JP2019002776A

JP2019002776A - Multipoint pressure sensor

Info

Publication number: JP2019002776A
Application number: JP2017117154A
Authority: JP
Inventors: 仲島　厚志; Atsushi Nakajima; 厚志仲島
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2019-01-10

Abstract

To provide a multipoint pressure sensor that can detect concurrently with sensor elements other than a pressure sensor element sensitively and accurately, can prevent damages of a pressure sensor element, and can be obtained at low cost.SOLUTION: The multipoint pressure sensor according to the present invention includes an elastic material layer 4 with a thickness of 0.5 mm to 15 mm made of a material with a Young's modulus of 1×10MPa to 1×10MPa on the back surface side of multipoint-arrayed pressure sensor elements 1, which are desirably active-matrix elements connected to a TFT.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、多点圧力センサに関し、より詳しくは、高感度かつ高精度であって、圧力センサ素子の損傷が防止され、低コストで得ることができる多点圧力センサに関する。 The present invention relates to a multi-point pressure sensor, and more particularly, to a multi-point pressure sensor that is highly sensitive and highly accurate, prevents damage to a pressure sensor element, and can be obtained at low cost.

従来、圧力分布を測定するセンサとして、感圧抵抗変化型や感圧静電容量変化型の複数の圧力センサ素子を多点アレイ化し、シート状に構成した多点圧力センサが提案されている（特許文献１）。 Conventionally, as a sensor for measuring pressure distribution, a multipoint pressure sensor is proposed in which a plurality of pressure sensor elements of pressure-sensitive resistance change type and pressure-sensitive capacitance change type are arranged in a multipoint array to form a sheet ( Patent Document 1).

また、このような多点圧力センサを、ロボットなどの人工皮膚に用いる触覚センサとして使用することが提案されている（特許文献２、３）。このような触感センサは、多点アレイを構成する各圧力センサ素子の表面上に弾性材料層を配置し、この弾性材料層に印加された圧力による応力が各圧力センサ素子に効率良く伝播するように構成されている。 In addition, it has been proposed to use such a multipoint pressure sensor as a tactile sensor used for artificial skin such as a robot (Patent Documents 2 and 3). In such a tactile sensor, an elastic material layer is arranged on the surface of each pressure sensor element constituting the multipoint array so that the stress due to the pressure applied to the elastic material layer can be efficiently propagated to each pressure sensor element. It is configured.

さらに、各圧力センサ素子の表面に弾性材料からなる緩衝材を貼り付けることにより、個々の圧力センサ素子の感度調整がなされた多点圧力センサが提案されている（特許文献４）。 Furthermore, a multipoint pressure sensor has been proposed in which the sensitivity of each pressure sensor element is adjusted by attaching a buffer material made of an elastic material to the surface of each pressure sensor element (Patent Document 4).

このように、多点圧力センサにおいては、各圧力センサ素子の表面上に弾性材料を配置することにより、検知感度及び検知精度の調整を行うことが提案されている。 As described above, in the multipoint pressure sensor, it is proposed to adjust the detection sensitivity and the detection accuracy by disposing an elastic material on the surface of each pressure sensor element.

特開２００９−０２０００６号公報JP 2009-020006 A 特開２００４−２３０５３２号公報JP 2004-230532 A 特開２００７−０１０３８３号公報JP 2007-011033 A 特開２００４−３３３３３９号公報JP 2004-333339 A

上述のような多点圧力センサにおいて、検知感度及び検知精度のさらなる向上のためには、圧力センサ素子をより高密度に実装すること、及び、圧力センサ素子同士の間の領域に印加された圧力による応力の検知が必要である。 In the multipoint pressure sensor as described above, in order to further improve the detection sensitivity and detection accuracy, the pressure sensor elements are mounted with higher density, and the pressure applied to the region between the pressure sensor elements. It is necessary to detect the stress due to.

しかし、圧力センサ素子をより高密度に実装することは、多点圧力センサの製造コストの上昇を招くので、多点圧力センサの実用化及び普及のためには問題である。 However, mounting pressure sensor elements at a higher density leads to an increase in the manufacturing cost of the multipoint pressure sensor, which is a problem for the practical use and spread of the multipoint pressure sensor.

また、触覚センサとしては、圧力のみならず、温度や湿度なども検知することが要請される。しかし、圧力センサ素子を高密度に実装すると、温度センサ素子や湿度センサ素子を配置することができなくなる。 Further, the tactile sensor is required to detect not only pressure but also temperature and humidity. However, if the pressure sensor elements are mounted at a high density, the temperature sensor element and the humidity sensor element cannot be arranged.

さらに、触覚センサにおいては、鋭利な突起物により圧力センサ素子が押圧されたときにも、圧力センサ素子の損傷が生じないような耐久性を有している必要がある。 Furthermore, the tactile sensor needs to have durability so that the pressure sensor element is not damaged even when the pressure sensor element is pressed by a sharp protrusion.

そこで、本発明は、高感度かつ高精度であって、圧力センサ素子の損傷が防止され、低コストで得ることができる多点圧力センサを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a multipoint pressure sensor that is highly sensitive and highly accurate, prevents damage to the pressure sensor element, and can be obtained at low cost.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.

１．
多点アレイ化された複数の圧力センサ素子と、
前記各圧力センサ素子の圧力が印加される表面の反対側の裏面部に配置された弾性材料層とを備え、
前記弾性材料層をなす弾性材料は、ヤング率が１×１０^−２ＭＰａ〜１×１０^２ＭＰａであり、該弾性材料層は、厚みが０．５ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする多点圧力センサ。
２．
前記弾性材料層の厚みは、前記各圧力センサ素子同士の間隔の１／２倍〜５倍であることを特徴とする前記１記載の多点圧力センサ。
３．
前記各圧力センサ素子同士の間隔は、１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする前記１記載の多点圧力センサ。
４．
温度センサ素子、湿度センサ素子、ガスセンサ素子及び化合物センサ素子の少なくとも何れか一種のセンサ素子を、前記圧力センサ素子とともに備えることを特徴とする前記１、２又は３記載の多点圧力センサ。
５．
前記各圧力センサ素子は、ＴＦＴに接続されたアクティブマトリクス型の素子であることを特徴とする前記１〜４の何れかに記載の多点圧力センサ。
６．
前記各圧力センサ素子の圧力が印加される表面上に、表面層を有することを特徴とする前記１〜５の何れかに記載の多点圧力センサ。 1.
A plurality of pressure sensor elements in a multi-point array;
An elastic material layer disposed on the back side opposite to the surface to which the pressure of each pressure sensor element is applied,
Elastic material forming said elastic material layer has a Young's modulus is ^{^{1 × 10 -2 MPa~1 × 10 2}} MPa, the elastic material layer, multi-point, wherein the thickness of 0.5mm~15mm Pressure sensor.
2.
2. The multipoint pressure sensor according to claim 1, wherein the elastic material layer has a thickness that is ½ to 5 times the interval between the pressure sensor elements.
3.
2. The multipoint pressure sensor as described in 1 above, wherein an interval between the pressure sensor elements is 1 mm to 10 mm.
4).
4. The multipoint pressure sensor according to 1, 2, or 3, comprising at least one of a temperature sensor element, a humidity sensor element, a gas sensor element, and a compound sensor element together with the pressure sensor element.
5.
5. The multipoint pressure sensor according to any one of 1 to 4, wherein each of the pressure sensor elements is an active matrix type element connected to a TFT.
6).
6. The multipoint pressure sensor according to any one of 1 to 5, wherein a surface layer is provided on a surface to which a pressure of each pressure sensor element is applied.

