TWI671511B - 壓力感測裝置、壓力感測方法及記憶媒體 - Google Patents

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TWI671511B TW105112304A TW105112304A TWI671511B TW I671511 B TWI671511 B TW I671511B TW 105112304 A TW105112304 A TW 105112304A TW 105112304 A TW105112304 A TW 105112304A TW I671511 B TWI671511 B TW I671511B
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Abstract

壓力感測裝置係具備：設有以因應被施加的壓力讓電阻改變之方式被構成的感壓導電體之感測部，與實施以得到有關感壓導電體的電阻之資訊之方式對感測部施加電壓之第1處理、及對感測部施加電壓之第2處理之控制部。在第1處理時，控制部，係以使對感壓導電體施加的電壓成為第1電壓之方式，對感測部施加電壓。在第2處理時，控制部，係以使對感壓導電體施加的電壓成為與第1電壓相反方向的第2電壓之方式，對感測部施加電壓。

Description

壓力感測裝置、壓力感測方法及記憶媒體
本案所揭示之實施形態，係有關檢出壓力之壓力感測裝置及壓力感測方法。此外，本案所揭示之實施形態，係有關記憶供實行壓力感測方法用之程式之記憶媒體。
從前，利用感壓導電體之壓力感測裝置已為習知。感壓導電體，係一種以因應被施加的壓力，改變壓力被施加的方向上的電阻的方式被構成的感壓體。感壓導電體，例如，包含聚矽氧橡膠等的橡膠、與被添加在橡膠的碳等具有導電性的複數粒子。該場合，在對感壓導電體施加壓力時，橡膠的部分會形變，在形變部分讓粒子彼此接觸。因此，接觸狀態下的粒子數會增加，結果，感壓導電體的電阻降低。亦即，在對感壓導電體施加壓力時，在感壓導電體的電阻之間，有壓力增加時電阻降低之關係存在。從而，根據感壓導電體的電阻的測定結果，可以算出對感壓導電體施加的壓力的數值或分布。
可是，於感壓導電體，已知有對感壓導電體 施加的壓力與感壓導電體的電阻之間的關係會隨時間經過而改變之課題存在。例如在專利文獻1，記載著在對感壓導電體持續施加一定壓力之場合下，根據橡膠的潛變特性，感壓導電體的電阻會隨時間的經過而改變之課題。從而，為了要利用感壓導電體來正確地算出壓力值，而尋求考慮感壓導電體的特性的變化來補正壓力值，或抑制感壓導電體的特性的改變本身。例如在專利文獻1，提出了設置二層感壓導電體，根據流到各層的電流的差來實施補正，算出對感壓導電體的壓力的方法。此外，在專利文獻2，提出了藉由在感壓導電體的周圍配置間隔件，來抑制感壓導電體的特性的改變之方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-140137號公報
[專利文獻2]日本特開昭62-197729號公報
於上述的專利文獻1或專利文獻2提出的方法，包括感壓導電體的層的追加、或是間隔件的追加等，都伴隨著壓力感測裝置的構造的複雜化。此外，在專利文獻1提出的方法，則進而伴隨著為了算出壓力值之資料解析的複雜化。
本揭示的實施形態，係考慮此點而完成之發明，目的在於提供一種可以抑制隨著時間經過之感測特性的變化之壓力感測裝置及壓力感測方法。
本揭示之一實施形態係一種壓力感測裝置，其特徵係具備：設有以因應被施加的壓力而改變電阻的方式構成的感壓導電體之感測部、與實施以得到有關前述感壓導電體的電阻的資訊之方式對前述感測部施加電壓之第1處理、及對前述感測部施加電壓的第2處理之控制部；在前述第1處理時，前述控制部，係以使對前述感壓導電體施加的電壓成為第1電壓之方式，對前述感測部施加電壓；在前述第2處理時，前述控制部，係以使對前述感壓導電體施加的電壓成為與前述第1電壓相反方向的第2電壓之方式，對前述感測部施加電壓。
在根據本揭示之一實施形態之壓力感測裝置，前述感壓導電體亦可被區劃成複數單位區域，前述感測部及前述控制部，以可分別得到有關前述感壓導電體的複數前述單位區域的電阻資訊之方式被構成。
在根據本揭示之一實施形態之壓力感測裝置，前述感測部，亦可具有在前述感壓導電體所對應的前述單位區域分別導電連接之複數電晶體。
在根據本揭示之一實施形態之壓力感測裝置，在前述第2處理時，前述控制部，亦可使對前述感壓 導電體的複數前述單位區域施加之電壓，以同時地成為與前述第1電壓相反方向的前述第2電壓之方式，對前述感測部施加電壓。
在根據本揭示之一實施形態之壓力感測裝置，在前述第2處理時，前述控制部，亦可使對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加之電壓，以依序地成為與前述第1電壓相反方向的前述第2電壓之方式，對前述感測部施加電壓。
在根據本揭示之一實施形態之壓力感測裝置，前述感測部亦可具有接在前述感壓導電體之第1電極及第2電極；前述第1電極及前述第2電極之中的至少一方係含導電性碳材料。
