专利名称：面压分布传感器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及使用可挠性导电膜片以适用于检测如指纹型样等的微细凹凸型样的面压分布传感器及其制造方法。
背景技术：
图14表示检测指纹型样的动态矩阵型面压分布传感器的一例。图14(a)为平面图，而图14(b)、(c)为图14(a)的D-D线剖面图。
现有的面压分布传感器200，由若干作为单位检测元件的TFT204a形成的玻璃或陶瓷等基板201与对向电极膜片202构成。
单位检测元件204具有TFT204a以及与之连接的接触电极204b。单位检测元件204在玻璃等基板201上配置成矩阵状，而构成单位检测元件204的TFT活性层为非晶(amorphous)硅膜，接触电极204b由氧化铟锡(ITOIndium Tin Oxide)构成。
对向电极膜片202与基板201对向而设，为在可挠性绝缘膜片202a背面(TFT侧)蒸镀有导电膜202b的构造。上述对向电极膜片202由涂布于基板201周围的密封剂203固定，且与基板201呈一定间隔地配置。
现说明上述面压分布传感器制造方法的一例。在基板201上形成TFT后，为了粘贴对向电极膜片202，需在基板201周围涂布由低温热固性树脂构成的密封剂203。然后，粘贴基板201的对向电极膜片202，再进行热处理。由此固定基板201与对向电极膜片202。
图14(c)表示使用该面压分布传感器检测指纹型样的一例。
将手指F置于面压分布传感器200上，轻按一下，即可将对向电极膜片202全体压下，若仔细观察，因指纹峰部及谷部的按压力不同，而使峰部正下面或其附近位置的单位检测元件204的接触电极204b与对向电极膜片202形成电接触，但在指纹谷部正下面，或其附近位置的单位检测元件204的接触电极204b则与对向电极膜片202无电接触。这样，即可将对向电极膜片202与单位检测元件204接触部分的信号取出，以检测指纹型样。
按照上述构造及制造方法，可知，能实现采用TFT的面压分布传感器。但大量生产时的再现性不好，因此需要谋求感测特性的稳定化、确保可信度、以及进一步提高生产率以及合格率。
发明内容
本发明用于解决上述问题。是一种具有设在基板上的单位检测元件与由密封剂固定于基板上、且与基板相对而设的可挠性导电膜片的、且基板与可挠性导电膜片间的间距为15μm以上、40μm以下的面压分布传感器。
而且，单位检测元件配置于上述基板上，且具有矩阵状的转接元件，以及与该转接元件连接的接触电极，通过接触电极与可挠性导电膜片间有无导通，而使转接元件依序导通(on)，以测量面压分布。
并且，密封剂中混有纤维树脂，由纤维树脂决定基板与可挠性导电膜片间的间距。
该纤维树脂具有15μm以上、40μm以下的直径。
并且，具有配置于密封剂内侧的止流装置，以及配置于密封剂内侧的触垫。
本发明的面压分布传感器制造方法具有在基板上形成单位检测元件的工序；在基板周围形成止流装置的工序；在止流装置外围涂布混入纤维树脂的密封剂的工序；在与上述基板相对地，以15μm以上、40μm以下的间距粘贴可挠性导电膜片的工序。
并且，在可挠性导电膜片的粘贴工序中，在基板与可挠性导电膜片间封入空气。
并且，单位检测元件的形成工序具有在基板上形成矩阵状的若干个转接元件的工序，以及在该转接元件上形成连接于该转接元件的接触电极的工序。
本发明用于解决上述问题，在具有基板；沿基板外围而设的密封剂；设于基板上的上述密封剂内侧的单位检测元件；由密封剂固定于基板上的、且与基板相对而设的可挠性导电膜片的面压分布传感器中，具有配置于密封剂内侧的止流装置。
而且，单位检测元件配置于基板上，且具有呈矩阵状的转接元件，以及与该转接元件连接的接触电极，通过接触电极与可挠性导电膜片间有无导通，而使转接元件依序导通(on)，以测量面压分布。
而且，具有连接上述基板与上述可挠性导电膜片的触头，该触头配置于上述密封剂内侧。
而且，具有连接基板与可挠性导电膜片的触头，该触头配置于止流装置外侧。
而且，具有连接基板与可挠性导电膜片的触头，该触头配置于上述密封剂与上述止流装置之间。
而且，该止流装置使用与密封剂相同的材料。
本发明的面压分布传感器制造方法具有在基板上形成单位检测元件的工序；在基板周围涂布热固性树脂，进行第1热处理，形成止流装置的工序；在热固性树脂外围涂布密封剂的工序；以及在基板上粘贴可挠性导电膜片，进行第2热处理的工序。
而且，在第1热处理中，使热固性树脂为半固化。
该第2热处理的加热温度高于第1热处理，使密封剂固化以固定上述可挠性导电膜片，同时使止流装置固化。
止流装置与密封剂为相同的材料。
而且，具有在涂布密封剂后，再涂布混有导电性颗粒的热固性树脂的工序，且在第2热处理中，形成连接于可挠性导电膜片的触头。
