(57)【要約】【課題】電極形成の手間を省き、圧力センサ電流比を大きくすることができる圧力センサを提供する。  【解決手段】絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に備えたゲート電極と、前記ゲート電極表面に接して配置したゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接して配置した有機半導体膜と、前記有機半導体膜の前記ゲート絶縁膜に接しない面に配置されたドレイン電極と、前記有機半導体膜の前記ゲート絶縁膜に接しない面に配置されたソース電極とを備えた有機トランジスタを用いている圧力センサにおいて、前記有機トランジスタの前記ドレイン電極または前記ソース電極がある面に、保護部材と、感圧導電ゴムと、上部電極と、カバーとをこの順に積層し、前記保護部材の前記ドレイン電極または前記ソース電極と接する部分の少なくとも一部に貫通孔を備える。【選択図】図２
2011174793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に備えたゲート電極と、前記ゲート電極表面に接して配置したゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接して配置した有機半導体膜と、前記有機半導体膜の前記ゲート絶縁膜に接しない面に配置されたドレイン電極と、前記有機半導体膜の前記ゲート絶縁膜に接しない面に配置されたソース電極とを備えた有機トランジスタを用いている圧力センサにおいて、
前記有機トランジスタの前記ドレイン電極または前記ソース電極がある面に、保護部材と、感圧導電ゴムと、上部電極と、カバーとをこの順に積層し、
前記保護部材の前記ドレイン電極または前記ソース電極と接する部分の少なくとも一部に貫通孔を備えたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記請求項１の圧力センサにおいて、前記ソース電極が前記貫通孔部分に重なって配置され、前記上部電極が接地されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
前記請求項１の圧力センサにおいて、前記ドレイン電極が前記貫通孔部分に重なって配置され、前記ソース電極が接地され、前記上部電極が電圧を印加されることを特徴とする圧力センサ。
【請求項４】
請求項２または３の圧力センサにおいて、前記ドレイン電極と前記ソース電極との間のチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/Lが１００以上であることを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】
請求項２または３の圧力センサにおいて、前記ドレイン電極と前記ソース電極との間のチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/Lが１０００以上であることを特徴とする圧力センサ。
【請求項６】
請求項２または３の圧力センサにおいて、前記ドレイン電極と前記ソース電極との間のチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/Lが５０００以上であることを特徴とする圧力センサ。
【請求項７】
請求項２、４、５または６のいずれか一項に記載の圧力センサにおいて、
複数の前記圧力センサからなる組を１つ以上備え、
前記各圧力センサの前記上部電極間を電気的に接続し、
前記組内でゲート電極間を電気的に接続したゲート配線と、
前記ドレイン電極と接続するドレイン配線であって、前記組が１つの場合は圧力センサ毎に個別に前記ドレイン電極と接続し、前記組が２つ以上の場合は異なる組の前記ドレイン電極間を電気的に接続したドレイン配線と、
作動する圧力センサを切り替えるために、作動するゲート配線およびドレイン配線を切り替える駆動回路を備えることを特徴とする圧力センサ。
【請求項８】
請求項３、４、５または６のいずれか一項に記載の圧力センサにおいて、
