CN101470232A - 触摸面板用光波导路及其制造方法、采用它的触摸面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触摸面板用光波导路及其制造方法、采用它的触摸面板，不需要进行光波导路和透镜间的位置对合，并且适当地进行光的射出和光的入射。从第1透镜部(30)的曲率中心到光反射面(60)的距离和从光反射面(60)到第2透镜部(50)的前端的距离的合计距离(L)、和第2透镜部(50)的曲率半径(R)满足下式(A)：(A)(L/3)－0.5＜R＜(L/3)+0.5(L的单位为mm、R的单位为mm)。

Description

触摸面板用光波导路及其制造方法、采用它的触摸面板
技术领域
本发明涉及触摸面板用光波导路及采用该光波导路的触摸面板以及触摸面板用光波导路的制造方法。
背景技术
触摸面板，是通过用手指或专用笔等直接接触液晶显示器等的画面来对设备进行操作等用的输入装置，包括显示操作内容等的显示器、和检测上述手指等在该显示器画面上的接触位置(座标)的检测部件。而且，该检测部件检测到的接触位置信息作为信号被送出，进行该接触位置显示的操作等。作为采用该触摸面板的设备列举有金融机构的ATM机、车站的售票机、便携式游戏机等。
作为检测上述触摸面板中的手指等接触位置的检测部件，提出有采用光波导路的检测部件(例如，参照专利文献1)。即，如图7所示，该触摸面板在四边形的显示器11的侧周面卷绕安装有带状的光波导路70，并且在上述显示器11的画面上缘部设有四边形的框状透镜71。光通过的许多芯形成于上述光波导路70，在上述卷绕安装的状态下，朝向上述框状透镜71的方向形成各芯的一端面(光的射出面及入射面)。另外，利用上述框状透镜71的部分，使自设置于显示器11侧周面的一侧部的光波导路70的部分射出的许多光的路径改变为与显示器11的画面平行，之后，利用对置的框状透镜71的部分，改变光的路径，使得光入射到设置于另一侧部的光波导路70的部分。这样利用上述光波导路70和框状透镜71，在显示器11的画面上使光成为以格子状传送的状态。而且，在该状态下，用手指接触显示器11的画面时，由于该手指遮挡住一部分光，所以，用入射侧的光波导路70的部分感知到该被遮挡部分的光，这样，可以检测到上述手指接触部分的位置。
专利文献1：US2006/0002655A1
采用上述光波导路70的触摸面板中，必须使从射出侧的光波导路70的部分射出到空气中的光入射到入射侧光波导路70的部分的芯内。这时，如果射出的光过分扩散，则光入射到入射侧的芯内的概率降低，光传送效率降低。相反，如果过度地收拢射出的光，则受光区域变窄，在入射侧不容易使光入射到芯内(入射侧的芯的位置只要稍稍偏离适当位置，就不能入射)。
另外，采用上述光波导路70的触摸面板中，如果不能准确地对光波导路70和框状透镜71进行位置对合，则光不能适当地通过框状透镜71，不能充分地提高光传送效率。而且，对光波导路70和框状透镜71进行准确地位置对合要求精密度，所以是困难的，完成位置对合需要劳力和时间。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做成的，目的在于提供一种触摸面板用光波导路和使用了该光波导路的触摸面板以及触摸面板用光波导路的制造方法，该触摸面板用光波导路不需要进行光波导路与透镜的位置对合，并且可适当地进行光的射出和入射。
为了达到上述目的，作为本发明的第一技术方案的触摸面板用光波导路，包括：基体；芯，其形成在该基体的正面的规定部分；上敷层，其以覆盖该芯的状态形成在上述基体正面上；该触摸面板用光波导路沿着触摸面板的显示器的侧周面设置，使射出光的芯的端部定位于上述显示器的侧周面的一侧部，使该光入射的芯的端部定位于上述显示器的侧周面的另一侧部，上述射出光的芯的端部和使光入射的芯的端部形成为具有向外侧鼓起的透镜曲面的第1透镜部，覆盖上述第1透镜部的上敷层的端部以向上述基体侧弯曲的状态延伸设置，该弯曲部的前端部分形成为具有向外侧鼓起的透镜曲面的第2透镜部，与第2透镜部相反侧的后端部分形成为使光路改变为使相同的光通过上述第1透镜部前端的透镜曲面和第2透镜部前端的透镜曲面的光反射面，从上述第1透镜部的透镜曲面的曲率中心到上述光反射面的距离和从该光反射面到上述第2透镜部的透镜曲面的前端的距离的合计距离(L)、和上述第2透镜部的透镜曲面的曲率半径(R)满足下式(A)：
(A)(L/3)-0.5<R<(L/3)+0.5
(其中，L的单位为mm、R的单位为mm)。
并且，本发明的第二技术方案的触摸面板，其中，将上述触摸面板用光波导路沿着触摸面板的显示器的侧周面设置，射出光的芯的第1透镜部定位于上述显示器的侧周面的一侧部，使该光入射的芯的第1透镜部定位于上述显示器的侧周面的另一侧部，覆盖上述第1透镜部的上敷层端部的弯曲部定位于显示器画面的周缘部。
