(57)【要約】【課題】  長期にわたって面圧分布の正確で安定した検出が可能であり、かつ、簡単な構成でローコストに製造が可能な面圧分布センサを提供する。【解決手段】  流体層１０を挟んで対向する一対の基板８、９と、一方の基板８の流体層１０側に並列して形成された複数の線状導体２ａからなる行配線群２と、他方の基板９の流体層１０側に並列して形成された複数の別の線状導体３ａからなる列配線群３とを有し、線状導体２ａと別の線状導体３ａとが相互に交差するように配置され、かつ各線状導体２ａ、３ａの各交差部に静電容量が形成されてなり、行配線群２が一方の基板８に埋め込まれるとともに、行配線群２をなす線状導体２ａが、一方の基板８の流体層対向面８ａよりも流体層１０から離れた側に後退して配置されていることを特徴とする面圧分布センサを採用する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体層を挟んで対向する一対の基板と、一方の基板の前記流体層側に並列して形成された複数の線状導体からなる行配線群と、他方の基板の前記流体層側に並列して形成された複数の別の線状導体からなる列配線群とを有し、前記線状導体と前記別の線状導体とが相互に交差するように配置され、かつ各線状導体の各交差部に静電容量が形成されてなり、
前記行配線群が前記一方の基板に埋め込まれるとともに、前記行配線群をなす前記線状導体が、前記一方の基板の流体層対向面よりも前記流体層から離れた側に後退して配置されていることを特徴とする面圧分布センサ。
【請求項２】
前記列配線群が前記他方の基板に埋め込まれるとともに、前記列配線群をなす前記別の線状導体が、前記他方の基板の流体層対向面よりも前記流体層から離れた側に後退して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の面圧分布センサ。
【請求項３】
前記一方の基板および前記他方の基板の少なくとも一方が、可撓性フィルムから構成されることを特徴とする請求項１に記載の面圧分布センサ。
【請求項４】
前記一方および他方の基板が可撓性基板フィルムから構成され、かつ各基板が屈折部を介して連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面圧分布センサ。
【請求項５】
複数の線路導体および複数の別の線路導体を、一方および他方の基板上にそれぞれ並列に配置させて行配線群および列配線群をそれぞれ形成し、前記線状導体と前記別の線状導体とを相互に交差させるとともに、流体層を挟んで各基板を重ねることにより面圧分布センサを製造する方法であり、
平滑基板上に複数の前記線状導体を並列に配置して行配線群を形成する工程と、前記行配線群を前記平滑基板とともに一方の基板に圧着させて線状導体を前記一方の基板に埋め込む工程と、平滑基板を前記一方の基板から除去した後、埋め込まれた線状導体の露出面をエッチングして前記一方の基板の流体層対向面よりも後退させる工程と、を具備してなることを特徴とする面圧分布センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面圧分布センサおよびその製造方法に関するものであり、特に、指紋等の微細な凹凸を測定するのに好適に用いられる面圧分布センサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
検出面に押し付けられた被測定物の表面の微細な凹凸を、押圧力の分布として検出する面圧分布センサは、粗面の表面形状をデータ化するセンサとして知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の面圧分布センサは、所謂感圧型と呼ばれるもので、例えば図１５に示すように、半導体基板上にマトリックス状に配置された半導体スイッチング素子２０１…と、この半導体スイッチング素子２０１…の一方の端子側に繋がる電極２０２とが形成されている。半導体基板の対向面側には導電膜を有する可撓性フィルムを電極側に対して一定の間隔を開けて電極と向き合うように配置している。この導電膜には一定の電圧が印加されている。