複数の前記圧力センサからなる組を１つ以上備え、
前記組内で上部電極間を電気的に接続した上部配線と、
前記ゲート電極と接続するゲート配線であって、前記組が１つの場合は圧力センサ毎に個別に前記ゲート電極と接続し、前記組が２つ以上の場合は異なる組の各前記ゲート電極間を電気的に接続したゲート配線と、
前記組内でソース電極間を電気的に接続したソース配線と、
作動する圧力センサを切り替えるために、作動する上部配線およびゲート配線を切り替える駆動回路を備えることを特徴とする圧力センサ。
【請求項９】
請求項８に記載の圧力センサにおいて、前記各組内の前記上部電極と前記上部配線が一体となったストライプ状電極であることを特徴とする圧力センサ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の圧力センサにおいて、
前記絶縁性基板、前記保護部材および前記カバーが可撓性材料で作られていることを特徴とする圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサをロボットハンドと物が接触する部位に触覚センサとして設置して、ロボットハンドが物に触れたことを検出したり、床やテーブルに圧力センサを設置して、床やテーブル上に物を置かれた際の重量変化を圧力センサで検出して物の有無を検知したりする用途で使用することが検討されている。圧力センサの設置数が増えると配線が複雑になるため、圧力センサを２次元マトリクス状に構成する構造が有利であり、次のような圧力センサが知られている。
【０００３】
特許文献１では、図１１に示すように、有機トランジスタおよび圧力センサを集積化した構造を有するフレキシブル検知装置が開示されている。このフレキシブル検知装置は、高分子フィルム１３１、ゲート電極１３２、ゲート絶縁膜１３３、有機半導体層１３４、ソース電極１３５、ドレイン電極１３６、高分子フィルム１３７、スルーホール電極１３８、感圧導電ゴムシート１３９、電極１４０、高分子フィルム１４１から構成されている。しかし、このフレキシブル検知装置は、高分子フィルム１３７にスルーホール電極１３８を形成する必要があり、製作プロセスが増えるという問題点がある。
【０００４】
特許文献２では、図１２に示す面状素子の構造を開示している。この面状素子は、有機電界効果トランジスタ２３１（面部材２２２、ゲート絶縁膜２３３、パリレン保護膜２３８）、ゲート電極２３２、加圧導電ゴム層２４０、銅箔２４１、ポリイミドフィルム２４２、ビアホール２３９、電極パッド２３９ａ、ソース電極２３６、有機チャネル２３５、ドレイン電極２３７、電極層２３４から構成されている。しかし、この面状素子の製造には、パリレン保護膜にビアホールを開け電極を形成する製作プロセスが必要であり、製作プロセスが増えるという問題点がある。また最適なトランジスタ特性が開示されていないため、最適な抵抗値やトランジスタ特性が不明という問題点がある。
【０００５】
特許文献３では、図１３に示す圧力センサの構造を開示している。この圧力センサは、基板（振動板）３０１、ゲート電極３０２、ＰＶＰゲート誘電体３０３、ドレイン電極３０４、活性ペンタセン層３０５、保護皮膜層３０６、ソース電極３０７から構成されている。しかし、この圧力センサは、基板と共にトランジスタ部分も変形し、故障の要因になりやすいという問題点がある。
【０００６】
特許文献４では、図１４に示す圧力センサの構造を開示している。この圧力センサは、基板４１０、ソース電極４３０、ドレイン領域４６０、チャネル領域４４５、有機半導体層４４０、ゲート絶縁膜４２０、コンタクトホール４２５、データ線４０６、ゲート電極４５０、突起部４７０、保護膜４８０から構成されている。しかし、この圧力センサは、各突起部４７０の位置を正確に配置しなければならず、位置決め精度を高くしなければならないという問題点がある。
【０００７】
