JP2018128266A - センサシートおよびセンサシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】圧力および温度の両方を感度良く検出することができるセンサシートおよびセンサシステムを提供する。【解決手段】基板１、複数の薄膜トランジスタ２およびセンサ部材３の順に積層され、共通電極４をさらに有するセンサシート１０であって、センサ部材は、感圧部材３１と感温部材３２とを有し、平面視上、感圧部材と感温部材とが隣接して配置されており、共通電極は、薄膜トランジスタおよび感圧部材と電気的に接続された第一共通電極４１と、薄膜トランジスタおよび感温部材と電気的に接続された第二共通電極４２とを有する。【選択図】図１
Description
本開示は、圧力および温度の両方を感度良く検出するセンサシートおよびセンサシステムに関する。
圧力、歪、温度、光等の物理量を検知して、電気信号に変換するセンサは、近年、あらゆるデバイスへの適用が試みられている。例えば、特許文献１には、絶縁性樹脂および導電性粒子を含有する感圧部材を用いた圧力センサ装置が開示されている。また、特許文献１には、薄膜トランジスタを用いたシート状の圧力センサ装置が開示されている。以下、シート状のセンサ装置を、センサシートと称して説明する。
また、特許文献２には、アクティブマトリクスを用いて光分布を検出する技術が開示されている。
また、特許文献２には、アクティブマトリクスを用いて光分布を検出する技術が開示されている。
近年、一つのデバイスに対し、検出対象である物理量が異なる複数種類のセンサを搭載することが検討されている。一方、特許文献１に例示されるセンサシートのように、一つのセンサシートにおいては、検出対象である物理量は１種類である場合が多い。そのため、例えば、圧力および温度の２種類の異なる物理量を検出しようとした場合、２つのセンサシートを積層させて用いることが想定されるが、十分な感度が得られないことが懸念される。そこで、圧力および温度の両方を感度良く検出することができるセンサシートが求められている。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、圧力および温度の両方を感度良く検出することができるセンサシートおよびセンサシステムを提供することを主目的とする。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、圧力および温度の両方を感度良く検出することができるセンサシートおよびセンサシステムを提供することを主目的とする。
上記目的を達成するために、本開示は、基板、複数の薄膜トランジスタおよびセンサ部材の順に積層され、共通電極をさらに有するセンサシートであって、上記センサ部材は、感圧部材と感温部材とを有し、平面視上、上記感圧部材と上記感温部材とが隣接して配置されており、上記共通電極は、上記薄膜トランジスタおよび上記感圧部材と電気的に接続された第一共通電極と、上記薄膜トランジスタおよび上記感温部材と電気的に接続された第二共通電極とを有することを特徴とするセンサシートを提供する。
本開示は、上述したセンサシートと、制御部とをするセンサシステムであって、上記制御部は、上記センサシートの上記第一共通電極および上記第二共通電極に対してそれぞれ独立して電位を設定できることを特徴とするセンサシステムを提供する。
本開示のセンサシートおよびセンサシステムは、圧力および温度の両方を感度良く検出することができるという効果を奏する。
以下、本開示のセンサシートおよびセンサシステムについて、詳細を説明する。
Ａ．センサシート
本開示のセンサシートは、基板、複数の薄膜トランジスタおよびセンサ部材の順に積層され、共通電極をさらに有するセンサシートであって、上記センサ部材は、感圧部材と感温部材とを有し、平面視上、上記感圧部材と上記感温部材とが隣接して配置されており、上記共通電極は、上記薄膜トランジスタおよび上記感圧部材と電気的に接続された第一共通電極と、上記薄膜トランジスタおよび上記感温部材と電気的に接続された第二共通電極とを有することを特徴とする。
以下、本明細書において、薄膜トランジスタ（thin film transistor）を、ＴＦＴと称して説明する場合がある。
また、「電気的に接続される」とは、部材同士が直接接触することで電気的に接続されること、部材同士が同一材料を用いて連続的に構成されることで電気的に接続されること、部材同士の間に他の部材が配置されることで電気的に接続されることをいう。なお、本明細書において、「電気的に接続」を、単に「接続」と称して説明する場合がある。
本開示のセンサシートは、基板、複数の薄膜トランジスタおよびセンサ部材の順に積層され、共通電極をさらに有するセンサシートであって、上記センサ部材は、感圧部材と感温部材とを有し、平面視上、上記感圧部材と上記感温部材とが隣接して配置されており、上記共通電極は、上記薄膜トランジスタおよび上記感圧部材と電気的に接続された第一共通電極と、上記薄膜トランジスタおよび上記感温部材と電気的に接続された第二共通電極とを有することを特徴とする。
以下、本明細書において、薄膜トランジスタ（thin film transistor）を、ＴＦＴと称して説明する場合がある。
また、「電気的に接続される」とは、部材同士が直接接触することで電気的に接続されること、部材同士が同一材料を用いて連続的に構成されることで電気的に接続されること、部材同士の間に他の部材が配置されることで電気的に接続されることをいう。なお、本明細書において、「電気的に接続」を、単に「接続」と称して説明する場合がある。
本開示のセンサシートについて、図を参照しながら説明する。図１（ａ）は本開示のセンサシートの一例を示す概略平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図１（ｃ）は図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図１（ａ）〜（ｃ）に示すセンサシート１０は、基板１と、複数のＴＦＴ２と、センサ部材３との順に積層され、共通電極４をさらに有する。センサ部材３は、感圧部材３１と感温部材３２とを有し、平面視上、感圧部材３１と感温部材３２とが隣接して配置されている。共通電極４は、ＴＦＴ２および感圧部材３１と電気的に接続された第一共通電極４１と、ＴＦＴ２および感温部材３２と電気的に接続された第二共通電極４２とを有する。なお、図１（ａ）においては、説明を容易にするため、基板については省略し、第一共通電極４１は一点鎖線で示している。
ＴＦＴ２は、典型的には、第一電極２１、第一絶縁層２２、第二電極２３、第三電極２４および半導体層２５を少なくとも有する。第一電極２１は第一配線５と電気的に接続され、第二電極２３は第二配線６と電気的に接続される。また、第三電極２４は、センサ部材３および共通電極４と電気的に接続される。
図１（ａ）〜（ｃ）においては、第一電極２１がゲート電極であり、第一絶縁層２２がゲート絶縁層であり、第二電極２３がソース電極であり、第三電極２４がドレイン電極であり、第一配線５がスキャン配線であり、第二配線６がデータ配線であり、基板１、第一電極２１（ゲート電極）、第一絶縁層２２（ゲート絶縁層）、第二電極２３（ソース電極）、第三電極２４（ドレイン電極）、半導体層２５、第二絶縁層（パッシベーション層２６）の順に積層されたボトムゲート構造を有するＴＦＴ２を例示している。また、本開示におけるＴＦＴ２は、例えば、図２に示すように、基板１、第二電極２３（ソース電極）、第三電極２４（ドレイン電極）、第一絶縁層２２（ゲート絶縁層）、第一電極２１（ゲート電極）および第二絶縁層（オーバーコート層２７）の順に積層されたトップゲート構造を有するＴＦＴ２であっても良い。なお、図２は本開示のセンサシートの他の例を示す概略断面図であり、図２（ａ）は図１（ｂ）における断面に対応し、図２（ｂ）は図１（ｃ）における断面に対応している。説明していない符号については、図１と同様とする。以下の図面においても説明していない符号については、前述で説明した図面の符号と同様とする。
ＴＦＴ２は、典型的には、第一電極２１、第一絶縁層２２、第二電極２３、第三電極２４および半導体層２５を少なくとも有する。第一電極２１は第一配線５と電気的に接続され、第二電極２３は第二配線６と電気的に接続される。また、第三電極２４は、センサ部材３および共通電極４と電気的に接続される。
図１（ａ）〜（ｃ）においては、第一電極２１がゲート電極であり、第一絶縁層２２がゲート絶縁層であり、第二電極２３がソース電極であり、第三電極２４がドレイン電極であり、第一配線５がスキャン配線であり、第二配線６がデータ配線であり、基板１、第一電極２１（ゲート電極）、第一絶縁層２２（ゲート絶縁層）、第二電極２３（ソース電極）、第三電極２４（ドレイン電極）、半導体層２５、第二絶縁層（パッシベーション層２６）の順に積層されたボトムゲート構造を有するＴＦＴ２を例示している。また、本開示におけるＴＦＴ２は、例えば、図２に示すように、基板１、第二電極２３（ソース電極）、第三電極２４（ドレイン電極）、第一絶縁層２２（ゲート絶縁層）、第一電極２１（ゲート電極）および第二絶縁層（オーバーコート層２７）の順に積層されたトップゲート構造を有するＴＦＴ２であっても良い。なお、図２は本開示のセンサシートの他の例を示す概略断面図であり、図２（ａ）は図１（ｂ）における断面に対応し、図２（ｂ）は図１（ｃ）における断面に対応している。説明していない符号については、図１と同様とする。以下の図面においても説明していない符号については、前述で説明した図面の符号と同様とする。
本開示によれば、センサ部材が、平面視上、感圧部材および感温部材が隣接した構成を有し、かつ、共通電極が、感圧部材と接続された第一共通電極、および感温部材と接続された第二共通電極を有することにより、圧力および温度の両方を感度良く検出することができるセンサシートとすることができる。
ここで、従来のセンサシートにおいては、１種類の物理量を検出するセンサ部材のみを有する場合が多い。そのため、例えば、圧力と温度との２種類の物理量を検出するためには、センサ部材として感圧部材を有する圧力センサシートと、センサ部材として感温部材を有する温度センサシートとの２つのセンサシートを用いる必要がある。また、具体的な使用態様としては圧力センサシートと温度センサシートとを積層させて用いることが想定される。
しかしながら、２つのセンサシートの積層させた場合、一方のセンサシート側から各センサ部材で検出すべき圧力および熱が加えられるため、一方のセンサシートの厚さ分だけ、他方のセンサシートにおけるセンサ部材で検出すべき圧力または熱が伝わりにくくなり、感度が低下することが懸念される。
しかしながら、２つのセンサシートの積層させた場合、一方のセンサシート側から各センサ部材で検出すべき圧力および熱が加えられるため、一方のセンサシートの厚さ分だけ、他方のセンサシートにおけるセンサ部材で検出すべき圧力または熱が伝わりにくくなり、感度が低下することが懸念される。
これに対し、本開示のセンサシートは、センサ部材が感圧部材と感温部材とを有し、平面視上、感圧部材と感温部材とが隣接して配置されていることにより、感圧部材と感温部材とにそれぞれ圧力と熱とを伝えやすくすることができる。さらにまた、本開示のセンサシートは、第一共通電極と第二共通電極との２つの共通電極を有するため、感圧部材および感温部材に求められる感度に応じて、第一共通電極に付与される電位と第二共通電極に付与される電位とを別々に調整することができる。よって、圧力および熱の両方を感度良く検出することができる。
２つのセンサシートを積層させた場合において、感度の低下を抑制する方法としては、それぞれのセンサシートを薄膜化することが想定される。しかしながら、センサシートの薄膜化には限界がある。
また、薄膜化された２つのセンサシートを積層させた場合において、特に、感圧部材および感温部材が平面視上重なる構造を有する場合、一方のセンサシートにおけるセンサ部材の電気抵抗の変化が、他方のセンサシートにおけるセンサ部材の電気抵抗の変化に影響して、誤作動を生じることも懸念される。また、２つのセンサシートにおいて、感圧部材と感温部材とを平面視上重ならないように形成して、両者を貼り合わせる場合、製造プロセスが複雑化し、コストが高くなる可能性がある。
また、薄膜化された２つのセンサシートを積層させた場合において、特に、感圧部材および感温部材が平面視上重なる構造を有する場合、一方のセンサシートにおけるセンサ部材の電気抵抗の変化が、他方のセンサシートにおけるセンサ部材の電気抵抗の変化に影響して、誤作動を生じることも懸念される。また、２つのセンサシートにおいて、感圧部材と感温部材とを平面視上重ならないように形成して、両者を貼り合わせる場合、製造プロセスが複雑化し、コストが高くなる可能性がある。
これに対し、本開示においては、１つの基板に対し、平面視上、感圧部材と感温部材とが隣接するように配置されているため、感圧部材および感温部材のそれぞれの電気抵抗の変化は互いに影響しにくく、誤作動を抑制することができる。また、本開示においては、１つの基板に感圧部材と感温部材との両方を直接形成することができるため、２つのセンサシートを貼り合わせる場合に比べて製造プロセスを簡便にすることができ、コストを抑えることができる。
また、本開示においては、一つの基板に対し、平面視上、隣接された感圧部材と感温部材とに対し、それぞれ第一共通電極および第二共通電極が接続するように配置されている。このような構造を有することにより、感圧部材の電気抵抗と感温部材の電気抵抗とが互いに影響することを、より抑制することが可能となる。
近年、センサは種々のデバイスへの適用が試みられていることから、センサシートとしてはより薄膜、軽量であることが望まれている。
本開示のセンサシートは、１つの基板に感圧部材と感温部材とを配置することができるため、２つのセンサシートを積層させる場合に比べて、薄膜化および軽量化を図ることができる。
