JP4847389B2 - 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

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、光導波路を利用したものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１のタッチパネルでは、図１３に示すように、ディスプレイ１１上の周縁部に、横置きレンズ７１を介して、平板状の光導波路Ｂ１が、ディスプレイ１１の画面と平行に設置されている。また、特許文献２のタッチパネルでは、図１４に示すように、ディスプレイ１１の側周面に、光導波路Ｂ２が巻装され、その上方に、縦置きレンズ７２が、ディスプレイ１１の画面から上方に突出した状態で設けられている。この縦置きレンズ７２は、光導波路Ｂ２からディスプレイ１１の画面方向（画面と直角方向）に出射された光をディスプレイ１１の画面と平行に屈折させる作用をする。そして、いずれのタッチパネルにおいても、上記光導波路Ｂ１，Ｂ２から出射された光により、ディスプレイ１１の画面上で、光が格子状に走った状態となる。この状態で指でディスプレイ１１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、光を入射する側の光導波路Ｂ１，Ｂ２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。
ＵＳ５９１４７０９ ＵＳ２００６／０００２６５５Ａ１

しかしながら、上記特許文献１のタッチパネル（図１３）では、平板状の光導波路Ｂ１が、ディスプレイ１１の周縁部に、横置きレンズ７１を介して、ディスプレイ１１の画面と平行に設置されているため、タッチパネルの平面視の面積Ｓが大きくなり、小面積化が困難となっている。また、上記特許文献２のタッチパネル（図１４）では、光導波路Ｂ２が、ディスプレイ１１の下方に大きく突出した状態で設けられるため、タッチパネルの厚みＤが厚くなり、薄型化が困難となっている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、タッチパネルの小面積化および薄型化が容易とな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、帯状のタッチパネル用光導波路であって、平板状の基体とオーバークラッド層との間に複数のコアが並列状に設けられ、各コアの端部が上記帯状の光導波路の長手方向の一側縁に並列形成され、その一側縁に対応する上記光導波路の一側縁部が、帯状の長手方向に対して折り曲げ自在になっているとともに、上記帯状の光導波路をタッチパネルのディスプレイの側周面に沿って巻装する際に上記ディスプレイの側周面の角部に位置決めされる光導波路部分において、上記帯状の光導波路の長手方向の一側縁に、切欠き部が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、上記帯状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側周面に沿って巻装され、複数のコアの端部が並列形成された上記光導波路の長手方向の一側縁部が、上記ディスプレイの画面周縁部に当接した状態で折り曲げられているタッチパネルを第２の要旨とする。

本発明のタッチパネル用光導波路は、帯状であるため、ディスプレイの側周面に沿って巻装させることができる。これにより、タッチパネルの平面視の面積を小さくすることができ、タッチパネルの小面積化が容易となっている。さらに、各コアの端部が上記帯状の光導波路の長手方向の一側縁に並列形成され、その一側縁に対応する上記光導波路の一側縁部が、帯状の長手方向に対して折り曲げ自在になっているため、上記帯状の光導波路をディスプレイの側周面に沿って巻装させた状態で、上記光導波路の長手方向の一側縁部を折り曲げて上記ディスプレイの画面周縁部に当接させることにより、従来の前記縦置きレンズを不要にすることができるとともに、上記折り曲げた分、ディスプレイ下方への光導波路の突出量を減少ないし無くすことができ、タッチパネルの薄型化が容易となっている。そして、その状態では、コアの端部から出射された光をディスプレイの画面と平行に走らせ、その光を対向するコアに入射させることができる。

さらに、上記帯状の光導波路をタッチパネルのディスプレイの側周面に沿って巻装する際に上記ディスプレイの側周面の角部に位置決めされる光導波路部分において、上記帯状の光導波路の長手方向の一側縁に、切欠き部が形成されているため、上記帯状の光導波路をディスプレイの側周面に沿って巻装させた状態で、上記光導波路の長手方向の一側縁部を、上記ディスプレイの画面周縁部に当接するように折り曲げる際に、特にディスプレイの画面の角部において、その折り曲げが容易となり、その折り曲げ仕上げが向上する。このため、光伝送がより適正化される。

