KR102286341B1 - 압력 센서 - Google Patents

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Abstract

[과제] 서로 간극(間隙)을 두고 배치된 복수의 전극을 가지는 압력 센서에 있어서, 정확하게 측정 가능한 압력 측정 범위를 넓게 한다. [해결 수단] 압력 센서(1)는, 공통 전극(9)과, 복수의 증감 전극(31)과, 복수의 산형 감압층(33)과, 복수의 박막 트랜지스터(30)를 갖추고 있다. 공통 전극(9)은, 일면(一面)에 퍼져 형성되어 있다. 복수의 증감 전극(31)은, 공통 전극(9)에 대향해 매트릭스 상(狀)으로 설치되어 있다. 복수의 산형 감압층(33)은, 복수의 증감 전극(31)의 공통 전극(9)측 상(上)에 각각 형성되어 있다. 증감 전극(31)은, 압압력(押壓力)이 공통 전극(9)으로부터 산형 감압층(33) 및 증감 전극(31)을 향해 작용 함으로써, 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)이 접촉하는 접촉면이 산형 감압층(33)의 평면시(平面視) 중심부로부터 외측으로 퍼져 갈 때, 접촉면의 외연(外緣)과의 거리가 서서히 짧아진다.

Description

압력 센서
본 발명은, 압력 센서에 관한 것으로, 특히 감압층과 전극으로서 다수의 박막 트랜지스터를 가지는 압력 센서에 관한 것이다.
압력 센서로서, 감압수지(減壓樹脂)에 다수의 박막 트랜지스터를 조합한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).
감압수지는, 도전성 입자를 실리콘 고무 등의 절연 수지 내에 분산시킨 것이다. 감압수지에서는, 압력이 가해지면, 절연 수지 내에서 도전성 입자끼리 접촉 함으로써 저항값이 저하한다. 이에 따라, 감압수지에 가해진 압력을 검지(檢知)할 수 있다.
다수의 박막 트랜지스터는, 매트릭스 상(狀)으로 배치되어, 전극으로서 기능한다. 이에 따라, 압력 검출의 고속화, 고해상도화, 저소비 전력화가 가능해진다.
특허문헌 1: 일본 특개 2016-4940호 공보
감압층과 복수의 전극이 소정의 간극(間隙)을 두고 대향 배치된 압력 센서도 알려져 있다.
일반적으로, 감압층의 접촉 면적의 변화를 이용한 압력 센서는, 감압층의 압력 측정 범위가 좁다고 하는 문제를 가지고 있다. 구체적으로는, 압력-전기 저항 특성에서는, 압력이 낮은 범위에서는 전기 저항의 변화 비율은 크지만, 압력이 높은 범위에서는 전기 저항의 변화 비율이 작다. 그 이유는, 압력이 높아져도, 도중에 감압층과 전극과의 접촉 면적은 커지지 않고, 즉 접촉 저항이 압력에 추종(追從)하지 않기 때문이다. 이 결과, 압력이 높은 범위에서는, 감도(感度)가 부족해 압력을 정확하게 측정할 수 없다.
본 발명의 목적은, 서로 간극(間隙)을 두고 배치된 복수의 전극을 가지는 압력 센서에 있어서, 정확하게 측정 가능한 압력 측정 범위를 넓히는 것에 있다.
이하에, 과제를 해결하기 위한 수단으로서 복수의 양태를 설명한다. 이들 양태는, 필요에 따라 임의로 조합할 수 있다.
본 발명의 일 견지(見地)에 따른 압력 센서는, 공통 전극과, 복수의 증감 전극과, 복수의 산(山)형 감압층과, 복수의 박막 트랜지스터를 갖추고 있다.
공통 전극은, 일면(一面)에 퍼져 형성되어 있다.
복수의 증감(增感) 전극은, 공통 전극에 대향(對向)해 매트릭스 상(狀)으로 설치되어 있다.
복수의 산(山)형 감압층은, 복수의 증감 전극의 공통 전극측 상(上)에 각각 형성되어 있다.
복수의 박막 트랜지스터는, 복수의 증감 전극에 대응해 복수의 증감 전극의 공통 전극과 반대측에 설치되고, 1 또는 인접한 2 이상이 1개의 증감 전극에 접속된다.
증감 전극은, 압압력(押壓力)이 공통 전극에 대해 산형 감압층 및 증감 전극을 향해 작용 함으로써, 공통 전극과 산형 감압층이 접촉하는 접촉면이 산형 감압층의 평면시(平面視) 중심부로부터 외측(外側)으로 퍼져 갈 때, 접촉면의 외연(外緣)과의 거리가 서서히 짧아진다.
덧붙여, 「산(山)형」이란, 정부(頂部)(또는 중심부)와 주연부(周緣部)를 가지고, 돔 형상, 추체(錐體) 형상, 추대(錐臺) 형상을 포함한다. 산형의 평면 형상은, 원(円), 사각, 그 외의 형상을 포함한다.
또한, 「외측」이란, 평면시에서 산형 감압층의 중심부로부터 멀어지는 측을 의미한다.
이 압력 센서에서는, 산형 감압층을 이용하고 있으므로, 압력이 작용하면 공통 전극과 산형 감압층과의 접촉 면적이 서서히 커진다. 따라서, 압력의 측정 범위가 넓어진다.
게다가, 고압력이 작용하면, 공통 전극과 산형 감압층이 접촉하는 접촉면의 외연이, 저압력이 작용한 경우에 비해 외측에 있는 상태가 되고, 이 상태에서는, 증감 전극과 접촉면의 외연과의 거리가 짧아지므로, 공통 전극과 증감 전극과의 사이에 짧은 도전 패스가 확보된다. 따라서, 접촉 면적 변화가 작아지는 고압력 범위에서도, 감도가 높고 압력을 정확하게 측정할 수 있다. 즉, 압력 센서에 있어서, 정확하게 측정 가능한 압력 측정 범위를 넓게 확보할 수 있다.
