专利名称：：光学式触摸面板的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种光学式触摸面板。
背景技术：
：光学式触摸面板由于坐标输入区域的透过率高、图像清楚且具有优异的可靠性，因此被广泛用在银行的ATM、车站的售票机等中。但是，若将光学式触摸面板设置在太阳光、灯光等干扰光较强的地方，受光元件的输入变得过大，结果不能进行触摸检测。因此，公知有一种在排列于坐标输入区域的周围的发光元件列以及受光元件列的上部设置遮光性构件、防止了干扰光侵入的光学式触摸面板(专利文献l)。但是，由于该种光学式触摸面板并不能充分阻止干扰光，因此在照度更高的环境、例如室外依然难以j吏用。专利文献l:日本特开平ll-86698号公报
发明内容以往的光学式触摸面板若设置在太阳光、灯光等干扰光较强的地方，受光元件的输入变得过大，不能进行触摸检测。本发明的目的在于提供一种即使在干扰光的照度较高的环境下也能够使用的光学式触摸面板。本发明的光学式触摸面板在受光侧光波导路的表面的、至少在有可能直接接受干扰光的位置上设有有机着色层。该有机着色层的光的透过率在发光元件的发光波长(850nm附近的近红外区域)中较高，在可视区域(波长380nm780nm)中较3低。因此即使可S见区域(波长380nm780nm)的干扰光的照度较高，受光元件的输入也难以变得过大。由此，本发明的光学式触摸面板也能够在可视干扰光的照度较高的环境中使用。本发明的主旨如下所述。(1)本发明的光学式触摸面板包括坐标输入区域、用于发出近红外区域的光的发光元件、用于接收可视光以及近红外区域的光的受光元件、与发光元件相结合的发光侧光波导路和与受光元件相结合的受光侧光波导路，其特征在于，发光侧光波导路的射出端隔着坐标输入区域与受光侧光波导路的入射端相面对，受光侧光波导路的表面的至少局部具有有机着色层，有机着色层的可视光透过率低于近红外光透过率。(2)本发明的光学式触摸面板的特征在于，有机着色层对波长为600nm的可视光的透过率小于等于20%，对波长为850nm的近红外光的透过率大于等于800/。。本发明的光学式触摸面板利用设在受光侧光波导路的表面上的有机着色层来屏蔽可视区域的干扰光，因此即使在干扰光的照度较高(例如IO,OOO勒)的环境下也可以使用。图1是本发明的光学式触摸面板的概略剖视图。图2是本发明的光学式触摸面板的概略俯视图。图3是本发明的光学式触摸面板的制法的说明图。图4是有机着色层的透过光谱。具体实施例方式光学式触摸面板如图l(概略剖视图)所示，本发明的光学式触摸面板IO包括坐标输入区域ll、用于发出近红外区域的光的发光元件12、用于接收可视光以及近红外区域的光的受光元件13、与发光元件12相结合的发光侧光波导路14和与受光元件13相结合的受光侧光波导路15。发光侧光波导路14的射出端14a隔着坐标输入区域ll与受光侧光波导路15的入射端15a相面对。受光侧光波导路15的表面的至少局部具有有机着色层16。有机着色层16的可视光透过率较低，近红外光透过率较高。优选有机着色层16至少覆盖直接受到干扰光的部位。本发明的光学式触摸面板10将所传播的光17穿过受光侧光波导路15导向受光元件13,从而受光元件13的数量大幅减少，并且也提高了受光元件13的配置位置的自由度，因此仅如上述那样设置就可减小干扰光的影响。加之，在受光侧光波导路15的表面上设置有机着色层16，从而可以防止干扰光在受光侧光波导路15内传播而到达受光元件13上，因此即使在干扰光的照度更高的环境下也可以使用。在本发明的光学式触摸面板中10,自发光元件12射出的光线穿过发光侧芯14b自该发光侧芯14b的顶端部射出，横穿坐标输入区域11而射入受光侧芯15b的顶端部，穿过受光侧芯15b而到达发光元件13。若用手指、笔遮挡通过坐标输入区域ll的光线17的一部分，则射入受光元件13中的光线的强度降低。通过检测上述光线强度的降低，可以识别手指、笔的位置坐标。如图2(概略俯视图)所示，在优选的实施方式中，本发明的光学式触摸面板20在矩形的坐标输入区域21的周围配置有多个光波导i各22a、22b、22c、22d。