触摸屏用光波导路设备及其制造方法

专利名称：触摸屏用光波导路设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及触摸屏用光波导路设备及其制造方法。
背景技术：
触摸屏是通过手指、专用笔等直接接触液晶显示器等的画面来
对机器进行操作等的输入装置，其结构是具有显示操作内容等的 显示器；用于检测该显示器的画面上的上述手指等的触摸位置(座 标)的检测部件。而且，该检测部件所检测的触摸位置的信息作为 信号被发送，从而进行该触摸位置所显示的操作等。作为使用这样 的触摸屏的机器有金融机构的ATM、车站的售票机、便携游戏机等。 作为上述触摸屏中的手指等的触摸位置的检测部件，提出有使 用光波导路的装置(例如，参照专利文献l)。即，如图10所示，该 触摸屏的带状的光波导路70被巻绕安装在四边形的显示器31的侧周 面。在上述光波导路70中，形成有多个含有供光通过的发光侧芯和 受光侧芯的芯73,发光侧芯和受光侧芯被配置在显示器31的对角方 向的两侧，在带状的光波导路70的一端部，光源等发光部件12被连 接在发光侧芯73的基端部，在光波导路的另一端部，光检测器等受 光部件13被连接在上述受光侧芯73的基端部。另外，发光侧芯73的 顶端面(光的射出面)及受光侧芯73的顶端面(光的入射面)被定 位在带状的光波导路70的长度方向的 一侧缘，在上述巻装状态下， 朝向与显示器31的画面相同的方向。而且，来自上述发光部件12的 光通过发光侧芯73,从这些芯73的顶端面(光的射出面)成为多束 光并向与显示器31的画面相同的方向射出，光被设置在显示器31的 画面上缘部的四边形的框状透镜(未图示)将前进路径变更成与显 示器31的画面平行，之后，光被相对向的框状透镜的部分将前进路径变更成向受光侧芯73的顶端面(光的入射面)入射。由此，在显 示器31的画面上，成为使光以格子状行进的状态。而且，在该状态 下用手指触摸显示器的画面时，由于该手指遮挡一部分光，通过与 入射侧的光波导3各70部分的芯73连接的上述受光部件13感知该被遮 挡部分的光，由此能够检测上述手指触摸部分的位置。并且，在图 10，附图标记72表示下敷层，附图标记74表示上敷层。 专利文献l: US2006/ 0002655A1
在使用上述光波导路70的触摸屏中，在被巻绕安装在显示器31 的侧周面上的光波导路70的一端部，为使来自发光部件12的光进入 发光侧芯73,就必须进行发光侧芯73和发光部件12的校准(光轴对 准)，另外，在光波导路70的另一端部，为使受光部件13能够接受来 自受光侧芯73的光，就必须进行受光侧芯73和受光部件13的校准(光 轴对准)。该正确的校准作业因精密度的要求而十分困难，要实现该 作业需要功夫和时间。

发明内容
本发明鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种触摸 屏用光波导路设备及其制造方法，不需要进行用于光波导路的 发光侧芯和发光部件的校准及光波导路的受光侧芯和受光部 件的校准的费时费力的校准作业。
为实现上述目的，本发明的第一方案是一种触摸屏用光波导路 设备，其特征在于，包括多个发光侧芯，其在带状的基体的表面， 从上述基体的规定的长度方向中央部分向上述基体的长度方向两端 部中的一端部并列地延伸，并分别具有基端部和顶端部；多个受光 侧芯，其在上述带状的基体的表面，从上述基体的长度方向中央部 分向上述基体的长度方向两端部中的另一端部并列地延伸，并分别 具有基端部和顶端部，上述发光侧芯的基端部和上述受光侧芯的基端部被上述基体的长度方向中央部分隔开，上述发光侧芯的顶端部 及上述受光侧芯的顶端部被定位在上述基体的长度方向上的一侧缘
上，该触摸屏用光波导路设备还包括上敷层，其以覆盖上述发光 侧芯和上述受光侧芯的状态形成在上述基体的表面上的、长度方向
中央部分以外的部分；安装体，其具有固定在l个基板上的发光部件 及受光部件，上述安装体被固定在形成于上迷基体的长度方向中央 部分上的凹部内，上述发光部件与上述发光侧芯的基端面相对，上 述受光部件与上述受光侧芯的基端面相对。
另外，第2方案是提供一种触摸屏用光波导路设备的制造方法， 是上述触摸屏用光波导路设备的制造方法，其特征在于，包括以下 工序在带状的基体的表面形成多个发光侧芯和多个受光侧芯的工
述基体的长度方向两端部中的一端部并列地延伸，并分别具有基端 部和顶端部，上述受光侧芯从上述基体的长度方向中央部分向上述 基体的长度方向两端部中的另一端部并列地延伸，并分别具有基端 部和顶端部，上述发光侧芯的基端部和上述受光侧芯的基端部被上 述基体的长度方向中央部分隔开，上述发光侧芯的顶端部和上述受 光侧芯的顶端部被定位在上述基体的长度方向上的 一 侧缘上；以覆 盖上述发光侧芯和上述受光侧芯的状态在上述基体的表面的、长度 方向中央部分以外的部分形成上敷层的工序；准备具有固定在l个基 板上的发光部件和受光部件的安装体的工序；将上述安装体固定在