本発明によれば、高感度かつ高精度であって、圧力センサ素子の損傷が防止され、低コストで得ることができる多点圧力センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a multipoint pressure sensor that is highly sensitive and highly accurate, prevents damage to the pressure sensor element, and can be obtained at low cost.

本発明の実施形態に係る多点圧力センサの構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the multipoint pressure sensor which concerns on embodiment of this invention. 図１に示した多点圧力センサの構成を示す縦断面図1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the multipoint pressure sensor shown in FIG. 図１に示した多点圧力センサの感圧センサデバイスの構成例を示す拡大縦断面図FIG. 1 is an enlarged longitudinal sectional view showing a configuration example of a pressure-sensitive sensor device of the multipoint pressure sensor shown in FIG. 図３に示した感圧センサデバイスの構成を示す等価回路図Equivalent circuit diagram showing the configuration of the pressure-sensitive sensor device shown in FIG. 本発明の他の実施形態に係る多点圧力センサの構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the multipoint pressure sensor which concerns on other embodiment of this invention. 図５に示した多点圧力センサの感圧センサデバイスの構成例を示す拡大縦断面図FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a configuration example of a pressure-sensitive sensor device of the multipoint pressure sensor shown in FIG. 本発明の実施形態に係る多点圧力センサのセンサデバイス支持体の他の例を示す縦断面図The longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the sensor device support body of the multipoint pressure sensor which concerns on embodiment of this invention 圧力センサ素子上に圧力が印加された状態を示す縦断面図Longitudinal sectional view showing a state in which pressure is applied on the pressure sensor element 圧力センサ素子間に圧力が印加された状態を示す縦断面図Longitudinal sectional view showing a state in which pressure is applied between the pressure sensor elements 図５に示した多点圧力センサの構成を示す縦断面図FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the multipoint pressure sensor shown in FIG. 図５に示した多点圧力センサの他の構成を示す縦断面図FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another configuration of the multipoint pressure sensor shown in FIG. 図５に示した多点圧力センサのさらに他の構成を示す縦断面図FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing still another configuration of the multipoint pressure sensor shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔感圧センサデバイス〕
図１は、本発明の実施形態に係る多点圧力センサの構成を示す斜視図である。
図２は、図１に示した多点圧力センサの構成を示す縦断面図である。 [Pressure-sensitive sensor device]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a multipoint pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the multipoint pressure sensor shown in FIG.

本発明に係る多点圧力センサは、図１及び図２に示すように、複数の圧力センサ素子１を二次元配置して多点アレイ化した感圧センサデバイス２を有している。この感圧センサデバイス２は、表面（図１及び図２中の上方）に印加される圧力による応力（矢印ａ、ｂ）を、圧力センサ素子１により検知するように構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the multipoint pressure sensor according to the present invention has a pressure-sensitive sensor device 2 in which a plurality of pressure sensor elements 1 are two-dimensionally arranged to form a multipoint array. The pressure-sensitive sensor device 2 is configured to detect, by the pressure sensor element 1, stress (arrows a and b) due to pressure applied to the surface (upper in FIGS. 1 and 2).

本発明において、感圧センサデバイス２は、印刷手法により直接的に作成する「プリンテッドエレクトロニクス」による作成ができる。感圧センサデバイスを作成するには、電極材料、感圧材料、絶縁材料などを、それぞれ印刷又は塗布による工程（以下、「ウェット工程」という場合がある）で形成する。リソグラフィーを応用した従来の感圧センサデバイスの作成手法に比較して、「プリンテッドエレクトロニクス」においては、様々な形状の感圧センサデバイスを、金属、ガラス、柔軟なフィルム、プラスチック、テキスタイルなど様々な材料の基材上に直接形成でき、圧力センサ素子の密度や感度の自由な設計が可能、様々な種類のセンサ素子の自由な配置（印刷）が可能、比較的小ロットかつ多品種のデバイスの生産が可能などの利点がある。 In the present invention, the pressure-sensitive sensor device 2 can be created by “printed electronics” which is directly created by a printing technique. In order to create a pressure-sensitive sensor device, an electrode material, a pressure-sensitive material, an insulating material, and the like are formed by a process by printing or coating (hereinafter sometimes referred to as “wet process”). Compared to the conventional method of creating pressure-sensitive sensor devices using lithography, in “Printed Electronics”, various types of pressure-sensitive sensor devices such as metals, glass, flexible films, plastics, textiles, etc. It can be directly formed on the material substrate, the pressure sensor elements can be designed freely with the density and sensitivity, various kinds of sensor elements can be freely arranged (printed), and relatively small lots and various types of devices There are advantages that can be produced.

また、「プリンテッドエレクトロニクス」においては、多数の圧力センサ素子１を高密度に配置することも可能であり、高感度かつ高精度（高解像度）の多点圧力センサを作成することもできる。ただし、センシングのための電極配線や駆動回路が複雑になるとコストアップの要因となり得るため、本発明においては、圧力センサ素子１の実装密度を上げることなく、高感度化及び高精度化を実現する。 In “printed electronics”, a large number of pressure sensor elements 1 can be arranged at high density, and a multipoint pressure sensor with high sensitivity and high accuracy (high resolution) can be produced. However, since the electrode wiring and driving circuit for sensing become complicated, it may cause an increase in cost. Therefore, in the present invention, high sensitivity and high accuracy are realized without increasing the mounting density of the pressure sensor elements 1. .

各圧力センサ素子１としては、公知の種々のセンサ素子を適宜用いることができる。例えば、印加圧力による応力に応じて抵抗が低下する導電性感圧素材に電圧をかけ、この感圧素材に流れる電流の変化を検知する抵抗型圧力センサ素子を用いることができる。また、印加圧力による応力に応じて静電容量が変化する容量変化型圧力センサ素子も用いることができる。 As each pressure sensor element 1, various known sensor elements can be used as appropriate. For example, it is possible to use a resistance type pressure sensor element that applies a voltage to a conductive pressure-sensitive material whose resistance decreases in accordance with a stress caused by an applied pressure and detects a change in current flowing through the pressure-sensitive material. Further, a capacitance change type pressure sensor element whose capacitance changes in accordance with the stress caused by the applied pressure can also be used.

