JP2001289718A - Thin pressure sensitive sensor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力、張力等の応
力を受けて歪みを生じたときに電圧を発生する圧電機能
を有する感圧体において、簡単に薄い面状の可撓性を有
する薄型感圧センサとその製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure-sensitive element having a piezoelectric function of generating a voltage when a strain is generated by receiving a stress such as a pressure or a tension, and has a thin and planar flexibility. The present invention relates to a thin pressure-sensitive sensor and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来は、圧電特性を示すセラミックスを
有機バインダーと可塑剤とを共に溶媒に分散させ、スラ
リー状としたものを、ドクターブレード法等によりグリ
ーンシートとしてシート状に成形し、乾燥したものを電
極で挟んでプレス加工して成形するものであった。2. Description of the Related Art Conventionally, ceramics exhibiting piezoelectric characteristics are dispersed in a solvent together with an organic binder and a plasticizer, and a slurry is formed into a green sheet by a doctor blade method or the like and dried. The product was formed by pressing the product between electrodes and pressing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような方法で感圧センサを製造した場合、面状の感圧層
を成形する際に基材フィルム（シート）の上にグリーン
シートを成形してから所定の電極シートの上に置きプレ
ス加工しなければならない。また、感圧層と電極間の密
着性が悪く接触抵抗（浮遊容量）が大きくなり圧電特性
が悪くなるものであった。However, when a pressure-sensitive sensor is manufactured by a conventional method, a green sheet is formed on a base film (sheet) when forming a planar pressure-sensitive layer. After that, it must be placed on a predetermined electrode sheet and pressed. Further, the adhesion between the pressure-sensitive layer and the electrode is poor, the contact resistance (floating capacitance) is increased, and the piezoelectric characteristics are deteriorated.
【０００４】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、感圧層と電極との密着性が良く（耐久性、性能がよ
い）、さらに製造が簡単な薄型感圧センサを提供するこ
とを目的とする。[0004] The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a thin pressure-sensitive sensor that has good adhesion between the pressure-sensitive layer and the electrode (has good durability and performance) and is easy to manufacture. With the goal.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の薄型感圧センサは、可撓性のある電極表面上
に直接スラリー状の感圧層を薄くコーティングする構成
としている。この構成により、グリーンシートとして感
圧体を別のシートの上に形成する必要がないため製造が
簡単であり、感圧体と電極間の密着が強固にできる薄型
感圧センサを実現することができる。In order to achieve the above object, a thin pressure-sensitive sensor according to the present invention has a structure in which a slurry-like pressure-sensitive layer is thinly coated directly on a flexible electrode surface. With this configuration, it is not necessary to form a pressure-sensitive body as a green sheet on another sheet, so that the manufacturing is simple and a thin pressure-sensitive sensor that can firmly adhere to the pressure-sensitive body and the electrode can be realized. it can.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、可撓性の
ある電極表面上に直接スラリー状の感圧層を薄くコーテ
ィングすることにより、電極との密着性が改善できさら
に、感圧層成型時に基材フィルムが必要でない薄型感圧
センサを形成することが可能となる。According to the first aspect of the present invention, the adhesiveness to the electrode can be improved by coating a thin slurry-like pressure-sensitive layer directly on a flexible electrode surface. It is possible to form a thin pressure-sensitive sensor that does not require a base film at the time of layer formation.
【０００７】請求項２記載の発明は、電極が導電性材料
を可撓性を有する高分子材料に分散混合したもので形成
したシート状あるいはフィルム状とすることを特徴と
し、この構成により電極表面に感圧層をコーティングす
る際により強く密着する薄型感圧センサーを形成するこ
とが可能となる。According to a second aspect of the present invention, the electrode is formed in a sheet or film shape formed by dispersing and mixing a conductive material in a flexible polymer material. It is possible to form a thin pressure-sensitive sensor that adheres more strongly when the pressure-sensitive layer is coated on the substrate.
【０００８】請求項３記載の発明は、電極を形成する際
に使用する導電性材料として、カーボンブラックの粉末
を使用した場合、分散性がよく、体積固有抵抗値の小さ
い電極を形成することが可能となる。According to a third aspect of the present invention, when carbon black powder is used as the conductive material used for forming the electrode, an electrode having good dispersibility and a small volume resistivity can be formed. It becomes possible.
