專利名稱：觸摸面板用光波導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸摸面板用光波導(dǎo)。
技術(shù)背景觸摸面板，是用手指或?qū)Ｓ玫墓P等直接觸及液晶顯示器等的畫面，從而對(duì)機(jī)器進(jìn)行操作等的輸入裝置，其結(jié)構(gòu)，具有顯示操作內(nèi) 容等的顯示器，和檢測(cè)該顯示器的畫面上的上述手指等的觸及位置(坐 標(biāo))的檢測(cè)單元。并且，將用該檢測(cè)單元檢測(cè)到的觸及位置的信息作 為信號(hào)發(fā)送，進(jìn)行顯示于該觸及位置的操作等。作為應(yīng)用這樣的觸摸 面板的機(jī)器，可以列舉金融機(jī)構(gòu)的ATM、車站的售票機(jī)、便攜游戲機(jī) 等。作為上述觸摸面板中的手指等的觸及位置的檢測(cè)單元，已提出了 利用光傳輸裝置等的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1 (US2004/0201579A1))。即，該光傳輸裝置，將光波導(dǎo)設(shè)置于矩形 的顯示器的畫面周緣部，從設(shè)置于該顯示器的畫面的一側(cè)部的光波導(dǎo) 與顯示器的畫面平行地射出多條光，并使得這些光，射入到設(shè)置于另 一側(cè)部的光波導(dǎo)。利用這些光傳輸裝置，在顯示器的畫面上，使光形 呈格子狀地行走狀態(tài)。而且，當(dāng)在這個(gè)狀態(tài)下用手指觸及顯示器的畫 面后，則該手指將截?cái)喙獾囊徊糠郑虼松淙牍庖粋?cè)的光波導(dǎo)將感知 到該被截?cái)嗟牟糠?，從而可以檢測(cè)到上述被手指觸及部分的位置。另一方面，作為光傳輸裝置，已提出了提高光傳輸效率的方法(例 如，參照專利文獻(xiàn)2 (JP特開2003-4960號(hào)公報(bào)))。即，在通常的 光波導(dǎo)中，光的射出面(芯的前端面)呈平面狀，從光波導(dǎo)向空氣中 射出的光呈放射狀地發(fā)散。因此，光傳輸效率呈較低的狀態(tài)。所以， 在上述專利文獻(xiàn)2的光傳輸裝置中，將射出光的光波導(dǎo)的前端部，與該波導(dǎo)相同地，形成為由下包層、芯層、上保層的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第 1透鏡，利用該笫l透鏡，防止光在橫方向上的發(fā)散，進(jìn)而在其前方(光前進(jìn)的方向)隔開一斷距離，配設(shè)第2透鏡，利用該第2透鏡， 防止光在縱方向上的發(fā)散。從而，通過(guò)第2透鏡后的光成為平行光線。 進(jìn)而，在射入光的光波導(dǎo)一側(cè)，也設(shè)有上述第1及第2透鏡，用第2 透鏡使上述平行光線收斂于縱方向并聚焦，進(jìn)而用第l透鏡使之收斂 于橫方向并聚焦，以該聚焦?fàn)顟B(tài)，使光射入到光波導(dǎo)。如此一來(lái)，提 高了光傳輸效率。發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的課題但是，在上述專利文獻(xiàn)2的光傳輸裝置中，第1透鏡和第2透鏡 分體設(shè)置，因此如果不能正確地進(jìn)行兩個(gè)透鏡的對(duì)位，則不能充分地 提高光傳輸效率。而且，該對(duì)位需要時(shí)間。本發(fā)明鑒于以上情況而提出，其目的在于提供一種不需要對(duì)鏡頭 進(jìn)行對(duì)位的觸摸面板用光波導(dǎo)。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第l要點(diǎn)在于一種觸摸面板用光波 導(dǎo)，具有平板狀的基底；形成于該基底表面的芯；和以包含該芯的 狀態(tài)所形成的上包層，是沿觸摸面板的顯示器的畫面周緣部設(shè)置，射 出光的芯的端部定位于上述顯示器的畫面的一側(cè)部，射入該光的芯的 端部定位于上述顯示器的畫面的另一側(cè)部的觸摸面板用光波導(dǎo)，其特 征在于射出上述光的芯的端部形成為抑制向橫方向的光的發(fā)散的第 1透鏡部，覆蓋射出上述光的芯的端部的上包層的端部形成為抑制向 縱方向的光的發(fā)散的第2透鏡部，覆蓋射入上述光的芯的端部的上包 層的端部形成為將射入光進(jìn)一步收斂于縱方向并聚焦的第3透鏡部， 射入上述光的芯的端部形成為將射入光進(jìn)一步收斂于橫方向并聚焦的 第4透鏡部。此外，本發(fā)明的第2要點(diǎn)在于一種觸摸面板用光波導(dǎo)，具有有 透光性的下包層；形成于該下包層表面的芯；以包含該芯的狀態(tài)所形成的上包層，是沿觸摸面板的顯示器的側(cè)周面設(shè)置，射出光的芯的端 部定位于上述顯示器的一側(cè)部，射入該光的芯的端部定位于上述顯示器的另一側(cè)部的帶狀的觸摸面板用光波導(dǎo)，其特征在于射出上述光 的芯的端部形成為抑制向橫方向的光的發(fā)散的第l透鏡部，在覆蓋射 出上述光的芯的端部的上包層的端部表面上形成抑制向縱方向的光的 發(fā)散的第l反射層，在覆蓋射入上述光的芯的端部的上包層的端部表 面上形成將射入的光進(jìn)一步收斂于縱方向并聚焦的第2反射層，射入 上述光的芯的端部形成為將射入的光進(jìn)一步收斂于橫方向并聚焦的第 4透鏡部。