JP2004012295A - Apparatus and method for inspecting bearing distribution sensor - Google Patents

Apparatus and method for inspecting bearing distribution sensor Download PDF

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JP2004012295A
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Makoto Shimizu
清水 真
Masashi Mitsui
三井 雅志
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of pixel inspection by probing as a method for inspecting pixel defects in a bearing distribution sensor that an apparatus is expensive and that throughput is not improved. <P>SOLUTION: The inspection apparatus to be used divides a counter electrode film into quarters; presses every divided area with a pad; and displays it on a screen. By performing inspection by division into quarters, it is possible to visually detect line defects and pixel defects in which unpressed parts are displayed. The apparatus is inexpensive, and inspection throughput is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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/cm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/cm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/cm〜1000g/cm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/cm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/cm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/cm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/cm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。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection method and an inspection apparatus for a surface pressure distribution sensor suitable for detecting a fine uneven pattern such as a fingerprint pattern using a flexible conductive film.
[0002]
[Prior art]
As a device for detecting a fine concavo-convex pattern such as a fingerprint pattern, a surface pressure distribution sensor using a flexible conductive film and a thin film transistor (Thin Film Transistor) is disclosed in, for example, JP-A-6-288845.
[0003]
FIG. 17 shows an example of an active matrix type surface pressure distribution sensor for detecting a fingerprint pattern. 17A is a plan view, and FIGS. 17B and 17C are cross-sectional views taken along line DD of FIG. 17A.
[0004]
The conventional surface pressure distribution sensor 200 includes a substrate 201 such as glass or ceramic on which TFTs 204a serving as a large number of unit detection elements are formed, and a counter electrode film 202.
[0005]
The unit detection element 204 has a TFT 204a and a contact electrode 204b connected thereto. The unit detecting elements 204 are arranged in a matrix on a substrate 201 made of glass or the like, the active layer of the TFT constituting the unit detecting element 204 is an amorphous silicon film, and the contact electrode 204b is formed of ITO (Indium Tin Oxide). You.
[0006]
The counter electrode film 202 is provided to face the substrate 201, and has a structure in which a conductive film 202b is deposited on the back surface (TFT side) of the flexible insulating film 202a. The counter electrode film 202 is fixed by a sealant 203 applied around the substrate 201 and is arranged separately from the substrate 201.
[0007]
An example of a method for manufacturing the surface pressure distribution sensor will be described. After forming the TFT 204 a on the substrate 201, a sealing agent 203 made of a low-temperature thermosetting resin is applied around the substrate 201 in order to attach the counter electrode film 202. After that, the counter electrode film 202 of the substrate 201 is attached and heat treatment is performed. As a result, the substrate 201 and the counter electrode film 202 are fixed.
[0008]
FIG. 17C shows an example of detecting a fingerprint pattern using the surface pressure distribution sensor.
[0009]
When the finger F is placed on the surface pressure distribution sensor 200 and pressed lightly, the entire counter electrode film 202 is pressed down. However, when closely observed, the pressing force is different between the peak portion and the valley portion of the fingerprint. The contact electrode 204b of the unit detection element 204 located immediately below or very close to the portion is in electrical contact with the counter electrode film 202. However, the contact electrode 204b of the unit detection element 204 located immediately below or near the valley of the fingerprint does not make electrical contact with the counter electrode film 202. As described above, a signal at a portion where the counter electrode film 202 and the unit detection element 204 are in contact with each other is extracted to detect a fingerprint pattern.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
It is known that a surface pressure distribution sensor using a TFT can be realized by the above structure and manufacturing method. However, when the surface pressure distribution sensor is mass-produced, a method for inspecting the surface pressure distribution sensor has not been established, and an efficient inspection apparatus and inspection method have been demanded.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the problems, and has a mounting portion for a surface pressure distribution sensor, and a pad portion having an area smaller than the measurement region of the surface pressure distribution sensor, and a plurality of pads for one measurement region. This is a surface pressure distribution sensor inspection device that presses and presses a pad portion to observe the output of the surface pressure distribution sensor during pressurization.
[0012]
Further, the measurement area of the surface pressure distribution sensor is rectangular, and the pad portion is a rectangle larger than a rectangle obtained by dividing the measurement area into four parts and smaller than the measurement area.
[0013]
Further, it has a monitor for displaying the output of the surface pressure distribution sensor during pressurization.
[0014]
Further, the surface pressure distribution sensor has the substrate and the counter electrode film fixed with a predetermined gap therebetween, and the contact surface of the pad portion with the surface pressure distribution sensor has irregularities larger than the gap of the surface pressure distribution sensor. It is smooth to the extent that it does not.
[0015]
Further, the contact surface with the pad surface pressure distribution sensor has a hardness of 10 degrees or more and 100 degrees or less.
[0016]
Further, the mounting section has a control means which is movable in the horizontal direction with the surface pressure distribution sensor mounted and moves the pad section up and down.
[0017]
Further, the control means presses the pad portion with a pressure of 2 kg / cm 2 or less against the measurement region.
[0018]
Further, the control means presses the pad portion at a speed of 10 mm / sec or less.
[0019]
In addition, the pressure is sequentially applied to an area smaller than the measurement area of the surface pressure distribution sensor, the output of the surface pressure distribution sensor is observed each time, and the inspection method of the surface pressure distribution sensor that observes the entire measurement area by applying the pressure multiple times. It is.
[0020]
Further, rectangular pads larger than the rectangle obtained by dividing the measurement area into four and smaller than the measurement area are sequentially pressed.
