JP4904249B2 - 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、そのディスプレイの画面の一側部に設置された光導波路から多数の光を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し、それらの光を、他側部に設置された光導波路に入射させるようにしたものとなっている。この光導波路により、ディスプレイの画面上において、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、光伝送効率が低い状態となっている。そこで、光伝送効率を高めるために、光を出射する光導波路の前方にレンズを配設することにより、光の発散を防止するとともに、光を入射させる光導波路側にも上記と同様にレンズを配設することにより、光を集束させた状態で、光導波路に入射させるようにした光伝送装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この光伝送装置を模式的に図８（ａ），（ｂ）に示す。図８（ａ），（ｂ）では、その光伝送装置は、光導波路１０とレンズ体２０とからなり、そのレンズ体２０は、光導波路１０を載置する載置面２１と、この載置面２１の一端縁部に突出形成されたレンズ２２とを備えている。このレンズ体２０の載置面２１に、光導波路１０が接着剤５０で接着され、光が上記レンズ２２を通過するよう位置決めされている。そして、上記レンズ２２の屈折作用により、上記のように、光導波路１０から出射する光（図示の矢印参照）の発散を防止し、入射側の光導波路１０に入射する光を集束させるようにしている。
ＵＳ２００４／０２０１５７９Ａ１ 特開２００３−４９６０号公報

しかしながら、上記光伝送装置では、光導波路１０とレンズ２２との位置合わせを正確に行わなければ、光がレンズ２２を適正に通過せず、光伝送効率を充分に高めることができない。しかも、その正確な位置合わせは、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。

また、光導波路１０とレンズ体２０とを接着剤５０で接着する必要があり、その接着の際、接着剤５０が光導波路１０の周縁からはみ出し、光導波路１０の周辺部を汚損し、光伝送に支障をきたすことがある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光導波路とレンズとの位置合わせおよび接着剤が不要であるとともに、光の出射および入射が適正に行われ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、基体と、この基体の表面の所定部分に形成された均一厚みのコアと、このコアを被覆した状態で上記基体の表面に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、その光を入射させ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るタッチパネル用光導波路であって、上記光を出射するコアの端面および光を入射させるコアの端面を被覆するオーバークラッド層の端部がレンズ部に形成され、そのレンズ部の表面が、外側に向かって反る側面視円弧状曲面に形成され、上記コアの端面からその側面視円弧状曲面の曲率中心までの距離（Ｌ）が０．７ｍｍ以上であり、かつ、その距離（Ｌ）とその側面視円弧状曲面の曲率半径（Ｒ）とが下記（ａ）を満たしているタッチパネル用光導波路を第１の要旨とする。
（ａ）（Ｌ／２）−０．３＜Ｒ＜（Ｌ／２）＋０．３
〔ただし、単位は、Ｌ：ｍｍ、Ｒ：ｍｍである。〕

そして、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、その光を入射させ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り、その間に接着剤を介さないことから、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、接着剤を介することなく、位置合わせされた状態となっている。さらに、本発明者は、光の出射および入射が適正に行われるよう、レンズ部の形状等についても研究を重ねた。その結果、レンズ部の表面を、外側に向かって反る側面視円弧状曲面に形成するとともに、上記コアの端面からその側面視円弧状曲面の曲率中心までの距離（Ｌ）を０．７ｍｍ以上とし、かつ、その距離（Ｌ）とその側面視円弧状曲面の曲率半径（Ｒ）とが上記（ａ）を満たすようにすると、コアの端部から出射される光は、上記レンズ部の屈折作用により、側面視縦方向（上下方向）の発散が抑制されることを突き止めた。さらに、光を入射させる側のオーバークラッド層端部のレンズ部では、そのレンズ部の屈折作用により、入射する光は、側面視縦方向にさらに絞って集束され、コアの端面からコアの奥方向に進むことを見出し、本発明に到達した。

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および光を入射させるコアの端面を被覆する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、接着剤を介することなく、自動的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も接着剤も不要にすることができる。さらに、上記レンズ部が上記特定形状および特定寸法に形成されているため、コアの端面から出射される光は、上記オーバークラッド層端部のレンズ部の屈折作用により、その側面視縦方向の拡がりが適正になり、コアの端面から入射する光は、上記オーバークラッド層端部のレンズ部の形状により、側面視縦方向にさらに絞って集束された状態にすることができる。その結果、光伝送効率を適正にした状態で、出射側のコアと入射側のコアとの間で、光伝送を行うことができる。