本揭示之一實施形態係一種把對感壓導電體施加的壓力檢測出來之壓力感測方法，其特徵係具備根據在對前述感壓導電體施加第1電壓時之前述感壓導電體的電阻，算出對前述感壓導電體施加的壓力之第1處理步驟，與對前述感壓導電體施加與前述第1電壓相反方向的第2電壓之第2處理步驟。
本揭示之一實施形態係一種記憶媒體，記憶供實行將對感壓導電體施加的壓力檢測出來的壓力感測方法用之程式之，電腦可以讀取的非暫時性的記憶媒體，其特徵係前述壓力感測方法具備：根據對前述感壓導電體施加第1電壓時的前述感壓導電體的電阻算出對前述感壓導電體施加的壓力之第1處理步驟，與對前述感壓導電體施 加與前述第1電壓相反方向的第2電壓之第2處理步驟。
根據本揭示之實施形態之壓力感測裝置，能夠抑制隨時間經過而導致感測特性的改變。
10‧‧‧壓力感測裝置
20‧‧‧感測部
21‧‧‧基材
24‧‧‧端子部
30‧‧‧電晶體
31‧‧‧閘極端子
32‧‧‧閘極絕緣膜
33‧‧‧第1端子
34‧‧‧第2端子
35‧‧‧半導體層
36‧‧‧絕緣層
37‧‧‧第1電極
38‧‧‧感壓導電體
39‧‧‧第2電極
40‧‧‧被覆層
55‧‧‧纜線
60‧‧‧控制部
[圖1]圖1係顯示本揭示的實施形態之壓力感測裝置之平面圖。
[圖2]圖2係顯示壓力感測裝置之感測部之平面圖。
[圖3]圖3係顯示將圖1所示的壓力感測裝置的感測部於III-III方向切斷的場合之剖面圖。
[圖4]圖4係放大顯示圖3所示的感測部的電晶體之圖。
[圖5]圖5係顯示電晶體一變形例之剖面圖。
[圖6]圖6係顯示感測部的電晶體及感壓導電體之電路圖。
[圖7]圖7係顯示依順序對字元線(word line)W1~Wm施加脈衝的模樣之時序圖。
[圖8]圖8係顯示本揭示實施形態之壓力感測裝置之控制方法之一例之時序圖。
[圖9]圖9係圖示在中介著含有導電性碳材料之電極對感壓導電體施加電壓之場合下，測定流到感壓導電體的 電流之結果。
[圖10]圖10係圖示在中介著含鋁之電極對感壓導電體施加電壓之場合下，測定流到感壓導電體的電流之結果。
[圖11]圖11係顯示電晶體之一變形例之剖面圖。
[圖12]圖12係顯示電晶體之一變形例之剖面圖。
[圖13]圖13係顯示在第1變形例，依順序對字元線W1~Wm來施加脈衝的模樣之時序圖。
[圖14]圖14係顯示第1變形例之壓力感測裝置之控制方法之一例之時序圖。
以下，參照圖1至圖8說明本揭示之實施形態。又，本說明書所添附之圖面，為了圖示與理解上的方便，會使比例尺及縱橫尺寸比等由實物等予以適當地變更、或誇張表示。又，在本說明書，「基材」或「薄膜」之用語，僅僅是基於稱呼的不同，並非刻意互相區別。例如，「基材」也包含得以稱為薄片或薄膜的構件之概念。再者，針對在本說明書所採用之形狀或幾何學的條件及特定該等程度之例如「面」等的用語或長度或角度的數值等等，並不須嚴格限制，解釋上也包含得以期待同樣功能的程度範圍。
(壓力感測裝置)
首先參照圖1，說明壓力感測裝置10全體。如圖1所示，壓力感測裝置10係具備具有感壓導電體38之感測部20、與中介著纜線45被導電連接在感測部20之控制部50。控制部50，係以實施欲得到有關感壓導電體38的電阻的資訊而對感測部20施加電壓的第1處理之方式被構成之部分。此外，控制部50，也可以在第1處理，加上實施對感測部20施加與第1處理的場合相反方向的電壓的第2處理之方式被構成。以下的說明，將第1處理稱作感測處理、將第2處理稱作重設處理。
控制部50係包含演算裝置及記憶媒體。演算裝置，係例如CPU。記憶媒體，係例如ROM或RAM等記憶體。控制部50，係藉由演算裝置實行被記憶在記憶媒體的程式，來實施感測處理及重設處理。
壓力感測裝置10的用途並未特別限制，例如作為用途之1，可以考慮將壓力感測裝置10組入床鋪等承受人體荷重的器具來使用。
(感測部)
其次，參照圖1至圖3，說明感測部20。圖2，係顯示感壓導電體38或後述的第2電極39等、被重疊在後述的電晶體30的構件在方便上被省略的狀態下的感測部20之平面圖。此外，圖3係顯示將圖1所示的壓力感測裝置10的感測部20在III-III方向切斷之場合之剖面圖。
如圖1及圖3所示，感測部20，係具有包含 第1面38a及第2面38b之感壓導電體38。感壓導電體38，係一種以因應被施加到感壓導電體38的壓力，讓壓力被施加的方向的感壓導電體38的電阻值改變之方式被構成之感壓導電體。感壓導電體38，例如，包含聚矽氧橡膠等的橡膠、與被添加在橡膠的碳等具有導電性的複數粒子。在圖3，感壓導電體38的面之中位在電晶體30側的面以圖號38a表示，位於第1面38a的相反側、被施加外力F之側的面則以圖號38b表示。又，只限於因應被施加到感測部20的外力F讓感壓導電體38的電阻有意地改變，而並未特別限定第1面38a及第2面38b的具體形狀。例如在第1面38a及第2面38b，也可以存在凹凸或彎曲。
最好是，感壓導電體38在第1面38a及第2面38b擴展的方向，被區劃成複數個單位區域38e。藉此，能將在感測部20被施加的壓力於複數個位置個別地算出，從而，可以算出在感測部20被施加的外力F的壓力分布。又，「區劃」，係意味以能夠分別個別地得到有關感壓導電體38複數個單位區域38e的電阻資訊之方式，來構成感測部20及控制部50。例如感測部20，如圖1至圖3所示，係具有基材21、與被形成在基材21上的複數電晶體30。複數電晶體30，係分別導電連接在感壓導電體38所對應的單位區域38e。因此，例如，藉由分別個別地測定流到複數電晶體30的電流，就能夠分別個別地測定導電連接在電晶體30的單位區域38e的電阻。