發(fā)明效果本發(fā)明的第l要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)中，射出光的芯的端部形 成為抑制向橫方向的光的發(fā)散的第l透鏡部，進(jìn)而，覆蓋該第l透鏡 部的上包層的端部，形成為抑制向縱方向的光的發(fā)散的第2透鏡部。 即，上述第l透鏡部是光射出芯的一部分，第2透鏡部是上包層的一 部分，它們形成一體。為此，本發(fā)明的第l要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)， 在制作時(shí)已經(jīng)形成了上述第l鏡頭部和第2鏡頭部的對(duì)位后的狀態(tài)。 因此，不需要進(jìn)行上述第l鏡頭部和第2鏡頭部的對(duì)位。另外，對(duì)于 射入光的一側(cè)，也同樣，射入光的芯的端部，形成為將射入光收斂于 橫方向并聚焦的第4透鏡部，進(jìn)而，覆蓋該第4鏡頭部的上包層的端 部，形成為將射入光收斂于縱方向并聚焦的第3透鏡部，因此不需要 進(jìn)行該第3鏡頭部和第4鏡頭部的對(duì)位。本發(fā)明的第2要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)中，射出光的芯的端部形 成為抑制向橫方向的光的發(fā)散的第1透鏡部，進(jìn)而，在覆蓋該第l透 鏡部的上包層的端部表面，形成了抑制向縱方向的光的發(fā)散的第1反 射層。即，上述第l透鏡部是光射出芯的一部分，第l反射層形成于 上包層的表面，它們形成一體。所以，本發(fā)明的第2要點(diǎn)的觸摸面板 用光波導(dǎo)，在制作時(shí)已經(jīng)成為了上述第l鏡頭部和第l反射層對(duì)位后 的狀態(tài)。因此，不需要進(jìn)行上述第l鏡頭部和第l反射層的對(duì)位。另 外，對(duì)于射入光的一側(cè)，也同樣，射入光的芯的端部形成為將射入的光收斂于橫方向并聚焦的第4透鏡部，進(jìn)而，在覆蓋該第4鏡頭部的 上包層的端部表面，形成了將射入光收斂于縱方向并聚焦的第2反射 層，因此不需要進(jìn)行該第2反射層和第4鏡頭部的對(duì)位。


圖l示意性地表示本發(fā)明的第l要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)的一個(gè) 實(shí)施方式，(a)是其俯視圖，(b)是其X-X剖面圖。圖2是示意性地表示釆用了上述觸摸面板用光波導(dǎo)的觸摸面板的 斜視圖。圖3示意性地表示上述觸摸面板用光波導(dǎo)中的光的傳輸狀態(tài)，(a ) 是從與下包層垂直的方向觀察的說(shuō)明圖，(b)是從與下包層平行且 與光的傳輸方向垂直的方向觀察的說(shuō)明圖。圖4示意性地表示上述觸摸面板用光波導(dǎo)的制造方法，(a)是 其俯視圖，(b)是其X-X剖面圖。圖5示意性地表示上述觸摸面板用光波導(dǎo)的制造方法，(a)是 其俯視圖，(b)是其X-X剖面圖。圖6示意性地表示上述觸摸面板用光波導(dǎo)的制造方法，(a)是 其俯視圖，(b)是其X-X剖面圖，(c)是(a)中以圓C圏出的 芯的端部的擴(kuò)大圖。圖7示意性地表示上述觸摸面板用光波導(dǎo)的制造方法，(a)是其俯視圖，(b)是其x-x剖面圖。圖8是示意性地表示上述觸摸面板用光波導(dǎo)的上包層的端部的制 造方法的剖面圖。圖9是示意性地表示上述觸摸面板用光波導(dǎo)的芯及上包層的端部 的剖面圖。圖IO是示意性地表示本發(fā)明的第1要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)的 其他實(shí)施方式的剖面圖。圖11是示意性地表示本發(fā)明的第2要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)的 一個(gè)實(shí)施方式的正視圖。圖12是示意性地表示采用了上述觸摸面板用光波導(dǎo)的觸摸面板 的斜視圖。圖13示意性地表示上述觸摸面板用光波導(dǎo)中的光的傳輸狀態(tài)的、 從與下包層平行且與光的傳輸方向垂直的方向觀察的說(shuō)明圖。附圖標(biāo)記的說(shuō)明3:芯，4:下包層，31:第1透鏡部，32:第4透鏡部，41:第 2透鏡部，42:第3透鏡部。
具體實(shí)施方式