[0021]
Further, the pad portion is pressed against the counter electrode film at a pressure of 2 kg / cm 2 or less.
[0022]
Further, the pad portion is pressed at a speed of 10 mm / sec or less.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0024]
1 to 3 are overall views of a surface pressure distribution sensor 100 according to the present invention, FIG. 1 is a plan view thereof, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view.
[0025]
The surface pressure distribution sensor 100 has a structure in which a substrate 1 and a counter electrode film 2 made of a flexible conductive film are fixed with a sealant 3. A large number of unit detection elements 4 are arranged in a matrix on the inside of the substrate 1 surrounded by the sealant 3. The flow stopping means 5 is arranged along the inner periphery of the sealant 3, and a contact 6 is arranged between the sealant 3 and the flow stopping means 5. External connection terminals 7 are arranged on one side of the substrate 1.
[0026]
In the present embodiment, the substrate 1 is made of glass, but may be another insulating substrate such as quartz, ceramic, plastic, or a semiconductor substrate.
[0027]
The counter electrode film 2 has a structure in which a conductive film 2b of a metal such as gold is deposited on the back surface (TFT side) of a flexible insulating film 2a such as PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate).
[0028]
The sealant 3 is a thermosetting resin which is liquid before being cured and is cured by heating.
[0029]
The unit detection element 4 has a TFT 4a as a switching element and a contact electrode 4b connected to the TFT 4a. The active layer of the TFT 4a is a silicon film, particularly preferably a polysilicon film. Hereinafter, the switching element will be described using a TFT as an example. However, the switching element is not limited to the TFT. For example, if the substrate 1 is a semiconductor substrate, a transistor using the semiconductor substrate 1 as an active layer or a thin film diode may be used. The contact electrode 4b is a conductive film formed on an insulating film covering the TFT 4a, and is formed of, for example, ITO (Indium Tin Oxide).
[0030]
The flow stopper 5 is made of the same thermosetting resin as the sealant 3. The flow stopping means 5 will be described later in detail.
[0031]
The contact 6 is provided to apply a GND potential to the counter electrode film 2, and is disposed between the sealant 3 and the flow stopping means 5. The contact 6 is made of a contact resin 6b made of a thermosetting resin mixed with Au pearl on a contact pad 6a made of Al.
[0032]
The external terminal 7 is connected to an external circuit by connecting an unillustrated FPC (Flexible Printed Circuit) or the like.
[0033]
As shown in FIG. 3, gate lines 8 and drain lines 9 are arranged on the substrate 1 in a matrix. As will be described later, a gate signal is applied to the gate line 8 and a scanning signal is applied to the drain line 9. TFTs 4a are arranged corresponding to the intersections of the gate line 8 and the drain line 9, respectively. The gate electrode is connected to the gate line 8, the drain terminal is connected to the drain line 9, and the source terminal is connected to the contact electrode 4b. Wiring (not shown) for transmitting various signals input to the gate line 8, the drain line 9, and the like are collected on the side edge of the substrate 1 and connected to the external connection terminal 7.
[0034]
Next, the unit detection element 4 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4A is a plan view of one unit detection element 4, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 4A. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components.
[0035]
In the TFT 4a of the unit detection element 4, an active layer 11 made of a polysilicon layer is formed on the substrate 1, and an impurity is introduced by a known method to form a source region S and a drain region D. A gate insulating film 12 is formed to cover the entire surface of the active layer 11, and a gate electrode 8a is formed thereon. The gate electrode 8a is formed integrally with the gate line 8. An interlayer insulating film 13 is provided on the gate electrode 8a, the drain terminal D of the active layer 11 is connected to the drain line 9 via a contact hole, and the source terminal S is connected to the extraction electrode 9a. The extraction electrode 9a is made of, for example, Al in the same layer as the drain line 9. A flattening film 14 is further laminated thereon to flatten the unevenness of the lower layer. On the flattening film 14, a contact electrode 4b made of ITO which is in contact with the extraction electrode 9a via a contact hole is arranged.
[0036]
Next, the operation of the surface pressure distribution sensor 100 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows a state in which the finger F is placed on the surface pressure distribution sensor 100, and FIG. 5B is a circuit conceptual diagram of the surface pressure distribution sensor 100.
[0037]
When the finger F is placed on the surface pressure distribution sensor 100 and pressed lightly, the entire counter electrode film 2 is pushed down as shown in FIG. At this time, since the pressing force is different between the peak portion and the valley portion of the fingerprint, the counter electrode film 2 immediately below the peak portion or in the immediate vicinity thereof is largely dented, and is not largely dented at the valley portion. Therefore, the contact electrode 4b of the unit detection element 4 corresponding to the peak position contacts the conductive film 2b of the counter electrode film 2, and the contact electrode 4b of the unit detection element 4 corresponding to the valley position contacts the conductive film 2b. do not do.
[0038]
The conductive film 2b of the counter electrode film 2 is grounded via the resistor 15. The drain line 9 of the surface pressure distribution sensor 100 is connected to an X-direction register 70, and the gate line 8 is connected to a Y-direction register 80. The scanning signal is sequentially switched from the Y-direction register 80 to the gate line 8 at a predetermined timing and output. Now, it is assumed that a gate signal of a certain potential (“H” level) is applied to a certain gate line 8. The TFTs 4a connected to the gate line 8 to which the gate signal has been applied are all turned on (ON). In the meantime, the scanning signal is sequentially switched and applied to the drain line 9 from the X-direction register 70 at a predetermined timing.