另外，本发明的第三技术方案是一种触摸面板用光波导路的制造方法，上述触摸面板用光波导路的制造方法包括：在基体正面的规定部分形成端部形成为第1透镜部的芯的工序；将芯置于成形模中，注入上敷层的形成材料的工序；使该注入的形成材料固化，在覆盖上述芯的状态下在上述基体的正面形成上敷层，其中，使覆盖上述第1透镜部的上敷层的端部形成为具有第2透镜部和光反射面的弯曲部的工序。
本发明人为了解决上述问题，构思了将覆盖芯的端部的上敷层的端部形成为透镜部(第2透镜部)。这样一来，芯和上敷层本来就是一体的，因此本发明的触摸面板用光波导路在上敷层被形成的时刻，芯的端部和上敷层端部的透镜部形成为被位置对合的状态。并且，本发明人为了适当地进行光的射出和入射，构思芯的端部也形成为透镜部(第1透镜部)，并且也对上述第1透镜部和第2透镜部的相互位置关系等反复进行了研究。其结果，查明：在上述第2透镜部的后方部分形成用于使光路改变为使相同的光通过上述第1透镜部和第2透镜部的光反射面，若从上述第1透镜部的透镜曲面的曲率中心到上述光反射面的距离和从该光反射面到上述第2透镜部的透镜曲面的前端的距离的合计距离(L)、和上述第2透镜部的透镜曲面的曲率半径(R)满足下式(A)，则从芯端部的第1透镜部射出的光在该第1透镜部的折射作用下，发散被抑制，在该状态下，被上述光反射面反射，朝向第2透镜部的透镜曲面地改变光路，在该第2透镜部的折射作用下，发散进一步被抑制。另外，在使光入射的一侧的上敷层端部的第2透镜部中，在该第2透镜部的折射作用下，入射的光收拢而聚集，在该状态下，被上述光反射面反射，朝向第1透镜部地改变光路，在该第1透镜部的折射作用下，进一步收拢而聚集，朝向芯的内部方向前进，得到了本发明。
本发明的触摸面板用光波导路的覆盖射出光的芯端部的第1透镜部和使光入射的芯端部的第1透镜部的上敷层的端部以向基体侧弯曲的状态延伸设置，该弯曲部的前端部分形成为第2透镜部，该相反侧的后端部分形成为使光路改变为使相同的光通过上述第1透镜部前端的透镜曲面和第2透镜部前端的透镜曲面的光反射面，因此，本发明的触摸面板用光波导路在形成上敷层的时刻，能够使芯端部的第1透镜部和上敷层端部的第2透镜部形成自动位置对合的状态。因此，能够不需要对芯端部的第1透镜部和上敷层端部的第2透镜部进行位置对合的作业。并且，为了满足上式(A)而以相互特定的位置关系形成上述第1透镜部、第2透镜部和光反射面、并且将第2透镜部的透镜曲面的曲率半径形成为特定尺寸，因此从芯端部的第1透镜部射出的光在该第1透镜部的折射作用、光反射面的反射作用和第2透镜部的折射作用下，从第2透镜部的透镜曲面适当扩散而射出。而且，从芯端部的第1透镜部入射的光在第2透镜部的折射作用、光反射面的反射作用和第1透镜部的折射作用下，能形成收拢而聚集的状态。其结果，以光传送效率适当的状态，能在射出侧的芯和入射侧的芯间进行光传送。
本发明的触摸面板由于具有上述触摸面板用光波导路，因此从芯端部的第1透镜部射出的光被反射面反射后，从第2透镜部的透镜曲面适当扩散而射出，用手指触摸显示器的画面时，就能准确地检测该手指触摸的部分的位置。
在本发明的触摸面板用光波导路的制造方法中，在基体正面的规定位置形成端部形成为第1透镜部的芯，将芯置于成形模中，通过成形形成上敷层，该上敷层使覆盖上述第1透镜部的上敷层的端部形成为具有第2透镜部和光反射面的弯曲部的部分。因此，能够在准确地形成芯端部的第1透镜部、上述第2透镜部和光反射面的相互位置关系的状态下制造触摸面板用光波导路。
附图说明
图1是示意性表示本发明的光波导路的第1实施方式的立体图。
图2是示意性表示使用了上述光波导路的触摸面板的立体图。
图3的(a)是表示自箭头X方向观察图1的光波导路的上侧部分的放大图，(b)是(a)的Y-Y剖视图。
图4是示意性地表示上述光波导路的光的射出状态，(a)是表示自箭头X方向观察图1的光波导路的上侧部分的放大图，(b)是(a)的Y-Y剖视图。
图5的(a)～(e)是示意性地表示上述光波导路的制造方法的说明图。
图6是示意性地表示本发明的光波导路的第2实施方式，相当于图3的(a)的图。
图7是示意性表示使用了以往的光波导路的触摸面板的剖视图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
图1表示本发明的触摸面板用光波导路的第1实施方式。该实施方式的触摸面板用光波导路(以下仅称为“光波导路”)在多个芯3被下敷层(基体)2和上敷层4夹持、包含的状态下，形成为带状。上述芯3从带状的光波导路的两端(图中的左右端)平行地延伸，分别在至长度方向一半的区域(图中的左半部分的区域和右半部分的区域)向上方(带状的光波导路的长度方向的一侧部方向)弯曲。该弯曲的芯3的前端与设于上敷层4的端部的规定部位的弯曲部(延伸设置部)40相连接。如图所示，该弯曲部40以向下敷层2一侧弯曲的状态延伸设置，且相互等间隔地沿光波导路的长度方向形成。另外，在图1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的数量而图示。另外，下述说明的图1中的附图标记41是与显示器11(参照图2)的画面上缘部抵接的抵接面，附图标记50是第2透镜部。