本发明为解决上述现有技术的问题，在具有设在基板上的单位检测元件，与由密封剂固定于基板上的且与基板相对而设的可挠性导电膜片的面压分布传感器中，在基板与可挠性导电膜片，以及密封剂所围成的空间内，封装不促进反应的惰性气体。
该不促进反应的惰性气体为氮气、干燥空气、或含有惰性元素的气体。
本发明的面压分布传感器的制造方法，具有在基板上形成单位检测元件的第1工序；在基板外围涂布密封剂的第2工序；以及在惰性气体环境中，在与基板相对的方向上粘贴可挠性导电膜片的第3工序。
在第3工序中，在上述基板与上述可挠性导电膜片以及密封剂所围成的空间内，封装上述惰性气体。
惰性气体为氮气、干燥空气、或含有惰性元素的气体。
本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的一种面压分布传感器的制造方法，具有在基板上形成单位检测元件的工序；在上述基板外围涂布密封剂的工序；以及在上述基板上叠置可挠性导电膜片，且通过在可挠性导电膜片上转动转子而加压，由热处理使上述密封剂固化而固定的工序。
转子由树脂制成，硬度为50度以上、150度以下。
转子由金属、玻璃、或陶瓷制成。
使转子移动的压力为100g/cm2以上、1000g/cm2以下。
使转子移动的速度为5mm/sec以上、50mm/sec以下。
基板上叠置可挠性导电膜片时，在转子转动方向，对上述可挠性导电膜片施加100g以上、3000g以下的张力。
本发明为解决上述现有技术的问题而提出一种面压分布传感器的制造方法，具有在基板上形成单位检测元件的工序；在基板外围涂布密封剂的工序；以及在基板上叠置可挠性导电膜片，由第1热处理使密封剂固化而固定的工序，以及使可挠性导电膜片通过第2热处理而收缩的工序。
通过第2热处理，使作为可挠性导电膜片的基材的高分子膜收缩1％以上、3％以下。
进行第2热处理的温度高于作为可挠性导电膜片基材的高分子膜的玻璃化转移温度、且低于其软化点温度。
第2热处理在高于作为可挠性导电膜片基材的高分子膜的玻璃化转移温度10～20℃的高温下进行。
本发明为解决上述现有技术的问题而提出一种面压分布传感器，在具有设在基板上的单位检测元件；由密封剂固定于基板上，且与基板相对而设的可挠性导电膜片；以及将上述基板与上述可挠性导电膜片连接的触头的面压分布传感器中，触头在低温热固性树脂中混有导电颗粒。
单位检测元件在基板上配置成矩阵状，且具有转接元件以及连接于该转接元件的接触电极，通过接触电极与可挠性导电膜片间有无导通，使转接元件依序导通，以测量面压分布。
该导电颗粒由球体树脂被覆金属膜形成。
该低温热固性树脂与上述密封剂为同一种材料。
本发明的面压分布传感器的制造方法，具有在基板上形成单位检测元件和触垫的工序；在基板上围绕着单位检测元件的周围，涂布热固性树脂，进行第1热处理，形成止流装置的工序；在止流装置外围涂布密封剂的工序；在触垫上涂布混有导电颗粒的接触树脂的工序；以及将与基板对向而设的可挠性导电膜片叠置，进行第2热处理，固定可挠性导电膜片，同时使接触树脂固化，形成连接触垫与可挠性导电膜片的触头的工序。
该接触树脂在与密封剂为同一种材料的基材中混入导电颗粒。
图1为用于说明本发明的平面图。
图2为用于说明本发明的剖面图。
图3为用于说明本发明的分解立体图。
图4(a)为用于说明本发明的平面图，(b)为剖面图。
图5(a)为用于说明本发明的剖面图，(b)为工作电路图。
图6(a)～(b)为用于说明本发明的剖面图。
图7(a)～(b)为用于说明本发明的剖面图。
图8为用于说明本发明的平面图。
图9为用于说明本发明的平面图。
图10为用于说明本发明的平面图。
图11(a)～(b)为用于说明本发明的剖面图。
图12(a)～(b)为用于说明本发明的剖面图。
图13为用于说明本发明的剖面图。
图14(a)为用于说明现有技术的平面图、(b)为剖面图、(c)为剖面图。
符号说明1基板(母玻璃)；2对向电极膜片；2a可挠性绝缘膜片；2b导电膜；3密封剂；4单位检测元件；4a薄膜晶体管(TFT)；4b接触电极；5止流装置；6触头；6a触垫；6b接触树脂；7外部连接端子；8栅极线；8a栅极电极；9漏极线；9a输出电极；11活性层；12栅极绝缘膜；13层间绝缘膜；14平坦化膜；15电阻；16检测器；50划片线(scribe line)；51转子；70X向缓存器；80Y向缓存器；100面压分布传感器；150挠曲；200面压分布传感器；201基板；202对向电极膜片；202a可挠性绝缘膜片；202b导电膜；203密封剂；204单位检测元件；204a TFT；204b接触电极具体实施方式
下面，详细说明本发明的实施方式。
图1～3为本发明的面压分布传感器100的全图。其中，图1为平面图，图2为图1中A-A线剖面图，图3为分解立体图。
