KR20090056864A - 터치 패널용 광도파로와 이를 사용한 터치 패널 - Google Patents

터치 패널용 광도파로와 이를 사용한 터치 패널 Download PDF

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유스케 시미즈
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 광을 발하는 광도파로의 코어에 대한 광을 받는 광도파로의 코어의 위치 맞춤이 불필요해지는 터치 패널용 광도파로 및 이를 사용한 터치 패널을 제공하는 것으로, 띠 형상의 광도파로(A)의 길이 방향으로의 일단 가장자리에 볼록 형상부(5)가 형성되고, 상기 볼록 형상부(5)에 맞물리는 오목 형상부(6)가 띠 형상의 광도파로(A)의 길이 방향의 타단 가장자리에 형성되어 있고, 상기 볼록 형상부(5)와 오목 형상부(6)의 맞물림에 의해 광출사용 코어(3)의 선단부와 광입사용 코어(3)의 선단부를 자동적으로, 정확하게 터치 패널의 디스플레이 화면을 끼고 대향시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 패널용 광도파로와 이를 사용한 터치 패널{OPTICAL WAVEGUIDE FOR TOUCH PANEL AND TOUCH PANEL USING THE SAME}
본 발명은 터치 패널용 광도파로와 이를 사용한 터치 패널에 관한 것이다.
터치 패널은 손가락이나 전용의 펜 등으로 액정 디스플레이 등의 화면에 직접 접촉함으로써 기기를 조작하는 입력 장치이고, 그 구성은 조작 내용 등을 표시하는 디스플레이와, 상기 디스플레이의 화면에서의 상기 손가락 등의 접촉 위치(좌표)를 검지하는 검지 수단을 구비하고 있다. 그리고, 그 검지 수단으로 검지한 접촉 위치의 정보가 신호로서 보내어지고, 그 접촉 위치에 표시된 조작 등이 실시되도록 이루어져 있다. 이와 같은 터치 패널을 이용한 기기로서는 금융기관의 ATM, 역의 승차권 발매기, 휴대 게임기 등을 들 수 있다.
상기 터치 패널에서의 손가락 등의 접촉 위치의 검지 수단으로서, 광도파로를 이용한 것이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 US2004/0201579A1 참조). 상기 광도파로는 도 6의 평면도에 도시한 바와 같이, 사각형의 디스플레이(31)의 화면 둘레 가장자리부에 설치되도록 이루어져 있고, 디스플레이(31)의 화면과 평행으로 광(W)을 발하는 코어가 다수 형성된 L자형의 광도파로(B1)와, 상기 L자형 광도파로의 각 선 형상 부분으로부터 발해진 광(W)을 받는 코어가 다수 형성된 2개의 선 형상의 광도파로(B2, B3)로 이루어져 있다. 그리고, 이들 3개의 광도파로(B1, B2, B3)에 의해 디스플레이(31)의 화면 상에서는 광(W)이 격자 형상으로 나아간 상태가 된다(도 6에서는 광(W)을 간략화하여 도시하고 있다). 이 상태에서 손가락으로 디스플레이(31)의 화면에 접촉하면, 그 손가락이 광(W)의 일부를 차단하므로, 그 차단된 부분의 광(W)을 2개의 선 형상의 광도파로(B2, B3)로 감지함으로써, 상기 손가락이 접촉된 부분의 위치를 검지할 수 있다.
그러나, 상기 특허문헌 US2004/0201579A1의 터치 패널에서는 광(W)을 발하는 L자형 광도파로(B1)에 대해서, 광(W)을 받는 2개의 선 형상의 광도파로(B2, B3)의 위치 맞춤을 정확하게 실시하지 않으면 광(W)을 수광할 수 없고, 검지 수단으로서 작용하지 않는다. 또한, 광(W)의 출입구가 되는 각 코어의 단면은 매우 작으므로, 상기 정확한 위치 맞춤에는 많은 수고와 시간을 요한다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 광을 발하는 광 도파로의 코어에 대한 광을 받는 광도파로의 코어의 위치 맞춤이 불필요해지는 터치 패널용 광도파로 및 이를 사용한 터치 패널의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 터치 패널의 디스플레이의 측 둘레면에 감겨 장착되는 띠 형상의 터치 패널용 광도파로로서, 그 띠 형상의 터치 패널용 광도파로의, 길이 방향의 거의 절반의 영역에 광출사용의 복수의 코어가 형성되고, 남는 거의 절반의 영역에 광입사용 복수의 코어가 형성되고, 각 코어의 선단부가 상기 띠 형상의 터치 패널용 광도파로의 길이 방향의 일측 가장자리에 위치 결정되고, 상기 띠 형상의 터치 패널용 광도파로의 길이 방향의 일단 가장자리에 볼록 형상이 형성되고, 타단 가장자리에 이 볼록 형상부에 맞물리는 오목 형상부가 형성되고, 상기 볼록 형상부와 오목 형상부의 맞물림에 의해 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 터치 패널의 디스플레이 화면을 끼고 대향하는 위치에 위치 결정되는 터치 패널용 광도파로를 제 1 요지로 한다.
또한, 본 발명은 터치 패널의 디스플레이의 화면 둘레 가장자리부를 따라서 틀 형상으로 설치되는, 2개 1조의 거의 L자형 평판 형상 광도파로로 이루어진 터치 패널용 광도파로로서, 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로에 광출사용 복수의 코어가 형성되고, 다른쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로에 광입사용 복수의 코어가 형성되고, 각 코어의 선단부가 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 내측 가장자리에 위치 결정되고, 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 길이 방향의 양단부에 볼록 형상부 또는 오목 형상부가 형성되고, 이 볼록 형상부 또는 오목 형상부에 맞물리는 오목 형상부 또는 볼록 형상부가 다른쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 길이 방향의 양단부에 형성되고, 이들 볼록 형상부와 오목 형상부의 맞물림에 의해, 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 광 출사용 코어의 선단부와, 타방의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 광입사용 코어의 선단부가, 터치 패널의 디스플레이 화면을 끼고 대향하는 위치에 위치 결정되는 터치 패널용 광도파로를 제 2 요지로 한다.