[0039]
When the counter electrode film 2 is curved by the peak of the finger F and is in contact with the contact electrode 4b, even if the voltage once rises as a scanning signal, the current drops through the TFT 4a and the resistor 15, so the voltage drops. . When the counter electrode film 2 is not in contact with the contact electrode 4b at the valley of the finger F, the voltage of the scanning signal is maintained without lowering. When this is read as a voltage signal by the detector 16, the surface pressure distribution for one row can be measured. Then, a gate signal is applied by sequentially switching the gate lines 8 to be selected, signals from all the unit detection elements 4 of the surface pressure distribution sensor 100 are read, and the surface pressure distribution over the entire surface can be measured.
[0040]
The detector 16 may be a voltage measuring device branched from the drain line 9 and connected as described above, or may be a current measuring device inserted in series with the drain line 9. Since this can be simplified, the present embodiment employs a voltage measuring device.
[0041]
Next, a gap between the substrate 1 and the counter electrode film 2 shown by G in FIG. 2 will be described. First, when the gap G is 10 μm or less, a problem due to a narrow gap may occur. That is, when the opposing electrode film 2 is attached, as shown in FIG. 6A, the probability of close contact near the center increases. Further, when the counter electrode film 2 is attached, the variation in the amount of air sealed therein becomes large, and thus the variation in sensing sensitivity increases. Conversely, when the gap G is 40 μm or more, as shown in FIG. 6B, the amount of air to be enclosed is too large, and the counter electrode film 2 does not come into contact with the unit detection element 4 even when pressed with a finger. Is reduced. Therefore, it is feasible if the gap G is 10 μm to 40 μm. If the gap G is small, the sensing sensitivity is high (the fingerprint can be detected even if the gap G is weakened), and if the gap G is large, the variation in the sensing sensitivity is small. Since the counter electrode film 2 is flexible, if the tension (tension) is low, the counter electrode film 2 is always in contact with the unit detection element 4 even if the finger F is not pressed, resulting in a failure. If there is only a small area of constant contact (called fine contact), pressing the finger F causes the counter electrode film 2 to bend along the finger F, so that there is no problem in sensing the fingerprint. After this, the pressure is detected, which is a problem in product quality. When the gap G was about 10 μm, the frequency of the occurrence of the fine contact was high. For this reason, it is desirable that the gap G be 15 μm or more. In this embodiment, 25 μm is adopted as the optimum value.
[0042]
Here, the gap 25 μm between the gaps G is extremely large, for example, as compared with the substrate gap 6 to 7 μm of an LCD (Liquid Crystal Display). Normally, in an LCD, a gap material called micropearl is sprayed over the entire surface between substrates in order to make the substrate spacing uniform. However, in the surface pressure distribution sensor 100 of the present embodiment, since the counter electrode film 2 and the unit detection element 4 need to be in contact with each other, the gap material cannot be sprayed.
[0043]
As described above, since the gap material scattered over the entire surface between the substrates of the LCD cannot be used, the gap G must be secured by the sealant 3. Usually, in an LCD, a ball-shaped gap material is mixed in a seal. However, in this embodiment, since the gap G is extremely large, 25 μm, a gap material having the same diameter as that used for LCDs and having a diameter of 25 μm is not generally available. Of course, it is not impossible to make it by custom order, but it was judged that a ball-shaped gap material having a large diameter had a large variation in diameter and was unsuitable. Therefore, in the present embodiment, the gap G is fixed by mixing a cylindrical resin fiber having a diameter of 25 μm and a length of 45 μm to 50 μm into the sealant 3. The resin fiber is different from the ball-shaped gap material in the manufacturing method, and has a small diameter error of about 25 μm ± 0.3 μm, and is optimal.
[0044]
Of course, the gap G of 15 μm or less and 10 μm or more may be used as long as sensitivity is given priority while ignoring close contact or fine contact between the substrate and the counter electrode film. In this case, a resin fiber of 15 μm or less and 10 μm or more may be employed.
[0045]
Next, a method for manufacturing the surface pressure distribution sensor 100 of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0046]
Step 1: FIG. 7A shows a state in which a plurality of surface pressure distribution sensors 100 are simultaneously formed on the mother glass 1, and FIG. 7B is a cross section showing one unit detection element. FIG. By simultaneously forming the plurality of surface pressure distribution sensors 100 from one mother glass, the manufacturing cost of the surface pressure distribution sensor can be reduced. First, a buffer layer made of a silicon oxide film and a silicon nitride film (not shown) is formed on the mother glass 1. Next, an amorphous silicon film is deposited and crystallized by laser annealing to form a polysilicon film. Next, a gate insulating film 12 is formed, a metal film made of chromium is formed and etched to form a gate line 8, a gate electrode 8a connected thereto, and an external connection terminal 7 not shown. Next, using the gate electrode 8a as a mask, an impurity is introduced by a known method to form the source region S and the drain region D, and the active layer 11 is formed. Next, an interlayer insulating film 13 is formed, a contact hole is formed at a predetermined position, and a drain line 9, an extraction electrode 9a, and a contact pad 6a (not shown in FIG. 7) around the substrate are formed. The contact pad 6a is provided by opening an interlayer insulating film 13 at a corner around the substrate 1, forms a contact 6 with a contact resin 6b provided in a later step, and applies a GND potential to the counter electrode film 2. is there. Further, a contact electrode 4b made of ITO is formed, and a number of unit detection elements 4 are formed on the substrate 1. Thereafter, the large-sized substrate 1 is scribed along a scribe line 50 and divided into individual substrates 1 serving as surface pressure distribution sensors.