接下來(lái)，根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。 圖1 (a) 、 (b)表示本發(fā)明的第l要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)的 一個(gè)實(shí)施方式。該實(shí)施方式的觸摸面板用光波導(dǎo)，具有2個(gè)L形光波 導(dǎo)A、 B，其中一個(gè)L形光波導(dǎo)A形成射出光(圖示的箭頭)的一側(cè)， 另一個(gè)L形光波導(dǎo)B形成射入光的一側(cè)。這2個(gè)L形光波導(dǎo)A、 B， 均以由下包層(平板狀的基底)2和上包層4包覆多個(gè)芯3的狀態(tài)形 成為L(zhǎng)形平板狀，如圖2所示，包圍觸摸面板10的矩形的顯示器11 的畫面，沿其畫面周緣部的矩形設(shè)置。在這個(gè)狀態(tài)中，射出光的芯3 的端部被定位于顯示器11的畫面的一側(cè)部，射入光的芯3的端部被定 位于顯示器11的畫面的另一側(cè)部。此外，在圖1 (a)及圖2中，以 虛線表示芯3，虛線的粗細(xì)表示芯3的粗細(xì)。并且，圖l(a)、 (b) 及圖2中，從略圖示了芯3的數(shù)量。其后的附圖也進(jìn)行了同樣地處理。 接下來(lái)，如圖3 (a) 、 (b)所示，在射出光L一側(cè)的L形光波 導(dǎo)A中，射出光L的芯3的端部，形成為抑制向橫方向(沿下包層2 的方向)的光的發(fā)散的透鏡部(第1透鏡部31)，將其覆蓋的上包層 4的端部，形成為抑制向縱方向(沿與下包層2垂直的面的方向)的 光的發(fā)散的透鏡部(第2透鏡部41)。并且，射入光L 一側(cè)的L形 光波導(dǎo)B也一樣，覆蓋射入光L的芯3的端部的上包層4的端部，形 成為將射入的光收斂于縱方向(沿與下包層2垂直的面的方向)并聚焦的透鏡部(第3透鏡部42)，射入光L的芯3的端部，形成為將射 入的光L收斂于橫方向(沿下包層2的方向)并聚焦的透鏡部(第4 透鏡部32 )。更詳細(xì)地說(shuō)，如圖l(a)所示，在本實(shí)施例中，芯3的圖案如下 構(gòu)成，光射出芯3從L形光波導(dǎo)A的一端在L形光波導(dǎo)A的內(nèi)側(cè)(圖 2的顯示器L1的畫面一側(cè))以等間隔并行狀態(tài)延伸，光射入芯3從L 形光波導(dǎo)B的一端在L形光波導(dǎo)B的內(nèi)側(cè)(圖2的顯示器L1的畫面 一側(cè))以等間隔并行狀態(tài)延伸。如圖3(a)、 (b)所示，朝向L形 光波導(dǎo)A的內(nèi)側(cè)的光射出芯3的端面，呈俯視略圓弧狀突出，成為凸 形狀的第1透鏡部31。同樣地，朝向L形光波導(dǎo)B的內(nèi)側(cè)的光射入 芯3的端面，呈俯視略圓弧狀突出，成為凸形狀的第4透鏡部32。第 1透鏡部31及第4透鏡部32的形狀，并不限定于上述凸透鏡形狀， 例示有菲涅耳透鏡形狀、光柵透鏡形狀等，其中，從節(jié)省空間化的觀 點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選光柵透鏡形狀。覆蓋光射出芯3的第1透鏡部31及光射入芯3的第4透鏡32的 上包層4的端緣部，呈側(cè)視略l/4圓弧狀。由此，覆蓋光射出芯3的 第1透鏡部31的上包層4的端緣部，成為略凸形狀的第2透鏡部41， 覆蓋光射入芯3的第4透鏡部32的上包層4的端緣部，成為略凸形狀 的第3透鏡部42。上包層4的第2鏡頭部41及第3鏡頭部42的形狀， 不限定于上述的略凸形狀，也可以為其他形狀。接下來(lái)，如圖2所示，上述2個(gè)L形光波導(dǎo)A、 B,在設(shè)置于觸 摸面板10的顯示器11的畫面周緣部的狀態(tài)下，在射出上述光L的一 側(cè)的L形光波導(dǎo)A的一端部(圖2中右下部)a，在光射出芯上連接 光源(未圖示)，在射入光L的一側(cè)的L形光波導(dǎo)B的一端部(圖2 中右下部)b，在光射入芯上連接檢測(cè)器(未圖示)。接下來(lái)，如圖3 (a) 、 (b)所示，在射出光L的一側(cè)的L形光 波導(dǎo)A中，從各光射出芯3的端部射出的光L,根據(jù)其端部的第l透 鏡部31的折射作用，首先，抑制向橫方向(沿下包層2的方向)的發(fā) 散。繼而，該光L，根據(jù)上包層4的端部的第2透鏡部41的折射作用，抑制向縱方向(沿與下包層2垂直的面的方向)的發(fā)散。繼而，該光 L，沿上述顯示器11的畫面前進(jìn)。即，在上述顯示器11的畫面上前 進(jìn)的光，根據(jù)上述2個(gè)透鏡部(第1透鏡部31及第2透鏡部41)的 折射作用，成為被抑制了發(fā)散的平行光線。接下來(lái)，在射出光L的一側(cè)的L形光波導(dǎo)B中，向上包層4的 端部射入的上述平行光線，根據(jù)上包層4的端部的第3透鏡部42的折 射作用，進(jìn)而被收斂于縱方向(沿與下包層2垂直的面的方向)并聚 焦。繼而，該光L,根據(jù)光射入芯3的端部第4透鏡部32的折射作用， 進(jìn)而被收斂于橫方向(沿下包層2垂直的方向)并聚焦。即，向射入 光L的一側(cè)的L形光波導(dǎo)B射入的光，根據(jù)上述2個(gè)透鏡部(第3 透鏡部42及第4透鏡部32 )的折射作用，成為聚焦的光，并在光射 入芯3內(nèi)前進(jìn)。