(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに隙間を空けて配置された複数の電極を有し、正確に測定できる圧力測定範囲を広くする圧力センサを提供する。【解決手段】圧力センサ１において、複数の個別電極３１は、第２絶縁膜２７の絶縁フィルム７側の主面に、共通電極９に対向して敷き詰められたように設けられている。感圧層３３は、複数の個別電極３１の上に積層され、第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂは、第２絶縁膜２７の上面において複数の個別電極３１の間に配置され、共通電極９に対向する。第２個別スペーサ３５Ｂは、第１個別スペーサ３５Ａより高く形成されている。複数の個別電極３１は、低圧力が作用するだけで共通電極９と導通する低圧用の個別電極３１と、低圧力が作用するときに共通電極９と導通せずに、高圧力が作用するときに共通電極９と導通する高圧用の個別電極３１とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基材と、
前記第１絶縁基材の主面に広がって形成された共通電極と、
前記第１絶縁基材の前記主面に対向して配置された第２絶縁基材と、
前記第２絶縁基材の前記第１絶縁基材側の主面に前記共通電極に対向して敷き詰められたように設けられた複数の個別電極と、
前記複数の個別電極及び前記共通電極の少なくとも一方の上に積層された感圧層と、
前記複数の個別電極に対応して前記第２絶縁基材の前記主面と反対側に設けられ、１又は隣接する２以上が１つの個別電極に接続される複数の薄膜トランジスタと、
前記第２絶縁基材の前記主面において前記複数の個別電極の間に配置され、前記共通電極に対向する第１個別スペーサ及び第２個別スペーサと、
を備え、
前記第２個別スペーサは、前記第１個別スペーサより高く形成されており、
前記複数の個別電極は、周囲の前記第１個別スペーサ及び前記第２個別スペーサの配置によって前記第１絶縁基材と前記第２絶縁基材が接近するように低圧力が作用するだけで前記共通電極と導通するように設定された低圧用個別電極と、周囲の前記第１個別スペーサ及び前記第２個別スペーサの配置によって前記第１絶縁基材と前記第２絶縁基材が接近するように低圧力が作用するときに前記共通電極と導通せずに高圧力が作用するときに前記共通電極と導通するように設定された高圧用個別電極とを有している、
圧力センサ。
【請求項２】
前記高圧用個別電極は前記第２個別スペーサと隣接している、請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記高圧用個別電極は前記第２個別スペーサの間に挟まれている、請求項２に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサ、特に、感圧層と電極として多数の薄膜トランジスタとを有する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサとして、感圧樹脂に多数の薄膜トランジスタを組み合わせたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
感圧樹脂は、導電性粒子をシリコーンゴム等の絶縁樹脂内に分散させたものである。感圧樹脂では、圧力が加えられると、絶縁樹脂内において導電性粒子同士が接触することで、抵抗値が低下する。これにより、感圧樹脂に加えられた圧力を検知できる。
多数の薄膜トランジスタは、マトリクス状に配置されており、電極として機能する。これにより、圧力検出の高速化、高解像度化、低消費電力化が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６―４９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
感圧層と複数の電極が所定の隙間を空けて対向配置された圧力センサも知られている。
一般的に、感圧層の接触面積の変化を用いた圧力センサは、感圧層の圧力測定範囲が狭いという問題を有している。具体的には、圧力−電気抵抗特性では、圧力が低い範囲では電気抵抗の変化割合は大きいが、圧力が高い範囲では電気抵抗の変化割合が小さい。その理由は、圧力が高くなっていっても、途中から感圧層と電極との接触面積は大きくならず、つまり接触抵抗が圧力に追従しないからである。この結果、圧力が高い範囲では、感度が不足して圧力を正確に測定できない。
また、複数の個別電極には圧力が集中して壊れやすいので、圧力センサの耐久性が高くない。
【０００５】
本発明の目的は、互いに隙間を空けて配置された複数の電極を有する圧力センサにおいて、正確に測定できる圧力測定範囲を広くすることにある。
本発明の他の目的は、圧力センサの耐久性を高くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【０００７】