特に、上記コアの端部が、複数に分岐して形成されている場合には、分岐元のコアの本数を減らすことができるため、帯状の光導波路の幅を小さくすることができる。これにより、ディスプレイ下方への光導波路の突出量をより減少ないし無くすことができるようになり、タッチパネルをより薄型化することができる。

また、上記コアの端部の先端が、レンズ部に形成されている場合には、そのレンズ部から光を出射する際には、光の発散を抑制することができ、上記レンズ部に光を入射する際には、光を絞って集束させることができる。このため、光伝送効率を高くすることができる。

また、本発明のタッチパネルは、上記帯状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側周面に沿って巻装され、複数のコアの端部が並列形成された上記光導波路の長手方向の一側縁部が、上記ディスプレイの画面周縁部に当接した状態で折り曲げられているため、タッチパネルが小面積化されているとともに薄型化されたものになっている。

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（以下、単に「光導波路」という）Ａ１は、帯状に形成されており、アンダークラッド層２とオーバークラッド層４との間に複数のコア３が、帯状の光導波路Ａ１の両端（図では上下端）から、それぞれ長手方向半分までの領域（図では上半分の領域と下半分の領域）において、上記帯状の光導波路Ａ１の長手方向の一側縁（図では左側縁）まで、並列状に延びている。さらに、上記帯状の光導波路Ａ１は、後に詳述する形成材料を用いて形成されており、それにより、上記長手方向の一側縁（図では左側縁）部分が、帯状の長手方向に対して折り曲げ自在になっている。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。また、図１（ａ），（ｂ）では、コア３の数を略して図示している。さらに、図１（ｂ）では、光導波路Ａ１を拡大して図示している。以降の図面でも同様である。

また、この実施の形態では、上記コア３の端部３１が並列形成された光導波路Ａ１の長手方向の一側縁（図では左側縁）部分には、所定間隔をあけて、３箇所に、凹状の切欠き部ｄが形成されている。これら切欠き部ｄが形成されている位置は、上記光導波路Ａ１をタッチパネル１０の四角形のディスプレイ１１の側周面に沿って巻装した際に、ディスプレイ１１の側周面の角部に位置決めされる部分である（図３参照）。

さらに、この実施の形態では、上記帯状の光導波路Ａ１の長手方向の一側縁に並列形成された各コア３の端部３１は、図２に示すように、先端部分が幅広に形成され、その先端面が平面視略円弧状の凸曲面に形成されており、これにより、各コア３の先端部分が凸形状のレンズ部３２に形成されている。なお、コア３のレンズ部３２の形状は、上記凸レンズに限定されるものではなく、フレネルレンズ，グレーティングレンズ等があげられ、なかでも、省スペース化の観点から、フレネルレンズが好ましい。このレンズ部３２は、コア３の先端から出射される光に対しては、横方向〔ディスプレイ１１（図３参照）の画面に沿う方向〕への発散を抑制し、入射する光に対しては、横方向〔ディスプレイ１１（図３参照）の画面に沿う方向〕に絞って集束させる作用をする。

そして、上記光導波路Ａ１は、図３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の側周面に沿って巻装されて使用される。この巻装の際、上記コア３の端部３１が並列形成された光導波路Ａ１の長手方向の一側縁部分（図では上側）は、まず、ディスプレイ１１の画面と同方向（図では上方）に向けられるとともに、ディスプレイ１１の画面から突出される。そして、ディスプレイ１１の各端縁から突出した光導波路Ａ１の上記長手方向の一側縁部分が、ディスプレイ１１の画面周縁部に当接するように折り曲げられる。この巻装状態では、光導波路Ａ１は、２つのＬ字部分〔図１（ａ）における光導波路Ａ１の上半分の領域と下半分の領域の２つの領域に対応する部分〕が、ディスプレイ１１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。これにより、タッチパネル１０のディスプレイ１１の画面上では、光Ｌが格子状に走った状態となる。なお、上記光導波路Ａ１をディスプレイ１１の側周面に巻装する際には、オーバークラッド層４を、外側にしてもよいし、内側にしてもよい。

