。图26是第五实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。另外，本实施方式仅TFT的结构与第五实施方式不同。
如图26所示，源电极17C、漏电极19C和有机半导体23形成在第一绝缘膜25C上，栅电极21C形成在绝缘膜15C上。
6.第六实施方式
第一～第五实施方式的任意一个中，压敏层仅形成于上侧电极部件和下侧电极部件的一者，但压敏层也可以形成于两个部件且相互隔着间隙对向。
利用图27对这种实施方式进行说明。图27是第六实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
在上侧电极部件3D中，在公共电极9的一个面形成有压敏层11(公共压敏层的一例)。
在下侧电极部件5D中，独立电极31的厚度恒定，在各个独立电极31形成有：厚度较小的第一压敏层11X(第一独立压敏层的一例)、厚度中等的第二压敏层11Y(第二独立压敏层的一例)、厚度较大的第三压敏层11Z。
7.第七实施方式
在第六实施方式中，TFT是顶栅型，但TFT也可以是底栅型。
利用图28对这种实施方式进行说明。图28是第七实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。另外，本实施方式仅TFT的结构与第六实施方式不同。
如图28所示，源电极17E、漏电极19E和有机半导体23E形成在第一绝缘膜25E上，栅电极21E形成在绝缘膜15E上。
8.第八实施方式
在第一～第七实施方式中，使电极的厚度变化的结构仅使独立电极和压敏层的一者的厚度变化，但也可以通过使两者的厚度变化来控制独立电极与公共电极的间隙。
利用图29对这种实施方式进行说明。图29是第八实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。
在第一电极31X形成有第一压敏层11X。两者是薄的层，与第一实施方式中的第一电极31X相同，两者作为高压力检测用的电极发挥功能。
在第二电极31Y形成有第二压敏层11Y。第二电极31Y是厚的层，第二压敏层11Y是薄的层，与第一实施方式中的第二电极31Y相同，两者作为中压检测用的电极发挥功能。
在第三电极31Z形成有第三压敏层11Z。两者是厚的层，与第一实施方式中的第三电极31Z相同，两者作为低压力检测用的电极发挥功能。
9.第九实施方式
在第八实施方式中，TFT是顶栅型，但TFT也可以是底栅型。
利用图30对这种实施方式进行说明。图30是第九实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。另外，本实施方式仅TFT的结构与第八实施方式不同。
如图30所示，源电极17G、漏电极19G和有机半导体23G形成在第一绝缘膜25G上，栅电极21G形成在绝缘膜15G上。
10.第十实施方式
在第二实施方式中，点间隔件形成在独立电极上，但其数量和位置没有特别限定。但是，优选点间隔件均等地配置在独立电极上。
利用图31和图32对这种实施方式进行说明。图31是第十实施方式所涉及的压力传感器的局部概略截面图。图32是第十一实施方式所涉及的压力传感器的局部概略俯视图。
多个点间隔件43形成在一部分第三电极31Z上。
如图32所示，在第三电极31Z上，点间隔件43形成有多个(4个)，且整体均等地配置。
另外，点间隔件也可以形成于第一电极31X、第二电极31Y。
11.第十一实施方式
在第一～第十实施方式中，第一电极31X、第二电极31Y和第三电极31Z交替地排列且均等配置，但这些也可以不一定均等地配置。
利用图33对这种实施方式进行说明。图33是表示第十一实施方式所涉及的独立电极配置的示意俯视图。
第一电极31X、第二电极31Y和第三电极31Z，相同的种类每三个横向地排列。
在该实施方式中，按压最低面积也是3×3的区域，在按压了任意部位的情况下，第一电极31X、第二电极31Y和第三电极31Z也是分别至少三个加以对应。
另外，独立电极配置的变化除了上述以外还有多种。
12.第十二实施方式
在上述实施方式中，与公共电极的间隙不同的独立电极的种类的数量为3，但也可以为2。
利用图35对这种实施方式进行说明。图35是表示第十二实施方式所涉及的独立电极配置的示意俯视图。
压力传感器1具有按压区域。在按压区域中，优选的是，在任意的按压部位，第一电极31X和第二电极31Y都是以包含在最低限按压面积内的方式排列。第一电极31X为高压力检测用，第二电极31Y为低压力检测用。
