JP2016176794A - 圧力センサ - Google Patents
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Description
まず図1および2により、圧力センサ1全体について説明する。図1は、圧力センサ1を示す平面図である。また図2は、図1に示す圧力センサをII−II方向において切断した場合を示す断面図である。図2に示すように、圧力センサ1は、第1シート20と、第1シート20に重ね合わされた第2シート40と、第2シート40に重ね合わされた第3シート45と、を含む積層体50と、積層体50を収容する収容部14が形成された包装部材10と、を備えている。
包装部材10は、収容部14を外部から密封することができるよう構成されている。例えば包装部材10は、図示はしないが、収容部14を包装部材10の外部に連通させる開口部が形成された袋状の部材であってもよい。この場合、開口部は、開口部を介して積層体50を収容部14の内部に収容した後に封止される。収容部14を外部から密封することができる限りにおいて、包装部材10の開口部を封止する方法が特に限られることはない。例えば、包装部材10を構成する後述する第1フィルム11や第2フィルム12などのフィルムの内面が熱可塑性樹脂層によって構成されている場合、フィルムの内面同士を熱溶着させることによって、開口部を封止することができる。なおフィルムの「内面」とは、積層体50を収容する収容部14に面する側の面である。また後述する「外面」とは、内面の反対側に位置する面である。
図1に示すように、包装部材10の収容部14に収容された積層体50の例えば第1シート20には、収容部14から包装部材10の外部に至るケーブル55が接続されていてもよい。このようなケーブル55を介して、圧力センサ1に加えられる圧力に応じて第1シート20に生成される検出信号を取り出したり、積層体50の第1シート20に制御信号や電力を印加したりすることができる。
次に図3乃至図5を参照して、積層体50を構成する各シート20,40,45について説明する。ここでは、第1シート20が、複数のトランジスタ30を含むトランジスタシートである場合について説明する。図3は、積層体50を第2面50b側から見た場合を示す平面図である。また図4は、図3に示す積層体50の第1シート20を示す平面図である。
はじめに、収容部14が形成された包装部材10を準備する。また、上述の第1シート20、第2シート40および第3シート45を含む積層体50を準備する。次に図7に示すように、包装部材10の図示しない開口部を介して積層体50を収容部14の内部に配置する。なお図示はしないが、積層体50を構成する各シート20,40,45を順に包装部材10の収容部14の内部に配置して各シート20,40,45を積層させることにより、収容部14の内部で積層体50を作製してもよい。
一般に粘着剤は、特に粘着剤が乾燥した状態において、高い剛性を有するようになる。また第2シート40を第1シート20に対して強固に密着させようとすると、粘着剤の厚みが大きくなってしまう。例えば、粘着剤の厚みが、本実施の形態で採用される包装部材10の第1フィルム11や第2フィルム12の厚みよりも大きくなることが考えられる。
これに対して本実施の形態によれば、第1シート20と第2シート40との間に粘着剤を介在させる必要がないので、包装部材10および積層体50を含む圧力センサ1をより容易に湾曲させたりロール状に丸めたりすることができる。このため、圧力センサ1を様々な分野や状況で利用することが可能になる。例えば、圧力センサ1を円柱状の構造物に貼り付けて利用することができる。
これに対して本実施の形態によれば、圧力差に基づいて第2シート40を第1シート20に対して均一に密着させるので、圧力センサ1を湾曲させたりロール状に丸めたりする場合に、包装部材10や積層体50に生じる曲げ応力が不均一になることを抑制することができる。このため、第1シート20と第2シート40との間に粘着剤が介在される場合に比べて、圧力センサ1の湾曲の許容範囲を大きくすることができる。
次に、包装部材10から積層体50を取り出す方法の一例について説明する。はじめに、包装部材10の一部を破断させて、包装部材10の周囲と収容部14とを連通させる。例えば図8に示すように、包装部材10の接触領域13を切断して取出口15を形成する。これによって、包装部材10の周囲の圧力と収容部14の圧力とが等しくなる。この結果、積層体50の第1面50aが第1フィルム11を介して受けていた押圧力が低減される。同様に、積層体50の第2面50bが第2フィルム12を介して受けていた押圧力が低減される。このため、積層体50を容易に包装部材10の収容部14から外部へ取り出すことができる。
