TWI237209B - Surface pressure distribution sensor and method for making same - Google Patents

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TWI237209B
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Masashi Mitsui
Hiroyuki Ueda
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Description

1237209 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關使用可撓性導電膜片於適用檢測如指紋 型樣等微細凹凸型樣之面壓分佈感測器及其製造方法者。 【先前技術】 第1 4圖為表示檢測指紋型樣的動態矩陣型面壓分佈感 測的一示例。第1 4 ( a )圖為平面圖，而第1 4 (b)、 （ c )為 第14(a)圖之D -D線剖面圖。 習用面壓分佈感測器2 0 0，係由多數做為單位檢測元 件的TFT204aff>成於玻璃或陶瓷（ceramic)之基板201，及 相對電極膜片2 0 2構成。 單位檢測元件2 0 4具有T F T 2 0 4 a與之連接的觸接電極 2 04b。單位檢測元件2 04係在玻璃等基板201上，予以矩陣 狀配置，而該構成單位檢測元件2 04的TFT活性層為非晶 (amorphous)石夕膜，觸接電極 204b係由 ITO(Indium Tin
Oxide)形成。 相對電極膜片2 0 2係相對於基板2 0 1而設，其構造係在 可撓性絕緣膜片20 2a背面（TFT側）蒸塗導電膜2 0 2b者。上 述相對電極膜片2 0 2係由塗布於基板2 0 1周圍的密封劑2 〇 3 固定，且配置在開離於基板2 0 1的位置。 茲說明上述面壓分佈感測器製造方法之一例於後： 在基板2 0 1形成TFT後，為黏貼相對電極膜片2 〇 2，係 於基板2 0 1周圍塗布由低溫熱硬化成樹脂所成的密封劑 2 0 3。之後，將基板2 0 1的相對電極膜片2 0 2予以黏貼，再 進行熱處理。由此，可固定基板2 0 1及相對電極膜片2 〇 2。
314587.ptd 第6頁
1237209 五、發明說明（2) 第1 4 ( c )圖係表示使用該面壓分佈感測器檢測指紋圖 形(finger print pattern)的示例 ° 將手指F置於面壓分佈感測器2 0 0上，輕按一下，即可 將相對電極膜片2 0 2全面下壓，唯因於指紋峰部及谷部的 按壓力不同，而使峰部下面，或其近傍位置的單位檢測元 件2 0 4的觸接電極2 0 4b，與相對電極膜片2 0 2成接觸為導通 狀，但在谷部下面，或其近傍位置的單位檢測元件2 0 4的 觸接電極2 0 4 b即不與相對電極膜片2 0 2接觸。如上所述， 即可將相對電極膜片2 0 2與單位檢測元件2 0 4接觸部分的信 號導出，以檢測指紋型樣。 發明所要解決的問題 如由上述構造及製造方法，即實現使用TFT的面壓分 佈感測器。唯於大量生產時之再現性不良，而且也需要感 測特性之安定化及確保信賴性，亦需進一步提升其生產生 及良品率。 【發明内容】 解決問題的手段 本發明為解決上述問題而做者。係由密封劑將設於基 板上的單位檢測元件與基板之固定，使具有相對於基板而 設的可撓性導電膜片間的面壓分佈感測器之基板與可撓性 導電膜片間的開離間隙為15至40// m。 該單位檢測元件係於上述基板上配置為矩陣狀，而具 有轉接元件（s w i t c h i n g e 1 e m e n t)及與該轉接元件連接的 觸接電極，將觸接電極與可撓性導電膜片間之有無導通，
314587.ptd 第7頁 1237209 五、發明說明（3) 由轉接元件的依序導通（on )，檢測該面壓分佈。 且於密封劑混合纖維樹脂，由纖維樹脂決定基板與可 撓性導電膜片間之開離間隔。 該纖維樹脂具有1 5至40// m的直徑。 具備配置於密封劑内側的止流裝置，及配置於密封劑 内側的接觸墊。 本發明之面壓分佈感測器製造方法具備：在基板上形 成單位檢測元件的製程；於基板周圍形成止流裝置的製 程；在止流裝置外圍塗附混合纖維樹脂的密封劑的製程； 在相對於上述基板，以1 5至4 0/z m的開離間隔黏貼可撓性 導電膜片的製程。 再且，於可撓性導電膜片的黏貼製程中，在基板與可 撓性導電膜片間封入空氣。 又於單位檢測元件的形成製程具備：在基板上形成矩 陣狀之複數個轉接元件的製程，及在該轉接元件上形成連 接於該轉接元件的觸接電極的製程。 本發明為解決上述問題，係於具有：基板；沿基板外 周而設的密封劑；基板上之上述密封劑内側設單位檢測元 件；由密封劑固定於基板，且相對於基板而設有可撓性導 電膜片的面壓分佈感測器中，具備：配置於密封劑内側的 止流裝置。 更於單位檢測元件具有··於基板上配置為矩陣狀之轉 接元件，及與該轉接元件連接的觸接電極，將觸接電極與 可撓性導電膜片間之有無導通，由轉接元件的依序導通
