JP2009129324A - タッチパネル用光導波路デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光導波路のコアと発光手段とのアライメントおよび光導波路のコアと受光手段とのアライメントが不要であるタッチパネル用光導波路デバイスおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】帯状の光導波路Ｗの長手方向中央部分に、コア３およびオーバークラッド層４の端面を壁面とする凹部５が形成され、この凹部５に、発光手段１２と受光手段１３とが１つの基板１１に固定されてなる実装体１０が装着されており、光を出射するコア３と発光手段１２とのアライメントおよび光を入射するコア３と受光手段１３とのアライメントが達成された状態となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル用光導波路デバイスおよびその製造方法に関するものである。

タッチパネルは、指や専用のペン等で液晶ディスプレイ等の画面に直接触れることにより、機器を操作等する入力装置であり、その構成は、操作内容等を表示するディスプレイと、このディスプレイの画面での上記指等の触れ位置（座標）を検知する検知手段とを備えたものとなっている。そして、その検知手段で検知した触れ位置の情報が信号として送られ、その触れ位置に表示された操作等が行われるようになっている。このようなタッチパネルを用いた機器としては、金融機関のＡＴＭ，駅の券売機，携帯ゲーム機等があげられる。

上記タッチパネルにおける指等の触れ位置の検知手段として、光導波路を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、このタッチパネルは、図１０に示すように、帯状の光導波路７０が四角形のディスプレイ３１の側周面に巻装されている。上記光導波路７０には、光が通るコア７３が多数形成されており、帯状の光導波路７０の一端縁では、コア７３に光源等の発光手段１２が接続され、光導波路の他端縁では、上記コア７３に光検出器等の受光手段１３が接続される。また、各コア７３の先端面（光の出射面および入射面）は、帯状の光導波路７０の長手方向の一側縁に位置決めされており、上記巻装状態では、ディスプレイ３１の画面と同じ方向に向けられている。そして、上記発光手段１２からの光は、ディスプレイ３１の側周面の一側部に設置された光導波路７０部分のコア７３を通って、それらコア７３の先端面（光の出射面）から多数の光となってディスプレイ３１の画面と同じ方向に出射され、ディスプレイ３１の画面上縁部に設けられた四角形の枠状レンズ（図示せず）により、ディスプレイ３１の画面と平行に進路変更され、その後、対向する枠状レンズの部分により、他側部に設置された光導波路７０部分のコア７３の先端面（光の入射面）に入射するように進路変更される。これにより、ディスプレイ３１の画面上において、光を格子状に走らせた状態にしている。そして、この状態で指でディスプレイの画面に触れると、その指が光の一部を遮断するため、その遮断された部分の光を、入射側の光導波路７０部分のコア７３に接続された上記受光手段１３で感知することにより、上記指が触れた部分の位置を検知することができる。なお、図１０において、符号７２はアンダークラッド層、符号７４はオーバークラッド層である。
ＵＳ２００６／０００２６５５Ａ１

上記光導波路７０を用いたタッチパネルでは、ディスプレイ３１の側周面に巻装された光導波路７０の一端縁において、コア７３に発光手段１２からの光が入るよう、コア７３と発光手段１２とのアライメント（光軸合わせ）が必要であり、また、光導波路７０の他端縁において、コア７３からの光を受光手段１３で受光できるよう、コア７３と受光手段１３とのアライメント（光軸合わせ）が必要である。その正確なアライメントは、精密さが要求されることから困難であり、その達成には、手間と時間とを要する。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光導波路のコアと発光手段とのアライメントおよび光導波路のコアと受光手段とのアライメントが不要であるタッチパネル用光導波路デバイスおよびその製造方法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、帯状の基体の表面に、長手方向中央部分の所定領域を空けて、複数のコアが両端方向に並列状に形成され、各コアの先端部が上記帯状の基体の表面の長手方向の一側縁に位置決めされ、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域以外の部分において上記コアを被覆した状態でオーバークラッド層が形成され、発光手段と受光手段とが１つの基板に固定されてなる実装体が、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域に位置決め固定され、上記発光手段が、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の一端方向に並列状に形成された複数のコアの後端面に対面し、上記受光手段が、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の他端方向に並列状に形成された複数のコアの後端面に対面しているタッチパネル用光導波路デバイスを第１の要旨とする。

また、上記タッチパネル用光導波路デバイスの製造方法であって、帯状の基体の表面に、長手方向中央部分の所定領域を空けて、複数のコアを両端方向に並列状に形成するとともに、各コアの先端部を上記帯状の基体の表面の長手方向の一側縁に位置決めする工程と、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域以外の部分において上記コアを被覆した状態でオーバークラッド層を形成する工程と、発光手段と受光手段とが１つの基板に固定されてなる実装体を、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域に位置決め固定し、上記発光手段を、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の一端方向に並列状に形成した複数のコアの後端面に対面させ、上記受光手段を、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の他端方向に並列状に形成した複数のコアの後端面に対面させる工程とを備えているタッチパネル用光導波路デバイスの製造方法を第２の要旨とする。

本発明において、帯状の基体の「長手方向中央部分」とは、厳密に帯状の基体の中央部を意味するものではなく、かなりの範囲（本発明の下記の効果を奏する範囲）を含む趣旨である。