【０００９】請求項４記載の発明は、電極の構成材料と
して使用する高分子材料が感圧層と同じ可撓性を有する
高分子材料を使用することによって、強固に感圧層と電
極とが密着できる薄型感圧センサーを形成することが可
能となる。According to a fourth aspect of the present invention, the pressure-sensitive layer and the electrode are firmly connected by using a polymer material having the same flexibility as the pressure-sensitive layer as a constituent material of the electrode. It becomes possible to form a thin pressure-sensitive sensor that can be in close contact.
【００１０】請求項５記載の発明は、電極として、可撓
性高分子フィルムあるいはシートの上に金属薄膜を形成
させることで、電極の体積固有抵抗値を小さくすること
が可能となる。According to the fifth aspect of the present invention, the volume specific resistance of the electrode can be reduced by forming a metal thin film on the flexible polymer film or sheet as the electrode.
【００１１】請求項６記載の発明は、感圧層を挟む電極
の片側一方が、高分子フィルムあるいはシートの両面に
金属薄膜を形成させることで、感圧層と接する側は、内
部（信号）電極として、もう一方の側はシールド電極と
することができる薄型感圧センサを形成することが可能
となる。According to a sixth aspect of the present invention, one side of the electrode sandwiching the pressure-sensitive layer has a metal thin film formed on both sides of the polymer film or sheet, and the side in contact with the pressure-sensitive layer has an internal (signal) signal. As the electrode, it is possible to form a thin pressure-sensitive sensor that can be a shield electrode on the other side.
【００１２】請求項７記載の発明は、電極として高分子
フィルムあるいはシートに形成させた金属薄膜の表面が
荒れるように（凹凸ができるように）することにより感
圧層との密着性を強くできる薄型感圧センサを形成する
ことが可能である。According to the invention of claim 7, the adhesion to the pressure-sensitive layer can be enhanced by making the surface of the metal thin film formed on the polymer film or sheet as an electrode rough (to make the surface uneven). It is possible to form a thin pressure-sensitive sensor.
【００１３】本発明の請求項８記載の発明は、電極の厚
みを一方側だけ厚くするようにすることにより、感度が
よい薄型感圧センサを形成することが可能となる。According to the eighth aspect of the present invention, a thin pressure-sensitive sensor having good sensitivity can be formed by increasing the thickness of the electrode only on one side.
【００１４】請求項９記載の発明は、感圧層と電極をそ
れぞれ溶媒に分散したスラリとすることにより交互に電
極−感圧層−電極−感圧層・・・と積層することができ
る薄型感圧センサを形成させることが可能となる。According to a ninth aspect of the present invention, the pressure-sensitive layer and the electrode are formed as slurries dispersed in a solvent, whereby the electrode-pressure-sensitive layer-electrode-pressure-sensitive layer can be alternately laminated. A pressure sensor can be formed.
【００１５】請求項１０記載の発明は、感圧層と電極を
それぞれ溶媒に分散したスラリを基材表面にスプレイに
よりコーティングすることにより薄型感圧センサを形成
させることが可能となる。According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to form a thin pressure-sensitive sensor by spray-coating a slurry in which a pressure-sensitive layer and an electrode are respectively dispersed in a solvent on a substrate surface.