314587.ptd 第8頁 1237209 五、發明說明（4) (on)，計測面壓分佈。 而且，具有：連接上述基板與上述可撓性導電膜片的 接觸子，而將接觸子配置於上述密封劑内側。 而且，具有：連接基板與可撓性導電膜片的接觸子， 而將接觸子配置於止流裝置外側。 而且，具有：連接基板與可撓性導電膜片的接觸子， 而將接觸子配置於上述密封劑與上述止流裝置間。 而且，該止流裝置係使用與密封劑相同之材料。 本發明之面壓分佈感測器製造方法具備：在基板上形 成單位檢測元件的製程；於基板周圍塗上熱硬化性樹脂， 進行第1熱處理形成止流裝置的製程；在熱硬化性樹脂外 周塗上密封劑的製程；於基板黏貼可撓性導電膜片，進行 第2熱處理的製程。 而且，於第1熱處理中，使熱硬化性樹脂為半硬化。 該第2熱處理係將加熱溫度調整為高於第1熱處理，使 密封劑硬化以固定上述可撓性導電膜片，同時亦使止流裝 置硬化。 止流裝置係與密封劑相同之材料。 而且，具有：於密封劑後，再塗布混合導電性粒子的 熱硬化性樹脂的製程，且在第2熱處理中，形成連接於可 撓性導電膜片的接觸子。 本發明為解決前述先前技術之問題，具有：設在基板 上之單位檢測元件，與由密封劑固定於基板，且相對於基 板而設的可撓性導電膜片之面壓分佈感測器中，在基板與
314587.ptd 第9頁 1237209 五、發明說明（5) 可撓性導電膜片，及密封劑所圍的空間封裝不促進反應的 惰性氣體。 該不促進反應的惰性氣體為氮氣、或乾燥空氣、或含 有惰性元素的氣體。 本發明之面壓分佈感測器的製造方法，係具備：在基 板上形成單位檢測元件的第1製程；於基板外周塗布密封 劑的第2製造，及於惰性氣體環境中，相對於基板，將可 撓性導電膜片予以黏貼的第3製程。 第3製程中，在上述基板與上述可撓性導電膜片，及 密封劑所圍的空間封裝上述惰性氣體。 惰性氣體為氮氣、或乾燥空氣、或含有惰性元素的氣 體。 本發明為解決前述先前技術之問題而提出一種方法， 係於面壓分佈感測器的製程方法具備：在基板上形成單位 檢測元件的製程；於上述基板外周塗上密封劑的製程，及 在上述基板上重疊配置可撓性導電膜片，且於可撓性導電 膜片上轉動滾筒而加壓，由熱處理使上述密封劑硬化而固 定的製程。 滾筒係由樹脂製成硬度為5 0至1 5 0度。 滾筒係由金屬，或玻璃，或陶瓷製成。 移動滾筒的壓力為100g/cm2至1000g/cm2。 移動滾筒的速度為5至50mm/sec。 基板重疊配置可撓性導電膜片時，係於滾筒轉動方 向，對上述可撓性導電膜片施加1 0 0至3 0 0 0 g的張力。
314587.ptd 第10頁 1237209 五、發明說明（6) 本發明為解決前述之先前技術之問題而提出一種方 法，具備：在基板上形成單位檢測元件的製程；於基板外 周塗上密封劑的製程，及在基板上重疊配置可撓性導電膜 片，由第1熱處理使密封劑硬化而固定的製程，及將可撓 性導電膜片以第2熱處理，而使其收縮的製程。 第2熱處理，使可撓性導電膜片之基材之高分子膜收 縮1至3%。 第2熱處理，係以較可撓性導電膜片基材之高分子膜 的玻璃轉位溫度為高，且較軟化點溫度為低的溫度進行。 第2熱處理，係以較可撓性導電膜片基材之高分子膜 的玻璃轉位溫度為高1 0至2 0°C的高溫進行。 本發明為解決前述先前技術之問題而提出一種面壓分 佈感測器，具有：設在基板上之單位檢測元件；由密封劑 固定於基板，且相對於基板而設的可撓性導電膜片，及將 上述基板，與上述可撓性導電膜片予以連接的接觸子之面 壓分佈感測器中，接觸子，係於低溫熱硬化性樹脂混合導 電粒子。 單位檢測元件，係於基板上配置成矩陣狀，且具有： 轉接元件，及連接於該轉接元件的觸接電極，而將觸接電 極與可撓性導電膜片間之有無導通，由轉接元件的依序導 通（ο η )，檢測該面壓分佈。 該導電粒子，係以球體樹脂被覆金屬膜而成者。 該低溫熱硬化性樹脂係與上述密封劑為同一材料。 本發明之面壓分佈感測器的製造方法，係具備：在基
314587.ptd 第11頁 1237209 五、發明說明（7) 板上形成單位檢測元件，及接觸墊的製程；於基板的圍繞 單位檢測元件周圍塗布熱硬化性樹脂，進行第1熱處理以 形成止流裝置的製程；在止流裝置外周塗布密封劑的製 程；於接觸墊上塗布混合導電粒子的接觸樹脂的製程，及 將相對於基板之可撓性導電膜片，予以重疊配置，進行第 2熱處理固定可撓性導電膜片，同時，使接觸樹脂硬化， 以形成連接接觸墊與可撓性導電膜片的連接子的製程。 該接觸樹脂係與密封劑為同一材料混合導電粒子。 【實施方式】 茲將本發明之實施形態詳述如下： 第1至3圖係依本發明之面壓分佈感測器1 0 0的全圖。 其中，第1圖為平面圖，第2圖為第1圖中A-A部分之剖面 圖，而第3圖即為分解斜面圖。 面壓分佈感測器1 0 0係由基板1，將由可撓性導電膜片 所成的相對電極膜片2，以密封劑3予以固定的構造。且於 基板1上之密封劑3圍繞的内側，係以矩陣狀配置多數個單 位檢測元件4。而止流裝置5係沿密封劑3内周配置，且於 密封劑3與止流裝置5間配置接觸子6。又於基板1的一側 邊，配置外部連接端子7。 基板1於本實施形態中，係由玻璃所成。但得使用石 英、或陶瓷、塑膠等絕緣體基板，亦可用半導體基板。 相對電極膜片2，係於 PET(polyethyleneterephthalate) 9 或 PEN ( po 1 y e thy 1 enenaph tha 1 a t e )等可撓性絕緣膜片2a背面