このように、本発明のタッチパネル１０は、本発明の帯状の光導波路Ａ１をディスプレイ１１の側周面に沿って巻装することにより、タッチパネル１０の平面視を小面積化することができ、さらに、本発明の帯状の光導波路Ａ１の長手方向の一側縁部分をディスプレイ１１の画面周縁部に当接するように折り曲げることにより、その折り曲げた分、ディスプレイ１１下方への光導波路Ａ１の突出量を減少ないし無くすことができ、タッチパネル１０を薄型化することができる。

また、この実施の形態では、ディスプレイ１１の画面上において、上記コア３の端部３１が並列形成された側面の端縁に沿って、帯状レンズ７が設けられ、対向するコア３の先端間で走る光が上記帯状レンズ７を２回透過するようになっている。上記帯状レンズ７は、コア３の先端から出射された光に対しては、縦方向（ディスプレイ１１の画面と直角な面に沿う方向）への発散を抑制し、入射する光に対しては、縦方向（ディスプレイ１１の画面と直角な面に沿う方向）に絞って集束させ、その集束状態でコア３の先端に入射させる作用をする。上記帯状レンズ７の寸法は、厚み（高さ）３〜１０ｍｍ程度、幅３〜１０ｍｍ程度である。また、上記光Ｌを出射する側の光導波路Ａ１の一端部ａには、コア３に光源（図示せず）が接続され、光Ｌを入射する側の光導波路Ａ１の他端部ｂには、コア３に検出器（図示せず）が接続される。なお、図３では、光Ｌは一部のみ示している。

そして、図４（ａ），（ｂ）に示すように、光Ｌを出射する側の光導波路Ａ１の部分では、各コア３の先端から出射される光Ｌは、その先端部分のレンズ部３２の屈折作用により、まず、横方向（ディスプレイ１１の画面に沿う方向）への発散が抑制される。つづいて、その光Ｌは、帯状レンズ７の屈折作用により、縦方向（ディスプレイ１１の画面と直角な面に沿う方向）への発散が抑制される。つづいて、その光Ｌは、ディスプレイ１１の画面に沿って進む。すなわち、ディスプレイ１１の画面上を進む光Ｌは、コア３のレンズ部３２および帯状レンズ７の屈折作用により、発散が抑制された平行光線となっている。

また、光Ｌを入射する側の光導波路Ａ１の部分では、帯状レンズ７に入射する上記平行光線は、帯状レンズ７の屈折作用により、さらに縦方向（ディスプレイ１１の画面と直角な面に沿う方向）に絞って集束される。つづいて、その光Ｌは、コア３の先端部分のレンズ部３２の屈折作用により、さらに横方向（ディスプレイ１１の画面に沿う方向）に絞って集束される。すなわち、光Ｌを入射する側の光導波路Ａ１に入射した光Ｌは、上記帯状レンズ７およびコア３のレンズ部３２の屈折作用により、集束した光Ｌとなってコア３内を進む。

このように、光導波路Ａ１および帯状レンズ７により、光Ｌは、上記タッチパネル１０のディスプレイ１１の画面上では、平行光線となって格子状に走った状態となる。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検知することができる。しかも、光導波路Ａ１のコア３に入射する光Ｌは、出射された光Ｌを集束したものであるため、光導波路Ａ１の光伝送効率は高くなっており、このため、上記検知の正確性をより向上させることができる。