面压分布传感器100采用将基板1与由可挠性导电膜片构成的对向电极膜片2通过密封剂3固定的结构。且在基板1上由密封剂3围成的内侧，以矩阵状配置着若干个单位检测元件4。而止流装置5沿密封剂3内周配置，且在密封剂3与止流装置5之间配置触头6。在基板1的一侧，配置外部连接端子7。
在本实施方式中，基板1由玻璃构成。也可使用石英、陶瓷、或塑料等绝缘体基板，也可用半导体基板。
对向电极膜片2，采用在PET(聚对苯二甲酸酯)或PEN(polyethylenenaphthalate)等可挠性绝缘膜片2a背面(TFT侧)蒸镀例如金这样的金属导电膜2b的构造。
密封剂3在固化前为液状，通过加热固化为热固性树脂。
单位检测元件4具有作为转接元件(switching element)的TFT4a以及与之连接的接触电极4b。TFT4a的活性层为硅酮膜，优选为多晶硅膜。下面以TFT为例说明转接元件，但不限定为TFT，例如基板1也可是半导体基板，即，可使用以半导体基板1为活性层的晶体管，亦可使用薄膜二极管等。接触电极4b为形成于覆盖TFT4a的绝缘膜上的导电膜，通常由氧化铟锡(ITOIndium Tin Oxide)形成。
止流装置5使用与密封剂3同样的热固性树脂，该止流装置5将在后详述。
所设置的触头6用于向对向电极膜片2供应GND电位，配置于密封剂3与止流装置5之间。触头6是由在以A1构成的触垫6a上，混入Au珠的热固性树脂而形成的接触树脂6b构成。
外部连接端子7连接着未图示的软性印刷电路(FPCFlexible PrintCircuit)等，以用于连接外部电路。
如图3所示，基板1上呈矩阵状地配置有栅极线8及漏极线9。如下所述，可分别在栅极线8上施加栅极信号，而对漏极线9施加扫描信号。又在栅极线8及漏极线9的交叉点，相应地分别配置TFT4a，且将栅极线8及漏极线9分别接于晶体管的栅极、漏极，而将源极端子接于接触电极4b。并将使各种信号输入到栅极线8及漏极线9的未图示的配线，集中于基板1侧缘，并连接外部连接端子7。
其次，用图4详细说明单位检测元件4。图4(a)为一个单位检测元件4的平面图。图4(b)为图4(a)的C-C线剖面图。并且，与图1相同的符号表示相同的结构部分。
单位检测元件4的TFT4a，在基板1上形成由多晶硅层构成的活性层11，再由已知方法注入杂质，形成源极区域S和漏极区域D。又以覆盖活性层11的整个面上形成栅极绝缘膜12，在其上面形成栅极电极8a。栅极电极8a与栅极线8形成一体。在栅极电极8a上设有层间绝缘膜13，通过接触孔，将活性层11的漏极端子D与漏极线9相接，再将源极端子S连接于输出电极9a。输出电极9a由与漏极线9为同层的A1所构成。在这上面再层积平坦化膜14，使下层的凹凸予以平坦化。在平坦化膜14上，配置有利用通过接触孔与输出电极9a相接触的ITO而形成的接触电极4b。
然后，用图5说明本发明的面压分布传感器100的动作。其中，图5(a)表示在面压分布传感器100上放置手指F的状态，而图5(b)为面压分布传感器100的电路概念图。
在面压分布传感器100上放置手指F予以轻按时，如图5(a)所示，对向电极膜片2的全部被压下。此时，因指纹峰部及谷部的按压力不同，而使峰部正下方或其附近位置的对向电极膜片2凹入较深，而指纹谷部部分的凹进较浅。因此，对应于指纹峰部的单位检测元件4的接触电极4b即与对向电极膜片2的导电膜2b接触，而对应于指纹谷部位置的单位检测元件4的接触电极4b，则不与导电膜2b接触。
对向电极膜片2的导电膜2b通过电阻15接地。面压分布传感器100的漏极线9连于X向缓存器70，且栅极线8连于Y向缓存器80。由Y向缓存器80以所定时序，对栅极线8依序切换扫描信号并输出。若在某一栅极线8施加某一电位(H电平)的栅极信号时，连接着施加栅极信号的栅极线8的TFT4a，将全部成为导通(on)状态。且在该期间，由X向缓存器70以所定时序，对漏极线9依序切换施加扫描信号。
若由手指F的峰部，使对向电极膜片2弯曲而与接触电极4b接触，即使电压暂时上升，作为扫描信号，因通过TFT4a及电阻15使电流泄漏，导致电压降低。手指F的谷部使对向电极膜片2与接触电极4b不相接触时，扫描信号的电压得以维持而不降低。由检测器16读出该电压信号，即可测量一行的面压分布。然后，依序切换所选定的栅极线8，施加栅极信号，即可由面压分布传感器100的所有单位检测元件4读出信号，因而得以测量整个面的面压分布。
检测器16可使用如上所述由漏极线9处分支而连接的电压测量器，或串连插入于漏极线9的电流测量器，当使用电压测量器时，由于可以简化电路结构，因此，本实施方式采用电压测量器。
