TWI829480B - 壓力感測器 - Google Patents
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Abstract
一種壓力感測器，包括基板、多個壓力感測單元以及彈性體。多個壓力感測單元位於基板之上。各壓力感測單元包括第一電阻。彈性體位於基板之上，且包括多個空腔以及至少一個溝渠。各壓力感測單元的第一電阻至少部分重疊於對應的空腔。空腔中的至少兩者透過至少一個溝渠而互相連通。
Description
本發明是有關於一種壓力感測器。
目前，市面上有許多種不同類型的壓力感測器，舉例來說，常見的壓力感測器含有電容式（capacitive）壓力感測器、壓電式（piezoelectric）壓力感測器、壓阻式（piezoresistive）壓力感測器等。電容式感測器容易因為觸控訊號與感測器中的其他訊號耦合，而導致難以精確測試微小壓力。壓電式感測器是透過測量壓力的變化所產生的電流而感測壓力，因此壓電式感測器不能用於量測靜態力。壓阻式壓力感測器是利用材料本身的特性進行壓力感測。一般而言，透過在矽晶圓上形成積體電路來製造壓阻式壓力感測器，然而由於矽晶圓為剛性材料，因此壓阻式壓力感測器僅能量測單一方向的力量。
本發明提供一種壓力感測器，能提升感測壓力的靈敏度。
本發明的至少一實施例提供一種壓力感測器。壓力感測器包括基板、多個壓力感測單元以及彈性體。多個壓力感測單元位於基板之上。各壓力感測單元包括第一電阻。彈性體位於基板之上，且包括多個空腔以及至少一個溝渠。各壓力感測單元的第一電阻至少部分重疊於對應的空腔。空腔中的至少兩者透過至少一個溝渠而互相連通，並構成通向彈性體最外側的通道。
基於上述，藉由彈性體以及空腔的設置，可以提升感測壓力的靈敏度。此外，透過溝渠的設置可以釋放空腔中的壓力，進而避免壓力感測單元因為空腔中的壓力過大而造成的不良影響。
圖1A至圖1C是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器10的製造方法的剖面示意圖。請先參考圖1A，於載板C上形成基板100。在一些實施例中，載板C包括硬質基板（rigid substrate），且載板C的材料例如包括玻璃、石英、壓克力、矽晶圓或其他合適於承載基板100的材料。基板100例如為可撓式基板（flexible substrate）或是可拉伸基板。舉例來說，可撓式基板以及可拉伸基板的材料包括聚醯亞胺（polyimide, PI）、聚二甲基矽氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）、聚乙烯對苯二甲酸酯（polyethylene terephthalate, PET）、聚二甲酸乙二醇酯（polyethylene naphthalate, PEN）、聚酯（polyester, PES）、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate, PMMA）、聚碳酸酯（polycarbonate, PC）、聚胺酯（polyurethane， PU）、玻璃纖維強化塑膠（fiber-reinforced plastic， FRP）或其他合適的材料。
形成電路結構200於基板100上。在本實施例中，電路結構200包括導線210、第一絕緣層220、多個電阻（包括第一電阻R1、第二電阻R2（請參考圖2）、第三電阻R3以及第四電阻R4（請參考圖2））以及第二絕緣層230。導線210形成於基板100上。第一絕緣層220形成於基板100上，並覆蓋導線210。電阻形成於第一絕緣層220上，且電性連接至導線210。舉例來說，部分電阻透過導電孔而電性連接至導線210。第二絕緣層230形成於第一絕緣層220上，並覆蓋電阻。
在本實施例中，依序形成導線210、第一絕緣層220、電阻以及第二絕緣層230，但本發明不以此為限。在其他實施例中，導線210、第一絕緣層220、電阻以及第二絕緣層230的形成順序可以依照需求而進行調整。
在一些實施例中，第一電阻R1、第二電阻R2（請參考圖2）、第三電阻R3以及第四電阻R4（請參考圖2）各自的材料可為金屬材料、半導體材料或其他合適的材料。。半導體材料例如包括多晶矽、金屬氧化物半導體或其他材料，多晶矽例如包括微晶矽（micro-crystalline silicon）或奈米晶矽（nano-crystalline silicon）。在一些實施例中，第一絕緣層220以及第二絕緣層230各自的材料可為有機材料或無機材料。在一些實施例中，導線210的材料可為金屬材料、半導體材料或其他合適的材料。
在一些實施例中，電路結構200中還可以包括更多的絕緣層、更多的導線、多個主動元件（未繪出）及/或多個被動元件（未繪出），主動元件（未繪出）可以是薄膜電晶體或其他類型的主動元件。