這樣，如圖2所示，在上述觸摸面板10的顯示器11的畫面上， 利用2個(gè)L形光波導(dǎo)A、 B，光L成為平行光線、格子狀行走的狀態(tài)。 因此，在這個(gè)狀態(tài)下當(dāng)用手指觸及顯示器11的畫面后，可以更準(zhǔn)確地 檢測(cè)上述手指觸及部分的位置。并且，射入到L形光波導(dǎo)B的光射入 芯3的光L因?yàn)槭菍腖形光波導(dǎo)射出的光L進(jìn)行聚焦，所以觸摸面 板用光波導(dǎo)的光傳輸效率增高，因此，可以進(jìn)一步提高上述檢測(cè)的準(zhǔn) 確性。此外，圖2中僅表示了光L的一部分。此外，上述L形光波導(dǎo)A、 B的尺寸等，可以設(shè)定為與觸摸面板 10的顯示器11的大小相對(duì)應(yīng)，但對(duì)其并不特別限定，例如，橫與縱 的長(zhǎng)度，分別設(shè)定為30~300mm左右，L形的線寬，*沒(méi)定為50nm ~ 2mm左右。并且，射出光(射入光)的芯3的數(shù)量，也可以根據(jù)顯示 于顯示器11的畫面的操作內(nèi)容的數(shù)量等對(duì)應(yīng)地設(shè)定，而對(duì)其并不特別 限定，例如，可以i殳定為20~ IOO才艮左右。接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的第l要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)的制造方法 的一個(gè)例子。首先，如圖4 (a) 、 (b)所示，準(zhǔn)備制造上述觸摸面板用光波 導(dǎo)[參照?qǐng)D1 (a) 、 (b) l的平板狀的基臺(tái)1。作為該基臺(tái)1,并不特別限定;作為其形成材料，可以列舉樹脂、玻璃、硅、金屬等；作為 上述樹脂，例如，可以列舉聚丙烯(polypropylene)、聚乙烯(polyethylene)、聚萘乙烯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚降冰 片烯、聚酰亞胺等。其中，從抑制向基臺(tái)1的泄漏光的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu) 選基臺(tái)1的折射率低的情況，例如列舉聚丙烯、玻璃、硅等。并且， 基臺(tái)1的厚度也不特別限定，通常設(shè)定在20nm(膜狀的基臺(tái)l)~5mm(板狀的基臺(tái)1)的范圍內(nèi)。繼而，在上述基臺(tái)1的表面的規(guī)定區(qū)域，形成下包層2。作為該 下包層2的形成材料，列舉聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、光聚合性樹脂、 感光性樹脂等。并且，該下包層2的形成方法，并不特別限制，例如， 可以基于將上述樹脂溶解于溶劑的清漆涂布在基臺(tái)1之后硬化而進(jìn) 行。上述清漆的涂布，例如，可以采用旋涂法、浸漬法、澆鑄法、注 壓法、墨噴法等進(jìn)行。另外，上述硬化，根據(jù)下包層2的形成材料或 厚度等適當(dāng)進(jìn)行，例如，釆用聚酰亞胺樹脂作為下包層2的形成材料 時(shí)，采用300 400。Cx60 180分鐘的加熱處理來(lái)進(jìn)行；采用光聚合性 樹脂作為下包層2的形成材料時(shí)，釆用在1000 5000mJ/cm2的紫外 線照射后，以80 120。Cxl0 30分鐘的加熱處理來(lái)進(jìn)行。并且，下包 層2的厚度，通常，在多模光波導(dǎo)的情況下，設(shè)定為5 50^im,在單 模光波導(dǎo)的情況下，設(shè)定為l 20nm。繼而，如圖5(a)、 (b)所示，在上述下包層2的表面形成在 后作為芯3[參照?qǐng)D6 (a) ~ (c)j的樹脂層3a。作為該樹脂層3a的 形成材料，通常舉出光聚合性樹脂，采用折射率大于上述下包層2以 及下述上包層4 (參照?qǐng)D9)的形成材料的材料。該折射率的調(diào)整，例 如，可以調(diào)整上述下包層2、芯3、上包層4的各形成材料的種類的選 擇或組成比例來(lái)進(jìn)行。并且，上述樹脂層3a的形成，并不特別限制， 而是與上述相同，例如，可以利用將光聚合性樹脂溶解于溶劑的清漆 涂布在下包層2之后干燥而進(jìn)行。上述清漆的涂布，與上述相同，例 如，可以釆用旋涂法、浸漬法、澆鑄法、注壓法、墨噴等而進(jìn)行。另 外，上述千燥，采用50 120。Cxl0 30分鐘的加熱處理來(lái)進(jìn)行。并且，上述樹脂3a,通過(guò)形成了與期望的芯3[參照?qǐng)D6 (a) ~ (c)圖案對(duì)應(yīng)的開口圖案的光掩模，用照射線曝光。該曝光后的部 分，在后形成芯3。