그리고, 상기 제 1 요지의 터치 패널용 광도파로가 터치 패널의 디스플레이의 측 둘레면에 감겨 장착되고, 상기 터치 패널용 광도파로의 길이 방향의 일단 가장자리의 볼록 형상부에 타단 가장자리의 오목 형상부가 맞물리고, 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 디스플레이 화면을 끼고 대향하는 위치에 위치 결정되어 있는 터치 패널을 제 3 요지로 한다.
또한, 상기 제 2 요지의 터치 패널용 광도파로가 터치 패널의 디스플레이의 화면 둘레 가장자리부를 따라서 틀 형상으로 설치되고, 그 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 길이 방향의 양단부의 볼록 형상부와 오목 형상부가 맞물리고, 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 디스플레이 화면을 끼고 대향하는 위치에 위치 결정되어 있는 터치 패널을 제 4 요지로 한다.
본 발명의 제 1 요지의 터치 패널용 광도파로는 띠 형상의 터치 패널용 광도파로의 길이 방향의 일단 가장자리에 볼록 형상부가 형성되고, 타단 가장자리에 상기 볼록 형상부에 맞물리는 오목 형상부가 형성되어 있으므로, 상기 띠 형상의 터치 패널용 광도파로를 터치 패널의 디스플레이의 측 둘레면에 감고, 그 상태에서 상기 볼록 형상부와 오목 형상부를 맞물리도록 하는 간단한 작업에 의해 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부를 자동적으로, 정확하게 터치 패널의 디스플레이 화면을 끼고 대향시킬 수 있다. 그 때문에, 작업의 간소화와 작업 시간의 단축을 동시에 실현할 수 있다.
본 발명의 제 2 요지의 터치 패널용 광도파로는 2개 1조의 거의 L자형 평판 형상 광도파로로 이루어지고, 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 길이 방향의 양단부에 볼록 형상부 또는 오목 형상부가 형성되고, 상기 볼록 형상부 또는 오목 형상부에 맞물리는 오목 형상부 또는 볼록 형상부가, 다른쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 길이 방향의 양단부에 형성되어 있으므로, 상기 2개 1조의 거의 L자형 평판 형상 광도파로를 터치 패널의 디스플레이의 화면 둘레 가장자리를 따라 서 틀 형상으로 설치하고, 상기 볼록 형상부와 오목 형상부를 맞물리게 함으로써, 광 출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부를 자동적으로, 정확하게 터치 패널의 디스플레이의 화면을 끼고 대향시킬 수 있다. 그 때문에, 작업의 간소화와 작업 시간의 단축을 동시에 실현할 수 있다.
본 발명의 제 3 요지의 터치 패널은 본 발명의 제 1 요지의 터치 패널용 광도파로가 터치 패널의 디스플레이의 측 둘레면에 감겨 장착되고, 그 터치 패널용 광도파로의 길이 방향의 일단 가장자리의 볼록 형상부와 타단 가장자리의 오목 형상부가 맞물리고, 광출사용 코어와 광입사용 코어가 위치 맞춤되어 있으므로, 광 출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 터치 패널의 디스플레이 화면을 끼고 정확하게 대향한 상태가 되어 있다.
본 발명의 제 4 요지의 터치 패널은 본 발명의 제 2 요지의 터치 패널용 광도파로가 터치 패널의 디스플레이의 화면 둘레 가장자리부를 따라서 틀 형상으로 설치되고, 그 2개 1조의 L자형 평판 형상 광도파로의 양단부의 볼록 형상부와 오목 형상부가 맞물리고, 광출사용 코어와 광입사용 코어가 위치 맞춤되어 있으므로, 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가, 터치 패널의 디스플레이 화면을 끼고 정확하게 대향한 상태로 되어 있다.
다음에, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 1의 (a), (b)는 본 발명의 터치 패널용 광도파로의 제 1 실시 형태를 도시하고 있다. 이 실시 형태의 터치 패널용 광도파로(이하, 단지 「광도파로」라고 함)은 도 2의 (a)의 수평 단면도에 도시한 디스플레이(31)의 측 둘레면에, 그 측 둘레면을 따른 상태로 굴곡하여 감아 장착하고 있는 것이고, 도 1의 (a), (b)는 그 감아 장착하기 전에 직선 형상의 상태를 도시하고 있다. 이 광도파로(A)는 띠 형상으로 되어 있고, 복수의 코어(3)가 언더클래드층(2)과 오버클래드층(4)으로 끼워지고, 그들에 포함된 상태로 이루어져 있다. 상기 띠 형상의 광도파로(A)의 중앙부에는 발광 수단(12) 및 수광 수단(13)〔도 2의 (a) 참조〕을 실장하는 홈(7)이 형성되고, 그 홈(7)으로부터 광도파로(A)의 길이 방향 양단부 중 한쪽(길이 방향의 거의 반 분량의 영역)〔도 1의 (a), (b)에서는 우측 방향〕으로 광출사용 코어(3)가 형성되고, 상기 홈(7)으로부터 광도파로(A)의 타단부(길이 방향의 남은 거의 반 분량의 영역)〔도 1의 (a), (b)에서는 좌측 방향〕으로, 광입사용 코어(3)가 형성되어 있다. 그리고, 광출사용 코어(3)의 선단(3a), 광입사용 코어(3)의 선단(3b)은 띠 형상의 광도파로(A)의 길이 방향의 한쪽의 소정 부분에 위치 결정되고, 그 부분으로부터 노정(露呈)되어 있다.