件与上述发光侧芯的基端面相对、使上述受光部件与上述受光侧芯 的基端面相对的工序。
在本发明中，所谓带状的基体的"长度方向中央部分"不 是严格地表示带状的基体的中央部，而且包含了一定的范围 (发挥本发明的下述效果的范围)。
6本发明的触摸屏用光波导路设备在带状的基体的规定的长度方 向中央部分，发光部件与发光侧芯的后端面相对，受光部件与受光 侧芯的后端面相对，从而在制造本发明的触摸屏用光波导路设备时， 成为实现了射出光的芯和发光部件的校准及入射光的芯和受光部件 的校准的状态。由此，可以不需要上述校准作业。而且，由于上述 发光部件和受光部件被固定在l个基板上，所以通过将配线形成在该 基板上，能够容易同步驱动发光部件和受光部件。
在本发明的触摸屏用光波导路设备的制造方法中，将发光部件 和受光部件被固定在l个基板上而形成的安装体定位于上述带状的 基体的规定的长度方向中央部分并加以固定，使上述发光部件与发 光侧芯的后端面相对，使上述受光部件与受光侧芯的后端面相对，
光部件的校准的状态下制造触摸屏用光波导路设备。


图1是示意地表示本发明的光波导路设备的第1实施方式，(a) 是其立体图，(b)是(a)的X-X的剖视图。
图2是示意地表示构成上述光波导路设备的光波导路，(a)是其 主视图，(b)是(a)的X-X的剖视图。
图3是示意地表示构成上述光波导路设备的安装体，(a)是其侧 视图，(b)是其主视图。
图4是示意地表示使用了上述光波导路设备的触摸屏的剖视图。
图5的(a) ~ (f)是示意地表示上述光波导路设备的制造方法 的说明图。
图6是示意地表示本发明的光波导路设备的第2实施方式，(a) 是其立体图，(b)是(a)的X-X的剖视图。
图7是示意地表示构成上述光波导路设备的安装体，(a)是其侧视图，(b)是其主视图。
图8是示意地表示本发明的光波导路设备的第3实施方式，(a) 是其立体图，(b)是(a)的X-X的剖视图。
图9是示意地表示构成上述光波导路设备的安装体，(a)是其侧 视图，(b)是其主视图。
图IO是示意地表示使用了以往的光波导路的触摸屏的剖视图。
具体实施例方式
以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。
图l (a) 、 (b)表示本发明的触摸屏用光波导路设备的第l实 施方式。本实施方式的触摸屏用光波导路设备(以下，简称为"光 波导路设备")是被弯曲成沿着图4所示的显示器31的侧周面的状态 而被巻绕安装在该侧周面上的装置。图l (a) 、 (b)表示其在巻装 前的直线状的状态。该光波导路设备在带状的光波导路W的长度方 向中央部分安装有安装体IO，该安装体10是将发光部件12和受光部 件13固定在1个基板11上而形成的，由此，成为能够同时实现射出光 的芯3和发光部件12的校准及入射光的芯3和受光部件13的校准的状 态。并且，在图l (a)中，用虚线表示芯3，虚线的粗细表示芯3的 粗细，并且省略芯3的数量地进行图示。另外，虽然在下面会说明， 但在图l (a) 、 (b)中，附图标记2表示下敷层，附图标记4表示上 敷层，附图标记20表示固定剂。
更详细地说明时，如图2 (a)〔从箭头Y方向观察图1 (a)的 光波导路W部分(省略安装体IO)的主视图〕、(b)〔图2(a)的 X-X的剖视图〕所示，上述带状的光波导路W形成为在带状的下敷 层(基体)2的表面，除了规定的长度方向中央部分(与凹部5相对 应)之外，发光侧芯3及受光侧芯3从下敷层2的长度方向中央部分分 别向长度方向两端部并列地延伸，各芯3的顶端部被定位在上述带状的下敷层2的表面的长度方向的 一侧的规定部分，并从这部分露出。
而且，在上述下敷层2的表面的规定的长度方向中央部分(与凹部5 对应)以外的表面部分，以覆盖上述发光侧芯3及上述受光侧芯3的 状态形成上敷层4。这样，空出上述规定的长度方向中央部分而形成 芯3及上H层4，由此在该长度方向中央部分形成凹部5，该凹部5将 露出的下敷层2的表面部分作为底面，并将上敷层4的相对的端面作 为壁面，该凹部5成为用于安装上述安装体10〔参照图l(a) 、 (b)〕 的安装部分。在本实施方式中，用于安装该安装体10的凹部5的底面 形成为四边形状的凹部5，其尺寸^皮设定在例如，宽度0.5 20mmx 长度0.5 20mmx深度0.5 20mm的范围内。另外，上述发光侧芯3 位于上述下敷层2的长度方向中央部分(凹部5)和长度方向两端部 中的一端之间〔在图2 (a) 、 (b)中为右侧〕，面向上述凹部5的 壁面的发光侧芯3的后端(参照图l (b),发光部件12—侧)成为集 中于l处的状态(在上述凹部5的壁面和发光侧芯3或受光侧芯3的后 端之间形成有厚度5~ 1001im左右的上敷层4)。在图2(a)中，附 图标记3a表示射出光的发光侧芯3的顶端。另外，上述受光侧芯3位 于上述下敷层2的长度方向中央部分(凹部5)和另一端部之间〔在 图2 (a) 、 (b)中为左侧〕，将从受光侧芯3的顶端3b入射的光导 入面向上述凹部5的壁面的受光侧芯3的后端(参照图l (b),受光 部件13—侧)。
