CN114838859A - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供压力传感器，无论按压力的检测位置如何都能够稳定地检测按压力。压力传感器(1)具备：多个第一电极(20)，其沿着基板(10)配置；弹性体(50)，其与多个第一电极(20)接触；第二电极(30)，其与弹性体(50)接触并在与第一电极(20)之间夹着弹性体(50)；以及第三电极(40)，其设置于比第二电极(30)更靠基板(10)侧的位置并与第二电极(30)电连接。弹性体(50)包含导电粒子，在作用了使第一电极(20)与第二电极(30)接近的按压力的情况下该导电粒子将第一电极(20)与第二电极(30)电连接。第三电极(40)以格子状连续，该格子状为对至少在一个方向上相邻的第一电极(20)彼此之间进行划分的格子状。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及压力传感器。

背景技术

已知一种通过开关的电连接状态根据按压力的有无而切换来检测按压力的压力传感器(例如专利文献1)。

专利文献1：日本特开2018-080956号公报

在使压力传感器在按压力的被检测面具有二维分辨率时，二维地配置有多个开关。此处，若各开关的电特性不统一，则导致确保按压力的检测精度的技术的难易度变高，该按压力是在设置有与按压力的有无对应的电变化相对缺乏的开关的位置处的按压力。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，目的在于提供无论按压力的检测位置如何都能够稳定地检测按压力的压力传感器。

本发明的一方式的压力传感器具备：多个第一电极，其沿着基板配置；弹性体，其与上述多个第一电极接触；第二电极，其与上述弹性体接触并在与上述第一电极之间夹着上述弹性体；以及第三电极，其设置于比上述第二电极更靠上述基板侧的位置并与上述第二电极电连接，上述弹性体包含导电粒子，在作用了使上述第一电极与上述第二电极接近的按压力的情况下上述导电粒子将上述第一电极与上述第二电极电连接，上述第三电极以格子状连续，上述格子状为对至少在一个方向上相邻的第一电极彼此之间进行划分的格子状。

附图说明

图1是包括压力传感器的主要结构的层叠构造的剖视图。

图2是表示从第二电极侧受到按压力的压力传感器的图。

图3是表示压力传感器的电路结构例的图。

图4是表示阵列的构造例的俯视图。

图5是表示多个阵列的位置关系例的俯视图。

图6是表示由图3所示的电路构成的压力传感器动作时的电控制示例的时序图。

图7是表示参考例的压力传感器的结构例的剖视图。

图8是示出变形例1的压力传感器的检测区域内的电极的形状的俯视图。

图9是表示设置有供电线Vbias以及信号线的布线层的阵列Un内的形态的一个例子的俯视图。

图10是表示将图8所示的电极层与图9所示的布线层连接的接触件在阵列Un内的配置例的俯视图。

图11是包括变形例2的压力传感器的主要结构的层叠构造的剖视图。

附图标记说明

1、1B...压力传感器；10...基板；20...第一电极；20A、20B、20C、20D...阵列电极；30...第二电极；40、40A...第三电极；40a...延伸部；50...弹性体；51、51a、51b...导电性粒子；62...第二元件；Gate...扫描线；Sig...信号线；Vbias...供电线。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。需要说明的是，公开的仅仅是示例，本领域技术人员容易想到的在保持发明主旨的情况下的适当变更当然包含于本发明的范围。另外，附图为了更明确地说明，与实际的方式相比，针对各部分的宽度、厚度、形状等存在示意性地表示的情况，但毕竟只是示例，并非用于限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，关于已出现的图中和前述相同的元件标注相同的附图标记，有时适当地省略详细的说明。

(实施方式)

图1是包括压力传感器1的主要结构的层叠构造的剖视图。压力传感器1是在基板10上层叠有多个结构的所谓的设备基板。该多个结构包括利用了半导体的场效应晶体管(FET：Field Effect Transistor)。具体而言，在基板10上，从更接近基板10侧依次层叠有绝缘膜11、第一布线层12、第一绝缘层13、半导体层14、第二布线层15、第二绝缘层16、第三布线层17、第三绝缘层18、第四布线层19等。第一布线层12、第二布线层15、第三布线层17以及第四布线层19例如像金属电极那样使用具有导电性的材料而形成。第一绝缘层13、第二绝缘层16以及第三绝缘层18使用例如包含氧化硅、氮化硅的绝缘体而形成。半导体层14是作为FET的沟道发挥作用的半导体。在FET为MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET，金属-氧化物半导体场效应晶体管)，的情况下，半导体层14例如为硅(Si)。通过它们的层叠构造，图1所示的第一元件61和后述的图3所示的第二元件62、第三元件63以及第四元件64那样的FET形成在基板10上。

在以下的说明中，将沿着基板10的一个方向设为第一方向Dx。另外，将沿着基板10并且与第一方向Dx正交的另一个方向设为第二方向Dy。另外，将与第一方向Dx以及第二方向Dy正交的方向设为第三方向Dz。第三方向Dz是形成于基板10的层叠构造的层叠方向。

