(57)【要約】【課題】荷重によって基板を変形させる構造としなくても、荷重検知が行えるようにしたマトリクス型の荷重センサを提供する。【解決手段】荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の１つずつを組として、複数組をマトリクス状に配置することで荷重センサ１００を構成する。そして、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２をリブ２および有機半導体薄膜５などを用いた縦型トランジスタによって構成し、荷重印加時に、参照ＴＦＴ１０２のリブ２については変形しないようにしつつ、荷重検知ＴＦＴ１０１のリブ２を変形させると共にそれに伴って有機半導体薄膜５を変形させ、荷重検知を行う。これにより、基板１を変形させられる構造としなくても、精度良く荷重検知を行うことが可能となる。【選択図】図２
2015064328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表層が絶縁体とされた基板（１）と、
前記基板の上に、側面および上面を有し、少なくとも表面が絶縁体で構成されたリブ（２）と、
前記リブの一側面に形成されたゲート電極（３）と、
前記ゲート絶縁膜（４）と、
前記半導体薄膜（５）と、
前記基板のうち前記リブが形成された部分を凸部とし、前記リブが形成されていない部分を凹部として、前記凹部の底面において前記半導体薄膜と接するように形成された底部電極層（６）および前記凸部の上面において前記半導体薄膜と接するように形成された頂部電極層（７）と、を有する縦型トランジスタ（１０１、１０２）を備え、
隣接配置した１対の前記縦型トランジスタを１組として、複数組がｍ行ｎ列（ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数）のマトリクス状に並べられ、各組の一方の縦型トランジスタを荷重検知トランジスタ（１０１）、他方の縦型トランジスタを参照トランジスタ（１０２）とし、
前記縦型トランジスタは、前記ゲート電極に対してゲート電圧が印加されることで前記半導体薄膜にチャネル領域が形成されて前記底部電極層と前記頂部電極層との間に電流を流し、前記凸部に対して荷重が印加されると、前記荷重検知トランジスタでは、前記リブの変形に伴って該リブの高さ方向において前記半導体薄膜の長さや移動度が変化し、前記電流が変化することで、前記荷重検知トランジスタに流れる前記電流と前記参照トランジスタに流れる前記電流とに基づいて、荷重検知を行うことを特徴とするマトリクス型の荷重センサ。
【請求項２】
前記荷重検知トランジスタおよび前記参照トランジスタを覆う保護膜（８）が備えられており、前記保護膜は、前記荷重検知トランジスタの上において前記参照トランジスタの上よりも厚くされていることを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型の荷重センサ。
【請求項３】
前記参照トランジスタの上において前記保護膜に凹部（８ａ）が形成されることで、
前記荷重検知トランジスタの上において前記参照トランジスタの上よりも前記保護膜が厚くされていることを特徴とする請求項２に記載のマトリクス型の荷重センサ。
【請求項４】
前記基板のうち前記荷重検知トランジスタが形成される領域に備えられた絶縁膜（１ａ）と、
前記荷重検知トランジスタおよび前記参照トランジスタを覆うと共に表面が平坦面とされた保護膜（８）と、を備え、
前記荷重検知トランジスタが前記絶縁膜の上に形成されると共に前記参照トランジスタが前記基板の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型の荷重センサ。
【請求項５】
前記参照トランジスタに備えられる前記リブのヤング率は、前記荷重検知トランジスタに備えられる前記リブのヤング率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型の荷重センサ。
【請求項６】
前記荷重検知トランジスタに流れる前記電流と前記参照トランジスタに流れる前記電流の差もしくは比に基づいて、荷重検知を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のマトリクス型の荷重センサ。
【請求項７】
隣接配置された２つの前記リブを１組として、各組の前記リブは、相対する平行な二側面を有し、前記荷重検知トランジスタが形成された前記リブに備えられる平行な二側面と、前記参照トランジスタが備えられた前記リブの平行な二側面とが同じ平面もしくは平行な平面とされ、
前記荷重検知トランジスタは、前記リブの二側面それぞれに備えられていると共に、
前記参照トランジスタも、前記リブの二側面それぞれに備えられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の荷重センサ。
【請求項８】
２つの前記リブの組の２組を１セルとして複数セル備えられ、各セルの一方の組と他方の組の前記リブの相対する平行な二側面の法線方向が交差していて、異なる２つの直線方向において荷重の方向の測定を行うことを特徴とする請求項７に記載の荷重センサ。
【請求項９】
前記１セル中に含まれる前記異なる２つの直線方向において荷重の方向の測定を行う前記荷重検知トランジスタおよび前記参照トランジスタが隣接配置されていることを特徴とする請求項８に記載の荷重センサ。
【請求項１０】
前記複数セルに備えられる前記荷重検知トランジスタおよび前記参照トランジスタのうち測定する荷重の方向が同じもの同士が一列に並べられ、同じ引出配線部（６ａ、７ａ）に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の荷重センサ。
【請求項１１】
前記複数セルに備えられる前記荷重検知トランジスタおよび前記参照トランジスタのうち、測定する荷重の方向が一方の直線方向であるものともう一方の直線方向であるものが順番に交互に一列に並べられると共に、隣の列では、測定する荷重の方向が前記もう一方の直線方向であるものと前記一方の直線方向であるものが順番に交互に一列に並べられ、列ごとに同じ引出配線部（６ａ、７ａ）に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の荷重センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体薄膜を用いて構成される縦型トランジスタ（縦型電界効果型トランジスタ）をマトリクス状に配置したマトリクス型の荷重センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、面圧を測定する荷重センサでは、フィルム状の感圧ゴムの両面それぞれに互いに直交した配線を形成し、荷重が印加されたときにそれら配線の交点での感圧ゴムの厚みが変化することを利用して、その交点での感圧ゴムの抵抗変化に基づき、荷重検知を行うようにしている。しかしながら、このような構造の荷重センサでは、単純マトリクス型、つまり感圧ゴムの両面において互いに直交した配線の各交点がマトリクス状に配置された構造による荷重検知となるため、測定点が多くなると他の交点での抵抗変化の影響を受け易い。このため、Ｓ／Ｎ（シグナル／ノイズ）比が悪くなり、測定精度が低下してしまって、ロボット用途などの高速計測が必要な場合は周辺回路が複雑になってしまう。