例えば、黒色を呈する黒色層や、金属を含む金属層などの遮光性を有する層を有する遮光シートを挙げることができる。その他にも、導電性を有する粒子を含み、圧力センサ1が帯電してしまうことを抑制することができる帯電防止シートや、圧力センサ1に加えられる圧力を分散させることができるクッションシートなどを挙げることができる。クッションシートを構成する材料としては、ウレタン、ポリエチレン、発泡材などを挙げることができる。これらのシートも、積層体50を包装部材10から取り出すことによって、第1シート20などのその他のシートから容易に分離され得る。
はじめに、0.1mmの厚さのポリエチレンナフタレートのフィルムを、基材として準備した。次に、基材上に、ネガ型の感光性樹脂をスピンコートによって塗布し、150度で30分間の焼成を実施して、基材上に平坦化層を形成した。
次に、厚み0.3mmの感圧ゴムからなる感圧体を含む感圧シートと、厚み0.1mmの第2電極を含む電極シートと、を準備した。その後、上述のトランジスタシート上に、感圧シートおよび電極シートを順に積層して、積層体を作製した。また、トランジスタシートに形成されている端子部に、厚み70μmのフレキシブル基板を含むケーブルを接続した。トランジスタシートの端子部には、上述のワードラインやビットラインが電気的に接続されている。
上述のようにして作製された圧力センサにおいて、包装部材に収容されている感圧シートおよび電極シートが、トランジスタシートに対して固定されていることを確認した。また、圧力センサを、直径100mmの円柱状の構造物に貼り付けた場合に、圧力センサが、加えられる圧力に応じた検出信号を生成できることを確認した。
圧力センサのうち、一方のポリエチレンフィルムの内面と他方のポリエチレンフィルムの内面とが接触している接触領域に、カッターを用いて切れ込みを形成し、これによって、包装部材の内部における真空状態を開放した。その後、包装部材に収容されていた積層体を取り出した。この際、トランジスタシート、感圧シートおよび電極シートを破壊することなく、積層体を取り出すことができた。
10 包装部材
11 第1フィルム
12 第2フィルム
13 接触領域
14 収容部
20 第2シート
21 基材
25 トランジスタシート
30 トランジスタ
40 第2シート
45 第3シート
50 積層体
50a 第1面
50b 第2面
55 ケーブル
Claims (7)
- 加えられる圧力に応じた検出信号を生成する圧力センサであって、
基材と、前記基材上に形成された複数のトランジスタと、を含む第1シートと、
前記第1シートに重ね合わされた第2シートと、
前記第1シートおよび前記第2シートを少なくとも含む積層体を収容する収容部が形成された包装部材と、を備え、
前記包装部材は、前記積層体のうち前記第1シートが位置する側から前記積層体に接する第1フィルムと、前記積層体のうち前記第2シートが位置する側から前記積層体に接する第2フィルムと、を有し、
前記包装部材の前記収容部の圧力は、前記包装部材の周囲の圧力よりも低くなっている、圧力センサ。 - 前記包装部材には、前記第1フィルムの内面と前記第2フィルムの内面とが接する接触領域が形成されている、請求項1に記載の圧力センサ。
- 前記包装部材は、複数の直線状の辺を含む外形を有し、
前記接触領域は、前記包装部材の前記複数の辺のうちの少なくとも1辺にわたって形成されている、請求項2に記載の圧力センサ。 - 前記積層体は、前記接触領域によって囲まれている、請求項2または3に記載の圧力センサ。
- 前記第1シートは、複数のトランジスタシートと、隣接する2つの前記トランジスタシートを電気的に接続する接続部材と、を有し、
前記トランジスタシートは、前記基材と、前記基材上に形成された複数の前記トランジスタと、を含む、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の圧力センサ。 - 前記第2シートは、感圧体を含む、請求項1乃至5のいずれかに記載の圧力センサ。
- 前記第1シートは、複数の前記トランジスタに対応する感圧体を含み、
前記第2シートは、前記第1シートの複数のトランジスタに対応する前記感圧体に接触する電極を含む、請求項1乃至5のいずれかに記載の圧力センサ。
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