[0047]
Step 2: Next, as shown in FIG. 8, a thermosetting resin is applied in a window frame shape surrounding the substrate 1 at a position separated from the end face of the substrate 1 by a predetermined distance. Next, heat treatment is performed at 70 ° C. for about 20 minutes to form the flow stopper 5 in a semi-cured state. Hereinafter, the heat treatment for forming the flow stopping means 5 is referred to as pre-bake. Further, in the present specification, the semi-cured state refers to a state in which the thermosetting resin has a viscosity of at least about 100 Pa · s and the viscosity of the thermosetting resin is at least twice the viscosity of the thermosetting resin before curing. If it is semi-cured, the resin will not flow due to capillary action.
[0048]
Step 3: Next, as shown in FIG. 9, a sealant 3 mixed with a fiber resin having a diameter of 25 μm is applied around the outside of the flow stopping means 5. Further, in order to form the contact 6, a thermosetting resin mixed with a metal ball for the contact resin 6b is potted at a corner on the contact pad 6a outside the flow stopping means 5. As the metal ball, Au pearl having a uniform particle shape (AU-230, 30 μm, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is preferable. Au pearl is a powder in which a resin sphere such as plastic is coated with a metal film such as Au, and the shape of each particle is uniform. For example, when the contact 6 is formed with an Ag paste, the shape of the Ag powder is sharp and the diameter varies, so that there is a possibility that the ITO is deteriorated. In addition, by using Au pearl, the resistance is reduced, and the resistance of the contact 6 can be reduced even in a small area. As the resin that becomes the base material of the contact 6 and the sealant 3, a low-temperature curable resin is used.
[0049]
Step 4: Next, as shown in FIG. 10, a plurality of substrates 1 are arranged in one direction in a nitrogen atmosphere containing no water, and are arranged in one direction so that the external connection terminals 7 are exposed from the substrate 1. The counter electrode film 2 having a long length is placed on the counter electrode film 2, and is moved on the counter electrode film 2 while rotating the roller 51, and is simultaneously attached to a plurality of substrates. By using the long counter electrode film 2 in one direction, it is possible to pressurize the long counter electrode film 2 while giving an appropriate tension (tension), and to apply the pressure while rotating the roller 51 under the conditions described later. Excess air between the substrate 1 and the counter electrode film 2 is released by the pressure of the roller 51. Next, heat treatment is performed at 90 ° C. for about 30 minutes while the low-temperature thermosetting resin as the sealant 3 is fully cured while applying a load to cure the resin of the contact resin 6b and the sealant 3, and the counter electrode film 2 and the substrate At the same time, a contact 6 for connecting the contact pad 6a and the counter electrode film 2 is formed. At the same time, the flow stopping means 5 is fully cured in a squashed form, and the shape is fixed. In this specification, this heat treatment is referred to as main bake. At this time, the gap G between the substrate 1 and the counter electrode film 2 is optimized according to the diameter of the fiber resin by the main bake under load. In the case of the present embodiment, it is 25 μm. Finally, the counter electrode film is divided into individual pieces in accordance with the substrate 1 to complete the surface pressure distribution sensor 100. The low-temperature curable resin is used for the sealant 3 and the contact 6 because the heat-resistant temperature (softening temperature) of PET used for the flexible insulating film 2a of the counter electrode film 2 is about 120 ° C., and more. This is because the heat treatment cannot be performed.
[0050]
Next, the flow stopping means 5 will be described. Usually, in the LCD, the flow stopping means 5 is not formed, and both substrates are fixed by the sealant 3 only. However, since the surface pressure distribution sensor needs to fix the flexible counter electrode film 2, the flow stopping means 5 is required. FIG. 11 is a cross-sectional view when the sealant 3 is formed without forming the flow stopping means 5. First, as shown in FIG. 11A, the sealing agent 3 is applied on the substrate 1. Next, the counter electrode film 2 is disposed in an overlapping manner. Since the thermosetting resin before curing has a low viscosity, as shown in FIG. It was found that a capillary phenomenon occurred during the process, and the sealant 3 itself entered the central portion of the sensor, resulting in a failure. Therefore, the flow stopping means 5 is provided beforehand inside the sealant 3 to prevent the capillary phenomenon from occurring, thereby preventing the sealant 3 from entering the inside and improving the yield.
[0051]
Further, when the counter electrode films 2 are arranged one on top of the other, another problem occurs even if the capillary phenomenon does not occur well. That is, when the thermosetting resin is cured by heating, the solvent evaporates to generate gas. Part of this gas was sealed in the surface pressure distribution sensor, making it difficult to control the amount of air to be sealed, causing variations in sensing sensitivity and, in the worst case, widening the contact area, making it impossible to perform sensing. . Therefore, in step 2 described above, after the flow stopping means 5 is applied, semi-curing is performed by pre-baking. The gas escapes from the flow stopping means 5 by the pre-bake before the counter electrode film 2 is disposed in an overlapping manner, and the gas generated from the sealant 3 and the contact resin 6b in the main bake after the counter electrode film 2 is disposed in the pre-bake. It is prevented from being sealed inside the sensor.
[0052]
It is possible to reduce the generation of gas by heat-treating the sealant 3 once without forming the flow stopping means 5 and then performing heat treatment for further hardening. However, since the heat-resistant temperature of the flexible insulating film forming the counter electrode film is low, it is necessary to use a low-temperature thermosetting resin as the sealant. Therefore, even in the first heat treatment, the curing of the resin proceeds, and in the heat treatment of the main curing, the bonding strength of the counter electrode film is significantly reduced, and the yield is reduced or the life of the sensor is shortened. Problem arises. On the other hand, in the present embodiment, since the flow stopping means 5 is pre-baked and the sealing agent 3 is separately provided, the bonding strength does not decrease. In addition, since the sealant 3 can be formed to the entire outer shape of the substrate 1, higher bonding strength can be secured.
