JP2010015370A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】光導波路とレンズ体との位置合わせが不要である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を提供する。
【解決手段】光を出射するコア３Ａの端面がディスプレイの画面の一側部に位置決めされ、その光を入射させるコア３Ｂの端面がディスプレイの画面の他側部に位置決めされるタッチパネル用光導波路であって、光を出射するコア３Ａの端面および光を入射するコア３Ｂの端面を被覆するオーバークラッド層４の端部が、球面状レンズ面４１Ａ，４１Ｂを有するレンズ部４０Ａ，４０Ｂに形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、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る。そのタッチパネルの構成は、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ている。そして、その検知手段で検知した触れ位置を示す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、そのタッチパネルは、光導波路を四角形のディスプレイの画面周縁部に設置したものとなっている。そして、そのディスプレイの画面の一側部に設置された光出射側の光導波路の出射部から、多数の光が、ディスプレイの画面と平行にかつ他側部に向かって出射され、それらの出射光が、他側部に設置された光入射側の光導波路の入射部に入射するようになっている。これら光導波路により、ディスプレイの画面上において、出射光が格子状に走っている状態にする。この状態で、指でディスプレイの画面に触れると、その指が出射光の一部を遮断するため、その遮断された部分を、光入射側の光導波路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。

一方、光導波路から直接空気中に出射した光は放射状に発散する。この状態では、光伝送効率が低く、上記指が触れた位置を正確に検知することはできない。そこで、光伝送効率を高めた光伝送装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この従来の光伝送装置を模式的に図７（ａ），（ｂ）に示す。この光伝送装置は、光導波路１０とレンズ体２０とからなっている。上記レンズ体２０は、光導波路１０を載置する載置面部２１と、この載置面部２１の先端縁部に突出形成された、厚肉の帯状レンズ２２とを備えている。この帯状レンズ２２のレンズ面（図示の右側部の面）は、外側に向かって反る側断面視円弧状〔図７（ｂ）参照〕に形成されている。また、上記光導波路１０は、アンダークラッド層１２，コア１３，オーバークラッド層１４がこの順で積層されたものとなっており、上記コア１３の先端部が平面視半円状のレンズ部１３０に形成され、外部に露出している。このレンズ部１３０のレンズ面（先端面）は、外側に向かって反る平面視円弧状〔図７（ａ）参照〕に形成されている。このような光伝送装置では、コア１３から出射する光Ｓは、コア１３の先端部のレンズ部１３０を通過する際に、平面視半円状のレンズ部１３０の屈折作用により、上記載置面部２１の載置面に平行な方向（横方向）の発散が抑制される。その後、その光Ｓは、上記レンズ体２０の帯状レンズ２２を通過する際に、側断面視円弧状の帯状レンズ２２の屈折作用により、上記載置面部２１に直角な方向（縦方向）の発散が抑制される。このような、光伝送効率が高い光伝送装置をタッチパネル用光導波路として用いると、タッチパネルにおいて、指が触れた位置を正確に検知することができる。
ＵＳ２００４／０２０１５７９Ａ１ 特開２００３−４９６０号公報

しかしながら、上記従来の光伝送装置では、光導波路１０のコア１３先端部のレンズ部１３０とレンズ体２０の帯状レンズ２２とを正確に位置合わせした状態で、光導波路１０とレンズ体２０とを接着する必要がある。もし、その位置合わせが正確に行われなければ、光出射側における光Ｓの発散抑制が適正に行われず、ディスプレイの画面に触れた指の位置を正確に検知することができない。しかし、その正確な位置合わせは、精密さが要求されることから難しく、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、光導波路とレンズ体との位置合わせが不要である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、コアと、このコアを被覆した状態で形成されたオーバークラッド層とを備え、タッチパネルのディスプレイの画面周縁部に沿って設置され、光を出射するコアの端面が上記ディスプレイの画面の一側部に位置決めされるタッチパネル用光導波路であって、上記オーバークラッド層の端部が上記光を出射するコアの端面を被覆する状態に形成され、そのオーバークラッド層の端部がレンズ部に形成され、そのレンズ部におけるレンズ面が球面状に形成されているタッチパネル用光導波路を第１の要旨とする。