【００１６】[0016]
【実施例】（実施例１）以下、本発明の実施例について
説明する。図１は本実施例の薄型感圧センサの構造を示
す断面図である。金属箔やカーボンまたは金属繊維を編
んだもの、または高分子材料（熱可塑性ポリイミド、イ
ソプレンゴム、ブタジエンゴムＥＰＤＭ、塩素化ポリエ
チレン、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の樹脂やエラス
トマー）に導電性材料（金属、金属酸化物、カーボン
等）を混合したものでできた電極１の間に感圧材料とし
て、チタン酸鉛系セラミックス（ＰＴ）、チタン酸ジル
コン酸鉛系セラミックス（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム
系セラミックス（ＢＴ）等のいずれかとバインダーとし
て可撓性がある高分子材料（熱可塑性ポリイミド、イソ
プレンゴム、ブタジエンゴムＥＰＤＭ、塩素化ポリエチ
レン、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の樹脂やエラスト
マー）を含む感圧層２があり、端面部分は絶縁体３（例
えば、ゴム材料）によって絶縁されている構造となって
いる。この薄型感圧センサに応力、歪み、振動が加われ
ば、電極１間（Ｖ１−Ｖ２）に電圧が発生する。感圧層
２は溶媒によってスラリー状感圧体２ａにしておき、電
極１に例えば、スプレイ、ドクターブレード法、ダイコ
ーター等の方法によりコーティングされる。一例とし
て、図２にドクターブレード法によるコーティング方法
を示す。電極１にドクターブレード４によってスラリー
状感圧体２ａが所定の膜厚でコーティングされる。そし
て乾燥した後反対側の電極１を取付けるものである （実施例２）次に、電極１を構成する導電性材料とし
て、カーボンブラック粉末を使用する。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the thin pressure-sensitive sensor according to the present embodiment. Knitted metal foil, carbon or metal fiber, or polymer material (resin or elastomer such as thermoplastic polyimide, isoprene rubber, butadiene rubber EPDM, chlorinated polyethylene, fluorine rubber, silicone rubber) and conductive material (metal, Lead titanate ceramics (PT), lead zirconate titanate ceramics (PZT), barium titanate ceramics (PZT) as a pressure-sensitive material between electrodes 1 made of a mixture of metal oxide, carbon, etc. BT) and a polymer material having flexibility as a binder (resin or elastomer such as thermoplastic polyimide, isoprene rubber, butadiene rubber EPDM, chlorinated polyethylene, fluorine rubber, and silicone rubber). Yes, and the end face is insulated by an insulator 3 (for example, rubber material). And it has a structure that. When stress, distortion, or vibration is applied to the thin pressure-sensitive sensor, a voltage is generated between the electrodes 1 (V1-V2). The pressure-sensitive layer 2 is made into a slurry-type pressure-sensitive body 2a with a solvent, and the electrode 1 is coated with a method such as a spray, a doctor blade method, a die coater or the like. As an example, FIG. 2 shows a coating method by a doctor blade method. The electrode 1 is coated with a slurry-like pressure-sensitive body 2 a by a doctor blade 4 in a predetermined film thickness. After drying, the electrode 1 on the opposite side is attached (Example 2) Next, carbon black powder is used as a conductive material constituting the electrode 1.
【００１７】一例として、本発明では、高分子材料への
分散性が良く高充填でき、体積固有抵抗値を小さくでき
る材料として、ケッチェン・ブラック・インターナショ
ナル（株）社製の導電性カーボンブラックのケッチェン
ブラックＥＣ６００ＪＤを用いた。塩素化ポリエチレン
にケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤを１０wt％添加し
た場合の体積固有抵抗値の比較を（表１）に示す。As an example, according to the present invention, as a material which can be well-dispersed in a polymer material and can be filled at a high level and has a low volume resistivity value, a conductive carbon black made by Ketjen Black International Co., Ltd. Chain black EC600JD was used. Table 1 shows a comparison of the volume resistivity values when 10 wt% of Ketjen Black EC600JD is added to chlorinated polyethylene.
【００１８】[0018]
【表１】 [Table 1]
【００１９】（表１）からもわかるようにケッチェンブ
ラックを用いた方がアセチレンブラックを用いたものよ
り体積固有抵抗値は小さいなる。また、他の金属粉やセ
ラミックス粉では、分散性が悪く粉体を高充填すること
ができないため電極の体積固有抵抗値を十分に小さくす
ることが困難である。As can be seen from (Table 1), the use of Ketjen black has a smaller volume resistivity than the use of acetylene black. In addition, since other metal powders and ceramic powders have poor dispersibility and cannot be filled with a high amount of powder, it is difficult to sufficiently reduce the volume specific resistance of the electrode.
【００２０】また、シートあるいはフィルム状の電極１
の上にスラリー状感圧体２ａをコーティングする際にス
ラリ状感圧体２ａを構成する高分子材料のバインダーを
電極１を構成する高分子材料と同じにすることにより層
間での密着性が強くなるように構成されている。The sheet or film-like electrode 1
When the slurry-like pressure-sensitive body 2a is coated thereon, the binder of the polymer material forming the slurry-like pressure-sensitive body 2a is made the same as the polymer material forming the electrode 1, whereby the adhesion between the layers is strong. It is configured to be.