[0053]
Here, it is necessary to prevent the pre-baking for semi-curing the flow stopping means 5 from reaching the main curing. If the flow stopping means 5 is completely cured by pre-baking, the flexibility of the flow stopping means 5 will be lost when the counter electrode film 2 is attached in a later step, and the gap G will be reduced to the height of the resin of the flow stopping means 5. This is because they depend on them. Since it is necessary to eliminate the fluidity before the counter electrode film 2 is stacked, the height of the flow stopping means 5 cannot be adjusted by suppressing the height from above, and is controlled only by the amount of the applied resin. Can not. Therefore, the height of the flow stopping means 5 at the semi-cured stage needs to be equal to or less than the final gap G, 25 μm in this embodiment. However, if the height of the flow stopping means 25 is too low, the occurrence of the capillary phenomenon cannot be suppressed. If it does not reach the full curing, it can be formed higher than the gap G and can be crushed in a later main bake process. Therefore, the gap G is determined by the fiber resin and the substrate 1 and the counter electrode film 2 are removed by eliminating the fluidity of the flow stopping means 5 and by setting the hardness to be crushed by pressurization during the main baking, that is, by semi-curing. Can be filled with the flow stopping means 5.
[0054]
The material of the flow stopper 5 may be any material such as a photo-curable resin or a resist as long as it has a certain degree of flexibility without flowing. It is good to If the same low-temperature curable resin as the sealant 3 is used, the affinity between the flow stopper 5 and the sealant 3 is good, and the curing conditions are the same, so that the contact 6 and the sealant 3 can be cured by one heating. Can be. Further, the sealant 3 and the flow stopping means 5 can be integrated. Thereby, the flow stopping means 5 also functions as a part of the sealant 3 after the main baking, and the seal width can be increased by 1.5 to 2 times. Therefore, the moisture resistance of the element such as the TFT 4 a formed on the substrate 1 can be improved. Performance can be improved. If the flow stopper 5 crushed by the roller remains semi-cured, the elastic force of the flow stopper 5 acts in the direction of peeling the counter electrode film 2. However, when the flow stopping means 5 is fully hardened by the main bake, no elastic force is generated, so that the yield can be improved. In addition, since the flow stopper 5 is also fully cured at the same time as the main curing of the sealant 3, a separate step of curing the flow stopper 5 is unnecessary.
[0055]
By the way, in a normal LCD, the contact 6 is formed using an Ag paste. Similarly, in the present embodiment, when a trial production was performed using an Ag paste for the contact resin 6b, conduction failure of the counter electrode film 2 occurred frequently. This is because the glass transition point of PET, which is the base material of the counter electrode film, is 67 ° C., and PEN is also 113 ° C., so that 90 ° C. for 30 minutes is employed as the main bake. The curing temperature of the Ag paste is 120 ° C. It is considered that the base material of the Ag paste did not reach full curing and the interface strength was deteriorated. Therefore, in the present embodiment, the same low-temperature thermosetting resin as that of the sealant 3 and the flow stopper 5 mixed with Au pearl is used as the contact resin 6b. By using the low-temperature curable resin for the contact resin 6b, the contact resin 6b can be surely cured, and sufficient interface strength can be obtained.
[0056]
FIG. 12 is a sectional view of a contact 6 part. This is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. As shown in FIG. 12A, by providing the contact 6 inside the sealant 3, the contact 6 can be shut off from the outside air, so that the deterioration of the contact 6 can be prevented. Further, by providing the contact 6 outside the flow stopping means 5, it is possible to prevent the contact resin 6b before curing from entering the sensor portion. Therefore, the contact 6 is optimally provided between the flow stopper 5 and the sealant 3.
[0057]
Further, if the contact 6 is arranged inside the sealant 3, the conductive film 2b of the counter electrode film 2 can be extended to the inside of the sealant 3 as shown in FIG. By removing and fixing the conductive film 2b at the position corresponding to the sealant 3, the flexible insulating film 2a made of PET or PEN is exposed, and if the sealant 3 is directly fixed thereto, the flexible A peeling field between the substrate 1 and the counter electrode film 2 due to film peeling between the conductive insulating film 2a and the conductive film 2b is prevented, and the reliability can be further improved. Since the contact pads 6a formed on the substrate 1 are covered with the resin, the contact pads 6a are not exposed, and deterioration due to oxidation or the like can be prevented.
[0058]
Next, the roller 51 used in Step 4 will be described. First, as a material of the roller 51, a material having a hardness of 50 degrees or more, such as a silicone resin, a polycarbonate, an ABS resin, or the like is desirable, and the optimal one is about 50 degrees to 150 degrees. Further, ceramic, metal, glass, etc. may be used, and a material having a certain degree of hardness is preferable in order to accurately control the air. If the soft material has a hardness of less than 50 degrees, the roller 51 will bend, and the control of the air amount will be inaccurate.
[0059]
The pressure roller 51 is set to 2 to 1000 g / cm 2 of about 100 g / cm, the speed of the rollers is preferably 5mm / s~50mm / s. Further, the tension of the counter electrode film 2 at the time of sticking is optimally about 100 g to 3000 g.