본 발명에서는 상기 띠 형상의 광도파로(A)의 길이 방향의 일단 가장자리〔도 1의 (a), (b)에서는 우측단 가장자리〕에 볼록 형상부(5)가 형성되고, 상기 볼록 형상부(5)에 맞물리는 오목 형상부(6)가 상기 띠 형상의 광도파로(A)의 길이 방향의 타단 가장자리〔도 1의 (a), (b)에서는 좌측단 가장자리〕에 형성되어 있다. 또한, 도 1의 (a)에서는 코어(3)를 쇄선으로 나타내고 있고, 쇄선의 굵기가 코어(3)의 굵기를 나타내고 있고, 또한 코어(3)의 수를 생략하여 도시하고 있다. 또한, 도 1의 (a), (b)에서 부호 a~c는 광도파로(A)를 디스플레이(31)〔도 2의 (a) 참조〕의 측 둘레면에 감아 장착할 때에 굴곡 형성되는 부분을 도시하고 있다.
상기 볼록 형상부(5)와 오목 형상부(6)의 맞물림은 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)〔도 2의 (a)의 원 부분(α)의 확대 사시도〕에 도시한 바와 같이, 상기 광도파로(A)를 디스플레이(31)의 측 둘레면에 감아 장착할 때 실시된다. 즉, 그 감아 장착할 때에는 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 띠 형상의 광도파로(A)에 대해서 언더클래드층(2)측을 내측으로 하고 상기 홈(7)을 외측으로 하고, 그 상태에서 터치 패널(30)의 사각형의 디스플레이(31)의 측 둘레면을 따르도록 사각의 각부에 대응하는 부분(a~c)에서 굴곡 형성된다. 그리고, 디스플레이(31)의 하나의 각부〔도 2의 (a)에서는 좌측 하방 각부〕에서 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 띠 형상의 광도파로(A)의 일단부의 볼록 형상부(5)와 타단부의 오목 형상부(6)를 도시한 바와 같이 맞물리게 한다. 본 발명의 띠 형상의 광도파로(A)에서는 이 맞물림에 의해, 광출사용 코어(3)의 선단부와 광입사용 코어(3)의 선단부가, 디스플레이(31)의 화면을 끼고 정확하게 대향하도록 〔도 2의 (a) 참조〕, 미리 설계되어 있다. 따라서, 상기 볼록 형상부(5)와 오목 형상부(6)의 맞물림에 의해, 광출사용 코어(3)의 선단부와 광입사용 코어(3)의 선단부가 자동적으로, 정확하게 디스플레이(31)의 화면을 끼고 대향한 상태가 된다.
또한, 상기 볼록 형상부(5) 및 오목 형상부(6)에는 코어(3)가 형성되어 있지 않고, 언더클래드층(2)의 표면에 오버클래드층(4)이 적층된 상태로 이루어져 있다. 그리고, 상기 볼록 형상부(5)의 크기는 예를 들어 돌출 길이 3~30㎜, 돌출폭 3~30㎜의 범위 내로 설정되고, 오목 형상부(6)의 크기는 상기 볼록 형상부(5)에 맞물리 는 크기(깊이 3~30㎜, 오목폭 3~30㎜의 범위 내)로 설정된다.
이 실시 형태에서는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 띠 형상의 광도파로(A)의 중앙부에 발광 수단(12) 및 수광 수단(13)을 실장하는 홈(7)을 형성하고 있다. 상기 홈(7)은 도 1의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 노정된 언더클래드층(2)의 사각형의 표면 부분을 저면으로 하고, 코어(3) 및 오버클래드층(4)의 단면을 벽면으로 하여 형성되어 있다. 그리고, 상기 홈(7)의 벽면〔도 1의 (a), (b)에서는 우측 벽면〕에는 광출사용 코어(3)의 후단이 1군데에 집중된 상태로 노정되어 있고, 그 후단에 발광 수단(12)〔도 2의 (a) 참조〕이 접촉된다. 또한, 상기 홈(7)의 측면〔도 1의 (a), (b)에서는 좌측 벽면〕에는 광입사용 코어(3)의 후단도 노정되어 있고, 그 후단에 수광 수단(13)〔도 2의 (a) 참조〕이 접촉된다.
상기 발광 수단(12)과 수광 수단(13)은 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 플렉시블성을 갖는 기판(11)의 양단에 고정되어 있고, 상기 띠 형상의 광도파로(A)로의 장착은 그 광도파로(A)를 디스플레이(31)에 감아 장착하기 전 또는 감아 장착한 후에, 발광 수단(12) 및 수광 수단(13)을 외측을 향하여 기판(11)을 아치 형상으로 휘게 하고, 그 복원력을 이용하여 상기 광도파로(A)의 길이 방향 중앙 부분의 홈(7) 내에 삽입되어 고정된다. 또한, 필요에 따라서 오버클래드층(4)과 동일한 재료 또는 접착제 등(도시하지 않음)으로 고정된다. 상기 발광 수단(12)으로서는 통상, VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser), 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등이 사용되고, 수광 수단(13)으로서는 통상 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등이 사용된다. 이와 같이 하면, 광출사용 코어(3)와 발광 수단(12)의 얼라인먼트 및 광입사용 코어(3)와 수광 수단(13)의 얼라인먼트를 동시에 달성할 수 있고, 종래에 비해 얼라인먼트에 요하는 수고와 시간을 절약할 수 있다.
