特開 2024-175959 圧力検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175959

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】圧力検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20241212BHJP

   G01L 1/20 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 101Z

G01L1/20 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094103

(22)【出願日】2023-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】迫 和彦

【テーマコード（参考）】

2F051

【Ｆターム（参考）】

2F051AB07

(57)【要約】

【課題】単位時間当たりの圧力の検出回数を増やすことができる圧力検出装置を提供する。
【解決手段】圧力検出装置は圧力センサと駆動制御部を備える。圧力センサは第１回路形成層、センサ層、及び第２回路形成層を備える。第１回路形成層は、第１検出電極と第１スイッチング素子と第１ゲート線と第１ゲート線駆動回路を有する。第２回路形成層は、第２検出電極と第２スイッチング素子と第２ゲート線と第２ゲート線駆動回路を有する。直交方向から視て第１検出電極と第２検出電極は互いに重なる。駆動制御部は、第１回路形成層で圧力を検出する場合、第２方向の一方から順に第１ゲート線を選択し、第２回路形成層で圧力を検出する場合、第２方向の一方から順に第２ゲート線を選択し、第２方向の一方からｎ番目の第１ゲート線を選択している場合、第２方向の一方からｎ番目以外の第２ゲート線を選択する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力が入力される検出面を有する圧力センサと、
前記圧力センサの駆動を制御する駆動制御部と、
を備え、
前記圧力センサは、前記検出面に直交する直交方向に順に重ねられた基材、第１回路形成層、センサ層、及び第２回路形成層を備え、
前記第１回路形成層は、
前記センサ層と対向する第１面と、
前記第１面に配置され、前記検出面と平行な第１方向と、前記検出面と平行でありかつ前記第１方向と交差する第２方向と、に配列する複数の第１検出電極と、
前記複数の第１検出電極のそれぞれに対応して設けられた複数の第１スイッチング素子と、
前記第１方向に延在し、かつ前記第２方向に複数設けられ、前記第１スイッチング素子と接続する複数の第１ゲート線と、
前記第１ゲート線を駆動する第１ゲート線駆動回路と、
を有し、
前記第２回路形成層は、
前記センサ層と対向する第２面と、
前記第２面に配置され、前記第１方向と前記第２方向とに配列する複数の第２検出電極と、
前記複数の第２検出電極のそれぞれに対応して設けられた複数の第２スイッチング素子と、
前記第１方向に延在し、かつ前記第２方向に複数設けられ、前記第２スイッチング素子と接続する複数の第２ゲート線と、
前記第２ゲート線を駆動する第２ゲート線駆動回路と、
を有し、
前記直交方向から視て、前記第１検出電極と前記第２検出電極は、互いに重なり、
前記駆動制御部は、
前記第１回路形成層で圧力を検出する場合、前記第２方向の一方から順に前記第１ゲート線を選択し、
前記第２回路形成層で圧力を検出する場合、前記第２方向の一方から順に前記第２ゲート線を選択し、
前記第２方向の一方からｎ番目の前記第１ゲート線を選択している場合、前記第２方向の一方からｎ番目以外の前記第２ゲート線を選択する
圧力検出装置。

【請求項2】

前記第１回路形成層による圧力検出時間と、前記第２回路形成層による圧力検出時間は、同一期間であり、
前記第１回路形成層の圧力の検出開始のタイミングと、前記第２回路形成層の圧力の検出開始のタイミングと、が前記同一期間の半分の時間だけずれている
請求項１に記載の圧力検出装置。

【請求項3】

前記第２方向の一方からｎ番目の前記第１ゲート線を選択している場合、前記第２方向の一方から（ｎ＋１）番目又は（ｎ－１）番目の前記第２ゲート線を選択する
請求項１に記載の圧力検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

圧力検出装置は、圧力が入力される圧力センサと、圧力センサの駆動を制御する駆動制御部と、を備えている。下記特許文献の圧力センサは、複数の検査電極が設けられた回路形成層と、検出電極に対向する共通電極と、検出電極と共通電極との間に挟まれたセンサ層と、を備えている。圧力センサに圧力が入力されていない状態で、センサ層は検出電極から離間している。圧力センサに圧力が入力されると、センサ層は、検出電極に向かって移動し、検出電極と接触する。これにより、共通電極から検出電極に電流が流れる。また、検出電極に入力した電流（検出結果）は、信号線を介して駆動制御部に送られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１４６４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、単位時間当たりにおける圧力の検出回数を増やしたい、という要望がある。