【０００３】
これを解決するものとして、特許文献１において、有機半導体薄膜を用いたトランジスタ（以下、有機ＴＦＴという）と感圧センサとをマトリクス状に配置するようにした荷重センサが提案されている。この荷重センサでは、アドレス部と検知部を備え、アドレス部では基板が変形しないように補助板を導入しつつ、検知部において荷重に対して基板がよく撓むように基板を薄くし、荷重検知が行えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５０４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に示す荷重センサでは、検知部側においてアドレス部側よりも基板を薄くし、荷重印加時に検知部側において基板を撓ませ、その基板の変形量に応じた出力を発生させることで荷重検知を行っている。もしくは、検知部側よりもアドレス部側において基板が変形し難くなるよう補助板を導入し、荷重印加時に検知部側において基板を撓ませ、その基板の変形量に応じた出力を発生させることで荷重検知を行っている。このような構造の荷重センサでは、基板を変形させられるように、基板を部分的に薄くしたり、基板に補助板を導入するなど、基板を加工する必要があった。このため、基板構造の複雑化を招くと共に、基板へのストレス蓄積によって有機ＴＦＴの特性変動が収まらなかった。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、荷重によって基板を変形させる構造としなくても、荷重検知が行えるようにしたマトリクス型の荷重センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、少なくとも表層が絶縁体とされた基板（１）の上に、側面および上面を有し、少なくとも表面が絶縁体で構成されたリブ（２）と、リブの一側面に形成されたゲート電極（３）と、ゲート絶縁膜（４）と、半導体薄膜（５）と、基板のうちリブが形成された部分を凸部とし、リブが形成されていない部分を凹部として、凹部の底面において半導体薄膜と接するように形成された底部電極層（６）および凸部の上面において半導体薄膜と接するように形成された頂部電極層（７）と、を有する縦型トランジスタ（１０１、１０２）を備え、隣接配置した１対の縦型トランジスタを１組として、複数組がｍ行ｎ列（ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数）のマトリクス状に並べられ、各組の一方の縦型トランジスタを荷重検知トランジスタ、他方の縦型トランジスタを参照トランジスタとしている。そして、縦型トランジスタは、ゲート電極に対してゲート電圧が印加されることで半導体薄膜にチャネル領域が形成されて底部電極層と頂部電極層との間に電流を流し、凸部に対して荷重が印加されると、荷重検知トランジスタでは、リブの変形に伴って該リブの高さ方向において半導体薄膜の長さや移動度が変化し、電流が変化することで、荷重検知トランジスタに流れる電流と参照トランジスタに流れる電流とに基づいて、荷重検知を行うことを特徴としている。
【０００８】
このように、荷重検知トランジスタと参照トランジスタの１つずつを組として、複数組をマトリクス状に配置することで荷重センサを構成している。そして、荷重検知トランジスタと参照トランジスタをリブおよび半導体薄膜などを用いた縦型トランジスタによって構成し、荷重検知トランジスタのリブの変形に伴って半導体薄膜を変形させ、荷重検知を行うようにしている。このため、基板を変形させられる構造としなくても、精度良く荷重検知を行うことが可能となる。
【０００９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる荷重センサ１００の回路構成および荷重センサ１００の駆動回路の構成を示した図である。
【図２】図１に示す荷重センサ１００の断面構造を示した図である。
【図３】図２に示す荷重センサ１００の上面レイアウト図である。
【図４】荷重印加時における荷重センサ１００の様子を示した断面図である。
【図５】荷重印加時の電流Ｉｄｓの変化を調べた結果を示す図である。
【図６】荷重と電流Ｉｄｓの変化率の関係について調べた結果を示す図である。
【図７】図２に示す縦型トランジスタの製造工程を示した断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる縦型トランジスタを用いた荷重センサの断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態で説明する荷重の掛け方を代えて電流Ｉｄｓの変化率を調べた結果を示した図である。
【図１０】図９に示す実験を行ったときの荷重の掛け方を示した上面レイアウト図である。
【図１１】第３実施形態に掛かる荷重センサ１００の回路構成および荷重センサ１００の駆動回路の構成を示した図である。
【図１２】図１１に示す荷重センサ１００の上面レイアウト図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、半導体薄膜として有機半導体薄膜を用いた縦型トランジスタをマトリクス状に配置することでマトリクス型の荷重センサを構成している。この荷重センサは、例えばフラットパネルディスプレイ等の表面に配置されることでタッチパネルとして用いられる。まず、図１を参照して、本実施形態にかかる荷重センサ１００の回路構成および荷重センサ１００の駆動回路の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、荷重センサ１００は、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の１つずつを１組のセルとして、複数セルがｍ行ｎ列（ただし、ｍ、ｎは２以上の自然数）のマトリクス状に配置されることで構成されている。荷重センサ１００の駆動回路には、ゲートドライバ回路１０３、荷重信号入力部１０４、参照信号入力部１０５および差分検出回路１０６が備えられている。そして、マトリクス状に配置された複数組のセルいずれか選択された組に対してゲートドライバ回路１０３を通じてゲート電圧を印加すると、その組の荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２がオンされる。