또한, 상기 광도파로(A)의 크기 등은 터치 패널(30)의 디스플레이(31)의 크기에 대응하도록 설정하면 좋고, 예를 들어 광도파로(A)의 띠 형상의 길이는 120~1200㎜정도, 띠형상의 폭은 5~50㎜ 정도로 설정된다. 광을 출사하는(광을 입사하는) 코어(3)의 수도 디스플레이(31)의 화면에 표시되는 조작 내용의 수 등에 따라 대응하도록 설정하면 좋고 예를 들어 20~150개 정도로 설정된다.
다음에, 본 발명의 광도파로(A)의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다.
우선, 광도파로(A)를 제작할 때 사용되는 평판 형상의 기대(基臺)(1)〔도 3상기 (a) 참조〕를 준비한다. 상기 기대(1)의 형성 재료로서는 예를 들어 유리, 석영, 실리콘, 수지, 금속 등을 들 수 있다. 또한, 기대(1)의 두께는 예를 들어 20㎛(필름 형상의 기대(1))~5㎜(판 형상의 기대(1))의 범위 내로 설정된다.
다음에, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 기대(1) 상의 소정 영역에, 언더클래드층(2)에 형성되는 감광성 수지층을 형성하고, 그 감광성 수지층을 조사선에 의해 노광한 후, 광반응을 완결시키기 위해 가열 처리를 실시한다. 이에 의해, 상기 감광성 수지층을 언더클래드층(2)에 형성한다. 언더클래드층(2)(감광성 수지층)의 영역은 통상, 10~1000㎛의 범위 내로 설정된다.
상기 언더클래드층(2)의 형성에서 감광성 수지층의 형성 방법은 감광성 수지가 용매에 용해되어 있는 바니시를 도포한 후, 가열 처리에 의해 건조시킴으로써 실시된다. 상기 바니시의 도포는 예를 들어 스핀 코트법, 딥핑법, 캐스팅법, 인젝션법, 잉크젯법 등에 의해 실시된다. 그 후의 가열 처리는 50~120℃×10~30분간으로 실시된다. 그리고, 상기 노광용 조사선으로서는 예를 들어, 가시광, 자외선, 적외선, X선, α선, β선, γ선 등이 사용된다. 바람직하게는 자외선이 사용된다. 자외선을 사용하면, 큰 에너지를 조사하여 큰 경화 속도를 얻을 수 있고, 또한 조사 장치도 소형이고 저렴하며, 생산 비용의 저감화를 도모할 수 있기 때문이다. 자외선의 광원으로서는 예를 들어 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등 등을 들 수 있고, 자외선의 조사량은 통상, 10~10000mJ/㎠, 바람직하게는 50~3000mJ/㎠이다. 그 후의 가열 처리는 80~250℃, 바람직하게는 100~200℃에서, 10초~2시간, 바람직하게는 5분~1시간의 범위내에서 실시된다.
다음에, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 언더클래드층(2)의 표면에, 코어(3)에 형성되는 감광성 수지층을 형성하고, 코어(3)의 패턴에 대응하는 개구 패턴이 형성되어 있는 노광 마스크를 통하여, 상기 감광성 수지층을 조사선에 의해 노광한 후 광반응을 완결시키기 위해 가열 처리를 실시하고, 또한 현상액을 사용하여 현상을 실시하고 미노광 부분을 용해시켜 제거하고, 언더클래드층(2) 상에 잔존한 감광성 수지층을 코어(3)의 패턴에 형성하며, 그 후 상기 잔존 감광성 수지층 중의 현상액을 가열 처리에 의해 제거한다. 이에 의해, 상기 잔존 감광성 수지층을 코어(3) 언더클래드층(2)의 소정의 길이 방향 중앙 부분을 빈 상태)로 형성한다. 코어(3)(감광성 수지층)의 두께는 통상 10~100㎛의 범위 내로 설정된다. 또한, 코어(3)의 폭은 통상 8~50㎛의 범위로 설정된다.
상기 코어(3)의 형성에서 감광성 수지층의 형성은 도 3의 (a)에서 설명한 언더클래드층(2)에 형성되는 감광성 수지층의 형성 방법과 동일하게 하여 실시된다. 또한, 상기 코어(3)의 형성 재료는 상기 언더클래드층(2) 및 후에 기재한 오버클래드층(4)〔도 3의 (d) 참조〕의 형성 재료보다도 굴절률이 큰 재료가 사용된다. 상기 굴절률의 조정은 예를 들어 상기 언더클래드층(2), 코어(3), 오버클래드층(4)의 각 형성 재료의 종류의 선택이나 조성 비율을 조정하여 실시할 수 있다. 또한, 상기 노광 및 그 후의 가열 처리는 도 3의 (a)에서 설명한 언더클래드층(2)의 형성 방법과 동일하게 하여 실시된다. 또한, 상기 현상은 예를 들어 침지법, 스프레이법, 퍼들링법 등이 사용된다. 또한, 현상액으로서는 예를 들어 유기계의 용매, 알칼리계 수용액을 함유하는 유기계의 용매 등이 사용된다. 이와 같은 현상액 및 현상 조건은 감광성 수지 조성물의 조성에 따라 적절하게 선택된다. 상기 현상 후의 가열 처리는 통상, 80~120℃×10~30분간의 범위 내에서 실시된다.