本発明のタッチパネル用光導波路デバイスは、帯状の基体の表面の長手方向中央部分の所定領域において、基体の一端方向に並列状に形成された複数のコアの後端面に発光手段が対面し、基体の他端方向に並列状に形成された複数のコアの後端面に受光手段が対面しているため、本発明のタッチパネル用光導波路デバイスが製造された時点で、光を出射するコアと発光手段とのアライメントおよび光を入射するコアと受光手段とのアライメントが達成された状態となっている。このため、上記アライメント作業を不要にすることができる。さらに、上記発光手段と受光手段とは、１つの基板に固定されているため、その基板に配線を形成することにより、発光手段と受光手段とを同期駆動させることが容易にできる。

本発明のタッチパネル用光導波路デバイスの製造方法では、発光手段と受光手段とが１つの基板に固定されてなる実装体を、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域に位置決め固定し、上記発光手段を、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の一端方向に並列状に形成した複数のコアの後端面に対面させ、上記受光手段を、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の他端方向に並列状に形成した複数のコアの後端面に対面させるため、光を出射するコアと発光手段とのアライメントおよび光を入射するコアと受光手段とのアライメントが達成された状態でタッチパネル用光導波路デバイスを製造することができる。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明のタッチパネル用光導波路デバイスの第１の実施の形態を示している。この実施の形態のタッチパネル用光導波路デバイス（以下、単に「光導波路デバイス」という）は、図４に示すディスプレイ３１の側周面に、その側周面に沿った状態に屈曲して巻装されるものであり、図１（ａ），（ｂ）は、その巻装前の直線状の状態を示している。この光導波路デバイスは、帯状の光導波路Ｗの長手方向中央部分に、発光手段１２と受光手段１３とが１つの基板１１に固定されてなる実装体１０が装着され、それによって、光を出射するコア３と発光手段１２とのアライメントおよび光を入射するコア３と受光手段１３とのアライメントが同時に達成された状態となっている。なお、図１（ａ）では、コア３を鎖線で示しており、鎖線の太さがコア３の太さを示しているとともに、コア３の数を略して図示している。また、後に説明するが、図１（ａ），（ｂ）において、符号２はアンダークラッド層であり、符号４はオーバークラッド層であり、符号２０は固定剤である。

より詳しく説明すると、上記帯状の光導波路Ｗは、図２（ａ）〔図１（ａ）を矢印Ｙ方向から見た光導波路Ｗ部分（実装体１０を省いたもの）の正面図〕，（ｂ）〔図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図〕に示すように、帯状のアンダークラッド層（基体）２の表面に、長手方向中央部分の所定領域（凹部５に対応）を除いて、複数のコア３が中央部から両端に向かって並列状に形成され、各コア３の先端部が上記帯状のアンダークラッド層２の表面の長手方向の一側の所定の部分に位置決めされ、その部分から露呈している。そして、上記アンダークラッド層２の表面の長手方向中央部分の所定領域（凹部５に対応）以外の表面部分において、上記コア３を被覆した状態でオーバークラッド層４が形成されている。このように、上記長手方向中央部分の所定領域を空けてコア３およびオーバークラッド層４が形成されていることにより、その長手方向中央部分の所定領域には、露呈したアンダークラッド層２の表面部分を底面とし、オーバークラッド層４の端面を壁面とする凹部５が形成され、この凹部５が上記実装体１０〔図１（ａ），（ｂ）参照〕を装着する装着部分になっている。その実装体１０を装着する凹部５は、この実施の形態では、底面が四角形状の凹部５に形成されており、その寸法は、例えば、幅０．５〜２０ｍｍ×長さ０．５〜２０ｍｍ×深さ０．５〜２０ｍｍの範囲内に設定される。また、上記コア３のうち、上記長手方向中央部分の所定領域（凹部５）から一端方向〔図２（ａ），（ｂ）では右方向〕に形成されたコア３は、光を出射する側であり、上記凹部５の壁面に面している各コア３の後端（発光手段１２〔図１（ｂ）参照〕側）が１カ所に集中した状態になっている（上記凹部５の壁面とコア３の後端との間には、厚み５〜１００μｍ程度のオーバークラッド層４が形成されている）。図２（ａ）において、符号３ａは光を出射する先端である。また、上記コア３のうち、上記長手方向中央部分の所定領域（凹部５）から他端方向〔図２（ａ），（ｂ）では左方向〕に形成されたコア３は、光を入射する側であり、先端３ｂから入射した光を、上記凹部５の壁面に面したコア３の後端（受光手段１３〔図１（ｂ）参照〕側）に導くようになっている。