如图35所示，第一电极31X和第二电极31Y交替地排列且均等配置。具体而言，第一电极31X和第二电极31Y以相同的种类倾斜地连续的方式排列。
在本实施方式中，按压最低面积为2×2的区域，在按压了任意部位的情况下，第一电极31X和第二电极31Y分别至少两个加以对应。
与公共电极的间隙不同的独立电极的种类的数量也可以为4以上。
13.实施方式的共同事项
以下叙述的是上述所有实施方式的共同事项。
作为公共电极侧的结构，将包括只有公共电极的结构和公共电极与压敏层的组合的结构这两者的概念作为“公共导电层”。作为第一独立电极侧的结构，将包括只有第一独立电极的结构和第一独立电极与压敏层的组合的结构这两者的概念作为“第一独立导电层”。作为第二独立电极侧的结构，将包括只有第二独立电极的结构和第二独立电极与压敏层的组合的结构这两者的概念作为“第二独立导电层”。
若使用上述概念，则间隙形成在公共导电层和第一独立导电层以及第二独立导电层之间。并且，公共导电层、第一独立导电层以及第二独立导电层的至少一者具有压敏层。
在该压力传感器中，在压力较低的情况下，只有第二独立导电层与公共导电层接触。由此，能够通过第二独立电极正确地测定压敏层的电阻变化(即压力)。在压力较高的情况下，除了第二独立导电层之外，第一独立导电层也与公共导电层接触。由此，能够通过第一独立电极正确地测定压敏层的电阻变化(即压力)。这是因为，由于第一独立导电层与公共导电层的间隙较长，因此能够正确地测定电阻的压力测定范围比第二独立导电层时向高压力侧移动，即与高压力对应。
14.变形例
在第一～第十二实施方式中，使薄膜晶体管与各个独立电极对应，进而检测各个薄膜晶体管的电流。换言之，一个薄膜晶体管与一个独立电极连接。
但是，也可以是使多个薄膜晶体管与一个独立电极对应，检测多个薄膜晶体管的电流的方式。具体而言，相邻的两个以上的薄膜晶体管与一个独立电极连接。由此检测出的电流值变大，进而，能够使电路具有冗余性。
对使图4所示的2×2的合计四个薄膜晶体管与一个独立电极对应的情况的例子进行说明。在这种情况下，使栅极线G1、G2短路，使源极线S1、S2短路，进而使四个漏电极短路，经由贯通孔和导电部与一个独立电极连接。
薄膜晶体管的组合图案可以是多个，例如可以是2×3、3×2、4×4、5×2。另外，也可以在一个压力装置中存在多个组合图案。
15.其他实施方式
以上对本发明的多个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种变更。特别是，本说明书中记载的多个实施方式以及变形例可以根据需要任意地进行组合。
例如，点间隔件的结构也可以根据需要适用于上述任一实施方式。
产业上的可利用性
本发明能够广泛应用于具有压敏层和作为电极的多个薄膜晶体管的压力传感器。特别是，本发明所涉及的压力传感器适用于大面积的单传感器(片传感器，sheet sensor)。具体而言，能够适用于步行的测定技术(医疗、运动、安全的领域)、床的地板偏移测定技术。

Claims (16)

1.一种压力传感器，其特征在于，具备：
公共电极，所述公共电极在一个面上扩展而形成；
多个独立电极，所述多个独立电极与所述公共电极对向地设置成矩阵状；
多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管与所述多个独立电极对应地设置在所述多个独立电极的与所述公共电极相反的一侧，一个或者相邻的两个以上的所述薄膜晶体管与一个独立电极连接；以及
公共压敏层，所述公共压敏层被层叠于所述公共电极的所述多个独立电极侧的面，
所述多个独立电极包括第一电极和第二电极，所述第二电极比所述第一电极厚因而与所述公共压敏层的间隙比所述第一电极短。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，
所述压力传感器具有按压区域，
在所述按压区域中，在任意的按压部位所述第一电极和所述第二电极都是以包含在最低限按压面积内的方式排列。
3.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，
还具备间隔件，所述间隔件形成于所述公共电极的所述多个独立电极侧的面，并且与所述多个独立电极对向。
4.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，