다음에, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 오버클래드층(4)〔도 3의 (d) 참조〕의 표면 형상과 동일한 형상의 틀면을 갖는 성형용 오목부(성형 공간(S)이 된다)가 형성된, 석영(자외선 등의 조사선을 투과시키는 재료)제의 성형틀(40)을 준비하고, 그 성형용 오목부의 개구면을, 도시한 바와 같이 기대(1)의 표면의 소정 위치에 위치 결정한다. 이 때, 상기 성형용 오목부의 틀면과, 언더클래드층(2), 코어(3)의 각 표면으로 둘러싸인 성형 공간(S)이 형성된다. 다음에, 이 성형 공간(S)에, 상기 성형틀(40)에 형성된 주입구(41)로부터, 오버클래드층(4)에 형성되는 감광성 수지를 충전하고, 그 후 상기 성형틀(40)을 통하여, 자외선 등의 조사선 에 의해 노광한다. 이 노광은 도 3의 (a)에서 설명한, 언더클래드층(2)의 형성 방법과 동일하게 하여 실시된다.
그리고, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이, 틀 분리 후 가열 처리 등을 실시하고, 오버클래드층(4)을 언더클래드층(2)의 소정의 길이 방향 중앙 부분(홈(7)에 대응)을 빈 상태로 형성한다. 상기 가열 처리 등은 도 3의 (a)에서 설명한, 언더클래드층(2)의 형성 방법과 동일하게 하여 실시된다. 오버클래드층(4)의 두께(코어(3)의 표면으로부터의 두께)는 통상, 300~1000㎛의 범위 내로 설정된다. 상기 오버클래드층(4)이 형성된 시점에서, 언더클래드층(2)의 길이 방향 중앙 부분에는 코어(3) 및 오버클래드층(4)이 형성되어 있지 않고 그 길이 방향 중앙 부분에는 노정된 언더클래드층(2)의 표면 부분을 저면으로 하여, 코어(3) 및 오버클래드층(4)의 대향하는 단면을 벽면으로 하는 홈(7)이 형성된다.
다음에, 도 3의 (e)에 도시한 바와 같이 기대(1)를 언더클래드층(2)으로부터 박리한다. 상기 박리 방법으로서는 예를 들어 진공 흡인 스테이지(도시하지 않음) 상에, 기대(1)의 하면을 접촉시키고, 기대(1)를 공기 흡착에 의해 고정한다. 다음에, 오버클래드층(4)의 상면을 진공 흡착기(도시하지 않음)로 흡착하고, 그 상태에서 그 흡착 부분을 들어 올린다. 이에 의해, 오버클래드층(4)과 함께, 코어(3)와 언더클래드층(2)을 접착시킨 상태에서, 광도파로(A)의 언더클래드층(2)을 기대(1)로부터 박리한다. 여기에서, 기대(1)와 언더클래드층(2) 사이의 접착력은 그 재료로부터 오버클래드층(4)과 코어(3) 및 언더클래드층(2) 사이의 접착력 및 코어(3)와 언더클래드층(2) 사이의 접착력보다도 약하고, 상기와 같이 함으로써 간단하게 박리할 수 있다.
그 후, 띠 형상의 광도파로(A)(길이 방향의 일단 가장자리에 오목 형상부(5)가 형성되고, 타단 가장자리에 오목 형상부(6)가 형성됨)가 되는 부분을, 둥근 틀을 이용한 펀칭 등에 의해 절단한다. 이 때, 형성되는 볼록 형상부(5)와 오목 형상부(6)의 위치는 그들 볼록 형상부(5)와 오목 형상부(6)의 맞물림에 의해 광 출사용 코어(3)의 선단부와 광입사용 코어(3)의 선단부가 디스플레이(31)〔도 2의 (a) 참조〕를 끼고 대향한 상태가 되도록 절단된다. 이에 의해, 띠 형상의 광도파로(A)〔도 1의 (a), (b) 참조〕가 얻어진다.
도 4는 본 발명의 광도파로의 제 2 실시 형태를 도시하고 있다. 이 실시 형태의 광도파로는 도 5에 도시한 바와 같이 디스플레이(31)의 화면의 둘레 가장자리부를 따라서 틀 형상으로 설치되는 2개 1조의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1, A2)로 이루어져 있고, 도 4는 그 틀 형상으로 설치하기 전의 상태를 도시하고 있다. 상기 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1, A2)는 상기 제 1 실시 형태와 동일하게 하여 제작되고, 복수의 코어(3)가 언더클래드층(2)과 오버클래드층(4)으로 끼워지고, 그것에 포함된 상태로 이루어져 있다. 이들 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1, A2) 중, 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1)는 광을 출사하는 부재이고, 광을 출사하는 코어(3)의 선단(3a)은, 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1)의 내측 가장자리에 위치 결정되고, 그 부분으로부터 노정되어 있다. 다른쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A2)는 광을 입사하는 부재이고, 광을 입사하는 코어(3)의 선단(3b)은 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A2)의 내측 가장자리에 위치 결정되고, 그 부분으로부터 노정되어 있다. 본 발명에서는 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1)의 길이 방향의 일단부 내측에 볼록 형상부(5)가 형성되고, 타단 가장자리에 오목 형상부(6)가 형성되어 있고, 다른쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A2)의 길이 방향의 일단 가장자리에 오목 형상부(6)가 형성되고, 타단부 내측에 볼록 형상부(5)가 형성되어 있다. 또한, 도 4에서는 코어(3)를 쇄선으로 도시하고 있고, 쇄선의 굵기가 코어(3)의 굵기를 도시하고 있고 또한 코어(3)의 수를 생략하여 도시하고 있다.