また、本発明は、上記タッチパネル用光導波路が、タッチパネルのディスプレイの画面周縁部に沿って設置され、光を出射するコアの端面が上記ディスプレイの画面の一側部に位置決めされ、その出射光を入射するコアの端面が上記ディスプレイの画面の他側部に位置決めされているタッチパネルを第２の要旨とする。

本発明者は、前記課題を解決すべく、コアの端面を被覆するオーバークラッド層の端部自体をレンズ部に形成することを着想した。このようにすると、コアとオーバークラッド層とは元々一体であることから、本発明のタッチパネル用光導波路は、オーバークラッド層が形成された時点で、コアの端面とオーバークラッド層端部のレンズ部とが、正確に位置合わせされた状態となっている。さらに、本発明者は、レンズ部の形状等についても研究を重ねた。その結果、レンズ部におけるレンズ面を球面状に形成すると、コアの端部をレンズ部に形成しなくても、コアの端面から出射された光は、その前方にあるオーバークラッド層端部の上記レンズ部を通過する際に、そのレンズ部の、上記球面状レンズ面形状に起因する屈折作用により、光の進行方向に対して横方向（左右方向）ないし縦方向（上下方向）の発散が抑制されることを見出し、本発明に到達した。

なお、本発明のタッチパネル用光導波路において、レンズ部における「レンズ面」とは、レンズ部においてレンズ作用（屈折作用）を奏する面のことをいう。また、レンズ面の「球面状」とは、そのレンズ面形状に起因して上記屈折作用を奏する曲面のことであり、真球の表面の曲面だけではなく、それが変形したような球状体（例えば楕円球）の表面の曲面も含む意味である。その「球面状」は、通常は、真球ないし上記球状体を半分にした半球の表面の一部ないし全体を意味する。

本発明のタッチパネル用光導波路は、光を出射するコアの端面がオーバークラッド層の端部で被覆され、そのオーバークラッド層の端部がレンズ部に形成されているため、本発明のタッチパネル用光導波路は、オーバークラッド層を形成した時点で、コアの端面とオーバークラッド層端部のレンズ部とを、自動的に正確に位置合わせした状態にすることができる。このため、コアの端面とオーバークラッド層端部のレンズ部との位置合わせ作業を不要にすることができ、生産性を向上させることができる。さらに、上記レンズ部におけるレンズ面が、球面状に形成されているため、その球面状レンズ面形状に起因する屈折作用により、光出射側では、光の進行方向に対して横方向ないし縦方向で光の発散を抑制することができる。その結果、光出射側のコアと光入射側のコアとの間における光伝送効率を向上させることができ、タッチパネルにおいて、ディスプレイの画面に触れた指の位置を正確に検知することができる。

さらに、上記出射された光を入射するコアの端面が上記ディスプレイの画面の他側部に位置決めされ、上記オーバークラッド層の他の端部が上記出射光を入射するコアの端面を被覆する状態に形成され、そのオーバークラッド層の端部も、レンズ部に形成され、そのレンズ部におけるレンズ面が球面状に形成されている場合には、光入射側において、オーバークラッド層端部の上記レンズ部に入射した光は、そのレンズ部の、上記球面状レンズ面形状に起因する屈折作用により、光の進行方向に対して横方向ないし縦方向でさらに絞って集束され、コアの端面に入射することができる。すなわち、光入射側では、光出射側から出射された光を、レンズ部の球面状レンズ面という広い領域で入射させ、その光を、さらに絞って集束した状態でコアの端面に入射させることができる。このため、光入射側のコアの端面に光が集束した状態で入射するよう、光出射側のレンズ部において光を絞った状態で出射しなくても、光伝送効率を向上させることができ、タッチパネルにおいて、ディスプレイの画面に触れた指の位置を正確に検知することができる。

本発明のタッチパネルは、上記タッチパネル用光導波路を備えているため、コアの端面から出射された光の発散が抑制され、ディスプレイの画面に触れた指の位置を正確に検知することができる。

