JP6678992B2

JP6678992B2 - Pressure sensor

Info

Publication number: JP6678992B2
Application number: JP2016111842A
Authority: JP
Inventors: 英幸村田; 平祐酒井; 裕司辻
Original assignee: Japan Advanced Institute of Science and Technology
Current assignee: Japan Advanced Institute of Science and Technology
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-06-03
Also published as: JP2017219336A

Description

本発明は、いわゆる有機圧力センサ、具体的には有機半導体を用いた圧力センサに関する。 The present invention relates to a so-called organic pressure sensor, specifically a pressure sensor using an organic semiconductor.

有機圧力センサは、柔軟性に富むため、フレキシブルな大面積圧力センサへの応用が期待されている。有機圧力センサの駆動方式の一つであるアクティブ型有機圧力センサは、感圧部に印加された圧力を有機トランジスタ、具体的には有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、を用いて検出する（例えば非特許文献１）。 Since the organic pressure sensor is highly flexible, it is expected to be applied to a flexible large area pressure sensor. An active organic pressure sensor, which is one of the driving methods of an organic pressure sensor, detects the pressure applied to a pressure sensitive portion using an organic transistor, specifically, an organic field effect transistor (OFET) (for example, Patent Document 1).

Y. Zang et al., "Flexible suspended gate organic thin-film transistors for ultra-sensitive pressure detection", Nature Communications, 6, 6269 (2015)Y. Zang et al., "Flexible suspended gate organic thin-film transistors for ultra-sensitive pressure detection", Nature Communications, 6, 6269 (2015).

有機圧力センサには駆動電圧の低減と高感度化とが求められている。特に高感度化は、有機圧力センサの用途拡大と実用化促進に避けて通れない課題となっている。そこで本発明は、高感度化の実現に適した新規な有機圧力センサ、特に低電圧で駆動させても高感度で圧力を検出できる新規な有機圧力センサ、を提供することを目的とする。 The organic pressure sensor is required to have a low driving voltage and high sensitivity. In particular, increasing the sensitivity is an unavoidable issue for expanding the applications of organic pressure sensors and promoting their practical application. Therefore, an object of the present invention is to provide a novel organic pressure sensor suitable for realizing high sensitivity, particularly a novel organic pressure sensor capable of detecting pressure with high sensitivity even when driven at a low voltage.

本発明は、その第１態様として、
ゲート電極、ゲート絶縁膜、及び有機半導体層がこの順に積層された積層体を有する有機電界効果トランジスタと、
有機圧電体層を有し、前記有機半導体層から見て前記ゲート絶縁膜と反対側に配置された感圧部と、
前記ゲート電極にゲート電圧Ｖｇを印加するために前記ゲート電極に接続された電源と、を備え、
検出するべき圧力が前記感圧部に印加されて前記有機圧電体層がその厚さ方向に圧縮されることにより前記感圧部に蓄積される前記有機半導体層に最も近い電荷が前記ゲート電圧Ｖｇと正負の符号が逆になるように、前記有機圧電体層に含まれる有機圧電体が分極処理されている
圧力センサ、を提供する。 The present invention, as its first aspect,
An organic field effect transistor having a laminated body in which a gate electrode, a gate insulating film, and an organic semiconductor layer are laminated in this order;
A pressure-sensitive portion having an organic piezoelectric layer, the pressure-sensitive portion being arranged on the side opposite to the gate insulating film when viewed from the organic semiconductor layer;
A power supply connected to the gate electrode to apply a gate voltage Vg to the gate electrode,
When the pressure to be detected is applied to the pressure-sensitive portion and the organic piezoelectric layer is compressed in its thickness direction, the charge closest to the organic semiconductor layer accumulated in the pressure-sensitive portion is the gate voltage Vg. A pressure sensor in which the organic piezoelectric material contained in the organic piezoelectric material layer is polarized so that the positive and negative signs are reversed.

本発明によれば、高感度化の実現に適した有機圧力センサを提供できる。 According to the present invention, an organic pressure sensor suitable for realizing high sensitivity can be provided.

本発明の圧力センサの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the pressure sensor of this invention. 図１に示した圧力センサの感圧部に生じる電荷を示すための図である。It is a figure for showing the electric charge which arises in the pressure sensing portion of the pressure sensor shown in FIG. 感圧部が配置される前の未完成圧力センサの一例を別に作製した感圧部と共に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of an incomplete pressure sensor before a pressure-sensitive portion is arranged together with a pressure-sensitive portion that is separately manufactured. 図３Ａに示した未完成圧力センサ（有機電界効果トランジスタ）のゲート電圧（Ｖｇ）−ドレイン電流（Ｉｄ）特性を示す図である。It is a figure which shows the gate voltage (Vg) -drain current (Id) characteristic of the incomplete pressure sensor (organic field effect transistor) shown in FIG. 3A. 図３Ａに示した未完成圧力センサ上に感圧部を配置して構成した圧力センサの一例を示す断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view showing an example of a pressure sensor configured by disposing a pressure sensitive portion on the unfinished pressure sensor shown in FIG. 3A. 図４Ａに示した圧力センサのＶｇ−Ｉｄ特性を示す図である。It is a figure which shows the Vg-Id characteristic of the pressure sensor shown in FIG. 4A. 図４Ａに示した圧力センサの感圧部に圧力を加えた状態を示す図である。FIG. 4B is a diagram showing a state in which pressure is applied to the pressure sensitive portion of the pressure sensor shown in FIG. 4A. 図５Ａに示した圧力センサの圧力に応じて変化するＶｇ−Ｉｄ特性を示す図である。It is a figure which shows the Vg-Id characteristic which changes according to the pressure of the pressure sensor shown in FIG. 5A. Ｖｇ−Ｉｄ特性が感圧部に蓄積される有機半導体層に最も近い電荷の符号によって異なる変化の傾向を示すことを示す図である。It is a figure which shows that a Vg-Id characteristic shows the tendency of a change which changes with signs of the electric charges closest to the organic semiconductor layer accumulated in the pressure sensitive portion. 本発明による圧力センサの圧力に応じて変化するＶｇ−Ｉｄ特性の実測値の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the measured value of the Vg-Id characteristic which changes according to the pressure of the pressure sensor by this invention. 本発明による圧力センサのＩｄの圧力応答性の測定例を示す図である。It is a figure which shows the measurement example of Id pressure responsiveness of the pressure sensor by this invention.