可撓性フィルムに例えば表面に微細な凹凸を備えた被測定物が押し付けられると、この可撓性フィルムが被測定物の凹凸に倣って撓み、撓んだ部分の導電膜と半導体基板の電極とが接触し、その部分の半導体スイッチング素子のマトリクスを順次起動して読み取るようになっている。
【特許文献１】特公平７−５８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の感圧型の面圧分布センサは半導体基板を使用しているが、こういった半導体基板は一般的に高価である。特に、面圧分布センサを指紋検出センサとして用いた場合、指を十分に押し付ける広い表面積が必要になり、こうした広い表面積の半導体基板を用いる限りローコストに製造することは難しい。また、表面の微細な凹凸を検出するために、半導体スイッチング素子の露呈部と導電膜とは長期にわたって小さな押圧力でも安定して接触が保たれるようにしなければならないが、従来の面圧分布センサでは、半導体スイッチング素子の露呈部と導電膜との接触部分の長期にわたる清浄性を保つことも困難であった。
【０００５】
また最近では、感圧型に代えて、容量型の面圧分布センサが提案されている。容量型の面圧分布センサは、可撓性基板上に設けられた複数の行配線と、各行配線と交差するように別の基板上に設けられた複数の列配線とを具備して構成されている。行配線および列配線の交差部には静電容量が形成されている。そして、可撓性基板の撓みに伴う静電容量の変化を検知して面圧の分布を測定するように構成されている。この容量型の面圧分布センサには、行配線と列配線との接触を防止することを目的として、行配線または列配線のいずれか一方に絶縁膜が積層されている。
【０００６】
しかし、絶縁膜を設けることにより、面圧分布センサの構造が複雑化するという問題があった。また、絶縁膜の膜厚がばらついた場合には面圧分布センサの感度にばらつきが生じ、微細な凹凸を正確に検出できなくなるという問題があった。更に、絶縁膜を形成するためには高価なスパッタリング装置が必要となり、面圧分布センサのコストを低減できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、長期にわたって面圧分布の正確で安定した検出が可能であり、かつ、簡単な構成でローコストに製造が可能な面圧分布センサおよびその製造方法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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の面圧分布センサは、流体層を挟んで対向する一対の基板と、一方の基板の前記流体層側に並列して形成された複数の線状導体からなる行配線群と、他方の基板の前記流体層側に並列して形成された複数の別の線状導体からなる列配線群とを有し、前記線状導体と前記別の線状導体とが相互に交差するように配置され、かつ各線状導体の各交差部に静電容量が形成されてなり、前記行配線群が前記一方の基板に埋め込まれるとともに、前記行配線群をなす前記線状導体が、前記一方の基板の流体層対向面よりも前記流体層から離れた側に後退して配置されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、一方の基板または他方の基板のいずれか一方に被測定物が接触することにより、いずれか一方の基板が撓んで線状導体と別の線状導体とが相互に接触されようとした場合でも、線状導体が一方の基板に後退して埋め込まれているので、線状導体と別の線状導体とが接触するおそれがなく、静電容量の変化を正確に検知することができる。
また、線状導体と別の線状導体とが接触するおそれがないため、接触防止のための絶縁膜を形成する必要がない。
【００１０】
また、本発明の面圧分布センサは、先に記載の面圧分布センサであり、前記列配線群が前記他方の基板に埋め込まれるとともに、前記列配線群をなす前記別の線状導体が、前記他方の基板の流体層対向面よりも前記流体層から離れた側に後退して配置されていることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、別の線状導体が他方の基板に後退して埋め込まれているので、線状導体と別の線状導体との接触を確実に防止できる。
【００１２】