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）〜（ｃ）は、本発明のタッチパネル用光導波路の第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Ｗ₁ は、図１（ａ）に示すように、平面視四角形の枠状に形成されている。その四角形の枠状を構成する一方のＬ字形部分が、光出射側の光導波路部分Ａであり、他方のＬ字形部分が、光入射側の光導波路部分Ｂである。上記タッチパネル用光導波路Ｗ₁ は、四角形の枠状に形成されたアンダークラッド層（基体）２の表面の所定部分に、光の通路である複数のコア３Ａ，３Ｂが、上記各Ｌ字形部分の外側端縁部の所定部分ａ，ｂから、そのＬ字形部分の内側〔ディスプレイ１１（図２参照）の画面側〕端縁部に、等間隔に並列状態で延びたパターンに形成されている。また、光出射側の光導波路部分Ａに形成されたコア３Ａの数と、光入射側の光導波路部分Ｂに形成されたコア３Ｂの数とは、同数になっている。さらに、光出射側のコア３Ａの端面と、光入射側のコア３Ｂの端面とは、対面した状態になっている。そして、図１（ｂ）〔図１（ａ）の丸部Ｃの拡大図〕，図１（ｃ）〔図１（ｂ）のＸ−Ｘ断面図〕に示すように、上記コア３Ａ（３Ｂ）を被覆するように、上記アンダークラッド層２の表面に、オーバークラッド層４が形成されている。この実施の形態では、上記Ｌ字形部分の内側端縁部に位置する、光出射側および光入射側のコア３Ａ（３Ｂ）の端面を被覆するようにオーバークラッド層４の端部を延設し、その延設された端部を、レンズ面４１Ａ（４１Ｂ）が球面状になっているレンズ部４０Ａ（４０Ｂ）に形成している。これらの形状等は同一であるため、図１（ｂ），（ｃ）では、光出射側と光入射側とを併せて記載している。なお、図１（ａ）では、コア３Ａ，３Ｂを鎖線で示しており、鎖線の太さがコア３Ａ，３Ｂの太さを示しているとともに、コア３Ａ，３Ｂの数を略して図示している。

上記四角形の枠状のタッチパネル用光導波路Ｗ₁ は、図２に示すように、タッチパネル１０の四角形のディスプレイ１１の画面を囲むようにして、その画面周縁部の四角形に沿って設置される。そして、上記光出射側の光導波路部分Ａの外側端縁部の所定部分ａでは、コア３Ａに発光素子等の光源（図示せず）が接続され、光入射側の光導波路部分Ｂの外側端縁部の所定部分ｂでは、コア３Ｂに受光素子等の検出器（図示せず）が接続される。図２では、図１（ａ）同様、コア３Ａ，３Ｂを鎖線で示しており、鎖線の太さがコア３Ａ，３Ｂの太さを示しているとともに、コア３Ａ，３Ｂの数を略して図示している。また、図２では、理解し易くするため、多数の光のうちの一部の光Ｓのみを示している。

そして、図３（ａ）〔平面図〕，図３（ｂ）〔図３（ａ）のＸ−Ｘ断面図〕に示すように、光出射側の光導波路部分Ａでは、コア３Ａの端面から出射した光Ｓは、その前方にあるオーバークラッド層４端部の上記レンズ部４０Ａを通過する。その際、上記光Ｓは、上記レンズ部４０Ａの、上記球面状レンズ面４１Ａ形状に起因する屈折作用により、光Ｓの進行方向に対して横方向〔図３（ａ）参照〕ないし縦方向〔図３（ｂ）参照〕の発散が抑制される。そして、その光Ｓは、上記球面状レンズ面４１Ａから出射し、上記ディスプレイ１１（図２参照）の画面に沿って進む。

他方、光入射側の光導波路部分Ｂでは、上記ディスプレイ１１（図２参照）の画面上を進んできた光Ｓは、図３（ａ），（ｂ）に示す方向とは逆の方向に進む。すなわち、その光Ｓは、オーバークラッド層４端部のレンズ部（４０Ｂ）の球面状レンズ面（４１Ｂ）から入射し、そのレンズ部（４０Ｂ）の、上記球面状レンズ面（４１Ｂ）形状に起因する屈折作用により、光Ｓの進行方向に対して横方向ないし縦方向でさらに絞って集束される。そして、その光Ｓは、その集束状態で、コア（３Ｂ）の端面に入射し、コア（３Ｂ）の奥方向に進む。