本発明の第２態様からは、前記圧力が印加された状態で前記ゲート電圧Ｖｇを印加することによって前記有機半導体層内を流れる電流Ｉ（ＰＸ）が、前記圧力が印加されていない状態で前記ゲート電圧Ｖｇを印加することによって前記有機半導体層内を流れる電流Ｉ（Ｐ０）よりも小さい、第１態様の圧力センサ、が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the current I (PX) flowing in the organic semiconductor layer by applying the gate voltage Vg in the state where the pressure is applied is the same as in the state where the pressure is not applied. There is provided the pressure sensor according to the first aspect, which is smaller than the current I (P0) flowing in the organic semiconductor layer by applying the gate voltage Vg.

本発明の第３態様からは、前記圧力が１００ｋＰａであるときの前記電流Ｉ（Ｐ１００）が前記電流Ｉ（Ｐ０）の０．１倍以下である、第２態様の圧力センサ、が提供される。 A third aspect of the present invention provides the pressure sensor according to the second aspect, wherein the current I (P100) when the pressure is 100 kPa is 0.1 times or less the current I (P0). .

本発明の第４態様からは、前記圧力が３００ｋＰａであるときの前記電流Ｉ（Ｐ３００）が前記電流Ｉ（Ｐ０）の０．０１倍以下である、第２態様の圧力センサ、が提供される。 A fourth aspect of the present invention provides the pressure sensor according to the second aspect, wherein the current I (P300) when the pressure is 300 kPa is 0.01 times or less the current I (P0). .

本発明の第５態様からは、前記圧力を測定するために設定された圧力測定範囲の最大値ＰＭＡＸが印加されたときの前記電流Ｉ（ＰＭＡＸ）が前記電流Ｉ（Ｐ０）の５０％以下となるように前記ゲート電圧Ｖｇが設定されている、第２〜第４のいずれか１つの態様の圧力センサ、が提供される。 According to the fifth aspect of the present invention, the current I (PMAX) when the maximum value PMAX of the pressure measurement range set to measure the pressure is applied is 50% or less of the current I (P0). A pressure sensor according to any one of the second to fourth aspects, in which the gate voltage Vg is set so that

本発明の第６態様からは、前記圧力を測定するために設定された圧力測定範囲に基づいて前記ゲート電圧Ｖｇを設定するゲート電圧設定部と、前記ゲート電圧設定部により定められた前記ゲート電圧Ｖｇと前記電流Ｉ（ＰＸ）とから前記圧力の値を算出する圧力算出部と、をさらに備えた、第２〜第５のいずれか１つの態様の圧力センサ、が提供される。 From a sixth aspect of the present invention, a gate voltage setting unit that sets the gate voltage Vg based on a pressure measurement range set to measure the pressure, and the gate voltage set by the gate voltage setting unit. There is provided a pressure sensor according to any one of the second to fifth aspects, further including a pressure calculation unit that calculates the value of the pressure from Vg and the current I (PX).

本発明の第７態様からは、前記ゲート電圧Ｖｇの絶対値が５Ｖ以下である、第１〜第６のいずれか１つの態様の圧力センサ、が提供される。 A seventh aspect of the present invention provides the pressure sensor according to any one of the first to sixth aspects, in which the absolute value of the gate voltage Vg is 5 V or less.

本発明の第８態様からは、前記電荷は、前記感圧部の表面に蓄積された表面電荷である、第１〜第７のいずれか１つの態様の圧力センサ、が提供される。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the pressure sensor according to any one of the first to seventh aspects, in which the electric charge is a surface electric charge accumulated on the surface of the pressure sensitive portion.

本発明の第９態様からは、前記感圧部の前記表面は、前記有機半導体層と前記感圧部との間の空隙に接している、第８態様の圧力センサ、が提供される。 A ninth aspect of the present invention provides the pressure sensor according to the eighth aspect, wherein the surface of the pressure-sensitive portion is in contact with a gap between the organic semiconductor layer and the pressure-sensitive portion.

本発明の第１０態様からは、前記有機圧電体層に接し、かつ接地された層をさらに備えた、第１〜第９のいずれか１つの態様の圧力センサ、が提供される。 A tenth aspect of the present invention provides the pressure sensor according to any one of the first to ninth aspects, further including a layer in contact with the organic piezoelectric layer and grounded.

以下、添付する図面を参照しながら本発明の実施態様の一例を説明するが、以下の説明は例示であって本発明を制限するものではない。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the following description is merely an example and does not limit the present invention.

図１に示す圧力センサ１は、読取部として機能する有機電界効果トランジスタ２０と、有機電界効果トランジスタ２０上に配置された感圧部３０と、有機電界効果トランジスタ２０に接続された電源４１、４２とを備えている。有機電界効果トランジスタ２０は基板１０上に形成されている。 The pressure sensor 1 shown in FIG. 1 includes an organic field effect transistor 20 functioning as a reading unit, a pressure sensitive unit 30 arranged on the organic field effect transistor 20, and power sources 41 and 42 connected to the organic field effect transistor 20. It has and. The organic field effect transistor 20 is formed on the substrate 10.

有機電界効果トランジスタ２０は、ゲート電極２１、ゲート絶縁膜２２、及び有機半導体層２３がこの順に積層された積層体を備えている。有機電界効果トランジスタ２０は、さらにソース電極２４及びドレイン電極２５を備えている。ソース電極２４及びドレイン電極２５は、有機半導体層２３に接し、かつ互いに離間するように配置されている。またソース電極２４及びドレイン電極２５は、有機半導体層２３と同様、ゲート絶縁膜２２の表面に接するようにこの表面上に形成されている。ソース電極２４及びドレイン電極２５は、その厚さが有機半導体層２３の厚さよりも小さく、その上にも有機半導体が堆積している。ソース電極２４及びドレイン電極２５は、ゲート絶縁膜２２と有機半導体層２３の一部とに挟持されている。 The organic field effect transistor 20 includes a laminated body in which a gate electrode 21, a gate insulating film 22, and an organic semiconductor layer 23 are laminated in this order. The organic field effect transistor 20 further includes a source electrode 24 and a drain electrode 25. The source electrode 24 and the drain electrode 25 are arranged in contact with the organic semiconductor layer 23 and separated from each other. Further, the source electrode 24 and the drain electrode 25 are formed on the surface of the gate insulating film 22 so as to be in contact with the surface thereof, like the organic semiconductor layer 23. The thicknesses of the source electrode 24 and the drain electrode 25 are smaller than the thickness of the organic semiconductor layer 23, and the organic semiconductor is also deposited thereon. The source electrode 24 and the drain electrode 25 are sandwiched between the gate insulating film 22 and a part of the organic semiconductor layer 23.

