压敏元件以及电子设备制造技术

提供一种具有更加充分的伸缩性、并且按压力的测定范围较宽、且构造比较简易的压敏元件及使用其的电子设备。压敏元件具备：多个第1电极(11)，在第1方向(D1)延伸，在第1面内排列，包含导电性的弹性体；多个第2电极(12)，在与第1方向交叉的第2方向(D2)延伸，在与第1面对置的第2面内排列，包含导体线；和多个电介质(13)，覆盖多个第2电极的表面。多个第2电极(12)具有周期性地设置的弯折部(K)，根据施加于第1电极(11)与第2电极(12)之间的按压力，第1电极与第2电极交叉的位置的静电电容变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压敏元件以及电子设备
本公开涉及压敏元件以及电子设备。
技术介绍
压敏元件在工业设备、机器人以及车辆等的领域中，在人接触的部分，作为检测按压力(接触压)的压敏传感器而被装配，从而被更广阔地利用。近年来，随着计算机的控制技术的发展以及外观性的提高，人形机器人以及汽车的内饰品等多彩使用自由曲面的电子设备的开发正在进行。随之而来，需要在各自由曲面装配高性能的压敏元件。例如，专利文献1～3公开了这些
技术介绍
。此外，在具有压敏元件的电子设备中，已知将兼备导电性以及弹性的导电弹性体用作为电极的技术。例如，静电电容式的压敏装置具有：包含导电弹性体的第1电极、包含导体线的第2电极以及覆盖第2电极的表面的电介质。在这样的压敏装置中，若对第1电极与第2电极之间赋予按压力，则基于作为第1电极的导电弹性体的弹性，第1电极与电介质的接触面积扩大。其结果，第1电极与第2电极之间的静电电容C〔pF〕变化，基于这种变化可测定按压力。在这样的电子设备中，需要从导电弹性体进行电引出。作为来自导电弹性体的引出方法，例如图47所示，已知通过导电性粘结剂520来将包含薄片状的铜电极的引出布线510与导电弹性体501的表面粘结，从而将电线与该铜电极连接的方法(例如，专利文献4)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5668966号专利文献2：日本专利第5519068号专利文献3：日本特开2014-190712号公报专利文献4：日本第5278038号
技术实现思路
本申请专利技术人经过仔细研究，本次发现用作为静电电容式的压敏传感器的压敏元件可能在压敏元件本身的伸缩性、按压力的测定范围(动态范围)以及构造的简易化的方面需要改善。例如，专利文献1的触摸传感器是导电布面对面地重叠而构成，因此作为传感器整体而不具有充分的伸缩性。此外，在专利文献1的技术中，利用基于导电线间的距离的变化的静电电容的变化来检测按压力，因此按压力的测定范围较窄成为问题。此外，例如，在专利文献2的触觉传感器中，通过具有曲柄状的弯折构造的连接部来将检测元件间连接，因此作为传感器整体而不具有充分的伸缩性。此外，在专利文献2的技术中，需要通过具有曲柄状的弯折构造的连接部来将检测元件间连接，因此需要压敏元件的构造的简易化。此外，例如，在专利文献3的传感器中，负荷传感器部具备在弹性体制的基材以及该基材的表侧以及背侧分别配置的弹性体制的表侧电极以及背侧电极，基于按压所导致的电极间距离的变化来检测按压力，因此按压力的测定范围较窄成为问题。此外，本申请专利技术人经过仔细研究，本次发现：在现有的布线引出方法中，在导电弹性体501与引出布线(即铜电极)510之间的应力集中以及接触电阻这方面需要改善。详细地，例如图47所示的电弹性体501具有弹性，另一方面，引出布线(即铜电极)510以及导电性粘结剂520不具有弹性和柔软性，因此应力集中于导电性粘结剂520与导电弹性体501的界面。因此，引出布线(即铜电极)510以及导电性粘结剂520从导电弹性体501剥离。因此，考虑使用具有弹性的材料作为导电性粘结剂，这种具有弹性的导电性粘结剂未被出售而难以得到。所谓接触电阻，是指在导电弹性体501与引出布线(即铜电极)510之间产生的电阻，是指导电弹性体501经由导电性粘结剂520来与引出布线(即铜电极)510间接接触时，导电弹性体501与引出布线(即铜电极)510之间的间接的接触电阻。导电性粘结剂520具有导电性，但在导电弹性体501与引出布线(即铜电极)510之间使电阻增加。因此，电子设备的测定精度降低。本公开鉴于这种情况而作出。即，本公开的目的在于，提供一种具有更加充分的伸缩性、并且按压力的测定范围较宽且构造比较简易的压敏元件、使用其的电子设备。本公开的一方式所涉及的压敏元件具备：多个第1电极、多个第2电极和电介质。第1电极包含导电性的弹性体，并且在第1方向延伸。第2电极包含导体线，并且在第2方向延伸。