このような光伝送が、図２に示すタッチパネル用光導波路Ｗ₁ において行われるため、図２に示すように、タッチパネル１０のディスプレイ１１の画面上では、光Ｓが進行方向に対して横方向ないし縦方向の発散を抑制された状態で格子状に走った状態となる（図２では、理解し易くするため、格子をつくる光の一部の光Ｓのみを示している）。このため、この状態で指でディスプレイ１１の画面に触れると、上記指が触れた部分の位置を正確に検知することができる。

また、上記タッチパネル１０において、ディスプレイ１１の画面により多くの操作情報等を表示する場合には、指位置の検知性をより精密にする必要がある。その場合、上記光伝送において、レンズ部４０Ａから出射される光Ｓの発散抑制をより適正化するとともに、レンズ部４０Ｂにおける光Ｓの集束もより適正化し、光伝送効率をより向上させることが行われる。そのためには、上記レンズ部４０Ａ，４０Ｂの寸法は、つぎのように設定される。すなわち、図１（ａ）〜（ｃ）において、コア３Ａ，３Ｂの高さ（Ｈ）が下記（ａ）の範囲内である場合に対して、上記コア３Ａ，３Ｂの端面から上記レンズ部４０Ａ，４０Ｂの球面状レンズ面４１Ａ，４１Ｂの曲率中心Ｍまでの距離（Ｌ）は、下記（ｂ）の範囲内に設定され、上記球面状レンズ面４１Ａ，４１Ｂの曲率半径（Ｒ）は、下記（ｃ）の範囲内に設定される。下記（ａ）〜（ｃ）は、本発明者が実験を繰り返し行って求めた範囲である。
（ａ） １０μｍ≦Ｈ≦ １００μｍ
（ｂ）１０００μｍ＜Ｌ＜２００００μｍ
（ｃ） ２５０μｍ＜Ｒ＜ ８０００μｍ

これにより、図３において、光出射側の光導波路部分Ａでは、レンズ部４０Ａの球面状レンズ面４１Ａから出射される光Ｓの発散抑制がより適正化され、その出射光Ｓを、平行光ないし平行光に近い状態、すなわち、拡がり過ぎず、かつ、絞られ過ぎない状態にすることができる。その結果、光入射側の光導波路部分（Ｂ）では、レンズ部（４０Ｂ）における光入射領域の広さをより適正にすることができる。そして、その光入射側では、レンズ部（４０Ｂ）の球面状レンズ面（４１Ｂ）に入射した光Ｓがより適正に集束され、その入射光Ｓの全部ないし大部分をコア（３Ｂ）の端面に入射させることができる。

さらに、上記光伝送効率をより一層向上させ、タッチパネル１０における指位置の検知性をより一層精密にする観点から、つぎのように設定されることが好ましい。すなわち、図１（ａ）〜（ｃ）において、コア３Ａ，３Ｂの高さ（Ｈ）が上記（ａ）の範囲内である場合に対して、上記コア３Ａ，３Ｂの端面から上記レンズ部４０Ａ，４０Ｂの球面状レンズ面４１Ａ，４１Ｂの曲率中心Ｍまでの距離（Ｌ）は、下記（ｂ₁ ）の範囲内に設定され、上記球面状レンズ面４１Ａ，４１Ｂの曲率半径（Ｒ）は、下記（ｃ₁ ）の範囲内に設定されることが好ましい。
（ｂ₁ ）１５００μｍ＜Ｌ＜１００００μｍ
（ｃ₁ ） ３００μｍ＜Ｒ＜ ７５００μｍ

なお、上記四角形の枠状のタッチパネル用光導波路Ｗ₁ の寸法等は、図２に示すように、タッチパネル１０のディスプレイ１１の大きさに対応するよう設定すればよく、例えば、枠状の縦と横の長さは、それぞれ３０〜３００ｍｍ程度、枠幅は、５０μｍ〜２ｍｍ程度に設定される。また、光Ｓを出射するコア３Ａ（光Ｓを入射するコア３Ｂ）の数も、ディスプレイ１１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、２０〜１００本程度に設定される。