【００２１】（実施例３）また、電極１の構成として、
可撓性のあるシートあるいはフィルム（以後、ベース材
５と呼ぶ）に金属薄膜６をコーティングしたものを図３
に示す。ベース材５としては、例えば、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、
ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ナイロン（ＮＹ）、
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン
ナフタレート（ＰＥＮ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰ
Ｐ）等がありこれらのいずれかの上に、例えばスパッ
タ、蒸着等によって金属薄膜をコーティングする。（表
２）にアルミニウムと塩素化ポリエチレンにケッチェン
ブラックＥＣ６００ＪＤを１０wt％添加した場合の体積
固有抵抗値の比較を示す。(Embodiment 3) The structure of the electrode 1 is as follows.
A flexible sheet or film (hereinafter referred to as a base material 5) coated with a metal thin film 6 is shown in FIG.
Shown in As the base material 5, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC),
Polyvinylidene chloride (PVDC), nylon (NY),
Polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), unstretched polypropylene (CP
P) and the like, and a metal thin film is coated on any of these by, for example, sputtering, vapor deposition or the like. Table 2 shows a comparison of the volume resistivity values when 10% by weight of Ketjen Black EC600JD is added to aluminum and chlorinated polyethylene.
【００２２】[0022]
【表２】 [Table 2]
【００２３】（実施例４）感圧層２を挟む電極の片側
を、可撓性のある高分子材料、例えばＰＥＴ、ＰＢＴ等
のフィルムあるいはシートの両面に金属薄膜（例えば、
アルミニウム、錫、銅等）をコーティングして電極とし
たものを図４に示す。圧電層２を挟む電極として、一方
はフィルムあるいはシートの片側だけに金属薄膜をコー
ティングしてあり、他の一方は、内部電極７と外部電極
８の２種類となるよう構成されている。(Example 4) One side of the electrode sandwiching the pressure-sensitive layer 2 is provided with a thin film of metal (for example, PET or PBT) on both sides of a flexible polymer material such as PET or PBT.
FIG. 4 shows an electrode coated with aluminum, tin, copper, or the like). One of the electrodes sandwiching the piezoelectric layer 2 is formed by coating a metal thin film on only one side of a film or a sheet, and the other one is configured to be two types of an internal electrode 7 and an external electrode 8.
【００２４】内部電極７より信号を取り出し、外部電極
８を接地できるような構成である。The configuration is such that a signal can be taken out from the internal electrode 7 and the external electrode 8 can be grounded.
【００２５】（実施例５）感圧体を挟む電極として、可
撓性を有するフィルムあるいはシートに金属薄膜をコー
ティングした後、エッチング、スパッタ、研磨等によっ
て表面に凹凸を付けたもので挟んで構成している。Example 5 An electrode sandwiching a pressure-sensitive body is formed by coating a flexible film or sheet with a metal thin film and then forming a surface with irregularities by etching, sputtering, polishing or the like. are doing.
【００２６】（実施例６）図５に示すように感圧層２を
挟む電極の基材１１に接触する側１ａの厚みを他方の電
極１よりも厚くするように電極が構成されている。（表
３）に、電極の厚みを変えたときのＶ１−Ｖ２間の出力
信号の値を示してある。圧電層（熱可塑性塩素化ポリエ
チレン＋ＰＺＴ）の厚みを０．２mm、電極として、熱可
塑性塩素化ポリエチレンにカーボンブラック（ケッチェ
ンブラック）を加えたものとし、電極１の厚みを０．２
mm、基材１１に接触している電極１ａの厚みを変えたと
きのＶ１−Ｖ２間に発生する電圧の変化を測定した。試
験方法は、サンプルを基材１１のＡＢＳ樹脂５０mmの上
に置き、３００mmの高さよりステンレス性のボールを落
下させたときのＶ１−Ｖ２間の電圧を、ストレージオシ
ロスコープによって、最大ピーク値を測定するものであ
る。(Embodiment 6) As shown in FIG. 5, the electrodes are arranged such that the thickness of the side 1a of the electrode sandwiching the pressure-sensitive layer 2 which contacts the substrate 11 is larger than that of the other electrode 1. Table 3 shows the output signal values between V1 and V2 when the thickness of the electrode is changed. The thickness of the piezoelectric layer (thermoplastic chlorinated polyethylene + PZT) was 0.2 mm, and the electrode 1 was prepared by adding carbon black (Ketjen black) to thermoplastic chlorinated polyethylene.