本開示のセンサシートは、１つの基板に感圧部材と感温部材とを配置することができるため、２つのセンサシートを積層させる場合に比べて、薄膜化および軽量化を図ることができる。
以下、本開示のセンサシートについて、構成ごとに説明する。
１．センサ部材
本開示おけるセンサ部材は、ＴＦＴの基板側とは反対側に配置される部材である。本開示においては、一つのＴＦＴと、一つのＴＦＴに対応するセンサ部材と、共通電極とが１つのセンサ単位を構成する。本開示におけるセンサ部材は、個々のＴＦＴに対応するように配置される。
本開示おけるセンサ部材は、ＴＦＴの基板側とは反対側に配置される部材である。本開示においては、一つのＴＦＴと、一つのＴＦＴに対応するセンサ部材と、共通電極とが１つのセンサ単位を構成する。本開示におけるセンサ部材は、個々のＴＦＴに対応するように配置される。
また、本開示におけるセンサ部材は、感圧部材と感温部材とを有し、平面視上、感圧部材と感温部材とが隣接して配置されている。
ここで、「平面視上、感圧部材と感温部材とが隣接して配置されている」とは、複数のＴＦＴの少なくとも一か所において、隣接するＴＦＴの一方に対応するセンサ部材が感圧部材であり、他方に対応するセンサ部材が感温部材であることをいう。また、本件において、通常、一つのＴＦＴは感温部材または感圧部材の一方と電気的に接続され、他方とは電気的に接続されない。
ここで、「平面視上、感圧部材と感温部材とが隣接して配置されている」とは、複数のＴＦＴの少なくとも一か所において、隣接するＴＦＴの一方に対応するセンサ部材が感圧部材であり、他方に対応するセンサ部材が感温部材であることをいう。また、本件において、通常、一つのＴＦＴは感温部材または感圧部材の一方と電気的に接続され、他方とは電気的に接続されない。
（１）感圧部材
感圧部材は、圧力を付与することにより電気抵抗が変化する部材である。また、感圧部材は、ＴＦＴおよび第一共通電極と電気的に接続するように配置される。本開示において、ＴＦＴ、感圧部材および第一共通電極は、圧力センサとして機能し、例えば、基準となる圧力における電流値、すなわち校正時における電流値と、検出すべき圧力を付与した際の電流値とを比較して処理することで、圧力を検出することができる。以下の説明において、センサシートにおいて圧力センサとして機能する部分を圧力センサ部と称して説明する場合がある。
感圧部材は、圧力を付与することにより電気抵抗が変化する部材である。また、感圧部材は、ＴＦＴおよび第一共通電極と電気的に接続するように配置される。本開示において、ＴＦＴ、感圧部材および第一共通電極は、圧力センサとして機能し、例えば、基準となる圧力における電流値、すなわち校正時における電流値と、検出すべき圧力を付与した際の電流値とを比較して処理することで、圧力を検出することができる。以下の説明において、センサシートにおいて圧力センサとして機能する部分を圧力センサ部と称して説明する場合がある。
（ａ）感圧部材の構成
感圧部材は、圧力を付与することにより電気抵抗が変化する部材であれば特に限定されないが、例えば、圧力を付与することにより電気抵抗が下がる部材であることが好ましい。感圧部材としては、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂３１ａと、絶縁性樹脂３１ａ中に分散された導電性粒子３１ｂとを有する部材を挙げることができる。図３（ａ）、（ｂ）に示す感圧部材３１は、圧力Ｐを付与することにより、絶縁性樹脂３１ａが撓み、絶縁性樹脂３１ａ中の導電性粒子３１ｂ同士が接触することで、電気抵抗が下がる部材である。
感圧部材は、圧力を付与することにより電気抵抗が変化する部材であれば特に限定されないが、例えば、圧力を付与することにより電気抵抗が下がる部材であることが好ましい。感圧部材としては、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂３１ａと、絶縁性樹脂３１ａ中に分散された導電性粒子３１ｂとを有する部材を挙げることができる。図３（ａ）、（ｂ）に示す感圧部材３１は、圧力Ｐを付与することにより、絶縁性樹脂３１ａが撓み、絶縁性樹脂３１ａ中の導電性粒子３１ｂ同士が接触することで、電気抵抗が下がる部材である。
感圧部材に用いられる絶縁性樹脂としては、導電性粒子を分散させることができ、圧力に応じて変形する弾性を有していれば特に限定されず、一般的な圧力センサ装置に用いられる樹脂を使用することができる。
絶縁性樹脂としては、例えば、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−エチレン−オレフィン共重合体およびスチレン−ブチレン−オレフィン共重合体、ならびに、オレフィン−エチレン共重合体、オレフィン−ブチレン共重合体およびオレフィン−オレフィン共重合体等が挙げられる。中でも、シリコン樹脂を用いることが好ましい。優れた絶縁性を有し、経時安定性に優れているからである。また、絶縁性樹脂は、２種以上の材料を混合させて用いても良い。
絶縁性樹脂としては、例えば、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−エチレン−オレフィン共重合体およびスチレン−ブチレン−オレフィン共重合体、ならびに、オレフィン−エチレン共重合体、オレフィン−ブチレン共重合体およびオレフィン−オレフィン共重合体等が挙げられる。中でも、シリコン樹脂を用いることが好ましい。優れた絶縁性を有し、経時安定性に優れているからである。また、絶縁性樹脂は、２種以上の材料を混合させて用いても良い。
感圧部材に用いられる導電性粒子としては、所望の導電性を有するものであれば良く、一般的な圧力センサ装置に用いられる導電性粒子を使用することができる。
導電性粒子を構成する材料としては、例えば、グラファイト、導電性カーボン、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、金属酸化物である導電性酸化スズおよび導電性酸化チタン等を挙げることができる。また、導電性粒子としては、例えば、有機樹脂の炭化物等の炭素系粒子を用いることもできる。本開示においては、中でも、グラファイトを用いることが好ましい。
導電性粒子を構成する材料としては、例えば、グラファイト、導電性カーボン、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、金属酸化物である導電性酸化スズおよび導電性酸化チタン等を挙げることができる。また、導電性粒子としては、例えば、有機樹脂の炭化物等の炭素系粒子を用いることもできる。本開示においては、中でも、グラファイトを用いることが好ましい。
導電性粒子の平均粒径は、導電性粒子の種類、および圧力センサ部に求められる感度に応じて適宜選択されるが、一般的な圧力センサ装置に用いられる平均粒径を採用することができる。導電性粒子の平均粒径は、例えば、０．１μｍ以上、５００μｍ以下であっても良い。
なお、平均粒子径は、顕微鏡観察による平均粒子径である。顕微鏡観察による平均粒子径は、例えば、１００倍で顕微鏡観察を行い、画像処理ソフト等により任意の導電性粒子の粒径を１００個測定して個数平均することにより得られる。なお、粒径とは導電性粒子の長軸径と短軸径の平均値を指す。
なお、平均粒子径は、顕微鏡観察による平均粒子径である。顕微鏡観察による平均粒子径は、例えば、１００倍で顕微鏡観察を行い、画像処理ソフト等により任意の導電性粒子の粒径を１００個測定して個数平均することにより得られる。なお、粒径とは導電性粒子の長軸径と短軸径の平均値を指す。
感圧部材における導電性粒子の割合としては、導電性粒子の種類および圧力センサ部に求められる感度に応じて適宜選択されるが、一般的な圧力センサ装置に用いられる割合を採用することができる。感圧部材における導電性粒子の割合は、例えば、１質量％以上であっても良く、１０質量％以上であっても良く、２０質量％以上であっても良い。また、導電性粒子の割合は、９９質量％以下であっても良く、７０質量％以下であっても良く、６０質量％以下であっても良い。
感圧部材は、絶縁性樹脂および導電性粒子を含むものであるが、必要に応じて、シリカ系粉体充填材等の硬度調整剤を含むものであっても良い。
感圧部材の厚さとしては、所望の感度を示すことができるものであれば特に限定されるものではなく、圧力センサ装置に一般的に用いられるものを使用することができる。感圧部材の厚さは、具体的には、１μｍ以上、中でも５μｍ以上であることが好ましい。また、感圧部材の厚さは、１０ｍｍ以下、中でも１ｍｍ以下、特に５００μｍ以下であることが好ましい。なお、感圧部材の厚さとは、感圧部材における基板側表面から基板側とは反対側の表面の間の距離の最大値をいう。本開示においては、感圧部材の厚さは、後述する感温部材の厚さよりも厚いことが好ましい。
感圧部材の平面視形状としては、ＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続可能な形状であれば特に限定されるものではなく、四角形等の矩形状であっても、円形状であっても良い。また、感圧部材の平面視形状は、例えば、線状、帯状等のライン形状であっても良い。なお、線幅については、センサシートの用途、大きさ等に応じて適宜選択することができる。
（ｂ）感圧部材の配置
感圧部材は、ＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続するように配置される。「感圧部材がＴＦＴと電気的に接続される」とは、ＴＦＴにおいて第一共通電極と接続される電極と、感圧部材とが電気的に接続されることをいい、ＴＦＴが第一電極、第二電極および第三電極を有する場合は、感圧部材が、ＴＦＴにおける第三電極と電気的に接続されることをいう。また、この場合、感圧部材は、通常、ＴＦＴにおける第一電極および第二電極とは接続しないように配置される。
感圧部材は、ＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続するように配置される。「感圧部材がＴＦＴと電気的に接続される」とは、ＴＦＴにおいて第一共通電極と接続される電極と、感圧部材とが電気的に接続されることをいい、ＴＦＴが第一電極、第二電極および第三電極を有する場合は、感圧部材が、ＴＦＴにおける第三電極と電気的に接続されることをいう。また、この場合、感圧部材は、通常、ＴＦＴにおける第一電極および第二電極とは接続しないように配置される。
感圧部材は、図３（ａ）に示すように、ＴＦＴ２と第一共通電極４１とを、ＴＦＴ２の厚さ方向Ｙに電気的に接続するように配置されても良く、図３（ｂ）に示すように、ＴＦＴ２と第一共通電極４１とを面方向Ｘに電気的に接続するように配置されても良いが、前者がより好ましい。上述したように、感圧部材は、絶縁性樹脂および導電性粒子を含有する部材を好適に用いることができる。感圧部材は、絶縁性樹脂を撓ませることにより電気抵抗を下げることから、厚さ方向と面方向とのうち、厚さ方向においてより電気抵抗を変化させやすい傾向にある。そのため、感圧部材を、ＴＦＴの厚さ方向においてＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続させる配置とすることで、より良好な感度での圧力を検出しやすいからである。
感圧部材の平面視上の配置としては、ＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続することができれば特に限定されないが、ＴＦＴと平面視上重ならないように形成されることが好ましい。感圧部材における電気抵抗の変化が、ＴＦＴに影響することによる誤作動を抑制することができるからである。ここで、「平面視上、感圧部材がＴＦＴと平面視上重ならない位置」とは、具体的には、ＴＦＴにおいてトランジスタとして機能する部分と感圧部材とが平面視上重ならない位置をいい、典型的には、ＴＦＴにおける第二電極および第三電極の間に設けられたチャネル部分と、感圧部材とが、少なくとも平面視上重ならない位置をいう。また、感圧部材の平面視上の配置は、ＴＦＴにおける第一電極、第二電極、第三電極および半導体層の積層部分と、感圧部材とが平面視上重ならない位置であっても良い。
感圧部材は、例えば、一つのＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続するように配置されていても良く、複数のＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続するように配置されていても良い。複数のＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続するように配置される場合、感圧部材は、例えば、第一配線または第二配線の線方向に沿って配置することができる。
（ｃ）その他
感圧部材の形成方法としては、所望の形状を有する感圧部材を形成することができれば特に限定されない。感圧部材の形成方法としては、例えば、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、およびフレキソ印刷法等の種々の印刷法を挙げることができる。感圧部材の形成方法の具体例としては、例えば、熱硬化シリコンゴムにカーボン粒子を混合させたペースト状の組成物を、スクリーン印刷法により、ドット状に形成した後、例えば１５０℃程度で熱処理して組成物を硬化させることで、感圧部材を得ることができる。
感圧部材の形成方法としては、所望の形状を有する感圧部材を形成することができれば特に限定されない。感圧部材の形成方法としては、例えば、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、およびフレキソ印刷法等の種々の印刷法を挙げることができる。感圧部材の形成方法の具体例としては、例えば、熱硬化シリコンゴムにカーボン粒子を混合させたペースト状の組成物を、スクリーン印刷法により、ドット状に形成した後、例えば１５０℃程度で熱処理して組成物を硬化させることで、感圧部材を得ることができる。
（２）感温部材
