曲げセンサー
【課題】空間分解能が高く、高精度な計測を可能にする曲げセンサーを提供する事。
【解決手段】曲げセンサーは、可撓性を有する基板に第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとを備え、第一薄膜トランジスターはＮ型第一薄膜トランジスターとＰ型第一薄膜トランジスターとが直列接続しており、両トランジスターのソースドレイン方向は直交し、第二薄膜トランジスターはＮ型第二薄膜トランジスターとＰ型第二薄膜トランジスターとが直列接続しており、基板は可撓領域と非可撓領域とを含み、第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとは差動トランジスター対をなし、第一薄膜トランジスターは可撓領域に形成され、第二薄膜トランジスターは非可撓領域に形成されている。薄膜トランジスターはマイクロメーター単位で形成できるため、空間分解能が数マイクロメーターと極めて高く、高精度に計測可能な曲げセンサーを実現できる。
【解決手段】曲げセンサーは、可撓性を有する基板に第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとを備え、第一薄膜トランジスターはＮ型第一薄膜トランジスターとＰ型第一薄膜トランジスターとが直列接続しており、両トランジスターのソースドレイン方向は直交し、第二薄膜トランジスターはＮ型第二薄膜トランジスターとＰ型第二薄膜トランジスターとが直列接続しており、基板は可撓領域と非可撓領域とを含み、第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとは差動トランジスター対をなし、第一薄膜トランジスターは可撓領域に形成され、第二薄膜トランジスターは非可撓領域に形成されている。薄膜トランジスターはマイクロメーター単位で形成できるため、空間分解能が数マイクロメーターと極めて高く、高精度に計測可能な曲げセンサーを実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面の曲がり具合（曲率）を計測し得る曲げセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の曲げセンサーは、例えば特許文献１に記載されている様に、棒状となっており、棒が曲がっているか否かを検出していた。具体的には、図２０（ａ）に示す様に、二本の棒（金属棒１１と金属棒１２）を重ね、曲げられた際に二本の棒に生ずる歪みの差を検出していた。例えば、図２０（ｂ）に示す様に、曲げセンサーが左に凸状となる様に曲げられると、左側に位置する金属棒１１は伸び、反対に、右側に位置する金属棒１２は縮み、これらの歪みに応じた電気抵抗の変化を検出して、棒の曲がり具合を計測していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１８２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の曲げセンサーは、棒が曲がっているか否かとの単純な情報しか検出できないという課題があった。例えば、図２０（ｃ）と（ｄ）に示す様に、棒ＡＢが左に凸状となる様に曲げられる場合、棒の端Ａに近い場所で曲げられている（図２０（ｃ））のか、棒の端Ｂに近い場所で曲げられている（図２０（ｄ））のか、を区別できなかった。又、図２０（ｅ）に示す様に、Ｓ字型に二ヶ所曲がると、歪みが相殺されるので、真っ直ぐであるとの間違った検出結果を出していた。この様に、従来の曲げセンサーは検出結果にも信頼感を抱けないという課題があった。換言すれば、従来の曲げセンサーは、曲がり具合に関する空間的な分解能が殆ど無く、その為に棒がどう曲がっているのかを定量できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現する事が可能である。
【０００６】
（適用例１） 本適用例に係わる曲げセンサーは、可撓性を有する基板に第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとを備え、第一薄膜トランジスターはＮ型第一薄膜トランジスターとＰ型第一薄膜トランジスターとが直列接続しており、第二薄膜トランジスターはＮ型第二薄膜トランジスターとＰ型第二薄膜トランジスターとが直列接続しており、Ｎ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とＰ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とが角度を為し、基板は可撓領域と非可撓領域とを含み、第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとは差動トランジスター対をなし、第一薄膜トランジスターは可撓領域に形成され、第二薄膜トランジスターは非可撓領域に形成される事を特徴とする。
薄膜トランジスターはマイクロメーター単位で形成できるため、この構成によれば、空間分解能が数マイクロメーターと極めて高い曲げセンサーを実現できる。又、Ｎ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とＰ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とが角度を為して交わっているために、高感度に計測できる。
【０００７】
（適用例２） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとを備え、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとはカレントミラー対をなし、第一薄膜トランジスターと第五薄膜トランジスターとが電気的に接続可能であり、第二薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとが電気的に接続可能である事が好ましい。
この構成によれば、薄膜トランジスター群がカレントミラー型差動増幅回路を構成するので、曲がり具合（曲率）を電位差として読み出し、それらを正確に計測できる。
【０００８】
（適用例３） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第一電源と第二電源と第七薄膜トランジスターとを備え、第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとは第一電源に接続し、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとは第七薄膜トランジスターに接続し、第七薄膜トランジスターは第二電源に接続する事が好ましい。
この構成によれば、第七薄膜トランジスターが定電流源と成り得るので、曲がりに関する信号増幅が線型となり、曲げストレスに比例した電位を正確に計測できる。
【０００９】
（適用例４） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第一の方向に沿って第一選択回路を備え、第一薄膜トランジスターは第一の方向に沿って複数個形成されると共に、第一選択回路によって、第一の方向で選択され得る事が好ましい。
この構成によれば、曲げを検出する第一薄膜トランジスターを第一の方向に複数個配置して、個別に選択するので、第一の方向に関する曲がりの空間分布を計測できる。従って、曲がり具合が第一の方向に沿って複数ヶ所であっても、曲がり具合を場所の関数として定量的に正確に計測できる。
【００１０】
（適用例５） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第一の方向と交差する第二の方向に沿って第二選択回路を備え、第一薄膜トランジスターは第二の方向に沿って複数個形成されると共に、第二選択回路によって、第二の方向で選択され得る事が好ましい。
この構成によれば、曲げを検出する第一薄膜トランジスターを第二の方向に複数個配置して、個別に選択するので、第二の方向に関する曲がりの空間分布を計測できる。従って、曲がり具合が第二の方向に沿って複数ヶ所であっても、曲がり具合を場所の関数として定量的に正確に計測できる。
【００１１】
（適用例６） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターとを備え、第三薄膜トランジスターはＮ型第三薄膜トランジスターとＰ型第三薄膜トランジスターとが直列接続しており、第四薄膜トランジスターはＮ型第四薄膜トランジスターとＰ型第四薄膜トランジスターとが直列接続しており、第三薄膜トランジスターは第一薄膜トランジスターと第五薄膜トランジスターとの間に配置され、第四薄膜トランジスターは第二薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとの間に配置され、第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターは第二選択回路にて制御される事が好ましい。
この構成によれば、第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターとが第二の方向での選択回路の一部として機能するので、第二の方向に於ける曲がり具合の情報が干渉する事を防げる。又、第三薄膜トランジスターでも、第四薄膜トランジスターでも、Ｎ型とＰ型とが直列接続している為に、薄膜トランジスターのフラットバンド電圧やしきい値電圧が、万が一ずれても、正確な計測を行う事ができる。
【００１２】
（適用例７） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、第二薄膜トランジスターは基準トランジスターとして動作し、第一薄膜トランジスターの電気特性と第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、曲がり具合を検出する事が好ましい。
この構成によれば、可撓領域に位置する第一薄膜トランジスターの電気特性と非可撓領域に位置する第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、曲がり具合を計測するので、曲がり具合を正確に計測できる。
【００１３】
（適用例８） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、第五薄膜トランジスターのドレインと第六薄膜トランジスターのドレインとの間にイコライズ回路を備え、イコライズ回路は、Ｎ型第八薄膜トランジスターとＰ型第八薄膜トランジスターとが直列接続してなる事が好ましい。
この構成によれば、曲がり具合の計測を空間的及び時間的に順次繰り返して行う際に、各計測の間に出力電位をリセットできるので、迅速に正確な計測を実現できる。又、イコライズ回路はＮ型とＰ型とが直列接続しているので、薄膜トランジスターのフラットバンド電圧やしきい値電圧が、万が一ずれても、正確な計測を行う事ができる。
【００１４】
（適用例９） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターと第七薄膜トランジスターとがＮ型であり、第二電源が負電源である事が好ましい。
この構成によれば、Ｎ型の薄膜トランジスターで曲げセンサーを実現できる。
【００１５】
（適用例１０） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターと第七薄膜トランジスターとがＰ型であり、第二電源が正電源である事が好ましい。
この構成によれば、Ｐ型の薄膜トランジスターで曲げセンサーを実現できる。
【００１６】
（適用例１１） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、非可撓領域には、基板よりも硬質な固定板が、基板に貼り合わされている事が好ましい。
この構成によれば、柔軟な基板を用いて、容易に可撓領域と非可撓領域とを作り分ける事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係わる曲げセンサーを模式的に示す斜視外観図。
【図２】実施形態１に係わる曲げセンサーの計測原理を説明する図。
【図３】実施形態１に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図４】実施形態１に係わる曲げセンサーのタイミングチャートを説明する図。
【図５】実施形態１に係わる曲げセンサーの等価回路図。
【図６】実施形態１に係わる曲げセンサーの各種電位を定めるフローチャート図。
【図７】実施形態１に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図。
【図８】実施形態１に係わる曲げセンサーの断面の一部を説明する図。
【図９】可撓領域に於ける固定板の厚みと距離との関係を説明する図。
【図１０】可撓領域に於ける固定板のたわみと距離との関係を説明する図。
【図１１】（ａ）；比較例の曲げセンサーに下向きの荷重を加えた状態を表す図、（ｂ）；実施形態１の曲げセンサーに下向きの荷重を加えた状態を表す図。
【図１２】実施形態２に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１３】実施形態２に係わる曲げセンサーのタイミングチャートを説明する図。
【図１４】実施形態３に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１５】変形例１に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１６】変形例２に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１７】変形例３に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１８】変形例４に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図。
【図１９】変形例５に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図。
【図２０】従来の曲げセンサーを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。尚、以下の図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとする為、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００１９】
（実施形態１）
「曲げセンサーの概要」
図１は、本実施形態に係わる曲げセンサーを模式的に示す斜視外観図である。以下、図１を用いて、まず曲げセンサーの概要を説明する。
【００２０】
本実施形態に係わる曲げセンサー１は、柔軟なプラスチックフィルムなどの可撓性を有する基板２に形成される。基板２には非可撓領域２１と可撓領域２２とが存在する。可撓領域２２はその名が示す通り可撓性を有しており、可撓性を有する基板２がそのまま使用されている。非可撓領域２１は可撓性を有さず、通常は形状が固定している。本実施形態では基板２の裏面の一部に硬い固定板７を固定し、その部位で基板２が曲がらぬ様にして非可撓領域２１としている。可撓領域２２には第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が行列状に複数個配置され、検出回路３をなしている（図３参照）。第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）とＰ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）とが直列接続されている。一方、非可撓領域２１には第二薄膜トランジスターＴ２が備えられ、出力回路４の一部を構成している（図３参照）。第二薄膜トランジスターＴ２も、Ｎ型第二薄膜トランジスターＴＮ２とＰ型第二薄膜トランジスターＴＰ２とが直列接続されている。第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第二薄膜トランジスターＴ２とは差動トランジスター対とされている。第二薄膜トランジスターＴ２は基準トランジスターとして動作し、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）の電気特性と第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が配置されている部位の曲がり具合を検出する。
【００２１】
検出回路３に配置された複数の第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は、検出回路３の外周部に配置された第一選択回路５１と第二選択回路６１とにより、順次選択される。基板２の一辺を第一の方向（ｘ軸に平行な方向で、行方向とする）とし、第一の方向と交差する（ほぼ直交する）別の方向を第二の方向（ｙ軸に平行な方向で、列方向とする）とすると、第一選択回路５１と第一処理回路５２とは、検出回路３の外側で第一の方向に沿って形成され、第二選択回路６１と第二処理回路６２とは、検出回路３の外側で第二の方向に沿って形成される。第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は第一の方向に沿って複数個形成されると共に、第一選択回路５１によって、第一の方向で選択される。同様に、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は第二の方向に沿って複数個形成されると共に、第二選択回路６１によって、第二の方向で選択される。こうして行列状に配置された第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が順次選択され、その電気特性が第二薄膜トランジスターＴ２の電気特性とその都度比較される事により、曲がり具合に関する面分布が計測される。
【００２２】
「計測原理」
図２は、本実施形態に係わる曲げセンサーの計測原理を説明する図である。以下、図２を参照して、曲がり具合を計測する原理を説明する。
【００２３】
図２は、プラスチックフィルムに形成された薄膜トランジスターが、フィルムの湾曲に応じて電気特性を変化させる様子を示している。薄膜トランジスターはフィルム表面に形成されている。図２（ａ）ではトランジスターのソースドレイン方向と曲げ方向とが直交しており、図２（ｂ）ではトランジスターのソースドレイン方向と曲げ方向とが平行になっている。いずれの場合もフィルム表面が凸型になる様に湾曲させると、フィルム表面に形成された薄膜トランジスターは引っ張り応力を受けて、伸びる歪みを被る。反対にフィルム表面が凹型になる様に湾曲させると、薄膜トランジスターは圧縮応力を受けて、縮む歪みを被る。図２（ａ）ではソースドレイン方向と曲げに依る歪み方向とが直交しており、図２（ｂ）ではソースドレイン方向と曲げに依る歪み方向とが一致している。被る歪みに応じてトランジスターのオン特性は変化する。図２では、ｘ軸にトランジスターが被る歪みを示し、ｙ軸にその際のオン電流の変化率を示している。三角の実線はＮ型薄膜トランジスターの特性変化を示し、四角の破線はＰ型薄膜トランジスターの特性変化を示している。
【００２４】
図２（ａ）に示す様に、Ｎ型薄膜トランジスターでは、薄膜トランジスターがソースドレイン方向と直交する方向に引っ張り応力を受けるとオン電流は減少し、圧縮応力を受けるとオン電流は増加する。反対にＰ型薄膜トランジスターでは、薄膜トランジスターがソースドレイン方向と直交する方向に引っ張り応力を受けるとオン電流は増加し、圧縮応力を受けるとオン電流は減少する。一方、図２（ｂ）に示す様に、Ｎ型薄膜トランジスターでは、薄膜トランジスターがソースドレイン方向に引っ張り応力を受けるとオン電流は増加し、圧縮応力を受けるとオン電流は減少する。反対にＰ型薄膜トランジスターでは、薄膜トランジスターがソースドレイン方向に引っ張り応力を受けるとオン電流は減少し、圧縮応力を受けるとオン電流は増加する。図２（ａ）でも図２（ｂ）でも、オン電流の増減量は曲げに依る歪み量に対して線型関係にある。従って、フィルムが湾曲された際にオン電流の変化量を検出すれば、その際に薄膜トランジスターが被っている歪み量εTが分かる。一方、薄膜トランジスターが被っている歪み量εTと湾曲したフィルムの曲率半径ＲFとの間には、次の関係式が成り立つ。
【００２５】
【数１】
ここで、ｄTは薄膜トランジスター層の厚み、ｄFはフィルムの厚み、ＹTは薄膜トランジスター層のヤング率、ＹFはフィルムのヤング率である。数式１を用いると、歪み量εTが分かれば、その場に於けるフィルムの曲率半径ＲFが定まる。こうして面状に分布した第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）のオン電流を調べれば、曲がり具合の面分布を計測出来る事になる。具体的には第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が配置された計測セル（ｉ，ｊ）に於ける曲率半径ＲF（ｉ，ｊ）が定まる事になる。
【００２６】
図２に示す様に、オン電流の歪みに対する変化量は僅かであるので、本実施形態では曲げ応力を被らぬ基準トランジスター（第二薄膜トランジスターＴ２）と第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）との相違を差動増幅して、曲がり量（曲率半径ＲF（ｉ，ｊ））を計測する。
【００２７】
更に、本実施形態では、測定感度を高める為に、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）とＰ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）とが直交する様に直列接続されている（図７参照）。その上でＮ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）の電気伝導度とＰ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）の電気伝導度とが同程度になる様に、ＷN1／ＬN1・μN＝ＷP1／ＬP1・μPとする。ここで、ＷN1とＬN1は其々Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）の幅と長さであり、ＷP1とＬP1は其々Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）の幅と長さであり、μNとμPとは其々Ｎ型薄膜トランジスターの移動度とＰ型薄膜トランジスターの移動度である。斯うする事でＮ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターの効果がほぼ等しく曲げ測定に反映される事になる。その結果、歪みがない場合にオン電流の変化量がほぼゼロになり、更に測定感度が向上する。例えば、曲げ方向が、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）ではソースドレイン方向に平行（図２（ｂ）のＮＭＯＳ）で、Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）ではソースドレイン方向に垂直（図２（ａ）のＰＭＯＳ）の場合を考えて見る。中性時（歪みゼロ時）にＮＭＯＳもＰＭＯＳも単独では原点を通らないが、両トランジスターを直交させる事で原点を通過する様になる。又、ＰＭＯＳ単独では、凹型の湾曲を被って歪みが−０．４％程度になっても、オン電流の減少は僅か−１％でしかないが、ＰＮ両トランジスターを直交させる事でオン電流の減少は−５％程度へと増大させる事ができる。更に、ＰＮ二つのトランジスターを用いて、曲がり具合を計測するので、ＰＭＯＳ単独又はＮＭＯＳ単独の場合に比べて平均化の効果が働き、測定誤差を小さく押さえる事ができる。
【００２８】
「回路」
図３は、本実施形態に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、図３を参照して、曲げセンサーの回路を説明する。
【００２９】
図１に示した様に、曲げセンサー１は検出回路３と出力回路４、第一選択回路５１、第一処理回路５２、第二選択回路６１、第二処理回路６２とを有する。検出回路３には第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）がＭ行Ｎ列の行列状に配置されている。ＭとＮは１以上の整数である（１≦ｉ≦Ｍ、１≦ｊ≦Ｎ）。第一選択回路５１は第一の方向に関してＭ行の行線対Ｒ（ｉ）及びＸＲ（ｉ）から特定の一組の行線対を選択する。従って、第一選択回路５１は行選択回路でもある。第一選択回路５１にはシフトレジスターやデコーダーが使用される。第一処理回路５２は第一選択回路５１からの選択信号を計測に適する様に加工する。具体的には選択電位を変換するレベルシフターや、高速で安定的に行線を選択する様にバッファーを備える。第二選択回路６１は第二の方向に関してＮ列の列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）から特定の一組の列線対を選択する。従って、第二選択回路６１は列選択回路でもある。第二選択回路６１にはシフトレジスターやデコーダーが使用される。第二処理回路６２は第二選択回路６１からの選択信号を計測に適する様に加工する。具体的には選択電位を変換するレベルシフターや、高速で安定的に列線を選択する様にバッファーを備える。
【００３０】
図３に戻る。