この多点圧力センサをロボットなどの人工皮膚に用いる触覚センサとして使用する場合には、圧力センサ素子１同士の間隔は、１ｍｍ〜１０ｍｍとする事が好ましい。圧力センサ素子１同士の間隔を１ｍｍ未満とした場合には、所望の面積の感圧センサデバイス２を構成するために必要な圧力センサ素子１の数が増大し、圧力センサ素子１単体での高感度化を要し、また、配線数の増加や駆動回路の複雑化という負担が増大するが、触覚センサとしてはオーバースペックの解像度となってしまい、前記負担を負うことは無駄なこととなってしまう。そして、圧力センサ素子１同士の間隔を１０ｍｍを超える間隔とした場合には、圧力センサ素子１の無い領域における応力検知能力が低下してしまう。 When this multipoint pressure sensor is used as a tactile sensor used for artificial skin such as a robot, the interval between the pressure sensor elements 1 is preferably 1 mm to 10 mm. When the interval between the pressure sensor elements 1 is less than 1 mm, the number of pressure sensor elements 1 necessary for configuring the pressure-sensitive sensor device 2 having a desired area increases, and the pressure sensor element 1 alone has a high height. Sensitivity is required, and the burden of increasing the number of wires and complication of the drive circuit increases. However, the tactile sensor has over-spec resolution, and it is useless to bear the burden. End up. And when the space | interval of the pressure sensor elements 1 is made into the space | interval exceeding 10 mm, the stress detection capability in the area | region which does not have the pressure sensor element 1 will fall.

本発明の感圧センサデバイス２は、パッシブマトリクス（ＰＭ）方式としてもよいし、ＴＦＴ（thin filmtransistor：薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリクス（ＡＭ）方式としてもよく、いずれもの態様とすることもできる。ただし、圧力センサ素子１同士間のクロストークの回避、階調を含めた検知の精度、消費電力等を考慮すると、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式を採ることが好ましい。アクティブマトリクス方式の感圧センサデバイス２は、弱い圧力も検知できる高感度のセンサとして構成できるので、後述する弾性材料層（クッション層）４が設けられていることと相俟って、高感度かつ
高精度の感圧センサとして構成することができる。 The pressure-sensitive sensor device 2 of the present invention may be a passive matrix (PM) system, an active matrix (AM) system using a TFT (thin film transistor), or any mode. However, in consideration of avoidance of crosstalk between the pressure sensor elements 1, detection accuracy including gradation, power consumption, etc., it is preferable to adopt an active matrix system using TFTs. Since the active matrix type pressure sensitive sensor device 2 can be configured as a highly sensitive sensor that can detect even a weak pressure, in combination with the provision of an elastic material layer (cushion layer) 4 described later, It can be configured as a highly accurate pressure sensitive sensor.

この多点圧力センサにおいては、高感度、中感度、低感度の圧力センサ素子１を混在させて配置することができる。このように感度の異なる圧力センサ素子１を混在させて配置することにより、感度のレンジを低感度から高感度に亘って広げることができる。感度の異なる圧力センサ素子１を混在させることは、「プリンテッドエレクトロニクス」によれば容易に実現できる。 In this multipoint pressure sensor, the pressure sensor elements 1 having high sensitivity, medium sensitivity, and low sensitivity can be mixed and arranged. Thus, by arranging the pressure sensor elements 1 having different sensitivities in a mixed manner, the sensitivity range can be expanded from low sensitivity to high sensitivity. Mixing pressure sensor elements 1 having different sensitivities can be easily realized by “printed electronics”.

図３は、図１に示した多点圧力センサの感圧センサデバイスの構成例を示す拡大縦断面図である。 FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a configuration example of the pressure-sensitive sensor device of the multipoint pressure sensor shown in FIG.

この実施形態において、感圧センサデバイス２は、図３に示すように、複数のＴＦＴ２８がアレイ化されたフレキシブルＴＦＴアレイシート上に、感圧層２１をパターン印刷し、圧力を多点検出できるシート型センサーとして構成することができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the pressure-sensitive sensor device 2 is a sheet on which a pressure-sensitive layer 21 is pattern-printed on a flexible TFT array sheet in which a plurality of TFTs 28 are arrayed to detect pressures at multiple points. It can be configured as a mold sensor.

フレキシブルＴＦＴアレイシートは、フィルム基板２０上に、ゲート電極２３及びゲート絶縁膜２４、ソース電極２５及びドレイン電極２６、有機半導体２７からなる複数のＴＦＴ２８が配置されて構成されている。各ＴＦＴ２８上には、中間層２９が設けられ、さらに画素電極３０と感圧層２１が積層され、圧力センサ素子１が構成される。画素電極３０とドレイン電極２６とは、ポスト電極３２によって接続されている。感圧層２１上には、電極フィルム３５が形成されている。 The flexible TFT array sheet is configured by arranging a plurality of TFTs 28 including a gate electrode 23 and a gate insulating film 24, a source electrode 25 and a drain electrode 26, and an organic semiconductor 27 on a film substrate 20. An intermediate layer 29 is provided on each TFT 28, and a pixel electrode 30 and a pressure-sensitive layer 21 are further laminated to constitute the pressure sensor element 1. The pixel electrode 30 and the drain electrode 26 are connected by a post electrode 32. An electrode film 35 is formed on the pressure sensitive layer 21.

図３に示したＴＦＴは、ソース電極２５及びドレイン電極２６の層よりも上層に有機半導体２７が形成され、下層にゲート電極２３が形成されたボトムゲート−ボトムコンタクト型であるが、これに限定されず、ソース電極２５及びドレイン電極２６の層よりも上層に有機半導体２７及びゲート電極２３が形成されたトップゲート−ボトムコンタクト型、ソース電極２５及びドレイン電極２６の層よりも下層に有機半導体２７及びゲート電極２３が形成されたボトムゲート−トップコンタクト型、ソース電極２５及びドレイン電極２６の層よりも下層に有機半導体２７が形成され、上層にゲート電極２３が形成されたトップゲート−トップコンタクト型の何れであってもよい。 The TFT shown in FIG. 3 is a bottom gate-bottom contact type in which an organic semiconductor 27 is formed in an upper layer and a gate electrode 23 is formed in a lower layer than the source electrode 25 and drain electrode 26 layers. The top gate-bottom contact type in which the organic semiconductor 27 and the gate electrode 23 are formed above the source electrode 25 and drain electrode 26 layers, and the organic semiconductor 27 below the source electrode 25 and drain electrode 26 layers. The bottom gate-top contact type in which the gate electrode 23 is formed, and the top gate-top contact type in which the organic semiconductor 27 is formed below the source electrode 25 and the drain electrode 26 and the gate electrode 23 is formed in the upper layer. Any of these may be used.

