(57)【要約】【課題】面圧分布センサにおいて画素の欠陥を検査する方法としてプロービングによる画素検査などがあるが、装置が高価となる上、スループットが向上しない問題がある。【解決手段】対向電極フィルムを４分割した領域毎に、パッドで押下し、画面に表示させる検査装置を用いる。４分割で検査することで、線欠陥や押下していない部分が表示されてしまう画素欠陥の検出が視覚的に行える。装置も安価であり、検査のスループットも向上する。【選択図】　　図１６
2004012295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面圧分布センサの搭載部と、
前記面圧分布センサの測定領域よりも小さい面積を有するパッド部とを有し、一つの測定領域に対して複数回前記パッド部を押しあてて加圧し、
前記加圧中の面圧分布センサの出力を観察することを特徴とする面圧分布センサ検査装置。
【請求項２】
前記面圧分布センサの測定領域は矩形であり、
前記パッド部は、前記測定領域を４分割した矩形よりも大きく、かつ前記測定領域よりも小さい矩形であることを特徴とする請求項１に記載の面圧分布センサ検査装置。
【請求項３】
前記加圧中の面圧分布センサの出力を表示するモニタ部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の面圧分布センサ検査装置。
【請求項４】
前記面圧分布センサは基板と対向電極フィルムとを所定のギャップを隔てて固定されてなり、
前記パッド部の前記面圧分布センサとの接触面は、前記面圧分布センサのギャップよりも大きい凹凸を有さない程度に平滑であることを特徴とする請求項１に記載の面圧分布センサ検査装置。
【請求項５】
前記パッド部前記面圧分布センサとの接触面は、１０度以上１００度以下の硬度を有することを特徴とする特徴とする請求項１に記載の面圧分布センサ検査装置。
【請求項６】
前記搭載部は、前記面圧分布センサを搭載した状態で水平方向に可動し、
前記パッド部を上下動させる制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の面圧分布センサ検査装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記パッド部を前記測定領域に対して２Ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力で押下することを特徴とする請求項６に記載の面圧分布センサ検査装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記パッド部を１０ｍｍ／秒以下の速度で押下することを特徴とする請求項６に記載の面圧分布センサ検査装置。
【請求項９】
面圧分布センサの測定領域よりも小さい領域に順次加圧して、その都度前記面圧分布センサの出力を観察し、複数回の加圧によって前記測定領域全域を観察する事を特徴とする面圧分布センサの検査方法。
【請求項１０】
前記測定領域を４分割した矩形よりも大きく、かつ前記測定領域よりも小さい矩形のパッド部を順次押下することを特徴とする請求項９に記載の面圧分布センサの検査方法。
【請求項１１】
前記パッド部を前記対向電極フィルムに対して２Ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力で押下することを特徴とする請求項１０に記載の面圧分布センサの検査方法。
【請求項１２】
前記パッド部を１０ｍｍ／秒以下の速度で押下することを特徴とする請求項１０に記載の面圧分布センサの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性導電フィルムを用いて指紋パターンのような微細な凹凸パターンを検出するのに好適な面圧分布センサの検査方法及び検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
指紋パターンのような微細な凹凸パターンの検出装置として、可撓性導電フィルム及び薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた面圧分布センサが例えば特開平６−２８８８４５号に開示されている。
【０００３】
図１７には、指紋パターンを検出するアクティブマトリクス型面圧分布センサの一例を示す。図１７（ａ）は平面図、図１７（ｂ）（ｃ）は図１７（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【０００４】
従来の面圧分布センサ２００は、多数の単位検出素子となるＴＦＴ２０４ａが形成されたガラスまたはセラミックなどの基板２０１と、対向電極フィルム２０２とから構成される。
【０００５】
単位検出素子２０４は、ＴＦＴ２０４ａとこれに接続された接触電極２０４ｂとを有する。単位検出素子２０４は、ガラス等の基板２０１上にマトリクス状に配置され、単位検出素子２０４を構成するＴＦＴの活性層はアモルファスシリコン膜であり、接触電極２０４ｂはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）により形成される。
【０００６】
対向電極フィルム２０２は、基板２０１と相対向して設けられ、可撓性絶縁フィルム２０２ａの裏面（ＴＦＴ側）に導電膜２０２ｂを蒸着した構造である。この対向電極フィルム２０２は、基板２０１の周囲に塗布したシール剤２０３により固着され、基板２０１と離間して配置される。
【０００７】
この面圧分布センサの製造方法の一例を示す。基板２０１にＴＦＴ２０４ａを形成後、対向電極フィルム２０２を貼り付けるため、基板２０１の周囲に低温の熱硬化性樹脂からなるシール剤２０３を塗布する。その後、基板２０１の対向電極フィルム２０２を貼り付け、熱処理を行う。これにより基板２０１と対向電極フィルム２０２が固着される。