【００１４】
このときに、荷重検知ＴＦＴ１０１に印加されている荷重に基づいて荷重検知ＴＦＴ１０１の出力信号が変化する。一方、参照ＴＦＴ１０２については、荷重が印加されていても、荷重に基づいて出力信号がほとんど変化しない。このため、荷重検知ＴＦＴ１０１の出力信号を荷重信号入力部１０４に入力すると共に、参照ＴＦＴ１０２の出力信号を参照信号入力部１０５に入力し、これら各出力信号の差分を差分検出回路１０６で検出することで、荷重検知を行うようにしている。
【００１５】
このように、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の１つずつを組として、複数組をマトリクス状に配置することで荷重センサ１００を構成している。このため、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を隣接配置した状態、つまりこれらを同じ環境下に置かれる場所に配置した状態にできる。したがって、各セルでは、例えば同じ温度になる同じ組の荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２に基づいて出力信号の差分を取ることができ、温度差のある場所に荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２とが配置される場合のような温度差の影響を無くせる。また、各セルでの隣接した荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２では、荷重の加えられ方についても同様となるため、例えば同じような使用頻度で荷重が加えられた状態となり、使用頻度や加えられた荷重に基づく影響についても同様となる。これにより、温度差の影響、使用頻度や加えられた荷重に基づく影響を殆ど考慮しなくても済む荷重センサ１００とすることが可能となる。特に、有機半導体薄膜を用いたＴＦＴは、温特の影響が大きく現れるし、荷重センサ１００が大面積とされる場合には場所ごとに使用頻度に差が生じ得る。このため、温度差の影響や使用頻度や加えられた荷重に基づく影響を殆ど受けないようにできることで、荷重センサ１００にて、より精度良く荷重検知を行うことが可能となる。
【００１６】
続いて、図１に示した荷重センサ１００を構成する荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２の具体的な構造について、図２〜図３を参照して説明する。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態の縦型トランジスタを用いた荷重センサ１００は、ガラスやプラステックフィルムなどのように少なくとも表面が絶縁体とされた絶縁性基板によって構成される基板１の上に形成されている。具体的には、荷重センサ１００に備えられる各セルは、次のように構成されている。
【００１８】
基板１の上に、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を構成する各要素が備えられている。荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を構成する各要素は、基本的には同じであるが、本実施形態の場合、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の上に形成した保護膜８の厚みを変えた構成としている。具体的には、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の各要素は、共に、以下のように構成されている。
【００１９】
荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２の形成領域それぞれにおいて、基板１の上にリブ２が形成されている。リブ２は、基板１よりもヤング率が小さくて変形し易い材質で構成されており、例えばフォトレジストとして用いられるＳＵ−８やＰＤＭＳ等などの絶縁材料で構成される。本実施形態では、リブ２は、図２に示すように断面形状が四角形とされていると共に、図３に示すように上面形状も四角形とされている。具体的には、リブ２は、上面形状が２ｍｍ×２ｍｍ□、高さ（厚み方向寸法）が１μｍ以上、例えば５０μｍとされ、図２の紙面垂直方向を幅方向として延設されている。また、リブ２の一側面には、導電層として例えばＡｕとＣｒとが順に積層されたゲート電極３が形成されている。例えば、本実施形態では、Ａｕを６０ｎｍ、Ｃｒを３ｎｍの厚みで成膜することでゲート電極３を形成している。これらリブ２およびゲート電極３は、図２および図３に示すように隣接する１対を１組として、複数組が荷重センサ１００における荷重検知範囲をカバーするようにマトリクス状に配置されている。そして、基板１上において、リブ２が形成された位置は凸部、これらが形成されていない位置は凹部となっている。
【００２０】
基板１の表面やリブ２およびゲート電極３の表面にはパリレン（登録商標）、ＳｉＯ2、アルミナもしくは有機材料などの絶縁材料によって構成されたゲート絶縁膜４が形成されている。例えば、本実施形態では、ゲート絶縁膜４を４５０ｎｍの厚みで形成している。また、リブ２の一側面におけるゲート絶縁膜４の表面からリブ２の上面および基板１上におけるリブ２が形成されていない位置に延設されるように、有機半導体薄膜５が形成されている。有機半導体薄膜５は、例えば高分子有機材料や低分子有機材料もしくはそれらの積層構造などからなる有機半導体材料にて構成されている。
【００２１】
そして、有機半導体薄膜５のうち、凹部の底面、つまり基板１上においてリブ２が形成されていない位置に配置された部分の上に、有機半導体薄膜５と接するようにＡｕなどの電極材料で構成された底部電極層６が形成されている。本実施形態の場合、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２それぞれの低部電極層６が連結した構造とされている。さらに、有機半導体薄膜５のうち、凸部の上面、つまり基板１上においてリブ２が形成されている位置に配置された部分の上に、有機半導体薄膜５と接するようにＡｕなどの電極材料で構成された頂部電極層７が形成されている。これら底部電極層６および頂部電極層７は離間配置されることで電気的に分離されている。本実施形態では、これら底部電極層６および頂部電極層７を例えば２０ｎｍの厚みで形成している。
【００２２】
