JP7463093B2 - 押力センサ - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、押力センサに関する。

感圧樹脂に多数の薄膜トランジスタを組み合わせた圧力センサが知られている。

特開２０１８－４４９３７号公報 特開２０１６－４９４０号公報

本実施形態は、押力の検知を正確に行うことが可能な押力センサを提供する。

一実施形態に係る押力センサは、センサ領域と、前記センサ領域に、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向にマトリクス状に配置された、複数の個別電極と、前記複数の個別電極に対向する共通電極と、
前記複数の個別電極と前記共通電極との間に配置され、前記複数の個別電極と重畳する複数の第１スペーサと、前記センサ領域に設けられ、前記複数の第１スペーサと異なる材料で構成された複数の第２スペーサと、を備える。

また、一実施形態に係る押力センサは、第１基材と、前記第１基材上に設けられたトランジスタと、前記トランジスタ上に設けられた絶縁層と、第１基材上に設けられたセンサ領域と、前記センサ領域に、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向にマトリクス状に配置された、複数の個別電極と、前記複数の個別電極に対向する共通電極と、前記複数の個別電極と前記共通電極との間に配置され、前記複数の個別電極と重畳する複数の第１スペーサと、前記センサ領域に設けられた複数の第２スペーサと、を備え、前記複数の個別領域は、それぞれ前記絶縁層を介して、前記トランジスタに電気的に接続され、前記複数の第１スペーサの材料は、前記絶縁層と同じ材料である。

また、一実施形態に係る押力センサは、センサ領域と、前記センサ領域に、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向にマトリクス状に配置された、複数の個別電極と、前記複数の個別電極に対向する共通電極と、前記複数の個別電極と前記共通電極との間に配置され、前記複数の個別電極と重畳する複数の第１スペーサと、を備え、前記複数の第１スペーサはそれぞれ、スペーサビーズ及び前記スペーサビーズを被覆する硬化樹脂を有する。

図１（Ａ）は、実施形態１の押力センサＩＰＤの分解斜視図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の一部を拡大した拡大斜視図である。 図２（Ａ）は、実施形態１の押力センサＩＰＤを示す回路図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大回路図である。 図３（Ａ）は、押力センサＩＰＤを示す平面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大平面図である。 図４は、図３（Ｂ）の線Ａ－Ａに沿った押力センサＩＰＤの断面図である。 図５は、補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す断面図である。 図６（Ａ）は、補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す拡大断面図である。図６（Ｂ）は、補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す拡大断面図である。 図７は補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す断面図である。 図８（Ａ）は、補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す拡大断面図である。図８（Ｂ）は、補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す拡大断面図である。 図９（Ａ）は、押力センサの他の構成例を示す平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大平面図である。 図１０は、押力センサの他の構成例を示す平面図である。 図１１（Ａ）は、押力センサの他の構成例を示す平面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大平面図である。 図１２は、押力センサの他の構成例を示す平面図である。 図１３は、押力センサの他の構成例を示す平面図である。 図１４（Ａ）は、押力センサの他の構成例を示す平面図である。図１４（Ｂ）は、押力センサの他の構成例を示す平面図である。 図１５は、実施形態２の押力センサＩＰＤを示す断面図である。 図１６は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す断面図である。 図１７は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す断面図である。 図１８（Ａ）は、実施形態３の押力センサＩＰＤを示す平面図である。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大平面図である。 図１９は、図１８（Ｂ）の線Ｂ－Ｂに沿った押力センサＩＰＤの断面図である。 図２０は、押力センサの他の構成例を示す平面図である。 図２１（Ａ）は、図２０の線Ｃ－Ｃに沿った押力センサＩＰＤの断面図である。図２１（Ｂ）は、図２０の線Ｄ－Ｄに沿った押力センサＩＰＤの断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
以下、図面を参照しながら一実施形態に係る押力センサについて詳細に説明する。

本実施形態においては、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。

また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。

また、第３方向Ｚの矢印の先端側に押力センサＩＰＤを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面に向かって見ることを平面視という。第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ－Ｚ平面、あるいは第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ－Ｚ平面における押力センサＩＰＤの断面を見ることを断面視という。

図１（Ａ）は、本実施形態の押力センサＩＰＤの分解斜視図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の一部を拡大した拡大斜視図である。図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す押力センサＩＰＤは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を有している。
押力センサ（荷重センサ）ＩＰＤの第１基板ＳＵＢ１は、第１基材ＢＡ１、第１基材ＢＡ１上のセンサ領域ＳＡ、センサ領域ＳＡを囲む額縁領域ＦＲ、額縁領域ＦＲに設けられた額縁スペーサＦＲＳを備えている。センサ領域ＳＡには、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置された複数の個別電極ＰＥ、各個別電極ＰＥ上に設けられたスペーサＳＰＣを有している。さらに図１に示す押力センサＩＰＤは、第１方向Ｘに延伸する壁状の補助スペーサＡＤＳを有している。なお本実施形態では、スペーサＳＰＣを第１スペーサ、補助スペーサＡＤＳを第２スペーサとも呼ぶ。

額縁スペーサＦＲＳは、センサ領域ＳＡを囲んで設けられており、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を接着する。これにより額縁スペーサＦＲＳは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間隔を維持している。額縁スペーサＦＲＳとして、例えば粘着剤や両面テープが用いられる。

スペーサＳＰＣは、感圧層ＦＳＬと個別電極ＰＥとの隙間を正確に確保するための部材である。なお図１（Ａ）において、図面を見やすくするために、スペーサＳＰＣは第１方向Ｘに沿って１行のみ記載しているが、全ての行、すなわち全ての個別電極ＰＥにスペーサＳＰＣを設けてもよい。あるいはスペーサＳＰＣは、全ての個別電極ＰＥに設けず、個別電極ＰＥ数個おきに設けてもよい。あるいはスペーサＳＰＣは、１つの個別電極ＰＥに重畳して複数個設けてもよい。

また詳細は後述するが、図１（Ａ）では補助スペーサＡＤＳを１行のみ記載しているが、全ての行に補助スペーサを設けてもよい。あるいは複数行の個別領域ＰＡごとに、補助スペーサＡＤＳを設けてもよい。

図１（Ａ）に示す第２基板ＳＵＢ２は、第２基材ＢＡ２、共通電極ＣＥ、及び感圧層ＦＳＬを有している。共通電極ＣＥは、第２基材ＢＡ２のうちセンサ領域ＳＡに対向する領域に亘って形成されている。感圧層ＦＳＬの詳細については後述する。
なお第２基板ＳＵＢ２の上方に、押力センサＩＰＤの保護のために、保護フィルムを設けてもよい。

図２（Ａ）は、本実施形態の押力センサＩＰＤを示す回路図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大回路図である。図２（Ａ）に示す押力センサＩＰＤは、マトリクス状に配列された複数個の個別領域ＰＡ、複数の走査線Ｇと、複数の信号線Ｓを備えている。複数の走査線Ｇは、第１方向Ｘに延伸し、第２方向Ｙに並んで配置されている。複数の信号線Ｓは、第２方向Ｙに延伸し、第１方向Ｙに並んで配置されている。なお、走査線Ｇ及び信号線Ｓは、必ずしも直線的に延伸していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。例えば、信号線Ｓは、その一部が屈曲していたとしても、第２方向Ｙに延伸しているものとする。