【0005】

本発明は、単位時間当たりの圧力の検出回数を増やすことができる圧力検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る圧力検出装置は、圧力が入力される検出面を有する圧力センサと、前記圧力センサの駆動を制御する駆動制御部と、を備えている。前記圧力センサは、前記検出面に直交する直交方向に順に重ねられた基材、第１回路形成層、センサ層、及び第２回路形成層を備えている。前記第１回路形成層は、前記センサ層と対向する第１面と、前記第１面に配置され、前記検出面と平行な第１方向と、前記検出面と平行でありかつ前記第１方向と交差する第２方向と、に配列する複数の第１検出電極と、前記複数の第１検出電極のそれぞれに対応して設けられた複数の第１スイッチング素子と、前記第１方向に延在し、かつ前記第２方向に複数設けられ、前記第１スイッチング素子と接続する複数の第１ゲート線と、前記第１ゲート線を駆動する第１ゲート線駆動回路と、を有している。前記第２回路形成層は、前記センサ層と対向する第２面と、前記第２面に配置され、前記第１方向と前記第２方向とに配列する複数の第２検出電極と、前記複数の第２検出電極のそれぞれに対応して設けられた複数の第２スイッチング素子と、前記第１方向に延在し、かつ前記第２方向に複数設けられ、前記第２スイッチング素子と接続する複数の第２ゲート線と、前記第２ゲート線を駆動する第２ゲート線駆動回路と、を有している。前記直交方向から視て、前記第１検出電極と前記第２検出電極は、互いに重なる。前記駆動制御部は、前記第１回路形成層で圧力を検出する場合、前記第２方向の一方から順に前記第１ゲート線を選択している。前記第２回路形成層で圧力を検出する場合、前記第２方向の一方から順に前記第２ゲート線を選択している。前記第２方向の一方からｎ番目の前記第１ゲート線を選択している場合、前記第２方向の一方からｎ番目以外の前記第２ゲート線を選択する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る圧力検出装置を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、圧力センサの断面を模式的に示す模式図である。

【図3】図３は、実施形態の第１回路形成層の回路構成を示す回路図である。

【図4】図４は、実施形態の圧力センサの検出面に圧力が入力された状態を示す模式図である。

【図5】図５は、実施形態に係る圧力検出装置の構成例を示すブロック図である。

【図6】図６は、実施形態における圧力検出装置の動作のタイムチャート図である。

【図7】図７は、比較例の圧力センサの駆動例を示す模式図である。

【図8】図８は、実施形態に係る圧力検出装置の構成例を示すブロック図である。

【図9】図９は、実施形態２における圧力検出装置の動作のタイムチャート図である。

【図10】図１０は、実施形態２において第１回路形成層における読み出し動作と第２回路形成層における読み出し動作を説明するための図である。

【図11】図１１は、変形例における圧力検出装置の動作のタイムチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の圧力検出装置を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示の発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

また、本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

【0010】

（実施形態１）
図１は、実施形態に係る圧力検出装置を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、圧力検出装置１００は、圧力センサ１と、圧力センサ１の動作を制御する制御基板８０と、を備えている。制御基板８０には、制御回路８１及び電源回路８２が設けられている。制御基板８０は、ホスト９０と接続する。ホスト９０は、圧力検出装置１００を制御する上位の制御装置である。

【0011】

圧力センサ１の一面は、圧力を検出する検出面１ａとなっている。圧力センサ１は、検出面１ａと直交する直交方向の厚みが小さく、板状に形成されている。直交方向から視て、圧力センサ１は、圧力を検出する検出領域２と、圧力を検出しない周辺領域３と、に区分けされる。検出領域２は、圧力センサ１の中央部に位置している。周辺領域３は、枠状に形成され、検出領域２の外側を囲んでいる。

【0012】

検出領域２は、平面視で長方形に形成されている。検出領域２の外枠Ｍは、一対の短辺２ａと、一対の長辺２ｂと、を有している。以下、検出面１ａと平行であり、かつ短辺２ａと平行な方向を第１方向Ｘと称する。検出面１ａと平行であり、かつ長辺２ｂと平行な方向を第２方向Ｙと称する。よって、第２方向Ｙとは、第１方向Ｘと直交（交差）する方向である。

【0013】

検出領域２は、複数の個別検出領域４に区分けされる。言い換えると、検出領域２は、複数の個別検出領域４が集合したものであり、個別検出領域４のそれぞれで圧力値が検出される。複数の個別検出領域４は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとに配列している。

【0014】

図２は、圧力センサの断面を模式的に示す模式図である。図２に示すように、圧力センサ１は、直交方向に順に重ねられた基板６、第１回路形成層１０、センサ層２０、第２回路形成層３０、及び保護層４０を備えている。

【0015】

以下、直交方向のうち、第１回路形成層１０から視て第２回路形成層３０が配置される方向を第１直交方向Ｚ１と称する。第１直交方向Ｚ１の反対方向を第２直交方向Ｚ２と称する。第１直交方向Ｚ１から視ることを平面視と称する。

【0016】

基板６は、第１回路形成層１０を支持する基材であり、荷重が加えられても変形し難い材料により製造されている。また、基板６は、絶縁性を有している。例えば、基板６は、ガラス基板、樹脂基板等により形成される。