感温部材は、温度変化により電気抵抗が変化する部材である。また、感温部材は、ＴＦＴと第二共通電極とを電気的に接続するように配置される。ＴＦＴ、感温部材および共通電極は温度センサとして機能する。以下の説明において、センサシートにおいて温度センサとして機能する部分を温度センサ部と称して説明する場合がある。
感温部材は、温度変化により電気抵抗が変化する部材である。また、感温部材は、ＴＦＴと第二共通電極とを電気的に接続するように配置される。ＴＦＴ、感温部材および共通電極は温度センサとして機能する。以下の説明において、センサシートにおいて温度センサとして機能する部分を温度センサ部と称して説明する場合がある。
（ａ）感温部材の構成
感温部材は、温度変化により電気抵抗が変化する部材であれば特に限定されないが、例えば、加熱により基準となる温度からより温度を上げることで電気抵抗が上がる部材であることが好ましい。このような感温部材としては、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ポリマーＰＴＣ（positive temperature coefficient）を含有する部材を挙げることができる。ポリマーＰＴＣは、熱膨張性を有する絶縁性材料３２ａと、導電性粒子３２ｂとを含有する材料である。図４（ａ）、（ｂ）に示す感温部材３２は、熱Ｔを付与することにより、絶縁性材料３２ａが熱膨張し、絶縁性材料３２ａ中の導電性粒子３２ｂ同士の間が離れることで、電気抵抗が上がる部材である。
感温部材は、温度変化により電気抵抗が変化する部材であれば特に限定されないが、例えば、加熱により基準となる温度からより温度を上げることで電気抵抗が上がる部材であることが好ましい。このような感温部材としては、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ポリマーＰＴＣ（positive temperature coefficient）を含有する部材を挙げることができる。ポリマーＰＴＣは、熱膨張性を有する絶縁性材料３２ａと、導電性粒子３２ｂとを含有する材料である。図４（ａ）、（ｂ）に示す感温部材３２は、熱Ｔを付与することにより、絶縁性材料３２ａが熱膨張し、絶縁性材料３２ａ中の導電性粒子３２ｂ同士の間が離れることで、電気抵抗が上がる部材である。
ポリマーＰＴＣに用いられる絶縁性材料としては、導電性粒子を分散させることができ、熱膨張する性質を有していれば特に限定されず、一般的なポリマーＰＴＣに用いられる絶縁性材料として公知のものを用いることができる。一例としては、オクタデシルアクリレートおよびブチルアクリレートの重合体（アクリルポリマー）が挙げられる。上記アクリルポリマーは、オクタデシルアクリレートとブチルアクリレートとの合成比を調整することで、絶縁性材料が熱膨張する温度を調整することができ、感圧部材において電気抵抗が変化する温度を調整することができる。
また、絶縁性材料の他の例としては、熱硬化型シリコンゴムが挙げられる。
また、絶縁性材料の他の例としては、熱硬化型シリコンゴムが挙げられる。
導電性粒子を構成する材料としては、例えば、グラファイト、導電性カーボン等の炭素系粒子を挙げることができる。
導電性粒子の平均粒径は、導電性粒子の種類、および温度センサ部に求められる感度に応じて適宜選択されるが、一般的な温度センサ装置に用いられる平均粒径を採用することができる。導電性粒子の平均粒径は、例えば、０．１μｍ以上、５００μｍ以下であっても良い。
なお、平均粒子径の測定方法は、上述した「（１）感圧部材 （ａ）感圧部材の構成」の項で説明した内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
なお、平均粒子径の測定方法は、上述した「（１）感圧部材 （ａ）感圧部材の構成」の項で説明した内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
感温部材における導電性粒子の割合としては、導電性粒子の種類および温度センサ部に求められる感度に応じて適宜選択され、一般的な温度センサ装置に用いられる割合を採用することができる。感温部材における導電性粒子の割合は、例えば、１質量％以上、９９質量％以下である。
感温部材は、絶縁性樹脂および導電性粒子を含む部材であるが、必要に応じて、シリカ系粉体充填材等の硬度調整剤を含むものであっても良い。
感温部材の厚さとしては、所望の感度を示すことができるものであれば特に限定されるものではなく、温度センサ装置に一般的に用いられるものを使用することができる。感温部材の厚さは、例えば、１μｍ以上、中でも１０μｍ以上、特に１５μｍ以上であることが好ましい。また、感温部材の厚さは、１ｍｍ以下、中でも５００μｍ以下、特に２００μｍ以下であることが好ましい。なお、感温部材の厚さとは、感温部材における基板側表面から基板側とは反対側の表面の間の距離の最大値をいう。感温部材の厚さは、上述した感圧部材の厚さよりも薄いことが好ましい。
感温部材の平面視形状としては、ＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続可能な形状であれば特に限定されるものではなく、四角形等の矩形状であっても、円形状であっても良い。また、感温部材の平面視形状は、例えば、線状、帯状等のライン形状であっても良い。なお、線幅については、センサシートの用途、大きさ等に応じて適宜選択することができる。
（ｂ）感温部材の配置
感温部材は、ＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続するように配置される。「感温部材がＴＦＴと電気的に接続される」とは、ＴＦＴにおいて第二共通電極と接続される電極と、感温部材とが電気的に接続されることをいい、ＴＦＴが第一電極、第二電極および第三電極を有する場合は、感温部材が、ＴＦＴにおける第三電極と電気的に接続されることをいう。また、この場合、感温部材は、通常、ＴＦＴにおける第一電極および第二電極とは接続しないように配置される。
感温部材は、ＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続するように配置される。「感温部材がＴＦＴと電気的に接続される」とは、ＴＦＴにおいて第二共通電極と接続される電極と、感温部材とが電気的に接続されることをいい、ＴＦＴが第一電極、第二電極および第三電極を有する場合は、感温部材が、ＴＦＴにおける第三電極と電気的に接続されることをいう。また、この場合、感温部材は、通常、ＴＦＴにおける第一電極および第二電極とは接続しないように配置される。
感温部材は、図４（ａ）に示すように、ＴＦＴ２と第二共通電極４２とをＴＦＴ２の厚さ方向Ｙに電気的に接続するように配置されても良く、図４（ｂ）に示すように、ＴＦＴ２と第二共通電極４２とを面方向Ｘに電気的に接続するように配置されても良いが、後者がより好ましい。上述したように、感温部材は、ポリマーＰＴＣを含有する部材を好適に用いることができる。このような感温部材は熱を付与するにより、絶縁性材料を膨張させることで電気抵抗を上げることから、厚さ方向と面方向とのうち、面方向において電気抵抗を変化させやすい傾向にある。そのため、感温部材を、ＴＦＴの面方向においてＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続させる配置とすることで、より良好な感度での温度を検出しやすいからである。
感温部材の平面視上の配置としては、ＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続することができれば特に限定されないが、ＴＦＴと平面視上重ならないように形成されることが好ましい。感温部材における電気抵抗の変化が、ＴＦＴに影響することによる誤作動を抑制することができるからである。
ここで、「平面視上、感温部材がＴＦＴと平面視上重ならない位置」とは、具体的には、ＴＦＴにおいてトランジスタとして機能する部分と感温部材とが平面視上重ならない位置をいい、典型的には、ＴＦＴにおける第二電極および第三電極の間に設けられたチャネル部分と、感温部材とが、少なくとも平面視上重ならない位置をいう。また、感温部材の平面視上の配置は、ＴＦＴにおける第一電極、第二電極、第三電極および半導体層の積層部分と、感温部材とが平面視上重ならない位置であっても良い。
ここで、「平面視上、感温部材がＴＦＴと平面視上重ならない位置」とは、具体的には、ＴＦＴにおいてトランジスタとして機能する部分と感温部材とが平面視上重ならない位置をいい、典型的には、ＴＦＴにおける第二電極および第三電極の間に設けられたチャネル部分と、感温部材とが、少なくとも平面視上重ならない位置をいう。また、感温部材の平面視上の配置は、ＴＦＴにおける第一電極、第二電極、第三電極および半導体層の積層部分と、感温部材とが平面視上重ならない位置であっても良い。
感温部材は、例えば、一つのＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続するように配置されていても良く、複数のＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続するように配置されていても良い。複数のＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続するように配置される場合、感温部材は、例えば、第一配線または第二配線の線方向に沿って配置することができる。
（ｃ）その他
感温部材の形成方法としては、所望の形状を有する感温部材を形成することができれば特に限定されない。感温部材の形成方法としては、例えば、インクジェット法、ディスペンサー法等を挙げることができる。感温部材の形成方法の具体例としては、例えば、上述した絶縁性材料の前駆体と導電性粒子を含有する組成物を、例えば８０℃程度の温度に調整されたディスペンサーを用いてドット状に形成することにより、感温部材を得る方法が挙げられる。
感温部材の形成方法としては、所望の形状を有する感温部材を形成することができれば特に限定されない。感温部材の形成方法としては、例えば、インクジェット法、ディスペンサー法等を挙げることができる。感温部材の形成方法の具体例としては、例えば、上述した絶縁性材料の前駆体と導電性粒子を含有する組成物を、例えば８０℃程度の温度に調整されたディスペンサーを用いてドット状に形成することにより、感温部材を得る方法が挙げられる。
（３）センサ部材
本開示におけるセンサ部材は、上述した感圧部材と、感温部材とを有する。本開示においては、センサシートにおいて、平面視上、感圧部材と感温部材とが隣接して配置されていれば良く、センサ部材における感圧部材と感温部材との比率（個数比）については、センサシートの用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されない。
本開示におけるセンサ部材は、上述した感圧部材と、感温部材とを有する。本開示においては、センサシートにおいて、平面視上、感圧部材と感温部材とが隣接して配置されていれば良く、センサ部材における感圧部材と感温部材との比率（個数比）については、センサシートの用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されない。
また、本開示におけるセンサ部材は、例えば、ＴＦＴと平面視上重ならない位置に配置されていることが好ましい。より具体的には、ＴＦＴと、感圧部材および感温部材の両方とは、平面視上重ならない位置に配置されていることが特に好ましい。センサ部材の電気抵抗の変化が、薄膜トランジスタに影響することによる誤作動を抑制することができるからである。
２．共通電極
本開示における共通電極は、ＴＦＴおよびセンサ部材と電気的に接続される部材である。また、共通電極は、共通電極は、ＴＦＴおよび感圧部材と電気的に接続された第一共通電極と、ＴＦＴおよび感温部材と電気的に接続された第二共通電極とを有する。
本開示における共通電極は、ＴＦＴおよびセンサ部材と電気的に接続される部材である。また、共通電極は、共通電極は、ＴＦＴおよび感圧部材と電気的に接続された第一共通電極と、ＴＦＴおよび感温部材と電気的に接続された第二共通電極とを有する。
（１）共通電極の配置
本開示においては、第一共通電極および第二共通電極の配置は、第一共通電極を感圧部材と接続させ、第二共通電極を感温部材と接続させることができれば特に限定されない。例えば、第一共通電極および第二共通電極の両方が、センサ部材の基板側とは反対側に配置されても良く、基板側に配置されても良い。また、例えば、第一共通電極および第二共通電極のうち、第一共通電極がセンサ部材の基板側とは反対側に配置され、第二共通電極がセンサ部材の基板側に配置されていても良い。また、例えば、第一共通電極および第二共通電極のうち、第一共通電極がセンサ部材の基板側に配置され、第二共通電極がセンサ部材の基板側とは反対側に配置されていても良い。
本開示においては、第一共通電極および第二共通電極の配置は、第一共通電極を感圧部材と接続させ、第二共通電極を感温部材と接続させることができれば特に限定されない。例えば、第一共通電極および第二共通電極の両方が、センサ部材の基板側とは反対側に配置されても良く、基板側に配置されても良い。また、例えば、第一共通電極および第二共通電極のうち、第一共通電極がセンサ部材の基板側とは反対側に配置され、第二共通電極がセンサ部材の基板側に配置されていても良い。また、例えば、第一共通電極および第二共通電極のうち、第一共通電極がセンサ部材の基板側に配置され、第二共通電極がセンサ部材の基板側とは反対側に配置されていても良い。
本開示においては、中でも、第一共通電極および第二共通電極のうち、一方がセンサ部材の基板側とは反対側に配置され、他方がセンサ部材の基板側に配置されることが好ましい。感温部材および感圧部材の配置に応じて第一共通電極および第二共通電極を配置しやすいからである。