只限於能夠分別個別地得到有關複數單位區域38e的電阻之資訊，而並未特別限定單位區域38e的構造。例如也可以如圖3所示，使鄰接的2個單位區域38e連繫在一起。換言之，感壓導電體38，也可以是跨及複數電晶體30連續地被設置。或者，未圖示，而也可以讓鄰接的2個單位區域38e物理性地分離。
再說明俯視下的感測部20的構成。如圖1及圖2所示，感測部20可以是沿著基材21的外緣排列，進而具有導電連接在電晶體30之複數端子部24。此外，如圖1及圖2所示，基材21，也可以是具有包含沿著第1方向D1延伸的一對第1邊22a、與沿著直交在第1方向D1的第2方向D2延伸的一對第2邊22b之矩形狀的外形。該場合，複數電晶體30，也可以是沿著第1方向D1及第2方向D2矩陣狀地被配置。
在圖1及圖2，附上圖號W1~Wm的虛線，係表示為了傳達供把各電晶體30依序設為ON狀態用的控制訊號而設置的字元線。字元線W1~Wm，係分別導電連接在沿著第1方向D1排列的複數電晶體30的後述的閘極端子31。例如，字元線W1，係被置於圖1及圖2的紙面的最下側，導電連接在沿著第1方向D1排列的複數電晶體30的閘極端子31。因此，電晶體30為例如P型之場合，藉由以閘極端子31的電壓對電晶體30的後述的第1端子33或第2端子34成為負之方式對字元線W1施加電壓，就能將被連接在字元線W1的複數電晶體30同時 地設為ON狀態。
在圖1及圖2，附上圖號B1~Bn的虛線，係表示為了傳達包含有關被連接在各電晶體30的感壓導電體38的單位區域38e的電阻的資訊之檢出訊號而設置的位元線。位元線B1~Bn，係分別導電連接在沿著第2方向D2排列的複數電晶體30的第1端子33。例如，位元線B1，係被置於圖1及圖2的紙面的最左側，導電連接在沿著第2方向D2排列的複數電晶體30的第1端子33。該場合，在位元線B1，係被傳達從被連接在位元線B1的複數電晶體30之中、根據來自字元線W1~Wm的控制訊號而成為ON狀態的1個電晶體30被取出的檢出訊號。如後述，在檢出壓力的感測處理，檢出訊號也可以是流過感壓導電體38的單位區域38e之第1電流的電流值。
根據圖1及圖2所示之感測部20，即使在字元線W1~Wm或位元線B1~Bn的數量比電晶體30的數量還少之場合，也能藉由將位元線B1~Bn與字元線W1~Wm配置成矩陣狀，取出來自任意電晶體30的檢出訊號。因此，能夠削減被設在基材21的線的數量。如圖1及圖2所示，位元線B1~Bn及字元線W1~Wm係分別被連接在所對應的端子部24。此外，上述的纜線45也會被連接在所對應的端子部24。
只限於能夠適切地支撐電晶體30或端子部24，並未特別限定構成基材21之材料。例如基材21可以 是具有可撓性的可撓性基板，或是不具可撓性的剛性基板。
其次，參照圖4，詳細說明電晶體30。圖4係放大顯示圖3所示的感測部20的複數電晶體30之中的1個及其周邊的構成要素之剖面圖。
如圖4所示，電晶體30，係包含被設在基材21上的閘極端子31、以覆蓋閘極端子31之方式被設在基材21上的閘極絕緣膜32、被設在閘極絕緣膜32上的半導體層35、被連接在半導體層35的一端的第1端子33、與被連接在半導體層35的另一端的第2端子34。第1端子33及第2端子34，係因應與閘極端子31之間的電壓，一方作用為所謂的源極端子，另一方則作用為所謂的汲極端子。此外，以覆蓋第1端子33、第2端子34及半導體層35之方式設置絕緣層36。此外，在絕緣層36上，設置具有導電性的第1電極37，該第1電極37，係中介著在絕緣層36的一部分被形成的貫通孔36a而導電連接在第2端子34。在圖4所示之例，貫通孔36a是被形成在第2端子34上，中介著該貫通孔36a讓第2端子34與第1電極37導電連接。第1電極37，在與第2端子34位置之側相反側，接到感壓導電體38的第1面38a。又，第1電極37，可以是被充填在貫通孔36a內全域，或僅設置在貫通孔36a的壁面上。
作為構成閘極端子31、閘極絕緣膜32、第1端子33、第2端子34或絕緣層36之材料，可以採用在 電晶體所採用的習知的材料。例如，可以採用在日本特開2010-79196號公報所揭示的材料。
作為構成半導體層35之材料，可以採用無機半導體材料或者有機半導體材料之任一種，但最好是採用有機半導體材料。有機半導體材料，一般上，相較於無機半導體材料得以在較低的溫度被形成在基材上。因此，作為構成支撐電晶體30的基材21的材料，可以利用具有可撓性的塑膠等材料。藉此，可以提供對機械性衝擊具有安定性、且輕量的電晶體薄片。此外，由於可以採用印刷法等的塗布製程而在基材21上形成有機半導體材料，相較於採用無機半導體材料之場合，可以在基材21上較有效率地形成多數有機電晶體。因此，具有可以降低電晶體薄片的製造成本之可能性。
作為有機半導體材料，得以採用並五苯等低分子有機半導體材料、或聚吡咯類等高分子有機半導體材料。更具體而言，可以採用在日本特開2013-21190號公報所揭示的低分子系有機半導體材料或高分子有機半導體材料。在此，「低分子有機半導體材料」，例如，係意味分子量未滿10000的有機半導體材料。還有，「高分子有機半導體材料」，例如，係意味分子量為10000以上的有機半導體材料。
