TWI768155B - 水分檢測電路、檢測器、無線通訊元件、水分檢測系統、尿布、通報系統以及水分檢測電路的製造方法 - Google Patents

水分檢測電路、檢測器、無線通訊元件、水分檢測系統、尿布、通報系統以及水分檢測電路的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明的電路包括形成於基板上且具有彼此共通的功能的多個構成部位，所述多個構成部位分別具有顯示出相對於水分的響應性的檢測部位，所述相對於水分的響應性於所述多個構成部位之間不同，各檢測部位相對於水分的響應的有無與二值的數位訊號相對應，藉此輸出二值的數位訊號列。

Description

水分檢測電路、檢測器、無線通訊元件、水分 檢測系統、尿布、通報系統以及水分檢測電路的製造方法
本發明是有關於一種電路、檢測器、無線通訊元件、水分檢測系統、尿布、通報系統以及電路的製造方法。
檢測水分的技術於各種領域中為重要的技術。尤其作為重要程度正在增加的領域，可列舉需要看護的老年人等被看護者身上所穿著的尿布的領域。於老年人正在增加的社會中，若尿布能夠檢測由於被看護者的排尿等而產生的水分，則可減輕看護者、被看護者雙方的負擔。因此，近年來，水分檢測技術於尿布領域中的應用備受矚目。
就實用性的觀點而言，理想的是尿布不僅能夠檢測水分的存在，而且亦能夠檢測所存在的水分的量，且理想的是不藉由有線通訊而藉由無線通訊將測定結果傳送至測定者。
作為檢測水分的量的技術，有各種技術。例如，有如下技術：電極間利用水分而相連，根據導通的程度來檢測水分的量的技術(例如，參照專利文獻1)；於電極間施加交流電壓，並根據靜電電容的變化來檢測水分的量的技術等(例如，參照專利文獻2)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-296024號公報
[專利文獻2]日本專利特表2016-524161號公報
然而，專利文獻1、專利文獻2所揭示的技術中，於檢測過程中檢測器所產生的變化為模擬資料(analog data)。因此，為了利用無線來發送檢測結果，於檢測器內，需要用以將變化量自模擬資料轉換為數位資料的複雜的電路。因電路複雜化，存在檢測器的尺寸變大、或者測定裝置的製造成本增大的課題。因此，尋求一種雖然為簡易且經濟的構成，但不僅可檢測水分的有無，而且亦可準確地檢測所接觸的水分的量的技術。
本發明是鑑於所述情況而成，其目的在於提供一種雖然為簡易且經濟的構成，但不僅可檢測水分的有無，而且亦可準確地檢測所接觸的水分的量的電路、檢測器、無線通訊元件、水分檢測系統、尿布、通報系統以及電路的製造方法。
為解決所述課題並達成目的，本發明的電路包括形成於基板上且具有彼此共通的功能的多個構成部位，所述多個構成部位分別具有顯示出相對於水分的響應性的檢測部位，所述相對於水分的響應性於所述多個構成部位之間不同，多個所述檢測部位 各自的相對於水分的響應的有無與二值的數位訊號相對應，藉此輸出二值的數位訊號列。
本發明的檢測器包括所述電路。
本發明的無線通訊元件包括所述電路、以及連接於所述電路且以非接觸方式與收發裝置進行訊號的收發的天線。
本發明的水分檢測系統包括：所述無線通訊元件；以及收發裝置，能夠以非接觸方式與所述無線通訊元件進行通訊，且基於相對於發送至所述無線通訊元件的訊號而回覆的訊號來檢測所述無線通訊元件與水分的接觸的有無及/或所接觸的水分的量。
本發明的尿布包括：吸水材，吸收並保持水分；以及防水材，具有防水功能，外包裝所述吸水材，所述尿布穿戴於人體上而能夠吸收由所述人體排出的水分，且所述尿布包括所述無線通訊元件。
本發明的通報系統包括所述尿布、以及通報所述尿布接觸到了水分的情況的元件。
本發明的電路的製造方法為製造所述電路的製造方法，且包括塗佈形成所述電晶體的半導體層的步驟。
根據本發明，雖然為簡易且經濟的構成，但不僅可檢測水分的有無，而且亦可準確地檢測所接觸的水分的量。
1、1A、9、11、13、14、17:電路
2a~2d、5、5A、6、7、8:電晶體
3a~3d、10a~10d:電阻器
4:邏輯電路
12a~12d:二極體
15a~15d:電容器
16:交流電源
18a~18d:電感器
21a~21d、51、51A、61、71、81:源極電極
22a~22d、52、62、72、82:閘極電極
23a~23d、53、53A、63、73、83:汲極電極
24a~24d、54、64、74、84:基板
25a~25d、55、55A、65、75、85:絕緣層
26a~26d、56、56A、66、76、86:半導體層
57、57A:第2絕緣層
101:檢測器
102:識別部
201:水分檢測系統
202:收發裝置
203:無線通訊元件
204:尿布
231:天線
232:電路部
241:表面材
242:吸水材
243:防水材
A~D:連接點
BL1~BL4:位元線
W11~W14、W21~W24、W31~W34:配線
WL:字元線
圖1是表示本發明的實施形態1的電路的結構的圖。
圖2A是表示本發明的實施形態1的電路所包括的電晶體的構成的平面圖。
圖2B是表示本發明的實施形態1的電路所包括的電晶體的構成的剖面圖。
圖3是表示本發明的實施形態1的檢測器的構成的圖。
圖4是表示本發明的實施形態1的水分檢測系統的構成的圖。
圖5是表示本發明的實施形態1的無線通訊元件的構成的圖。
圖6是表示本發明的實施形態1的尿布的主要部分的構成的局部剖面圖。
圖7是表示本發明的實施形態1的變形例的電路的主要部分的構成的圖。
圖8是表示本發明的實施形態3的電路所包括的電晶體的構成的剖面圖。
圖9是表示本發明的實施形態3的變形例的電路所包括的電晶體的構成的剖面圖。
圖10是表示本發明的實施形態4的電路的主要部分的構成的圖。
圖11是表示頂部接觸的底部閘極型的電晶體的構成的剖面圖。
圖12是表示底部接觸的頂部閘極型的電晶體的構成的剖面圖。
圖13是表示頂部接觸的頂部閘極型的電晶體的構成的剖面圖。
圖14是表示本發明的實施形態8的電路的構成的圖。
圖15是表示本發明的實施形態9的電路的構成的圖。
圖16是表示本發明的實施形態9的變形例的電路的構成的圖。
圖17是表示本發明的實施形態10的電路的構成的圖。
圖18是表示本發明的實施形態11的電路的構成的圖。
以下，參照隨附圖式，對用以實施本發明的形態(以下稱為「實施形態」)進行說明。再者，圖式為示意性的。
(實施形態1)
圖1是表示本發明的實施形態1的電路的結構的圖。該圖所示的電路1包括作為並列配置的四個構成部位的電晶體2a~電晶體2d、四個電阻器3a~電阻器3d、及邏輯電路4。電晶體2a具有源極電極(第1電極)21a、閘極電極22a(第3電極)及汲極電極23a(第2電極)。源極電極21a經由配線而連接於電阻器3a，並且自配線中的連接點A分支而電性連接於邏輯電路4。電晶體2b~電晶體2d亦具有與電晶體2a相同的構成，且分別與電阻器3b~電阻器3d及邏輯電路4連接。電路1於電晶體2a~電晶體2d上具有檢測部位。再者，圖1所示的電晶體的數量僅為一例，當然並不限定於四個。另外，作為圖1的變形例，亦可將電阻器 3a~電阻器3d分別置換為電晶體。電晶體與電阻器不同，具有施加電壓與電流的關係不為比例關係的特徵。關於選擇電阻器與電晶體的哪一者來構成電路，只要根據與構成所述電路的其他元件的特性的均衡來決定即可。