在本實施例中，電路結構200中包括多個壓力感測單元RU。壓力感測單元RU位於基板100之上，且各壓力感測單元RU包括至少一個電阻。在本實施例中，各壓力感測單元RU包括第一電阻R1、第二電阻R2（請參考圖2）、第三電阻R3以及第四電阻R4（請參考圖2）。
接著請參考圖1B，形成彈性體300於基板100之上。在本實施例中，形成彈性體300於電路結構200之上。在一些實施例中，彈性體300的材料可為有機材料或無機材料。
彈性體300包括多個空腔310以及至少一個溝渠320（請參考圖2）。空腔310中的至少兩者透過溝渠320而互相連通。空腔310與溝渠320可在同一製程中一起形成，但本發明不以此為限。在其他實施例中，透過二次以上的圖案化製程來形成空腔310與溝渠320。在一些實施例中，彈性體300包括感光材料，且形成彈性體300的方法包括塗佈製程、曝光顯影製程以及其他合適的製程，但本發明不以此為限。在其他實施例中，彈性體300包括無機材料，且形成彈性體300的方法包括鍍膜製程、蝕刻製程以及其他合適的製程。換句話說，可以透過曝光顯影製程及/或蝕刻製程來形成彈性體300的空腔310以及溝渠320。
圖2是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器10的上視示意圖，其中圖1C與圖3分別是沿著圖2的線A-A’以及線B-B’ 的剖面示意圖。接續圖1B的步驟，請參考圖1C、圖2以及圖3，將對向基板400以黏膠、真空貼附或接合的方式貼於彈性體300上。在一些實施例中，在將對向基板400貼於彈性體300上之前或之後，移除載板C。在一些實施例中，在移除載板C之前或之後，切割整個疊層結構，以獲得適當尺寸之壓力感測器10。
在一些實施例中，對向基板400例如為可撓式基板或是可拉伸基板。舉例來說，可撓式基板以及可拉伸基板的材料包括聚醯亞胺、聚二甲基矽氧烷、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚胺酯、玻璃纖維強化塑膠或其他合適的材料。在一些實施例中，除了將對向基板400貼在彈性體300上以外，可以將其他可撓式基板或是可拉伸基板（未繪出）以黏膠、真空貼附或接合的方式貼於基板100的背面。
在提供對向基板400於彈性體300上之後，將軟性印刷電路板（未繪出）接合至壓力感測器10上，並透過軟性印刷電路板使系統電路板（未繪出）或晶片（未繪出）電性連接至壓力感測器10的壓力感測單元RU，接著即可進行壓力偵測。
壓力感測單元RU包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4。在本實施例中，多個壓力感測單元RU沿著第一方向E1以及垂直於第一方向E1的第二方向E2排成陣列。
各壓力感測單元RU的第一電阻R1至少部分重疊於對應的空腔310。在本實施例中，在基板100的表面的法線方向ND上，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4各自皆至少部分重疊於對應的空腔310。在本實施例中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4各自皆部分不重疊於對應的空腔310。換句話說，在上視圖中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4各自皆從對應的空腔310外延伸進對應的空腔310內，並部分重疊於對應的空腔310的邊緣。
在本實施例中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4皆與空腔310之間隔有絕緣層（第二絕緣層230）。換句話說，在本實施例中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4皆設置於空腔310外。在其他實施例中，省略第二絕緣層230或第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4中的至少一者形成於第二絕緣層230上，以使第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4中的至少部分位於空腔310內。在一些實施例中，彈性體300直接形成於第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4以及第一絕緣層220上。
在一些實施例中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4各自的尺寸S為1微米至250微米。
在一些實施例中，每個空腔310的寬度W1為300微米至1000微米。在一些實施例中，每個溝渠320的寬度W2小於或等於空腔310的寬度W1的三分之一。在一些實施例中，空腔310彼此間的距離T為50微米至300微米。