314587.ptd 第12頁 1237209 五、發明說明（8) (TFT側）沈積「金」金屬導電膜2b的構造。 岔封劑3在硬化全為液狀體，係因加熱而能予以硬化 的熱硬化性樹脂。 單位檢測元件4係具有做為轉接元件（switching e 1 e m e n t )的τ f τ 4 a及予以連接的觸接電極4 b。該T F T 4 a之活 性層為矽膜，尤以多晶矽膜為宜。下文係以T F T表示轉接 元件予以說明。但不限定為TFT，如基板1為半導體基板， 即可使用以半導體基板為活性層的電晶體，亦得使用薄膜 二極體。觸接電極4b係形成於覆蓋TFT4a的絕緣膜上之導 電膜，通常係以IT〇(Indium Tin 〇xide)形成。 止流裝置5使用與密封劑3同樣的熱硬化性樹脂，該止 流裝置5將容後詳述。 置&接觸子6係為對相對電極膜片2供應CND電位而設，配 於密封劑3及止流裝置5間。接觸子6係在以a丨所成的接 觸塾β ft 1» a上’以混合Au微珠的熱硬化性樹脂之觸接樹脂6b構 外部連接端子7係連接於未圖示之FpC(Flexible r Γ 1 n t r ·
Circuit)等，以用於連接外部電路。 壯μ °第3圖所示’基板1上有閘極線8及汲極線9予以矩陣 狀的配窨 丁 於沒極 如後述’可分別在間極線8施加問極信號’而 分別接刀別配置其對應的T F Τ 4 a ’且將問極線8及；及極線9 極4b。於電晶體之問極、：：及極’而將源極端子接於觸接電 又將輸各種信號於閘極線8及汲極線9之未圖示的配 又點°線9上施加掃描信號。又於閘極線8及汲極線9的交
1237209 五、發明說明（9) 置，集中於基板1側緣，並連接於外部連接端子7。 其次，以第4圖詳述單位檢測元件4於後； 第4 ( a )圖為一個單位檢測元件4之平面圖。第4 ( b )圖 為第4(a)圖中C-C線之剖面圖。其與第1圖相同符號係表示 相同構造之部分。 單位檢測元件4之T F T 4 a，係於基板1上由多晶石夕層所 成的活性層1 1形成，再以既知方法注入摻質，形成源極區 域S及汲極區域D。又以覆蓋活性層1 1形成閘極絕緣膜1 2， 在上面形成閘極電極8 a。閘極電極8 a係與閘極線8形成為 一體。又於閘極電極8 a上設層間絕緣膜1 3，藉由接觸孔， 將活性層1 1的汲極端子D接於汲極線9，再將源極端子S連 於汲出電極9a。汲出電極9a係與汲極線9為同層的A 1所 成。再堆積平坦化膜1 4於上方，將下層的凹凸予以平坦 化。在平坦化膜1 4上即藉由接觸孔，配置與汲出電極9 a觸 接，且係以I T⑽成的觸接電極4 b。 再次，以第5圖說明本發明面壓分佈感測器1 0 0的動 作。其中，第5 ( a)圖係表示在面壓分佈感測器1 0 0上置放 手指F予以輕按時的狀態，而第5 ( b )圖即為面壓分佈感測 器1 0 0的電路概念圖。 在面壓分佈感測器1 0 0上置放手指F予以輕按時，係如 第（5a)圖所示，相對電極膜片2的全部被壓向下。此時， 因指紋峰部及谷部的按壓力不同，而使峰部下面，或其近 傍位置的相對電極膜片2凹入較深，但於指紋谷部部分的 凹進較淺。因此，該對應於指紋峰部的單位檢測元件4之
314587.ptd 第14頁 1237209 五、發明說明（ίο) 觸接電極4 b ’即與相對電極膜片2之導電膜2 b觸接，但對 應於指紋谷部位置的單位檢測元件4之觸接電極4 b，即不 與導電膜2b觸接。 相對電極膜片2之導電膜2 b係藉由電阻1 5接地。又因 面壓分佈感測器1 0 0之汲極線9係連於X向暫存器7 0，且將 閘極線8連於Y向暫存器8 0，由Y向暫存器8 0以所定時序， 對閘極線8依序切換掃描信號予以輸出。若在一閘極線8施 加一電位（Η位準）閘極信號時，連接施加閘極信號之閘極 線8的TFT4a，將全部成為導通（on)狀態。且在該期間，由 X向暫存器7 0以所定時序，對汲極線9依序切換施加掃描信 號。 若由指紋峰部，使相對電極膜片2彎曲而與觸接電極 4 b觸接，雖因為掃描信號而使電壓暫時上升，但藉由 T F T 4 a及電阻1 5使電流泡漏而將電壓予以下降。復因指紋 谷部而無法使相對電極膜片2觸接於觸接電極4 b時，掃描 信號的電壓得予以維持不降。以檢測器1 6讀出該電壓信 號，即可計測一列面壓分佈。然後，依序切換閘極線8的 選擇，施加閘極信號，即可由面壓分佈感測器1 0 0的所有 單位檢測元件4讀出信號，因而得以計測面全體的面壓分 佈。 檢測器1 6可使用如上述由汲極線9分岐連接的電壓計 測器，或串連插入的電流計測器，唯因使用電壓計測器得 以使電路簡化，因此，於本實施形態採用電壓計測器。 其次，說明第2圖中，以G所示的基板1及相對電極膜
314587.ptd 第15頁 1237209 五、發明說明（11) 片2間間隙。間隙G為1 0" m以下時，有因狹窄的間隙而發 生問題之虞。也就是說：在黏貼相對電極膜片2時，如第 6 ( a )圖所示，密著於中央附近的可能率相當高。又於黏貼 相對電極膜片2時，封裝於内部的空氣量偏差較大，導致 感測靈敏度的偏差大。若間隙G為40// m以上時，係如第 6 ( b )圖所示，因被封空氣量過多，以手指按壓有無法使相 對電極膜片2與觸接電極4 b觸接而有導致感測靈敏度下降 的問題發生。因此，該間隙G係以1 0至4 0// m即具有實施的 可能性。間隙G若小，即使感測靈敏度增高（輕按即可檢測 指紋），若間隙G大，即可使感測靈敏度的偏差變小。又因 相對電極膜片2為可撓性，若張力小，雖不以手指F按壓， 亦有與單位檢測元件4時常觸接為不良者。唯該時常觸接 區域微小（下稱為『微觸接』）時，若以手指F按壓，係沿 手指F使相對電極膜片2彎曲，雖對指紋感測無障礙，但於 放開手指F後亦檢測該壓力，因而成為品質上的問題。若 間隙G為10// m，發生『微觸接』的頻度較高。因而，間隙 G係以1 5// m以上為宜。但於本實施形態中，係採用2 5// m 為最適值。 若設間隙G為25// m，其與LCD (液晶顯示裝置）之基板 間隔6至7// m比較，顯得為大。而且於LCD，通常為使基板 間隔均句，係在全面基板間散佈被稱為「微型球 (m i c r 〇 - p e a r 1 )」的間隙材料。但於本實施形態的面壓分 佈感測器1 0 0，有必要使係使相對電極膜片2與單位檢測元 件4觸接，故不能散佈該間隙材料。