特許文献５では、図１５に示す圧力センサデバイスの構造を開示している。この圧力センサデバイスは、フレキシブル基板５０１、半導体層５０２、ドレイン５０３、ソース５０４、絶縁層５０５、ゲート５０６、圧電ポリマー層５０７、表面保護層５０８から構成されている。しかし、この圧力センサデバイスは、加圧を受けた圧電ポリマー層５０７のピエゾ効果により生じる電圧を有機ＦＥＴで検出しているので、圧力検出感度が低いという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１５０１４６号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６／０３５７８６号公報
【特許文献３】特表２００７−５３０９５７号公報
【特許文献４】特開２００９−３１０４５号公報
【特許文献５】特開２００５−２４９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の背景技術における問題点を鑑み、本発明の課題は、従来に比べて電極形成の手間を省いた製作プロセスを提供し、圧力センサ電流比が大きい圧力センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る圧力センサは、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に備えたゲート電極と、前記ゲート電極表面に接して配置したゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接して配置した有機半導体膜と、前記有機半導体膜の前記ゲート絶縁膜に接しない面に配置されたドレイン電極と、前記有機半導体膜の前記ゲート絶縁膜に接しない面に配置されたソース電極とを備えた有機トランジスタを用いている圧力センサにおいて、前記有機トランジスタの前記ドレイン電極または前記ソース電極がある面に、保護部材と、感圧導電ゴムと、上部電極と、カバーとをこの順に積層し、前記保護部材の前記ドレイン電極または前記ソース電極と接する部分の少なくとも一部に貫通孔を備えることを特徴とする。
【００１１】
このように圧力センサを構成すると、無圧時には、保護部材によってドレイン電極またはソース電極と感圧導電ゴムとが離され、加圧時には、保護部材の貫通孔内側でドレイン電極またはソース電極と感圧導電ゴムが直接接触するので、貫通孔に別の電極を形成する手間を省くことができる。
【００１２】
より具体的な第１の発明としては、前記圧力センサにおいて、前記ソース電極が前記貫通孔部分に重なって配置され、前記上部電極が接地されていることを特徴とする。
このように圧力センサを構成すると、感圧導電ゴムに圧力が加わって上部電極が感圧導電ゴムを介してソース電極と導通すると、感圧導電ゴムの圧力に応じて感圧導電ゴムの抵抗値が変化し、それに対応してドレイン電極を流れる電流も変化する。このドレイン電極の電流もしくは電圧を計測器で測定する。
【００１３】
また、より具体的な第２の発明としては、前記圧力センサにおいて、前記ドレイン電極が前記貫通孔部分に重なって配置され、前記ソース電極が接地され、前記上部電極が電圧を印加されることを特徴とする。
【００１４】
このように圧力センサを構成すると、感圧導電ゴムに圧力が加わって上部電極が感圧導電ゴムを介してドレイン電極と導通すると、感圧導電ゴムの圧力に応じて感圧導電ゴムの抵抗値が変化し、それに対応してドレイン電極を流れる電流も変化する。このドレイン電極の電流もしくは電圧を計測器で測定する。
【００１５】
また、より具体的な第３の発明としては、これらの前記圧力センサにおいて、前記ドレイン電極と前記ソース電極との間のチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/Lが、１００以上であることが望ましく、１０００以上であるとより望ましく、５０００以上であるとさらに望ましい。
【００１６】
W/Lの値が大きいほど電流が増加するため、このように圧力センサを構成すると、圧力に対する電流の比が大きな圧力センサを作製することができる。