図４は、図３に示した感圧センサデバイスの構成を示す等価回路図である。 FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of the pressure-sensitive sensor device shown in FIG.

この感圧センサデバイス２においては、印加圧力が変化すると、感圧層２１の抵抗値が変化する。図４に示すように、感圧層２１に直列接続されたＴＦＴ２８のゲート線（Gate
lines）を走査しながらソース電流を読み出せば、その変化量から、感圧センサデバイス２における圧力の面内分布を検出することができる。 In the pressure-sensitive sensor device 2, when the applied pressure changes, the resistance value of the pressure-sensitive layer 21 changes. As shown in FIG. 4, the gate line (Gate) of the TFT 28 connected in series to the pressure sensitive layer 21.
If the source current is read while scanning lines), the in-plane distribution of pressure in the pressure-sensitive sensor device 2 can be detected from the amount of change.

図５は、本発明の他の実施形態に係る多点圧力センサの構成を示す斜視図である。 FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a multipoint pressure sensor according to another embodiment of the present invention.

本発明に係る多点圧力センサにおいては、圧力センサ素子のみならず、感温センサ素子も混在させて配置することができる。この場合には、この多点圧力センサは、図５に示すように、圧力センサ素子１及び温度センサ素子６のそれぞれを千鳥状に配列させて構成することができる。この場合には、圧力センサ素子１同士の間隔（ピッチ）及び温度センサ素子６同士の間隔（ピッチ）は、それぞれが一定となっている。 In the multipoint pressure sensor according to the present invention, not only the pressure sensor elements but also the temperature sensor elements can be mixed and arranged. In this case, as shown in FIG. 5, the multipoint pressure sensor can be configured by arranging the pressure sensor elements 1 and the temperature sensor elements 6 in a staggered manner. In this case, the interval (pitch) between the pressure sensor elements 1 and the interval (pitch) between the temperature sensor elements 6 are constant.

ただし、圧力センサ素子１の密度及び温度センサ素子６の密度は、互いに等しくする必要はない。圧力センサ素子１の密度を温度センサ素子６の密度よりも高くすれば、後述する弾性材料層（クッション層）４が設けられていることと相俟って、高い感圧感度を維持することができる。温度センサ素子６の密度を低くしても、感温感度には問題ない。圧力
センサ素子１の密度と温度センサ素子６の密度との比率は、適宜、圧力センサ素子１の密度を高くしてよい。図５に示す多点圧力センサでは、圧力センサ素子１の密度と温度センサ素子６の密度との比率は、７：１となっている。 However, the density of the pressure sensor element 1 and the density of the temperature sensor element 6 do not need to be equal to each other. If the density of the pressure sensor element 1 is made higher than the density of the temperature sensor element 6, it is possible to maintain high pressure sensitivity in combination with the provision of an elastic material layer (cushion layer) 4 described later. it can. Even if the density of the temperature sensor element 6 is lowered, there is no problem in the temperature sensitivity. The ratio of the density of the pressure sensor element 1 and the density of the temperature sensor element 6 may appropriately increase the density of the pressure sensor element 1. In the multipoint pressure sensor shown in FIG. 5, the ratio of the density of the pressure sensor elements 1 to the density of the temperature sensor elements 6 is 7: 1.

図６は、図５に示した多点圧力センサの感圧センサデバイスの構成例を示す拡大縦断面図である。 FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view showing a configuration example of the pressure-sensitive sensor device of the multipoint pressure sensor shown in FIG.

この多点圧力センサにおいて、感圧センサデバイス２は、図６に示すように、複数のＴＦＴ２８がアレイ化されたフレキシブルＴＦＴアレイシート上に、感圧層２１及び感温層２２をパターン印刷し、圧力及び温度を同時に多点検出できるシート型センサーとして構成することができる。 In this multipoint pressure sensor, as shown in FIG. 6, the pressure-sensitive sensor device 2 pattern-prints the pressure-sensitive layer 21 and the temperature-sensitive layer 22 on a flexible TFT array sheet in which a plurality of TFTs 28 are arrayed, It can be configured as a sheet-type sensor that can detect multiple points of pressure and temperature simultaneously.

この感圧センサデバイス２においては、各ＴＦＴ２８上に形成された中間層２９上に、画素電極３０と感圧層２１、あるいは、画素電極３１と感温層２２が積層され、圧力センサ素子１、あるいは、温度センサ素子６が構成される。画素電極３０，３１とドレイン電極２６とは、ポスト電極３２によって接続されている。感圧層２１及び感温層２２は、共通電極３３に接続されている。感温層２２上には絶縁層３４が形成されている。絶縁層３４及び感圧層２１上には、電極フィルム３５が形成されている。 In this pressure sensitive sensor device 2, the pixel electrode 30 and the pressure sensitive layer 21, or the pixel electrode 31 and the temperature sensitive layer 22 are laminated on the intermediate layer 29 formed on each TFT 28, and the pressure sensor element 1, Alternatively, the temperature sensor element 6 is configured. The pixel electrodes 30 and 31 and the drain electrode 26 are connected by a post electrode 32. The pressure sensitive layer 21 and the temperature sensitive layer 22 are connected to the common electrode 33. An insulating layer 34 is formed on the temperature sensitive layer 22. An electrode film 35 is formed on the insulating layer 34 and the pressure sensitive layer 21.

この感圧センサデバイス２においては、印加圧力が変化すると、感圧層２１の抵抗値が変化する。また、周囲温度が変化すると、感温層２２の抵抗値が変化する。感圧層２１に直列接続されたＴＦＴ２８のゲート線（Gate lines）及び感温層２２に直列接続されたＴＦＴ２８のゲート線をそれぞれ走査しながらソース電流を読み出せば、その変化量から、感圧センサデバイス２における圧力及び温度の面内分布を検出することができる。 In the pressure-sensitive sensor device 2, when the applied pressure changes, the resistance value of the pressure-sensitive layer 21 changes. Further, when the ambient temperature changes, the resistance value of the temperature sensitive layer 22 changes. If the source current is read while scanning the gate lines of the TFTs 28 connected in series to the pressure-sensitive layer 21 and the gate lines of the TFTs 28 connected in series to the temperature-sensitive layer 22, the pressure sensitivity is calculated from the amount of change. The in-plane distribution of pressure and temperature in the sensor device 2 can be detected.

〔センサデバイス支持体〕
この多点圧力センサにおいて、感圧センサデバイス２は、図１、図２及び図５に示すように、センサデバイス支持体３の上に構成されている。センサデバイス支持体３としては、金属、ガラス、プラスチック、各種エンプラ材料などの比較的剛性の高い材料や、ゴムなどの弾性材料や、テキスタイル等の柔軟材料からなるものを使用することができる。 [Sensor device support]
In this multipoint pressure sensor, the pressure-sensitive sensor device 2 is configured on a sensor device support 3 as shown in FIGS. 1, 2, and 5. As the sensor device support 3, a material made of a relatively high rigidity material such as metal, glass, plastic, various engineering plastic materials, an elastic material such as rubber, or a flexible material such as textile can be used.