【0017】

第１回路形成層１０は、基板６に積層され、基板６と一体化している。第１回路形成層１０は、特に図示しないが、複数の絶縁層が積層した積層構造となっている。第１回路形成層１０は、第１直交方向Ｚ１を向く第１面１１を有している。この第１面１１には、複数の第１検出電極１２と複数の第１共通電極１８が設けられている。

【0018】

第１検出電極１２は、圧力を検出するための電極であり、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの金属材料で製造されている。第１検出電極１２は、平面視で矩形状に形成されている。第１検出電極１２は、個別検出領域４に対し１つずつ配置されている。つまり、複数の第１検出電極１２は、検出領域２に配置され、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに配列している。

【0019】

第１回路形成層１０の内部には、複数の第１駆動用トランジスタ（第１スイッチ素子）１３が設けられている。第１駆動用トランジスタ１３は、１つの個別検出領域４に対し１つずつ設けられている。よって、複数の第１駆動用トランジスタ１３は、検出領域２に配置され、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに配列している。

【0020】

第１回路形成層１０は、第１駆動用トランジスタ１３を駆動するための各種構成を含んでいる。具体的に、第１回路形成層１０は、第１接続部７（図１参照）、第１ゲート線駆動回路８（図１参照）、第１信号線選択回路９（図１参照）、第１ゲート線１４（図３参照）、及び第１信号線１５（図３参照）を有している。

【0021】

図１に示すように、第１接続部７、第１ゲート線駆動回路８、及び第１信号線選択回路９は、周辺領域３に配置されている。第１接続部７は、制御基板８０と接続するためのものであり、例えばフレキシブルプリント基板やリジット基板が挙げられる。

【0022】

第１ゲート線駆動回路８は、制御回路８１から供給される各種制御信号に基づき複数の第１ゲート線１４（図３参照）を駆動する回路である。第１ゲート線駆動回路８は、複数の第１ゲート線１４を順次に選択し、選択された第１ゲート線１４にゲート駆動信号を供給する。第１信号線選択回路９は、複数の第１信号線１５（図３参照）を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。第１信号線選択回路９は、例えばマルチプレクサである。第１信号線選択回路９は、制御回路８１から供給される選択信号に基づき、選択された第１信号線１５と制御回路８１とを接続する。

【0023】

図３は、実施形態の第１回路形成層の回路構成を示す回路図である。図３に示すように、第１ゲート線１４は、検出領域２を第１方向Ｘ１に延在している。また、複数の第１ゲート線１４は、第２方向Ｙに配列している。第１信号線１５は、検出領域２を第２方向Ｙに延在している。また、複数の第１信号線１５が第１方向Ｘに配列している。

【0024】

そのほか、特に図示しないが、第１回路形成層１０の周辺領域３には、第１共通配線が設けられている。第１共通配線は、第１共通電極１８に電流を供給するための配線である。第１共通配線は、第１接続部７を介して制御基板８０に接続し、制御回路８１から一定量の電流が供給されている。

【0025】

図２に示すように、第１駆動用トランジスタ１３は、半導体層１３ａと、ゲート絶縁膜１３ｂと、ゲート電極１３ｃと、ドレイン電極１３ｄと、ソース電極１３ｅと、を備えている。ソース電極１３ｅは、第１検出電極１２と接続している。ゲート電極１３ｃは、第１ゲート線１４（図３参照）と接続している。ドレイン電極１３ｄは、第１信号線１５（図３参照）と接続している。第１ゲート線１４が駆動すると、第１駆動用トランジスタ１３が閉じる。これにより、第１検出電極１２に入力された電気信号（電流）は、第１駆動用トランジスタ１３を介して、第１信号線１５に出力される。そして、電気信号（電流）は、第１信号線１５から制御回路８１に送られる。

【0026】

第１共通電極１８は、１つの個別検出領域４に対し１つずつ設けられている。また、第１共通電極１８は、第１検出電極１２から離隔している。第１共通電極１８は、第１回路形成層１０の第１面１１よりも第２直交方向Ｚ２に埋設する図示しない配線により、第１共通配線（不図示）と接続し、一定量の電流が供給されている。

【0027】

センサ層２０は、板状に形成され、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに延在している。センサ層２０は、第１直交方向Ｚ１を向く第１センサ面２１と、第２直交方向Ｚ２を向く第２センサ面２２と、を有している。第２センサ面２２は、第１回路形成層１０を第１直交方向Ｚ１から覆い、第１検出電極１２と第１共通電極１８のそれぞれに接触している。