其次，说明图2中以G表示的基板1与对向电极膜片2的间隙。间隙G为10μm以下时，有可能因狭窄的间隙而发生问题。也就是说，在粘贴对向电极膜片2时，如图6(a)所示，密着于中央附近的概率增高。并且，在粘贴对向电极膜片2时，封装于内部的空气量偏差增大，因此，导致感测灵敏度的偏差增大。反之，若间隙G为40μm以上时，如图6(b)所示，因被封空气量过多，即是以手指按压也无法使对向电极膜片2与单位检测元件4接触，而导致感测灵敏度下降的问题。因此，该间隙G以10μm～40μm为具有可行性。若间隙G小，增高感测灵敏度(轻按即可检测指纹)，若间隙G大，可减小感测灵敏度的偏差。又因对向电极膜片2具有可挠性，若张力(tension)小，即使不用手指F按压，也会经常与单位检测元件4接触，为不合格。如果经常接触区域微小(以下称为“微接触”)，若以手指F按压，会因沿手指F使对向电极膜片2弯曲，虽对指纹感测无妨碍，但在放开手指F后仍能检测到压力，导致产品品质上出现问题。若间隙G为10μm，发生这种“微接触”的频度较高。因而，间隙G优选为15μm以上。在本实施方式中，采用25μm为最适值。
在此，25μm的间隙G与LCD(液晶显示装置)等的基板间隔6～7μm相比，已经很大。通常为使基板间隔均匀，在LCD上，在基板整个面上散布有被称为“微型球”(micro-pearl)的间隙材料。但由于本实施方式的面压分布传感器100，有必要使对向电极膜片2与单位检测元件4接触，故不能散布该间隙材料。
如上所述，由于本发明不能在LCD基板间全面散布间隙材料，故必须用密封剂3确保间隙G。因此，在本实施方式中，在密封剂3中混有直径25μm、长度45μm～50μm的圆柱状树脂纤维，以固定间隙G。该树脂纤维与球状间隙材料的制造方法不同，直径误差可以小到25μm±0.3μm的程度，所以最合适。另外，本发明并不限于上述实施方式，也可使用直径约25μm的微型球或玻璃纤维代替树脂纤维。
当然，若忽略基板与对向电极膜片的密接、或“微接触”，而以灵敏度为优先时，也可使用10μm以上、15μm以下的间隙G。此时，应采用10μm以上、15μm以下的树脂纤维。
然后，用图7～图10，说明本发明的面压分布传感器100的制造方法。
工序1图7(a)表示在母玻璃1上，同时形成若干个面压分布传感器100的状态。图7(b)表示一个单位检测元件的剖面图。通过在一片母玻璃上同时形成若干个面压分布传感器100，能降低面压分布传感器的制造成本。首先，在该母玻璃基板1上形成未图示的由氧化硅膜、氮化硅膜构成的缓冲层。然后，再层积非晶(amorphous)硅膜，通过激光照射结晶，而形成多晶硅膜。再形成栅极绝缘膜12，并形成由Cr构成的金属膜，在蚀刻后，形成栅极线8、连接于该栅极线的栅极电极8a，以及未图示的外部连接端子7。再屏蔽栅极电极8a，通过已知方法掺入杂质，形成源极区域S及漏极区域D，以形成活性层11。然后，形成层间绝缘层13，在预定位置形成接触孔，再形成漏极线9、输出电极9a、基板周围的触垫6a(图7中未图示)。通过基板10周围的角部(comer)将层间绝缘层13开口而设置触垫6a，并与由后续工序所设置的接触树脂6b形成触头6，向对向电极膜片2输出GND电位。而且，形成由ITO形成的接触电极4b，在基板1上形成多个单位检测元件4。然后再将大片基板1由划片线50予以分割为形成各面压分布传感器的基板1。
工序2其次，如图8所示，围绕上述基板10的周围，在离开基板1端面一定距离的位置用热固性树脂涂布成窗框状。然后，在70℃下进行20分钟左右的热处理，形成半固化状态的止流装置5。以下将该止流装置5形成的热处理称为“预焙(pre-bake)”。在本说明书中，所谓的“半固化”状态，是指相对于固化前的热固性树脂100Pa·s左右的粘度，形成热固性树脂2倍以上的粘度的状态。若为半固化时，树脂不会因毛细现象而产生流动。
工序3然后，如图9所示，围绕止流装置5外侧，涂布混有25μm直径的纤维树脂的密封剂3。而且，在角部填充(potting)用于形成触头6而在止流装置5外侧的触垫6a上混入接触树脂6b用金属球体的热固性树脂。金属球体优选为均匀的粒状Au微球(积水化学工业株式会社制AU-230，30μm)。Au微球是用Au等金属膜被覆塑料等树脂球体形成的粉末，各颗粒形状均匀。如以Ag膏(paste)形成触头6，因Ag粉的形状锐利，容易产生直径偏差，所以有可能导致ITO老化，而对于Au微球，则没有这种问题。且因采用Au微球可降低电阻值，因此即使为小面积，也能减低该触头6的电阻值。形成触头6及密封剂3的基材树脂使用低温固化性树脂。
