JP2011107871A - Light reception panel and optical touch panel - Google Patents

Light reception panel and optical touch panel Download PDF

Info

Publication number
JP2011107871A
JP2011107871A JP2009260775A JP2009260775A JP2011107871A JP 2011107871 A JP2011107871 A JP 2011107871A JP 2009260775 A JP2009260775 A JP 2009260775A JP 2009260775 A JP2009260775 A JP 2009260775A JP 2011107871 A JP2011107871 A JP 2011107871A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
panel
optical waveguide
light receiving
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009260775A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Hirayama
智之 平山
Noriyuki Juji
紀行 十二
Yusuke Shimizu
裕介 清水
Ryusuke Naito
龍介 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2009260775A priority Critical patent/JP2011107871A/en
Publication of JP2011107871A publication Critical patent/JP2011107871A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light reception panel for preventing any erroneous operation from being generated even when it is used under natural light excluding any influence due to disturbance light components due to natural light even when receiving rays of light collectively introduced through a waveguide through a light receiving element with high sensitivity which receives the rays of light in a near infrared region from a visible light region and an optical touch panel using the light reception panel. <P>SOLUTION: The light reception panel includes: a light receiving element which receives the rays of light in a near infrared region from a visible light region; an optical waveguide coupled to the light receiving element; a transparent panel arranged at the lower side of the optical waveguide; and an adhesive layer for bonding the optical waveguide with the transparent panel, wherein the adhesive layer absorbs the rays of light within the range of wavelength 450-700 nm by 70% or more. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、導波路を介して集合的に導かれた光を、可視光領域から近赤外領域の光を受光する高感度な受光素子を介して受光する場合においても、自然光に起因する外乱光成分による影響を排して自然光下で使用しても誤作動を生じない受光パネル及びその受光パネルを使用する光学式タッチパネルに関する。   The present invention provides a disturbance caused by natural light even when light collectively guided through a waveguide is received through a highly sensitive light receiving element that receives light from the visible light region to the near infrared region. The present invention relates to a light receiving panel that does not cause a malfunction even when used under natural light by eliminating the influence of light components, and an optical touch panel that uses the light receiving panel.

従来より、透明パネル上に複数の受光素子及び発光素子を配置した各種の光学式タッチパネルが提案されており、この種の光学式タッチパネルでは、例えば、特開2006−59296号公報に記載されているように、赤外発光素子から出射される赤外光の強度変化を赤外受光素子で検出することにより、タッチ位置を検出することができるように構成されている。   Conventionally, various types of optical touch panels in which a plurality of light receiving elements and light emitting elements are arranged on a transparent panel have been proposed, and this type of optical touch panel is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-59296. As described above, the touch position can be detected by detecting the intensity change of the infrared light emitted from the infrared light emitting element with the infrared light receiving element.

そして、この光学式タッチパネルでは、太陽光の内外乱光成分となる可視光成分を排除するために窓枠状のベゼルを黒く着色したり、また、太陽光の内赤外成分を排除するためにベゼルの上面に表装樹脂を取り付けている。
これにより、太陽光による外乱を防止して、発光素子から発せられる赤外光を精度よく受光素子により受光して、光学式タッチパネルの精度を向上するものである。
And in this optical touch panel, in order to eliminate the visible light component that is the disturbance light component of sunlight, the window frame-shaped bezel is colored black, or to eliminate the inner infrared component of sunlight. A cover resin is attached to the top surface of the bezel.
Thereby, disturbance due to sunlight is prevented, infrared light emitted from the light emitting element is received by the light receiving element with high accuracy, and the accuracy of the optical touch panel is improved.

特開2006−59296号公報JP 2006-59296 A

ところで、前記特許文献1に記載された光学式タッチパネルでは、矩形状のベゼルにおける対向する2辺の一方に複数個の発光素子が列設されるとともに、他方に各発光素子に対向して複数個の受光素子が列設され、また同様に、残余の対向する2辺の一方に複数個の発光素子が列設されるとともに、他方に各発光素子に対向して複数個の受光素子が列設されている。   By the way, in the optical touch panel described in Patent Document 1, a plurality of light emitting elements are arranged on one of two opposing sides of a rectangular bezel, and a plurality of light emitting elements are opposed to each other on the other side. In the same manner, a plurality of light emitting elements are arranged on one of the remaining two opposite sides, and a plurality of light receiving elements are arranged on the other side so as to face each light emitting element. Has been.

しかしながら、このような構成では、光学式タッチパネルの解像度に対応して多くの発光素子及び受光素子を必要とし、この結果、光学式タッチパネルのコストを低減できないという問題がある。   However, such a configuration requires many light emitting elements and light receiving elements corresponding to the resolution of the optical touch panel, and as a result, there is a problem that the cost of the optical touch panel cannot be reduced.

かかる状況下、受光素子側に光導波路を使用し、各発光素子から発せられる光を光導波路の各コアに透過させるとともに、各コアからの光を各コアの端部に結合された1つの受光素子を介して受光することが考えられる。このような構成を採用すれば、受光素子の数を格段に低減することができる。   Under such circumstances, an optical waveguide is used on the light receiving element side, and light emitted from each light emitting element is transmitted through each core of the optical waveguide, and light from each core is coupled to one end of each core. It is conceivable to receive light through the element. By adopting such a configuration, the number of light receiving elements can be significantly reduced.