本発明の一見地に係る圧力センサは、第１絶縁基材と、共通電極と、第２絶縁基材と、と、複数の個別電極と、感圧層と、複数の薄膜トランジスタと、第１個別スペーサ及び第２個別スペーサとを備えている。
共通電極は、第１絶縁基材の主面に広がって形成されている。
第２絶縁基材は、第１絶縁基材の主面に対向して配置されている。
複数の個別電極は、第２絶縁基材の第１絶縁基材側の主面に、共通電極に対向して敷き詰められたように設けられている。
感圧層は、複数の個別電極及び共通電極の少なくとも一方の上に積層されている。
複数の薄膜トランジスタは、複数の個別電極に対応して第２絶縁基材の主面と反対側に設けられ、１又は隣接する２以上が１つの個別電極に接続される。
第１個別スペーサ及び第２個別スペーサは、第２絶縁基材の主面において複数の個別電極の間に配置され、共通電極に対向する。
第２個別スペーサは、第１個別スペーサより高く形成されている。
複数の個別電極は、低圧用個別電極と、高圧用個別電極とを有している。低圧用個別電極は、周囲の第１個別スペーサ及び第２個別スペーサの配置によって、第１絶縁基材と第２絶縁基材が接近するように低圧力が作用するだけで共通電極と導通するように設定されている。高圧用個別電極は、周囲の第１個別スペーサ及び第２個別スペーサの配置によって、第１絶縁基材と第２絶縁基材が接近するように低圧力が作用するときに共通電極と導通せずに、高圧力が作用するときに共通電極と導通するように設定されている。
【０００８】
この圧力センサでは、第１個別スペーサ及び第２個別スペーサを設けることで、複数の個別電極には圧力が集中しにくい。その結果、圧力センサの耐久性が高くなる。
この圧力センサでは、圧力が低い場合は、低圧用個別電極のみが共通電極と電気的に導通する。これにより、低圧用個別電極を介して感圧層の抵抗変化（つまり、圧力）を正確に測定できる。このとき、第１個別スペーサ及び第２個別スペーサの配置によって高圧用個別電極が低圧用個別電極に比べて共通電極に電気的に接触しないので、高圧用個別電極は共通電極に対して電気的に導通しない。そして、圧力が高くなれば、低圧用個別電極に加えて高圧用個別電極が共通電極と電気的に導通する。これにより、高圧用個別電極を介して感圧層の抵抗変化（つまり、圧力）を正確に測定できる。高圧用個別電極は、電気抵抗を正確に測定可能な圧力測定範囲が、低圧用個別電極のそれよりも高圧力側にシフトしているからである。
【０００９】
高圧用個別電極は、第２個別スペーサと隣接していてもよい。
【００１０】
高圧用個別電極は、第２個別スペーサの間に挟まれていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る圧力センサでは、正確に測定できる圧力測定範囲が広くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの概略断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの概略断面図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの概略断面図。
【図４】圧力センサの部分概略断面図。
【図５】圧力センサの下側電極部材の概略平面図。
【図６】圧力センサの等価回路図。
【図７】個別電極と個別スペーサの平面位置関係を示す概略平面図。
【図８】圧力センサの圧力と電気抵抗の関係を示すグラフ。
【図９】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１０】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１１】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１２】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１３】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１４】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１５】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１６】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１７】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１８】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図１９】圧力センサの製造方法を示す模式的断面図。