The change in the voltage generated between V1 and V2 when the thickness of the electrode 1a in contact with the base material 11 was changed in mm was measured. The test method is as follows. A sample is placed on the ABS resin 50 mm of the base material 11, and a voltage between V1 and V2 when a stainless steel ball is dropped from a height of 300 mm is measured by a storage oscilloscope to a maximum peak value. Things.
【００２７】[0027]
【表３】 [Table 3]
【００２８】（表３）からもわかるように、基材に接触
する側の電極厚みを厚くすることによって出力電圧が大
きくなるものである。As can be seen from Table 3, the output voltage is increased by increasing the thickness of the electrode in contact with the substrate.
【００２９】（実施例７）感圧層として、圧電特性を示
すセラミックス材料（チタン酸鉛系セラミックス、チタ
ン酸ジルコン酸鉛系セラミックス、チタン酸バリウム系
セラミックス等）とバインダーとして可撓性がある高分
子材料（熱可塑性ポリイミド、イソプレンゴム、ブタジ
エンゴムＥＰＤＭ、塩素化ポリエチレン、フッ素ゴム、
シリコーンゴム等の樹脂やエラストマー）とを溶媒に溶
かしてスラリーとし、同じく電極も導電性を有する材料
（金属、金属酸化物、カーボン等）と可撓性がある高分
子材料（熱可塑性ポリイミド、イソプレンゴム、ブタジ
エンゴムＥＰＤＭ、塩素化ポリエチレン、フッ素ゴム、
シリコーンゴム等の樹脂やエラストマー）とを溶媒に溶
かしてスラリーとしたものを交互にコーティングして積
層した薄型感圧センサを構成している。図６には、上記
のような方法により形成した薄型感圧センサを示してあ
る。ベース材５に外側電極１０をコーティング、感圧層
２をコーティング、内側電極１０をコーティング、感圧
層２をコーティング、外側電極１０をコーティング、最
後にベース材５で挟み込むような構成としている。（表
４）に上記のようにして形成した薄型感圧センサと従来
のものを比較した。(Example 7) As the pressure-sensitive layer, a ceramic material exhibiting piezoelectric properties (lead titanate ceramics, lead titanate zirconate ceramics, barium titanate ceramics, etc.) and a binder having high flexibility are used. Molecular materials (thermoplastic polyimide, isoprene rubber, butadiene rubber EPDM, chlorinated polyethylene, fluoro rubber,
A resin or elastomer such as silicone rubber) is dissolved in a solvent to form a slurry. Similarly, the electrodes are made of a conductive material (metal, metal oxide, carbon, etc.) and a flexible polymer material (thermoplastic polyimide, isoprene, etc.). Rubber, butadiene rubber EPDM, chlorinated polyethylene, fluoro rubber,
A thin pressure-sensitive sensor is formed by alternately coating and laminating a slurry obtained by dissolving a resin such as silicone rubber or an elastomer) in a solvent. FIG. 6 shows a thin pressure-sensitive sensor formed by the above-described method. The outer electrode 10 is coated on the base material 5, the pressure-sensitive layer 2 is coated, the inner electrode 10 is coated, the pressure-sensitive layer 2 is coated, the outer electrode 10 is coated, and finally the base material 5 is sandwiched. Table 4 shows a comparison between the thin pressure-sensitive sensor formed as described above and the conventional one.
【００３０】[0030]
【表４】 [Table 4]
【００３１】また、コーティングの方法として、スプレ
イ法によって、コーティングができるものである。Further, as a coating method, a coating can be performed by a spray method.
【００３２】[0032]
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、感圧層を
可撓性があるフィルムあるいはシート状の電極上に少な
くとも圧電特性を示すセラミックス材料とバインダーと
して高分子材料とそれらを分散させる溶媒とを含むスラ
リーをコーティングして感圧層を形成させることによ
り、簡単に薄い面状で面積の広い感圧層とし、また電極
との密着性が良い薄型感圧センサを得ることができる。According to the first aspect of the present invention, a pressure-sensitive layer is formed on a flexible film or sheet-like electrode by dispersing at least a ceramic material exhibiting piezoelectric characteristics, a polymer material as a binder, and a polymer material. By forming a pressure-sensitive layer by coating with a slurry containing a solvent, a pressure-sensitive layer having a thin, planar and large area can be easily obtained, and a thin pressure-sensitive sensor having good adhesion to electrodes can be obtained.