还具备间隔件，所述间隔件形成于所述多个独立电极的所述公共电极侧的面，并且与所述公共电极对向。
5.一种压力传感器，其特征在于，具备：
公共电极，所述公共电极在一个面上扩展而形成；
多个独立电极，所述多个独立电极与所述公共电极对向地设置成矩阵状；
多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管与所述多个独立电极对应地设置在所述多个独立电极的与所述公共电极相反的一侧，一个或者相邻的两个以上的所述薄膜晶体管与一个独立电极连接；
第一独立压敏层，所述第一独立压敏层被层叠于所述多个独立电极中的第一电极的所述公共电极侧的面；以及
第二独立压敏层，所述第二独立压敏层被层叠于所述多个独立电极中的第二电极的所述公共电极侧的面，
所述第二独立压敏层与所述公共电极之间的间隙比所述第一独立压敏层与所述公共电极的间隙短。
6.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，
所述第二电极的厚度大于所述第一电极的厚度。
7.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，
所述第二独立压敏层的厚度大于所述第一独立压敏层的厚度。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的压力传感器，其特征在于，
所述压力传感器具有按压区域，
在所述按压区域中，在任意的按压部位所述第一独立压敏层和所述第二独立压敏层都是以包含在最低限按压面积内的方式排列。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的压力传感器，其特征在于，
还具备间隔件，所述间隔件形成于所述公共电极的所述多个独立电极侧的面，并且与所述多个独立电极对向。
10.根据权利要求5至8中任一项所述的压力传感器，其特征在于，
还具备间隔件，所述间隔件形成于所述第一独立压敏层和所述第二独立压敏层的所述公共电极侧的面，并且与所述公共电极对向。
11.一种压力传感器，其特征在于，具备：
公共电极，所述公共电极在一个面上扩展而形成；
多个独立电极，所述多个独立电极与所述公共电极对向地设置成矩阵状；
多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管与所述多个独立电极对应地设置在所述多个独立电极的与所述公共电极相反的一侧，一个或者相邻的两个以上的所述薄膜晶体管与一个独立电极连接；
公共压敏层，所述公共压敏层被层叠于所述公共电极的所述多个独立电极侧的面；
第一独立压敏层，所述第一独立压敏层被层叠于所述多个独立电极中的第一电极的所述公共电极侧的面；以及
第二独立压敏层，所述第二独立压敏层被层叠于所述多个独立电极中的第二电极的所述公共电极侧的面，
所述第二独立压敏层与所述公共电极之间的间隙比所述第一独立压敏层与所述公共压敏层的间隙短。
12.根据权利要求11所述的压力传感器，其特征在于，
所述第二电极的厚度大于所述第一电极的厚度。
13.根据权利要求11所述的压力传感器，其特征在于，
所述第二独立压敏层的厚度大于所述第一独立压敏层的厚度。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的压力传感器，其特征在于，
所述压力传感器具有按压区域，
在所述按压区域中，在任意的按压部位所述第一独立压敏层和所述第二独立压敏层都是以包含在最低限按压面积内的方式排列。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的压力传感器，其特征在于，
还具备间隔件，所述间隔件形成于所述公共压敏层的所述第一独立压敏层和所述第二独立压敏层侧的面，并且与所述第一独立压敏层和所述第二独立压敏层对向。
16.根据权利要求11至14中任一项所述的压力传感器，其特征在于，
还具备间隔件，所述间隔件形成于所述第一独立压敏层和所述第二独立压敏层的所述公共压敏层侧的面，并且与所述公共压敏层对向。
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GR01 Patent grant
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