[0060]
Next, the counter electrode film 2 needs an optimal tension for sensing. The counter electrode film 2 has flexibility, and the filling is gas. In particular, since the finger slides during sensing as shown in FIG. 13, unnecessary bending 150 occurs in the counter electrode film 2 due to insufficient tension, and optimal sensing may not be performed. In this case, after sticking, the flexible conductive film (PEN or PET) is contracted by a heat treatment to perform a treatment for obtaining an optimal tension (hereinafter, this heat treatment is referred to as a shrinkage bake in the present specification). The shrinkage baking for shrinking the base material is performed for a short time at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the flexible insulating film 2a and lower than the softening point. In particular, it is preferable that the temperature be higher by 10 ° C. to 20 ° C. than the glass transition temperature. For example, since the glass transition temperature is 113 ° C. for PEN and 80 ° C. for PET, heat treatment is performed at a temperature higher by 10 ° C. to 20 ° C. than that temperature for about 3 minutes. By shrinkage baking, the substrate of the flexible insulating film 2a is shrunk by about 1% to 3%, and a process for obtaining an optimum tension without unnecessary bending even when sliding is performed. If the shrinkage is excessive, the flexible conductive film 2 becomes hard, so that it is preferable to keep it to about 2%.
[0061]
Next, between the counter electrode film 2 and the substrate 1, dry air from which water has been removed or nitrogen gas may be sealed. If the internal air contains moisture, the TFT 4a is always exposed to this air atmosphere, which causes deterioration and characteristic shift. Therefore, in the present embodiment, a nitrogen gas containing no water is sealed in a space surrounded by the counter electrode film 2, the substrate 1, and the sealant 3. This can prevent the TFT 4a from deteriorating due to moisture and shifting characteristics. Here, the gas to be sealed is not limited to nitrogen, and may be any inert gas that does not react with the structure on the substrate 1 or the surface of the counter electrode film 2. Dry air may be used as a gas that avoids intrusion of moisture into the TFT 4a and does not promote the reaction, but nitrogen is preferable because oxygen is mixed therein. Further, a gas composed of a so-called inert element such as Ar, Ne, Kr or the like may be used, but in the present embodiment, nitrogen which can be implemented at lower cost is adopted.
[0062]
Further, piezoelectric particles whose resistance value changes depending on the pressure may be scattered in the inert gas, and the resistance value of the piezoelectric particles may be reduced by the external pressure to make the counter electrode film 2 and the TFT 4a conductive. The TFT 4a may be electrically connected to the counter electrode film 2 by external pressure.
[0063]
Next, an inspection method and an inspection apparatus for the surface pressure distribution sensor will be described. FIG. 14 shows an example of an inspection device 150 for inspecting the finished surface pressure distribution sensor 100 for quality. The inspection device 150 includes a mounting portion 151 for the surface pressure distribution sensor 100, a pad portion 152 for applying pressure to the counter electrode film of the surface pressure distribution sensor 100, and a monitor portion 153 for displaying an image of the surface pressure distribution sensor 100. And a control means 154 for moving the pad section 152 up and down.
[0064]
The mounting section 151 is a table on which the surface pressure distribution sensor 100 is mounted. A hole (not shown) is opened at the center of the mounting portion 151, and the surface pressure distribution sensor 100 is fixed by suction from the hole. The mounting section 151 can move in the plane direction of the surface pressure distribution sensor 100 while the surface pressure distribution sensor 100 is fixed.
[0065]
The pad part 152 is a silicone resin having a rectangular contact surface smaller than the measurement area 2 'of the surface pressure distribution sensor, as shown in FIG. The size of the pad section 152 is a rectangle larger than the measurement area 2 ′ of the surface pressure distribution sensor divided into four and smaller than the measurement area 2 ′.
[0066]
The measurement area 2 ′ here refers to an area to be inspected. As shown in FIG. 3, in the surface pressure distribution sensor 100 of the present embodiment, the matrix of the unit detection elements 4, the X-direction register 70, and the Y-direction register 80, and the counter electrode film 2 faces the entire surface thereof. . In the counter electrode film 2, the area where the unevenness can be sensed is only the matrix area of the unit detection element 4, and the portion corresponding to the X-direction register 70 and the Y-direction register 80 cannot be sensed even if the finger F is pressed. . Therefore, the area to be inspected is an area where irregularities can be sensed, and in the case of the surface pressure distribution sensor 100 of the present embodiment, it is a matrix area of the unit detection elements 4. As a product incorporating the surface pressure distribution sensor 100, for example, when the surface pressure distribution sensor 100 is housed in a housing that covers the periphery of the matrix area of the unit detection element 4, the The portion exposed from the housing is the measurement area 2 '. In such a case, as a manufacturer of the surface pressure distribution sensor 100, the measurement area 2 'is the quality assurance area.
[0067]
The monitor unit 153 displays an output image of the surface pressure distribution sensor 100 pressed by the pad unit 152 during the inspection. That is, at the time of inspection, the shape of the pad section 152 is displayed on the monitor section as it is, so that if there is a defective section, it can be easily recognized.
[0068]
The control means 154 can move the pad section 152 up and down at a predetermined speed and pressure set in advance.
[0069]
Next, the pad section 152 will be described in more detail. As described above, the surface of the pad 152 that contacts the counter electrode film 2 is smaller than the counter electrode film 2 so that the entire surface is not covered by the pad 152. This is because, when the surface pressure distribution sensor 100 is pressurized by the pad portion 152 covering the entire surface, there is no escape for the air sealed in the surface pressure distribution sensor, and there is a risk that the surface pressure distribution sensor will burst. In addition, as will be described in detail later, the inspection is also performed by pressing down the area divided into four parts of the counter electrode film by the pad part 152. For this reason, the sensor contact surface of the pad part 152 is about 2 to 5 mm larger in each of the vertical and horizontal directions of the measuring area 2 ′ of the surface pressure distribution sensor than in the vertical and horizontal directions (shown by broken lines in FIG. 14B). It is a rectangle.