如图2所示，这样的光波导路沿着触摸面板10的四边形的显示器11的侧周面地弯曲并卷绕安装于四个边的边部。并且，在卷绕安装的状态下的上述光波导路的一端缘a中，光源(未图示)与芯相连接，在光波导路的另一端缘b中，检测器(未图示)与芯相连接。在卷绕安装上述带状的光波导路时，使下敷层2一侧位于内侧，使形成于上述第2透镜部50的下方的抵接面41与上述显示器11的画面上缘部抵接，将弯曲部40与弯曲部40之间定位于触摸面板用显示器11的侧周面的角部，折弯上述带状的光波导路。在该卷绕安装状态下，该光波导路的2个L字形部分(图1中的与光波导路的右半部分的区域和左半部分的区域的2个区域相对应的部分)形成夹着显示器11的画面相对的状态。该相对的一方的L字形部分为使光W射出的一侧，另一方的L字形部分为使光W入射的一侧。另外，在图2中，与图1相同，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的数量而图示。另外，为了易于理解，仅表示许多光中的一部分的光W。
这样一来，卷绕安装于触摸面板用显示器11的本发明的光波导路(参照图1)具有以下这样的特征。即，图1所示的芯3的前端部(长条形状)如图3的(a)(自箭头X方向观察图1的光波导路的上侧部分的放大图)中虚线所示，形成具有朝向外侧(图中上侧)鼓起的正面看大致呈1/2的圆弧状的透镜曲面31的第1透镜部30(长条形的顶部在宽度方向上形成为圆弧状)。
另外，上敷层4端部的上述弯曲部40的前端部分，如图3的(b)(图3的(a)的Y-Y剖视图)所示，形成为具有向外侧(图中右侧)鼓起的侧视呈大致1/4圆弧状的透镜曲面51的第2透镜部50。另外，其反对侧的后端部分形成为倾斜面，形成为对从上述芯3端部的第1透镜部30射出的光进行反射而导向到第2透镜部50的透镜曲面51(或者对从第2透镜部的透镜曲面51入射的光进行反射而导向到第1透镜部30的透镜曲面31)的光反射面60。在该实施方式中，金属薄膜61形成于上述倾斜面的表面，使得光容易被反射。而且，在该实施方式中，在上述第2透镜部50的下方形成有与触摸面板用显示器11(参照图2)的画面上缘部相抵接的抵接面41，利用该抵接面41，上述第2透镜部50被定位于触摸面板用显示器11(参照图2)的画面上缘部。在此，上述上敷层4端部的弯曲部40的尺寸例如是高度(h)优选为300～10000μm的范围内，更优选为500～8000μm的范围内。从下敷层2的突出量(d)优选为100～6000μm的范围内，更优选为200～5000μm的范围内。
而且，上述第1透镜部30的透镜曲面31与第2透镜部50的透镜曲面51与光反射面(倾斜面)60之间的相互位置关系，即，从上述第1透镜部30的透镜曲面31的曲率中心到上述光反射面60(光轴W0与上述光反射面60交叉的点)的距离(a)和从该光反射面60(光轴W0与上述光反射面60交叉的点)到上述第2透镜部50的透镜曲面51的前端的距离(b)的合计距离(L)、和上述第2透镜部50的透镜曲面51的曲率半径(R)以满足下式(A)地设定。下式(A)是本发明人进行了反复实验而求出的式子，通过满足这个式子，能够以适当的光传送效率的状态进行光传送。在此，从上述第1透镜部30的透镜曲面31的曲率中心到上述光反射面60的距离(a)优选为400～10000μm的范围内，更优选为500～7000μm的范围内。从该光反射面60到上述第2透镜部50的透镜曲面51的前端的距离(b)优选为100～5000μm的范围内，更优选为200～3000μm的范围内。而且，它们的合计距离(L)优选为500～15000μm的范围内，更优选为700～10000μm的范围内。
(A)(L/3)-0.5<R<(L/3)+0.5
(其中，L的单位为mm、R的单位为mm。)
在上述光波导路中，在使光W射出的一侧的光波导路部分中，如图4的(a)所示，从芯3端部的第1透镜部30的透镜曲面31射出的光W，在第1透镜部30的透镜曲面31的作用下，横向(沿下敷层2的方向)的发散被抑制，在该状态下，在透镜曲面31的前方的上敷层4端部的弯曲部40内进行。然后，如图4的(b)所示，在该弯曲部40内的光反射面60发生反射。由此，上述光W的光路改变为弯曲部40的前端部分的第2透镜部50的方向，上述光W从第2透镜部50的透镜曲面51射出。此时，在该透镜曲面51的作用下，纵向(图中，沿着与触摸面板10的显示器11垂直的面的上下方向)的发散被抑制，形成接近于平行光的状态。即，从芯3端部的第1透镜部30射出的光W，在第1透镜部30的折射作用、光反射面60的反射作用和第2透镜部50的折射作用下，以不扩散过多，或不收拢过多的状态，沿着上述显示器11的画面前进，使光W入射的一侧的光波导路部分的第2透镜部50的透镜曲面51的受光区域的大小适当。