つぎに、上記タッチパネル用光導波路Ｗ₁ の製造方法の一例について説明する。なお、この説明において参照する図４（ａ）〜（ｄ）ないし図５（ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ）〜（ｃ）に示す、対向するレンズ部４０およびその周辺部分を中心にその製造方法を図示している。

まず、上記タッチパネル用光導波路Ｗ₁ を製造する際に用いる平板状の基台１〔図４（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〜５ｍｍの範囲内に設定される。

ついで、図４（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の形成材料である、感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布する。上記感光性樹脂としては、例えば、感光性エポキシ樹脂等があげられる。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。そして、それを５０〜１２０℃×１０〜３０分間の加熱処理により乾燥させる。これにより、アンダークラッド層２に形成される感光性樹脂層２ａを形成する。

つぎに、上記感光性樹脂層２ａを照射線により露光する。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 の範囲内に設定される。

上記露光後、光反応を完結させるために、加熱処理を行う。この加熱処理は、通常、８０〜２５０℃×１０秒〜２時間の範囲内で行う。これにより、上記感光性樹脂層２ａ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２ａ）の厚みは、通常、１〜５０μｍの範囲内に設定される。

ついで、図４（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３Ａ，３Ｂに形成される感光性樹脂層３ａを形成する。この感光性樹脂層３ａの形成は、図４（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２ａの形成方法と同様にして行われる。なお、このコア３Ａ，３Ｂ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１（ｃ）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３Ａ，３Ｂ，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。

つぎに、上記感光性樹脂層３ａの上方に、コア３Ａ，３Ｂ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配置し、この露光マスクを介して上記感光性樹脂層３ａを照射線により露光した後、加熱処理を行う。この露光および加熱処理は、図４（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。

つづいて、現像液を用いて現像を行うことにより、図４（ｃ）に示すように、上記感光性樹脂層３ａ〔図４（ｂ）参照〕における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３ａをコア３Ａ，３Ｂのパターンに形成する。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、コア３Ａ，３Ｂのパターンに形成された残存感光性樹脂層３ａの表面等に残存する現像液を加熱処理により除去する。この加熱処理は、通常、８０〜１２０℃×１０〜３０分間の範囲内で行われる。これにより、上記コア３Ａ，３Ｂのパターンに形成された残存感光性樹脂層３ａを、コア３Ａ，３Ｂに形成する。コア３Ａ，３Ｂの先端面は、通常、アンダークラッド層２の表面に直角な平面に形成され、光出射側と光入射側とで対面した状態に形成される。コア３Ａ，３Ｂ（感光性樹脂層３ａ）の厚みは、通常、１０〜１００μｍの範囲内に設定され、コア３Ａ，３Ｂの幅は、通常、８〜５０μｍの範囲内に設定される。

そして、図４（ｄ）に示すように、そのコア３Ａ，３Ｂを被覆するように、上記アンダークラッド層２の表面に、オーバークラッド層４に形成される感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂層（未硬化）４ａを形成する。このオーバークラッド層４に形成される感光性樹脂としては、例えば、上記アンダークラッド層２と同様の感光性樹脂があげられる。

ついで、図５（ａ）に示すように、オーバークラッド層４を四角形の枠状にプレス成形するための成形型２０を準備する。この成形型２０は、紫外線等の照射線を透過させる材料（例えば石英）からなり、上記レンズ部４０Ａ，４０Ｂを含むオーバークラッド層４の表面形状と同形状の型面２１からなる凹部が形成されている。そして、図５（ｂ）に示すように、上記成形型２０の型面（凹部）２１が上記コア３Ａ，３Ｂに対して所定位置に位置決めされるよう、上記感光性樹脂層４ａに対して成形型２０をプレスし、その感光性樹脂層４ａをオーバークラッド層４の形状に成形する。つぎに、その状態で、上記成形型２０を通して紫外線等の照射線を露光した後に加熱処理を行う。この露光および加熱処理は、図４（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。その後、図５（ｃ）に示すように、脱型する。これにより、レンズ部４０Ａ，４０Ｂが形成された、四角形の枠状のオーバークラッド層４を得る。オーバークラッド層４の厚みは、通常、５０〜２０００μｍの範囲内に設定される。