게다가, 산형 감압층의 정점 부분의 면적이 작아지므로, 저압력 범위도 정확하게 측정할 수 있다.
증감 전극은, 산형 감압층의 지름에 대해 30% 이상의 길이의 지름을 가져도 무방하다. 이 경우, 전술의 효과를 확실히 얻을 수 있다.
덧붙여, 증감 전극의 평면 형상은 원(円) 및 다른 형상을 포함하고 있으므로, 여기서의 「지름」이란, 평면시 중심으로부터 각방향의 구석까지의 길이를 의미한다.
증감 전극은, 산형 감압층의 지름에 대해 50% 이상의 길이의 지름을 가져도 무방하다. 이 경우, 전술의 효과를 보다 확실히 얻을 수 있다.
증감 전극은, 공통 전극과 산형 감압층이 최대 면적으로 접촉 가능한 접촉면의 외연(外緣) 근방(近傍)까지 연장(延長)되는 지름을 가져도 무방하다. 이 경우, 전술의 효과를 보다 확실히 얻을 수 있다.
증감 전극은, 산형 감압층에 완전히 덮여 있어도 무방하다.
이 압력 센서에서는, 증감 전극이 산형 감압층으로부터 노출되는 것이 없기 때문에, 공통 전극과 증감 전극이 접촉할 가능성이 적어진다.
압력 센서는, 공통 전극의 복수의 증감 전극과 반대측에 설치된 절연 기재(基材)를 더 갖추어도 무방하다.
절연 기재 및 공통 전극은 신축성(伸縮性)을 가져도 무방하다.
이 압력 센서에서는, 절연 기재 및 공통 전극은 신축성을 가지므로, 압력이 작용했을 때 공통 전극이 산형 감압층의 외주측에 접촉하기 쉽다. 따라서, 압력의 분해능이 향상된다. 게다가, 신축성을 가지는 절연 기재 및 공통 전극은 압력을 완화했을 때에 원래의 형상으로 되돌아오므로, 반복해서 정확한 측정이 가능하다.
본 발명에 따른 압력 센서에서는, 정확하게 측정 가능한 압력 측정 범위가 넓어진다.
[도 1] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 압력 센서의 개략 단면도.
[도 2] 압력 센서의 부분 개략 단면도.
[도 3] 압력 센서의 하측 전극 부재의 개략 평면도.
[도 4] 증감 전극과 감압층의 모식적 평면도.
[도 5] 압력 센서의 등가 회로도.
[도 6] 압력이 작용한 상태에서의 압력 센서의 개략 단면도.
[도 7] 압력이 작용한 상태에서의 압력 센서의 개략 단면도.
[도 8] 압력이 작용한 상태에서의 압력 센서의 개략 단면도.
[도 9] 압력 센서의 압력과 전기 저항 변화율과의 관계를 나타낸 그래프.
[도 10] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 11] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 12] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 13] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 14] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 15] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 16] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 17] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 18] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 19] 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도.
[도 20] 감압층 및 증감 전극의 평면 레이아웃의 변형예를 나타낸 모식적 평면도.
[도 21] 감압층 및 증감 전극의 평면 레이아웃의 변형예를 나타낸 모식적 평면도.
[도 22] 감압층 및 증감 전극의 평면 형상의 변형예를 나타낸 모식적 평면도.
[도 23] 감압층 및 증감 전극의 입체 형상의 변형예를 나타낸 모식적 단면도.
[도 24] 감압층 및 증감 전극의 입체 형상의 변형예를 나타낸 모식적 측면도.
[도 25] 감압층 및 증감 전극의 입체 형상의 변형예를 나타낸 모식적 측면도.
[도 26] 감압층 및 증감 전극의 입체 형상의 변형예를 나타낸 모식적 측면도.
[도 27] 감압층 및 증감 전극의 입체 형상의 변형예를 나타낸 모식적 측면도.
[도 28] 감압층 및 증감 전극의 입체 형상의 변형예를 나타낸 모식적 측면도.
[도 29] 증감 전극과 감압층의 모식적 평면도.
[도 30] 증감 전극과 감압층의 모식적 평면도.
[도 31] 증감 전극과 감압층의 모식적 평면도.
[도 32] 압력 센서의 부분 개략 단면도.
[도 33] 압력 센서의 부분 개략 단면도.
[도 34] 압력 센서의 부분 개략 단면도.
1. 제1 실시 형태
(1) 압력 센서의 기본 구성
도 1~도 5를 이용하여, 제1 실시 형태에 따른 압력 센서(1)를 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 압력 센서의 개략 단면도이다. 도 2는, 압력 센서의 부분 개략 단면도이다. 도 3은, 압력 센서의 하측 전극 부재의 개략 평면도이다. 도 4는, 증감 전극과 감압층의 모식적 평면도이다. 도 5는, 압력 센서의 등가 회로도이다.
압력 센서(1)는, 압압력(押壓力)이 작용하면 압압 위치와 압압력을 검출하는 장치이다. 압력 센서(1)는, 예를 들면, 스마트 폰, 태블릿 PC, 노트 PC의 터치 패널에 채용된다.
압력 센서(1)는, 상측 전극 부재(3)를 가지고 있다. 상측 전극 부재(3)는, 압압력이 작용하는 평면상(平面狀)의 부재이다. 상측 전극 부재(3)는, 절연 필름(7)과, 그 하면(下面)에 전면적(全面的)으로 즉 일면(一面)에 퍼지거나 또는 패터닝 되어 형성된 공통 전극(9)을 가지고 있다.
압력 센서(1)는, 하측 전극 부재(5)를 가지고 있다. 하측 전극 부재(5)는, 상측 전극 부재(3)의 하방(下方)에 배치된 평면상의 부재이다. 하측 전극 부재(5)는, 예를 들면 구형(球形)의 절연 필름(15)과, 그 상면(上面)에 형성된 복수의 증감 전극(31)을 가지고 있다. 증감 전극은, 개별 전극 또는 화소 전극이라고도 한다.