また、上記光導波路Ａ１の寸法等は、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、特に限定されるものではないが、例えば、光導波路Ａ１の帯状の長さは、１２０〜１２００ｍｍ程度、帯状の幅は、５〜１０ｍｍ程度、ディスプレイ１１の側周面に位置決めされる部分（ディスプレイ１１の画面周縁部に当接するように折り曲げられない部分）の幅２．５〜５ｍｍ程度、ディスプレイ１１の側周面の角部に位置決めされる切欠き部ｄの幅（光導波路Ａ１の長手方向の長さ）１〜１０ｍｍ程度、切欠き部ｄの奥行き（光導波路Ａ１の幅方向の長さ）１．５〜５ｍｍ程度に設定される。また、コア３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、特に限定されるものではないが、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Ａ１の製造方法の一例について説明する。ここでは、複数の帯状の光導波路Ａ１が、側面で隣接し合った並列状態〔図８（ａ）参照〕で形成される方法を示す。

まず、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上記光導波路Ａ１〔図１（ａ），（ｂ）参照〕を製造する平板状の基台１を準備する。この基台１としては、特に限定されるものではなく、その形成材料としては、例えば、樹脂，ガラス，シリコン，金属等があげられ、上記樹脂としては、例えば、ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリエチレンナフタレート，ポリエステル，ポリアクリレート，ポリカーボネート，ポリノルボルネン，ポリイミド等があげられる。なかでも、基台１を光導波路Ａ１に接着した状態で光導波路Ａ１を使用する場合は、基台１への光の漏れを抑える観点からは基台１の屈折率は低い方が好ましく、例えば、ポリプロピレン，シリコン等があげられる。また、基台１の厚みも、特に限定されないが、通常、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、上記基台１の表面の所定領域に、アンダークラッド層２を形成する。このアンダークラッド層２の形成材料としては、ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，光重合性樹脂，感光性樹脂等があげられる。そして、そのアンダークラッド層２の形成方法は、特に制限されないが、例えば、上記樹脂が溶媒に溶解しているワニスを基台１上に塗布した後、硬化す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。また、上記硬化は、アンダークラッド層２の形成材料や厚み等により適宜行われ、例えば、アンダークラッド層２の形成材料としてポリイミド樹脂が用いられる場合は、３００〜４００℃×６０〜１８０分間の加熱処理により行われ、アンダークラッド層２の形成材料として光重合性樹脂が用いられる場合は、１０００〜５０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射した後、８０〜１２０℃×１０〜３０分間の加熱処理により行われる。そして、アンダークラッド層２の厚みは、通常、マルチモード光導波路の場合には、５〜５０μｍに設定され、シングルモード光導波路の場合には、１〜２０μｍに設定される。

つぎに、図６（ａ），（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層２の表面に、後にコア３〔図７（ａ），（ｂ）参照〕となる樹脂層３ａを形成する。この樹脂層３ａの形成材料としては、通常、光重合性樹脂があげられ、上記アンダークラッド層２および下記オーバークラッド層４（図８参照）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。そして、上記樹脂層３ａの形成は、特に制限されないが、上記と同様、例えば、光重合性樹脂が溶媒に溶解しているワニスをアンダークラッド層２上に塗布した後、乾燥することにより行われる。なお、上記ワニスの塗布は、上記と同様、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。また、上記乾燥は、５０〜１２０℃×１０〜３０分間の加熱処理により行われる。

そして、上記樹脂層３ａを、所望のコア３〔図７（ａ），（ｂ）参照〕パターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを介して照射線により露光する。この露光された部分が、後にコア３となる。その露光方法としては、例えば、投影露光，プロキシミティ露光，コンタクト露光等があげられる。樹脂層３ａに粘着性がない場合は、フォトマスクを樹脂層３ａに接触させるコンタクト露光法が好適に用いられる。作業性が向上し、潜像の確実なパターン形成が可能になるからである。また、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。