また、図３に示すように、各セルの荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２のゲート電極３は同じゲート引出配線３ａに接続されており、このゲート引出配線３ａがゲートドライバ回路１０３に接続されることで、同時にゲート電圧が印加されるようになっている。
【００２３】
さらに、底部電極層６および頂部電極層７には、基板１の表面における図３の紙面上下方向（図２の紙面垂直方向に相当）に延設された引出配線部６ａ、７ａが備えられている。底部電極層６については、基板１のうちリブ２が形成されていない凹部上に形成されていることから、この凹部上において引出配線部６ａに繋がっている。本実施形態の場合、各セルの荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２の底部電極層６が共通の引出配線部６ａに接続されており、この引出配線部６ａが図１に示すようにＧＮＤ接続されている。頂部電極層７に関しては、基本的にはリブ２が形成された凸部上に形成されている。このため、基板１上に形成された引出配線部７ａに繋がるように、リブ２のうちゲート電極３が形成された側面と対向する側面やそれと隣り合う側面上にも頂部電極層７が形成されるようにすることで、リブ２の下に位置する基板１上まで延設してある。本実施形態の場合、各セルの荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２の頂部電極層７は別々の引出配線部７ａに接続されており、図１に示すように、各引出配線部７ａがそれぞれ荷重信号入力部１０４と参照信号入力部１０５に接続されている。
【００２４】
なお、図３に示すように、上面レイアウトとしては、ゲート引出配線３ａや引出配線部６ａ、７ａが交差しているが、これらの間には半導体層もしくは絶縁膜などが配置されることで、電気的に分離されている。
【００２５】
さらに、図２に示すように、各セルを覆うように保護膜８が形成されている。保護膜８は、例えばポリイミドなどの樹脂材料のような絶縁材料であって、荷重の印加に伴って撓む材料で構成されている。このため、荷重が印加された場所において局所的にその荷重を下方に位置する荷重検知ＴＦＴ１０１に伝えることが可能となっている。保護膜８は、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の上において厚みが変えられており、荷重検知ＴＦＴ１０１の上では参照ＴＦＴ１０２の上よりも厚くされている。具体的には、保護膜８には、参照ＴＦＴ１０２の上において荷重検知ＴＦＴ１０１の上に形成される部分よりも表面が凹まされた凹部８ａが形成されており、その分、荷重検知ＴＦＴ１０１の上において参照ＴＦＴ１０２の上よりも保護膜８が厚くなっている。
【００２６】
そして、この保護膜８を覆うようにフィルム９が配置されている。フィルム９は、例えばプラステックフィルムなどによって構成され、荷重の印加に伴って撓む材料で構成されている。このため、荷重が印加された場所において局所的にその荷重を下方に位置する荷重検知ＴＦＴ１０１に伝えることが可能となっている。
【００２７】
このような構造により、本実施形態にかかる荷重センサ１００が構成されている。このように構成された荷重センサ１００では、底部電極層６と頂部電極層７のうちの一方がドレイン電極、他方がソース電極を構成する。本実施形態の場合、底部電極層６をソース、頂部電極層７をドレインとして適用する場合を想定しているが、これらが逆であっても良い。そして、荷重検知ＴＦＴ１０１や参照ＴＦＴ１０２を構成する縦型トランジスタは、ゲート電極３に対して所定のゲート電圧が印加されると、有機半導体薄膜５のうちドレイン電極とソース電極の間に位置する部分においてチャネル領域を形成する。これにより、チャネル領域を通じてドレイン・ソース間、つまりリブ２の側面において電流Ｉｄｓを流すという動作を行う。
【００２８】
このとき、荷重センサ１００に対して図２の紙面上方、つまり基板１に対して垂直方向（基板１の表面に対する法線方向）の荷重が印加されると、図４に示すように、その荷重に応じて荷重検知ＴＦＴ１０１側のリブ２が変形させられる。つまり、荷重検知ＴＦＴ１０１の上において参照ＴＦＴ１０２の上よりも保護膜８が厚くされており、荷重が荷重検知ＴＦＴ１０１には伝わり参照ＴＦＴ１０２には伝わらないようにできるため、荷重検知ＴＦＴ１０１側のみリブ２が変形させられる。
【００２９】
これにより、荷重検知ＴＦＴ１０１側のリブ２の高さが低くなり、有機半導体薄膜５のうち底部電極層６および頂部電極層７の間に位置する部分の最短距離が荷重印加前よりも短くなって、チャネル長が短くなる。このため、チャネル長が短くなることに伴ってチャネル抵抗が低下し、それに基づいて電流Ｉｄｓが大きくなる。この電流Ｉｄｓの変化に基づいて、荷重測定を行うことが可能となる。すなわち、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２それぞれの電流Ｉｄｓを荷重信号入力部１０４および参照信号入力部１０５に入力し、これらの差分を差分検出回路１０６で検出することで、荷重検知を行うことができる。したがって、基板１を変形させられる構造としなくても、リブ２の変形に伴って有機半導体薄膜５を変形させられ、荷重検知を行うことが可能となる。
【００３０】
具体的に、本実施形態の荷重センサ１００について荷重印加時の電流Ｉｄｓの変化を調べたところ、図５に示す結果が得られた。リブの上面形状は、２ｍｍ×２ｍｍとし、トランジスタサイズはＬ／Ｗ＝５０／２０００μｍで、Ｖｇｓ＝−２０Ｖ、Ｖｄｓ＝−２０Ｖで測定した。Ｔ１、Ｔ３期間は荷重が０であり、Ｔ２期間中には３０Ｎを印加した。Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長、Ｖｇｓはゲート−ソース間電圧、Ｖｄｓはドレイン−ソース間電圧である。
【００３１】
また、荷重と電流Ｉｄｓの変化率の関係について調べたところ、図６に示す結果が得られた。Ｉｄｓの変化率は、ΔＩｄｓ＝Ｔ２期間の平均電流値／Ｔ１期間の平均電流値×１００で定義した。
【００３２】
図５の結果から判るように、荷重印加前の期間Ｔ１と比較して荷重印加時の期間Ｔ２では電流Ｉｄｓが増加しており、荷重開放時となる期間Ｔ３になると再び電流Ｉｄｓが減少している。また、Ｔ１期間とＴ３期間の平均電流値に概ね同様であった。このため、電流Ｉｄｓの変化に基づいて荷重測定を行うことが可能であることが判る。
【００３３】
また、図６の結果から判るように、荷重に対して電流Ｉｄｓの変化率がほぼ比例して変化している。特に、荷重が３０〜１５０Ｎの間においては、荷重に対して電流Ｉｄｓが比例して変化していることが判る。これは、荷重に対する電流Ｉｄｓの変化が主にチャネル層の長さの変化に基づいて生じているからである。
【００３４】