ゲート電極２１には、所定のゲート電圧Ｖｇを印加するための電源４１が接続されている。ソース電極２４及びドレイン電極２５は、ソース・ドレイン電圧を印加するための配線に接続されている。この配線には電源４２が配置されている。各電源２１，２４，２５は、例えば、商用電源への接続機構とＡＣ−ＤＣ変換回路とにより構成してもよい。 A power supply 41 for applying a predetermined gate voltage Vg is connected to the gate electrode 21. The source electrode 24 and the drain electrode 25 are connected to a wiring for applying a source / drain voltage. A power supply 42 is arranged on this wiring. Each of the power supplies 21, 24 and 25 may be composed of, for example, a connection mechanism to a commercial power supply and an AC-DC conversion circuit.

感圧部３０は、有機圧電体層３１と層３２とを備え、有機圧電体層３１が有機半導体層２３側となるように配置されている。層３２は、少なくとも圧力を測定する際には、電気的なノイズを減らすために接地しておくことが好ましい。 The pressure sensitive portion 30 includes an organic piezoelectric layer 31 and a layer 32, and the organic piezoelectric layer 31 is arranged so as to be on the organic semiconductor layer 23 side. Layer 32 is preferably grounded, at least when measuring pressure, to reduce electrical noise.

感圧部３０は、有機圧電体層３１を層３２の上に成膜することによって形成され、この成膜の後に、有機圧電体層３１を有機半導体層２３側として有機半導体層２３上に載置して積層される。このため、有機半導体層２３上に有機圧電体を塗布して有機圧電体層２３を形成した場合等とは異なり、有機半導体層２３と感圧部３０とは完全に密着しているわけではない。すなわち、有機半導体層２３と感圧部３０との間には微小な空隙が介在しており、感圧部３０の表面３０ｓはこの空隙に接している。 The pressure-sensitive portion 30 is formed by depositing the organic piezoelectric layer 31 on the layer 32, and after this deposition, the organic piezoelectric layer 31 is mounted on the organic semiconductor layer 23 with the organic semiconductor layer 23 side. Place and stack. Therefore, unlike the case where the organic piezoelectric material is applied on the organic semiconductor layer 23 to form the organic piezoelectric material layer 23, the organic semiconductor layer 23 and the pressure-sensitive portion 30 are not completely in close contact with each other. . That is, a minute void is present between the organic semiconductor layer 23 and the pressure sensitive portion 30, and the surface 30s of the pressure sensitive portion 30 is in contact with this void.

有機圧電体層３１に含まれる有機圧電体は、層３１の厚さ方向に沿って印加された電圧によって予め分極処理されている。有機圧電体は、外部からの圧力が有機圧電体層３１にその厚さ方向に沿って印加されたときに感圧部３０から有機半導体層２３に作用する電荷がゲート電圧と正負の符号が逆、すなわち本実施形態では正、になるように、分極処理されている。圧力が増すにつれ、電荷が有機半導体層２３に作用する程度は大きくなる。 The organic piezoelectric material included in the organic piezoelectric material layer 31 is pre-polarized by the voltage applied along the thickness direction of the layer 31. In the organic piezoelectric material, when an external pressure is applied to the organic piezoelectric material layer 31 along its thickness direction, the charge acting on the organic semiconductor layer 23 from the pressure sensitive portion 30 has a sign opposite to that of the gate voltage. That is, the polarization process is performed so as to be positive in this embodiment. As the pressure increases, the degree to which the charges act on the organic semiconductor layer 23 increases.

この電荷は、圧力が感圧部３０に印加されていない状態においては有機半導体層２３に実質的に作用しないものであってもよいし、この状態においても有機半導体層２３に作用するものであってもよい。有機半導体層２３への電荷の作用の程度は、具体的には、有機電界効果トランジスタ２０のソース・ドレイン間の電流（ドレイン電流Ｉｄ）に及ぼす影響によって記述することができる。 This electric charge may not substantially act on the organic semiconductor layer 23 in the state where the pressure is not applied to the pressure sensitive portion 30, or may act on the organic semiconductor layer 23 in this state as well. May be. The degree of action of the charges on the organic semiconductor layer 23 can be specifically described by the influence on the current between the source and the drain of the organic field effect transistor 20 (drain current Id).

感圧部３０から有機半導体層２３に作用する電荷は、感圧部３０の有機半導体層２３に最も近い位置に蓄積される電荷であり、具体的には有機圧電体層３１の有機半導体層２３側の表面３０ｓに蓄積した表面電荷３０ｃである。表面電荷３０ｃは、図２では説明のために巨大化して描かれているが、有機半導体層２３と有機圧電体層３１との間の空隙に存在する。表面電荷３０ｃは、有機圧電体層３１とは別の層、例えば有機圧電体層３１の有機半導体層２３側に付加された層、の表面に蓄積されていてもよい。 The charges acting on the organic semiconductor layer 23 from the pressure-sensitive portion 30 are charges accumulated at the position closest to the organic semiconductor layer 23 of the pressure-sensitive portion 30, and specifically, the organic semiconductor layer 23 of the organic piezoelectric layer 31. The surface charge 30c is accumulated on the side surface 30s. Although the surface charge 30c is depicted as being enlarged in FIG. 2 for the sake of explanation, it exists in the space between the organic semiconductor layer 23 and the organic piezoelectric layer 31. The surface charge 30c may be accumulated on the surface of a layer different from the organic piezoelectric layer 31, for example, a layer added to the organic piezoelectric layer 31 on the organic semiconductor layer 23 side.