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、８０〜２５０℃、好ましくは、１００〜２００℃にて、１０秒〜２時間、好ましくは、５分〜１時間の範囲内で行う。その後、現像液を用いて現像を行うことにより、樹脂層３ａにおける未露光部分を溶解させて除去し、樹脂層３ａをパターン形成する〔図７（ａ），（ｂ）参照〕。そして、そのパターン形成された樹脂層３ａ中の現像液を加熱処理により除去し、図７（ａ），（ｂ）に示すように、コア３パターンを形成する。このコア３パターンは、この実施の形態では、並列状態で複数形成される各光導波路Ａ１〔図８（ａ）参照〕に対応する領域に、それぞれ形成される。さらに、光を出射するコア３の先端部分と光を入射するコア３の先端部分は、平面視凸形状のレンズ部３２（図２参照）に形成される。しかも、それら両方の先端部分（レンズ部３２）は、同数となっているとともに、光軸も一致するよう形成される。なお、上記加熱処理は、通常、８０〜１２０℃×１０〜３０分間行われる。また、各コア３の厚みは、通常、マルチモード光導波路の場合には、２０〜１００μｍに設定され、シングルモード光導波路の場合には、２〜１０μｍに設定される。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、現像剤としては、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。このような現像剤および現像条件は、光重合性樹脂組成物の組成によって、適宜選択される。

つぎに、図８（ａ），（ｂ）に示すように、上記コア３を包含するように、後にオーバークラッド層４となるワニスを、上記アンダークラッド層２と同様の材料を用い同様の方法で塗布する。つづいて行われる塗布層の硬化も、上記アンダークラッド層２を形成する場合と同様にして行われ、例えば、オーバークラッド層４の形成材料としてポリイミド樹脂が用いられる場合は、加熱処理が行われ、光重合性樹脂が用いられる場合は、紫外線照射した後に加熱処理が行われる。これにより、オーバークラッド層４が形成される。このオーバークラッド層４の形成材料としては、上記アンダークラッド層２と同様の材料があげられるが、そのうち、このオーバークラッド層４の形成材料は、上記アンダークラッド層２の形成材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。そして、オーバークラッド層４の厚みは、通常、マルチモード光導波路の場合には、５〜１００μｍに設定され、シングルモード光導波路の場合には、１〜２０μｍに設定される。このようにして、複数の帯状の光導波路Ａ１が、側面で隣接し合った並列状態に形成される。

ついで、基台１をアンダークラッド層２から剥離する。ここで、基台１とアンダークラッド層２とは、その形成材料から、接着力が弱く、基台１とオーバークラッド層４とをエアー吸着等により引っ張ることにより、簡単に剥離することができる。その後、各光導波路Ａ１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、図１（ａ），（ｂ）に示す帯状の光導波路Ａ１が得られる。

なお、上記基台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Ａ１とともに使用してもよい。

また、アンダークラッド層２もしくは基台１への光の漏れを抑える観点から、屈折率の値は、コア３＞オーバークラッド層４＞アンダークラッド層２もしくは基台１に設定することが好ましい。

また、この第１の実施の形態では、光伝送効率を高めるために、光導波路Ａ１の使用状態において、コア３の端部３１が並列形成された側面に沿って帯状レンズ７を設けたが、上記帯状レンズ７を設けなくても所定の光伝送効率が得られる場合等は、帯状レンズ７を設けなくてもよい。