感圧センサデバイス２の全体の変形などを考慮すると、センサデバイス支持体３は、ある程度の自己保持性を有する剛性材料やシート材料からなるものが望ましい。また、センサデバイス支持体３が極端に柔軟な材料からなる場合には、圧力負荷が隣接する圧力センサ素子１に分散してしまうため、検知精度（解像度）の低下が招来される。この観点からも、センサデバイス支持体３は、押圧力に対する縦剛性を有する立体物、フィルム、金属シートなどからなるものが好ましい。この実施形態においては、センサデバイス支持体は、ABS樹脂等のプラスチック材料からなるものとして説明する。 Considering the overall deformation of the pressure-sensitive sensor device 2, the sensor device support 3 is preferably made of a rigid material or a sheet material having a certain degree of self-holding property. In addition, when the sensor device support 3 is made of an extremely flexible material, the pressure load is distributed to the adjacent pressure sensor elements 1, which causes a decrease in detection accuracy (resolution). Also from this viewpoint, the sensor device support 3 is preferably made of a three-dimensional object, a film, a metal sheet or the like having a longitudinal rigidity against the pressing force. In this embodiment, the sensor device support is described as being made of a plastic material such as ABS resin.

図７は、本発明の実施形態に係る多点圧力センサのセンサデバイス支持体の他の例を示す縦断面図である。 FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another example of the sensor device support of the multipoint pressure sensor according to the embodiment of the present invention.

センサデバイス支持体３は、表面が平面である平板状に限定されず、図７に示すように、表面が凸面や凹面に形成されたものであってもよい。図７に示す表面が凸面に形成されたセンサデバイス支持体３としては、例えば、人間型ロボットの肩部分や腕部分の外殻部をそのまま使用することができる。すなわち、人間型ロボットの外殻部をセンサデバイス支持体３として使用して、この上に感圧センサデバイス２を構成し、多点圧力センサ（感覚センサ）とすることができる。 The sensor device support 3 is not limited to a flat plate having a flat surface, and may have a convex surface or a concave surface as shown in FIG. As the sensor device support 3 having a convex surface as shown in FIG. 7, for example, a shoulder portion of an humanoid robot or an outer shell portion of an arm portion can be used as it is. That is, the outer shell of the humanoid robot can be used as the sensor device support 3, and the pressure-sensitive sensor device 2 can be formed thereon to form a multipoint pressure sensor (sensory sensor).

〔弾性材料層（クッション層）〕
この多点圧力センサにおいては、感圧センサデバイス２とセンサデバイス支持体３との間には、図１、図２、図５及び図７に示すように、弾性材料層（クッション層）４が設けられている。この弾性材料層４は、ヤング率が１×１０^−２ＭＰａ〜１×１０^２ＭＰａで、厚みが０．５ｍｍ〜１５ｍｍである弾性材料から構成されている。 [Elastic material layer (cushion layer)]
In this multipoint pressure sensor, an elastic material layer (cushion layer) 4 is interposed between the pressure-sensitive sensor device 2 and the sensor device support 3 as shown in FIGS. 1, 2, 5, and 7. Is provided. The elastic material layer 4 has a Young's modulus at ^{^{1 × 10 -2 MPa~1 × 10 2}} MPa, a thickness and an elastic material is 0.5Mm～15mm.

図８は、圧力センサ素子上に圧力が印加された状態を示す縦断面図である。
図９は、圧力センサ素子間に圧力が印加された状態を示す縦断面図である。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state in which pressure is applied on the pressure sensor element.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a state in which pressure is applied between the pressure sensor elements.

この多点圧力センサにおいては、図８に示すように、圧力センサ素子１上に圧力が印加された場合（矢印ａで示す応力）に限らず、図９に示すように、圧力センサ素子１同士間に圧力が印加された場合（矢印ｂで示す応力）にも、検知漏れのない圧力検知が可能である。これは、圧力センサ素子１の無いエリアにかかる応力ｂが、弾性材料層４の変形により、近傍の圧力センサ素子１へ伝播されるためである。 In this multipoint pressure sensor, as shown in FIG. 8, not only when pressure is applied on the pressure sensor element 1 (stress indicated by an arrow a), but also as shown in FIG. Even when pressure is applied in the meantime (stress indicated by arrow b), pressure detection without detection omission is possible. This is because the stress b applied to the area without the pressure sensor element 1 is propagated to the nearby pressure sensor element 1 due to the deformation of the elastic material layer 4.

弾性材料層４をなす材料のヤング率が１×１０^−２ＭＰａより小さいと、圧力センサ素子１の無いエリアにかけられた応力が分散されず、検知感度が低下してしまう。１×１０^２ＭＰａよりヤング率が大きいと、弾性材料層４の縦剛性が強くなりすぎ、検知対象が凹凸を有する場合には、感圧センサデバイス２の表面が検知対象の凹凸に追従できなくなり、応力を検知できないエリアが生じてしまう。 When the Young's modulus of the material forming the elastic material layer 4 is smaller than 1 × 10 ⁻² MPa, the stress applied to the area where the pressure sensor element 1 is not dispersed, and the detection sensitivity is lowered. When the Young's modulus is larger than 1 × 10 ² MPa, the longitudinal rigidity of the elastic material layer 4 becomes too strong, and when the detection target has irregularities, the surface of the pressure-sensitive sensor device 2 cannot follow the irregularities of the detection target. An area where stress cannot be detected is generated.

弾性材料層４をなす弾性材料のヤング率及び厚さの更に好ましい範囲は、１×１０^−１ＭＰａ〜１×１０^１ＭＰａ、０．５ｍｍ〜１０ｍｍである。 The more preferable ranges of the Young's modulus and thickness of the elastic material forming the elastic material layer 4 are 1 × 10 ⁻¹ MPa to ¹ × 10 ¹ MPa, 0.5 mm to 10 mm.

弾性材料層４をなす材料は、センサデバイス支持体３上又は感圧センサデバイス２の裏面に、上記の物性を有する層が安価に形成できるものであれば特に制限されず、ウレタンゴム、シリコーンゴム、合成ゴム、天然ゴムなどの各種エラストマーや、スポンジ等の発泡プラスチック類を用いることができる。 The material forming the elastic material layer 4 is not particularly limited as long as the layer having the above physical properties can be formed on the sensor device support 3 or the back surface of the pressure-sensitive sensor device 2 at a low cost. Urethane rubber, silicone rubber Various elastomers such as synthetic rubber and natural rubber, and foamed plastics such as sponge can be used.