電晶體2a~電晶體2d與電阻器3a~電阻器3d之間的配線於連接點A~連接點D處電性連接於邏輯電路4。自連接點A~連接點D輸送來的電流、或連接點A~連接點D中的電壓藉由邏輯電路4而被識別為作為二值的數位訊號的「0」或「1」，從而被轉換為數位訊號列。即，自連接點A~連接點D輸送來的訊號值為彼此並列的訊號值(並聯(parallel))，且被轉換為訊號列(串聯(serial))。該轉換可藉由邏輯電路4所具有的正反電路(flip-flop circuit)及時鐘訊號電路(clock signal circuit)來進行。
對電晶體2a的構成進行說明。再者，電晶體2b~電晶體2d的構成亦相同。圖2A是表示電晶體2a的構成的平面圖。圖2B是表示電晶體2a的構成的剖面圖。電晶體2a具有源極電極21a、閘極電極22a、汲極電極23a、基板24a、絕緣層25a及半導體層26a。閘極電極22a藉由絕緣層25a而與源極電極21a及汲極電極23a電性絕緣。另外，半導體層26a形成於源極電極21a及汲極電極23a之間。電晶體2a為底部接觸的底部閘極型的電晶體。於在電晶體2a上具有檢測部位的情況下，用於電晶體2a的半導體並無特別限定，可為單體半導體、化合物半導體、有機半導體、奈米碳材料等任意的半導體，但就與水分接觸時的特性的 變化的容易程度而言，較佳為有機半導體或奈米碳材料。
因電晶體中的半導體層的特性發生變化，從而電流值或電壓值變化。可因各電晶體的半導體層與水分接觸而發生特性變化來引起各電晶體的自「0」至「1」、或自「1」至「0」的變化。
再者，所謂「水分」，是指包含50莫耳%以上的H2O的液體。其中，經取代為氘或氚者亦視作H2O。另外，水分未必僅以液體的狀態存在，亦可為包含於吸水性聚合物中的狀態。該情況下，聚合物表面的水作用於後述的檢測器101而亦獲得同樣的效果。此即為檢測器101可較佳地用於後述的尿布204中的理由。
作為有機半導體，例如可列舉：聚噻吩類、聚吡咯類、聚(對苯乙炔)類、聚苯胺類、聚乙炔(polyacetylene)類、聚丁二炔(polydiacetylene)類、聚咔唑(polycarbazole)類、聚呋喃(polyfuran)類、聚雜芳(polyheteroaryl)類、縮合多環系的低分子化合物半導體、具有雜芳環的低分子化合物半導體。作為聚噻吩類，可列舉：聚-3-己基噻吩(poly-3-hexylthiophene)、聚苯并噻吩(polybenzothiophene)等。作為聚呋喃類，可列舉：聚呋喃、聚苯并呋喃(polybenzofuran)等。作為聚雜芳類，可列舉：吡啶(pyridine)、喹啉(quinoline)、啡啉(phenanthroline)、噁唑(oxazole)、噁二唑(oxadiazole)等將含氮芳環作為構成單元者。作為縮合多環系的低分子化合物半導體，可列舉：蒽(anthracene)、芘(pyrene)、稠四苯(naphthacene)、稠五苯(pentacene)、稠六苯(hexacene)、紅螢烯(rubrene)等。作為 具有雜芳環的低分子化合物半導體，可列舉：呋喃、噻吩、苯并噻吩(benzothiophene)、二苯并呋喃(dibenzofuran)、吡啶、喹啉、啡啉、噁唑、噁二唑等。
作為奈米碳材料，可列舉：富勒烯、碳奈米管(carbon nanotube)、石墨烯(graphene)、碳奈米角(carbon nanohorn)等。
該些材料中，有機半導體或碳奈米管因可藉由塗佈法形成於膜上，故與通常使用的矽(Si)等材料相比容易製造，並且可將成本抑制地低，因此更佳，就可以200℃以下的低溫形成及半導體特性高而言，進而佳為碳奈米管。碳奈米管中，特佳為顯示出優異的半導體特性的單層碳奈米管。
碳奈米管中，特佳為於其表面的至少一部分附著有共軛系聚合物的碳奈米管複合體。其原因在於，可於不損及碳奈米管保有的高電氣特性的情況下使碳奈米管均一地分散於溶液中。藉由使用均一地分散有碳奈米管的溶液，可藉由噴墨法等塗佈法來形成均一地分散有碳奈米管的膜。共軛系聚合物中，就對碳奈米管進行分散的能力高而言，較佳為聚噻吩系聚合物、聚苯并噻二唑系聚合物、聚(烷基茀)系聚合物等。
基板只要至少配置電極系統的面具有絕緣性，則可為任何材料。例如可較佳地使用：矽晶圓、玻璃、藍寶石、氧化鋁燒結體等無機材料，聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚偏二氟乙烯、聚矽氧烷、聚乙烯基苯酚(polyvinyl phenol，PVP)、聚酯、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、聚乙烯、聚苯 硫醚、聚對二甲苯等有機材料等。另外，例如亦可為於矽晶圓上形成有PVP膜者或於聚對苯二甲酸乙二酯上形成有聚矽氧烷膜者等積層有多種材料者。
絕緣層的材料若顯示出正常地發揮功能的程度的絕緣性，則並無特別限制，例如可使用聚矽氧烷、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、聚苯并咪唑、聚乙烯醇、聚乙烯酚、聚縮醛、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚苯硫醚、聚醚碸、聚醚酮、聚鄰苯二甲醯胺、聚醚腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯醯胺、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚對二甲苯(Parylene)、聚酯、芳香族聚醚、酚醛清漆樹脂、酚樹脂、丙烯酸樹脂、烯烴樹脂、脂環式烯烴樹脂、氯乙烯樹脂、環氧樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂等。另外，亦可使用使其他聚合物與該些聚合物共聚而成者、將其他聚合物與該些聚合物混合而成者。該些中，就電晶體的導通電流的提高、漏電流的減少的觀點而言，可較佳地使用聚矽氧烷。
絕緣層包含單層或多層。於多層的情況下，可將絕緣層積層多層，亦可積層絕緣層與習知的閘極絕緣層。另外，亦可於絕緣層與半導體層之間設置配向性層。配向性層中可使用矽烷化合物、鈦化合物、有機酸、雜有機酸等習知的材料，特佳為有機矽烷化合物。
具有以上構成的電路1構成圖3所示的檢測器101的一部分。檢測器101具有檢測與水分的接觸的有無及/或所接觸的水 分的量的功能。檢測器101具有電路1以及對電路1所輸出的二值的數位訊號列進行識別的識別部102。識別部102可為用以識別數位訊號列的電路，亦可為發光元件或發聲元件等。