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、コアの端部から出射される光の拡がりが適正になり、指でディスプレイの画面に触れると、その指が触れた部分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は、２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂからなり、そのうちの一方のＬ字形光導波路Ａが光を出射（図示の矢印参照）する側、他方のＬ字形光導波路Ｂが光を入射（図示の矢印参照）する側となっている。これら２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂにおいては、いずれも、Ｌ字形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３が、上記Ｌ字形の一端縁ａ，ｂから、そのＬ字形の内側〔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。そして、それらコア３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。また、光を出射する側のＬ字形光導波路Ａに形成されたコア３の数と、光を入射する側のＬ字形光導波路Ｂに形成されたコア３の数とは、同数になっている。そして、上記各Ｌ字形の内側端縁部に位置するコア３の端面を被覆するオーバークラッド層４の端部が、図１（ｃ）〔図１（ｃ）は図１（ａ）の丸部Ｃの拡大図である図１（ｂ）のＸ−Ｘ断面図〕に示すように、外側に向かって反る側面視略１／４円弧状曲面４１を表面とするレンズ部４０に形成されている。このレンズ部４０は、図１（ｂ）に示すように、平面視は、上記Ｌ字形の内側に沿って帯状に形成されている。このレンズ部４０は後で詳述する。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の数を略して点々で図示している。

上記２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂ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Ｗを出射する側のＬ字形光導波路Ａの一端縁ａでは、コアに光源（図示せず）が接続され、光Ｗを入射する側のＬ字形光導波路Ｂの一端縁ｂでは、コアに検出器（図示せず）が接続される。より詳しく説明すると、図２の状態では、光Ｗを出射するコア３の端面が、ディスプレイ１１の画面周縁のＬ字状部（一側部）Ｄに位置決めされ、光Ｗを入射するコア３の端面が、ディスプレイ１１の画面周縁の、上記Ｌ字状部Ｄに対向するＬ字状部（他側部）Ｅに位置決めされている。そして、光Ｗを出射するコア３の端面と、光Ｗを入射するコア３の端面とが、対面した状態になっている。この状態を立体的に図２に示す。図２では、図１（ａ）同様、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、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Ｗのみを示している。

上記オーバークラッド層４の端部のレンズ部４０について、より詳しく説明すると、上記レンズ部４０の表面は、図１（ｃ）に示すように、外側に向かって反る側面視略１／４円弧状曲面４１に形成されている。上記オーバークラッド層４の端部のレンズ部４０の寸法は、上記コア３の端面からその側面視略１／４円弧状曲面４１の曲率中心Ｍまでの距離（Ｌ）が０．７ｍｍ以上に設定され、かつ、その距離（Ｌ）とその側面視略１／４円弧状曲面４１の曲率半径（Ｒ）とが下記（ａ）を満たすように設定される。下記（ａ）は、本発明者が実験を繰り返し行って求めた式である。
（ａ）（Ｌ／２）−０．３＜Ｒ＜（Ｌ／２）＋０．３
〔ただし、単位は、Ｌ：ｍｍ、Ｒ：ｍｍである。〕

そして、図３（ａ）に示すように、光Ｗを出射する側のＬ字形光導波路Ａでは、コア３の端面から出射した光Ｗは、その前方のオーバークラッド層４内を進み、上記レンズ部４０表面の側面視略１／４円弧状曲面４１では、その形状の作用により、出射される光Ｗは、側面視縦方向（上下方向：アンダークラッド層２と直角な面に沿う方向）の発散が抑制され、側面視が平行光に近い状態となる。すなわち、上記レンズ部４０を通過した光Ｗは、そのレンズ部４０の屈折作用により、拡がり過ぎず、また絞られ過ぎない状態で、上記ディスプレイ１１（図２参照）の画面に沿って進み、光Ｗを入射する側のＬ字形光導波路Ｂにおける受光領域の広さを適正にしている。