本開示においては、特に第一共通電極は、センサ部材の基板側とは反対側に配置され、第二共通電極は、センサ部材の基板側に配置されていることが好ましい。上述したように、感圧部材はＴＦＴの厚さ方向において電気抵抗を変化させやすい傾向にあり、感温部材はＴＦＴの面方向において電気抵抗を変化させやすい傾向にある。そのため、第一共通電極および第二共通電極をセンサ部材の特性、すなわち感圧部材および感温部材に適した配置とすることができるからである。
本開示においては、特に第一共通電極は、センサ部材の基板側とは反対側に配置され、第二共通電極は、センサ部材の基板側に配置されていることが好ましい。上述したように、感圧部材はＴＦＴの厚さ方向において電気抵抗を変化させやすい傾向にあり、感温部材はＴＦＴの面方向において電気抵抗を変化させやすい傾向にある。そのため、第一共通電極および第二共通電極をセンサ部材の特性、すなわち感圧部材および感温部材に適した配置とすることができるからである。
（２）第一共通電極
第一共通電極は、ＴＦＴおよび感圧部材と電気的に接続された部材である。また、第一共通電極は、通常、感温部材および感温部材と接続されたＴＦＴとは、電気的に接続されない部材である。上述した「（１）共通電極の配置」の項で説明したように、第一共通電極は、センサ部材の基板側とは反対側に配置されても良く、センサ部材の基板側に配置されても良い。すなわち、第一共通電極は感圧部材の基板側とは反対側に配置されても良く、感圧部材の基板側に配置されても良い。本開示においては、中でも、前者がより好ましい。圧力センサ部において、より良好な感度で圧力を検出することができるからである。
第一共通電極は、ＴＦＴおよび感圧部材と電気的に接続された部材である。また、第一共通電極は、通常、感温部材および感温部材と接続されたＴＦＴとは、電気的に接続されない部材である。上述した「（１）共通電極の配置」の項で説明したように、第一共通電極は、センサ部材の基板側とは反対側に配置されても良く、センサ部材の基板側に配置されても良い。すなわち、第一共通電極は感圧部材の基板側とは反対側に配置されても良く、感圧部材の基板側に配置されても良い。本開示においては、中でも、前者がより好ましい。圧力センサ部において、より良好な感度で圧力を検出することができるからである。
第一共通電極の平面視形状としては、特に限定されず、第一共通電極の配置に応じて適宜選択することができる。
例えば、第一共通電極がセンサ部材の基板側とは反対側に配置されている場合は、第一共通電極の平面視形状は、例えば、線状、帯状等のライン形状であっても良い。第一共通電極の平面視形状がライン形状である場合、第一共通電極を第一配線または第二配線の線方向に沿って配置することができる。また、第一共通電極の平面視形状は、例えば、ベタ形状（全てのＴＦＴと平面視上重なる１つの電極形状）であっても良い。中でも、第一共通電極の平面視形状はベタ形状であることが好ましい。例えば、基板および金属層を有する金属層付き基板を第一共通電極として用いることができるため、個々のＴＦＴ、感圧部材との位置合わせをせずに、容易に第一共通電極を配置することができるからである。
一方、例えば、第一共通電極がセンサ部材の基板側に配置されている場合は、第一共通電極の平面視形状は、例えば、線状、帯状等のライン形状であることが好ましい。第一共通電極の平面視形状がライン形状である場合、第一共通電極を第一配線または第二配線の線方向に沿って配置することができる。また、第一配線または第二配線のいずれかと同時に第一共通電極を形成することができるため、製造プロセスを少なくすることができ、コストを抑えることができるからである。
なお、第一共通電極がライン形状の平面視形状を有する場合、例えば、センサ部材との接続部分の面積を大きくするための接続部を有していても良い。第一共通電極は、例えば、後述する「Ｂ．センサシステム」で説明する制御部と接続させるための外部接続部を有していても良い。
例えば、第一共通電極がセンサ部材の基板側とは反対側に配置されている場合は、第一共通電極の平面視形状は、例えば、線状、帯状等のライン形状であっても良い。第一共通電極の平面視形状がライン形状である場合、第一共通電極を第一配線または第二配線の線方向に沿って配置することができる。また、第一共通電極の平面視形状は、例えば、ベタ形状（全てのＴＦＴと平面視上重なる１つの電極形状）であっても良い。中でも、第一共通電極の平面視形状はベタ形状であることが好ましい。例えば、基板および金属層を有する金属層付き基板を第一共通電極として用いることができるため、個々のＴＦＴ、感圧部材との位置合わせをせずに、容易に第一共通電極を配置することができるからである。
一方、例えば、第一共通電極がセンサ部材の基板側に配置されている場合は、第一共通電極の平面視形状は、例えば、線状、帯状等のライン形状であることが好ましい。第一共通電極の平面視形状がライン形状である場合、第一共通電極を第一配線または第二配線の線方向に沿って配置することができる。また、第一配線または第二配線のいずれかと同時に第一共通電極を形成することができるため、製造プロセスを少なくすることができ、コストを抑えることができるからである。
なお、第一共通電極がライン形状の平面視形状を有する場合、例えば、センサ部材との接続部分の面積を大きくするための接続部を有していても良い。第一共通電極は、例えば、後述する「Ｂ．センサシステム」で説明する制御部と接続させるための外部接続部を有していても良い。
第一共通電極が、センサ部材の基板側に配置されている場合、ＴＦＴおよび第一共通電極が、平面視上同一パターンで配置されていても良い。なお、「ＴＦＴおよび第一共通電極が、平面視上同一のパターンで配置されている」場合の、各ＴＦＴおよび第一共通電極の形態、配置およびその効果については、後述する「ＴＦＴおよび第二共通電極が、平面視上同一のパターンで配置されている」場合における、各ＴＦＴおよび第二共通電極の形態、配置およびその効果の項で説明する内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
第一共通電極に用いられる材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、一般的にＴＦＴに用いられる導電性材料を用いることができる。具体的な導電性材料としては、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｏ−Ｔａ合金、Ｗ−Ｍｏ合金、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の無機材料、およびＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性を有する有機材料が挙げられる。
第一共通電極の厚さは、導電性材料の種類、センサシートの用途等に応じて適宜選択することができる。また、共通電極をライン形状に形成する場合、共通電極の線幅については適宜調整することができる。
また、第一共通電極としては、例えば、支持基板および導電性材料層を有する金属層付き基板を用いることができる。支持基板としては、後述する「７．基板」に用いられる基板と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
第一共通電極の形成方法としては、所望の形状を有する共通電極を形成することができる方法であれば特に限定されず、例えば、上述した金属層付き基板を配置する方法を挙げることができる。また、第一共通電極を感圧部材の基板側に配置する場合は、後述するＴＦＴにおけるゲート電極またはソース電極およびドレイン電極と同時に形成する方法を挙げることができる。中でも、第一共通電極の形成方法としては、金属層付き基板を配置する方法であることが好ましい。
（３）第二共通電極
第二共通電極は、ＴＦＴおよび感温部材と電気的に接続された部材である。また、第二共通電極は、通常、感圧部材および感圧部材と接続されたＴＦＴとは、電気的に接続されない部材である。上述した「（１）共通電極の配置」の項で説明したように、第二共通電極は、センサ部材の基板側とは反対側に配置されても良く、センサ部材の基板側に配置されても良い。すなわち、第二共通電極は感温部材の基板側とは反対側に配置されても良く、感温部材の基板側に配置されても良い。本開示においては、中でも、後者がより好ましい。温度センサ部において、より良好な感度で温度を検出することができるからである。
第二共通電極は、ＴＦＴおよび感温部材と電気的に接続された部材である。また、第二共通電極は、通常、感圧部材および感圧部材と接続されたＴＦＴとは、電気的に接続されない部材である。上述した「（１）共通電極の配置」の項で説明したように、第二共通電極は、センサ部材の基板側とは反対側に配置されても良く、センサ部材の基板側に配置されても良い。すなわち、第二共通電極は感温部材の基板側とは反対側に配置されても良く、感温部材の基板側に配置されても良い。本開示においては、中でも、後者がより好ましい。温度センサ部において、より良好な感度で温度を検出することができるからである。
本開示においては、ＴＦＴおよび第二共通電極が、平面視上同一のパターンで配置されていることが好ましい。ここで、「ＴＦＴおよび第二共通電極が、平面視上同一のパターンで配置されている」とは、センサシートにおいて、複数のＴＦＴの平面視形状が同一であり、各ＴＦＴの大きさ、第一配線の線方向におけるＴＦＴ間の距離、第二配線におけるＴＦＴ間の距離の誤差が±１０％の範囲内となるように、複数のＴＦＴが配列され、かつ、複数の第二共通電極の平面視形状が同一であり、第二共通電極の線幅、第一配線の線方向または第二配線の線方向における第二共通電極間の距離の誤差が±１０％の範囲内となるように、複数の第二共通電極が配列されていることをいう。
ＴＦＴにおける第一電極、第一配線、および第二共通電極、またはＴＦＴにおける第二電極、第二配線および第二共通電極を同時に形成することができるため、製造プロセスを簡便にすることができる。また、本開示においては、ＴＦＴの基板側とは反対側にセンサ部材である感圧部材および感温部材が隣接して配置される。そのため、ＴＦＴおよび第二共通電極が平面視上同一のパターンで配置されていても、後述するＴＦＴにおける第二絶縁層のデザイン（コンタクトホールの位置）を設計することで、感圧部材および感温部材の配置を適宜選択することができ、圧力センサ部および温度センサ部の個数、密度を調整することができる。
ＴＦＴにおける第一電極、第一配線、および第二共通電極、またはＴＦＴにおける第二電極、第二配線および第二共通電極を同時に形成することができるため、製造プロセスを簡便にすることができる。また、本開示においては、ＴＦＴの基板側とは反対側にセンサ部材である感圧部材および感温部材が隣接して配置される。そのため、ＴＦＴおよび第二共通電極が平面視上同一のパターンで配置されていても、後述するＴＦＴにおける第二絶縁層のデザイン（コンタクトホールの位置）を設計することで、感圧部材および感温部材の配置を適宜選択することができ、圧力センサ部および温度センサ部の個数、密度を調整することができる。
本開示において、「ＴＦＴおよび第二共通電極が、平面視上同一のパターンで配置されている」場合について、図を参照しながら説明する。図５（ａ）、（ｃ）および図６（ａ）は本開示におけるＴＦＴおよび第二共通電極の一例を示す概略平面図であり、図５（ｆ）および図６（ｂ）は本開示のセンサシートの他の例を示す概略平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図５（ｄ）、（ｅ）は図５（ｃ）のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図、図５（ｇ）、（ｈ）は図５（ｆ）のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。図５（ａ）〜（ｅ）、図６(ａ)、（ｂ）においては、基板にＴＦＴ２および第二共通電極４２ａ〜４２ｃが平面視上同一のパターンで配置されている。この例において、例えば、図５（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ＴＦＴ２における第二絶縁層（パッシベーション層２６）のデザインを、各ＴＦＴ２の第三電極２４と平面視上重なる位置、および、第二配線６ｂと交差する第二共通電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃの接続部分と平面視上重なる位置に、コンタクトホールｈが配置されるように設計する。第二絶縁層（パッシベーション層２６）を上述したデザインに設計することにより、図５（ｆ）〜（ｈ）に示すセンサシート１０においては、第二配線６ａ、６ｃに接続されたＴＦＴ２には感圧部材３１が接続し、第二配線６ｂに接続されたＴＦＴ２には感温部材３２が接続するように、感圧部材３１および感温部材３２を配置することができる。
一方、例えば、図６（ａ）に示すように、ＴＦＴ２における第二絶縁層（パッシベーション層）のデザインを、各ＴＦＴの第三電極と平面視上重なる位置、および、第二配線６ａ、６ｃと交差する第二共通電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃの接続部分と平面視上重なる位置に、コンタクトホールｈが配置されるように設計する。第二絶縁層（パッシベーション層）を上述したデザインに設計することにより、図６（ｂ）に示すセンサシートにおいては、第二配線６ｂに接続されたＴＦＴ２には、感圧部材３１が接続し、第二配線６ａ、６ｃに接続されたＴＦＴ２には感温部材３２が接続するように、感圧部材３１および感温部材３２を配置することができる。
一方、例えば、図６（ａ）に示すように、ＴＦＴ２における第二絶縁層（パッシベーション層）のデザインを、各ＴＦＴの第三電極と平面視上重なる位置、および、第二配線６ａ、６ｃと交差する第二共通電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃの接続部分と平面視上重なる位置に、コンタクトホールｈが配置されるように設計する。第二絶縁層（パッシベーション層）を上述したデザインに設計することにより、図６（ｂ）に示すセンサシートにおいては、第二配線６ｂに接続されたＴＦＴ２には、感圧部材３１が接続し、第二配線６ａ、６ｃに接続されたＴＦＴ２には感温部材３２が接続するように、感圧部材３１および感温部材３２を配置することができる。