圖4是表示包括電路1的水分檢測系統的構成的圖。該圖所示的水分檢測系統201包括：收發裝置202，利用無線來收發規定的頻帶的訊號；以及尿布204，設置有可與收發裝置202進行非接觸的通訊(無線通訊)的無線通訊元件203，尿布204穿戴於人體上而能夠吸收排尿時的水分。水分檢測系統201是檢測由穿著尿布204的人的排尿等所引起的水分的產生的系統，亦可稱為使用尿布204的潤濕檢測系統。另外，無線通訊元件203亦可視作所述檢測器101的一例。
收發裝置202具有收發規定的頻帶的訊號的天線、對動作進行控制的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)及記憶各種資訊的記憶體。收發裝置202對無線通訊元件203發送規定的頻帶的訊號(載波)，並接收相對於所述訊號的回覆訊號。所述回覆訊號中包含無線通訊元件203固有的資訊。收發裝置202基於自無線通訊元件203接收的訊號來對無線通訊元件203進行識別，並且檢測所述無線通訊元件203是否處於接觸了水分的狀態。收發裝置202發送的訊號為例如超高頻(Ultra High Frequency，UHF)帶(860MHz~960MHz)、或者微波的L帶(頻率1GHz~2GHz)或S帶(頻率2GHz~4GHz)。此種收發裝置202例如可構成為如讀寫器般的專用的終端，亦可構成為使用智慧 型手機等的可攜式終端。另外，亦可藉由頻率為13.56MHz的近場通訊(Near Field Communication，NFC)來實現收發裝置與無線通訊元件之間的通訊。於將本發明的水分檢測器用於尿布的潤濕檢測的情況下，例如亦可將無線通訊元件設置於床單等中來檢測水分。
圖5是表示無線通訊元件203的電路構成的圖。無線通訊元件203包括天線231、以及連接於天線231的電路部232。無線通訊元件203接收由收發裝置202發送的訊號(載波)，並將該訊號作為能量源而回覆添加了無線通訊元件203固有的資訊之後的訊號(反射波)。
天線231連接於電路部232，且在與收發裝置202之間進行訊號的收發。天線231為偶極天線，可取得與電路部232的阻抗匹配。再者，天線231亦可為環形天線、接線天線等。
電路部232包括電路1。電路部232為具有控制電路及記憶體的數位電路。控制電路於接收來自收發裝置202的訊號時，讀取記憶體記錄的資訊並回覆至收發裝置202。
圖6是表示尿布204的主要部分的構成的局部剖面圖。尿布204具有：表面材241，使用不織布等構成，直接接觸人的肌膚；吸水材242，使用高吸水性高分子等構成，吸收並保持通過表面材241的水分；以及防水材243，包含具有防水性的片狀的材料，於吸水材242的表面中構成尿布204的外表面側的外包裝體。於吸水材242與防水材243之間設置有無線通訊元件203，吸水材 242與無線通訊元件203的至少一部分相接。無線通訊元件203的設置位置較佳為依排尿不同而吸水材242容易吸收水分的位置、換言之於人穿戴尿布204排尿時尿液接觸的可能性高的區域內的位置。
若穿戴具有以上構成的尿布204的人因排尿等而將水分釋放至體外，則吸水材242吸收所述水分。若由吸水材242吸收的水分到達無線通訊元件203且檢測部位接觸水分，則所述檢測部位的特性發生變化。電路部232輸出與所述變化相對應的訊號，且天線231將所述訊號無線發送至收發裝置202。收發裝置202於自無線通訊元件203接收的訊號中包含的1位元的資訊與通常狀態不同的情況下，檢測水分附著於無線通訊元件203的情況。收發裝置202亦可具有作為如下元件的功能：所述元件基於所接收的資訊，通報尿布204接觸到水分的情況。該情況下的水分檢測系統201亦為通知尿布204接觸到水分的情況的通報系統。再者，通報尿布204接觸到水分的情況的元件亦可不為收發裝置202，亦可為例如利用聲音進行通知的揚聲器、或利用光進行通知的光源等。
就天線231若被水潤濕則多數情況下難以進行動作、若於天線231與收發裝置202之間存在人體則難以進行通訊而言，天線231與電路部232的安裝位置可分離。例如，可將天線231安裝於人體的腹部側，將電路部232安裝於排尿時尿液接觸的位置。另外，檢測水分的電路部232亦可與吸水材242相接地安裝 於吸水材242與防水材243之間，天線231亦可安裝於防水材243的外側。
再者，此處所說明的檢測器101、無線通訊元件203及尿布204亦可構成為使用後述的實施形態2~實施形態12的電路，且所獲得的效果亦相同。
根據以上所說明的本發明的實施形態1，雖然為簡易且經濟的構成，但不僅可檢測水分的有無，而且亦可準確地檢測所接觸的水分的量。另外，根據本實施形態1，不需要自模擬資料向數位資料的轉換電路。另外，根據本實施形態1，製造亦容易且經濟。
另外，根據本實施形態1，藉由包括電路的無線通訊元件，自遠處亦可對水分的量進行監視。
(變形例1)
圖7是表示實施形態1的變形例的電路的主要部分的構成的圖。該電路為記憶體。於圖7所示的情況下，將具有作為記憶體元件的功能的電晶體2a~電晶體2d配置成陣列狀，其中電晶體2a~2d分別具有源極電極21a~21d、閘極電極22a~22d、汲極電極23a~23d、基板24a~24d、絕緣層25a~25d及半導體層26a~26d。四個電晶體2a~電晶體2d所分別具有的源極電極21a~源極電極21d分別連接於配線W11~配線W14。配線W11~配線W14分別連接於位元線BL1~位元線BL4。電晶體2a~電晶體2d所分別具有的閘極電極22a~閘極電極22d分別經由配線W11~配 線W14而連接於共同的字元線WL。電晶體2a~電晶體2d所分別具有的汲極電極23a~汲極電極23d接地。
再者，具有作為記憶體元件的功能的電晶體2a~電晶體2d可構成記憶體陣列。此意味著記憶體的記錄資訊會因水分而發生變化。
(實施形態2)
本發明的實施形態2的電路具有與實施形態1相同的圖1所示的電路結構。電晶體的絕緣層於不同的電晶體之間含有彼此不同的材料。
閘極絕緣層中使用的材料並無特別限定，可列舉：氧化矽、氧化鋁等無機材料；聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚偏二氟乙烯、聚矽氧烷、聚乙烯基苯酚(PVP)等有機高分子材料；或者無機材料粉末與有機材料的混合物。其中，較佳為含有包含矽原子與碳原子的鍵的有機化合物者。另外，亦較佳為含有包含矽原子與碳原子的鍵的有機化合物、以及包含金屬原子與氧原子的鍵的金屬化合物者。
作為水溶性樹脂，例如可列舉：聚乙二醇、聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸、聚-2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸、聚苯乙烯磺酸鈉、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚烯丙胺、聚乙烯亞胺、聚乙烯縮醛、聚乙烯縮甲醛、聚(乙烯基吡咯啶酮)、聚乳酸、聚內酯等均聚物及包含該些成分的共聚物等。 另外，亦可列舉甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥基乙基纖維素、酪蛋白等。另外，亦可列舉導入了羧基或碸基等親水基的水溶性聚酯或水溶性聚胺基甲酸酯等。
