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：
近年来，例如ATM (automated teller machine)或售票机等的例子，在液晶显示器 (IXD :liquid crystal display)等显示装置的前面配置有光学式触摸面板(红外线矩阵 式触摸面板)的装置(以下，为便于说明而称为“对话式装置(an interactive machine)”) 被设置在室外等各种场所。图1是通常的光学式触摸面板90的平面图，图2是将后述的红外线透射框(an infrared-transparent bezel) 107 及遮光罩(a light blocking cover) 109 取下后白勺状 态的光学式触摸面板90的平面图，图3是光学式触摸面板90的剖面图(图1的Al-Al线 的剖面图)。参照这些图说明光学式触摸面板90。此外，在图1 图3中，未图示安装有光 学式触摸面板90的对话式装置。此外，需要注意的是，未图示支承后述的基板101x、101y、 91x、91y的部件及遮光罩109的安装对象的部件等。以下将基板称为印刷基板(a printed wiring board)0光学式触摸面板90包含透明方形状的平板(以下称为“透明板(a transparent plate) 105、具有使红外线透射性质的框状的红外线透射框107、对干扰光(ambient light)21进行遮挡的遮光罩109、多个发光元件(a plurality of light-emitting devices) 103x、多个发光元件103y、与发光元件103x相同数量的光接收元件(a plurality of light-receiving devices) 130x、与发光元件103y相同数量的光接收元件130y、两个印 刷基板IOlx, IOly及两个印刷基板91x、91y。作为发光元件103x、103y的具体例可以列举红外线LED (light-emitting diode)。作为光接收元件130x、130y的具体例可以列举红外线光敏晶体管。透明板105例 如由透明性好的合成树脂(聚甲基丙烯酸甲酯(polyOnethyl methacrylate)等)及强化玻 璃(hardened glass)形成。红外线透射框107例如由具有红外线透射性的合成树脂(例 如甲基丙烯酸树脂(methacrylate resin))形成。遮光罩109例如由具有遮光性的合成树 脂形成。作为干扰光21之例，可列举含有红外线的太阳光或白炽灯发出的光等。如图2所示，在透明板105的周围以包围透明板105的方式配置有多个发光元件 103x、103y及多个光接收元件130x、130y。具体而言，沿透明板105的彼此相对的两边之中的一侧的边以使各发光元件103x 的发光面朝向透明板105的方式将多个发光元件103x配置成一列，沿另一侧边以使各光接 收元件130x的光接收面朝向透明板105方向的方式将多个光接收元件130x配置成一列。 下面，将该两侧边的方向称为Y轴。同样，沿透明板105的彼此相对的另外两边之中的一侧边以使各发光元件103y的 发光面朝向透明板105的方式将多个发光元件103y配置成一列，沿另一侧边以使各光接收 元件130y的光接收面朝向透明板105方向的方式将多个光接收元件130y配置成一列。下面，将该两侧边的方向称为X轴。在所有的发光元件103x、103y和所有的光接收元件130x、130y配置在透明板105 周围的状态下，各个发光元件103x的发光面与所对应的一个光接收元件130x的光接收面 相对，各个发光元件103的发光面与所对应的一个光接收元件130y的光接收面相对。因 此，如图2所示，在光学式触摸面板90中，由彼此相对的一个发光元件103x和一个光接收 元件130x的成对形成与X轴方向平行的光路(light path) 23x，由彼此相对的一个发光元 件103y和一个光接收元件130y的成对形成与Y轴方向平行的光路23y。此外，各发光元件103x具有窄指向性(narrow directivity)，从而其不会与所对 应的一个光接收元件130x以外的光接收元件进行光耦合。