【０００８】
図１７（ｃ）には、この面圧分布センサを用いて指紋パターンを検出する例を示す。
【０００９】
面圧分布センサ２００に指Ｆを乗せて軽く押すと、対向電極フィルム２０２は全体が押し下げられるが、細かく観察すると、指紋の山の部分と谷の部分とでは押圧力が異なるために、山の部分の真下またはそのごく近傍に位置する単位検出素子２０４の接触電極２０４ｂは対向電極フィルム２０２と電気的に接触する。ところが指紋の谷の部分の真下またはその近傍に位置する単位検出素子２０４の接触電極２０４ｂは対向電極フィルム２０２とは電気的に接触しない。このように、対向電極フィルム２０２と単位検出素子２０４が接触した部分の信号を取出して、指紋パターンを検出する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構造および製造方法によれば、ＴＦＴを用いた面圧力分布センサが実現できることは知られている。しかし、その面圧分布センサを量産する場合に、面圧分布センサを検査する方法が確立されておらず、効率の良い検査装置、検査方法が求められていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、課題を解決するためになされ、面圧分布センサの搭載部と、面圧分布センサの測定領域よりも小さい面積を有するパッド部と、を有し、一つの測定領域に対して複数回パッド部を押しあてて加圧し、加圧中の面圧分布センサの出力を観察する面圧分布センサ検査装置である。
【００１２】
更に、面圧分布センサの測定領域は矩形であり、パッド部は、測定領域を４分割した矩形よりも大きく、かつ測定領域よりも小さい矩形である。
【００１３】
更に、加圧中の面圧分布センサの出力を表示するモニタ部を有する。
【００１４】
更に、面圧分布センサは基板と対向電極フィルムとを所定のギャップを隔てて固定されてなり、パッド部の面圧分布センサとの接触面は、面圧分布センサのギャップよりも大きい凹凸を有さない程度に平滑である。
【００１５】
更に、パッド部面圧分布センサとの接触面は、１０度以上１００度以下の硬度を有する。
【００１６】
更に、搭載部は、面圧分布センサを搭載した状態で水平方向に可動し、パッド部を上下動させる制御手段を有する。
【００１７】
更に、制御手段は、パッド部を測定領域に対して２Ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力で押下する。
【００１８】
更に、制御手段は、パッド部を１０ｍｍ／秒以下の速度で押下する。
【００１９】
また、面圧分布センサの測定領域よりも小さい領域に順次加圧して、その都度面圧分布センサの出力を観察し、複数回の加圧によって測定領域全域を観察する面圧分布センサの検査方法である。
【００２０】
更に、測定領域を４分割した矩形よりも大きく、かつ測定領域よりも小さい矩形のパッド部を順次押下する。
【００２１】
更に、パッド部を対向電極フィルムに対して２Ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力で押下する。
【００２２】
更に、パッド部を１０ｍｍ／秒以下の速度で押下する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１から図３は本発明による面圧分布センサ１００の全体図であり、図１はその平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は分解斜視図である。
【００２５】
面圧分布センサ１００は、基板１と、可撓性導電フィルムよりなる対向電極フィルム２とをシール剤３によって固着した構造である。基板１上のシール剤３に囲われた内側には、多数の単位検出素子４がマトリクス状に配置されている。流れ止め手段５は、シール剤３の内周に添って配置され、シール剤３と流れ止め手段５との間にコンタクト６が配置される。基板１の一側辺には、外部接続端子７が配置される。
【００２６】
基板１は、本実施形態においては、ガラスよりなるが、例えば石英やセラミック、プラスチックなどの他の絶縁体基板でもよいし、半導体基板でもよい。
【００２７】
対向電極フィルム２は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などの可撓性絶縁フィルム２ａの裏面（ＴＦＴ側）に例えば金のような金属の導電膜２ｂを蒸着した構造である。
【００２８】
シール剤３は、硬化前は液状で、加熱することにより硬化する熱硬化性樹脂である。
【００２９】
単位検出素子４は、スイッチング素子であるＴＦＴ４ａと、これに接続された接触電極４ｂとを有する。ＴＦＴ４ａの活性層はシリコン膜、特に好ましくはポリシリコン膜である。以下、スイッチング素子はＴＦＴを例示して説明するが、ＴＦＴに限定されるものではなく、例えば基板１が半導体基板であれば半導体基板１を活性層としたトランジスタでよいし薄膜ダイオードなどでもよい。接触電極４ｂはＴＦＴ４ａを覆った絶縁膜の上に形成された導電膜であり、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）により形成される。
【００３０】
流れ止め手段５は、シール剤３と同じ熱硬化性樹脂よりなる。流れ止め手段５については、後で詳述する。
【００３１】
コンタクト６は、対向電極フィルム２にＧＮＤ電位を与えるために設けられ、シール剤３と流れ止め手段５の間に配置される。コンタクト６は、Ａｌよりなるコンタクトパッド６ａ上にＡｕパールを混入させた熱硬化性樹脂よりなるコンタクト樹脂６ｂより構成される。
【００３２】