【００３３】請求項２記載の発明によれば、電極が導電
性を有する材料と可撓性を持つ高分子材料に分散させた
フィルムあるいはシートで構成することにより、電極上
にコーティングする際に感圧層に含まれる溶剤により電
極の表面の一部分が解けて、感圧層と結合するため、感
圧層と電極の密着が強い薄型感圧センサを得ることがで
きる。According to the second aspect of the present invention, the electrode is formed of a film or a sheet dispersed in a conductive material and a flexible polymer material, so that the electrode has a high sensitivity when coated on the electrode. Since a part of the surface of the electrode is melted by the solvent contained in the pressure layer and bonded to the pressure-sensitive layer, a thin pressure-sensitive sensor having strong adhesion between the pressure-sensitive layer and the electrode can be obtained.
【００３４】請求項３記載の発明によれば、電極を形成
する導電性を有する材料をカーボンブラック粉末とする
ことにより、電極を形成する際にバインダーの高分子材
料中に高充填することができ電極の体積固有抵抗値を小
さくでき広い面積の薄型感圧センサを得ることができる
ものである。According to the third aspect of the present invention, the carbon black powder is used as the conductive material for forming the electrode, so that the polymer material of the binder can be highly filled when the electrode is formed. The volume specific resistance value of the electrode can be reduced, and a thin pressure-sensitive sensor having a large area can be obtained.
【００３５】請求項４記載の発明によれば、電極を構成
するバインダーの高分子材料が感圧層を形成するものと
同じ高分子材料とすることによって、電極上に感圧層を
コーティングする際に感圧層に含まれる溶剤により電極
の表面の一部分が解けて、電極のバインダーと感圧層の
バインダーとが混合し合うことにより、より強く感圧層
と電極が密着された薄型感圧センサを得ることができ
る。According to the fourth aspect of the present invention, when the polymer material of the binder constituting the electrode is the same as the polymer material forming the pressure-sensitive layer, the pressure-sensitive layer is coated on the electrode. Part of the surface of the electrode is melted by the solvent contained in the pressure-sensitive layer, and the binder of the electrode and the binder of the pressure-sensitive layer are mixed together, so that the pressure-sensitive layer and the electrode are more firmly adhered to each other. Can be obtained.
【００３６】請求項５記載の発明によれば、電極が可撓
性を持つ高分子フィルムあるいはシート上に金属薄膜を
形成することによって、電極の体積固有抵抗値を小さく
することができ、広い面積あるいは、細い線状の薄型感
圧センサを得ることができる。According to the fifth aspect of the present invention, the volume specific resistance of the electrode can be reduced by forming the metal thin film on the polymer film or sheet having a flexible electrode. Alternatively, a thin linear pressure-sensitive sensor can be obtained.
【００３７】請求項６記載の発明によれば、感圧層を挟
む電極の片側一方を電極が高分子フィルムあるいはシー
トの両面に金属薄膜をコーティングしたものとし、感圧
体側を内部電極、外側を外部電極とし、外部電極側を接
地することによって、センサをシールドできノイズの少
ない薄型感圧センサを得ることができるものである。According to the sixth aspect of the present invention, one side of the electrode sandwiching the pressure-sensitive layer has the electrode coated with a metal thin film on both sides of a polymer film or sheet, the pressure-sensitive body side is an internal electrode, and the outside is an external electrode. By using an external electrode and grounding the external electrode side, the sensor can be shielded and a thin pressure-sensitive sensor with little noise can be obtained.
【００３８】請求項７記載の発明によれば、可撓性を持
つ高分子フィルムあるいはシート上に金属薄膜を形成し
た後、金属薄膜表面に凹凸をつけることにより感圧層と
の密着性に優れた薄型感圧センサを得ることができる。According to the seventh aspect of the present invention, after a metal thin film is formed on a flexible polymer film or sheet, the surface of the metal thin film is made uneven so that the adhesion to the pressure-sensitive layer is excellent. A thin pressure-sensitive sensor can be obtained.
【００３９】請求項８記載の発明によれば、感圧層が電
極間に挟まれた構成を有する感圧体において、電極の基
材に接触する側の厚みを厚くすることによって、センサ
に歪みが加わったときにより多く変形するため信号の出
力が大きくなる（感度が上がる）薄型感圧センサを得る
ことができる。According to the eighth aspect of the present invention, in a pressure-sensitive body having a structure in which a pressure-sensitive layer is sandwiched between electrodes, the thickness of the electrode in contact with the base material is increased, so that the sensor is distorted. Therefore, a thin pressure-sensitive sensor can be obtained in which the output of a signal is increased (sensitivity is increased) since the signal is more deformed when the pressure is applied.