并且，在图4的(a)、(b)中，在使光W入射的一侧的光波导路部分中，光W沿着与箭头方向相反的方向前进。即，在上述显示器11的画面上前进的光W被上敷层4端部的弯曲部40的第2透镜部50的透镜曲面51接住，在透镜曲面51的作用下，在纵向(图中，沿着与触摸面板10的显示器11垂直的面的上下方向)收拢而聚集，在该状态下，在弯曲部40内部前进，被光反射面60反射。由此，上述光W的光路改变为芯3端部的第1透镜部30的方向，上述光W从第1透镜部30的透镜曲面31入射到芯3内。此时，在该透镜曲面31的作用下，在横向(沿着下敷层2的方向)收拢而聚集，在该聚集状态下，向芯3的内部方向前进。
由于在上述光波导路中进行这样的光传送，因此如图2所示，在上述触摸面板10的显示器11的画面上，光W在接近于平行光的状态下形成呈格子状前进的状态。因此，在该状态下，用手指触摸显示器11的画面时，就能更准确地检测上述手指接触的部分的位置。
另外，上述光波导路的尺寸等只要与触摸面板10的显示器11的大小相对应地设定即可，例如，光波导路的带状的长度设定为120～1200mm左右，带状的宽度设定为5～100mm左右。使光射出(使光入射)的芯3的数量也是只要根据显示器11的画面所表示的操作内容的数量等相对应地设定即可，例如，被设定为20～150根左右。
接着，对本发明的光波导路的制造方法的一个例子进行说明。
首先，准备好制造上述光波导路(参照图1)时用的平板状基台1[参照图5的(a)]。该基台1的形成材料，例如可以采用玻璃、石英、硅、树脂、金属等。另外，基台1的厚度，例如设定在20μm(薄膜状基台1)～5mm(板状基台1)的范围内。
接着，如图5的(a)所示，在上述基台1上的规定区域形成形成为下敷层2的感光性树脂层。然后，用照射线对该感光性树脂层进行曝光，之后为了结束光反应，进行加热处理。这样，将上述感光性树脂层形成为下敷层2。下敷层2(感光树脂层)的厚度，通常设定在1～50μm的范围内，优选设定在5～30μm的范围内。
在形成上述下敷层2时，感光性树脂层的形成方法是通过涂敷在溶剂中溶解有感光性树脂而成的清漆，之后利用加热处理使其干燥而进行的。涂敷该清漆的方法例如采用旋转涂敷法、浸渍法、浇铸法、注射法、喷墨法等。然后，对其进行50～120℃×10～30分钟的加热处理。并且，上述曝光用的照射线例如可采用可见光、紫外线、红外线、X射线、α射线、β射线、γ射线等。最好采用紫外线。采用紫外线时，通过照射大能量能得到快的固化速度，而且照射装置也小型且便宜，能谋求降低生产成本。紫外线光源例如采用低压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯等。紫外线照射量通常为10～10000mJ/cm2，优选为50～3000mJ/cm2。之后的加热处理，在80～250℃、优选在100～200℃的范围、在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的(b)所示，在上述下敷层2的正面形成形成为芯3的感光性树脂层。然后，隔着形成有与芯3的图案(包括第1透镜部30)对应的开口图案的曝光掩模，用照射线将上述感光性树脂层曝光后，为了结束光反应，进行加热处理。而且，用显影液进行显影，使感光性树脂层中的未曝光部分溶解而将其去除，将残存在下敷层2上的感光性树脂层形成为芯3的图案。之后，通过加热处理去除该残存感光性树脂层中的显影液。由此，在芯3上形成上述残存感光性树脂层。芯3(感光性树脂层)的厚度，通常设定在20～150μm的范围内，优选设定在40～100μm的范围内。另外，芯3的宽度通常设定在8～50μm的范围内，优选设定在10～25μm的范围内。
在形成上述芯3时，该感光性树脂层的形成与在图5的(a)中说明的、形成为下敷层2的感光性树脂层的形成方法相同。另外，该芯3的形成材料，采用折射率比上述下敷层2和后述上敷层4[参照图3的(b)]的形成材料的折射率大的材料。例如通过对上述下敷层2、芯3、上敷层4的各形成材料种类进行选择、对该各形成材料的组成比例进行调整，能够调整该折射率。另外，上述曝光和之后的加热处理，与在图5的(a)中说明的下敷层2的形成方法相同。而且，上述显影例如采用浸渍法、喷射法、搅拌法等。另外，显影液例如可采用有机溶剂、含有碱性水溶液的有机溶剂等。根据感光性树脂组合物的成分适当选择这样的显影液和显影条件。上述显影后的加热处理，通常是在80～120℃×10～30分钟的范围内进行。
接着，如图5的(c)所示，将基台1从下敷层2上剥离下来。该剥离方法是，例如使基台1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1固定。接着，用真空吸附机(未图示)吸附露出的下敷层2的上表面，在该状态下，将其吸附部分提起。这样，在使芯3和下敷层2粘接的状态下，将光波导路的下敷层2从基台1上剥离下来。在此，由于材料的原因，基台1与下敷层2之间的粘接力比较弱，通过上述那样，能简单地进行剥离。