個別領域ＰＡは、走査線Ｇと信号線Ｓの交差部近傍に設けられる。各個別領域ＰＡは、トランジスタＴｒ、個別電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、感圧層ＦＳＬ等を備えている。トランジスタＴｒは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。走査線Ｇは、第１方向Ｘに並んだ個別領域ＰＡの各々におけるトランジスタＴｒのゲート電極ＧＥと電気的に接続されている。信号線Ｓは、第２方向Ｙに並んだ個別領域ＰＡの各々におけるトランジスタＴｒのソース領域と電気的に接続されている。個別電極ＰＥは、トランジスタＴｒのドレイン領域と電気的に接続されている。個別電極ＰＥの各々は、感圧層ＦＳＬを挟んで共通電極ＣＥと対向している。

図３（Ａ）は、押力センサＩＰＤを示す平面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大平面図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、個別領域ＰＡのトランジスタＴｒは、半導体層ＳＣを有している。半導体層ＳＣのソース領域はコンタクトホールＣＨ１を介して信号線Ｓに接続されている。半導体層ＳＣのドレイン領域はコンタクトホールＣＨ２を介して個別電極ＰＥに接続されている。

図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すスペーサＳＰＣは、個別領域ＰＡ中に設けられ、個別電極ＰＥと重畳して配置されている。
図３（Ａ）に示す補助スペーサＡＤＳは、第１方向Ｘに並んで配置される複数の個別領域ＰＡを亘って設けられている。補助スペーサＡＤＳについての詳細は後述する。
なお本実施形態において、押力センサＩＰＤの個別電極ＰＥは同じ形状及び同じ大きさを有しているが、これに限定されない。押力センサＩＰＤの個別電極ＰＥは異なる形状を有していてもよい。また押力センサＩＰＤの個別電極ＰＥは、異なる大きさを有していてもよい。

図４は、図３（Ｂ）の線Ａ－Ａに沿った押力センサＩＰＤの断面図である。
図４に示すように、押力センサＩＰＤの第１基板ＳＵＢ１は、第１基材ＢＡ１、絶縁層ＵＣ、半導体層ＳＣ、絶縁層ＧＩ、走査線Ｇ、絶縁層ＩＬＩ、絶縁層ＰＬＩ、信号線Ｓ、及び個別電極ＰＥを有している。絶縁層ＵＣ、半導体層ＳＣ、絶縁層ＧＩ、走査線Ｇ、絶縁層ＩＬＩ、絶縁層ＰＬＩは、第１基材ＢＡ１上に第３方向Ｚにおいてこの順に積層されている。信号線Ｓ及び個別電極ＰＥは、絶縁層ＰＬＩ上に設けられている。なお絶縁層ＩＬＩは必要がなければ設けなくてもよい。

本実施形態のトランジスタＴｒにおいて、走査線Ｇ（ゲート電極）は、半導体層ＳＣ上に絶縁層ＧＩを挟んで設けられている。また上述のように、トランジスタＴｒの半導体層ＳＣのソース領域は、絶縁層ＧＩ、走査線Ｇ、絶縁層ＩＬＩ、及び絶縁層ＰＬＩに設けられたコンタクトホールＣＨ１を介して、信号線Ｓに接続されている。トランジスタＴｒの半導体層ＳＣのドレイン領域は、絶縁層ＧＩ、走査線Ｇ、絶縁層ＩＬＩ、及び絶縁層ＰＬＩに設けられたコンタクトホールＣＨ２を介して、個別電極ＰＥに接続されている。

なお本実施形態のトランジスタＴｒは、いわゆるトップゲート型トランジスタだが、これに限定されない。トランジスタＴｒは、ボトムゲート型トランジスタであってもよい。ボトムゲート型トランジスタは、走査線Ｇ（ゲート電極）上に絶縁層ＧＩを介して半導体層ＳＣ、半導体層ＳＣ及び絶縁層ＧＩ上に絶縁層ＩＬＩ、半導体層ＳＣに電気的に接続し絶縁層ＩＬＩ（並びに絶縁層ＰＬＩ）上に設けられる信号線Ｓ（ソース電極）及び個別電極ＰＥを有する。

第１基材ＢＡ１及び第２基材ＢＡ２として、可撓性を有する基材、例えば樹脂シート、具体的にはポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシートを用いればよい。さらに第１基材ＢＡ１は、板厚の薄いガラスであってもよい。
走査線Ｇ及び信号線Ｓは、それぞれ、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ａｇ（銀）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ｃｒ（クロム）などの金属材料や、これらの金属材料を組み合わせた合金などによって形成される。走査線Ｇ及び信号線、それぞれが単層構造であってもよいし、上述の金属材料を適宜積層した多層構造であってもよい。

絶縁層ＵＣ、絶縁層ＧＩ、及び絶縁層ＩＬＩは、それぞれ、シリコン酸化物（ＳｉＯ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）などの無機絶縁材料によって形成される。絶縁層ＵＣ、絶縁層ＧＩ、絶縁層ＩＬＩは、それぞれが単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
絶縁層ＰＬＩは、アクリルやポリイミド等の有機絶縁材料によって形成された有機絶縁層に相当する。

個別電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、透光性を有しない導電材料、例えば上記の金属材料や合金によって形成されていてもよい。あるいは個別電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、透明導電体、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を用いて形成してもよい。

図４に示す第２基板ＳＵＢ２において、共通電極ＣＥは、第１基板ＳＵＢ１の個別電極ＰＥと感圧層ＦＳＬを挟んで対向している。感圧層ＦＳＬは、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含む。押力が加わると、感圧層が変形し、絶縁樹脂内の導電性粒子同士が接触し、感圧層の電気抵抗が低下する。押力が除去されると、絶縁樹脂の弾性により押力が加わる前の形状に回復し、電気抵抗が高い状態に復帰する。
共通電極ＣＥが個別電極ＰＥに向かって押し下げられると、共通電極ＣＥが押し下げられている領域（以降押し下げ領域とする）に対向する個別電極ＰＥと共通電極ＣＥとが、感圧層ＦＳＬを介して、電気的に導通する。押し下げられる量（力、及び／或いは、面積）により、感圧層ＦＳＬの抵抗値が変化する。トランジスタＴｒがオン状態の際、感圧層ＦＳＬに流れる電流値がトランジスタＴｒを介して信号線Ｓに流れ、信号線Ｓに接続された検出回路にて、押力センサＩＰＤにどの程度の押力が加わったかが検知される。

また押し下げ領域の面積により、感圧層ＦＳＬに流れる電流値の変化量を検出することができる。これにより押力センサＩＰＤにかかる押力値（フォース量ともいう）が検出可能である。なお、走査線Ｇを順次駆動し、走査線Ｇの順次駆動毎の各信号線Ｓの電流量を検出することで、各個別領域ＰＡにどれほどの押力（つまり圧力）が加わっているのかを検出することが可能である。また、すべての走査線Ｇをオン状態とすることで、押力センサＩＰＤ全体に印加されている押力全体を一括して検出することも可能である。

感圧層ＦＳＬとして、透明導電材料、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を用いてもよい。感圧層ＦＳＬとしてこのような透明導電材料を用いた場合でも、押力を検知することが可能である。
また、感圧層ＦＳＬとして、コイル状に巻いた金属細線を用いてもよい。上述した通り、感圧層ＦＳＬとして、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含むものやコイル状に巻いた金属細線を用いた場合、所定面積における押力が大きくなることで、感圧層ＦＳＬの抵抗値が低下するものがある。このような材料を用いることで、押力センサＩＰＤを圧力センサとして用いることが可能となる。