工序4如图10所示，在不含水分的氮气环境中，将若干个基板1以同一方向排列配置，在对齐露出到基板1外的外部连接端子7宽度的方向上，将长型对向电极膜片2叠置，使转子51转动着在对向电极膜片2上移动，而将若干个基板同时粘贴。通过使用在单方向长型的对向电极膜片2，使得能够在给长型对向电极膜片2施加适度张力的同时进行加压，并且在下述条件下，转动转子51并对其加压。通过转子51的加压排除基板1与对向电极膜片2间的多余空气。然后，将作为密封剂3的低温热固性树脂以其可固化的90℃、30分钟左右的条件进行加权热处理，使接触树脂6b与密封剂3的树脂固化，在固定对向电极膜片2与基板1的同时，形成连接触垫6a与对向电极膜片2的触头6。并且，同时将止流装置5压扁，固化成为固定形状。在本说明书中，将该热处理称为“主焙(main-bake)”。此时，通过将基板1与对向电极膜片2间的间隙G进行加权处理，通过“主焙”作业根据纤维树脂的直径进行优化。而在本实施方式中为25μm。最后，将对向电极膜片与基板1一起分割成一个一个的制品，从而制成面压分布传感器100。密封剂3和触头6采用低温热固性树脂的原因在于，用于对向电极膜片2的可挠性绝缘膜片2a的PET的耐热温度(软化温度)为120℃左右，在高于该温度的情况下无法进行热处理。
然后，说明止流装置5。通常，在LCD中，并不形成止流装置5，仅以密封剂3固定两基板。但是，由于面压分布传感器需要固定可挠性的对向电极膜片2，所以必须有止流装置5。图11表示未形成止流装置5而形成密封剂3时的剖面图。首先，如图11(a)所示，在基板1上涂布密封剂3。然后将对向电极膜片2叠置，但因为固化前的热固性树脂的粘度低，如图11(b)所示，在基板1与对向电极膜片2之间发生毛细现象，使密封剂3本身浸入传感器中央部而导致结果不佳。因而，在密封剂3内侧预先设置止流装置5，即可防止毛细管现象的发生，以防止密封剂3的浸入，而提升合格率。
并且，在叠置对向电极膜片2时，即使成功地防止了毛细现象发生，仍有可能发生其它问题。即，热固性树脂在加热固化时，溶剂蒸发而产生气体。而该气体的一部分被密封于面压分布传感器内，且因密封的空气量难以控制，致使感测灵敏度发生偏差，最坏情况是使该粘合部分扩大，出现无法进行感测的问题。因而，在上述工序2中，在涂布止流装置5后，以“预焙”作业使之半固化。通过将对向电极膜片2叠置前的“预焙”作业，由止流装置5排出气体，故得以防止在叠置对向电极膜片2后的“主焙”作业中，将由密封剂3及接触树脂6b产生的气体密封于传感器内部。
在不形成止流装置5的情况下，将密封剂3进行一次预热处理，然后，再施行固化热处理，这样就有可能减低该气体产生。但是因构成对向电极膜片2的可挠性绝缘膜片的耐热温度较低，所以密封剂必须采用低温热固性树脂。为此，即使在一次热处理时，树脂固化也在进行。因此，在主固化的热处理中，对向电极膜片的粘贴强度显著下降，导致合格率下降，或发生传感器寿命缩短的问题。反之，在本实施方式中，因为将止流装置5予以“预焙”，且另设密封剂3，所以不会使粘贴强度降低。而且，由于可使密封剂3与基板1外形成为整体，得以确保更高的粘贴强度。
此时的使止流装置5半固化的“预焙”作业，有必要使其不达到主固化。若以“预焙”使止流装置5达到主固化，在后续工序粘贴对向电极膜片时，止流装置5就丧失了柔软性，这是因为间隙G与止流装置5的树脂高度相关。由于止流装置5有必要在叠置对向电极膜片2前使其流动性丧失，故无法由上方按压止流装置5的高度并进行调整，仅能对涂布的树脂量予以控制。因此，须使止流装置5的高度小于或等于半固化阶段的最终间隙G，即小于或等于本实施方式中的25μm。但如止流装置5的高度过低，就无法抑制毛细现象的发生。为此，在未达到主固化状态时，可形成高于间隙G的高度，而在此后的“主焙”工序中，可以再熔融。在此，通过使止流装置5丧失流动性，且由“主焙”时的加压成为熔融固化、即半固化状态，在使间隙G得以由纤维树脂决定的同时，在基板1和对向电极膜片2之间，能补充止流装置5。
只要止流装置5的材质是不流动的具有一定程度柔软性的物质，即可使用光固性树脂或抗蚀剂等任何一种材料，但以可使密封剂3与止流装置5均为低温固化性树脂为宜。若使用与密封剂3同样的低温固化性树脂时，止流装置5与密封剂3亲和性较好，且其固化条件相同，因此就能以一次加热使触头6和密封剂3固化。并且，也可将密封剂3与止流装置5制成一体。这样，由于止流装置5也可在“主焙”后，作为密封剂3的一部分发挥作用，使密封宽度增加到原来的1.5～2倍，故得以提升形成于基板1上的TFT4a等元件的耐湿性。又若被转子压扁的止流装置5保持半固化时，止流装置5的弹力将作用于使对向电极膜片2剥离的方向。但通过“主焙”使止流装置5主固化时，将消除弹力，因而，得以提升合格率。而且，在密封剂3固化的同时，也将止流装置5予以主固化，因而无需另设置止流装置5的固化工序。
另外，对于LCD，通常以Ag膏形成触头6。在本实施方式中，同样尝试用Ag膏作为接触树脂6b，结果对向电极膜片2多处发生导通不良。可以认为，这是因为作为对向电极膜片的基材的PET的玻璃化转移温度为67℃，PEN为113℃，当采用“主焙”条件为90℃、30分钟时，Ag膏固化温度为120℃，所以未能使Ag膏基材到达主固化状态，导致接口强度差。因此，在本实施方式中，接触树脂6b也使用与密封剂3、止流装置5等相同的低温热固性树脂中混合Au微球的物质。且通过使接触树脂6b为低温热固性树脂，可使接触树脂6b确实固化而获得充分的接口强度。