感圧部３０に蓄積された電荷を併せて示した図２において、表面電荷３１ｃは丸印で囲んだ正負の符号により示され、有機圧電体層３１の内部の電荷あるいは分極状態は丸印で囲まない正負の符号により示されている。有機圧電体層３１は、有機半導体層２３側となる図示下方が負に分極するように分極処理され、この分極処理によって周囲の環境から正の電荷が供給されて表面電荷３０ｃが蓄積されている。図示した形態では、感圧部３０の上方に存在する負の表面電荷は、半導体層である層３２の表面に蓄積されている。 In FIG. 2, which also shows the charges accumulated in the pressure sensitive portion 30, the surface charges 31c are indicated by positive and negative signs surrounded by circles, and the charge or polarization state inside the organic piezoelectric layer 31 is indicated by circles. It is indicated by a positive / negative sign not enclosed. The organic piezoelectric layer 31 is polarized so that the lower side in the drawing, which is the organic semiconductor layer 23 side, is negatively polarized. By this polarization, positive charges are supplied from the surrounding environment and surface charges 30c are accumulated. . In the illustrated form, the negative surface charges existing above the pressure sensitive portion 30 are accumulated on the surface of the layer 32 which is a semiconductor layer.

圧力センサ１による圧力の検出は、有機半導体層２３内に電流を流すためのゲート電圧Ｖｇがゲート電極２１に印加されている状態、すなわち有機電界効果トランジスタ２０がオンの状態で実施される。この状態において、有機圧電体層３１に印加される外部からの圧力が０から大きくなっていくにつれて、有機半導体層２３内に形成されるチャネルへの電荷３０ｃが及ぼす影響が大きくなってドレイン電流Ｉｄが減少していく。 The pressure detection by the pressure sensor 1 is performed in a state in which the gate voltage Vg for flowing a current in the organic semiconductor layer 23 is applied to the gate electrode 21, that is, in the state in which the organic field effect transistor 20 is on. In this state, as the external pressure applied to the organic piezoelectric layer 31 increases from 0, the influence of the charge 30c on the channel formed in the organic semiconductor layer 23 increases and the drain current Id increases. Is decreasing.

すなわち、圧力センサ１では、圧力ＰＸが印加された状態でゲート電圧Ｖｇの印加によって流れる有機半導体層２３内のドレイン電流Ｉ（ＰＸ）は、圧力が印加されていない状態（Ｐ＝０）で（同一の大きさの）ゲート電圧Ｖｇの印加によって流れる有機半導体層２３内のドレイン電流Ｉ（Ｐ０）よりも小さくなる。これは、圧力ＰＸが大きくなるにつれて、感圧部３０が有する電荷３０ｃがゲート電圧Ｖｇと逆の符号のゲート電圧として有機半導体層２３に作用する程度が大きくなることに対応している。 That is, in the pressure sensor 1, the drain current I (PX) in the organic semiconductor layer 23 flowing by the application of the gate voltage Vg in the state where the pressure PX is applied is ((P = 0)) in the state where the pressure is not applied (P = 0). It becomes smaller than the drain current I (P0) in the organic semiconductor layer 23 flowing by the application of the gate voltage Vg (of the same magnitude). This corresponds to that as the pressure PX increases, the degree to which the charge 30c of the pressure sensitive portion 30 acts on the organic semiconductor layer 23 as a gate voltage having a sign opposite to the gate voltage Vg increases.

感圧部３０を有機電界効果トランジスタ２０上に配置すると（図４Ａ）、配置前のトランジスタ２０（図３Ａ）のゲート電圧（Ｖｇ）−ドレイン電流（Ｉｄ）特性を示す曲線（Ｖｇ−Ｉｄ曲線、図３Ｂ）は、いわゆる閾値電圧の絶対値が大きくなるようにシフトする（図４Ｂ）。感圧部１０に圧力５０が印加されると（図５Ａ）、Ｖｇ−Ｉｄ曲線は、閾値電圧の絶対値がさらに高くなるように図示左側にシフトする（図５Ｂ）。Ｖｇ−Ｉｄ曲線は、圧力が大きくなるにつれて図示左側に移動していく。図５Ｂより、所定のゲート電圧が印加された状態においては、ドレイン電流Ｉ（ＰＸ）が感圧部３０に印加された圧力ＰＸの１対１関数であること、言い換えるとドレイン電流Ｉ（ＰＸ）を測定すれば圧力５０の大きさＰＸを特定できること、が理解できる。 When the pressure-sensitive portion 30 is arranged on the organic field effect transistor 20 (FIG. 4A), a curve (Vg-Id curve) showing the gate voltage (Vg) -drain current (Id) characteristics of the transistor 20 (FIG. 3A) before the arrangement. 3B) is shifted so that the absolute value of the so-called threshold voltage becomes large (FIG. 4B). When the pressure 50 is applied to the pressure sensitive portion 10 (FIG. 5A), the Vg-Id curve shifts to the left side in the drawing so that the absolute value of the threshold voltage becomes higher (FIG. 5B). The Vg-Id curve moves to the left side in the drawing as the pressure increases. From FIG. 5B, in the state where the predetermined gate voltage is applied, the drain current I (PX) is a one-to-one function of the pressure PX applied to the pressure sensitive portion 30, in other words, the drain current I (PX). It can be understood that the magnitude PX of the pressure 50 can be specified by measuring

圧力５０が印加されていない状態（図４Ａ）における圧力センサ１のＶｇ―Ｉｄ曲線（図４Ｂ）は、感圧部３０がない状態で測定した有機電界効果トランジスタ２０のＶｇ−Ｉｄ曲線（図３Ｂ）と実質的に同一であっても構わない。 The Vg-Id curve (FIG. 4B) of the pressure sensor 1 in the state where the pressure 50 is not applied (FIG. 4A) is the Vg-Id curve (FIG. 3B) of the organic field effect transistor 20 measured without the pressure sensitive portion 30. ) May be substantially the same.

圧力５０が大きくなるにつれて有機圧電体層３１内の有機圧電体の分極は大きくなり、その結果、表面電荷の量は増加する（図５Ａ）。このため、圧力５０の印加に伴ってドレイン電流は減少することになる。また、圧力５０の印加によって有機半導体層２３と有機圧電体層３１との間の空隙が狭小化して表面電荷３０ｃが有機半導体２３により近接することにもなる。空隙の狭小化もまた、ドレイン電流の減少に寄与していると考えられる。 As the pressure 50 increases, the polarization of the organic piezoelectric material in the organic piezoelectric material layer 31 increases, and as a result, the amount of surface charge increases (FIG. 5A). Therefore, the drain current decreases with the application of the pressure 50. Further, the application of the pressure 50 narrows the gap between the organic semiconductor layer 23 and the organic piezoelectric layer 31, and the surface charge 30c comes closer to the organic semiconductor 23. It is considered that the narrowing of the void also contributes to the reduction of the drain current.