感圧層ＦＳＬとして、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電体を用いた場合、共通電極ＣＥと個別電極ＰＥとは、離間している、或いは、接触している、の２値しか検出出来ない場合がある。ただし、この場合であったとしても、押力を印加する側が柔軟性の物質（例えば指や樹脂）の場合、押力センサＩＰＤに印加する圧力を高めるに従い物質と押力センサＩＰＤの接触面積が大きくなる。これにより、感圧層ＦＳＬとして、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電体を用いたとしても、押力量と押力の印加されている面積とを考慮することにより、圧力の測定が可能な場合がある。
またこのような感圧層ＦＳＬとして、透明導電体に代えて、珪素等の半導体や、酸化珪素や高分子等の絶縁体であって、トンネル電流が流れる程度の絶縁体を用いてもよい。

尚、感圧層ＦＳＬは、共通電極ＣＥ側に設けられているが、個別電極ＰＥ側に設けてもよい。但し、個別電極ＰＥ側に設けるためには、感圧層ＦＳＬを個別電極ＰＥと同形状にパターニングするか、隣接する個別電極ＰＥ間でのリークを避けるために異方性の導電性を有するものを用いても良い。また、感圧層ＦＳＬは共通電極ＣＥ側と個別電極ＰＥ側との双方に設けるものであってもよい。スペーサとスペーサとの間には気体が封入されている構造となっているが、特にこの構造に限定されるものではない。
また感圧層ＦＳＬとして、透明導電体を用いた場合、感圧層ＦＳＬは共通電極ＣＥを兼ねてもよい。すなわち感圧層ＦＳＬ及び共通電極ＣＥは別々に設けず単一の層であってもよい。

また感圧層ＦＳＬの抵抗値（導電性）は、感圧層ＦＳＬの層厚や材料等で適宜変更可能である。

図４に示すように、押力センサＩＰＤは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２との間、より具体的には個別電極ＰＥ及び感圧層ＦＳＬとの間にスペーサＳＰＣを有している。スペーサＳＰＣは、感圧層ＦＳＬ（及び共通電極ＣＥ）が自重で個別電極ＰＥに接触することを防止する。このようなスペーサＳＰＣの材料として、樹脂材料、具体的にはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又はノボラック樹脂等が挙げられる。

額縁スペーサＦＲＳ及びスペーサＳＰＣは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間隔を維持する機能を有する。しかしながら第１基板ＳＵＢ１の第１基材ＢＡ１及び第２基板ＳＵＢ２の第２基材ＢＡ２が可撓性を有する基材、例えば樹脂シート等である場合、個別電極ＰＥに対応したスペーサＳＰＣの位置がずれることがある。特に第２基板ＳＵＢ２は押力により曲げられる頻度が高く、このような位置ずれが起きやすい。これにより、第２基板ＳＵＢ２及び第１基板ＳＵＢ１にずれやしわが発生する恐れが生じる。さらに第２基板ＳＵＢ２の曲率が大きくなると、額縁スペーサＦＲＳ及びスペーサＳＰＣが剥離する恐れがある。これらにより押力センサＩＰＤが押力の検知を正しく行えなくなる恐れが生じる。

本実施形態では、上記を鑑み、額縁スペーサＦＲＳ及びスペーサＳＰＣに加えて、補助スペーサＡＤＳを設ける。図４に示すように、補助スペーサＡＤＳは、絶縁層ＰＬＩ上に設けられ、絶縁層ＰＬＩ及び感圧層ＦＳＬとの間に位置している。
補助スペーサＡＤＳは、スペーサＳＰＣとは異なる材料で構成される。補助スペーサＡＤＳの材料として、接着剤、例えば光学透明接着剤（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）や、ＵＶ硬化型樹脂である光学透明樹脂（ＯＣＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）が挙げられる。

補助スペーサＡＤＳを設けることにより、額縁スペーサＦＲＳ及びスペーサＳＰＣに加えて、補助スペーサＡＤＳによっても、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間隔が維持される。これにより第２基材ＢＡ２（及び第１基材ＢＡ１）を曲げた場合においても、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２におけるずれやしわの発生が抑制可能である。また押力により第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の曲率が大きくなった場合においても、額縁スペーサＦＲＳ及びスペーサＳＰＣの剥離を抑制できる。以上から本実施形態の押力センサＩＰＤは押力の検知を正確に行うことが可能である。

さらに本実施形態の補助スペーサＡＤＳは、個別電極ＰＥとは重畳しない領域に設けられている（図１、図３、及び図４参照）。これにより押力が検知可能な領域を減らすことなく、ずれやしわの発生の抑制及び額縁スペーサＦＲＳ及びスペーサＳＰＣの剥離の抑制が可能である。
また補助スペーサＡＤＳを設けることにより、額縁スペーサＦＲＳにかかる力が減少する。これにより額縁スペーサＦＲＳの幅を短くすることができ、狭額縁化が可能である。

ここで補助スペーサＡＤＳの形成方法について説明する。図５は、補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す断面図である。
まず第１基材ＢＡ１上に、図４に示す絶縁層ＰＬＩまでを形成する。絶縁層ＰＬＩ上に、トランジスタＴｒと電気的に接続される個別電極ＰＥを形成する。また絶縁層ＰＬＩ上に、補助スペーサＡＤＳを形成する。図示しないが、第１基板ＳＵＢ１には額縁スペーサＦＲＳも形成される。このようにして第１基板ＳＵＢ１を形成する。

第２基材ＢＡ２には、共通電極ＣＥ及び感圧層ＦＳＬがこの順に形成され、これらが第２基板ＳＵＢ２を構成している。感圧層ＦＳＬに接してスペーサＳＰＣを形成する。スペーサＳＰＣは、個別電極ＰＥと対向する位置に設けられる。

次いで、スペーサＳＰＣが個別電極ＰＥと接するように、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を貼り合わせる。図示しないが、第１基板ＳＵＢ１の額縁スペーサＦＲＳも第２基板ＳＵＢ２に接する。補助スペーサＡＤＳは、図４に示すように第２基板ＳＵＢ２の感圧層ＦＳＬと接する。その後、補助スペーサＡＤＳに硬化処理が必要な場合は、硬化処理を行って補助スペーサＡＤＳを固定する。

また、スペーサＳＰＣは第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２との間隔を維持するのに十分な強度を有しているので、補助スペーサＡＤＳ内にスペーサＳＰＣを設けてもよい。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す拡大断面図である。
まず図６（Ａ）に示すように、第１基板ＳＵＢ１の絶縁層ＰＬＩ上に補助スペーサＡＤＳの前駆体ＰＲＣを設ける。第２基板ＳＵＢ２の感圧層ＦＳＬと接し、補助スペーサＡＤＳの前駆体ＰＲＣと対向する位置に、スペーサＳＳＰＣを形成する。

次いで図６（Ｂ）に示すように、スペーサＳＳＰＣが絶縁層ＰＬＩに接するように、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を貼り合わせる。このときスペーサＳＳＰＣは、補助スペーサＡＤＳの前駆体ＰＲＣの内部に配置される。
次いで前駆体ＰＲＣに硬化処理を行い、補助スペーサＡＤＳを形成する。