314587.ptd 第16頁 1237209 五、發明說明（12) 如上述，本發明因故不能在基板間全面散佈的間隙材 料，故須以密封劑3確保間隙G。因此，在本實施形態，係 於密封劑3中混合直徑2 5 // m、長為4 5至5 0 // m之圓柱狀樹 脂纖維，以固定間隙G。該樹脂纖維與球狀間隙材料的製 造方法不同，可將直徑誤差設定為2 5± 0 . 3// m的最適小 值。本發明並不限於本實施形態，亦能直徑大約為2 5" m 之微型珠或玻璃纖維代替樹脂纖維使用。 若忽略基板與相對電極膜片之密接、或『微觸接』而 以靈敏度為優先時，得使用1 0至1 5// m之間隙G。此時，即 應採用1 0至1 5// m的樹脂纖維。 繼之，以第7至1 0圖，說明本發明的面壓分佈感測器 10 0的製造方法如下： 製程1 :第7 ( a )圖係表示在母玻璃1上，形成複數個面 壓分佈感測器1 0 0的狀態。第7 ( b )圖係表示一個單位檢測 元件的剖面圖。而因以一片牧母玻璃同時形成複數個面壓 分佈感測器1 0 0，使得面壓分佈感測器的製造成本節減。 首先，在該母玻璃基板1上形成以未圖示氧化矽膜、氮化 石夕膜所成的緩衝層。再堆積非晶（a m 〇 r p h 〇 u s )碎膜，由雷 射線照射形成為晶化的多晶矽膜。再形成閘極絕緣膜1 2 後，由Cr形成金屬膜，予以蝕刻後形成閘極線8、連接於 該閘極線之閘極電極8 a，及未圖示的外部連接端子7。再 以閘極電極8 a為遮罩，以既知方法摻入摻質，形成源極區 域S及汲極區域D，以形成活性層1 1。其次，形成層間絕緣 層1 3，在所定位置形成接觸孔，再形成沒極線9、引出電
314587.ptd 第17頁 1237209 五、發明說明（13) 極、基板周圍的接觸墊6 a (不於第7圖中圖示）。而接觸墊 6 a係於基板1 〇周圍的角落（c 〇 r n e r )，將層間絕緣層1 3予以 開口而設’又以後面製程所設的觸接樹脂6b形成接觸子 6，對相對電極膜片2供應GND電位。復以I T0形成觸接電極 4b ’即可於基板1上形成多個單位檢測元件4。再將大片基 板由劃片線5 0予以分割為形成各面壓分佈感測器的基板
製程2 ·其次，如第8圖所示，圍繞上述基板1 〇，以窗 框狀’在離開基板1端緣一定距離位置塗布熱硬化成樹 脂。再進行7 0°C、2 0分鐘的熱處理，形成半硬化狀態的止 流裝置5。以下將該止流裝置5形成之熱處理稱為『預焙 (/re-bake)』，。在本說明書中，所謂的「半硬化」狀態， 係指對硬化前熱硬化性樹脂黏度為i 〇 〇 pa · s而熱硬化性樹 脂成2倍以上的黏度狀態者。若為半硬化時，樹脂即不會 產生毛細管現象之流動。 製程3 :再次，如第9圖所示，以圍繞止流裝置讲 側，將混合25/z m柱徑纖維樹脂的密封劑3予以塗 再為
f成接觸子6,於止流裝置5外側之接觸塾^上進金 屬球體的觸接樹脂6b用熱硬化成樹脂之角落充 (pott ing)。金屬球體係以均句的 * 、 Αϋ-23 0^ 30, ,]Λ 脂球體’ Μ Au等金屬予以被覆者 ：=係將塑膠等樹 勾。如以Ag膏狀物（paste)形成接觸、角粒，形狀相當均 利容易產生柱徑上的偏差而有導致觸二，/ A舀粉的形狀銳 今软IT0#化之虞，唯於Au
1237209 —___ 五、發明說明（14) ---- 被$無該問題。又因採用AU微球而得以減低阻值，雖為小 和亦把減低該接觸子6之電阻值。形成接觸子6及密封劑 的基材樹脂係使用低温硬化生樹脂。 θ 製程4 :如第1 〇所示，於不含水分的氮氣分中，將複 數個。基板1以同一方向排列配置，由對齊露出外部連接端 子7見度的基板1方向將長型相對電極膜片2予以疊置，於 相對私極膜片2上轉動滾筒5 1予以移動，將複數個基板同 時黏貼。在同一方向使用長型相對極電膜片2，得在長型 相對電極膜片2上付與適度的張力予以加壓，同時，亦以 後述條件轉動滾筒5丨予以加壓。由滾筒5丨的加壓使基板1 與相對電極膜片2間的多餘空氣排除。其次，將密封劑3的 低溫熱硬化生樹脂以其可硬化的9 0°C 3 0分鐘予以加權進行 熱處理’使觸接樹脂6 b與密封劑3的樹脂硬化，以固定相 對電極膜片2及基板1，同時，亦形成連接接觸墊6 a與相對 電極膜片2的接觸子6。又同時將止流裝置5以壓扁狀，硬 化成為固定形狀。在本說明書中，將該熱處理稱為『主焙 (main-bake)』。此時，係將基板丨與相對電極膜片2間的 間隙y予以加權處理，由『主焙』作業依纖維樹脂的柱徑 予以取適化。而於本實施形態中即為2 m。之後，將相 對電極膜片2配合基板1分別切割，以完成面壓分佈感測器 1 0 〇。其於密封劑3及接觸子6採用低溫熱硬化生樹脂的原 因係，用於PET的耐熱溫度（軟化溫度）為12 0°C，而無法進 行更南溫度之熱處理之故。 再次，就止流裝置5予以說明如下：