弾性材料層４をなす材料は、繰り返しセンサとして用いることを考慮すると、圧縮永久歪みが小さく、応力緩和時間が短い材料が好ましい。また、温度変化に対して物性の変化が小さいことも好ましい。このような材料としては、シリコーンゴム、シリコーンゴムを用いたスポンジ、発泡ウレタン等が挙げられる。 The material forming the elastic material layer 4 is preferably a material having a small compression set and a short stress relaxation time in consideration of repeated use as a sensor. It is also preferred that the change in physical properties is small with respect to the temperature change. Examples of such a material include silicone rubber, sponge using silicone rubber, urethane foam, and the like.

弾性材料層４の厚みは、０．５ｍｍ未満であると、検知感度向上効果が得られない。また、弾性材料層４の厚みが１５ｍｍを超えると、多点圧力センサとしての解像度が劣化することになる。 If the thickness of the elastic material layer 4 is less than 0.5 mm, the effect of improving the detection sensitivity cannot be obtained. Moreover, when the thickness of the elastic material layer 4 exceeds 15 mm, the resolution as a multipoint pressure sensor deteriorates.

多点圧力センサの解像度を十分に向上させるためには、弾性材料層４の厚みが、圧力センサ素子１同士の間隔の１／２倍〜５倍であることが好ましい。弾性材料層４がこれ以上薄いと、検知感度が十分に向上しない。また、弾性材料層４がこれ以上厚いと、多点圧力センサとしての解像度が劣化することになる。 In order to sufficiently improve the resolution of the multipoint pressure sensor, the thickness of the elastic material layer 4 is preferably 1/2 to 5 times the interval between the pressure sensor elements 1. If the elastic material layer 4 is thinner than this, the detection sensitivity is not sufficiently improved. Further, if the elastic material layer 4 is thicker than this, the resolution as a multipoint pressure sensor is deteriorated.

なお、弾性材料層４をなす材料のヤング率及び厚みは、目的とする測定圧力範囲と解像度、圧力センサ素子１の感度等に応じて、適宜調整し決定することができる。 The Young's modulus and thickness of the material forming the elastic material layer 4 can be appropriately adjusted and determined according to the target measurement pressure range and resolution, the sensitivity of the pressure sensor element 1, and the like.

図７に示すように、表面が凸面や凹面に形成されたセンサデバイス支持体３を用いる場合には、弾性材料層４は、裏面（センサデバイス支持体３側）をセンサデバイス支持体３の表面に対応した凹面や凸面とし、表面（感圧センサデバイス２側）を平面状としてもよい。この場合には、センサデバイス支持体３の表面が平面状でない場合であっても、感圧センサデバイス２を平面状として支持することができる。 As shown in FIG. 7, when the sensor device support 3 having a convex surface or a concave surface is used, the elastic material layer 4 has a back surface (sensor device support 3 side) on the surface of the sensor device support 3. The surface (pressure-sensitive sensor device 2 side) may be a flat surface. In this case, even if the surface of the sensor device support 3 is not flat, the pressure-sensitive sensor device 2 can be supported as a flat surface.

〔表面層〕
図１０は、図５に示した多点圧力センサの構成を示す縦断面図である。 [Surface layer]
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the multipoint pressure sensor shown in FIG.

この多点圧力センサにおいては、感圧センサデバイス２の表面上には、図１、図２、図５及び図１０に示すように、表面層５を設けてもよい。表面層５は、感圧センサデバイス２（圧力センサ素子１及び温度センサ素子６）を保護する層である。表面層５の材料及び厚みは、圧力センサ素子１及び温度センサ素子６による検知の妨げにならないものから適宜選択することができる。 In this multipoint pressure sensor, a surface layer 5 may be provided on the surface of the pressure-sensitive sensor device 2 as shown in FIGS. 1, 2, 5, and 10. The surface layer 5 is a layer that protects the pressure-sensitive sensor device 2 (the pressure sensor element 1 and the temperature sensor element 6). The material and thickness of the surface layer 5 can be appropriately selected from those that do not interfere with detection by the pressure sensor element 1 and the temperature sensor element 6.

図１１は、図５に示した多点圧力センサの他の構成を示す縦断面図である。
図１２は、図５に示した多点圧力センサのさらに他の構成を示す縦断面図である。 FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing another configuration of the multipoint pressure sensor shown in FIG.
12 is a longitudinal sectional view showing still another configuration of the multipoint pressure sensor shown in FIG.

表面層５は、図１０に示すように、感圧センサデバイス２の表面の全面に設けてもよいし、図１１に示すように、全く設けなくともよいし、図１２に示すように、圧力センサ素子１上のみに設けて温度センサ素子６上には設けないようにしてもよい。 As shown in FIG. 10, the surface layer 5 may be provided on the entire surface of the pressure-sensitive sensor device 2, or may not be provided at all as shown in FIG. 11, or as shown in FIG. It may be provided only on the sensor element 1 and not on the temperature sensor element 6.

圧力センサ素子１上の表面層５は、圧力検知に影響のない範囲のヤング率及び厚みの材料により構成することができる。温度センサ素子６上の表面層５は、温度測定に支障のない材料及び厚みで構成することができ、すなわち、サンプリング周波数に支障のない範囲で、熱伝導率及び熱容量を考慮した材料を選択することができる。 The surface layer 5 on the pressure sensor element 1 can be made of a material having a Young's modulus and thickness in a range that does not affect pressure detection. The surface layer 5 on the temperature sensor element 6 can be made of a material and a thickness that do not interfere with temperature measurement, that is, select a material that takes into account thermal conductivity and heat capacity within a range that does not interfere with the sampling frequency. be able to.

感圧センサデバイス２が、湿度センサ素子やガスセンサ素子など、直接接触が望ましいセンサ、又は物質移動が必要なセンサ素子を有する場合には、これらセンサ素子上の表面層５は、検知対象物質の透過性を考慮した材料を選択することができる。 When the pressure-sensitive sensor device 2 includes a sensor such as a humidity sensor element or a gas sensor element that is desired to be in direct contact or a sensor element that requires mass transfer, the surface layer 5 on these sensor elements transmits the detection target substance. A material in consideration of the properties can be selected.

なお、図７に示すように、表面が凸面や凹面に形成されたセンサデバイス支持体３を用いながら、感圧センサデバイス２が平面状とされて支持されている場合には、表面層５の表面は、センサデバイス支持体３の表面に対応した凸面や凹面としてもよい。 As shown in FIG. 7, when the pressure-sensitive sensor device 2 is supported in a flat shape while using the sensor device support 3 having a convex or concave surface, the surface layer 5 The surface may be a convex surface or a concave surface corresponding to the surface of the sensor device support 3.

〔その他のセンサ素子〕
この多点圧力センサは、湿度、静電容量、気流、赤外線を含む電磁波（光）、音波、各種化学物質など、圧力及び温度以外の種々のセンサ素子を感圧センサデバイス２に配置することにより、圧力分布及び温度分布の検知だけではないより高度な触覚センサとして構成することができる。 [Other sensor elements]
This multipoint pressure sensor is configured by disposing various sensor elements other than pressure and temperature, such as humidity, capacitance, airflow, electromagnetic waves (light) including infrared rays, sound waves, and various chemical substances, in the pressure-sensitive sensor device 2. In addition, it can be configured as a more advanced tactile sensor that not only detects pressure distribution and temperature distribution.