上述发光部件12和受光部件13被固定在1个基板11上而形成的 安装体10是被安装在上述凹部5内的装置，如图3(a)、 (b)所示， 在本实施方式中，上述基板ll是具有挠性的主视为长方形的部件。 该安装体10中，在基板ll的表面的两端中央分别固定有上述发光部 件12和受光部件13。在该状态下，上述发光部件12的发光方向是与 基板ll的表面呈直角的方向〔图3(a)的箭头A方向〕，受光部件 13的受光方向是与基板11的表面呈直角的方向〔图3 (a)的箭头B方向〕。而且，在上述基板11的表面形成有使上述发光部件12和受 光部件13同步驱动的配线等(未图示)。作为上述具有挠性的基板 1 l可以列举出在不锈钢板等金属板的表面形成了绝缘层的部件(这 种情况下，在绝缘层的表面上固定有上述发光部件12、受光部件13， 并形成配线等)、聚酰亚胺薄膜、环氧薄膜等。上述基板ll的尺寸 被设定在例如，宽度0.5 ~ 10mmx长度3 ~ 5mmx厚度0.025 ~ O.lmm的范围内。而且，作为上述发光部件12通常使用VCSEL(垂 直腔面发射激光器Vertical Cavity Surface Emitting Laser )、 发光二极管、激光二极管等，作为受光部件13通常使用ASIC (专用 集成电路Application Specific Integrated Circuit)等。上述发 光部件12的尺寸通常为0.1 ~ ImmxO.l ~ lmmxO.05 ~ 0.5mm (厚 度)。受光部件13的尺寸通常是0.5 ~ 10mmx0.5 ~ 10mmx0.5 ~ 5mm(厚度)，受光部高度是0.05 0.5mm。
而且，如图l (a) 、 (b)所示，上述安装体10向上述带状的 光波导路W的安装状态如下所述在将上述安装体10的发光部件12 及受光部件13朝向外侧并将安装体10的基板11挠曲成弧状的状态 下，克服弧状状态的恢复力而被插入到上述光波导路W的长度方向 中央部分的凹部5内，并用与上敷层4相同的材料或粘接剂等固定剂 20固定。在该安装状态下，在面向上述凹部5的壁面上，发光部件12 的发光面隔着上敷层4与射出光一侧的芯3的后端相对，受光部件13 的受光面隔着上敷层4与入射光一侧的芯3的后端相对。这样，由于 上述安装体10被安装在上述凹部5内，所以安装体10的基板11的宽 度通常被设定成与上述凹部5的宽度相同的尺寸。但是，宽度也可以 稍小。这样，将安装体10安装到上述凹部5时，只通过使基板ll成为 弧状而嵌插在凹部5内，就能够自动地将上述发光部件12及受光部件 13分别被定位成与发光侧芯3的后端及受光侧芯3的后端相对的形 式。如图4所示，这样的光波导路设备是沿着触摸屏30的四边形的 显示器31的侧周面在四个角的角部弯曲并巻绕安装的。在该光波导 路设备的巻装时，将下敷层2—侧作为内侧，将上述安装体10作为外
触摸屏用显示器31的侧周面的1个角部并弯曲形成。在该巻装状态 下，光波导路设备中，两个L字部分〔与图1 (a) 、 (b)中的光波 导路设备的右半部分的区域和左半部分的区域这两个区域相对应的 部分〕成为夹着显示器31的画面而相对的状态，该相对的一个L字部 分为射出光的一侧，另一个L字部分为入射光的一侧。另外，发光侧 芯3的顶端面(光射出面)及受光侧芯3的顶端面(入射面)是朝向 与显示器31的画面相同的方向。而且，在上述光波导路设备中，由 于已经是能够实现射出光的芯和发光部件12的校准以及入射光的芯 和受光部件13的校准的状态，所以如上所述地，在上述巻装后，就 不需要进行上述校准作业。
另外，上述光波导路W (光波导路设备)的尺寸等设定成与触 摸屏30的显示器31的大小相对应即可，例如，光波导路W的带状的 长度设定成120 1200mm左右，带状的宽度设定成5 ~ 50mm左右。 射出光的(入射光的)芯3的数量也设定成与显示器31的画面所显示 的操作内容的数量等相对应即可，例如，被设定成20~ 150个左右。
以下，对本发明的光波导路设备的制造方法的一例进行说明。 在此，在分别制作了将发光部件12和受光部件13固定在1个基板11 上而形成的安装体IO 〔参照图3 (a) 、 (b)〕、带状的光波导路W 〔参照图2(a) 、 (b)〕之后，对将安装体10安装到光波导路W的 长度方向中央部分的制造方法进行说明。