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1237209 五、發明說明（15) 通常，於LCD中，並不形成止流裝置5，僅以密封劑3 固定兩基板。唯因於面壓分佈感測器，係為固定可撓性的 相對電極膜片2之必要，而須有止流裝置5。第1 1圖係表示 不形成止流裝置5而形成密封劑3時之剖面圖。首先，如第 1 1 ( a )圖所示，在基板1上塗附密封劑3。再將相對電極膜 片2予以疊置配備、唯因硬化前的熱硬化性樹脂之黏度 低，係如第1 1 ( b )圖所示，在基板1與相對電極膜片2間發 生毛細管現象，使密封劑3本身浸入感測器中央部而導致 不良。因而，在密封劑3内側預先設置止流裝置5，防止毛 細管現象的發生，以防止密封劑3的浸入，而提升良品 率。 如上述雖在疊置相對電極膜片2時，即使成功地不使 毛細管現象發生，亦有可能發生其他問題。因於熱硬化性 樹脂在加熱硬化時，將溶劑蒸發而發生氣體。而該氣體之 一部分被密封於面壓分佈感測器内，且因密封的空氣量難 以控制，致使感測靈敏度發生偏差，尤於最壞狀況時，有 使該密貼部分擴大為無法進行感測的問題。因而，在上述 製程2中，係於塗布止流裝置5後，以『預焙』作業使之半 硬化。因係於相對電極膜片2疊置配備前的『預焙』作 業，由止流裝置5排出氣體，故得以在疊置配備相對電極 膜片2後之『主焙』作業，防止由密封劑3及觸接樹脂6b發 生的氣體密封在感測器内部。 不形成止流裝置5，將密封劑3予以一次預熱處理，之 後，再施行硬化熱處理，亦可減低該氣體發生。唯因構成
314587.ptd 第20頁 1237209 五、發明說明（16) 相對電極膜片2的可撓性絕緣膜片的耐熱溫度較低，密封 劑即須採用低溫熱硬化成樹脂。為此，於第一次熱處理 時，有使樹脂硬化者。因而，於主硬化的熱處理作業，使 相對電極膜片的黏貼強度顯著下降，導致良品率的下降， 或發生感測器壽命的短縮問題。因此，於本實施形態中， 係將止流裝置5予以『預焙』，且另設密封劑3，因此，得 不使黏貼強度低落。更可將密封劑3形成於基板1外形的全 部，得確保更高黏貼強度。 此時的『預焙』作業，有須使之不達到主硬化的必 要。若以『預焙』使止流裝置5達到主硬化，即於後續製 程的相對電極膜片黏貼時，因止流裝置5之已無柔軟性， 該間隙G的高度須依賴止流裝置5之樹脂高度。且因止流裝 置5須於重疊配備相對電極膜片2前，有必要使流動性喪 失，故無法由止流裝置5上方按壓高度予以調整，因而， 僅能於塗布的樹脂量予以控制。因此，須使止流裝置5的 高度為半硬化階段的最終間隙G。即須與本實施形態中之 2 5// m相同或為小。但止流裝置5的高度過低時無法抑制毛 細管現象的發生，為此，在未達主硬化狀態時，將形成為 較高於間隙G，且係於之後的『主焙』製程予以押低。因 而須於此時，使止流裝置5喪失流動性，且成由『主培』 時的加壓得為押低的半硬化狀態，使間隙G得由以纖維樹 脂決定，且將基板1及相對電極膜片2間，以止流裝置5予 以填塞。 止流裝置5的材質，若為不流動之相當柔軟性物質，
314587.ptd 第21頁 1237209 五、發明說明（17) 得使用光硬化性樹脂或抗蝕劑等之任何材質，但以密封劑 3及止流裝置5為同樣的低溫硬化性樹脂為宜。若使用與密 封劑3為同一低溫硬化性樹脂時，止流裝置5與密封劑3親 和性較優，且其硬化條件相同，得以一次加熱使接觸子6 及密封劑3硬化。亦可將密封劑3及止流裝置5予以一體 化。由此，將止流裝置5於『主焙』後，做為密封劑3的一 部分作用，因而，可將密封寬度增加為1. 5至2倍，故得以 提升形成於基板1上之TFT 4a等元件之耐濕性。又若以滾 筒壓扁的止流裝置5為半硬化時，止流裝置5之彈力將作用 於剝離相對電極膜片2之方向。但由『主焙』使止流裝置5 予以主硬化狀態時，將不發生彈力，因而，得以提升良品 率。且係於密封劑3硬化的同時亦將止流裝置5予以主硬 化，因而無需另設止流裝置5的硬化製程。 然而於LCD，通常係以Ag膏形成接觸子6。於本實施形 態中，亦同樣以觸接樹脂6b使用Ag膏試作結果，於相對電 極膜片2多處發生導通不良。此乃’相對電極膜片的基材 PET之玻璃轉移溫度為67°C、PEN為113°C而採用『主焙』 條件為9 0°C 3 0分鐘，唯因Ag膏硬化溫度為1 2 0°C而未能使 A g膏基材到達硬化狀態，而導致介面強度劣化者。因此， 於本實施形態中，亦係於觸接樹脂6 b使用與密封劑3、止 流裝置5等為同一的低溫熱硬化性樹脂，混合Au球體者。 且由使觸接樹脂6b為低溫熱硬化性樹脂，可使觸接樹脂6b 確實硬化而獲得充分的介面強度。 第1 2圖係表示接觸子6部分的剖面圖。此乃第1圖中之
314587.ptd 第22頁 !2372〇9 ____- 發明說明（18) 兩民線剖面圖。如第1 2 ( a )圖處示，係將接觸子6設於密封 f 3内側，可將接觸子6與外氣隔離，因而，得防止接觸子 的^劣化。更係將接觸子6設於止流裝置5外側，可防止硬 化#的觸接樹脂6 b浸入感測器部。因此，將接觸子6設於 止流裝置5及密封劑3間為最宜。 一又若將接觸子6配置於密封劑3内側，係如第1 2 ( b )圖 所示’可將相對電極膜片2之導電膜2b延至密封劑3内側， 將對應於密封劑3位置的導電膜2b去除後予以固定時，可 使由PET或PEN所成的可撓性絕緣膜片2a露出，再將密封劑 3予以固定’即可於可撓性絕緣膜片2a及導電膜2b間之防 止由膜剝離導致的剝離電場，而提升信賴性。又係以樹脂 在基板1上形成覆蓋於接觸墊6緒。因此，接觸墊6 a不露 出，亦得以防止因氧化導致的劣化。 所其次’說明製程4中使用的滾筒5 1。首先，滾筒的材 質係使用石夕樹脂、聚碳酸酯、Αβ撕脂等，硬度5 〇度以上 者為宜。若能為5 〇至1 5 〇度最適當。亦可用陶瓷、金屬、 玻璃等，為進行氣體控制準確，係以具有某一硬度的材質 為宜。若係硬度未滿5 〇度的軟質材者，該滾筒5丨本身發生 彎曲而無法準確控制氣量。 滾筒51的壓力以1〇〇至iooog/cm較宜。滾筒速度即以 至5 0mm/ s為宜。又於黏貼時的張力為1 〇 〇至3 〇 〇 〇 g。 相對電極膜片2於感測時需要最適張力。因相對電極 膜片2具可撓性，且因封裝物為氣體。尤如第丨3圖所示， 於感測時為滑動手指，在張力不足時，可能於相對電極膜