[0070]
Next, as the material of the pad portion 152, a silicone resin having a hardness of 10 to 30 degrees was adopted. This material may be any material as long as it has a hardness of 10 degrees or more and 100 degrees or less. If the hardness is 100 degrees or more, the surface pressure distribution sensor 100 detects irregularities on the surface of the pad portion 152, and therefore, it is necessary to press uniformly with a certain soft material. When a material having a higher hardness is used, it is preferable that the surface accuracy (the size of the surface unevenness) of the pad portion 152 be equal to or less than the gap G, that is, 25 μm or less.
[0071]
Next, an inspection method of the surface pressure distribution sensor by the inspection device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0072]
First, the surface pressure distribution sensor 100 is set on the mounting portion 151, and is fixed by suction. As shown in FIG. 14, the mounting portion 151 is moved so that two sides of the measurement region 2 ′ and one corner sandwiched between the two sides coincide with those of the pad portion 152. FIG. 14 shows a state where the upper left corner is matched.
[0073]
Next, as shown in FIG. 15, the controller 154 lowers the pad section 152 at a speed of 10 mm / sec, contacts the surface pressure distribution sensor 100, and pressurizes the pad section at a pressure of 1.7 kg / cm 2 . Then, the surface pressure distribution sensor 100 detects the pad section 152, and the image is displayed on the monitor 153. Since the pad section 152 uniformly presses the pressurized area 155, all the unit detection elements 4 in the pressurized area 155 are turned on, and the monitor 153 displays the pressurized area 155 in black on a white background of the measurement area 2 ′. Is displayed.
[0074]
Next, the control device 154 raises the pad section 152, and the mounting section 151 moves the relative position of the pad 152 to the position indicated by the arrow a so that the pad section 152 matches the upper right corner of the measurement area 2 ′. Perform similar measurements.
[0075]
Similarly, by moving the arrow b to the lower right corner and moving it to the arrow c to measure the lower left corner, the entire measurement area 2 'is measured. Since the pad section 152 is larger than the area obtained by dividing the measurement area 2 ′ into four, the measurement is always performed at the center of the measurement area 2 ′.
[0076]
The surface pressure distribution sensor 100 detects a signal at a portion where a pressure is applied to the counter electrode film 2 and the contact electrode of the TFT and the counter electrode film 2 are electrically contacted. Defects in this case include an OFF defect in which a signal is detected even though the contact is made, and an ON defect in which a signal is detected even though the contact is not made.
[0077]
For example, FIG. 16 shows an example of the inspection. Here, it is assumed that the inspection area 155 that is normally in contact with the monitor 153 is displayed in black on the white background screen by pressing the pad section 152 on the white background screen. For example, consider a case where there is one unit detection element for each of the off-defect and the on-defect. In this case, since the defect occurs in one unit detection element, it becomes a point defect. As shown in FIG. 16A, when an off defect exists in the inspection area 155, a white circle is recognized as an off point defect 160a. If an ON defect exists in a portion where the pad 152 does not contact, a black circle is recognized as the ON point defect 160b.
[0078]
In addition, an on-line defect in which current always flows through the drain line due to a short circuit of the wiring, and an off-line defect due to disconnection of the gate line and the drain line occur. On-line defects include those that always appear and those in which all of the rows or columns are detected due to current leakage when a specific defect unit detection element 160 (x mark) is pressed. If a line defect has occurred, as shown in FIG. 16B, it is recognized as an on-line defect 161a in which all rows are turned on and an off-line defect 161b in which all rows are turned off. Since the pad section 152 has an area corresponding to four divisions, for example, when the defective section 160 (marked by “x”) is pressed by the pad section 152, all of the one column (or row) having the defective pixel is displayed as a black line defect 161. Will be done. Here, the broken line portion of the line defect 161 overlaps with the pad portion 152 and thus cannot be actually recognized. However, the line defect 161 can be recognized outside the inspection area 155.
[0079]
Here, for the purpose of comparison, a case is considered where, for example, the counter electrode film 2 is divided into two and inspected by pressing twice. It is assumed that an on-line defect has occurred due to a leak of the defect unit detecting element 160 as shown in FIGS. While no pressure is applied by the pad section 152, no leak occurs, so that an on-line defect is not recognized. Then, even if the pressure is applied by the pad 152, the case where all of the on-line defects overlap the pressed area 155 is not recognized at all. Further, when the entire surface is pressed by using the large pad portion 152 covering the entire measurement area 2 'as shown in FIG. 16E, a line defect cannot be detected, and a portion which is not pressed as shown in FIG. In this case, it is impossible to detect a defect (black circle) that is in contact.
[0080]
As is apparent from the above description, in the present embodiment, the counter electrode film 2 is divided into four parts, and each area is pressurized by the pad part 152 to display a part which does not contact with a part which should electrically contact. And defects of all patterns can be visually recognized.
[0081]
In addition to displaying the image on the monitor unit 153 and visually recognizing the image, the output image of the surface pressure distribution sensor 100 may be input to an information processing device such as a computer (not shown), and the inspection may be automatically performed by image recognition. . In this case, it is more preferable that the information processing apparatus controls the movement of the mounting unit 151, the vertical movement of the control unit 154, and the image capture.