このように、本実施形態では、荷重センサ１００を縦型トランジスタにて構成しており、縦型トランジスタにおけるチャネル長と移動度の変化に基づいて荷重測定が行えるようにしている。チャネル長は、特に歪みの変化率が７％以内の場合には、チャネル長の変化率も小さくなるので、その範囲ではチャネル長の変化率と電流Ｉｄｓの変化率は比例することになる。また、トランジスタの移動度は荷重によって有機半導体層をなす分子間位置関係が変化しトランスファー積分が大きくなることで、移動度が向上する。よって、移動度もチャネルの歪みが小さい場合は、荷重の変化に比例することになる。このようにして、荷重検知を行うことが可能となる。
【００３５】
続いて、本実施形態にかかる縦型トランジスタの製造方法について、図７に示す各製造工程を示した断面図を用いて説明する。
【００３６】
まず、図７（ａ）に示すように、ガラスなどの絶縁性基板によって構成される基板１を用意する。そして、図７（ｂ）に示すように、その基板１の上にＳＵ−８などの絶縁材料であってヤング率が基板１よりも小さな材料で構成される絶縁層を例えば厚さ５０μｍ形成する。例えば、スピンコート法などによって絶縁層を形成することができる。そして、フォトエッチングなどにより、絶縁層をパターニングして上面形状が２ｍｍ×２ｍｍ□のリブ２を形成する。または、印刷によって形成してもよい。
【００３７】
次に、図７（ｃ）に示すように、リブ２の表面を含む基板１の表面に、スパッタなどによってＡｕとＣｒをそれぞれ６０ｎｍ、３ｎｍの厚みで形成し、これをパターニングすることでゲート電極３を形成する。このとき、リブ２の側面が垂直であると、基板１に対して垂直方向からゲート電極３の構成材料を成膜しようとしたのでは、リブ２の側面にゲート電極３を形成し難い。このため、ゲート電極３の構成材料を斜めにスパッタするなどにより、リブ２の側面にも形成し易くなるようにするのが好ましい。
【００３８】
続いて、図７（ｄ）に示すように、パリレン（登録商標）、ＳｉＯ2、アルミナもしくは有機材料などの絶縁材料を成膜することでゲート絶縁膜４を例えば４５０ｎｍの厚みで形成する。例えば、トリメチルアルミニウムを原料にして、ＡＬＤ（電子層成長）法などによってゲート絶縁膜４を形成すれば、９０℃程度の低温プロセスでゲート絶縁膜４を成膜することができる。このような低温プロセスを適用すると、耐熱性が十分ではないリブ２などを高温に晒す必要がなくなるため、リブ２を高温から保護することが可能となる。また、基板１をガラス基板で構成すれば耐熱性に優れているが、基板１を絶縁性の樹脂基板などで構成することもできる。このような樹脂基板を用いる場合には、耐熱性が十分ではないため、低温プロセスでゲート絶縁膜４を成膜することは有効である。
【００３９】
そして、図７（ｅ）に示すように、ゲート絶縁膜４の上に例えば蒸着法などによって０．６〜０．８Å／ｓｅｃの成膜速度で有機半導体材料を１２０ｎｍの厚みで成膜したのち、これをパターニングして有機半導体薄膜５を形成する。さらに、図７（ｆ）に示すように、スパッタ法やシャドウマスクを用いた真空蒸着法などにより、底部電極層６および頂部電極層７を構成するための電極材料を０．５〜０．８Å／ｓｅｃの成膜速度で２０ｎｍの厚み成膜する。このとき、成膜の方法により有機半導体薄膜５のうちチャネルとなる部分に電極材料が成膜されないようにすることも可能である。例えば、垂直方向からスパッタや蒸着を行えば、有機半導体薄膜５のうち基板１の表面に対して垂直になっている部分の表面、つまりチャネルとなる部分に電極材料が成膜されないようにすることができる。これにより、有機半導体薄膜５上において、自己整合的（セルフアライン）に底部電極層６と頂部電極層７とを分離することが可能となる。
【００４０】
また、チャネルとなる部分に電極材料が成膜されたとしても必要に応じてフォトエッチング工程を行って底部電極層６および頂部電極層７をパターニングすれば良い。このようにして底部電極層６および頂部電極層７を形成したのち、ポリイミドなどで構成される保護膜８を成膜する。そして、保護膜８の表面に参照ＴＦＴ１０２の形成領域が開口部とされたマスク（図示せず）を配置し、このマスクの開口部からエッチングを行うことで保護膜８に凹部８ａを形成する。その後、マスクを除去してから、保護膜８の表面にフィルム９を貼り付ける。これにより、図２および図３に示した本実施形態にかかる荷重センサ１００が製造される。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態にかかる荷重センサ１００では、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の１つずつを組として、複数組をマトリクス状に配置することで荷重センサ１００を構成している。そして、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２をリブ２および有機半導体薄膜５などを用いた縦型トランジスタによって構成し、荷重検知ＴＦＴ１０１のリブ２の変形に伴って有機半導体薄膜５を変形させ、荷重検知を行うようにしている。このため、基板１を変形させられる構造としなくても、精度良く荷重検知を行うことが可能となる。
【００４２】
また、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を隣接配置した状態、つまりこれらを同じ環境下に置かれる場所に配置した状態にしている。これにより、温度差の影響、使用頻度や加えられた荷重に基づく影響を殆ど考慮しなくても済む荷重センサ１００とすることが可能となる。このため、温度差の影響や使用頻度や加えられた荷重に基づく影響を殆ど受けないようにできることで、荷重センサ１００にて、より精度良く荷重検知を行うことが可能となる。
【００４３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の構造を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４４】
図８に示すように、本実施形態でも荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を構成する各要素を基本的に同じにしている。ただし、本実施形態の場合、荷重検知ＴＦＴ１０１を基板１の上に形成された絶縁膜１ａの上に形成し、参照ＴＦＴ１０２を基板１の上に直接形成している。このため、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の各要素の形成位置、つまり基板１の表面からの高さが変えられており、荷重検知ＴＦＴ１０１の方が参照ＴＦＴ１０２よりも各要素の形成位置が高い位置とされている。
【００４５】