しかしながら、前記のように光導波路の各コアに結合して使用可能な受光素子としては、例えば、CMOS(相補性金属酸化膜半導体)イメージセンサやCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサしかないのが現状である。
ここに、前記CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサは、可視光領域から近赤外領域の光を受光する高感度な受光素子であり、受光素子側に光導波路を配置するとともに光導波路の各コアに結合されたCMOSイメージセンサやCCDイメージセンサを使用した光学式タッチパネルを太陽光による自然光の下で使用する場合には、発光素子から発せられる光が一般に近赤外光や赤外光であり、また、前記各イメージセンサは可視光領域の光をも検出してしまうことから、自然光における可視光成分が外乱光成分となって発光素子からの近赤外光や赤外光を精度良く検出することができなくなる。この結果、前記のような光学式タッチパネルを自然光の下で使用すると、自然光における可視光成分に起因して誤作動を発生してしまうという問題があり、かかる問題の解決が求められている。
However, as described above, for example, CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensors and CCD (Charge Coupled Device) image sensors are the only light receiving elements that can be used by being coupled to each core of the optical waveguide as described above. It is.
Here, the CMOS image sensor and the CCD image sensor are high-sensitivity light receiving elements that receive light from the visible light region to the near infrared region. An optical waveguide is disposed on the light receiving device side and each core of the optical waveguide is disposed. When an optical touch panel using a combined CMOS image sensor or CCD image sensor is used under natural light from sunlight, the light emitted from the light emitting element is generally near infrared light or infrared light. Since each image sensor also detects light in the visible light region, the visible light component in the natural light becomes a disturbance light component to accurately detect near infrared light and infrared light from the light emitting element. Can not be. As a result, when the optical touch panel as described above is used under natural light, there is a problem that malfunction occurs due to a visible light component in natural light, and there is a demand for a solution to such a problem.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、光導波路を透明パネルに接着した場合に生じる誤作動の原因は、自然光が透明パネルで反射して光導波路のコアに進入し、かかる光を受光素子が感知するためであることが分かった。
そこで、光導波路と透明パネルとを接着する接着剤層として、可視光領域にある波長450nm〜700nmの範囲の光を70%以上吸収する黒色接着剤を用いたところ、上記課題を解決できることを見出した。
自然光は、各種波長の幅広い波長領域の光を含むが、波長450nm〜700nmの光強度が大きいことが分かっている。これに基づき、上記波長領域を遮光することにより、自然光の下で使用した場合であっても誤作動の生じることなく検出感度に優れた受光パネル及びその受光パネルを使用する光学式タッチパネルが提供できる。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the inventors of the present invention caused the malfunction when the optical waveguide was bonded to the transparent panel, natural light reflected by the transparent panel and entered the core of the optical waveguide, It was found that this is because the light receiving element senses such light.
Therefore, when a black adhesive that absorbs 70% or more of light in the wavelength range of 450 nm to 700 nm in the visible light region is used as an adhesive layer for bonding the optical waveguide and the transparent panel, it has been found that the above problems can be solved. It was.
Natural light includes light in a wide wavelength range of various wavelengths, but it has been found that the light intensity at wavelengths of 450 nm to 700 nm is high. Based on this, it is possible to provide a light receiving panel excellent in detection sensitivity without causing malfunction even when used under natural light by shielding the wavelength region, and an optical touch panel using the light receiving panel. .

このように、本発明は前記従来技術における問題点を解消するためになされたものであり、導波路を介して集合的に導かれた光を、可視光領域から近赤外領域の光を受光する高感度な受光素子を介して受光する場合においても、自然光に起因する外乱光成分による影響を排して自然光下で使用しても誤作動を生じない受光パネル及びその受光パネルを使用する光学式タッチパネルを提供することを目的とする。   As described above, the present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and receives light collectively guided through the waveguide and receives light from the visible light region to the near infrared region. Even when receiving light through a highly sensitive light-receiving element, the light-receiving panel that eliminates the effects of disturbance light components caused by natural light and does not cause malfunction even when used under natural light, and optics that uses the light-receiving panel An object is to provide a touch panel.

前記目的を達成するため本願の請求項1に係る受光パネルは、可視光領域から近赤外領域の光を受光する受光素子と、前記受光素子に結合される光導波路と、前記光導波路の下側に配置される透明パネルと、前記光導波路と透明パネルとを接着する接着剤層とを備えた受光パネルであって、前記接着剤層は、波長450nm〜700nmの範囲の光を70%以上吸収することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a light receiving panel according to claim 1 of the present application includes a light receiving element that receives light from a visible light region to a near infrared region, an optical waveguide coupled to the light receiving element, and a bottom of the optical waveguide. A light receiving panel comprising a transparent panel disposed on a side, and an adhesive layer that bonds the optical waveguide and the transparent panel, wherein the adhesive layer emits light in a wavelength range of 450 nm to 700 nm by 70% or more. It is characterized by absorbing.