図９は、本発明の光導波路の第２の実施の形態を示している。この実施の形態の光導波路Ａ２は、上記第１の実施の形態の光導波路Ａ１〔図４（ａ），（ｂ）参照〕において、レンズ部３２に形成されたコア３の先端を被覆するオーバークラッド層４の端部が、側面視略１／４円弧状の凸曲面に形成されたレンズ部（第２のレンズ部）４２に形成されている。そして、光導波路Ａ２をディスプレイ１１の側周面に巻装する際には、オーバークラッド層４を外側にして巻装し、ディスプレイ１１の画面周縁部に当接するように折り曲げられた光導波路Ａ２の一側縁部分では、オーバークラッド層４が上側に位置決めされる。この光導波路Ａ２において、オーバークラッド層４端部のレンズ部（第２のレンズ部）４２は、上記第１の実施の形態における帯状レンズ７（図３参照）と同様の作用をする。すなわち、コア３の先端から出射された光に対しては、縦方向（ディスプレイ１１の画面と直角な面に沿う方向）への発散を抑制し、入射する光に対しては、縦方向（ディスプレイ１１の画面と直角な面に沿う方向）に絞って集束させ、その集束状態でコア３の先端に入射させる作用をする。このため、この第２の実施の形態では、光導波路Ａ２の使用状態において、上記帯状レンズ７（図３参照）は不要である。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。

上記オーバークラッド層４端部のレンズ部（第２のレンズ部）４２の形成は、オーバークラッド層４を形成する際に、図１０に示すように、後にオーバークラッド層４（図９参照）となるワニス（塗布層４ａ）を、所望のオーバークラッド層４の形状に対応する型面が形成された型（モールド）２０でプレスする。特に、コア３の先端部分のレンズ部３２に対応する塗布層４ａの端部では、上記型（モールド）２０により、側面視略凸形状のレンズ形状に形成される。そして、上記塗布層４ａの硬化は、例えば、オーバークラッド層４の形成材料としてポリイミド樹脂が用いられる場合は、加熱処理が行われ、光重合性樹脂が用いられる場合は、上記型（モールド）２０を通して紫外線照射した後に加熱処理が行われる。このように、上記塗布層４ａの硬化は、オーバークラッド層４の形成材料によって処理が異なるため、加熱処理する場合は、上記型（モールド）２０として、例えば石英製，ポリマー製，金属製のものが用いられ、紫外線照射する場合は、紫外線を透過させる観点から、例えば石英製のものが用いられる。その後、脱型することにより、オーバークラッド層４が得られ、特に、図９に示すように、オーバークラッド層４の端部は、上記レンズ部（第２のレンズ部）４２に形成される。

図１１は、本発明の光導波路の第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Ａ３は、上記第２の実施の形態の光導波路Ａ２（図９参照）において、アンダークラッド層２〔図１（ｂ）参照〕に代えて、フィルム５ａと、このフィルム５ａの表面に形成された金属薄膜５ｂとからなる基体５を用い、その金属薄膜５ｂの表面に、上記コア３およびオーバークラッド層４を形成したものである。そして、上記金属薄膜５ｂの表面は、コア３を通る光の反射面として作用する。それ以外の部分は、上記第２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。

より詳しく説明すると、上記フィルム５ａとしては、特に限定されないが、例えば、樹脂フィルム等があげられる。この樹脂フィルムの形成材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート，ポリエステル，ポリアクリレート，ポリカーボネート，ポリノルボルネン，ポリイミド等があげられる。その厚みも、特に限定されないが、通常、０．３〜３ｍｍの範囲内に設定される。

上記金属薄膜５ｂの形成は、めっきまたは蒸着により形成される。その金属薄膜５ｂの形成材料としては、例えば、ニッケル，銅，銀，金，クロム，アルミニウム，亜鉛，錫，コバルト，タングステン，白金，パラジウムおよびこれらの２種以上の元素を含む合金材料等があげられる。その厚みは、特に限定されないが、通常、５０ｎｍ〜５μｍの範囲内に設定される。

この実施の形態の光導波路Ａ３の製造方法は、まず、フィルム５ａを準備し、そのフィルム５ａの表面に、めっきまたは蒸着により上記金属薄膜５ｂを形成する。そして、その金属薄膜５ｂの表面に、上記第２の実施の形態と同様にして、コア３およびオーバークラッド層４を形成する。このようにして、上記光導波路Ａ３が得られる。