上述した態様とは逆に表面電荷３０ｃの符号がゲート電圧と同一の負である場合は、圧力の印加に伴ってＶｇ−Ｉｄ曲線は図示右側にシフトすることになる。実測の一例を図６に示す。図６において、電荷３０ｃの影響がない状態の測定曲線Ａは、電荷３０ｃの符号がゲート電圧と同一の場合は、圧力が大きくなるにつれて矢印Ｃの方向にシフトしていく。図６には、電荷３０ｃの符号が互いに逆であって同一の大きさの圧力を印加して測定した複数組のＶｇ−Ｉｄ曲線が示されている。 On the contrary to the above-mentioned aspect, when the sign of the surface charge 30c is the same as the gate voltage and is negative, the Vg-Id curve is shifted to the right side in the figure with the application of pressure. An example of actual measurement is shown in FIG. In FIG. 6, the measurement curve A in the state where there is no influence of the charge 30c shifts in the direction of arrow C as the pressure increases when the sign of the charge 30c is the same as the gate voltage. FIG. 6 shows a plurality of sets of Vg-Id curves measured by applying pressures of the same magnitude with opposite signs of the charges 30c.

有機圧電体層３１の圧縮に伴って感圧部３０に蓄積されていく電荷の量には限界がある。このため、所定の限界値を超えて圧力を印加してもＶｇ−Ｉｄ曲線はそれ以上シフトしない。図６を参照すると、所定の圧力の印加によってより大きくドレイン電流を変化させて圧力センサの高感度化を実現するためには、ゲート電圧Ｖｇと正負の符号が逆の電荷を有機半導体層２３に作用させてＶｇ−Ｉｄ曲線を矢印Ｂの方向にシフトさせることが有利であることが理解できる。 There is a limit to the amount of electric charge accumulated in the pressure sensitive portion 30 as the organic piezoelectric layer 31 is compressed. Therefore, the Vg-Id curve does not shift any more even if the pressure is applied beyond the predetermined limit value. Referring to FIG. 6, in order to increase the sensitivity of the pressure sensor by changing the drain current more by applying a predetermined pressure, a charge having a sign opposite to the gate voltage Vg is applied to the organic semiconductor layer 23. It can be seen that it is advantageous to act and shift the Vg-Id curve in the direction of arrow B.

圧力センサ１によれば、例えば、感圧部３０に印加される圧力５０が１００ｋＰａであるときのドレイン電流Ｉｄ（Ｐ１００）を、圧力が印加されていない状態で同一のゲート電圧Ｖｇの印加によって流れるドレイン電流Ｉｄ（Ｐ０）の０．１倍以下にできる。圧力センサ１によれば、例えば、感圧部３０に印加される圧力５０が３００ｋＰａであるときのドレイン電流Ｉｄ（Ｐ３００）を、ドレイン電流Ｉｄ（Ｐ０）の０．０１倍以下にできる。しかも、この程度にまで高い感度で圧力５０を検出するために必要となるゲート電圧Ｖｇは、その絶対値が５Ｖ以下で足りる。 According to the pressure sensor 1, for example, the drain current Id (P100) when the pressure 50 applied to the pressure sensitive unit 30 is 100 kPa flows by applying the same gate voltage Vg in a state where no pressure is applied. The drain current Id (P0) can be 0.1 times or less. According to the pressure sensor 1, for example, the drain current Id (P300) when the pressure 50 applied to the pressure sensitive portion 30 is 300 kPa can be 0.01 times or less of the drain current Id (P0). Moreover, the absolute value of the gate voltage Vg required to detect the pressure 50 with such a high sensitivity is 5 V or less.

ゲート電極２１に印加するゲート電圧Ｖｇは、５Ｖ以下、さらには３Ｖ以下、特に１Ｖ以下であってもよい。 The gate voltage Vg applied to the gate electrode 21 may be 5 V or less, further 3 V or less, and particularly 1 V or less.

ゲート電圧Ｖｇは、検出するべき圧力の範囲に基づいて定めるとよい。具体的には、圧力を測定するために設定された圧力測定範囲の最大値ＰＭＡＸが印加されたときのドレイン電流Ｉｄ（ＰＭＡＸ）が、圧力が印加されていないときのドレイン電流Ｉｄ（Ｐ０）の５０％以下、さらには１０％以下、特に５％以下、とりわけ１％以下、となるように設定することが好ましい。ただし、ごく限られた範囲の圧力を測定すれば足りるような場合には、Ｉｄ（ＰＭＡＸ）がＩｄ（Ｐ０）の９０％以下となる程度にゲート電圧Ｖｇを定めてもよい。また、ゲート電圧Ｖｇは、ドレイン電流Ｉｄ（ＰＭＡＸ）が、圧力が印加されていないときのドレイン電流Ｉｄ（Ｐ０）の０．０００１％以上、さらには０．００１％以上、特に０．０１％以上となるように設定することが好ましい。 The gate voltage Vg may be determined based on the range of pressure to be detected. Specifically, the drain current Id (PMAX) when the maximum value PMAX of the pressure measurement range set to measure the pressure is applied is the drain current Id (P0) when the pressure is not applied. It is preferably set to 50% or less, further 10% or less, particularly 5% or less, and particularly 1% or less. However, when it is sufficient to measure the pressure in a very limited range, the gate voltage Vg may be set so that Id (PMAX) becomes 90% or less of Id (P0). The gate voltage Vg is 0.0001% or more, more preferably 0.001% or more, and particularly 0.01% or more of the drain current Id (PMAX) of the drain current Id (P0) when the pressure is not applied. It is preferable to set so that

圧力センサ１は、ゲート電圧Ｖｇを適切な値に設定するためのゲート電圧設定部をさらに備えていてもよい。ゲート電圧設定部は、検出するべき圧力を測定するために設定された圧力測定範囲に基づいて、例えばその範囲の最大値ＰＭＡＸにおけるドレイン電流Ｉｄ（ＰＭＡＸ）の値が上述した好ましい範囲内となるようにゲート電圧Ｖｇを設定する。ゲート電圧設定部は、例えば、複数の電源から選択された単一又は複数の電源をゲート電極に接続するスイッチングデバイス、電源の電圧を所定の値に変更するための変圧デバイス等である。ゲート電圧設定部に必要な構成はよく知られているため、ここではこれ以上の説明を省略する。 The pressure sensor 1 may further include a gate voltage setting unit for setting the gate voltage Vg to an appropriate value. The gate voltage setting unit sets the value of the drain current Id (PMAX) at the maximum value PMAX in the range to fall within the above-described preferable range based on the pressure measurement range set to measure the pressure to be detected. The gate voltage Vg is set to. The gate voltage setting unit is, for example, a switching device that connects a single or a plurality of power sources selected from a plurality of power sources to the gate electrode, a transformer device that changes the voltage of the power source to a predetermined value, and the like. Since the configuration required for the gate voltage setting unit is well known, further description is omitted here.