外部端子７には、図示しないＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等を接続して外部回路と接続される。
【００３３】
図３に示したように、基板１上には、ゲート線８とドレイン線９がマトリクス状に配置されている。後述するように、ゲート線８にはゲート信号が、ドレイン線９には走査信号がそれぞれ印加される。ゲート線８とドレイン線９との交点にそれぞれ対応してＴＦＴ４ａが配置され、ゲート電極がゲート線８に、ドレイン端子がドレイン線９に、そしてソース端子が接触電極４ｂに接続されている。ゲート線８やドレイン線９等へ入力される各種信号を伝達する図示しない配線は、基板１の側縁に集められ、外部接続端子７に接続される。
【００３４】
次に、単位検出素子４について図４を用いて詳述する。図４（ａ）は１つの単位検出素子４の平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線の断面図である。また、図１と同じ参照数字は同じ構成部分を示している。
【００３５】
単位検出素子４のＴＦＴ４ａは、基板１上にポリシリコン層からなる活性層１１を形成し、既知の方法により不純物を導入してソース領域Ｓおよびドレイン領域Ｄが形成されている。活性層１１の全面を覆ってゲート絶縁膜１２が形成され、その上にゲート電極８ａが形成されている。ゲート電極８ａはゲート線８と一体的に形成されている。ゲート電極８ａ上に層間絶縁膜１３が設けられ、コンタクトホールを介して、活性層１１のドレイン端子Ｄがドレイン線９と接続され、ソース端子Ｓが取り出し電極９ａと接続されている。取り出し電極９ａは、ドレイン線９と同層の例えばＡｌよりなる。その上にさらに平坦化膜１４が積層されており、下層の凹凸を平坦化している。平坦化膜１４上には、コンタクトホールを介して取り出し電極９ａとコンタクトするＩＴＯよりなる接触電極４ｂが配置されている。
【００３６】
次に、本発明の面圧分布センサ１００の動作について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、面圧分布センサ１００に指Ｆを乗せた状態を示し、図５（ｂ）は、面圧分布センサ１００の回路概念図である。
【００３７】
面圧分布センサ１００に指Ｆを乗せて軽く押すと、図５（ａ）の如く対向電極フィルム２の全体が押し下げられる。このとき、指紋の山の部分と谷の部分とでは押圧力が異なるために、山の部分の真下またはそのごく近傍の対向電極フィルム２は大きくへこみ、谷の部分ではあまりへこまない。従って、山の位置に対応する単位検出素子４の接触電極４ｂは対向電極フィルム２の導電膜２ｂと接触し、谷の位置に対応する単位検出素子４の接触電極４ｂは、導電膜２ｂと接触しない。
【００３８】
対向電極フィルム２の導電膜２ｂは抵抗１５を介して接地されている。面圧分布センサ１００のドレイン線９はＸ方向レジスタ７０に接続されており、ゲート線８はＹ方向レジスタ８０に接続されている。Ｙ方向レジスタ８０からは所定のタイミングでゲート線８に順次走査信号が切り替えて出力される。今、あるゲート線８にある電位（「Ｈ」レベル）のゲート信号が印加されているとする。ゲート信号が印加されたゲート線８に接続されたＴＦＴ４ａは、全て導通状態（オン）となる。その間にＸ方向レジスタ７０から所定のタイミングでドレイン線９に順次走査信号が切り替えて印加される。
【００３９】
指Ｆの山によって対向電極フィルム２が湾曲して接触電極４ｂと接触していると、走査信号として電圧が一旦上昇しても、ＴＦＴ４ａ、抵抗１５を介して電流が抜けるため、電圧は低下する。指Ｆの谷で対向電極フィルム２が接触電極４ｂと接触していない場合、走査信号の電圧は低下せず維持される。これを検出器１６によって電圧信号として読み出すと、１行分の面圧分布が計測できる。そして、選択するゲート線８を順次切り替えてゲート信号を印加し、面圧分布センサ１００のすべての単位検出素子４からの信号を読み出し、面全体の面圧分布が計測できる。
【００４０】
検出器１６は、上述したようにドレイン線９から分岐させて接続した電圧計測器でもよいし、ドレイン線９に直列に挿入した電流計測器でもよいが、電圧計測器の方が、回路構成を単純にできるので、本実施形態では電圧計測器を採用している。
【００４１】
次に、図２のＧで示す基板１と対向電極フィルム２とのギャップについて述べる。まず、ギャップＧが１０μｍ以下の場合、狭ギャップによる問題が生じるおそれがある。すなわち、対向電極フィルム２を貼りつける際に、図６（ａ）に示すように、中央付近で密着してしまう確率が高くなる。また、対向電極フィルム２を貼り付けた時に、中に封入されるエアー量のバラツキ大がきくなるため、センシング感度のばらつきが大きくなる。逆に、ギャップＧが４０μｍ以上の場合、図６（ｂ）に示すように、封入されるエアー量が増えすぎ、指で押しても対向電極フィルム２が単位検出素子４と接触せず、センシング感度が低下するという問題が生じる。従って、ギャップＧは、１０μｍ〜４０μｍならば実施可能である。ギャップＧが小さければセンシング感度が高く（弱くさわっても指紋を検出できる）なり、ギャップＧが大きければセンシング感度のばらつきが小さくなる。対向電極フィルム２は可撓性であるので、張力（テンション）が低いと指Ｆで押していなくても単位検出素子４と常時接触してしまうようになり、不良となる。常時接触する領域がわずかであれば（微接触と呼ぶ）、指Ｆを押しあてれば指Ｆに沿って対向電極フィルム２が湾曲するので指紋をセンシングするのに支障はないが、指Ｆを離した後も圧力を検出してしまうので製品の品質上問題となる。ギャップＧが１０μｍ程度だと、この微接触が発生する頻度が高かった。このため、ギャップＧは、１５μｍ以上とする事が望ましい。本実施形態では、最適値として、２５μｍを採用した。