上記発光手段１２と受光手段１３とが１つの基板１１に固定されてなる実装体１０は、上記凹部５に装着されるものであり、図３（ａ），（ｂ）に示すように、この実施の形態では、上記基板１１が撓み性を有する正面視長方形のものである。この実装体１０は、基板１１の表面の両端中央に、上記発光手段１２と受光手段１３とがそれぞれ固定されて構成されている。この状態において、上記発光手段１２の発光方向は、基板１１の表面に対して直角な方向〔図３（ａ）の矢印Ａ方向〕であり、受光手段１３の受光方向は、基板１１の表面に対して直角な方向〔図３（ａ）の矢印Ｂ方向〕である。さらに、上記基板１１の表面には、上記発光手段１２と受光手段１３とを同期駆動させる配線等（図示せず）が形成されている。上記撓み性を有する基板１１としては、例えば、ステンレス板等の金属板の表面に絶縁層を形成したもの（この場合、絶縁層の表面に上記発光手段１２，受光手段１３が固定され、配線等が形成される），ポリイミドフィルム，エポキシフィルム等があげられる。上記基板１１の寸法は、例えば、幅０．５〜１０ｍｍ×長さ３〜５０ｍｍ×厚み０．０２５〜０．１ｍｍの範囲内に設定される。そして、上記発光手段１２としては、通常、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser），発光ダイオード，レーザダイオード等が用いられ、受光手段１３としては、通常、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）等が用いられる。上記発光手段１２の寸法は、通常、０．１〜１ｍｍ×０．１〜１ｍｍ×０．０５〜０．５ｍｍ（厚み）である。受光手段１３の寸法は、通常、０．５〜１０ｍｍ×０．５〜１０ｍｍ×０．５〜５ｍｍ（厚み）であり、受光部高さは、０．０５〜０．５ｍｍである。

そして、上記帯状の光導波路Ｗへの上記実装体１０の装着状態は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、上記実装体１０の発光手段１２および受光手段１３を外側に向けて実装体１０の基板１１をアーチ状に撓ませた状態で、上記光導波路Ｗの長手方向中央部分の凹部５内に、アーチ状の復元力に抗して挿入され、さらに、オーバークラッド層４と同材料または接着剤等の固定剤２０で固定されている。この装着状態では、上記凹部５の壁面において、光を出射する側のコア３の後端に、オーバークラッド層４を介して発光手段１２の発光面が対面しており、光を入射する側のコア３の後端に、オーバークラッド層４を介して受光手段１３の受光面が対面している。このようにして上記実装体１０が上記凹部５に装着されるため、実装体１０の基板１１の幅は、通常、上記凹部５の幅と同一寸法に設定される。但し、幅は多少狭くてもよい。このように、実装体１０を上記凹部５に装着する際に、単に基板１１をアーチ状にして凹部５内に嵌挿することにより、自動的に上記発光手段１２および受光手段１３をそれぞれコア３の後端に対面状に位置決めすることができる。

このような光導波路デバイスは、図４に示すように、タッチパネル３０の四角形のディスプレイ３１の側周面に沿うよう四角の角部で曲げられ巻装される。この光導波路デバイスの巻装に際しては、アンダークラッド層２側を内側にし、上記実装体１０を外側にし、その実装体１０が装着された部分をタッチパネル用ディスプレイ３１の側周面の１つの角部に位置決めし曲成する。この巻装状態では、光導波路デバイスは、２つのＬ字部分〔図１（ａ），（ｂ）における光導波路デバイスの右半分の領域と左半分の領域の２つの領域に対応する部分〕が、ディスプレイ３１の画面を挟んで対向した状態となっており、その対向する一方のＬ字部分が光を出射する側、他方のＬ字部分が光を入射する側となっている。また、各コア３の先端面（光の出射面および入射面）は、ディスプレイ３１の画面と同じ方向に向けられている。そして、上記光導波路デバイスでは、光を出射するコアと発光手段１２とのアライメントおよび光を入射するコアと受光手段１３とのアライメントが既に達成された状態であるため、先に述べたように、上記巻装後に、上記アライメント作業を行う必要がない。

また、上記光導波路Ｗ（光導波路デバイス）の寸法等は、タッチパネル３０のディスプレイ３１の大きさに対応するよう設定すればよく、例えば、光導波路Ｗの帯状の長さは、１２０〜１２００ｍｍ程度、帯状の幅は、５〜５０ｍｍ程度に設定される。光を出射する（光を入射する）コア３の数も、ディスプレイ３１の画面に表示される操作内容の数等によって対応するよう設定すればよく、例えば、２０〜１５０本程度に設定される。

つぎに、本発明の光導波路デバイスの製造方法の一例について説明する。ここでは、発光手段１２と受光手段１３とが１つの基板１１に固定されてなる実装体１０〔図３（ａ），（ｂ）参照〕と、帯状の光導波路Ｗ〔図２（ａ），（ｂ）参照〕とを別々に作製した後、光導波路Ｗの長手方向中央部分に実装体１０を装着する製造方法について説明する。

上記実装体１０の作製を、図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。まず、基板１１上に、フォトリソグラフィまたは印刷等により、発光手段１２と受光手段１３とを同期駆動させる配線ならびに発光手段１２を実装するパッドおよび受光手段１３を実装するパッド等を形成する（図示せず）。そして、その形成した各パッドに、先に述べた発光手段１２および受光手段１３をそれぞれ実装し固定する。このようにして上記実装体１０を作製する。

本発明の光導波路デバイスに用いる光導波路Ｗの作製は、まず、光導波路Ｗを作製する際に用いる平板状の基台１〔図５（ａ）参照〕を準備する。この基台１の形成材料としては、例えば、ガラス，石英，シリコン，樹脂，金属等があげられる。また、基台１の厚みは、例えば、２０μｍ（フィルム状の基台１）〜５ｍｍ（板状の基台１）の範囲内に設定される。

ついで、図５（ａ）に示すように、上記基台１上の所定領域に、アンダークラッド層２に形成される感光性樹脂層を形成し、その感光性樹脂層を照射線により露光した後、光反応を完結させるために、加熱処理を行う。これにより、上記感光性樹脂層をアンダークラッド層２に形成する。アンダークラッド層２（感光性樹脂層）の厚みは、通常、１０〜１０００μｍの範囲内に設定される。