在一些實施例中，每個空腔310的深度D1為2微米至50微米。在一些實施例中，每個溝渠320的深度D2小於或等於空腔310的深度D1。在一些實施例中，溝渠320的深度D2小於彈性體300的厚度。換句話說，部分彈性體300位於溝渠320與電路結構200之間，因此，可以透過彈性體300保護溝渠320下方的電路結構200。
在一些實施例中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4分別對應於空腔310的四個邊設置。由於在壓力感測器10受力時，空腔310的邊緣容易產生較大的應力，因此，將第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4設置於重疊空腔310的邊緣的位置可以提升壓力感測器10的靈敏度。在本實施例中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4分別設置於空腔310的四邊的內側，且與空腔310的邊緣有部分重疊區域。在一些實施例中，壓力感測器10為可撓的或可拉伸的，且可適用於量測施加於壓力感測器10上的正向力、側向力及/或彎曲力。此外，在一些實施例中，壓力感測器10的正面以及背面都可以用於測量壓力。
在本實施例中，藉由溝渠320的設計，可以避免空腔310中壓力過大的問題。具體來說，若空腔310為封閉的，則空腔310中的壓力（氣壓）會隨著外部施力增加而上升，空腔310中的壓力會抵抗外部施力並抑制形變，導致所測得的壓力值失真。因此，在本實施例中，藉由溝渠320連接多個空腔310，藉此減少前述空腔310中的壓力所造成的問題。具體地說，多個溝渠320以及對應的多個空腔310彼此連接，並構成通向彈性體300最外側的通道，以便使空腔310內的氣體可以順利排放至彈性體300外。在本實施例中，在第一方向E1上排成一行的多個空腔310以及多個溝渠320彼此連接，並構成通向彈性體300最外側的通道。此外，電阻通電時所產生的熱也可以透過溝渠320而排放至彈性體300外。換句話說，溝渠320能提升壓力感測單元RU的散熱能力。在一些實施例中，製作壓力感測器10的方法還包括沿著切割道切割基板100、電路結構200以及彈性體300。空腔310以及溝渠320互相連接所構成的通道至少延伸至前述切割道外，因此，在執行切割製程後，前述通道會直接通到經切割的彈性體300的邊緣。
圖4是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器20的上視示意圖。在此必須說明的是，圖4的實施例沿用圖1A至圖3的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖4的壓力感測器20與圖2的壓力感測器10的主要差異在於：壓力感測器10僅包括在第一方向E1上延伸的溝渠320，而壓力感測器20包括在第一方向E1上延伸的溝渠320a以及在第二方向E2上延伸的溝渠320b。
在本實施例中，在第一方向E1上排成一行的多個空腔310以及多個溝渠320a彼此連接，並構成通向彈性體300最外側的通道。在第二方向E2上排成一行的多個空腔310以及多個溝渠320b也彼此連接，並構成通向彈性體300最外側的通道。
在本實施例中，每個空腔310連接四個在第一方向E1上延伸的溝渠320a以及四個在第二方向E2上延伸的溝渠320b，但本發明不以此為限。在其他實施例中，空腔310也可以僅連接在第一方向E1上延伸的溝渠320a或僅連接在第二方向E2上延伸的溝渠320b。
圖5是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器30的上視示意圖。在此必須說明的是，圖5的實施例沿用圖1A至圖3的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖5的壓力感測器30與圖2的壓力感測器10的主要差異在於：壓力感測器10僅包括在第一方向E1上延伸的溝渠320，而壓力感測器30包括在第三方向E3上延伸的溝渠320c以及在第四方向E4上延伸的溝渠320d，其中第三方向E3交叉於第四方向E4，且第三方向E3以及第四方向E4不平行於第一方向E1以及第二方向E2。
在本實施例中，在第三方向E3上排成一行的多個空腔310以及多個溝渠320c彼此連接，並構成通向彈性體300最外側的通道。在第四方向E4上排成一行的多個空腔310以及多個溝渠320d也彼此連接，並構成通向彈性體300最外側的通道。
圖6是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器40的上視示意圖。在此必須說明的是，圖6的實施例沿用圖1A至圖3的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖6的壓力感測器40與圖2的壓力感測器10的主要差異在於：壓力感測器40的溝渠包括中央通道320M、分支道320B以及圖案化溝渠320P。