【００４２】
ここで、ギャップＧの間隔２５μｍは、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）の基板間隔６〜７μｍに比較して、きわめて大きい。通常、ＬＣＤでは、基板間隔を均一化するために、基板間全面にミクロパールと呼ばれるギャップ材を散布する。しかし、本実施形態の面圧分布センサ１００は、対向電極フィルム２と単位検出素子４とを接触させる必要があるので、ギャップ材を散布することはできない。
【００４３】
上述したように、ＬＣＤの基板間全面に散布されているギャップ材は、用いることができないので、ギャップＧは、シール剤３で確保しなければならない。通常、ＬＣＤでは、シールの中にもボール状のギャップ材を混入する。しかし、本実施形態において、ギャップＧは２５μｍと、きわめて大きいため、ＬＣＤに用いられるものと同じギャップ材で径２５μｍのものは、一般的に入手できない。もちろん、特注で作成することは不可能ではないが、径の大きいボール状ギャップ材は、径のばらつきが大きく、不適であると判断した。そこで、本実施形態では、シール剤３の中に、径が２５μｍ、長さ４５μｍ〜５０μｍの円柱状樹脂ファイバを混入させ、ギャップＧを固定した。樹脂ファイバは、ボール状ギャップ材と製造方法が異なり、径の誤差が２５μｍ±０．３μｍ程度と小さく、最適である。
【００４４】
もちろん、基板と、対向電極フィルムの密着や微接触を無視し、感度を優先するので有れば１５μｍ以下１０μｍ以上のギャップＧでも良い。この場合は１５μｍ以下１０μｍ以上の樹脂ファイバを採用すればよい。
【００４５】
次に、図７から図１０を用いて本発明の面圧分布センサ１００の製造方法について説明する。
【００４６】
工程１：図７（ａ）は、マザーガラス１に、複数の面圧分布センサ１００が同時に形成されている様子が示されており、図７（ｂ）は、１つの単位検出素子を示す断面図である。複数の面圧分布センサ１００を一枚のマザーガラスで同時に形成することによって、面圧分布センサの製造コストを低減できる。まず、マザーガラス１上に図示しない酸化シリコン膜、窒化シリコン膜よりなるバッファ層を形成する。次に、アモルファスシリコン膜を堆積し、レーザアニールによって結晶化してポリシリコン膜を形成する。次にゲート絶縁膜１２を形成し、クロムよりなる金属膜を形成、エッチングしてゲート線８、これに接続するゲート電極８ａ、図示しない外部接続端子７を形成する。次にゲート電極８ａをマスクにして既知の方法により不純物を導入してソース領域Ｓおよびドレイン領域Ｄを形成し、活性層１１を形成する。次に、層間絶縁膜１３を形成し、所定位置にコンタクトホールを形成し、ドレイン線９、取り出し電極９ａ、基板周囲のコンタクトパッド６ａ（図７には不図示）を形成する。コンタクトパッド６ａは基板１周囲のコーナー部で層間絶縁膜１３を開口して設けられ、後の工程で設けられるコンタクト樹脂６ｂとでコンタクト６を形成し、対向電極フィルム２にＧＮＤ電位を与えるものである。更に、ＩＴＯよりなる接触電極４ｂを形成して、基板１上に多数の単位検出素子４を形成する。その後大判の基板１をスクライブライン５０でスクライブし、個々の面圧分布センサとなる基板１に分割する。
【００４７】
工程２：次に、図８に示す如く、前記基板１周囲を囲って窓枠状に、基板１端面から一定距離離れた位置に熱硬化性樹脂を塗布する。次に、７０℃２０分程度の熱処理を行って、半硬化状態の流れ止め手段５を形成する。以後この流れ止め手段５形成の熱処理をプリベークと称する。また、本明細書において半硬化状態とは、硬化前の熱硬化性樹脂が１００Ｐａ・ｓ程度の粘度に対し、熱硬化性樹脂が２倍以上の粘度となる状態を言う。半硬化であれば、樹脂が毛細管現象によって流動することはない。
【００４８】
工程３：次に、図９に示す如く、流れ止め手段５の外側を囲んで２５μｍ径のファイバ樹脂を混入したシール剤３を塗布する。更に、コンタクト６を形成するために流れ止め手段５の外側のコンタクトパッド６ａ上に、コンタクト樹脂６ｂ用の金属ボールを混入した熱硬化性樹脂をコーナーにポッティングする。金属ボールとしては、均一な粒子形状のＡｕパール（積水化学工業（株）製、ＡＵ−２３０、３０μｍ）がよい。Ａｕパールは、プラスチックなどの樹脂球体をＡｕ等の金属膜で被覆した粉体であり、各粒子の形状が均一である。例えばＡｇペーストでコンタクト６を形成すると、Ａｇ粉の形状が鋭利で径にバラツキがあるのでＩＴＯが劣化するおそれがあるが、Ａｕパールであればこのおそれがない。また、Ａｕパールを採用することで、抵抗が小さくなり、小面積でもコンタクト６の抵抗を低減できる。コンタクト６やシール剤３の基材となる樹脂は、低温硬化性樹脂を用いる。
【００４９】
工程４：次に、図１０に示す如く、水分を含まない窒素雰囲気中に、複数の基板１を一方向に並べて配置し、基板１から外部接続端子７が露出する幅にそろえられた一方向に長い対向電極フィルム２を重ねて配置し、ローラー５１を回転させながら対向電極フィルム２上で移動させ、複数の基板に同時に貼り付る。一方向に長い対向電極フィルム２を用いることで、長い対向電極フィルム２に適度な張力（テンション）を与えながら加圧でき、また、ローラー５１を後述する条件で回転させながら圧力を加える。ローラー５１の加圧によって基板１と対向電極フィルム２との間の余分なエアーが抜ける。次に、シール剤３である低温熱硬化性樹脂が本硬化する９０℃３０分程度で熱処理を加重をかけながら行い、コンタクト樹脂６ｂとシール剤３の樹脂を硬化させ、対向電極フィルム２と基板１とを固着すると同時にコンタクトパッド６ａと対向電極フィルム２とを接続するコンタクト６を形成する。また、これと同時に流れ止め手段５もつぶされた形で本硬化され、形状が固定される。本明細書ではこの熱処理をメインベークと称する。この時、基板１と対向電極フィルム２とのギャップＧは加重しながらのメインベークによりファイバ樹脂の径に従って最適化される。本実施形態の場合は２５μｍとなる。最後に、対向電極フィルムを基板１にあわせて個々に分割し、面圧分布センサ１００が完成する。シール剤３とコンタクト６とに低温硬化性樹脂を採用するのは、対向電極フィルム２の可撓性絶縁フィルム２ａに採用されるＰＥＴの耐熱温度（軟化温度）が１２０℃前後であり、これ以上の熱処理を行えないためである。