また、本発明の面圧分布センサにおいては、前記一方の基板および前記他方の基板の少なくとも一方が、可撓性フィルムから構成されることが好ましい。例えば、一方の基板が可撓性フィルムである場合は、一方の基板の流体層と反対側の面が被測定物の凹凸を検知する感圧面となる。
【００１３】
また、本発明の面圧分布センサにおいては、前記一方および他方の基板が可撓性基板フィルムから構成され、かつ各基板が屈折部を介して連結されていてもよい。この構成により、面圧分布センサの部品点数を削減できる。
【００１４】
次に本発明の面圧分布センサの製造方法は、複数の線路導体および複数の別の線路導体を、一方および他方の基板上にそれぞれ並列に配置させて行配線群および列配線群をそれぞれ形成し、前記線状導体と前記別の線状導体とを相互に交差させるとともに、流体層を挟んで各基板を重ねることにより面圧分布センサを製造する方法であり、平滑基板上に複数の前記線状導体を並列に配置して行配線群を形成する工程と、前記行配線群を前記平滑基板とともに一方の基板に圧着させて線状導体を前記一方の基板に埋め込む工程と、平滑基板を前記一方の基板から除去した後、埋め込まれた線状導体の露出面をエッチングして前記一方の基板の流体層対向面よりも後退させる工程と、を具備してなることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、行配線群を一方の基板に圧着させ、さらに行配線群をなす線状導体をエッチングして後退させることにより、対向する線状導体同士が接触するおそれのない面圧分布センサを容易に形成することができる。また、線状導体同士の接触防止のための絶縁膜を形成する必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の面圧分布センサによれば、線状導体と別の線状導体とが接触するおそれがなく、静電容量の変化を正確に検知することができる。また、これにより、長期にわたって面圧分布の正確で安定した検出が可能になる。さらに、接触防止のための絶縁膜が不要になるので、簡単な構成でローコストに製造が可能な面圧分布センサを提供することができる。
また、本発明の面圧分布センサの製造方法によれば、対向する線状導体同士が接触するおそれにない面圧分布センサを容易に形成することができる。また、線状導体同士の接触防止のための絶縁膜を形成する必要がなく、面圧分布センサの製造コストを大幅に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下に説明する図面は、面圧分布センサの構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の面圧分布センサの寸法関係と異なる場合がある。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１には、本実施形態の面圧分布センサの等価回路図を示し、図２には、本実施形態の面圧分布センサの拡大断面図を示し、図３には、本実施形態の面圧分布センサに備えられる容量検出回路の等価回路図を示す。
図１に示すように、本実施形態の面圧分布センサ１は、複数の線状導体２ａ…がY方向に沿って並列されてなる行配線群２と、複数の別の線状導体３ａ…が線状導体２ａ…と交差するようにX方向に沿って並列されてなる列配線群３と、各線状導体2ａ…および３ａ…との交差部４…に各々形成された静電容量５…とから構成されている。また、行配線群２が容量検出回路６に接続され、列配線群３が列選択回路７に接続されている。列選択回路７は、静電容量の測定時に選択された線状導体３ａ以外を全てグランド側に接続する。
【００１９】
次に図２に示すように、本実施形態の面圧分布センサ１は、可撓性フィルム８（一方の基板）と、支持基板９（他方の基板）とが、空気層１０（流体層）を介して対向配置されて概略構成されている。可撓性フィルム８および支持基板９の周辺部には、可撓性フィルム８および支持基板９の間隔を保持するとともに可撓性フィルム８及び支持基板９を接合するためのスペーサ１１が形成されている。
【００２０】