在該實(shí)施方式中，所述芯3圖案，如圖6(a)、 (b)所示，分別形成于與2個(gè)L形光波導(dǎo)A、 B[參照?qǐng)D1 (a) I對(duì)應(yīng) 的區(qū)域，并且，相面對(duì)的、射出光的芯3的端部和射入光的芯3的端 部，如圖6(c)所示，形成為俯視凸形狀的透鏡部(第l透鏡部31、 第4透鏡部32)。進(jìn)而，與它們相面對(duì)的兩端部，數(shù)量相同，并且光 軸也一致。這里，作為曝光方法，例如，列舉投影膝光、接近式曝光、 密接曝光等。在樹脂層3a沒(méi)有粘著性的情況下，優(yōu)選采用使光掩模與 樹脂層3a接觸的密接曝光法。這是由于可以提高操作性、能夠形成潛 像可靠的圖案。另外，作為曝光用的照射線，例如，可以采用可見(jiàn)光、 紫外線、紅外線、X射線、a射線、p射線、Y射線等。優(yōu)選采用紫外 線。這是因?yàn)槿绻捎米贤饩€，可以照射較大的能量，得到較大的硬 化速度，而且，照射裝置小型且便宜、可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低。作 為紫外線光源，例如，可以列舉低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水 銀燈等，紫外線的照射量，通常為10~ 10000mJ/cm2，優(yōu)選為50 ~ 3000mJ/cm2。所述曝光后，為了完成光反應(yīng)，進(jìn)行加熱處理。該加熱處理，在 80 ~ 250 。C ，優(yōu)選在100~200 。C， 10秒~2小時(shí)，優(yōu)選5分鐘 1小時(shí) 的范圍內(nèi)進(jìn)行。其后，釆用現(xiàn)像液進(jìn)行現(xiàn)像，從而溶解樹脂層3a上的 未膝光部分并去除，對(duì)樹脂層3a形成圖案[參照?qǐng)D6 (a) ~ (c)I。 并且將該形成圖案后的樹脂層3a中的現(xiàn)像液通過(guò)加熱處理去除，如圖 6(a) ~ (c)所示，形成芯3圖案。該熱處理，通常在80~120。CxlO~ 30分鐘進(jìn)行。并且，各芯3的厚度，通常，在多模光波導(dǎo)的情況下， 設(shè)定為20~100fun，在單模光波導(dǎo)的情況下，設(shè)定為2~l(Uun。此夕卜， 上述現(xiàn)像，例如，可以采用浸漬法、噴射法、槳法等。并且，作為現(xiàn) 像劑，例如，可以采用有機(jī)類的溶劑、含有堿類水溶液的有機(jī)類的溶 劑等。根據(jù)光聚合性樹脂組成物的組成，適當(dāng)?shù)剡x擇這樣的現(xiàn)像劑及 現(xiàn)像條件。繼而，如圖7 (a) 、 (b)所示，將在后形成上包層4 (參照?qǐng)D 9)的清漆，采用與上述下包層2同樣的材料，用同樣的方法涂布，以 使其包覆上述芯3。然后，將與其涂布層4a之中的2個(gè)L性光波導(dǎo)A、 B參照?qǐng)D1 (a)對(duì)應(yīng)的區(qū)域，用與期望的上包層4的形狀對(duì)應(yīng)的型 面所形成的型(模具)20 (參照?qǐng)D8)壓制。特別地，在與射出光的 芯3的端部(第1透鏡部31)和射入光的芯3的端部(第4透鏡部32) 對(duì)應(yīng)的涂布層4a的端部，如圖8所示，通過(guò)上述型(模具)20形成 為側(cè)視略凸形狀的透鏡形狀。繼而，上述涂布層4a的硬化，也與形成上述下包層2的情況相 同地進(jìn)行，例如，采用聚酰亞胺樹脂作為上包層4的形成材料時(shí)，進(jìn) 行加熱處理；采用光聚合性樹脂時(shí)，通過(guò)上述型(模具)20在紫外線 照射之后進(jìn)行加熱處理。這樣，根據(jù)上包層4的形成材料的不同，上 述涂布層4a的硬化的處理也不同，所以，在照射紫外線的情況下，作 為上述型(模具)20，從使紫外線透過(guò)的觀點(diǎn)來(lái)看，例如可以采用石 英制的材料，而在加熱處理的情況下，例如可以用石英制、聚合物制、 金屬制的材料。其后，經(jīng)由脫模，得到上包層4，特別地，如圖9所示，將射出 光的端部形成為透鏡部(第2透鏡部41),將射入光的端部形成為透 鏡部(第3透鏡部42)。作為該上包層4的形成材料，舉出與上述下 包層2相同的材料，其中，該上包層4的形成材料，可以與上述下包 層2的形成材料相同，也可以不同。并且，上包層4的厚度，通常， 在多模光波導(dǎo)的情況下，設(shè)定為5 100nm，在單模光波導(dǎo)的情況下， 設(shè)定為1 ~20拜。繼而，從下包層2剝離基臺(tái)1。此處，基臺(tái)1和下包層2根據(jù)其 形成材料，其粘接力較弱，利用通過(guò)空氣吸附而拉開基臺(tái)1和上包層 4，就可簡(jiǎn)單地剝離。其后，將形成上述2個(gè)L形光波導(dǎo)A、 B的部分， 經(jīng)由采用刃具的穿透等而切斷。由此，得到具有圖1 (a) 、 (b)所 示的2個(gè)L形光波導(dǎo)A、 B的觸摸面板用光波導(dǎo)。狀的基臺(tái)1 一起切斷成上述L形平板狀之后，剝離基臺(tái)l和下包層2， 也可以不剝離基臺(tái)l,與觸摸面板用光波導(dǎo)一起使用。