このようにして、オーバークラッド層４（レンズ部４０Ａ，４０Ｂを含む）が形成されるため、オーバークラッド層４が形成された時点で、コア３Ａ，３Ｂの端面とその前方のレンズ部４０Ａ，４０Ｂとが位置決めされた状態で、コア３Ａ，３Ｂとオーバークラッド層４とが一体化する。また、アンダークラッド層２とオーバークラッド層４とが同じ形成材料の場合は、アンダークラッド層２とオーバークラッド層４とは、その接触部分で同化する。

その後、図５（ｄ）に示すように、刃型を用いた打ち抜き等により、基台１とともにアンダークラッド層２等を四角形の枠状に切断する。これにより、基台１の表面に、上記アンダークラッド層２，コア３Ａ，３Ｂおよびオーバークラッド層４からなる、四角形の枠状のタッチパネル用光導波路Ｗ₁ が製造される。そして、このタッチパネル用光導波路Ｗ₁ は、上記基台１から剥離されて使用される〔図１（ｃ）参照〕。

図６（ａ），（ｂ）は、本発明のタッチパネル用光導波路の第２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Ｗ₂ は、光入射側の光導波路部分Ｂ₁ には、上記レンズ部４０Ｂ〔図１（ａ）〜（ｃ）参照〕が形成されていず、光入射側のコア３Ｂの端面が露出している。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。

この実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様に、光出射側の光導波路部分Ａのレンズ部４０からは、光Ｓの進行方向に対して横方向ないし縦方向の発散が抑制されて出射される。この実施の形態では、光伝送効率を向上させる観点から、光入射側のコア３Ｂの端面に光が集束した状態で入射するよう、光出射側のレンズ部４０Ａにおいて光を絞った状態で出射させることが好ましい。そして、この実施の形態でも、タッチパネル１０（図２参照）において、ディスプレイ１１の画面に触れた指の位置を正確に検知することができる。

なお、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、これに代えて、アンダークラッド層２として作用する樹脂フィルムを準備し、それをそのまま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（金属材），金属薄膜（金属材）が表面に形成された基板等を、コア３Ａ，３Ｂがその表面に形成される基体として用いてもよい。

また、上記各実施の形態では、タッチパネル用光導波路Ｗ₁ ，Ｗ₂ を四角形の枠状としたが、その四角形の枠状のタッチパネル用光導波路Ｗ₁ ，Ｗ₂ を構成する２つのＬ字形の光導波路部分Ａ，Ｂ，Ｂ₁ を別体にしてもよい。その製造方法としては、上記四角形の枠状に切断するのに代えて、２つのＬ字形に切断すればよい。

また、上記各実施の形態では、上記基台１からタッチパネル用光導波路Ｗ₁ ，Ｗ₂ を剥離して使用したが、剥離することなく、基台１の表面に形成された状態で使用してもよい。

つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、これに限定されるわけではない。

〔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、脂環式エポキシ樹脂である３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサ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、（３’，４’−エポキシシクロヘキサン）メチル−３’，４’−エポキシシクロヘキシル−カルボキシレート（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。

〔タッチパネル用光導波路の作製〕
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム〔１６０ｍｍ×１６０ｍｍ×１８８μｍ（厚み）〕の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料をアプリケーターにより塗布した後、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２０μｍ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、１．５４２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アプリケーターにより塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行った。つぎに、その上方に、コアの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、プロキシミティ露光法にて４０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った後、８０℃×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。コアの断面寸法は、下記の表１（実施例１〜３）に示すものとした。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、下記の表１（実施例１〜３）に示すレンズ部の球面状レンズ面の曲率半径（Ｒ）に対応して準備した。これら成形型には、オーバークラッド層の表面形状（レンズ部を含む）と同形状の型面からなる凹部が形成されている。そして、コアの端面からレンズ部の球面状レンズ面の曲率中心までの距離（Ｌ）が下記の表１に示す値となるよう、上記成形型をプレスした。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後、１２０℃×１５分間の加熱処理を行った。その後、脱型した。これにより、レンズ部が形成されたオーバークラッド層を得た。このオーバークラッド層の厚みをマイクロスコープ（キーエンス社製）で測定すると、その厚みは１０００μｍ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、１．５４２であった。