1237209 ^__ 五、發明說明（19) 片2產生不必要的撓曲1 5 〇 益
時，可於黏貼後，由加熱處:/進行最適的感蜊。此 pET)收縮，以進行獲得最適張性導電膜片（PE 『收縮培』）。為基材收：二 可撓性絕緣膜片2a之玻螭轉移温 收、、、侣釔』係以高於 進行短時間即可。尤係以高於=二絲且低於軟化點的溫度 宜。例如：PEN的玻璃轉移、、w、诤呙轉移溫度1 0至2(rc為 即可由高於該溫度1〇Λΐ;;度丄為⑽/打即為咖， 由『收縮培』的進行，:分鐘的熱處理。 …使之於觸接滑動時2a基材收縮' :張力。純縮過度’將使可撓性絕緣 ： 此，以收縮2%為宜。 a心更化u 其次，在相對電極膜片2及基板丨間， 空氣，*氮氣。若於内部空氣含有水m :封形態中，係在相對電極膜片= 二
Lii艾而：裝填不含水分的氮氣。•此，防止TFT 发* K刀曰而名化或特性偏移。雖該裝填氣體，可不限定於 ^ ^ w ^為對基板1之構造或與相對電極膜片2面不為反應 的^性乳體。為避免水分對TFT4a的侵入，雖可使用不促 進反應的乾燥空氣，但於空氣中混合有氧氣成分、因而， 以，用氮氣較適宜。雖可用Ar、Ne、Kr等所謂的惰性元素 所，的氣體，唯以本實施形態中，係採用能以廉價實施的 氣氣者。惟若可以不考慮TFT4a的劣化特性之迁移時，可
1237209 五、發明說明（20) 使用一般的空氣而無需使用乾燥空氣。 【發明的效果】 如上述，本發明係將基板及相對電極膜片2的開離間 隙設定於1 5 // in以上，以抑制裝填空氣量的偏差，進而用 於抑制感測靈敏度。又可防止狹窄間隙之密封劑3未硬 化、亦能防止因相對電極膜片2的剝落，使外氣侵入感測 器内部導致之信賴性低落等。又可於黏貼相對電極膜片2 時，減低於中央附近與基板1密貼的不良，以提升製造良 品率。 復將基板及相對電極膜片的開離間隙設定於4 0// m以 下，因此，得以防止裝填於感測器内部之空氣量過多，以 致於感測靈敏度顯著低落的不適合狀態。 又因係以混合在密封劑的纖維樹脂，決定基板及相對 電極膜片間的開離間隙，雖係較LCD等為寬的開離，亦得 以小誤差予以製成。因此，其感測靈敏度的誤差亦小。 依本發明的製造方法，係於大量生產時，能獲得均勻 間隙的再現性，且係於黏貼相對電極膜片之密封劑3混合 柱徑為2 5// m的樹脂纖維，雖感測器内之裝填物為氣體， 亦能獲得均一間隙，以進行安定生產的製造程序。
3]4587.ptd 第25頁 1237209 圖式簡單說明 【圖式簡早說明】 第1圖為說明本發明的平面圖。 第2圖為說明本發明的剖面圖。 第3圖為說明本發明的分解斜視圖。 第4 ( a )圖為說明本發明的平面圖。 第4 (b )圖為說明本發明的剖面圖。 第5 ( a )圖為說明本發明的剖面圖。 第5 (b )圖為說明本發明的動作電路圖。 第6 ( a )圖及第6 ( b )圖為說明本發明的剖面圖。 第7 ( a )圖及第7 ( b )圖為說明本發明的剖面圖。 第8圖為說明本發明的平面圖。 第9圖為說明本發明的平面圖。 第1 0圖為說明本發明的平面圖。 第1 1 ( a)圖及第1 1 (b)圖為說明本發明的剖面圖。 第1 2 ( a )圖及第1 2 ( b )圖為說明本發明的剖面圖。 第1 3圖為說明本發明的剖面圖。 第1 4圖為說明習用技術的（a )平面圖、（b )剖面圖 (c )剖面圖。 1 基板（母玻璃） 2a 可撓性絕緣膜片 3、2 0 3 密封劑 4a TFT 5 止流裝置 2、2 0 2 相對電極膜片 2b、2 0 2b 導電膜 4、2 0 4 單位檢測元件 4b、2 0 4b 觸接電極 6 接觸子
314587.ptd 第26頁 1237209
圖式簡單說明 6 a 接觸墊 6b 觸接樹脂 7 外部連接端子 8 閘極線 8 a 閘極電極 9 汲極線 9 a 汲出電極 10 基板 11 活性層 12 閘極絕緣膜 13 層間絕緣膜 14 平坦化膜 15 電阻 16 檢測器 50 劃片線（s c r i b e 1 i n e ) 51 滾筒 70 X向暫存器 80 Y向暫存器 100 、200面壓分佈感測器 150 撓曲 201 基板 2 0 2 a 可撓性導 204a TFT 314587.ptd 第27頁

Claims (1)