【００５０】
次に、流れ止め手段５について説明する。通常、ＬＣＤでは、流れ止め手段５は形成されず、両基板はシール剤３のみで固着される。しかし、面圧分布センサは可撓性の対向電極フィルム２を固着する必要があるため、流れ止め手段５が必要になる。図１１は、流れ止め手段５を形成せずにシール剤３を形成した場合の断面図である。まず図１１（ａ）に示したように、基板１上にシール剤３を塗布する。次に対向電極フィルム２を重ねて配置させることになるが、硬化前の熱硬化性樹脂は、粘度が低いため、図１１（ｂ）に示したように、基板１と対向電極フィルム２との間に毛細管現象が発生し、シール剤３自体がセンサ中央部へ侵入してしまい、不良となる場合があることが判った。そこで、シール剤３の内側に、あらかじめ流れ止め手段５を設けておき、毛細管現象の発生を防止する事で、内部へのシール剤３の進入を防ぎ、歩留まりを向上させることができる。
【００５１】
また、対向電極フィルム２を重ねて配置させる際に、うまく毛細管現象が発生しなかったとしても、別の問題が発生する。即ち、熱硬化性樹脂は、加熱硬化させる際に、溶剤が蒸発してガスが発生する。このガスの一部は、面圧分布センサ内に封入され、封入するエアーの量が制御困難となり、センシング感度がばらついたり、最悪の場合には密着部分が広がり、センシングができなくなる問題があった。そこで、上述した工程２では、流れ止め手段５を塗布した後で、プリベークによって半硬化させているのである。対向電極フィルム２を重ねて配置させる前のプリベークによって流れ止め手段５からはガスが抜け、対向電極フィルム２を重ねて配置させた後のメインベークでシール剤３、コンタクト樹脂６ｂから発生するガスがセンサ内部に封入されることが防止されるのである。
【００５２】
流れ止め手段５を形成せず、シール剤３を１度熱処理し、その後更に本硬化させる熱処理を行うことでそのガスの発生を低減することは可能である。しかし、対向電極フィルムを構成する可撓性絶縁フィルムの耐熱温度が低いため、シール剤は低温熱硬化性樹脂を用いる必要がある。このため１度目の熱処理であっても樹脂の硬化が進行してしまい、本硬化の熱処理では対向電極フィルムの貼り付け強度が著しく低下することになって、歩留まりの低下、もしくはセンサの寿命が短くなるという問題が生じる。これに対し、本実施形態では、流れ止め手段５をプリベークし、別途シール剤３を設けているので、貼り付け強度が低下することはない。しかも、シール剤３を基板１外形いっぱいまで形成する事ができるので、さらに高い貼り付け強度が確保できる。
【００５３】
ここで、流れ止め手段５を半硬化させるプリベークは、本硬化に達しないようにする必要がある。プリベークで流れ止め手段５を本硬化させてしまうと、後の工程で対向電極フィルム２を貼り付ける際に流れ止め手段５の柔軟性がなくなり、ギャップＧが流れ止め手段５の樹脂の高さに依存してしまうためである。流れ止め手段５は、対向電極フィルム２を重ねる前に流動性をなくす必要があるから、流れ止め手段５の高さは上から抑えて調節することができず、塗布する樹脂の量でしか制御できない。従って、流れ止め手段５は、半硬化した段階での高さが、最終的なギャップＧ、本実施形態においては２５μｍより同程度もしくはこれより低くなる必要がある。しかし、あまり流れ止め手段２５の高さが低いと、毛細管現象の発生を抑えることができなくなる。本硬化に達しない状態であれば、ギャップＧよりも高く形成し、後のメインベークの工程でつぶすことができる。そこで、流れ止め手段５の流動性をなくし、かつメインベーク時の加圧によってつぶされる硬さ、即ち半硬化とする事で、ギャップＧはファイバ樹脂で決定しつつ、基板１と対向電極フィルム２との間を流れ止め手段５で埋めることができるのである。
【００５４】
流れ止め手段５の材質は、流動せずにある程度の柔軟性をもっていれば、光硬化性樹脂やレジスト等、どのような材質でもよいが、シール剤３と流れ止め手段５を共に低温硬化性樹脂とするとよい。シール剤３と同一の低温硬化性樹脂を用いれば、流れ止め手段５とシール剤３との親和性もよく、硬化条件が同じなので、一度の加熱でコンタクト６とシール剤３とを硬化させることができる。また、シール剤３と流れ止め手段５とを一体化させることができる。これにより、流れ止め手段５も、メインベーク後はシール剤３の一部として機能し、シール幅を１．５〜２倍に増加できるので、基板１上に形成されたＴＦＴ４ａ等の素子の耐湿性を向上させることができる。また、もしもローラーでつぶされた流れ止め手段５が半硬化のままであると、流れ止め手段５の弾性力が対向電極フィルム２を剥がす方向に作用する。しかし、流れ止め手段５をメインベークにより本硬化させておくことによって弾性力が発生しなくなるので、歩留まりを向上させることができる。しかも、シール剤３の本硬化と同時に流れ止め手段５も本硬化するので、別途流れ止め手段５を硬化させる工程は不要である。
【００５５】