在第四布线层19的上侧还层叠有覆盖部HRC、电极层等。覆盖部HRC层叠于第四布线层19与该电极层之间而使第四布线层19与该电极层绝缘。另外，覆盖部HRC是抑制对比覆盖部HRC靠下层侧的结构施加后述的来自第二电极30侧的按压力来保护该下层侧的结构的有机层。该电极层包括第一电极20和第三电极40。第一电极20与第三电极40是分离的。在该电极层的上侧还设置有弹性体50。弹性体50是薄膜状的弹性构件。弹性体50包括多个导电性粒子51。包含导电性粒子51的弹性体50呈现压敏导电性。

另外，在弹性体50的上侧还设置有第二电极30。第二电极30为导电片材，但第二电极30为至少在第二电极30的弹性体50侧的面呈现导电性的片状构件即可。更具体而言，第二电极30例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)等化合物系薄膜设置于弹性体50侧。第二电极30中的弹性体50侧的相反一侧可以具有导电性，也可以被合成树脂等绝缘体覆盖。

图2是表示从第二电极30侧受到按压力的压力传感器1的图。在图1所示的压力传感器1从第二电极30侧受到第三方向Dz的按压力的情况下，如图2所示，弹性体50在第三方向Dz上被压缩。由此，弹性体50所含的多个导电性粒子51中的一部分形成使第三电极40与第二电极30之间以及第一电极20与第二电极30之间电导通的导通路径。图2中，示意性地示出第三电极40与第二电极30之间由导电性粒子51a连接且第一电极20与第二电极30之间由导电性粒子51b连接的状态。导电性粒子51a、导电性粒子51b是多个导电性粒子51的一部分。若来自第二电极30侧的第三方向Dz的按压力消失，则从图2所示的状态返回图1所示的状态，该导通路径消失。这样，压力传感器1能够根据该导通路径是否成立来检测来自第二电极30侧的按压力。另外，根据来自第二电极30侧的按压力而形成该导通路径的第三电极40、第二电极30、第一电极20以及弹性体50作为根据该按压力而切换开闭的开关80发挥作用。需要说明的是，实施方式的第二电极30在没有受到该按压力而与第一电极20以及第三电极40为非连接状态的情况下处于浮置(フローティング)状态。

更具体而言，弹性体50示出根据沿着第三方向Dz的方向的按压力而使第三电极40与第二电极30的导通以及第一电极20与第二电极30的导通成立并且使向其另一方向(沿着基板10的方向等)的导通不成立的各向异性的压敏导电性。导电性粒子51以使这样的压敏导电性成立的方式设置于弹性体50内。

在实施方式中，第三电极40的薄膜电阻小于第二电极30的薄膜电阻。具体而言，构成第一电极20以及第三电极40的电极层是银(Ag)那样的导电性极高的金属制。第三电极40的具体组成不局限于此，但优选第三电极40由导电性尽可能高且薄膜电阻尽可能低的材料构成。

图3是表示压力传感器1的电路结构例的图。图3所示的电路具备阵列电路SC和复位电路RC。

阵列电路SC具备第一元件61、第二元件62、第三元件63等。第一元件61、第二元件62以及第三元件63是由FET构成的开关元件。在第一元件61中，源极和漏极中的一方与开关80连接，另一方与第二元件62、第三元件63以及电容器70连接。在第二元件62中，源极和漏极中的一方与信号线Sig连接，另一方与第一元件61、第三元件63以及电容器70连接。在第三元件63中，源极和漏极中的一方与初始化电位线Vbl连接，另一方与第一元件61、第二元件62以及电容器70连接。另外，第一元件61的栅极以及背栅极与检测动作信号传输线Vs连接。另外，第二元件62的栅极以及背栅极与扫描线Gate连接。另外，第三元件63的栅极以及背栅极与初始化信号传输线Vdch连接。

在电容器70中，两个端子中的一方与共用电位线Vcom连接，另一方与第一元件61、第二元件62以及第三元件63连接。开关80设置为能够开闭第一元件61的源极和漏极中的一方与供电线Vbias。

复位电路RC具备第四元件64。第四元件64是由FET构成的开关元件。在第四元件64中，源极和漏极中的一方与信号线Sig连接，另一方与复位电位线VR1连接。另外，第四元件64的栅极以及背栅极与复位信号传输线Vrst连接。

阵列电路SC按能够单独检测压力的每个阵列而单独设置。压力传感器1如后述的图5中示出的那样设置有多个阵列。扫描线Gate在沿第一方向Dx排列的多个阵列电路SC中共享。信号线Sig在沿第二方向Dy排列的多个阵列电路SC中共享。检测动作信号传输线Vs、供电线Vbias、共用电位线Vcom、初始化电位线Vbl、初始化信号传输线Vdch在所有阵列电路SC中共享。

图4是表示阵列的构造例的俯视图。在记载为俯视图时，是指对沿着基板10的板面的第一方向Dx-第二方向Dy平面进行正面观察的图。如图4所示，一个阵列设置有第一元件61、第二元件62以及第三元件63。另外，以使参照图3说明的电路成立的方式设置有扫描线Gate、信号线Sig、检测动作信号传输线Vs、共用电位线Vcom、初始化电位线Vbl、初始化信号传输线Vdch。如图4所示的阵列的构造通过参照图1说明的基板10上的层叠构造而成立。如图1所示，图4所示的第一电极20和第三电极40设置于同一层(电极层)。第一元件61、第二元件62以及第三元件63还有扫描线Gate、信号线Sig、检测动作信号传输线Vs、共用电位线Vcom、初始化电位线Vbl以及初始化信号传输线Vdch设置于比电极层更靠基板10侧的位置。