[0082]
Next, the pressure and the pressing speed of the pad section 152 will be described. For example, in the case where dust is mixed between the counter electrode film 2 and the substrate 1, if the pressure is too high, the dust is also pressed down, and it becomes difficult to detect the dust. Conversely, even if the pressure is too weak, the electrical contact between the contact electrode 40 and the counter electrode film 2 is not complete. For example, in order to uniformly press the counter electrode film 2 with the head portion 152 having a hardness of 20 degrees, the pressure needs to be 2 kg / cm 2 or less. In the present embodiment, the pressure is 1.7 kg / cm 2. And Further, since the detection state of the foreign matter differs depending on the pressing speed, the pressing is performed at a speed of 10 mm / sec or less. Since the throughput increases as the pressing speed increases, the speed is set to 10 mm / sec in this embodiment.
[0083]
According to the present invention, an inexpensive and high-speed inspection apparatus can be provided as compared with an apparatus that detects the position of a defective pixel by probing, for example.
[0084]
In the above-described embodiment, the pad section 152 is illustrated as being coincident with each corner. However, for example, when the periphery of the measurement area 2 is hidden by the housing, it is not necessary to inspect the area. It is not necessary to completely coincide with the corner, and it may be arranged slightly inside the corner, or may be arranged slightly outside the corner in order to more reliably inspect the periphery.
[0085]
Also, the monitor 153 may display the pressing portion in black on a white background, or may display the pressing portion in another color such as displaying on a black background.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pad portion is pressed and pressed, and the output of the surface pressure distribution sensor during the pressurization is observed, so that a defect can be visually recognized. As compared with a device or the like for detecting the position of the inspection device, an inspection device in which the components are inexpensive and the operation is simple can be provided.
[0087]
In addition, since the measurement area is inspected in a plurality of times, for example, an on-line defect is recognized as a defect in a non-pressed area, and an off-line defect is recognized as a defect in a non-pressed area. As described above, since the portions that should be in electrical contact and the portions that do not contact can be displayed, defects in all patterns can be visually recognized, and there is an advantage that the reliability is high and the throughput is improved.
[0088]
Further, by setting the pressure to 2 kg / cm 2 or less and the pressing speed to 10 mm / sec or less, there is an advantage that optimum detection can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view for explaining the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining the present invention.
4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view for explaining the present invention.
5A is a sectional view for explaining the present invention, and FIG. 5B is an operation circuit diagram.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the present invention.
FIG. 7 is a sectional view illustrating the present invention.
FIG. 8 is a plan view illustrating the present invention.
FIG. 9 is a plan view illustrating the present invention.
FIG. 10 is a plan view illustrating the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the present invention.
14A and 14B are a schematic diagram and a plan view illustrating the present invention.
15A and 15B are a schematic diagram and a plan view illustrating the present invention.
FIG. 16 is a plan view illustrating the present invention.
17A is a plan view, FIG. 17B is a cross-sectional view, and FIG. 17C is a cross-sectional view for explaining a conventional technique.

Claims (12)

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。
A mounting portion for the surface pressure distribution sensor,
Having a pad portion having an area smaller than the measurement region of the surface pressure distribution sensor, and pressing the pad portion against a single measurement region multiple times to apply pressure,
A surface pressure distribution sensor inspection device for observing an output of the surface pressure distribution sensor during pressurization.
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。
The measurement area of the surface pressure distribution sensor is rectangular,
The surface pressure distribution sensor inspection device according to claim 1, wherein the pad portion is a rectangle larger than a rectangle obtained by dividing the measurement region into four parts and smaller than the measurement region.
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。The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a monitor unit that displays an output of the surface pressure distribution sensor during the pressurization. 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。
The surface pressure distribution sensor is formed by fixing a substrate and a counter electrode film with a predetermined gap therebetween,
2. The surface pressure distribution sensor according to claim 1, wherein a contact surface of the pad portion with the surface pressure distribution sensor is smooth so as not to have irregularities larger than a gap of the surface pressure distribution sensor. 3. Inspection equipment.
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。The surface pressure distribution sensor inspection device according to claim 1, wherein a contact surface of the pad portion with the surface pressure distribution sensor has a hardness of 10 degrees or more and 100 degrees or less. 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。
The mounting unit is horizontally movable with the surface pressure distribution sensor mounted thereon,
The surface pressure distribution sensor inspection device according to claim 1, further comprising control means for moving the pad portion up and down.
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/cm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。The surface pressure distribution sensor inspection apparatus according to claim 6, wherein the control unit presses the pad portion with a pressure of 2 kg / cm 2 or less with respect to the measurement area. 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。The inspection apparatus according to claim 6, wherein the control unit presses the pad unit at a speed of 10 mm / sec or less. 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。The pressure is sequentially applied to an area smaller than the measurement area of the surface pressure distribution sensor, the output of the surface pressure distribution sensor is observed each time, and the entire measurement area is observed by applying pressure a plurality of times. Inspection method of distribution sensor. 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。The inspection method of the surface pressure distribution sensor according to claim 9, wherein a rectangular pad portion larger than a rectangle obtained by dividing the measurement region into four and smaller than the measurement region is sequentially pressed. 前記パッド部を前記対向電極フィルムに対して2Kg/cm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。The inspection method of a surface pressure distribution sensor according to claim 10, wherein the pad portion is pressed against the counter electrode film at a pressure of 2 kg / cm2 or less. 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。The inspection method of the surface pressure distribution sensor according to claim 10, wherein the pad portion is pressed at a speed of 10 mm / sec or less.
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