然后，如图5的(d)、(e)所示，准备成形上敷层4(参照图3的(b))的石英(使紫外线等照射线透过的材料)制的成形模。该成形模由下模5(参照图5的(d))和上模6(参照图5的(e))构成。如图5的(d)所示，在下模5上形成有载置上述下敷层2和芯3的层叠体的载置面5a、和成形上敷层4端部的弯曲部40的第2透镜部50以及抵接面41(参照图3的(b))的模面5b。如图5的(e)所示，在上模6上形成有用于注入成形材料的注入口6a、和用于成形覆盖上述弯曲部40的光反射面60以及芯3的上敷层4部分(参照图3的(b))的模面6b。
用这样的成形模形成上敷层4时，首先，如图5的(d)所示，将下敷层2和芯3的层叠体定位并载置于下模5的载置面5a。接着，如图5的(e)所示，使上模6与下模5相对合从而形成成形空间S。接着，从形成在上述上模6的注入口6a将用于形成上敷层4的感光性树脂填充到该成形空间S中。然后，通过上述成形模，利用紫外线等照射线进行曝光，脱模后，进行加热处理等，形成形成有第2透镜部50、光反射面60和抵接面41的上敷层4(参照图3的(b))。上述曝光、加热处理等与以图5的(a)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的正面的厚度)通常被设定在5～100μm的范围内，优选被设定在10～80μm的范围内。
这样一来，因为形成上敷层4(包括第2透镜部50、光反射面60和抵接面41)，所以在形成了上敷层4的时刻，在芯3端部的第1透镜部30和上敷层4端部的第2透镜部50和光反射面60被定位的状态下，芯3和上敷层4进行一体化。另外，下敷层2和上敷层4为相同形成材料时，下敷层2和上敷层4接触的部分发生同化。
之后，用电镀或蒸镀使金属薄膜61形成于形成为上述上敷层4端部的弯曲部40的光反射面60的正面。作为金属薄膜61的形成材料，例如列举出镍、铜、银、金、铬、铝、锌、锡、钴、钨、白金、钯以及含有它们的2种以上元素的合金材料等。其厚度例如设定在50nm～5μm的范围内。这样获得图1所示的带状的光波导路。
图6表示本发明的光波导路的第2实施方式。该实施方式的光波导路在上述第1实施方式中，使芯3端部的第1透镜部30形成为图6(正视图)所示那样的所谓饭勺头状。图6的Y-Y剖视图与图3的(b)相同，如该剖视图所示，第1透镜部30形成平面状。上述第1透镜部30的形成可以通过使形成芯3时所使用的曝光掩模的开口图案对应于包括上述第1透镜部30的芯3的图案来实现。除此之外，与上述第1实施方式相同，同样的部分标上相同的附图标记。
对上述芯3端部的所谓饭勺头状的第1透镜部30更详细地进行说明，上述第1透镜部30具有随着趋向端面而渐渐加宽的锥状部分32，芯3的端面形成为向外侧鼓起的正视呈大致1/2圆弧状的透镜曲面31。上述芯3端部的第1透镜部30的尺寸被设定为下述(1)、(2)那样。
(1)上述锥状部分32的长度(L2)为800μm以上时，锥形角度(α)被设定在2°～20°的范围内，并且上述锥状部分32的长度(L2)、锥形角度(α)、透镜曲面31的曲率半径(R2)被设定为满足下式(B)。下式(B)是本发明人反复进行实验求出的式子。此时(锥状部分32的长度(L2)为800μm以上时)，锥状部分32的长度(L2)没有上限，但若过长，触摸面板10的显示器11(参照图2)的侧周面就需要更多的空间，对光传送没有意义。
(2)上述锥状部分32的长度(L2)不足800μm时，该锥状部分32的长度(L2)被设定为400μm以上(被设定为不小于400μm)，并且，锥形角度(α)被设定在6°～14°的范围内，并且被设定满足下式(B)。
(B)0.5×L2×tan(α/2)<R2<2.5×L2×tan(α/2)
〔其中，L2单位为μm，α单位为°(度)，R2单位为μm。〕
然后，从芯3射出的光W在其端部的第1透镜部30的折射作用下，横向(沿着下敷层2的方向)的发散被抑制。即，光W在芯3中频繁反复反射地前进，在饭勺头状的第1透镜部30的锥状部分32中，易于朝着最前端的透镜曲面31的方向去地反射(即，通过调整锥状部分32的锥形角度(α)，调整反射角度)，随着向该前端加宽部前进反射次数减少，在最前端的透镜曲面31，由于其形状，所射出的光W正视成为接近平行光的状态。因此，经由上述光反射面60的反射，从第2透镜部50的透镜曲面51射出的光成为更接近平行光的状态。其结果，光传送效率提高，在触摸面板10(参照图2)中，能更加提高检测手指的准确性。
另外，在上述各实施方式中，在上敷层4端部的弯曲部40的光反射面60的表面形成金属薄膜61，但也可以不形成金属薄膜61。上敷层4的折射率比位于上述光反射面60的外侧空气的折射率大，因此在上述弯曲部40中通过的光接触到光反射面60时，几乎都被反射。
另外，在上述各实施方式中，在第2透镜部50的下方形成与显示器11的画面上缘部相抵接的抵接面41，但也可以不形成该抵接面41。此时，形成为第2透镜部50的下端部直接到达下敷层2。