如圖3及圖4所示，在感壓導電體38的第2面38b上，設置具有導電性的第2電極39。在第2電極39上，也可以設置被覆第2電極39的被覆層40。被覆層 40，可以是一種作用為供支撐被層積在電晶體30或感壓導電體38之前的第2電極39用之支撐體之層。作為構成被覆層40之材料，可以採用聚對苯二甲酸乙二酯等樹脂材料。
與感壓導電體38同樣地，第2電極39及基材層46，也可以是跨及複數電晶體30連續地被設置。該場合下，第2電極39及基材層46，係在複數電晶體30被共通使用。
作為構成第1電極37及第2電極39之材料，最好是採用可對包含橡膠的感壓導電體38有效率地注入荷電粒子，或可從包含橡膠的感壓導電體38有效率地取出荷電粒子之材料。作為此類之材料，能以根據例如後述的實施例而被支持之方式，舉出導電性碳材料。作為導電性碳材料，可以採用具有石墨構造或者類似於此之構造之物，例如碳黑等。藉此，可以抑制在感壓導電體38的第1面38a與第1電極37之間的介面，及感壓導電體38的第2面38b與第2電極39之間的介面蓄積電荷。這情事，如後述，可以減低在測定感壓導電體38的電阻時得以產生的測定誤差。
又，在上述的圖3及圖4，係例示電晶體30作成所謂的底閘極型。然而，電晶體30的型式並不限於底閘極型。例如圖5所示，電晶體30，也可以作成閘極端子31被配置在比第1端子33、第2端子34及半導體層35還要遠離基材21的位置之，所謂的頂閘極型。
圖6係顯示感測部20的電晶體30及感壓導電體38之電路圖。以下的說明，如圖6所示，將閘極端子31導電連接在字元線Wi、第1端子33導電連接在位元線Bj之電晶體30，也表示為電晶體30_ij。此外，將在電晶體30_ij的第2端子34導電連接的感壓導電體38的單位區域38e，也表示為單位區域38e_ij。在此，i係1~m的範圍內的任意整數，還有，j為1~n的範圍內的任意整數。
在圖6，係例示第2電極39被連接在接地電位，但以第2電極39的電位安定者為限，第2電極39電位的具體的數值則並無特別限定。例如第2電極39也可以被連接在電源電位。此外，作為變形例如後述，第2電極39的電位為可變亦可。
其次，針對由此類之構成所構成的壓力感測裝置10之控制方法加以說明。首先，針對以分別得到有關感壓導電體38的複數單位區域38e的電阻之資訊之方式，使用控制部50對感測部20施加電壓之感測處理S10加以說明。
(感測處理)
感測處理S10，係以將矩陣狀被配置的複數電晶體30依序設為ON狀態之方式，讓控制部50對字元線W1~Wm施加電壓。例如，電晶體30為P型、第2端子34的電位為0V之場合，如圖7所示，將具有負的第1字元電 位V1w之脈衝依序施加到字元線W1~Wm。藉此，閘極端子31對第2端子34的電壓依序成為負，電晶體30則依序成為ON狀態。以此方式，在感測處理S10，第2端子34作用為源極端子，第1端子33作用為汲極端子。
脈衝幅，係因應字元線的數量及感測處理S10實施的期間而適切地被決定。例如，字元線的數量為256、感測處理S10實施的期間為10ms之場合，脈衝幅被設定在約37μs。第1字元電位V1w的數值，係因應電晶體30的特性而適切地被決定。例如，第1字元電位V1w係得以被設定在-20V。在圖7及圖8，圖號VOFF，係表示在將電晶體30設為OFF狀態時，對字元線施加的電位。
感測處理S10期間，如圖7所示，位元線B1~Bn的電位，係利用控制部50而被控制在負的第1位元電位V1B。該場合，在位元線B1~Bn、ON狀態下的電晶體30、及被連接在ON狀態下的電晶體30的感壓導電體38的單位區域38e，因應單位區域38e的電阻之電流，會從感壓導電體38的第2面38b側流向第1面38a側。在此，將從感壓導電體38的第2面38b側向第1面38a側之電流及電壓，表現為負的電流及電壓。從而，相反地，從感壓導電體38的第1面38a側向第2面38b側之電流及電壓，則表現為正的電流及電壓。第1位元電位V1B，係得以被設定在例如-20V。
圖8，係顯示字元線Wi的電位、位元線Bj的電位、及被施加在具有被連接在字元線Wi的閘極端子 31與被連接在位元線Bj的第1端子33之電晶體30_ij的第2端子34被連接之感壓導電體38的單位區域38e_ij之電壓之時序圖。此外，在圖8也一併顯示流到位元線Bj之電流。
感測處理S10時，當具有負的第1字元電位V1w的脈衝被施加到字元線Wi時，電晶體30_ij會成為ON狀態。結果，如圖8所示，具有負的第1字元電位V1w的脈衝被施加到字元線Wi的期間，在被連接在電晶體30_ij的感壓導電體38的單位區域38e_ij，會被施加負的第1電壓E1。在位元線Bj，在幾乎可以忽視單位區域38e_ij以外的負荷，且第2電極39的電位為0V之場合，在單位區域38e_ij被施加的負的第1電壓E1，幾乎等於上述的第1位元電位V1B。
在位元線Bj，係因應負的第1電壓E1而使負的第1電流I1(ij)流過。又，在位元線Bj連接著電晶體30_1j~30_nj，使各電晶體30_1j~30_nj依序成為ON狀態。從而，在感測處理S10期間流到位元線Bj的電流並不僅負的第1電流I1(ij)。如圖8所示，感測處理S10期間，在位元線Bj，通過各電晶體30_1j~30_nj及所對應的感壓導電體38的單位區域38e_1j~38e_nj之負的第1電流I1(1j)~I1(nj)會依序流過。