第二処理回路６２はこの他に列選択トランジスターとして、第三薄膜トランジスターＴ３（ｊ）と第四薄膜トランジスターＴ４（ｊ）とを含む。第三薄膜トランジスターＴ３（ｊ）はＮ型第三薄膜トランジスターＴＮ３（ｊ）とＰ型第三薄膜トランジスターＴＰ３（ｊ）とが直列接続しており、第四薄膜トランジスターはＮ型第四薄膜トランジスターＴＮ４（ｊ）とＰ型第四薄膜トランジスターＴＰ４（ｊ）とが直列接続している。出力回路４は第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）の電気的状態を増幅してＬＤＯＵＴ及びＸＬＤＯＵＴとして出力する。これらの回路の内で、検出回路３と出力回路４、第二処理回路６２内の列選択トランジスターＴ３（ｊ）とＴ４（ｊ）とが薄膜トランジスターで形成される。本実施形態では、これらの他に第一選択回路５１と第一処理回路５２、第二選択回路６１、第二処理回路６２もＣＭＯＳ構成の（Ｎ型及びＰ型の）薄膜トランジスターで形成されたが、第一選択回路５１と第一処理回路５２、第二選択回路６１、第二処理回路６２の内の列選択トランジスターＴＮ３（ｊ）とＴＮ４（ｊ）以外の回路は外付けのシリコンＩＣチップにて形成されても良い。
【００３１】
第一薄膜トランジスターＴ１から第四薄膜トランジスターＴ４は其々Ｎ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターとが直列接続しているが、電位の高い方に（Ｖdd側に）Ｐ型薄膜トランジスターを配置し、電位の低い方に（Ｖss側に）Ｎ型薄膜トランジスターを配置する。Ｎ型薄膜トランジスターのソースドレインは、両者を比較して電位の高い方がドレインになり、電位の低い方がソースとなる。反対にＰ型薄膜トランジスターのソースドレインは、両者を比較して電位の低い方がドレインになり、電位の高い方がソースとなる。従って、第一薄膜トランジスターＴ１から第四薄膜トランジスターＴ４では、Ｎ型薄膜トランジスターのドレインとＰ型薄膜トランジスターのドレインとが接続され、Ｎ型薄膜トランジスターのソースが電位の低い方に接続され、Ｐ型薄膜トランジスターのソースが電位の高い方に接続される様に配置される。斯うすると、Ｎ型薄膜トランジスターのドレイン（Ｎ+半導体領域）とＰ型薄膜トランジスターのドレイン（Ｐ+半導体領域）を、半導体膜の状態で直に接続しても（金属配線に依る接続を省いても）、ＰＮ接合領域には順バイアスが印可される事になるので、ＰＮ両トランジスター間に寄生抵抗が発生する事はなく、高精度に曲げ計測が行われる事になる。尚、図３では各薄膜トランジスターのソースドレインをそれぞれｓとｄとで記載してある。
【００３２】
ｉ行ｊ列に位置する第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と、第二薄膜トランジスターＴＮ２とは差動トランジスター対をなし、互いに対称に配置される。即ち、両者ともＰ型薄膜トランジスターのソースを第一電源（正電源Ｖdd）に接続し、電源に対して並列に配置されている。尚、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）のゲートはｉ行目の行線Ｒ（ｉ）に接続し、Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）のゲートはｉ行目の行線ＸＲ（ｉ）に接続し、其々に選択信号乃至は非選択信号が供給される。又、Ｎ型第二薄膜トランジスターＴＮ２のゲートには基準信号Ｖrefが供給され、Ｐ型第二薄膜トランジスターＴＰ２のゲートには反転基準信号ＸＶｒｅｆが供給される。
【００３３】
曲げセンサー１は、更に第五薄膜トランジスターＴＮ５と第六薄膜トランジスターＴＮ６とを備え、第五薄膜トランジスターＴＮ５と第六薄膜トランジスターＴＮ６とはカレントミラー対をなしている。カレントミラー対とは、両トランジスターのソースが共通に接続され、ゲートに同電位を印可する事で、飽和動作時（Ｖds＞Ｖgs−Ｖth＞０）に、両トランジスターのドレイン電位が多少異なっていても、同じ電流を通すトランジスター対である。
【００３４】
曲げセンサー１は、更に第七薄膜トランジスターＴＮ７を備える。第七薄膜トランジスターＴＮ７は電流源トランジスターである。電流源トランジスターとは、飽和動作し、ドレイン電位が多少変動しても常に一定電流を供給するトランジスターである。第五薄膜トランジスターＴＮ５のソースと第六薄膜トランジスターＴＮ６のソースとは、第七薄膜トランジスターＴＮ７のドレインに接続し、第七薄膜トランジスターＴＮ７のソースは第二電源に接続する。第二電源は負電源Ｖssである。第七薄膜トランジスターＴＮ７のゲートには第一制御信号Ｃｎｔ１が供給される。第五薄膜トランジスターＴＮ５と第六薄膜トランジスターＴＮ６とが常に等しい電流を通し、第七薄膜トランジスターＴＮ７が一定電流を供給するので、第五薄膜トランジスターＴＮ５も第六薄膜トランジスターＴＮ６も常に同一電流（第七薄膜トランジスターＴＮ７を通る電流の半分）を通す。
【００３５】
ｊ列目に位置する第三薄膜トランジスターＴ３（ｊ）と第四薄膜トランジスターＴ４（ｊ）とは列選択トランジスターである。即ち、第三薄膜トランジスターＴ３（ｊ）は第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第五薄膜トランジスターＴＮ５との間に配置され、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第五薄膜トランジスターＴＮ５とを電気的に接続可能としている。Ｎ型第三薄膜トランジスターＴＮ３（ｊ）のソースは第五薄膜トランジスターＴＮ５のドレインに接続し、Ｐ型第三薄膜トランジスターＴＰ３（ｊ）のソースはＮ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースに接続する。その結果、ｊ列目の列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に選択信号が入ると、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第五薄膜トランジスターＴＮ５とは電気的に接続される。反対に列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に非選択信号が入ると、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第五薄膜トランジスターＴＮ５とは電気的に絶縁される。同様に、第四薄膜トランジスターＴ４（ｊ）は第二薄膜トランジスターＴＮ２と第六薄膜トランジスターＴＮ６との間に配置され、第二薄膜トランジスターＴＮ２と第六薄膜トランジスターＴＮ６とを電気的に接続可能としている。Ｎ型第四薄膜トランジスターＴＮ４（ｊ）のソースは第六薄膜トランジスターＴＮ６のドレインに接続し、Ｐ型第四薄膜トランジスターＴＰ４（ｊ）のソースはＮ型第二薄膜トランジスターＴＮ２のソースに接続する。その結果、列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に選択信号が入ると、第二薄膜トランジスターＴ２と第六薄膜トランジスターＴＮ６とは電気的に接続される。又、列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に非選択信号が入ると、第二薄膜トランジスターＴ２と第六薄膜トランジスターＴＮ６とは電気的に絶縁される。列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に供給される選択信号乃至は非選択信号は第二選択回路６１からの出力を、必要に応じてレベルシフトし、レベルシフターからの出力はバッファーで補強されている。即ち、第三薄膜トランジスターＴ３と第四薄膜トランジスターＴ４とは第二選択回路６１にて制御される。尚、第三薄膜トランジスターも第四薄膜トランジスターもＮ型トランジスターとＰ型トランジスターとが直列接続されているので、万が一、これらのトランジスターのフラットバンド電圧がずれても（それに応じてしきい値電圧がずれても）、正確な列選択が為される。静電気などでフラットバンド電圧がずれて一方のトランジスターがデプリーションモードとなっても、他方のトランジスターはエンハンスモードに有る。従って、ＰＮ両トランジスターが直列で接続されている限り、フラットバンド電圧（しきい値電圧）がどうずれようとも、オフ状態には必ず電流を遮断し、オン状態では必ず電流を通過させる。即ち、フラットバンド電圧やしきい値電圧が変動しても、正確に列選択が為される事になる。
【００３６】
出力回路４からの検出結果は、第六薄膜トランジスターＴＮ６のドレイン電位Ｖ6がＬＤＯＵＴとして出力され、第五薄膜トランジスターＴＮ５のドレイン電位Ｖ5がＸＬＤＯＵＴとして出力される。
【００３７】
「計測方法」
図４は、本実施形態に係わる曲げセンサーにて曲がり具合を計測する際に、回路を駆動させるタイミングチャートを説明する図である。以下、図４を参照して、曲げセンサーを用いた計測方法を説明する。
【００３８】
まず、計測に先立ち、計測時に於ける基準信号Ｖref及び反転基準信号ＸＶrefの電位値を定める。上述の如く、曲げセンサー１は、非可撓部に位置し基準トランジスターである第二薄膜トランジスターＴ２の電気特性と、可撓部に位置する複数の第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）の電気特性とがそれぞれ比較される事で、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）の位置する部位の曲がり具合を検出する。一方で、薄膜トランジスターはトランジスター毎に電気特性が僅かに異なるのが一般である。これを補正する為に、検出回路３に配置された各トランジスターの変動を相殺すべく、基準信号Ｖref及び反転基準信号ＸＶrefの値を定める。具体的には曲げセンサー１を平らな面に設置し、検出回路３が平面となる様にする。この状態で各第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）を選択し（行線対Ｒ（ｉ）及びＸＲ（ｉ）を其々選択信号電位Ｈ1N及びＨ1Pとし、列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）を其々選択信号電位Ｈ2N及びＨ2Pとする）、ＬＤＯＵＴ出力とＸＬＤＯＵＴ出力とが等しくなる様に（Ｖ5＝Ｖ6となる様に）Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）毎の基準信号Ｖrefの値と、Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）毎の反転基準信号ＸＶrefの値を定める。基準信号Ｖrefは行線Ｒ（ｉ）に供給される選択信号電位Ｈ1Nに近い値となり、反転基準信号ＸＶrefは行線ＸＲ（ｉ）に供給される選択信号電位Ｈ1Pの近い値となる。Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）を選択する際に基準信号Ｖrefが取るべき選択電位をＨrNijとし、Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）を選択する際に反転基準信号ＸＶrefが取るべき選択電位をＨrPijとすると、これらは、次式で表記される。
【００３９】
【数２】
検出回路３が平坦時に、総ての第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）に対してＶ5＝Ｖ6となる様にＨrNijとＨrPijとを定め（又はθNijとθPijとを定め）、まずこれらを外部コントローラーに設けられて居る不揮発メモリーに記憶する。その後に検出回路３を対象物の表面に合わせ、表面の曲がり具合を計測する。
【００４０】
計測時には、外部コントローラーが第一選択回路５１や第一処理回路５２、第二選択回路６１、第二処理回路６２などに適当な信号や電源を供給し、その結果、各行線対や列線対、出力回路４には、図４に示す、以下の様な信号が供給される。
【００４１】
まず、計測が始まると、第一制御信号Ｃｎｔ１は選択信号電位Ｈ3Nとされる。行線対Ｒ（１）及びＸＲ（１）からＲ（Ｍ）及びＸＲ（Ｍ）は一対ずつ交替に選択される。通常は１行目の行線対Ｒ（１）及びＸＲ（１）から最終行のＭ行目の行線対Ｒ（Ｍ）及びＸＲ（Ｍ）へと順番に選択して行く。行線Ｒ（ｉ）には、選択持に選択信号電位Ｈ1Nが供給され、非選択時には非選択信号電位Ｖssが供給される。行線ＸＲ（ｉ）には、選択持に選択信号電位Ｈ1Pが供給され、非選択時には非選択信号電位Ｖddが供給される。選択信号電位Ｈ1Nは負電源電位Ｖssよりも高く、選択信号電位Ｈ1Pは正電源電位Ｖddよりも低い。例えばＶss＝２．７Ｖで、Ｖdd＝８．１Ｖ、Ｈ1N＝８．１Ｖ、Ｈ1P＝２．７Ｖである。
【００４２】
一組の行線対が選択されている期間に、列線対（Ｃ（１）及びＸＣ（１）からＣ（Ｎ）及びＸＣ（Ｎ））が一対ずつ交替に選択される。通常は１列目の列線対Ｃ（１）及びＸＣ（１）から最終列のＮ列目の列線対Ｃ（Ｎ）及びＸＣ（Ｎ）へと順番に選択されて行く。列線Ｃ（ｊ）には、選択持に選択信号電位Ｈ2Nが供給され、非選択時には非選択信号電位Ｖssが供給される。列線ＸＣ（ｊ）には、選択持に選択信号電位Ｈ2Pが供給され、非選択時には非選択信号電位Ｖddが供給される。選択信号電位Ｈ2Nは負電源電位Ｖssよりも高く、選択信号電位Ｈ2Pは正電源電位Ｖddよりも低い。例えばＶss＝２．７Ｖで、Ｖdd＝８．１Ｖ、Ｈ2N＝１０．６Ｖ、Ｈ2P＝０Ｖである。
【００４３】
この様にして複数の第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）から特定の一つが選択される。その際には、その選択された第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）に適する選択電位ＨrNijとＨrPijとを不揮発メモリーより読み出して、基準信号Ｖref並びに反転基準信号ＸＶrefとする。選択電位ＨrNijとＨrPijとは第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が平坦ならば出力電圧がＶ5＝Ｖ6となる様に設定されているので、Ｖ5乃至はＶ6の値を読むと、選択された第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）部の曲がり具合が分かる。例えば、選択された部位が凸型に曲がっていると、ＬＤＯＵＴ（Ｖ6）の電位は低くなり、ＸＬＤＯＵＴ（Ｖ5）の電位は高くなるので、Ｖ5−Ｖ6の値は正になる。反対に、選択された部位が凹型に曲がっていると、ＬＤＯＵＴ（Ｖ6）の電位は高くなり、ＸＬＤＯＵＴ（Ｖ5）の電位は低くなるので、Ｖ5−Ｖ6の値は負になる。
【００４４】
尚、図４には、変形例１（図１５）で使用される反転第一制御信号ＸＣｎｔ１も記載してあるが、本実施形態ではこれを無視して構わない。又、変形例１では第一制御信号Ｃｎｔ１を無視して構わない。
【００４５】
「使用方法」
曲げセンサーを使用する際には、準備期間と計測期間とを設けても良い。準備期間とは計測期間に備えて低頻度で計測を繰り返している期間で有る。計測期間には、曲げセンサーは高頻度で計測を繰り返している。例えば、曲げセンサーを服に着け、特定の動作（例えば野球のスウィング）を解析するモーションキャプチャーとして使用する場合、解析対象の動作（スウィング）が始まる直前までは準備期間とし、解析対象の動作が行われている期間を計測期間とする。或いは、曲げセンサーを、画像記憶性を有する表示装置（例えば電気泳動ディスプレイやコレステリック型液晶ディスプレイなどを備えた電子書籍）に適応する場合、画像記憶期間を準備期間とし、画像書き換え期間の直前を計測期間とする。
【００４６】
準備期間にも計測期間にも、上述の「計測方法」の章に記載した方法で曲げセンサーは計測動作を行っているが、その計測頻度が異なる。準備期間では単位時間内に行われる計測回数が少なく、計測期間ではこれが多い。Ｍ行Ｎ列に配置された計測セル（ｉ行ｊ列の計測セルにはＴ１（ｉ，ｊ）が配置されている）の総てを選択して計測する期間をフレーム期間とし、一つのフレーム期間から次のフレーム期間までの時間をスタンバイ期間とすると、計測頻度はフレーム期間とスタンバイ期間との和の逆数（１／（フレーム期間＋スタンバイ期間））となる。即ち、計測期間に於ける計測頻度を、準備期間に於ける計測頻度よりも大きくする。一例としては、計測期間ではスタンバイ期間をゼロとし、フレーム周波数（フレーム期間の逆数）と計測頻度とを一致させる。一方で、準備期間に於けるスタンバイ期間は数ミリ秒以上の比較的長時間とし（例えば１秒）、準備期間に於ける計測頻度をスタンバイ期間の逆数にほぼ一致させる。
【００４７】
この様な準備期間と計測期間とを設ける事に依り、準備期間に於いては消費電力を低減でき、計測期間に於いては時間分解能を最大にする事ができる。尚、ここでは準備期間でも計測期間でもフレーム期間を同一とし、スタンバイ期間を変えたが、これに限らず、フレーム期間を準備期間と計測期間とで変えても構わない。即ち、計測期間に於けるクロック周波数の方を準備期間のクロック周波数よりも高くして、計測期間に於ける計測頻度を高くしても良い。
【００４８】
「トランジスターサイズ及び駆動条件」
図５は、本実施形態に係わる曲げセンサーの等価回路図である。又、図６は本実施形態に係わる曲げセンサーを駆動させる際の各種電位を定めるフローチャートである。次に図５乃至図６を参照して、高感度で高性能な計測を実現する為の条件を示す。以下、ここでは第一薄膜トランジスターＴ１から第七薄膜トランジスターＴ７をＮ型とし、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）をＴ１と略称する。又、ＨrNijやθNijもＨrやθと略す。尚、Ｔ３のドレイン電位をＶ3で表し、Ｔ４のドレイン電位をＶ4、Ｔ７のドレイン電位をＶ7、で表す。
【００４９】
Ｔ１とＴ２とは差動入力対であるので、飽和動作などの非線型動作が望ましい。Ｔ３とＴ４は列選択トランジスターで、出力電位範囲を広くする視点から、線型動作が望ましい。従って、Ｔ３とＴ４とに関しては、Ｖdsは出来る限り小さく、Ｖ3？Ｖ5やＶ4？Ｖ6となるのが望ましい。Ｔ５とＴ６とはカレントミラー対で飽和動作でなければならない。又、Ｔ７は電流源トランジスターなので、矢張り飽和動作でなければならない。
【００５０】
まず、トランジスターの電流式を表現するのに数式３の記号を用いる。
【００５１】
【数３】
ここでＷはトランジスターチャンネル形成領域の幅、Ｌはトランジスターチャンネル形成領域の長さ、Ｃoxは単位面積当たりのゲート絶縁膜容量、μは移動度である。すると、飽和特性の近似式は数式４で表される。
【００５２】
【数４】
又、線型特性の近似式は数式５で表される。
【００５３】
【数５】
本実施形態では薄膜トランジスターのしきい値電圧をＶthで表し、薄膜トランジスター間のＶth変動は僅かであると近似する。即ち、Ｔ１からＴ７のＶthは総て等しいと近似する。又、Ｖthは正であるとし、全体の電流（Ｔ７の電流）を２Ｉとする。まず、Ｔ１からＴ７のＺをＺ1からＺ7で表し、これらを数式６の関係とする。
【００５４】
【数６】
数式６が満たされていると、曲げによるＴ１の電流変化をゲート電位の変化と見なした際に、Ｔ１の見なしゲート電位とＶrefとの差は線型増幅されて出力される。以下、各トランジスターに求められる駆動条件を検討する。
【００５５】
（１）Ｔ１は飽和動作が望ましい。従って、数式７と数式８で表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００５６】
【数７】
【００５７】
【数８】
その結果、Ｔ１のドレイン電流は次式となる。
【００５８】
【数９】
【００５９】
（２）Ｔ２は飽和動作が望ましい。従って、数式１０と数式１１とで表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００６０】
【数１０】
【００６１】
【数１１】
その結果、Ｔ２のドレイン電流は次式となる。
【００６２】
【数１２】
【００６３】
（３）Ｔ３は線型動作が好ましい。従って、数式１３で表される線型条件が満たされるのが望ましい。
【００６４】
【数１３】
その結果、Ｔ３のドレイン電流は次式となる。
【００６５】
【数１４】
【００６６】
（４）Ｔ４は線型動作が好ましい。従って、数式１５で表される線型条件が満たされるのが望ましい。
【００６７】
【数１５】
その結果、Ｔ４のドレイン電流は次式となる。
【００６８】
【数１６】
【００６９】
（５）Ｔ５は飽和動作するのが望ましい。従って、数式１７で表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００７０】
【数１７】
その結果、Ｔ５のドレイン電流は次式となる。
【００７１】
【数１８】
【００７２】
（６）Ｔ６は飽和動作するのが望ましい。従って、数式１９と数式２０とで表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００７３】
【数１９】
【００７４】
【数２０】
その結果、Ｔ６のドレイン電流は次式となる。
【００７５】
【数２１】
【００７６】
（７）Ｔ７は飽和動作するのが望ましい従って、数式２２で表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００７７】
【数２２】
その結果、Ｔ７のドレイン電流は次式となる。
【００７８】
【数２３】
ここで、数式２２を満たす為に、数式２４とする。
【００７９】
【数２４】
δは例えば０．１Ｖ程度で、容易に飽和条件を満たすには１Ｖ程度未満が理想である。
【００８０】
次に数式１３と数式１５を満たす為に、数式２５とする。
【００８１】
【数２５】
これにより、少なくとも数式２６と数式２７とが満たされる様になる。
【００８２】
【数２６】
【００８３】
【数２７】
【００８４】
Ｔ７に関する数式２３と、Ｔ４に関する数式１６とから、次式が得られる。
【００８５】
【数２８】
この数式２８に数式２４と数式２５とを適応すると、次の様になる。
【００８６】
【数２９】
数式２９の右辺に関しては、数式３０を考慮する。
【００８７】
【数３０】
ここで数式３１とする。
【００８８】
【数３１】
こうすれば、数式３２が得られる。
【００８９】
【数３２】
即ち、Ｔ４はゲート電圧がＶth＋１Ｖ以上ならば、線型動作する。更に、Ｔ４での電位降下を確実に０．１Ｖ未満と小さくし、Ｔ４を線型動作させる為には、概ね次式が満たされれば良い。
【００９０】
【数３３】
数式３３は数式３４と変形される。
【００９１】
【数３４】
この場合、数式３５の関係が得られる。
【００９２】
【数３５】
即ち、明らかに線型条件（数式１５）は満たされる。
【００９３】
次に、総ての望ましい条件を満たす様に構成を定める。Ｔ７に関する数式２３とＴ６に関する数式２１に対して、数式３６とする。
【００９４】
【数３６】
こうすると、数式２１と数式２３とから数式３７が得られる。
【００９５】
【数３７】
【００９６】
次にＴ１に関する数式９とＴ５に関する数式１８とに対して、数式３８とする。
【００９７】
【数３８】
こうすると、数式３９が得られる。
【００９８】
【数３９】
Ｔ７とＴ４の議論（数式２８から数式３５までの議論）により、数式４０と数式４１で表される関係になっている。
【００９９】
【数４０】
【０１００】
【数４１】
数式３９に数式４１を代入し、数式３７と連立させると、数式４２と数式４３の解が得られる。
【０１０１】
【数４２】
【０１０２】
【数４３】
【０１０３】
Ｔ２に関する数式１２とＴ６に関する数式２１とからは、数式４４が得られる。
【０１０４】
【数４４】
数式４４に数式３７と数式４０とを代入すると、数式４５が得られる。
【０１０５】
【数４５】
【０１０６】
以下、高感度で高性能な測定を実現する為に、満たされる事が望ましい各条件を如何に満たすかを示す。
【０１０７】
好適条件としての数式７： 数式４１と数式４２とから数式７は、数式４６となる。
【０１０８】
【数４６】
【０１０９】
好適条件としての数式１０： 数式４０と数式４４とから数式１０は、数式４６となる。
【０１１０】
好適条件としての数式８： 数式８は、Ｖthが正なので、数式４７が成り立てば、確実に満たされる。
【０１１１】
【数４７】
【０１１２】
好適条件としての数式１１： 数式１１は、Ｖthが正なので、数式４８が成り立てば、確実に満たされる。
【０１１３】
【数４８】
【０１１４】
好適条件としての数式１３と数式１５： 数式１３と数式１５とは、数式２４と数式３４とで満たされる。
【０１１５】
好適条件としての数式１７： 数式１７は、数式４２と数式４３とから、数式４６となる。
【０１１６】
好適条件としての数式１９： 数式１９は、数式４２と数式４５とから、数式４９となる。
【０１１７】
【数４９】
ここで、数式５０とする。
【０１１８】
【数５０】
こうすると、好適条件としての数式１９は、数式５１と記載し直される。
【０１１９】
【数５１】
【０１２０】
好適条件としての数式２２： 数式２４から数式２２は、数式５２となる。
【０１２１】
【数５２】
これに数式４３を適応すると、数式２２は、数式５３となる。
【０１２２】
【数５３】
数式２４により、これは、数式５４を意味する。
【０１２３】
【数５４】
【０１２４】
今、数式５５の関係とする。
【０１２５】
【数５５】
すると、数式４３と数式４２とから、数式５６が得られる。
【０１２６】
【数５６】
即ち、Ｔ１とＴ５、Ｔ７にはほぼ均等なドレイン電圧が印可される。同様にＴ２、Ｔ６、Ｔ７にもほぼ均等なドレイン電圧が掛かる。尚、この際に数式２４と数式５５とにより、数式５７の関係となる。
【０１２７】
【数５７】
【０１２８】
結局、電位関係としては、数式５５と、数式２４，数式２５、数式５７、数式５０、数式５１とを満たす様にする。ここまでは分かり易くする為に総てのトランジスターをＮ型として考えてきたが、Ｐ型とＮ型とを共に考慮すると、これらの数式は表１及び表２の様に纏められる。尚、選択状態での電位をＨで表し、非選択状態での電位をＬで表す。又、ＨやＬに対して、Ｎ型トランジスターではＮの下付文字を付け、Ｐ型トランジスターではＰの下付文字を付ける。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