同样，各发光元件103y具有窄 指向性，从而其不会与所对应的一个光接收元件130y以外的光接收元件进行光耦合。 若一个发光元件103x和与其对应的一个光接收元件130x的对的数量为M,则形成 与X轴方向平行的M个光路23x，若一个发光元件103y和与其对应的一个光接收元件130y 的对的数量为N，则形成与Y轴方向平行的N个光路23y。在光学式触摸面板90中，由于各 光路23x和各光路23y处于正交关系，因此从正面看透明板105时，形成由多条光路23x、 23y组成的网格(以下称为“光学网格(an optical mesh) ”)(参照图2)。此外，实际上将多个发光元件103x固定于印刷基板ΙΟΙχ，将多个发光元件103y固 定于印刷基板101y。同样，将多个光接收元件130x固定于印刷基板91x，将多个光接收元 件130y固定于印刷基板91y。通常，在印刷基板101x、101y上形成有用于驱动控制各发光 元件103x、103y的布线多层结构(multilayer structure)，在印刷基板91x、91y上形成有 用于驱动控制各光接收元件130x、130y的布线的多层结构。此外，未图示与这些印刷基板 101x、101y、91x、91y连接的控制单元及电源等。各印刷基板101x、101y、91x、91y以使各光路23x、23y位于离开透明板105的一侧 表面(以下称为“可触面(a touchable plane) ”)10 通常几毫米的方式被定位在透明板 105周围。此外，可触面10 的相反侧的透明板105的表面与IXD25相对。如图1及图3所示，红外线透射框107具有大致平坦的方形框状的外观形状。红外 线透射框107的内周部107a是具有朝向红外线透射框107中心倾斜的凸缘形状。红外线透 射框107在红外线透射框107的内周端面与透明板105的可触面10 的周缘相接的状态 下被固定于透明板105。因此，光学式触摸面板90具有如下结构，即，红外线透射框107如 屋顶那样覆盖印刷基板101x、101y、91x、91y，而内周部107a所处的位置对于光路23x、23y 成为障碍物。但是，即使是这样的结构，由于红外线透射框107具有使红外线透过的性质， 因此各光路23x、23y不会被内周部107a光学遮挡。但是，由于红外线透射框107具有使红外线透过的性质，因此，当发光元件103x、 103y发出的红外线以外的红外线到达光接收元件130x、130y时，将诱发误动作。因此，在光 学式触摸面板90中，将具有不妨碍光学网格的形成的形状和遮光功能的大小的遮光罩109 固定于红外线透射框107的背面，而对光接收元件130x、130y进行遮光(参照图1及图3)。 具体而言，遮光罩109除了红外线透射框107的内缘部107c (内周部107a中接近内周端面 的部分)及没有干扰光21到达可能性的部分之外，具有对光接收元件130x、130y进行遮光 的形状及大小。由于各光路23x、23y透过红外线透射框107的内缘部107c，因此，遮光罩 109对光学网格没有影响。此外，在该例中，遮光罩109还对发光元件103x、103y以不对各光路23x、23y造成影响的方式进行遮光。图3表示光学式触摸面板90的X轴方向的剖面 图，通过将图3所示的参考标记所包含的记号置换为“y”，可理解光学式触摸面板90的 Y轴方向的剖面图(基于该理由而未图示光学式触摸面板90的Y轴方向的剖面图)。因此， 需要注意的是，针对光学式触摸面板90的Y轴方向，可以说与X轴方向的技术特点相同。此外，在光学式触摸面板90中，印刷基板101x、101y、91x、91y以如下方式被固定 于未图示的支承部件上，即，各发光元件103x、103y和各光接收元件130x、130y位于遮光罩 109与印刷基板101x、101y、91x、91y之间。在上述的光学式触摸面板90中，当例如使用者的手指或操作用器具(an instrument for manipulation)等具有一定程度大小的遮蔽物(an obstacle)触及到可 触面10 时，则遮蔽物通常遮断至少一个X轴方向的光路23x和至少一个Y轴方向的光路 23y。