測定流到位元線Bj的電流之方法並未特別限定，得以斟酌採用習知的方法。例如，藉由將具有已知電阻的分流電阻插入位元線Bj，測定分流電阻的端子間電 壓，就能測定流到位元線Bj的電流。
基於被施加到感壓導電體38的單位區域38e_ij之負的第1電壓E1、與流到位元線Bj之負的第1電流I1(ij)，能夠算出感壓導電體38的單位區域38e_ij的電阻。然後，基於有關單位區域38e_ij的電阻之資訊，就能算出被施加在單位區域38e_ij的壓力。以此做法，就能藉由將施加在感壓導電體38的複數單位區域38e的壓力依序算出，而算出被施加到感測部20的外力F的壓力分布。
可是，在感測處理S10，如圖8所示，在電流流到感壓導電體38時被施加到感壓導電體38的電壓的方向，常常為負。從而，在感測處理S10時，在感壓導電體38，電流僅從第2面38b往第1面38a之方向流過。亦即，在感測處理S10時流到感壓導電體38的電流的方向，只有一方向。在發明人等重複銳意研究後，在上述的橡膠的潛變特性以外，也發現流到感壓導電體38的電流的方向只有一方向這事，可以使施加到感壓導電體的壓力、與感壓導電體的電阻之間的關係，隨時間經過而改變發生。
在流到感壓導電體38的電流的方向只有一方向之場合，對感壓導電體施加的壓力與感壓導電體的電阻之間的關係會隨時間經過而改變之理由並未特別限定，但被認為是例如其次之類的理由。
作為第1理由認為是，在感壓導電體38的第 1面38a與第1電極37之間的介面，及感壓導電體38的第2面38b與第2電極39之間的介面所蓄積的電荷之影響。例如，假定電荷的蓄積量隨時間經過而改變，藉此，基於電荷而被生成的電場也會隨時間經過而改變。該場合下，對感壓導電體38施加的電壓、與流到位元線的電流之關係就會隨時間經過而改變，結果認為，對感壓導電體38施加的壓力與感壓導電體38的電阻之間的關係，也會隨時間經過而改變。
作為第2理由認為是，在感壓導電體38的內部，在具有導電性的複數粒子相互接觸的部分與其周圍的橡膠部分之間的介面所蓄積的電荷之影響。該場合下，與上述第1理由之場合同樣地，認為藉由電荷蓄積量隨時間經過而改變，對感壓導電體施加的壓力、與感壓導電體的電阻之間的關係就會隨時間經過而改變。
在此類之背景因素下，本實施形態係提出，控制部50，在感測處理S10之前或之後進而實施重設處理S20。以下，說明重設處理S20。在此，如圖7及圖8所示，針對在感測處理S10之後實施重設處理S20加以說明。
(重設處理)
重設處理S20，係以使對感壓導電體38施加的電壓成為與第1電壓E1相反方向的第2電壓E2之方式對感測部20施加電壓之處理。例如，第1電壓E1為負的電壓之 場合，如圖7及圖8所示，在重設處理S20時，控制部50係將正的第2電壓E2施加到感壓導電體38。具體而言，相對於重設處理S20時的位元線的第2位元電位V2B，字元線的第2字元電位V2w成為負，藉此使閘極端子31的電壓對第1端子33成為負，結果，以使電晶體30成為ON狀態之方式，控制部50對感測部20施加電壓。藉此，對感壓導電體38施加正的第2電壓E2，結果，成為正的第2電流流到感壓導電體38。以此方式，在重設處理S20，被連接在位元線的第1端子33作用為源極端子，第2端子34作用為汲極端子。對感壓導電體38施加正的第2電壓E2之期間t，被設定在例如100μs。又，從使感壓導電體38的單位區域38e的電性狀態偏頗消解之點來考量，對感壓導電體38的單位區域38e施加正的第2電壓E2之期間t，最好是與對感壓導電體38的單位區域38e施加負的第1電壓E1之期間相同程度。另一方面，在對複數單位區域38e同時地施加正的第2電壓E2之場合，在將對單位區域38e施加正的第2電壓E2之期間，設定成與對單位區域38e施加負的第1電壓E1之期間相同程度時，由於對複數單位區域38e施加電壓所引起的電流電容或負荷的增加，所以電晶體30並未完全成為ON狀態，因此，無法對複數單位區域38e完全施加正的電壓之可能性是存在的。該場合，對單位區域38e施加正的第2電壓E2之期間，最好是比對單位區域38e施加負的第1電壓E1之期間還要長的期間，並且，設定在能 夠消解單位區域38e的電性狀態偏頗之最小期間。
在重設處理S20被實施之後，如圖7及圖8所示，再實施感測處理S10。
又，在圖7及圖8，係顯示在實施了感測處理S10後，一定時間經過之後，對感壓導電體38施加正的第2電壓E2之例，但並非受限於此。例如，雖未圖示，但也可以在剛實施感測處理S10之後，對感壓導電體38施加正的第2電壓E2。此外，在圖7及圖8，係顯示在對感壓導電體38歷經指定期間施加正的第2電壓E2後，一定時間經過之後，再實施感測處理S10之例，但並非受限於此。例如，雖未圖示，但也可以在剛對感壓導電體38歷經指定期間施加正的第2電壓E2之後，再實施感測處理S10。
重設處理S20時的字元線的第2字元電位V2w的數值，在對位元線施加第2位元電位V2B時，是以所對應的電晶體30成為ON狀態被設定。例如，如圖7及圖8所示，在重設處理S20時對位元線施加正的第2位元電位V2B之場合，字元線的第2字元電位V2w得以被設定在0V。
又，在圖7及圖8，係例示重設處理S20之間，控制部50對全部字元線W1~Wm經常施加第2字元電位V2w。該場合下，對感壓導電體38的複數單位區域38e施加的電壓，同時，成為與第1電壓E1相反方向的第2電壓E2。結果，流到例如位元線Bj的正的第2電流 I2(j)，如圖8所示，係成為通過被連接在位元線Bj的複數電晶體30_1j~30_nj及所對應的感壓導電體38的單位區域38e_1j~38e_nj之電流總和。
根據本實施形態，可以藉由實施上述的重設處理S20，將與在感測處理S10時對感壓導電體38施加的第1電壓E1相反方向的第2電壓E2，對感壓導電體38施加。因而，相較於不實施此類的重設處理S20之場合，可以抑制感壓導電體38的電性狀態偏向的產生。例如，可以抑制在感壓導電體38的第1面38a與第1電極37之介面，第2面38b與第2電極39之間的介面，或在感壓導電體38內部得以被形成的介面蓄積電荷。藉此，能夠抑制對感壓導電體38施加的壓力、與感壓導電體38的電阻之間的關係，隨時間經過而改變之情事。因而，根據本實施形態，可以邊採用簡易的構造或資料解析，邊抑制利用壓力感測裝置10而被測定的壓力的精確度隨時間經過而劣化之情事。
又，對於上述的實施形態是可以加上種種的變更。以下，因應必要而參照圖面同時說明變形例。以下的說明及以下的說明所採用的圖面方面，針對與上述的實施形態得以同樣地構成之部分，採用與對上述實施形態所對應的部分使用的圖號相同的圖號，且省略重複說明。此外，上述實施形態可得到的作用效果顯然在變形例也可得到之場合，省略其說明。
(第1變形例)
上述的圖7及圖8，係顯示在重設處理S20時，控制部50，係以使對感壓導電體38的複數單位區域38e施加的電壓同時地、成為與第1電壓E1相反方向的第2電壓E2之方式，對感測部20施加電壓之例。然而，並非受限於此，在重設處理S20時，控制部50，也可以是以使對感壓導電體38的複數單位區域38e施加的電壓依序地、成為與第1電壓E1相反方向的第2電壓E2之方式，對感測部20施加電壓。例如，控制部50，也可以在對位元線B1~Bn施加第2位元電位V2B之間，把供將電晶體30變為ON狀態用的具有第2字元電位V2w的脈衝對字元線W1~Wm依序地施加。該場合下，就成為對被連接在字元線W1~Wm連接的電晶體30之感壓導電體38的單位區域38e，依序地施加正的第2電壓E2、依序地讓正的第2電流流過。從而，在例如位元線Bj，正的電流便依序地流通過被連接在位元線Bj的複數電晶體30_1j~30_nj及所對應的感壓導電體38的單位區域38e_1j~38e_nj。因而，根據本變形例，相較於上述本實施形態之場合，可以在重設處理S20時將流到各位元線的電流的最大值減少。從而，能夠減少控制部50為了各位元線而應該準備的電流電容。
另一方面，在上述的本實施形態，係能夠在例如位元線Bj連接的複數電晶體30_1j~30_nj及所對應的感壓導電體38的單位區域38e_1j~38e_nj同時地讓正 的電流流過。亦即，能夠把供使感壓導電體38電性狀態的偏向解除用的步驟，對複數單位區域38e同時地實施。因而，根據上述的本實施形態，可以將在重設處理S20為了讓正的電流流過所有複數單位區域38e所需要的時間，相較於上述的第1變形例之場合較為縮短。
以下，針對控制部50，在重設處理S20時，以使對感壓導電體38的複數單位區域38e施加的電壓依序地成為與第1電壓E1相反方向的第2電壓E2之方式，對感測部20施加電壓之例，參照圖13及圖14加以說明。在本變形例，第2電極39的電位是可變。例如，控制部50，係控制將第2電極39的電位加上字元線W1~Wm及位元線B1~Bn。
首先，說明本變形例之感測處理S10。在感測處理S10，與上述的本實施形態之場合同樣地，如圖7所示，控制部50，係將具有負的第1字元電位V1w之脈衝依序施加到字元線W1~Wm。此外，控制部50，將位元線B1~Bn的電位控制在第1位元電位V1B，將第2電極39的電位控制在第1共通電位V1C。第1字元電位V1w、第1位元電位V1B、及第1共通電位V1C，係以使被施加具有第1字元電位V1w的脈衝之電晶體30成為ON狀態之方式，而被設定。例如，第1字元電位V1w係-20V，第1位元電位V1B係-10V，第1共通電位V1C係0V。
在感測處理S10，在被施加具有第1字元電位V1w的脈衝之電晶體30，閘極端子31的電壓對中介著感 壓導電體38而被連接於第2電極39的第2端子34成為負，電晶體30成為ON狀態。以此方式，在感測處理S10，第2端子34作用為源極端子，第1端子33作用為汲極端子。在感測處理S10，對被連接於ON狀態下的電晶體30之感壓導電體38的單位區域38e，如圖14所示，施加負的第1電壓E1。
其次，說明本變形例之重設處理S20。在重設處理S20，控制部50，如圖13所示，係將具有負的第2字元電位V2w之脈衝依序施加到字元線W1~Wm。此外，控制部50，將位元線B1~Bn的電位控制在第1位元電位V2B，將第2電極39的電位控制在第2共通電位V2C。第2字元電位V2w、第2位元電位V2B、及第2共通電位V2C，係以使被施加具有第2字元電位V2w的脈衝之電晶體30成為ON狀態，而且，在ON狀態的電晶體30，讓與感測處理S10時相反方向的電流流過之方式，被設定。例如，第2字元電位V2w係-20V，第1位元電位V1B係-10V，第1共通電位V1C係-20V。