如图4所示，第一元件61的俯视时的位置与第一电极20的俯视时的位置局部重复。如图1所示，对于在构成第一元件61的FET的半导体层14的上侧层叠的第二布线层15而言，包括与半导体层14连接而形成为第一元件61的源极和漏极中的一方的电极15a。电极15a经由形成于第二绝缘层16以及第三绝缘层18的接触孔而与连接部19a连接。连接部19a在第四布线层19层叠时形成。连接部19a将第一电极20与电极15a连接。连接部19a与第一电极20经由在覆盖部HRC中连接部19a的上侧形成的接触孔而连接。图1等图中，第一电极20具有沿着该接触孔弯曲的截面形状，但这是第一电极20的形状的一个例子，并不局限于此，能够适当地变更。

如图1以及图4所示，第一电极20形成为与第三电极40分离。图4中，示出了四个边中的相向的两个边沿着第一方向Dx、其他相向的两个边沿着第二方向Dy的正方形的第一电极20。第一电极20的形状不局限于此。第一电极20的形状为与第三电极40的分离恰当地成立的形状即可，能够适当地变更。如图4所示，一个阵列设置有例如一个第一电极20。

图5是表示多个阵列的位置关系例的俯视图。参照图4说明的第一电极20例如如图5所示设置有多个。图5所示的多个第一电极20沿着第一方向Dx和第二方向Dy以矩阵状配置。图5中，在第一方向Dx和第二方向Dy上配置有3×3的第一电极20，但实际的压力传感器1具备更多的第一电极20。若列举具体例，则配置有80×84的第一电极20。另外，第一方向Dx(或者第二方向Dy)上相邻的第一电极20彼此的间距(ピッチ)为321μm。该具体例仅仅是一个示例，并不局限于此，能够适当地变更。

参照图3以及图4说明的阵列以与参照图5说明的多个第一电极20的配置对应的方式设置有多个。以与沿着第一方向Dx配置的多个第一电极20对应的方式设置的多个阵列共享扫描线Gate。如图4所示，扫描线Gate设置为沿着第一方向Dx延伸。以与沿着第二方向Dy配置的多个第一电极20对应的方式设置的多个阵列共享信号线Sig。如图4所示，信号线Sig设置为沿着第二方向Dy延伸。根据这样设置的第一电极20以及阵列的结构，在俯视时，成为信号线Sig以一根沿着第二方向Dy经过沿第一方向Dx排列的多个第一电极20中的相邻的第一电极20彼此之间的状态。另外，在俯视时，成为扫描线Gate以一根沿着第一方向Dx经过沿第二方向Dy排列的多个第一电极20中的相邻的第一电极20彼此之间的状态。即，在俯视时，通过信号线Sig和扫描线Gate将多个第一电极20划分为格子状。

如图5所示，第三电极40形成为将第一电极20划分为格子状的连续的一个电极。图5所示的第三电极40(斜线部分)对沿第一方向Dx排列的多个第一电极20彼此之间以及沿第二方向Dy排列的多个第一电极20彼此之间进行划分。换言之，第三电极40具有在内侧收纳第一电极20的开口部25。即，第三电极40是开口部25以矩阵状排列的电极。通过开口部25使第一电极20与第三电极40分离。具体而言，如图4所示，第一电极20的一边与和该一边相向的第三电极40的开口部的一边隔开间隔Wi而分离。需要说明的是，开口部25的形状不局限于正方形，能够适当地变更。需要说明的是，间隔Wi例如为50μm，但不局限于此，能够适当地变更。优选间隔Wi为弹性体50的第三方向Dz的厚度以上，并且小于由信号线Sig和扫描线Gate划分为格子状的各区域的第一方向Dx的宽度和第二方向Dy的宽度中较小的宽度的25％(例如为22.5％左右)。另外，图4中虽省略图示，但和记载有间隔Wi一侧的第一电极20的边相向侧的边与第三电极40的间隔也为间隔Wi。

第三电极40与在设置有多个第一电极20的检测区域SA的外侧设置的供电线Vbias连接。需要说明的是，如图5所示，检测区域SA是设置有多个第一电极20并能够检测来自第二电极30侧的按压力的区域。

如图5所示，以包围检测区域SA的外侧的方式设置有周边区域FA。供电线Vbias设置为追随周边区域FA。供电线Vbias与第三电极40经由接触件45而在第三方向Dz上连接。具体而言，第三电极40具有从检测区域SA向周边区域FA延伸的延伸部40a。在俯视时，延伸部40a与供电线Vbias以及接触件45重叠。延伸部40a经由接触件45而与供电线Vbias连接。由此，第三电极40的电位成为供电线Vbias的电位(例如，后述的恒定电位C4)。这样，供电线Vbias作为供电部发挥作用。需要说明的是，供电线Vbias在基板10上且与比覆盖部HRC靠下侧的布线层(例如第一布线层12、第二布线层15、第三布线层17、第四布线层19)中的任一层形成于同一层，但不局限于此。例如，也可以将供电线Vbias专用的布线层层叠在基板10上。接触件45是以将形成有供电线Vbias的布线层与第三电极40连接的方式形成于接触孔的接触件，该接触孔形成为在第三方向Dz上贯穿覆盖部HRC以及位于比该布线层靠上侧的绝缘层。