并且，從抑制向下包層2或基臺(tái)l的光的泄漏的觀點(diǎn)來(lái)看，折射 率的值優(yōu)選設(shè)定為芯3>上包層4>下包層2或基臺(tái)1。圖10表示本發(fā)明的第1要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)的其他實(shí)施方 式。該實(shí)施方式的觸摸面板用光波導(dǎo)，在上述實(shí)施方式的觸摸面板用 光波導(dǎo)中，代替下包層參照?qǐng)D1 (b)，采用由L形平板狀的基板 5a和形成于該基板5a表面的金屬薄膜5b構(gòu)成的基底5，在該金屬薄 膜5b的表面上，形成了上述芯3及上包層4。并且，上述金屬薄膜5b 的表面作為通過(guò)芯3的光的反光面而起作用。其以外的部分，與上述 實(shí)施方式相同，在相同的部分附以了相同的附圖標(biāo)記。若進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，則有，作為上述基板5a并沒(méi)有特別限定， 例如，可以列舉樹脂基板、玻璃基板、硅基板等。作為上述樹脂基板 的形成材料，例如，可以列舉聚萘乙烯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸 酯、聚降水片烯、聚酰亞胺等。其厚度也并沒(méi)有特別限制，通常設(shè)定 在2-5mm的范圍內(nèi)。上述金屬表面5b的形成，經(jīng)由電鍍或蒸鍍而形成。作為該金屬 薄膜5b的形成材料，例如，可以列舉鎳、銅、銀、金、鉻、鋁、鋅、 錫、鈷、鴒、鉑、鈀及含有其中2種以上元素的合金材料等。其厚度 也沒(méi)有特別限定，通常i殳定在50nm~5nm的范圍內(nèi)。本實(shí)施方式的觸摸面板用光波導(dǎo)的制造方法，首先，準(zhǔn)備L形平 板狀的基板5a，在該基板5a的表面上，經(jīng)由電鍍或蒸鍍形成金屬薄 膜5b。然后，在該金屬薄膜5b的表面上，與上述實(shí)施方式相同地形 成芯3及上包層4。如此一來(lái)，得到上述觸摸面板用光波導(dǎo)。此外，在上述各實(shí)施方式中，均使得觸摸面板用光波導(dǎo)具有2個(gè) L形光波導(dǎo)A、 B，但并不對(duì)這一形式進(jìn)行限定，也可以為具有4個(gè)I 形光波導(dǎo)，也可以為將他們形成一體化的矩形的平板框狀，并且，該 框狀的形狀，例如也可以為六角形等的多角形、圓形等。圖ll，表示本發(fā)明的第2要點(diǎn)的觸摸面板用光波導(dǎo)的一個(gè)實(shí)施方式。該實(shí)施方式的觸摸面板用光波導(dǎo)，在以用下包層2和上包層4的 包覆多條芯3的狀態(tài)參照?qǐng)D1 (a) 、 (b)下形成帶狀，進(jìn)而，在上 述上包層4的表面，形成金屬薄膜(第l反射層61及第2反射層62)。 此外，上述下包層2采用具有透光行的材料。并且，如圖12所示，將 上述金屬薄膜(第1反射層61及第2反射層62 )朝向外側(cè)，繞于矩 形筒狀的光波導(dǎo)固定框12上，該光波導(dǎo)固定框12外嵌于觸摸面板10 的矩形的顯示器11的側(cè)周面，從而沿上述顯示器11的側(cè)周面設(shè)置上 述帶狀的光波導(dǎo)。在該設(shè)置狀態(tài)下，上述帶狀光波導(dǎo)的長(zhǎng)邊方向的側(cè) 面的上側(cè)，遍及全長(zhǎng)，僅從上述光波導(dǎo)固定框12的上端開口面突出， 同時(shí)僅從觸摸面板10的顯示器11的畫面向上方突出，在該突出部分 進(jìn)行光L的射出和射入。其以外的部分，與上述實(shí)施方式相同，在相 同的部分附以了相同的附圖標(biāo)記。若進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，則有，上述帶狀的光波導(dǎo)的芯3的圖案， 在本實(shí)施方式中，如圖ll所示，多條光射入芯3在從帶狀的光波導(dǎo)的 側(cè)面的下側(cè)的左端部至上側(cè)的側(cè)面的長(zhǎng)邊方向一半為止(左半邊)的 區(qū)域內(nèi)，呈直角且等間隔地延伸。進(jìn)而，與其左右對(duì)稱地，形成多條 光射出芯3。即，多條光射出芯3，在從上述側(cè)面的下側(cè)的右端部到上 側(cè)的側(cè)面的長(zhǎng)邊方向一半為止(右半邊)的區(qū)域內(nèi)，呈直角且等間隔 地延伸。另外，在圖11中圖示為，上述帶狀的光波導(dǎo)的右半邊作為射 出光的一側(cè)，左半邊作為射入光的一側(cè)。并且，上述帶狀的光波導(dǎo)的右半邊的上側(cè)的側(cè)面中，射出光的芯 3的端部，形成為抑制向橫方向[沿下包層2(參照?qǐng)D13)的方向的光 的發(fā)散的前述第l透鏡部31。進(jìn)而，將其覆蓋的上包層4的端部形成 為與前述第2透鏡部參照?qǐng)D3 (a) 、 (b) I相同的形狀，在其表 面形成上述金屬薄膜(第l反射層61)。