上記アンダークラッド層２の形成において、感光性樹脂層の形成方法は、感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、加熱処理により乾燥させることにより行われる。上記ワニスの塗布は、例えば、スピンコート法，ディッピング法，キャスティング法，インジェクション法，インクジェット法等により行われる。その後の加熱処理は、５０〜１２０℃×１０〜３０分間で行われる。そして、上記露光用の照射線としては、例えば、可視光，紫外線，赤外線，Ｘ線，α線，β線，γ線等が用いられる。好適には、紫外線が用いられる。紫外線を用いると、大きなエネルギーを照射して、大きな硬化速度を得ることができ、しかも、照射装置も小型かつ安価であり、生産コストの低減化を図ることができるからである。紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯，高圧水銀灯，超高圧水銀灯等があげられ、紫外線の照射量は、通常、１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ² 、好ましくは、５０〜３０００ｍＪ／ｃｍ² である。その後の加熱処理は、８０〜２５０℃、好ましくは、１００〜２００℃にて、１０秒〜２時間、好ましくは、５分〜１時間の範囲内で行われる。

ついで、図５（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層２の表面に、コア３に形成される感光性樹脂層を形成し、コア３のパターンに対応する開口パターンが形成されている露光マスクを介して、上記感光性樹脂層を照射線により露光した後、光反応を完結させるために、加熱処理を行い、さらに、現像液を用いて現像を行い、未露光部分を溶解させて除去し、アンダークラッド層２上に残存した感光性樹脂層をコア３のパターンに形成し、その後、その残存感光性樹脂層中の現像液を加熱処理により除去する。これにより、上記残存感光性樹脂層をコア３（長手方向中央部分の所定領域を空けた状態）に形成する。コア３（感光性樹脂層）の厚みは、通常、１０〜１００μｍの範囲内に設定される。また、コア３の幅は、通常、８〜５０μｍの範囲内に設定される。

上記コア３の形成において、感光性樹脂層の形成は、図５（ａ）で説明した、アンダークラッド層２に形成される感光性樹脂層の形成方法と同様にして行われる。なお、このコア３の形成材料は、上記アンダークラッド層２および後記のオーバークラッド層４〔図５（ｄ）参照〕の形成材料よりも屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、上記アンダークラッド層２，コア３，オーバークラッド層４の各形成材料の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。また、上記露光およびその後の加熱処理は、図５（ａ）で説明したアンダークラッド層２の形成方法と同様にして行われる。さらに、上記現像は、例えば、浸漬法，スプレー法，パドル法等が用いられる。また、現像液としては、例えば、有機系の溶媒，アルカリ系水溶液を含有する有機系の溶媒等が用いられる。このような現像液および現像条件は、感光性樹脂組成物の組成によって、適宜選択される。上記現像後の加熱処理は、通常、８０〜１２０℃×１０〜３０分間の範囲内で行われる。

つぎに、図５（ｃ）に示すように、オーバークラッド層４〔図５（ｄ）参照〕の表面形状と同形状の型面を有する成形用凹部が形成された、石英（紫外線等の照射線を透過させる材料）製の成形型４０を用い、その成形用凹部を、図示のように、基台１の表面の所定位置に位置決めする。このとき、上記成形用凹部の型面と、アンダークラッド層２，コア３の各表面とで囲まれる成形空間Ｓが形成される。ついで、この成形空間Ｓに、上記成形型４０に形成された注入口４１から、オーバークラッド層４に形成される感光性樹脂を充填し、その後、上記成形型４０を通して、紫外線等の照射線により露光する。この露光は、図５（ａ）で説明した、アンダークラッド層２の形成方法と同様にして行われる。

そして、図５（ｄ）に示すように、脱型後、加熱処理等を行い、オーバークラッド層４を、長手方向中央部分の所定領域（凹部５に対応）を空けた状態で形成する。上記加熱処理等は、図５（ａ）で説明した、アンダークラッド層２の形成方法と同様にして行われる。オーバークラッド層４の厚み（コア３の表面からの厚み）は、通常、３００〜１０００μｍの範囲内に設定される。このオーバークラッド層４が形成された時点で、アンダークラッド層２の表面の長手方向中央部分の所定領域には、コア３およびオーバークラッド層４が形成されておらず、その長手方向中央部分の所定領域には、露呈したアンダークラッド層２の表面部分を底面とし、オーバークラッド層４の端面を壁面とする凹部５が形成される。

ついで、図５（ｅ）に示すように、基台１をアンダークラッド層２から剥離する。この剥離方法としては、例えば、真空吸引ステージ（図示せず）上に、基台１の下面を当接させ、基台１をエア吸着により固定する。ついで、オーバークラッド層４の上面を真空吸着機（図示せず）で吸着し、その状態でその吸着部分を持ち上げる。これにより、オーバークラッド層４とともに、コア３とアンダークラッド層２とを接着させた状態で、光導波路Ｗのアンダークラッド層２を基台１から剥離する。ここで、基台１とアンダークラッド層２との間の接着力は、その材料から、オーバークラッド層４とコア３およびアンダークラッド層２との間の接着力ならびにコア３とアンダークラッド層２との間の接着力よりも弱く、上記のようにすることにより、簡単に剥離することができる。