可撓性フィルム８の空気層対向面８ａには、複数の線状導体２ａ…からなる行配線群２が形成されている。線状導体２ａ…は、空気層対向面８ａに設けられた行配線用溝部８ｂ…に埋め込まれている。線状導体２ａ…と行配線用溝部８ｂ…との間には図示略の接着層が設けられている。また、線状導体２ａ…の厚みｔ１が、行配線用溝部８ｂ…の深さｄ１よりも小さくなっている。これにより線状導体２ａ…の空気層１０と対向する一面２ａ１…がそれぞれ、可撓性フィルム８の空気層対向面８ａよりも空気層１０から離れた側に後退して配置されている。これにより、行配線用溝部８ｂ…には、線状導体２ａ…の一面２ａ１…に区画された凹部８ｂ１…が形成される。
【００２１】
可撓性フィルム８は、表面に数μｍ程度の凹凸面が押し付けられた際に、この凹凸形状に倣って撓む程度の柔軟性があればよく、例えば、厚みが７μｍ程度のポリエステルフィルムが好適に用いられる。
また、線状導体２ａ…は、例えば厚みｔ１が４μｍ程度のＣｕ膜から構成され、可撓性フィルム８上に例えば５０μｍピッチで２００本形成されれば良い。さらに行配線用溝部８ｂ…は、後述するように、行配線群２が可撓性フィルム８に埋め込まれる際に形成されるもので、その深さｄ１は例えば５μｍ程度に設定されている。そして、行配線用溝部８ｂ…の凹部８ｂ１…の深さｄ２は１μｍ程度に設定される。
以上のような構成により、行配線群２を構成する線状導体２ａは、可撓性フィルム８の厚さ方向ほぼ中央に配置されることになる。
【００２２】
次に、支持基板９の空気層対向面９ａには、複数の別の線状導体３ａ…からなる列配線群３が形成されている。支持基板９は、可撓性フィルム８に数μｍ程度の凹凸面が押し付けられた場合でも撓まない程度の剛性があればよく、例えば、厚みが７００μｍ程度のガラス板が好適に用いられる。また、別の線状導体３ａ…は、例えば厚みが２μｍ程度のＣｕ膜から構成され、支持基板９上に例えば５０μｍピッチで２００本形成されれば良い。
【００２３】
スペーサ１１は、こうした行配線群２と列配線群３の周縁を巡るように形成され、対向する行配線群２と列配線群３行配線部１１との隙間の空気を密封して空気層１０を形成する。こうした空気層１０は、可撓性フィルム８の表面に微細な凹凸面が押し付けられた際に、密閉された空気によって可撓性フィルム８を凹凸面に倣って撓ませる役割を果たす。なお、行配線群２と列配線群３との隙間の空気層１０は密閉されなくても良く、可撓性フィルム８の空気層対向面８ａが支持基板９上の別の線状導体３ａ…に密着するまで押し付けられることによって、凹凸の間に空気が密閉されることになり、空気層１０を密閉した場合と同等の役割を果たす。
【００２４】
本実施形態の面圧分布センサ１は、上述したような構成によって、図１に示す等価回路に示すように、線状導体２ａ…および３ａ…とが交差している交差部４…の離間距離の変化に応じた静電容量５…の変化を容量検出回路６で検出することができる。こうして、可撓性フィルム８の表面に微細な凹凸面が押し付けられた際に発生する、多数の交差部４…の静電容量の変化を検出することによって、被測定物の凹凸面の形状を信号データとして出力することが可能になる。
【００２５】
容量検出回路６は、例えば、図３に示すような回路が用いられ、測定時には列選択回路７で選択されている線状導体３ａ…以外は全てグランド側に接続されるとともに、同一の線状導体２ａ上の測定対象外の静電容量は全て寄生容量として測定系に並列に入力されるが、寄生容量の反対側の電極がグランド側に接続されていることにより、キャンセルすることが可能になっている。こうした構成によって、微細な凹凸面の検出、即ち微小な静電容量の変化を精度良く検出することが可能になる。
【００２６】
なお、本実施形態では、可撓性フィルム８に行配線群２を形成しているが、可撓性フィルム８に列配線群３を形成しても良い。電気ノイズの影響を受けにくいという関係から低出力インピーダンスである列選択回路７と接続している列配線群３を可撓性フィルム８側に形成するほうがより好ましい。
【００２７】
このような面圧分布センサ１は用途を限定するものではないが、例えば、図４に示すように指紋センサとしても用いることができる。可撓性フィルム８の表面に指紋などの微細な凹凸１２が押し付けられた際に発生する線状導体２ａと別の線状導体３ａとの交差部４での離間距離の変化に応じた静電容量の変化を検出することによって、指紋などの微細な凹凸２５の形状を正確に検出して信号データとして出力することが可能になる。