상기 볼록 형상부(5)와 오목 형상부(6)의 맞물림은 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1, A2)를 디스플레이(31)의 화면 둘레 가장자리부를 따라서 틀 형상으로 설치할 때 실시되고, 그 맞물림에 의해 틀 형상으로 형성된다. 이 때, 언더클래드층(2)측을 디스플레이(31)의 화면측으로 하여 실시된다. 상기 볼록 형상부(5)와 오목 형상부(6)의 맞물림에 의해, 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1, A2)의 양단부에서는 가로 세로 방향이 위치 결정되고, 디스플레이(31)의 화면을 끼고 광출사용 코어(3)의 선단부와 광입사용 코어(3)의 선단부가 자동적으로, 정확하게 대향한 상태가 된다. 이 실시 형태에서도 상기 맞물림시에 광출사용 코어(3)의 선단부와 광입사용 코어(3)의 선단부가 정확 하게 대향하도록 미리 설계되어 있다. 또한, 도 5에서는 이해하기 쉽게 하기 위해 다수의 광 중 일부의 광(W)만을 도시하고 있다.
또한, 이 실시 형태에서도 상기 볼록 형상부(5) 및 오목 형상부(6)에는 코어(3)가 형성되어 있지 않고, 언더클래드층(2)의 표면에 오버클래드층(4)이 적층된 상태로 되어 있다. 그리고, 상기 볼록 형상부(5)의 크기는 예를 들어 돌출 길이 0.5~5㎜, 돌출폭 0.5~5㎜의 범위 내로 설정되고, 오목 형상부(6)의 크기는 상기 볼록 형상부(5)에 맞물리는 크기(깊이 0.5~5㎜, 오목폭 0.5~5㎜의 범위 내)로 설정된다.
또한, 이 실시 형태에서는 한쪽(광을 출사하는 측)의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1)에서는 코어(3)의 후단이, 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1)의 일단 가장자리(도 5에서는 좌측 하방)의 1군데에 집중한 상태로 노정하고 있고, 그 후단에 발광 수단(12)이 접촉된다. 또한, 다른쪽(광을 입사하는 측)의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A2)에서는 코어(3)의 후단이, 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A2)의 일단부 외측(도 5에서는 좌측 하방)에 위치 결정된 상태로 노정되어 있고, 그 후단에 수광 수단(13)이 접촉된다. 상기 발광 수단(12)과 수광 수단(13)은 하나의 기판(11)의 표면의 양단에 고정되어 있고, 상기 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1, A2)로의 장착은 디스플레이(31)의 화면 둘레 가장자리부로의 설치후에 실시된다.
또한, 상기 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1, A2)의 크기 등은 터치 패널(30)의 디스플레이(31)의 크기에 대응하도록 설정하면 좋고, 예를 들어 거의 L자형 평판 형상 광도파로(A1, A2)의 1변의 길이는 30~300㎜ 정도, 1변의 폭은 5~10㎜ 정도로 설정된다. 광을 출사하는(광을 입사하는)코어(3)의 수도, 디스플레이(31)의 화면에 표시되는 조작 내용의 수 등에 의해 대응하도록 설정하면 좋고, 예를 들어 20~150개 정도로 설정된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 광도파로(A, A1, A2)의 양단부의 볼록 형상부(5) 및 오목 형상부(6)의 형성을, 펀칭 등에 의한 절단으로 실시했지만 그 이외에도 좋다. 예를 들어, 언더클래드층(2)을 형성할 때, 노광 마스크를 통한 노광 및 현상에 의해 언더클래드층(2)의 양단부에 볼록 형상부 및 오목 형상부를 형성하고, 그 위에 동일하게 하여 노광 및 현상에 의해 오버클래드층(4)의 양단부를 볼록 형상부 및 오목 형상부로 형성하여 겹쳐지도록 하고, 그에 의해, 상기 볼록 형상부(5) 및 오목 형상부(6)로 해도 좋다. 또한, 상기 각 실시 형태에서는 광도파로의 각 단부에 볼록 형상부(5) 또는 오목 형상부(6)를 1개 형성했지만, 2개 이상 형성해도 좋다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 코어(3)의 선단(3a, 3b)을 노정시켰지만, 오버클래드층(4)으로 덮어도 좋다. 그 경우, 코어(3)의 선단(3a, 3b) 및 오버클래드층(4)의 선단 부분(코어(3)의 선단(3a, 3b)을 덮은 부분)을 렌즈 형상으로 형성하고, 그곳으로부터 출사하는 광의 확산을 억제하고 입사하는 광을 조여 집속하도록 해도 좋다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 언더클래드층(2), 오버클래드층(4)의 형성에서 재료로서 감광성 수지를 사용하고 그 형성을 노광 등에 의해 실시했지만, 그 이외의 것이어도 좋다. 예를 들어, 언더클래드층(2), 오버클래드층(4)의 재료로서 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 사용하여, 그 열경화성 수지가 용매에 용해되어 있는 바니시를 도포 등을 한 후, 가열 처리(통상, 300~400℃×60~180분간)에 의해 경화시키는 등 하여 언더클래드층(2), 오버클래드층(4)을 형성해도 좋다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 감광성 수지를 사용하여 언더클래드층(2)을 형성했지만 그 이외의 것이어도 좋고, 수지 필름을 언더클래드층(2)으로서 사용해도 좋다. 또한, 언더클래드층(2)을 대신하여 금속 필름, 금속 박막이 표면에 형성된 기판 등을 사용하고 그 금속재의 표면을, 코어(3) 내를 전파하는 광의 반사면으로서 작용시켜도 좋다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 상기 광도파로(A, A1, A2)의 제작에서, 광도파로(A, A1, A2)로 절단하기 전에, 기대(1)와 언더클래드층(2)을 박리했지만, 기대(1)로서 필름 형상의 것을 사용하는 경우에는 그 필름 형상의 기대(1)와 함께 상기 띠 형상으로 절단한 후에 기대(1)와 언더클래드층(2)을 박리해도 좋다. 또한, 기대(1)를 박리하지 않고 광도파로(A, A1, A2)와 함께 사용해도 좋다.