ところで、通常ＬＣＤでは、コンタクト６をＡｇペーストを用いて形成する。本実施形態において同様にコンタクト樹脂６ｂにＡｇペーストを用いて試作したところ、対向電極フィルム２の導通不良が多発した。これは、対向電極フィルムの基材であるＰＥＴのガラス転位点が６７℃、ＰＥＮも１１３℃であるためメインベークとして９０℃３０分を採用したところ、Ａｇペーストの硬化温度は１２０℃であるため、Ａｇペーストの基材が本硬化に達しておらず、界面強度が劣化しているものと考えられる。そこで、本実施形態では、コンタクト樹脂６ｂにも、シール剤３、流れ止め手段５と同一の低温熱硬化性樹脂にＡｕパールを混入したものを用いた。コンタクト樹脂６ｂも低温硬化性樹脂とする事で、コンタクト樹脂６ｂも確実に硬化させることができき、十分な界面強度が得られる。
【００５６】
また、図１２には、コンタクト６部の断面図を示す。これは、図１のＢ−Ｂ線の断面図である。図１２（ａ）に示したように、コンタクト６をシール剤３の内側に設けることで、コンタクト６をも外気と遮断できるので、コンタクト６の劣化が防げる。さらに、コンタクト６を流れ止め手段５の外側に設けることで、硬化前のコンタクト樹脂６ｂがセンサ部に侵入することも防げる。従って、コンタクト６は、流れ止め手段５とシール剤３との間に設けるのが最適である。
【００５７】
また、コンタクト６をシール剤３の内側に配置すれば、図１２（ｂ）に示したように、対向電極フィルム２の導電膜２ｂもシール剤３の内側までとする事もできる。シール剤３に対応する位置の導電膜２ｂを除去してから固着することで、ＰＥＴまたはＰＥＮよりなる可撓性絶縁フィルム２ａを露出させ、そこにシール剤３を直接固着させれば、可撓性絶縁フィルム２ａと導電膜２ｂとの間での膜剥離による基板１と対向電極フィルム２との剥離場防止され、より信頼性を向上させることができる。樹脂で基板１上に形成されたコンタクトパッド６ａを覆うことになるので、コンタクトパッド６ａが露出せず、酸化などによる劣化も防ぐことができる。
【００５８】
次に、工程４で用いたローラー５１について述べる。まず、ローラー５１の材質としてはシリコン樹脂、ポリカーボネイト、ＡＢＳ樹脂等、硬度が５０度以上のものが望ましく、５０度〜１５０度程度であれば最適である。また、セラミック、金属、ガラス等でもよく、エアーのコントロールを正確に行うためにある程度の硬度を有する材質が良い。硬度５０度未満の軟質材では、ローラー５１自身にたわみが生じてしまい、エアー量のコントロールが不正確となる。
【００５９】
また、ローラー５１の圧力は１００ｇ／ｃｍ２〜１０００ｇ／ｃｍ２程度とし、ローラーの速度は５ｍｍ／ｓ〜５０ｍｍ／ｓが望ましい。更に、貼り付け時の対向電極フィルム２のテンションは１００ｇ〜３０００ｇ程度が最適である。
【００６０】
次に、対向電極フィルム２は、センシングに最適なテンションが必要となる。対向電極フィルム２は可撓性を有し、更に封入物が気体である。特に、図１３に示すようにセンシング時には指を摺動するため、テンション不足によって対向電極フィルム２に不必要な撓み１５０が生じ、最適なセンシングが行えないことがある。この場合は、貼り付け後、加熱処理により可撓性導電フィルム（ＰＥＮまたはＰＥＴ）を収縮させ、最適なテンションを得る処理を行う（以降本明細書ではこの加熱処理を収縮ベークと称する）。基材を収縮させる収縮ベークは可撓性絶縁フィルム２ａのガラス転位温度以上、軟化点未満の温度で短時間行う。特に、ガラス転位温度より１０℃から２０℃高温とするのがよい。例えばＰＥＮであれば１１３℃、ＰＥＴであれば８０℃がガラス転位温度であるので、その温度から１０℃から２０℃高温で、３分程度熱処理を行う。収縮ベークによって、可撓性絶縁フィルム２ａの基材を１％〜３％程度収縮させ、摺動しても不必要な撓みの生じない、最適なテンションを得る処理を行う。収縮させすぎると、可撓性導電フィルム２が硬くなってしまうので、２％程度にとどめるのが好適である。
【００６１】
次に、対向電極フィルム２と基板１の間には、水分を除去した乾燥空気や、窒素ガスを封入するとよい。内部のエアーが水分を含んでいると、ＴＦＴ４ａは常にこの空気雰囲気中に晒されることになるため、劣化や特性シフトを招くこととなる。そこで本実施形態においては、対向電極フィルム２と基板１およびシール剤３で囲まれた空間に、水分を含まない窒素ガスを封入することとした。これによって、ＴＦＴ４ａの水分による劣化、特性シフトを防ぐことができる。ここで、封入するガスは窒素に限らず、基板１上の構造や対向電極フィルム２面と反応しない不活性なガスであれば良い。ＴＦＴ４ａへの水分の侵入を避け、反応を促進しないガスとして乾燥空気でもよいが、酸素が混入するため、窒素の方が好適である。また、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ等のいわゆる不活性元素よりなる気体でもよいが、本実施形態では、より安価で実施できる窒素を採用した。
【００６２】
更に、不活性ガス中に圧力により抵抗値の変わる圧電粒子を散在させ、外圧により圧電粒子の抵抗値を低くして対向電極フィルム２とＴＦＴ４ａを導通させてもよいし、絶縁樹脂に導電粒子を混入して外圧により対向電極フィルム２とＴＦＴ４ａを導通させてもよい。
【００６３】
次に、上記面圧分布センサの検査方法および検査装置について説明する。図１４には、完成した上記面圧分布センサ１００の良不良を検査する検査装置１５０の一例を示す。この検査装置１５０は、面圧分布センサ１００の搭載部１５１と、前記面圧分布センサ１００の対向電極フィルムに圧力を加えるパッド部１５２と、前記面圧分布センサ１００の画像を表示するモニタ部１５３と、パッド部１５２を上下動させる制御手段１５４から構成される。
【００６４】
搭載部１５１は面圧分布センサ１００を搭載する台である。搭載部１５１の中央には図示しない穴が開口され、そこから吸引して面圧分布センサ１００を固定する。搭載部１５１は面圧分布センサ１００を固定したまま面圧分布センサ１００の平面方向に移動することができる。
【００６５】