また、前記第１の発明または第３の発明のいずれか一つに記載の圧力センサにおいて、複数の前記圧力センサからなる組を１つ以上備え、前記各圧力センサの前記上部電極間を電気的に接続し、前記組内でゲート電極間を電気的に接続したゲート配線と、前記ドレイン電極と接続するドレイン配線であって、前記組が１つの場合は圧力センサ毎に個別に前記ドレイン電極と接続し、前記組が２つ以上の場合は異なる組の前記ドレイン電極間を電気的に接続したドレイン配線と、作動する圧力センサを切り替えるために、作動するゲート配線およびドレイン配線を切り替える駆動回路を備えることを特徴とする。
【００１７】
このように圧力センサを構成すると、上部電極を共通化できるので、上部電極の位置合わせの要求精度が緩和されるという効果がある。
また、前記第２の発明または第３の発明のいずれか一つに記載の圧力センサにおいて、複数の前記圧力センサからなる組を１つ以上備え、前記組内で上部電極間を電気的に接続した上部配線と、前記ゲート電極と接続するゲート配線であって、前記組が１つの場合は圧力センサ毎に個別に前記ゲート電極と接続し、前記組が２つ以上の場合は異なる組の各前記ゲート電極間を電気的に接続したゲート配線と、前記組内でソース電極間を電気的に接続したソース配線と、作動する圧力センサを切り替えるために、作動する上部配線およびゲート配線を切り替える駆動回路を備えることを特徴とする。
【００１８】
このように構成した圧力センサにおいて、ドレイン電流をIds、感圧導電ゴム抵抗をRdとし、ゲート電極に外部ゲート電圧Vgsを印加し、上部電極に外部ドレイン電圧Vdsを印加した状態で、圧力センサが加圧されてドレイン電極と上部電極と感圧導電ゴムが接触すると、ドレイン電極６の電位はIdsｘRdだけ低くなり、内部ドレイン電圧はVds−IdsｘRdとなる。また内部ゲート電圧はVgsのままとなる。
【００１９】
また、前記第３の発明に記載の圧力センサにおいて、前記各組内の前記上部電極と前記上部配線が一体となったストライプ状電極であることを特徴とする。
このように圧力センサを構成すると、組毎に上部電極を共通化できるので、上部電極の位置合わせの要求精度が緩和されるという効果がある。圧力センサ使用時には、このストライプ電極に外部電圧が印加される。
【００２０】
また、本発明に係るこれらの圧力センサは、前記絶縁性基板、保護部材およびカバーを可撓性材料で作製しても良い。このように圧力センサを構成すると、圧力センサ全体をフレキシブルにでき、曲面に圧力センサを設置できるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、製作プロセスが簡素化され、圧力に対する電流の比が大きな圧力素子を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施例の圧力センサ素子の等価回路図
【図２】第１の実施例の圧力センサ素子の側断面構造図
【図３】第１の実施例の２次元圧力センサマトリクスの等価回路図
【図４】第１の実施例の感圧導電ゴム抵抗値とドレイン電流の関係図
【図５】第１の実施例の感圧導電ゴム抵抗値と、任意の抵抗Ｒに対するドレイン電流比との関係図
【図６】本発明の第２の実施例の圧力センサ素子の等価回路図
【図７】第２の実施例の圧力センサの側断面構造図
【図８】第２の実施例の２次元圧力センサマトリクスの等価回路図
【図９】第２の実施例の感圧導電ゴム抵抗値とドレイン電流の関係図
【図１０】第２の実施例の感圧導電ゴム抵抗値と、任意の抵抗Ｒに対するドレイン電流比との関係図
【図１１】特許文献１に開示されている構造
【図１２】特許文献２に開示されている構造
【図１３】特許文献３に開示されている構造
【図１４】特許文献４に開示されている構造
【図１５】特許文献５に開示されている構造
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１０を参照しながら実施例に基づいて説明する。同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する説明は省略する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
（実施例１）