これらの電位関係は図６に示す方法で定められる。まず、Ｎ型薄膜トランジスターのしきい値電圧ＶthNとＰ型薄膜トランジスターのしきい値電圧ＶthPとを測定で求め、δNとγNとを定める。δNは数式２４に則し、０．１Ｖ程度から０．３Ｖ程度とする。又、γNは、数式２５に依り、最高位電位Ｈ2Nがあまりの大きくならない範囲で、比較的大きくする。例えば０．５Ｖ程度から５Ｖ程度とする。Ｎ型薄膜トランジスターのしきい値電圧ＶthNは正であり、Ｐ型薄膜トランジスターのしきい値電圧ＶthPは負である。次に、−δNと−γNとを其々δPとγPとする。γPが定まると、これを用いて、Ｖssを−ＶthP−γPと定める。これに依り使用する総ての電圧をゼロ以上にでき、負電圧を準備する必要が無くなる。次にＰ型トランジスターのしきい値電圧ＶthPの絶対値とＮ型トランジスターのしきい値電圧ＶthNの絶対値とを比較して、Ｐ型トランジスターのしきい値電圧ＶthPの絶対値の方が大きければ、ＶddをＶss−３（ＶthP＋δP）以上に定める。反対にＮ型トランジスターのしきい値電圧ＶthNの絶対値の方が大きければ、ＶddをＶss＋３（ＶthN＋δN）以上に定める。これでＶddが定まるので、Ｈ1NをＶddとし、Ｈ1PをＶssとする。以下、Ｈ2NはＶdd＋ＶthN＋γNとし、Ｈ2PはＶss＋ＶthP＋γPとし、Ｈ3NはＶss＋ＶthN＋δNとし、Ｈ3PはＶdd＋ＶthP＋δPとする。電位関係の一例を表３に掲げる。表３で網掛けの四種類の電圧は測定で得られたり、最初に設定されるもので、その他が表１乃至表２の手法で得られる電圧値である。
【０１３２】
【表３】
【０１３３】
トランジスターサイズに関しては、数式６と数式３４、数式３６、数式３８から数式５８とする。
【０１３４】
【数５８】
これらを図３の回路に適する様に変換するには、電子とホールとの移動度の差、及び第ｋ薄膜トランジスターＴｋ（ｋ＝１、２、３、４）がＮ型薄膜トランジスターＴＮｋとＰ型薄膜トランジスターＴＰｋとの直列結合である事を考慮する。まず移動度の差に関しては、ＴＮｋのＺとβと移動度とを其々ＺNkとβNとμNとで表し、ＴＰｋのＺとβと移動度とを其々ＺPkとβPとμPとで表し、これらの間にＺNkβN＝ＺPkβPとの関係式を成り立たせる。通常、Ｎ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターとでゲート絶縁膜の材質も厚みも同じなので、ＺNkμN＝ＺPkμPとの関係であっても良い。斯うする事でＰＮ両トランジスターにほぼ等しいドレイン電圧が掛かり、両トランジスターが均等に動作することになる。ＴｋがＴＮｋとＴＰｋとの直列結合である事に関しては、ＺNk＝２Ｚkとする。斯うする事で、ＴＮｋとＴＰｋとの直列結合をＮ型のＴｋで近似する事ができ、上述の議論が成り立つ。これらを纏めると、表４となる。
【０１３５】
【表４】
この様な電気関係とトランジスターサイズとを採用する事で、高感度で正確な計測が実現する。
【０１３６】
「平面レイアウト」
図７は、本実施形態に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図である。以下、図７を参照して、検出回路の平面レイアウトを説明する。
【０１３７】
検出回路３ではＴ１（ｉ，ｊ）が行列状に並んでいる。ｉ行ｊ列に位置するＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースｓはｊ列目の第一列線ＣＬ（ｊ）に接続し、ゲートＧはｉ行目の行線Ｒ（ｉ）に接続している。ＴＰ１（ｉ，ｊ）のソースｓはｊ列目の第二列線ＣＲ（ｊ）に接続し、ゲートＧはｉ行目の行線ＸＲ（ｉ）に接続している。更に、両トランジスターのドレイン同士が接続されている。ＴＰ１（ｉ，ｊ）のトランジスター幅は、ＺN1μN＝ＺP1μPとの関係を満たす様に、ＴＮ１（ｉ，ｊ）のトランジスター幅よりも広くなっている。ｊ列目の第一列線ＣＬ（ｊ）と第二列線ＣＲ（ｊ）とは第一の方向に平行に配線され、検出回路３の外側でそれぞれＴＰ３（ｊ）のソースとＶdd（図３参照）とに接続する。ｉ行目の行線Ｒ（ｉ）とＸＲ（ｉ）とは第二の方向に平行に配線され、検出回路３の外側で第一処理回路５２（図１参照）に接続する。
【０１３８】
ＴＮ１（ｉ，ｊ）のチャンネル形成領域とＴＰ１（ｉ，ｊ）のチャンネル形成領域とは互いに直交している。ＴＮ１（ｉ，ｊ）のチャンネル形成領域は、第一列線ＣＬ（ｊ）と第二列線ＣＲ（ｊ）とに平行に配置され、ＴＰ１（ｉ，ｊ）のチャンネル形成領域は、行線Ｒ（ｉ）と行線ＸＲ（ｉ）とに平行に配置される。即ち、ＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースドレイン方向は、第一列線ＣＬ（ｊ）と第二列線ＣＲ（ｊ）とに平行であり、ＴＰ１（ｉ，ｊ）のソースドレイン方向は、行線Ｒ（ｉ）と行線ＸＲ（ｉ）とに平行である。第二の方向（ｙ軸方向）に隣接する第一薄膜トランジスター間には、第一の方向（ｘ軸方向）に沿う線状の切れ目３１が基板２に入っている。換言すれば、切れ目３１とＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースドレイン方向とは平行であり、切れ目３１とＴＰ１（ｉ，ｊ）のソースドレイン方向とは垂直である。この曲げセンサー１は第一の方向に関して曲がり具合を検出する。薄膜トランジスターの電気特性は、図２に示す様に、ソースドレイン方向に平行に湾曲された場合にも、ソースドレイン方向に垂直に湾曲された場合にも、影響を被る。図７では、第一の方向に沿って線状の切れ目３１が設けられて居るので、第一薄膜トランジスターは第二の方向からの曲げ応力を受けず、第一の方向からの曲げ応力を主として受ける。この為に第二の方向からの曲げ応力干渉がなくなり、高精度な測定を可能としている。
【０１３９】
尚、図７で、切れ目３１は緩やかな曲線を描いているが、隣接する第一薄膜トランジスター間を、力学的に分離すればその形状は問われず、直線でも構わない。或いは切れ目３１は、複数の穴を第一の方向に沿って開口してあっても良い。
【０１４０】
「固定板の断面形状」
図８は、本実施形態に係わる曲げセンサーの断面の一部を説明する図である。又、図９は可撓領域に於ける固定板の厚みと距離との関係を説明する図である。更に、図１０は可撓領域に於ける固定板のたわみと距離との関係を説明する図である。ここでは可撓領域に於ける固定板の断面形状を、図８と図９と図１０とを用いて、説明する。
【０１４１】
図８は、図１のＡ−Ａ’の断面図である。曲げセンサー１は非可撓領域２１にて、基板２の背面を固定板７で固定されている。固定板７はＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルとブタジエン、及びスチレンの共重合合成樹脂）などの外観性が良く、靱性に優れた強固なプラスチックから構成され、殆ど曲がらない。一方、基板２は厚さ１００マイクロメーターのポリエステルフィルムで、柔軟性に富んでいる。基板２の表面には薄膜トランジスターで回路や配線が形成されているが、これらが可撓領域２２と非可撓領域２１との境界で破壊される恐れが僅かにある。これを完全に（ほぼ１００％）回避する為に、固定板７は可撓領域２２にもはみ出して形成され、その厚みを可撓領域２２では徐々に減じている。こうする事で、回路や配線の信頼性が著しく増す事になる。以下では固定板７の形状をどうすれば、信頼性の高い曲げセンサー１を実現できるかを論ずる。
【０１４２】
図８に示す様に、可撓領域２２に於ける固定板７は、その断面幅が下側から上側に向かうに従って広がっており、固定板７の上面にてその幅を最大にしている。即ち、ｘ軸方向に対しては、可撓領域２２に於ける固定板７の厚みは、原点Ｏ（可撓領域２２と非可撓領域２１との境界で、固定板７が厚みを減じ始める位置）から離れるに従って、薄くなっている。以下では、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さｔ（ｘ）を原点Ｏからの距離ｘの関数で表した際に、どう云った関数としたら好ましいかを示す。即ち、好適例として、厚さが距離の一次式で表現される形態と、平方根で表現される形態、立方根で表現される形態、が示される。可撓領域２２に於ける固定板７の幅ＷHが同じ場合、最も強い荷重に耐えられ、最も柔軟性に富むのは一次式の形態である事や、応力を可撓領域２２に於ける固定板７全体で均一に受け止めるのが平方根の形態である事、曲率半径が可撓領域２２に於ける固定板７全体で同一になるのが立方根の形態である事、等が示される。
【０１４３】
（好適例１）厚さが距離の一次式で表現される形態
第一の具体例では、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さｔ（ｘ）が距離ｘに対して線型関係にあり、数式５９にて記述される。
【０１４４】
【数５９】
ここでＷHは可撓領域２２に於ける固定板７の幅であり、αは傾斜パラメーター、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さは原点Ｏ（ｘ＝０）にてｔ0であり、先端（エッジ、ｘ＝ＷH）にてｔE＝αｔ0である。図９には実線Ｌにて数式５９にて表される距離（ｘ／ＷH）と厚み（ｔ（ｘ）／ｔ0）との関係を、α＝０．２として描いてある。可撓領域２２に於いて、固定板７の厚みが距離の一次関数で表され、原点から離れるに従って線型に薄くなっているのが分かる。
【０１４５】
可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に（ｚ軸に平行に）加えられた際に、荷重が先端部に集中しているとの近似で、モーメントの釣り合いから導かれる基本方程式は、数式６０である。
【０１４６】
【数６０】
尚、ここでＲは可撓領域２２に於ける固定板７がたわんだ際の曲率半径、ｚは可撓領域２２に於ける固定板７のｚ方向へのたわみ量、Ｅは固定板７のヤング率、ＬHは固定板７の長さである。数式６０に対する境界条件は、数式６１である。
【０１４７】
【数６１】
数式６０を数式６１の元に解くと、数式６２の解が得られる。
【０１４８】
【数６２】
これが可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に加えられた際の、距離（ｘ）とたわみ（ｚ（ｘ））との関係である。図１０にこの関係を、α＝０．２として、縦軸を規格化されたたわみ量（ｚ（ｘ）／（ＦＷH3／（ＥＬHｔ03）））で、横軸を規格化された距離（ｘ／ＷH）として、実線Ｌにて描いてある。荷重Ｆに対し、可撓領域２２に於ける固定板７が優れた柔軟性を有している事が判る。可撓領域２２に於ける固定板７の端部に於けるたわみｚEは、数式６２でｘ＝ＷHと置いて、数式６３となる。
【０１４９】
【数６３】
又、可撓領域２２に於ける固定板７の上での曲げ応力σは、固定板７の歪みをεとして、数式６４で表される。
【０１５０】
【数６４】
この式から曲げ応力が最大となるのは、ｘ＝（１−２α）／（１−α）・ＷHで、０≦α＜０．５の時に、数式６５となる。
【０１５１】
【数６５】
可撓領域２２に於ける固定板７をなす材料の曲げ強さ（国際標準化機構のＩＳＯ１７８が定め、三点曲げ試験から得られる曲げ強さ）をσbとすると、σMaxがσbよりも小さくなる条件（数式６６）を満たしている限り、可撓領域２２に於ける固定板７は破断しない。
【０１５２】
【数６６】
従って、可撓領域２２に於ける固定板７は、使用時に想定される荷重の線密度（Ｆ／ＬH）と可撓領域２２に於ける固定板７の曲げ強さσbとを元に、数式６６を満たす様に幅ＷHや原点Ｏに於ける厚みｔ0、傾斜パラメーターαを定める。或いは、使用時に想定される最もきつい曲率半径をＲ（Ｍ）inとし、それが曲げ応力の最大になる場所での曲率半径に一致しても可撓領域２２に於ける固定板７が破断しない条件とする。曲げ応力が最大になる場所での可撓領域２２に於ける固定板７の厚みをｔMとして、σMaxがσbよりも小さくなる条件は、数式６７である。
【０１５３】
【数６７】
従って、数式６７を満たす様に厚みｔ0と傾斜パラメーターαとを定める。即ち、可撓領域２２に於ける固定板７の先端での厚みｔE＝αｔ0を、数式６７を満たす様にすると、使用時に可撓領域２２に於ける固定板７が破断することはない。本実施形態では、可撓領域２２に於ける固定板７はＡＢＳ樹脂からなり、そのヤング率はＥ＝２０００ＭＰで、曲げ強さはσb＝５０ＭＰａである。使用時に想定される最もきつい曲率半径は１０ｍｍであるので、先端での厚みは、数式６７に従って、０．２５ｍｍ未満でなければならない。実際には、ｔ0＝１ｍｍでα＝０．２、先端部の厚みは０．２ｍｍ、ＷH＝５ｍｍであったので、数式９を満たしているにのみならず、曲率半径を８ｍｍに小さくされるまで可撓領域２２に於ける固定板７は破断しない様にされている。尚、可撓領域２２を強く屈曲させて、その結果として可撓領域２２に於ける固定板７がたわみ、可撓領域２２に於ける固定板７での最小曲率半径が８ｍｍ未満になった際に破断が生ずる恐れのある位置はおおよそ、ｘ＝０．８８９ＷHである。
【０１５４】
尚、０．５≦α＜１の場合には、曲げ応力が最大に成るのはｘ＝０で、その値σMaxと曲率半径Ｒ0とは、それぞれ数式６８で表される。
【０１５５】
【数６８】
使用時に想定される最も厳しい荷重線密度（Ｆ／ＬH）や最もきつい曲率半径をＲ（Ｍ）inに対して、数式６９を満たす様にＷHやｔ0を定める。
【０１５６】
【数６９】
例えば先と同じＡＢＳ樹脂で可撓領域２２に於ける固定板７を作成し、同じ最小曲率半径を想定すると、数式１１に則り、ｔ0＜０．５ｍｍとする。
【０１５７】
（好適例２）厚さが距離の平方根で表現される形態
第二の具体例では、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さｔ（ｘ）が距離ｘに対して平方根の関係にあり、数式７０と記述される。
【０１５８】
【数７０】
図９には点線ＳＲにて数式１２にて表される距離（ｘ／ＷH）と厚み（ｔ（ｘ）／ｔ0）との関係を描いてある。固定板７の厚みが距離の平方根に比例して薄くなり、取り分け、先端（ｘ＝ＷH）付近で急にではあるが、なめらかに薄くなっているのが分かる。
【０１５９】
可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に（ｚ軸に平行に）加えられた際に、荷重が先端部に集中しているとの近似で、モーメントの釣り合いから導かれる基本方程式は、数式７１である。
【０１６０】
【数７１】
境界条件は具体例１と同じで、数式６１にて与えられる。数式７１を数式６１の元に解くと、数式７２の解が得られる。
【０１６１】
【数７２】
これが可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に加えられた際の、距離（ｘ）とたわみ（ｚ（ｘ））との関係で、図１０にこの関係を点線ＳＲにて描いてある。荷重Ｆに対し、可撓領域２２に於ける固定板７が柔軟性を有している事が判る。可撓領域２２に於ける固定板７の端部に於けるたわみｚEは、数式７３で表される。
【０１６２】
【数７３】
又、可撓領域２２に於ける固定板７の上での曲げ応力σは数式７４となる。
【０１６３】
【数７４】
曲げ応力は可撓領域２２に於ける固定板７の幅方向で均一となる。即ち、幅方向の特定の位置で破断し易い様な事はなくなる。曲げセンサー１の使用時に可撓領域２２を屈曲させると、可撓領域２２の屈曲に伴う応力が発生し、その応力の一部を可撓領域２２に於ける固定板７が曲げ応力として受け持つことになるが、それが可撓領域２２に於ける固定板７上で均一になる。換言すれば、可撓領域２２に於ける固定板７の特定箇所に応力が集中する事がなくなるので、その意味から曲げセンサー１の機械的耐久性が向上することになる。可撓領域２２に於ける固定板７が曲げ応力で破断されない条件は、数式７５である。
【０１６４】
【数７５】
使用時に想定される最も厳しい荷重線密度（Ｆ／ＬH）に対して、数式７５を満たす様にｔ0やＷHを定める。厚みが距離に対して平方根の関係にある場合、最も曲がりにくい点はｘ＝０であるから、ｘ＝０に於ける曲率半径Ｒ0を用いて、Ｒ0＝Ｒ（Ｍ）inとされた時に、ｘ＝０に於ける曲げ応力σ0が曲げ強さσbよりも小さく、数式７６を満たせば、曲げセンサー１が屈曲されても可撓領域２２に於ける固定板７は破断しない。
【０１６５】
【数７６】
即ち、使用時に想定される最もきつい曲率半径Ｒ（Ｍ）inに対して、数式７６を満たす様にｔ0を定める。例えば先と同じＡＢＳ樹脂で可撓領域２２に於ける固定板７を作成し、同じ最小曲率半径を想定すると、数式７６に則り、ｔ0＜０．５ｍｍとすれば、使用時に可撓領域２２に於ける固定板７が破断する恐れはない。この場合、非可撓領域２１に於ける固定板７は１ｍｍ以上の厚みを持たせ、原点Ｏで階段状に厚みを減じてｔ0とし、非可撓領域２１では固定板７の厚みをｔ0から距離の平方根に比例して薄くして行く。
【０１６６】
尚、プラスチックにて可撓領域２２に於ける固定板７を作製する際に、厚みを正確に数式７０にて表される平方根の関係に加工するのは大変である。この場合は好適例１で示した線型関係で近似させる事ができる。即ち、数式７７とする。
【０１６７】
【数７７】
一例として、α＝０．３９５とした際のたわみを図１０の実線Ｌ２にて描く。実線Ｌ２と点線ＳＲとが良く一致している事が判る。この線型近似で、曲げ応力は可撓領域２２に於ける固定板７の幅方向でほぼ均一となり、厚みが線型関係の時の効果に加え、平方根の時と同様な効果が期待でき、更に製造加工も容易になる。
【０１６８】
（好適例３）厚さが距離の立方根で表現される形態
第三の具体例では、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さｔ（ｘ）が距離ｘに対して立方根の関係にあり、数式７８と記述される。
【０１６９】
【数７８】
図９には一点鎖線ＣＲにて数式７８にて表される距離（ｘ／ＷH）と厚み（ｔ（ｘ）／ｔ0）との関係を描いてある。固定板７の厚みが距離の立方根に比例して薄くなり、取り分け、先端（ｘ＝ＷH）付近で急にではあるが、なめらかに薄くなっているのが分かる。
【０１７０】
可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に（ｚ軸に平行に）加えられた際に、荷重が先端部に集中しているとの近似で、モーメントの釣り合いから導かれる基本方程式は、数式７９である。
【０１７１】
【数７９】
この場合、曲率半径は距離ｘに依存せず、一定となる。即ち可撓領域２２に於ける固定板７の何処も同じ曲率半径を有しながら均一に変形する。可撓領域２２の固定板７を屈曲させた際に、固定板７は可撓領域２２内で同一の曲率半径で綺麗に曲がる事になる。即ち、可撓領域２２の曲げに対する耐久性を向上させる事ができる。境界条件は具体例１と同じで、数式６１にて与えられる。数式７９を数式６１の元に解くと、数式８０の解が得られる。
【０１７２】
【数８０】
これが可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に加えられた際の、距離（ｘ）とたわみ（ｚ（ｘ））との関係で、図１０にこの関係を一点鎖線ＣＲにて描いてある。荷重Ｆに対し、可撓領域２２に於ける固定板７が柔軟性を有している事が判る。可撓領域２２に於ける固定板７の端部に於けるたわみｚEは、数式８１である。
【０１７３】
【数８１】
又、可撓領域２２に於ける固定板７の上での曲げ応力σは数式８２となる。
【０１７４】
【数８２】
即ち、ｘ＝０にて歪みも曲げ応力も最大となる。可撓領域２２に於ける固定板７が曲げ応力で破断されない条件は、数式８３である。
【０１７５】
【数８３】
使用時に想定される最も厳しい荷重線密度（Ｆ／ＬH）に対して、数式８３を満たす様にｔ0やＷHを定める。厚みが距離に対して立方根の関係にある場合、屈曲時に最も破断しやすい点はｘ＝０であるから、Ｒ0＝Ｒ（Ｍ）inとされた時に、ｘ＝０に於ける曲げ応力σ0が曲げ強さσbよりも小さく、数式８４を満たせば、曲げセンサー１が屈曲されても可撓領域２２に於ける固定板７は破断しない。
【０１７６】
【数８４】
即ち、使用時に想定される最もきつい曲率半径Ｒ（Ｍ）inに対して、数式８４を満たす様にｔ0を定める。例えば先と同じＡＢＳ樹脂で可撓領域２２に於ける固定板７を作成し、同じ最小曲率半径を想定すると、数式８４に則り、ｔ0＜０．５ｍｍとすれば、使用時に可撓領域２２に於ける固定板７が破断する恐れはない。この場合、非可撓領域２１に於ける固定板７は１ｍｍ以上の厚みを持たせ、原点Ｏで階段状に厚みを減じてｔ0とし、非可撓領域２１では固定板７の厚みを距離の立方根に比例して薄くして行く。
【０１７７】
尚、プラスチックにて可撓領域２２に於ける固定板７を作製する際に、厚みを正確に数式７８にて表される立方根の関係に加工するのは大変である。この場合は好適例１で示した線型関係で近似させる事ができる。即ち、数式８５とする。
【０１７８】
【数８５】
一例として、α＝０．５８とした際のたわみを図１０の実線Ｌ３にて描く。実線Ｌ３と一点鎖線ＣＲとが良く一致している事が判る。この線型近似で、可撓領域２２に於ける固定板７の曲率半径はほぼ均一となり、厚みが線型関係の時の効果に加え、立方根の時と同様な効果が期待でき、更に製造加工も容易になる。
【０１７９】
図１１は、本実施形態の効果を説明する断面図であり、（ａ）は比較例の曲げセンサーに下向きの荷重を加えた状態で、（ｂ）は本実施形態の曲げセンサーに下向きの荷重を加えた状態を表す。
【０１８０】
図１１（ａ）に示す比較例の曲げセンサー１では、非可撓領域２１だけに固定板７が設けられている。この比較例に対し、図１１（ｂ）に示す本実施形態の曲げセンサー１には、可撓領域２２に原点からの距離に対して次第に薄くなる固定板７が設けられている。比較例の曲げセンサー１では、図１１（ａ）に示す様に、可撓領域２２が凸型に屈曲された際に、固定板７の角が可撓領域２２にくい込み、局所的に極めて強いくい込み圧力Ｐを基板２に及ぼす。図１１では、くい込み圧力Ｐの強さを矢印の長短で表現し、くい込み圧力Ｐの及ぶ範囲を矢印の幅の広さで表現してある（従って数学的には矢印の長さと幅との積がくい込み力になり、図１１（ａ）と図１１（ｂ）とでこの積の値は一致する）。これに対して、本実施形態の曲げセンサー１では、図１１（ｂ）に示す様に、可撓領域２２が凸型に屈曲されても、可撓領域２２に於ける固定板７が面で幅広く、弱いくい込み圧力Ｐを基板２に及ぼす。この為に、比較例の曲げセンサー１に於いては、くい込み圧力Ｐによって、基板２上の回路や配線が影響を受けたり、特性が変化したりする恐れが僅かに残るが、本実施形態の曲げセンサー１に於いては、くい込み圧力Ｐによって、こうした事態が発生する可能性は殆どゼロになる。更に、可撓領域２２の幅方向においては、固定板７は原点Ｏから離れるに従い厚みを減じているので、固定板７の先端（エッジ）では殆どくい込み圧力Ｐは発生せず、端部への応力集中に伴う回路や配線の悪影響を完全に（ほぼ１００％）防止する事ができる。強いくい込み圧力は、回路や配線を破壊する恐れ（回路や配線にクラックが入って配線が断線する恐れ）があるので、これを弱くする事は曲げセンサー１の製造時における破損を抑制して生産性を高めると共に、使用時における機械的信頼性を高める事になる。
【０１８１】
「曲げセンサーの製造方法」
曲げセンサー１では、柔軟性を有するプラスチックフィルムの基板２に薄膜回路を形成してあるが、ここでは曲げセンサー１の製造方法を述べる。具体的には、最初にガラス基板に形成された薄膜回路を剥離して、プラスチックフィルムに転写する方法で曲げセンサー１を製造する。
【０１８２】
第一工程として、製造元基板となるガラス基板上に剥離層を設ける。剥離層は厚みが５０ｎｍ程の水素化非晶質シリコン膜である。この剥離層上に下地絶縁膜となる酸化硅素膜を成膜した後に、薄膜トランジスターなどからなる薄膜回路を製造する。薄膜回路は、公知の低温工程多結晶シリコン薄膜トランジスターの製造方法を適応する。具体的には、下地絶縁膜上にレーザー結晶化された多結晶シリコン半導体層を設け、その後に、酸化硅素膜を用いたゲート絶縁層と、アルミニウム又はアルミニウムに添加物を加えた金属を用いたゲート電極とを作成する。更に、酸化硅素膜を用いた第一層間絶縁層、アルミニウム又はアルミニウムに添加物を加えた金属を用いたソースコンタクト及びドレインコンタクト、ポリイミド系の樹脂を用いた第二層間絶縁層（保護膜）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いた電極端子（実装端子）を作成する。
【０１８３】
次に第二工程として、仮接着剤を薄膜回路表面に塗布し、製造元基板を仮転写基板に貼り付ける。仮接着剤としては、アクリル系の樹脂に水溶性を与えるべくポリビニルピロリドン樹脂を混合したものを用いる。仮転写基板は平滑なガラス基板である。
【０１８４】
次に第三工程として、製造元基板を取り外し、薄膜回路を仮転写基板に移す。製造元基板を取り外す方法としては、製造元基板裏面からレーザー光を照射して剥離層の内部又は界面に於ける密着力を弱め、次いで製造元基板と仮転写基板とを引き剥がす。こうする事で薄膜回路は仮転写基板に移される。
【０１８５】
次に第四工程して、薄膜回路裏面に残る剥離層を除去し、例えばイオナイザーを用いて薄膜回路裏面に存在する電荷を除去する。此により剥離帯電や乾燥時の空気との摩擦帯電を或る程度除去できる。
【０１８６】
次に第五工程として、例えばアクリル系の樹脂からなる永久接着剤を用いてプラスチックフィルムの第一面側に薄膜回路裏面を貼り付ける。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ：Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）などのポリエステルフィルムを用いることができる。
【０１８７】
プラスチックフィルムを貼り付けた後、第六工程として、プラスチックフィルム第二面側（第一面側と反対の面）の非可撓領域２１となるべき場所に永久接着剤を用いて固定板７を接着する。この永久接着剤は第五工程で用いた永久接着剤と同じであっても構わないし、異なっていても構わないが、仮接着剤を溶解する溶媒には溶けない材質である。固定板７の接着に前後して、レーザー加工などを利用して、切れ目３１をいれる。こうした作業は仮転写基板が付いた状態で行われるので、基板２が柔軟性を有していても取り扱いが容易で、曲げセンサー１の製造も困難なく行われる。
【０１８８】
次に第七工程として、仮接着剤を溶解する溶媒（この場合には水）を用いて仮転写基板を外す。その後、仮接着剤を洗浄して除去する。
【０１８９】
次に第八工程として、実装作業を行う。まず、非可撓領域２１に設けられた実装端子にテープ配線を実装する。この際には異方性導電ペーストや異方性導電フィルム（これらを併せて異方性導電接着剤と呼ぶ）を実装端子とテープ配線との間に配置して両者を接着する。テープ配線は曲げセンサー１外に設けられた外部コントローラーに接続される。こうして、曲げセンサー１が完成する。