하측 전극 부재(5)는, 복수의 산형 감압층(33)을 가지고 있다. 복수의 산형 감압층(33)은, 복수의 증감 전극(31)의 공통 전극(9)측 위에 각각 형성되어 있다. 개략적으로 설명하면, 도 2 및 도 4에 도시한 것처럼, 산형 감압층(33)은 증감 전극(31) 전체를 덮고 있고, 외경도 약간 크다. 따라서, 평면시(平面視)에서는 증감 전극(31)은 산형 감압층(33)에 의해 숨겨져 있다.
덧붙여, 「산(山)형」이란, 정부(頂部) (또는 중심부)와 주연부(周緣部)를 가지고, 돔 형상, 추체(錐體) 형상, 추대(錐臺) 형상을 포함한다. 산형의 평면 형상은, 환(丸), 사각, 그 외의 형상을 포함한다.
산형이므로, 압력에 따라 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)의 접촉 면적이 증가한다. 또한, 외주(外周)로 갈수록 산형 감압층(33)의 두께가 작아지고, 저항값이 내려 간다. 바꿔 말하면, 저압력 시는, 산형 감압층(33)의 정점(반경 방향 중심)만이 공통 전극(9)에 접촉되어 있어 접촉 면적이 작다. 고압력 시는, 산형 감압층(33)의 산형의 중턱(반경 방향 중간부) 또는 기슭(외주부)까지 공통 전극(9)이 접촉되어 있어 접촉 면적이 크다.
일례로서, 산형 감압층(33)의 높이(H)는, 넓은 범위에서는 5~100 ㎛이며, 좁은 범위에서는 10~30 ㎛이다. 산형 감압층(33)의 지름(L)은, 넓은 범위에서는 0.1~1.0 mm이며, 좁은 범위에서는 0.3~0.6 mm이다.
덧붙여, 증감 전극(31)의 외경이 산형 감압층(33)의 외경 보다 조금 짧은 위치까지 늘어나 형성되므로, 이하의 효과를 얻을 수 있다. 저압력 시는, 산형 감압층(33)의 도전 패스(산형 감압층(33)을 통과하는 공통 전극(9)과 증감 전극(31)과의 최단 거리)가 길어서 저항값이 높다. 고압력 시는, 산형 감압층(33)의 도전 패스가 짧아서 저항값이 낮다. 덧붙여, 이 실시 형태에서는, 증감 전극(31)과 산형 감압층(33)의 평면 형상이 모두 원(円)이므로, 도전 패스가 짧은 부분은 중심에서 외주측으로 평면시 원형으로 퍼져 간다. 즉, 증감 전극(31)은 원주 방향의 각 부분이, 중심부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 증감부로 되어 있다.
상측 전극 부재(3)와 하측 전극 부재(5)는, 도 2에 도시한 것처럼, 주연부에서 액자 스페이서(13)에 의해 서로 접착되어 있다. 액자 스페이서(13)는 액자상(額緣狀)으로 형성되고, 예를 들면, 점착제, 양면 테이프로 이루어진다.
도 3에 도시한 것처럼, 복수의 증감 전극(31) 및 산형 감압층(33)은, 평면에 깔린 매트릭스 상으로 배치되어 있다. 매트릭스 상이란, 행렬 상(狀)으로 이차원 배열되어 있는 상태를 말한다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 액자 스페이서(13)에 의해, 초기 상태에서도 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)과의 사이에는, 간극(間隙)이 확보된다. 이에 따라, 압력 제로를 확실히 측정할 수 있다. 게다가, 초기의 저항값 변화도, 접촉 면적 제로로부터의 스타트가 되므로 확실히 측정할 수 있다. 다만, 초기 상태에서 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)이 접촉해 있어도 무방하다.
공통 전극(9)의 영역이 산형 감압층(33)을 향해 압하(押下)되면, 공통 전극(9)과 압하 영역에 위치하고 있는 증감 전극(31)이 전기적으로 도통(道通)한다. 압하는 예를 들면, 손가락, 스타일러스 펜, 막대, 손바닥, 발바닥으로 실시하면 무방하다. 전극 피치는 예를 들면 0.3~0.7 mm이다.
하측 전극 부재(5)는, 복수의 박막 트랜지스터(30)(이하, 「TFT(30)」라고 한다)를 가지고 있다. 각 TFT(30)는, 증감 전극(31)의 각각에 대응해서 설치되어, 전류값 검출용의 전극으로서 기능한다.
(2) TFT 및 증감 전극의 관계
TFT(30)는, 도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 소스 전극(17)과, 드레인 전극(19)과, 게이트 전극(21)을 가지고 있다. TFT(30)는, 톱 게이트 형(型)이다. 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 구성하는 재료는, 특별히 한정되지 않는다. 또한, TFT는 바텀 게이트 형이어도 무방하다.
소스 전극(17)과 드레인 전극(19)은, 절연 필름(15)의 상면(上面)에 형성되어 있다. TFT(30)는, 소스 전극(17) 및 드레인 전극(19) 간에 형성된 유기 반도체(23)를 가지고 있다. 이러한 반도체 층을 구성하는 재료로서는, 공지의 재료, 예를 들면, 실리콘, 산화물 반도체, 유기 반도체를 이용할 수 있다.
TFT(30)는, 소스 전극(17), 드레인 전극(19) 및 유기 반도체(23)를 덮도록 형성된 제1 절연막(25)을 가지고 있다.
드레인 전극(19)은, 후술한 것처럼, 증감 전극(31)에 접속되어 있다. 게이트 전극(21)은, 제1 절연막(25)의 상면(上面)에 있어서 유기 반도체(23)의 상방(上方)에 형성되어 있다.
TFT(30)는, 제1 절연막(25)의 상면에 형성되어 게이트 전극(21)을 덮는 제2 절연막(27)을 가지고 있다.
복수의 증감 전극(31)은, 제2 절연막(27)의 상면에 형성되어 있다. 증감 전극은, 제1 절연막(25) 및 제2 절연막(27)을 관통하는 관통 홀(hole)에 형성된 도전부(導電部)(29)를 통해, TFT(30)에 접속되어 있다.