これら各種物性の検知には、センサ素子が外界に直接曝される構造を採ることが望ましい。種々のセンサ素子は、「プリンテッドエレクトロニクス」（印刷方式）により作成することにより、圧力センサ素子１と同一のレイヤに低コストでレイアウトすることが可能である。 In order to detect these various physical properties, it is desirable to adopt a structure in which the sensor element is directly exposed to the outside world. Various sensor elements can be laid out on the same layer as the pressure sensor element 1 at low cost by creating by “printed electronics” (printing method).

なお、従来の多点圧力センサのように、弾性材料層（クッション層）を感圧センサデバイス２の表面上に配置すると、圧力センサ素子１と同一のレイヤでは、他の種類のセンサ素子による検知ができない。この場合には、他の種類のセンサ素子は、弾性材料層（クッション層）の表面上に、圧力センサ素子１とは別のレイヤとして設ける必要がある。圧力センサ素子１と他の種類のセンサ素子とを別のレイヤとして設けると、作成プロセスが複雑となり、また、圧力センサ素子１による検知精度が低下してしまう。 In addition, when an elastic material layer (cushion layer) is disposed on the surface of the pressure-sensitive sensor device 2 as in the conventional multipoint pressure sensor, detection by other types of sensor elements is performed in the same layer as the pressure sensor element 1. I can't. In this case, another type of sensor element needs to be provided as a layer different from the pressure sensor element 1 on the surface of the elastic material layer (cushion layer). If the pressure sensor element 1 and another type of sensor element are provided as separate layers, the creation process becomes complicated, and the detection accuracy of the pressure sensor element 1 decreases.

本発明においては、弾性材料層４を感圧センサデバイス２の裏面に配置していることにより、圧力センサ素子１による検知の解像度及び精度向上が図られ、圧力センサ素子１を
含めて多種類のセンサ素子を同一レイヤ上に低コストで作成でき、各種センサ素子の解像度及び感度も良好とすることができる。図５、図６及び図１０〜図１２に示した実施形態においては、感圧インクを用いた圧力センサ素子１及び感温インクを用いた温度センサ素子６を印刷により多点アレイ化しているので、圧力及び温度を同時に検知することができる。 In the present invention, by disposing the elastic material layer 4 on the back surface of the pressure-sensitive sensor device 2, the resolution and accuracy of detection by the pressure sensor element 1 can be improved, and various types including the pressure sensor element 1 can be achieved. Sensor elements can be created on the same layer at low cost, and the resolution and sensitivity of various sensor elements can be improved. In the embodiment shown in FIGS. 5, 6, and 10 to 12, the pressure sensor element 1 using pressure-sensitive ink and the temperature sensor element 6 using temperature-sensitive ink are formed into a multipoint array by printing. , Pressure and temperature can be detected simultaneously.

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

（実施例１）
本発明に係る多点圧力センサの実施例１として、〔表１〕に示すように、センサデバイス支持体３をＡＢＳ樹脂で作成し、弾性材料層４としてヤング率１ＭＰａのシリコーンゴム層を０．５ｍｍ厚でセンサデバイス支持体３上に形成し、その上に感圧センサデバイス２を設けた。感圧センサデバイス２は、厚さ５０μｍのＰＥＴ基材上に感圧抵抗型の圧力センサ素子１を１．２ｍｍピッチで印刷作成し、総厚１００μｍのシート状に構成した。この感圧センサデバイス２は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス構成とした。表面層５として、ヤング率０．１ＭＰａのシリコーンゴム層を０．５ｍｍ厚で被覆した。 Example 1
As Example 1 of the multipoint pressure sensor according to the present invention, as shown in [Table 1], the sensor device support 3 is made of ABS resin, and a silicone rubber layer having a Young's modulus of 1 MPa is used as the elastic material layer 0. The pressure-sensitive sensor device 2 was provided on the sensor device support 3 having a thickness of 5 mm. The pressure-sensitive sensor device 2 was formed by printing pressure-sensitive resistance type pressure sensor elements 1 on a PET substrate having a thickness of 50 μm at a pitch of 1.2 mm, and was formed into a sheet shape having a total thickness of 100 μm. The pressure sensor device 2 has an active matrix configuration using TFTs. As the surface layer 5, a silicone rubber layer having a Young's modulus of 0.1 MPa was coated with a thickness of 0.5 mm.

作成した多点圧力センサに対して、幅１ｍｍの直線定規により押圧して圧力を印加し、圧力分布を可視化することにより解像度及び感度の評価を行った。 The created multi-point pressure sensor was pressed with a linear ruler with a width of 1 mm to apply pressure, and the pressure distribution was visualized to evaluate the resolution and sensitivity.

各実施例について、解像度及び感度の評価基準は、以下の通りである。 For each example, the evaluation criteria for resolution and sensitivity are as follows.

解像度評価は、１ｍｍ厚の直線定規により押圧して圧力を印加し、検知された線幅を評価した。
○：圧力センサ素子１間のピッチ×２以下が検知できる解像度が得られた。
△：圧力センサ素子１間のピッチ×３以下が検知できる解像度が得られた。
×：圧力センサ素子１間のピッチ×３以下が検知できない解像度であった。 In the resolution evaluation, pressure was applied by pressing with a linear ruler having a thickness of 1 mm, and the detected line width was evaluated.
◯: A resolution capable of detecting a pitch between pressure sensor elements 1 of 2 or less was obtained.
(Triangle | delta): The resolution which can detect the pitch x3 or less between the pressure sensor elements 1 was obtained.
X: Pitch between pressure sensor elements 1 x 3 or less was a resolution that could not be detected.

感度評価は、解像度評価（１ｍｍ厚の直線定規による押圧）に加えて、圧力センサ素子１同士の間（中央）に針先を当て、検知できるかどうかを評価した。
○：直線定規による押圧で直線状に途切れなく検知でき、かつ、針先によるテストでも隣接する２個以上の圧力センサ素子１で検知が可能であった。
△：直線定規による押圧で若干の途切れがあり、針先によるテストでも若干の検知不良が生じた。
×：直線定規による押圧で途切れがあり、針先によるテストでも検知不良が生じた。 In addition to the resolution evaluation (pressing with a 1 mm-thick linear ruler), the sensitivity evaluation evaluated whether or not detection was possible by applying a needle tip between the pressure sensor elements 1 (center).
○: Detection was possible in a straight line by pressing with a linear ruler, and detection was possible with two or more adjacent pressure sensor elements 1 even in a test with a needle tip.
(Triangle | delta): There was some discontinuity by the press by a linear ruler, and the some detection defect also arose in the test by a needle point.
X: There was discontinuity by pressing with a straight ruler, and a detection failure occurred even in a test with a needle tip.