图12表示触头6部分的剖面图。这是沿图1中B-B线的剖面图。如图12(a)所示，通过将触头6设于密封剂3内侧，可将触头6与外部气体隔离，因此可防止触头6的老化。而且，将触头6设于止流装置5外侧，可防止固化前的接触树脂6b浸入传感器部。因此，优选为将触头6设于止流装置5及密封剂3之间。
并且，若将触头6配置于密封剂3内侧，如图12(b)所示，也可将对向电极膜片2的导电膜2b延至密封剂3内侧。通过将位于与密封剂3相应处的导电膜2b除去后固定，可使由PET或PEN构成的可挠性绝缘膜片2a露出，再用密封剂3直接固定，这样就可防止因可挠性绝缘膜片2a与导电膜2b之间的膜剥离导致的基板1与对向电极膜片2的剥离场，而提升可靠度。因为用树脂将形成于基板1上的触垫6a覆盖，因此，使触垫6a不露出，得以防止因氧化导致的老化。
其次，说明工序4中所用的转子51。首先，转子51的材料优选使用硅酮树脂、聚碳酸酯、ABS树脂等硬度50度以上的材料，更优选为50度～150度的硬度。并且，也可用陶瓷、金属、玻璃等，优选为可准确进行气体控制的具有某一硬度的材料。若为硬度未满50度的软质材料，该转子51本身最终将发生弯曲，而导致无法准确控制气量。
并且，转子51的压力优选为100g/cm2～1000g/cm2的程度，转子速度优选为5mm/s～50mm/s。且粘贴时对向电极膜片2的张力优选为100g～3000g左右。
其次，对向电极膜片2在感测时需要最适张力。对向电极膜片2具有可挠性，且封装物为气体。特别是如图13所示，由于感测时为滑动手指，在张力不足时，会使对向电极膜片2产生不必要的挠曲150，而无法进行恰当的感测。此时，可于粘贴后，通过加热处理使可挠性导电膜片(PEN或PET)收缩，以进行可获得最适张力的处理(以下于本说明书中称为“收缩焙”)。使基材收缩的“收缩焙”是在可挠性绝缘膜片2a的玻璃化转移温度以上，低于软化点温度下，以短时间进行。特别优选为高于玻璃化转移温度10～20℃。例如PEN的玻璃化转移温度为113℃，PET的玻璃化转移温度为80℃，因此可在高于上述温度10～20℃的高温下进行3分钟的热处理。通过“收缩焙”，使可挠性绝缘膜片2a的基材收缩1％～3％左右，使得即使有滑动也不会发生不必要的挠曲，而获得最适张力。若收缩过度，由于将使可挠性绝缘膜片2a固化，因此，优选为收缩2％。
其次，在对向电极膜片2与基板1之间，可封装除去水分的干燥空气或氮气等。若内部空气中含有水分，将使TFT4a时常暴露于空气环境内而招致劣化或特性偏移。因此，在本实施方式中，在由对向电极膜片2与基板1以及密封剂3围成的空间内，封入不含水分的氮气。这样，就可防止TFT4a因水分而劣化或特性偏移。此处的装填气体不限于氮气，只要是不影响基板1的构造或不与对向电极膜片2面反应的惰性气体即可。为避免水分侵入TFT4a，虽可使用不促进反应的干燥空气，但因空气中混有氧气，因此，优选为采用氮气。并且，虽可用Ar、Ne、Kr等，即惰性元素气体，但在本实施方式中，从成本考虑，优选为采用能以廉价实施的氮气。并且，当无需考虑TFT4a的劣化、性能改变时，可使用普通空气，而无需使用干燥空气。
发明的效果如上所述，因本发明将基板与可挠性导电膜片的间距设定于15μm以上，因此可抑制封入空气量的偏差，且能抑制感测灵敏度的偏差。并且，可防止狭窄间隙导致的密封剂3的未固化、还能防止因对向电极膜片2的剥落、外部气体侵入传感器内部等导致的可靠度降低等。并且，在粘贴对向电极膜片2时，降低中央附近与基板1粘贴的不良，以提升制造合格率。
并且，因将基板与可挠性导电膜片的间距设在40μm以下，因此，可防止因封入传感器内部的空气量过多，导致的感测灵敏度显著降低的不良状态。
并且，因混入密封剂的纤维树脂决定着基板与可挠性导电膜片的间距，所以，即使是宽于LCD等的间距，也能以较小误差制成。通过减小间距误差，能降低感测灵敏度的误差。
并且，按照本发明的制造方法，即使在大量生产时，也能以良好再现性得到均匀的间隙。由于粘贴对向电极膜片2的密封剂3中混有直径为25μm的树脂纤维，所以，即使传感器内封入气体，也能获得均匀的间隙，从而能稳定生产。
权利要求
1.一种面压分布传感器，其特征在于，具有设在基板上的单位检测元件，与由密封剂固定于所述基板上，且与所述基板相对而设的可挠性导电膜片，其中，所述基板与所述可挠性导电膜片间的间距为15μm以上，40μm以下。
2.如权利要求1所述的面压分布传感器，其特征在于，所述单位检测元件配置于所述基板上，且具有矩阵状的转接元件，以及与所述转接元件连接的接触电极，通过所述接触电极与所述可挠性导电膜片间有无导通，而使所述转接元件依序导通，以测量面压分布。