도 5를 이용하여, 압력 센서(1)의 동작 원리를 설명한다. 게이트 전압을 입력한 TFT(30)의 드레인 전극(19)에 전압을 인가하면, 산형 감압층(33)의 저항에 대응하는 드레인 전류가 흐른다. 그리고, 산형 감압층(33)에 가해지는 압력이 높아지면 저항이 내려가므로, 드레인 전류의 증가가 검출된다. 압력 센서(1) 상(上)의 TFT(30)를 스위프(掃引) 하여 게이트 전압을 가해 드레인 전류를 측정 함으로써, 시트 표면의 압력 분포를 관측할 수 있다.
압력 센서(1)는, 회로부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 회로부는, 드레인 전극(19), 소스 전극(17) 및 공통 전극(9)을 제어하는 것으로, 예를 들면, 공통 전극(9), 소스 전극(17)에 소정 전압을 인가하는 전원 전압과, 소스-드레인 간의 전류값에 따른 신호를 발생해 외부의 신호 처리 장치로 출력하는 전류 검출 회로를 가지고 있다. 외부의 신호 처리 장치는, 회로부에서 보내 온 신호에 근거하여, 압압 위치 및 압압력을 검출한다.
(3) 압압 동작 및 압력 측정 동작
도 6~도 9를 이용하여, 압압 동작 및 압력 측정 동작을 설명한다. 도 6~도 8은, 압력이 작용한 상태에서의 압력 센서의 개략 단면도이다. 도 9는, 압력 센서의 압력과 전기 저항 변화율과의 관계를 나타낸 그래프이다.
압력이 가해지면, 산형 감압층(33)의 저항이 저하한다. 전압 전원에 의해 일정한 전압을 가했을 때의 소스-드레인 간의 전위차는, 드레인 전극(19)과 직렬로 접속된 산형 감압층(33)의 저항값에 의존한다. 그 결과, 소스-드레인 간의 전위차가 커지고, 흐르는 전류량이 증가한다. 따라서 산형 감압층(33)에 부여하는 압압력과 전류량을 미리 취득해 두면, 신호 처리 장치(도시하지 않음)는, 전류량에 따른 신호의 변화를 독취 함으로써, 압력 센서(1)에 인가되는 압력량(압압력)을 검지할 수 있다.
도 6에서는, 상측 전극 부재(3)에 작은 힘(力)(F1)이 작용하고, 따라서 공통 전극(9)은 산형 감압층(33)의 중심부 또는 정점에만 접촉한다.
도 7에서는, 상측 전극 부재(3)에 중(中) 정도의 힘(F2)이 작용하고, 따라서 공통 전극(9)은, 산형 감압층(33)의 중심부로부터 더 외주측의 부분에도 접촉한다. 즉, 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)의 접촉면이 넓어진다.
도 8에서는, 상측 전극 부재(3)에 큰 힘(F3)이 작용하고, 따라서 공통 전극(9)은, 산형 감압층(33)의 한층 더 외주측의 부분까지 접촉한다. 즉, 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)의 접촉면이 한층 더 넓어진다.
절연 필름(7)과 공통 전극(9)은, 신축성을 가지는 것이 바람직하다. 그에 따라, 압력이 작용했을 때 공통 전극(9)의 산형 감압층(33)에 대한 추종성이 향상된다. 바꿔 말하면, 고압력의 경우에 공통 전극(9)이 산형 감압층(33)의 외주측(산형 감압층(33)의 얇은 부분)에까지 밀착되기 쉽다. 이 결과, 산형 감압층(33)의 접촉 저항의 차가 커지고, 즉 측정 범위가 커진다.
또한, 절연 필름(7)과 공통 전극(9)이 신축성을 가지므로, 압력이 없어졌을 때에 절연 필름(7)과 공통 전극(9)이 복원하는 성능이 향상된다. 이 결과, 반복 측정의 재현성이 향상된다.
일반적으로, 절연 필름(7) 및 공통 전극(9)에 압력이 가해지면 대면적의 굴곡이 발생하지만, 복수의 소면적의 감압층 및 전극에 집중해서 하중이 작용하게 되어, 그 경우에 절연 필름(7)과 공통 전극(9)에 크랙이나 변형이 발생한다고 하는 우려가 있었다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 절연 필름(7)과 공통 전극(9)이 신축성을 가지므로, 산형 감압층(33)에 공통 전극(9)에 크랙이나 변형이 생기기 어렵다. 이 결과, 압력 센서(1)의 신뢰성이 향상된다.
덧붙여, 상기와 같이 부드럽고 얇은 기재를 상부에 가져 온 경우에는, 상부 전극(9)이 산형 감압층(33) 산(山)의 기슭까지 완전히 접촉한 경우에 그 이상 접촉 면적은 변화하지 않게 되므로 압력 측정 범위는 좁아지지만, 접촉 면적의 차가 크기 때문에 압력의 분해능이 커진다. 덧붙여, 기재의 두께나 단단함은, 측정하려는 범위에 따라 적절히 선택된다.
도 9를 이용하여, 본 실시 형태, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3에 대해, 압력에 대한 저항의 변화율을 설명한다. 도 9는, 압력 센서의 압력과 전기 저항 변화율과의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 실시 형태에서는, 저압력의 영역에서, 높은 변화율을 얻을 수 있고 즉 고감도이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 고압력의 영역에서, 소정의 저항의 변화율을 얻을 수 있고 즉 압력을 측정 가능하다. 이하, 그 이유를 설명한다.
증감 전극(31)은, 공통 전극(9)에 대해 산형 감압층(33)을 향해 압압력이 작용 함으로써 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)이 접촉하는 접촉면이 산형 감압층의 평면시 중심부로부터 외측으로 퍼져 갈 때, 접촉면의 외연과의 거리가 서서히 짧아지는 형상을 가지고 있다. 이는, 도 6의 거리 H1, 도 7의 거리 H2, 도 8의 거리 H3이 서서히 짧아지고 있으므로 분명하다.