【００２８】
また、本実施形態の面圧分布センサ１においては、線状導体２ａが可撓性フィルム８の空気層対向面８ａよりも空気層１０から離れた側に後退して配置されているので、凹凸１２の押し付けによって空気層対向面８ａが別の線状導体３ａに押し当てられても、線状導体同士２ａ、３ａが接触するおそれがない。特に、凹部８ｂ１…の深さｄ２が１μｍ程度に設定されているために、指紋程度の大きさの凹凸１２が押し当てられても線状導体同士２ａ、３ａの接触を確実に防止できる。これにより、交差部４における静電容量５の変化を正確に測定することができる。
【００２９】
本実施形態の面圧分布センサ１を例えば指紋センサに適用した例として、図５に示すように、例えば携帯電話１３の持ち主認証システムなどに適用することができる。近年は携帯電話１３などで決済などを行うことが考えられているが、携帯電話１３に面圧分布センサ１を備えることによって、面圧分布センサ１に押し付けられた指紋を正確に検出して、予め登録された指紋データと照合することで持ち主を正しく認証することができる。
【００３０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図面を参照して説明する。図６には、本実施形態の面圧分布センサ２１の拡大断面図を示す。なお、本実施形態の面圧分布センサ２１の構成要素のうち、第１の実施形態の面圧分布センサ１の構成要素と同一の構成要素には同一の符号をつけてそれらの詳細な説明を省略する。
本実施形態の面圧分布センサ２１と第１の実施形態の面圧分布センサ１との相違点は、他方の基板を可撓性フィルムで構成するとともに、列配線群をこの可撓性フィルムに埋め込むことにより後退配置させた点である。
【００３１】
図６に示すように、本実施形態の面圧分布センサ２１は、可撓性フィルム８（一方の基板）と、別の可撓性フィルム２９（他方の基板）とが、空気層１０（流体層）を介して対向配置されて概略構成されている。可撓性フィルム８および２９の周辺部には、可撓性フィルム８および２９の間隔を保持するスペーサ１１が形成されている。
【００３２】
可撓性フィルム８の空気層対向面８ａには、複数の線状導体２ａ…からなる行配線群２が形成されている。これら可撓性フィルム８および線状導体２ａ…等は、第１の実施形態で説明したものと同一構成である。
【００３３】
次に、可撓性フィルム２９の空気層対向面２９ａには、複数の別の線状導体２３ａ…からなる列配線群２３が形成されている。線状導体２３ａ…は、空気層対向面２９ａに設けられた列配線用溝部２９ｂ…に埋め込まれている。線状導体２３ａ…と列配線用溝部２９ｂ…との間には図示略の接着層が設けられている。また、線状導体２３ａ…の厚みｔ２が、列配線用溝部２９ｂ…の深さｄ３よりも小さくなっている。これにより線状導体２３ａ…の空気層１０と対向する一面２３ａ１が、可撓性フィルム２９の空気層対向面２９ａよりも空気層１０から離れた側に後退して配置されている。これにより、列配線用溝部２９ｂ…には、線状導体２３ａ…の一面２３ａ１に区画された凹部２９ｂ１が形成される。
【００３４】
可撓性フィルム２９は、可撓性フィルム８に数μｍ程度の凹凸面が押し付けられた場合でも撓まない程度の剛性があればよく、例えば、厚みが７００μｍ程度のポリエステルフィルムが好適に用いられる。
また、線状導体２３ａ…は、例えば厚みｔ２が４μｍ程度のＣｕ膜から構成され、可撓性フィルム２９上に例えば５０μｍピッチで２００本形成されれば良い。さらに列配線用溝部２９ｂ…は、列配線群２が可撓性フィルム２９に埋め込まれる際に形成されるもので、その深さｄ３は例えば５μｍ程度に設定されている。そして、列配線用溝部２９ｂ…の凹部２９ｂ１…の深さｄ４は１μｍ程度に設定される。
【００３５】
本実施形態の面圧分布センサ２１は、第１の実施形態の面圧分布センサ１と同様に、上述したような構成によって、線状導体２ａ…および２３ａ…とが交差している交差部の離間距離の変化に応じた静電容量の変化を検出することができる。こうして、可撓性フィルム８の表面に微細な凹凸面が押し付けられた際に発生する、静電容量の変化を検出することによって、被測定物の凹凸面の形状を信号データとして出力することが可能になる。