【図２０】個別電極及び個別スペーサの平面形状を示す模式的平面図（第２実施形態）。
【図２１】個別電極と個別スペーサの平面位置関係を示す概略平面図（第３実施形態）。
【図２２】個別電極と個別スペーサの平面位置関係を示す概略平面図（第４実施形態）。
【図２３】圧力センサの部分概略断面図（第５実施形態）。
【図２４】圧力センサの部分概略断面図（第６実施形態）。
【図２５】圧力センサの部分概略断面図（第７実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．第１実施形態
（１）圧力センサの基本構成
図１〜図５を用いて、第１実施形態に係る圧力センサ１を説明する。図１〜図３は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。図４は、圧力センサの部分概略断面図である。図５は、圧力センサの下側電極部材の概略平面図である。
【００１４】
圧力センサ１は、押圧力が作用すると押圧位置と押圧力を検出する装置である。圧力センサ１は、例えば、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノートＰＣのタッチパネルに採用される。
圧力センサ１は、上側電極部材３を有している。上側電極部材３は、押圧力が作用する平面状の部材である。上側電極部材３は、絶縁フィルム７（第１絶縁基材の一例）と、その下面（主面の一例）に全面的につまり一面に広がって又はパターニングされて形成された共通電極９とを有している。
【００１５】
圧力センサ１は、下側電極部材５を有している。下側電極部材５は、上側電極部材３の下方に配置された平面状の部材である。下側電極部材５は、例えば矩形の絶縁フィルム１５と、複数の個別電極３１を有している。個別電極は画素電極ともいう。
下側電極部材５は、複数の山型感圧層３３を有している。複数の山型感圧層３３は、複数の個別電極３１の共通電極９側の上にそれぞれ形成されている。概略的に説明すれば、山型感圧層３３は個別電極３１全体を覆っており、外径もわずかに大きい。したがって、平面視では個別電極３１は山型感圧層３３によって隠れている。
【００１６】
なお、「山型」とは、頂部（又は中心部）と周縁部とを有しており、ドーム形状、錐体形状、錐台形状を含む。山型の平面形状は、丸、四角、その他の形状を含む。
一例として、山型感圧層３３の高さＨは、広い範囲では５〜１００μｍであり、狭い範囲では１０〜３０μｍである。山型感圧層３３の径Ｌは、広い範囲では０．１〜１．０ｍｍであり、狭い範囲では０．３〜０．６ｍｍである。
【００１７】
上側電極部材３と下側電極部材５は、図４に示すように、周縁部において額縁スペーサ１３によって互いに接着されている。額縁スペーサ１３は額縁状に形成されており、例えば、粘着剤、両面テープからなる。
【００１８】
図５に示すように、複数の個別電極３１及び山型感圧層３３は、平面に敷き詰められて配置されている。複数の個別電極３１及び山型感圧層３３同士の間には、後述する第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂが配置されている。ただし、記載の煩雑を避けるため、図５では第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの符号は省略されている。
【００１９】
この実施形態では、複数の個別電極３１並びに山型感圧層３３、第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂは、マトリクス状に配置されている。マトリクス状とは、行列状に二次元配列されている状態又はそれに類似した状態をいう。
【００２０】
共通電極９の領域が山型感圧層３３に向かって押し下げられると、共通電極９と押し下げ領域に位置付けられている個別電極３１が電気的に導通する。押し下げは、例えば、指、スタイラスペン、棒、手の平、足裏で行えばよい。電極ピッチは例えば０．３〜０．７ｍｍである。
下側電極部材５は、複数の薄膜トランジスタ３０（以下、「ＴＦＴ３０」という）を有している。各ＴＦＴ３０は、個別電極３１の各々に対応して設けられており、電流値検出用の電極として機能する。
【００２１】
（２）ＴＦＴ及び個別電極の関係
ＴＦＴ３０は、図１〜図４に示すように、ソース電極１７と、ドレイン電極１９と、ゲート電極２１とを有している。ＴＦＴ３０は、トップゲート型である。ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を構成する材料は、特に限定されない。また、ＴＦＴはボトムゲート型であってもよい。
【００２２】
ソース電極１７とドレイン電極１９は、絶縁フィルム１５の上面に形成されている。ＴＦＴ３０は、ソース電極１７及びドレイン電極１９間に形成された有機半導体２３を有している。このような半導体層を構成する材料としては、公知の材料、例えば、シリコン、酸化物半導体、有機半導体を用いることができる。