거리 H1은 예를 들면 25 ㎛이며, H3은 예를 들면 10 ㎛이다. 이와 같이 도 8의 상태에서는 도 6 및 도 7의 상태에 비해, 저항값이 작아지고, 따라서 전류값이 커진다.
또한, 증감 전극(31)이 산형 감압층(33)의 평면시 중심부로부터 외측으로 퍼지고 있으므로, 압력 센서의 감도가 전체적으로 향상된다.
이상의 구성에 의해, 고압력이 작용하면, 예를 들면 도 8에 도시한 것처럼, 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)이 접촉하는 접촉면의 외연(外緣)이, 저압력이 작용한 경우(예를 들면, 도 7)에 비해 외측에 있는 상태가 된다. 이 상태에서는, 증감 전극(31)과 접촉면의 외연과의 거리가 짧아지므로, 공통 전극(9)과 증감 전극(31) 사이에서 짧은 도전 패스가 확보된다. 따라서, 압력이 높은 범위에서도, 감도가 부족하지 않으며, 압력을 정확하게 측정할 수 있다. 즉 압력 센서(1)에서, 정확하게 측정 가능한 압력 측정 범위를 넓게 확보할 수 있다.
비교예 1에서는, 기본적인 구성은 본 실시 형태와 같고, 산형 감압층이 설치되어 있다. 그러나, 개별적으로 설치된 전극이, 본 실시 형태의 증감 전극으로서의 조건 「증감 전극은, 압압력이 작용 함으로써 공통 전극과 산형 감압층이 접촉하는 접촉면이 산형 감압층 중심부로부터 외측으로 퍼질 때, 접촉면의 외연과의 거리가 서서히 짧아진다」를 만족하지 않았다. 예를 들면, 개별 전극의 지름이 산형 감압층의 지름의 20% 또는 그 이하이며, 개별 전극은, 압압력이 작용 함으로써 공통 전극과 산형 감압층이 접촉하는 접촉면이 산형 감압층의 평면시 중심부로부터 외측으로 퍼질 때, 접촉면의 외연과의 거리가 서서히 길어지는 형상을 가지는 경우이다. 따라서, 비교예 1에서는, 감도는 전체적으로 높아지지만, 고압력이 작용하고 있을 때, 저항의 변화율이 0%에 가까워져, 즉 압력을 측정할 수 없다.
또한, 비교예 1에서는 증감 작용이 없으므로, 저항값이 본 실시 형태에 비해 커지는 문제가 있다.
비교예 2에서는, 기본적인 구성은 본 실시 형태와 같고, 개별 전극은 감압층의 외주 부분까지 퍼지고 있지만, 감압층은 평탄한 상면을 가진다. 따라서, 감도는 전체적으로 낮아진다. 또한, 고압력이 작용할 때, 저항의 변화율이 0%에 가까워져, 즉 압력을 측정할 수 없다.
비교예 3에서는, 액티브 매트릭스 방식이 아니라, 공통 전극에 대향해서 베타 전극이 설치되어 있다. 또한, 고압력이 작용하고 있을 때, 저항의 변화율이 0%에 가까워져, 즉 압력을 측정할 수 없다.
본 실시 형태에서는, 증감 전극(31)은, 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)이 최대 면적으로 접촉 가능한 접촉면의 외연 근방까지 연장되는 지름을 가지고 있다. 이 경우, 전술의 효과를 최대한 얻을 수 있다. 상기의 접촉면의 외연(外緣)의 외측(外側)에서는, 그 이상 압력이 높아져도, 산형 감압층(33)에 대해 공통 전극(9)은 접촉하지 않는다. 따라서, 증감 전극(31)도 그 이상 외측으로 연장해도 효과가 적다.
다만, 증감 전극(31)은, 산형 감압층(33)의 지름에 대해 30% 이상, 50% 이상의 길이의 지름을 가지면 충분하다.
덧붙여, 증감 전극의 평면 형상은 원형 및 다른 형상을 포함하고 있으므로, 여기서의 「지름(徑)」이란, 평면시 중심으로부터 각 방향의 끝(端)을 의미한다.
증감 전극(31)은, 산형 감압층(33)의 지름 보다 짧은 지름을 가진다. 이에 따라 증감 전극(31)이 산형 감압층(33)으로부터 노출하는 것이 없기 때문에, 공통 전극(9)과 증감 전극(31)이 접촉할 가능성이 줄어 든다. 실제로는, 증감 전극(31)은, 제조 오차를 고려해 산형 감압층(33)의 지름의 98% 이하, 또는 94% 이하의 지름을 가지도록 설정된다. 다만, 증감 전극(31)이 산형 감압층(33)으로부터 노출해 있었다고 해도 공통 전극(9)과 접촉하는 것이 없으면 실용 상은 문제가 없다.
(4) 재료
절연 필름(7), 절연 필름(15)으로서는, 폴리카보네이트(polycarbonate) 계(系), 폴리아미드(polyamide) 계, 혹은 폴리에테르케톤 계 등의 엔지니어링 플라스틱, 또는 아크릴 계, 폴리에틸렌 테레프탈레이드(Polybutylene terephthalate) 계, 혹은 폴리부틸렌 테레프탈레이드(Polybutylene terephthalate) 계 등의 수지 필름을 이용할 수 있다.
절연 필름(7)에 신축성을 요구하는 경우에는, 예를 들면 우레탄 필름, 실리콘, 고무이다. 절연 필름(7) 및 절연 필름(15)은, 전극을 인쇄해 건조 하므로, 내열성을 가진 재료가 바람직하다.
공통 전극(9), 증감 전극(31)으로서는, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 안티몬, 산화 아연, 산화 카드뮴, 혹은, 인듐 틴 옥사이드(ITO) 등의 금속 산화물 막, 이러한 금속 산화물을 주체(主體)로 하는 복합막, 또는 금, 은, 동, 주석, 니켈, 알루미늄, 혹은 팔라듐 등의 금속막에 의해 형성할 수 있다. 공통 전극(9)에 신축성을 요구하는 경우에는, 예를 들면, 신축성 Ag 페이스트 이다.