【0028】

センサ層２０は、絶縁性が高い樹脂層の内部に導電性の微粒子が含まれた材料で製造されている。導電性の微粒子は、樹脂層の内部で分散し、互いに離隔している。このため、樹脂層が変形していない状態のセンサ層２０は、抵抗値が高い。よって、センサ層２０は、第１検出電極１２と第１共通電極１８のそれぞれに接触しているものの、第１検出電極１２と第１共通電極１８は電気的に接続していない。一方、樹脂層が変形すると、微粒子が接触又は近接している状態となる。よって、センサ層２０の抵抗値が小さくなり、第１検出電極１２と第１共通電極１８が電気的に接続する。そのほか、樹脂層の変形量が大きくなると、微粒子同士の接触する量が増加し、センサ層２０の抵抗値が大きく低減する。よって、第１共通電極１８から第１検出電極１２に流れる電流量が多くなる。

【0029】

次に、第２回路形成層３０について説明するが、第２回路形成層３０は、第１回路形成層１０と共通する技術的要素を有している。よって、第２回路形成層３０の説明では共通する技術的要素の説明を簡単とする。

【0030】

図２に示すように、第２回路形成層３０は、第２直交方向Ｚ２を向く第２面３１を有している。この第２面３１には、複数の第２検出電極３２と複数の第２共通電極３８が設けられている。第２検出電極３２は、平面視で矩形状に形成され、第１検出電極１２と同じ大きさとなっている。

【0031】

第２検出電極３２は、個別検出領域４に対し１つずつ配置されている。つまり、複数の第２検出電極３２は、検出領域２に配置され、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに配列している。よって、直交方向から視て、第１検出電極１２と第２検出電極３２は、互いに重なっている。なお、図２では、第１検出電極１２の全てと第２検出電極３２の全てが重なり合っている状態が図示されているが、本開示は、少なくとも第１検出電極１２の一部と第２検出電極３２の一部とが重なるように配置されていてもよい。

【0032】

図２に示すように、第２回路形成層３０の内部には、複数の第２駆動用トランジスタ（第２スイッチ素子）３３が設けられている。第２駆動用トランジスタ３３は、１つの個別検出領域４に対し１つずつ設けられている。また、第２回路形成層３０は、特に図示しないが、第２駆動用トランジスタ３３を駆動するため、第２接続部、第２ゲート線駆動回路、第２信号線選択回路、第２ゲート線、及び第２信号線を有している。

【0033】

第２共通電極３８は、１つの個別検出領域４に対し１つずつ設けられている。第２共通電極３８は、第２検出電極３２と離隔している。第２共通電極３８は、第２回路形成層３０に埋設された図示しない配線により、第２共通配線（不図示）と接続している。なお、第２共通配線（不図示）は、第２回路形成層３０の周辺領域に設けられている。第２共通配線は、第２接続部を介して制御基板８０に接続し、制御回路８１から一定量の電流が供給されている。よって、第２共通電極３８には、一定量の電流が供給されている。

【0034】

また、第２回路形成層３０は、センサ層２０の第１センサ面２１を、第１直交方向Ｚ１から覆っている。よって、第２検出電極３２及び第２共通電極３８のそれぞれは、センサ層２０の第１センサ面２１に接触している。

【0035】

保護層４０は、例えばゴム、樹脂など、弾性変形可能であり、絶縁性を有する材料で形成されている。また、保護層４０の第１直交方向Ｚ１を向く面が検出面１ａとなっている。なお、本開示において、保護層４０は必須の構成ではない。つまり、第２回路形成層３０の第１直交方向Ｚ１を向く面が検出面１ａを構成してもよい。

【0036】

図４は、実施形態の圧力センサの検出面に圧力が入力された状態を示す模式図である。次に、圧力センサ１に圧力が入力された場合について説明する。図４に示すように、検出面１ａに圧力（第２直交方向Ｚ２の荷重、図４の矢印Ａ１を参照）が入力すると、保護層４０及び第２回路形成層３０を介して、センサ層２０に圧力が伝達する。センサ層２０の第１センサ面２１が第２直交方向Ｚ２に窪み、センサ層２０の直交方向の厚みが小さくなる。

【0037】

これにより、センサ層２０の抵抗値が小さくなり、第１検出電極１２と第１共通電極１８とが電気的に接続する。そして、第１共通電極１８から第１検出電極１２に電流が流れる（矢印Ａ２参照）。第１検出電極１２に流れた電流は、第１信号線１５を介して制御回路８１に送られる。また、第２検出電極３２と第２共通電極３８も電気的に接続し、第２共通電極３８から第２検出電極３２に電流が流れる（矢印Ａ３参照）。第２検出電極３２に流れた電流は、第２信号線（不図示）を介して制御回路８１に送られる。

【0038】

以上から、検出面１ａに圧力が入力すると、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０のそれぞれで圧力が検出される。また、１つの個別検出領域４に対し、第１検出電極１２と第２検出電極３２とが配置されている。よって、個別検出領域４毎に入力した圧力を、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０のそれぞれで検出できるようになっている。

【0039】

また、圧力（矢印Ａ１参照）が大きくなると、センサ層２０の変形量が大きくなり、センサ層２０の抵抗値の低減量が大きくなる。つまり、第１検出電極１２及び第２検出電極３２に流れた電流値を測定することで、入力された圧力の大きさを検出できる。