その後、帯状の光導波路Ｗとなる部分を、刃型を用いた打ち抜き等により切断する。これにより、帯状の光導波路Ｗ〔図２（ａ），（ｂ）参照〕が得られる。

そして、図５（ｆ）に示すように、前記実装体１０の発光手段１２および受光手段１３を外側に向けて実装体１０の基板１１を撓ませ、その状態で、上記光導波路Ｗの長手方向中央部分に形成された凹部５内に挿入する。このとき、自動的に、上記凹部５の壁面に面している、光を出射する側のコア３の後端に、オーバークラッド層４を介して発光手段１２の発光面を対面させ、光を入射する側のコア３の後端に、オーバークラッド層４を介して受光手段１３の受光面を対面させる。この状態では、上記実装体１０の基板１１の撓みに対する反発力により、発光手段１２および受光手段１３が上記凹部５の壁面に圧接した状態にあり、上記実装体１０が上記凹部５に仮固定されている。ついで、オーバークラッド層４と同材料または接着剤等の固定剤２０を発光手段１２および受光手段１３の周辺部に塗布した後、それを硬化させ、上記実装体１０を光導波路Ｗに固定する。このようにして、図１（ａ），（ｂ）に示す帯状の光導波路デバイスが得られる。

図６（ａ），（ｂ）は、本発明の光導波路デバイスの第２の実施の形態を示している。この実施の形態の光導波路デバイスは、上記第１の実施の形態において、下記に詳述するように、実装体１０の形状が異なっており、それに対応して、その実装体１０を装着する光導波路Ｗ部分の形状が異なっている。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分は同じ符号を付している。

すなわち、この実施の形態の実装体１０は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、基板１１が屈曲性を有する正面視長方形のものであり、その基板１１の４隅部に貫通孔１１ａが形成され、その基板１１の中央部に、２つのコ字状の切欠き１１ｂが、そのコ字状の開口側を互いに反対側に向けた状態で向かい合って形成されている。そして、上記コ字状の切欠き１１ｂで囲まれた各舌状部１１ｃの表面の先端中央に、上記発光手段１２と受光手段１３とがそれぞれ固定されている。この状態において、上記発光手段１２の発光方向は、基板１１の表面に対して直角な方向〔図７（ａ）の矢印Ａ方向〕であり、受光手段１３の受光方向は、基板１１の表面に対して直角な方向〔図７（ａ）の矢印Ｂ方向〕である。上記屈曲性を有する基板１１としては、例えば、ステンレス板等の金属板の表面に絶縁層を形成したもの，ポリイミドフィルム，エポキシフィルム等があげられる。上記基板１１の寸法は、例えば、幅２〜４０ｍｍ×長さ２〜４０ｍｍ×厚み０．０２５〜０．１ｍｍの範囲内に設定される。基板１１の４隅部の貫通孔１１ａの内径は、例えば、０．１〜５ｍｍの範囲内に設定される。コ字状の切欠き１１ｂの切欠き幅は、例えば、０．０５〜１ｍｍの範囲内に設定される。舌状部１１ｃの寸法は、例えば、幅０．５〜１０ｍｍ×長さ０．５〜１０ｍｍの範囲内に設定される。

上記実装体１０を装着する光導波路Ｗは、図６（ａ），（ｂ）に示すように、長手方向中央部分の凹部５の開口周辺の、オーバークラッド層４の表面に、上記実装体１０の基板１１の４隅部に形成された貫通孔１１ａに挿通させる柱部４ａが４本形成されている。この柱部４ａの形成は、オーバークラッド層４を形成する際に用いる成形型４０〔図５（ｃ）参照〕として、その型面に柱部成形用凹部を形成したものを用いることにより可能である。上記柱部４ａの寸法は、例えば、外径０．１〜５ｍｍ，高さ０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に設定される。

そして、上記帯状の光導波路Ｗへの上記実装体１０の装着は、上記実装体１０の発光手段１２および受光手段１３を凹部５内に向けた状態で、実装体１０の基板１１の貫通孔１１ａに、オーバークラッド層４の柱部４ａを挿通させた後、各舌状部１１ｃを凹部５内に屈曲し、上記凹部５の壁面に面している、光を出射する側のコア３の後端に、オーバークラッド層４を介して発光手段１２の発光面を対面させ、光を入射する側のコア３の後端に、オーバークラッド層４を介して受光手段１３の受光面を対面させる。ついで、オーバークラッド層４と同材料または接着剤等の固定剤２０を発光手段１２および受光手段１３の周辺部に塗布した後、それを硬化させ、上記実装体１０を光導波路Ｗに固定する。このようにして、図示の帯状の光導波路デバイスが得られる。このようにして、簡単に、上記実装体１０が上記凹部５に適正に装着される。そして、適正装着のために、実装体１０の舌状部１１ｃの幅は、通常、上記凹部５の幅と同一寸法に設定される。このようにすると、舌状部１１ｃを凹部５内に屈曲する際に、上記発光手段１２および受光手段１３をそれぞれコア３の後端に自動的に対面状に位置決めできる。

図８（ａ），（ｂ）は、本発明の光導波路デバイスの第３の実施の形態を示している。この実施の形態の光導波路デバイスは、上記第１の実施の形態において、下記に詳述するように、実装体１０の形状が異なっている。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分は同じ符号を付している。