【０１９０】
尚、基板２は上述のプラスチックフィルムの他に、厚みが５０マイクロメーターから５００マイクロメーター程度の薄い金属箔や、厚みが１０マイクロメーターから２００マイクロメーター程度の薄いガラスであっても良い。又、製造方法も厚いガラスに薄膜回路を形成した後にガラスを薄く削る方法や、プラスチックフィルムや金属箔に直接薄膜回路を形成する方法であっても良い。直接形成する場合には非晶質シリコン薄膜トランジスターや、亜鉛又は錫を含む酸化物を半導体層に利用した酸化物薄膜トランジスター等を利用することが出来る。
【０１９１】
上述した通り、本実施形態に係わる曲げセンサー１によれば、以下の効果を得る事ができる。
曲げセンサー１が、可撓領域２２に形成された第一薄膜トランジスターや、非可撓領域２１に形成された第二薄膜トランジスター等の薄膜トランジスターから構成されるので、空間分解能が極めて高くする事ができる。又、ＴＮ１とＴＰ１とが直交するので、計測感度が高くなる。
【０１９２】
又、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとを備え、これらがカレントミラー対をなして、第一薄膜トランジスターや第二薄膜トランジスターと接続可能であるので、曲がり具合（曲率）を正確に計測できる。
【０１９３】
又、第一電源と第二電源と第七薄膜トランジスターとを備え、第七薄膜トランジスターが定電流源と成り得るので、曲がりに関する信号増幅が線型となり、曲げストレスに比例した電位を正確に計測できる。
【０１９４】
又、曲げを検出する第一薄膜トランジスターを第一の方向に複数個配置して、個別に選択するので、第一の方向に関する曲がりの空間分布を計測できる。従って、曲がり具合が第一の方向に沿って複数ヶ所であっても、正確に曲がり具合を計測できる。
【０１９５】
又、曲げを検出する第一薄膜トランジスターを第二の方向に複数個配置して、個別に選択するので、第二の方向に関する曲がりの空間分布を計測できる。従って、曲がり具合が第二の方向に沿って複数ヶ所であっても、正確に曲がり具合を計測できる。
【０１９６】
又、第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターとが第二の方向での選択回路の一部として機能するので、第二の方向に於ける曲がり具合の情報が干渉する事を防げる。又、第三薄膜トランジスターも第四薄膜トランジスターもＮ型トランジスターとＰ型トランジスターとが直列接続されているので、万が一、これらのトランジスターのフラットバンド電圧はしきい値電圧がずれても、正確な計測ができる。
【０１９７】
又、可撓領域２２に位置する第一薄膜トランジスターの電気特性と非可撓領域２１に位置する第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、曲がり具合を計測するので、曲がり具合を正確に計測できる。
又、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターと第七薄膜トランジスターとがＮ型であり、第二電源が負電源であるので、Ｐ型の薄膜トランジスターを用いずにＮ型の薄膜トランジスターで曲げセンサー１を実現できる。
【０１９８】
（実施形態２）
「イコライズ回路が配置されている形態」
図１２は、実施形態２に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。又、図１３は、実施形態２に係わる曲げセンサーにて曲がり具合を計測する際に、回路を駆動させるタイミングチャートを説明する図である。以下、本実施形態に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【０１９９】
本実施形態（図１２）は実施形態１（図３）と比べて、第五薄膜トランジスターＴＮ５のドレインと第六薄膜トランジスターＴＮ６のドレインとの間にイコライズ回路を備える点が異なっている。それに伴って、タイミングチャート（図１３）でも実施形態１のタイミングチャート（図４）と比べて、各計測セルの選択期間内にプリチャージ期間が設けられる様になる。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２００】
図１２に示す様に、本実施形態ではイコライズ回路として第八薄膜トランジスターＴ８が出力回路４に設けられて居る。第八薄膜トランジスターＴ８はＮ型第八薄膜トランジスターＴＮ８とＰ型第八薄膜トランジスターＴＰ８とが直列接続しており、ＴＮ８乃至はＴＰ８のソースドレインの一方はＴＮ５のドレインに接続してＸＬＤＯＵＴとなり、他方はＴＮ６のドレインに接続してＬＤＯＵＴとなる。ＴＮ８のゲートには第二制御信号Ｃｎｔ２が供給され、ＴＰ８のゲートには反転第二制御信号ＸＣｎｔ２が供給される。尚、プリチャージ期間（選択期間の前半）を短くするには、ＴＮ８及びＴＰ８のオン電流は大きい事が望まれ、それ故、ＴＮ８やＴＰ８のトランジスターサイズはＴＮ３やＴＰ３、及びＴＮ４やＴＰ４のトランジスターサイズと同じにする事（ＺN3＝ＺN4＝ＺN8及びＺP3＝ＺP4＝ＺP8）が好ましい。
【０２０１】
次に図１３を参照して、曲げセンサー１の回路駆動方法を説明する。行列状に配置された複数の第一薄膜トランジスターから特定の一つが選択されると（即ち特定の一つの計測セルが選択されると）、その選択期間の前半はＸＬＤＯＵＴの電位Ｖ5とＬＤＯＵＴの電位Ｖ6とをＶddへとプリチャージし、選択期間の後半で曲がり具合を計測する。第一制御信号Ｃｎｔ１は、選択期間の前半に非選択電位Ｌ（Ｖss）となり、選択期間の後半に選択電位Ｈ3Nとなる。Ｈ3Nの電位値は実施形態１で論じた通りである。第二制御信号Ｃｎｔ２は、第一制御信号Ｃｎｔ１に対して相補的で、電位振幅が異なる信号となる。即ち、第二制御信号Ｃｎｔ２は、選択期間の前半に選択電位Ｈ4Nとなり、選択期間の後半に非選択電位Ｌ（Ｖss）となる。反転第二制御信号ＸＣｎｔ２は、第二制御信号Ｃｎｔ２に対して相補的な信号となる。即ち、反転第二制御信号ＸＣｎｔ２は、第一制御信号Ｃｎｔ１と同位相で、電位振幅が異なる信号となる。反転第二制御信号ＸＣｎｔ２は、選択期間の前半に選択電位Ｈ4Pとなり、選択期間の後半に非選択電位Ｌ（Ｖdd）となる。高速測定を実現する為に、非選択電位に対する選択電位の電位差（Ｈ4N−Ｖss及びＨ4P−Ｖdd）は大きい方が好ましく、Ｈ4NとＨ4Pとを、其々、例えば実施形態１で論じたＨ2NとＨ2Pとする事が望ましい。こうすると、選択期間の前半ではＴＮ７がオフ状態になり、Ｔ８がオン状態になるので、ＸＬＤＯＵＴの電位Ｖ5とＬＤＯＵＴの電位Ｖ6とをＶddへと等しくできる。出力が等しくなった後に、選択期間の後半で曲がり具合を計測するので、一つの計測と次の計測（例えば計測セル（ｉ，ｊ）の計測と次の計測セル（ｉ，ｊ＋１）の計測）とで、前の計測結果（計測セル（ｉ，ｊ）の計測結果）が後の計測結果（計測セル（ｉ，ｊ＋１）の計測結果）に干渉する事がなくなり（これらが干渉すると干渉を排除する為に計測時間は長くなる）、正確な計測を迅速に実施できる様になる。
【０２０２】
上述した通り、本実施形態に係わる曲げセンサー１によれば、実施形態１での効果に加え、以下の効果を得る事ができる。
イコライズ回路を備えているので、曲がり具合の計測を空間的及び時間的に順次繰り返して行う際に、各計測の間に出力電位をリセットできる。その結果、迅速に正確な計測を実現できる。又、イコライズ回路がＮ型トランジスターとＰ型トランジスターとの直列接続となっているので、万が一、これらのトランジスターのフラットバンド電圧又はしきい値電圧がずれても、どちらかのトランジスターが必ず計測時に（選択期間の後半に）ＬＤＯＵＴとＸＬＤＯＵＴとを遮断するので、正確な計測ができる。
【０２０３】
（実施形態３）
「定電流源が二つ配置されている形態」
図１４は、実施形態３に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、本実施形態に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１乃至２と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【０２０４】
本実施形態（図１４）は実施形態２（図１２）と比べて、電流源トランジスターを２個備えている点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１乃至２とほぼ同様である。
【０２０５】
図１４に示す様に、本実施形態では電流源トランジスターとしてＮ型第七薄膜トランジスターＴＮ７とＰ型第七薄膜トランジスターＴＰ７とが出力回路４に設けられて居る。即ち、図１２に示す実施形態２にＰ型第七薄膜トランジスターＴＰ７が追加されている。ＴＰ７のソースは正電源Ｖddに接続し、ドレインはＴＰ１（ｉ，ｊ）のソース及びＴＰ２のソースに接続し、ゲートには反転第一制御信号ＸＣｎｔ１が入力される。反転第一制御信号ＸＣｎｔ１は、第一制御信号Ｃｎｔ１に対して相補的な信号となる。即ち、計測時には選択電位としてＨ3Pが導入され、プリチャージ期間などの非計測時には非選択電位としてＶddが導入される。Ｈ3Pは実施形態１の表１に記載されている。
【０２０６】
電流源トランジスターが２つ直列に設けられた事に伴い、Ｎ型第七薄膜トランジスターＴＮ７のトランジスターサイズを、実施形態１のＮ型第七薄膜トランジスターＴＮ７のトランジスターサイズの倍にする。即ち、実施形態１でのＴＮ７のトランジスターサイズＺ7に対して、本実施形態のＮ型第七薄膜トランジスターＴＮ７のトランジスターサイズＺN7をＺN7＝２Ｚ7とする。又、Ｐ型第七薄膜トランジスターＴＰ７のトランジスターサイズＺP7に関しては、ＺN7βN＝ＺP7βPの関係とする。ゲート絶縁膜の材質と厚みとがＮ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターとで同じ場合、ＺN7μN＝ＺP7μPとの関係としても良い。斯うした関係を満たす事で、実施形態１乃至２で論じた効果がそのまま活かせられる。
【０２０７】
上述した通り、本実施形態に係わる曲げセンサー１によれば、実施形態１での効果に加え、以下の効果を得る事ができる。
薄膜トランジスターでは寄生バイポーラ効果が働いて、飽和電流が飽和しない場合がある。斯うした場合でも、本実施形態では電流源トランジスターが二個配置されているので、飽和電流を一定値に保つことができ、それ故に正確な計測が行われる。
【０２０８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加える事が可能である。変形例を以下に述べる。
【０２０９】
（変形例１）
「電流源トランジスターとカレントミラー対とがＰＭＯＳにて形成されている形態」
図１５は、変形例１に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１５）は実施形態１（図３）と比べて、電流源とカレントミラー対とを構成する薄膜トランジスターの伝導型が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２１０】
実施形態１ではＮ型薄膜トランジスターを用いて電流源とカレントミラー対を構成していたが、本変形例ではＰ型薄膜トランジスターＴＰ５からＴＰ７を用いてこれらの回路を構成する。この場合、第一電源が負電源Ｖssとなり、第二電源が正電源Ｖddとなる。本変形例では、第五薄膜トランジスターＴＰ５と第六薄膜トランジスターＴＰ６とがカレントミラー対をなしている。曲げセンサー１は、更に第七薄膜トランジスターＴＰ７を備える。第七薄膜トランジスターＴＰ７は電流源トランジスターである。第五薄膜トランジスターＴＰ５のソースと第六薄膜トランジスターＴＰ６のソースとは、第七薄膜トランジスターＴＰ７のドレインに接続し、第七薄膜トランジスターＴＰ７のソースは第二電源に接続する。第七薄膜トランジスターＴＰ７のゲートには反転第一制御信号ＸＣｎｔ１が供給される。
【０２１１】
Ｐ型第三薄膜トランジスターＴＰ３（ｊ）のソースは第五薄膜トランジスターＴＰ５のドレインに接続し、Ｎ型第三薄膜トランジスターＴＮ３（ｊ）のソースはＰ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）のソースに接続する。同様に、Ｐ型第四薄膜トランジスターＴＰ４（ｊ）のソースは第六薄膜トランジスターＴＰ６のドレインに接続し、Ｎ型第四薄膜トランジスターＴＮ４（ｊ）のソースはＰ型第二薄膜トランジスターＴＰ２のソースに接続する。Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースとＮ型第二薄膜トランジスターＴＮ２のソースとが第二電源のＶssに接続する。Ｔ１からＴ４は其々Ｎ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターとが直列接続しているが、電位の高い方に（Ｖdd側に）Ｐ型薄膜トランジスターを配置し、電位の低い方に（Ｖss側に）Ｎ型薄膜トランジスターを配置する。従って、これらのトランジスターではＰ型薄膜トランジスターのドレインとＮ型薄膜トランジスターのドレインとが接続されている。
【０２１２】
トランジスターサイズに関しては、実施形態１と同じである。又、駆動方法も実施形態１乃至３と同じで、電流源トランジスターのＴＰ７のゲートには、実施形態３にて詳述した、反転第一制御信号ＸＣｎｔ１が入力される。
【０２１３】
（変形例２）
「電流源トランジスターとカレントミラー対とがＰＭＯＳで形成され、イコライズ回路が配置されている形態」
図１６は、変形例２に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１乃至２と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１６）は実施形態２（図１２）と比べて、電流源とカレントミラー対とを構成する薄膜トランジスターの伝導型が異なっている。それ以外の構成は、実施形態２とほぼ同様である。
【０２１４】
実施形態２ではＮ型の薄膜トランジスターを用いて電流源とカレントミラー対とを構成していたが、本変形例ではＰ型の薄膜トランジスターＴＰ５からＴＰ７を用いてこれらの回路を構成する。即ち、変形例１（図１５）に第八薄膜トランジスターＴ８を付加した形態となる。第八薄膜トランジスターＴ８はＮ型第八薄膜トランジスターＴＮ８とＰ型第八薄膜トランジスターＴＰ８とが直列接続しており、ＴＮ８乃至はＴＰ８のソースドレインの一方はＴＰ５のドレインに接続してＸＬＤＯＵＴとなり、他方はＴＰ６のドレインに接続してＬＤＯＵＴとなる。ＴＮ８のゲートには第二制御信号Ｃｎｔ２が供給され、ＴＰ８のゲートには反転第二制御信号ＸＣｎｔ２が供給される。尚、変形例１と同様、第一電源が負電源Ｖssとなり、第二電源が正電源Ｖddとなる。
【０２１５】
トランジスターサイズに関しては、実施形態２と同じである。又、駆動方法も実施形態１乃至３及び変形例１の記載と同じである。
【０２１６】
（変形例３）
「電流源トランジスターとカレントミラー対とがＰＭＯＳで形成され、定電流源が二つ配置されている形態」
図１７は、変形例３に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１乃至３と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１７）は実施形態３（図１４）と比べて、電流源とカレントミラー対とを構成する薄膜トランジスターの伝導型が異なっている。それ以外の構成は、実施形態３とほぼ同様である。
【０２１７】
実施形態３ではＮ型の薄膜トランジスターを用いて電流源とカレントミラー対とを構成していたが、本変形例ではＰ型の薄膜トランジスターＴＰ５からＴＰ７を用いてこれらの回路を構成する。即ち、変形例２（図１６）にＮ型第七薄膜トランジスターＴＮ７を付加した形態となる。Ｎ型第七薄膜トランジスターＴＮ７のソースは負電源Ｖssに接続しており、ドレインはＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースとＴＮ２のソースとに接続し、ゲートには第一制御信号Ｃｎｔ１が供給される。
【０２１８】
トランジスターサイズに関しては、実施形態３と同じである。又、駆動方法も実施形態１乃至３及び変形例１乃至２の記載と同じである。
【０２１９】
（変形例４）
「第一薄膜トランジスターの向きが９０°回転した形態」
図１８は、変形例４に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１８）は実施形態１（図７）と比べて、第一薄膜トランジスターＴ１の方向が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２２０】
図７に示す実施形態１では、ＴＮ１のソースドレイン方向が第一の方向を向いており、ＴＰ１のソースドレイン方向が第二の方向を向いていた。これに対して本変形例では、図１８に示す様に、ＴＮ１のソースドレイン方向が第二の方向を向いており、ＴＰ１のソースドレイン方向が第一の方向を向いている。この様に、ＰＮどちらのトランジスターが計測方向（この場合第一の方向）を向いていても構わない。
【０２２１】
（変形例５）
「切れ目が第二の方向に沿って形成される形態」
図１９は、変形例５に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１９）は実施形態１（図７）と比べて、曲げの測定方向が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２２２】
図７に示す実施形態１では、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１のソースドレイン方向と細長い切れ目３１の方向が第一の方向（ｘ軸方向）に平行で、第一の方向に関する曲げを計測していた。本変形例では、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１のソースドレイン方向と細長い切れ目３１の方向とが直交している。即ち、細長い切れ目３１の方向は第二の方向（ｙ軸方向）に平行で、第二の方向に関する曲げを計測している。この様に、細長い切れ目３１の向きは第一の方向に沿っていても、第二の方向に沿っていても構わない。細長い切れ目３１の向きに曲がり具合を計測する。
【０２２３】
（変形例６）
「計測頻度を可変とする形態１」
変形例６では、計測頻度を状況に応じ、可変としている。以下、本変形例に係わる曲げセンサー使用方法について説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例は実施形態１に記載した「使用方法」と比べて、計測頻度を可変にしている点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２２４】
実施形態１では、計測頻度が準備期間と計測期間とで其々固定値が定められて居た。これに対して本変形例では、準備期間乃至は計測期間に於ける計測頻度を状況に応じて増減させている。一例としては、準備期間の計測頻度を計測期間に入ってもその初期段階では継続し、曲げを検知した時点で計測頻度を増大させる。例えば、柔軟性を有する電子書籍に曲げセンサーを適応させた場合、使用者がページめくりの動作を開始する迄は低頻度で計測し、動作の始まりに伴って曲げセンサーが曲げを検知すると、高頻度で曲げを計測し、実際に使用者がどういう行為を為そうとしているのかを検出する。或いは曲げの時間変化が激しい場合には計測頻度を高め、曲げの時間変化が小さい場合には計測頻度をさげる。例えば、曲げセンサーをモーションキャプチュアーとして使用する場合、解析対象の動作速度に応じて計測頻度を増減させる。野球のスウィングを例に取ると、バットを立てて構えている段階からテイクバックまでは動作速度が遅いので、計測期間に於ける計測頻度を１０Ｈｚ程度と遅くし、テイクバックから振り終わり迄は動作速度が速いので、計測期間に於ける計測頻度を１００Ｈｚ程度と速くする。
【０２２５】
この様に計測頻度を可変にする事で、省電力が実現すると共に、無駄な情報が減り、且つ時間分解能の高い計測が可能になる。
（変形例７）
「計測頻度を可変とする形態２」
変形例７では、計測頻度を目的に応じ、可変としている。以下、本変形例に係わる曲げセンサー使用方法について説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例は実施形態１に記載した「使用方法」と比べて、計測頻度を目的に応じて可変としている点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２２６】
実施形態１では、計測頻度が準備期間と計測期間とで其々固定値が定められて居た。これに対して本変形例では、準備期間乃至は計測期間に於ける計測頻度を計測対象物や計測目的に応じて増減させている。即ち、計測対象物の曲げに関する時間変化が緩やかと予測される時には計測頻度を落とし、時間変化が激しいと予測される時には計測頻度を高めている。例えば、曲げセンサーをモーションキャプチュアーとして使用する場合、野球のスウィングの様に短時間に曲げ変化が激しい場合には、計測期間に於ける計測頻度を１００Ｈｚ程度と速くする。一方、日本舞踊の動作解析の様に長時間でゆっくりと変化する場合には、計測頻度を１Ｈｚ程度と遅くする。
【０２２７】
この様に、曲げセンサーの計測頻度を用途に合わせて調整する事で、時間追従性が広がり、一つの曲げセンサーで様々な動作や変化を計測できる様になる。
【０２２８】
尚、これ迄の説明では準備期間と計測期間とを設けてきたが、準備期間は必須ではなく、これを省く事も可能である。
【符号の説明】
【０２２９】
１…曲げセンサー、２…基板、３…検出回路、４…出力回路、７…固定板、２１…非可撓領域、２２…可撓領域、３１…切れ目、５１…第一選択回路、５２…第一処理回路、６１…第二選択回路、６２…第二処理回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面の曲がり具合（曲率）を計測し得る曲げセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の曲げセンサーは、例えば特許文献１に記載されている様に、棒状となっており、棒が曲がっているか否かを検出していた。具体的には、図２０（ａ）に示す様に、二本の棒（金属棒１１と金属棒１２）を重ね、曲げられた際に二本の棒に生ずる歪みの差を検出していた。例えば、図２０（ｂ）に示す様に、曲げセンサーが左に凸状となる様に曲げられると、左側に位置する金属棒１１は伸び、反対に、右側に位置する金属棒１２は縮み、これらの歪みに応じた電気抵抗の変化を検出して、棒の曲がり具合を計測していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１８２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の曲げセンサーは、棒が曲がっているか否かとの単純な情報しか検出できないという課題があった。例えば、図２０（ｃ）と（ｄ）に示す様に、棒ＡＢが左に凸状となる様に曲げられる場合、棒の端Ａに近い場所で曲げられている（図２０（ｃ））のか、棒の端Ｂに近い場所で曲げられている（図２０（ｄ））のか、を区別できなかった。又、図２０（ｅ）に示す様に、Ｓ字型に二ヶ所曲がると、歪みが相殺されるので、真っ直ぐであるとの間違った検出結果を出していた。この様に、従来の曲げセンサーは検出結果にも信頼感を抱けないという課題があった。換言すれば、従来の曲げセンサーは、曲がり具合に関する空間的な分解能が殆ど無く、その為に棒がどう曲がっているのかを定量できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現する事が可能である。
【０００６】
（適用例１） 本適用例に係わる曲げセンサーは、可撓性を有する基板に第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとを備え、第一薄膜トランジスターはＮ型第一薄膜トランジスターとＰ型第一薄膜トランジスターとが直列接続しており、第二薄膜トランジスターはＮ型第二薄膜トランジスターとＰ型第二薄膜トランジスターとが直列接続しており、Ｎ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とＰ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とが角度を為し、基板は可撓領域と非可撓領域とを含み、第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとは差動トランジスター対をなし、第一薄膜トランジスターは可撓領域に形成され、第二薄膜トランジスターは非可撓領域に形成される事を特徴とする。
薄膜トランジスターはマイクロメーター単位で形成できるため、この構成によれば、空間分解能が数マイクロメーターと極めて高い曲げセンサーを実現できる。又、Ｎ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とＰ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とが角度を為して交わっているために、高感度に計測できる。
【０００７】
（適用例２） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとを備え、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとはカレントミラー対をなし、第一薄膜トランジスターと第五薄膜トランジスターとが電気的に接続可能であり、第二薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとが電気的に接続可能である事が好ましい。
この構成によれば、薄膜トランジスター群がカレントミラー型差動増幅回路を構成するので、曲がり具合（曲率）を電位差として読み出し、それらを正確に計測できる。
【０００８】