ＴＦＴ３０は、ソース電極１７、ドレイン電極１９及び有機半導体２３を覆うように形成された第１絶縁膜２５を有している。
【００２３】
ドレイン電極１９は、後述するように、個別電極３１に接続されている。ゲート電極２１は、第１絶縁膜２５の上面において有機半導体２３の上方に形成されている。
ＴＦＴ３０は、第１絶縁膜２５の上面に形成されゲート電極２１を覆う第２絶縁膜２７を有している。
複数の個別電極３１は、第２絶縁膜２７（第２絶縁基材の一例）の上面に形成されている。個別電極は、第１絶縁膜２５及び第２絶縁膜２７を貫通する貫通孔に形成された導電部２９を介して、ＴＦＴ３０に接続されている。
【００２４】
図６を用いて、圧力センサ１の動作原理を説明する。図６は、圧力センサの等価回路図である。
ゲート電圧を入力したＴＦＴ３０のドレイン電極１９に電圧を印加すると、山型感圧層３３の抵抗に対応するドレイン電流が流れる。そして、山型感圧層３３に加わる圧力が高くなると抵抗が下がるので、ドレイン電流の増加が検出される。圧力センサ１上のＴＦＴ３０を掃引してゲート電圧を加えドレイン電流を測定することにより、シート表面の圧力分布を観測できる。
圧力センサ１は、回路部（図示せず）を有している。回路部は、ドレイン電極１９、ソース電極１７及び共通電極９を制御するものであり、例えば、共通電極９、ソース電極１７に所定電圧を印加する電源電圧と、ソース−ドレイン間の電流値に応じた信号を発生して外部の信号処理装置へ出力する電流検出回路とを有している。外部の信号処理装置は、回路部から送られてきた信号に基づいて、押圧位置及び押圧力を検出する。
【００２５】
（３）個別スペーサ
図１〜図３に示すように、下側電極部材５の上面には、個別電極３１及び山型感圧層３３の間に、複数の個別スペーサ（ダミー電極ともいう）、具体的には、第１個別スペーサ３５Ａと第２個別スペーサ３５Ｂが形成されている。
第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂは、山型感圧層３３と同じく山型形状である。第１個別スペーサ３５Ａは、山型感圧層３３と同じ高さであり、共通電極９との間に隙間を有している。ただし、第１個別スペーサ３５Ａは、山型感圧層３３より高くてもよい。
第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの高さ、個別電極３１における隙間は広い範囲から適宜設定可能である。例えば、０〜数十μｍであり、数μｍオーダーや十数μｍオーダーでもよい。
第２個別スペーサ３５Ｂは第１個別スペーサ３５Ａより高い。具体的には、山型感圧層３３の高さが２０μｍのとき、第1個別スペーサ３５Ａの高さは、２０〜７０μｍの範囲であり、第２個別スペーサ３５Ｂの高さは、２５〜１２５μｍの範囲である。また、第１個別スペーサ３５Ａの高さと第２個別スペーサの３５Ｂの高さの比は、１．０７〜３．７５の範囲である。そのため、第２個別スペーサ３５Ｂは、共通電極９に当接又は近接している。以上の構造により、非加圧時に共通電極９と山型感圧層３３との間には隙間が確実に確保され、そのため山型感圧層３３に作用する圧力をゼロにできる。
なお、第１個別スペーサ３５Ａと第２個別スペーサ３５Ｂの形状が山型であるので、山型感圧層３３の周囲上側の空間が比較的大きくなっており、そのため共通電極９が山型感圧層３３に追従しやすい。ただし、個別スペーサの形状は山型に限定されず、上面が平面であってもよい。
【００２６】
次に、図７を用いて、個別電極３１と第１個別スペーサ３５Ａと第２個別スペーサ３５Ｂとの平面位置関係を説明する。図７は、個別電極と個別スペーサの平面位置関係を示す概略平面図である。以下、個別電極３１の上には実際には山型感圧層３３が積層されているが、説明の簡略化のために山型感圧層３３の符号は省略する。
図７では、図の上側半分の領域又は下側半分の領域では、個別電極３１と、第１個別スペーサ３５Ａ又は第２個別スペーサ３５Ｂとは、交互に並んで配置されている。つまり、各領域では、個別電極３１同士は行方向及び列方向のいずれにも互いに隣接していない。また、各領域では、個別スペーサ同士は、行方向及び列方向のいずれにも互いに隣接していない。ただし、図７では、領域の境界において、個別電極３１同士が図上下方向に隣接しており、第１個別スペーサ３５Ａと第２個別スペーサ３５Ｂが図上下方向に隣接している。
なお、個別電極３１に山型感圧層３３が形成されていることで山の頂点に圧力が集中することが想定されるが、複数の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂを設けることで複数の頂点に圧力を分散できる。その結果、圧力センサ１の耐久性が向上する。
【００２７】