  1. 一號 92112287 修正 六、申請專利範圍 1. 一種面壓 設在 由密 設的可撓 上述 15至 40// 2. 如申請專 上述 狀，且具 極， 而將 無導通， 面壓分佈 3. 如申請專 上述 由上 膜片間之 4. 如申請專 上述 5. 如申請專 備： 配置 分佈感測 基板上之 封劑固定 性導電膜 基板與上 m者。 利範圍第 單位檢測 有轉接元 上述 由上 者。 利範 密封 述纖 開離 利範 纖維 利範 觸接 述轉 圍第 劑係 維樹 間隔 圍第 樹脂 圍第 器，係具有： 單位檢測元件；以及 於上述基板，且相對於上述基板而 片，其中， 述可撓性導電膜片間之開離間隔為 1項之面壓分佈感測器，其中， 元件係於上述基板上配置為矩陣 件及與該轉接元件連接的觸接電 電極與上述可撓性導電膜片間之有 接元件的依序導通（on )，以計測該 1項之面壓分佈感測器，其中， 混合纖維樹脂，且 脂決定上述基板與上述可撓性導電 者。 3項之面壓分佈感測器，其中， 係具1 5至4 0// m的直徑者。 1項之面壓分佈感測器，其中，係具 於上述密 配置於上述密 一種面壓分佈感測 封劑内側的止流裝置， 封劑内側的接觸塾者。 器的製造方法，係具有 及
    314587(修正版).6tc 第28頁 112372(¾1 丨0 Γ:沿：諸號92112287_年"月以曰 修正_ 六、申請專利範圍 在基板上形成單位檢測元件的製程； 於上述基板周圍形成止流裝置的製程； 在上述止流裝置外圍塗布混合纖維樹脂之密封劑 的製程；以及 在相對於上述基板，以1 5至4 0// in的開離間隔黏貼 可撓性導電膜片的製程者。 7. 如申請專利範圍第6項之面壓分佈感測器的製造方法， 其中，於上述可撓性導電膜片的黏貼製程中， 在上述基板與上述可撓性導電膜片間封入空氣 者。 8. 如申請專利範圍第6項之面壓分佈感測器的製造方法， 其中，上述單位檢測元件的形成製程係具備： 在上述基板上形成矩陣狀之複數個轉接元件的製 程；以及 在上述轉接元件上形成連接於上述轉接元件的觸 接電極的製程者。 9. 一種面壓分佈感測器，係具有： 基板； 沿上述基板外周而設的密封劑； 設於上述基板上之上述密封劑内側的單位檢測元 件；以及 藉由上述密封劑固定於上述基板，且相對於上述 基板而設的可撓性導電膜片，其中具備： 配置於上述密封劑内側的止流裝置者。
    314587(修正版）.ptc 第29頁 ί237209 Cfi m 1|案號92112287_/少年月/相 修正_ 六、申請專利範圍 1 0 .如申請專利範圍第9項之面壓分佈感測器，其中， 上述單位檢測元件係於上述基板上配置為矩陣 狀，且具有轉接元件及與該轉接元件連接的觸接電 極， 而將上述觸接電極與上述可撓性導電膜片間之有 無導通，由上述轉接元件的依序導通（on )，檢測該面 壓分佈者。 1 1.如申請專利範圍第9項之面壓分佈感測器，其中，復具 有： 連接上述基板與上述可撓性導電膜片的接觸子， 且上述接觸子係配置於上述密封劑内側者。 1 2 .如申請專利範圍第9項之面壓分佈感測器，其中，復具 有： 連接上述基板與上述可撓性導電膜片的接觸子， 且上述接觸子係配置於上述止流裝置外側者。 1 3 .如申請專利範圍第9項之面壓分佈感測器，其中，復具 有： 連接上述基板與上述可撓性導電膜片的接觸子， 且上述接觸子係配置於上述密封劑與上述止流裝 置之間者。 1 4.如申請專利範圍第9項之面壓分佈感測器，其中， 上述止流裝置，係與上述密封劑為同一材料者。 1 5. —種面壓分佈感測器的製造方法，係具備： 在基板上形成單位檢測元件的製程；
    314587(修正版）.ptc 第30頁 案號 92112287 7； 修正 六、申請專利範圍 於上述基板周圍塗布熱硬化性樹脂，進行第1熱處 理而形成止流裝置的製程； 在上述熱硬化性樹脂外周塗布密封劑的製程；以 及 於上述基板黏貼可撓性導電膜片，進行第2熱處理 的製程者。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中， 參 於上述第1熱處理中，使上述熱硬化性樹脂為半硬 化者。 1 7.如申請專利範圍第1 5項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中， 上述第2熱處理係將加熱溫度調整為高於上述第1 熱處理， 且使上述密封劑硬化以固定上述可撓性導電膜 片，同時亦使上述止流裝置硬化者。 1 8.如申請專利範圍第1 5項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中， 上述止流裝置係以與上述密封劑相同的材料而形 成者。 1 9.如申請專利範圍第1 5項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中，復具備： 在塗布上述密封劑後，再塗布混有導電性粒子的 熱硬化性樹脂的製程，
    314587(修正版）.ptc 第31頁
    辯號92112287 乃年A月/ 4曰 修正_ 六、申請專利範圍 且在上述第2熱處理中，形成連接於上述可撓性導 電膜片的接觸子者。 2 0 . —種面壓分佈感測器，係具有： 設在基板上之單位檢測元件；以及 由密封劑固定於上述基板，且相對於上述基板而 設的可撓性導電膜片，其中， 在上述基板與上述可撓性導電膜片及密封劑所圍 的空間係封裝不促進反應的惰性氣體者。 2 1.如申請專利範圍第2 0項之面壓分佈感測器，其中， 上述惰性氣體為氮氣者。 2 2 .如申請專利範圍第2 0項之面壓分佈感測器，其中， 上述惰性氣體為乾燥空氣者。 2 3 .如申請專利範圍第2 0項之面壓分佈感測器，其中， 上述惰性氣體係包含惰性元素者。 2 4. —種面壓分佈感測器的製造方法，係具備： 在基板上形成單位檢測元件的第1製程； 於上述基板外周塗上密封劑的第2製程；以及 於惰性氣體環境中，相對於上述基板，將可撓性 導電膜片予以黏貼的第3製程者。 2 5 .如申請專利範圍第2 4項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中， 於上述第3製程中，在上述基板與上述可撓性導電 膜片，及密封劑所圍的空間封裝上述惰性氣體者。 2 6 .如申請專利範圍第2 4項之面壓分佈感測器的製造方