配置在坐标输入区域21的相邻两边上的光波导路22a、22b的末端与发光元件24相连接，配置在与上述两边相面对的两边上的光波导路22c、22d的末端与受光元件24相连接。上述光学式触摸面板20能够识别二维坐标。本发明的光学式触摸面板无需像以往那样地在坐标输入区域的周围排列许多发光二极管(LED)和光敏晶体三极管，因此能够使光学式触摸面板更薄更轻。坐标输入区域在本说明书中，所谓的"坐标输入区域，，是指，用人的手指、笔来输入坐标的区域。代表性地釆用液晶面板、等离子体显示屏、有机EL面板等图像显示部作为坐标输入区域。在本发明的光学式触摸面板中，配置在坐标输入区域周围的画框部分中的光波导路和发光元件、受光元件作为识别坐标的传感器发挥功能，因此基本上也可以不在坐标输入区域中设置具有传感器的功能的覆盖层(ITO膜、薄膜、玻璃等层)。覆盖层存在使液晶面板等的图像稍微变暗、不清楚的缺点。光学式触摸面板没有采用覆盖层，因此图像不会变差。如图1所示，优选本发明的光学式触摸面板10在坐标输入区域ll的最外表面处具有用于防止损伤、弄脏的透明面板18。透明面板18没有特别限定，可以使用玻璃板、丙烯酸板等任意板。优选透明面板18的厚度为10iim~5mm。在透明面板18的正下方有液晶面板、等离子体显示屏、有机EL面板等图像显示部19，但透明面板18基本不会使图像变差。发光元件、受光元件本发明所用的发光元件是用于发出近红外区域的光的元件，优选发光二极管或半导体激光器，更优选VCSEL(垂直腔面发射激光器)。VCSEL可以使光在基板表面上沿垂直方向进行共振、并沿与面垂直的方向射出，因此光传输性优异。自发光元件射出的光的波长是近红外区域(700nm~2500nm)中的任意值。本发明所用的受光元件是用于接收可视光以及近红外区6域的光并将光信号转换成电信号的元件。优选受光元件是CMOS(complementarymetal-oxide-semiconductor互补型金属氧化膜半导体)图像传感器或CCD(ChargeCoupledDevice电荷耦合器件)图像传感器。发光侧光波导路、受光侧光波导路如图l所示，本发明的光学式触摸面板10所用的发光侧光波导路14包括发光侧覆层14c和被该发光侧覆层14c掩盖的发光侧芯14b。受光侧光波导路15包括受光侧覆层15c和被该受光侧覆层15c掩盖的受光侧芯15b。本发明所用的发光侧芯14b以及受光侧芯15b的折射率高于发光侧覆层14c以及受光侧覆层15c，并且由相对于所传播的波长的光为透明性较高的材料形成。优选形成发光侧芯14b以及受光侧芯15b的材料是图案成形性优异的紫外线固化树脂。优选采用丙烯酸类紫外线固化树脂、环氧类紫外线固化树脂、硅氧烷类紫外线固化树脂、降冰片烯类紫外线固化树脂、聚酰亚胺类紫外线固化树脂等为紫外线固化树脂。发光侧覆层14c的折射率低于发光侧芯14b的折射率。受光侧覆层15c的折射率低于受光侧芯15b的折射率。优选发光侧芯14b与发光侧覆层14c以及受光侧芯15b与受光侧覆层15c的折射率差大于等于0.01,更优选为0.02~0.2。根据导入到树脂中的有机基的种类以及含量可以适当增加或减少用于形成发光侧芯14b以及受光侧芯15b、发光侧覆层14c以及受光侧覆层15c的树脂的折射率。例如通过将环状芳香族类的基(苯基等)导入树脂分子中、或增加树脂分子中的含量来增大树脂的折射率。相反，例如可以通过将直链或环状脂肪族类的基(曱基、降冰片烯基等)导入树脂分子中、或增加树脂分子中的含量来减小树脂的折射率。7发光侧芯14b以及受光侧芯15b的截面形状没有特别限制，优选具有优异的图案形成性的梯形或四边形。优选芯截面下底的芯宽为10pm500pm,优选连结芯截面的上底中点和下底中点的芯高为10nm100pm。可以利用采用了等离子的干刻法、转印法、曝光显影法、光电漂白法等任意方法制作发光侧光波导路14以及受光侧光波导路15。有机着色层本发明的光学式触摸面板10所用的有机着色层16的可视光透过率较低，近红外光透过率较高。优选有机着色层16对波长600nm的可视光的透过率小于等于20%,更优选小于等于10%。另外，优选对波长850nm的近红外光的透过率大于等于80%，更优选大于等于90%。优选有机着色层16含有1种以上的有机色素，也可以含有树脂粘合剂、紫外线吸收剂等。