図７の線Ａ上の２個の個別電極３１（「低」の字）を説明する。なお、図１は、図７の線Ａにおける断面図となっている。
この個別電極３１は、４つの第１個別スペーサ３５Ａによって四方が囲まれている。この個別電極３１の斜め方向４カ所には、個別電極３１が配置されている。つまり、この個別電極３１の周囲８カ所は全て同じ高さの構造になっている。以上の結果、この個別電極３１は、低圧力測定用の個別電極３１（低圧用個別電極の一例）になっている。
【００２８】
図７の線Ｂ上の図上から１つ目の個別電極３１（「中」の字）を説明する。なお、図２は、図７の線Ｂにおける断面図となっている。この個別電極３１は、３個の第１個別スペーサ３５Ａと１個の個別電極３１（「高」の字）によって四方が囲まれている。この個別電極３１の斜め方向２カ所には個別電極３１が配置されており、残りの斜め方向２カ所には第２個別スペーサ３５Ｂが配置されている。つまり、この個別電極３１の周囲８カ所のうち２カ所がそれより高い構造が設けられている。以上の結果、この個別電極３１は、中圧力測定用の個別電極３１になっている。
【００２９】
図７の線Ｃ上の右側の１個の個別電極３１（「高」の字）を説明する。なお、図３は、図８の線Ｃにおける断面図となっている。この個別電極３１は、４個の第２個別スペーサ３５Ｂ及びによって四方が囲まれている。この個別電極３１の斜め方向４カ所には個別電極３１が配置されている。つまり、この個別電極３１の周囲８カ所のうち４カ所にそれより高い構造が設けられている。以上の結果、この個別電極３１は、高圧力測定用の個別電極３１（高圧用個別電極の一例）になっている。
以上の結果、複数の高圧用の個別電極３１が図の下側領域に配置され高圧エリアを形成して、１個の中圧用の個別電極３１が図の上下全体に配置され、一対の低圧用の個別電極３１が図の上側部分領域に配置されて低圧エリア形成している。
【００３０】
以上に述べたように、低圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力が作用だけで共通電極９と導通するように設定されている。高圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力又は中圧力が作用するときに共通電極９と導通せずに、高圧力が作用するときに共通電極９と導通するように設定されている。中圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力が作用するときに共通電極９と導通せずに、中圧力が作用するときに共通電極９と導通するように設定されている。
より詳細に説明すれば、各個別電極３１は、周囲にある第２個別スペーサ３５Ｂの密度、距離、高さによって、いずれの圧力範囲に対応するかが決定される。つまり、各個別電極３１は、周囲にある第２個別スペーサ３５Ｂの数が少ない等の理由によって「低圧での接触しやすさ」が高ければ、低圧力であっても共通電極９に導通する。また、例えば、各個別電極３１は、周囲にある第２個別スペーサ３５Ｂの数が多い等の理由によって「低圧での接触しやすさ」が低ければ、低圧力では共通電極９に導通せず、高圧力になってから共通電極９に導通する。
【００３１】
（４）押圧動作及び圧力測定動作
図８を用いて、押圧動作及び圧力測定動作を説明する。図８は、圧力センサの圧力と電気抵抗の関係を示すグラフである。
図８に示すように、圧力が加えられると、山型感圧層３３の抵抗が低下する。電圧電源により一定の電圧を加えたときのソース−ドレイン間の電位差は、ドレイン電極１９と直列に接続された山型感圧層３３の抵抗値に依存する。その結果、ソース−ドレイン間の電位差が大きくなり、流れる電流量が増加する。したがって山型感圧層３３に与える押圧力と電流量とを予め取得しておけば、信号処理装置（図示せず）は、電流量に応じた信号の変化を読み取ることで、圧力センサ１に印加される圧力量（押圧力）を検知できる。
【００３２】
上側電極部材３に小さな力が作用して共通電極９が低圧用の個別電極３１（具体的には、山型感圧層３３）のみに接触している。そのため、図８に示すように、当該個別電極３１に対応するＴＦＴ３０からの出力によって、低圧力を正確に測定できる。
上側電極部材３に中くらいの力が作用して共通電極９が中圧用の個別電極３１（具体的には、山型感圧層３３）にも接触している。そのため、図８に示すように、当該個別電極３１に対応するＴＦＴ３０からの出力によって、中圧力を正確に測定できる。
【００３３】
上側電極部材３に大きな力が作用して共通電極９が高圧用の個別電極３１（具体的には、山型感圧層３３）にも接触している。そのため、図８に示すように、当該個別電極３１に対応するＴＦＴ３０からの出力によって、高圧力を正確に測定できる。
以上に述べたように、各電極の抵抗変化の割合が十分に高い領域が荷重に応じてずらされているので、低圧力、中圧力、高圧力のいずれであっても正確に測定できる。