【００３６】
また、図７に示すように、本実施形態の面圧分布センサ２１においては、線状導体２ａおよび２３ａがそれぞれ、可撓性フィルム８、２９の空気層対向面８ａ、２９ａよりも空気層１０から離れた側に後退して配置されているので、凹凸１２の押し付けによって一方の空気層対向面８ａが他方の空気層対向面２９ａに押し当てられても、線状導体同士２ａ、３３ａが接触するおそれがない。特に、凹部８ｂ１、２９ｂ１の深さｄ２、ｄ４がそれぞれ１μｍ程度に設定されているため、空気層対向面８ａ、２９ａ同士が接触しても線状導体同士２ａ、３ａは２μｍ程度離間しており、接触を確実に防止できる。これにより、交差部４における静電容量５の変化を正確に測定することができる。
【００３７】
更に、本実施形態の面圧分布センサ１によれば、行配線群２が可撓性フィルム８の空気層対向面８ａ上ではなく、空気層対向面８ａよりも後退した側に形成されているため、可撓性フィルムの厚さ方向ほぼ中央に位置することになる。これにより、可撓性フィルム８が反るおそれがなく、行配線群２と列配線群３との間隔を一定に保つことができ、凹凸の検出を正確に行うことができる。
更に、従来の容量型の面圧分布センサでは、行配線群を構成する導体の厚みを１μｍ以下にしなければならなかったところ、本実施形態の面圧分布センサ１においては、行配線群２をなす線状導体２ａの厚さを数μｍと従来よりも厚くすることができるので、線状導体２ａ自体の強度を高めることができる。これにより、線状導体２ａ自体にバネ性を持たせることができ、可撓性フィルム８の変形からの復元性を高めることができる。これにより、被測定物が可撓性フィルム８に接触しているか否かを明確に識別することができ、センサの応答性を向上することができる。
【００３８】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態である面圧分布センサの製造方法を、第１の実施形態の面圧分布センサ１を例にして図面を参照して説明する。
本実施形態の面圧分布センサの製造方法は、行配線群を形成する工程と、行配線群を可撓性フィルムに埋め込む工程と、エッチング工程とを具備して構成されている。
【００３９】
まず、行配線群を形成する工程では、図８Ａに示すように、高平滑性基板１０１と、この高平滑性基板１０１に積層したシード層１０２を用意する。高平滑性基板１０１は、その表面粗さが０．１〜０．３μｍ以下に設定されたきわめて平坦性の高い基板である。また、シード層１０２には、例えば厚さ２μｍ程度の銅メッキ膜を用いることができる。
次に図８Ｂに示すように、シード層１０２上の行配線群形成領域以外の領域に、高解像度用フォトレジストからなるメッキ用レジスト１０３を形成する。
【００４０】
次に図８Ｃに示すように、電気メッキにより銅からなる複数の線状導体２ａ…を並列に形成する。具体的には、メッキ用レジスト１０３に覆われていないシード層１０２表面を電気銅メッキ液に接触させることによりメッキを行う。メッキ液は例えば硫酸銅溶液が用いられる。これにより、行配線群形成予定領域でのシード層１０２の膜厚が厚くなり、メッキ用レジスト１０３を除去した後に相互に並列に配置された複数の線状導体２ａ…が残ることになる。線状導体２ａ…の厚みは５μｍ程度にするとよい。
【００４１】
次に図８Ｄに示すように、メッキ用レジスト１０３を除去した後に接着層１０４を線状導体２ａ…およびシード層１０２に塗布する。接着層１０４の厚みは０．１μｍ程度がよい。このようにして、平滑基板１０１上に複数の線状導体２ａ…からなる行配線群２が形成される。
【００４２】
次に、行配線群を可撓性フィルムに埋め込む工程では、まず図９Ａに示す可撓性フィルム８を用意する。
次に図９Ｂに示すように、可撓性フィルム８の上側に、先ほどの行配線群２を備えた高平滑基板１０１を重ね合わせる。このとき、行配線群２を可撓性フィルム８に向き合わせた状態で重ね合わせる。また、可撓性フィルム８の下側には別の高平滑性基板１０５を重ね合わせる。別の高平滑性基板１０５には厚さ２μｍ程度の銅メッキ膜からなるシード層１０６が積層されており、このシード層１０６が可撓性フィルム８の下側に対向するように重ねられる。