另外，在上述各实施方式中，在下敷层2、上敷层4的形成中，使用感光性树脂作为材料，通过曝光和显像完成了其形成，但也可以是除此之外的情况。例如，也可以使用聚酰亚胺树脂、环氧树脂等热固化性树脂作为下敷层2、上敷层4的材料，在涂敷该热固化性树脂溶解于溶剂而成的清漆等之后，通过加热处理(通常，300～400℃×60～180分钟)进行固化等，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，但也可以是除此之外的情况，也可以使用树脂薄膜作为下敷层2。也可以使用金属薄膜、在正面形成有金属薄膜的基板等替代下敷层2，将该金属材料的正面作为在芯3内传播光W的反射面而起作用。
接着，与比较例一起说明实施例。但是，本发明不限于实施例。
实施例
(实施例1～4以及比较例1，2)
(下敷层和上敷层的形成材料)
将下述通式(1)所示的双苯氧基乙醇芴缩水甘油醚(成分A)35重量份、作为脂环式环氧树脂的3’，4’-环氧环己基甲基-3，4-环氧己烷羧酸酯(大赛璐化学公司制造、CELLOXIDE2021P)(成分B)40重量份、(3’，4’-环氧环己烷)甲基-3’，4’-环氧环己基-羧酸酯(大赛璐化学公司制造、CELLOXIDE2081)(成分C)25重量份、4，4’-双[二(β羟基乙氧基)苯基锍]苯硫醚-双-六氟锑酸盐的50％碳酸丙二酯溶液(成分D)2重量份混合，调制下敷层和上敷层的形成材料。
【化1】
Figure A200810189115D00191
(式中，R1～R6全部为氢原子，n＝1)
(芯的形成材料)
通过将上述成分A：70重量份、1，3，3-三{4-[2-(3-氧杂环丁烷基)]丁氧基苯基}丁烷：30重量份、上述成分D：1重量份溶解到乳酸乙酯28重量份中，从而调制芯的形成材料。
(光波导路的制作)
利用旋转涂敷法在聚萘二甲酸乙二酯(PEN)薄膜(300mm×300mm×188μm(厚度))的正面上涂敷上述下敷层的形成材料后，隔着形成有250mm×8mm的长方形状的开口部的合成石英系的铬掩模(曝光掩模)，由2000mJ/cm2的紫外线照射进行了曝光。接下来，通过进行100℃×15分钟的加热处理，形成了下敷层。用接触式膜厚计测量该下敷层的厚度为200μm。该下敷层的、波长830nm的折射率为1.502。
接着，利用旋转涂敷法在上述下敷层的正面涂敷上述芯的形成材料，进行了100℃×15分钟的干燥处理。接着，在其上方配置了形成有与芯的图案(包括第1透镜部)相同形状的开口图案的合成石英系的铬掩模(曝光掩模)。然后，从其上方，利用接触曝光法用4000mJ/cm2的紫外线照射进行曝光后，进行了120℃×15分钟的加热处理。接着，使用γ-丁内酯水溶液进行显影，溶解去除未曝光部分之后，通过进行120℃×30分钟的加热处理，形成了芯。其中，将射出光的芯的端部和使光入射的芯的端部形成为随着朝向端面而渐渐加宽的锥状(锥角度为7°，长度为2300μm)，通过上述端面形成为向外侧鼓起的正视呈圆弧状的曲面(曲率半径为160μm)(形成为第1的透镜部)，抑制了射出的光的横向发散。上述端部以外的芯部分的截面尺寸为宽15μm×高30μm。上述各尺寸用SEM(电子显微镜)测量。另外，该芯的、波长830nm的折射率为1.588。
接着，使上述PEN薄膜的下表面抵接在真空吸引台上，利用空气吸附将PEN薄膜固定，之后用真空吸附机吸附露出的下敷层的上表面，在该状态下，将其吸附部分提起。这样，在使芯和下敷层粘接的状态下，将光波导路的下敷层从PEN薄膜上剥离下来。
然后，与下述表1、2(实施例1～4、比较例1、2)所示的从第1透镜部的透镜曲面的曲率中心到光反射面的距离(a)、从光反射面到第2透镜部的透镜曲面的前端的距离(b)、和第2透镜部的透镜曲面的曲率半径(R)相对应地准备了形成上敷层用的由下模和上模构成的石英制成形模。然后，将上述下敷层和芯的层叠体定位并载置于下模的载置面之后，使上模与下模相对合从而形成成形空间。在该状态下，从形成在上模上的注入口填充上述上敷层的形成材料到成形空间中。然后，透过上述成形模，由2000mJ/cm2的紫外线照射进行了曝光。脱模后，通过进行150℃×60分钟的加热处理，形成了上敷层。用接触式膜厚计测量该上敷层的厚度(从芯正面起的厚度)为100μm。该上敷层的、波长830nm的折射率为1.502。
然后，用蒸镀使由银构成的金属薄膜(厚度200nm)形成于形成为上述上敷层端部的弯曲部的光反射面的表面。这样获得带状的光波导路。(250mm×12mm)。
(光传送损失的测量)
将所得到的光波导路沿四边形的玻璃板的侧周面卷绕安装。由此，将光射出侧的一个芯和与之相对的光入射侧的一个芯为一组，如下所述这样测量了该一组的光传送损失。即，使用手动调轴台，将发光元件(VCSEL：5mA，波长850nm)与使光射出的一侧的芯的一端面(与第1透镜部相反的一侧的端面)相连接，借助多模光纤(芯直径50μm)将功率计与使光入射的一侧的芯的一端面(与第1透镜部相反的一侧的端面)相连接。然后，用上述功率计测量从上述发光元件发出的光，检测出受光时的光损失值。其结果一并表示在下述表1、2中，将光损失值不足20dB的部分评价为光损失值小，用○表示，将光损失值为20dB以上的部分评价为光损失值大，用×表示。
表1
表2