また、請求項2に係る光学式タッチパネルは、近赤外領域の光を発する発光素子と、前記発光素子に結合される発光側光導波路と、前記発光側光導波路が固定される透明パネルと、可視光領域から近赤外領域の光を受光する受光素子と、前記発光側光導波路に対向して接着剤層を介して透明パネルに接着され、前記受光素子に結合される受光側導波路とを備え、前記受光側導波路を透明パネルに接着する接着剤層は、波長450nm〜700nmの範囲の光を70%以上吸収することを特徴とする。   An optical touch panel according to claim 2 is a light emitting element that emits light in a near infrared region, a light emitting side optical waveguide coupled to the light emitting element, a transparent panel to which the light emitting side optical waveguide is fixed, A light-receiving element that receives light from the visible light region to the near-infrared region, a light-receiving side waveguide that is bonded to the transparent panel via an adhesive layer facing the light-emitting side optical waveguide, and is coupled to the light-receiving element; The adhesive layer that adheres the light receiving side waveguide to the transparent panel absorbs light in the wavelength range of 450 nm to 700 nm by 70% or more.

請求項1に係る受光パネルでは、受光素子に結合される光導波路と透明パネルとを接着する接着剤層を介して、透明パネルを反射して光導波路に進入する自然光における可視光領域に属する波長450nm〜700nmの範囲の光が70%以上吸収され、これにより自然光の下で使用されたとしても可視光成分による影響を排して自然光下で使用しても誤作動を生じることのない受光パネルを実現することができる。   In the light receiving panel according to claim 1, a wavelength belonging to a visible light region in natural light that reflects the transparent panel and enters the optical waveguide through an adhesive layer that bonds the optical waveguide coupled to the light receiving element and the transparent panel. A light-receiving panel that absorbs 70% or more of light in the range of 450 nm to 700 nm, so that even if it is used under natural light, it does not cause malfunction even when used under natural light by eliminating the influence of visible light components. Can be realized.

請求項2に係る光学式タッチパネルは、受光素子に結合される光導波路と透明パネルとを接着する接着剤層を介して、透明パネルを反射して光導波路に進入する自然光における可視光領域に属する450nm〜700nmの範囲の光が70%以上吸収され、これにより自然光の下で使用されたとしても可視光成分による影響を排して自然光下で使用しても、発光素子から発せられた近赤外領域の光が指等により遮断されたことを確実に検出して誤作動を生じることのない光学式タッチパネルを実現することができる。   The optical touch panel according to claim 2 belongs to a visible light region of natural light that reflects the transparent panel and enters the optical waveguide through an adhesive layer that bonds the optical waveguide coupled to the light receiving element and the transparent panel. Even if light in the range of 450 nm to 700 nm is absorbed by 70% or more, even if it is used under natural light, even if it is used under natural light by eliminating the influence of visible light components, the near red light emitted from the light emitting element It is possible to realize an optical touch panel that reliably detects that light in the outer region is blocked by a finger or the like and does not cause malfunction.

本実施形態に係る受光パネルを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the light reception panel which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る光学式タッチパネルを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the optical touch panel which concerns on this embodiment. 光学式タッチパネルを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows an optical touch panel typically. 光学式タッチパネルがタッチされた際に検出される光遮断信号を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the light interception signal detected when an optical touch panel is touched.

以下、本実施形態に係る受光パネル及び受光パネルを使用する光学式タッチパネルについて図面を参照しつつ説明する。
先ず、本実施形態に係る受光パネルについて図1に基づき説明する。
Hereinafter, a light receiving panel and an optical touch panel using the light receiving panel according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
First, the light receiving panel according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

[受光パネル]
図1に示すように、本実施形態に係る受光パネル1は、可視光領域から近赤外領域の光を受光する受光素子2と、受光素子2に結合される受光側光導波路3と、受光側光導波路3の下側に配置される透明パネル4と、受光側光導波路3と透明パネル4とを接着する接着剤層5とを備え、かかる接着剤層5は、波長450nm〜700nmの範囲の光を70%以上吸収することを特徴とする。
[Light receiving panel]
As shown in FIG. 1, a light receiving panel 1 according to this embodiment includes a light receiving element 2 that receives light from the visible light region to the near infrared region, a light receiving side optical waveguide 3 that is coupled to the light receiving element 2, and a light receiving device. A transparent panel 4 disposed below the side optical waveguide 3, and an adhesive layer 5 that bonds the light receiving side optical waveguide 3 and the transparent panel 4, the adhesive layer 5 having a wavelength in the range of 450 nm to 700 nm. The light is absorbed by 70% or more.

ここに、前記受光パネル1において受光側導波路3の上面には、可視光領域(波長380nm以上780nm未満)及び近赤外領域(780nm〜2500nm)に属する光を遮断する樹脂層6が形成されている。これにより、受光側導波路3の上側から入射する自然光による光L1を遮断することが可能となる。   Here, a resin layer 6 that blocks light belonging to the visible light region (wavelength of 380 nm to less than 780 nm) and the near infrared region (780 nm to 2500 nm) is formed on the upper surface of the light receiving side waveguide 3 in the light receiving panel 1. ing. Thereby, it is possible to block the light L <b> 1 due to natural light entering from the upper side of the light receiving side waveguide 3.