다음에, 실시예에 대해서 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
〔실시예 1, 2〕
〔언더클래드층 및 오버클래드층의 형성 재료〕
하기 화학식 1로 표시되는 비스페녹시에탄올플루올렌글리시딜에테르(성분 A) 35 중량부, 지환식 에폭시 수지인 3’,4’-에폭시시클로헥실메틸-3, 4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(다이셀 가가쿠샤 제조, 세록사이드 2021P)(성분 B) 40 중량부, (3’,4’-에폭시시클로헥산)메틸-3’,4’-에폭시시클로헥실-카르복실레이트(다이셀 가가쿠샤 제조, 세록사이드 2081)(성분 C) 25중량부, 4,4’-비스〔디(β-히드록시에톡시)페닐설피니오〕페닐설피드-비스-헥사플루오로안티모네이트의 50% 프로피온카보네이트 용액(성분 D) 2중량부를 혼합함으로써, 언더클래드층 및 오버클래드층의 형성 재료를 조제했다.
Figure 112008081905757-PAT00001
(상기 화학식에서 R1~R6은 모두 수소 원자이고, n=1)
〔코어의 형성 재료〕
상기 성분 A: 70중량부, 1,3,3-트리스{4-〔2-(3-옥세타닐)〕부톡시페닐}부탄: 30중량부, 상기 성분 D: 1중량부를 락트산 에틸 28중량부에 용해함으로써, 코 어의 형성 재료를 조제했다.
〔띠형상(실시예 1) 및 2개의 거의 L자형 평판 형상(실시예 2)의 광도파로의 제작〕
이하의 요령으로, 띠 형상의 광도파로(실시예 1) 및 2개의 거의 L자형 평판 형상의 광도파로(실시예 2)를 각각 제작했다. 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름〔300㎜×300㎜×188㎛(두께)〕의 표면에, 상기 언더클래드층의 형성 재료를 스핀코트법에 의해 도포한 후, 250㎜×8㎜의 길이 방향의 개구부가 형성된 합성 석영계의 크롬마스크(노광 마스크)를 통하여, 2000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시했다. 계속해서, 100℃×15분간의 가열 처리를 실시함으로써 언더클래드층을 형성했다. 상기 언더클래드층의 두께를 접촉식 막후계로 측정하면 500㎛였다. 또한, 상기 언더클래드층의, 파장 830㎜에서의 굴절률은 1.502였다.
다음에, 상기 언더클래드층의 표면에 상기 코어의 형성 재료를 스핀코트법에 의해 도포한 후, 100℃×15분간의 건조 처리를 실시했다. 다음에, 그 상방에 코어의 패턴과 동일한 형상의 개구 패턴이 형성된 합성 석영계의 크롬마스크(노광 마스크)를 배치했다. 그리고, 그 상방으로부터 콘택트 노광법으로 4000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시한 후, 120℃×15분간의 가열 처리를 실시했다. 다음에, γ-부티로락톤 수용액을 사용하여 현상함으로써, 미노광 부분을 용해 제거한 후, 120℃×30분간의 가열 처리를 실시함으로써 코어를 형성했다. 이들 단부 이외의 코어 부분의 단면 크기는 폭 15㎛×높이 24㎛였다. 상기 각 크기는 SEM({주사} 전자 현미경)으로 측정했다. 또한, 상기 코어의, 파장 830㎚에서의 굴절률은 1.588 이었다.
다음에 오버클래드층 형성용 석영제 성형틀을 준비했다. 이들 성형틀은 오버클래드층의 표면 형상과 동일한 형상의 틀 면을 갖는 오목부가 형성되어 있고, 그 오목부의 깊이는 1㎜로 설정했다. 그리고, 상기 오목부의 개구면을 기대의 표면에 위치 결정하여 밀착시켰다. 이 상태에서 상기 성형틀에 형성된 주입구로부터 성형 공간에, 상기 오버클래드층의 형성 재료를 충전했다. 그리고, 상기 성형틀을 통하여, 2000mJ/㎠의 자외선 조사에 의한 노광을 실시했다. 틀 분리 후, 150℃×60분간의 가열 처리를 실시함으로써, 오버클래드층을 형성했다. 이 오버클래드층의 단면을 마이크로스코프로 측정하면, 그 두께(코어 표면으로부터의 두께)는 476㎛였다. 또한, 상기 오버클래드층의, 파장 830㎜에서의 굴절률은 1.502였다.
그리고, 둥근 틀을 사용한 펀칭에 의해, 띠 형상의 광도파로(실시예 1) 및 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로(실시예 2)를 얻었다. 띠 형상의 광도파로(길이 250㎜, 폭 10㎜)의 일단 가장자리에는 볼록 형상부(돌출 길이 5㎜, 돌출폭 5㎜)을 형성하고, 타단 가장자리에는 오목 형상부(깊이 5㎜, 오목폭 5㎜)를 형성했다. 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로 중, 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 일단부 내측에는 볼록 형상부(돌출 길이 3㎜, 돌출폭 3㎜)를 형성하고, 타단부 내측에는 오목 형상부(깊이 3㎜, 오목폭 3㎜)를 형성했다. 다른쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 일단 가장자리에는 오목 형상부(깊이 3㎜, 오목폭 3㎜)를 형성하고, 타단 가장자리에는 볼록 형상부(돌출 길이 3㎜, 돌출폭 3㎜)를 형성했다. 상기 볼록 형상부 및 오목 형상부의 형성은 볼록 형상부와 오목 형상부의 맞물림에 의해 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 디스플레이를 끼고 대향한 상태가 되도록 했다. 또한, 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로로 형성되는 틀체의 외형 크기는 77㎜×66.3㎜, 틀폭은 6㎜였다.