また、本実施形態でも、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を覆うように保護膜８を形成しているが、参照ＴＦＴ１０２の上において、第１実施形態で形成していた凹部８ａ（図２参照）を形成していない。つまり、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の上において、保護膜８の表面は平坦面とされている。
【００４６】
このような構成によれば、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２とで各要素の形成位置が変えられているため、荷重印加時には、高い位置に各要素が形成された荷重検知ＴＦＴ１０１のリブ２は変形させられ、参照ＴＦＴ１０２側のリブ２はあまり変形しないようにできる。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、荷重の方向検知も行うことができるマトリクス型の荷重センサについて説明する。
【００４８】
荷重は、ベクトル量であり、大きさと方向から特定される物理量である。荷重の大きさの測定方法については、複数提案されており、実用化もされている。例えば、荷重印加に伴う感圧ゴムの抵抗値を検知したり、荷重に対する電子デバイスの特性変化を利用することで、荷重測定を行っている。一方、荷重の方向検知については、荷重センサを複数並べて、その時間変動を解析するという手法によって行っている。
【００４９】
しかしながら、上記のような荷重の測定方法では、検出回路が複雑になったり、高速測定が難しいなどの問題があった。そこで、特開２０１２−１６７９３９号公報において、荷重の大きさを検知するセンサと方向を検知するセンサの２枚を重ねて１つのセンサにする方法が提案されている。具体的には、人の足裏の形状に合わせた電極を複数に分割し、踵がどちらかに傾くと荷重にアンバランスが生じることに基づいて、方向検知を行っている。
【００５０】
ところが、このセンサにおいても、各センサの位置合わせが困難であることや、荷重センサがその動作方向に重ね合わされることで精度低下が生じるという問題を発生させていた。このため、本実施形態では、センサの位置合わせの困難性やセンサの重ね合わせによる精度低下を招くことなく、精度良く荷重の大きさおよび方向を測定することが可能な荷重センサを提供する。
【００５１】
以下、本実施形態に掛かる荷重センサについて説明する。まず、本実施形態に掛かる荷重センサの詳細構造について説明する前に、本実施形態にかかる荷重センサによる荷重の大きさおよび方向の測定のメカニズムについて説明する。
【００５２】
図９は、第１実施形態のように、上面形状を四角形状としたリブ２の一側面に荷重検知ＴＦＴ１０１を形成した場合において、荷重の掛け方を代えて電流Ｉｄｓの変化率を調べた結果を示している。具体的には、図１０（ａ）に示すように、一点鎖線で囲んだ領域、つまり荷重検知ＴＦＴ１０１のうちの基板１に対して突き出た部分（リブ２や有機半導体薄膜５など）のうち有機半導体薄膜５が形成された検知部側の一側面に荷重を掛けた場合を示している（以下、パターン１という）。この場合には、検知部側の一側面と相対する一側面側には荷重が掛けられていない状態となる。また、図１０（ｂ）に示すように、一点鎖線で囲んだ領域、つまり荷重検知ＴＦＴ１０１の検知部側の一側面と相対する一側面側に荷重を掛けた場合を示している（以下、パターン２という）。この場合には、検知部側の一側面にはあまり荷重が掛けられていない状態となる。
【００５３】
その結果、パターン１の場合には、荷重が大きくなるほど電流Ｉｄｓの変化率が大きくなり、パターン２の場合には、荷重が大きくなるほど電流Ｉｄｓの変化率が小さくなることが確認された。つまり、パターン１の場合には、荷重検知ＴＦＴ１０１側に荷重が掛けられていることから、荷重検知ＴＦＴ１０１に対して圧縮応力が加えられることになり、有機半導体薄膜５の高さ方向の最短距離が短くなって、電流Ｉｄｓが増加する。また、パターン２の場合には、荷重検知ＴＦＴ１０１と反対側に荷重が掛けられていることから、荷重検知ＴＦＴ１０１に対して引張応力が加えられることになり、有機半導体薄膜５の高さ方向の最短距離が長くなって、電流Ｉｄｓが減少する。
【００５４】
このため、荷重の加わる方向に応じて、電流Ｉｄｓの変化率が変わることから、電流Ｉｄｓに基づいて荷重の加わる方向を把握することが可能となる。例えば、荷重検知ＴＦＴ１０１の検知部側の一側面からそれと反対側の一側面に向かう方向において荷重が加えられた場合には電流Ｉｄｓの変化率が大きくなり、逆方向に荷重が加えられた場合には電流Ｉｄｓの変化率が小さくなる。これに基づいて、荷重の大きさだけでなく、荷重の方向についても測定できる。
【００５５】
したがって、本実施形態の荷重センサでは、図１１の破線で囲んだ領域を１セルとして、図１１および図１２に示すように、１セル中に荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２を２つずつ備えた組を２組備えるようにしている。つまり、各リブ２を少なくとも相対する平行な二側面を有する構造とし、その相対する二側面それぞれに荷重検知ＴＦＴ１０１を構成する各部を設けたり、参照ＴＦＴ１０２を構成する各部を設けたりしている。このような構成とすることで、基本的な荷重センサの構造については第１、第２実施形態と同様にしつつ、荷重の大きさと方向が測定できるようにしている。
【００５６】
具体的には、図１２の紙面左側に配置された一方の組に含まれる荷重検知ＴＦＴ１０１については、四角形状のリブ２のうち図１２の紙面上下方向が法線方向となる相対する両側面それぞれに荷重検知ＴＦＴ１０１を構成する各部を形成してある。また、一方の組に含まれる参照ＴＦＴ１０２についても、四角形状のリブ２のうち図１２の紙面上下方向が法線方向となる相対する両側面それぞれに参照ＴＦＴ１０２を構成する各部を形成してある。つまり、一方のリブ２の相対する両側面に荷重検知ＴＦＴ１０１を構成する各部備えることで、当該両側面に荷重検知ＴＦＴ１０１を１つずつ備えると共に、他方のリブ２の相対する両側面に同様に参照ＴＦＴ１０２を１つずつ備えた構成としている。
【００５７】
また、図１２の紙面右側に配置された他方の組に含まれる荷重検知ＴＦＴ１０１については、四角形状のリブ２のうち図１２の紙面左右方向が法線方向となる相対する両側面それぞれに荷重検知ＴＦＴ１０１を構成する各部を形成してある。また、他方の組に含まれる参照ＴＦＴ１０２についても、四角形状のリブ２のうち図１２の紙面左右方向が法線方向となる相対する両側面それぞれに参照ＴＦＴ１０２を構成する各部を形成してある。つまり、一方のリブ２の相対する両側面に荷重検知ＴＦＴ１０１を１つずつ備えると共に、他方のリブ２の相対する両側面に参照ＴＦＴ１０２を１つずつ備えてある。
【００５８】