そして、図３（ｂ）に示すように、光Ｗを入射する側のＬ字形光導波路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Ｗは、オーバークラッド層４端部のレンズ部４０表面の側面視略１／４円弧状曲面４１で受け止められ、その形状の作用により、側面視縦方向にさらに絞って集束される。そして、その光Ｗは、その集束状態で、コア３の端面からコア３内に入射し、コア３の奥方向に進む。

このような光伝送が、図２に示す２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂの間で行われるため、図示のように、タッチパネル１０のディスプレイ１１の画面上では、上記２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂにより、光Ｗが側面視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Ｗ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より正確に検知することができる。

なお、上記Ｌ字形光導波路Ａ，Ｂ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、例えば、縦と横の長さは、それぞれ３０〜３００ｍｍ程度、Ｌ字形の線幅は、５０μｍ〜２ｍｍ程度に設定される。また、光を出射する（光を入射する）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、例えば、２０〜１００本程度に設定される。

つぎに、本発明のタッチパネル用光導波路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）は、図１（ｂ），（ｃ）に示すレンズ部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Ａ，Ｂ（図１参照）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（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。このワニスの塗布は、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 、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。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、好ましくは、５〜３０μｍ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３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。

つぎに、上記感光性樹脂層３ａの上方に、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３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３のパターンに形成された残存感光性樹脂層３ａ中の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３のパターンに形成された残存感光性樹脂層３ａを、コア３に形成する。コア３（感光性樹脂層３ａ）の厚みは、通常、２０〜１５０μｍの範囲内に設定され、好ましくは、４０〜１００μｍ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、好ましくは、１０〜２５μｍの範囲内に設定される。

そして、図４（ｄ）に示すように、オーバークラッド層４〔図１（ｃ）参照〕の表面形状（レンズ部４０を含む）と同形状の型面を有する凹部が形成された、石英（紫外線等の照射線を透過させる材料）製の成形型５０を用い、その凹部の開口面を基台１の表面の所定位置に位置決めし密着させる。このとき、上記凹部の型面と、基台１，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５０に形成された注入口５１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する。そして、上記成形型５０を通して、紫外線等の照射線により露光し、脱型後、加熱処理等を行い、オーバークラッド層４を形成する〔図１（ｃ）参照〕。このとき、オーバークラッド層４の一端部は、レンズ部４０の形状になっている。上記露光，加熱処理等は、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。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、２０〜１００００μｍの範囲内に設定され、好ましくは、３００〜２０００μｍ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４０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３の端面とその前方のレンズ部４０とが位置決めされた状態で、コア３とオーバークラッド層４とが一体化し、その両者の間に接着剤は介在していない。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。

ついで、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、タッチパネル用光導波路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、上記２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂ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２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂからなるタッチパネル用光導波路が得られる。

図５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は、上記第１の実施の形態において、レンズ部４０の表面が、側面視略１／２円弧状曲面４１に形成されている。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。

このようなタッチパネル用光導波路の製造方法は、上記第１の実施の形態において、オーバークラッド層４を形成する際に用いる成形型５０を、図６に示すように、型面が上記レンズ部４０の形成に対応したものに変えることにより行うことができる。この実施の形態では、成形型５０内に、上記基台１とアンダークラッド層２とコア３との積層体が設置されている。

図７（ａ），（ｂ）は、本発明のタッチパネル用光導波路の第３の実施の形態を示している。この実施の形態のタッチパネル用光導波路は、上記第１の実施の形態において、光を出射するコア３の端部および光を入射させるコア３の端部が、図７（ａ）の平面図に示すような、いわゆるしゃもじの頭状の第２のレンズ部３０に形成されている。この第２のレンズ部３０は、図７（ｂ）に示すように、側面視は、平面状になっている。上記第２のレンズ部３０の形成は、コア３を形成する際に用いる露光マスクの開口パターンを、上記第２のレンズ部３０を含むコア３のパターンに対応させたものとすることにより可能である。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。