第二共通電極における平面視形状、材料、厚さ、形成方法等については、上述した「（２）第一共通電極」の項に記載した第一共通電極における平面視形状、材料、厚さ、形成方法等の内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
（３）センサ絶縁層
本開示においては、第一共通電極および第二共通電極のうち、一方がセンサ部材の基板側とは反対側に配置され、他方がセンサ部材の基板側に配置される場合、通常、第一共通電極と第二共通電極とを電気的に絶縁するセンサ絶縁層がさらに配置される。センサ絶縁層は、第一共通電極と第二共通電極とを電気的に絶縁する部材であり、より具体的には、感圧部材および第二共通電極、ならびに、感温部材および第一共通電極を電気的に絶縁させる部材である。
本開示においては、第一共通電極および第二共通電極のうち、一方がセンサ部材の基板側とは反対側に配置され、他方がセンサ部材の基板側に配置される場合、通常、第一共通電極と第二共通電極とを電気的に絶縁するセンサ絶縁層がさらに配置される。センサ絶縁層は、第一共通電極と第二共通電極とを電気的に絶縁する部材であり、より具体的には、感圧部材および第二共通電極、ならびに、感温部材および第一共通電極を電気的に絶縁させる部材である。
センサ絶縁層としては、感圧部材および第二共通電極の間、ならびに、感温部材および第一共通電極の間を電気的に絶縁させることができれば特に限定されない。例えば、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、センサ絶縁層７としては、センサ部材３の基板１側とは反対側に配置され、感温部材３２を覆うように配置され、感圧部材３１と平面視上重なる位置にコンタクトホールを有する構成を挙げることができる。
センサ絶縁層が上記構成を有することにより、ＴＦＴの厚さ方向においてＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続するように感圧部材を配置することができ、ＴＦＴの面方向においてＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続するように感温部材を配置することができるからである。
センサ絶縁層が上記構成を有することにより、ＴＦＴの厚さ方向においてＴＦＴおよび第一共通電極を電気的に接続するように感圧部材を配置することができ、ＴＦＴの面方向においてＴＦＴおよび第二共通電極を電気的に接続するように感温部材を配置することができるからである。
センサ絶縁層に用いられる材料としては、所望の絶縁性を有することができれば特に限定されない。センサ絶縁層に用いられる材料の一例としては、パレリンを挙げることができる。また、センサ絶縁層に用いられる材料の他の例としては、フッ素樹脂を挙げることができる。
センサ絶縁層の厚さとしては、所望の絶縁性を付与することができれば特に限定されず、センサ絶縁層の材料、圧力センサ部および温度センサ部に求められる感度に応じて適宜選択することができる。センサ絶縁層の厚さは、例えば、０．１μｍ以上、中でも１μｍ以上、特に１０μｍ以上であることが好ましい。また、センサ絶縁層の厚さは、例えば、１００μｍ以下、中でも５０μｍ以下、特に２０μｍ以下であることが好ましい。
センサ絶縁層が感温部材を覆う場合、センサ絶縁層の感圧温材側表面から、反対側の表面までの距離のうち、最小値が上記数値範囲に含まれることが好ましい。
センサ絶縁層が感温部材を覆う場合、センサ絶縁層の感圧温材側表面から、反対側の表面までの距離のうち、最小値が上記数値範囲に含まれることが好ましい。
センサ絶縁層の形成方法としては、所望の絶縁性および材料、センサ絶縁層の形態に応じて適宜選択することができ、公知の絶縁層の製造方法を用いることができる。一例としては、感圧センサ部、後述する取り出し電極等の露出を必要とする箇所を保護テープで覆った後、パレリンを蒸着した後、保護テープを剥がすことにより、感温部材を覆うセンサ絶縁層を形成することができる。
パレリンの蒸着は、典型的には、専用の真空蒸着装置を用いて行われる。具体的には、ダイマーであるジ−パラ−キシレンの固体顆粒状原材料を真空化で加熱させて気化させる。気化されたダイマーの気体が熱分解し、ダイマーが開裂してモノマーであるパラ−キシレン状態になる。次に、例えば２５℃程度の室温の蒸着チャンバー内で、上記モノマーの気体を、基板表面で重合させることで、ポリマーであるポリ−（パラ−キシレン）が形成される。
パレリンの蒸着は、典型的には、専用の真空蒸着装置を用いて行われる。具体的には、ダイマーであるジ−パラ−キシレンの固体顆粒状原材料を真空化で加熱させて気化させる。気化されたダイマーの気体が熱分解し、ダイマーが開裂してモノマーであるパラ−キシレン状態になる。次に、例えば２５℃程度の室温の蒸着チャンバー内で、上記モノマーの気体を、基板表面で重合させることで、ポリマーであるポリ−（パラ−キシレン）が形成される。
また、センサ絶縁層の形成方法の他の例としては、例えば、フッ素樹脂をフッ素溶媒に溶解させた溶液を、ディスペンサー等の吐出法を用いて感圧部材を覆うように塗布する方法を挙げることができる。
３．ＴＦＴ、第一配線および第二配線
本開示におけるＴＦＴは、基板に配置される部材であり、トランジスタとして機能する。ＴＦＴの構成は、特に限定されないが、典型的には、第一電極、第一絶縁層、第二電極、第三電極および半導体層を有する。また、第一電極は第一配線に接続され、第二電極は第二配線に接続される。また、半導体層は、典型的には、第二電極および第三電極の間に配置される。なお、以下、ＴＦＴにおける第一電極、第二電極、第三電極を合わせて、ＴＦＴにおける各電極と称して説明する場合がある。
本開示におけるＴＦＴは、アクティブマトリクス方式により駆動することが好ましい。
本開示におけるＴＦＴは、基板に配置される部材であり、トランジスタとして機能する。ＴＦＴの構成は、特に限定されないが、典型的には、第一電極、第一絶縁層、第二電極、第三電極および半導体層を有する。また、第一電極は第一配線に接続され、第二電極は第二配線に接続される。また、半導体層は、典型的には、第二電極および第三電極の間に配置される。なお、以下、ＴＦＴにおける第一電極、第二電極、第三電極を合わせて、ＴＦＴにおける各電極と称して説明する場合がある。
本開示におけるＴＦＴは、アクティブマトリクス方式により駆動することが好ましい。
本開示においては、通常、複数の第一配線および第一配線と交差する複数の第二配線の複数の交点に、複数のＴＦＴがそれぞれ配置されている。複数のＴＦＴはマトリクス状に配置される。また、本開示において、複数のＴＦＴのうち、少なくとも一か所において、隣接するＴＦＴのうち、一方が感圧部材と電気的に接続され、他方が感温部材と接続される。
「隣接するＴＦＴ」とは、第一配線および第二配線の交点に配置された複数のＴＦＴのうち、第一配線側または第二配線側に隣り合うＴＦＴをいう。
「隣接するＴＦＴ」とは、第一配線および第二配線の交点に配置された複数のＴＦＴのうち、第一配線側または第二配線側に隣り合うＴＦＴをいう。
本開示において一つのＴＦＴにおける第一電極、第二電極および第三電極は、一つの第一配線および一つの第二配線と電気的に接続する。ここで、一つのＴＦＴ、一つの第一配線、および一つの第二配線とは、本開示のセンサシートにおいて一つの領域を特定するように配置されたＴＦＴ、第一配線、および第二配線をいう。言い換えると、本開示においては、センサシートにおいて一つの領域を特定することができれば、一つのＴＦＴにおける各電極、一つの第一配線および一つの第二配線は、見かけ上一つの領域に配置されても良く、見かけ上複数の領域に分割して配置されても良い。
一つのＴＦＴにおける各電極、一つの第一配線および一つの第二配線が、見かけ上一つの領域に配置されている場合について図を参照しながら説明する。図１（ａ）に示すセンサシート１０において、例えば、領域Ｘは、見かけ上一つの領域に配置された第一配線５ａと、第二配線６ｃと、第一配線５ａおよび第二配線６ｃと接続されたＴＦＴ２とにより特定することができる。また、図１（ａ）においては、ＴＦＴ２の第一電極、第二電極および第三電極が見かけ上一つの領域に配置されている。
一つのＴＦＴ、一つの第一配線および一つの第二配線が、見かけ上複数の領域に分割して配置されている場合について、図を参照しながら説明する。
図７(ａ)は本開示のセンサシートの一例を示す概略平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の領域Ｘ１の拡大図、図７（ｃ）は図７（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、図７（ｄ）は図７（ａ）の領域Ｘ２の拡大図、図７（ｅ）は図７（ｄ）のＢ−Ｂ線断面図である。図７（ａ）に示すセンサシートにおいて、例えば、領域Ｘ１は、第一配線５ａと、第二配線６ｃと、第一配線５ａおよび第二配線６ｃに接続されたＴＦＴ２とにより特定することができる。また、領域Ｘ２は、第一配線５ａと、第一配線５ａおよび第二配線６ｂに接続されたＴＦＴ２とにより特定することができる。第一配線５ａ、第二配線６ｂ、６ｃは、それぞれ見かけ上複数の領域（見かけ上２本）に配置されているが、例えば、末端部において、電気的に接続することにより、一つの第一配線および第二配線を構成する。また、図７（ａ）、（ｂ）、（ｄ）においては、一つのＴＦＴ２において、第一電極、第二電極、第三電極が８つの領域Ｘａ〜Ｘｈに分割して配置されている例について示している。また、第二電極および第三電極は各領域Ｘａ〜Ｘｈにおいてさらに２つの領域に分割された配置されている。８つの領域Ｘａ〜Ｘｈに配置された各第一電極、各第二電極および各第三電極は電気的に接続され、一つのＴＦＴ２として機能する。なお、図７（ａ）、（ｂ）、（ｄ）においては、説明の容易のため、基板および第一共通電極については省略し、第一配線５ａ（５）、ＴＦＴにおける第一電極、第二共通電極４２については破線で示している。
図７(ａ)は本開示のセンサシートの一例を示す概略平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の領域Ｘ１の拡大図、図７（ｃ）は図７（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、図７（ｄ）は図７（ａ）の領域Ｘ２の拡大図、図７（ｅ）は図７（ｄ）のＢ−Ｂ線断面図である。図７（ａ）に示すセンサシートにおいて、例えば、領域Ｘ１は、第一配線５ａと、第二配線６ｃと、第一配線５ａおよび第二配線６ｃに接続されたＴＦＴ２とにより特定することができる。また、領域Ｘ２は、第一配線５ａと、第一配線５ａおよび第二配線６ｂに接続されたＴＦＴ２とにより特定することができる。第一配線５ａ、第二配線６ｂ、６ｃは、それぞれ見かけ上複数の領域（見かけ上２本）に配置されているが、例えば、末端部において、電気的に接続することにより、一つの第一配線および第二配線を構成する。また、図７（ａ）、（ｂ）、（ｄ）においては、一つのＴＦＴ２において、第一電極、第二電極、第三電極が８つの領域Ｘａ〜Ｘｈに分割して配置されている例について示している。また、第二電極および第三電極は各領域Ｘａ〜Ｘｈにおいてさらに２つの領域に分割された配置されている。８つの領域Ｘａ〜Ｘｈに配置された各第一電極、各第二電極および各第三電極は電気的に接続され、一つのＴＦＴ２として機能する。なお、図７（ａ）、（ｂ）、（ｄ）においては、説明の容易のため、基板および第一共通電極については省略し、第一配線５ａ（５）、ＴＦＴにおける第一電極、第二共通電極４２については破線で示している。
一つのＴＦＴ、一つの第一配線および一つの第二配線が、見かけ上複数の領域に分割して配置されている場合、例えば、一部の領域において電極、配線等の断線が生じている場合も、他の領域によってＴＦＴとしての機能を確保することができる。具体的には、図７（ｂ）において、一部の領域Ｘ１ａにおいて電極、配線等の断線が生じている場合においても、他の領域Ｘ１ｂ〜Ｘ１ｈにおいてＴＦＴとしての機能を確保することができる。
特に、大型のセンサシートの場合においては、大型のＴＦＴを形成することが困難な場合がある。１つのＴＦＴに対応するゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を平面視上複数の領域に分割して配置することにより、形成しやすく、信頼性を高くすることができる。
特に、大型のセンサシートの場合においては、大型のＴＦＴを形成することが困難な場合がある。１つのＴＦＴに対応するゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を平面視上複数の領域に分割して配置することにより、形成しやすく、信頼性を高くすることができる。
（１）ＴＦＴ
本開示におけるＴＦＴは、典型的には、第一電極、第一絶縁層、第二電極、第三電極および半導体層を少なくとも有する。以下、ＴＦＴの構成の詳細について、第一電極がゲート電極であり、第一絶縁層がゲート絶縁層であり、第二電極がソース電極であり、第三電極がドレイン電極であり、第一配線がスキャン配線であり、第二配線がデータ配線である場合について説明する。
本開示におけるＴＦＴは、典型的には、第一電極、第一絶縁層、第二電極、第三電極および半導体層を少なくとも有する。以下、ＴＦＴの構成の詳細について、第一電極がゲート電極であり、第一絶縁層がゲート絶縁層であり、第二電極がソース電極であり、第三電極がドレイン電極であり、第一配線がスキャン配線であり、第二配線がデータ配線である場合について説明する。
（ａ）ＴＦＴの構造