Figure A200810189115D00222
其结果，可知芯端部的第1透镜部和光反射面和上敷层端部的第2透镜部之间的相互位置关系以及第2透镜部的透镜曲面的曲率半径处于特定的范围内的实施例1～4的光波导路的光损失值小，上述范围之外的比较例1、2的光波导路的光损失值大。

Claims (5)

1.一种触摸面板用光波导路，包括：基体；芯，其形成在该基体的正面的规定部分；上敷层，其以覆盖该芯的状态形成在上述基体正面上；该触摸面板用光波导路沿着触摸面板的显示器的侧周面设置，使光射出的芯的端部定位于上述显示器的侧周面的一侧部，使该光入射的芯的端部定位于上述显示器的侧周面的另一侧部，该触摸面板用光波导路的特征在于，使上述光射出的芯的端部和使光入射的芯的端部形成为具有向外侧鼓起的透镜曲面的第1透镜部，覆盖上述第1透镜部的上敷层的端部以向上述基体侧弯曲的状态延伸设置，该弯曲部的前端部分形成为具有向外侧鼓起的透镜曲面的第2透镜部，与第2透镜部相反侧的后端部分形成为使光路改变为使相同的光通过上述第1透镜部前端的透镜曲面和第2透镜部前端的透镜曲面的光反射面，从上述第1透镜部的透镜曲面的曲率中心到上述光反射面的距离和从该光反射面到上述第2透镜部的透镜曲面的前端的距离的合计距离(L)、和上述第2透镜部的透镜曲面的曲率半径(R)满足下式(A)：
(A)(L/3)-0.5<R<(L/3)+0.5
(其中，L的单位为mm、R的单位为mm)。
2.根据权利要求1所述的触摸面板用光波导路，上述基体由下敷层材料或金属材料形成。
3.根据权利要求1或2所述的触摸面板用光波导路，在上述光反射面的表面形成有金属薄膜。
4.一种触摸面板，其特征在于，将上述权利要求1～3中任一项所述的触摸面板用光波导路沿着触摸面板的显示器的侧周面设置，使光射出的芯的第1透镜部定位于上述显示器的侧周面的一侧部，使该光入射的芯的第1透镜部定位于上述显示器的侧周面的另一侧部，覆盖上述第1透镜部的上敷层端部的弯曲部定位于显示器画面的周缘部。
5.一种触摸面板用光波导路的制造方法，是上述权利要求1或2所述的触摸面板用光波导路的制造方法，其特征在于，包括：在基体正面的规定部位形成端部形成为第1透镜部的芯的工序；将芯置于成形模中，注入上敷层的形成材料的工序；使该注入的形成材料固化，在覆盖上述芯的状态下在上述基体的正面形成上敷层，其中，使覆盖上述第1透镜部的上敷层的端部形成为具有第2透镜部和光反射面的弯曲部的工序。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4452305B2 (ja) * 2007-12-25 2010-04-21 日東電工株式会社 タッチパネル用光導波路およびそれを用いたタッチパネルならびにタッチパネル用光導波路の製造方法
US8676007B2 (en) * 2008-06-19 2014-03-18 Neonode Inc. Light-based touch surface with curved borders and sloping bezel
CN201444297U (zh) * 2009-03-27 2010-04-28 宸鸿光电科技股份有限公司 触控装置、其激光光源组及其激光光源结构
JP2012043136A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Nitto Denko Corp タッチパネル用光導波路
US9036966B2 (en) 2012-03-28 2015-05-19 Corning Incorporated Monolithic beam-shaping optical systems and methods for an OCT probe
US9477334B2 (en) * 2014-10-31 2016-10-25 Buwon Precision Sciences Co., Ltd. Curved touch panel and method for fabricating the same
KR101903074B1 (ko) * 2016-08-24 2018-10-01 울산과학기술원 회전형 동축 광-전자기 도파관 집합체를 포함하는 광음향-초음파 내시경 시스템과 그 구현 방법
KR102229065B1 (ko) * 2019-08-01 2021-03-18 주식회사 휘라포토닉스 Awg 디바이스 모듈 및 이를 제조하기 위한 금형장치
WO2021253420A1 (zh) * 2020-06-19 2021-12-23 华为技术有限公司 一种触觉传感设备、电子设备、耳机以及手表
KR20230074269A (ko) 2020-09-30 2023-05-26 네오노드, 인크. 광학 터치 센서

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0367319A (ja) 1989-08-04 1991-03-22 Fujitsu Ltd 光学式座標入力装置