3.如权利要求1所述的面压分布传感器，其特征在于，所述密封剂中混有纤维树脂，且由所述纤维树脂决定所述基板与所述可挠性导电膜片间的间距。
4.如权利要求3所述的面压分布传感器，其特征在于，所述纤维树脂具有15μm以上、40μm以下的直径。
5.如权利要求1所述的面压分布传感器，其特征在于，具有配置于所述密封剂内侧的止流装置，与配置于所述密封剂内侧的触垫。
6.一种面压分布传感器的制造方法，其特征在于，具有在基板上形成单位检测元件的工序；在所述基板周围形成止流装置的工序；在所述止流装置外围涂布混入纤维树脂的密封剂的工序；以及与所述基板相对地，以15μm以上，40μm以下的间距粘贴可挠性导电膜片的工序。
7.如权利要求6所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，在所述可挠性导电膜片的粘贴工序中，在所述基板与所述可挠性导电膜片间封入空气。
8.如权利要求6所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，所述单位检测元件的形成工序具有在基板上形成矩阵状的若干个转接元件的工序；以及在所述转接元件上形成连接于所述转接元件的接触电极的工序。
9.一种面压分布传感器，其特征在于，具有基板；沿所述基板外围而设的密封剂；设于所述基板上的所述密封剂内侧的单位检测元件；以及用所述密封剂固定于所述基板上的、且与所述基板相对而设的可挠性导电膜片，并具有配置于所述密封剂内侧的止流装置。
10.如权利要求9所述的面压分布传感器，其特征在于，所述单位检测元件配置于所述基板上，且具有呈矩阵状的转接元件，以及与所述转接元件连接的接触电极，通过所述接触电极与所述可挠性导电膜片间有无导通，而使所述转接元件依序导通，以测量面压分布。
11.如权利要求9所述的面压分布传感器，其特征在于，具有连接所述基板与所述可挠性导电膜片的触头，所述触头配置于所述密封剂内侧。
12.如权利要求9所述的面压分布传感器，其特征在于，具有连接所述基板与所述可挠性导电膜片的触头，所述触头配置于所述止流装置外侧。
13.如权利要求9所述的面压分布传感器，其特征在于，具有连接所述基板与所述可挠性导电膜片的触头，所述触头配置于所述密封剂与所述止流装置之间。
14.如权利要求9所述的面压分布传感器，其特征在于，所述止流装置与所述密封剂为同一种材料。
15.一种面压分布传感器的制造方法，其特征在于，具有在基板上形成单位检测元件的工序；在所述基板周围涂布热固性树脂，进行第1热处理，形成止流装置的工序；在所述热固性树脂外围涂布密封剂的工序；以及在所述基板上粘贴可挠性导电膜片，进行第2热处理的工序。
16.如权利要求15所述的面压分布传感器的制造方法，其特征在于，在所述第1热处理中，使所述热固性树脂半固化。
17.如权利要求15所述的面压分布传感器的制造方法，其特征在于，所述第2热处理的加热温度高于所述第1热处理，使所述密封剂固化，以固定所述可挠性导电膜片，同时使所述止流装置固化。18.如权利要求15所述的面压分布传感器的制造方法，其特征在于，所述止流装置与所述密封剂为同一种材料。
19.如权利要求15所述的面压分布传感器的制造方法，其特征在于，具有在涂布所述密封剂后涂布混有导电性颗粒的热固性树脂的工序，且在所述第2热处理中，形成连接于所述可挠性导电膜片的触头。
20.一种面压分布传感器，其特征在于，具有设在基板上的单位检测元件与由密封剂固定于所述基板上的且与所述基板相对而设的可挠性导电膜片，在所述基板与所述可挠性导电膜片以及密封剂所围成的空间中，封入不促进反应的惰性气体。
21.如权利要求20所述的面压分布传感器，其特征在于，所述惰性气体为氮气。
22.如权利要求20所述的面压分布传感器，其特征在于，所述惰性气体为干燥空气。
23.如权利要求20所述的面压分布传感器，其特征在于，所述惰性气体包括惰性元素。
24.一种面压分布传感器的制造方法，其特征在于，具有在基板上形成单位检测元件的第1工序；在所述基板外围涂布密封剂的第2工序；以及在惰性气体环境中，在与所述基板相对方向上粘贴可挠性导电膜片的第3工序。
25.如权利要求24所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，在第3工序中，在所述基板与所述可挠性导电膜片以及密封剂所围成的空间内封装所述惰性气体。
26.如权利要求24所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。
27.如权利要求24所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，所述惰性气体为干燥空气。
28.如权利要求24所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，所述惰性气体包括惰性元素。