図７を用いて補助スペーサＡＤＳの別の形成方法について説明する。図７は補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す断面図である。
図５においては、スペーサＳＰＣを第２基板ＳＵＢ２（第２基材ＢＡ２）側に設けたが、図７では第１基板ＳＵＢ１（第１基材ＢＡ１）側に設ける。

まず図５と同様に、第１基材ＢＡ１上に絶縁層ＰＬＩまでを形成する。絶縁層ＰＬＩ上に個別電極ＰＥを形成する。個別電極ＰＥ上に、スペーサＳＰＣを形成する。また絶縁層ＰＬＩ上に、補助スペーサＡＤＳを形成する。このようにして第１基板ＳＵＢ１を形成する。
第２基材ＢＡ２には、共通電極ＣＥ及び感圧層ＦＳＬがこの順に形成され、これらが第２基板ＳＵＢ２を構成する。

次いで、第１基板ＳＵＢ１のスペーサＳＰＣ及び補助スペーサＡＤＳが、第２基板ＳＵＢ２の感圧層ＦＳＬと接するように、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を貼り合わせる。図示しないが、第１基板ＳＵＢ１の額縁スペーサＦＲＳも第２基板ＳＵＢ２に接する。補助スペーサＡＤＳは、図４に示すように第２基板ＳＵＢ２の感圧層ＦＳＬと接する。その後、補助スペーサＡＤＳに硬化処理が必要な場合は、硬化処理を行って補助スペーサＡＤＳを固定する。

図６と同様に、このとき、補助スペーサＡＤＳ内にスペーサＳＰＣを設けてもよい。図８（Ａ）及び（Ｂ）は、補助スペーサＡＤＳの形成方法を示す拡大断面図である。
まず図８（Ａ）に示すように、第１基板ＳＵＢ１の絶縁層ＰＬＩ上にスペーサＳＳＰＣを形成する。スペーサＳＳＰＣを覆って、補助スペーサＡＤＳの前駆体ＰＲＣを設ける。換言すると、スペーサＳＳＰＣは、補助スペーサＡＤＳの前駆体ＰＲＣの内部に配置される。

次いで図８（Ｂ）に示すように、第２基板ＳＵＢ２の感圧層ＦＳＬがスペーサＳＳＰＣに接するように、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を貼り合わせる。
次いで前駆体ＰＲＣに硬化処理行い、補助スペーサＡＤＳを形成する。

なお図６乃至図８に補助スペーサＡＤＳがスペーサＳＳＰＣを内部に含む構成について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。スペーサＳＰＣと補助スペーサＡＤＳとを離間して設ける構造であってもよい。

以上本実施形態により、押力センサＩＰＤにおいて、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２のずれやしわの発生が抑制できる。また押力センサＩＰＤの額縁スペーサＦＲＳ及びスペーサＳＰＣの剥離が抑制可能である。これにより本実施形態の押力センサＩＰＤは、押力の検知を正しく行うことができる。

＜構成例１＞
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す平面図である。図９（Ａ）及び（Ｂ）に示した構成例では、図３に示した構成例と比較して、補助スペーサの形状が異なるという点、及び補助スペーサが個別電極を囲んで形成されるという点で異なっている。

図９（Ａ）は、本構成例の押力センサＩＰＤを示す平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大平面図である。図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す補助スペーサＡＤＳは、平面視でドット状に散在して設けられている。補助スペーサＡＤＳは個別電極ＰＥと重畳しない領域で、個別電極ＰＥを囲んで設けられている。補助スペーサＡＤＳが個別電極ＰＥに重畳しないことで、押力を検知可能な領域を減らすことなく検知が可能である。

なお図９に示す補助スペーサＡＤＳは、１つの個別電極ＰＥの周りに４個の補助スペーサＡＤＳが設けられる構成であるが、これに限定されない。補助スペーサＡＤＳの数は適宜変更可能である。また複数の個別領域ＰＡごとに、補助スペーサＡＤＳの数を変えてもよい。すなわち補助スペーサＡＤＳの散在密度が不均一であってもよい。

また図９に示す補助スペーサＡＤＳは、信号線Ｓに重畳し、トランジスタＴｒに重畳しない。補助スペーサＡＤＳがトランジスタＴｒに重畳しないことで、押力によるトランジスタＴｒの特性の変化が抑制可能である。なお図９では信号線Ｓに重畳する補助スペーサＡＤＳを示したが、走査線Ｇに重畳していてもよい。あるいは信号線Ｓ及び走査線Ｇの両方に重畳していなくてもよい。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例２＞
図１０は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す平面図である。図１０に示した構成例では、図９に示した構成例と比較して、補助スペーサＡＤＳが個別電極ＰＥと一部が重畳し、別の一部が重畳しないという点で異なっている。

図１０に示す補助スペーサＡＤＳは、図９に示す補助スペーサＡＤＳと比較して、平面視での面積が広いので、より高い押力に耐えることができる。
また図１０の補助スペーサＡＤＳは、個別電極ＰＥとは一部しか重畳しないので、押力を検知可能な領域を減らすことなく検知が可能である。ただし補助スペーサＡＤＳと個別電極ＰＥが重畳する面積は、押力検知に影響を及ぼさない大きさであることが好適である。なお、補助スペーサＡＤＳと絶縁層ＰＬＩとの密着性を高めるため、補助スペーサＡＤＳが設けられた箇所の個別電極ＰＥを除去するものであってもよい。つまり、補助スペーサＡＤＳが設けられた個別領域ＰＡにおける個別電極ＰＥの形状が、補助スペーサＡＤＳが設けられていない個別領域ＰＡにおける個別電極ＰＥの形状と異なるものであってもよい。

なお図１０示す押力センサＩＰＤでは、補助スペーサＡＤＳは、第１方向Ｘにおいて４個の個別領域ＰＡごと、かつ第２方向Ｙにおいて２個の個別領域ＰＡごとに設けられているが、これに限定されない。補助スペーサＡＤＳの第１方向Ｘにおけるピッチと第２方向Ｙにおけるピッチとを異ならせてもよく、センサ領域の領域によって補助スペーサＡＤＳの配置密度を変えてもよい。すなわち補助スペーサＡＤＳの散在密度が不均一であってもよい。また、補助スペーサＡＤＳの平面形状は円形に限らず、楕円形や多角形であってもよい。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例３＞
図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す平面図である。図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示した構成例では、図３に示した構成例と比較して、補助スペーサＡＤＳが個別電極ＰＥを覆っているという点で異なっている。

図１１（Ａ）は、本構成例の押力センサＩＰＤを示す平面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大平面図である。図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示す補助スペーサＡＤＳは、個別領域ＰＡの個別電極ＰＥを覆っている。補助スペーサＡＤＳに覆われている個別電極ＰＥでは、押力がかかっても感圧層ＦＳＬとの間隔が変化しないので、押力量が検出できない。このような場合では、当該個別領域ＰＡに隣接し、補助スペーサＡＤＳと重畳していない個別領域ＰＡにて押力量を検出し、その結果から補助スペーサＡＤＳに重畳する個別領域ＰＡでの押力量を推定する。補助スペーサＡＤＳが重畳する個別領域ＰＡには、個別電極ＰＥや薄膜トランジスタ（トランジスタＴｒ）は設けない構成であってもよい。また、１つの走査線Ｇに対応して設けられる補助スペーサＡＤＳが重畳する個別領域ＰＡの数を、複数の走査線Ｇに亘って均一、或いは、走査線Ｇの容量に影響が出ない範囲の差異とすることも可能である。