そして、高平滑性基板１０１，１０５で可撓性フィルム８を挟んで熱プレス（圧着）する。熱プレス時の温度は、可撓性フィルム８の材質にもよるが、１４０〜１８０℃の範囲が好ましい。また熱プレスの圧力は１５〜２５Ｐａ程度が好ましい。さらにプレス時間は３０〜５０分程度が好ましい。この熱プレスにより、行配線群２が可撓性フィルムに埋め込まれる。
【００４３】
次に図９Ｃに示すように、可撓性フィルム８を挟んでいた高平滑性基板１０１、１０５を取り除き、さらに図９Ｄに示すように、シード層１０２、１０６も取り除く。シード層１０２を除去することにより、シード層１０２に積層されていた接着層１０４も同時に取り除かれる。これにより、可撓性フィルム８の上面に行配線群２をなす線状導体２ａ…が露出する。
【００４４】
次に図９Ｅに示すように、可撓性フィルム８の上面に露出された線状導体２ａ…をウエットエッチングにより一部除去する。ウエットエッチングは、可撓性フィルム８の上面に１０％の塩化第２鉄水溶液などのエッチャント液を塗布することにより行う。ウエットエッチングは、線状導体２ａ…の上面２ａ１…が、可撓性フィルム８の上面よりも１μｍ程度後退した時点まで続ける。このようにして、図９に示すように、行配線群２が埋め込まれた可撓性フィルム８が得られる。
【００４５】
そして、あらかじめ列配線群を形成しておいた支持基板と、行配線群２が埋め込まれた可撓性フィルム８とを重ね合わせ、行配線群および列配線群の周囲にスペーサを形成して支持基板と可撓性フィルム８とをはり合わせることにより、図２に示すような面圧分布センサ１が得られる。
【００４６】
なお、本実施形態では可撓性フィルムに行配線群を形成し、支持基板に列配線群を形成したが、可撓性フィルムに列配線群を形成し、支持基板に行配線群を形成してもよい。また、支持基板はガラス板でもよく、比較的厚みが大きな可撓性フィルムであってもよい。さらに、１枚の可撓性フィルムに行配線群と列配線群を形成し、次に可撓性フィルムを折り曲げて行配線群と列配線群を対向させるようにしてもよい。
【００４７】
本実施形態の面圧分布センサの製造方法によれば、行配線群を一方の基板に圧着させて埋め込み、さらに行配線群をなす線状導体をエッチングして後退させることにより、対向する線状導体同士が接触するおそれにない面圧分布センサを容易に形成することができる。また、線状導体同士の接触防止のための絶縁膜を形成する必要がない。
【００４８】
［第４の実施形態］
図１０は、本発明の第４実施形態の面圧分布センサを示す拡大断面図である。この第４実施形態の面圧分布センサ３０では、列配線群３１と行配線群３２を１枚の可撓性フィルム３３に形成している。即ち、図１１Ａに示すように、１枚の可撓性フィルム３３に、互いに直行する方向に延びる多数の線状導体３１ａ…、３２ａ…を隣接して形成する。そして、この列配線群３１と行配線群３２との境界付近の折り曲げ線Ｌに沿って矢印Ｐ方向に屈曲させ、列配線３１群と行配線３２群とが対面するように形成すれば良い（図１１Ｂ参照）。なお、折り曲げた部分が、列配線群３１側の基板と行配線群３２側の基板とを連結する屈曲部になる。
【００４９】
また、図１０に示すように、１枚の可撓性フィルム３３を屈曲させた後、対面する列配線群３１と行配線群３２との間に一定の間隔を保つスペーサ３５を形成するのが好ましい。また、可撓性フィルム３３の行配線群３２側は、補強板３６、例えばＳＵＳ板に接着されればよい。
【００５０】
更に、可撓性フィルム３３の列配線群３１側にも周縁を巡らすように矩形の補強板３７が形成されても良い。こうした補強板３７は、面圧分布センサ３０を例えば指紋センサに用いる場合には、検出対称の指を面圧分布センサ３０に誘導する区切り壁としての役割も果たすことができる。また、補強板３６、３７の板厚を調整することによって屈曲性を持たせ、面圧分布センサ３０を湾曲面に密着して設けることも可能になる。
【００５１】
［第５の実施形態］
行配線群と列配線群とを１枚の可撓性フィルムに形成する場合、例えば、図１２Ａに示すように、列配線群４１と行配群４２とを１枚の可撓性フィルム４０上で同じ方向に延びるように形成しても良い。列配線群４１と行配線群４２とを同じ方向に延びるように形成した可撓性フィルム４０を、まず、斜めの折り曲げ線Ａに沿って行配線群４２の部分を左上方向Ｇ１に向けて折り曲げる。