パッド部１５２は、図１４（ｂ）に示したように、面圧分布センサの測定領域２’よりも小さい矩形の接触面を有するシリコン樹脂である。パッド部１５２の大きさは、面圧分布センサの測定領域２’を４分割したよりも大きく、かつ測定領域２’よりも小さい矩形である。
【００６６】
ここでいう測定領域２’とは、検査をする領域を指す。図３に示したように、本実施形態の面圧分布センサ１００は、単位検出素子４のマトリクス、Ｘ方向レジスタ７０、Ｙ方向レジスタ８０と、それらの全面に対向電極フィルム２が対向している。この対向電極フィルム２のうち、凹凸をセンシングできる領域は単位検出素子４のマトリクス領域のみであって、Ｘ方向レジスタ７０、Ｙ方向レジスタ８０に対応する部分は、指Ｆを押しあててもセンシングできない。従って、検査をする領域とは、即ち凹凸をセンシングできる領域のことであり、本実施形態の面圧分布センサ１００の場合、単位検出素子４のマトリクス領域である。また、面圧分布センサ１００を組み込む製品として、例えば単位検出素子４のマトリクス領域の周辺部分を覆う筐体に面圧分布センサ１００を収納して使用する場合は、対向電極フィルム２のうち、この筐体から露出する部分が測定領域２’となる。このような場合は、面圧分布センサ１００の製造メーカとしては、測定領域２’が品質保証領域となる。
【００６７】
モニタ部１５３は、検査時にパッド部１５２によって押下された面圧分布センサ１００の出力画像を表示する。即ち検査時にはパッド部１５２の形状がそのままモニタ部に表示されるので、欠陥部が存在すれば、その視認が容易に行われる。
【００６８】
制御手段１５４は、パッド部１５２をあらかじめ設定した所定の速度、圧力で上下動させることができる。
【００６９】
次に、パッド部１５２について、より詳しく述べる。上述したように、パッド部１５２の対向電極フィルム２に接触する面は、対向電極フィルム２よりも小くして、全面をパッド部１５２で覆わないようになっている。これは、全面を覆ったパッド部１５２で面圧分布センサ１００を加圧すると、面圧分布センサ内に封入されたエアーの逃げ場がなくなり、面圧分布センサが破裂する危険があるからである。また、後に詳述するが、検査は対向電極フィルムを４分割した領域を、パッド部１５２で押下して行うためでもある。このため、パッド部１５２のセンサ接触面は、面圧分布センサの測定領域２’を縦横それぞれの２等分（図１４（ｂ）破線で示している）よりも縦横それぞれに２〜５ｍｍ程度大きい矩形である。
【００７０】
次に、パッド部１５２の材質は、硬度１０度から３０度のシリコン樹脂を採用した。この材質は、１０度以上１００度以下の硬度を有するもので有ればどのような材質でも良い。硬度が１００度以上有ると面圧分布センサ１００がパッド部１５２表面の凹凸を感知してしまうので、有る程度柔らかい材質で均一に押し当てる必要がある。更に高い硬度を有する材質を用いる場合は、パッド部１５２の面精度（表面凹凸の大きさ）をギャップＧ以下即ち２５μｍ以下のものを用いるとよい。
【００７１】
次に、図１４〜図１６を用いて、本発明の検査装置による面圧分布センサの検査方法を説明する。
【００７２】
まず、搭載部１５１に面圧分布センサ１００をセットし、吸引して固定する。搭載部１５１を図１４に示すように、測定領域２’の２辺とそれに挟まれる１つのコーナーをパッド部１５２のそれらと一致させるように移動する。図１４ではまず左上コーナーに一致させた状態を図示している。
【００７３】
次に、図１５の如く制御装置１５４がパッド部１５２を１０ｍｍ／秒の速度で下降させ、面圧分布センサ１００に接触させ、１．７ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧する。すると、面圧分布センサ１００は、パッド部１５２を検出し、その映像がモニタ１５３に表示される。パッド部１５２は、加圧領域１５５を均一に加圧するので、加圧領域１５５の単位検出素子４は全てオンとなり、モニタ１５３には、測定領域２’の白地に、加圧領域１５５が例えば黒く表示される。
【００７４】
次に、制御装置１５４はパッド部１５２を上昇させ、搭載部１５１はパッド１５２の相対位置を矢印ａで示した位置に移動させ、パッド部１５２と測定領域２’の右上角とを一致させ、同様の測定を行う。
【００７５】
同様に、矢印ｂに移動させて右下角、矢印ｃに移動させて左下角の測定を行って、測定領域２’全面の測定を行う。パッド部１５２は測定領域２’を４分割した領域よりも大きいので、測定領域２’の中心部では必ず重複して測定される。
【００７６】
面圧分布センサ１００は、対向電極フィルム２に圧力をかけＴＦＴの接触電極と対向電極フィルム２を電気的に接触した部分の信号を検知するものである。この場合の欠陥としては、接触しているのに信号が検知されないオフ欠陥と、接触していないのに信号が検知されてしまうオン欠陥とがある。
【００７７】
例えば図１６に検査の一例を示す。ここでモニタ１５３には、白い背景画面において、パッド部１５２で押下することで、正常に接触している検査領域１５５が黒く表示されるとする。例えばオフ欠陥とオン欠陥の単位検出素子が１つずつ存在した場合を考える。この場合、欠陥は１つの単位検出素子で生じているため、点欠陥となる。図１６（ａ）の如く、検査領域１５５の中にオフ欠陥が存在すると、白丸がオフ点欠陥１６０ａとして認識される。また、パッド部１５２が接触していない部分に、オン欠陥が存在すると、黒丸がオン点欠陥１６０ｂとして認識される。
【００７８】