图5中，示出了检测区域SA的外缘中的一个边角附近的周边区域FA，周边区域FA设置为在俯视时包围检测区域SA。供电线Vbias在俯视时与周边区域FA重叠，并设置为包围检测区域SA。多个接触件45在俯视时与周边区域FA重叠，并设置为包围检测区域SA，且追随供电线Vbias。需要说明的是，图5中，设置为单列状的接触件45追随供电线Vbias，但也可以设置为多个列状的接触件45追随供电线Vbias。

图4以及图5中虽未图示，但图3所示的复位电路RC在共享信号线Sig的多个阵列中共享。复位电位线VR1也可以在所有复位电路RC中共享。

图6是表示由图3所示的电路构成的压力传感器1动作时的电控制示例的时序图。在图6中特别示出的期间T1以外的期间，第三元件63为将源极-漏极间的信号传输切断(OFF)的状态。另外，在图6中特别示出的期间T2以外的期间，第一元件61为将源极-漏极间的信号传输切断(OFF)的状态。另外，在图6中特别示出的期间T3以外的期间，第二元件62为将源极-漏极间的信号传输切断(OFF)的状态。另外，在图6中特别示出的期间T3以外的期间，第四元件64为能够进行源极-漏极间的信号传输(ON)的状态。换言之，期间T1、T2、T3以外的期间的初始化信号传输线Vdch、检测动作信号传输线Vs、复位信号传输线Vrst以及扫描线Gate以实现这样的第一元件61、第二元件62、第三元件63以及第四元件64的状态的方式设定电位。需要说明的是，初始化电位线Vbl、复位电位线VR1、共用电位线Vcom、供电线Vbias的电位是预先单独决定的恒定电位。图6所示的初始化电位线Vbl的恒定电位C1、复位电位线VR1的恒定电位C2、共用电位线Vcom的恒定电位C3、供电线Vbias的恒定电位C4也可以全部为不同的电位，也可以一部分为相等的电位。实施方式中，恒定电位C3与恒定电位C4相等。

另外，扫描线Gate根据沿第一方向Dx排列的多个阵列的数量而设置有多个。图6中，作为表示多个扫描线Gate的记载，示出了扫描线Gate(1)、…、扫描线Gate(n)的附图标记。多个扫描线Gate从未图示的扫描电路依次被提供驱动信号。该扫描电路包括例如移位寄存器。该移位寄存器的移位输出数与扫描线Gate的数量(n)相同。n为2以上的自然数。通过该移位寄存器使被提供扫描电路所输出的驱动信号的扫描线Gate依次移位至扫描线Gate(1)、…、扫描线Gate(n)。

首先，在期间T1，初始化信号传输线Vdch的电位为高(H)。由此，第三元件63的源极-漏极间的电路成为连接状态。因此，与第三元件63的源极和漏极中的另一方连接的电容器70的两个端子的另一方与初始化电位线Vbl电连接。电容器70通过与初始化电位线Vbl电连接，从而释放在连接前保持的静电电容。即，电容器70所保持的静电电容成为同共用电位线Vcom与初始化电位线Vbl之间的电位差对应的状态。该状态是电容器70复位的状态。如上述那样初始化信号传输线Vdch在所有阵列中共享，因此，在期间T1中所有阵列的电容器70复位。

接下来，在期间T2，检测动作信号传输线Vs的电位为高(H)。由此，第一元件61的源极-漏极间的电路成为连接状态。因此，根据与第一元件61的源极和漏极中的一方连接的开关80的接通/断开，供电线Vbias是否与电容器70的端子的一方连接发生变化。具体而言，在压力传感器1从第二电极30侧受到按压力的情况下，供电线Vbias与电容器70的端子的一方连接。另一方面，在压力传感器1没有从第二电极30侧受到按压力的情况下，供电线Vbias不与电容器70的端子的一方连接。这样，根据在期间T2中压力传感器1是否从第二电极30侧受到按压力，存积于电容器70的静电电容发生变化。

并且，在期间T3中复位信号传输线Vrst的电位为低(L)。需要说明的是，在除去期间T3和期间T3前后的一部分期间之外的期间，第四元件64是接通(ON)的，因此，信号线Sig与复位电位线VR1连接。在第四元件64接通期间，信号线Sig的电位通过复位电位线VR1的电位而复位。在期间T3前后，复位信号传输线Vrst的低(L)/高(H)反转，其结果为，期间T3中的复位信号传输线Vrst的电位为低(L)，从而将信号线Sig与复位电位线VR1的连接切断。

另外，在期间T3中，以扫描线Gate(1)、…、扫描线Gate(n)依次使高(H)/低(L)反转的方式控制电位。图6中，示出根据被提供上述的驱动信号而使扫描线Gate(1)、…、扫描线Gate(n)的任一个为高(H)的例子。由此，不共享信号线Sig而共享扫描线Gate的多个阵列即沿第一方向Dx排列的多个阵列的第二元件62依次接通，电容器70与信号线Sig连接。因此，信号线Sig的电位成为与被电容器70保持的静电电容对应的电位。由此，能够通过与信号线Sig连接的压力传感器1进行压力检测。压力传感器1是基于信号线Sig的电位来判定压力传感器1是否从第二电极30侧接受按压力的电路。