并且，在上述帶狀地光波導(dǎo) 的左半邊的上側(cè)的側(cè)面中，射入光的芯3的端部，形成為將射入光收 斂在橫方向[沿下包層2(參照?qǐng)D13)的方向I并聚焦的第4透鏡部32。 進(jìn)而，將其覆蓋的上包層4的端部形成與前述第3透鏡部42[參照?qǐng)D3 (a)、 (b)]相同的形狀，在其表面形成上述金屬薄膜(第2反射層62)。并且，在上述帶狀的光波導(dǎo)沿顯示器11的側(cè)周面而設(shè)置的狀態(tài) 下，如圖12及圖13所示，與上述上包層4的端部的上迷第2透鏡部 41及第3透鏡部42相當(dāng)?shù)牟糠?，從上述光波?dǎo)固定框12的上端開口 面突出，同時(shí)從觸摸面板10的顯示器11的畫面向上方突出。此外， 在上述帶狀的光波導(dǎo)的一端部(圖12中右下部)c中，在光射出芯上 連接光源(未圖示)，在另一端部(圖12中右下部)d中，在光射入 芯上連接檢測(cè)器(未圖示)。并且，如圖13所示，從光射出芯3的端部射出的光L，首先， 根據(jù)該端部的第l透鏡部31的折射作用，抑制向橫方向(沿下包層2 的方向)的發(fā)散。繼而，該光L,根據(jù)上包層4的端部表面的上述第 l反射層61的反射作用，抑制向縱方向(沿與下包層2垂直的面的方 向)的發(fā)散。進(jìn)而，該光L，通過(guò)下包層2，沿上述顯示器ll的畫面 前進(jìn)。即，在上述顯示器11的畫面上前進(jìn)的光L,根據(jù)上迷第l透鏡 部31的折射作用及第l反射層61的反射作用，成為被抑制了發(fā)散的 平行光線。另外，金屬薄膜(第1反射層61及第2反射層62 )在對(duì)光L的 反射有貢獻(xiàn)的上包層4的至少是端部表面上形成。并且，該金屬薄膜 (第1反射層61及笫2反射層62 )的形成，與上述金屬薄膜5b (參 照?qǐng)D10)相同而進(jìn)行，其厚度并不特別限定，通常設(shè)定在30 ~ 300nm 的范圍內(nèi)，優(yōu)選在50 150nm的范圍內(nèi)。此外，圖13中是剝離基臺(tái)1 (參照?qǐng)D9)而使用的，但不剝離基 臺(tái)1而與觸摸面板用光波導(dǎo)一起使用的情況下，采用有透光性的材料 作為基臺(tái)1。此外，雖然在本實(shí)施方式中，將觸摸面板用光波導(dǎo)呈帶狀一體化 地形成，但其并不限定于此，也可以將射入一側(cè)和射出一側(cè)分別形成。 接下來(lái)，說(shuō)明實(shí)施例。但本發(fā)明并不限定于實(shí)施例。 [下包層及上包層的形成材料通過(guò)將下列成分按下列比例混合，調(diào)制下包層及上包層的形成材料用下述的通式(1)表示的9，9-二[(4-羥乙氧基)苯基I芴甘油醚(成 分A): 35重量份；脂環(huán)式環(huán)氧化合物即3，4-環(huán)氧環(huán)己烯基甲酸3'，4'-環(huán)氧環(huán)己烯基甲酯(Daicel化學(xué)公司制，Celloxide 2021P)(成分B ): 40重量份；具有環(huán)己烯化氧骨架的脂環(huán)式環(huán)氧樹脂(Daicel化學(xué)公司 制，Celloxide 2081 )(成分C ) : 25重量份;4， 4'-雙二(p羥乙氧基) 苯硫総I-二苯硫醚-雙-六氟銻酸鹽的50%碳酸丙酯溶液(成分D) : 2 重量份。(式中，R1 R6均為氫原子，n=l)芯的形成材料通過(guò)將下列成分按下列比例溶解于乳酸乙酯，調(diào)制芯的形成材 料上述成分A: 70重量份，1, 3， 3-三{4-[2-(3-氧雜環(huán)丁基)丁氧苯基} 丁烷30重量份；上述成分D: 1重量份。[觸摸面板用光波導(dǎo)的制作l在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜[100mmxl00mmxl88nm (厚)的表面，用涂布機(jī)(applicator)涂布上述下包層的形成材料 后，對(duì)整個(gè)面進(jìn)行用2000mJ/cm2的紫外線照射的曝光。繼而，經(jīng)由 100。Cxl5分鐘的加熱處理，形成下包層。該下包層的厚度用接觸式膜 厚計(jì)測(cè)定時(shí)為20nm。并且，該下包層在波長(zhǎng)830nm時(shí)的折射率為 1.542。接下來(lái)，在上述下包層的表面，用涂布機(jī)涂布芯的形成材料后， 進(jìn)行100。Cx5分鐘的干燥處理。繼而，在其上方，配置形成了與將形 成的芯圖案形狀相同的開口圖案的合成石英類的鉻掩模(光掩模)， 從其上方，用接近式曝光法進(jìn)行用4000mJ/ci^的紫外線照射的曝光。 進(jìn)而，進(jìn)行80'Cxl5分鐘的加熱處理。然后，經(jīng)由用"丁內(nèi)酯水溶液 進(jìn)行的現(xiàn)象，溶解去除未曝光部分后，經(jīng)由120。Cxl5分鐘的加熱處理，芯。形成后的芯的數(shù)量，在L形光波導(dǎo)的L形的各邊均有50條。