电介质覆盖第2电极的表面，并且在规定的接触区域与第1电极相接。此外，多个第1电极在第1面内并且在与第1方向垂直的方向并排排列。多个第2电极在与第1面对置的第2面内并且在与第2方向垂直的方向并排排列。第1方向和第2方向从第1面的上方来看交叉。由第1电极、第2电极和电介质来形成静电电容。根据被施加的按压力，接触区域的面积变化从而静电电容变化。此外，本公开的电子设备具有上述的压敏元件、引出布线和连接线。引出布线从压敏元件被导出，并且包含具有导电部的导电布。连接线将压敏元件的导电性的弹性体与导电布缝合，将导电性的弹性体与导电布的导电部电连接。根据本公开，能够得到具有更加充分的伸缩性、并且按压力的测定范围较宽、且构造比较简易的压敏元件和使用该压敏元件的电子设备。附图说明图1A是示意性地表示用于对本公开的压敏元件所采用的基本的压力的测定机制进行说明的压敏元件的基本构造的一个例子的剖视图。图1B是示意性地表示图1A中赋予按压力时的压敏元件的基本构造的剖视图。图2是示意性地表示用于对本公开的压敏元件采用的基本的压力的测定机制进行说明的压敏元件的基本构造的另一个例子的剖视图。图3是示意性地表示本公开的压敏元件的一个例子的结构的立体图。图4是图3所示的本公开的压敏元件中的第1电极附近的放大剖视图，是相对于第1电极的延伸方向(第1方向)的垂直的示意性的剖视图。图5是本公开的压敏元件的另一个例子中的第1电极附近的放大剖视图，是相对于第1电极的延伸方向(第1方向)的垂直的示意性的剖视图。图6是本公开的压敏元件的又一个例子中的第1电极附近的放大剖视图，是相对于第1电极的延伸方向(第1方向)的垂直的示意性的剖视图。图7是用于对第1电极的第2电极侧的表面与第1绝缘部中的第2电极侧的表面为一面时的效果的一个例子进行说明的第1电极附近的放大剖视图。图8是用于对第1电极的第2电极侧的表面与第1绝缘部中的第2电极侧的表面为一面时的效果的一个例子进行说明的第1电极附近的放大剖视图。图9是本公开的压敏元件的另一个例子中的第1电极附近的放大剖视图，是相对于第1电极的延伸方向(第1方向)的垂直的示意性的剖视图。图10是本公开的压敏元件的另一个例子中的第1电极附近的放大剖视图，是相对于第1电极的延伸方向(第1方向)的垂直的示意性的剖视图。图11A是表示用于制造本公开的压敏元件中的第1电极以及第1绝缘部(图9所示的第1弹性体片)的方法的一个工序的示意性的剖视图。图11B是表示用于制造本公开的压敏元件中的第1电极以及第1绝缘部(图9所示的第1弹性体片)的方法的一个工序的示意性的剖视图。图11C是表示用于制造本公开的压敏元件中的第1电极以及第1绝缘部(图9所示的第1弹性体片)的方法的一个工序的示意性的剖视图。图11D是表示用于制造本公开的压敏元件中的第1电极以及第1绝缘部(图9所示的第1弹性体片)的方法的一个工序的示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压敏元件，具备：/n第1电极，包含导电性的弹性体，并且在第1方向延伸；/n第2电极，包含导体线，并且在第2方向延伸；和/n电介质，覆盖所述第2电极的表面，并且在规定的接触区域与所述第1电极相接，/n具有多个所述第1电极，/n具有多个所述第2电极，/n具有多个所述电介质，/n所述多个所述第1电极在第1面内并且在与所述第1方向垂直的方向并排排列，/n所述多个所述第2电极在与所述第1面对置的第2面内并且在与所述第2方向垂直的方向并排排列，/n从所述第1面的上方来看，所述第1方向与所述第2方向交叉，/n由所述第1电极、所述第2电极和所述电介质来形成静电电容，/n根据被施加的按压力，所述接触区域的面积变化从而所述静电电容变化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181018 JP 2018-196844;20181030 JP 2018-2040641.一种压敏元件，具备：
第1电极，包含导电性的弹性体，并且在第1方向延伸；
第2电极，包含导体线，并且在第2方向延伸；和
电介质，覆盖所述第2电极的表面，并且在规定的接触区域与所述第1电极相接，
具有多个所述第1电极，
具有多个所述第2电极，
具有多个所述电介质，
所述多个所述第1电极在第1面内并且在与所述第1方向垂直的方向并排排列，
所述多个所述第2电极在与所述第1面对置的第2面内并且在与所述第2方向垂直的方向并排排列，
从所述第1面的上方来看，所述第1方向与所述第2方向交叉，
由所述第1电极、所述第2电极和所述电介质来形成静电电容，
根据被施加的按压力，所述接触区域的面积变化从而所述静电电容变化。