本発明の光導波路の第４の実施の形態は、上記第１の実施の形態の光導波路Ａ１〔図１（ｂ）参照〕において、上記第３の実施の形態（図１１参照）と同様に、アンダークラッド層２に代えて、フィルム５ａと、このフィルム５ａの表面に形成された金属薄膜５ｂとからなる基体５を用い、その金属薄膜５ｂの表面に、上記コア３およびオーバークラッド層４を形成したものである。そして、上記金属薄膜５ｂの表面は、コア３を通る光の反射面として作用する。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様である。

なお、上記各実施の形態においては、図１２に示すように、光を出射または入射するコア３の端部３１は、複数（図１２では４つ）に分岐して形成されてもよい。このようにすると、分岐元のコア３の本数を減らすことができるため、帯状の光導波路Ａ１〜Ａ３の幅を小さくすることができ、その結果、ディスプレイ１１下方への光導波路Ａ１〜Ａ３の突出量をより減少ないし無くすことができるようになり、タッチパネル１０をより薄型化することができる。

また、上記各実施の形態では、コア３の先端部分をレンズ部３２に形成したが、これに限定されるものではなく、レンズ部３２に形成しなくてもよい。この場合、必要に応じて、そのレンズ部３２と同様の作用（光の横方向への発散抑制，収束）をする帯状レンズ等を別体としてコアの先端の前方に設ける。

また、上記各実施の形態では、ディスプレイ１１の側周面の角部に位置決めされる、光導波路Ａ１〜Ａ３の長手方向の一側縁部分に、切欠き部ｄを形成することにより、その一側縁部分の折り曲げ仕上げを向上させ、光伝送がより適正化されるようにしたが、参考形態として、切欠き部ｄを形成しなくても、光伝送に問題がない場合等には、切欠き部ｄを形成しなくてもよい。

さらに、上記ディスプレイ１１の側周面の角部で折り曲げられる光導波路Ａ１〜Ａ３の部分には、その外側表面に、補強層を貼着してもよい。この補強層としては、角部に追従して曲げ易く、かつ、補強層としての強度を有する観点から、金属フィルムまたは樹脂フィルムが好ましく、なかでも、その折り曲げ形状の維持性に優れる観点から、金属フィルムがより好ましい。補強層の厚みは１０〜３０μｍの範囲内とすることが好ましく、補強層の長さ（帯状の光導波路Ａ１〜Ａ３の長手方向と同方向部分の長さ）は１０ｍｍ以上に設定することが好ましく、補強層の幅は、光導波路Ａ１〜Ａ３の折り曲げ部分の幅と同じに設定することが好ましい。そして、上記金属フィルムの形成材料としては、特に限定されないが、４２アロイ，ステンレス，銅，アルミニウム等があげられる。また、上記樹脂フィルムの形成材料としては、特に限定されないが、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリエステル，ポリアクリレート，ポリカーボネート，ポリノルボルネン，ポリイミド等があげられる。

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

〔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ジ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〕
ポリエチレンテレタレート（ＰＥＴ）フィルム〔１００ｍｍ×１００ｍｍ×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により塗布した後、全面に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。

そして、上記アンダークラッド層の表面に、コアの形成材料をアプリケータにより塗布した後、１００℃×５分間の乾燥処理を行った。ついで、その上方に、形成するコア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（フォトマスク）を配置し、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。さらに、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℃×１５分間の加熱処理を行うことにより、光を出射する先端および光を入射する先端が平面視凸形状のレンズ部に形成されたコアを形成した。形成したコアの数は、帯状の光導波路の両端から、それぞれ長手方向半分までの領域に、各１１６本とした。また、各コアの端部を４つに分岐させ、その分岐した各先端部分を上記レンズ部に形成した。これにより、レンズ部の数を、光の出射側と入射側とがそれぞれ４６４個（＝１１６本×４）になるようにした。各コアの断面寸法は、ＳＥＭで測定したところ、幅１２μｍ×高さ２４μｍであり、レンズ部は、幅２２８μｍ×高さ２４μｍ×長さ６００μｍであった。また、コアの、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．６０２であった。

ついで、上記各コアを包含するように、上記オーバークラッド層の形成材料をアプリケータにより塗布した後、全面に２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。つづいて、１２０℃×１５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。そして、上記オーバークラッド層の厚みを接触式膜厚計で測定すると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。

その後、刃型を用いて、上記ＰＥＴフィルムとともに帯状に切断し、上記ＰＥＴフィルムが付いた状態の帯状の光導波路を得た。この光導波路の寸法は、全長２８６．６ｍｍ、幅６ｍｍ、厚み７４μｍ、切欠き部（３箇所）の幅３ｍｍ、切欠き部の奥行き３ｍｍであった。

そして、得られた帯状の光導波路を、タッチパネルの四角形のディスプレイの側周面に沿って巻装し、上記コアの端部が並列形成された一側縁部分（幅３ｍｍの部分）を、ディスプレイの画面周縁部に当接するように折り曲げた。そして、その折り曲げた側面の端縁に沿って、ディスプレイの画面上に帯状レンズ（高さ１０ｍｍ×幅５ｍｍ）を設置した。

その結果、上記帯状の光導波路をディスプレイの側周面に巻装し、帯状レンズをディスプレイの画面上に設置したタッチパネルは、従来の光導波路を用いたタッチパネル（図１３，１４参照）よりも小面積化かつ薄型化が可能となった。

本発明の光導波路の第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）はそのＸ₁ −Ｘ₁ 断面図である。 図１（ａ）の円Ｃで囲った先端部分を模式的に示した拡大図である。 上記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。 上記タッチパネルにおける光の伝送状態を模式的に示し、（ａ）はディスプレイの画面と直角な方向から見た説明図であり、（ｂ）はディスプレイの画面と平行かつ光の伝送方向と直角な方向から見た説明図である。 上記光導波路の製造方法を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はそのＸ₂ −Ｘ₂ 断面図である。 上記光導波路の製造方法を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はそのＸ₃ −Ｘ₃ 断面図である。 上記光導波路の製造方法を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はそのＸ₄ −Ｘ₄ 断面図である。 上記光導波路の製造方法を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はそのＸ₅ −Ｘ₅ 断面図である。 本発明の光導波路の第２の実施の形態におけるコアの先端部分を模式的に示す断面図である。 上記光導波路のオーバークラッド層の端部の製造方法を模式的に示す断面図である。 本発明の光導波路の第３の実施の形態を模式的に示す断面図である。 上記各実施の形態におけるコアの変形例を模式的に示す平面図である。 従来の光導波路を用いたタッチパネルの一例を模式的に示す断面図である。 従来の光導波路を用いたタッチパネルの他の例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

Ａ１ 光導波路
３ コア
１０ タッチパネル
１１ ディスプレイ
３１ 端部

Claims (5)

1. 帯状のタッチパネル用光導波路であって、平板状の基体とオーバークラッド層との間に複数のコアが並列状に設けられ、各コアの端部が上記帯状の光導波路の長手方向の一側縁に並列形成され、その一側縁に対応する上記光導波路の一側縁部が、帯状の長手方向に対して折り曲げ自在になっているとともに、上記帯状の光導波路をタッチパネルのディスプレイの側周面に沿って巻装する際に上記ディスプレイの側周面の角部に位置決めされる光導波路部分において、上記帯状の光導波路の長手方向の一側縁に、切欠き部が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. 上記コアの端部が、複数に分岐して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. 上記コアの端部の先端が、レンズ部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. 上記平板状の基体が、金属薄膜が形成されたフィルムまたはアンダークラッド層である請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネル用光導波路。
5. 上記請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯状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側周面に沿って巻装され、複数のコアの端部が並列形成された上記光導波路の長手方向の一側縁部が、上記ディスプレイの画面周縁部に当接した状態で折り曲げられていることを特徴とするタッチパネル。

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