산형 감압층(33)은, 예를 들면 감압 잉크로 이루어진다. 감압 잉크는, 외력에 따라 대향하는 전극과의 접촉 저항이 변화 함에 따라 압력 검출을 가능하게 하는 재료이다. 감압 잉크층은, 도포에 의해 배치 가능하다. 감압 잉크층의 도포 방법으로서는, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 또는 플렉소 인쇄 등의 인쇄법, 또는 디스펜서에 의한 도포를 이용할 수 있다.
(5) 압력 센서의 제조 방법
도 10~도 19를 이용하여, 압력 센서(1)의 제조 방법을 설명한다. 도 10~도 19는, 압력 센서의 제조 방법을 나타낸 모식적 단면도이다.
최초로, 도 10~도 18을 이용하여, 하측 전극 부재(5)의 제조 방법의 각 스텝을 설명한다.
도 10에 도시한 것처럼, 절연 필름(15)의 일면(一面)에, 예를 들면 스퍼터링(sputtering)에 의해 전극 재료(37)를 형성한다.
도 11에 도시한 것처럼, 예를 들면 포토리소그래피(Photolithography) 법에 따라 전극 재료(37)의 일부를 제거 함으로써, 필름 노출부(39)를 형성한다. 또한, 이에 따라, 소스 전극(17)과 드레인 전극(19)을 형성한다. 덧붙여, 소스 전극(17)과 드레인 전극(19)의 형성 수법은 특별히 한정되지 않는다.
도 12에 도시한 것처럼, 필름 노출부(39)에서 유기 반도체(23)를 형성한다. 유기 반도체(23)의 형성 방법은 공지의 기술이다.
도 13에 도시한 것처럼, 소스 전극(17), 드레인 전극(19) 및 유기 반도체(23)가 형성된 면을 덮도록, 제1 절연막(25)을 형성한다.
도 14에 도시한 것처럼, 제1 절연막(25)의 상면(上面)에서 유기 반도체(23)의 상방(上方)에, 게이트 전극(21)을 형성한다. 게이트 전극(21)의 형성 수법은 공지의 기술이다.
도 15에 도시한 것처럼, 게이트 전극(21)의 형성된 제1 절연막(25) 전체를 덮도록, 제2 절연막(27)을 형성한다.
도 16에 도시한 것처럼, 제1 절연막(25)과 제2 절연막(27)에 레이저로 드레인 전극(19)에 이르는 관통 홀을 형성하고, 거기에 도전 재료를 묻어 도전부(29)를 형성한다.
도 17에 도시한 것처럼, 증감 전극(31)을 인쇄법에 따라 형성하고, 도전부(29)를 통해 TFT(30)와 접속한다.
도 18에 도시한 것처럼, 증감 전극(31) 상에 산형 감압층(33)을 인쇄법에 따라 형성한다.
다음으로, 도 19를 이용하여, 상측 전극 부재(3)의 제조를 설명한다.
도 19에 도시한 것처럼, 인쇄법에 따라 절연 필름(7)의 일면(一面)에 공통 전극(9)을 형성한다. 덧붙여, 절연 필름(7)의 일면에 예를 들면 스퍼터링에 의해 공통 전극(9)의 재료를 형성하고, 계속해서 포토리소그래피 법에 따라 공통 전극(9)을 형성해도 무방하다.
마지막으로, 상측 전극 부재(3)와 하측 전극 부재(5)를 접착제로 이루어진 액자상(額緣狀)의 액자 스페이서(13)(도 2)를 통해 맞붙여, 압력 센서(1)를 완성시킨다.
(6) 증감 전극 및 감압층의 평면 레이아웃의 변형예
상기 실시 형태에서는 증감 전극(31)과 산형 감압층(33)은 행과 열이 완전히 모인 매트릭스 형상이었지만, 넓은 의미에서의 매트릭스 형상으로 배치되어 있으면 무방하다.
도 20에 도시한 예에서는, 증감 전극(31A) 및 산형 감압층(33A)의 평면 레이아웃은, 다각형(예를 들면, 육각형, 평행사변형)의 반복 격자이다.
도 21에 도시한 예에서는, 증감 전극(31B) 및 산형 감압층(33B)의 평면 레이아웃은, 균일하게 늘어서지 않고, 복수 개소(箇所)에 간극이 형성되어 있다.
(7) 증감 전극 및 감압층의 평면 형상
상기 실시 형태에서는 증감 전극(31)과 산형 감압층(33)의 평면 형상은 모두 원(円)이었지만, 특별히 한정되지 않는다.
도 22에 도시한 예에서는, 증감 전극(31C) 및 산형 감압층(33C)의 평면 형상은 사각형이다. 이러한 평면 형상은, 삼각형, 그 외의 다각형도 무방하다.
(8) 공통 전극의 변형예
상기 실시 형태에서는 공통 전극(9)은 산형 감압층(33)에 직접 접촉하게 되어 있었지만, 다른 층을 통해 접촉해도 무방하다.
도 23에 도시한 예에서는, 공통 전극(9)에 감압층(35)이 형성되어 있다. 이 경우, 압력이 작용하면, 감압층(35)이 산형 감압층(33)에 접촉한다.
(9) 감압층의 측면 형상의 변형예
상기 실시 형태에서는, 산형 감압층(33)은 돔 형상이며 측면 형상은 반원 형상이었지만, 특별히 한정되지 않는다. 다만, 소망하는 효과를 얻기 위해서는, 공통 전극(9)과 단계적으로 접촉하는 것을 목적으로 하여, 산형 감압층(33)은 높이가 소정 이상인 것이 필요하다. 또한, 공통 전극을 외주측의 측면부에 접촉시키기 위해서는, 산형 감압층(33)은 경사 각도가 소정 이하인 것이 필요하다.
도 24에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33D)은 원추(圓錐) 형상이며, 측면 형상은 삼각형이다.