参照图3 (a) 、 (b)说明上述安装体10的制作。首先，在基 板ll上，通过光刻法或印刷等，形成用于同步驱动发光部件12和受 光部件13的配线、用于安装发光部件12的焊盘(pad)、用于安装受光部件13的焊盘等(未图示)。而且，在这样形成的各焊盘上分
别安装并固定如上所述的发光部件12及受光部件13。这样就制作出 上述安装体IO。
光波导路W时使用的平板状的基台1 〔参照图5 (a)〕。作为该基台 l的形成材料可以列举出玻璃、石英、硅、树脂、金属等。另外，基 台l的厚度设定在例如20iim (薄膜状的基台1 ) ~ 5mm (板状的基 台l)的范围内。
而且，如图5(a)所示，在上述基台l上的规定区域，形成有 在下敷层2上形成的感光性树脂层，利用照射线使该感光性树脂层曝 光后，为了完成光反应，进行加热处理。由此，将上述感光性树脂 层形成在下敷层2上。下敷层2(感光性树脂层)的厚度通常被设定 在10~ lOOOiim的范围内。
在上述下敷层2的形成中，感光性树脂层的形成方法是通过在涂 布感光性树脂溶解于溶剂中而形成的清漆(varnish)之后，通过加 热处理使清漆干燥来进行的。上述清漆的涂布通过例如旋涂法、浸 渍法、浇铸法、注射法、喷墨法等进行。之后的加热处理是在50 120°CxlO~ 30分钟条件下进行。而且，作为上述曝光用的照射线可 以使用例如可见光、紫外线、红外线、X射线、a射线、B射线、y射 线等。最好使用紫外线。在使用紫外线时，照射高能量，能够获得 高固化速度，而且，照射装置为小型且价格便宜，能够实现生产成 本的降低。作为紫外线光源可以列举出低压水银灯、高压水银灯、 超高压水4艮灯等，紫外线照射量通常为10 10000mJ/cm2,优选 50~ 3000mJ/cm2。之后的力口热处J里在80 ~ 250°C的范围、 <尤选在 100 20(TC的范围内，进行10秒 2小时、优选在5分钟 1小时的 范围内进行。
接着，如图5(b)所示，在上述下敷层2的表面形成有在芯3上形成的感光性树脂层，借助于用于形成与芯3的图案相对应的开口图 案的曝光掩模，利用照射线对上述感光性树脂层进行曝光之后，为 了完成光反应，进行了加热处理，而且，使用显影液进行显影，并 使未曝光部分溶解而除去，将在下敷层2上残存的感光性树脂层形成
为芯3的图案，之后，通过加热处理除去该残存感光性树脂层中的显 影液。由此，在芯3 (空出下敷层2的规定的长度方向中央部分的状 态)上形成上述残存感光性树脂层。芯3 (感光性树脂层)的厚度通 常被设定在10~ lOOiim范围内。另外，芯3的宽度通常被设定在8-50pm范围内。
在上述芯3的形成中，感光性树脂层的形成以与图5 (a)说明 的在下敷层2上形成的感光性树脂层的形成方法同样地进行。并且， 该芯3的形成材料使用折射率比上述下敷层2及后述的上敷层4 〔参照 图5(d)〕的形成材料大的材料。可通过对例如上述下敷层2、芯3、 上敷层4的各形成材料的种类进行选择、对各形成材料的组成比率进 行调整来调整该折射率。另外，上述曝光及之后的加热处理以与图5 (a)说明的下敷层2的形成方法同样地进行。而且，上述显影使用 例如浸渍法、喷射法、搅拌法等。另外，作为显影液使用例如有机 类溶剂、含有碱类水溶液的有机溶剂等。根据感光性树脂组成物的 成分适当选择这样的显影液及显影条件。上述显影后的加热处理通 常在80~ 120°CxlO~ 30分钟的条件下进行。
以下，如图5 (c)所示，准备石英(使紫外线等的照射线透射 的材料)制的成形模40，该成形模40上形成有具有与上敷层4 〔参照 图5(d)〕的表面形状相同的模面的成形用凹部，并使该成形用凹 部如图所示地被定位在基台l的表面的规定位置。此时，形成了由上 述成形用凹部的模面和下敷层2、芯3的各表面围成的成形空间S。而 且，在该成形空间S中，从形成在上述成形模40的注入口41,填充用 于形成在上敷层4上的感光性树脂，之后，通过上述成形模40,用紫
13外线等照射线进行曝光。该曝光以图5(a)所说明的下敷层2的形成 方法同才羊i也进4亍。
然后，如图5(d)所示，脱模后，进行加热处理等，使上敷层 4在空出了下敷层2的规定的长度方向中央部分(与凹部5相对应)的 状态下形成。上述加热处理等以与图5 (a)所说明的下敷层2的形成 方法同样地进行。上敷层4的厚度(距芯3的表面的厚度)通常被设 定在300~ 1000nm的范围内。在形成了该上敷层4的时刻，在下敷层 2的规定的长度方向中央部分不形成芯3及上敷层4，而在该规定的长 度方向中央部分形成凹部5，该凹部5将露出的下敷层2的表面部分作 为底面、将上敷层4的相对的端面作为壁面。