〔터치 패널 1(실시예 1의 광도파로를 사용)〕
상기 띠 형상의 광도파로를, 터치 패널의 사각형 디스플레이의 측 둘레면에 감아 장착했다. 이 때, 디스플레이의 측 둘레면 중 하나의 각부에서, 띠 형상의 광도파로의 양단부의 볼록 형상부와 오목 형상부를 직각으로 맞물리게 하여 위치 결정했다. 그 결과, 디스플레이의 화면을 끼고 광 출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 정확하게 대향한 상태가 되었다.
〔터치 패널 2(실시예 2의 광도파로를 사용)〕
상기 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로를 터치 패널의 사각형 디스플레이의 화면 둘레 가장자리부를 따라서 설치했다. 이 때, 상기 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 양단부의 볼록 형상부와 오목 형상부를 맞물리도록 함으로써 틀 형상으로 형성했다. 그 결과, 디스플레이의 화면을 끼고 광출사용 코어의 선단부와 광 입사용 코어의 선단부가 정확하게 대향한 상태가 되었다.
도 1은 본 발명의 광도파로의 제 1 실시 형태를 모식적으로 도시한 것으로 (a)는 그 정면도, (b)는 (a)의 X-X 단면도,
도 2의 (a)는 상기 광도파로를 사용한 터치 패널을 모식적으로 도시한 수평 단면도이고, (b)는 (a)의 원(α)으로 둘러싸인 부분의 확대 사시도이고, 상기 광도파로의 볼록 형상부와 오목 형상부의 맞물림 상태를 도시하고 있고,
도 3의 (a)~(e)는 상기 광도파로의 제조 방법을 모식적으로 도시한 설명도,
도 4는 본 발명의 광도파로의 제 2 실시 형태를 모식적으로 도시한 평면도,
도 5는 상기 광도파로를 사용한 터치 패널을 모식적으로 도시한 평면도, 및
도 6은 종래의 광도파로를 사용한 터치 패널을 모식적으로 도시한 평면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
A: 광도파로 3: 코어
5: 볼록 형상부 6: 오목 형상부

Claims (4)

  1. 터치 패널의 디스플레이의 측 둘레면에 감겨 장착되는 띠 형상의 터치 패널용 광도파로에 있어서,
    그 띠 형상의 터치 패널용 광도파로의, 길이 방향의 거의 절반의 영역에 광출사용 복수의 코어가 형성되고, 남은 거의 절반의 영역에 광입사용 복수의 코어가 형성되고, 각 코어의 선단부가 상기 띠 형상의 터치 패널용 광도파로의 길이 방향의 일측 가장자리에 위치 결정되고, 상기 띠 형상 터치 패널용 광도파로의 길이 방향의 일단 가장자리에 볼록 형상부가 형성되고, 타단 가장자리에 상기 볼록 형상부에 맞물리는 오목 형상부가 형성되고, 상기 볼록 형상부와 오목 형상부의 맞물림에 의해, 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 터치 패널의 디스플레이 화면을 끼고 대향하는 위치에 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 패널용 광도파로.
  2. 터치 패널의 디스플레이의 화면 둘레 가장자리부를 따라서 틀 형상으로 설치되는, 2개 1조의 거의 L자형 평판 형상 광도파로로 이루어진 터치 패널용 광도파로에 있어서,
    한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로에 광출사용 복수의 코어가 형성되고, 다른쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로에 광입사용 복수의 코어가 형성되고, 각 코어의 선단부가 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 내측 가장자리에 위치 결정되 고, 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 길이 방향의 양단부에 볼록 형상부 또는 오목 형상부가 형성되고, 상기 볼록 형상부 또는 오목 형상부에 맞물리는 오목 형상부 또는 볼록 형상부가, 다른 쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 길이 방향의 양단부에 형성되고, 이들 볼록 형상부와 오목 형상부의 맞물림에 의해, 한쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 광출사용 코어의 선단부와, 다른쪽의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 광입사용 코어의 선단부가, 터치 패널의 디스플레이 화면을 끼고 대향하는 위치에 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 패널용 광도파로.
  3. 디스플레이와, 상기 청구항 1에 기재된 띠형상의 터치 패널용 광도파로를 구비한 터치 패널에 있어서,
    상기 터치 패널용 광도파로가 상기 디스플레이의 측 둘레면에 감겨 장착되어 있고, 그 터치 패널용 광도파로의 길이 방향의 일단 가장자리의 볼록 형상부와 타단 가장자리의 오목 형상부가 맞물리고, 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 디스플레이 화면을 끼고 대향하는 위치에 위치 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  4. 디스플레이와, 상기 청구항 2에 기재된 터치 패널용 광도파로를 구비한 터치 패널에 있어서,
    상기 터치 패널용 광도파로의 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로가, 터치 패널의 디스플레이의 화면 둘레 가장자리부를 따라서 틀 형상으로 설치되고, 그 2개의 거의 L자형 평판 형상 광도파로의 길이 방향의 양단부의 볼록 형상부가 맞물리고, 광출사용 코어의 선단부와 광입사용 코어의 선단부가 디스플레이 화면을 끼고 대향하는 위치에 위치 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
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