（適用例３） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第一電源と第二電源と第七薄膜トランジスターとを備え、第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとは第一電源に接続し、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとは第七薄膜トランジスターに接続し、第七薄膜トランジスターは第二電源に接続する事が好ましい。
この構成によれば、第七薄膜トランジスターが定電流源と成り得るので、曲がりに関する信号増幅が線型となり、曲げストレスに比例した電位を正確に計測できる。
【０００９】
（適用例４） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第一の方向に沿って第一選択回路を備え、第一薄膜トランジスターは第一の方向に沿って複数個形成されると共に、第一選択回路によって、第一の方向で選択され得る事が好ましい。
この構成によれば、曲げを検出する第一薄膜トランジスターを第一の方向に複数個配置して、個別に選択するので、第一の方向に関する曲がりの空間分布を計測できる。従って、曲がり具合が第一の方向に沿って複数ヶ所であっても、曲がり具合を場所の関数として定量的に正確に計測できる。
【００１０】
（適用例５） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第一の方向と交差する第二の方向に沿って第二選択回路を備え、第一薄膜トランジスターは第二の方向に沿って複数個形成されると共に、第二選択回路によって、第二の方向で選択され得る事が好ましい。
この構成によれば、曲げを検出する第一薄膜トランジスターを第二の方向に複数個配置して、個別に選択するので、第二の方向に関する曲がりの空間分布を計測できる。従って、曲がり具合が第二の方向に沿って複数ヶ所であっても、曲がり具合を場所の関数として定量的に正確に計測できる。
【００１１】
（適用例６） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、更に第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターとを備え、第三薄膜トランジスターはＮ型第三薄膜トランジスターとＰ型第三薄膜トランジスターとが直列接続しており、第四薄膜トランジスターはＮ型第四薄膜トランジスターとＰ型第四薄膜トランジスターとが直列接続しており、第三薄膜トランジスターは第一薄膜トランジスターと第五薄膜トランジスターとの間に配置され、第四薄膜トランジスターは第二薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとの間に配置され、第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターは第二選択回路にて制御される事が好ましい。
この構成によれば、第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターとが第二の方向での選択回路の一部として機能するので、第二の方向に於ける曲がり具合の情報が干渉する事を防げる。又、第三薄膜トランジスターでも、第四薄膜トランジスターでも、Ｎ型とＰ型とが直列接続している為に、薄膜トランジスターのフラットバンド電圧やしきい値電圧が、万が一ずれても、正確な計測を行う事ができる。
【００１２】
（適用例７） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、第二薄膜トランジスターは基準トランジスターとして動作し、第一薄膜トランジスターの電気特性と第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、曲がり具合を検出する事が好ましい。
この構成によれば、可撓領域に位置する第一薄膜トランジスターの電気特性と非可撓領域に位置する第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、曲がり具合を計測するので、曲がり具合を正確に計測できる。
【００１３】
（適用例８） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、第五薄膜トランジスターのドレインと第六薄膜トランジスターのドレインとの間にイコライズ回路を備え、イコライズ回路は、Ｎ型第八薄膜トランジスターとＰ型第八薄膜トランジスターとが直列接続してなる事が好ましい。
この構成によれば、曲がり具合の計測を空間的及び時間的に順次繰り返して行う際に、各計測の間に出力電位をリセットできるので、迅速に正確な計測を実現できる。又、イコライズ回路はＮ型とＰ型とが直列接続しているので、薄膜トランジスターのフラットバンド電圧やしきい値電圧が、万が一ずれても、正確な計測を行う事ができる。
【００１４】
（適用例９） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターと第七薄膜トランジスターとがＮ型であり、第二電源が負電源である事が好ましい。
この構成によれば、Ｎ型の薄膜トランジスターで曲げセンサーを実現できる。
【００１５】
（適用例１０） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターと第七薄膜トランジスターとがＰ型であり、第二電源が正電源である事が好ましい。
この構成によれば、Ｐ型の薄膜トランジスターで曲げセンサーを実現できる。
【００１６】
（適用例１１） 上記適用例に係わる曲げセンサーにおいて、非可撓領域には、基板よりも硬質な固定板が、基板に貼り合わされている事が好ましい。
この構成によれば、柔軟な基板を用いて、容易に可撓領域と非可撓領域とを作り分ける事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係わる曲げセンサーを模式的に示す斜視外観図。
【図２】実施形態１に係わる曲げセンサーの計測原理を説明する図。
【図３】実施形態１に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図４】実施形態１に係わる曲げセンサーのタイミングチャートを説明する図。
【図５】実施形態１に係わる曲げセンサーの等価回路図。
【図６】実施形態１に係わる曲げセンサーの各種電位を定めるフローチャート図。
【図７】実施形態１に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図。
【図８】実施形態１に係わる曲げセンサーの断面の一部を説明する図。
【図９】可撓領域に於ける固定板の厚みと距離との関係を説明する図。
【図１０】可撓領域に於ける固定板のたわみと距離との関係を説明する図。
【図１１】（ａ）；比較例の曲げセンサーに下向きの荷重を加えた状態を表す図、（ｂ）；実施形態１の曲げセンサーに下向きの荷重を加えた状態を表す図。
【図１２】実施形態２に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１３】実施形態２に係わる曲げセンサーのタイミングチャートを説明する図。
【図１４】実施形態３に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１５】変形例１に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１６】変形例２に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１７】変形例３に係わる曲げセンサーの回路を説明する図。
【図１８】変形例４に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図。
【図１９】変形例５に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図。
【図２０】従来の曲げセンサーを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。尚、以下の図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとする為、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００１９】
（実施形態１）
「曲げセンサーの概要」
図１は、本実施形態に係わる曲げセンサーを模式的に示す斜視外観図である。以下、図１を用いて、まず曲げセンサーの概要を説明する。
【００２０】
本実施形態に係わる曲げセンサー１は、柔軟なプラスチックフィルムなどの可撓性を有する基板２に形成される。基板２には非可撓領域２１と可撓領域２２とが存在する。可撓領域２２はその名が示す通り可撓性を有しており、可撓性を有する基板２がそのまま使用されている。非可撓領域２１は可撓性を有さず、通常は形状が固定している。本実施形態では基板２の裏面の一部に硬い固定板７を固定し、その部位で基板２が曲がらぬ様にして非可撓領域２１としている。可撓領域２２には第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が行列状に複数個配置され、検出回路３をなしている（図３参照）。第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）とＰ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）とが直列接続されている。一方、非可撓領域２１には第二薄膜トランジスターＴ２が備えられ、出力回路４の一部を構成している（図３参照）。第二薄膜トランジスターＴ２も、Ｎ型第二薄膜トランジスターＴＮ２とＰ型第二薄膜トランジスターＴＰ２とが直列接続されている。第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第二薄膜トランジスターＴ２とは差動トランジスター対とされている。第二薄膜トランジスターＴ２は基準トランジスターとして動作し、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）の電気特性と第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が配置されている部位の曲がり具合を検出する。
【００２１】
検出回路３に配置された複数の第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は、検出回路３の外周部に配置された第一選択回路５１と第二選択回路６１とにより、順次選択される。基板２の一辺を第一の方向（ｘ軸に平行な方向で、行方向とする）とし、第一の方向と交差する（ほぼ直交する）別の方向を第二の方向（ｙ軸に平行な方向で、列方向とする）とすると、第一選択回路５１と第一処理回路５２とは、検出回路３の外側で第一の方向に沿って形成され、第二選択回路６１と第二処理回路６２とは、検出回路３の外側で第二の方向に沿って形成される。第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は第一の方向に沿って複数個形成されると共に、第一選択回路５１によって、第一の方向で選択される。同様に、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は第二の方向に沿って複数個形成されると共に、第二選択回路６１によって、第二の方向で選択される。こうして行列状に配置された第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が順次選択され、その電気特性が第二薄膜トランジスターＴ２の電気特性とその都度比較される事により、曲がり具合に関する面分布が計測される。
【００２２】
「計測原理」
図２は、本実施形態に係わる曲げセンサーの計測原理を説明する図である。以下、図２を参照して、曲がり具合を計測する原理を説明する。
【００２３】
図２は、プラスチックフィルムに形成された薄膜トランジスターが、フィルムの湾曲に応じて電気特性を変化させる様子を示している。薄膜トランジスターはフィルム表面に形成されている。図２（ａ）ではトランジスターのソースドレイン方向と曲げ方向とが直交しており、図２（ｂ）ではトランジスターのソースドレイン方向と曲げ方向とが平行になっている。いずれの場合もフィルム表面が凸型になる様に湾曲させると、フィルム表面に形成された薄膜トランジスターは引っ張り応力を受けて、伸びる歪みを被る。反対にフィルム表面が凹型になる様に湾曲させると、薄膜トランジスターは圧縮応力を受けて、縮む歪みを被る。図２（ａ）ではソースドレイン方向と曲げに依る歪み方向とが直交しており、図２（ｂ）ではソースドレイン方向と曲げに依る歪み方向とが一致している。被る歪みに応じてトランジスターのオン特性は変化する。図２では、ｘ軸にトランジスターが被る歪みを示し、ｙ軸にその際のオン電流の変化率を示している。三角の実線はＮ型薄膜トランジスターの特性変化を示し、四角の破線はＰ型薄膜トランジスターの特性変化を示している。
【００２４】
図２（ａ）に示す様に、Ｎ型薄膜トランジスターでは、薄膜トランジスターがソースドレイン方向と直交する方向に引っ張り応力を受けるとオン電流は減少し、圧縮応力を受けるとオン電流は増加する。反対にＰ型薄膜トランジスターでは、薄膜トランジスターがソースドレイン方向と直交する方向に引っ張り応力を受けるとオン電流は増加し、圧縮応力を受けるとオン電流は減少する。一方、図２（ｂ）に示す様に、Ｎ型薄膜トランジスターでは、薄膜トランジスターがソースドレイン方向に引っ張り応力を受けるとオン電流は増加し、圧縮応力を受けるとオン電流は減少する。反対にＰ型薄膜トランジスターでは、薄膜トランジスターがソースドレイン方向に引っ張り応力を受けるとオン電流は減少し、圧縮応力を受けるとオン電流は増加する。図２（ａ）でも図２（ｂ）でも、オン電流の増減量は曲げに依る歪み量に対して線型関係にある。従って、フィルムが湾曲された際にオン電流の変化量を検出すれば、その際に薄膜トランジスターが被っている歪み量εTが分かる。一方、薄膜トランジスターが被っている歪み量εTと湾曲したフィルムの曲率半径ＲFとの間には、次の関係式が成り立つ。
【００２５】
【数１】
ここで、ｄTは薄膜トランジスター層の厚み、ｄFはフィルムの厚み、ＹTは薄膜トランジスター層のヤング率、ＹFはフィルムのヤング率である。数式１を用いると、歪み量εTが分かれば、その場に於けるフィルムの曲率半径ＲFが定まる。こうして面状に分布した第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）のオン電流を調べれば、曲がり具合の面分布を計測出来る事になる。具体的には第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が配置された計測セル（ｉ，ｊ）に於ける曲率半径ＲF（ｉ，ｊ）が定まる事になる。
【００２６】
図２に示す様に、オン電流の歪みに対する変化量は僅かであるので、本実施形態では曲げ応力を被らぬ基準トランジスター（第二薄膜トランジスターＴ２）と第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）との相違を差動増幅して、曲がり量（曲率半径ＲF（ｉ，ｊ））を計測する。
【００２７】
更に、本実施形態では、測定感度を高める為に、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）は、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）とＰ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）とが直交する様に直列接続されている（図７参照）。その上でＮ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）の電気伝導度とＰ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）の電気伝導度とが同程度になる様に、ＷN1／ＬN1・μN＝ＷP1／ＬP1・μPとする。ここで、ＷN1とＬN1は其々Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）の幅と長さであり、ＷP1とＬP1は其々Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）の幅と長さであり、μNとμPとは其々Ｎ型薄膜トランジスターの移動度とＰ型薄膜トランジスターの移動度である。斯うする事でＮ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターの効果がほぼ等しく曲げ測定に反映される事になる。その結果、歪みがない場合にオン電流の変化量がほぼゼロになり、更に測定感度が向上する。例えば、曲げ方向が、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）ではソースドレイン方向に平行（図２（ｂ）のＮＭＯＳ）で、Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）ではソースドレイン方向に垂直（図２（ａ）のＰＭＯＳ）の場合を考えて見る。中性時（歪みゼロ時）にＮＭＯＳもＰＭＯＳも単独では原点を通らないが、両トランジスターを直交させる事で原点を通過する様になる。又、ＰＭＯＳ単独では、凹型の湾曲を被って歪みが−０．４％程度になっても、オン電流の減少は僅か−１％でしかないが、ＰＮ両トランジスターを直交させる事でオン電流の減少は−５％程度へと増大させる事ができる。更に、ＰＮ二つのトランジスターを用いて、曲がり具合を計測するので、ＰＭＯＳ単独又はＮＭＯＳ単独の場合に比べて平均化の効果が働き、測定誤差を小さく押さえる事ができる。
【００２８】
「回路」
図３は、本実施形態に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、図３を参照して、曲げセンサーの回路を説明する。
【００２９】
図１に示した様に、曲げセンサー１は検出回路３と出力回路４、第一選択回路５１、第一処理回路５２、第二選択回路６１、第二処理回路６２とを有する。検出回路３には第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）がＭ行Ｎ列の行列状に配置されている。ＭとＮは１以上の整数である（１≦ｉ≦Ｍ、１≦ｊ≦Ｎ）。第一選択回路５１は第一の方向に関してＭ行の行線対Ｒ（ｉ）及びＸＲ（ｉ）から特定の一組の行線対を選択する。従って、第一選択回路５１は行選択回路でもある。第一選択回路５１にはシフトレジスターやデコーダーが使用される。第一処理回路５２は第一選択回路５１からの選択信号を計測に適する様に加工する。具体的には選択電位を変換するレベルシフターや、高速で安定的に行線を選択する様にバッファーを備える。第二選択回路６１は第二の方向に関してＮ列の列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）から特定の一組の列線対を選択する。従って、第二選択回路６１は列選択回路でもある。第二選択回路６１にはシフトレジスターやデコーダーが使用される。第二処理回路６２は第二選択回路６１からの選択信号を計測に適する様に加工する。具体的には選択電位を変換するレベルシフターや、高速で安定的に列線を選択する様にバッファーを備える。
【００３０】
図３に戻る。
第二処理回路６２はこの他に列選択トランジスターとして、第三薄膜トランジスターＴ３（ｊ）と第四薄膜トランジスターＴ４（ｊ）とを含む。第三薄膜トランジスターＴ３（ｊ）はＮ型第三薄膜トランジスターＴＮ３（ｊ）とＰ型第三薄膜トランジスターＴＰ３（ｊ）とが直列接続しており、第四薄膜トランジスターはＮ型第四薄膜トランジスターＴＮ４（ｊ）とＰ型第四薄膜トランジスターＴＰ４（ｊ）とが直列接続している。出力回路４は第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）の電気的状態を増幅してＬＤＯＵＴ及びＸＬＤＯＵＴとして出力する。これらの回路の内で、検出回路３と出力回路４、第二処理回路６２内の列選択トランジスターＴ３（ｊ）とＴ４（ｊ）とが薄膜トランジスターで形成される。本実施形態では、これらの他に第一選択回路５１と第一処理回路５２、第二選択回路６１、第二処理回路６２もＣＭＯＳ構成の（Ｎ型及びＰ型の）薄膜トランジスターで形成されたが、第一選択回路５１と第一処理回路５２、第二選択回路６１、第二処理回路６２の内の列選択トランジスターＴＮ３（ｊ）とＴＮ４（ｊ）以外の回路は外付けのシリコンＩＣチップにて形成されても良い。
【００３１】
第一薄膜トランジスターＴ１から第四薄膜トランジスターＴ４は其々Ｎ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターとが直列接続しているが、電位の高い方に（Ｖdd側に）Ｐ型薄膜トランジスターを配置し、電位の低い方に（Ｖss側に）Ｎ型薄膜トランジスターを配置する。Ｎ型薄膜トランジスターのソースドレインは、両者を比較して電位の高い方がドレインになり、電位の低い方がソースとなる。反対にＰ型薄膜トランジスターのソースドレインは、両者を比較して電位の低い方がドレインになり、電位の高い方がソースとなる。従って、第一薄膜トランジスターＴ１から第四薄膜トランジスターＴ４では、Ｎ型薄膜トランジスターのドレインとＰ型薄膜トランジスターのドレインとが接続され、Ｎ型薄膜トランジスターのソースが電位の低い方に接続され、Ｐ型薄膜トランジスターのソースが電位の高い方に接続される様に配置される。斯うすると、Ｎ型薄膜トランジスターのドレイン（Ｎ+半導体領域）とＰ型薄膜トランジスターのドレイン（Ｐ+半導体領域）を、半導体膜の状態で直に接続しても（金属配線に依る接続を省いても）、ＰＮ接合領域には順バイアスが印可される事になるので、ＰＮ両トランジスター間に寄生抵抗が発生する事はなく、高精度に曲げ計測が行われる事になる。尚、図３では各薄膜トランジスターのソースドレインをそれぞれｓとｄとで記載してある。
【００３２】
ｉ行ｊ列に位置する第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と、第二薄膜トランジスターＴＮ２とは差動トランジスター対をなし、互いに対称に配置される。即ち、両者ともＰ型薄膜トランジスターのソースを第一電源（正電源Ｖdd）に接続し、電源に対して並列に配置されている。尚、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）のゲートはｉ行目の行線Ｒ（ｉ）に接続し、Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）のゲートはｉ行目の行線ＸＲ（ｉ）に接続し、其々に選択信号乃至は非選択信号が供給される。又、Ｎ型第二薄膜トランジスターＴＮ２のゲートには基準信号Ｖrefが供給され、Ｐ型第二薄膜トランジスターＴＰ２のゲートには反転基準信号ＸＶｒｅｆが供給される。
【００３３】
曲げセンサー１は、更に第五薄膜トランジスターＴＮ５と第六薄膜トランジスターＴＮ６とを備え、第五薄膜トランジスターＴＮ５と第六薄膜トランジスターＴＮ６とはカレントミラー対をなしている。カレントミラー対とは、両トランジスターのソースが共通に接続され、ゲートに同電位を印可する事で、飽和動作時（Ｖds＞Ｖgs−Ｖth＞０）に、両トランジスターのドレイン電位が多少異なっていても、同じ電流を通すトランジスター対である。
【００３４】
曲げセンサー１は、更に第七薄膜トランジスターＴＮ７を備える。第七薄膜トランジスターＴＮ７は電流源トランジスターである。電流源トランジスターとは、飽和動作し、ドレイン電位が多少変動しても常に一定電流を供給するトランジスターである。第五薄膜トランジスターＴＮ５のソースと第六薄膜トランジスターＴＮ６のソースとは、第七薄膜トランジスターＴＮ７のドレインに接続し、第七薄膜トランジスターＴＮ７のソースは第二電源に接続する。第二電源は負電源Ｖssである。第七薄膜トランジスターＴＮ７のゲートには第一制御信号Ｃｎｔ１が供給される。第五薄膜トランジスターＴＮ５と第六薄膜トランジスターＴＮ６とが常に等しい電流を通し、第七薄膜トランジスターＴＮ７が一定電流を供給するので、第五薄膜トランジスターＴＮ５も第六薄膜トランジスターＴＮ６も常に同一電流（第七薄膜トランジスターＴＮ７を通る電流の半分）を通す。
【００３５】