すなわち、この実施の形態の実装体１０は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、基板１１が正面視長方形であり、その基板１１の表面の内側に、直方体の台部１１ｄが突設されている。そして、その台部１１ｄの表面の一端部中央に、発光手段１２が固定され、その固定位置は、上記実装体１０を光導波路Ｗに装着した際に、光を出射する側のコア３の後端に対面状に位置決めされる位置に設定されている。また、上記台部１１ｄ以外の基板１１の表面の所定部分に、受光手段１３が固定され、その固定位置は、上記実装体１０を光導波路Ｗに装着した際に、光を入射する側のコア３の後端に対面状に位置決めされる位置に設定されている。この状態において、上記発光手段１２の発光方向は、基板１１の表面に平行かつその一端方向（図示の矢印Ａ方向）であり、受光手段１３の受光方向は、基板１１の表面に平行かつその一端方向（図示の矢印Ｂ方向）である。上記基板１１としては、例えば、ステンレス板等の金属板の表面に絶縁層を形成したもの，シリコンウエハの表面に絶縁層を形成したもの，ガラスエポキシ基板等があげられる。上記基板１１の寸法は、例えば、幅５〜４０ｍｍ×長さ５〜４０ｍｍ×厚み０．１〜３ｍｍの範囲内に設定される。上記直方体の台部１１ｄの寸法は、例えば、幅１〜２０ｍｍ×長さ１〜２０ｍｍ×高さ５〜１０ｍｍの範囲内に設定される。

そして、上記帯状の光導波路Ｗへの上記実装体１０の装着は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、上記凹部５の開口周辺の、オーバークラッド層４の表面に、オーバークラッド層４と同材料または接着剤等の固定剤２０を塗布した後、上記実装体１０の発光手段１２，台部１１ｄおよび受光手段１３を凹部５内に挿入し、上記実装体１０の基板１１表面の周縁部を上記固定剤２０に当接させる。このとき、上記凹部５の壁面に面している、光を出射する側のコア３の後端に、オーバークラッド層４を介して発光手段１２の発光面を対面させ、光を入射する側のコア３の後端に、オーバークラッド層４を介して受光手段１３の受光面を対面させる。ついで、上記固定剤２０を硬化させ、上記実装体１０を光導波路Ｗに固定する。このようにして、図示の帯状の光導波路デバイスが得られる。このようにして、簡単に、上記実装体１０が上記凹部５に適正に装着される。そして、実装体１０の台部１１ｄの幅は、通常、上記凹部５の幅と同一寸法に設定される。このようにすると、台部１１ｄを上記凹部５に挿入する際に、上記発光手段１２および受光手段１３をそれぞれコア３の後端に自動的に対面状に位置決めできる。

なお、上記各実施の形態では、コア３の先端３ａ，３ｂを露呈させたが、オーバークラッド層４で覆ってもよい。その場合、コア３の先端３ａ，３ｂおよびオーバークラッド層４の先端部分（コア３の先端３ａ，３ｂを覆った部分）をレンズ状に形成し、そこから出射する光の拡がりを抑え、入射する光を絞って集束するようにしてもよい。また、上記各実施の形態では、実装体１０を装着する凹部５において、コア３の後端をオーバークラッド層４で被覆（凹部５の壁面をオーバークラッド層４で形成）させたが、凹部５の壁面にオーバークラッド層４を形成することなく、コア３の後端を露呈させてもよい。

また、上記各実施の形態では、アンダークラッド層２，オーバークラッド層４の形成において、材料として感光性樹脂を用い、その形成を露光および現像により行ったが、それ以外であってもよい。例えば、アンダークラッド層２，オーバークラッド層４の材料としてポリイミド樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用い、その熱硬化性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布等した後、加熱処理（通常、３００〜４００℃×６０〜１８０分間）により硬化させる等してアンダークラッド層２，オーバークラッド層４を形成してもよい。

また、上記各実施の形態では、感光性樹脂を用いてアンダークラッド層２を形成したが、それ以外でもよく、樹脂フィルムをアンダークラッド層２として用いてもよい。また、アンダークラッド層２に代えて、金属フィルム，金属薄膜が表面に形成された基板等を用い、その金属材の表面を、コア３内を伝播する光の反射面として作用させてもよい。

また、上記光導波路Ｗの作製において、基台１としてフィルム状のものを用いる場合には、そのフィルム状の基台１と共に上記帯状に切断した後に、基台１とアンダークラッド層２とを剥離してもよいし、また、基台１を剥離することなく光導波路Ｗとともに使用してもよい。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。

〔実施例１の実装体〕
図３（ａ），（ｂ）に示す実装体を作製した。すなわち、まず、発光手段として、ＶＣＳＥＬ（幅０．３ｍｍ×長さ０．３ｍｍ×厚み０．２ｍｍ）を準備し、受光手段として、ＡＳＩＣ（幅４ｍｍ×長さ２ｍｍ×厚み１ｍｍ、受光部高さ０．１ｍｍ）を準備した。ついで、基板（ステンレス板の厚み０．０２３ｍｍ、絶縁層の厚み０．０１５ｍｍ、総厚み０．０３８ｍｍ）を型でプレスし、幅４ｍｍ×長さ１０ｍｍの長方形に形成した。つぎに、その基板の絶縁層の表面に、フォトリソグラフィにより、ＶＣＳＥＬとＡＳＩＣとを同期駆動させる配線，ＶＣＳＥＬを実装するパッドおよびＡＳＩＣを実装するパッドを形成した。そして、各パッドにＶＣＳＥＬおよびＡＳＩＣをそれぞれ実装し固定した。