在本實施例中，部分中央通道320M沿著第一方向E1延伸，且另一部分中央通道320M沿著第二方向E2延伸。中央通道320M延伸至彈性體300的邊緣。
中央通道320M連接對應的分支道320B，且分支道320B連接至對應的空腔310。空腔310透過分支道320B而連接至對應的中央通道320M。在本實施例中，分支道320B可以沿著第一方向E1、第二方向E2、第三方向E3或第四方向E4延伸。
在本實施例中，部分空腔310連接至圖案化溝渠320P。圖案化溝渠320P可以為任意的形狀，舉例來說，H型、Y型、V型、A型、X型、Z型及轉折型等。在本實施例中，除了溝渠以外，部分空腔310本身也可以直接延伸至彈性體300的邊緣。
圖7是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器50的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖7的實施例沿用圖1A至圖3的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖7的壓力感測器50與圖1C的壓力感測器10的主要差異在於：在壓力感測器10的電路結構200中，先形成導線210再形成壓力感測單元RU；在壓力感測器50的電路結構200中，先形成壓力感測單元RU再形成導線210。
請參考圖7，在本實施例中，壓力感測單元RU形成於基板100上。
圖8是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器60的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖8的實施例沿用圖1A至圖3的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖8，在本實施例中，電路結構200位於基板100上，且包括緩衝層BF、多個電阻R、導線212、導線214、第一絕緣層220、第二絕緣層230、第三絕緣層240、接墊250以及薄膜電晶體TFT，其中薄膜電晶體TFT包括閘極246、半導體通道244、第一源極/汲極242、第二源極/汲極248、第一歐姆接觸層243以及第二歐姆接觸層249。
緩衝層BF位於基板100上，且包括單層或多層結構。多個電阻R位於緩衝層BF上。第一絕緣層220位於緩衝層BF以及電阻R上。閘極246以及導線212位於第一絕緣層220上。第二絕緣層230位於第一絕緣層220、閘極246以及導線212上。半導體通道244位於第二絕緣層230上，且重疊於閘極246。第一源極/汲極242、第二源極/汲極248以及導線214位於第二絕緣層230上。第一源極/汲極242以及第二源極/汲極248電性連接至半導體通道244，其中第一歐姆接觸層243位於第一源極/汲極242與半導體通道244之間，且第二歐姆接觸層249位於第二源極/汲極248與半導體通道244之間。第二源極/汲極248以及導線214透過導電孔而電性連接至電阻R，且導線214透過導電孔而電性連接至導線212。第三絕緣層240位於第一源極/汲極242、第二源極/汲極248以及導線214上。接墊250電性連接至第一源極/汲極242。在一些實施例中，外接的軟性印刷電路板透過接墊250而電性連接至薄膜電晶體TFT以及電阻R。
彈性體300位於第三絕緣層240上，且具有多個空腔310以及多個溝渠（未繪出）。彈性體300暴露出接墊250。在本實施例中，電阻R至少部分重疊於空腔310。在本實施例中，電阻R與空腔310之間隔有第一絕緣層220、第二絕緣層230以及第三絕緣層240，但本發明不以此為限。在其他實施例中，電阻R位於第一絕緣層220與第二絕緣層230之間、與第二絕緣層230與第三絕緣層240之間或第三絕緣層240上。
在一些實施例中，閘極246以及導線212屬於相同膜層。在一些實施例中，第一源極/汲極242、第二源極/汲極248以及導線214屬於相同膜層。
在本實施例中，薄膜電晶體TFT為底部閘極型薄膜電晶體，但本發明不以此為限。在其他實施例中，薄膜電晶體TFT為頂部閘極型薄膜電晶體、雙閘極型薄膜電晶體或其他形式的薄膜電晶體。
圖9是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器的電路示意圖。在此必須說明的是，圖9的實施例沿用圖8的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖9繪示了壓力感測器60的電路結構200（請參考圖8）中的電路布局。請參考圖9，多個壓力感測單元RU排成陣列，其中每個壓力感測單元RU包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一薄膜電晶體TFT1及第二薄膜電晶體TFT2。