なお図１１（Ａ）に示す押力センサＩＰＤでは、３×３個の個別領域ＰＡのうち１つに補助スペーサＡＤＳを設けているが、これに限定されない。補助スペーサＡＤＳの数は適宜変更可能である。また複数の個別領域ＰＡごとに、補助スペーサＡＤＳの数を変えてもよい。すなわち補助スペーサＡＤＳの散在密度が不均一であってもよい。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例４＞
図１２は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す平面図である。図１２に示した構成例では、図１１に示した構成例と比較して、補助スペーサＡＤＳが個別電極ＰＥより小さいという点で異なっている。

図１２は、本構成例の押力センサＩＰＤを示す平面図である。図１１に示す補助スペーサＡＤＳは、個別領域ＰＡの個別電極ＰＥと重畳するが、平面視で個別電極ＰＥより小さい。すなわち、個別電極ＰＥは、補助スペーサＡＤＳと一部が重畳し、別の一部が重畳していない。
図１２の補助スペーサＡＤＳは、個別電極ＰＥとは一部しか重畳しないので、押力を検知可能な領域を減らすことなく検知が可能である。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例５＞
図１３は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す平面図である。図１３に示した構成例では、図９に示した構成例と比較して、補助スペーサＡＤＳの散在密度が不均一であるという点で異なっている。

図１３に、本構成例の押力センサＩＰＤのセンサ領域ＳＡを示す。センサ領域ＳＡには第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置された複数の個別電極ＰＥが設けられている。第１方向Ｘに沿って２個の個別電極ＰＥ（個別領域ＰＡ）ごと、及び、第２方向Ｙに沿って２個の個別電極ＰＥごとに、補助スペーサＡＤＳＨが配置されている。また第１方向Ｘに沿って６個ごと、及び、第２方向Ｙに沿って４個ごとに補助スペーサＡＤＳＬが配置されている。ただし補助スペーサＡＤＳＬが配置される行において、隣り合う行の補助スペーサＡＤＳＬは互い違いに配置される。すなわち、１つの補助スペーサＡＤＳＬに一番近い補助スペーサＡＤＳＬは、４行３列離れた位置に配置される。

なお補助スペーサＡＤＳＨ及びＡＤＳＬは同じ材料である、図１３では、見やすくするために分けて記載しているが、補助スペーサＡＤＳＨ及びＡＤＳＬはいずれも補助スペーサＡＤＳと同等である。また本構成例において、スペーサＳＰＣの数は、領域によらず一定であるとする。

図１３に示すように、センサ領域ＳＡには、補助スペーサＡＤＳの散在密度が高い領域ＳＡＤ及び散在密度が低い領域ＳＡＳが形成される。具体的には、領域ＳＡＤには、４×４個の個別電極ＰＥ（個別領域ＰＡ）に、５個の補助スペーサＡＤＳが配置される。領域ＳＡＳには、４×４個の個別電極ＰＥ（個別領域ＰＡ）に、４個の補助スペーサＡＤＳが配置される。領域ＳＡＤの方が領域ＳＡＳよりも、単位面積当たりの補助スペーサＡＤＳの数が多い。

図１３に示すように、補助スペーサＡＤＳの散在密度が不均一であると、押力が小さい場合では、補助スペーサＡＤＳの散在密度が低い領域ＳＡＳの方が曲がりやすい。よって領域ＳＡＳは、小さい押力でも検知可能である。
一方、押力が大きくなると、散在密度が高い領域ＳＡＤでも曲がるため、領域ＳＡＤにおいても押力が検知される。
以上から、領域ＳＡＳは低押力用の領域、領域ＳＡＤは高押力用の領域であると言える。このように低押力用の領域と高押力用の領域を設けることにより、押力センサＩＰＤのダイナミックレンジが拡大する。

なお本構成例は、図９の構成例において補助スペーサの散在密度を変える例について述べたが、これに限定されない。本構成例は、実施形態１及びその構成例全てに適用可能である。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例６＞
図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す平面図である。図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示した構成例では、図９に示した構成例と比較して、スペーサの硬さにより補助スペーサの数を変えるという点で異なっている。なお本構成例において、スペーサＳＰＣ及び補助スペーサＡＤＳは平面視で同じ大きさであるとする。

図１４（Ａ）に、本構成例の押力センサＩＰＤのセンサ領域ＳＡを示す。センサ領域ＳＡには第１方向Ｘに沿って２個の個別電極ＰＥ（個別領域ＰＡ）ごと、及び、第２方向Ｙに沿って１個の個別電極ＰＥごとに、スペーサＳＰＣが配置されている。ただしスペーサＳＰＣが配置される行において、隣り合う行のスペーサＳＰＣは互い違いに配置される。すなわち、１つのスペーサＳＰＣに一番近いスペーサＳＰＣは、１行１列離れた位置に配置される。

図１４（Ａ）に示す補助スペーサＡＤＳは、スペーサＳＰＣより硬い材料で構成されている。補助スペーサＡＤＳがスペーサＳＰＣより硬いと、補助スペーサＡＤＳの数がスペーサＳＰＣより少ない数であっても、押力に耐えることができる。よって図１４（Ａ）に示す押力センサＩＰＤでは、補助スペーサの数を、スペーサＳＰＣの数より少なくすることができる。

補助スペーサＡＤＳがスペーサＳＰＣより硬い材料であると、上記のように補助スペーサＡＤＳの数を少なくすることができ、製造工程がより簡素化できる。また押力センサＩＰＤに透光性が求められる場合、補助スペーサＡＤＳの数が少ないと、光を透過する領域が増大する。よって押力センサＩＰＤ全体の透光性が高くなる。

補助スペーサＡＤＳは、第１方向Ｘに沿って４個の個別電極ＰＥ（個別領域ＰＡ）ごと、及び、第２方向Ｙに沿って２個の個別電極ＰＥごとに配置されている。ただし補助スペーサＡＤＳが配置される行において、隣り合う行の補助スペーサＡＤＳは互い違いに配置される。すなわち、１つの補助スペーサＡＤＳに一番近い補助スペーサＡＤＳは、２行２列離れた位置に配置される。上述のように隣り合うスペーサＳＰＣは、１行１列ごとに配置されているので、補助スペーサＡＤＳの数はスペーサＳＰＣより少ない。
上記を換言すると、単位面積当たりの補助スペーサＡＤＳの数がスペーサＳＰＣの数より少ない場合は、補助スペーサＡＤＳの硬さはスペーサＳＰＣより硬ければよい。さらに換言すると、単位面積当たりの補助スペーサＡＤＳの占有面積がスペーサＳＰＣの占有面積より小さい場合は、補助スペーサＡＤＳの硬さはスペーサＳＰＣより硬ければよい。
ただしスペーサＳＰＣの数及び補助スペーサＡＤＳの数は、上記に限定されるものでない。補助スペーサＡＤＳの数がスペーサＳＰＣの数より少なければ、適宜変更可能である。