【００３４】
圧力センサ１は、押圧領域を有している。押圧領域は、圧力センサ１の全体であってもよいし、一部であってもよい。
押圧領域では、いずれの押圧箇所であっても低圧用の個別電極３１と、中圧用の個別電極３１と、高圧用の個別電極３１とが最低押圧面積内に含まれるように並べられている。「最低押圧面積」とは、予定される押圧物（例えば、指、ペン）が圧力センサを押したときに必ず押されると想定される最低限の面積である。
【００３５】
（５）材料
絶縁フィルム７、絶縁フィルム１５としては、ポリカーボネート系、ポリアミド系、若しくは、ポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、又は、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、若しくは、ポリブチレンテレフタレート系などの樹脂フィルムを用いることができる。
絶縁フィルム７に伸縮性を要求する場合は、例えばウレタンフィルム、シリコン、ゴムである。絶縁フィルム７及び絶縁フィルム１５は、電極を印刷して乾燥するので耐熱性を有する材料が好ましい。
【００３６】
共通電極９、個別電極３１としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、若しくは、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）などの金属酸化物膜、これらの金属酸化物を主体とする複合膜、又は金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、若しくは、パラジウムなどの金属膜によって、形成することができる。共通電極９に伸縮性を要求する場合は、例えば、伸縮性Ａｇペーストである。
【００３７】
山型感圧層３３は、例えば感圧インキからなる。感圧インキは、外力に応じて対向する電極との接触抵抗が変化することよって圧力検出を可能にする材料である。感圧インキ層は、塗布により配置できる。感圧インキ層の塗布方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、又はフレキソ印刷などの印刷法、又はディスペンサによる塗布を用いることができる。
第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂとしては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、若しくは、シリコーン系樹脂のような樹脂の印刷層又は塗布層を用いることができる。
【００３８】
（６）圧力センサの製造方法
図９〜図１９を用いて、圧力センサ１の製造方法を説明する。図９〜図１９は、圧力センサの製造方法を示す模式的断面図である。
最初に、図９〜図１８を用いて、下側電極部材５の製造方法の各ステップを説明する。
【００３９】
図９に示すように、絶縁フィルム１５の一面に、例えばスパッタリングによって電極材料３７を形成する。
図１０に示すように、例えばフォトリソグラフィー法によって電極材料３７の一部を除去することで、フィルム露出部３９を形成する。また、これにより、ソース電極１７とドレイン電極１９を形成する。なお、ソース電極１７とドレイン電極１９の形成手法は特に限定されない。
【００４０】
図１１に示すように、フィルム露出部３９において有機半導体２３を形成する。有機半導体２３の形成方法は公知の技術である。
図１２に示すように、ソース電極１７、ドレイン電極１９及び有機半導体２３が形成された面を覆うように、第１絶縁膜２５を形成する。
図１３に示すように、第１絶縁膜２５の上面において有機半導体２３の上方に、ゲート電極２１を形成する。ゲート電極２１の形成手法は公知の技術である。
【００４１】
図１４に示すように、ゲート電極２１の形成された第１絶縁膜２５全体を覆うように、第２絶縁膜２７を形成する。
図１５に示すように、第１絶縁膜２５と第２絶縁膜２７にレーザによってドレイン電極１９に至る貫通孔を形成し、そこに導電材料を埋めることで導電部２９を形成する。
【００４２】
図１６に示すように、個別電極３１を印刷法によって形成し、導電部２９を介してＴＦＴ３０と接続する。
図１７に示すように、個別電極３１の上に山型感圧層３３を印刷法によって形成する。
【００４３】
さらに、図１８に示すように、第２絶縁膜２７の上に第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂを印刷法によって形成する。
【００４４】
次に、図１９を用いて、上側電極部材３の製造を説明する。
図１９に示すように、印刷法によって絶縁フィルム７の一面に共通電極９を形成する。なお、絶縁フィルム７の一面に例えばスパッタリングによって共通電極９の材料を形成し、続いてフォトリソグラフィー法によって共通電極９を形成してもよい。