【0040】

図１に示すように、制御基板８０に設けられた制御回路８１は、制御ＩＣ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。電源回路８２は、制御回路８１に電力に供給する。これにより制御回路８１は、圧力センサ１に供給する信号を生成することができる。

【0041】

図５は、実施形態に係る圧力検出装置の構成例を示すブロック図である。制御回路８１及び電源回路８２は、駆動制御部８３を構成する。また、駆動制御部８３は、タイミング制御部８４と、第１駆動制御部８５と、第２駆動制御部８６と、データ送信部８７と、を有している。

【0042】

タイミング制御部８４は、ホスト９０から圧力検出指令を受け、第１駆動制御部８５及び第２駆動制御部８６に対しセンシングを指令する。また、タイミング制御部８４は、第１駆動制御部８５へのセンシング指令のタイミングと、第２駆動制御部８６へのセンシング指令のタイミングと、をずらしている。

【0043】

第１駆動制御部８５は、センシング指令を受け、第１ゲート線駆動回路８及び第１信号線選択回路９に駆動信号を供給する。なお、本実施形態の第１回路形成層の１０において、第１ゲート線１４の第２方向Ｙに配列する本数はＫ本とする。また、ゲート線（第１ゲート線１４及び第２ゲート線）の配列順に関し、第２方向Ｙの一方から数えることを基準とし、さらに例えばＱ番目に配置されることを「Ｑ行目」と称する。

【0044】

第１駆動制御部８５は、最初に１行目の第１ゲート線１４を駆動させる。第１駆動制御部８５は、次に、２行目の第２ゲート線を駆動させる。つまり、第２方向Ｙの一方から他方に向かって１つずつ順に第１ゲート線１４を駆動させ、最後に第２方向Ｙの他端に配置されるＫ行目の第１ゲート線１４を駆動させている。これにより、第１回路形成層１０は、各個別検出領域４に入力した圧力を検出する。また、第１駆動制御部８５は、第１回路形成層１０による検出結果（個別検出領域４毎の圧力値（電流値））を受け取り、データ送信部８７に渡す。

【0045】

第２駆動制御部８６は、センシング指令を受けた場合、第２ゲート駆動回路（不図示）及び第２信号線選択回路（不図示）に駆動信号を供給する。なお、第２回路形成層３０において、第２ゲート線（不図示）の第２方向Ｙに配列する本数がＬ本とする。また、第１ゲート線１４の本数Ｋと第２ゲート線の本数Ｌは同数である（Ｋ＝Ｌ）。よって、１行目の第２ゲート線と接続する第２検出電極３２は、複数の個別検出領域４のうち第２方向Ｙの一方から１行目の個別検出領域４に配置され、かつ１行目の第１ゲート線１４と接続する第１検出電極１２と対向している。また、Ｌ行目の第２ゲート線と接続する第２検出電極３２は、複数の個別検出領域４のうち第２方向Ｙの一方からＬ行目（Ｋ行目）の個別検出領域４に配置され、かつＫ行目の第１ゲート線１４と接続する第１検出電極１２と対向している。

【0046】

第２駆動制御部８６の駆動方法は、第１駆動制御部８５と同じ方法であり、最初に１行目の第２ゲート線を駆動させる。次に２行目の第２ゲート線を駆動させる。このように、第２方向Ｙの一方から他方に向かって１つずつ順に第２ゲート線を駆動させ、最後に第２方向Ｙの他端に配置されるＬ行目の第２ゲート線を駆動させる。これにより、第２回路形成層３０は、各個別検出領域４に入力した圧力を検出する。また、第２駆動制御部８６は、第２回路形成層３０による検出結果（個別検出領域４毎の圧力値（電流値））を受け取り、データ送信部８７に渡す。

【0047】

データ送信部８７は、第１回路形成層１０の検出結果と第２回路形成層３０の検出結果を受け取り、ホスト９０に送信している。

【0048】

図６は、実施形態における圧力検出装置の動作のタイムチャート図である。次に、実施形態１の圧力検出装置の動作例について図６を参照しながら説明する。また、本説明では、図８に示すように、ホスト９０からタイミング制御部８４に対し、６回連続して圧力を検出するように圧力検出指令が出された場合を例として挙げる。このような複数の圧力検出指令によれば、圧力センサ１に入力された圧力の経時的変化を検出できる。そのほか、複数の個別検出領域４のそれぞれに入力された圧力を第１回路形成層１０で検出する時間（圧力検出時間）と、複数の個別検出領域４のそれぞれに入力した圧力を第２回路形成層３０で検出する時間（圧力検出時間）は、同一期間である。