虽未图示，但压力传感器1具备用于进行参照图6说明的电控制的各种电路。具体而言，电源电路、控制参照图6说明的与期间T1、期间T2、期间T3对应的高(H)/低(L)的切换的控制电路等设置于压力传感器1，该电源电路供给与初始化信号传输线Vdch、初始化电位线Vbl、检测动作信号传输线Vs、复位信号传输线Vrst等的高(H)/低(L)分别对应的电位、与恒定电位C1、C2、C3、C4分别对应的电位。

以上，进行了基于图3的电路结构的说明，但压力传感器1的电路结构不局限于图3所示的内容。在原理上，若存在第一元件61、第二元件62、电容器70以及开关80还有它们的源极-漏极间连接以及向栅极的电位供给，则本发明的压力传感器的动作成立。第三元件63、第四元件64是用于电位复位的具体结构例，对于压力检测不是必需的。

实施方式的压力传感器1如参照图1、图2、图4、图5说明的那样，第一电极20与第三电极40隔着开口部25而分离。换言之，以第一电极20与第三电极40隔开间隔Wi(参照图4)而以非接触的位置关系位于附近的方式设置有第一电极20和第三电极40。由此，无论在包括沿着基板10的板面配置的多个第一电极20的检测区域SA的哪里检测到来自第二电极30侧的按压力，同该按压力对应地导通的第一电极20与第三电极40的电分离距离实质上都是相同的。这是由于，第一电极20与第三电极40的间隔统一为间隔Wi，从而第一电极20与第三电极40经由导电性粒子51以及第二电极30而导通时的第二电极30的导通路径长度实质上为与间隔Wi相同的长度。除此之外，在实施方式中，经由薄膜电阻比第二电极30低的第三电极40而供给供电线Vbias的电位，因此，到第二电极30的该导通路径为止的来自供电线Vbias的电流也几乎不衰减。因此，无论在检测区域SA的哪里被施加了来自第二电极30侧的按压力，都成为第一电极20与第三电极40的导通路径成立时的电状态和该导通路径不成立时的电状态之间的区别明确的状态。这样，根据实施方式，无论按压力的检测位置如何都能够稳定地检测该按压力。

图7是表示参考例的压力传感器的结构例的剖视图。图7所示的压力传感器与实施方式不同，不具备第三电极40。因此，表示与供电线Vbias相同的电位的供电源同第二电极30连接。另外，由于不是将该供电源与第二电极30在检测区域SA内连接的结构，所以第二电极30必然在检测区域SA的外侧与该供电源连接。需要说明的是，图7所示的弹性体50处于受到来自第二电极30侧的按压力的状态。

第二电极30由于比实施方式的第三电极40薄膜电阻高，所以按压力的检测位置越远离参考例的供电源，则由于第二电极30的薄膜电阻而使来自供电源的电流的衰减越大。因此，越远离供电源，则如图7所示的第二电极30与第三电极40的导通路径成立时的电状态和该导通路径不成立时的电状态之间的区别越不明确。这是由于，由于第二电极30的薄膜电阻而使来自供电源的电流的衰减更大是指即便该导通路径成立，由于该电流的影响而产生的电气变化也更小。这样，相对于参考例，在实施方式中，能够抑制根据检测区域SA内检测出按压力的位置与供电源的位置关系而检测的精度不一致的情况。因此，在实施方式中，如上述那样无论按压力的检测位置如何都能够稳定地检测该按压力。

如以上那样，实施方式的压力传感器1具备：多个第一电极20，其沿着基板10配置；弹性体50，其与多个第一电极20接触；第二电极30，其与弹性体50接触并在与第一电极20之间夹着弹性体50；第三电极40，其设置于比第二电极30更靠基板10侧的位置并与第二电极30电连接。弹性体50包含导电粒子，在作用了使第一电极20与第二电极30接近的按压力的情况下该导电粒子将第一电极20与第二电极30电连接。第三电极40以格子状连续，该格子状为对至少在一个方向上相邻的第一电极20彼此之间进行划分的格子状。即，在作用了按压力的情况下与和第一电极20连接的第二电极30同电位的第三电极40以对相邻的第一电极20彼此之间进行划分的方式配置于第一电极20的附近。因此，能够使按压时电连接的第一电极20与第三电极40成为更靠近的位置关系。因此，无论该开关的配置如何，都容易使包括第一电极20和第三电极40的开关(例如开关80)的电特性更稳定。因此，根据压力传感器1，无论按压力的检测位置如何都能够稳定地检测按压力。

另外，压力传感器1具有多个第一电极20以矩阵状配置的检测区域SA和晶体管(第二元件62)。检测区域SA包括：沿着行方向(第一方向Dx)和列方向(第二方向Dy)中的一方的多个信号线Sig和沿着该行方向和该列方向中的另一方的多个扫描线Gate。在该晶体管中，源极和漏极中的一方经由第一元件61而与基板10连接，源极和漏极中的另一方与信号线Sig连接，栅极与扫描线Gate连接。由此，按各扫描线Gate为单位使该晶体管动作，经由信号线Sig而获得表示经由第一元件61而与动作的晶体管连接的第一电极20的电状态的信号。即，能够通过扫描线Gate的扫描来扫描第一电极20的电状态。因此，能够实现产生了第一电极20与第二电极30的电连接的检测区域SA内的按压部位的检测。