上記コア３の端部の、いわゆるしゃもじの頭状の第２のレンズ部３０について、より詳しく説明すると、上記第２のレンズ部３０は、端面に向かうにつれて徐々に拡幅するテーパ状に形成され、コア３の端面は、外側に向かって反る平面視円弧状曲面３２に形成されている。上記コア３の端部の第２のレンズ部３０の寸法は、下記（１），（２）のように設定される。
（１）上記テーパ状部分３１の長さ（Ｌ₂ ）が７００μｍ以上の場合は、テーパ角度（α）が２°〜１６°の範囲内に設定されるとともに、上記テーパ状部分３１の長さ（Ｌ₂ ）とテーパ角度（α）と平面視円弧状曲面３２の曲率半径（Ｒ₂ ）とが下記（ｂ）を満たすように設定される。下記（ｂ）は、本発明者が実験を繰り返し行って求めた式である。この場合〔テーパ状部分３１の長さ（Ｌ₂ ）が７００μｍ以上の場合〕、テーパ状部分３１の長さ（Ｌ₂ ）の上限はないが、長くし過ぎても、タッチパネル１０のディスプレイ１１（図２参照）の画面周縁部にスペースが多く必要になるだけで、光伝送における意味はない。
（２）上記テーパ状部分３１の長さ（Ｌ₂ ）が７００μｍ未満の場合は、そのテーパ状部分３１の長さ（Ｌ₂ ）が４００μｍ以上に設定され（４００μｍを下回らないように設定され）、さらに、テーパ角度（α）が６°〜１４°の範囲内に設定されるとともに、下記（ｂ）を満たすように設定される。
（ｂ）０．５×Ｌ₂ ×ｔａｎ（α／２）＜Ｒ₂ ＜２．５×Ｌ₂ ×ｔａｎ（α／２）
〔ただし、単位は、Ｌ₂ ：μｍ、α：°（度）、Ｒ₂ ：μｍである。〕

そして、コア３から出射される光Ｗは、その端部の第２のレンズ部３０の屈折作用により、横方向（アンダークラッド層２に沿う方向）の発散が抑制される。すなわち、光Ｗは、コア３で反射を頻繁に繰り返して進み、しゃもじの頭状の第２のレンズ部３０のテーパ状部分３１では、最先端の平面視円弧状曲面３２の方向に向き易くなるよう反射し〔すなわち、テーパ状部分３１のテーパ角度（α）を調整することにより、反射角度を調整している〕、その先端拡幅部に進むに従って反射の回数が減り、最先端の平面視円弧状曲面３２では、その形状によって、出射される光Ｗは、平面視が平行光に近い状態となる。つづいて、その光Ｗは、上記第２のレンズ部３０の前方を覆うオーバークラッド層４の端部の上記レンズ部４０に進み、そのレンズ部４０の屈折作用により、側面視縦方向（アンダークラッド層２と直角な面に沿う方向）の発散が抑制される。また、その光Ｗを受光する際には、その光Ｗは、オーバークラッド層４端部のレンズ部４０の屈折作用により、縦方向に絞って集束され、その状態で、コア３の端面（平面視円弧状曲面３２）からコア３内に入射する。このとき、光Ｗは、横方向に絞って集束される。すなわち、コア３の端面から入射する光Ｗは、広く形成された平面視円弧状曲面３２で受け止められ、その形状の作用により、緩やかに内向きに反射して先端拡幅部から光路の狭いコア３の奥方向に進む。このとき、光Ｗは、進行するにつれて集束し、その集束した状態でコア３内を進む。このため、光伝送効率は高くなり、タッチパネル１０（図２参照）において、指検知の正確性をより向上させることができる。

なお、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Ｗの反射面として作用させてもよい。

また、上記各実施の形態では、タッチパネル用光導波路を２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂからなるものとしたが、その２つのＬ字形光導波路Ａ，Ｂをそれぞれの両端部で一体化した四角形の枠状としてもよい。その製造方法としては、上記タッチパネル用光導波路の製造方法において、２つのＬ字形に切断するのに代えて、四角形の枠状に切断すればよい。