ｊ列目に位置する第三薄膜トランジスターＴ３（ｊ）と第四薄膜トランジスターＴ４（ｊ）とは列選択トランジスターである。即ち、第三薄膜トランジスターＴ３（ｊ）は第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第五薄膜トランジスターＴＮ５との間に配置され、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第五薄膜トランジスターＴＮ５とを電気的に接続可能としている。Ｎ型第三薄膜トランジスターＴＮ３（ｊ）のソースは第五薄膜トランジスターＴＮ５のドレインに接続し、Ｐ型第三薄膜トランジスターＴＰ３（ｊ）のソースはＮ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースに接続する。その結果、ｊ列目の列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に選択信号が入ると、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第五薄膜トランジスターＴＮ５とは電気的に接続される。反対に列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に非選択信号が入ると、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）と第五薄膜トランジスターＴＮ５とは電気的に絶縁される。同様に、第四薄膜トランジスターＴ４（ｊ）は第二薄膜トランジスターＴＮ２と第六薄膜トランジスターＴＮ６との間に配置され、第二薄膜トランジスターＴＮ２と第六薄膜トランジスターＴＮ６とを電気的に接続可能としている。Ｎ型第四薄膜トランジスターＴＮ４（ｊ）のソースは第六薄膜トランジスターＴＮ６のドレインに接続し、Ｐ型第四薄膜トランジスターＴＰ４（ｊ）のソースはＮ型第二薄膜トランジスターＴＮ２のソースに接続する。その結果、列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に選択信号が入ると、第二薄膜トランジスターＴ２と第六薄膜トランジスターＴＮ６とは電気的に接続される。又、列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に非選択信号が入ると、第二薄膜トランジスターＴ２と第六薄膜トランジスターＴＮ６とは電気的に絶縁される。列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）に供給される選択信号乃至は非選択信号は第二選択回路６１からの出力を、必要に応じてレベルシフトし、レベルシフターからの出力はバッファーで補強されている。即ち、第三薄膜トランジスターＴ３と第四薄膜トランジスターＴ４とは第二選択回路６１にて制御される。尚、第三薄膜トランジスターも第四薄膜トランジスターもＮ型トランジスターとＰ型トランジスターとが直列接続されているので、万が一、これらのトランジスターのフラットバンド電圧がずれても（それに応じてしきい値電圧がずれても）、正確な列選択が為される。静電気などでフラットバンド電圧がずれて一方のトランジスターがデプリーションモードとなっても、他方のトランジスターはエンハンスモードに有る。従って、ＰＮ両トランジスターが直列で接続されている限り、フラットバンド電圧（しきい値電圧）がどうずれようとも、オフ状態には必ず電流を遮断し、オン状態では必ず電流を通過させる。即ち、フラットバンド電圧やしきい値電圧が変動しても、正確に列選択が為される事になる。
【００３６】
出力回路４からの検出結果は、第六薄膜トランジスターＴＮ６のドレイン電位Ｖ6がＬＤＯＵＴとして出力され、第五薄膜トランジスターＴＮ５のドレイン電位Ｖ5がＸＬＤＯＵＴとして出力される。
【００３７】
「計測方法」
図４は、本実施形態に係わる曲げセンサーにて曲がり具合を計測する際に、回路を駆動させるタイミングチャートを説明する図である。以下、図４を参照して、曲げセンサーを用いた計測方法を説明する。
【００３８】
まず、計測に先立ち、計測時に於ける基準信号Ｖref及び反転基準信号ＸＶrefの電位値を定める。上述の如く、曲げセンサー１は、非可撓部に位置し基準トランジスターである第二薄膜トランジスターＴ２の電気特性と、可撓部に位置する複数の第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）の電気特性とがそれぞれ比較される事で、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）の位置する部位の曲がり具合を検出する。一方で、薄膜トランジスターはトランジスター毎に電気特性が僅かに異なるのが一般である。これを補正する為に、検出回路３に配置された各トランジスターの変動を相殺すべく、基準信号Ｖref及び反転基準信号ＸＶrefの値を定める。具体的には曲げセンサー１を平らな面に設置し、検出回路３が平面となる様にする。この状態で各第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）を選択し（行線対Ｒ（ｉ）及びＸＲ（ｉ）を其々選択信号電位Ｈ1N及びＨ1Pとし、列線対Ｃ（ｊ）及びＸＣ（ｊ）を其々選択信号電位Ｈ2N及びＨ2Pとする）、ＬＤＯＵＴ出力とＸＬＤＯＵＴ出力とが等しくなる様に（Ｖ5＝Ｖ6となる様に）Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）毎の基準信号Ｖrefの値と、Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）毎の反転基準信号ＸＶrefの値を定める。基準信号Ｖrefは行線Ｒ（ｉ）に供給される選択信号電位Ｈ1Nに近い値となり、反転基準信号ＸＶrefは行線ＸＲ（ｉ）に供給される選択信号電位Ｈ1Pの近い値となる。Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）を選択する際に基準信号Ｖrefが取るべき選択電位をＨrNijとし、Ｐ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）を選択する際に反転基準信号ＸＶrefが取るべき選択電位をＨrPijとすると、これらは、次式で表記される。
【００３９】
【数２】
検出回路３が平坦時に、総ての第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）に対してＶ5＝Ｖ6となる様にＨrNijとＨrPijとを定め（又はθNijとθPijとを定め）、まずこれらを外部コントローラーに設けられて居る不揮発メモリーに記憶する。その後に検出回路３を対象物の表面に合わせ、表面の曲がり具合を計測する。
【００４０】
計測時には、外部コントローラーが第一選択回路５１や第一処理回路５２、第二選択回路６１、第二処理回路６２などに適当な信号や電源を供給し、その結果、各行線対や列線対、出力回路４には、図４に示す、以下の様な信号が供給される。
【００４１】
まず、計測が始まると、第一制御信号Ｃｎｔ１は選択信号電位Ｈ3Nとされる。行線対Ｒ（１）及びＸＲ（１）からＲ（Ｍ）及びＸＲ（Ｍ）は一対ずつ交替に選択される。通常は１行目の行線対Ｒ（１）及びＸＲ（１）から最終行のＭ行目の行線対Ｒ（Ｍ）及びＸＲ（Ｍ）へと順番に選択して行く。行線Ｒ（ｉ）には、選択持に選択信号電位Ｈ1Nが供給され、非選択時には非選択信号電位Ｖssが供給される。行線ＸＲ（ｉ）には、選択持に選択信号電位Ｈ1Pが供給され、非選択時には非選択信号電位Ｖddが供給される。選択信号電位Ｈ1Nは負電源電位Ｖssよりも高く、選択信号電位Ｈ1Pは正電源電位Ｖddよりも低い。例えばＶss＝２．７Ｖで、Ｖdd＝８．１Ｖ、Ｈ1N＝８．１Ｖ、Ｈ1P＝２．７Ｖである。
【００４２】
一組の行線対が選択されている期間に、列線対（Ｃ（１）及びＸＣ（１）からＣ（Ｎ）及びＸＣ（Ｎ））が一対ずつ交替に選択される。通常は１列目の列線対Ｃ（１）及びＸＣ（１）から最終列のＮ列目の列線対Ｃ（Ｎ）及びＸＣ（Ｎ）へと順番に選択されて行く。列線Ｃ（ｊ）には、選択持に選択信号電位Ｈ2Nが供給され、非選択時には非選択信号電位Ｖssが供給される。列線ＸＣ（ｊ）には、選択持に選択信号電位Ｈ2Pが供給され、非選択時には非選択信号電位Ｖddが供給される。選択信号電位Ｈ2Nは負電源電位Ｖssよりも高く、選択信号電位Ｈ2Pは正電源電位Ｖddよりも低い。例えばＶss＝２．７Ｖで、Ｖdd＝８．１Ｖ、Ｈ2N＝１０．６Ｖ、Ｈ2P＝０Ｖである。
【００４３】
この様にして複数の第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）から特定の一つが選択される。その際には、その選択された第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）に適する選択電位ＨrNijとＨrPijとを不揮発メモリーより読み出して、基準信号Ｖref並びに反転基準信号ＸＶrefとする。選択電位ＨrNijとＨrPijとは第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）が平坦ならば出力電圧がＶ5＝Ｖ6となる様に設定されているので、Ｖ5乃至はＶ6の値を読むと、選択された第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）部の曲がり具合が分かる。例えば、選択された部位が凸型に曲がっていると、ＬＤＯＵＴ（Ｖ6）の電位は低くなり、ＸＬＤＯＵＴ（Ｖ5）の電位は高くなるので、Ｖ5−Ｖ6の値は正になる。反対に、選択された部位が凹型に曲がっていると、ＬＤＯＵＴ（Ｖ6）の電位は高くなり、ＸＬＤＯＵＴ（Ｖ5）の電位は低くなるので、Ｖ5−Ｖ6の値は負になる。
【００４４】
尚、図４には、変形例１（図１５）で使用される反転第一制御信号ＸＣｎｔ１も記載してあるが、本実施形態ではこれを無視して構わない。又、変形例１では第一制御信号Ｃｎｔ１を無視して構わない。
【００４５】
「使用方法」
曲げセンサーを使用する際には、準備期間と計測期間とを設けても良い。準備期間とは計測期間に備えて低頻度で計測を繰り返している期間で有る。計測期間には、曲げセンサーは高頻度で計測を繰り返している。例えば、曲げセンサーを服に着け、特定の動作（例えば野球のスウィング）を解析するモーションキャプチャーとして使用する場合、解析対象の動作（スウィング）が始まる直前までは準備期間とし、解析対象の動作が行われている期間を計測期間とする。或いは、曲げセンサーを、画像記憶性を有する表示装置（例えば電気泳動ディスプレイやコレステリック型液晶ディスプレイなどを備えた電子書籍）に適応する場合、画像記憶期間を準備期間とし、画像書き換え期間の直前を計測期間とする。
【００４６】
準備期間にも計測期間にも、上述の「計測方法」の章に記載した方法で曲げセンサーは計測動作を行っているが、その計測頻度が異なる。準備期間では単位時間内に行われる計測回数が少なく、計測期間ではこれが多い。Ｍ行Ｎ列に配置された計測セル（ｉ行ｊ列の計測セルにはＴ１（ｉ，ｊ）が配置されている）の総てを選択して計測する期間をフレーム期間とし、一つのフレーム期間から次のフレーム期間までの時間をスタンバイ期間とすると、計測頻度はフレーム期間とスタンバイ期間との和の逆数（１／（フレーム期間＋スタンバイ期間））となる。即ち、計測期間に於ける計測頻度を、準備期間に於ける計測頻度よりも大きくする。一例としては、計測期間ではスタンバイ期間をゼロとし、フレーム周波数（フレーム期間の逆数）と計測頻度とを一致させる。一方で、準備期間に於けるスタンバイ期間は数ミリ秒以上の比較的長時間とし（例えば１秒）、準備期間に於ける計測頻度をスタンバイ期間の逆数にほぼ一致させる。
【００４７】
この様な準備期間と計測期間とを設ける事に依り、準備期間に於いては消費電力を低減でき、計測期間に於いては時間分解能を最大にする事ができる。尚、ここでは準備期間でも計測期間でもフレーム期間を同一とし、スタンバイ期間を変えたが、これに限らず、フレーム期間を準備期間と計測期間とで変えても構わない。即ち、計測期間に於けるクロック周波数の方を準備期間のクロック周波数よりも高くして、計測期間に於ける計測頻度を高くしても良い。
【００４８】
「トランジスターサイズ及び駆動条件」
図５は、本実施形態に係わる曲げセンサーの等価回路図である。又、図６は本実施形態に係わる曲げセンサーを駆動させる際の各種電位を定めるフローチャートである。次に図５乃至図６を参照して、高感度で高性能な計測を実現する為の条件を示す。以下、ここでは第一薄膜トランジスターＴ１から第七薄膜トランジスターＴ７をＮ型とし、第一薄膜トランジスターＴ１（ｉ，ｊ）をＴ１と略称する。又、ＨrNijやθNijもＨrやθと略す。尚、Ｔ３のドレイン電位をＶ3で表し、Ｔ４のドレイン電位をＶ4、Ｔ７のドレイン電位をＶ7、で表す。
【００４９】
Ｔ１とＴ２とは差動入力対であるので、飽和動作などの非線型動作が望ましい。Ｔ３とＴ４は列選択トランジスターで、出力電位範囲を広くする視点から、線型動作が望ましい。従って、Ｔ３とＴ４とに関しては、Ｖdsは出来る限り小さく、Ｖ3？Ｖ5やＶ4？Ｖ6となるのが望ましい。Ｔ５とＴ６とはカレントミラー対で飽和動作でなければならない。又、Ｔ７は電流源トランジスターなので、矢張り飽和動作でなければならない。
【００５０】
まず、トランジスターの電流式を表現するのに数式３の記号を用いる。
【００５１】
【数３】
ここでＷはトランジスターチャンネル形成領域の幅、Ｌはトランジスターチャンネル形成領域の長さ、Ｃoxは単位面積当たりのゲート絶縁膜容量、μは移動度である。すると、飽和特性の近似式は数式４で表される。
【００５２】
【数４】
又、線型特性の近似式は数式５で表される。
【００５３】
【数５】
本実施形態では薄膜トランジスターのしきい値電圧をＶthで表し、薄膜トランジスター間のＶth変動は僅かであると近似する。即ち、Ｔ１からＴ７のＶthは総て等しいと近似する。又、Ｖthは正であるとし、全体の電流（Ｔ７の電流）を２Ｉとする。まず、Ｔ１からＴ７のＺをＺ1からＺ7で表し、これらを数式６の関係とする。
【００５４】
【数６】
数式６が満たされていると、曲げによるＴ１の電流変化をゲート電位の変化と見なした際に、Ｔ１の見なしゲート電位とＶrefとの差は線型増幅されて出力される。以下、各トランジスターに求められる駆動条件を検討する。
【００５５】
（１）Ｔ１は飽和動作が望ましい。従って、数式７と数式８で表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００５６】
【数７】
【００５７】
【数８】
その結果、Ｔ１のドレイン電流は次式となる。
【００５８】
【数９】
【００５９】
（２）Ｔ２は飽和動作が望ましい。従って、数式１０と数式１１とで表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００６０】
【数１０】
【００６１】
【数１１】
その結果、Ｔ２のドレイン電流は次式となる。
【００６２】
【数１２】
【００６３】
（３）Ｔ３は線型動作が好ましい。従って、数式１３で表される線型条件が満たされるのが望ましい。
【００６４】
【数１３】
その結果、Ｔ３のドレイン電流は次式となる。
【００６５】
【数１４】
【００６６】
（４）Ｔ４は線型動作が好ましい。従って、数式１５で表される線型条件が満たされるのが望ましい。
【００６７】
【数１５】
その結果、Ｔ４のドレイン電流は次式となる。
【００６８】
【数１６】
【００６９】
（５）Ｔ５は飽和動作するのが望ましい。従って、数式１７で表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００７０】
【数１７】
その結果、Ｔ５のドレイン電流は次式となる。
【００７１】
【数１８】
【００７２】
（６）Ｔ６は飽和動作するのが望ましい。従って、数式１９と数式２０とで表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００７３】
【数１９】
【００７４】
【数２０】
その結果、Ｔ６のドレイン電流は次式となる。
【００７５】
【数２１】
【００７６】
（７）Ｔ７は飽和動作するのが望ましい従って、数式２２で表される飽和条件が満たされるのが望ましい。
【００７７】
【数２２】
その結果、Ｔ７のドレイン電流は次式となる。
【００７８】
【数２３】
ここで、数式２２を満たす為に、数式２４とする。
【００７９】
【数２４】
δは例えば０．１Ｖ程度で、容易に飽和条件を満たすには１Ｖ程度未満が理想である。
【００８０】
次に数式１３と数式１５を満たす為に、数式２５とする。
【００８１】
【数２５】
これにより、少なくとも数式２６と数式２７とが満たされる様になる。
【００８２】
【数２６】
【００８３】
【数２７】
【００８４】
Ｔ７に関する数式２３と、Ｔ４に関する数式１６とから、次式が得られる。
【００８５】
【数２８】
この数式２８に数式２４と数式２５とを適応すると、次の様になる。
【００８６】
【数２９】
数式２９の右辺に関しては、数式３０を考慮する。
【００８７】
【数３０】
ここで数式３１とする。
【００８８】
【数３１】
こうすれば、数式３２が得られる。
【００８９】
【数３２】
即ち、Ｔ４はゲート電圧がＶth＋１Ｖ以上ならば、線型動作する。更に、Ｔ４での電位降下を確実に０．１Ｖ未満と小さくし、Ｔ４を線型動作させる為には、概ね次式が満たされれば良い。
【００９０】
【数３３】
数式３３は数式３４と変形される。
【００９１】
【数３４】
この場合、数式３５の関係が得られる。
【００９２】
【数３５】
即ち、明らかに線型条件（数式１５）は満たされる。
【００９３】
次に、総ての望ましい条件を満たす様に構成を定める。Ｔ７に関する数式２３とＴ６に関する数式２１に対して、数式３６とする。
【００９４】
【数３６】
こうすると、数式２１と数式２３とから数式３７が得られる。
【００９５】
【数３７】
【００９６】
次にＴ１に関する数式９とＴ５に関する数式１８とに対して、数式３８とする。
【００９７】
【数３８】
こうすると、数式３９が得られる。
【００９８】
【数３９】
Ｔ７とＴ４の議論（数式２８から数式３５までの議論）により、数式４０と数式４１で表される関係になっている。
【００９９】
【数４０】
【０１００】
【数４１】
数式３９に数式４１を代入し、数式３７と連立させると、数式４２と数式４３の解が得られる。
【０１０１】
【数４２】
【０１０２】
【数４３】
【０１０３】
Ｔ２に関する数式１２とＴ６に関する数式２１とからは、数式４４が得られる。
【０１０４】
【数４４】
数式４４に数式３７と数式４０とを代入すると、数式４５が得られる。
【０１０５】
【数４５】
【０１０６】
以下、高感度で高性能な測定を実現する為に、満たされる事が望ましい各条件を如何に満たすかを示す。
【０１０７】
好適条件としての数式７： 数式４１と数式４２とから数式７は、数式４６となる。
【０１０８】
【数４６】
【０１０９】
好適条件としての数式１０： 数式４０と数式４４とから数式１０は、数式４６となる。
【０１１０】
好適条件としての数式８： 数式８は、Ｖthが正なので、数式４７が成り立てば、確実に満たされる。
【０１１１】
【数４７】
【０１１２】
好適条件としての数式１１： 数式１１は、Ｖthが正なので、数式４８が成り立てば、確実に満たされる。
【０１１３】
【数４８】
【０１１４】
好適条件としての数式１３と数式１５： 数式１３と数式１５とは、数式２４と数式３４とで満たされる。
【０１１５】
好適条件としての数式１７： 数式１７は、数式４２と数式４３とから、数式４６となる。
【０１１６】
好適条件としての数式１９： 数式１９は、数式４２と数式４５とから、数式４９となる。
【０１１７】
【数４９】
ここで、数式５０とする。
【０１１８】
【数５０】
こうすると、好適条件としての数式１９は、数式５１と記載し直される。
【０１１９】
【数５１】
【０１２０】
好適条件としての数式２２： 数式２４から数式２２は、数式５２となる。
【０１２１】
【数５２】
これに数式４３を適応すると、数式２２は、数式５３となる。
【０１２２】
【数５３】
数式２４により、これは、数式５４を意味する。
【０１２３】
【数５４】
【０１２４】
今、数式５５の関係とする。
【０１２５】
【数５５】
すると、数式４３と数式４２とから、数式５６が得られる。
【０１２６】
【数５６】
即ち、Ｔ１とＴ５、Ｔ７にはほぼ均等なドレイン電圧が印可される。同様にＴ２、Ｔ６、Ｔ７にもほぼ均等なドレイン電圧が掛かる。尚、この際に数式２４と数式５５とにより、数式５７の関係となる。
【０１２７】
【数５７】
【０１２８】
結局、電位関係としては、数式５５と、数式２４，数式２５、数式５７、数式５０、数式５１とを満たす様にする。ここまでは分かり易くする為に総てのトランジスターをＮ型として考えてきたが、Ｐ型とＮ型とを共に考慮すると、これらの数式は表１及び表２の様に纏められる。尚、選択状態での電位をＨで表し、非選択状態での電位をＬで表す。又、ＨやＬに対して、Ｎ型トランジスターではＮの下付文字を付け、Ｐ型トランジスターではＰの下付文字を付ける。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
これらの電位関係は図６に示す方法で定められる。まず、Ｎ型薄膜トランジスターのしきい値電圧ＶthNとＰ型薄膜トランジスターのしきい値電圧ＶthPとを測定で求め、δNとγNとを定める。δNは数式２４に則し、０．１Ｖ程度から０．３Ｖ程度とする。又、γNは、数式２５に依り、最高位電位Ｈ2Nがあまりの大きくならない範囲で、比較的大きくする。例えば０．５Ｖ程度から５Ｖ程度とする。Ｎ型薄膜トランジスターのしきい値電圧ＶthNは正であり、Ｐ型薄膜トランジスターのしきい値電圧ＶthPは負である。次に、−δNと−γNとを其々δPとγPとする。γPが定まると、これを用いて、Ｖssを−ＶthP−γPと定める。これに依り使用する総ての電圧をゼロ以上にでき、負電圧を準備する必要が無くなる。次にＰ型トランジスターのしきい値電圧ＶthPの絶対値とＮ型トランジスターのしきい値電圧ＶthNの絶対値とを比較して、Ｐ型トランジスターのしきい値電圧ＶthPの絶対値の方が大きければ、ＶddをＶss−３（ＶthP＋δP）以上に定める。反対にＮ型トランジスターのしきい値電圧ＶthNの絶対値の方が大きければ、ＶddをＶss＋３（ＶthN＋δN）以上に定める。これでＶddが定まるので、Ｈ1NをＶddとし、Ｈ1PをＶssとする。以下、Ｈ2NはＶdd＋ＶthN＋γNとし、Ｈ2PはＶss＋ＶthP＋γPとし、Ｈ3NはＶss＋ＶthN＋δNとし、Ｈ3PはＶdd＋ＶthP＋δPとする。電位関係の一例を表３に掲げる。表３で網掛けの四種類の電圧は測定で得られたり、最初に設定されるもので、その他が表１乃至表２の手法で得られる電圧値である。
【０１３２】
【表３】
【０１３３】
トランジスターサイズに関しては、数式６と数式３４、数式３６、数式３８から数式５８とする。
【０１３４】
【数５８】
これらを図３の回路に適する様に変換するには、電子とホールとの移動度の差、及び第ｋ薄膜トランジスターＴｋ（ｋ＝１、２、３、４）がＮ型薄膜トランジスターＴＮｋとＰ型薄膜トランジスターＴＰｋとの直列結合である事を考慮する。まず移動度の差に関しては、ＴＮｋのＺとβと移動度とを其々ＺNkとβNとμNとで表し、ＴＰｋのＺとβと移動度とを其々ＺPkとβPとμPとで表し、これらの間にＺNkβN＝ＺPkβPとの関係式を成り立たせる。通常、Ｎ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターとでゲート絶縁膜の材質も厚みも同じなので、ＺNkμN＝ＺPkμPとの関係であっても良い。斯うする事でＰＮ両トランジスターにほぼ等しいドレイン電圧が掛かり、両トランジスターが均等に動作することになる。ＴｋがＴＮｋとＴＰｋとの直列結合である事に関しては、ＺNk＝２Ｚkとする。斯うする事で、ＴＮｋとＴＰｋとの直列結合をＮ型のＴｋで近似する事ができ、上述の議論が成り立つ。これらを纏めると、表４となる。
【０１３５】
【表４】
この様な電気関係とトランジスターサイズとを採用する事で、高感度で正確な計測が実現する。
【０１３６】
「平面レイアウト」
図７は、本実施形態に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図である。以下、図７を参照して、検出回路の平面レイアウトを説明する。
【０１３７】
検出回路３ではＴ１（ｉ，ｊ）が行列状に並んでいる。ｉ行ｊ列に位置するＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースｓはｊ列目の第一列線ＣＬ（ｊ）に接続し、ゲートＧはｉ行目の行線Ｒ（ｉ）に接続している。ＴＰ１（ｉ，ｊ）のソースｓはｊ列目の第二列線ＣＲ（ｊ）に接続し、ゲートＧはｉ行目の行線ＸＲ（ｉ）に接続している。更に、両トランジスターのドレイン同士が接続されている。ＴＰ１（ｉ，ｊ）のトランジスター幅は、ＺN1μN＝ＺP1μPとの関係を満たす様に、ＴＮ１（ｉ，ｊ）のトランジスター幅よりも広くなっている。ｊ列目の第一列線ＣＬ（ｊ）と第二列線ＣＲ（ｊ）とは第一の方向に平行に配線され、検出回路３の外側でそれぞれＴＰ３（ｊ）のソースとＶdd（図３参照）とに接続する。ｉ行目の行線Ｒ（ｉ）とＸＲ（ｉ）とは第二の方向に平行に配線され、検出回路３の外側で第一処理回路５２（図１参照）に接続する。
【０１３８】
ＴＮ１（ｉ，ｊ）のチャンネル形成領域とＴＰ１（ｉ，ｊ）のチャンネル形成領域とは互いに直交している。ＴＮ１（ｉ，ｊ）のチャンネル形成領域は、第一列線ＣＬ（ｊ）と第二列線ＣＲ（ｊ）とに平行に配置され、ＴＰ１（ｉ，ｊ）のチャンネル形成領域は、行線Ｒ（ｉ）と行線ＸＲ（ｉ）とに平行に配置される。即ち、ＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースドレイン方向は、第一列線ＣＬ（ｊ）と第二列線ＣＲ（ｊ）とに平行であり、ＴＰ１（ｉ，ｊ）のソースドレイン方向は、行線Ｒ（ｉ）と行線ＸＲ（ｉ）とに平行である。第二の方向（ｙ軸方向）に隣接する第一薄膜トランジスター間には、第一の方向（ｘ軸方向）に沿う線状の切れ目３１が基板２に入っている。換言すれば、切れ目３１とＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースドレイン方向とは平行であり、切れ目３１とＴＰ１（ｉ，ｊ）のソースドレイン方向とは垂直である。この曲げセンサー１は第一の方向に関して曲がり具合を検出する。薄膜トランジスターの電気特性は、図２に示す様に、ソースドレイン方向に平行に湾曲された場合にも、ソースドレイン方向に垂直に湾曲された場合にも、影響を被る。図７では、第一の方向に沿って線状の切れ目３１が設けられて居るので、第一薄膜トランジスターは第二の方向からの曲げ応力を受けず、第一の方向からの曲げ応力を主として受ける。この為に第二の方向からの曲げ応力干渉がなくなり、高精度な測定を可能としている。
【０１３９】
尚、図７で、切れ目３１は緩やかな曲線を描いているが、隣接する第一薄膜トランジスター間を、力学的に分離すればその形状は問われず、直線でも構わない。或いは切れ目３１は、複数の穴を第一の方向に沿って開口してあっても良い。
【０１４０】
「固定板の断面形状」
図８は、本実施形態に係わる曲げセンサーの断面の一部を説明する図である。又、図９は可撓領域に於ける固定板の厚みと距離との関係を説明する図である。更に、図１０は可撓領域に於ける固定板のたわみと距離との関係を説明する図である。ここでは可撓領域に於ける固定板の断面形状を、図８と図９と図１０とを用いて、説明する。
【０１４１】