接着，如图5(e)所示，将基台1从下敷层2剥离。作为该剥离 方法是，例如使基台l的下表面抵接在真空吸引台(未图示)上，利 用空气吸附将基台l固定。接着，用真空吸附机(未图示)吸附上敷 层4的上表面，在该状态下，抬起该吸附部分。由此，在芯3和下敷 层2粘接的状态下，将光波导路W的下敷层2与上敷层4一起从基台1 剥离。在此，因材料的原因，基台1和下敷层2之间的粘接力，比上 敷层4与芯3及下敷层2之间的粘接力弱，以及比芯3和下敷层2之间的 粘接力弱，根据上述那样能够简单地进行剥离。
之后，通过使用刀模的冲切等方式，切断成带状的光波导路W 的部分。由此，得到带状的光波导路W 〔参照图2 (a) 、 (b)〕。
然后，如图5 (f)所示，使上述安装体10的发光部件12及受光 部件13朝向外侧地挠曲安装体10的基板11，在该状态下，插入形成
使发光部件12的发光面隔着上敷层4与面向上述凹部5的壁面的、射 出光的一侧的芯3的后端相对，使受光部件13的受光面隔着上敷层4 与入射光的一侧的芯3的后端相对。在该状态下，通过上述安装体IO 的基板ll的挠曲所产生的反作用力，使发光部件12及受光部件13处200810180125. 1
于与上述凹部5的壁面压接的状态，上述安装体10被临时固定在上述
凹部5内。接着，将与上敷层4相同的材料或粘接剂等固定剂20涂布 在发光部件12及受光部件13的周边部之后，使其固化，并将上述安 装体10固定在光波导路W上。从而，得到图l (a) 、 (b)所示的带 状的光波导路设备。
图6 (a) 、 (b)表示本发明的光波导路设备的第2实施方式。 本实施方式的光波导路设备如下所述那样与上述第l实施方式中的 安装体10的形状不同，与此相对应，安装该安装体10的光波导路W 部分的形状也不同。除此以外，都与上述第l实施方式相同，相同的 部分^f吏用相同的附图标记。
即，如图7 (a) 、 (b)所示，本实施方式的安装体10是基板 ll具有弯曲性的主视呈长方形的部件，在该基板11的4个角部形成有 通孔lla,在该基板ll的中央部，两个-字状的切口 llb以该-字状 的开口侧相互朝向相反侧的状态对准地形成。而且，在^皮上述-字 状的切口 llb围成的各舌状部llc的表面的顶端中央分别固定有上述 发光部件12和受光部件13。在该状态下，上述发光部件12的发光方 向是与基板ll的表面成直角的方向〔图7 (a)的箭头A方向〕，受光 部件13的受光方向是与基板11的表面成直角的方向〔图7 (a)的箭 头B方向〕。作为上述具有弯曲性的基板ll可以列举出在不锈钢板等 金属板的表面形成有绝缘层的结构、聚酰亚胺膜、环氧薄膜等。上 述基板11的尺寸纟皮设定在例如宽度2 ~ 40mmx长度2 ~ 40mmx厚度 0.025 ~ O.lmm的范围内。基板11的4个角部的通孔lla的内径被设 定在例如O.l ~ 5mm的范围内。3字状的切口 llb的切口宽度被设定 在例如0.05~ lmm的范围内。舌状部llc的尺寸祐 没定在例如宽度 0.5 ~ 10mmx长度0.5 ~ 10mm的范围内。
如图6 (a) 、 (b)所示，用于安装上述安装体10的光波导路 W在长度方向中央部分的凹部5的开口周边的、上敷层4的表面上形
15成有4根柱部4a，该柱部4a贯穿上述安装体10的基板11的4个角部上 形成的通孔lla。该柱部4a的形成可以-使用;f莫面上形成有柱部成形用 凹部的模具作为形成上敷层4时所使用的成形模40〔参照图5(c)〕。 上述柱部4a的尺寸被设定在例如外径0.1 ~ 5mm、高度0.5mm ~ 5mm的范围内。
而且，上述安装体10向上述带状的光波导路W的安装如下所述 在将上述安装体10的发光部件12及受光部件13朝向凹部5内的状态 下，使上敷层4的柱部4a插入到安装体10的基板ll的通孔lla之后， 将各舌状部llc向凹部5内弯曲，使发光部件12的发光面隔着上敷层4 与面向上述凹部5的壁面的、射出光的一侧的芯3的后端相对，使受 光部件13的受光面隔着上敷层4与入射光的一侧的芯3的后端相对。 接着，将与上敷层4相同的材料或粘接剂等固定剂20涂布在发光部件 12及受光部件13的周边部之后，使其固化，将上述安装体10固定在 光波导路W上。这样获得图示的带状的光波导路设备。这样一来， 简单地将上述安装体10正确地安装到上述凹部5内。而且，为了正确 地进行安装，安装体10的舌状部llc的宽度通常被设定成与上述凹部 5的宽度相同的尺寸。这样，使舌状部llc向凹部5内弯曲时，能够自 动地将上述发光部件12及受光部件13分别定位成与发光侧芯3及受 光侧芯3的后端相对的状态。