作為吸水性樹脂，例如可列舉：藉由將澱粉或纖維素、含有羧基或碸基等親水基的水溶性單體及/或利用水解而成為水溶性的單體、以及交聯劑作為必須成分進行聚合，並視需要進行水解而獲得的吸水性樹脂、澱粉-丙烯腈接枝聚合物的水解物、澱粉-丙烯酸接枝聚合物的水解物、纖維素-丙烯腈接枝聚合物的水解物、羧甲基纖維素的交聯物、幾丁聚醣(chitosan)衍生物、玻尿酸(hyaluronic acid)衍生物、交聯聚丙烯醯胺的部分水解物、進行了交聯的丙烯酸-丙烯醯胺共聚物、進行了交聯的磺化聚苯乙烯、乙烯酯-不飽和羧酸共聚物皂化物、聚丙烯酸鈉等進行了交聯的聚丙烯酸(鹽)、進行了交聯的丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、異丁烯-順丁烯二酸酐共聚物、鈉鹽交聯物順丁烯二酸酐等進行了交聯的異丁烯-順丁烯二酸酐共聚物、進行了交聯的羧酸改質聚乙烯醇、自交聯型聚丙烯酸鹽、進行了交聯的乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物、非離子型聚環氧烷等。作為吸水性樹脂，除了上述以外，亦可使用先前習知的吸水性樹脂，並無特別限定。
藉由將所述閘極絕緣層使用的材料與水溶性樹脂及/或吸水性樹脂混合來形成閘極絕緣層，可製成相對於水分而具有響應性的閘極絕緣層。作為將絕緣層材料與水溶性樹脂及/或吸水性樹脂混合來形成閘極絕緣層的方法，有對該些進行混煉的方法、 或使該些化學性鍵結的方法。如此般混合而形成的絕緣層因與水分接觸而溶解或膨潤，並將絕緣層上所形成的電極或半導體層破壞，藉此邏輯電路讀取的數位訊號值自「0」變化為「1」、或者自「1」變化為「0」。
例如，於圖1中，於連接點A~連接點D與各自所連接的電晶體之間的配線下部的絕緣層發生溶解或膨潤，使得配線斷線。進而，藉由使閘極絕緣層中的水溶性樹脂及/或吸水性樹脂的含有率變化而對相對於水分的響應性設置差異。藉由如上所述，於水分接觸到檢測器的情況下，自響應性大的閘極絕緣層上的配線開始發生斷線，電晶體中流動的量的電流流入邏輯電路。電流值的增加成為自「0」至「1」的變化，原本為(0,0,0,0)的訊號列依次變化為(1,0,0,0)、(1,1,0,0)、(1,1,1,0)、(1,1,1,1)。
此僅為示例，與實施形態1同樣地，電晶體未必為四個，亦未必自端部的電晶體起順次作出響應。
根據以上所說明的本發明的實施形態2，可獲得與實施形態1相同的效果。
(實施形態3)
本發明的實施形態3的電路具有與實施形態1相同的電路結構。電晶體具有第2絕緣層。圖8是表示本實施形態3的電路所包括的電晶體的構成的剖面圖。該圖所示的電晶體5包括源極電極51、閘極電極52、汲極電極53、基板54、絕緣層55、半導體層56及第2絕緣層57。第2絕緣層57形成於相對於半導體層56 而與絕緣層55相反的一側。所謂相對於半導體層56而與絕緣層55相反的一側，於如圖8所示般在半導體層56的下側具有絕緣層55的情況下是指半導體層56的上側。第2絕緣層57於不同的電晶體之間含有彼此不同的材料，藉此相對於水分而表現出不同的響應性。
第2絕緣層可為單層，亦可為多層，且可由多種絕緣性材料來形成一層，亦可將多種絕緣性材料積層而形成。
第2絕緣層的形成方法並無特別限定，亦可使用電阻加熱蒸鍍、電子束、濺鍍、化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)等乾式的方法，但就製造成本或適合於大面積的觀點而言，較佳為使用塗佈法。塗佈法至少包括塗佈含有第2絕緣層所含有的聚合物及溶劑的組成物並進行乾燥的步驟。作為塗佈方法，具體而言可較佳地使用：旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、狹縫模塗佈法、網版印刷法、棒塗佈機法、鑄模法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法、滴鑄法等。該些方法中，較佳為根據塗膜厚度控制或配向控制等所欲獲得的塗膜特性來選擇塗佈方法。
另外，對於所形成的塗膜，亦可於大氣下、減壓下或者氮或氬等惰性氣體環境下進行退火處理或熱風乾燥。具體而言，例如作為退火的條件，可列舉50℃~150℃、3分鐘~30分鐘、氮環境下。藉由此種乾燥步驟，可於塗膜的乾燥不充分的情況下使塗膜充分地乾燥。
於將第2絕緣層設為檢測部位的情況下，當水分接觸到 檢測器時，第2絕緣層發生溶解，可針對其溶解的容易程度而於電晶體之間設置差異，亦可針對水對第2絕緣層浸入的容易程度而於電晶體之間設置差異，第2絕緣層具有因水分而變化的化學結構，從而亦可於電晶體之間對第2絕緣層的化學組成設置差異。藉由該些方法，可進行與水分的量相對應的多階段檢測。
於設置第2絕緣層的溶解容易程度的差異的情況下，可藉由將閘極絕緣層材料與水溶性樹脂混合而形成絕緣層來達成。該情況下，藉由對含有率設置差異，可形成溶解性亦不同者。
於針對水分對第2絕緣層浸入的容易程度設置差異的情況下，可考慮例如藉由賦予全氟烷基而賦予撥水性等使化學組成不同的方法，或對第2絕緣層中的空隙的大小或數量即多孔性設置差異的情況。
所謂使第2絕緣層具有因水分而變化的化學組成，是指例如使用胺甲酸衍生物之類的與水的反應性高的化合物的方法。根據與半導體層相接的第2絕緣層中包含的化合物為供電子性亦或為拉電子性，電晶體的特性會受到影響。因此，於不存在水的狀態下胺甲酸衍生物與半導體層相接時的電晶體特性、與接觸水從而胺甲酸衍生物轉換為胺後的電晶體特性不同，可設置差異。
圖9是表示本實施形態3的變形例的電路所包括的電晶體的構成的剖面圖。該圖所示的電晶體5A包括源極電極51A、閘極電極52、汲極電極53A、基板54、絕緣層55、半導體層56A及第2絕緣層57A。第2絕緣層57A形成於相對於半導體層56A 而與絕緣層55相反的一側。電晶體5A在源極電極51A及汲極電極53A積層於絕緣層55的方面與電晶體5不同。
根據以上所說明的本發明的實施形態3，可獲得與實施形態1相同的效果。
(實施形態4)
圖10是表示本發明的實施形態4的電路的主要部分的構成的圖。再者，圖10所示以外的電路的構成與實施形態1相同。
圖10所示的電路1A為記憶體，且是將四個具有作為記憶體元件的功能的電晶體2a~電晶體2d配置成陣列狀而成，其中電晶體2a~2d分別具有源極電極21a~21d、閘極電極22a~22d、汲極電極23a~23d、基板24a~24d、絕緣層25a~25d及半導體層26a~26d。四個電晶體2a~電晶體2d所分別具有的源極電極21a~源極電極21d分別連接於配線W31~配線W34。配線W31~配線W34分別連接於位元線BL1~位元線BL4。四個電晶體2a~電晶體2d所分別具有的閘極電極22a~閘極電極22d分別經由配線W21~配線W24而連接於共同的字元線WL。四個電晶體2a~電晶體2d所分別具有的汲極電極23a~汲極電極23d接地。
配線W31~配線W34使用彼此相同的材料而構成，且厚度依配線W31~配線W34的順序增大。此種厚度的不同例如可藉由對利用噴墨法塗佈形成配線時的液量進行調整來實現。