図８は、図１のＡ−Ａ’の断面図である。曲げセンサー１は非可撓領域２１にて、基板２の背面を固定板７で固定されている。固定板７はＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルとブタジエン、及びスチレンの共重合合成樹脂）などの外観性が良く、靱性に優れた強固なプラスチックから構成され、殆ど曲がらない。一方、基板２は厚さ１００マイクロメーターのポリエステルフィルムで、柔軟性に富んでいる。基板２の表面には薄膜トランジスターで回路や配線が形成されているが、これらが可撓領域２２と非可撓領域２１との境界で破壊される恐れが僅かにある。これを完全に（ほぼ１００％）回避する為に、固定板７は可撓領域２２にもはみ出して形成され、その厚みを可撓領域２２では徐々に減じている。こうする事で、回路や配線の信頼性が著しく増す事になる。以下では固定板７の形状をどうすれば、信頼性の高い曲げセンサー１を実現できるかを論ずる。
【０１４２】
図８に示す様に、可撓領域２２に於ける固定板７は、その断面幅が下側から上側に向かうに従って広がっており、固定板７の上面にてその幅を最大にしている。即ち、ｘ軸方向に対しては、可撓領域２２に於ける固定板７の厚みは、原点Ｏ（可撓領域２２と非可撓領域２１との境界で、固定板７が厚みを減じ始める位置）から離れるに従って、薄くなっている。以下では、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さｔ（ｘ）を原点Ｏからの距離ｘの関数で表した際に、どう云った関数としたら好ましいかを示す。即ち、好適例として、厚さが距離の一次式で表現される形態と、平方根で表現される形態、立方根で表現される形態、が示される。可撓領域２２に於ける固定板７の幅ＷHが同じ場合、最も強い荷重に耐えられ、最も柔軟性に富むのは一次式の形態である事や、応力を可撓領域２２に於ける固定板７全体で均一に受け止めるのが平方根の形態である事、曲率半径が可撓領域２２に於ける固定板７全体で同一になるのが立方根の形態である事、等が示される。
【０１４３】
（好適例１）厚さが距離の一次式で表現される形態
第一の具体例では、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さｔ（ｘ）が距離ｘに対して線型関係にあり、数式５９にて記述される。
【０１４４】
【数５９】
ここでＷHは可撓領域２２に於ける固定板７の幅であり、αは傾斜パラメーター、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さは原点Ｏ（ｘ＝０）にてｔ0であり、先端（エッジ、ｘ＝ＷH）にてｔE＝αｔ0である。図９には実線Ｌにて数式５９にて表される距離（ｘ／ＷH）と厚み（ｔ（ｘ）／ｔ0）との関係を、α＝０．２として描いてある。可撓領域２２に於いて、固定板７の厚みが距離の一次関数で表され、原点から離れるに従って線型に薄くなっているのが分かる。
【０１４５】
可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に（ｚ軸に平行に）加えられた際に、荷重が先端部に集中しているとの近似で、モーメントの釣り合いから導かれる基本方程式は、数式６０である。
【０１４６】
【数６０】
尚、ここでＲは可撓領域２２に於ける固定板７がたわんだ際の曲率半径、ｚは可撓領域２２に於ける固定板７のｚ方向へのたわみ量、Ｅは固定板７のヤング率、ＬHは固定板７の長さである。数式６０に対する境界条件は、数式６１である。
【０１４７】
【数６１】
数式６０を数式６１の元に解くと、数式６２の解が得られる。
【０１４８】
【数６２】
これが可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に加えられた際の、距離（ｘ）とたわみ（ｚ（ｘ））との関係である。図１０にこの関係を、α＝０．２として、縦軸を規格化されたたわみ量（ｚ（ｘ）／（ＦＷH3／（ＥＬHｔ03）））で、横軸を規格化された距離（ｘ／ＷH）として、実線Ｌにて描いてある。荷重Ｆに対し、可撓領域２２に於ける固定板７が優れた柔軟性を有している事が判る。可撓領域２２に於ける固定板７の端部に於けるたわみｚEは、数式６２でｘ＝ＷHと置いて、数式６３となる。
【０１４９】
【数６３】
又、可撓領域２２に於ける固定板７の上での曲げ応力σは、固定板７の歪みをεとして、数式６４で表される。
【０１５０】
【数６４】
この式から曲げ応力が最大となるのは、ｘ＝（１−２α）／（１−α）・ＷHで、０≦α＜０．５の時に、数式６５となる。
【０１５１】
【数６５】
可撓領域２２に於ける固定板７をなす材料の曲げ強さ（国際標準化機構のＩＳＯ１７８が定め、三点曲げ試験から得られる曲げ強さ）をσbとすると、σMaxがσbよりも小さくなる条件（数式６６）を満たしている限り、可撓領域２２に於ける固定板７は破断しない。
【０１５２】
【数６６】
従って、可撓領域２２に於ける固定板７は、使用時に想定される荷重の線密度（Ｆ／ＬH）と可撓領域２２に於ける固定板７の曲げ強さσbとを元に、数式６６を満たす様に幅ＷHや原点Ｏに於ける厚みｔ0、傾斜パラメーターαを定める。或いは、使用時に想定される最もきつい曲率半径をＲ（Ｍ）inとし、それが曲げ応力の最大になる場所での曲率半径に一致しても可撓領域２２に於ける固定板７が破断しない条件とする。曲げ応力が最大になる場所での可撓領域２２に於ける固定板７の厚みをｔMとして、σMaxがσbよりも小さくなる条件は、数式６７である。
【０１５３】
【数６７】
従って、数式６７を満たす様に厚みｔ0と傾斜パラメーターαとを定める。即ち、可撓領域２２に於ける固定板７の先端での厚みｔE＝αｔ0を、数式６７を満たす様にすると、使用時に可撓領域２２に於ける固定板７が破断することはない。本実施形態では、可撓領域２２に於ける固定板７はＡＢＳ樹脂からなり、そのヤング率はＥ＝２０００ＭＰで、曲げ強さはσb＝５０ＭＰａである。使用時に想定される最もきつい曲率半径は１０ｍｍであるので、先端での厚みは、数式６７に従って、０．２５ｍｍ未満でなければならない。実際には、ｔ0＝１ｍｍでα＝０．２、先端部の厚みは０．２ｍｍ、ＷH＝５ｍｍであったので、数式９を満たしているにのみならず、曲率半径を８ｍｍに小さくされるまで可撓領域２２に於ける固定板７は破断しない様にされている。尚、可撓領域２２を強く屈曲させて、その結果として可撓領域２２に於ける固定板７がたわみ、可撓領域２２に於ける固定板７での最小曲率半径が８ｍｍ未満になった際に破断が生ずる恐れのある位置はおおよそ、ｘ＝０．８８９ＷHである。
【０１５４】
尚、０．５≦α＜１の場合には、曲げ応力が最大に成るのはｘ＝０で、その値σMaxと曲率半径Ｒ0とは、それぞれ数式６８で表される。
【０１５５】
【数６８】
使用時に想定される最も厳しい荷重線密度（Ｆ／ＬH）や最もきつい曲率半径をＲ（Ｍ）inに対して、数式６９を満たす様にＷHやｔ0を定める。
【０１５６】
【数６９】
例えば先と同じＡＢＳ樹脂で可撓領域２２に於ける固定板７を作成し、同じ最小曲率半径を想定すると、数式１１に則り、ｔ0＜０．５ｍｍとする。
【０１５７】
（好適例２）厚さが距離の平方根で表現される形態
第二の具体例では、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さｔ（ｘ）が距離ｘに対して平方根の関係にあり、数式７０と記述される。
【０１５８】
【数７０】
図９には点線ＳＲにて数式１２にて表される距離（ｘ／ＷH）と厚み（ｔ（ｘ）／ｔ0）との関係を描いてある。固定板７の厚みが距離の平方根に比例して薄くなり、取り分け、先端（ｘ＝ＷH）付近で急にではあるが、なめらかに薄くなっているのが分かる。
【０１５９】
可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に（ｚ軸に平行に）加えられた際に、荷重が先端部に集中しているとの近似で、モーメントの釣り合いから導かれる基本方程式は、数式７１である。
【０１６０】
【数７１】
境界条件は具体例１と同じで、数式６１にて与えられる。数式７１を数式６１の元に解くと、数式７２の解が得られる。
【０１６１】
【数７２】
これが可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に加えられた際の、距離（ｘ）とたわみ（ｚ（ｘ））との関係で、図１０にこの関係を点線ＳＲにて描いてある。荷重Ｆに対し、可撓領域２２に於ける固定板７が柔軟性を有している事が判る。可撓領域２２に於ける固定板７の端部に於けるたわみｚEは、数式７３で表される。
【０１６２】
【数７３】
又、可撓領域２２に於ける固定板７の上での曲げ応力σは数式７４となる。
【０１６３】
【数７４】
曲げ応力は可撓領域２２に於ける固定板７の幅方向で均一となる。即ち、幅方向の特定の位置で破断し易い様な事はなくなる。曲げセンサー１の使用時に可撓領域２２を屈曲させると、可撓領域２２の屈曲に伴う応力が発生し、その応力の一部を可撓領域２２に於ける固定板７が曲げ応力として受け持つことになるが、それが可撓領域２２に於ける固定板７上で均一になる。換言すれば、可撓領域２２に於ける固定板７の特定箇所に応力が集中する事がなくなるので、その意味から曲げセンサー１の機械的耐久性が向上することになる。可撓領域２２に於ける固定板７が曲げ応力で破断されない条件は、数式７５である。
【０１６４】
【数７５】
使用時に想定される最も厳しい荷重線密度（Ｆ／ＬH）に対して、数式７５を満たす様にｔ0やＷHを定める。厚みが距離に対して平方根の関係にある場合、最も曲がりにくい点はｘ＝０であるから、ｘ＝０に於ける曲率半径Ｒ0を用いて、Ｒ0＝Ｒ（Ｍ）inとされた時に、ｘ＝０に於ける曲げ応力σ0が曲げ強さσbよりも小さく、数式７６を満たせば、曲げセンサー１が屈曲されても可撓領域２２に於ける固定板７は破断しない。
【０１６５】
【数７６】
即ち、使用時に想定される最もきつい曲率半径Ｒ（Ｍ）inに対して、数式７６を満たす様にｔ0を定める。例えば先と同じＡＢＳ樹脂で可撓領域２２に於ける固定板７を作成し、同じ最小曲率半径を想定すると、数式７６に則り、ｔ0＜０．５ｍｍとすれば、使用時に可撓領域２２に於ける固定板７が破断する恐れはない。この場合、非可撓領域２１に於ける固定板７は１ｍｍ以上の厚みを持たせ、原点Ｏで階段状に厚みを減じてｔ0とし、非可撓領域２１では固定板７の厚みをｔ0から距離の平方根に比例して薄くして行く。
【０１６６】
尚、プラスチックにて可撓領域２２に於ける固定板７を作製する際に、厚みを正確に数式７０にて表される平方根の関係に加工するのは大変である。この場合は好適例１で示した線型関係で近似させる事ができる。即ち、数式７７とする。
【０１６７】
【数７７】
一例として、α＝０．３９５とした際のたわみを図１０の実線Ｌ２にて描く。実線Ｌ２と点線ＳＲとが良く一致している事が判る。この線型近似で、曲げ応力は可撓領域２２に於ける固定板７の幅方向でほぼ均一となり、厚みが線型関係の時の効果に加え、平方根の時と同様な効果が期待でき、更に製造加工も容易になる。
【０１６８】
（好適例３）厚さが距離の立方根で表現される形態
第三の具体例では、可撓領域２２に於ける固定板７の厚さｔ（ｘ）が距離ｘに対して立方根の関係にあり、数式７８と記述される。
【０１６９】
【数７８】
図９には一点鎖線ＣＲにて数式７８にて表される距離（ｘ／ＷH）と厚み（ｔ（ｘ）／ｔ0）との関係を描いてある。固定板７の厚みが距離の立方根に比例して薄くなり、取り分け、先端（ｘ＝ＷH）付近で急にではあるが、なめらかに薄くなっているのが分かる。
【０１７０】
可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に（ｚ軸に平行に）加えられた際に、荷重が先端部に集中しているとの近似で、モーメントの釣り合いから導かれる基本方程式は、数式７９である。
【０１７１】
【数７９】
この場合、曲率半径は距離ｘに依存せず、一定となる。即ち可撓領域２２に於ける固定板７の何処も同じ曲率半径を有しながら均一に変形する。可撓領域２２の固定板７を屈曲させた際に、固定板７は可撓領域２２内で同一の曲率半径で綺麗に曲がる事になる。即ち、可撓領域２２の曲げに対する耐久性を向上させる事ができる。境界条件は具体例１と同じで、数式６１にて与えられる。数式７９を数式６１の元に解くと、数式８０の解が得られる。
【０１７２】
【数８０】
これが可撓領域２２に於ける固定板７に荷重Ｆが垂直に加えられた際の、距離（ｘ）とたわみ（ｚ（ｘ））との関係で、図１０にこの関係を一点鎖線ＣＲにて描いてある。荷重Ｆに対し、可撓領域２２に於ける固定板７が柔軟性を有している事が判る。可撓領域２２に於ける固定板７の端部に於けるたわみｚEは、数式８１である。
【０１７３】
【数８１】
又、可撓領域２２に於ける固定板７の上での曲げ応力σは数式８２となる。
【０１７４】
【数８２】
即ち、ｘ＝０にて歪みも曲げ応力も最大となる。可撓領域２２に於ける固定板７が曲げ応力で破断されない条件は、数式８３である。
【０１７５】
【数８３】
使用時に想定される最も厳しい荷重線密度（Ｆ／ＬH）に対して、数式８３を満たす様にｔ0やＷHを定める。厚みが距離に対して立方根の関係にある場合、屈曲時に最も破断しやすい点はｘ＝０であるから、Ｒ0＝Ｒ（Ｍ）inとされた時に、ｘ＝０に於ける曲げ応力σ0が曲げ強さσbよりも小さく、数式８４を満たせば、曲げセンサー１が屈曲されても可撓領域２２に於ける固定板７は破断しない。
【０１７６】
【数８４】
即ち、使用時に想定される最もきつい曲率半径Ｒ（Ｍ）inに対して、数式８４を満たす様にｔ0を定める。例えば先と同じＡＢＳ樹脂で可撓領域２２に於ける固定板７を作成し、同じ最小曲率半径を想定すると、数式８４に則り、ｔ0＜０．５ｍｍとすれば、使用時に可撓領域２２に於ける固定板７が破断する恐れはない。この場合、非可撓領域２１に於ける固定板７は１ｍｍ以上の厚みを持たせ、原点Ｏで階段状に厚みを減じてｔ0とし、非可撓領域２１では固定板７の厚みを距離の立方根に比例して薄くして行く。
【０１７７】
尚、プラスチックにて可撓領域２２に於ける固定板７を作製する際に、厚みを正確に数式７８にて表される立方根の関係に加工するのは大変である。この場合は好適例１で示した線型関係で近似させる事ができる。即ち、数式８５とする。
【０１７８】
【数８５】
一例として、α＝０．５８とした際のたわみを図１０の実線Ｌ３にて描く。実線Ｌ３と一点鎖線ＣＲとが良く一致している事が判る。この線型近似で、可撓領域２２に於ける固定板７の曲率半径はほぼ均一となり、厚みが線型関係の時の効果に加え、立方根の時と同様な効果が期待でき、更に製造加工も容易になる。
【０１７９】
図１１は、本実施形態の効果を説明する断面図であり、（ａ）は比較例の曲げセンサーに下向きの荷重を加えた状態で、（ｂ）は本実施形態の曲げセンサーに下向きの荷重を加えた状態を表す。
【０１８０】
図１１（ａ）に示す比較例の曲げセンサー１では、非可撓領域２１だけに固定板７が設けられている。この比較例に対し、図１１（ｂ）に示す本実施形態の曲げセンサー１には、可撓領域２２に原点からの距離に対して次第に薄くなる固定板７が設けられている。比較例の曲げセンサー１では、図１１（ａ）に示す様に、可撓領域２２が凸型に屈曲された際に、固定板７の角が可撓領域２２にくい込み、局所的に極めて強いくい込み圧力Ｐを基板２に及ぼす。図１１では、くい込み圧力Ｐの強さを矢印の長短で表現し、くい込み圧力Ｐの及ぶ範囲を矢印の幅の広さで表現してある（従って数学的には矢印の長さと幅との積がくい込み力になり、図１１（ａ）と図１１（ｂ）とでこの積の値は一致する）。これに対して、本実施形態の曲げセンサー１では、図１１（ｂ）に示す様に、可撓領域２２が凸型に屈曲されても、可撓領域２２に於ける固定板７が面で幅広く、弱いくい込み圧力Ｐを基板２に及ぼす。この為に、比較例の曲げセンサー１に於いては、くい込み圧力Ｐによって、基板２上の回路や配線が影響を受けたり、特性が変化したりする恐れが僅かに残るが、本実施形態の曲げセンサー１に於いては、くい込み圧力Ｐによって、こうした事態が発生する可能性は殆どゼロになる。更に、可撓領域２２の幅方向においては、固定板７は原点Ｏから離れるに従い厚みを減じているので、固定板７の先端（エッジ）では殆どくい込み圧力Ｐは発生せず、端部への応力集中に伴う回路や配線の悪影響を完全に（ほぼ１００％）防止する事ができる。強いくい込み圧力は、回路や配線を破壊する恐れ（回路や配線にクラックが入って配線が断線する恐れ）があるので、これを弱くする事は曲げセンサー１の製造時における破損を抑制して生産性を高めると共に、使用時における機械的信頼性を高める事になる。
【０１８１】
「曲げセンサーの製造方法」
曲げセンサー１では、柔軟性を有するプラスチックフィルムの基板２に薄膜回路を形成してあるが、ここでは曲げセンサー１の製造方法を述べる。具体的には、最初にガラス基板に形成された薄膜回路を剥離して、プラスチックフィルムに転写する方法で曲げセンサー１を製造する。
【０１８２】
第一工程として、製造元基板となるガラス基板上に剥離層を設ける。剥離層は厚みが５０ｎｍ程の水素化非晶質シリコン膜である。この剥離層上に下地絶縁膜となる酸化硅素膜を成膜した後に、薄膜トランジスターなどからなる薄膜回路を製造する。薄膜回路は、公知の低温工程多結晶シリコン薄膜トランジスターの製造方法を適応する。具体的には、下地絶縁膜上にレーザー結晶化された多結晶シリコン半導体層を設け、その後に、酸化硅素膜を用いたゲート絶縁層と、アルミニウム又はアルミニウムに添加物を加えた金属を用いたゲート電極とを作成する。更に、酸化硅素膜を用いた第一層間絶縁層、アルミニウム又はアルミニウムに添加物を加えた金属を用いたソースコンタクト及びドレインコンタクト、ポリイミド系の樹脂を用いた第二層間絶縁層（保護膜）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いた電極端子（実装端子）を作成する。
【０１８３】
次に第二工程として、仮接着剤を薄膜回路表面に塗布し、製造元基板を仮転写基板に貼り付ける。仮接着剤としては、アクリル系の樹脂に水溶性を与えるべくポリビニルピロリドン樹脂を混合したものを用いる。仮転写基板は平滑なガラス基板である。
【０１８４】
次に第三工程として、製造元基板を取り外し、薄膜回路を仮転写基板に移す。製造元基板を取り外す方法としては、製造元基板裏面からレーザー光を照射して剥離層の内部又は界面に於ける密着力を弱め、次いで製造元基板と仮転写基板とを引き剥がす。こうする事で薄膜回路は仮転写基板に移される。
【０１８５】
次に第四工程して、薄膜回路裏面に残る剥離層を除去し、例えばイオナイザーを用いて薄膜回路裏面に存在する電荷を除去する。此により剥離帯電や乾燥時の空気との摩擦帯電を或る程度除去できる。
【０１８６】
次に第五工程として、例えばアクリル系の樹脂からなる永久接着剤を用いてプラスチックフィルムの第一面側に薄膜回路裏面を貼り付ける。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ：Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）などのポリエステルフィルムを用いることができる。
【０１８７】
プラスチックフィルムを貼り付けた後、第六工程として、プラスチックフィルム第二面側（第一面側と反対の面）の非可撓領域２１となるべき場所に永久接着剤を用いて固定板７を接着する。この永久接着剤は第五工程で用いた永久接着剤と同じであっても構わないし、異なっていても構わないが、仮接着剤を溶解する溶媒には溶けない材質である。固定板７の接着に前後して、レーザー加工などを利用して、切れ目３１をいれる。こうした作業は仮転写基板が付いた状態で行われるので、基板２が柔軟性を有していても取り扱いが容易で、曲げセンサー１の製造も困難なく行われる。
【０１８８】
次に第七工程として、仮接着剤を溶解する溶媒（この場合には水）を用いて仮転写基板を外す。その後、仮接着剤を洗浄して除去する。
【０１８９】
次に第八工程として、実装作業を行う。まず、非可撓領域２１に設けられた実装端子にテープ配線を実装する。この際には異方性導電ペーストや異方性導電フィルム（これらを併せて異方性導電接着剤と呼ぶ）を実装端子とテープ配線との間に配置して両者を接着する。テープ配線は曲げセンサー１外に設けられた外部コントローラーに接続される。こうして、曲げセンサー１が完成する。
【０１９０】
尚、基板２は上述のプラスチックフィルムの他に、厚みが５０マイクロメーターから５００マイクロメーター程度の薄い金属箔や、厚みが１０マイクロメーターから２００マイクロメーター程度の薄いガラスであっても良い。又、製造方法も厚いガラスに薄膜回路を形成した後にガラスを薄く削る方法や、プラスチックフィルムや金属箔に直接薄膜回路を形成する方法であっても良い。直接形成する場合には非晶質シリコン薄膜トランジスターや、亜鉛又は錫を含む酸化物を半導体層に利用した酸化物薄膜トランジスター等を利用することが出来る。
【０１９１】
上述した通り、本実施形態に係わる曲げセンサー１によれば、以下の効果を得る事ができる。
曲げセンサー１が、可撓領域２２に形成された第一薄膜トランジスターや、非可撓領域２１に形成された第二薄膜トランジスター等の薄膜トランジスターから構成されるので、空間分解能が極めて高くする事ができる。又、ＴＮ１とＴＰ１とが直交するので、計測感度が高くなる。
【０１９２】
又、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとを備え、これらがカレントミラー対をなして、第一薄膜トランジスターや第二薄膜トランジスターと接続可能であるので、曲がり具合（曲率）を正確に計測できる。
【０１９３】
又、第一電源と第二電源と第七薄膜トランジスターとを備え、第七薄膜トランジスターが定電流源と成り得るので、曲がりに関する信号増幅が線型となり、曲げストレスに比例した電位を正確に計測できる。
【０１９４】
又、曲げを検出する第一薄膜トランジスターを第一の方向に複数個配置して、個別に選択するので、第一の方向に関する曲がりの空間分布を計測できる。従って、曲がり具合が第一の方向に沿って複数ヶ所であっても、正確に曲がり具合を計測できる。
【０１９５】
又、曲げを検出する第一薄膜トランジスターを第二の方向に複数個配置して、個別に選択するので、第二の方向に関する曲がりの空間分布を計測できる。従って、曲がり具合が第二の方向に沿って複数ヶ所であっても、正確に曲がり具合を計測できる。
【０１９６】
又、第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターとが第二の方向での選択回路の一部として機能するので、第二の方向に於ける曲がり具合の情報が干渉する事を防げる。又、第三薄膜トランジスターも第四薄膜トランジスターもＮ型トランジスターとＰ型トランジスターとが直列接続されているので、万が一、これらのトランジスターのフラットバンド電圧はしきい値電圧がずれても、正確な計測ができる。
【０１９７】
又、可撓領域２２に位置する第一薄膜トランジスターの電気特性と非可撓領域２１に位置する第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、曲がり具合を計測するので、曲がり具合を正確に計測できる。
又、第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターと第七薄膜トランジスターとがＮ型であり、第二電源が負電源であるので、Ｐ型の薄膜トランジスターを用いずにＮ型の薄膜トランジスターで曲げセンサー１を実現できる。
【０１９８】
（実施形態２）
「イコライズ回路が配置されている形態」
図１２は、実施形態２に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。又、図１３は、実施形態２に係わる曲げセンサーにて曲がり具合を計測する際に、回路を駆動させるタイミングチャートを説明する図である。以下、本実施形態に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【０１９９】
本実施形態（図１２）は実施形態１（図３）と比べて、第五薄膜トランジスターＴＮ５のドレインと第六薄膜トランジスターＴＮ６のドレインとの間にイコライズ回路を備える点が異なっている。それに伴って、タイミングチャート（図１３）でも実施形態１のタイミングチャート（図４）と比べて、各計測セルの選択期間内にプリチャージ期間が設けられる様になる。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２００】
図１２に示す様に、本実施形態ではイコライズ回路として第八薄膜トランジスターＴ８が出力回路４に設けられて居る。第八薄膜トランジスターＴ８はＮ型第八薄膜トランジスターＴＮ８とＰ型第八薄膜トランジスターＴＰ８とが直列接続しており、ＴＮ８乃至はＴＰ８のソースドレインの一方はＴＮ５のドレインに接続してＸＬＤＯＵＴとなり、他方はＴＮ６のドレインに接続してＬＤＯＵＴとなる。ＴＮ８のゲートには第二制御信号Ｃｎｔ２が供給され、ＴＰ８のゲートには反転第二制御信号ＸＣｎｔ２が供給される。尚、プリチャージ期間（選択期間の前半）を短くするには、ＴＮ８及びＴＰ８のオン電流は大きい事が望まれ、それ故、ＴＮ８やＴＰ８のトランジスターサイズはＴＮ３やＴＰ３、及びＴＮ４やＴＰ４のトランジスターサイズと同じにする事（ＺN3＝ＺN4＝ＺN8及びＺP3＝ＺP4＝ＺP8）が好ましい。
【０２０１】
次に図１３を参照して、曲げセンサー１の回路駆動方法を説明する。行列状に配置された複数の第一薄膜トランジスターから特定の一つが選択されると（即ち特定の一つの計測セルが選択されると）、その選択期間の前半はＸＬＤＯＵＴの電位Ｖ5とＬＤＯＵＴの電位Ｖ6とをＶddへとプリチャージし、選択期間の後半で曲がり具合を計測する。第一制御信号Ｃｎｔ１は、選択期間の前半に非選択電位Ｌ（Ｖss）となり、選択期間の後半に選択電位Ｈ3Nとなる。Ｈ3Nの電位値は実施形態１で論じた通りである。第二制御信号Ｃｎｔ２は、第一制御信号Ｃｎｔ１に対して相補的で、電位振幅が異なる信号となる。即ち、第二制御信号Ｃｎｔ２は、選択期間の前半に選択電位Ｈ4Nとなり、選択期間の後半に非選択電位Ｌ（Ｖss）となる。反転第二制御信号ＸＣｎｔ２は、第二制御信号Ｃｎｔ２に対して相補的な信号となる。即ち、反転第二制御信号ＸＣｎｔ２は、第一制御信号Ｃｎｔ１と同位相で、電位振幅が異なる信号となる。反転第二制御信号ＸＣｎｔ２は、選択期間の前半に選択電位Ｈ4Pとなり、選択期間の後半に非選択電位Ｌ（Ｖdd）となる。高速測定を実現する為に、非選択電位に対する選択電位の電位差（Ｈ4N−Ｖss及びＨ4P−Ｖdd）は大きい方が好ましく、Ｈ4NとＨ4Pとを、其々、例えば実施形態１で論じたＨ2NとＨ2Pとする事が望ましい。こうすると、選択期間の前半ではＴＮ７がオフ状態になり、Ｔ８がオン状態になるので、ＸＬＤＯＵＴの電位Ｖ5とＬＤＯＵＴの電位Ｖ6とをＶddへと等しくできる。出力が等しくなった後に、選択期間の後半で曲がり具合を計測するので、一つの計測と次の計測（例えば計測セル（ｉ，ｊ）の計測と次の計測セル（ｉ，ｊ＋１）の計測）とで、前の計測結果（計測セル（ｉ，ｊ）の計測結果）が後の計測結果（計測セル（ｉ，ｊ＋１）の計測結果）に干渉する事がなくなり（これらが干渉すると干渉を排除する為に計測時間は長くなる）、正確な計測を迅速に実施できる様になる。