图8 (a) 、 (b)表示本发明的光波导路设备的第3实施方式。 本实施方式的光波导路设备如下所述那样与上述第l实施方式的安 装体10的形状不同。除此以外，都与上述第l实施方式相同，相同的 部分使用相同的附图标记。
即，如图9 (a) 、 (b)所示，本实施方式的安装体10中，基 板ll主视呈长方形，在该基板ll的表面的内侧突出设置有正方体的 台部lld。而且，在该台部lld的表面的一端部中央固定有发光部件 12，其固定位置被设定成在将上述安装体10安装到光波导路W时，与射出光的一侧的芯3的后端相对的位置。另外，在除上述台部lld 以外的基板11的表面的规定部分固定有受光部件13,其固定位置被 设定成在将上述安装体10安装到光波导路W时，与入射光的一侧的 芯3的后端相对的位置。在该状态下，上述发光部件12的发光方向是 与基板ll的表面平行且向其一端的方向(图示的箭头A方向)，受光 部件13的受光方向是与基板11的表面平行且向其一端的方向(图示 的箭头B方向)。作为上述基板ll可以列举出在不锈钢板等金属板的 表面形成有绝缘层的部件、在硅晶圆的表面形成有绝缘层的部件、 玻璃环氧基板等。上述基板11的尺寸例如^皮设定在宽度5 ~ 40mmx 长度5~ 40mmx厚度0.1 ~ 3mm的范围内。上述正方体的台部lld的 尺寸例如被设定在宽度l ~ 20mmx长度l ~ 20mmx高度5 ~ 10mm的 范围内。
而且，如图8 (a) 、 (b)所示，上述安装体10向上述带状的 光波导路W的安装如下所述在上述凹部5的开口周边的、上敷层4 的表面涂布与上敷层4相同的材料或粘接剂等固定剂20之后，将上述 安装体10的发光部件12、台部lld及受光部件13插入凹部5内，并使 上述安装体10的基板11表面的周缘部与上述固定剂20抵接。此时， 使发光部件12的发光面隔着上敷层4与面向上述凹部5的壁面的、射 出光的一侧的芯3的后端相对，使受光部件13的受光面隔着上敷层4 与入射光的一侧的芯3的后端相对。接着，使上述固定剂20固化，将 上述安装体10固定在光波导路W上。这样得到图示的带状的光波导 路设备。这样一来，简单地使上述安装体10正确地安装在上述凹部5 内。而且，安装体10的台部lld的宽度通常被设定成与上述凹部5的 宽度相同的尺寸。这样，将台部lld插入上述凹部5时，能够自动地 将上述发光部件12及受光部件13分别定位成与发光侧芯3及受光侧 芯3的后端相对的状态。
并且，在上述各实施方式中，虽然使芯3的顶端3a、 3b露出，但也可以被上敷层4覆盖。该情况下，也可以将芯3的顶端3a、 3b及 上敷层4的顶端部分(覆盖芯3的顶端3a、 3b的部分)形成为透镜状， 能够抑制从这里射出的光的扩散，并集中入射的光而集束。另外， 在上述各实施方式中，在用于安装安装体10的凹部5中，使芯3的后 端被上敷层4覆盖(用上敷层4形成凹部5的壁面)，但也可以在凹部 5的壁面上不形成上敷层4，而使芯3的后端露出。
另外，在上述各实施方式中，在下敷层2、上敷层4的形成中， 作为材料使用感光性树脂，通过曝光及显影实施该形成，但也可以 使用其它方式和材料。例如，作为下敷层2、上敷层4的材料使用聚 酰亚胺树脂、环氧树脂等的热固化性树脂，在涂布了该热固化性树 脂溶解于溶剂而形成的清漆等之后，通过加热处理(通常，300~ 400°Cx60~ 180分钟)使其固化等而形成下敷层2、上敷层4。
另外，在上述各实施方式中，使用感光性树脂形成了下敷层2， 但还可以使用其它材料，可以将树脂薄膜作为下敷层2使用。另外， 也可以代替下敷层2，使用金属薄膜、表面形成有金属薄膜的基板等， 使该金属材料的表面具有在芯3内传播光的光反射面的作用。
另外，在上述光波导路W的制作中，作为基台l使用薄膜状的部 件的情况下，与该薄膜状的基台l一起切断成上述带状之后，也可以 剥离基台1和下敷层2，另外，也可以不剥离基台l,与光波导路W— 起使用。
以下，对实施例参照比较例进行说明。但是，本发明不限于实施例。
实施例
实施例l的安装体
制作了图3(a)、 (b)所示的安装体。即，首先，作为发光部 件准备VCSEL (宽度0.3mmx长度0.3mmx厚度0.2mm)，作为受 光部件准备ASIC (宽度4mmx长度2mmx厚度lmm,受光部高度0.1mm)。接着，用模具冲压基板(不锈钢板的厚度0.023mm，绝 缘层的厚度0.015mm，总厚度0.038mm)，形成为宽度4mmx长度 10mm的长方形。接着，在该基板的绝缘层的表面，通过光刻法，形 成用于同步驱动VCSEL和ASIC的配线、用于安装VCSEL的焊盘及 用于安装ASIC的焊盘。而且，在各焊盘上分别安装并固定VCSEL 及ASIC。
实施例2的安装体