【００４０】請求項９記載の発明によれば、感圧層とし
て、少なくとも圧電特性を示すセラミックス材料とバイ
ンダーとして可撓性のある高分子材料とそれらを分散さ
せる溶媒とを含むスラリーと電極として導電性を示す材
料とバインダーとして同じく可撓性のある高分子材料と
それらを分散させる溶媒とを含むスラリーを交互にコー
ティングし形成させることにより、センサを積層するこ
とができ、感度がよい薄型感圧センサを得ることができ
る。According to the ninth aspect of the present invention, as the pressure-sensitive layer, a slurry containing at least a ceramic material exhibiting piezoelectric characteristics, a flexible polymer material as a binder, and a solvent for dispersing them, and a conductive material as an electrode. The sensor can be laminated by alternately coating and forming a slurry containing a material having a property and a polymer material having the same flexibility as a binder and a solvent for dispersing the same, whereby the sensor can be laminated, and a thin pressure-sensitive sensor having good sensitivity can be obtained. A sensor can be obtained.
【００４１】請求項１０記載の発明によれば、感圧層と
して、圧電特性を示すセラミックス材料とバインダーと
して高分子材料とそれらを分散させる溶媒とを含むスラ
リーと電極として導電性を示す材料とバインダーとして
高分子材料とそれらを分散させる溶媒とを含むスラリー
とし、スプレイにより基材に凹凸があったり曲面であっ
ても表面に薄型感圧センサを形成することができる。According to the tenth aspect of the present invention, the pressure-sensitive layer includes a slurry containing a ceramic material exhibiting piezoelectric characteristics, a polymer material serving as a binder and a solvent for dispersing them, and a material exhibiting conductivity as an electrode and a binder. And a slurry containing a polymer material and a solvent for dispersing the polymer material. By spraying, a thin pressure-sensitive sensor can be formed on the surface even if the substrate has irregularities or a curved surface.
【図１】本発明の実施例１を示す薄型感圧センサの断面
図FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin pressure-sensitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同センサの感圧層の製造時の断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of the sensor when the pressure-sensitive layer is manufactured.
【図３】本発明の実施例３を示す別の薄型感圧センサの
断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of another thin pressure-sensitive sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例４を示す外部電極を設けた薄型
感圧センサの断面図FIG. 4 is a sectional view of a thin pressure-sensitive sensor provided with external electrodes according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例６を示す電極を厚くした薄型感
圧センサの断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of a thin pressure-sensitive sensor having a thick electrode according to a sixth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例７を示す積層した薄型感圧セン
サの断面図FIG. 6 is a sectional view of a laminated thin pressure-sensitive sensor according to a seventh embodiment of the present invention.
１ 電極 ２ 感圧層 ３ 絶縁体 ４ ドクターブレード ５ ベース材 ６ 金属薄膜 ７ 内部電極 ８ 外部電極 ９ 内側電極 １０ 外側電極 １１ 基材 Reference Signs List 1 electrode 2 pressure-sensitive layer 3 insulator 4 doctor blade 5 base material 6 metal thin film 7 internal electrode 8 external electrode 9 inner electrode 10 outer electrode 11 base material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｚ (72)発明者 伊藤 雅彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤井 優子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中谷 直史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 荻野 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉野 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 原 由美子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC60 DD09 DD11 EE23 FF11 FF43 FF49 GG01 GG12 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 41/22 Z (72) Inventor Masahiko Ito 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. ( 72) Inventor Yuko Fujii 1006 Kazuma Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 1006 Kadoma Kadoma Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Koji Yoshino, inventor 1002 Kadoma Kadoma, Osaka Pref.Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) in Sangyo Co., Ltd. 2F055 AA40 BB20 CC60 DD09 DD11 EE23 FF11 FF43 FF49 GG01 GG12
Claims (10)
圧体において、感圧層を可撓性があるフィルムあるいは
シート状の電極上に少なくとも圧電特性を示すセラミッ
クス材料とバインダーとしての高分子材料とそれらを分
散させる溶媒とを含むスラリーをコーティングして感圧
層を形成させ、さらに可撓性のある電極を積層して形成
することを特徴とする薄型感圧センサ。A pressure-sensitive body having a structure in which a pressure-sensitive layer is sandwiched between electrodes, wherein the pressure-sensitive layer is formed on a flexible film or sheet-like electrode by a ceramic material exhibiting at least piezoelectric characteristics and a binder. A thin pressure-sensitive sensor characterized in that a pressure-sensitive layer is formed by coating a slurry containing the above polymer material and a solvent for dispersing the polymer material, and a flexible electrode is further laminated.