各 芯的截面尺寸用SEM測(cè)定時(shí)為寬12nmx高24nm。并且，芯在波長(zhǎng) 830nm時(shí)的折射率為1.602。繼而，為了覆蓋上述各芯，用涂布機(jī)涂布上述下包層的形成材料 之后，用石英制的型(模具)壓制，通過(guò)該型(模具)進(jìn)行用2000mJ/cm2 的紫外線照射的曝光。然后，進(jìn)行120。Cxl5分鐘的加熱處理后，經(jīng)由 脫模，形成使射出光的端部及射入光的端部形成為側(cè)視凸形狀的透鏡 部的上包層。并且，上述上包層的厚度用接觸式膜厚計(jì)測(cè)定時(shí)為 100(Him。此外，該上包層在波長(zhǎng)830nm時(shí)的折射率為1.542。其后，使用刃具，與上述PET薄膜一起切斷為2個(gè)L形平板狀， 得到附有上述PET薄膜的狀態(tài)下的2個(gè)L形光波導(dǎo) (66.3mmx70.0mm， L形的線寬lmm)。接下來(lái)，將得到的2個(gè)L形光波導(dǎo)對(duì)向地配置于矩形的平板框狀 的玻璃環(huán)氧化合物基板的表面，并用顯微鏡進(jìn)行對(duì)位使得各個(gè)芯的光 軸一致。其后，釆用紫外線硬化型接合劑固定。這時(shí)，接合面形成上 述PET薄膜。并且，在射出光的一側(cè)的L形光波導(dǎo)的一端部連接發(fā) 光元件(VCSEL),在射入光的一側(cè)的L形光波導(dǎo)的一端部連接受光 元件(ASIC)。而且，從上述發(fā)光元件射入強(qiáng)度為5mW的光(波長(zhǎng) 850nm)時(shí)，可以用受光元件檢測(cè)0.5mW的光。如上所述，可知，上述觸摸面板用光波導(dǎo)，如果通常地(使各個(gè) 芯的光軸一致地)設(shè)置對(duì)向的2個(gè)L形光波導(dǎo)，則不用在各L形光波 導(dǎo)內(nèi)進(jìn)行透鏡的對(duì)位，也能夠以高光傳輸效率進(jìn)行光的檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種觸摸面板用光波導(dǎo)，具有平板狀的基底；形成于該基底表面的芯；和以包含該芯的狀態(tài)所形成的上包層，是沿觸摸面板的顯示器的畫面周緣部設(shè)置，射出光的芯的端部定位于上述顯示器的畫面的一側(cè)部，射入該光的芯的端部定位于上述顯示器的畫面的另一側(cè)部的觸摸面板用光波導(dǎo)，其特征在于射出上述光的芯的端部形成為抑制向橫方向的光的發(fā)散的第1透鏡部，覆蓋射出上述光的芯的端部的上包層的端部形成為抑制向縱方向的光的發(fā)散的第2透鏡部，覆蓋射入上述光的芯的端部的上包層的端部形成為將射入光進(jìn)一步收斂于縱方向并聚焦的第3透鏡部，射入上述光的芯的端部形成為將射入光進(jìn)一步收斂于橫方向并聚焦的第4透鏡部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的觸摸面板用光波導(dǎo)，其特征在于 上述平板狀的基底為形成有金屬薄膜的基板或下包層。
3. —種觸摸面板用光波導(dǎo)，具有 有透光性的下包層； 形成于該下包層表面的芯；以包含該芯的狀態(tài)所形成的上包層，是沿觸摸面板的顯示器的側(cè)周面設(shè)置，射出光的芯的端部定位于 上述顯示器的一側(cè)部，射入該光的芯的端部定位于上述顯示器的另一 側(cè)部的帶狀的觸摸面板用光波導(dǎo)，其特征在于射出上述光的芯的端部形成為抑制向橫方向的光的發(fā)散的第l透 鏡部，在覆蓋射出上述光的芯的端部的上包層的端部表面上形成抑制 向縱方向的光的發(fā)散的第1反射層，在覆蓋射入上述光的芯的端部的上包層的端部表面上形成將射入的光進(jìn)一步收斂于縱方向并聚焦的第2反射層，射入上述光的芯的端部形成為將射入的光進(jìn)一步收斂于橫 方向并聚焦的第4透鏡部。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種不需要對(duì)鏡頭進(jìn)行對(duì)位的觸摸面板用光波導(dǎo)。射出上述光的芯(3)的端部形成為抑制向橫方向的光的發(fā)散的第1透鏡部(31)，進(jìn)而，覆蓋該第1透鏡部(31)的上包層(4)的端部，形成為抑制向縱方向的光的發(fā)散的第2透鏡部(41)。對(duì)于射入光的一側(cè)也相同，射入上述光的芯(3)的端部形成為將射入光進(jìn)一步收斂于橫方向并聚焦的第4透鏡部(32)，進(jìn)而，覆蓋該第4透鏡部(32)的上包層(4)的端部形成為將射入光收斂于縱方向并聚焦的第3透鏡部(42)。
文檔編號(hào)G02B6/124GK101251622SQ200810080760
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月19日
發(fā)明者十二紀(jì)行, 清水裕介 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社