そして、刃型を用いた打ち抜きにより、上記ＰＥＮフィルムとともに、２つのＬ字形の光導波路部分に切断し、ＰＥＮフィルム付きＬ字形光導波路部分（外形寸法：６６．３ｍｍ×７０．０ｍｍ、Ｌ字形の線幅：１０ｍｍ）を２つ得た。

〔評価〕
得られた２つのＰＥＮフィルム付きＬ字形光導波路部分を、ガラスエポキシ基板の表面に対向させ、四角形の枠状になるよう配置した。そして、対峙する光出射側のコアと光入射側のコアの光軸が一致するよう、マイクロスコープを用いて位置合わせを行った。そして、光出射側のＬ字形光導波路部分の外側端縁部の所定部分に、発光素子として、波長８５０ｎｍの光を出射するＶＣＳＥＬ（Ｏｐｔｗｅｌｌ社製）を、紫外線硬化型接着剤を介して連結した。また、光入射側のＬ字形光導波路部分の外側端縁部の所定部分に、受光素子として、ＣＭＯＳリニアセンサーアレイ（ＴＡＯＳ社製）を、紫外線硬化型接着剤を介して連結した。そして、上記受光素子の制御部を、フレキシブルプリント基板を介して、ＵＳＢ型取り込みユニット（ナショナルインスツルメンツ社製）に接続し、さらに、ＵＳＢポートを介して、コンピュータに接続した。そして、上記発光素子から強度２ｍＷの光（波長８５０ｎｍ）を発光させ、タッチパネルとしての動作評価を実施した。

その結果、上記実施例１〜３では、いずれも、上記発光素子から発光された光は、光出射側のＬ字形光導波路部分を通過し、座標入力領域を格子状に横切った後、光入射側のＬ字形光導波路部分を通過し、最終的に上記受光素子に到達することを確認できた。さらに、上記座標入力領域を指で触れたところ、コンピュータ画面に座標が表示され、タッチパネルとして動作することを確認することができた。

本発明のタッチパネル用光導波路の第１の実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）の丸部Ｃで囲ったコアの端部の拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。 上記タッチパネル用光導波路を用いたタッチパネルを模式的に示す斜視図である。 上記タッチパネル用光導波路における光の出射状態を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記タッチパネル用光導波路の製造方法を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記タッチパネル用光導波路の製造方法の続きを模式的に示す説明図である。 本発明のタッチパネル用光導波路の第２の実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）の丸部Ｃ₁ で囲った光入射側のコアの端部の拡大断面図である。 従来の光伝送装置を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

符号の説明

３Ａ，３Ｂ コア
４ オーバークラッド層
４０Ａ，４０Ｂ レンズ部
４１Ａ，４１Ｂ レンズ面

Claims (4)

1. コアと、このコアを被覆した状態で形成されたオーバークラッド層とを備え、タッチパネルのディスプレイの画面周縁部に沿って設置され、光を出射するコアの端面が上記ディスプレイの画面の一側部に位置決めされるタッチパネル用光導波路であって、上記オーバークラッド層の端部が上記光を出射するコアの端面を被覆する状態に形成され、そのオーバークラッド層の端部がレンズ部に形成され、そのレンズ部におけるレンズ面が球面状に形成されていることを特徴とするタッチパネル用光導波路。
2. 上記出射された光を入射するコアの端面が上記ディスプレイの画面の他側部に位置決めされ、上記オーバークラッド層の他の端部が上記出射光を入射するコアの端面を被覆する状態に形成され、そのオーバークラッド層の端部も、レンズ部に形成され、そのレンズ部におけるレンズ面が球面状に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。
3. 上記コアが、アンダークラッド材または金属材からなる基体の表面の所定部分に形成され、上記オーバークラッド層が、上記コアを被覆した状態で上記基体の表面に形成されている請求項１または２記載のタッチパネル用光導波路。
4. 上記請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネル用光導波路が、タッチパネルのディスプレイの画面周縁部に沿って設置され、光を出射するコアの端面が上記ディスプレイの画面の一側部に位置決めされ、その出射光を入射するコアの端面が上記ディスプレイの画面の他側部に位置決めされていることを特徴とするタッチパネル。

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