制作了图7(a)、 (b)所示的安装体。即，首先，准备与实施 例1相同的VCSEL和ASIC。而且，用模具冲压基板(不锈钢板的厚 度0.023mm,绝缘层的厚度0.015mm，总厚度0.038mm),形成为 宽度8mmx长度20mm的长方形，并且在其4个角部形成内径lmm的 通孔，在中央部形成2个-字状的切口 (切口宽度0.1mm)。由-字 状的切口围成的各舌状部的尺寸为宽度4mm、长度4mm。接着，在 该基板的绝缘层的表面，通过光刻法，形成用于同步驱动VCSEL和 ASIC的配线、用于安装VCSEL的焊盘及用于安装ASIC的焊盘。而 且，在各焊盘上分别安装并固定VCSEL及ASIC。 实施例3的安装体
制作了图9(a)、 (b)所示的安装体。即，首先，准备与实施 例1相同的VCSEL和ASIC。而且，用模具冲压基板(不锈钢板的厚 度1.5mm，绝缘层的厚度0.015mm,总厚度1.515mm)，形成为宽 度8mmx长度10mm的长方形，在其内侧突出设置台部(宽度6mmx 长度3mmx高度3.7mm)。接着，在该基板的绝缘层的表面，通过 光刻法，形成用于同步驱动VCSEL和ASIC的配线、用于安装VCSEL 的焊盘及用于安装ASIC的焊盘。而且，在各悍盘上分别安装并固定 VCSEE及ASIC。 实施例l ~ 3
下敷层及上敷层的形成材料混合35重量份的下述通式(1)所示的双苯氧乙醇药基缩水甘油 基醚(成分A)、 40重量份的脂环式环氧树脂即3', 4，-环氧环己基甲 基3, 4-环氧乙烯羧酸酯(大赛璐化学工业公司制造，Celloxide 2021P)(成分B)、 25重量份的具有环氧环己烷骨架的脂环式环氧 树脂(大赛璐化学工业公司制造，Celloxide 2081)(成分C) 、 2 重量份的4， 4，-双〔二 (6羟基乙氧基)苯基亚硫酸基〕苯基硫酸-双-六氟锑酸盐的50%碳酸丙二酯溶液(成分D)，由此调制成下敷 层及上敷层的形成材料。
化l
(OCHd —OA/j^"0— (CHa ,CHO》"一CHa
(式中，R1 R5均为氢原子，n=l) 芯的形成材料
将70重量份的上述成分A、 30重量份的1， 3， 3-三{4-〔2-(3-氧杂环丁烷)〕丁氧基苯基)丁烷、1重量份的上述成分D溶解于28 重量份的乳酸乙烷中，由此调制成芯的形成材料。 光波导路的制作
在聚萘二甲酸乙二酯(PBN)薄膜〔300mmx300mmxl88iim (厚度)〕的表面上，通过旋涂法涂布上述下敷层的形成材料之后， 借助于形成有250mmx8mm的长方形状的开口部的合成石英系的4各 掩模(曝光掩模)，进行2000mJ/crr^的紫外线照射的曝光。随后， 通过进行100。Cxl5分钟的加热处理，形成下H层。用接触式膜厚计 测定该下敷层的厚度时为500pm。另外，该下敷层的、波长830nm
20时的折射率为1.502。
接着，在上述下敷层的表面，通过旋涂法涂布上述芯的形成材
料之后，进行10(TCxl5分钟的干燥处理。接着，在其上方，配置形 成有与芯的图案(空出规定的长度方向中央部分的图案)形状相同 的开口图案的合成石英系的铬掩模(曝光掩模)。而且，从其上方， 通过接触式曝光法进行了 4000mJ / cm2的紫外线照射的曝光之后， 进行了 120。Cxl5分钟的加热处理。接着，使用Y-丁内酯水溶液进^亍 显影，由此溶解除去未曝光部分之后，进行120。Cx30分钟的加热处 理，形成了芯。这些端部以外的芯部分的截面尺寸为宽度15iimx高 度24iim。上述各尺寸由SEM (扫描型电子显微镜)测定。另外，该 芯的波长830nm时的折射率为1.588。
接着，准备上敷层形成用的石英制成形模。这些成形模形成有 凹部，该凹部具有与上敷层的表面形状(空出规定的长度方向中央 部分的形状)相同的模面，该凹部的深度被设定成lmm。而且，将 上述凹部的开口面定位在基台的表面上并紧密接触。在该状态下， 从上述形成在成形模上的注入口向成形空间填充上述上敷层的形成 材料。而且，通过上述成形模，进行2000mJ/cm2的紫外线照射的 曝光。脱模后，进行150。Cx60分钟的加热处理，由此形成了上敷层。 用显微镜测定该上敷层的截面时，其厚度(距芯表面的厚度)为 476iim。另外，该上敷层的波长830nm时的折射率为1.502。
通过形成上述上敷层，在规定的长度方向中央部分形成了凹部， 该凹部将下敷层的表面部分作为底面、将上敷层的相对的端面作为 壁面。凹部的尺寸为宽度4mmx长度5mmx深度500iim。并且，只 在实施例2中，在凹部的开口周边的、上敷层的表面形成了4根柱部 (外径lmm，高度lmm)。该柱部的形成使用了模面上形成有上述 柱部成形部分的模具作为上敷层形成用的石英制成形模。