另外，第三电极40与多个第一电极20形成于同一层。由此，能够在同一工序中形成第一电极20和第三电极40，能够以更低成本制造压力传感器1。

另外，第三电极40以包围各第一电极20的四周的方式沿着基板10连续。由此，能够使作用了按压力的情况下同和第一电极20连接的第二电极30同电位的第三电极40与第一电极20之间的位置关系更加定性，无论该开关的配置如何都容易使包括第一电极20和第三电极40的开关(例如开关80)的电特性更稳定。

另外，第三电极40的薄膜电阻小于第二电极30的薄膜电阻。由此，包括按压时连接的第一电极20、第二电极30、第三电极40中的最靠近该第一电极20的第三电极40的导通路径成立，无论该开关的配置如何都容易使包括第一电极20和第三电极40的开关(例如开关80)的电特性更加稳定。

另外，第三电极40具有延伸部40a，该延伸部40a向设置有多个第一电极20的区域(检测区域SA)的外侧(周边区域FA)延伸并与供电线Vbias连接。在作用了使第一电极20与第二电极30接近的按压力的情况下，第一电极20与第三电极40电连接。由此，能够使将第一电极20与第三电极40连接的结构和将第一电极20与第二电极30连接的结构共用化。因此，能够以更低成本制造压力传感器1。

另外，第二电极30在没有与第三电极40电连接的情况下电气浮置。即，不需要用于从外部对第二电极30持续施加特定电位的结构。由此，能够以更低成本制造压力传感器1。

(变形例)

下面，参照图8～图11对与实施方式之间一部分结构的具体形态不同的变形例进行说明。关于变形例的说明，有时对与实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

(变形例1)

图8是例示变形例1的压力传感器的检测区域SA内的电极的形状的俯视图。如图8所示，在变形例1中，在阵列Un内设置有阵列电极20A、阵列电极20B、阵列电极20C、阵列电极20D、第三电极40A(斜线部分)。虽省略附图标记，但在图8中，示出了配置有沿第一方向Dx排列有三个、沿第二方向Dy排列有三个的3×3的阵列Un的结构。检测区域SA也可以配置有更多的阵列Un，也可以配置有更少的阵列Un。这样，变形例1的压力传感器在俯视时在检测区域SA内以矩阵状配置有多个阵列Un。

阵列电极20A、20B、20C、20D是在功能上与实施方式的第一电极20相同的结构。另外，第三电极40A是在功能上与实施方式的第三电极40相同的结构。变形例1中，将各阵列的第一电极20替换为阵列电极20A、20B、20C、20D那样的多个第一电极。另外，变形例1中，根据该多个第一电极的数量、形状以及配置，像第三电极40A那样，俯视时的形态相比实施方式的第三电极40发生了变更。

图8所示的例子中，阵列Un内沿第一方向Dx排列的阵列电极20A与阵列电极20B之间以不夹着第三电极40A的方式相邻。另外，阵列Un内沿第一方向Dx排列的阵列电极20C与阵列电极20D之间以不夹着第三电极40A的方式相邻。另一方面，阵列Un内沿第二方向Dy排列的阵列电极20A与阵列电极20C之间夹着第三电极40A而相邻。另外，阵列Un内沿第二方向Dy排列的阵列电极20B与阵列电极20D之间夹着第三电极40A而相邻。这样，第三电极40A以格子状连续，该格子状为对阵列Un内相邻的多个第一电极中的至少在一个方向上(例如第二方向Dy)相邻的第一电极彼此之间进行划分的格子状。需要说明的是，阵列Un内的多个第一电极与第三电极40A的位置关系不局限于此。例如，图8的第一方向Dx与第二方向Dy也可以互换。另外，也可以是，第三电极40A以进一步在阵列Un内对阵列电极20A与阵列电极20B以及阵列电极20C与阵列电极20D进行划分的方式延伸。

在变形例1中，像阵列电极20A、20B、20C、20D那样设置于一个阵列Un内的多个第一电极共享一个第二元件62。需要说明的是，在变形例1中，也可以是省略图3所示的第一元件61，且开关80与第二元件62、第三元件63以及电容器70连接的结构。变形例1的开关80的开闭(接通/断开)是在第三电极40-第二电极30-阵列电极20A、20B、20C、20D之间的导通(ON)与非导通(OFF)的切换。

图9是表示设置有供电线Vbias以及信号线Sig的布线层的阵列Un内的形态的一个例子的俯视图。

图10是表示将图8所示的电极层与图9所示的布线层连接的接触件在阵列Un内的配置例的俯视图。图10所示的接触件形成为贯穿覆盖部HRC。

如图9所示，变形例1的连接部19a在俯视时以与阵列电极20A、20B、20C、20D的形状以及配置对应的方式延伸。这样延伸的连接部19a经由图10所示的接触件形成区域20P、20Q、20R、20S所含的一个以上的接触件而与阵列电极20A、20B、20C、20D连接。具体而言，阵列电极20A经由图10所示的接触件形成区域20P所含的接触件451而与图9所示的连接部19a连接。另外，阵列电极20B经由图10所示的接触件形成区域20Q所含的接触件452而与图9所示的连接部19a连接。另外，阵列电极20C经由图10所示的接触件形成区域20R所含的接触件453而与图9所示的连接部19a连接。另外，阵列电极20D经由图10所示的接触件形成区域20S所含的接触件454而与图9所示的连接部19a连接。