なお先にスペーサＳＰＣと補助スペーサの大きさは同じであると述べたが、スペーサＳＰＣと補助スペーサを単位面積当たりの占有面積で比較した場合、スペーサＳＰＣと補助スペーサの大きさは異なっていてもよい。すなわち、補助スペーサＡＤＳがスペーサＳＰＣより硬い場合、スペーサＳＰＣと補助スペーサの大きさに拘わらず、単位面積当たりの補助スペーサＡＤＳの占有面積がスペーサＳＰＣの占有面積より小さければよい。

図１４（Ｂ）に、本構成例の押力センサＩＰＤのセンサ領域ＳＡを示す。図１４（Ｂ）に示すセンサ領域ＳＡにおいて、スペーサＳＰＣの数は図１４（Ａ）と同様である。

図１４（Ｂ）に示す補助スペーサＡＤＳは、スペーサＳＰＣより柔らかい材料で構成されている。補助スペーサＡＤＳがスペーサＳＰＣより柔らかい場合は、補助スペーサＡＤＳの数をスペーサＳＰＣより多くすることで押力に耐えることができる。よって図１４（Ｂ）に示す押力センサＩＰＤでは、補助スペーサの数がスペーサＳＰＣの数より多い。
補助スペーサＡＤＳがスペーサＳＰＣより柔らかい材料であると、補助スペーサＡＤＳがスペーサＳＰＣの機能を妨げることがない。すなわち補助スペーサＡＤＳが押力及びその変化量（押力量）の検知に影響を及ぼさない。

図１４（Ｂ）においては、補助スペーサＡＤＳは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って、各個別電極ＰＥごとに配置されている。上述のように隣り合うスペーサＳＰＣは、２行２列ごとに配置されているので、補助スペーサＡＤＳの数はスペーサＳＰＣより多い。

上記を換言すると、単位面積当たりの補助スペーサＡＤＳの数がスペーサＳＰＣの数より多い場合は、補助スペーサＡＤＳの硬さはスペーサＳＰＣより柔らかければよい。さらに換言すると、単位面積当たりの補助スペーサＡＤＳの占有面積がスペーサＳＰＣの占有面積より大きい場合は、補助スペーサＡＤＳの硬さはスペーサＳＰＣより柔らかければよい。
ただしスペーサＳＰＣの数及び補助スペーサＡＤＳの数は、上記に限定されるものでない。補助スペーサＡＤＳの数がスペーサＳＰＣの数より多ければ、適宜変更可能である。

また図１４（Ａ）と同様、スペーサＳＰＣと補助スペーサを単位面積当たりの占有面積で比較した場合、スペーサＳＰＣと補助スペーサの大きさは異なっていてもよい。すなわち、補助スペーサＡＤＳがスペーサＳＰＣより柔らかい場合、スペーサＳＰＣと補助スペーサの大きさに拘わらず、単位面積当たりの補助スペーサＡＤＳの占有面積がスペーサＳＰＣの占有面積より大きければよい。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜実施形態２＞
図１５は、本実施形態の押力センサＩＰＤを示す断面図である。本実施形態は、実施形態１に比較して、スペーサを絶縁層材料を用いて形成するという点で異なっている。

図１５に示す押力センサＩＰＤは、トランジスタＴｒ上に絶縁層ＩＬＩ、絶縁層ＩＬＩ上に絶縁層ＰＬＩが設けられている。信号線Ｓ及び個別電極ＰＥは、絶縁層ＰＬＩ上に設けられている。絶縁層ＩＬＩまでの構成、並びに、信号線Ｓ及び個別電極ＰＥは、図４と同等である。なお絶縁層ＩＬＩは必要がなければ設けなくてもよい。

図１５のスペーサＨＳＰＣは、絶縁層ＰＬＩと同じ材料で形成されている。スペーサＨＳＰＣは、感圧層ＦＳＬに接している。個別電極ＰＥは、スペーサＨＳＰＣを避けて形成されている。
本実施形態では、補助スペーサＨＡＤＳもスペーサＨＳＰＣ同様、絶縁層ＰＬＩと同じ材料で形成されている。補助スペーサＨＡＤＳは、絶縁層ＰＬＩの上面ＰＬＩｕ及び感圧層ＦＳＬに接している。
なお絶縁層ＰＬＩ及び感圧層ＦＳＬの間隔を距離ｄとすると、スペーサＨＳＰＣ及び補助スペーサＨＡＤＳの高さは距離ｄである。また絶縁層ＰＬＩの膜厚を距離ｔとする。

次いで補助スペーサＨＡＤＳ及びスペーサＨＳＰＣの形成方法について説明する。
まず第１基材ＢＡ１上にトランジスタＴｒの走査線Ｇ（ゲート電極）までを形成し、走査線Ｇ及び絶縁層ＧＩを覆って、絶縁層ＩＬＩを形成する。
次いで絶縁層ＩＬＩを覆って、距離（ｄ＋ｔ）の厚さで絶縁層ＰＬＩの材料層を成膜する。なお上述のように絶縁層ＩＬＩを設ける必要がない場合は、走査線Ｇ及び絶縁層ＧＩを覆って絶縁層ＰＬＩの材料層を距離（ｄ＋ｔ）の厚さで成膜する。

絶縁層ＰＬＩの材料層を成膜後、フォトリソグラフィにより当該材料層をエッチングし、スペーサＨＳＰＣ及び補助スペーサＨＡＤＳを形成する。このとき絶縁層ＰＬＩの膜厚が距離ｔとなるようにエッチングする。
次いで信号線Ｓ並びに貫通孔ＰＥＨを有する個別電極ＰＥを形成する。

ここで補助スペーサＨＡＤＳ及びスペーサＨＳＰＣの別の形成方法について以下に説明する。
絶縁層ＩＬＩを覆って絶縁層ＰＬＩの材料層を距離ｔの膜厚で成膜する。当該材料層を成膜後、当該材料層上に個別電極ＰＥ及び信号線Ｓを形成する。このとき個別電極ＰＥには貫通孔ＰＥＨが設けられ、貫通孔ＰＥＨはスペーサＨＳＰＣが形成される領域に重畳している。
その後再度絶縁層ＰＬＩの材料層を距離ｄの膜厚で成膜する。当該材料層をフォトリソグラフィによりエッチングし、距離ｄの高さを有するスペーサＨＳＰＣ及び補助スペーサＨＡＤＳを形成する。

なお図１５に示す補助スペーサＨＡＤＳの形状は、図１及び３と同様壁状である。また図１５に示す補助スペーサＨＡＤＳは、実施形態１と同様個別電極ＰＥに重畳しない。ただし補助スペーサＨＡＤＳの形状や配置、これらに限定されない。本実施形態の補助スペーサＨＡＤＳは、図９と同様、平面視でドット状に散在し、個別電極ＰＥを囲んでいてもよい。また本実施形態の補助スペーサＨＡＤＳは、図１０と同様、個別電極ＰＥと一部が重畳し、別の一部が重畳してもよい。また本実施形態の補助スペーサＨＡＤＳは、図１１と同様、個別電極ＰＥを覆っていてもよい。また本実施形態の補助スペーサＨＡＤＳは、図１２と同様、補助スペーサＡＤＳが個別電極ＰＥより小さくてもよい。さらに補助スペーサＨＡＤＳが個別電極ＰＥより小さい場合は、スペーサＨＳＰＣと同様、貫通孔を設けてもよい。また本実施形態の補助スペーサＨＡＤＳは、図１３と同様、補助スペーサＨＡＤＳの散在密度が不均一であってもよい。