〔実施例２の実装体〕
図７（ａ），（ｂ）に示す実装体を作製した。すなわち、まず、実施例１と同様のＶＣＳＥＬとＡＳＩＣとを準備した。ついで、基板（ステンレス板の厚み０．０２３ｍｍ、絶縁層の厚み０．０１５ｍｍ、総厚み０．０３８ｍｍ）を型でプレスし、幅８ｍｍ×長さ２０ｍｍの長方形に形成するとともに、その４隅部に内径１ｍｍの貫通孔を形成し、中央部に２つのコ字状の切欠き（切欠き幅０．１ｍｍ）を形成した。コ字状の切欠きで囲まれた各舌状部は幅４ｍｍ、長さ４ｍｍとした。つぎに、その基板の絶縁層の表面に、フォトリソグラフィにより、ＶＣＳＥＬとＡＳＩＣとを同期駆動させる配線，ＶＣＳＥＬを実装するパッドおよびＡＳＩＣを実装するパッドを形成した。そして、各パッドにＶＣＳＥＬおよびＡＳＩＣをそれぞれ実装し固定した。

〔実施例３の実装体〕
図９（ａ），（ｂ）に示す実装体を作製した。すなわち、まず、実施例１と同様のＶＣＳＥＬとＡＳＩＣとを準備した。ついで、基板（ステンレス板の厚み１．５ｍｍ、絶縁層の厚み０．０１５ｍｍ、総厚み１．５１５ｍｍ）を型でプレスし、幅８ｍｍ×長さ１０ｍｍの長方形に形成するとともに、その内側に台部（幅６ｍｍ×長さ３ｍｍ×高さ３．７ｍｍ）を突設形成した。つぎに、その基板の絶縁層の表面に、フォトリソグラフィにより、ＶＣＳＥＬとＡＳＩＣとを同期駆動させる配線，ＶＣＳＥＬを実装するパッドおよびＡＳＩＣを実装するパッドを形成した。そして、各パッドにＶＣＳＥＬおよびＡＳＩＣをそれぞれ実装し固定した。

〔実施例１〜３〕
〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料〕
下記の一般式（１）で示されるビスフェノキシエタノールフルオレングリシジルエーテル（成分Ａ）３５重量部、脂環式エポキシである３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’，４’−エポキシヘキセンカルボキシレート（ダイセル化学社製、セロキサイド２０２１Ｐ）（成分Ｂ）４０重量部、シクロヘキセンオキシド骨格を有する脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学社製、セロキサイド２０８１）（成分Ｃ）２５重量部、４，４’−ビス〔ジ（βヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液（成分Ｄ）２重量部とを混合することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料を調製した。

〔コアの形成材料〕
上記成分Ａ：７０重量部、１，３，３−トリス｛４−〔２−（３−オキセタニル）〕ブトキシフェニル｝ブタン：３０重量部、上記成分Ｄ：１重量部を乳酸エチル２８重量部に溶解することにより、コアの形成材料を調製した。

〔光導波路の作製〕
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム〔３００ｍｍ×３００ｍｍ×１８８μｍ（厚み）〕の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料をスピンコート法により塗布した後、２５０ｍｍ×８ｍｍの長方形状の開口部が形成された合成石英系のクロムマスク（露光マスク）を介して、２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。つづいて、１００℃×１５分間の加熱処理を行うことにより、アンダークラッド層を形成した。このアンダークラッド層の厚みを接触式膜厚計で測定すると５００μｍであった。また、このアンダークラッド層の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．５０２であった。

ついで、上記アンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料をスピンコート法により塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行った。ついで、その上方に、コアのパターン（長手方向中央部分の所定領域を空けたパターン）と同形状の開口パターンが形成された合成石英系のクロムマスク（露光マスク）を配置した。そして、その上方から、コンタクト露光法にて４０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った後、１２０℃×１５分間の加熱処理を行った。つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去した後、１２０℃×３０分間の加熱処理を行うことにより、コアを形成した。これら端部以外のコア部分の断面寸法は、幅１５μｍ×高さ２４μｍであった。上記各寸法は、ＳＥＭ（電子顕微鏡）で測定した。また、このコアの、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．５８８であった。

つぎに、オーバークラッド層形成用の石英製成形型を準備した。これら成形型は、オーバークラッド層の表面形状（長手方向中央部分の所定領域を空けた形状）と同形状の型面を有する凹部が形成されており、その凹部の深さは１ｍｍに設定した。そして、上記凹部の開口面を基台の表面に位置決めし密着させた。この状態で、上記成形型に形成された注入口から成形空間に、上記オーバークラッド層の形成材料を充填した。そして、上記成形型を通して、２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。脱型後、１５０℃×６０分間の加熱処理を行うことにより、オーバークラッド層を形成した。このオーバークラッド層の断面をマイクロスコープで測定すると、その厚み（コア表面からの厚み）は４７６μｍであった。また、このオーバークラッド層の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．５０２であった。

上記オーバークラッド層の形成により、長手方向中央部分の所定領域に、アンダークラッド層の表面部分を底面とし、オーバークラッド層の端面を壁面とする凹部を形成した。凹部の寸法は、幅４ｍｍ×長さ５ｍｍ×深さ５００μｍであった。なお、実施例２のみ、凹部の開口周辺の、オーバークラッド層の表面に、柱部（外径１ｍｍ，高さ１ｍｍ）を４本形成した。その柱部の形成は、オーバークラッド層形成用の石英製成形型として、型面に上記柱部成形部分が形成されているものを用いた。