ゲート電圧設定部は、圧力センサ１がさらに備えていてもよい測定範囲設定部を用いて使用者が入力又は選択した圧力測定範囲に基づいてゲート電圧Ｖｇを設定してもよい。 The gate voltage setting unit may set the gate voltage Vg based on the pressure measurement range input or selected by the user using the measurement range setting unit which the pressure sensor 1 may further include.

圧力センサ１は、さらに、測定されたドレイン電流Ｉ（ＰＸ）から印加された圧力５０を算出する圧力算出部を備えていることが好ましい。圧力算出部は、例えば、ゲート電圧Ｖｇ及びドレイン電流Ｉ（ＰＸ）と電流−圧力換算テーブルとに基づいて圧力ＰＸの大きさを算出する。圧力算出部は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、各種メモリにより構成される情報記憶装置等を用いて構成することができる。この種の演算機構もよく知られているため、ここではこれ以上の説明を省略する。 It is preferable that the pressure sensor 1 further includes a pressure calculation unit that calculates the applied pressure 50 from the measured drain current I (PX). The pressure calculator calculates, for example, the magnitude of the pressure PX based on the gate voltage Vg, the drain current I (PX), and the current-pressure conversion table. The pressure calculation unit can be configured using, for example, a CPU (central processing unit), an information storage device including various memories, and the like. Since this type of arithmetic mechanism is also well known, further explanation is omitted here.

以下、圧力センサ１の変形例について説明する。圧力センサ１では、有機半導体層２３と感圧部３０との間に空隙が存在する。すなわち、有機圧電体層３１は、予め層３２の上に形成され、この層３２を一方の電極として層の厚さ方向に沿って電圧を印加して分極処理を施し、その後に有機半導体層２３上に配置されたものである。感圧層３０は、表面電荷３０ｃに起因する静電気力により接着剤等を要することなく有機半導体層２３上に固定できる。しかし、これに限らず、有機半導体層２３と感圧部３０とは互いに密着させてもよい。この場合は、例えば層３２の上ではなく有機半導体層２３上に有機圧電体層３１を形成するとよい。有機半導体層２３上に直接形成した有機圧電体層３１は、例えば、層３１とゲート電極２１との間に電圧を印加して分極処理することができる。この場合は、有機圧電体層３１の内部に生じる電荷が有機半導体層２３に最も近くこの層２３に作用する電荷となる。したがって、ゲート電圧と逆の電荷が有機圧電体層３１の下方に生じるように分極処理が実施される。ただし、層３２の上に有機圧電体層３１を予め形成しておく態様は、表面電荷３０ｃを利用できることに加え、有機圧電体層の厚膜化が容易である、分極処理による素子の破壊を容易に防止できる、溶液プロセスによる成膜に適している、等からも有利である。 Hereinafter, modified examples of the pressure sensor 1 will be described. In the pressure sensor 1, there is a gap between the organic semiconductor layer 23 and the pressure sensitive portion 30. That is, the organic piezoelectric layer 31 is formed in advance on the layer 32, and the layer 32 is used as one electrode to apply a voltage along the thickness direction of the layer to perform polarization treatment, and thereafter, the organic semiconductor layer 23. It is arranged above. The pressure-sensitive layer 30 can be fixed on the organic semiconductor layer 23 without an adhesive or the like due to the electrostatic force caused by the surface charge 30c. However, the invention is not limited to this, and the organic semiconductor layer 23 and the pressure sensitive portion 30 may be in close contact with each other. In this case, for example, the organic piezoelectric layer 31 may be formed not on the layer 32 but on the organic semiconductor layer 23. The organic piezoelectric layer 31 directly formed on the organic semiconductor layer 23 can be polarized by applying a voltage between the layer 31 and the gate electrode 21, for example. In this case, the charges generated inside the organic piezoelectric layer 31 are the charges closest to the organic semiconductor layer 23 and acting on this layer 23. Therefore, the polarization process is performed so that charges opposite to the gate voltage are generated below the organic piezoelectric layer 31. However, in the mode in which the organic piezoelectric layer 31 is formed on the layer 32 in advance, the surface charge 30c can be utilized, and the organic piezoelectric layer can be easily thickened. It is advantageous because it can be easily prevented and is suitable for film formation by a solution process.

また、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）２０は、いわゆるボトムゲート・ボトムコンタクト構造を有している。しかし、これに限らず、トップゲート型やトップコンタクト型のＯＦＥＴを用いてもよい。トップゲート型のＯＦＥＴを用いる場合は、基板とＯＦＥＴとの間に感圧部を配置することになる。ただし、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造のＯＦＥＴを用いる態様は、有機圧電体層３１とソース・ドレイン電極２４、２５との直接接触を確実に防ぐことができる点で有利である。 The organic field effect transistor (OFET) 20 has a so-called bottom gate / bottom contact structure. However, not limited to this, a top gate type or top contact type OFET may be used. When using a top-gate OFET, a pressure-sensitive portion is arranged between the substrate and the OFET. However, the mode of using the OFET having the bottom gate / bottom contact structure is advantageous in that direct contact between the organic piezoelectric layer 31 and the source / drain electrodes 24 and 25 can be surely prevented.