在重設處理S20，在被施加具有第2字元電位V2w的脈衝之電晶體30，使閘極端子31的電壓對被連接於位元線B1~Bn的第1端子33成為負，使電晶體30成為ON狀態。以此方式，在重設處理S20，第1端子33作用為源極端子，第2端子34作用為汲極端子。在重設處理S20，對被連接於ON狀態下的電晶體30之感壓導電體38的單位區域38e，如圖14所示，施加正的第2電壓 E2。以此方式，可以藉由將與在感測處理S10時對感壓導電體38施加的第1電壓E1相反方向的第2電壓E2對感壓導電體38施加，來抑制感壓導電體38的電性狀態產生偏向之情事。
在本變形例之重設處理S20，對被連接在字元線W1~Wm所連接的電晶體30之感壓導電體38的單位區域38e，依序施加正的第2電壓E2，依序讓正的第2電流流過。從而，如圖14所示，在例如位元線Bj，正的電流便依序地流通過被連接在位元線Bj的複數電晶體30_1j~30_nj及所對應的感壓導電體38的單位區域38e_1j~38e_nj。因而，根據本變形例，相較於上述本實施形態之場合，可以在重設處理S20時將流到各位元線的電流的最大值減少。從而，能夠減少控制部50為了各位元線而應該準備的電流電容。又，在圖14顯示，重設處理S20之間，通過複數電晶體30_1j~30_nj的正的電流依序流到位元線Bj之結果，大致一定的電流連續地流到位元線Bj的模樣。
又，在上述的變形例，係對1個一個複數字元線W1~Wm依序施加具有負的第2字元電位V2w的脈衝之例，但並非受限於此。例如，也可以對複數字元線同時地施加具有負的第2字元電位V2w的脈衝。具體而言，首先，對字元線W1及字元線W2同時地施加具有負的第2字元電位V2w的脈衝，其次，對字元線W3及字元線W4同時地施加具有負的第2字元電位V2w的脈衝也可以。該 場合下，以在利用2條字元線W而被控制的電晶體30連接著的感壓導電體38的複數單位區域38e當作1個單位，依序實施對感壓導電體38的單位區域38e之重設處理。以此方式，感壓導電體38的複數單位區域38e之中同時地實施重設處理之單位區域38e的數量為任意的。
(第2變形例)
上述的本實施形態，係顯示採用對1個單位區域38e設置至少1個電晶體30，並將感壓導電體38的複數單位區域38e的電阻分別個別地予以測定之例。亦即，顯示採用所謂的主動矩陣方式之例。然而，並非受限於此，作為將感壓導電體38的複數單位區域38e的電阻分別個別地測定之方法，也可以採用所謂的被動矩陣方式。
(第3變形例)
上述的本實施形態，係顯示將感壓導電體38區劃成複數單位區域38e之例，但並非受限於此。例如，對感壓導電體38全體而言僅連接1個電晶體30亦可。即使在該場合下，藉由實施上述的重設處理S20，也可以抑制感壓導電體38的電性狀態產生偏向。
(其他之變形例)
上述的本實施形態，係顯示控制感測部20的控制部50是中介著纜線45而導電連接在感測部20之例。然 而，控制部50設置之處則並無特別限定。例如，控制部50，與感測部20的電晶體30等同樣地，被設在感測部20的基材21上亦可。
此外，上述的本實施形態，係顯示在感壓導電體38接觸第1電極37之例。然而，並非限定於此，如圖11所示，將被形成在絕緣層36的一部分的貫通孔36a等的開口部挾在其間而使第1電極37與感壓導電體38相對向亦可。該場合，在並未對電晶體30施加壓力之狀態，保證第1電極37與感壓導電體38為非接觸。因而，能夠在並未對電晶體30施加壓力之狀態，抑制感壓導電體38電性狀態的偏向、或雜訊產生。此外，該場合，首先把一定值以上的壓力在感壓導電體38的厚度方向對感壓導電體38施加，成為被擠入貫通孔36a的感壓導電體38的一部分會與第1電極37接觸。亦即，在對感壓導電體38施加壓力時成為第2端子34會導電連接到感壓導電體38。因而，相較於從前，能夠減低對著第1電極37被擠壓的感壓導電體38的壓力。藉此，即使是大的壓力被施加到感壓導電體38之場合，也能抑制過剩的電流流到第1電極37及感壓導電體38。該點下，也能抑制感壓導電體38電性狀態的偏向產生。此外，可以抑制電晶體30的消耗電力、或供驅動電晶體30用的外部的驅動電路的消耗電力增大。此外，可以抑制在供驅動電晶體30用的外部的驅動電路施加過剩的負荷。
又，圖11，係顯示被連接在第2端子34的第 1電極37，將開口部挾在之間而與感壓導電體38相對向之例。然而，雖未圖示，第2端子34把開口部挾在之間而與感壓導電體38相對向亦可。
此外，圖11，係顯示底閘極型的電晶體30，是以將被形成在絕緣層36的一部分的貫通孔36a等的開口部挾在之間而讓第1電極37與感壓導電體38相對向之方式被構成之例。然而，並非限定於此，如圖12所示，也可以將被形成在絕緣層36的一部分的貫通孔36a等的開口部挾在之間而使第1電極37與感壓導電體38相對向，並且，將閘極端子31配置在離基材21比第1端子33、第2端子34及半導體層35還遠的位置。亦即，圖11所示之，第1電極37與感壓導電體38之相對向構造，也可以被適用在頂閘極型的電晶體30。