与阵列电极20A、20B、20C、20D单独连接的多个连接部19a经由例如位于阵列Un的中央附近的共用连接部19c而相互连接。共用连接部19c与连接部19a设置于同一层。通过图1所示的结构将连接部19a与电极15a连接的构造在变形例1中，被替换为共用连接部19c与电极15a(参照图1)的连接。连接部19a与电极15a的连接的具体形态不局限于此，能够适当地变更。另外，阵列电极20A、20B、20C、20D那样的阵列电极的数量以及配置不局限于图9所示的例子，能够适当地变更。例如也可以是在俯视时阵列电极中的一个位于共用连接部19c的上侧的配置。在这种情况下，设置有将该阵列电极与共用连接部19c连接的接触件。另外，将连接部19a(或者共用连接部19c)与一个阵列电极连接的接触件数量越多则连接结构间的电流路径越增加，从而能够越降低各接触件单体的电阻，因此，从该观点出发，也可以进行利用共用连接部19c以及接触件的与阵列电极的连接。

如图9所示，变形例1的供电线Vbias以与连接部19a以及信号线Sig成为非接触的配置沿第二方向Dy延伸。具体而言，沿着阵列Un的四个边中的在第一方向Dx上相向且沿第二方向Dy延伸的两个边而设置有供电线Vbias。供电线Vbias与第三电极40A经由图10所示的接触件形成区域45A所含的接触件455而连接。另外，在同图8所示的阵列电极20A与阵列电极20C之间对应的位置配置有图9所示的虚拟电极DF。虚拟电极DF经由图10所示的接触件形成区域45A所含的接触件中的位于接触件形成区域20P与接触件形成区域20R之间的接触件456而与第三电极40A连接。经由接触件形成区域45A的接触件以及第三电极40A而对虚拟电极DF提供供电线Vbias的电位。由此，能够使阵列电极20A与阵列电极20C之间的电特性以及阵列电极20B与阵列电极20D之间的电特性更接近，更加提高按压力的检测精度。需要说明的是，图10中，对各区域的接触件(接触件451、452、453、454、455、456)仅将两个作为代表而标注附图标记，但以与标注有附图标记的正方形的结构相同的形状来示出的结构也同样作为接触件发挥作用。

变形例1中，以矩阵状配置的多个阵列Un中相邻的阵列Un彼此共享位于它们之间的供电线Vbias以及第三电极40A。

图9所示的布线层为例如实施方式的第四布线层19(参照图1)，但不局限于此，也可以是其他布线层。在该情况下，图10所示的接触件以及用于使基于该接触件的连接成立的接触孔延伸至该其他布线层。

需要说明的是，在参照图8～图10说明的变形例1中，在阵列Un内，四个第一电极(阵列电极20A、20B、20C、20D)共享一个第二元件62，但变形例1中能够共享一个第二元件62的第一电极的数量不局限于四个，为两个以上即可。另外，共享一个第二元件62的多个第一电极的俯视时的配置以及各第一电极的形状是任意的。

以上，除了特别提及的事项之外，变形例1与实施方式相同。即，在形成阵列电极20A、20B、20C、20D以及第三电极40A的电极层的更加上方，与实施方式相同地设置有弹性体50、第二电极30。

像变形例1那样，在多个第一电极共享一个第二元件62的方式中，同实施方式的第一电极20与第二电极30的导通(参照图2)相同的导通根据来自第二电极30侧的按压力而在多个第一电极上单独产生。因此，可产生多个第一电极中的一部分与第二电极30导通的情况和多个第一电极全部与第二电极30导通的情况。即，可产生多个第一电极的至少一个与第二电极30导通的情况。例如，如图8所示，在阵列电极20A、20B、20C、20D共享一个第二元件62的方式中，可产生阵列电极20A、20B、20C、20D都不与第二电极30导通的第一情况、阵列电极20A、20B、20C、20D中的一个与第二电极30导通的第二情况、阵列电极20A、20B、20C、20D中的两个与第二电极30导通的第三情况、阵列电极20A、20B、20C、20D中的三个与第二电极30导通的第四情况、阵列电极20A、20B、20C、20D中的四个与第二电极30导通的第五情况。与信号线Sig连接的检测电路具有能够对从第一情况至第五情况进行识别的电分辨率，从而能够使压力传感器对各阵列的按压力的检测分等级。即，能够分别单独检测从可由来自第二电极30侧的按压力的强弱之差而产生的第一情况至第五情况，从而除了能够检测是否有按压力之外，还能够检测按压力的强弱程度。此处，以第一情况至第五情况作为例子，但检测电路的电分辨率与共享一个第二元件62的第一电极的数量对应即可。

根据变形例1，一个晶体管(第二元件62)与两个以上的第一电极(例如阵列电极20A、20B、20C、20D)连接。由此，经由该晶体管向信号线Sig输出的信号的强度能够根据该两个以上的第一电极中的与第二电极30连接的第一电极的数量而变化。即，能够对该信号的强度给提供与经由第一元件61与该一个晶体管连接的第一电极的数量对应的等级。由此，更加提高检测区域SA内的按压部位和按压力的检测精度。

另外，第三电极40A对与一个晶体管(第二元件62)连接的两个以上的第一电极(例如阵列电极20A、20B、20C、20D)中的至少在一个方向上相邻的第一电极彼此之间进行划分。由此，容易使基于经由第一元件61与一个晶体管(第二元件62)连接的两个以上的第一电极与第三电极40A之间的位置关系的电特性更稳定。