【0049】

タイミング制御部８４は、６つのセンシング指令（第１センシング指令、第２センシング指令、第３センシング指令、第４センシング指令、第５センシング指令、及び第６センシング指令）を生成する。そして、６つのセンシング指令を第１駆動制御部８５と第２駆動制御部８６とに交互に送る。また、６つのセンシング指令を送る時間的間隔は、圧力検出時間の半分（同一期間の半分）である。よって、時刻Ｔ１、時刻Ｔ３、時刻Ｔ５のタイミングで、第１駆動制御部８５は、センシング指令（第１センシング指令、第３センシング指令、第５センシング指令）を受け取る。また、時刻Ｔ２、時刻Ｔ４、時刻Ｔ６のタイミングで、第２駆動制御部８６は、センシング指令（第２センシング指令、第４センシング指令、第６センシング指令）を受け取る。

【0050】

よって、第２回路形成層３０は、時刻Ｔ２から圧力の検出を行う。つまり、時刻Ｔ２から、第２回路形成層３０の１行目の第２ゲート線が駆動する。一方、時刻Ｔ２は、第１センシング指令から圧力検出時間の半分が経過している。よって、第１回路形成層１０では、Ｋ／２行目の第１ゲート線１４が駆動している。

【0051】

時刻Ｔ３の時点で、第３センシング指令により第１回路形成層１０は、１行目の第１ゲート線１４を駆動する。また、時刻Ｔ３の時点で、第２回路形成層３０では、Ｌ／２行目の第２ゲート線（不図示）が駆動する。よって、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とでは、第２方向Ｙの一方から数えて異なる数のゲート線同士が駆動している。また、時刻Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のそれぞれに時点で、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０で、駆動しているゲート線が第２方向Ｙにずれている。以上から、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とでは、駆動しているゲート線が第２方向Ｙにずれている。

【0052】

以上、実施形態１では、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０のそれぞれで、圧力センサ１に入力した圧力を検出することができる。また、回路形成層が一層となっている従来の圧力センサでは、第１センシングが完了した後に、第２センシングが行われる。一方、本実施形態によれば、第１センシングが完了する前に、第２センシングを行うことができる。よって、単位時間当たりの圧力の検出回数が多くなり、圧力センサ１の検出時間の短縮化を図ることができる。

【0053】

また、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とのセンシングを同時に行うと、同じ行数のゲート線が駆動する。よって、図４に示すように、第１回路形成層１０の第１共通電極１８から第２回路形成層３０の第２検出電極３２に電流が流れたり（図４の矢印Ａ４参照）、若しくは、第２回路形成層３０の第２共通電極３８から第１回路形成層１０の第１検出電極１２に電流が流れたり（図４の矢印Ａ５参照）する可能性がある。

【0054】

一方、本実施形態では、第１回路形成層１０で駆動する第１ゲート線１４が第２方向Ｙの一方から数えてｎ番目（ｎ行目）の場合、第２回路形成層３０で駆動する第２ゲート線が第２方向Ｙの一方から数えて（ｎ＋（Ｌ／２））番目（（ｎ＋（Ｌ／２））行目）、又は（ｎ－（Ｌ／２））番目（（ｎ－（Ｌ／２））行目）となる。つまり、第２方向Ｙの一方から数えてｎ番目の第１ゲート線１４が駆動している場合、第２方向Ｙの一方から数えてｎ番目以外の前記第２ゲート線が駆動している。よって、第１共通電極１８から第２検出電極３２に電流が流れたり（図４の矢印Ａ４参照）、若しくは、第２共通電極３８から第１検出電極１２に電流が流れたり（図４の矢印Ａ５参照）することが防止される。よって、センシングの結果に対する信頼性が損なわれない。

【0055】

以上、実施形態１について説明したが、本開示は実施形態１で示した例に限定されない。例えば、実施形態１では、ホスト９０から送られる複数回の圧力検出指令を、センシング指令として第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とに振り分けているが、ホスト９０から１つの圧力検出指令を受けて複数の検出動作を行い、圧力の平均値を算出するようにしてもよい。以下、詳細について比較例を用いつつ説明する。

【0056】

実施形態１では、１つのゲート線の駆動中、複数の信号線を順に又は同時に選択している。これにより、ゲート線と接続する検出電極から電流値（検出結果）が読み出される。実施形態１では、１つのゲート線の駆動中、読み出し動作（検出動作）が１回となっている。この駆動方法だと、読み出し動作（検出動作）が１回であるため、その読み出し中にノイズが入力される可能性があり、検出された圧力値に対する信頼性が低い。

【0057】

図７は、比較例の圧力センサの駆動例を示す模式図である。一方、比較例では、図７に示すように、１つのゲート線の駆動中（図７のゲート線の「ＯＮ」時）、読み出し動作が複数（比較例では４回）となっている。つまり、１つのゲート線の駆動中、検出電極から検出結果を読み出した後、再び、検出電極から検出結果を読み出す、ということを繰り返し行っている。これにより、複数（４つ）の検出結果が得られる。また、複数（４つ）の検出結果から平均値を求め、その平均値を圧力値とすることができる。この駆動方法によれば、複数回行う読み出し動作の１つにノイズが入力されていても、平均値を算出しているため、ノイズの影響が小さくなる。よって、検出された圧力値に対する信頼性が高い。