因此，通过检测被遮断的X轴及Y轴的各光路，可特定遮蔽物在透明板105上的二维 位置。通常，将该二维位置的信息传送给对话式装置。此外，在光学式触摸面板90中，X轴方向的各光路23x和Y轴方向的各光路23y具 有正交关系，但不限于这样的结构，例如(日本)特开2003-122504号公报(以下称为专利 文献2)或(日本)特开2000-311051号公报(以下称为专利文献3)所公开，还存在形成 不具有正交关系的多条光路的光学式触摸面板。这样，通常的光学式触摸面板，至少包含透明板、配置于该透明板周围的多个发 光元件及多个光接收元件，为特定透明板上的遮蔽物的二维位置，在从正面看透明板时，多 条光路(各光路由一对的发光元件和光接收元件形成)在透明板的前方(上方)形成网格 状。通常的光学式触摸面板虽然具备遮光罩，但由于对话式装置的设置场所，会使干 扰光21直接或者间接到达光接收元件130x、130y，而有可能引起光学式触摸面板的误动 作。即，即使用遮蔽物遮断光路，但由于干扰光21到达光接收元件130x、130y，而产生如同 没有将光路遮断的状况。因此，无法准确检测遮蔽物在透明板105上的二维位置。(日本)特开2003-040491号公报(以下称为专利文献1)公开了一例用于消除这 样的光学式触摸面板缺点的技术。专利文献1公开的技术是，在设置有光接收元件的基板 的抗蚀剂层(a resist layer)之上形成有黑色的丝网印刷层(a serigraph layer)，以抑 制干扰光到达光接收元件。但是，由于丝网印刷层的表面具有光泽，因此，难以充分防止被 该表面反射的干扰光达到光接收元件。
发明内容
鉴于这样的情况，本发明的目的在于，提供一种可充分抑制由干扰光引起的误动 作的光学式触摸面板。一种光学式触摸面板，至少包括透明板、配置于该透明板周围的多个发光元件及 多个光接收元件，在该透明板的前方形成多条光路，各光路由一对发光元件和光接收元件 形成，其中，包括固定有光接收元件之中的至少一个的基板，基板具有表层，所述表层具有 使与从发光元件发出的光相同种类的光漫反射的表面粗糙度(reflect diffusely)，表层 的表面中具有表面粗糙度的区域至少包含属于固定于基板的各光接收元件的指向性范围 的区域。
根据本发明的光学式触摸面板，由于干扰光在基板表面进行漫反射，因此，可抑制 干扰光到达光接收元件，其结果，可充分抑制由于干扰光引起的误动作。
图1是现有的光学式触摸面板90的平面图。图2是取下红外线透射框107及遮光罩109后的状态的现有的光学式触摸面板90 的平面图。图3是现有的光学式触摸面板90的Al-Al剖面图。图4A是表示达到光接收元件的干扰光的反射路径的图(入射角5° )。图4B是表示达到光接收元件的干扰光的反射路径的图(入射角10° )。图4C是表示达到光接收元件的干扰光的反射路径的图(入射角15° )。图4D是表示达到光接收元件的干扰光的反射路径的图(入射角20° )。图4E是表示达到光接收元件的干扰光的反射路径的图(入射角30° )。图5是取下红外线透射框107及遮光罩109后的状态的光学式触摸面板100的平 面图。图6是光学式触摸面板100的Al-Al剖面图。图7(a)是表示现有的印刷基板91x的第一层、图7(b)表示第二层、图7(c)表示 第三层、图7(d)表示第四层的图。图8 (a)是表示印刷基板81x的第一层、图8(b)表示第二层、图8(c)表示第三层、 图8(d)表示第四层的图。图9A是图7所示的现有的印刷基板91x的Cl-Cl剖面图。图9B是图8所示的印刷基板81x的C2-C2剖面图。图10是图8所示的印刷基板81x的Bl-Bl剖面图。图11是表示光接收元件的指向性范围的图。图12是表示光接收元件的指向性的范围(上下方向)的图。图13A是说明一个光接收元件的指向性表面区域(directivity surface domain) 的图。图1 是表示三个光接收元件的指向性表面区域(directivity surface domain) 重叠的情况的图。图14A是表示在现有的印刷基板91x上由第一抗蚀剂层11反射干扰光21的情况 的图。图14B是表示在印刷基板81x上由第一绝缘层11 反射干扰光21的情况的图。图15是光学式触摸面板IOOa的平面图。图16是印刷基板81x的变形例即印刷基板Slxa的剖面图。图17是印刷基板81x的变形例即印刷基板Slxb的剖面图。