ＴＦＴの構造としては、基板と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極との順に配置されたボトムゲート型であっても良く、基板と、ソース電極およびドレイン電極と、ゲート絶縁層と、ゲート電極との順に配置されたトップゲート型であっても良い。
ＴＦＴの構造としては、基板と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極との順に配置されたボトムゲート型であっても良く、基板と、ソース電極およびドレイン電極と、ゲート絶縁層と、ゲート電極との順に配置されたトップゲート型であっても良い。
（ｂ）ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極
本開示におけるソース電極およびドレイン電極は、ゲート電極とゲート絶縁層を介して形成される部材である。なお、以後、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を、単に電極と略して説明する場合がある。
本開示におけるソース電極およびドレイン電極は、ゲート電極とゲート絶縁層を介して形成される部材である。なお、以後、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を、単に電極と略して説明する場合がある。
ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極の平面視形状については、センサシートの用途、大きさ等により適宜選択することができ、一般的なＴＦＴ基板に用いられるパターンと同様とすることができる。
ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を構成する材料としては、所望の導電性を備える部材であれば特に限定されず、一般的にＴＦＴに用いられる導電性材料を用いることができる。具体的な導電性材料としては、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｏ−Ｔａ合金、Ｗ−Ｍｏ合金、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の無機材料、およびＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性を有する有機材料が挙げられる。
また、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極は、それぞれ異なる材料から構成されていても良く、全てが同一材料から構成されていても良いが、通常、ソース電極およびドレイン電極は同一材料から構成される。さらに、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極は、それぞれ電気的に接続されるデータ配線、スキャン配線および共通電極と同一材料から構成されていても良く、それぞれ異なる材料から構成されていても良いが、通常、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極は、それぞれ電気的に接続されるデータ配線、スキャン配線および共通電極と同一材料から構成される。
本開示における電極の厚さとしては、所望の電極特性を備える電極とすることができれば特に限定されないが、それぞれ、５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電極の幅としては、所望の電極特性を備える電極とすることができれば特に限定されなく、本開示の電子装置の用途等に応じて適宜設定されるものである。
電極の形成方法としては、所望の電極特性、パターン形状、および厚さを有するように電極を形成することが可能な方法であれば特に限定されず、一般的な電極の形成方法と同様とすることができる。具体的には、金属マスクを用いて、蒸着法、スパッタ法等を用いて直接パターン状に形成する方法や、蒸着法、スパッタ法等を用いて導電材料膜を形成し、導電材料膜上に感光性樹脂層をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングした後、エッチングすることによりパターン状に形成する方法や、印刷法を用いる方法等が挙げられる。
（ｃ）半導体層
本開示における半導体層は、上記ソース電極および上記ドレイン電極間に配置される部材である。
本開示における半導体層は、上記ソース電極および上記ドレイン電極間に配置される部材である。
半導体層を構成する材料としては、所望のスイッチング特性を示すものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコン、酸化物半導体、有機半導体を用いることができる。中でも、有機半導体であること、すなわち、半導体層が有機半導体層であることが好ましい。本開示のセンサシートにおける圧力センサ部において、付与される圧力により破損するという問題を抑制することができ、信頼性の高いものとすることができるからである。
有機半導体としては、例えば、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物等を挙げることができる。より具体的には、ペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素等が挙げられる。
シリコンとしては、ポリシリコン、アモルファスシリコンを用いることができる。
酸化物半導体としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化マグネシウム亜鉛（ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ）、酸化カドミウム亜鉛（ＣｄｘＺｎ１−ｘＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化タングステン（ＷＯ）、ＩｎＧａＺｎＯ系、ＩｎＧａＳｎＯ系、ＩｎＧａＺｎＭｇＯ系、ＩｎＡｌＺｎＯ系、ＩｎＦｅＺｎＯ系、ＩｎＧａＯ系、ＺｎＧａＯ系、ＩｎＺｎＯ系を用いることができる。
シリコンとしては、ポリシリコン、アモルファスシリコンを用いることができる。
酸化物半導体としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化マグネシウム亜鉛（ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ）、酸化カドミウム亜鉛（ＣｄｘＺｎ１−ｘＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化タングステン（ＷＯ）、ＩｎＧａＺｎＯ系、ＩｎＧａＳｎＯ系、ＩｎＧａＺｎＭｇＯ系、ＩｎＡｌＺｎＯ系、ＩｎＦｅＺｎＯ系、ＩｎＧａＯ系、ＺｎＧａＯ系、ＩｎＺｎＯ系を用いることができる。
半導体層の厚さとしては、所望のスイッチング特性を示すことができるものであれば特に限定されるものではなく、半導体層を構成する材料の種類等に応じて異なるものであるが、例えば、半導体層が有機半導体層である場合には、１ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下とすることができる。なお、半導体層の厚さとは、半導体層の基板側表面から、半導体層の基板とは反対側の表面までの距離のうち最大の距離をいう。
半導体層の形成方法としては、一般的な半導体層の形成方法と同様とすることができ、半導体層を構成する材料の種類等に応じて異なるものであるが、例えば、半導体層が有機半導体層である場合には、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法等の種々の印刷法が挙げられる。
（ｄ）ゲート絶縁層
本開示におけるゲート絶縁層は、ゲート電極と、ソース電極、ドレイン電極および半導体層との間に形成されるものである。
本開示におけるゲート絶縁層は、ゲート電極と、ソース電極、ドレイン電極および半導体層との間に形成されるものである。
ゲート絶縁層を構成する材料としては、所望の絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではなく、一般的な半導体層の形成方法と同様とすることができる。具体的には、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の絶縁性無機材料、および、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、カルド系樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂、ノボラック系樹脂等の絶縁性有機材料が挙げられる。中でも、絶縁性有機材料を用いることが好ましい。本開示のセンサシートにおける圧力センサ部において、付与される圧力により破損するという問題を抑制することができ、信頼性の高いものとすることができるからである。
ゲート絶縁層の厚さとしては、ゲート電極と、ソース電極等との間を安定的に絶縁することができる程度の厚さであれば良く、一般的な半導体層の形成方法と同様とすることができる。
ゲート絶縁層の形成方法としては、一般的なＴＦＴの製造方法において用いられる方法を採用することができ、特に限定されない。例えば、上述した絶縁性無機材料を蒸着する方法を挙げることができる。また、例えば、上述した絶縁性有機材料またはその原料を含むゲート絶縁層用塗工液を、スピンコート、ロールコート、キャストコート等の方法で塗布して成膜し、上記材料が光硬化型樹脂の場合は紫外線照射後に必要に応じて光硬化させ、熱硬化型樹脂の場合は成膜後そのまま熱硬化させる方法を挙げることができる。
（ｅ）ＴＦＴ
本開示におけるＴＦＴは、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極および半導体層を有するものであるが、必要に応じて他の構成を有するものであっても良い。具体的には、ＴＦＴにおける第一絶縁層の基板側とは反対側に配置される第二絶縁層を有していても良い。第二絶縁層としては、具体的には、本開示におけるＴＦＴがボトムゲート構造である場合、半導体層を覆うように形成され、空気中に存在する水分や酸素の作用による半導体層の劣化を防止するパッシベーション層や、基板上に形成され、電極が形成される基板表面を平坦面とするオーバーコート層等が挙げられる。なお、第二絶縁層は、ＴＦＴにおける第一絶縁層の基板側とは反対側に配置されていればよく、１層であっても良く、複数層形成されていても良い。
本開示におけるＴＦＴは、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極および半導体層を有するものであるが、必要に応じて他の構成を有するものであっても良い。具体的には、ＴＦＴにおける第一絶縁層の基板側とは反対側に配置される第二絶縁層を有していても良い。第二絶縁層としては、具体的には、本開示におけるＴＦＴがボトムゲート構造である場合、半導体層を覆うように形成され、空気中に存在する水分や酸素の作用による半導体層の劣化を防止するパッシベーション層や、基板上に形成され、電極が形成される基板表面を平坦面とするオーバーコート層等が挙げられる。なお、第二絶縁層は、ＴＦＴにおける第一絶縁層の基板側とは反対側に配置されていればよく、１層であっても良く、複数層形成されていても良い。
（ｉ）パッシベーション層
パッシベーション層を構成する材料としては、空気中の水分や酸素を透過しにくく、半導体層の劣化を所望の程度に防止できるものであれば特に限定されるものではない。
例えば、上述した「（ｄ）ゲート絶縁層」の項に記載の絶縁性有機材料を用いることができる。
パッシベーション層を構成する材料としては、空気中の水分や酸素を透過しにくく、半導体層の劣化を所望の程度に防止できるものであれば特に限定されるものではない。
例えば、上述した「（ｄ）ゲート絶縁層」の項に記載の絶縁性有機材料を用いることができる。
パッシベーション層は遮光性を有していることが好ましい。半導体層への光の入射による誤作動を抑制でき、ＴＦＴのスイッチ特性に優れたものとすることができるからである。
パッシベーション層の厚さは、パッシベーション層を構成する材料等に依存して決定されるものであるが、例えば、０．１μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。
（ii）オーバーコート層
オーバーコート層は基板上に平坦面を形成するものである。オーバーコート層を構成する材料としては、所望の平坦面を形成できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、上述した「（ｄ）ゲート絶縁層」の項に記載の絶縁性有機材料を用いることができる。
オーバーコート層は基板上に平坦面を形成するものである。オーバーコート層を構成する材料としては、所望の平坦面を形成できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、上述した「（ｄ）ゲート絶縁層」の項に記載の絶縁性有機材料を用いることができる。
オーバーコート層の厚さは、基板表面の段差を平坦化することが可能な厚さであればよく、例えば、０．５μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。オーバーコート層の形成方法としては、例えば、上述した材料を含むオーバーコート層形成用塗工液を、スピンコート、ロールコート、キャストコート等の方法で塗布して成膜し、上記材料が光硬化型樹脂の場合は紫外線照射後に必要に応じて光硬化させ、熱硬化型樹脂の場合は成膜後そのまま熱硬化させる方法が挙げられる。
（２）データ配線およびスキャン線
本開示におけるデータ配線およびスキャン線は、基板上に配列され、互いに交差している。
本開示におけるデータ配線およびスキャン線は、基板上に配列され、互いに交差している。
データ配線およびスキャン線の材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｍｏ、ＡｇおよびＡｕ等の金属材料が挙げられる。