最後に、上側電極部材３と下側電極部材５とを接着剤からなる額縁状の額縁スペーサ１３（図４）を介して貼り合わせることで、圧力センサ１を完成させる。
【００４５】
２．第２実施形態
前記実施形態では個別電極３１と山型感圧層３３の平面形状は共に円であったが、特に限定されない。図２０を用いて、そのような実施形態を説明する。図２０は、個別電極及び個別スペーサの平面形状を示す模式的平面図である。
図２０では、個別電極３１Ｃ及び山型感圧層３３Ｃの平面形状は四角形である。これらの平面形状は、三角形、その他の多角形でもよい。
【００４６】
３．第３実施形態
図２１を用いて、個別電極３１と第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配列パターンの変形例を説明する。図２１は、個別電極と個別スペーサの平面位置関係を示す概略平面図である。
図２１では、個別電極３１と第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂとは、交互に並んで配置されている。つまり、個別電極３１同士は行方向及び列方向のいずれにも互いに隣接していない。また、個別スペーサ同士は、行方向及び列方向のいずれにも互いに隣接していない。
図２１では、第２個別スペーサ３５Ｂが図上下方向真ん中で左右に直線状に配置されている。そのため、第２個別スペーサ３５Ｂに挟まれた個別電極３１（「高」の字）が高圧用になり、第２個別スペーサ３５Ｂに挟まれてはいないが第２個別スペーサ３５Ｂに隣接して配置された個別電極３１（「中」の字）が中圧用になり、第２個別スペーサ３５Ｂから離れた個別電極３１（「低」の字）が低圧用になる。
【００４７】
以上の結果、複数の高圧用の個別電極３１が図の上下真ん中に配置され、複数の中圧用の個別電極３１が複数の高圧用の個別電極３１の上下外側に配置され、複数の低圧用の個別電極３１が複数の中圧用の個別電極３１の上下外側に配置されている。
この実施形態においても、低圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力が作用するだけで共通電極９と導通するように設定されている。高圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力又は中圧力が作用するときに共通電極９と導通せずに、高圧力が作用するときに共通電極９と導通するように設定されている。中圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力が作用するときに共通電極９と導通せずに、中圧力が作用するときに共通電極９と導通するように設定されている。
【００４８】
４．第４実施形態
図２２を用いて、個別電極３１と第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配列パターンの変形例を説明する。図２２は、個別電極と個別スペーサの平面位置関係を示す概略平面図である。
図２２では、個別電極３１と第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂとは、交互に並んで配置されている。つまり、個別電極３１同士は行方向及び列方向のいずれにも互いに隣接していない。また、個別スペーサ同士は、行方向及び列方向のいずれにも互いに隣接していない。
一対の第２個別スペーサ３５Ｂは、図左右方向に離れて配置されている。そのため、第２個別スペーサ３５Ｂの周囲の個別電極３１（「高」の字）が高圧用になり、第２個別スペーサ３５Ｂに挟まれてはいないが第２個別スペーサ３５Ｂに隣接して配置された個別電極３１（「中」の字）が中圧用になり、第２個別スペーサ３５Ｂから離れた個別電極３１（「低」の字）が低圧用になる。
【００４９】
以上の結果、複数の高圧用の個別電極３１が図の左右両側に配置され、複数の中圧用の個別電極３１が図の全体に配置され、一対の低圧用の個別電極３１が図の上下両側に配置されている。
この実施形態においても、低圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力が作用するだけで共通電極９と導通するように設定されている。高圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力又は高圧力が作用するときに共通電極９と導通せずに、高圧力が作用するときに共通電極９と導通するように設定されている。中圧用の個別電極３１は、周囲の第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂの配置によって、低圧力が作用するときに共通電極９と導通せずに、中圧力が作用するときに共通電極９と導通するように設定されている。
【００５０】
５．第５実施形態