多條第一訊號線G1-1~Gn-1以及多條第二訊號線G1-2~Gn-2分別電性連接至對應的壓力感測單元RU。舉例來說，第一排壓力感測單元RU電性連接至第一訊號線G1-1以及第二訊號線G1-2；第二排壓力感測單元RU電性連接至第一訊號線G2-1以及第二訊號線G2-2；第n排壓力感測單元RU電性連接至第一訊號線Gn-1以及第二訊號線Gn-2。
各壓力感測單元RU包括串連在一起的第一電阻R1以及第二電阻R2與串連在一起的第三電阻R3以及第四電阻R4。第一電阻R1以及第二電阻R2並連於第三電阻R3以及第四電阻R4以構成惠斯通電橋。
第一訊號線G1-1~Gn-1電性連接至第一薄膜電晶體TFT1的閘極以及第二薄膜電晶體TFT2的閘極。第二訊號線G1-2~Gn-2電性連接至第一電阻R1與第四電阻R4之間。接地訊號線GND電性連接至第二電阻R2與第三電阻R3之間。
第一薄膜電晶體TFT1的第一源極/汲極電性連接至第一電阻R1與第二電阻R2之間。第二薄膜電晶體TFT2的第一源極/汲極電性連接至第三電阻R3與第四電阻R4之間。第一薄膜電晶體TFT1的第二源極/汲極電性連接至第一訊號感測線D1-1~Dn-1。第二薄膜電晶體TFT2的第二源極/汲極電性連接至第二訊號感測線D1-2~Dn-2。
圖10是圖9的壓力感測器的訊號波形圖。請參考圖10，在進行壓力感測時，對第二訊號線G1-2~Gn-2施加電壓，使第二訊號線G1-2~Gn-2與接地訊號線GND之間具有電壓差。接著，依序對第一訊號線G1-1~Gn-1進行掃描。舉例來說，總共有n條第一訊號線G1-1~Gn-1。因此，進行掃描的每個週期包括第一掃描時間T1至第n掃描時間Tn。
在第一掃描時間T1時，開啟第一訊號線G1-1，並關閉其他第一訊號線；在第二掃描時間T2時，開啟第一訊號線G2-1，並關閉其他第一訊號線；在第三掃描時間T3時，開啟第一訊號線G3-1，並關閉其他第一訊號線；在第n掃描時間Tn時，開啟第一訊號線Gn-1，並關閉其他第一訊號線。在掃描完一個週期後，從第一訊號線G1-1開始重新掃描。舉例來說，在第n+1掃描時間Tn+1時，重新開啟第一訊號線G1-1，並關閉其他第一訊號線。
在進行壓力感測時，偵測第一訊號感測線D1-1~Dn-1與第二訊號感測線D1-2~Dn-2之間的電壓差，並透過系統電路板（未繪出）或晶片（未繪出）而計算出對應的壓力感測單元RU所承受的壓力。
圖11是依照本發明的一實施例的一種壓力感測單元的上視示意圖。在此必須說明的是，圖11的實施例沿用圖1A至圖3的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖11繪示了壓力感測器中的其中一個壓力感測單元RU以及其所對應的導線212與空腔310，並省略繪示壓力感測器的其他結構。關於壓力感測器的其他結構可以參考前述實施例，於此不再贅述。
請參考圖11，壓力感測單元RU包含第一電阻R1，第一電阻R1的兩端連接對應的導線212。導線212用於讀取並量測壓力感測單元RU受壓時第一電阻R1的阻值的變化。第一電阻R1重疊於空腔310的邊緣的內側，且與空腔310的邊緣有部分重疊區域。
在本實施例中，空腔310為包括四個圓角的矩形，但本發明不以此為限。空腔310的形狀與尺寸皆可以依照實際需求而進行調整。
在本實施例中，第一電阻R1為長條形，且僅重疊於空腔310的其中一個側邊，但本發明不以此為限。第一電阻R1的形狀與尺寸皆可以依照實際需求而進行調整。舉例來說，如圖12所示，第一電阻R1也可以重疊於空腔310的多個側邊，第一電阻R1與空腔310的重疊範圍可以依照實際需求而進行調整。
在本實施例中，空腔310與溝渠（未繪示）連接，並構成通向彈性體最外側的通道。
圖13是依照本發明的一實施例的一種壓力感測單元的上視示意圖。在此必須說明的是，圖13的實施例沿用圖11的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖13，在本實施例中，空腔310為圓形，且第一電阻R1為C字形。第一電阻R1重疊於空腔310的邊緣的內側，且與空腔310的邊緣有部分重疊區域。第一電阻R1與空腔310的重疊範圍可以依照實際需求而進行調整。
在本實施例中，空腔310與溝渠（未繪示）連接，並構成通向彈性體最外側的通道。
綜上所述，本發明透過溝渠的設計，可以改善彈性體在受壓後空腔中壓力過大的問題，且還能提升壓力感測單元的散熱能力。
10, 20, 30, 40, 50, 60:壓力感測器
100:基板
200:電路結構
210, 212, 214:導線
220:第一絕緣層
230:第二絕緣層
240:第三絕緣層