データ配線およびスキャン線の形成方法としては、例えば、基板上に、スパッタリング法、真空蒸着法、およびＣＶＤ法等により金属層を形成し、その後、当該金属層を所望のパターンにエッチングする方法が挙げられる。また、マスクを用いて、所望のパターンに金属材料を蒸着する方法が挙げられる。
なお、データ配線およびスキャン線の線幅等については、一般的なデータ配線およびスキャン配線の線幅と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。データ配線およびスキャン配線は、例えば、後述する「Ｂ．センサシステム」で説明する制御部と接続させるための外部接続部を有していても良い。
６．センサ電極
本開示のセンサシートにおいては、ＴＦＴまたは共通電極と電気的に接続されたセンサ電極が配置されていても良い。センサ電極は、ＴＦＴに第二絶縁層が配置される場合、第二絶縁層のセンサ側に配置され、第二絶縁層に設けられたコンタクトホールを通じてＴＦＴにおける第三電極または共通電極と接続するように配置される。例えば図１（ｂ）、（ｃ）においては、ＴＦＴ２に第二絶縁層（パッシベーション層２６）が配置され、第二絶縁層（パッシベーション層２６）のセンサ部材３側に配置され、第二絶縁層（パッシベーション層２６）に設けられたコンタクトホールを通じてＴＦＴ２における第三電極２４または第二共通電極４２と接触するように配置されている例を示している。
センサ電極に用いられる材料については、上述した共通電極の項で説明した材料と同様とすることができる。また、厚さについても適宜調整することができる。
センサ電極は、例えば、画素電極であっても良い。
本開示のセンサシートにおいては、ＴＦＴまたは共通電極と電気的に接続されたセンサ電極が配置されていても良い。センサ電極は、ＴＦＴに第二絶縁層が配置される場合、第二絶縁層のセンサ側に配置され、第二絶縁層に設けられたコンタクトホールを通じてＴＦＴにおける第三電極または共通電極と接続するように配置される。例えば図１（ｂ）、（ｃ）においては、ＴＦＴ２に第二絶縁層（パッシベーション層２６）が配置され、第二絶縁層（パッシベーション層２６）のセンサ部材３側に配置され、第二絶縁層（パッシベーション層２６）に設けられたコンタクトホールを通じてＴＦＴ２における第三電極２４または第二共通電極４２と接触するように配置されている例を示している。
センサ電極に用いられる材料については、上述した共通電極の項で説明した材料と同様とすることができる。また、厚さについても適宜調整することができる。
センサ電極は、例えば、画素電極であっても良い。
７．基板
本開示における基板は、ＴＦＴ、センサ部材および共通電極を支持する部材である。
基板を構成する材料としては、一般的なセンサシートに用いられる基板を使用することができる。基板を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）およびポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等を挙げることができる。
基板の厚さとしては、センサシートの用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上、１０００μｍ以下であることが好ましい。
本開示における基板は、ＴＦＴ、センサ部材および共通電極を支持する部材である。
基板を構成する材料としては、一般的なセンサシートに用いられる基板を使用することができる。基板を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）およびポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等を挙げることができる。
基板の厚さとしては、センサシートの用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上、１０００μｍ以下であることが好ましい。
８．その他の構成
本開示のセンサシートは、上述した各構成を有していれば特に限定されず、必要に応じて他の部材を適宜選択して追加することができる。他の部材としては、例えば、熱調整部材および熱干渉部材を挙げることができる。
本開示のセンサシートは、上述した各構成を有していれば特に限定されず、必要に応じて他の部材を適宜選択して追加することができる。他の部材としては、例えば、熱調整部材および熱干渉部材を挙げることができる。
本開示のセンサシートは、例えば、図８に示すように、基板１のセンサ部材３とは反対側に温度調整部材９１が配置されていても良い。温度調整部材は、センサシート内部の温度を一定の温度とする部材であり、センサシート内部への熱の蓄積を抑制する部材である。本開示のセンサシートは、温度を検出する温度センサ部を有するため、繰り返し熱を付与することにセンサシート内部に熱が蓄積され、感度が低下する可能性がある。温度調整部材を有することにより、付与された熱を温度センサ部において検出した後、次の検出までにセンサシートの温度を一定の温度に調整することができる。温度調整部材は、例えば、センサシートの温度を一定の温度とすることができれば特に限定されず、例えば、金属板、ペルチェ素子等を挙げることができる。また、温度調整部材の形状は、例えば、プレート状を挙げることができる。温度調整部材により調整される温度は、例えば、検出の際の基準温度とすることが好ましい。
また、本開示のセンサシートは、図８に示すように、温度調整部材９１およびセンサシートにおける基板１の間に熱干渉部材９２が配置されていても良い。熱干渉部材は、センサシート内部および温度調整部材の間の熱伝導を調整する部材である。
本開示においては、温度センサ部に求められる検出温度、感度、速度は、センサシートの用途に応じて適宜選択され、例えば、検出速度を上げたい場合、すなわち検出を早く行いたい場合、センサシート内部および温度調整部材の間における熱伝導を速くすることが好ましい。一方、例えば、基準温度と検出温度との温度差が小さい場合、高感度で検出したい場合、センサシート内部および温度調整部材の間における熱伝導を遅くすることが好ましい。熱干渉部材を用いることにより、センサシートの用途に応じて、センサシート内部および温度調整部材の間の熱伝導の速度を所望の速度に調整することができる。すなわち、熱干渉部材を用いることにより、センサシート内部および温度調整部材の間の熱伝導率を調整することができる。
本開示においては、温度センサ部に求められる検出温度、感度、速度は、センサシートの用途に応じて適宜選択され、例えば、検出速度を上げたい場合、すなわち検出を早く行いたい場合、センサシート内部および温度調整部材の間における熱伝導を速くすることが好ましい。一方、例えば、基準温度と検出温度との温度差が小さい場合、高感度で検出したい場合、センサシート内部および温度調整部材の間における熱伝導を遅くすることが好ましい。熱干渉部材を用いることにより、センサシートの用途に応じて、センサシート内部および温度調整部材の間の熱伝導の速度を所望の速度に調整することができる。すなわち、熱干渉部材を用いることにより、センサシート内部および温度調整部材の間の熱伝導率を調整することができる。
熱干渉部材に用いられる材料としては、例えば、一般的な粘着剤、接着剤に用いられる樹脂を挙げることができる。熱干渉部材の厚さは、センサシートの用途に応じて適宜選択することができる。
９．その他
本開示のセンサシートの製造方法としては、上述した各部材を形成することができれば特に限定されない。本開示のセンサシートの製造方法としては、例えば、基板上に複数の薄膜トランジスタを配置する薄膜トランジスタ配置工程と、上記複数の薄膜トランジスタが配置された上記基板上にセンサ部材を配置するセンサ部材部材形成工程と、共通電極を配置する共通電極配置工程とを有し、上記センサ部材形成工程では、センサ部材として感圧部材と感温部材とを、平面視上、上記感圧部材と上記感温部材とが隣接するように配置し、上記共通電極配置工程では、上記薄膜トランジスタおよび上記感圧部材を電気的に接続するように第一共通電極を配置し、上記薄膜トランジスタおよび上記感温部材を電気的に接続するように第二共通電極を配置する製造方法を挙げることができる。
上記センサシートの製造方法においては、例えば、薄膜トランジスタと上記第一共通電極および上記第二共通電極の少なくとも一方とを平面視上同一パターンで配置することが好ましく、薄膜トランジスタと第二共通電極とを平面視上同一パターンで配置することがより好ましい。本開示においては、例えば、薄膜トランジスタにおける第二絶縁層のデザイン（コンタクトホールの位置）を適宜選択することにより、感圧部材および感温部材の個数、密度等を調整することができる。よって、感圧部材および感温部材に対応する薄膜トランジスタのパターンを変更することなく、所望の圧力センサ部および温度センサ部を有するセンサシートを得ることができる。
なお、各部材の形成方法については、各項目で説明したため、ここでの説明は省略する。
本開示のセンサシートの製造方法としては、上述した各部材を形成することができれば特に限定されない。本開示のセンサシートの製造方法としては、例えば、基板上に複数の薄膜トランジスタを配置する薄膜トランジスタ配置工程と、上記複数の薄膜トランジスタが配置された上記基板上にセンサ部材を配置するセンサ部材部材形成工程と、共通電極を配置する共通電極配置工程とを有し、上記センサ部材形成工程では、センサ部材として感圧部材と感温部材とを、平面視上、上記感圧部材と上記感温部材とが隣接するように配置し、上記共通電極配置工程では、上記薄膜トランジスタおよび上記感圧部材を電気的に接続するように第一共通電極を配置し、上記薄膜トランジスタおよび上記感温部材を電気的に接続するように第二共通電極を配置する製造方法を挙げることができる。
上記センサシートの製造方法においては、例えば、薄膜トランジスタと上記第一共通電極および上記第二共通電極の少なくとも一方とを平面視上同一パターンで配置することが好ましく、薄膜トランジスタと第二共通電極とを平面視上同一パターンで配置することがより好ましい。本開示においては、例えば、薄膜トランジスタにおける第二絶縁層のデザイン（コンタクトホールの位置）を適宜選択することにより、感圧部材および感温部材の個数、密度等を調整することができる。よって、感圧部材および感温部材に対応する薄膜トランジスタのパターンを変更することなく、所望の圧力センサ部および温度センサ部を有するセンサシートを得ることができる。
なお、各部材の形成方法については、各項目で説明したため、ここでの説明は省略する。
本開示のセンサシートの用途の一例としては、衣服の裏側に設置して、人肌に与える圧力、温度を計測することで、スポーツウェアや作業着などの設計する用途が挙げられる。また、本開示のセンサシートの用途の他の例としては、腕や顔などに装着するウェアラブルデバイスと人肌との間に設置して、これらのデバイスの装着性を最適化する用途を挙げられる。また、本開示のセンサシートの用途の他の例としては、電子デバイスの内部に設置して、電子デバイスの熱設計および圧力設計を最適化する用途を挙げられる。
なお、本開示のセンサシートの用途は上述した用途に限られない。
なお、本開示のセンサシートの用途は上述した用途に限られない。
Ｂ．センサシステム
本開示のセンサシステムは、「Ａ．センサシート」で説明したセンサシートと、制御部とをするセンサシステムであって、上記制御部は、上記センサシートの上記第一共通電極および上記第二共通電極に対してそれぞれ独立して電位を設定できることを特徴とする。
本開示のセンサシステムは、「Ａ．センサシート」で説明したセンサシートと、制御部とをするセンサシステムであって、上記制御部は、上記センサシートの上記第一共通電極および上記第二共通電極に対してそれぞれ独立して電位を設定できることを特徴とする。
本開示によれば、制御部により、上述したセンサシートの第一共通電極および第二共通電極に対してそれぞれ独立して電位を設定できるため、圧力および熱の両方を感度良く検出することができるセンサシステムとすることができる。
以下、制御部について説明する。
本開示における制御部は、センサシートの第一共通電極および第二共通電極に対してそれぞれ独立して電位を設定できる部材である。また、制御部は、通常、第一共通電極、感圧部材およびＴＦＴを有する圧力センサ部と、第二共通電極、感温部材およびＴＦＴを有する温度センサ部とを独立して制御する。
本開示における制御部は、センサシートの第一共通電極および第二共通電極に対してそれぞれ独立して電位を設定できる部材である。また、制御部は、通常、第一共通電極、感圧部材およびＴＦＴを有する圧力センサ部と、第二共通電極、感温部材およびＴＦＴを有する温度センサ部とを独立して制御する。
制御部は、センサシートの第一共通電極および第二共通電極に対してそれぞれ独立して電位を設定できれば良く、各共通電極に付与される電位については、感圧部材および感温部材の感度に応じて適宜設定することができる。例えば、第一共通電極および第二共通電極に同じ電位が付与されていても良く、異なる電位が付与されても良い。
制御部は、例えば、校正時における圧力センサ部の電流値、および温度センサ部の電流値を基準とし、基準の電流値に対し、検出された電流値を比較して単位量に変換する制御部であっても良い。
また、制御部は、例えば、各圧力センサ部において検出される圧力が一定となるように制御し、各温度センサ部において検出される温度が一定となるように制御しても良い。
本開示においては、複数の圧力センサ部および温度センサ部が設けられていることから、個々の圧力センサ部ごとに付与される圧力と電流値にはばらつきが生じている場合があり、個々の温度センサごとに付与される熱と電流値にはばらつきが生じている場合がある。
そのため、制御部が、各圧力センサ部において検出される圧力が一定となるように制御し、各温度センサ部において検出される温度が一定となるように制御することにより、より感度良く圧力および温度を検出することができる。