実施例１では、圧力センサ素子１のピッチの２倍（２．４ｍｍ）の解像度で、圧力センサ素子１同士の間の位置でも途切れることなく検知することができた（解像度○（良好））。圧力センサ素子１同士の間に針先を当てた場合でも検知可能であった（感度○（良好））。 In Example 1, it was possible to detect without interruption even at a position between the pressure sensor elements 1 at a resolution twice the pitch of the pressure sensor elements 1 (2.4 mm) (resolution (good)). Detection was possible even when a needle tip was applied between the pressure sensor elements 1 (sensitivity ○ (good)).

（実施例２）
弾性材料層４をなす材料のヤング率を、８×１０^−３ＭＰａ（２−１）、１×１０^−２ＭＰａ（２−２）、１×１０^２ＭＰａ（２−３）、３×１０^２ＭＰａ（２−４）とした以外は、実施例１と同様に作成した。 (Example 2)
The Young's modulus of the material forming the elastic material layer 4 is 8 × 10 ⁻³ MPa (2-1), 1 × 10 ⁻² MPa (2-2), 1 × 10 ² MPa (2-3), 3 × 10. ^It was created in the same manner as in Example 1 except that the pressure was ² MPa (2-4).

２−２及び２−３では、解像度及び感度ともに○（良好）であったが、２−１及び２−４では、感度が×（不良）であった In 2-2 and 2-3, both resolution and sensitivity were good (good), but in 2-1 and 2-4, the sensitivity was x (bad).

このことから、弾性材料層４をなす材料のヤング率は、１×１０^−２ＭＰａ〜１×１０^２ＭＰａが好適であることがわかる。 Therefore, the Young's modulus of the material of the elastic material layer 4, it can be seen that ^{^{1 × 10 -2 MPa~1 × 10 2}} MPa is preferred.

（実施例３）
弾性材料層４の厚みを、０．４ｍｍ（３−１）、０ｍｍ（層なし）（３−２）、０．６ｍｍ（３−３）、３ｍｍ（３−４）、６ｍｍ（３−５）、１０ｍｍ（３−６）、２０ｍｍ（３−７）とした以外は、実施例１と同様に作成した。 Example 3
The thickness of the elastic material layer 4 is 0.4 mm (3-1), 0 mm (no layer) (3-2), 0.6 mm (3-3), 3 mm (3-4), 6 mm (3-5). It produced similarly to Example 1 except having set it as 10 mm (3-6) and 20 mm (3-7).

３−３、３−４及び３−５では、解像度及び感度ともに○（良好）であったが、３−１及び３−２では、感度が×（不良）であり、３−６では、解像度が△（やや不良）であり、３−７では、解像度が×（不良）であった。 In 3-3, 3-4, and 3-5, both the resolution and the sensitivity were good (good), but in 3-1 and 3-2, the sensitivity was x (bad), and in 3-6, the resolution was good. Is Δ (somewhat poor), and in 3-7, the resolution was x (defective).

このことから、弾性材料層４の厚みは、０．５ｍｍ〜１５ｍｍが好適であることがわかる。 This indicates that the thickness of the elastic material layer 4 is preferably 0.5 mm to 15 mm.

（実施例４）
圧力センサ素子１間のピッチを３ｍｍとし、弾性材料層４の厚みを、１ｍｍ（４−１）、２ｍｍ（４−２）、３ｍｍ（４−３）、５ｍｍ（４−４）、１５ｍｍ（４−５）、３０ｍｍ（４−６）とした以外は、実施例１と同様に作成した。 (Example 4)
The pitch between the pressure sensor elements 1 is 3 mm, and the thickness of the elastic material layer 4 is 1 mm (4-1), 2 mm (4-2), 3 mm (4-3), 5 mm (4-4), 15 mm (4 -5) and 30 mm (4-6), except that the thickness was made in the same manner as in Example 1.

４−２、４−３及び４−４では、解像度及び感度ともに○（良好）であったが、４−１では、感度が△（やや不良）であり、４−５では、解像度が△（やや不良）であり、４−６では、解像度が×（不良）であった。 In 4-2, 4-3 and 4-4, both the resolution and the sensitivity were ○ (good), but in 4-1, the sensitivity was Δ (somewhat poor), and in 4-5, the resolution was Δ ( In 4-6, the resolution was x (defective).

このことから、弾性材料層４の厚みは、圧力センサ素子１間のピッチの１／２倍〜５倍が好適であることがわかる。 From this, it can be seen that the thickness of the elastic material layer 4 is preferably ½ to 5 times the pitch between the pressure sensor elements 1.

１：圧力センサ素子
２：感圧センサデバイス
３：センサデバイス支持体
４：弾性材料層
５：表面層
６：温度センサ素子
２０：フィルム基板
２１：感圧層
２２：感温層
２３：ゲート電極
２４：ゲート絶縁膜
２５：ソース電極
２６：ドレイン電極
２７：有機半導体
２８：ＴＦＴ
２９：中間層
３０：画素電極
３１：画素電極
３２：ポスト電極
３３：共通電極
３４：絶縁層
３５：電極フィルム 1: Pressure sensor element 2: Pressure sensitive sensor device 3: Sensor device support 4: Elastic material layer 5: Surface layer 6: Temperature sensor element 20: Film substrate 21: Pressure sensitive layer 22: Temperature sensitive layer 23: Gate electrode 24 : Gate insulating film 25: source electrode 26: drain electrode 27: organic semiconductor 28: TFT
29: Intermediate layer 30: Pixel electrode 31: Pixel electrode 32: Post electrode 33: Common electrode 34: Insulating layer 35: Electrode film

Claims

A plurality of pressure sensor elements in a multi-point array;
An elastic material layer disposed on the back side opposite to the surface to which the pressure of each pressure sensor element is applied,
Elastic material forming said elastic material layer has a Young's modulus is ^{^{1 × 10 -2 MPa~1 × 10 2}} MPa, the elastic material layer, multi-point, wherein the thickness of 0.5mm~15mm Pressure sensor.

The multipoint pressure sensor according to claim 1, wherein the elastic material layer has a thickness that is ½ to 5 times the interval between the pressure sensor elements.

The multipoint pressure sensor according to claim 1, wherein an interval between the pressure sensor elements is 1 mm to 10 mm.

The multipoint pressure sensor according to claim 1, 2 or 3, further comprising at least one of a temperature sensor element, a humidity sensor element, a gas sensor element, and a compound sensor element together with the pressure sensor element.

5. The multipoint pressure sensor according to claim 1, wherein each of the pressure sensor elements is an active matrix type element connected to a TFT.

The multipoint pressure sensor according to claim 1, further comprising a surface layer on a surface to which a pressure of each pressure sensor element is applied.