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態における圧力センサ素子の等価回路図である。図１のように、第１の実施形態における圧力センサ素子は、感圧導電ゴム８が加圧されると、感圧導電ゴム８の一端がトランジスタのソース電極５に接続し、感圧導電ゴム８の他端を上部電極９に接続する構成とした。上部電極は、カバーの裏面に形成されており、各圧力センサ素子間の上部電極が一体に形成されており、共通電極９とした。
【００２５】
図２は、第１の実施例の圧力センサ素子の側断面構造図である。絶縁性フィルム基板１の上にゲート電極２およびゲート配線（ワード配線）２１を形成するためにゲート電極とゲート配線のパターンがつくられたマスクで絶縁性フィルム基板１を覆い、クロムを厚さ５ｎｍおよび金を厚さ５０ｎｍでマスク蒸着する。次に、スピンコート法によりゲート絶縁膜３であるポリイミド絶縁膜を塗布し、２００℃で１時間ベーキングする。次に、有機半導体のパターンが作られたマスクでゲート絶縁膜３を覆い、有機半導体膜４として厚さ１２０ｎｍのペンタセンをマスク蒸着する。次に、ソース電極、ドレイン配線およびドレイン電極のパターンがつくられたマスクで有機半導体膜４上を覆い、ソース電極５、ドレイン配線３１およびドレイン電極６として金を厚さ５０ｎｍでマスク蒸着する。このようにして有機トランジスタ６０’を作製する。次いで、ソース電極５の一部を露出するように貫通孔１２を開けた保護フィルム７を、貫通孔１２とソース電極の一部が重なるように位置決め配置し、感圧導電ゴム８を積層し、上部電極（共通電極）９として金を厚さ５０ｎｍに蒸着したカバーフィルム１０を積層した。これにより有機トランジスタ６０と、貫通孔１２を開けた保護フィルム７と、感圧導電ゴム８と、上部電極９を感圧導電ゴム８と接する面に備えたカバーフィルム１０とを積層した圧力センサ素子１個を構成した。
【００２６】
図３に第１の実施形態における圧力センサの２次元圧力センサマトリクスの等価回路図を示す。ｍ列ｎ行からなる２次元圧力センサマトリクスを構成するため、ｘ方向のｍ個の各圧力センサ素子のトランジスタのそれぞれのゲート電極を連結してｎ本のゲート配線（ワード配線）とし、ｙ方向のｎ個の各圧力センサ素子のトランジスタのそれぞれのドレイン電極を連結してｍ本のドレイン配線（ビット配線）とした。図示しないが、作動する圧力センサを切り替えるために、作動するゲート配線２１およびドレイン配線３１を切り替える駆動回路を備えている。ｎ本のワード配線を順次、時分割で選択し、ｍ本の各ビット配線での電流を同時測定することで、座標が(ｍ、ｎ)の感圧導電ゴム８の加圧の有無を判定できる。また加圧力に対する電流の校正曲線をあらかじめ取得しておけば、測定された電流から加圧力を算出することができる。
【００２７】
ここで圧力センサの動作について考察する。圧力センサは、有機トランジスタと感圧導電ゴム８の直列からなる。有機トランジスタのチャネル長をＬ、チャネル幅をＷ、ゲート絶縁膜容量をC、移動度をμ、ゲート電圧をVgs、ドレイン電圧をVds、しきい値電圧をVtとすると、ドレイン電流Idsは次の式で表される。
【００２８】
【数１】
2011174793.tif 000003
【００２９】
ソース電極５に感圧導電ゴム８を接続し、上部電極９を接地し、ゲート電極２に外部ゲート電圧Vgs、上部電極９に外部ドレイン電圧Vdsを印加した場合、ドレイン電流がIdsで感圧導電ゴム抵抗がRsとするとソース電極の電位はIdsｘRsだけ高くなり、内部ドレイン電圧はVds−IdsｘRsとなる。また内部ゲート電圧はVgs−IdsｘRsとなる。これらを線形領域の式１に代入すると次の式を得られる。
【００３０】
【数２】
2011174793.tif 000004
【００３１】
この式を解くと、次のように計算される。
【００３２】
【数３】
2011174793.tif 000005
【００３３】
また飽和領域の式２に代入すると、次のように計算される。
【００３４】
【数４】
2011174793.tif 000006
【００３５】