    314587(修正版）.ptc 第32頁 R37209 /¾ (〇 Μ· 六、申請專利範圍 法，其中， 上述惰 2 7 .如申請專利 法，其中， 上述惰 2 8 .如申請專利 法，其中， 上述惰 2 9 . —種面壓分 在基板 於上述 在上述 性導電膜片 封劑硬化而 3 0.如申請專利 法，其中， 上述滾 3 1.如申請專利 法，其中， 上述滾 3 2 .如申請專利 法，其中， g/ cm 2者 ° 3 3 .如申請專利 案號 92112287 修正 年/t月州日 性氣體為氮氣者。 範圍第2 4項之面壓分佈感測器的製造方 性氣體為乾燥空氣者。 範圍第2 4項之面壓分佈感測器的製造方 性氣體係包含惰性元素者。 佈感測器的製造方法，係具備： 上形成單位檢測元件的製程； 基板外周塗布密封劑的製程；以及 基板重疊配置可撓性導電膜片，且於可撓 上轉動滾筒而加壓，藉由熱處理使上述密 固定的製程者。 範圍第2 9項之面壓分佈感測器的製造方 筒係由樹脂製成，硬度為5 0至1 5 0度者。 範圍第2 9項之面壓分佈感測器的製造方 筒係由金屬，或玻璃，或陶瓷製成者。 範圍第2 9項之面壓分佈感測器的製造方 移動上述滾筒的壓力為100g/cm2至1000 範圍第2 9項之面壓分佈感測器的製造方
    314587(修正版）.ptc 第33頁 92112287 修正 1337209 令(Ό φΆ 六、申請專利範1圍 申請專利： 法，其中，移動上述滾筒的速度為5至5 0 m m / s e c者。 3 4 .如申請專利範圍第2 9項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中， 當在上述基板重疊配置可撓性導電膜片時，於上 述滾筒轉動方向，對上述可撓性導電膜片施加1 0 0至 3 0 0 0 g的張力者。 3 5. —種面壓分佈感測器的製造方法，係具備： 在基板上形成單位檢測元件的製程； 於上述基板外周塗布密封劑的製程； 在上述基板重疊配置可撓性導電膜片，藉由第1熱 處理使上述密封劑硬化而固定的製程；以及 藉由第2熱處理而使上述可撓性導電膜片收縮的製 程者。 3 6 .如申請專利範圍第3 5項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中， 藉由上述第2熱處理，使上述可撓性導電膜片之基 材之高分子膜收縮1至3 %者。 3 7 .如申請專利範圍第3 5項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中， 上述第2熱處理係以較上述可撓性導電膜片之基材 之高分子膜的玻璃轉移溫度為高，且較軟化點溫度為 低的溫度進行者。 3 8 .如申請專利範圍第3 5項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中
    314587(修正版）.ptc 第34頁 ||；57纖頁 Η- Pi -q l 92112287 °h 年/Ί:月丨々曰 修正 上述第 之南分子膜 者。 3 9 · —種 設的 子， 者。 4 0 ·如申 面壓分 設在基 由密封 可撓性 將上述 其中， 上述接 請專利 上述單 且具有 ， 而將上 通，由 分佈者 請專利 上述導 請專利 上述低 2熱處理係以較上述可撓性導電膜片之基材 的玻璃轉移溫度為高1 0至2 0°C的高溫進行 佈感測器，係具有： 板上之單位檢測元件； 劑固定於上述基板，且相對於上述基板而 導電膜片；以及 基板與上述可撓性導電膜片連接的接觸 觸子係於低溫熱硬化性樹脂混合導電粒子 範圍第3 9項之面壓分佈感測器，其中， 位檢測元件係於上述基板上配置成矩陣 :轉接元件，及與該轉接元件連接的觸接 述觸接電極與上述可撓性導電膜片間之有 上述轉接元件的依序導通（on )，而計測該 〇 範圍第3 9項之面壓分佈感測器，其中， 電粒子係以球體樹脂被覆金屬膜而成者。 範圍第3 9項之面壓分佈感測器，其中， 溫熱硬化性樹脂係與上述密封劑為同一材 狀， 電極 無導 面壓 4 1 ·如申 4 2 ·如申 料者。 4 3. —種面壓分佈感測器的製造方法，係具備
    314587(修正版）.ptc 第35頁 I 辦209c ：<^ 92112287 y、年〆月…日 修正_ 六、申請專利範圍 在基板上形成單位檢測元件及接觸墊的製程； 於上述基板上的上述單位檢測元件圍繞的周圍塗 布熱硬化性樹脂，進行第1熱處理以形成止流裝置的製 程； 在上述止流裝置外周塗布密封劑的製程； 於上述接觸墊上塗布混合導電粒子的接觸樹脂的 製程；以及 將相對於上述基板之可撓性導電膜片予以重疊配 置，進行第2熱處理固定上述可撓性導電膜片，同時使 上述接觸樹脂硬化，以形成連接上述接觸墊與可撓性 導電膜片的連接子的製程者。 4 4.如申請專利範圍第4 3項之面壓分佈感測器的製造方 法，其中， 上述接觸樹脂係在與上述密封劑相同材料的基材 中混合導電粒子者。
    314587(修正版）.ptc 第36頁
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