図１２の紙面左側に配置された一方の組については、底部電極層６は、一方の組の両リブ２のうち図１２の紙面上下方向が法線方向となる両側面に沿って荷重検知ＴＦＴ１０１から参照ＴＦＴ１０２に至るように直線状にレイアウトされている。一方の組における各荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２の底部電極層６は、すべてソースとドレインのいずれか一方とされている。そして、各底部電極層６は、各底部電極層６に対して垂直方向に延設された引出配線部６ａに接続されている。
【００５９】
また、一方の組の頂部電極層７については、各リブ２の上面全面に延設されていると共に、各リブ２のうち図１２の紙面左右方向が法線方向となる両側面の一方の側面に延設されている。一方の組における各荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２の頂部電極層７は、すべてソースとドレインのいずれか他方（底部電極層６と異なる方）とされている。そして、一方の組の各頂部電極層７は、リブ２の一方の側面に延設された部分から更に延設され、リブ２を挟んで引出配線部６ａと反対側に延設された引出配線部７ａに接続されている。
【００６０】
さらに、一方の組のゲート電極３については、各リブ２に備えられた２つの荷重検知ＴＦＴ１０１もしくは２つの参照ＴＦＴ１０２毎に、各リブ２のうち図１２の紙面上下方向が法線方向となる両側面に沿って延設されている。ゲート引出配線３ａは、一方の組の両方のリブ２を挟んだ両側に配置されており、各ゲート引出配線３ａそれぞれが２つの荷重検知ＴＦＴ１０１の一方および２つの参照ＴＦＴ１０２の一方のゲート電極３に接続されている。
【００６１】
このように構成された一方の組の各リブ２の紙面上側に配置された荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を組とし、さらに紙面下側に配置された荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を組として各出力信号の差分が検出されるようにしている。
【００６２】
他方の組については、底部電極層６は、他方の組の両リブ２のうち図１２の紙面左右方向が法線方向となる両側面に沿って直線状にレイアウトされている。同様に、頂部電極層７も、他方の組の両リブ２のうち図１２の紙面左右方向が法線方向となる両側面に沿って直線状にレイアウトされている。
【００６３】
他方の組における両リブ２のうち紙面左側のリブ２については、図１２の紙面左側の側面と対向する底部電極層６と紙面右側の側面と対向する頂部電極層７が共にソースとドレインのうちのいずれか一方とされている。そして、これらの底部電極層６と頂部電極層７とが共通の引出配線部１０ａに接続されている。また、同リブ２について、図１２の紙面左側の側面と対向する頂部電極層７と紙面右側の側面と対向する底部電極層６が共にソースとドレインのうちのいずれか他方とされている。そして、これらの頂部電極７と底部電極層６とが共通の引出配線部１０ｂに接続されている。
【００６４】
他方の組における両リブ２のうち紙面右側のリブ２については、図１２の紙面左側の側面と対向する底部電極層６と紙面右側の側面と対向する頂部電極層７が共にソースとドレインのうちのいずれか他方とされている。そして、これらの底部電極層６と頂部電極層７とが共通の引出配線部１０ｂに接続されている。また、同リブ２について、図１２の紙面左側の側面と対向する頂部電極層７と紙面右側の側面と対向する底部電極層６が共にソースとドレインのうちのいずれか一方とされている。そして、これらの頂部電極７と底部電極層６とが共通の引出配線部１０ｃに接続されている。
【００６５】
さらに、他方の組のゲート電極３については、各リブ２に備えられた２つの荷重検知ＴＦＴ１０１もしくは２つの参照ＴＦＴ１０２毎に、各リブ２のうち図１２の紙面左右方向が法線方向となる両側面に沿って延設されている。ゲート引出配線３ａは、一方の組の両方のリブ２を挟んだ両側に配置されており、各ゲート引出配線３ａそれぞれが２つの荷重検知ＴＦＴ１０１の一方および２つの参照ＴＦＴ１０２の一方のゲート電極３に接続されている。
【００６６】
このように構成された他方の組の各リブ２の紙面左側に配置された荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を組とし、さらに紙面右側に配置された荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２を組として各出力信号の差分が検出されるようにしている。
【００６７】
このような構成とされた荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２を２つずつ備えた組を２組備えたセルを複数セル備え、図１１に示すような第１実施形態と同様の回路構成とすることで、本実施形態にかかる荷重センサを構成している。
【００６８】
この荷重センサにおいては、例えば図１１の紙面左側から右側に向く方向の荷重が加えられた場合に、２つの荷重検知ＴＦＴ１０１に対して印加される荷重が一方の組（紙面左側の組）では同様になるが、他方の組（紙面右側の組）では異なった状態になる。つまり、他方の組のうち左側の荷重検知ＴＦＴ１０１については圧縮応力が加わり、右側の荷重検知ＴＦＴ１０１については引張応力が加わることになる。したがって、他方の組における各リブ２の紙面左側の荷重検知ＴＦＴ１０１と紙面右側の荷重検知ＴＦＴ１０１の電流Ｉｄｓの変化率に差が出る。これにより、他方の組における各リブ２の紙面左側の荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の出力信号の差分と、紙面右側の荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の出力信号の差分とが異なった値となり、これから荷重の大きさに加えて方向も検出可能となる。
【００６９】
また、紙面上側から下側に向く方向の荷重が加えられた場合には、２つの荷重検知ＴＦＴ１０１に対して印加される荷重が他方の組（紙面右側の組）では同様になるが、一方の組（紙面左側の組）では異なった状態になる。つまり、一方の組のうち上側の荷重検知ＴＦＴ１０１については圧縮応力が加わり、下側の荷重検知ＴＦＴ１０１については引張応力が加わることになる。したがって、一方の組における各リブ２の紙面上側の荷重検知ＴＦＴ１０１と紙面下側の荷重検知ＴＦＴ１０１の電流Ｉｄｓの変化率に差が出る。これにより、他方の組における各リブ２の紙面上側の荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の出力信号の差分と、紙面下側の荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２の出力信号の差分とが異なった値となり、これから荷重の大きさに加えて方向も検出可能となる。