次に、前記受光パネル1を構成する各構成要素について説明する。
(1)受光素子2
本発明に用いられる受光素子2は、可視光(波長380nm以上780nm未満)及び近赤外領域(波長780nm〜2500nm)の光を受光し、光信号を電気信号に変換する素子である。上記受光素子は、例えば、CMOS(相補性金属酸化膜半導体)イメージセンサや、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等が挙げられる。
Next, each component constituting the light receiving panel 1 will be described.
(1) Light receiving element 2
The light receiving element 2 used in the present invention is an element that receives visible light (wavelength 380 nm or more and less than 780 nm) and light in the near infrared region (wavelength 780 nm to 2500 nm) and converts an optical signal into an electrical signal. Examples of the light receiving element include a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor and a CCD (Charge Coupled Device) image sensor.

(2)受光側光導波路3
本発明に用いられる受光側光導波路3は、コア3A、コア3Aを埋設する上側クラッド層3B及び下側クラッド層3Cを有する。また、コア3Aの端部(図1中左側端部)は、受光素子2に光学的に結合されている。ここに、コア3Aは、各クラッド層3B、3Cよりも屈折率が高く、透明性の高い材料から形成されている。
コア3Aは、好ましくは、パターニング性に優れた感光性樹脂から形成される。上側クラッド層3B及び下側クラッド層3Cは、好ましくは、感光性樹脂及び熱硬化性樹脂から形成される。コア3Aと各クラッド層3B、3Cとの最大屈折率差は、好ましくは0.01以上であり、さらに好ましくは0.02〜0.2である。
また、コア3Aのコア幅(底辺)は、好ましくは10μm〜500μmであり、コア高さは(コア幅の中点を結ぶときの高さ)は、好ましくは10μm〜100μmである。更に、各クラッド層3B、3Cの厚みは、好ましくは10μm〜5mmである。各クラッド層3B、3Cは、単層であってもよいし、複層であってもよい。
前記のように構成される受光側光導波路3は、プラズマを用いたドライエッチング法、転写法、露光・現像法、フォトブリーチ法等の任意の方法により作製され得る。
(2) Light receiving side optical waveguide 3
The light-receiving side optical waveguide 3 used in the present invention includes a core 3A, an upper cladding layer 3B and a lower cladding layer 3C in which the core 3A is embedded. Further, the end portion (left end portion in FIG. 1) of the core 3 </ b> A is optically coupled to the light receiving element 2. Here, the core 3A is made of a material having a higher refractive index and higher transparency than the respective cladding layers 3B and 3C.
The core 3A is preferably formed from a photosensitive resin having excellent patterning properties. The upper clad layer 3B and the lower clad layer 3C are preferably formed from a photosensitive resin and a thermosetting resin. The maximum refractive index difference between the core 3A and the respective cladding layers 3B and 3C is preferably 0.01 or more, and more preferably 0.02 to 0.2.
The core width (base) of the core 3A is preferably 10 μm to 500 μm, and the core height (height when connecting the midpoint of the core width) is preferably 10 μm to 100 μm. Furthermore, the thickness of each cladding layer 3B, 3C is preferably 10 μm to 5 mm. Each of the cladding layers 3B and 3C may be a single layer or a multilayer.
The light-receiving side optical waveguide 3 configured as described above can be manufactured by any method such as a dry etching method using plasma, a transfer method, an exposure / development method, and a photo bleach method.

(3)透明パネル4
透明パネル4は、前記受光側光導波路3の下側に配置される。ここに、受光パネル1が、光学式タッチパネル(後述する)として各種の表示装置(例えば、パーソナルコンピュータや携帯電話に付設される)に用いられる場合、透明パネル4は、ディスプレイを傷や汚れから保護する保譲パネルを兼ねる。
透明パネル4は、好ましくは、可視光領域の光透過率が90%以上のものであり、例えば、ガラス板やアクリル板である。また、透明パネル4の厚みは、好ましくは10μm〜20mmである。
(3) Transparent panel 4
The transparent panel 4 is disposed below the light receiving side optical waveguide 3. Here, when the light receiving panel 1 is used as an optical touch panel (described later) in various display devices (for example, attached to a personal computer or a mobile phone), the transparent panel 4 protects the display from scratches and dirt. Also serves as a concession panel.
The transparent panel 4 preferably has a light transmittance of 90% or more in the visible light region, and is, for example, a glass plate or an acrylic plate. The thickness of the transparent panel 4 is preferably 10 μm to 20 mm.