具体实施例方式在说明本发明的实施方式之前，首先说明本发明的要点。上述的光学式触摸面板90中，在可触面10 和干扰光21所成的角度(以下称为“入射角”)为5 30°左右的情况下，干扰光21会到达光接收元件130x、130y。对此考虑 到的是，在具备遮光罩109的光学式触摸面板90的结构中，在入射角为5 30°左右的情 况下，这不是由于干扰光21直接到达光接收元件130x、130y，而是由于干扰光21被光接收 元件130x、130y周围的部件反射而到达光接收元件130x、130y。因此，发明者对于干扰光 21到达光接收元件130x、130y的反射路径进行验证。下面，对该验证结果进行说明。在光学式触摸面板90的结构中，对干扰光21进行反射的部件主要为透明板105、 遮光罩109、印刷基板91x、91y。到达光接收元件130x、130y的干扰光21还取决于各部件 尺寸及配置，但已经确认大概通过表1所示的路径。在表1中，记号“〇”表示干扰光21由 于反射而到达光接收元件130x、130y，记号“X”表示干扰光21未到达光接收元件130x、 130y。图4A 图4E图示的是干扰光21的反射路径(其中，省略了入射角25°的图示)。 此外，在图4A 图4E中，考虑到容易识别而没有用阴影线图示各部件的剖面。此外，在这 些图中，只图示了印刷基板91x，而关于印刷基板91y，干扰光21的反射路径也与印刷基板 91x的情况相同。表 权利要求
1.一种光学式触摸面板，至少包括透明板、配置于该透明板周围的多个发光元件及 多个光接收元件，在该透明板的前方形成多条光路，各光路由一对发光元件和光接收元件 形成，其中，包括固定有所述光接收元件之中的至少一个的基板，所述基板具有表层，所述表层具有使与从所述发光元件发出的光相同种类的光漫反射 的表面粗糙度，所述表层的表面中具有所述表面粗糙度的区域至少包含属于固定于所述基板的各所 述光接收元件的指向性范围的区域。
2.如权利要求1所述的光学式触摸面板，其特征在于， 所述表层是所述基板的绝缘层，所述表面粗糙度是通过对所述基板的金属层进行蚀刻使所述绝缘层露出而得到的粗 糙度。
3.如权利要求1所述的光学式触摸面板，其特征在于， 所述表层是所述基板的玻璃环氧树脂层。
4.如权利要求1 3中任一项所述的光学式触摸面板，其特征在于， 所述基板具有与所述表层不同的层(以下称为“光吸收层”)，在从正面看所述基板时，所述光吸收层配置成与所述区域重叠， 所述光吸收层具有吸收与从所述发光元件发出的光相同种类的光的颜色。
5.如权利要求4所述的光学式触摸面板，其特征在于， 所述表层具有光透射性，所述光吸收层和所述表层的与所述表面相反一侧的表面相接设置。
6.如权利要求4所述的光学式触摸面板，其特征在于， 所述光吸收层是丝网印刷层，所述光吸收层作为所述基板的与所述表层相反一侧的层设置于所述基板， 所述基板除了所述光吸收层以外具有光透射性。
全文摘要
本发明提供一种光学式触摸面板，包括透明板(105)、配置于透明板(105)周围的多个发光元件(103x、103y)及多个光接收元件(130x、130y)，在透明板(105)的前方形成多条光路，各光路由一对发光元件(103x、1103y)和光接收元件(130x、130y)形成，其中，包括固定有光接收元件(130x、130y)之中的至少一个的基板(81x、81y)，基板(81x、81y)具有表层(113b)，所述表层(113b)具有使与从发光元件(103x、103y)发出的光相同种类的光漫反射的表面粗糙度，在表层(113b)的表面具有表面粗糙度的区域至少包含属于固定于基板(81x、81y)的各光接收元件(130x、130y)的指向性范围的区域。
文档编号G06F3/042GK102141861SQ20101059171
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年1月29日
发明者田中淑雄 申请人:日本航空电子工业株式会社