优选有机色素的光吸收性在可视光的广泛区域内较大，在近红外光区域中较小或者没有。作为具有上述特性的有机色素，例如可以举出C.I.SolventBlack27、28、2G等的黑色色素、日本特公平4-3842号公报所述的蒽醌类色素、日本特开平9-3311号公报所述的包括绿色色素和红色色素的混合物等。优选有机着色层16的厚度为5|um~50nm,更优选为10nm40nm。若是采用了光波导路的光学式触摸面板，利用该厚度范围的有机着色层可以获得充分的光学特性，从而可以实现光学式触摸面板的轻型化、薄型化。作为在受光侧光波导路表面的至少局部形成上述有机着色层的方法，例如可以举出将光波导路浸渍在有机色素溶液中、制作提拉膜的浸渍法、将有机色素溶液形成为雾状而吹到光波导路上的喷雾法、利用涂敷机涂敷有机色素溶液的浇铸法等。另外，在本发明中，也可少局部形成有初j着色层。光学式触摸面板的制作方法如图3所示，作为用于制造本发明的光学式触摸面板30的31b,隔着坐标输入区域32相互面对地配置上述2个L字状光波导路31a、31b的射出端、入射端。接下来，使一侧的光波导路31b的芯末端部与发光元件33相结合，使另一侧的光波导路31a的芯末端部与受光元件34相结合。釆用该方法，在利用例如曝光显影法制作光波导路的情况下，即使采用面积比较小的光掩模也可以制作面积较大的光学式触摸面板。本发明的光学式触摸面板的制造方法并不限定于上述组合L字状光波导路的方法。还可以组合4个I字状光波导路，也可以一次制作方框状的光波导路。用途本发明的光学式触摸面板的用途没有特别限定，例如可以用在自动售票机以及银行的ATM等公共输入装置、移动电话、游戏机等携带设备、复印机等办公设备、车辆行驶用信息装置、POS系统、工业机械的操作面板等中。实施例1覆层形成用清漆的调制成份A:具有脂环骨架的环氧类紫外线固化树脂(ADEKA公司制造、EP4080E)，100重量份；成份B:光酸产生剂(SAN-APRO公司制造、CPI-200K),2重量份；混合以上调制覆层形成用清漆。芯形成用清漆的调制9成份C:包括芴骨架的环氧类紫外线固化树脂(大阪GasChemicals公司制造、才々、V—Jl/EG)，40重量份；成份D:包括芴骨架的环氧类紫外线固化树脂(NagaseChemteX公司制造、EX-1040),30重量份；成份E:1，3，3-三(4-(2-(3-氧杂环丁烷)丁氧基苯基)丁烷(制法见后述)，30重量份；上述成份B:l重量份乳酸乙酯41重量份混合以上调制芯形成用清漆。1,3，3-三(4-(2-(3-氧杂环丁烷)丁氧基苯基)丁烷的制法在具备温度计、冷却管和搅拌装置的200ml三口烧瓶中放入6.68g(20mmo1)1，3,3-三-(4-羟基苯基)丁烷、25mlN-曱基-2-吡咯烷酮，在氮气气氛下边加热至80。C边搅拌至完全溶解。溶解后，添力卩23.46g(72mmo1)^灰酸铯，进一步搅拌30分钟。向其中添加17.84g(66mmo1)事先合成的2'(3_氧杂环丁烷)丁基甲苯磺酸酯，并在氮气气氛下8(TC搅拌20小时，反应结束后，冷却至室温后添加100ml乙酸乙酯和50ml蒸馏水，然后放置，分离成水相和有机相。这样，萃取出分离的有机相，将其用水进一步洗涤，再用无水硫酸镁干燥一晚。然后，过滤掉硫酸镁，再蒸馏除去溶剂，由此获得反应粗产物。通过硅胶柱色谱(洗脱液正己烷/丙酮)分离提纯该粗产物，获得12.20g(收获率97%)无色透明的半固体。并且，使用！H-NMR和nC-NMR(均为日本电子^^司制造)对这样获得的化合物进行分析，结果确认为1，3，3-三(4-(2-(3-氧杂环丁烷)丁氧基苯基)丁烷。制作光波导路在厚度为188i!m的聚萘二甲酸乙二醇酯的表面上涂敷覆层形成用清漆，照射1000mJ/cmS的紫外线之后以80。C加热处理5分钟，形成厚度为20pm的底覆层。底覆层的波长830nm的折射率是1.510。在底覆层的表面涂敷芯形成用清漆，以100。C加热处理5分钟，形成芯层。将光掩模覆盖在芯层(间隙100pm)上后照射2500mJ/cm2的紫外线(测量波长365nm)，进一步以100。C加热处理IO分钟。利用Y-丁内酯水溶液溶解去除芯层的紫外线未照射部分，以120。C加热处理5分钟，图案形成出芯宽度20inm、芯高度50ium的芯以获得图3的L字状光波导路。波长为830nm时的芯的折射率为1.592。接下来，在室温的条件下在含有有机色素(有本化学公司制造、FS-Black1927)的溶液中将该光波导路浸渍l分钟，接着以80。C烘干30分钟，在光波导路表面形成厚10^im的有机着色层。有机着色层的透过光谦如图4所示，波长600nm的可视光透过率为0.9%,波长850nm的近红外光透过率为95.60/0。比卑交例除了不将光波导路浸渍在含有有机色素的溶液中、未在光波导路的表面形成有机着色层之外，其他步骤与实施例同样地制造光波导路。评价如图3所示，准备2个利用实施例制成的光波导路31a、31b。使用于射出波长为850nm的光的发光元件33(Optwell公司制、VCSEL)与一侧的光波导路31b的末端相连结。使受光元件34(TAOS公司制、CMOS线性传感器阵列)与另一侧的光波导路31a的末端相连结。将各光波导路31a、31b的射出端、入射端隔着坐标输入区域32相面对地配置，制成图3所示的对角3英寸的光学式触摸面板30。另外，采用利用比较例制成的光波导路与实施例同样地制作光学式触摸面板。对于实施例以及比较例的光学式触摸面板，在暗室中自发光元件射出强度为5000pW的光时，受光元件接收了5pW的光。将该光学式触摸面板放置在具有干扰光的环境中，测量受光元件所接收到的干扰光的强度。此时发光元件并未发光。结果如表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>实施例的具有有机着色层的光学式触摸面板即使在室外背阴处，干扰光的受光强度(1.2|uW)也大大小于暗室中自发光元件接收的受光强度(5pW)。因此，在室外背阴处也可以使用本发明的光学式触摸面板。与此相对，比较例的不含有机着色层的光学式触摸面板在室外背阴处的干扰光的受光强度(4.6pW)，接近暗室中的自发光元件接收的受光强度(5pW)。因此，在室外背阴处进行误动作的可能性很高，无法在室外背阴处使用。测量方法折射率通过旋转涂敷在硅晶圆上分别成膜覆层形成用清漆以及芯形成用清漆从而制作折射率测量用样本，使用棱镜耦合器(Cylon^^司制、SPA—400)进4亍了溯'J量。芯宽度、芯高度使用切块(dicer)式切断机(DISCO公司制、DAD522)横截切断所制成的光导波路，使用激光显微镜(KEYENCE公司制)对切断面进行观察测量。透过率使用分光光度计(日立制作所制、U-4100)对形成在玻璃板上的厚度为10pm的有机着色层的透过光谱进行了测量。该测量在将未形成有有机着色层的玻璃板作为参考进行了测量之后进行。1权利要求1.一种光学式触摸面板，包括坐标输入区域、用于发出近红外区域的光的发光元件、用于接收可视光以及近红外区域的光的受光元件、与上述发光元件相结合的发光侧光波导路、和与上述受光元件相结合的受光侧光波导路，其特征在于，上述发光侧光波导路的射出端隔着上述坐标输入区域与上述受光侧光波导路的入射端相面对；上述受光侧光波导路的表面的至少局部具有有机着色层；上述有机着色层的可视光透过率低于近红外光透过率。2.根据权利要求l所述的光学式触摸面板，其特征在于，上述有机着色层对波长为600nm的可#见光的透过率小于等于20%,对波长为850nm的近红外光的透过率大于等于800/0。全文摘要本发明提供一种光学式触摸面板。以往的光学式触摸面板若设置在太阳光、灯光等干扰光较强的地方，受光元件的输入变得过大，结果无法进行触摸检测。本发明的光学式触摸面板(10)包括坐标输入区域(11)、用于发出近红外区域的光的发光元件(12)、用于接收可视光以及近红外区域的光的受光元件(13)、与发光元件相结合的发光侧光波导路(14)和与受光元件相结合的受光侧光波导路(15)。其中，发光侧光波导路的射出端(14a)隔着坐标输入区域与受光侧光波导路的入射端(15a)相面对。受光侧光波导路在其表面具有有机着色层(16)。有机着色层的可视光透过率较低，近红外光透过率较高。文档编号G06F3/042GK101644977SQ20091020379公开日2010年2月10日申请日期2009年6月16日优先权日2008年8月6日发明者利川咲良,清水裕介申请人:日东电工株式会社