高分子材料に分散させたフィルムあるいはシートで構成
されていることを特徴とする請求項１記載の薄型感圧セ
ンサ。2. The thin pressure-sensitive sensor according to claim 1, wherein the electrodes are formed of a film or a sheet dispersed in a conductive material and a flexible polymer material.
ボンブラック粉末であることを特徴とする請求項２記載
の薄型感圧センサ。3. The thin pressure-sensitive sensor according to claim 2, wherein the conductive material forming the electrode is carbon black powder.
感圧層を形成するものと同じ高分子材料であることを特
徴とする請求項１記載の薄型感圧センサ。4. The thin pressure-sensitive sensor according to claim 1, wherein the polymer material of the binder constituting the electrode is the same polymer material as that forming the pressure-sensitive layer.
ィルムあるいはシート上に金属薄膜を形成させてなるこ
とを特徴とする請求項１記載の薄型感圧センサ。5. The thin pressure-sensitive sensor according to claim 1, wherein the electrodes sandwiching the pressure-sensitive layer are formed by forming a thin metal film on a flexible polymer film or sheet.
子フィルムあるいはシートの両面に金属薄膜をコーティ
ングしたもので形成されることを特徴とする請求項４記
載の薄型感圧センサ。6. The thin pressure-sensitive sensor according to claim 4, wherein one side of the electrode sandwiching the pressure-sensitive layer is formed by coating a metal thin film on both surfaces of a polymer film or a sheet.
ト上に金属薄膜を形成した後、金属薄膜表面に凹凸をつ
けることを特徴とする請求項５又は６記載の薄型感圧セ
ンサ。7. The thin pressure-sensitive sensor according to claim 5, wherein after forming the metal thin film on the flexible polymer film or sheet, the surface of the metal thin film is made uneven.
圧体において、電極のどちらか一方の厚みを厚くするこ
とを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の薄
型感圧センサ。8. A pressure-sensitive body having a structure in which a pressure-sensitive layer is sandwiched between electrodes, wherein the thickness of one of the electrodes is increased. Thin pressure sensor.
セラミックス材料とバインダーとして可撓性のある高分
子材料とそれらを分散させる溶媒とを含むスラリーと電
極として導電性を示す材料とバインダーとして同じく可
撓性のある高分子材料とそれらを分散させる溶媒とを含
むスラリーを交互にコーティングし形成させてなる薄型
感圧センサの製造方法。9. A slurry containing at least a ceramic material having piezoelectric properties, a flexible polymer material as a binder and a solvent for dispersing them, a material having conductivity as an electrode, and a binder as an electrode. A method for manufacturing a thin pressure-sensitive sensor, which is formed by alternately coating and forming a slurry containing a flexible polymer material and a solvent for dispersing the same.
クス材料とバインダーとして高分子材料とそれらを分散
させる溶媒とを含むスラリーと電極として導電性を示す
材料とバインダーとして高分子材料とそれらを分散させ
る溶媒とを含むスラリーとし、スプレイにより材料表面
に薄型感圧センサを形成させる製造方法。10. A slurry containing a ceramic material exhibiting piezoelectric properties as a pressure-sensitive layer, a polymer material as a binder and a solvent for dispersing them, a material showing conductivity as an electrode, and a polymer material as a binder and dispersing them. And forming a thin pressure-sensitive sensor on the surface of the material by spraying.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000104632A JP2001289718A (en) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | Thin pressure sensitive sensor and its manufacturing method |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009028316A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Piezoelectric film sensor |
| CN109416288A (en) * | 2016-04-22 | 2019-03-01 | 株式会社村田制作所 | Monitoring system |
| CN113432773A (en) * | 2021-06-17 | 2021-09-24 | 中北大学 | Sensor suitable for measuring surface shock wave pressure of flexible object and manufacturing method |
-
2000
- 2000-04-06 JP JP2000104632A patent/JP2001289718A/en not_active Withdrawn
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