圧力センサ１を構成する各部材の材料を以下に例示する。基板１０としては、樹脂、セラミックス、ガラス、半導体等を用いればよい。圧力センサ１に柔軟性が要求される場合は、基板１０にも可撓性に優れた材料を使用することが好ましい。電極２１、２４、２５は、各種金属、半導体を用いて形成すればよいが、金属材料がより適している。ゲート絶縁膜２２は、酸化物に代表される無機絶縁材料により形成してもよいが、各種樹脂等の有機材料の使用が好ましい。好ましい有機絶縁材料の一例は後述するＰＶＣである。圧力測定時に接地される層３２には、半導体、金属の使用が適している。有機半導体層２３及び有機圧電体層３１には、それぞれ無機半導体及び無機圧電体よりも柔軟性に優れた有機半導体材料及び有機圧電体材料の使用が適している。 The material of each member constituting the pressure sensor 1 is exemplified below. As the substrate 10, resin, ceramics, glass, semiconductor, or the like may be used. When the pressure sensor 1 is required to have flexibility, it is preferable to use a material having excellent flexibility also for the substrate 10. The electrodes 21, 24 and 25 may be formed using various metals and semiconductors, but metal materials are more suitable. The gate insulating film 22 may be formed of an inorganic insulating material typified by an oxide, but it is preferable to use an organic material such as various resins. An example of a preferable organic insulating material is PVC described later. It is suitable to use a semiconductor or a metal for the layer 32 that is grounded when the pressure is measured. For the organic semiconductor layer 23 and the organic piezoelectric layer 31, it is suitable to use an organic semiconductor material and an organic piezoelectric material, which are more flexible than the inorganic semiconductor and the inorganic piezoelectric material, respectively.

有機半導体層２３を形成するための有機半導体材料は、ｎ型であってもｐ型であってもよい。有機半導体材料は、例えば、６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン（ＴＩＰＳ−ペンタセン）、テトラメチルペンタセン、パーフルオロペンタセン等のペンタセン類、ＴＥＳ−ＡＤＴ、ｄｉＦ−ＴＥＳ−ＡＤＴ（２，８−ジフルオロ−５，１１−ビス（トリエチルシリルエチニル）アントラジチオフェン）等のアントラジチオフェン類、ＤＰｈ−ＢＴＢＴ、Ｃｎ−ＢＴＢＴ等のベンゾチエノベンゾチオフェン類、Ｃｎ−ＤＮＴＴ等のジナフトチエノチオフェン類、ペリキサンテノキサンテン等のジオキサアンタントレン類、ルブレン類、Ｃ６０、ＰＣＢＭ等のフラーレン類、銅フタロシアニン、フッ素化銅フタロシアニン等のフタロシアニン類、Ｐ３ＲＴ、ＰＱＴ、Ｐ３ＨＴ、ＰＱＴ等のポリチオフェン類、ポリ［２，５−ビス（３−ドデシルチオフェン−２−イル）チエノ［３，２−ｂ］チオフェン］（ＰＢＴＴＴ）等のポリチエノチオフェン類であり、好ましい有機半導体材料の一例はＴＩＰＳ−ペンタセンである。有機圧電体層３１を形成するための有機圧電体材料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン三フッ化エチレン共重合体（Ｐ（ＶＤＦ-ＴｒＦＥ））であり、好ましい有機圧電体材料はＰ（ＶＤＦ-ＴｒＦＥ）である。 The organic semiconductor material for forming the organic semiconductor layer 23 may be n-type or p-type. Examples of the organic semiconductor material include pentacenes such as 6,13-bis (triisopropylsilylethynyl) pentacene (TIPS-pentacene), tetramethylpentacene, and perfluoropentacene, TES-ADT, diF-TES-ADT (2,8). -Difluoro-5,11-bis (triethylsilylethynyl) anthradithiophene) and the like, anthradithiophenes such as DPh-BTBT and Cn-BTBT, dinaphthothienothiophenes such as Cn-DNTT, Dioxaanthanthrenes such as perixanthenoxanthene, rubrenes, fullerenes such as C60 and PCBM, phthalocyanines such as copper phthalocyanine and fluorinated copper phthalocyanine, polythiophenes such as P3RT, PQT, P3HT and PQT, poly [ A 5- bis (3-dodecyl-2-yl) thieno [3,2-b] thiophene] polythienothiophenes such as (PBTTT), an example of a preferred organic semiconductor material is TIPS- pentacene. The organic piezoelectric material for forming the organic piezoelectric layer 31 is polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride trifluoroethylene copolymer (P (VDF-TrFE)), and a preferable organic piezoelectric material is P (VDF-TrFE).

以下、圧力センサの作製例を示す。まず、基板１０として用意したガラス基板上にゲート電極２１として厚さ３０ｎｍのＡｌ膜を真空蒸着し、次いでゲート絶縁膜２２として厚さ３２０ｎｍのＰＶＣ（Ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｃｉｎａｍａｔｅ））膜をスピンコートし、紫外線照射によって架橋した。引き続きソース電極２４及びドレイン電極２５として厚さ５０ｎｍのＡｇ膜を真空蒸着し、ペンタフルオロチオフェノール（Ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｔｈｉｏｐｈｅｎｏｌ）のエタノール溶液に浸して表面修飾した。さらに厚さ１００ｎｍのＴＩＰＳ−ペンタセン（６，１３−ｂｉｓ（ｔｒｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−ｓｉｌｙｌｅｔｈｙｎｙｌ）ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）とポリスチレン（ＰＳ）の混合半導体層をスピンコートにより成膜して有機半導体層２３を形成し、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）を作製した。 Hereinafter, an example of manufacturing the pressure sensor will be described. First, an Al film having a thickness of 30 nm is vacuum-deposited as a gate electrode 21 on a glass substrate prepared as the substrate 10, and then a PVC (Poly (vinyl cinnamate)) film having a thickness of 320 nm is spin-coated as the gate insulating film 22, Crosslinked by UV irradiation. Subsequently, an Ag film having a thickness of 50 nm was vacuum-deposited as the source electrode 24 and the drain electrode 25, and immersed in an ethanol solution of pentafluorothiophenol (Pentafluorothiophenol) to modify the surface. Furthermore, a mixed semiconductor layer of 100 nm thick TIPS-pentacene (6,13-bis (triisopropy-silylethylene) pentacene) and polystyrene (PS) is formed by spin coating to form an organic semiconductor layer 23, and an organic field effect transistor. (OFET) was produced.

感圧部３０はＯＦＥＴ２０とは別に作製した。具体的には、シリコン基板３２上に厚さ８μｍのポリフッ化ビニリデン三フッ化エチレン共重合体（Ｐ（ＶＤＦ-ＴｒＦＥ））膜をブレードコーティングして有機圧電体層３１とし、コンタクトポーリングによって分極した。コンタクトポーリングの電圧は１ｋＶとした。次いで感圧部３０の圧電体膜３１側をＯＦＥＴ２０の上に載置し、圧力センサとした。 The pressure sensitive portion 30 was manufactured separately from the OFET 20. Specifically, an 8 μm thick polyvinylidene fluoride trifluoroethylene trifluoride copolymer (P (VDF-TrFE)) film was blade-coated on a silicon substrate 32 to form an organic piezoelectric layer 31, which was polarized by contact poling. . The voltage for contact poling was 1 kV. Next, the piezoelectric film 31 side of the pressure sensitive portion 30 was placed on the OFET 20 to form a pressure sensor.