【００７０】
なお、図１１の紙面右側から左側に向く方向の荷重が加えられた場合には、紙面左側から右側に向く方向の荷重が加えられた場合と比較して、上記した応力の関係が逆となる。また、図１１の紙面下側から上側に向く方向の荷重が加えられた場合にも、紙面上側から下側に向く方向の荷重が加えられた場合と比較して、上記した応力の関係が逆となる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態に掛かる荷重センサによれば、荷重の大きさだけでなく荷重の方向についても検知することが可能となる。そして、荷重センサをリブ２および有機半導体薄膜５などを用いた縦型トランジスタからなる荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２によって構成している。このため、センサの位置合わせの困難性やセンサの重ね合わせによる精度低下を招くことなく、精度良く荷重の大きさおよび方向を測定することが可能な荷重センサとすることが可能となる。
【００７２】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００７３】
例えば、上記各実施形態では、有機半導体薄膜５の上に底部電極層６および頂部電極層７を形成したトップコンタクト構造のデバイスを例に挙げたが、有機半導体薄膜５の下に底部電極層６および頂部電極層７を形成したボトムコンタクト構造であっても良い。また、リブ２の上面形状を四角形以外の多角形や他の形状としても良い。また、上記各実施形態では、荷重検知ＴＦＴ１０１や参照ＴＦＴ１０２のトランジスタの構造が基板１側からゲート電極３と、ゲート電極３の表面に形成されたゲート絶縁膜４と、ゲート絶縁膜４上に形成された有機半導体薄膜５となるボトムゲート構造で説明したが、構成が逆になるトップゲート構造のトランジスタ構造でも良い。
【００７４】
また、荷重センサ１００を構成する縦型トランジスタの構成要素の構成材料についても適宜変更可能であり、例えば基板１としてガラスなどを用いたが、少なくとも表面が絶縁体とされた基板、例えばシリコン基板の表面に絶縁膜を形成したものなどでも良い。リブ２についても同様であり、少なくとも表面が絶縁膜で構成されていれば良い。さらに、縦型トランジスタとして、半導体層に有機膜を用いた場合を述べてきたが、ＺｎＯなどの酸化物半導体でもよい。ゲート絶縁膜はＳｉＮなどの窒化物でもよい。
【００７５】
また、上記各実施形態では、荷重印加時に、荷重検知ＴＦＴ１０１側においてリブ２が変形し、参照ＴＦＴ１０２側ではリブ２が変形しないようにしたが、これはより精度良く荷重検知をできるようにする一例を示したに過ぎない。例えば、荷重検知ＴＦＴ１０１側の方が参照ＴＦＴ１０２よりもリブ２の変形が大きくなるようにしてあっても、荷重検知ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２に流れる電流に基づいて、精度良く荷重検知を行うことが可能となる。すなわち、荷重印加時に参照ＴＦＴ１０２側のリブ２が変形しないのが好ましいが、多少変形しても構わない。
【００７６】
さらに、荷重検出ＴＦＴ１０１の方が参照ＴＦＴ１０２よりもリブ２が変形し易ければ良い。このため、荷重検出ＴＦＴ１０１と参照ＴＦＴ１０２とでリブ２の材質を変え、荷重検出ＴＦＴ１０１よりも参照ＴＦＴ１０２の方がリブ２のヤング率が高い材質で構成するようにしても良い。
【００７７】
また、上記第３実施形態では、荷重の大きさに加えて、図１２の紙面上下方向および左右方向に加えられた荷重の方向も測定できる荷重センサについて説明した。つまり、荷重の方向について、一つの直線方向およびそれに交差する直線方向の２つの直線方向の測定が行える荷重センサについて説明した。これに対して、一つの直線方向のみの測定が行える荷重センサとしても構わない。具体的には、相対する平行な二側面を有するリブ２を隣接するように２つ備え、一方のリブ２に備えられた平行な二側面が他方のリブ２に備えられた平行な二側面と同じ平面もしくは平行な平面とされるようにする。そして、一方のリブ２の相対する平行な二側面それぞれに荷重検知ＴＦＴ１０１を形成し、他方のリブ２の相対する平行な二側面それぞれに参照ＴＦＴ１０２を備える。これにより、各リブ２の側面の法線方向を検出可能な荷重の方向として、一つの直線方向に加えられた荷重の向きを測定することができる荷重センサとすることができる。
【００７８】
また、荷重の方向についても、上記実施形態では一つの直線方向およびそれに交差する直線方向の２つの直線方向の測定が行える荷重センサについて説明したが、交差するとは直行している必要はないし、二以上の多数の荷重の方向の測定が行える形態であっても良い。
【００７９】
また、各セル中において、荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２の配置方向についても任意である。
【００８０】
例えば、複数セルに備えられる荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２のうち、図１２の紙面上下方向の荷重の方向を検知するもの同士を一列に並べると共に、紙面左右方向荷重の方向を検知するものを一列に並べる。そして、図１１に示すように、一列に並べたもの同士を列毎に同じ引出配線部６ａや引出配線部７ａに接続することができる。
【００８１】
また、例えば、複数セルに備えられる荷重検知ＴＦＴ１０１および参照ＴＦＴ１０２のうち、図１２の紙面上下方向の荷重の方向を検知するものと紙面左右方向荷重の方向を検知するものを順番に交互に一列に並べ、隣の列では、紙面左右方向の荷重の方向を検知するものと紙面上下方向荷重の方向を検知するものを順番に交互に一列に並べる。そして、図１１に示すように、一列に並べたもの同士を列毎に同じ引出配線部６ａや引出配線部７ａなどに接続することもできる。
【符号の説明】
【００８２】
１      基板
２      リブ
３      ゲート電極
４      ゲート絶縁膜
５      有機半導体薄膜
６      底部電極層
７      頂部電極層
８      保護膜
９      フィルム
１００  荷重センサ
１０１  荷重検知ＴＦＴ
１０２  参照ＴＦＴ
【図１】
2015064328.tif 000003
【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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