[發明專利]壓力傳感器

有效

• 申請號: 201780053481.4
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN109690272B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 灘秀明;森田淳平
• 申請（專利權）人: 日寫株式會社
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉春燕

本發明提供一種具有相互隔開間隙地配置的多個電極的壓力傳感器，其擴大了能夠正確地測定的壓力測定范圍。壓力傳感器(1)具備公共電極(9)、多個獨立電極(31)、多個薄膜晶體管(33)和壓敏層(11)。公共電極(9)在一個面上擴展而形成。多個獨立電極(31)與公共電極(9)對向地設置成矩陣狀。多個薄膜晶體管(30)與多個獨立電極(31)對應地設置在多個獨立電極(31)的與公共電極(9)相反的一側，一個或者相鄰的兩個以上的薄膜晶體管(30)與一個獨立電極(31)連接。壓敏層(11)被層疊在公共電極(9)的多個獨立電極(31)側的面上。多個獨立電極(31)包括第一電極(31X)和第二電極(31Y)，該第二電極(31Y)比第一電極(31X)厚因而與壓敏層(11)的間隙比第一電極(31X)短。

技術領域

本發明涉及一種壓力傳感器，尤其涉及一種具有壓敏層和作為電極的多個薄膜晶體管的壓力傳感器。

背景技術

作為壓力傳感器，已知有在壓敏樹脂中組合多個薄膜晶體管的壓力傳感器(例如，參照專利文獻1)。

壓敏樹脂是將導電性顆粒分散在硅橡膠等絕緣樹脂內的樹脂。在壓敏樹脂中，當施加壓力時，在絕緣樹脂內導電性顆粒彼此接觸，從而電阻值降低。由此，能夠檢測施加于壓敏樹脂的壓力。

多個薄膜晶體管配置成矩陣狀，作為電極發揮功能。在這種情況下，能夠實現壓力檢測的高速化、低耗電化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2016-4940號公報

另外，還已知有壓敏層與多個電極隔開規定的間隙而對向配置的壓力傳感器。

通常地，壓力傳感器存在壓敏層的壓力測定范圍窄的問題。具體而言，在壓力-電阻特性中，在壓力較低的范圍內，電阻的變化比例較大，但在壓力較高的范圍內，電阻的變化比例較小。其原因是，即使壓力變高，壓敏層與電極的接觸面積也不會從中途變大，即，接觸電阻不會追隨壓力。其結果，在壓力較大的范圍內，由于靈敏度不足而無法正確地測定壓力。

發明內容

本發明的目的在于，在具有相互隔開間隙地配置的電極的壓力傳感器中，擴大能夠正確地測定的壓力測定范圍。

以下，作為用于解決課題的手段，對多個方式進行說明。這些方式可以根據需要任意地進行組合。

本發明的一個觀點所涉及的壓力傳感器，具備公共電極、多個獨立電極、多個薄膜晶體管和公共壓敏層。

公共電極在一個面上擴展而形成。

多個獨立電極與公共電極對向地設置成矩陣狀。

多個薄膜晶體管與多個獨立電極對應地設置在多個獨立電極的與公共電極相反的一側，一個或者相鄰的兩個以上的薄膜晶體管與一個獨立電極連接。

公共壓敏層被層疊(疊層、積層)在公共電極的多個獨立電極側的面上。

多個獨立電極包括第一電極和第二電極，該第二電極比第一電極厚因而與公共壓敏層的間隙比第一電極短。

在該壓力傳感器中，在壓力較小的情況下，只有第二電極與公共壓敏層接觸。由此，能夠通過第二電極正確地測定公共壓敏層的電阻變化(即，壓力)。在壓力較大的情況下，除了第二電極之外，第一電極也與公共壓敏層接觸。由此，能夠通過第一電極正確地測定公共壓敏層的電阻變化(即，壓力)。這是因為，由于第一電極與公共壓敏層的間隙較長，因此能夠正確地測定電阻的壓力測定范圍比第二電極時向高壓力側移動，即與高壓力對應。

壓力傳感器可以具有按壓區域，在按壓區域中，在任意的按壓部位第一電極和第二電極都是以包含在最低限按壓面積內的方式排列。所謂“最低限按壓面積”是預定的按壓物(例如，手指、筆)按壓壓力傳感器時設想必定被按壓的最低限度的面積。