【0058】

次の実施形態２では、読み出し動作を４回行い、平均値を圧力値とする圧力検出装置１００Ａについて説明する。また、実施形態２では、実施形態１との相違点に絞って説明する。

【0059】

（実施形態２）
図８は、実施形態に係る圧力検出装置の構成例を示すブロック図である。図８に示すように、圧力検出装置１００Ａは、駆動制御部８３に代えて駆動制御部８３Ａを有している。駆動制御部８３Ａは、タイミング制御部８４Ａと、第１駆動制御部８５Ａと、第２駆動制御部８６Ａと、データ送信部８７Ａと、を有している。

【0060】

第１駆動制御部８５Ａは、タイミング制御部８４Ａからセンシング指令を受けた場合、１つの第１ゲート線１４の駆動中に、第１信号線１５のそれぞれを２回ずつ選択し、読み出し動作を２回行うようになっている点で、第１駆動制御部８５と相違する。

【0061】

同様に、第２駆動制御部８６Ａは、センシング指令を受けた場合、１つの第２ゲート線の駆動中に、第２信号線のそれぞれを２回ずつ選択し、読み出し動作を２回行うようになっている点で、第２駆動制御部８６と相違する。

【0062】

このように、実施形態２では、４回の読み出し動作を、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０のそれぞれに２回ずつ行うように振り分けている。

【0063】

データ送信部８７Ａは、第１駆動制御部８５Ａ及び第２駆動制御部８６Ａのそれぞれから送られた合計４回の検出結果を受け取る。また、データ送信部８７Ａは、４回の検出結果から平均値を算出し、その平均値を圧力値としてホスト９０に送る。

【0064】

タイミング制御部８４Ａは、ホスト９０から１つの圧力検出指令を受けた場合、２つのセンシング指令を生成している点で、実施形態１のタイミング制御部８４と相違する。つまり、４回の読み出し動作を第１回路形成層１０と第２回路形成層３０のそれぞれに実行させるため、２つの２つのセンシング指令を生成している。

【0065】

図９は、実施形態２における圧力検出装置の動作のタイムチャート図である。また、第１駆動制御部８５Ａにセンシングを送るタイミングと、第２駆動制御部８６にセンシングを送るタイミングと、が時間的にずれている。具体的に、図９に示すように、タイミング制御部８４Ａは、時刻Ｔ１１に、第１駆動制御部８５Ａにセンシング指令を送る。その後、タイミング制御部８４Ａは、時刻Ｔ１２に、第２駆動制御部８６Ａにセンシング指令を送る。この時刻Ｔ１１と時刻Ｔ１２との間隔は、１つのゲート線が駆動し、２回の読み出し動作が完了するまでの時間である。

【0066】

以上、実施形態２の圧力検出装置１００Ａによれば、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２の間、第１回路形成層１０で、１行目の第１ゲート線１４が駆動する。時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３の間、第１回路形成層１０で２行目の第１ゲート線１４が駆動し、第２回路形成層３０で１行目の第２ゲート線が駆動する。時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４の間、第１回路形成層１０で３行目の第１ゲート線１４が駆動し、第２回路形成層３０で２行目の第２ゲート線が駆動する。

【0067】

図１０は、実施形態２において第１回路形成層における読み出し動作と第２回路形成層における読み出し動作を説明するための図である。図１０に示すように、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２の間、第１回路形成層１０で１行目の第１ゲート線１４に接続する第１検出電極１２に対し、読み出し動作が２回行われる。時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３の間、第２回路形成層３０で１行目の第２ゲート線に接続する第２検出電極３２に対し、読み出し動作が２回行われる。以上から、複数の個別検出領域４のうち第２方向Ｙの一端に配置される１行目の個別検出領域４に入力した圧力が４回検出される。

【0068】

また、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３の間、第１回路形成層１０で２行目の第１ゲート線１４に接続する第１検出電極１２に対し、読み出し動作が２回行われる。時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４の間、第２回路形成層３０で２行目の第２ゲート線に接続する第２検出電極３２に対し、読み出し動作が２回行われる。これによれば、２行目の個別検出領域４に入力した圧力が４回検出される。

【0069】

以上、実施形態２では、読み出し動作は、第１回路形成層１０で第１回目と第２回目が行われ、第２回路形成層３０で第３回目と第４回目が行われる。このように、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とのそれぞれで検出できる。よって、回路形成層が１層の場合よりも検出動作の回数が凡そ２倍となり、単位時間当たりの検出結果の量が多くなる。