配線W31、配線W32包含水溶性導電性高分子。關於水溶性導電性高分子，外部摻雜型優於自摻雜型。具體而言，作 為水溶性導電性高分子，可列舉如下所述者：其於選自由未經取代或具有取代基的聚對伸苯基、聚苯乙炔、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚異噻茚、聚呋喃、聚咔唑、聚二胺基蒽醌、聚吲哚所組成的群組中的至少一種π共軛系高分子中的骨架上具有磺酸基及/或羧基、或該些的鹼金屬鹽、銨鹽或經取代的銨鹽、或者經磺酸基及/或羧基、或該些的鹼金屬鹽、銨鹽或經取代的銨鹽進行了取代的烷基或者包含醚鍵的烷基。作為此種水溶性導電性高分子的較佳例，可列舉聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸酯)複合體等。另外，作為水溶性導電性高分子，可列舉如下所述者：其於π共軛系高分子中的氮原子上具有磺酸基及/或羧基、或該些的鹼金屬鹽、銨鹽或經取代的銨鹽、或者經磺酸基及/或羧基、或該些的鹼金屬鹽、銨鹽或經取代的銨鹽進行了取代的烷基或者包含醚鍵的烷基。
於圖10所示的底部閘極型的電晶體的情況下，較佳為與配線W21~配線W24相比更容易與水分接觸的配線W31~配線W34至少使用所述材料而構成。該情況下，配線W21~配線W24可使用導電性材料來構成。配線W21~配線W24使用彼此相同的材料構成，且厚度彼此相等。再者，於使用頂部閘極型的電晶體的情況下，與閘極電極連接的配線相較於與源極電極連接的配線更容易與水分接觸，因此於圖10中，較佳為至少配線W21~配線W24使用所述材料而構成，配線W31~配線W34可使用導電性材料來構成。
若水分接觸具有以上構成的電路1A，則與水分的量對應地，於配線W31~配線W34的至少一部分產生斷線而高電阻化。於本實施形態4中，四個配線W31~配線W34具有彼此不同的厚度，因此產生斷線的水分的量的臨限值不同，厚度最小的配線W31的臨限值最小，厚度最大的配線W34的臨限值最大。因此，例如於不與水分接觸的正常狀態的4位元的資訊為(1,1,1,1)的情況下，該資訊與所接觸的水分的量對應地，依水分的量由少變多的順序變為(0,1,1,1)、(0,0,1,1)、(0,0,0,1)、(0,0,0,0)。其結果，基於來自本實施形態4的檢測器的4位元的資訊，不僅可檢測檢測器中的水分的接觸的有無，而且亦可以四個階段檢測水分的量的大小。
根據以上所說明的本發明的實施形態4，可獲得與實施形態1相同的效果。另外，根據本實施形態4，可藉由簡單且經濟的電路構成而以多個階段來檢測水分的量。
再者，除了使配線W31~配線W34的厚度不同以外，藉由依配線W31~配線W34的順序加粗配線的寬度、對配線的多孔性設置差異等方法，亦可同樣地以四個階段檢測水分的量的大小。除配線以外，藉由對源極電極或汲極電極的厚度、寬度、多孔性等設置差異，亦可獲得同樣的效果。
再者，於以上的說明中，對以四個階段檢測水分的量的情況進行了說明，但此僅為一例，當然可實現與構成電路的電晶體的個數對應的多階段的水分檢測。
另外，於使用頂部閘極型的多個電晶體的情況下，較佳為使連接於各電晶體的閘極電極的字元線的厚度變化。
(變形例2)
於實施形態1~實施形態4及變形例1中，使用底部接觸的底部閘極型電晶體進行了說明，但亦可使用其他類型的電晶體。以下，例示可適用於本說明書中說明的電路的電晶體的構成。
圖11是表示頂部接觸的底部閘極型的電晶體的構成的剖面圖。該圖所示的電晶體6具有源極電極61、閘極電極62、汲極電極63、基板64、絕緣層65及半導體層66。
圖12是表示底部接觸的頂部閘極型的電晶體的構成的剖面圖。該圖所示的電晶體7具有源極電極71、閘極電極72、汲極電極73、基板74、絕緣層75及半導體層76。
圖13是表示頂部接觸的頂部閘極型的電晶體的構成的剖面圖。該圖所示的電晶體8具有源極電極81、閘極電極82、汲極電極83、基板84、絕緣層85及半導體層86。
再者，亦可於本說明書中說明的電路中應用雙閘極型的電晶體。
(實施形態5)
本發明的實施形態5於圖1所示的電路1中，將對各電阻器-電晶體之間與邏輯電路予以連結的配線(連接點A~連接點D與邏輯電路之間的配線)設為包含導電性粒子及水溶性樹脂的配線，藉此檢測水分的量的大小。於本實施形態5中，檢測部位位 於作為構成部位的配線上。
作為導電性粒子，例如可列舉金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、錫(Sn)、鉍(Bi)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋁(Al)、鎢(W)、鉬(Mo)或碳(C)等。其中，較佳為含有選自由金、銀、銅、鎳、錫、鉍、鉛、鋅、鈀、鉑、鋁及碳所組成的群組中的至少一種元素的導電性粒子。
作為水溶性樹脂，可使用前文所述者。
具有以上構成的配線若接觸水分，則水溶性樹脂溶解而其組成發生變化，從而電阻高電阻化。若預先以電流流入邏輯電路的方式設定電路中的電阻器的電阻值，則於配線高電阻化的情況下，邏輯電路自連接點A~連接點D讀取的1位元的資訊發生變化。
相對於水分的響應性的變化可藉由對配線中的水溶性樹脂的含有率、配線的形狀設置差異來實現。
此處，列舉了對連接點A~連接點D與邏輯電路予以連結的配線作為例子，但並不限定於此。亦可將連接點A~連接點D-電晶體之間的配線設為包含導電性粒子及水溶性樹脂的配線，亦可為呈陣列狀對齊的電晶體的字元線、位元線、對字元線與閘極電極予以連結的配線、對位元線與源極電極或汲極電極予以連結的配線等。
根據以上所說明的本發明的實施形態5，可獲得與實施形態1相同的效果。
(實施形態6)
本發明的實施形態6於圖1所示的電路1中，將對連接點A~連接點D-電晶體之間予以連結的配線設為包含導電性粒子及吸水性樹脂的配線。藉由該構成，亦可準確地檢測水分的量的大小。即，於不與水分接觸的狀態下，電流流至連接點A~連接點D-電晶體之間，因此電流不會流向邏輯電路，作為訊號值而成為「0」。若此處接觸水分，則吸水性樹脂吸水，藉此，包含導電性粒子及吸水性樹脂的配線發生膨潤，配線高電阻化、或實質上斷線。於是，電流流向邏輯電路而成為訊號值「1」。於本實施形態6中，檢測部位位於作為構成部位的配線上。
導電性粒子、吸水性樹脂均可使用前述材料。相對於水分的響應性的變化可藉由對配線中的吸水性樹脂的含量、配線的形狀設置差異來實現。
根據以上所說明的本發明的實施形態6，可獲得與實施形態1相同的效果。
(實施形態7)
本發明的實施形態7於圖1所示的電路1中，將對連接點A~連接點D-電晶體之間予以連結的配線設為包含導電性粒子及水溶性導電性高分子的配線。藉由該構成，亦可階段性地檢測水分的量的大小。即，於不與水分接觸的狀態下，電流流至連接點A~連接點D-電晶體之間，因此電流不會流向邏輯電路，作為訊號值而成為「0」。若此處接觸水分，則水溶性導電性高分子溶解， 因此發生斷線。於是，電流流向邏輯電路而成為訊號值「1」。於本實施形態7中，檢測部位亦位於作為構成部位的配線上。