〔光導波路への実施例１の実装体の装着〕
上記実装体のＶＣＳＥＬおよびＡＳＩＣを外側に向けて実装体の基板を撓ませ、その状態で、上記光導波路の長手方向中央部分の凹部内に挿入した。このとき、上記凹部の壁面に面している、光を出射する側のコアの後端に、ＶＣＳＥＬの発光面を対面させ、光を入射する側のコアの後端に、ＡＳＩＣの受光面を対面させた。ついで、オーバークラッド層と同材料をＶＣＳＥＬおよびＡＳＩＣの周辺部に塗布した後、紫外線照射により、それを硬化させ、上記実装体を光導波路に固定した。このようにして、実施例１の帯状の光導波路デバイスを得た。

〔光導波路への実施例２の実装体の装着〕
上記実装体のＶＣＳＥＬおよびＡＳＩＣを凹部内に向けた状態で、実装体の基板の貫通孔に、オーバークラッド層の柱部を挿通させた後、コ字状の切欠きにより、各舌状部を凹部内に屈曲し、上記凹部の壁面に面している、光を出射する側のコアの後端に、ＶＣＳＥＬの発光面を対面させ、光を入射する側のコアの後端に、ＡＳＩＣの受光面を対面させた。ついで、オーバークラッド層と同材料をＶＣＳＥＬおよびＡＳＩＣの周辺部に塗布した後、紫外線照射により、それを硬化させ、上記実装体を光導波路に固定した。このようにして、実施例２の帯状の光導波路デバイスを得た。

〔光導波路への実施例３の実装体の装着〕
上記凹部の開口周辺の、オーバークラッド層の表面に、オーバークラッド層と同材料を厚み３．５ｍｍに塗布した後、上記実装体のＶＣＳＥＬ，台部およびＡＳＩＣを凹部内に挿入し、上記実装体の基板を上記塗布材料に当接させた。このとき、上記凹部の壁面に面している、光を出射する側のコアの後端に、ＶＣＳＥＬの発光面を対面させ、光を入射する側のコアの後端に、ＡＳＩＣの受光面を対面させた。ついで、紫外線照射により、上記塗布材料を硬化させ、上記実装体を光導波路に固定した。このようにして、実施例３の帯状の光導波路デバイスを得た。

以上のように、実施例１〜３の各光導波路デバイスは、製造された時点で、光を出射するコアとＶＣＳＥＬとのアライメントおよび光を入射するコアとＡＳＩＣとのアライメントが達成された状態となっており、このため、各光導波路デバイスをタッチパネルディスプレイの側周面に巻装した後に、上記アライメント作業をする必要がないことがわかる。

本発明の光導波路デバイスの第１の実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 上記光導波路デバイスを構成する光導波路を模式的に示し、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 上記光導波路デバイスを構成する実装体を模式的に示し、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその正面図である。 上記光導波路デバイスを用いたタッチパネルを模式的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、上記光導波路デバイスの製造方法を模式的に示す説明図である。 本発明の光導波路デバイスの第２の実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 上記光導波路デバイスを構成する実装体を模式的に示し、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその正面図である。 本発明の光導波路デバイスの第３の実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 上記光導波路デバイスを構成する実装体を模式的に示し、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその正面図である。 従来の光導波路を用いたタッチパネルを模式的に示す断面図である。

符号の説明

Ｗ 光導波路
３ コア
４ オーバークラッド層
５ 凹部
１０ 実装体
１１ 基板
１２ 発光手段
１３ 受光手段

Claims (3)

1. 帯状の基体の表面に、長手方向中央部分の所定領域を空けて、複数のコアが両端方向に並列状に形成され、各コアの先端部が上記帯状の基体の表面の長手方向の一側縁に位置決めされ、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域以外の部分において上記コアを被覆した状態でオーバークラッド層が形成され、発光手段と受光手段とが１つの基板に固定されてなる実装体が、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域に位置決め固定され、上記発光手段が、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の一端方向に並列状に形成された複数のコアの後端面に対面し、上記受光手段が、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の他端方向に並列状に形成された複数のコアの後端面に対面していることを特徴とするタッチパネル用光導波路デバイス。
2. 上記基体が、アンダークラッド材または金属材で形成されている請求項１記載のタッチパネル用光導波路デバイス。
3. 上記請求項１または２記載のタッチパネル用光導波路デバイスの製造方法であって、帯状の基体の表面に、長手方向中央部分の所定領域を空けて、複数のコアを両端方向に並列状に形成するとともに、各コアの先端部を上記帯状の基体の表面の長手方向の一側縁に位置決めする工程と、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域以外の部分において上記コアを被覆した状態でオーバークラッド層を形成する工程と、発光手段と受光手段とが１つの基板に固定されてなる実装体を、上記基体の表面の長手方向中央部分の所定領域に位置決め固定し、上記発光手段を、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の一端方向に並列状に形成した複数のコアの後端面に対面させ、上記受光手段を、帯状の基体の長手方向中央部分の所定領域から基体の他端方向に並列状に形成した複数のコアの後端面に対面させる工程とを備えていることを特徴とするタッチパネル用光導波路デバイスの製造方法。

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