又，一直說明對上述實施形態的數個變形例，當然，也可以將複數變形例酌情組合加以適用。
[實施例]
其次，利用實施例更具體地說明本揭示的實施形態，本揭示的實施形態在不逸脫其要旨下，並不受限於以下實施例的記載。
(實施例1)
首先，將含有導電性碳材料的第1電極37安裝在感壓導電體38的第1面38a，將含有導電性碳材料的第2 電極39安裝在感壓導電體38的第2面38b，製作包含第1電極37、感壓導電體38及第2電極39之感測體。其次，在對第1電極37與第2電極39之間施加+20V的電壓之狀態下，將5N/cm2的壓力，對感測體週期性地施加。對感測體施加壓力的周期，設為大致20s。此外，對感測體週期性地施加壓力之間，測定流到感測體的電流。結果顯示於圖9。
(實施例2)
採用含鋁的第1電極37及含鋁的第2電極39，且將施加在第1電極37與第2電極39之間的電壓設為-20V之外，與實施例1之場合同樣作法，測定流到感測體的電流。結果顯示於圖10。
如圖10所示，第1電極37及第2電極39為含有鋁之場合，壓力被施加時流到感測體的電流的數值，會隨時間經過而改變。另一方面，第1電極37及第2電極39為含有導電性碳材料之場合，壓力被施加時流到感測體的電流的數值，則是隨時間經過後也幾乎未改變。可以說在抑制感壓導電體38電性特性的變化上，在第1電極37及第2電極39採用導電性碳材料是有利的。

Claims (8)

  1. 一種壓力感測裝置，其特徵係具備：設有以因應被施加的壓力讓電阻改變的方式構成的感壓導電體之感測部、與實施以得到有關前述感壓導電體的電阻資訊之方式而對前述感測部施加電壓之第1處理、以及對前述感測部施加電壓的第2處理之控制部；前述感壓導電體被區劃成複數單位區域；前述感測部及前述控制部，係以能分別得到有關前述感壓導電體的複數前述單位區域的電阻資訊之方式被構成；在前述第1處理時，前述控制部，係以使對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加的電壓成為第1電壓之方式，對前述感測部施加電壓；在前述第2處理時，前述控制部，係以使對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加的電壓成為與前述第1電壓相反方向的第2電壓之方式，對前述感測部施加電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之壓力感測裝置，其中複數之前述單位區域，被連接於在接地電位或電源電位之共通的電極。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之壓力感測裝置，其中前述感測部，係具有分別被導電連接於前述感壓導電體所對應的前述單位區域之複數電晶體。
  4. 如申請專利範圍第1至3項之任一項記載之壓力感測裝置，其中在前述第2處理時，前述控制部，係以使對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加之電壓，同時成為與前述第1電壓相反方向的第2電壓之方式，對前述感測部施加電壓。
  5. 如申請專利範圍第1至3項之任一項記載之壓力感測裝置，其中在前述第2處理時，前述控制部，係以使對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加之電壓，依序成為與前述第1電壓相反方向的第2電壓之方式，對前述感測部施加電壓。
  6. 如申請專利範圍第1至3項之任一項記載之壓力感測裝置，其中前述感測部係具有接在前述感壓導電體之第1電極及第2電極；前述第1電極及前述第2電極之中的至少一方係含導電性碳材料。
  7. 一種將對被區劃成複述單位區域之感壓導電體施加的壓力檢測出來的壓力感測方法，其特徵係具備根據在對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加第1電壓時之前述感壓導電體的複數前述單位區域的電阻，分別算出對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加的壓力之第1處理步驟，與對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加與前述第1電壓相反方向的第2電壓之第2處理步驟。
  8. 一種記憶媒體，係記憶供實行將對被區劃成複述單位區域之感壓導電體施加的壓力檢測出來的壓力感測方法用之程式之電腦可讀取的非易失性記憶媒體，其特徵係前述壓力感測方法具備：根據對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加第1電壓時的前述感壓導電體的複數前述單位區域的電阻分別算出對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加的壓力之第1處理步驟，以及對前述感壓導電體的複數前述單位區域施加與前述第1電壓相反方向的第2電壓之第2處理步驟。
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