關於水溶性導電性高分子，外部摻雜型優於自摻雜型。具體而言，作為水溶性導電性高分子，可列舉如下所述者：其於選自由未經取代或具有取代基的聚對伸苯基、聚苯乙炔、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚異噻茚、聚呋喃、聚咔唑、聚二胺基蒽醌、聚吲哚所組成的群組中的至少一種π共軛系高分子中的骨架上具有磺酸基及/或羧基、或該些的鹼金屬鹽、銨鹽或經取代的銨鹽、或者經磺酸基及/或羧基、或該些的鹼金屬鹽、銨鹽或經取代的銨鹽進行了取代的烷基或者包含醚鍵的烷基。作為此種水溶性導電性高分子的較佳例，可列舉聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸酯)複合體等。另外，作為水溶性導電性高分子，可列舉如下所述者：其於π共軛系高分子中的氮原子上具有磺酸基及/或羧基、或該些的鹼金屬鹽、銨鹽或經取代的銨鹽、或者經磺酸基及/或羧基、或該些的鹼金屬鹽、銨鹽或經取代的銨鹽進行了取代的烷基或者包含醚鍵的烷基。
根據以上所說明的本發明的實施形態7，可獲得與實施形態1相同的效果。
(變形例3)
於圖2A或圖11所示的底部閘極型的電晶體的情況下，亦較佳為與連接於閘極電極的配線相比更容易與水分接觸的、連接於源極電極或汲極電極的配線至少使用所述水溶性導電性高分子而 構成。該情況下，連接於閘極電極的配線可使用導電性材料來構成。再者，於頂部閘極型的電晶體的情況下，與閘極電極連接的配線相較於與源極電極或汲極電極連接的配線更容易與水分接觸，因此，較佳為至少與閘極電極連接的配線使用所述水溶性導電性高分子而構成，與源極電極連接的配線、及與汲極電極連接的配線可使用導電性材料來構成。
(實施形態8)
本發明的實施形態8的特徵在於：於電路中設置多個電阻器，並藉由其響應來多階段地設置變化。換言之，於本實施形態8中，檢測部位位於作為構成部位的電阻器中。圖14是表示本實施形態8的電路的構成的圖。該圖所示的電路9中，代替圖1所示的電路1的電晶體2a~電晶體2d而連接有具有檢測部位的電阻器10a~電阻器10d。電阻器10a~電阻器10d例如可藉由前述導電性粒子與水溶性樹脂、導電性粒子與吸水性樹脂、水溶性導電性高分子等而形成。藉此，可使與水分接觸時的訊號值的變化更加明瞭。
再者，關於電阻器10a~電阻器10d的配置，若為電流值的變化明瞭的位置，則可為任意位置，除圖14以外，亦有如下方法：例如配置於實施形態5~實施形態7中賦予了相對於水分的響應性的配線中的某處。
根據以上所說明的本發明的實施形態8，可獲得與實施形態1相同的效果。另外，響應性更加良好，檢測到水分時的訊 號值的變化更加明瞭。
(實施形態9)
圖15是表示本發明的實施形態9的電路的構成的圖。該圖所示的電路11中，作為代替圖1所示的電路1的電晶體2a~電晶體2d的構成部位，連接有二極體12a~二極體12d。於本實施形態9中，於二極體12a~二極體12d中分別具有檢測部位。該情況下，於不與水分接觸的狀態下，電流流至各二極體，因此電流不會流向邏輯電路，作為訊號值而成為「0」。若此處接觸水分，則二極體的特性發生變化。於是，電流流向邏輯電路而成為訊號值「1」。
藉由對此時的二極體特性的變化的容易程度設置差異、即對臨限值設置差異，二極體的特性依次變化，從而可階段性地檢測水分的量。此可藉由對與二極體中使用的半導體相接的絕緣層或第2絕緣層設置如上所述的差異來達成。
二極體例如具有設置於絕緣性基材的表面上的一對電極、以及形成於一對電極之間的半導體層。半導體層例如含有碳奈米管。再者，二極體的構成並不限定於此，其他的構成例如於國際公開第2016/158862號中有所揭示。
再者，於本實施形態9中，如圖16所示的電路13般，邏輯電路4可分別與二極體12a~二極體12d直接連接。該情況下，於不與水分接觸的狀態下，亦為流動電流的「1」的狀態，若與水分接觸，則不再流動電流而成為「0」的狀態。
根據以上所說明的本發明的實施形態9，可獲得與實施 形態1相同的效果。
(實施形態10)
圖17是表示本發明的實施形態10的電路的構成的圖。該圖所示的電路14中，作為代替圖1所示的電路1的電晶體2a~電晶體2d的構成部位，連接有電容器15a~電容器15d。於本實施形態10中，於電容器15a~電容器15d中分別具有檢測部位。電容器(capacitor)亦稱為電容(condenser)。電阻器3a~電阻器3d的未與電容器15a~電容器15d連接之側分別連接於交流電源16。於本實施形態10中，檢測部位位於電容器中。
若交流電源16對電阻器3a~電阻器3d施加矩形波電壓，則因電容器15a~電容器15d的作用，電阻器3a~電阻器3d中流動的電流值的相位相對於施加電壓的相位而發生偏離。電路14中的相位的偏離因連接於電阻器的電容器中的介電體的介電常數而變化。此時的時間常數為彼此連接的電阻器的電阻值與電容器的靜電電容的積。於本實施形態10中，使用因與水分的接觸而介電常數變化的介電體來構成電容器。另外，於不與水分接觸的狀態下，藉由追隨於矩形波而流動電流，使得輸出訊號值「1」。於此種電路14中，接觸了水分的電容器因介電常數的變化而無法追隨矩形波，從而成為邏輯電路4的臨限值以下，藉此訊號值成為「0」。再者，於電容器與水接觸且水分浸透至介電體的情況下，原理上亦可使訊號值自「0」變化為「1」。
作為介電體，可列舉：鉭氧化物(Ta2O5等)、鋁氧化物 (Al2O3等)、矽氧化物(SiO2等)、鋯氧化物(ZrO2等)、鈦氧化物(TiO2等)、銥氧化物(Y2O3等)、鑭氧化物(La2O3等)、鉿氧化物(HfO2等)等金屬氧化物；或鉭氮化物(TaN等)、鋁氮化物(AlN等)、矽氮化物(Si3N4等)、鋯氮化物(ZrN等)、鈦氮化物(TiN等)、銥氮化物(YN等)、鑭氮化物(LaN等)、鉿氮化物(HfN等)等金屬氮化物；鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鈣(CaTiO3)等兩種以上金屬的氧化物等。
作為有機介電體，可列舉：聚乙烯、聚酯、聚醯亞胺、聚苯硫醚、有機玻璃、聚乙烯醇、聚乙烯基苯酚、聚對二甲苯、聚丙烯腈、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙稀酸衍生物等。可單獨使用無機、有機，亦可組合使用兩種以上。
根據以上所說明的本發明的實施形態10，可獲得與實施形態1相同的效果。
(實施形態11)
圖18是表示本發明的實施形態11的電路的構成的圖。該圖所示的電路17中，作為代替圖17所示的電路14的電阻器3a~電阻器3d的構成部位，分別配置電感器18a~電感器18d，並且作為代替電路14的電容器15a~電容器15d的構成部位，分別配置電阻器3a~電阻器3d。電感器亦稱為線圈(coil)或反應器(reactor)。於本實施形態11中，於電感器18a~電感器18d中分別具有檢測部位。
藉由利用前述導電性粒子與水溶性樹脂、導電性粒子與 吸水性樹脂、水溶性導電性高分子等來形成電感器的中心導體，於與水分接觸的情況下，電感器內的透磁率發生變化。其結果，當與水分非接觸時和與水分接觸時，電感器輸出的訊號值不同。具體而言，例如與水分非接觸時輸出了訊號值「1」的電感器因透磁率的變化而無法追隨矩形波，從而成為邏輯電路4的臨限值以下，藉此，輸出的訊號值變為「0」。再者，原理上，藉由水接觸並浸透至電感器的中心導體，亦可使訊號值自「0」變化為「1」。