도 25에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33E)는 원추대(圓錐臺) 형상이며, 측면 형상은 대형(臺形)이다. 사다리꼴의 경우는, 정상부는 경사면부 보다 면적이 충분히 작을 필요가 있다.
또한, 산형 감압층의 상기 측면 형상은, 산형 감압층의 상부에만 설치되어 있어도 무방하다.
도 26에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33F)의 상부 만이 돔 형상으로 되어 있다.
도 27에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33G)의 상부 만이 원추(圓錐)로 되어 있다.
도 28에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33H)의 상부 만이 원추대(圓錐臺)로 되어 있다.
(10) 증감 전극의 평면 형상의 변형예
상기 실시 형태에서는, 증감 전극과 산형 감압층의 평면 형상은 대체로 같았지만, 양자는 차이가 나도 무방하다. 특히 증감 전극의 형상을 변경함으로써, 저항값 변화량을 컨트롤 할 수 있다.
구체적으로는, TFT(30)의 저항에 비해 산형 감압층(33)의 저항이 너무 낮은 경우는, 증감 전극(31)의 면적을 줄임으로써, 산형 감압층(33)의 저항(전류)을 조정하는 것이 실시된다.
도 29에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33)의 평면 형상이 원(円)인 반면, 증감 전극(31D)의 평면 형상은 십자(十字)이다. 따라서, 도전 패스가 짧은 부분은, 가압 시에 증감 전극(31D)의 중심으로부터 각 돌출부를 따라 외주측으로 퍼져 간다.
도 30에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33)의 평면 형상이 원(円)인 반면, 증감 전극(31E)의 평면 형상은 삼각형이다. 따라서, 도전 패스가 짧은 부분은, 가압 시에 증감 전극(31E)의 중심으로부터 각 각(角)을 향해 외주측으로 퍼져 간다.
도 31에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33)의 평면 형상이 원(円)인 반면, 증감 전극(31F)의 평면 형상은 복수의 선(扇) 형상의 조합이며, 중심에 복수의 선 형상을 연결하는 랜드부를 가진다. 랜드부는 도전부(29)에 의해 TFT(30)에 접속되어 있다. 따라서, 가압 시에 도전 패스가 짧은 부분은, 증감 전극(31F)의 중심으로부터 각 선(扇) 형상에 따라 외주측으로 퍼져 간다.
상술한 것처럼, 어느 경우에도, 증감 전극(31D~31F)은, 중심부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 증감부를 가지고 있다. 증감부와 산형 감압층의 대응 부분과의 관계는, 제1 실시 형태 기재의 내용과 같다. 즉, 증감 전극(31D~31F)의 증감부는, 압력이 높아짐에 따라, 중심부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 부분과 공통 전극(9) 사이의 도전 패스가 짧아지도록 형성되어 있다.
(11) 그 외의 변형예
상기 실시 형태에서는, 복수의 산형 감압층(33)은 서로 전기적으로 독립되어 있었지만, 특별히 한정되지 않는다.
도 32에 도시한 예에서는, 복수의 산형 감압층(33I)은 서로 접촉 또는 연속되어 있다.
상기 실시 형태에서는, 복수의 산형 감압층(33)의 정점(頂点)이 공통 전극(9)에 근접 또는 당접해 있었지만, 특별히 한정되지 않는다.
도 33에 도시한 예에서는, 산형 감압층(33)의 사이에, 더미 전극 또는 스페이서(41)가 형성되어 있다. 스페이서(41)는, 산형 감압층(33)과 같이 산형(山形) 형상이다. 스페이서(41)는 산형 감압층(33) 보다 높다. 따라서, 비가압 시에 공통 전극(9)과 산형 감압층(33)과의 사이에는 간극이 확실히 확보되고, 그 때문에 산형 감압층(33)에 작용하는 압력을 제로로 할 수 있다. 도 33에서는, 스페이서(41)는 산형 감압층(33)으로부터 연속해서 형성되어 있다. 덧붙여, 스페이서(41)의 형상이 산형이므로, 산형 감압층(33) 주위 상측의 공간이 비교적 커지고, 그 때문에 공통 전극(9)이 산형 감압층(33)에 추종하기 쉽다. 다만, 스페이서의 형상은 산형으로 한정되지 않으며, 상면이 평면이어도 무방하다.
도 34에 도시한 예에서는, 스페이서(41)는 산형 감압층(33)으로부터 떨어져서 형성되어 있다.
(12) 박막 트랜지스터의 변형예
상기 실시 형태에서는, 각 개별 전극에 박막 트랜지스터를 대응시켜, 각 박막 트랜지스터의 전류를 검출하고 있었다. 바꿔 말하면, 1개의 증감 전극에 1개의 박막 트랜지스터가 접속되어 있었다.
그러나, 1개의 증감 전극에 복수의 박막 트랜지스터를 대응시켜, 복수의 박막 트랜지스터의 전류를 검출하도록 해도 무방하다. 구체적으로는, 1개의 증감 전극에 인접한 2 이상의 박막 트랜지스터가 접속된다. 이에 따라 검출되는 전류값이 커지고, 게다가 회로에 리던던시(Redundancy, 冗長性)도 유지시킬 수 있다.
도 4에 나타낸 2×2의 합계 4개의 박막 트랜지스터를 1개의 증감 전극에 대응시키는 경우의 예를 설명한다. 그 경우는, 게이트 라인(G1, G2)을 단락(短絡)하고, 소스 라인(S1, S2)을 단락하고, 게다가 4개의 드레인 전극을 단락시켜서 관통 홀 및 도전부를 통해 1개의 증감 전극에 접속한다.
박막 트랜지스터의 조합 패턴은 복수 가능하며, 예를 들면, 2×3, 3×2, 4×4, 5×2도 무방하다. 또한, 1개의 압력 장치에 복수의 조합 패턴이 존재 해도 무방하다.
2. 다른 실시 형태
이상, 본 발명의 복수의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 특히, 본 명세서에 쓰여진 복수의 실시 형태 및 변형예는 필요에 따라 임의로 조합 가능하다.