上述のように、本実施形態の補助スペーサＨＡＤＳ及びスペーサＨＳＰＣは、実施形態１の補助スペーサＡＤＳ及びスペーサＳＰＣに援用可能である。よってそれらの説明は、実施形態１及びその構成例の補助スペーサＡＤＳ及びスペーサＳＰＣを、補助スペーサＨＡＤＳ及びスペーサＨＳＰＣに置き換えればよく、ここでは詳細を省略する。

本実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例１＞
図１６は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す断面図である。図１６に示した構成例では、図１５に示す構成例と比較して、補助スペーサＨＡＤＳが絶縁層材料ではなく、スペーサＨＳＰＣとは異なる材料で構成されるという点で異なっている。

図１６に示す押力センサＩＰＤは、スペーサＨＳＰＣ、すなわち絶縁層ＰＬＩとは異なる材料で構成される補助スペーサＨＡＤＳを有している。補助スペーサＨＡＤＳの材料としては、実施形態１の補助スペーサＡＤＳと同様、接着剤、例えば光学透明接着剤（ＯＣＡ）や、ＵＶ硬化型樹脂である光学透明樹脂（ＯＣＲ）を用いればよい。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例２＞
図１７は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す断面図である。図１７に示した構成例においては、図１５に示す構成例と比較して、補助スペーサが絶縁層材料、及び当該絶縁層材料を覆い、スペーサとは異なる材料で構成されるという点で異なっている。

図１７に示す押力センサＩＰＤにおいて、補助スペーサＨＡＤＳは、凸部ＨＡＤＳＣ、及び、凸部ＨＡＤＳＣを覆う凸部ＨＡＤＳＥを有している。凸部ＨＡＤＳＣは、絶縁層ＰＬＩと同じ材料で構成されている。凸部ＨＡＤＳＥは、スペーサＨＳＰＣ、すなわち絶縁層ＰＬＩとは異なる材料で構成されている。

図１７に示す補助スペーサＨＡＤＳの形成方法を述べる。まず凸部ＨＡＤＳＣをスペーサＨＳＰＣと同様に形成する。次いで凸部ＨＡＤＳＣを覆い、凸部ＨＡＤＳＥの前駆体をディスペンサ等で塗布する。次いで当該前駆体を硬化処理し、凸部ＨＡＤＳＥを形成する。以上のようにして、凸部ＨＡＤＳＣ及び凸部ＨＡＤＳＥを有する補助スペーサＨＡＤＳを形成すればよい。
凸部ＨＡＤＳＥの材料としては、実施形態１の補助スペーサＡＤＳと同様の材料を用いればよい。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜実施形態３＞
図１８（Ａ）は、本実施形態の押力センサＩＰＤを示す平面図である。図１６（Ｂ）は、図１８（Ａ）の１つの個別領域ＰＡを示す拡大平面図である。本実施形態は、実施形態１に比較して、スペーサ及び補助スペーサとしてスペーサビーズを硬化樹脂で被覆したもので構成するという点、及び、スペーサ及び補助スペーサの支持構造を有するという点で異なっている。

図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示す押力センサＩＰＤは、個別領域ＰＡ中に設けられ、個別電極ＰＥと重畳して配置されるスペーサＢＳＰＣを有している。なお図１８（Ａ）及び（Ｂ）及びその説明では、図３及び図９と重複する部分はその説明を援用し、詳細は省略する。
補助スペーサＢＡＤＳは、個別電極ＰＥと重畳しない領域に設けられている。なお本実施形態のスペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳは、両方とも設けてもよいし、いずれか一方のみ設けてもよい。図１８では、スペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳの両方を設けた場合について説明する。

図１９は、図１８（Ｂ）の線Ｂ－Ｂに沿った押力センサＩＰＤの断面図である。
図１９に示す押力センサＩＰＤにおいて、第１基板ＳＵＢ１は、トランジスタＴｒ、トランジスタＴｒ上に絶縁層ＩＬＩ、絶縁層ＩＬＩ上に絶縁層ＰＬＩを有している。絶縁層ＩＬＩまでの構成は、図４と同等である。なお絶縁層ＩＬＩは必要がなければ設けなくてもよい。

図１９に示す第２基板ＳＵＢ２は、図４と同様、第２基材ＢＡ２、共通電極ＣＥ、及び感圧層ＦＳＬを有している。
スペーサＢＳＰＣは、第１基板ＳＵＢ１の個別電極ＰＥ及び第２基板ＳＵＢ２の感圧層ＦＳＬとの間に設けられている。補助スペーサＢＡＤＳは、第１基板ＳＵＢ１の絶縁層ＰＬＩと第２基板ＳＵＢ２の感圧層ＦＳＬとの間に設けられている。

スペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳは、それぞれ、スペーサビーズＳＢＤ及び硬化樹脂ＴＳＲで構成される。スペーサビーズＳＢＤは、高抵抗、或いは、絶縁性で、かつ、硬質な材料、例えばシリカやア酸化アルミニウムで構成される球体である。
硬化樹脂ＴＳＲは、スペーサビーズＳＢＤを被覆しており、スペーサビーズＳＢＤの位置を固定する。硬化樹脂ＴＳＲは、例えば熱硬化樹脂、具体的にはエポキシ樹脂やアクリル樹脂等で構成される。

ここでスペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳの配置方法について述べる。
まずスペーサビーズＳＢＤ及びスペーサビーズＳＢＤを被覆した未硬化の硬化樹脂ＴＳＲを、第１基板ＳＵＢ１上に配置する。ここでスペーサＢＳＰＣとなるスペーサビーズＳＢＤ及び未硬化の硬化樹脂ＴＳＲは、個別電極ＰＥ上に配置される。補助スペーサＢＡＤＳとなるスペーサビーズＳＢＤ及び未硬化の硬化樹脂ＴＳＲは、絶縁層ＰＬＩ上に配置される。

次いで第２基板ＳＵＢ２を、第１基板ＳＵＢ１に対向して配置する。さらに硬化樹脂ＴＳＲを熱により硬化し、スペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳそれぞれの位置を固定する。
なおスペーサビーズＳＢＤ及び未硬化の硬化樹脂ＴＳＲを、第２基板ＳＵＢ２に設けてもよい。その場合は、第１基板ＳＵＢ１を第２基板ＳＵＢ２に対向して配置した後、未硬化の硬化樹脂ＴＳＲを硬化する。

スペーサビーズＳＢＤは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２の間隔を維持している。しかしながら、スペーサビーズＳＢＤだけでは、位置が移動する可能性がある。スペーサビーズＳＢＤが移動してしまうと、押力センサＩＰＤが正確な押力を検知できない。
しかしながら、スペーサビーズＳＢＤを覆った硬化樹脂ＴＳＲを硬化することにより、スペーサビーズＳＢＤを含むスペーサＳＰＣ全体の位置を固定することができる。これにより本実施形態の押力センサＩＰＤは、正確な押力を検知することができる。

またスペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳとして、硬化樹脂ＴＳＲのみを設けた場合では、押力がかかると硬化樹脂ＴＳＲが潰れてしまう。このような押力センサＩＰＤでは、正確な押力を検知できない。よって本実施形態のスペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳは、押力センサＩＰＤが正確な押力を検知できるという点で有用である。

さらに本実施形態の押力センサＩＰＤは、スペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳの支持構造を有している。
図１９に示すように、第１基板ＳＵＢ１の個別電極ＰＥは、スペーサＢＳＰＣと接する領域に凹部ＳＣＡＶが設けられている。凹部ＳＣＡＶは、例えば個別電極ＰＥを形成後、個別電極ＰＥの一部を除去することにより形成される。

また第１基板ＳＵＢ１の絶縁層ＰＬＩには、補助スペーサＢＡＤＳと接する領域に凹部ＡＣＡＶが設けられている。凹部ＡＣＡＶは、例えば絶縁層ＰＬＩを形成後、絶縁層ＰＬＩの一部を除去することにより形成される。あるいは絶縁層ＰＬＩを形成する際に、凹部ＡＣＡＶを有する絶縁層ＰＬＩを成膜してもよい。

本実施形態では、凹部ＳＣＡＶ及び凹部ＡＣＡＶを総じて、支持構造ＣＡＶと呼ぶ。ただし上述の通り、スペーサＢＳＰＣ及び補助スペーサＢＡＤＳのいずれか一方のみ設ける場合は、凹部ＳＣＡＶのみ又は凹部ＡＣＡＶのみを設けてもよい。凹部ＳＣＡＶのみを設ける場合は凹部ＳＣＡＶが支持構造ＣＡＶ、凹部ＡＣＡＶのみを設ける場合は凹部ＡＣＡＶが支持構造ＣＡＶとなる。

なお補助スペーサＢＡＤＳの形状や配置は、上記に限定されない。本実施形態の補助スペーサＢＡＤＳは、図１０と同様、個別電極ＰＥと一部が重畳し、別の一部が重畳してもよい。また本実施形態の補助スペーサＢＡＤＳは、図１１と同様、個別電極ＰＥを覆っていてもよい。また本実施形態の補助スペーサＢＡＤＳは、図１２と同様、補助スペーサＢＡＤＳが個別電極ＰＥより小さくてもよい。
上記のような場合、凹部ＡＣＡＶは、第１基板ＳＵＢ１の層構成のうち補助スペーサＢＡＤＳに接する領域に設けられる。

上述のように、本実施形態の補助スペーサＢＡＤＳ及びスペーサＢＳＰＣは、実施形態１の補助スペーサＡＤＳ及びスペーサＳＰＣに援用可能である。よってそれらの説明は、実施形態１及びその構成例の補助スペーサＡＤＳ及びスペーサＳＰＣを、本実施形態の補助スペーサＢＡＤＳ及びスペーサＢＳＰＣに置き換えればよく、ここでは詳細を省略する。

本実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例１＞
図２０は、本実施形態における押力センサの他の構成例を示す平面図である。図１８に示した構成例では、図１８に示した構成例と比較して、スペーサの散在密度が不均一という点で異なっている。

図２０に示す押力センサＩＰＤでは、第２方向Ｙに沿って、個別電極ＰＥ（個別領域ＰＡ）全てにスペーサＢＳＰＣが設けられている列と、個別電極ＰＥ（個別領域ＰＡ）１個おきにスペーサＢＳＰＣが設けられる列が、交互に配置されている。

図２１（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図２０の線Ｃ－Ｃ及び線Ｄ－Ｄに沿った押力センサＩＰＤの断面図である。ただし図２１（Ａ）及び（Ｂ）において、図面を見やすくするために、個別電極ＰＥ及び絶縁層ＰＬＩのみ示している。
図２１（Ａ）では、全ての個別電極ＰＥに凹部ＳＣＡＶが設けられる。図２１（Ｂ）では、個別電極ＰＥ１個おきに凹部ＳＣＡＶが設けられる。図２１（Ａ）及び（Ｂ）いずれにおいても、スペーサＢＳＰＣは凹部ＳＣＡＶに嵌合して配置される。

図２１においても、図１３と同様、スペーサＢＳＰＣの散在密度が不均一である。これにより低押力用の領域と高押力用の領域が形成される。そのため押力センサＩＰＤのダイナミックレンジが拡大する。

本構成例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＡＣＡＶ…凹部、ＡＤＳ…補助スペーサ、ＡＤＳＨ…補助スペーサ、ＡＤＳＬ…補助スペーサ、ＢＡ１…第１基材、ＢＡ２…第２基材、ＢＡＤＳ…補助スペーサ、ＢＳＰＣ…スペーサ、ＣＡＶ…支持構造、ＦＲ…額縁領域、ＦＲＳ…額縁スペーサ、ＦＳＬ…感圧層、ＨＡＤＳ…補助スペーサ、ＨＳＰＣ…スペーサ、ＩＰＤ…押力センサ、ＰＡ…個別領域、ＰＥ…個別電極、ＰＥＨ…貫通孔、ＰＬＩ…絶縁層、ＰＬＩｕ…上面、ＰＲＣ…前駆体、ＳＡ…センサ領域、ＳＡＤ…領域、ＳＡＳ…領域、ＳＢＤ…スペーサビーズ、ＳＣＡＶ…凹部、ＳＰＣ…スペーサ、ＳＳＰＣ…スペーサ、ＳＵＢ１…第１基板、ＳＵＢ２…第２基板、ＴＳＲ…硬化樹脂。

Claims (10)

1. 第１基材と、
   前記第１基材上に設けられたトランジスタと、
   前記トランジスタ上に設けられた絶縁層と、
   第１基材上に設けられたセンサ領域と、
   前記センサ領域に、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向にマトリクス状に配置された、複数の個別電極と、
   前記複数の個別電極に対向する共通電極と、
   前記複数の個別電極と前記共通電極との間に配置され、前記複数の個別電極と重畳する複数の第１スペーサと、
   前記センサ領域に設けられた複数の第２スペーサと、
   を備え、
   前記複数の個別電極は、それぞれ前記絶縁層を介して、前記トランジスタに電気的に接続され、
   前記複数の第１スペーサの材料は、前記絶縁層と同じ材料である、押力センサ。
2. 前記複数の個別電極及び前記共通電極との間に配置された感圧層とを、さらに備える請求項１に記載の押力センサ。
3. 前記第２スペーサは、前記個別電極に重畳しない、請求項１又は２に記載の押力センサ。
4. 前記第２スペーサは、前記第１方向に延伸する壁状である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の押力センサ。
5. 前記第２スペーサは、前記個別電極を囲んで設けられる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の押力センサ。
6. 前記第２スペーサの一部は、前記個別電極の一部と重畳する、請求項１又は２に記載の押力センサ。
7. 前記個別電極と重畳する第２スペーサは、前記個別電極を覆う、請求項１又は２に記載の押力センサ。
8. 前記複数の第２スペーサは、前記センサ領域内での散在密度が不均一である、請求項１又は２に記載の押力センサ。
9. センサ領域と、
   前記センサ領域に、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向にマトリクス状に配置された、複数の個別電極と、
   前記複数の個別電極に対向する共通電極と、
   前記複数の個別電極と前記共通電極との間に配置され、前記複数の個別電極と重畳する複数の第１スペーサと、
   を備え、
   前記複数の第１スペーサはそれぞれ、スペーサビーズ及び前記スペーサビーズを被覆する硬化樹脂を有し、
   前記第１スペーサと重畳する前記個別電極は、凹部を有し、
   前記第１スペーサの前記凹部は、前記個別電極に接する、押力センサ。
10. 前記複数の個別電極及び前記共通電極との間に配置された感圧層とを、さらに備える請求項９に記載の押力センサ。
    
    

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