前記実施形態では個別電極は平板形状であったが、山型形状であってもよい。図２３を用いて、そのような実施形態を説明する。図２３は、圧力センサの部分概略断面図である。
図２３では、個別電極３１Ａは山型であって、その上面に山型感圧層３３Ａが積層されている。
【００５１】
６．第６実施形態
前記実施形態では感圧層は個別電極の上に積層されていたが、上側電極部材に形成されていてもよい。図２４を用いて、そのような実施形態を説明する。図２４は、圧力センサの部分概略断面図である。
図２４では、上側電極部材３Ａにおいて、共通電極９の下面には感圧層３３Ｂが形成されている。個別電極３１Ａは山型である。
【００５２】
７．第７実施形態
前記実施形態のいずれも感圧層は上側電極部材及び下側電極部材の一方にのみ形成されていたが、感圧層は両部材に形成されて互いに対向してもよい。図２５を用いて、そのような実施形態を説明する。図２５は、圧力センサの部分概略断面図である。
図２５では、個別電極３１の上に山型感圧層３３が形成されている。さらに、上側電極部材３Ａにおいて、共通電極９の下面には感圧層３３Ｂが形成されている。
【００５３】
８．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（１）前記実施形態では個別電極３１と第１個別スペーサ３５Ａ及び第２個別スペーサ３５Ｂは行と列が完全にそろったマトリクス状であったが、広い意味でのマトリクス状に配置されていればよい。
【００５４】
（２）感圧層の側面形状の変形例
前記実施形態では、山型感圧層３３はドーム形状であって側面形状は半円形状であったが、特に限定されない。
【００５５】
（３）前記実施形態では、各個別電極に薄膜トランジスタを対応させ、さらに各薄膜トランジスタの電流を検出していた。言い換えると、１つの個別電極に１つの薄膜トランジスタが接続されていた。しかし、１つの個別電極に複数の薄膜トランジスタを対応させ、複数の薄膜トランジスタの電流を検出するようにしてもよい。具体的には、１つの個別電極に隣接する２以上の薄膜トランジスタが接続される。これにより検出される電流値が大きくなり、さらに、回路に冗長性をもたすことができる。
（４）前記実施形態では個別電極は低圧用、中圧用、高圧用に分かれていたが、低圧・高圧の２種類であってもよいし、４種類以上であってもよい。
【００５６】
（５）前記実施形態では感圧層は山型であったが、他の形状でもよい。
（６）前記実施形態では個別スペーサは個別電極及び感圧層とは異なる材料によって構成されていたが、個別スペーサは個別電極から電気的に独立していれば条件を満たすので、前記実施形態に限定されない。
例えば、個別スペーサは、個別電極と感圧層を有するものの、導電部２９が省略された構造であってもよい。この場合は個別スペーサは、個別電極及び感圧層を形成する工程でそれらと同時に形成される。
【００５７】
また、例えば、個別スペーサは、導電部２９と個別電極３１を有するものの、山型感圧層３３の代わりに絶縁材料が用いられた構造であってもよい。この場合は、導電部２９と個別電極３１を全ての箇所に形成しておき、その後に山型感圧層３３又は絶縁材料によって感圧部と個別スペーサとを形成できる。
また、個別スペーサは、導電部２９と個別電極３１と山型感圧層３３を有するものの、導電部２９がドレイン電極１９に導通していない構造であってもよい。
【００５８】
（７）個別電極３１同士が、行方向若しくは列方向のいずれか又は両方に互いに隣接していてもよい。
また、個別スペーサ同士が、行方向及び列方向のいずれか又は両方に互いに隣接していてもよい。
（８）個別スペーサは、絶縁されている場合は、隣接する個別スペーサ又は個別電極と接触していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、感圧層と電極として多数の薄膜トランジスタとを有する圧力センサに広く適用できる。特に、本発明に係る圧力センサは、タッチパネル以外に、大面積のシートセンサに適している。具体的には、本発明に係る圧力センサは、歩行の測定技術（医療、スポーツ、セキュリティの分野）、ベッドの床ずれ測定技術に適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１      ：圧力センサ
３      ：上側電極部材
５      ：下側電極部材
７      ：絶縁フィルム
９      ：共通電極
１３    ：額縁スペーサ
１５    ：絶縁フィルム
３０    ：薄膜トランジスタ
３１    ：個別電極
３３    ：山型感圧層
３５Ａ  ：第１個別スペーサ
３５Ｂ  ：第２個別スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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