2.一种压敏元件，具备：
第1电极，包含导电性的弹性体，并且在第1方向延伸；
第2电极，包含导体线，并且在第2方向延伸；
电介质，覆盖所述第2电极的表面，并且在规定的接触区域与所述第1电极相接；
第1绝缘部；和
第2绝缘部，
具有多个所述第1电极，
具有多个所述第2电极，
具有多个所述电介质，
所述多个所述第1电极在第1面内并且在与所述第1方向垂直的方向并排排列，
所述多个所述第2电极在与所述第1面对置的第2面内并且在与所述第2方向垂直的方向并排排列，
所述第1绝缘部被配置于相邻的所述第1电极之间，并且所述第1绝缘部包含绝缘性的弹性体，
所述第2绝缘部被配置于相邻的所述第2电极之间，并且所述第2绝缘部包含绝缘性的弹性体，
从所述第1面的上方来看，所述第1方向与所述第2方向交叉，
由所述第1电极、所述第2电极和所述电介质来形成静电电容，
根据被施加的按压力，所述接触区域的面积变化从而所述静电电容变化。


3.根据权利要求1或者2所述的压敏元件，其中，
所述压敏元件还设置有：第3电极，与所述第1电极对置，包含导电性的弹性体。


4.根据权利要求3所述的压敏元件，其中，
所述第2电极具有被规则地设置的弯折部。


5.根据权利要求4所述的压敏元件，其中，
基于所述第1电极的弹性而在所述第1方向伸缩，基于所述第2电极的所述弯折部的伸展以及弯折而在所述第2方向伸缩。


6.根据权利要求1～5的任一项所述的压敏元件，其中，
所述第2电极在俯视下具有曲折形状。


7.根据权利要求1～6的任一项所述的压敏元件，其中，
所述第1电极与所述第1绝缘部成为一体而构成第1弹性体片。


8.根据权利要求7所述的压敏元件，其中，
所述第1电极被配置为：所述第1电极的朝向所述第2电极的表面与所述第1绝缘部中的朝向所述第2电极的表面成为一面。


9.根据权利要求8所述的压敏元件，其中，
所述压敏元件还具备：第1绝缘层，从所述第1弹性体片来看被配置于与所述第2电极相反的一侧。


10.根据权利要求9所述的压敏元件，其中，
所述压敏元件还具备：第2弹性体片，夹着所述第2电极而与所述第1弹性体片对置，
所述第2弹性体片具有：
多个第3电极，与所述第1电极对置，包含导电性的弹性体...

【专利技术属性】
技术研发人员：森浦祐太，泽田唯，增田忍，浮津博伸，松本玄，松本光正，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP