专利名称：触摸屏用光波导的制作方法
技术领域：
本发明涉，，用光波导。
背景技术：
触^^是指通过用手指或专用笔等直"^^触液晶显示器等的画面从而进行
设备的辦等的输A^置，其构成包括显示辨内容等的显示器和检测上述手 指等在该显示器的画面上的接触位置(坐标)的检测手段。而且，由该检测手 段检测到的接触位置的信息作为信号传送，进行在该接触位置所显示的辦等。 作为使用了这样的触摸屏的设备，可以列^IM几构的ATM、车站的售票机、便 携游甜几等。
作为上，摸屏中的手指等的接触位置的检测手段，提出了釆用了光波导 的检测手段(例如，；^照专利文献1)。如图8所示，该光波"f"i更置于四方形的 显示器的画面周边部，^L字形的光波导B^和分别与该L字形的光波导Bi 的2条线状部相对的2条，光波导B2、 B3。在L字形的光波导Bi的线状部， iM有与显示器11的画面平行,出光L的尤5t芯，在分别与L字形的光波导 Bi的线状部相对的线状光波导B2、 B冲，iM有接4i^j6芯老出的光L的受光 芯。而且，通itit3个光波导Bi、 B2、 B3,在显示器ll的画面上，形成光L呈 格子状传播的状态。如絲该状态下用手指接触显示器ll的画面，由于该手指 将光L的一^^iW，所以通过用2 ^状的光波导B2、 B3对该,的部^4i 行感知，从而能够检测上述手指接触的部分的位置。 US2004/0201579A
发明内容
发明要解决的i^H
然而，对于上述专利文献1的触辦，由于发出光L的L字形的光波导B！ g收光的2条线状光波导B2、 B3^^成—本，所以如果不正确ii4亍2波导B2、 B3相对上述L字形的光波导Bi的位财准，则不育诚Wj光L，起不到 ^^则手段的作用。而且，由于成为光L的出入口的各芯的端面非常小，所以上 述位^ft准需要时间。
本发明鉴于上述实际情况而提出，本发明的目的在于提^-"种无需对接收 光的光波导进行位i^t准的触,用光波导。
用于解决i痴级的方法
为了实5Lh述目的，本发明的触M用光波导，为i殳置于触4t齊的显示器 的画面周边部的触M用光波导，其>*有如下构成W^体的平;tl状框体、 ^it芯和受光芯；该4的平;^状冲医^*有夹<^显示器的画面而对向配置、各 自具有相对的内侧表面的框体部分，具有与显示器的画面周边部的形;)W应的 形状；该发光芯设置在一方的框体部分，用于射出光，其端面在上述一方的框 体部分的内侧表面露出；该受光芯设置在另一方的框体部分，用于接收光，其 端面在上述另一方的框体部分的内侧表面露出；上ii^光芯和上述受光芯形成 于上ii平;feM^^医体的表面。 发明^
本发明的触,用光波导，由于发出光的芯g收该光的芯形成于一^ 板状框体的表面，所以成为在上述两芯间在，对准的状态下制作的光波导。 因此，在将该触,用光波^f4殳置于触,的显示器的画面周边部时，无需进 行接J0J6侧的位M准。
图1示意g示本发明光波导的一个实施方案，(a)为其平面图，(b)
为其X-X截面图。
图2为示意J4^示采用了上^波导的触捲齊的外蚬图。
图3示意g示上ii^波导的制造方法，(a)为其平面图，(b)为其X-X
截面图。
图4示意a示上i^b皮导的制造方法，(a)为其平面图，(b)为其X-X 截面图5示意g示上i^t波导的制造方法，(a)为其平面图，(b)为其X-X 截面图。图6示意錄示上狄波导的制妙法，(a)为其平面图，(b)为其X-X 截面图7为示意g示^^发明光波导的另一个实施方案的截面图。
图8为表示JM才^的触拔笄的平面图。
符号说明
Al光波导2下^g 3芯
M实施方式
下面才M^附图对;^发明实施方案进41#细说明。
图1 (a) 、 (b)表示本发明的触M用光波导的一个实施方案。该实施 方案的触4錄用光波导(以下简称为"光波导")Al，多个芯3在由下包层2 和上包层4包^f状态下形成于四方形的平;t^匡状，如图2所示，设置于触摸 屏10的四方形的显示器11的画面周边部而使用。即，上i^波导Al的下^ (框体)2形成为对应上ii^示器11的画面周ii部的四方形的四方形的平;tl才匡 状，成为连续且一体的框体。而且，在该平板框状的下包层2的表面，多个芯3 形，定图案，jtb^卜，上包层4以包含各芯3的方式沿着上述下包层2而形成 为四方形的平板框状。另外，在图l(a)和图2中，芯3用虚^示，虛线的粗 细表示芯3的粗细。另夕卜，在图l(a)、 (b)中，芯3的数量以省略方式图示。 这些在后面的附图中也一样。
更详细地说，如图l (a)、 (b)所示，在该实施方案中，芯3的图案，从 四方形的平板框状的光波导A1的一角部的夕卜侧，多根芯3每次按照相同的数量 分政出光的芯31械絲的芯32，形成为2个L字形平板部分，在上述平板 框状的内侧(显示器ll的画面侧)端缘，以等间隔方式呈并列状态延伸。而且， 发光芯31的端面31a露出于L字形平板部的相对的内,滚面的一方，受光芯32 的端面32a露出于另一方的内,滚面。为了^^Ut芯31的光轴与受光芯32的 it^相整合，J^J6芯31的端面31a t^别与受光芯32的端面32a相对，如图1 (a )的点划线所示，M光芯31的端面31a射出的it^J"到受光芯32的端面
想U透镜的作用，抑制发光时光的扩散。另外，在图1 (a)中，在光波导Al 的一角部的芯3的端部附近所示的箭头表示光前进方向。另外，如图2所示，在上鄉絲10中，上述四方形的平板框状的光波 导A1沿着显示器ll的画面周边部的四方形设置，在其一角部的夕卜侧，在形成 于上述一方的L字形平板部分的发光芯31连接有光源(未图示)，在形成于另 一方的L字形平板部分的受光芯32连接有检测器(未图示)。在图2中，在光 波导Al的一角部的芯3的端部附i^斤示的箭头表示光L的前进方向。
在上述四方形的平板框状的光波导Al中，在其内侧的对面部分，光L从 一方的L字形平板部分的发光芯31发出，如图中的点划线那样前进，入射至另 一方的L字形平;tl部分的^t芯32。 jtb^卜，通iUiiiib皮导Al， M示器ll 的画面上，光L成为呈格子状g的状态。如^E该状态下用手指接触显示器 11的画面，则由于该手指 从芯31射出的光L的一部分，所以通it^]光波导 Al的受光侧的芯32来感^i刻i[it断的部分,从而能够检测上述手指所接触的部 分的位置。另外，在图2中仅示出了光L的4分。
上itt波导Al的尺寸等可i5^为与触拔齊10的显示器11的大小对应的 尺寸，并无特别限定，例如，W^的"l^^别i议为30~ 300咖左右，平板 框状的框宽i议为30 150mm左右。另夕卜，对于光波导Al的内侧的^边的发 出光的芯31 (接Jl^的芯32 )的数量(从一^)"出的光的才MU也可才娥显示 于显示器ll的画面中的操怍内容的数量等对应地设定，并无特别P艮定，例如可 以i5^为20-100根左右。
下面对于上i^ib皮导Al的制造方法的一^^子进4亍说明。
首先，如图3 (a) 、 (b)所示，准^^iiJi絲波导Al[参照图1 (a)、 (b)]的衬底l。作为该^j"底l，不作特别限定，作为其形^H"料，可列举例如 树脂、玻璃、硅、金属等，作为上述树脂，例如可列举聚^甲酸乙4酯、 聚酯、聚丙烯酸酯、聚^酯、聚降冰片烯、m^iim等。其厚度不作特别限 定，顿常i5^在20Mm (膜状衬底l) ~5咖(板状衬底l)的范围内。