另外，第三电极40A与层叠于比该第三电极40A更靠基板10侧的的位置供电线Vbias电连接。由此，能够将供电线Vbias配置于检测区域SA内并与第三电极40A连接。

另外，供电线Vbias与信号线Sig同一层。由此，能够在同一工序形成供电线Vbias和信号线Sig，能够以更低成本制造压力传感器1。

(变形例2)

图11是包括变形例2的压力传感器1B的主要结构的层叠构造的剖视图。需要说明的是，图11所示的弹性体50处于受到来自第二电极30侧的按压力的状态。压力传感器1B除实施方式的结构之外还具备导电部90。另外，变形例2中，如图11所示，具备：设置于覆盖部HRC的上侧并向外部露出的供电线Vbias。设置于覆盖部HRC的上侧并向外部露出的供电线Vbias也可以是与提供与实施方式的供电线Vbias相同的电位的外部供电源连接的后设的电极，也可以是第三电极40向外部延伸的结构。

导电部90例如是与第二电极30相向的面以及与设置于覆盖部HRC的上侧并向外部露出的供电线Vbias相向的面具有导电性以及粘接性的导电性胶带。如图11所示，导电部90将设置于覆盖部HRC的上侧并向外部露出的供电线Vbias与第二电极30连接。由此，对第二电极30提供供电线Vbias的电位。导电部90也可以是发挥相同作用的其他结构。

需要说明的是，在变形例2中，在压力传感器1B没有受到来自第二电极30侧的按压力的情况下，与实施方式相同，第一电极20与第二电极30之间的导通不成立，因此，切换是否施加与按压力的有无对应的来自第一元件61的一侧的供电线Vbias的电位。因此，在变形例2中，也能够与实施方式相同地进行按压力的检测。而且，根据变形例2，第二电极30始终被提供供电线Vbias的电位，因此，在压力传感器1B受到来自第二电极30侧的按压力的情况下能够使经由第一元件61提供给电容器70(参照图3)的供电线Vbias的电位更稳定。除此之外，与实施方式相同，第一电极20与第三电极40经由开口部25而配置于附近，因此，无论检测区域SA内的阵列的行列方向的配置如何，阵列的电特性都极其稳定。因此，根据变形例2，能够在更稳定的条件下进行更高精度的按压力的检测。

如以上那样，根据变形例2，第二电极30与在设置有多个第一电极20的区域的外侧设置的供电部(供电线Vbias)连接。由此，能够预先使第二电极30的电位与第三电极40成为同电位，无论该开关的配置如何都容易使包括第一电极20、第二电极30以及第三电极40的开关(例如开关80)的电特性更稳定。

需要说明的是，针对由实施方式以及变形例中描述的方式带来的其他作用效果，根据本说明书记载是显而易见的，或者针对本领域技术人员能够容易想到的方式，当然也理解为是由本发明带来的。

Claims (12)

1.一种压力传感器，其特征在于，具备：

多个第一电极，沿着基板配置；

弹性体，与所述多个第一电极接触；

第二电极，与所述弹性体接触并在与所述第一电极之间夹着所述弹性体；以及

第三电极，设置于比所述第二电极更靠所述基板侧的位置并与所述第二电极电连接，

所述弹性体包含导电粒子，在作用了使所述第一电极与所述第二电极接近的按压力的情况下，所述导电粒子将所述第一电极与所述第二电极电连接，

所述第三电极以格子状连续，所述格子状为对至少在一个方向上相邻的第一电极彼此之间进行划分的格子状。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，

所述多个第一电极具有以矩阵状配置的检测区域，

所述检测区域包括沿着行方向和列方向中的一方的多个信号线和沿着行方向和列方向中的另一方的多个扫描线，

所述压力传感器还具备晶体管，在所述晶体管中，源极和漏极中的一方与所述第一电极连接，源极和漏极中的另一方与所述信号线连接，且栅极与所述扫描线连接。

3.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，

所述第三电极与所述多个第一电极形成于同一层。

4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，

所述第三电极以包围各第一电极的四周的方式沿着所述基板连续。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的压力传感器，其特征在于，

所述第三电极的薄膜电阻小于所述第二电极的薄膜电阻。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的压力传感器，其特征在于，

所述第三电极具有延伸部，所述延伸部向设置有所述多个第一电极的区域的外侧延伸并与供电部连接，

在作用了所述按压力的情况下，所述第二电极与所述第三电极电连接。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的压力传感器，其特征在于，

所述第二电极与供电部连接，所述供电部设置在设置有所述多个第一电极的区域的外侧。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的压力传感器，其特征在于，

所述第二电极在没有与所述第三电极电连接的情况下电气浮置。

9.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，

一个所述晶体管与两个以上的所述第一电极连接。

10.根据权利要求9所述的压力传感器，其特征在于，

所述第三电极对与一个所述晶体管连接的两个以上的所述第一电极中的至少在一个方向上相邻的第一电极彼此之间进行划分。

11.根据权利要求9或10所述的压力传感器，其特征在于，

所述第三电极与供电部电连接，所述供电部层叠于比所述第三电极更靠所述基板侧的位置。

12.根据权利要求11所述的压力传感器，其特征在于，

所述供电部与所述信号线为同一层。

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