(4)接着剤層5
受講側光導波路3と透明パネル4とを相互に接着する接着剤層5は、波長450nm〜700nmの範囲の光を70%以上吸収する特性を有し、黒色接着剤から形成される。前記受光パネル1において、このような光吸収性を有する接着剤層5を用いれば、透明パネル4で反射する光L2の内可視光領域に属する波長450nm〜700nmの範囲の光を70%以上吸収することができ、光L2が受光側導波路3のコア3Aに進入することを防止することができる。これにより、自然光における可視光領域に属する外乱成分を排除することができ、受光素子2が可視光領域の光を検出して誤作動することを防止することができる。
ここに、接着剤層5の光透通率は、例えば、ベースとなる接着剤に遮光性フィラーを混合することにより、適宜、調整できる。接着剤5は、特に制限はないが、好ましくはエポキシ系接着剤である。エポキシ系接着剤は、接着力が強く、耐水性が高いからである。遮光性フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、活性炭、黒鉛、黒色色素等が挙げられる。接着剤層5は、遮光性フィラーの他に、近赤外吸収色素を含んでいてもよい。また、遮光性フィラーの混合量は、得られる接着剤層5の光透過率が上記範囲となるように適宜、調整され得る。
(4) Adhesive layer 5
The adhesive layer 5 for adhering the student-side optical waveguide 3 and the transparent panel 4 to each other has a characteristic of absorbing 70% or more of light in the wavelength range of 450 nm to 700 nm, and is formed from a black adhesive. In the light receiving panel 1, if the adhesive layer 5 having such a light absorption property is used, 70% or more of light in a wavelength range of 450 nm to 700 nm belonging to the visible light region of the light L 2 reflected by the transparent panel 4 is absorbed. It is possible to prevent the light L2 from entering the core 3A of the light receiving side waveguide 3. Thereby, the disturbance component which belongs to the visible light area | region in natural light can be excluded, and it can prevent that the light receiving element 2 detects the light of visible light area | region, and malfunctions.
Here, the light transmittance of the adhesive layer 5 can be appropriately adjusted, for example, by mixing a light-shielding filler into the base adhesive. The adhesive 5 is not particularly limited, but is preferably an epoxy adhesive. This is because epoxy adhesives have strong adhesive strength and high water resistance. Examples of the light-shielding filler include carbon black, activated carbon, graphite, and black pigment. The adhesive layer 5 may contain a near-infrared absorbing dye in addition to the light-shielding filler. Moreover, the mixing amount of the light-shielding filler can be appropriately adjusted so that the light transmittance of the obtained adhesive layer 5 falls within the above range.

[光学式タッチパネル]
前記のように構成される受光パネル1の用途としては特に制限はないが、かかる受光パネル1を使用した光学式タッチパネルについて図2及び図3に基づき説明する。
図2及び図3において、本実施形態に係る光学式タッチパネル7は、前記受光パネル1に加えて、更に、受光パネル1における受光側光導波路3に対向するように接着剤層8を介して透明パネル4に接着された発光側光導波路9を有する。発光側光導波路9は、コア9A、コア9Aを埋設する上側クラッド層9B及び下側クラッド層9Cを有する。また、コア9Aの端部(図2中右側端部)は、発光素子10に光学的に結合されている。ここに、コア9Aは、各クラッド層9B、9Cよりも屈折率が高く、透明性の高い材料から形成されている。発光側光導波路9は、受光素子2に結合した受光側光導波路3に対向する位置に配置されている(図3参照)。
尚、発光素子10は、近赤外領域にある光L3を発し、かかる光L3は、発光側光導波路9のコア9Aから座標入力領域11を直進するとともに、受光側導波路3のコア3Aに進入し、受光素子2を介して検出される。
このように構成される光学式タッチパネル7は、指やペン等で座標入力領域11を横切る光L3を遮った際、その遮断信号を受光素子2で検出することによって、指やペンなどの座標位置を認識することができる。
[Optical touch panel]
Although there is no restriction | limiting in particular as a use of the light reception panel 1 comprised as mentioned above, The optical touch panel using this light reception panel 1 is demonstrated based on FIG.2 and FIG.3.
2 and 3, the optical touch panel 7 according to this embodiment is transparent through an adhesive layer 8 so as to face the light receiving side optical waveguide 3 in the light receiving panel 1 in addition to the light receiving panel 1. It has a light emitting side optical waveguide 9 bonded to the panel 4. The light-emitting side optical waveguide 9 has a core 9A, an upper clad layer 9B in which the core 9A is embedded, and a lower clad layer 9C. Further, the end portion (the right end portion in FIG. 2) of the core 9 </ b> A is optically coupled to the light emitting element 10. Here, the core 9A is made of a material having a higher refractive index and higher transparency than the clad layers 9B and 9C. The light emission side optical waveguide 9 is disposed at a position facing the light reception side optical waveguide 3 coupled to the light receiving element 2 (see FIG. 3).
The light emitting element 10 emits light L3 in the near infrared region, and the light L3 travels straight from the core 9A of the light emitting side optical waveguide 9 through the coordinate input region 11 to the core 3A of the light receiving side waveguide 3. It enters and is detected via the light receiving element 2.
The optical touch panel 7 configured as described above detects the blocking signal by the light receiving element 2 when the light L3 crossing the coordinate input area 11 is blocked by a finger, a pen, or the like. Can be recognized.

[実施例]
厚み188μmのポリエチレンネフタレートフィルムの表面に、脂環骨格を有するエポキシ系紫外線硬化型樹脂(アデカ社製 EP4080E)を含む感光性液状樹脂を塗布し、紫外線を1000mJ/cm2照射した後、80℃で5分間加熱処理して、厚み20μmのアンダークラッド層(波長830nmにおける屈折率=1.510)を形成した。
[Example]
A photosensitive liquid resin containing an epoxy ultraviolet curable resin having an alicyclic skeleton (EP4080E manufactured by Adeka Corp.) is applied to the surface of a polyethylene nephthalate film having a thickness of 188 μm, and irradiated with ultraviolet rays of 1000 mJ / cm 2 , followed by And an under cladding layer (refractive index at a wavelength of 830 nm = 1.510) having a thickness of 20 μm was formed.

上記アンダークラッド層の表面に、フルオレン骨格を含むエポキシ系紫外線硬化型樹脂(大阪ガスケミカル社製 オグソールEG)を含む感光性液状樹脂を塗布し、100℃で5分間加熱処理してコア層を形成した後、上記コア層にフォトマスクを被せて(ギャップ100μm)、紫外線を2500mJ/cm2照射し、さらに100℃で10分間加熱処理した。紫外線が照射されたコア層は、紫外線未照射部分をγ−ブチロラクトン水溶液で溶解除去し、120℃で5分間加熱処理して、パターン形成されたコア(波長830nmにおける屈折率=1.592)を形成した。 A photosensitive liquid resin containing an epoxy-based ultraviolet curable resin containing fluorene skeleton (Ogsol EG manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) is applied to the surface of the under clad layer, and a core layer is formed by heat treatment at 100 ° C. for 5 minutes. After that, the core layer was covered with a photomask (gap 100 μm), irradiated with ultraviolet rays 2500 mJ / cm 2 , and further heat-treated at 100 ° C. for 10 minutes. The core layer irradiated with ultraviolet rays is dissolved and removed by γ-butyrolactone aqueous solution, and the heat treatment is performed at 120 ° C. for 5 minutes to form a patterned core (refractive index at a wavelength of 830 nm = 1.593). Formed.

次に、上記コアの全体を覆うように石英製の凹型モールドを配置し、該モールド内部に、上記アンダークラッド層と同様の感光性液状樹脂を充填した。上記モールドの表面から、紫外線を2000mJ/cm2照射して、80℃で5分間加熱処理し、上記モールドを剥離することにより、先端部の側断面形状が略1/4円弧状の凸状レンズ(曲率半径=1.5mm)を備える、厚み1mmのオーバークラッド層(波長830nmにおける屈折率=1.510)を成形し、光導波路を作製した。 Next, a quartz concave mold was disposed so as to cover the entire core, and the mold was filled with the same photosensitive liquid resin as the undercladding layer. From the surface of the mold, ultraviolet rays are irradiated at 2000 mJ / cm 2 , heat treatment is performed at 80 ° C. for 5 minutes, and the mold is peeled off. An overcladding layer (refractive index at a wavelength of 830 nm = 1.510) having a thickness of 1 mm (with a curvature radius = 1.5 mm) was molded to produce an optical waveguide.

この光導波路を、エポキシ系接着剤と活性炭とを含む接着剤層(波長450nm〜700nmの範囲の光を80%以上吸収する)を用いて、アクリル樹脂からなる透明パネル上に接着し、さらに上記光導波路のコアの端部に、受光素子として、CMOSリニアセンサーアレイ(TAOS社製)を結合して、受光パネルを作製した。   This optical waveguide is bonded onto a transparent panel made of an acrylic resin using an adhesive layer containing epoxy adhesive and activated carbon (absorbing light of a wavelength in the range of 450 nm to 700 nm 80% or more), and further A CMOS linear sensor array (manufactured by TAOS) was coupled as a light receiving element to the end of the core of the optical waveguide to produce a light receiving panel.

[比較例]
光導波路と透明パネルとを接着する接着剤として、活性炭を含まないエポキシ系接着剤を用いた以外は、実施例と同様の方法で受光パネルを作製した。
[Comparative example]
A light receiving panel was produced in the same manner as in Example, except that an epoxy adhesive not containing activated carbon was used as an adhesive for bonding the optical waveguide and the transparent panel.

[評価]
実施例及び比較例で作製した受光パネルにおける受光素子に結合した受光側光導波路に対向する位置に、発光素子(Optwell社製 VCSEL(波長850nmの光を出射))付光導波路を配置し、図2、図3に示す光学式タッチパネル7を作製した。
[Evaluation]
An optical waveguide with a light emitting element (VCwell made by Optwell (emitting light with a wavelength of 850 nm)) is disposed at a position facing the light receiving side optical waveguide coupled to the light receiving element in the light receiving panel manufactured in the example and the comparative example. 2. An optical touch panel 7 shown in FIG. 3 was produced.

一般に、光学式タッチパネルを屋外で使用する際に、ペン等で座標入力領域がタッチされていない場合、発光素子から発せられた光は、発光側光導波路の各コアから座標入力領域を直進して受光側光導波路の各コアに進入する。このとき、自然光も受光側光導波路の各コアから進入する。この状態で受光素子を介して検出される光強度は、図4で示すように、高いレベルLにある。
そして、ペン等で座標入力領域をタッチすると、発光素子から出射される近赤外光はペン等で遮断されることとなるが、光学式タッチパネルを屋外等で使用し、自然光が受光素子に入射すると、受光素子を介して検出される遮断信号を表す光強度は、図4に示すS1のようになり、可視光領域の光による外乱に起因して光強度はそれ程低下しない。
これに対して、前記した実施例に係る受光パネル1を使用して作製した光学式タッチパネル7におけるように、可視光領域の光による外乱を有効に排除した場合には、受光素子2を介して検出される遮断信号を表す光強度は、図4に示すS2のようになり、可視光領域の光による外乱が殆どないので大きく低下する。この点で、遮断信号を表す光強度が低下する程可視光領域の光による外乱が少なく、感度に優れた光学式タッチパネルであるといえる。
In general, when the optical touch panel is used outdoors, if the coordinate input area is not touched with a pen or the like, the light emitted from the light emitting element travels straight through the coordinate input area from each core of the light emitting side optical waveguide. The light enters the core of the light receiving side optical waveguide. At this time, natural light also enters from each core of the light receiving side optical waveguide. The light intensity detected through the light receiving element in this state is at a high level L as shown in FIG.
When the coordinate input area is touched with a pen or the like, near infrared light emitted from the light emitting element is blocked by the pen or the like, but an optical touch panel is used outdoors, and natural light is incident on the light receiving element. Then, the light intensity representing the blocking signal detected through the light receiving element is as shown in S1 in FIG. 4, and the light intensity does not decrease so much due to disturbance due to light in the visible light region.
On the other hand, when the disturbance due to the light in the visible light region is effectively eliminated as in the optical touch panel 7 manufactured using the light receiving panel 1 according to the above-described embodiment, the light receiving element 2 is used. The light intensity representing the detected blocking signal is as shown in S2 in FIG. 4, and is greatly reduced because there is almost no disturbance due to light in the visible light region. In this respect, it can be said that the optical touch panel is excellent in sensitivity with less disturbance due to light in the visible light region as the light intensity representing the blocking signal is reduced.

実施例及び比較例の受光パネルを備える光学式タッチパネルを、5400luxの屋内窓際で使用し、遮断信号の光強度を測定したところ、実施例に係る光学式タッチパネルでは0.3であるのに対し、比軟例に係る光学式タッチパネルでは0.6であった。このように、実施例の光学式タッチパネルにより得られた光強度の値は、比較例の光学式タッチパネルにより得られた遮断信号の1/2となり、これより実施例の受光パネルは、比較例のものよりも感度が格段に優れることが確認された。   When the optical touch panel provided with the light receiving panel of the example and the comparative example was used in an indoor window of 5400 lux and the light intensity of the blocking signal was measured, the optical touch panel according to the example was 0.3, It was 0.6 in the optical touch panel according to the specific soft example. Thus, the value of the light intensity obtained by the optical touch panel of the example is ½ of the cutoff signal obtained by the optical touch panel of the comparative example. It was confirmed that the sensitivity was much better than that.

[実施例、比較例で用いた測定方法]
(1)屈折率の測定
クラッド層形成用ワニスおよびコア形成用ワニスをそれぞれシリコンウエハ上にスピンコートにより成膜して、屈折率測定用サンプルを作製し、プリズムカプラー(サイロン社製 製品名「SPA−400」)を用いて測定した。
(2)コア幅、コア高さの測定
作製した光導波路を、タイサー式切断機(DISCO社製 製品名「DAD522」)を用いて断面切断し、切断面をレーザ顕徹鏡(キーエンス社製)を用いて観察測定した。
[Measurement methods used in Examples and Comparative Examples]
(1) Refractive Index Measurement A clad layer forming varnish and a core forming varnish are each formed on a silicon wafer by spin coating to prepare a refractive index measuring sample, and a prism coupler (product name “SPA” manufactured by Cylon Co., Ltd.) is prepared. -400 ").
(2) Measurement of core width and height The cross section of the produced optical waveguide was cut using a Tyser type cutting machine (product name “DAD522” manufactured by DISCO), and the cut surface was cut by a laser microscope (manufactured by KEYENCE). Was observed and measured.

本発明によれば、自然光に起因する外乱光成分による影響を排して自然光下で使用しても誤作動を生じない受光パネル及びその受光パネルを使用する光学式タッチパネルを提供することができ、産業上非常に有益である。   According to the present invention, it is possible to provide a light receiving panel that eliminates the influence of disturbance light components caused by natural light and does not malfunction even when used under natural light, and an optical touch panel using the light receiving panel, It is very useful for industry.

1 受光パネル
2 受光素子
3 受講側導波路
3A コア
3B 上側クラッド層
3C 下側クラッド層
4 透明パネル
5 接着剤層
6 樹脂層
7 光学式タッチパネル
8 接着剤層
9 発光側導波路
9A コア
9B 上側クラッド層
9C 下側クラッド層
10 発光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light reception panel 2 Light receiving element 3 Learning side waveguide 3A Core 3B Upper clad layer 3C Lower clad layer 4 Transparent panel 5 Adhesive layer 6 Resin layer 7 Optical touch panel 8 Adhesive layer 9 Light emission side waveguide 9A Core 9B Upper clad Layer 9C Lower clad layer 10 Light emitting device

Claims (2)

可視光領域から近赤外領域の光を受光する受光素子と、
前記受光素子に結合される光導波路と、
前記光導波路の下側に配置される透明パネルと、
前記光導波路と透明パネルとを接着する接着剤層とを備えた受光パネルであって、
前記接着剤層は、波長450nm〜700nmの範囲の光を70%以上吸収することを特徴とする受光パネル。
A light receiving element that receives light from the visible light region to the near infrared region;
An optical waveguide coupled to the light receiving element;
A transparent panel disposed below the optical waveguide;
A light receiving panel comprising an adhesive layer for bonding the optical waveguide and the transparent panel,
The light-receiving panel, wherein the adhesive layer absorbs 70% or more of light in a wavelength range of 450 nm to 700 nm.
近赤外領域の光を発する発光素子と、
前記発光素子に結合される発光側光導波路と、
前記発光側光導波路が固定される透明パネルと、
可視光領域から近赤外領域の光を受光する受光素子と、
前記発光側光導波路に対向して接着剤層を介して透明パネルに接着され、前記受光素子に結合される受光側導波路とを備え、
前記受光側導波路を透明パネルに接着する接着剤層は、波長450nm〜700nmの範囲の光を70%以上吸収することを特徴とする光学式タッチパネル。
A light emitting device that emits light in the near infrared region;
A light emitting side optical waveguide coupled to the light emitting element;
A transparent panel to which the light emitting side optical waveguide is fixed;
A light receiving element that receives light from the visible light region to the near infrared region;
A light receiving side waveguide that is bonded to the transparent panel through an adhesive layer facing the light emitting side optical waveguide, and is coupled to the light receiving element;
The optical touch panel, wherein the adhesive layer that adheres the light-receiving side waveguide to the transparent panel absorbs light in a wavelength range of 450 nm to 700 nm by 70% or more.
JP2009260775A 2009-11-16 2009-11-16 Light reception panel and optical touch panel Pending JP2011107871A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009260775A JP2011107871A (en) 2009-11-16 2009-11-16 Light reception panel and optical touch panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009260775A JP2011107871A (en) 2009-11-16 2009-11-16 Light reception panel and optical touch panel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011107871A true JP2011107871A (en) 2011-06-02

Family

ID=44231285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009260775A Pending JP2011107871A (en) 2009-11-16 2009-11-16 Light reception panel and optical touch panel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011107871A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI454983B (en) * 2011-07-15 2014-10-01 Wistron Corp Electronic device and touch module thereof
WO2014175298A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 日東電工株式会社 Position sensor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009512898A (en) * 2005-10-24 2009-03-26 アールピーオー・ピーティワイ・リミテッド Improved optical element for waveguide-based optical touch screens

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009512898A (en) * 2005-10-24 2009-03-26 アールピーオー・ピーティワイ・リミテッド Improved optical element for waveguide-based optical touch screens

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI454983B (en) * 2011-07-15 2014-10-01 Wistron Corp Electronic device and touch module thereof
WO2014175298A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 日東電工株式会社 Position sensor
CN105144054A (en) * 2013-04-26 2015-12-09 日东电工株式会社 Position sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101351765B (en) Improved optical elements for waveguide-based optical touch screens and method therefor
US8064744B2 (en) Planar waveguide lens design
US20180196577A1 (en) Waveguide-based touch system employing interference effects
JP2009545056A (en) Non-contact type coordinate input system light guide plate, system including the same, and non-contact type coordinate input method using the same
TWI470508B (en) Touch panel and touch display device having the same
US8233759B2 (en) Optical waveguide and optical touch panel
KR101140047B1 (en) Optical touch panel
JP4915748B2 (en) Optical touch panel
JP2011107871A (en) Light reception panel and optical touch panel
KR101238568B1 (en) Optical waveguide and optical touch panel
TW201139979A (en) Outer shape determination device
JP5107218B2 (en) Optical waveguide and optical touch panel
JP2011247946A (en) Optical waveguide device and resin composition for use in formation of over cladding layer thereof
JP2006029883A (en) Contact sensor
US20110279411A1 (en) Optical waveguide and optical touch panel
TW201510824A (en) Position sensor
JP5303496B2 (en) Optical waveguide device
EP2388630A1 (en) Optical waveguide with a cladding having lower transmittance in visible than near-infrared wavelength range and its use in an optical touch panel
CN102253447A (en) Optical waveguide and optical touch panel
WO2012029353A1 (en) Electronic book device
KR20110123004A (en) Optical waveguide and optical panel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120919

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121016

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130226