然后，在上述衬底1的表面的规定区域，形成下包层2。作为该下包层2 的形威对料，可列举^b^胺树脂、环舉树脂、光聚会)^M脂、感光)^t脂等。 另外，该下包层2的形成方法不作特别限定，例如，通it^将上迷^t脂,于 溶剂中形成的清漆涂布于J^Ji^进行固化而进行。上述^^漆的涂布，釆用例 如旋涂法、浸涂法、流延法、注射法、喷墨法等进行。另外，上迷固^^艮悟下 包层2的形^#料^^度等适当进行，例如，在下包层2由^ti!E胺树脂形成时，通过300 400X:x60 180分钟的加热处3gii行，在下包层2由光聚合ltM 脂形成时，在照射1000 5000mJ/cm2的紫外线后，通过80~ 120匸x 10~30分 钟的加热处理而进行。另夕卜，下^2的厚度通常在多;^t波导Al的场合，设 定为5 ~ 50拜，在单敝波导Al的场合，1 ~ 20拜。
然后，如图4 (a) 、 (b)所示，在上述下^2的表面，^形成将成 为芯3 [参照图5 (a) 、 ( b)]的树脂层3a。作为该^"脂层3a的形成材料，通 常可列举光聚合對賴旨，成为折射率比上述下包层2和下iiiL包层4 [参照图6 (a) 、 (b)]的形成材料大的材料。该折射率的调节，例如，可以调节各层2、 3、 4的形成材料的种类的选择;Si赋比率而进行。另外，上述树脂层3a的形成 没有作出特别P艮制，但与上述同样，例如，通錄将光聚合^#脂溶解于溶剂 形成的';t";^^布于下^ 2 J^， i^frf燥而ii《亍。另夕卜，上i^i^漆的j^布与
上述同样，例如，iMJ旋涂法、浸涂法、流延法、注射法、喷墨法等进行。另
夕卜，上述干舰过50 120TCxlO 30^4中的加热处^ii行。
然后，经由形成有与所期望的芯3[参照图5 (a) 、 (b)]图案对应的开 口图案的光掩模，^MJ照射,Jiii树脂层3a进^^光。该经膝光的部分^ 形成芯3。在该实施方案中，上述芯3图案，如图5 (a)中所示，^M"应于形 成为四方形平板框状的光波导Al [参照图1 (a)]的区域，以分^Ji述2个L字 形平;tl部分的方式形成，并且，在平板框状的内#湘对的芯3的端面不^t量 相同，而且，也一致。其中，作为啄光方法，可列举叫^:影曝光、接M 曝光、接触膝光等。在树脂层3a没有粘着性时，toiMHt^^絲树脂层3a 接触的接触曝光法。这是因为，性提高，能够形成剩象的可靠图形。另外， 作为曝^照射线，^!例如可见光、紫外线、红外线、X射线、(x射线、p射 线、y射线等。^WLi^用紫外线。这是因为如果釆用紫外线，则照射大的能量， 能够获得f夹的固^ii^，而且，照射装置还是小型且低价，能够实耻产鉢 的制氐。作为紫外线的光源，例如可列剩^a泉JT、高压汞灯、超高压^^T等， 紫外线的照#*通常为10 ~ 10000fflJ/cm2， M为50 ~ 3000mJ/cm2。
上述曝光后，为了偵Jt^应完结而进行加热处理。该加热处理在80~250 。C、怖&100 200'C下在10秒 2小时、怖&5分钟~1小时的范围内进行。 之后，使用显影液进行显影，从而将树脂层3a中的未膝光部分,除去，使树 脂层3a形成图案[参照图5 (a) 、 ( b)]。然后，通it^口热处理除去该形成了图案的树脂层3a中的显影液，如图5 (a) 、 ( b)所示，形成芯3图案。该加 热处舰常进行80 120。CxlO 30^4中。另夕卜，各芯3的厚度，通常，在多模 光波导Al的场合，i^^ 20 ~ IOO戶，在单舰波导Al的场合，i5^ 2 ~ IO戶。 上述显影采用例如浸渍法、喷雾法、浆叶法等。jtl^卜，作为显影剂，^MI例如 有才几系的i^剂、含有碱系水溶液的有机系的溶剂等。这样的显影剂和显影* 才W光聚合^M脂组^^的纟JL^it当选择。
接着，如图6 (a) 、 (b)所示，以包含上述芯3的方式形^Ji^ 4。 作为该上包层4的形成材料，可列#^上述下包层2相同的材料。该上包层4 的形^#料可以与上述下^2的形^#賴目同，也可以不同。另夕卜，上^4 的形成方法也可以与上述下包层2的形成方法同样ilk^行。jtl^卜，上包层4的 厚度，通常，在多才姊波导A1的场合，设定为5~100^,在单員波导A1的 场合， ^卜20jum。