[산업 상의 이용 가능성]
본 발명은, 감압층과 전극으로서 다수의 박막 트랜지스터를 가지는 압력 센서에 넓게 적용할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 압력 센서는, 터치 패널 이외에, 대면적의 시트 센서에 적합하다. 구체적으로는, 본 발명에 따른 압력 센서는, 보행(步行)의 측정 기술(의료, 스포츠, 시큐리티의 분야), 침대의 욕창 측정 기술에 적용할 수 있다.
1: 압력 센서
3: 상측 전극 부재
5: 하측 전극 부재
7: 절연 필름
9: 공통 전극
13: 액자 스페이서
15: 절연 필름
17: 소스 전극
19: 드레인 전극
21: 게이트 전극
23: 유기 반도체
25: 제1 절연막
27: 제2 절연막
29: 도전부
30: 박막 트랜지스터
31: 증감 전극
33: 산형 감압층
35: 감압층

Claims (6)

  1. 일면에 퍼져 형성된 공통 전극과,
    상기 공통 전극에 대향해 매트릭스 상으로 설치된 복수의 증감 전극과,
    상기 복수의 증감 전극의 상기 공통 전극측 상에 각각 형성된 복수의 산형 감압층과,
    상기 복수의 증감 전극에 대응해 상기 복수의 증감 전극의 상기 공통 전극과 반대측에 설치되고, 1 또는 인접한 2 이상이 1개의 증감 전극에 접속되는 복수의 박막 트랜지스터를 갖추고,
    상기 증감 전극은, 압압력이 상기 공통 전극에 대해 상기 산형 감압층 및 상기 증감 전극을 향해 작용 함으로써, 상기 공통 전극과 상기 산형 감압층이 접촉하는 접촉면이 상기 산형 감압층의 평면시(平面視) 중심부로부터 외측으로 퍼져 갈 때, 상기 접촉면의 외연과의 거리가 서서히 짧아지는, 압력 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증감 전극은, 상기 산형 감압층의 지름에 대해 30% 이상의 길이의 지름을 가지는, 압력 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증감 전극은, 상기 산형 감압층의 지름에 대해 50% 이상의 길이의 지름을 가지는, 압력 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 증감 전극은, 상기 공통 전극과 상기 산형 감압층이 최대 면적으로 접촉 가능한 접촉면의 외연 근방까지 연장되는 지름을 가지는, 압력 센서.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증감 전극은, 상기 산형 감압층에 완전히 덮여 있는, 압력 센서.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공통 전극의 상기 복수의 증감 전극과 반대측에 설치된 절연 기재를 더 갖추고,
    상기 절연 기재 및 상기 공통 전극은 신축성을 가지는, 압력 센서.
KR1020197001604A 2016-10-13 2017-08-29 압력 센서 KR102286341B1 (ko)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020016437A (ja) * 2018-07-23 2020-01-30 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 圧力センサ及び圧力センサの製造方法
JP7183700B2 (ja) * 2018-10-29 2022-12-06 セイコーエプソン株式会社 感圧センサーおよびハンド
CN110693469B (zh) * 2019-10-08 2020-12-08 华中科技大学 一种具有分级压峰结构的电子皮肤及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014035227A (ja) 2012-08-08 2014-02-24 Denso Corp 荷重センサ

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4651122A (en) * 1985-11-04 1987-03-17 Northern Telecom Limited Miniature electro-mechanical transducer for measuring loads and displacement
JPH1183644A (ja) * 1997-09-08 1999-03-26 Toyo Polymer Kk 感圧センサー
US6871395B2 (en) * 2001-08-06 2005-03-29 Siemens Technology-To-Business Center, Llc. Methods for manufacturing a tactile sensor using an electrically conductive elastomer
US7436038B2 (en) * 2002-02-05 2008-10-14 E-Phocus, Inc Visible/near infrared image sensor array
US7201063B2 (en) * 2004-04-30 2007-04-10 Taylor Geoffrey L Normal force gradient/shear force sensors and method of measuring internal biological tissue stress
US20060108667A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-25 Macronix International Co., Ltd. Method for manufacturing a small pin on integrated circuits or other devices
KR101390400B1 (ko) * 2008-03-19 2014-04-30 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
CN102042888B (zh) * 2009-10-13 2013-02-06 株式会社守参铭板 压敏传感器及其制造方法
KR101878251B1 (ko) 2011-04-08 2018-07-13 삼성전자주식회사 굽힘 감지 센서 및 그를 제조하는 방법
WO2012177312A1 (en) * 2011-06-20 2012-12-27 Synaptics Incorporated A touch and display device having an integrated sensor controller
LU91833B1 (en) * 2011-06-30 2012-12-31 Iee Sarl Film-type pressure sensor e.g. for article of footwear
JP5699111B2 (ja) * 2012-07-19 2015-04-08 日本写真印刷株式会社 抵抗膜式タッチパネル及びタッチパネル装置
TWI586946B (zh) * 2013-02-04 2017-06-11 Fujikura Ltd Sensing detectors
KR20140143646A (ko) * 2013-06-07 2014-12-17 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102261761B1 (ko) * 2013-12-12 2021-06-07 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP5519068B1 (ja) * 2013-12-16 2014-06-11 株式会社トライフォース・マネジメント 触覚センサ
JP2015197300A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 感圧素子およびその製造方法、並びに感圧素子を備えたタッチパネルおよびその製造方法
JP6274029B2 (ja) 2014-06-18 2018-02-07 大日本印刷株式会社 圧力センサ装置およびその製造方法
CN104808845B (zh) * 2015-04-03 2019-08-09 深超光电（深圳）有限公司 触控显示装置
CN204988604U (zh) * 2015-09-24 2016-01-20 京东方科技集团股份有限公司 一种显示基板及显示装置、压力检测系统
JP6325639B1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-16 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 圧力センサ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014035227A (ja) 2012-08-08 2014-02-24 Denso Corp 荷重センサ

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