チャネル幅Ｗおよびチャネル長Ｌを、Ｗ＝１ｍｍ，Ｌ＝１０μｍ、Ｗ＝１０ｍｍ，Ｌ＝１０μｍ、Ｗ＝５０ｍｍ，Ｌ＝１０μｍの３通りについて、感圧導電ゴム抵抗Rsを変えたときの圧力センサ電流の計算値を求めた結果を図４に示す。なお計算ではトランジスタはｎ型としVgs＝３０Ｖ、Vds＝３０Ｖ、μ＝０．２ｃｍ２/Vs、C=３．５４ｘ１０−９（Ｆ/ｃｍ２）、Vth＝−０．１Ｖとした。図４より感圧導電ゴム８に圧力を加えて抵抗値が小さくなると電流が増えている。その増え方はチャネル幅Ｗが大きいほど顕著である。感圧導電ゴム８が１００Ω時の圧力センサ電流と任意の抵抗での圧力センサのドレイン電流の比を図５に示す。感圧導電ゴム抵抗Rsが１ｘ１０５Ω付近から圧力センサ電流比が増え、その増え方はチャネル幅Ｗが大きいほど顕著である。従ってチャネル長Ｌとチャネル幅Ｗの比Ｗ/Ｌは、１００以上が望ましく、さらに１０００以上が望ましく、さらに５０００以上が望ましい。
【００３６】
実施例１ではカバーフィルム１０に形成されている共通電極９がｍ×ｎのマトリクス全体を覆っているため、カバーフィルム１０の位置あわせの精度がそれほど要求されないというメリットがある。特許文献１では高分子フィルム１３７にスルーホール電極１３８を形成する必要があるが、実施例１では必要な部分にのみ貫通孔を開けた保護フィルム７を用いることで電極形成の手間を省くことができる。
（実施例２）
図６は、第２の実施形態における圧力センサ素子の等価回路図である。図７は、第２の実施例の圧力センサ素子の側断面構造図である。図６に示したように、感圧導電ゴム８の一端を有機トランジスタのドレイン電極６に接続し、感圧導電ゴム８の他端を上部電極１１に接続した。この上部電極は、上部配線（ビット配線）３２と電気的に接続している。
【００３７】
絶縁性フィルム基板１の上にゲート電極２およびゲート配線（ワード配線）２１を形成するためにゲート電極とゲート配線のパターンがつくられたマスクで絶縁性フィルム基板１を覆い、クロムを厚さ５ｎｍおよび金を厚さ５０ｎｍでマスク蒸着する。次に、スピンコート法によりゲート絶縁膜３であるポリイミド絶縁膜を塗布し、２００℃で１時間ベーキングする。次に、有機半導体のパターンが作られたマスクでゲート絶縁膜３を覆い、有機半導体膜４として厚さ１２０ｎｍのペンタセンをマスク蒸着する。次に、ソース電極、ソース配線およびドレイン電極のパターンがつくられたマスクで有機半導体膜４上を覆い、ソース電極５、ソース配線５１およびドレイン電極６として金を厚さ５０ｎｍでマスク蒸着する。このようにして有機トランジスタ６０’を作製する。次いで、ドレイン電極６の一部を露出するように貫通孔１２を開けた保護フィルム７を、貫通孔１２とドレイン電極の一部が重なるように位置決め配置し、感圧導電ゴム８を積層し、上部電極１１および上部配線（ビット配線）３２として金を厚さ５０ｎｍでマスク蒸着したカバーフィルム１０を、上部電極１１と貫通孔１２とドレイン電極６が重なるように配置して積層した。これにより有機トランジスタ６０’と、貫通孔１２を開けた保護フィルム７と、感圧導電ゴム８と、上部電極１１を感圧導電ゴム８と接する面に備えたカバーフィルム１０とを積層した圧力センサ素子１個を構成した。
【００３８】
図８に２次元圧力センサマトリクスの等価回路を示す。２次元圧力センサマトリクスの面における各圧力センサの位置を、ｘ方向とｙ方向とが交差した座標で表現する。ｍ列ｎ行からなる２次元圧力センサマトリクスを構成するため、ｘ方向のｍ個の各圧力センサ素子のトランジスタのそれぞれのゲート電極２を連結してｎ本のゲート配線（ワード配線）２１とし、ｙ方向のｎ個の各圧力センサ素子のトランジスタのそれぞれのソース電極５を連結して接地電極とした。図示しないが、作動する圧力センサを切り替えるために、作動する上部配線３２およびゲート配線２１を切り替える駆動回路を備えている。ｎ本のゲート配線（ワード配線）を順次、時分割で選択し、ｍ本の各上部配線（ビット配線）３２での電流を同時測定することで、座標が(ｍ、ｎ)の感圧導電ゴム８の加圧の有無を判定できる。また加圧力に対する電流の校正曲線をあらかじめ取得しておけば、測定された電流から加圧力を計測することができる。
【００３９】