实施例l的安装体向光波导路的安装使上述安装体的VCSEL及ASIC朝向外侧地挠曲安装体的基板， 在该状态下，插入到上述光波导路的长度方向中央部分的凹部内。 此时，使VCSEL的发光面与面对上述凹部的壁面的、射出光的一侧 的芯的后端相对，使ASIC的受光面与入射光的一侧的芯的后端相 对。接着，将与上敷层相同的材料涂布在VCSEL及ASIC的周边部之 后，通过紫外线照射使其固化，将上述安装体固定在光波导路上。 这样就得到实施例1的带状的光波导路设备。 实施例2的安装体向光波导路的安装
层的柱部插入到安装体的基板的通孔中之后，利用3字状的切口， 使各舌状部向凹部内弯曲，使VCSEL的发光面与面向上述凹部的壁 面的、射出光的一侧的芯的后端相对，使ASIC的受光面与入射光的 一侧的芯的后端相对。接着，将与上敷层相同的材料涂布在VCSEL 及ASIC的周边部之后，通过紫外线照射使其固化，将上述安装体固 定在光波导路上。这样就得到实施例2的带状的光波导路设备。 实施例3的安装体向光波导路的安装
在上迷凹部的开口周边的、上敷层的表面上涂布厚度3.5mm的 与上敷层相同的材料之后，将上述安装体的VCSEL、台部及ASIC 插入到凹部内，使上述安装体的基板与上述涂布材料抵接。此时， 使V C S E L的发光面与面向上述凹部的壁面的、射出光的 一 侧的芯的 后端相对，使ASIC的受光面与入射光的一侧的芯的后端相对。接着， 通过紫外线照射，使上述涂布材料固化，将上述安装体固定在光波 导路上。这样就得到实施例3的带状的光波导路设备。
以上，实施例l ~ 3的各光波导路设备成为在被制造的时刻实现 了射出光的芯和VCSEL的校准及入射光的芯和ASIC的校准的状态， 因此，将各光波导路设备巻绕并安装在触摸屏显示器的侧周面上之 后，不需要进行上述校准作业。
2权利要求
1. 一种触摸屏用光波导路设备，其特征在于，包括多个发光侧芯，其在带状的基体的表面，从上述基体的规定的长度方向中央部分向上述基体的长度方向两端部中的一端部并列地延伸，并分别具有基端部和顶端部；多个受光侧芯，其在上述带状的基体的表面，从上述基体的长度方向中央部分向上述基体的长度方向两端部中的另一端部并列地延伸，并分别具有基端部和顶端部，上述发光侧芯的基端部和上述受光侧芯的基端部被上述基体的长度方向中央部分隔开，上述发光侧芯的顶端部及上述受光侧芯的顶端部被定位在上述基体的长度方向上的一侧缘上，该触摸屏用光波导路设备还包括上敷层，其以覆盖上述发光侧芯和上述受光侧芯的状态形成在上述基体的表面上的、长度方向中央部分以外的部分；安装体，其具有固定在1个基板上的发光部件及受光部件，上述安装体被固定在形成于上述基体的长度方向中央部分上的凹部内，上述发光部件与上述发光侧芯的基端面相对，上述受光部件与上述受光侧芯的基端面相对。
2、 如权利要求1所述的触摸屏用光波导路设备，其特征在于， 上述基体由下敷层材料或金属材料形成。
3、 一种触摸屏用光波导路设备的制造方法，是上述权利要求1 或2所述的触摸屏用光波导路设备的制造方法，其特征在于，包括 以下工序在带状的基体的表面形成多个发光侧芯和多个受光侧芯的工序， 即，上述发光侧芯从上述基体的规定的长度方向中央部分向上述基 体的长度方向两端部中的一端部并列地延伸，并分别具有基端部和顶端部，上述受光侧芯从上述基体的长度方向中央部分向上述基体 的长度方向两端部中的另 一 端部并列地延伸，并分别具有基端部和 顶端部，上述发光侧芯的基端部和上述受光侧芯的基端部被上述基 体的长度方向中央部分隔开，上述发光侧芯的顶端部及上述受光侧芯的顶端部被定位在上述基体的长度方向上的 一侧缘上；以覆盖上述发光侧芯和上述受光侧芯的状态在上述基体的表面的、长度方向中央部分以外的部分形成上敷层的工序；准备具有固定在1个基板上的发光部件和受光部件的安装体的工序；将上述安装体固定在上述基体的长度方向中央部分上形成的凹 部上，以使上述发光部件与上述发光侧芯的基端面相对、使上述受 光部件与上述受光侧芯的基端面相对的工序。
全文摘要
本发明提供一种触摸屏用光波导路设备及其制造方法，不需要进行光波导路的发光侧芯和发光部件的校准及光波导路的受光侧芯和受光部件的校准的校准作业。在带状的光波导路(W)的长度方向中央部分形成芯(3)及将上敷层(4)的端面作为壁面的凹部(5)，在该凹部(5)中安装有安装体(10)，并成为能够实现射出光的芯(3)和发光部件(12)的校准及入射光的芯(3)和受光部件(13)的校准的状态，该安装体(10)是发光部件(12)和受光部件(13)被固定在1个基板(11)上而形成的。
文档编号G02B6/122GK101446666SQ20081018012
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者清水裕介 申请人:日东电工株式会社