また、配線のショートによってドレインラインに常に電流が流れ続けるオン線欠陥や、ゲートライン、ドレインラインの断線によるオフ線欠陥も発生する。オン線欠陥は、常時現れる場合と、特定の欠陥単位検出素子１６０（×印）が押されたとき、電流のリークが原因でその行または列の全てが検知されてしまう欠陥とが存在する。線欠陥が発生している場合は、図１６（ｂ）の如く、１行全てがオンとなるオン線欠陥１６１ａ、１行全てがオフとなるオフ線欠陥１６１ｂとして認識される。パッド部１５２が４分割分の面積であるので、例えば欠陥部１６０（×印）がパッド部１５２により押下されると、その欠陥画素のある１列（あるいは行）全てが線欠陥１６１として黒く表示されることになる。ここで、線欠陥１６１の破線部分はパッド部１５２と重畳するので実際には認識できないが、検査領域１５５外で線欠陥１６１を認識することができる。
【００７９】
ここで、比較のために、例えば対向電極フィルム２を２分割して２回の押下で検査する場合を考える。図１６（ｃ）、（ｄ）の如く、欠陥単位検出素子１６０のリークによってオン線欠陥が発生していたとする。パッド部１５２によって加圧していない間はリークも発生しないため、オン線欠陥は認識されない。そして、パッド１５２によって加圧しても、オン線欠陥が全て加圧領域１５５と重畳してしまう場合は全く認識されない。また、図１６（ｅ）の如く測定領域２’全てを覆う大きなパッド部１５２を用いて全面を押下する場合では、線欠陥の検知ができない上、図１６（ａ）の如く押下していない部分で接触している欠陥（黒丸）をも検知できないことになる。
【００８０】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、対向電極フィルム２を４分割して各領域毎にパッド部１５２で加圧することによって、電気的に接触すべき部分と接触しない部分を表示させることができ、全てのパターンの欠陥を視覚的に認識することができる。
【００８１】
尚、モニタ部１５３に画像を表示して視認するだけでなく、面圧分布センサ１００の出力画像を図示しないコンピュータなどの情報処理装置に入力させ、画像認識によって自動的に検査を行うこともできる。この場合は、搭載部１５１の移動、制御手段１５４の上下動、画像の取り込みを全て情報処理装置に制御させるとなおよい。
【００８２】
次に、パッド部１５２の圧力および押下速度について述べる。例えば対向電極フィルム２と基板１の間にダストが混入したような場合、圧力が大きすぎるとダストも一緒に押下することになり、ダストの検出が困難となる。逆に、圧力が弱すぎても接触電極４０と対向電極フィルム２の電気的な接触が完全でなくなる。例えば、硬度が２０度のヘッド部１５２で対向電極フィルム２を均一に押下するためには、２Ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力であることが必要であり、本実施形態では、１．７Ｋｇ／ｃｍ２とした。更に、押下速度によっても異物の検出状態が異なるので、１０ｍｍ／秒以下で押下することとした。押下速度は速いほどスループットがあがるので、本実施形態では１０ｍｍ／秒とした。
【００８３】
本発明によれば、例えばプロービングにより不良画素の位置を検出する装置等に比較して、安価で高速な検査装置を提供できる。
【００８４】
上述した実施形態において、パッド部１５２を各コーナーに一致させることを例示したが、例えば測定領域２の周囲が筐体に隠れる場合などは、その領域を検査する必要はないので、パッド部１５２をコーナーに完全に一致させる必要はなく、コーナーより少し内側に配置しても良いし、逆により確実に周囲まで検査するためにコーナーより少し外側に配置しても良い。
【００８５】
また、モニター１５３は、白地に押圧部が黒で表示されても良いし、黒地にしろで表示など、他の色で表示されてももちろん良い。
【００８６】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、パッド部を押しあてて加圧し、加圧中の面圧分布センサの出力を観察するので、視覚的に欠陥を認識でき、例えばプロービングにより不良画素の位置を検出する装置等と比較して、構成部品も安価であり、操作も簡便な検査装置を提供することができる。
【００８７】
また、測定領域を複数回に分けて検査するので、例えばオン線欠陥においては押下していない領域で欠陥として認識され、オフ線欠陥は押下していない領域で欠陥として認識される。このように、電気的に接触すべき部分と接触しない部分を表示させることができるので、全てのパターンの欠陥を視覚的に認識することができ、信頼性も高くスループットも向上する利点を有する。
【００８８】
また、圧力を２Ｋｇ／ｃｍ２以下、押下速度を１０ｍｍ／秒以下とすることにより、最適な検出ができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための平面図である。
【図２】本発明を説明するための断面図である。
【図３】本発明を説明するための分解斜視図である。
【図４】本発明を説明するための（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図５】本発明を説明するための（ａ）断面図、（ｂ）動作回路図である。
【図６】本発明を説明する断面図である。
【図７】本発明を説明する断面図である。
【図８】本発明を説明する平面図である。
【図９】本発明を説明する平面図である。
【図１０】本発明を説明する平面図である。
【図１１】本発明を説明する断面図である。
【図１２】本発明を説明する断面図である。
【図１３】本発明を説明する断面図である。
【図１４】本発明を説明する（ａ）概略図、（ｂ）平面図である。
【図１５】本発明を説明する（ａ）概略図、（ｂ）平面図である。
【図１６】本発明を説明する平面図である。
【図１７】従来技術を説明するための（ａ）平面図、（ｂ）断面図、（ｃ）断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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