【0070】

また、実施形態２において、第１回路形成層１０で駆動する第１ゲート線１４が第２方向Ｙの一方から数えてｎ番目（ｎ行目）の場合、第２回路形成層３０で駆動する第２ゲート線が第２方向Ｙの一方から数えて（ｎ-１）番目（（ｎ-１）行目）となる。つまり、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とでは、駆動するゲート線が１つ分、第２方向Ｙにずれている。このため、第１共通電極１８から第２検出電極３２に電流が流れたり（図４の矢印Ａ４参照）、若しくは、第２共通電極３８から第１検出電極１２に電流が流れたり（図４の矢印Ａ５参照）することが防止されている。

【0071】

また、４回の読み出し動作において、第１回路形成層１０の第２回目の読み出し動作が終わると、すぐに第２回路形成層３０による第３回目の読み出し動作が行われる。よって、第２回目の読み出し動作の終了後から第３回目の読み出し開始時までの間に圧力値に変動している、ということが回避される。よって、圧力値（平均値）の信頼性が高い。

【0072】

また、２つの回路形成層を有しているため、例えば、第１回路形成層１０で、奇数行に配置された個別検出領域４に入力された圧力を４回読み出し、第２回路形成層３０で、偶数行に配置された個別検出領域４に入力された圧力を４回読み出す、という駆動方法が考えられる。これによれば、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とで製造上における検出能力の誤差を吸収できない。一方で、本実施形態では、４回の読み出し動作を第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とに２回ずつに振り分けている。よって、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とで製造上における検出能力の誤差が吸収される。

【0073】

なお、実施形態２では、第１回路形成層１０と第２回路形成層３０とでは、駆動するゲート線が１つ分、第２方向Ｙにずれているが、本開示は、駆動するゲート線が２つ以上、第２方向Ｙにずれていてもよい。ただし、実施形態２であれば、圧力値の変動が発生し難いため好ましい。

【0074】

また、実施形態２では、第１回路形成層１０から検出を開始しているが、第２回路形成層３０から検出を開始してもよい。このような場合、第１回路形成層１０で駆動する第１ゲート線１４が第２方向Ｙの一方から数えてｎ番目（ｎ行目）の場合、第２回路形成層３０で駆動する第２ゲート線が第２方向Ｙの一方から数えて（ｎ＋１）番目（（ｎ＋１）行目）となる。

【0075】

図１１は、変形例における圧力検出装置の動作のタイムチャート図である。また、本開示は、ホスト９０から送られる複数回の圧力検出指令のそれぞれに対し、複数の検出動作を行い、平均値が圧力値となるようにしてもよい。具体的に説明すると、図１１に示すように、ホスト９０から送られる３回の圧力検出指令を受け取った場合、タイミング制御部８４Ａが第１センシング指令を２つ生成する。そして、時刻Ｔ２１に、１つ目の第１センシング指令を第１回路形成層１０に送り、時刻Ｔ２２に、２つ目の第１センシング指令を第２回路形成層３０に送る。なお、時刻Ｔ２１と時刻Ｔ２２との間隔は、１つのゲート線が駆動し、２回の読み出し動作が完了するまでの時間である。

【0076】

また、タイミング制御部８４Ａは、第２センシング指令を２つ生成し、時刻Ｔ２３に、１つ目の第２センシング指令を第１回路形成層１０に送り、時刻Ｔ２４に、２つ目の第２センシング指令を第２回路形成層３０に送る。なお、時刻２３は、第１回路形成層１０による第１センシングが終了した時点である。さらに、タイミング制御部８４Ａは、第３センシング指令を２つ生成し、時刻Ｔ２５に、１つ目の第３センシング指令を第１回路形成層１０に送り、時刻Ｔ２６に、２つ目の第３センシング指令を第２回路形成層３０に送る。

【0077】

この変形例によれば、間隔を空けながら第１センシング、第２センシング、及び第３センシングの合計３回検出しているため、圧力値の経時変化を検出することができる。また、第１センシング、第２センシング、及び第３センシングのそれぞれで４回読み出し動作が行われ、平均値が圧力値となっている。よって、情報（圧力値）に対する信頼性が高い。

【0078】

また、実施形態のセンサ層２０は、樹脂層の内部に導電性の微粒子が含まれた材料により製造されているが、本開示はこれに限定されない。例えば、センサ層を導電性樹脂で形成し、検出電極及び共通電極との接触面積の増加により、検出電極と共通電極が電気的に接続するように構成してもよい。

【符号の説明】

【0079】

１ 圧力センサ
２ 検出領域
３ 周辺領域
４ 個別検出領域
６ 基板
１０ 第１回路形成層
１１ 第１面
１２ 第１検出電極
１８ 第１共通電極
２０ センサ層
３０ 第２回路形成層
３１ 第２面
３２ 第２検出電極
３８ 第２共通電極
８０ 制御基板
８１ 制御回路
８２ 電源回路
８３ 駆動制御部
８４ タイミング制御部
８５ 第１駆動制御部
８６ 第２駆動制御部
８７ データ送信部
１００ 圧力検出装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】