根據以上所說明的本發明的實施形態11，可獲得與實施形態1相同的效果。
(實施形態12)
本發明的實施形態12具有與實施形態2相同的構成。於本實施形態12中，與實施形態2不同的方面在於：電晶體的絕緣層進而包含自由基聚合性化合物的加成反應體作為感光性有機成分。
所謂自由基聚合性化合物，是指於分子中具有多個乙烯性不飽和雙鍵基的化合物。可利用藉由紫外(UV：Ultraviolet)光的照射而由後述的光聚合起始劑產生的自由基來進行自由基聚合性化合物的自由基聚合，提高絕緣層的交聯密度，從而使絕緣層的硬度提高。
作為自由基聚合性化合物，較佳為容易進行自由基聚合的具有(甲基)丙烯酸基的化合物。就UV光照射時的感度提高及絕緣層的硬度提高的觀點而言，更佳為於分子內具有兩個以上的(甲基)丙烯酸基的化合物。
作為自由基聚合性化合物，就UV光照射時的感度提高及硬化膜的耐龜裂性提高的觀點而言，較佳為三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、1,3,5-三((甲基)丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸或9,9-雙[4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀或者該些的酸改質物。另外，作為自由基聚合性化合物，就UV光照射時的感度提高及硬化膜的耐龜裂性提高的觀點而言，亦較佳為環氧乙烷改質物或環氧丙烷改質物。
絕緣層可進而包含藉由UV光的照射而鍵結***及/或進行反應從而產生自由基的化合物(以下稱為「光聚合起始劑」)作為感光性有機成分。藉由包含光聚合起始劑，可進行所述自由基聚合性化合物的自由基聚合，從而促進UV光照射時的加成反應。作為光聚合起始劑，例如較佳為苄基縮酮系光聚合起始劑、α-羥基酮系光聚合起始劑、α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、吖啶系光聚合起始劑、二茂鈦(titanocene)系光聚合起始劑、二苯甲酮系光聚合起始劑、苯乙酮系光聚合起始劑、芳香族酮酯系光聚合起始劑或苯甲酸酯系光聚合起始劑，就UV光照射時的感度提高的觀點而言，更佳為α-羥基酮系光聚合起始劑、α-胺基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、吖啶系光聚合起始劑或二苯甲酮系光聚合起始劑，進而佳為α-胺基酮系光聚合起始 劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑。作為光聚合起始劑的具體例，肟酯系光聚合起始劑可列舉1-[4-(苯硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲醯基)肟及1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙醯基)肟，亦可利用其他習知的材料。
絕緣層亦可進而含有藉由光而產生酸的化合物(以下稱為「光酸產生劑」)作為感光性有機成分。作為光酸產生劑，可例示鎓鹽化合物、含有鹵素的化合物、重氮酮化合物、重氮甲烷化合物、碸化合物、磺酸酯化合物、磺醯亞胺化合物等。作為重氮酮化合物的具體例，可列舉1,3-二酮-2-重氮化合物、重氮苯醌化合物、重氮萘醌化合物等，就圖案加工精度或絕緣層的耐龜裂性的觀點而言，較佳為重氮萘醌化合物。作為較佳的重氮酮化合物，可列舉：1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸與2,2,3,4,4'-五羥基二苯甲酮的酯、1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸與1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷的酯等。
光聚合起始劑及光酸產生劑較佳為與作為感光性有機成分的增感劑組合而使用。增感劑於光褪色反應中並不產生著色，因此即便於絕緣層中，亦可維持高的透明性，且達成高感度化。增感劑可並無特別限制地使用習知的材料，特佳為9,10-二取代蒽系化合物。
絕緣層可進而包含鏈轉移劑的加成反應體作為感光性有機成分。所謂鏈轉移劑，是指可自藉由UV光照射時的自由基聚合而獲得的聚合物鏈的聚合物生長末端接收自由基，並經過朝 向其他聚合物鏈的自由基移動的化合物。藉由包含鏈轉移劑，可提高UV光照射時的感度。推測其原因在於：藉由UV光的照射而產生的自由基利用鏈轉移劑而朝其他聚合物鏈進行自由基移動，藉此進行自由基交聯直至膜的深部。作為鏈轉移劑，較佳為硫醇系鏈轉移劑。
絕緣層可進而包含聚合抑制劑作為感光性有機成分。所謂聚合抑制劑，是指捕捉UV光照射時所產生的自由基、或藉由UV光照射時的自由基聚合而獲得的聚合物鏈的聚合物生長末端的自由基，並保持為穩定自由基，藉此可使自由基聚合停止的化合物。藉由含有適量的聚合抑制劑，可抑制UV光照射時產生的過量的自由基，從而控制自由基聚合。作為聚合抑制劑，較佳為酚系聚合抑制劑。
絕緣層中除鍵結有無機粒子的聚合物以外，亦可進而含有未鍵結聚合物的無機粒子。作為未鍵結聚合物的無機粒子的較佳材質及形狀，與如上所述的鍵結有聚合物的情況相同。
絕緣層視需要可含有黏度調整劑、界面活性劑、穩定劑等。另外，絕緣層亦可含有殘留溶媒。作為界面活性劑，例如可列舉：氟系界面活性劑、矽酮系界面活性劑、聚環氧烷系界面活性劑、丙烯酸系界面活性劑等。作為氟系界面活性劑的具體例，可列舉：美佳法(Megafac)F142D、美佳法(Megafac)F172、美佳法(Megafac)F173、美佳法(Megafac)F183(以上為大日本油墨化學工業(股)製造)、NBX-15、FTX-218、DFX-18(尼歐 斯(neos)(股)製造)等。另外，作為矽酮系界面活性劑，可列舉畢克(BYK)-333(日本畢克化學(BYK Chemie Japan)(股)製造)等。
於本實施形態12中，使用具有包含感光性有機物的絕緣層的薄膜電晶體來構成電晶體，因此可藉由光微影選擇性地形成通孔。藉此，若相對於例如配線所接觸的絕緣層的區域而選擇性地形成通孔，且相對於所述通孔，利用噴墨法或分配器法等塗佈法塗佈形成包含水溶性樹脂的膜(水溶性樹脂膜)，則水溶性樹脂膜於與水分接觸時溶解，伴隨於此與水溶性樹脂膜相接的配線斷線而高電阻化。再者，相對於絕緣層，亦可同樣地塗佈形成包含吸水性樹脂的膜(吸水性樹脂膜)來代替水溶性樹脂膜。該情況下，若吸水性樹脂膜接觸水分，則吸水性樹脂膜發生膨潤，與吸水性樹脂膜相接的配線斷線。
根據以上所說明的本發明的實施形態12，可獲得與實施形態1相同的效果。
(其他實施形態)
如上所述般列舉若干個例子進行了說明，但本發明的實施形態並不限定於該些例子，檢測部位亦可位於閘流體(thyristor)等其他位置。