JP3682109B2 (ja) 1996-02-05 2005-08-10 同和鉱業株式会社 導光体及び光学的位置検出装置
US5914709A (en) * 1997-03-14 1999-06-22 Poa Sana, Llc User input device for a computer system
DE19742895C2 (de) * 1997-09-24 1999-10-21 Siemens Ag Elektrooptische Anordnung
US6181842B1 (en) * 2000-01-10 2001-01-30 Poa Sana, Inc. Position digitizer waveguide array with integrated collimating optics
JP2002258081A (ja) * 2001-02-28 2002-09-11 Fujitsu Ltd 光配線基板、光配線基板の製造方法及び多層光配線
JP2004109927A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Fuji Xerox Co Ltd 高分子光導波路の製造方法
US7786983B2 (en) * 2003-04-08 2010-08-31 Poa Sana Liquidating Trust Apparatus and method for a data input device using a light lamina screen
US7471865B2 (en) 2004-06-04 2008-12-30 Poa Sana Liquidating Trust Apparatus and method for a molded waveguide for use with touch screen displays
US7676131B2 (en) 2004-06-04 2010-03-09 Poa Sana Liquidating Trust Waveguide with a three-dimensional lens
US8184108B2 (en) * 2004-06-30 2012-05-22 Poa Sana Liquidating Trust Apparatus and method for a folded optical element waveguide for use with light based touch screens
US7412119B2 (en) 2004-06-30 2008-08-12 Poa Sana Liquidating Trust Apparatus and method for making flexible waveguide substrates for use with light based touch screens
EP1805539A4 (en) * 2004-10-25 2012-07-04 Rpo Pty Ltd PLANAR LENSES FOR INTEGRATED OPTICS
US8130210B2 (en) 2004-11-30 2012-03-06 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Touch input system using light guides
US7352940B2 (en) 2005-02-07 2008-04-01 Rpo Pty Limited Waveguide design incorporating reflective optics
US8529993B2 (en) * 2006-05-01 2013-09-10 Zetta Research andDevelopment LLC—RPO Series Low volatility polymers for two-stage deposition processes
WO2008034184A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 Rpo Pty Limited Waveguide configurations for optical touch systems
JP2008170524A (ja) * 2007-01-09 2008-07-24 Nitto Denko Corp タッチパネル用光導波路
JP4452305B2 (ja) * 2007-12-25 2010-04-21 日東電工株式会社 タッチパネル用光導波路およびそれを用いたタッチパネルならびにタッチパネル用光導波路の製造方法

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