29.一种面压分布传感器的制造方法，其特征在于，具有在基板上形成单位检测元件的工序；在所述基板外围涂布密封剂的工序；以及在所述基板上叠置可挠性导电膜片，且通过在可挠性导电膜片上转动转子而加压，由热处理使所述密封剂固化而固定的工序。
30.如权利要求29所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，所述转子由树脂制成，硬度为50度以上、150度以下。
31.如权利要求29所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，所述转子由金属、玻璃、或陶瓷制成。
32.如权利要求29所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，使所述转子移动的压力为100g/cm2以上、1000g/cm2以下。
33.如权利要求29所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，使所述转子移动的速度为5mm/sec以上、50mm/sec以下。
34.如权利要求29所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，在所述基板上叠置所述可挠性导电膜片时，在所述转子的转动方向，对所述可挠性导电膜片施加100g以上、3000g以下的张力。
35.一种面压分布传感器的制造方法，其特征在于，具有在基板上形成单位检测元件的工序；在所述基板外围涂布密封剂的工序；在所述基板上叠置可挠性导电膜片，由第1热处理使所述密封剂固化而固定的工序；以及使所述可挠性导电膜片通过第2热处理而收缩的工序。
36.如权利要求35所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，通过所述第2热处理，使作为所述可挠性导电膜片的基材的高分子膜收缩1％以上、3％以下。
37.如权利要求35所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，进行所述第2热处理的温度高于作为所述可挠性导电膜片基材的高分子膜的玻璃化转移温度，且低于其软化点温度。
38.如权利要求35所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，所述第2热处理在高于作为所述可挠性导电膜片基材的高分子膜的玻璃化转移温度10～20℃的高温下进行。
39.一种面压分布传感器，其特征在于，具有设在基板上的单位检测元件；由密封剂固定于所述基板上，且与所述基板相对而设的可挠性导电膜片；以及将所述基板与所述可挠性导电膜片连接的触头，其中，所述触头在低温热固性树脂中混有导电颗粒。
40.如权利要求39所述的面压分布传感器，其特征在于，所述单位检测元件呈矩阵状配置在所述基板上，且具有转接元件，以及与所述转接元件连接的接触电极，通过所述接触电极与所述可挠性导电膜片间有无导通，而使所述转接元件依序导通，以测量面压分布。
41.如权利要求39所述的面压分布传感器，其特征在于，所述导电颗粒，由球体树脂被覆金属膜而形成。
42.如权利要求39所述的面压分布传感器，其特征在于，所述低温热固性树脂与所述密封剂为同一种材料。
43.一种面压分布传感器的制造方法，其特征在于，具有在基板上形成单位检测元件和触垫的工序；在所述基板上围绕着所述单位检测元件的周围，涂布热固性树脂，进行第1热处理，形成止流装置的工序；在所述止流装置外围涂布密封剂的工序；在所述触垫上涂布混入导电颗粒的接触树脂的工序；以及将与所述基板对向而设的可挠性导电膜片叠置，进行第2热处理，以固定所述可挠性导电膜片，同时使所述接触树脂固化，形成使所述触垫与可挠性导电膜片连接的触头的工序。
44.如权利要求39所述的面压分布传感器制造方法，其特征在于，在所述接触树脂与所述密封剂同一种材料的基材中混入导电颗粒。
全文摘要
本发明提供一种面压分布传感器及其制造方法，因面压分布传感器大量生产时的再现性不佳，一向就有确保感测特性的稳定性、可靠性等需求，同时本方法谋求进一步提高生产率和合格率。本发明是在密封剂内侧设置止流装置，以防止由密封剂的毛细现象导致的对传感器内部的浸入。并且，使对向电极膜片与基板间的间距最优化，提高感测特性。另外，将触头的材料及配置位置、以及对向电极膜片的张力等进行最优化，从而实现特性的稳定化、确保可靠性、提高生产率和合格率。
文档编号G01L7/00GK1469110SQ0313861
公开日2004年1月21日 申请日期2003年5月29日 优先权日2002年5月31日
发明者清水真, 三井雅志, 上田博之, 之, 志 申请人:三洋电机株式会社