再者，於無線通訊元件的情況下，所述實施形態或變形例的電路圖中的電源變為天線。視需要亦可利用整流電路將天線所接收的電磁波轉換為直流。另外，所述無線通訊元件亦可為內 置有電池的主動式的無線通訊元件。
作為本發明的電路的應用，亦可用於汽車的淹沒試驗。該情況下，將本發明的電路貼附於汽車的車門部分等來進行淹沒試驗。於淹沒試驗後，藉由讀取經貼附的電路的數位訊號列，可知曉少量的水分進入至車內等。
如此般，本發明可包含本文所未記載的各種實施形態等。
[產業上之可利用性]
本發明的電路及包括該電路的檢測器簡易且經濟，且除所述於尿布、汽車的淹沒試驗中的應用以外，亦可應用於以配管等設備、或橋樑、隧道、水壩等基礎設施的漏水檢測等為目的的系統中。
1:電路
2a~2d:電晶體
3a~3d:電阻器
4:邏輯電路
21a~21d:源極電極
22a~22d:閘極電極
23a~23d:汲極電極
A~D:連接點

Claims (24)

  1. 一種水分檢測電路，其包括形成於基板上且具有彼此共通的功能的多個構成部位，所述多個構成部位分別具有顯示出相對於水分的響應性的檢測部位，所述相對於水分的響應性於所述多個構成部位之間不同，各檢測部位相對於水分的響應的有無與二值的數位訊號相對應，藉此輸出二值的數位訊號列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的水分檢測電路，其中多個所述檢測部位具有彼此不同的化學組成，藉此相對於水分的響應性彼此不同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的水分檢測電路，其中多個所述檢測部位具有彼此不同的結構，藉此相對於水分的響應性彼此不同。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路，其中所述構成部位為選自由電晶體、電阻器、二極體、電容器、電感器、閘流體、及配線所組成的群組中的至少一種。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路，其中所述構成部位為電晶體。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的水分檢測電路，其中所述電晶體具有第1電極、第2電極、絕緣層、以及利用所述絕緣層而與所述第1電極及所述第2電極電性絕緣的第3電極， 多個所述電晶體的至少一部分於所述第1電極與所述第2電極之間具有半導體層，所述檢測部位為選自由第1電極、第2電極、第3電極、絕緣層及半導體層所組成的群組中的至少一種。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的水分檢測電路，其中所述絕緣層含有水溶性樹脂及/或吸水性樹脂。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的水分檢測電路，其中所述絕緣層含有感光性有機化合物。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的水分檢測電路，其中所述電晶體具有半導體層、絕緣層、以及形成於相對於所述半導體層而與所述絕緣層相反的一側的第2絕緣層，且所述檢測部位為所述第2絕緣層。
  10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路，其具有：記憶體陣列，所述記憶體陣列是分別與配線電性連接的多個電晶體呈陣列狀排列而成，以及控制電路，自所述多個電晶體讀出資訊並輸出，所述檢測部位位於所述記憶體陣列中的電晶體中或配線中，自所述記憶體陣列讀出的資訊根據所述檢測部位與水分的接觸的有無而不同。
  11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路，其具有： 多個電晶體，分別與配線電性連接且呈陣列狀配置，以及控制電路，自所述多個電晶體讀出資訊並輸出，與所述多個電晶體分別連接的多個所述配線的厚度及寬度的至少任一者彼此不同，且各自包含檢測部位。
  12. 如申請專利範圍第5項所述的水分檢測電路，其中所述電晶體的半導體層含有選自由富勒烯、碳奈米管、石墨烯及碳奈米角所組成的群組中的至少一種。
  13. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路，其中所述檢測部位為配線的至少一部分，所述配線含有導電性粒子以及水溶性樹脂及/或吸水性樹脂。
  14. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路，其中所述檢測部位為配線的至少一部分，所述配線含有水溶性導電性高分子。
  15. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路，其中所述檢測部位為電阻器的至少一部分，所述電阻器含有導電性粒子以及水溶性樹脂及/或吸水性樹脂。
  16. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路，其中所述檢測部位為電阻器的至少一部分，所述電阻器含有導電性粒子及水溶性導電性高分子。
  17. 一種檢測器，其包括如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路。
  18. 一種無線通訊元件，其包括：如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的水分檢測電路；以及天線，連接於所述水分檢測電路，且以非接觸方式與收發裝置進行訊號的收發。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的無線通訊元件，其更包括模擬電路。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的無線通訊元件，其藉由所述天線來發送及/或接收具有超高頻帶或微波帶的頻率的電磁波。
  21. 一種水分檢測系統，其包括如申請專利範圍第18項所述的無線通訊元件，以及收發裝置，能夠以非接觸方式與所述無線通訊元件進行通訊，且基於相對於發送至所述無線通訊元件的訊號而回覆的訊號來檢測所述無線通訊元件與水分的接觸的有無及/或所接觸的水分的量。
  22. 一種尿布，其包括：吸水材，吸收並保持水分；以及防水材，具有防水功能，外包裝所述吸水材，所述尿布穿戴於人體上而能夠吸收由所述人體排出的水分，且所述尿布包括如申請專利範圍第18項所述的無線通訊元件。
  23. 一種通報系統，其包括：如申請專利範圍第22項所述的尿布；以及 元件，通報所述尿布接觸到了水分的情況。
  24. 一種水分檢測電路的製造方法，其製造如申請專利範圍第5項所述的水分檢測電路，所述水分檢測電路的製造方法包括塗佈形成所述電晶體的半導體層的步驟。
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