また、上記タッチパネル用光導波路の製造方法において、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Ｌ字形平板状に切断した後に、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タッチパネル用光導波路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１〜３および比較例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スピンコート法により塗布した後、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２５μｍ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。そのうち、光を出射するコアの端部および光を入射させるコアの端部を、端面に向かうにつれて徐々に拡幅するテーパ状（テーパ角度７°，長さ２３００μｍ）に形成し、上記端面が外側に向かって反る平面視円弧状曲面（曲率半径１６０μｍ）に形成する（第２のレンズ部に形成する）ことにより、出射する光が横方向（平面方向）に発散するのを抑制するようにした。これら端部以外のコア部分の断面寸法は、幅１５μｍ×高さ３０μｍ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、下記の表１（実施例１〜３，比較例１〜３）に示すレンズ部の寸法に対応して準備した。これら成形型は、オーバークラッド層の表面形状（レンズ部を含む）と同形状の型面を有する凹部が形成されており、レンズ部に対応する端部の型面は、側面視略１／４円弧状曲面とし、その曲率半径（形成されるレンズ部の曲率半径と同じ値：Ｒ）は、下記の表１に示す値に設定した。そして、この側面視略１／４円弧状曲面の曲率中心とコアの先端との距離（Ｌ）が下記の表１に示す値となるよう、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１３２５μｍ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。

そして、上記ＰＥＮフィルムから剥離した後、光入射部分と光出射部分とをダイシングで切断することにより、タッチパネル用光導波路（外形寸法：８０ｍｍ×６０ｍｍ、枠幅：１０ｍｍ）を得た。

〔光伝送損失の測定〕
得られたタッチパネル用光導波路を、四角形のガラスパネルの表面に配置した。そのうち、光出射側の一つのコアと、それに対峙する光入射側の一つのコアとを一組とし、その一組の光伝送損失をつぎのようにして測定した。すなわち、手動調軸ステージを用いて、光を出射する側のコアの一端面（第２のレンズ部とは反対側の端面）にＶＣＳＥＬ（５ｍＡ，波長８５０ｎｍ）を接続し、光を入射させる側のコアの一端面（第２のレンズ部とは反対側の端面）に、コア径５０μｍのマルチモードファイバを接続し、そのマルチモードファイバにパワーメータを接続した。そして、上記ＶＣＳＥＬから発光された光を、マルチモードファイバを介してパワーメータで測定し、光伝送損失を検出した。その結果、光伝送損失が２０ｄＢ未満のものを、光伝送損失が小さいとして○、光伝送損失が２０ｄＢ以上のものを、光伝送損失が大きいとして×と評価し、下記の表１に併せて表記した。

その結果、オーバークラッド層端部のレンズ部の寸法が特定の範囲内にある実施例１〜３のタッチパネル用光導波路は、光伝送損失が小さく、上記範囲を外れる比較例１〜３のタッチパネル用光導波路は、光伝送損失が大きいことがわかる。

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伝送状態を模式的に示し、（ａ）は光出射を説明する拡大断面図であり、（ｂ）は光入射を説明する拡大断面図である。 （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。 本発明のタッチパネル用光導波路の第２の実施の形態におけるコアの端部を模式的に示す拡大断面図である。 上記タッチパネル用光導波路の製造方法におけるオーバークラッド層の形成工程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３の実施の形態におけるコアの端部を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 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

３ コア
４ オーバークラッド層
４０ レンズ部
４１ 側面視円弧状曲面

Claims (3)

1. 基体と、この基体の表面の所定部分に形成された均一厚みのコアと、このコアを被覆した状態で上記基体の表面に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、その光を入射させ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るタッチパネル用光導波路であって、上記光を出射するコアの端面および光を入射させるコアの端面を被覆するオーバークラッド層の端部がレンズ部に形成され、そのレンズ部の表面が、外側に向かって反る側面視円弧状曲面に形成され、上記コアの端面からその側面視円弧状曲面の曲率中心までの距離（Ｌ）が０．７ｍｍ以上であり、かつ、その距離（Ｌ）とその側面視円弧状曲面の曲率半径（Ｒ）とが下記（ａ）を満たしていることを特徴とするタッチパネル用光導波路。
   （ａ）（Ｌ／２）−０．３＜Ｒ＜（Ｌ／２）＋０．３
   〔ただし、単位は、Ｌ：ｍｍ、Ｒ：ｍｍである。〕
2. 上記光を出射するコアの端部および光を入射させるコアの端部が、端面に向かうにつれて徐々に拡幅し、その端面が外側に向かって反る平面視円弧状曲面に形成され、レンズ部になっている請求項１記載のタッチパネル用光導波路。
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、その光を入射させ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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