ここで圧力センサの動作について考察する。ドレイン電流をIds、感圧導電ゴム抵抗をRdとし、ゲート電極２に外部ゲート電圧Vgsを印加し、上部電極１１に外部ドレイン電圧Vdsを印加した状態で、圧力センサが加圧されてドレイン電極６と上部電極１１と感圧導電ゴム８が接触すると、ドレイン電極６の電位はIdsｘRdだけ低くなり、内部ドレイン電圧はVds−IdsｘRdとなる。また内部ゲート電圧はVgsのままとなる。これらを線形領域の式１に代入すると次の式を得られる。
【００４０】
【数５】
2011174793.tif 000007
【００４１】
また飽和領域の式は式２のままである。
チャネル幅Ｗおよびチャネル長Ｌを、Ｗ＝１ｍｍ，Ｌ＝１０μｍ、Ｗ＝１０ｍｍ，Ｌ＝１０μｍ、Ｗ＝５０ｍｍ，Ｌ＝１０μｍの３通りについて、感圧導電ゴム抵抗Rsを変えたときの圧力センサ電流の計算値を求めた結果を図９に示す。なお計算ではトランジスタはn型としVgs＝３０Ｖ、Vds＝３０Ｖ、μ＝０．２ｃｍ２/Vs、Ｃ＝３．５４ｘ１０−９（Ｆ/ｃｍ２）、Vth＝−０．１Ｖとした。図９より感圧導電ゴムに圧力を加えて抵抗値が小さくなると電流が増えている。その増え方はチャネル幅Ｗが大きいほど顕著である。感圧導電ゴム８が１００Ω時の圧力センサ電流と任意の抵抗での圧力センサのドレイン電流の比を図１０に示す。感圧導電ゴム抵抗Rsが１ｘ１０５Ω付近から圧力センサ電流比が増え、その増え方はチャネル幅Ｗが大きいほど顕著である。従ってチャネル長Ｌとチャネル幅Ｗの比Ｗ/Ｌが、１００以上が望ましく、さらに１０００以上が望ましく、さらに５０００以上が望ましい。
【００４２】
なお、以上のいずれの実施例においても、次のように適宜変更して実施可能である。すなわち、フィルム基板は、ポリイミドフィルム、ＰＥＮフィルム、ＰＥＩフィルム、ＰＥＥＫフィルム、ＰＥＳフィルム、ＰＳＦフィルムなど様々な材質が適用可能である。電極材料は、クロムや金に限定されない。絶縁膜やゲート絶縁膜は、ポリイミドに限定されない。有機半導体膜は、ペンタセンに限定されない。保護膜や表面保護膜は、ポリパラキシリレン膜に限定されない。各層の形成法は、蒸着法の他に塗布法も適用可能である。塗布法は、ディップ法、スピンコート法、スクリーン印刷法、スタンプ法、インクジェット法、ディスペンサ法、スプレー法などが適用可能である。各層のパターニングは、フォトプロセスに限定されず、マスク蒸着やスクリーン印刷法、スタンプ法、インクジェット法、ディスペンサ法、スプレー法も可能である。上部配線１１、ゲート配線２１およびドレイン配線３１は、３つの配線方向のうち１つが別方向であればよく、図示した以外の縦横四方向のどの方向に対しても取り出すことが可能である。略環状部を持つパターンをマスク蒸着で形成する場合は、電流電圧特性に影響を与えないような、略環状部の内側部分と外側部分を繋ぐ細線部を有するため、略環状部は完全な環状ではなく、その層の平面図には図示していない不連続部が形成される。
【符号の説明】
【００４３】
１  絶縁性フィルム基板
２  ゲート電極
３  ゲート絶縁膜
４  有機半導体膜
５  ソース電極
６  ドレイン電極
７  保護フィルム
８  感圧導電ゴム
９  共通電極（実施例１の上部電極）
１０  カバーフィルム
１１  実施例２の上部電極
１２  貫通孔
２１  ゲート配線（ワード配線）
３１  ドレイン配線（ビット配線）
３２  上部配線（ビット配線。実施例２の上部電極と接続）
５１  ソース配線
６０  有機トランジスタ
６０’  有機トランジスタ
【図１】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図２】
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【図７】
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【図１２】
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【図１５】
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