【００５２】
次に、折り曲げ線Ｂに沿って行配線群４２の部分を右方向Ｇ２に向けて折り返して、行配線群４２を横方向に延びるようにする。そして、折り曲げ線Ｃに沿って列配線群４１の部分を下方向Ｇ３に向けて折り曲げて、行配線群４２に列配線群４１が直交するように重ねる。これによって、図１２Ｂに示すように、列配線群４１と行配線群４２とを直交させることができる。
【００５３】
このように、列配線群４１と行配線群４２とを１枚の可撓性フィルム４０上で同じ方向に延びるように形成すれば、センシング部分に配線を巡らす必要がなくなり、端子部分まで引き回すことができ、可撓性フィルム４０の余分な余白を最小限にすることができる。
【００５４】
［第６の実施形態］
面圧分布センサを表示装置と一体に形成することもできる。図１３に示すように、透明な可撓性フィルム５０上にＩＴＯなどの透明導電材で列配線群５２を形成する。また、例えば透明ポリエステル板などから構成した透明基板５５上にＩＴＯなどの透明導電材で行配線群５１を形成する。そして、透明基板５５の下部に液晶ディスプレイ５６などを形成すれば、ポインティング機能を備えた表示装置５７を実現することができる。こうした表示装置５７を、例えば携帯電話の表示部に適用すれば、ポインティング機能を備えた携帯電話を省スペースで実現することができる。
【００５５】
［第７の実施形態］
本発明の面圧分布センサは、例えば印鑑の陰影を取り込むためのセンサとして用いることもできる。図１４に示すように、印鑑６２に形成された陰影６２ａの凹凸を面圧分布センサ６１に押し付け、パソコン６３等でこの陰影６２ａのデータを取り込むことによって、各種認証や実印の登録等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態である面圧分布センサの等価回路を示す回路図。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態の面圧分布センサの拡大断面図。
【図３】図３は、容量検出回路の一例を示す等価回路図。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態の面圧分布センサの凹凸検出時の様子を示す説明図。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態の面圧分布センサを備えた携帯電話を示す外観斜視図。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態の面圧分布センサの拡大断面図。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態の面圧分布センサの凹凸検出時の様子を示す説明図。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態である面圧分布センサの製造方法を説明する工程図。
【図９】図９は、本発明の第３の実施形態である面圧分布センサの製造方法を説明する工程図。
【図１０】図１０は、本発明の第４実施形態である面圧分布センサを示す拡大断面図。
【図１１】図１１は、図１０の可撓性フィルム基板を示す説明図。
【図１２】図１２は、本発明の第５実施形態である面圧分布センサを示す平面模式図。
【図１３】図１３は、本発明の第６実施形態である面圧分布センサを示す拡大断面図。
【図１４】図１４は、本発明の第７の実施形態を示す説明図。
【図１５】図１５は、従来の面圧分布センサの等価回路図。
【符号の説明】
【００５７】
１、２１…面圧分布センサ、２…行配線群、２ａ…線状導体、３、２３…列配線群、３ａ、２３ａ…別の線状導体、４…交差部、５…静電容量、８…可撓性フィルム（一方の基板）、８ａ、２９ａ…空気層対向面（流体層対向面）、９…支持基板（他方の基板）、１０…空気層（流体層）、２９…可撓性フィルム（他方の基板）、１０１…高平滑基板（平滑基板）
【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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