【０２０２】
上述した通り、本実施形態に係わる曲げセンサー１によれば、実施形態１での効果に加え、以下の効果を得る事ができる。
イコライズ回路を備えているので、曲がり具合の計測を空間的及び時間的に順次繰り返して行う際に、各計測の間に出力電位をリセットできる。その結果、迅速に正確な計測を実現できる。又、イコライズ回路がＮ型トランジスターとＰ型トランジスターとの直列接続となっているので、万が一、これらのトランジスターのフラットバンド電圧又はしきい値電圧がずれても、どちらかのトランジスターが必ず計測時に（選択期間の後半に）ＬＤＯＵＴとＸＬＤＯＵＴとを遮断するので、正確な計測ができる。
【０２０３】
（実施形態３）
「定電流源が二つ配置されている形態」
図１４は、実施形態３に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、本実施形態に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１乃至２と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【０２０４】
本実施形態（図１４）は実施形態２（図１２）と比べて、電流源トランジスターを２個備えている点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１乃至２とほぼ同様である。
【０２０５】
図１４に示す様に、本実施形態では電流源トランジスターとしてＮ型第七薄膜トランジスターＴＮ７とＰ型第七薄膜トランジスターＴＰ７とが出力回路４に設けられて居る。即ち、図１２に示す実施形態２にＰ型第七薄膜トランジスターＴＰ７が追加されている。ＴＰ７のソースは正電源Ｖddに接続し、ドレインはＴＰ１（ｉ，ｊ）のソース及びＴＰ２のソースに接続し、ゲートには反転第一制御信号ＸＣｎｔ１が入力される。反転第一制御信号ＸＣｎｔ１は、第一制御信号Ｃｎｔ１に対して相補的な信号となる。即ち、計測時には選択電位としてＨ3Pが導入され、プリチャージ期間などの非計測時には非選択電位としてＶddが導入される。Ｈ3Pは実施形態１の表１に記載されている。
【０２０６】
電流源トランジスターが２つ直列に設けられた事に伴い、Ｎ型第七薄膜トランジスターＴＮ７のトランジスターサイズを、実施形態１のＮ型第七薄膜トランジスターＴＮ７のトランジスターサイズの倍にする。即ち、実施形態１でのＴＮ７のトランジスターサイズＺ7に対して、本実施形態のＮ型第七薄膜トランジスターＴＮ７のトランジスターサイズＺN7をＺN7＝２Ｚ7とする。又、Ｐ型第七薄膜トランジスターＴＰ７のトランジスターサイズＺP7に関しては、ＺN7βN＝ＺP7βPの関係とする。ゲート絶縁膜の材質と厚みとがＮ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターとで同じ場合、ＺN7μN＝ＺP7μPとの関係としても良い。斯うした関係を満たす事で、実施形態１乃至２で論じた効果がそのまま活かせられる。
【０２０７】
上述した通り、本実施形態に係わる曲げセンサー１によれば、実施形態１での効果に加え、以下の効果を得る事ができる。
薄膜トランジスターでは寄生バイポーラ効果が働いて、飽和電流が飽和しない場合がある。斯うした場合でも、本実施形態では電流源トランジスターが二個配置されているので、飽和電流を一定値に保つことができ、それ故に正確な計測が行われる。
【０２０８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加える事が可能である。変形例を以下に述べる。
【０２０９】
（変形例１）
「電流源トランジスターとカレントミラー対とがＰＭＯＳにて形成されている形態」
図１５は、変形例１に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１５）は実施形態１（図３）と比べて、電流源とカレントミラー対とを構成する薄膜トランジスターの伝導型が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２１０】
実施形態１ではＮ型薄膜トランジスターを用いて電流源とカレントミラー対を構成していたが、本変形例ではＰ型薄膜トランジスターＴＰ５からＴＰ７を用いてこれらの回路を構成する。この場合、第一電源が負電源Ｖssとなり、第二電源が正電源Ｖddとなる。本変形例では、第五薄膜トランジスターＴＰ５と第六薄膜トランジスターＴＰ６とがカレントミラー対をなしている。曲げセンサー１は、更に第七薄膜トランジスターＴＰ７を備える。第七薄膜トランジスターＴＰ７は電流源トランジスターである。第五薄膜トランジスターＴＰ５のソースと第六薄膜トランジスターＴＰ６のソースとは、第七薄膜トランジスターＴＰ７のドレインに接続し、第七薄膜トランジスターＴＰ７のソースは第二電源に接続する。第七薄膜トランジスターＴＰ７のゲートには反転第一制御信号ＸＣｎｔ１が供給される。
【０２１１】
Ｐ型第三薄膜トランジスターＴＰ３（ｊ）のソースは第五薄膜トランジスターＴＰ５のドレインに接続し、Ｎ型第三薄膜トランジスターＴＮ３（ｊ）のソースはＰ型第一薄膜トランジスターＴＰ１（ｉ，ｊ）のソースに接続する。同様に、Ｐ型第四薄膜トランジスターＴＰ４（ｊ）のソースは第六薄膜トランジスターＴＰ６のドレインに接続し、Ｎ型第四薄膜トランジスターＴＮ４（ｊ）のソースはＰ型第二薄膜トランジスターＴＰ２のソースに接続する。Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースとＮ型第二薄膜トランジスターＴＮ２のソースとが第二電源のＶssに接続する。Ｔ１からＴ４は其々Ｎ型薄膜トランジスターとＰ型薄膜トランジスターとが直列接続しているが、電位の高い方に（Ｖdd側に）Ｐ型薄膜トランジスターを配置し、電位の低い方に（Ｖss側に）Ｎ型薄膜トランジスターを配置する。従って、これらのトランジスターではＰ型薄膜トランジスターのドレインとＮ型薄膜トランジスターのドレインとが接続されている。
【０２１２】
トランジスターサイズに関しては、実施形態１と同じである。又、駆動方法も実施形態１乃至３と同じで、電流源トランジスターのＴＰ７のゲートには、実施形態３にて詳述した、反転第一制御信号ＸＣｎｔ１が入力される。
【０２１３】
（変形例２）
「電流源トランジスターとカレントミラー対とがＰＭＯＳで形成され、イコライズ回路が配置されている形態」
図１６は、変形例２に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１乃至２と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１６）は実施形態２（図１２）と比べて、電流源とカレントミラー対とを構成する薄膜トランジスターの伝導型が異なっている。それ以外の構成は、実施形態２とほぼ同様である。
【０２１４】
実施形態２ではＮ型の薄膜トランジスターを用いて電流源とカレントミラー対とを構成していたが、本変形例ではＰ型の薄膜トランジスターＴＰ５からＴＰ７を用いてこれらの回路を構成する。即ち、変形例１（図１５）に第八薄膜トランジスターＴ８を付加した形態となる。第八薄膜トランジスターＴ８はＮ型第八薄膜トランジスターＴＮ８とＰ型第八薄膜トランジスターＴＰ８とが直列接続しており、ＴＮ８乃至はＴＰ８のソースドレインの一方はＴＰ５のドレインに接続してＸＬＤＯＵＴとなり、他方はＴＰ６のドレインに接続してＬＤＯＵＴとなる。ＴＮ８のゲートには第二制御信号Ｃｎｔ２が供給され、ＴＰ８のゲートには反転第二制御信号ＸＣｎｔ２が供給される。尚、変形例１と同様、第一電源が負電源Ｖssとなり、第二電源が正電源Ｖddとなる。
【０２１５】
トランジスターサイズに関しては、実施形態２と同じである。又、駆動方法も実施形態１乃至３及び変形例１の記載と同じである。
【０２１６】
（変形例３）
「電流源トランジスターとカレントミラー対とがＰＭＯＳで形成され、定電流源が二つ配置されている形態」
図１７は、変形例３に係わる曲げセンサーの回路を説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１乃至３と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１７）は実施形態３（図１４）と比べて、電流源とカレントミラー対とを構成する薄膜トランジスターの伝導型が異なっている。それ以外の構成は、実施形態３とほぼ同様である。
【０２１７】
実施形態３ではＮ型の薄膜トランジスターを用いて電流源とカレントミラー対とを構成していたが、本変形例ではＰ型の薄膜トランジスターＴＰ５からＴＰ７を用いてこれらの回路を構成する。即ち、変形例２（図１６）にＮ型第七薄膜トランジスターＴＮ７を付加した形態となる。Ｎ型第七薄膜トランジスターＴＮ７のソースは負電源Ｖssに接続しており、ドレインはＴＮ１（ｉ，ｊ）のソースとＴＮ２のソースとに接続し、ゲートには第一制御信号Ｃｎｔ１が供給される。
【０２１８】
トランジスターサイズに関しては、実施形態３と同じである。又、駆動方法も実施形態１乃至３及び変形例１乃至２の記載と同じである。
【０２１９】
（変形例４）
「第一薄膜トランジスターの向きが９０°回転した形態」
図１８は、変形例４に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１８）は実施形態１（図７）と比べて、第一薄膜トランジスターＴ１の方向が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２２０】
図７に示す実施形態１では、ＴＮ１のソースドレイン方向が第一の方向を向いており、ＴＰ１のソースドレイン方向が第二の方向を向いていた。これに対して本変形例では、図１８に示す様に、ＴＮ１のソースドレイン方向が第二の方向を向いており、ＴＰ１のソースドレイン方向が第一の方向を向いている。この様に、ＰＮどちらのトランジスターが計測方向（この場合第一の方向）を向いていても構わない。
【０２２１】
（変形例５）
「切れ目が第二の方向に沿って形成される形態」
図１９は、変形例５に係わる曲げセンサーの検出回路の平面レイアウトを説明する図である。以下、本変形例に係わる曲げセンサーについて説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例（図１９）は実施形態１（図７）と比べて、曲げの測定方向が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２２２】
図７に示す実施形態１では、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１のソースドレイン方向と細長い切れ目３１の方向が第一の方向（ｘ軸方向）に平行で、第一の方向に関する曲げを計測していた。本変形例では、Ｎ型第一薄膜トランジスターＴＮ１のソースドレイン方向と細長い切れ目３１の方向とが直交している。即ち、細長い切れ目３１の方向は第二の方向（ｙ軸方向）に平行で、第二の方向に関する曲げを計測している。この様に、細長い切れ目３１の向きは第一の方向に沿っていても、第二の方向に沿っていても構わない。細長い切れ目３１の向きに曲がり具合を計測する。
【０２２３】
（変形例６）
「計測頻度を可変とする形態１」
変形例６では、計測頻度を状況に応じ、可変としている。以下、本変形例に係わる曲げセンサー使用方法について説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例は実施形態１に記載した「使用方法」と比べて、計測頻度を可変にしている点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２２４】
実施形態１では、計測頻度が準備期間と計測期間とで其々固定値が定められて居た。これに対して本変形例では、準備期間乃至は計測期間に於ける計測頻度を状況に応じて増減させている。一例としては、準備期間の計測頻度を計測期間に入ってもその初期段階では継続し、曲げを検知した時点で計測頻度を増大させる。例えば、柔軟性を有する電子書籍に曲げセンサーを適応させた場合、使用者がページめくりの動作を開始する迄は低頻度で計測し、動作の始まりに伴って曲げセンサーが曲げを検知すると、高頻度で曲げを計測し、実際に使用者がどういう行為を為そうとしているのかを検出する。或いは曲げの時間変化が激しい場合には計測頻度を高め、曲げの時間変化が小さい場合には計測頻度をさげる。例えば、曲げセンサーをモーションキャプチュアーとして使用する場合、解析対象の動作速度に応じて計測頻度を増減させる。野球のスウィングを例に取ると、バットを立てて構えている段階からテイクバックまでは動作速度が遅いので、計測期間に於ける計測頻度を１０Ｈｚ程度と遅くし、テイクバックから振り終わり迄は動作速度が速いので、計測期間に於ける計測頻度を１００Ｈｚ程度と速くする。
【０２２５】
この様に計測頻度を可変にする事で、省電力が実現すると共に、無駄な情報が減り、且つ時間分解能の高い計測が可能になる。
（変形例７）
「計測頻度を可変とする形態２」
変形例７では、計測頻度を目的に応じ、可変としている。以下、本変形例に係わる曲げセンサー使用方法について説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本変形例は実施形態１に記載した「使用方法」と比べて、計測頻度を目的に応じて可変としている点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。
【０２２６】
実施形態１では、計測頻度が準備期間と計測期間とで其々固定値が定められて居た。これに対して本変形例では、準備期間乃至は計測期間に於ける計測頻度を計測対象物や計測目的に応じて増減させている。即ち、計測対象物の曲げに関する時間変化が緩やかと予測される時には計測頻度を落とし、時間変化が激しいと予測される時には計測頻度を高めている。例えば、曲げセンサーをモーションキャプチュアーとして使用する場合、野球のスウィングの様に短時間に曲げ変化が激しい場合には、計測期間に於ける計測頻度を１００Ｈｚ程度と速くする。一方、日本舞踊の動作解析の様に長時間でゆっくりと変化する場合には、計測頻度を１Ｈｚ程度と遅くする。
【０２２７】
この様に、曲げセンサーの計測頻度を用途に合わせて調整する事で、時間追従性が広がり、一つの曲げセンサーで様々な動作や変化を計測できる様になる。
【０２２８】
尚、これ迄の説明では準備期間と計測期間とを設けてきたが、準備期間は必須ではなく、これを省く事も可能である。
【符号の説明】
【０２２９】
１…曲げセンサー、２…基板、３…検出回路、４…出力回路、７…固定板、２１…非可撓領域、２２…可撓領域、３１…切れ目、５１…第一選択回路、５２…第一処理回路、６１…第二選択回路、６２…第二処理回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する基板に第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとを備え、
前記第一薄膜トランジスターはＮ型第一薄膜トランジスターとＰ型第一薄膜トランジスターとが直列接続しており、
前記第二薄膜トランジスターはＮ型第二薄膜トランジスターとＰ型第二薄膜トランジスターとが直列接続しており、
前記Ｎ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向と前記Ｐ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とが角度を為し、
前記基板は可撓領域と非可撓領域とを含み、
前記第一薄膜トランジスターと前記第二薄膜トランジスターとは差動トランジスター対をなし、
前記第一薄膜トランジスターは前記可撓領域に形成され、前記第二薄膜トランジスターは前記非可撓領域に形成される事を特徴とする曲げセンサー。
【請求項２】
更に第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとを備え、
前記第五薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターとはカレントミラー対をなし、
前記第一薄膜トランジスターと前記第五薄膜トランジスターとが電気的に接続可能であり、
前記第二薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターとが電気的に接続可能である事を特徴とする請求項１に記載の曲げセンサー。
【請求項３】
更に第一電源と第二電源と第七薄膜トランジスターとを備え、
前記第一薄膜トランジスターと前記第二薄膜トランジスターとは前記第一電源に接続し、
前記第五薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターとは前記第七薄膜トランジスターに接続し、
前記第七薄膜トランジスターは前記第二電源に接続する事を特徴とする請求項２に記載の曲げセンサー。
【請求項４】
更に第一の方向に沿って第一選択回路を備え、
前記第一薄膜トランジスターは第一の方向に沿って複数個形成されると共に、前記第一選択回路によって、前記第一の方向で選択され得る事を特徴とする請求項２又は３に記載の曲げセンサー。
【請求項５】
更に前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って第二選択回路を備え、
前記第一薄膜トランジスターは第二の方向に沿って複数個形成されると共に、前記第二選択回路によって、前記第二の方向で選択され得る事を特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項６】
更に第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターとを備え、
前記第三薄膜トランジスターはＮ型第三薄膜トランジスターとＰ型第三薄膜トランジスターとが直列接続しており、
前記第四薄膜トランジスターはＮ型第四薄膜トランジスターとＰ型第四薄膜トランジスターとが直列接続しており、
前記第三薄膜トランジスターは前記第一薄膜トランジスターと前記第五薄膜トランジスターとの間に配置され、
前記第四薄膜トランジスターは前記第二薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターとの間に配置され、
前記第三薄膜トランジスターと前記第四薄膜トランジスターは前記第二選択回路にて制御される事を特徴とする請求項５に記載の曲げセンサー。
【請求項７】
前記第二薄膜トランジスターは基準トランジスターとして動作し、
前記第一薄膜トランジスターの電気特性と前記第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、曲がり具合を検出する事を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項８】
前記第五薄膜トランジスターのドレインと前記第六薄膜トランジスターのドレインとの間にイコライズ回路を備え、
前記イコライズ回路は、Ｎ型第八薄膜トランジスターとＰ型第八薄膜トランジスターとが直列接続してなる事を特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項９】
前記第五薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターと前記第七薄膜トランジスターとがＮ型であり、
前記第二電源が負電源である事を特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項１０】
前記第五薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターと前記第七薄膜トランジスターとがＰ型であり、
前記第二電源が正電源である事を特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項１１】
前記非可撓領域には、前記基板よりも硬質な固定板が、前記基板に貼り合わされている事を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項１】
可撓性を有する基板に第一薄膜トランジスターと第二薄膜トランジスターとを備え、
前記第一薄膜トランジスターはＮ型第一薄膜トランジスターとＰ型第一薄膜トランジスターとが直列接続しており、
前記第二薄膜トランジスターはＮ型第二薄膜トランジスターとＰ型第二薄膜トランジスターとが直列接続しており、
前記Ｎ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向と前記Ｐ型第一薄膜トランジスターのソースドレイン方向とが角度を為し、
前記基板は可撓領域と非可撓領域とを含み、
前記第一薄膜トランジスターと前記第二薄膜トランジスターとは差動トランジスター対をなし、
前記第一薄膜トランジスターは前記可撓領域に形成され、前記第二薄膜トランジスターは前記非可撓領域に形成される事を特徴とする曲げセンサー。
【請求項２】
更に第五薄膜トランジスターと第六薄膜トランジスターとを備え、
前記第五薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターとはカレントミラー対をなし、
前記第一薄膜トランジスターと前記第五薄膜トランジスターとが電気的に接続可能であり、
前記第二薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターとが電気的に接続可能である事を特徴とする請求項１に記載の曲げセンサー。
【請求項３】
更に第一電源と第二電源と第七薄膜トランジスターとを備え、
前記第一薄膜トランジスターと前記第二薄膜トランジスターとは前記第一電源に接続し、
前記第五薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターとは前記第七薄膜トランジスターに接続し、
前記第七薄膜トランジスターは前記第二電源に接続する事を特徴とする請求項２に記載の曲げセンサー。
【請求項４】
更に第一の方向に沿って第一選択回路を備え、
前記第一薄膜トランジスターは第一の方向に沿って複数個形成されると共に、前記第一選択回路によって、前記第一の方向で選択され得る事を特徴とする請求項２又は３に記載の曲げセンサー。
【請求項５】
更に前記第一の方向と交差する第二の方向に沿って第二選択回路を備え、
前記第一薄膜トランジスターは第二の方向に沿って複数個形成されると共に、前記第二選択回路によって、前記第二の方向で選択され得る事を特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項６】
更に第三薄膜トランジスターと第四薄膜トランジスターとを備え、
前記第三薄膜トランジスターはＮ型第三薄膜トランジスターとＰ型第三薄膜トランジスターとが直列接続しており、
前記第四薄膜トランジスターはＮ型第四薄膜トランジスターとＰ型第四薄膜トランジスターとが直列接続しており、
前記第三薄膜トランジスターは前記第一薄膜トランジスターと前記第五薄膜トランジスターとの間に配置され、
前記第四薄膜トランジスターは前記第二薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターとの間に配置され、
前記第三薄膜トランジスターと前記第四薄膜トランジスターは前記第二選択回路にて制御される事を特徴とする請求項５に記載の曲げセンサー。
【請求項７】
前記第二薄膜トランジスターは基準トランジスターとして動作し、
前記第一薄膜トランジスターの電気特性と前記第二薄膜トランジスターの電気特性とを比較して、曲がり具合を検出する事を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項８】
前記第五薄膜トランジスターのドレインと前記第六薄膜トランジスターのドレインとの間にイコライズ回路を備え、
前記イコライズ回路は、Ｎ型第八薄膜トランジスターとＰ型第八薄膜トランジスターとが直列接続してなる事を特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項９】
前記第五薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターと前記第七薄膜トランジスターとがＮ型であり、
前記第二電源が負電源である事を特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項１０】
前記第五薄膜トランジスターと前記第六薄膜トランジスターと前記第七薄膜トランジスターとがＰ型であり、
前記第二電源が正電源である事を特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【請求項１１】
前記非可撓領域には、前記基板よりも硬質な固定板が、前記基板に貼り合わされている事を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の曲げセンサー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１８１１７３（Ｐ２０１２−１８１１７３Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６００３（Ｐ２０１１−４６００３）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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