242:第一源極/汲極
243:第一歐姆接觸層
244:半導體通道
246:閘極
248:第二源極/汲極
249:第二歐姆接觸層
250:接墊
300:彈性體
310:空腔
320, 320a, 320b, 320c, 320d:溝渠
320B:分支道
320M:中央通道
320P:圖案化溝渠
400:對向基板
BF:緩衝層
C:載板
D1, D2:深度
D1-1~Dn-1:第一訊號感測線
D1-2~Dn-2:第二訊號感測線
E1:第一方向
E2:第二方向
E3:第三方向
E4:第四方向
G1-1~Gn-1:第一訊號線
G1-2~Gn-2:第二訊號線
GND:接地訊號線
ND:法線方向
R:電阻
RU:壓力感測單元
R1:第一電阻
R2:第二電阻
R3:第三電阻
R4:第四電阻
S:尺寸
T:距離
TFT:薄膜電晶體
TFT1:第一薄膜電晶體
TFT2:第二薄膜電晶體
T1~ Tn、Tn+1:掃描時間
W1, W2:寬度
圖1A至圖1C是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器的製造方法的剖面示意圖。
圖2是圖1C的壓力感測器的上視示意圖。
圖3是圖2的溝渠的剖面示意圖。
圖4是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器的上視示意圖。
圖5是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器的上視示意圖。
圖6是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器的上視示意圖。
圖7是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器的剖面示意圖。
圖8是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器的剖面示意圖。
圖9是依照本發明的一實施例的一種壓力感測器的電路示意圖。
圖10是圖9的壓力感測器的訊號波形圖。
圖11是依照本發明的一實施例的一種壓力感測單元的上視示意圖。
圖12是依照本發明的一實施例的一種壓力感測單元的上視示意圖。
圖13是依照本發明的一實施例的一種壓力感測單元的上視示意圖。
10:壓力感測器
300:彈性體
310:空腔
320:溝渠
E1:第一方向
E2:第二方向
RU:壓力感測單元
R1:第一電阻
R2:第二電阻
R3:第三電阻
R4:第四電阻
S:尺寸
T:距離
W1,W2:寬度
Claims (10)
- 一種壓力感測器，包括：一基板；多個壓力感測單元，位於該基板之上，其中該些壓力感測單元各自包括一第一電阻；一彈性體，位於該基板之上，且包括多個空腔以及至少一個溝渠，其中該些壓力感測單元各自的該第一電阻至少部分重疊於對應的空腔，且該些空腔中的至少兩者透過該至少一個溝渠而互相連通，並構成通向該彈性體最外側的通道；以及一對向基板，設置於該彈性體上。
- 如請求項1所述的壓力感測器，其中該些壓力感測單元各自包括串連在一起的該第一電阻以及一第二電阻與串連在一起的一第三電阻以及一第四電阻，其中該第一電阻以及該第二電阻並連於該第三電阻以及該第四電阻以構成惠斯通電橋，且該第一電阻、該第二電阻、該第三電阻以及該第四電阻各自皆至少部分重疊於該對應的空腔。
- 如請求項2所述的壓力感測器，其中該些壓力感測單元各自包括：一第一薄膜電晶體，電性連接至該第一電阻與該第二電阻之間；以及一第二薄膜電晶體，電性連接至該第三電阻與該第四電阻之間。
- 如請求項2所述的壓力感測器，其中該第一電阻、該第二電阻、該第三電阻以及該第四電阻各自的尺寸為1微米至250微米。
- 如請求項1所述的壓力感測器，其中該至少一個溝渠包括：多個分支道，分別連接至該對應的空腔；以及多個中央通道，其中該些中央通道各自連接至對應的分支道。
- 如請求項1所述的壓力感測器，其中該至少一個溝渠的深度小於該彈性體的厚度。
- 如請求項1所述的壓力感測器，其中在一第一方向上排成一行的該些空腔以及對應的溝渠彼此連接，並構成通向該彈性體最外側的該通道。
- 如請求項1所述的壓力感測器，其中該些空腔各自的寬度為300微米至1000微米，該些空腔各自的深度為2微米至50微米，該些空腔彼此間的距離為50微米至300微米。
- 如請求項1所述的壓力感測器，其中該至少一個溝渠各自的寬度小於或等於該些空腔各自的寬度的三分之一，該至少一個溝渠各自的深度小於或等於該些空腔各自的深度。
- 如請求項1所述的壓力感測器，其中該些壓力感測單元沿著一第一方向以及垂直於該第一方向的一第二方向排成陣列，其中該至少一個溝渠的延伸方向不平行於該第一方向以及該第二方向。
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