然后，将衬底1从下M2剥离。其中，对于衬底l和下^g"2而言，由 于其形成<#料，津給力弱，通it^f衬底l和上^4采用空气吸附进行拉伸， 可以简单地剥离。^， ；5M]刀刃型进行沖切等，将成为上M波导A1的部分 切断成上述四方形的平板框状。这样，得到图1 (a) 、 (b)所示的平板框M 波导A1。
另外，在上述衬底1 iMl膜状衬底的场合，可以与该膜状的利_底1 一起切 断成上述四方形的框^，将衬底1和下^2剥离，另夕卜，也可以不将衬底l 剥离而与光》皮导Al -^^吏用。
图7表示本发明光波导的另一个实施方案。在该实施方案的光波导A2中， 在由形成为与显示器11 (参照图2)的画面周ii部的四方形对应的四方形的平 板框状的基^ 5a、和形成于该基仗5a表面的^r属薄膜5b构成的框体5的上述 金属薄膜5b的表面，形^上述芯3和上包层4。而且，上述金属薄膜5b作为 通过芯3的光的M层;^挥作用。除jtb^卜的部分与上述实施方案一样，相同 的部分采用相同的符号。
更详细地说，作为上i^板5a,并无特别限定，例如可列举树脂基仗、玻 璃M、 ^i^L等。作为上述树脂基敗的形威材料，例如可列举聚萘二甲酸乙 二醇酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚降冰片烯、^JE胺等。其厚度也 无特别限定，^Sit常"&^在2 5mm的范围内。上述金属薄膜5b的形成^ltlfc或者蒸镀形成。作为该金属薄膜5b的形 成材料，例如可列举镍、铜、银、金、铬、铝、锌、锡、钴、钨、铂、*含 有这些2种以上的元素的合金材料等。其厚度并无特别限定，M常i^在 50nm 5ium的范围内。
作为上狄波导A2的制妙法，首先，准备四方形的平板框状的絲5a， 在该絲5a的表面^JI]4tltil者蒸镀形^UL述金属薄膜5b。然后，在该金属薄 膜5b的表面，与上述实施方案同样地，形成芯3和四方形的平板框状的上^g 4。这样，得到上狄波导A2。
在上述各实施方案中，尽管形成了上包层4， ^a该上包层4并非必须的， 才財居需要可在不形成上包层4的情况下构^t导波路。
另夕卜，在上述各实施方案中，尽管辨板框状的光波导Al、 A2形成四方 形，^形状并无特别限定，例M可以是六边形等多边形、圆形等。
下面对于实施例进行说明。但本发明并不应限于实施例。
将35重量份由下舰式(1 )所示的^l^乙醇芴缩水^^由醚(成分A )、 40重量*为脂环式环氧的3, 4-环IUf己烯基曱基-3， ， 4，-环氧己烯m 酯(夕V七/W匕学社制、七口埼廿4卜'2021P)(成分B)、 25重量^^具有IU匕 环己烯骨架的脂环式环IU^脂(y4七7W匕学社制、七口*廿行卜* 2081 )(成 分C) 、 2重量份4， 4，-双[二 ( P絲乙錄)苯JJ^tiJ 二^5l^-双-六氟锑酸盐(酯)的50°/减酸丙烯酚溶液(成分D)混合，从而调制下^和上 ^的形^N"料。
& CH3-(oiHCH^ -O A 0 一(CHa CHO) n—」
(式中，R广R6^5为lL^子，n-l) [芯的形威^^^fr]将上M分A: 70重量份、1， 3， 3-三(4-(2-(3-氧杂环丁烷基)丁氧 ^^基)丁烷30重量份、上狄分D: 1重量份溶解于乳酸乙酯中，调制芯的 形麟料。
在聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)膜[100咖xl00mmx 188pm (厚度)]的表面 上，将上述下包层的形威对料iM]涂布器涂布后，在整个面上照射2000mJ/cm2 的紫外线以进^^光。然后，进行100'Cxl5分钟的加热处理，从而形成下^g (66. 3mrnx70. Oram) 。 ^M)接触i(^计测定该下^的厚度，为20)am。另夕卜， 该下包层在波长830nm下的^斤射率为1. 542。
然后，在上述下包层的表面用涂布器涂布芯的形成材料后，进行100TCx5 分钟的干m理。然后，在其上方配置形成有与所形成的芯图案相同形状的开 口图案的合成石英系的4^^模(it^模)，采用接近式曝光法从其上方照射 4000mJ/cm2的紫外线以进^^光。接着，进行80TCx 15分钟的加热处理。然后， ^^1 Y-丁内酯7j^^ii行显影，将未曝光部分溶解除去后，进行120'Cxl5分 钟的加热处理，在成为光波导的四方形的平;fe^医状部^成芯。形成的芯的数 量在成为光波导的四方形的各边为50根。各芯的截面尺寸iMJ S服进行测定， 结果为宽12iam x高24pm 。另外，芯在波长830nm下的折射率为1. 602。
然后，"fe照包^^上ii各芯的方式，^M!涂布器涂布上iiJi^的形^H"料 后，在整个面上照射2000mJ/cm2的紫外线以进#^光。接着，进行150X^15 分钟的加热处理，以形^Ji^"(66. 3咖x70. Omm)。然后^M)接触i(^计测 ^JiiiJi包层的厚度，为30pm。另外，该上^在波长830nm下的折射率为 1. 542。
然后使用刀刃型，与上述PEN膜^^切断成四方形的平板框状，得到带上 述PEN膜状态的光波导(66. 3咖x70. 0咖，平板框状部分的框宽60mm)。
然后，将得到的光波导以这种形式，在平板状的玻璃环IU^的表面^] 紫外线固化型沣^H进行固定。此时，津給面为上述PEN膜。然后，舰出光 的一侧的芯(形成于一方的L字形平板部分的芯)连接;^L件(VC犯L)，在 接贱的H^的芯(形成于另 一方的L字形平板部分的芯)^絲;5b^^K ASIC )。 其结果，来自上ii^b t件的M过芯可以由受光元件检测到。
如上所述可知，上i^波^H口^it常(以这种形式)设置，则在无需对接4i^6侧的部分进行位置对准的情况下可^"测光。而且，上i^波导的制造工序
由于与通常的光波导的制造工序相同，所以可以在不新添设设4^的情况下进 行制造。
权利要求
1.一种触摸屏用光波导，其为设置于触摸屏的显示器的画面周边部的触摸屏用光波导，其特征在于，具备一体的平板状框体，该一体的平板状框体具有夹持显示器的画面而对向配置、分别具有相对的内侧表面的框体部分，具有与显示器的画面周边部的形状对应的形状，发光芯，该发光芯设置于一方的框体部分，用于射出光，其端面在上述一方的框体部分的内侧表面露出，受光芯，该受光芯设置于另一方的框体部分，用于接收光，其端面在上述另一方的框体部分的内侧表面露出；上述发光芯和上述受光芯形成于上述平板状框体的表面。
2. 如权利要求1所述的触M用光波导，其中上述一体的平板状框体
3. 如似'涹求1所述的触絲用光波导，其中上述4的平;^状框体 为形成了金属薄膜的基敗，上ii^光芯和上述受光芯形成于上述金属薄膜的表 面。
全文摘要
提供一种无需对接收光的光波导进行位置对准的触摸屏用光波导。一种触摸屏用光波导(A1)，其设置于触摸屏的显示器的画面周边部，在夹持该显示器的画面的对向部的一方形成发出光的芯(3)的端面，在另一方形成接收该光的芯(3)的端面，上述芯(3)形成于具有与上述显示器的画面周边部形状对应的形状的平板框状的下包层(框体)(2)的表面。
文档编号G02B6/12GK101408642SQ200810179948
公开日2009年4月15日 申请日期2008年1月25日 优先权日2007年1月25日
发明者清水裕介 申请人:日东电工株式会社