制御部による制御方法としては、例えば、以下の方法を用いることができる。
まず、各圧力センサ部ごとに、圧力に対する電流値を測定した検量線を作成し、また、各温度センサ部ごとに、温度に対する電流値を測定した検量線を作成する。得られた検量線のデータに基づいて、制御部では各圧力センサ部において検出される圧力が一定となるように制御し、各温度センサ部において検出される温度が一定のなるように制御することができる。
本開示においては、複数の圧力センサ部および温度センサ部が設けられていることから、個々の圧力センサ部ごとに付与される圧力と電流値にはばらつきが生じている場合があり、個々の温度センサごとに付与される熱と電流値にはばらつきが生じている場合がある。
そのため、制御部が、各圧力センサ部において検出される圧力が一定となるように制御し、各温度センサ部において検出される温度が一定となるように制御することにより、より感度良く圧力および温度を検出することができる。
制御部による制御方法としては、例えば、以下の方法を用いることができる。
まず、各圧力センサ部ごとに、圧力に対する電流値を測定した検量線を作成し、また、各温度センサ部ごとに、温度に対する電流値を測定した検量線を作成する。得られた検量線のデータに基づいて、制御部では各圧力センサ部において検出される圧力が一定となるように制御し、各温度センサ部において検出される温度が一定のなるように制御することができる。
制御部に用いられる構成については、一般的なセンサシステムに用いられる構成と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
制御部は、例えば、ＴＦＴと接続された第一配線、第二配線、共通電極等とフレキシブルプリント回路基板（Flexible printed circuits：ＦＰＣ）を用いて接続されていても良い。
制御部は、例えば、ＴＦＴと接続された第一配線、第二配線、共通電極等とフレキシブルプリント回路基板（Flexible printed circuits：ＦＰＣ）を用いて接続されていても良い。
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。
以下に実施例を示し、本開示をさらに詳細に説明する。
[実施例]
＜ＴＦＴの作製＞
下記の手順により、トップゲート構造のＴＦＴを作製した。
基板として、ガラス基板を準備した。上記基板の全面に金を厚み４０ｎｍで真空蒸着し、金膜を作製した。次に、金膜にポジ型フォトレジストをスピンコートにて塗布してレジスト層を形成した。次に、フォトマスクを用いた露光および現像工程を経て、レジスト層をパターニングした。次いで、エッチング処理を施して、上記レジスト層が形成されていない部位の金膜をエッチングした後、上記レジスト層を除去した。これにより、ソース電極、ドレイン電極、およびデータ配線を形成した。
＜ＴＦＴの作製＞
下記の手順により、トップゲート構造のＴＦＴを作製した。
基板として、ガラス基板を準備した。上記基板の全面に金を厚み４０ｎｍで真空蒸着し、金膜を作製した。次に、金膜にポジ型フォトレジストをスピンコートにて塗布してレジスト層を形成した。次に、フォトマスクを用いた露光および現像工程を経て、レジスト層をパターニングした。次いで、エッチング処理を施して、上記レジスト層が形成されていない部位の金膜をエッチングした後、上記レジスト層を除去した。これにより、ソース電極、ドレイン電極、およびデータ配線を形成した。
次に、チオフェン系ポリマーをキシレンに固形分濃度１質量％にて溶解させて、有機半導体のキシレン溶液を準備した。得られたキシレン溶液をインクジェット法を用いて、ソース電極およびドレイン電極に滴下した。これにより、ソース電極およびドレイン電極の間に有機半導体層を形成した。
次に、紫外線感光性アクリル系樹脂をスピンコートして塗膜を形成した。次に、フォトマスクを介した露光およびアルカリ現像工程を行い、ドレイン電極と平面視重なる位置に３０μｍ×３０μｍのコンタクトホールが形成されるように、上記塗膜をパターニングした。パターニングされた上記塗膜を、１５０℃のオーブンにて加熱硬化させた。これにより、厚み１μｍのゲート絶縁層を形成した。
得られたゲート絶縁層に、アルミニウム（Ａｌ）を厚み２００ｎｍでスパッタ蒸着して、Ａｌスパッタ膜を形成した。得られたＡｌスパッタ膜にポジ型フォトレジストをスピンコートにて塗布してレジスト層を形成した。フォトマスクを用いた露光および現像工程を行い、レジスト層をパターニングした。次いで、エッチング処理を施して、上記レジスト層が形成されていない部位のＡｌスパッタ膜をエッチングした後、上記レジスト層を除去した。これにより、ゲート電極、スキャン電極、ライン形状の第二共通電極を形成した。
次に、紫外線感光性アクリル系樹脂をスピンコートして塗膜を形成した。フォトマスクを介した露光およびアルカリ現像工程を行い、上記塗膜のパターニングを行った。この際、ドレイン電極と平面視上重なる位置および第二共通電極と平面視上重なる位置に３０μｍ×３０μｍのコンタクトホールが形成されるように、上記塗膜をパターニングした。次いで、パターニングされた上記塗膜を、１５０℃のオーブンにて加熱硬化させ、厚み４μｍのオーバーコート層を形成した。
以上の工程により、トップゲート構造のＴＦＴを作製した。
以上の工程により、トップゲート構造のＴＦＴを作製した。
＜センサ電極の作製＞
次に、オーバーコート層に銀ペーストをスクリーン印刷して、センサ部材とＴＦＴ、またはセンサ部材と第二共通電極とを接続するためのセンサ電極を形成した。
感圧部材用のセンサ電極の大きさおよび平面視形状は、１００μｍ角とした。具体的には図９（ａ）に示すセンサ電極８における距離Ｓ１が１００μｍの四角形状とした。また、感圧部材用のセンサ電極をドレイン電極に接続させた。
一方、感温部材用のセンサ電極は、長辺方向の幅が４００μｍである電極を５０μｍの間隔をあけて対峙させて配置し、一方をドレイン電極、もう一方を第二共通電極に接続させた。具体的には、図９（ｂ）に示すセンサ電極８における距離Ｔ１が４００μｍ、距離Ｔ２が５０μｍのＴ字形状とし、一方をドレイン電極２４に接続させ、他方を第二共通電極４２に接続させた。なお、図９（ａ）、（ｂ）は実施例におけるセンサ電極およびセンサ部材を説明するための図である。また、説明の容易のため、センサ部材３は一点鎖線で示し、センサ電極８およびドレイン電極２４、またはセンサ電極８および第二共通電極４２が接続されていることを矢印で示している。
次に、オーバーコート層に銀ペーストをスクリーン印刷して、センサ部材とＴＦＴ、またはセンサ部材と第二共通電極とを接続するためのセンサ電極を形成した。
感圧部材用のセンサ電極の大きさおよび平面視形状は、１００μｍ角とした。具体的には図９（ａ）に示すセンサ電極８における距離Ｓ１が１００μｍの四角形状とした。また、感圧部材用のセンサ電極をドレイン電極に接続させた。
一方、感温部材用のセンサ電極は、長辺方向の幅が４００μｍである電極を５０μｍの間隔をあけて対峙させて配置し、一方をドレイン電極、もう一方を第二共通電極に接続させた。具体的には、図９（ｂ）に示すセンサ電極８における距離Ｔ１が４００μｍ、距離Ｔ２が５０μｍのＴ字形状とし、一方をドレイン電極２４に接続させ、他方を第二共通電極４２に接続させた。なお、図９（ａ）、（ｂ）は実施例におけるセンサ電極およびセンサ部材を説明するための図である。また、説明の容易のため、センサ部材３は一点鎖線で示し、センサ電極８およびドレイン電極２４、またはセンサ電極８および第二共通電極４２が接続されていることを矢印で示している。
＜感圧部材の作製＞
次に、熱硬化性シリコン樹脂にカーボン粒子を５０質量％練りこんだペーストを、スクリーン印刷により印刷し、１５０℃にて熱硬化させて、感圧部材を形成した。感圧部材の大きさおよび平面視形状は４００μｍ角とした。具体的には、図９（ａ）に示す感圧部材３１における距離Ｓ２が４００μｍの四角形状とした。感圧部材の高さは１００μｍであった。
次に、熱硬化性シリコン樹脂にカーボン粒子を５０質量％練りこんだペーストを、スクリーン印刷により印刷し、１５０℃にて熱硬化させて、感圧部材を形成した。感圧部材の大きさおよび平面視形状は４００μｍ角とした。具体的には、図９（ａ）に示す感圧部材３１における距離Ｓ２が４００μｍの四角形状とした。感圧部材の高さは１００μｍであった。
＜感温部材の作製＞
次に、オクタデシルアクリレートおよびブチルアクリレートを１：１の割合で重合させた重合体（アクリルポリマー）を、８０℃に加熱した状態でカーボン粒子を１０重量％練りこんだペーストを準備した。８０℃の温度に調整したディスペンサーを用いて、準備したペーストを上記基板のＴＦＴ側（ＴＦＴ基板上）に印刷し、感温部材を形成した。感温部材の大きさおよび平面視形状は５００μｍの円形状とした。具体的には、図９（ｂ）に示す感温部材３２における距離Ｓ３が５００μｍの円形状とした。感温部材の高さは５０μｍであった。
次に、オクタデシルアクリレートおよびブチルアクリレートを１：１の割合で重合させた重合体（アクリルポリマー）を、８０℃に加熱した状態でカーボン粒子を１０重量％練りこんだペーストを準備した。８０℃の温度に調整したディスペンサーを用いて、準備したペーストを上記基板のＴＦＴ側（ＴＦＴ基板上）に印刷し、感温部材を形成した。感温部材の大きさおよび平面視形状は５００μｍの円形状とした。具体的には、図９（ｂ）に示す感温部材３２における距離Ｓ３が５００μｍの円形状とした。感温部材の高さは５０μｍであった。
＜センサ絶縁層の作製＞
次に、センサ絶縁層として、フッ素溶媒に溶解させてフッ素樹脂を、ディスペンサーにて感温部材を覆うように形成した。感温センサとフッ素樹脂を合わせた高さは７０μｍであった。
次に、センサ絶縁層として、フッ素溶媒に溶解させてフッ素樹脂を、ディスペンサーにて感温部材を覆うように形成した。感温センサとフッ素樹脂を合わせた高さは７０μｍであった。
＜第一共通電極の作製＞
厚さ１００μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板に、アルミニウム（Ａｌ）が厚さ１００ｎｍでスパッタ蒸着されたフィルムを準備した。上記フィルムを第一共通電極とした。次に、センサ絶縁層のＴＦＴ側とは反対側に、第一共通電極を配置した。
以上の工程により、センサシートを得た。
厚さ１００μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板に、アルミニウム（Ａｌ）が厚さ１００ｎｍでスパッタ蒸着されたフィルムを準備した。上記フィルムを第一共通電極とした。次に、センサ絶縁層のＴＦＴ側とは反対側に、第一共通電極を配置した。
以上の工程により、センサシートを得た。
＜制御回路への接続＞
２つの共通電極、ゲート配線、およびデータ配線を、ＦＰＣを介して制御回路に接続した。
２つの共通電極、ゲート配線、およびデータ配線を、ＦＰＣを介して制御回路に接続した。
［評価］
得られたセンサシートを、ペルチェ温調ステージに載せた。各温度における温度センサ部からの出力電流値を計測した。また、得られたセンサシートを、ゴム風船と平らなステージに挟んで、各圧力における圧力センサ部からの出力電流値を計測した。これらの計測結果をセンサシートの補正に用いた。
得られたセンサシートを、ペルチェ温調ステージに載せた。各温度における温度センサ部からの出力電流値を計測した。また、得られたセンサシートを、ゴム風船と平らなステージに挟んで、各圧力における圧力センサ部からの出力電流値を計測した。これらの計測結果をセンサシートの補正に用いた。
補正されたセンサシートに対し、押圧および温度の付与を行ったところ、圧力、温度とも良好に検出されることが確認された。
１ … 基板
２ … ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
３ … センサ部材
３１ … 感圧部材
３２ … 感温部材
４ … 共通電極
４１ … 第一共通電極
４２ … 第二共通電極
１０ … センサシート
２ … ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
３ … センサ部材
３１ … 感圧部材
３２ … 感温部材
４ … 共通電極
４１ … 第一共通電極
４２ … 第二共通電極
１０ … センサシート
Claims (5)
- 基板、複数の薄膜トランジスタおよびセンサ部材の順に積層され、共通電極をさらに有するセンサシートであって、
前記センサ部材は、感圧部材と感温部材とを有し、平面視上、前記感圧部材と前記感温部材とが隣接して配置されており、
前記共通電極は、前記薄膜トランジスタおよび前記感圧部材と電気的に接続された第一共通電極と、前記薄膜トランジスタおよび前記感温部材と電気的に接続された第二共通電極とを有することを特徴とするセンサシート。 - 前記第一共通電極は、前記センサ部材の前記基板側とは反対側に配置され、
前記第二共通電極は、前記センサ部材の前記基板側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサシート。 - 前記薄膜トランジスタおよび前記第二共通電極が、平面視上同一のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサシート。
- 前記薄膜トランジスタと、前記センサ部材とは、平面視上重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のセンサシート。
- 請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のセンサシートと、制御部とをするセンサシステムであって、
前記制御部は、前記センサシートの前記第一共通電極および前記第二共通電極に対してそれぞれ独立して電位を設定できることを特徴とするセンサシステム。
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