以上の工程により作製した圧力センサ１について、ドレイン電圧として−５Ｖ、ゲート電圧として−１．８Ｖを印加し、感圧部３０のシリコン基板３２を接地した状態で感圧部３０にその直上から応力５０を印加し、ドレイン電流Ｉｄを測定した。応力は、０ｋＰａから４００ｋＰａまで１００ｋＰａずつ増加させた。得られた結果を図７に示す。また圧力応答性を測定した結果を図８に示す。 With respect to the pressure sensor 1 manufactured through the above steps, a drain voltage of −5 V and a gate voltage of −1.8 V were applied, and the pressure sensitive portion 30 was stressed from directly above with the silicon substrate 32 of the pressure sensitive portion 30 grounded. 50 was applied and the drain current Id was measured. The stress was increased by 100 kPa from 0 kPa to 400 kPa. The obtained results are shown in FIG. 7. The results of measuring the pressure response are shown in FIG.

図７から理解できるように、ゲート電圧Ｖｇとして印加した電圧（−１．８Ｖ）は、作製した圧力センサ１を用いて４００ｋＰａ程度の圧力を測定可能最大圧力とする場合に適切な値である。測定可能最大圧力がこれよりも小さい場合、適切なゲート電圧Ｖｇの絶対値はより小さくてよいことも理解できる。例えば、１００ｋＰａを測定可能最大圧力とする場合に適切なゲート電圧Ｖｇは−１．４Ｖ程度である。この場合、１００ｋＰａの圧力の印加により、ドレイン電流Ｉｄ（Ｐ１００）は、圧力を印加しない状態のドレイン電流Ｉｄ（Ｐ０）の０．１倍以下の値にまで低下する。 As can be understood from FIG. 7, the voltage applied as the gate voltage Vg (-1.8 V) is an appropriate value when the pressure of about 400 kPa is set as the measurable maximum pressure using the manufactured pressure sensor 1. It can also be appreciated that if the maximum measurable pressure is smaller than this, the absolute value of the appropriate gate voltage Vg may be smaller. For example, when the measurable maximum pressure is 100 kPa, the appropriate gate voltage Vg is about -1.4V. In this case, the application of the pressure of 100 kPa reduces the drain current Id (P100) to a value which is 0.1 times or less of the drain current Id (P0) in the state where the pressure is not applied.

図８に示したように、作製した圧力センサ１のドレイン電流Ｉｄの圧力応答性は十分に迅速であり、測定値に再現性があった。 As shown in FIG. 8, the pressure response of the manufactured drain current Id of the pressure sensor 1 was sufficiently quick, and the measured values had reproducibility.

１圧力センサ
１０基板
２０有機電界効果トランジスタ
２１ゲート電極
２２ゲート絶縁膜
２３有機半導体層
２４ソース電極
２５ドレイン電極
３０感圧部
３０ｃ感圧部の表面電荷（有機半導体層に最も近い電荷）
３０ｓ感圧部の表面
３１有機圧電体層
３２（接地された）層
４１、４２電源 1 Pressure Sensor 10 Substrate 20 Organic Field Effect Transistor 21 Gate Electrode 22 Gate Insulating Film 23 Organic Semiconductor Layer 24 Source Electrode 25 Drain Electrode 30 Pressure Sensitive Portion 30c Surface Charge of the Pressure Sensitive Portion (charge closest to Organic Semiconductor Layer)
30s Pressure Sensitive Surface 31 Organic Piezoelectric Layer 32 (Grounded) Layer 41, 42 Power Supply

Claims

An organic field effect transistor having a laminated body in which a gate electrode, a gate insulating film, and an organic semiconductor layer are laminated in this order;
A pressure-sensitive portion having an organic piezoelectric layer, the pressure-sensitive portion being arranged on the side opposite to the gate insulating film when viewed from the organic semiconductor layer;
A power supply connected to the gate electrode to apply a gate voltage Vg to the gate electrode,
When the pressure to be detected is applied to the pressure-sensitive portion and the organic piezoelectric layer is compressed in its thickness direction, the charge closest to the organic semiconductor layer accumulated in the pressure-sensitive portion is the gate voltage Vg. And the organic piezoelectric material contained in the organic piezoelectric material layer is polarized so that the positive and negative signs are opposite.
Pressure sensor.

The current I (PX) flowing in the organic semiconductor layer by applying the gate voltage Vg while the pressure is being applied is the same as the current I (PX) being applied by the gate voltage Vg when the pressure is not being applied. The pressure sensor according to claim 1, which is smaller than a current I (P0) flowing in the organic semiconductor layer.

The pressure sensor according to claim 2, wherein the current I (P100) when the pressure is 100 kPa is 0.1 times or less of the current I (P0).

The pressure sensor according to claim 2, wherein the current I (P300) when the pressure is 300 kPa is 0.01 times or less of the current I (P0).

The gate voltage Vg is set so that the current I (PMAX) is 50% or less of the current I (P0) when the maximum value PMAX of the pressure measurement range set to measure the pressure is applied. The pressure sensor according to any one of claims 2 to 4, which is provided.

A gate voltage setting unit for setting the gate voltage Vg based on a pressure measurement range set for measuring the pressure; the gate voltage Vg and the current I (PX) determined by the gate voltage setting unit; The pressure sensor according to any one of claims 2 to 5, further comprising: a pressure calculator that calculates the value of the pressure from the pressure sensor.

The pressure sensor according to claim 1, wherein an absolute value of the gate voltage Vg is 5 V or less.

The pressure sensor according to claim 1, wherein the electric charge is a surface electric charge accumulated on a surface of the pressure-sensitive portion.

The pressure sensor according to claim 8, wherein the surface of the pressure-sensitive portion is in contact with a gap between the organic semiconductor layer and the pressure-sensitive portion.

The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure-sensitive portion further includes a layer that is in contact with the organic piezoelectric layer and is grounded.