專利名稱：光波導(dǎo)路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配置在由光學(xué)式觸摸面板、光學(xué)式形狀傳感器等長方形的面板構(gòu)成的檢測區(qū)域的緣部上并在該檢測區(qū)域內(nèi)形成光的網(wǎng)格的光波導(dǎo)路裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為一種檢測觸摸面板中的觸碰位置的檢測部件，使用有光學(xué)性檢測部件， 該光學(xué)性檢測部件使用光波導(dǎo)路光學(xué)性地檢測手指等的位置(專利文獻(xiàn)1、2)。該光學(xué)性檢測部件的原理如下從設(shè)在長方形的面板(或者顯示器等)的隔著角部的左右側(cè)部上的光出射側(cè)的光波導(dǎo)路(光波導(dǎo)路裝置)的出射部朝向隔著上述面板的檢測區(qū)域而與該出射部分別相對的另一側(cè)部出射(投射)很多束光(大致平行的光)，在該檢測區(qū)域內(nèi)形成光的網(wǎng)格，并且利用受光元件等檢測入射到設(shè)在面板的另一側(cè)部上的光入射側(cè)的光波導(dǎo)路的入射部的光。然后，在該狀態(tài)下，當(dāng)用手指等物體遮斷一部分上述檢測區(qū)域內(nèi)的出射光時，該被遮斷的部分由與光入射側(cè)的光波導(dǎo)路相連的受光元件等感知到，從而識別上述手指等觸碰的部分的位置(X、y方向位置)。圖3是示意性地表示用于上述觸摸面板等的以往的光出射側(cè)光波導(dǎo)路裝置的芯圖案的圖。此外，圖中的附圖標(biāo)記P是表示長方形的面板，將其長邊側(cè)稱為X側(cè)(X方向)， 將短邊側(cè)稱為Y側(cè)(y方向)。此外，將光出射側(cè)的光波導(dǎo)路裝置設(shè)為D1，用虛線表示其光波導(dǎo)路的芯，并且將光入射側(cè)的光波導(dǎo)路裝置設(shè)為D2，用雙點劃線表示其光波導(dǎo)路的芯。如該圖所示，以往的光出射側(cè)光波導(dǎo)路裝置Dl的芯的結(jié)構(gòu)如下在比供光源10發(fā)出的光入射的始端部20a稍靠后側(cè)處，分支為朝向面板P的長邊X側(cè)的多個出射用芯20b、 20b...、和朝向其短邊Y側(cè)的多個出射用芯20c、20c...，使得從光源10入射到芯的光被一次性地分配到多個出射用芯20b、20c中并從各個出射用芯20b、20c的終端部出射(參照專利文獻(xiàn)3)專利文獻(xiàn)1 日本特開2010-20103號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2010-32378號公報專利文獻(xiàn)3 日本特表2001-514779號公報發(fā)明要解決的問題然而，根據(jù)本發(fā)明人們的研究，得知具有如上所述的芯的分支構(gòu)造的以往的光波導(dǎo)路裝置在很多情況下很難向相鄰的兩個邊均等地分配光。本發(fā)明人們查明其原因如下 從光源10入射到光波導(dǎo)路裝置Dl的芯的光在一邊側(cè)(在圖3的以往例中，為向著短邊Y側(cè)的出射用芯20c)照原樣直線行進(jìn)，但是在另一邊側(cè)(在圖3的以往例中，為向著長邊X側(cè)的出射用芯部20b)從芯的始端部20a(與光源間的光耦合部)彎曲而前進(jìn)，因此在該彎曲部位上的光損失變大，難以使分配到面板P的長邊X側(cè)和短邊Y側(cè)上的光量變得均等。此外，還查明下述內(nèi)容該以往的光波導(dǎo)路裝置Dl的長邊X側(cè)的各個出射用芯部 20b和短邊Y側(cè)的各個出射用芯部20c分別相對于光源10獨立設(shè)置，因此難以進(jìn)行調(diào)芯，當(dāng)上述各個芯部20b、20c的始端部20a的光軸與光源10的光軸錯開時，上述各個芯部20b、20c之間的光量差進(jìn)一步擴(kuò)大，進(jìn)而分配到面板P的長邊X側(cè)和短邊Y側(cè)的光量的差變得更大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上情況做成的，其目的在于提供一種能夠?qū)墓庠窗l(fā)出的光均等地分配到長方形的面板的長邊側(cè)和短邊側(cè)、并且不要求光源與芯之間的調(diào)芯操作具有很高的精度的光波導(dǎo)路裝置。用于解決問題的方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置具有以下結(jié)構(gòu)在沿長方形的面板的邊緣的框部上具有光源和光波導(dǎo)路，該光波導(dǎo)路具有從光源側(cè)的共用部向彼此正交的兩個方向分支的分支狀芯，上述共用部配置于上述框部的角部，上述分支狀芯由第1芯部和第2 芯部構(gòu)成，該第1芯部從該共用部沿上述面板的長邊呈直線狀延伸，該第2芯部從上述共用部的分支點呈弧狀彎曲規(guī)定的長度且比該呈弧狀彎曲規(guī)定的長度靠前端側(cè)的部分沿面板的短邊呈直線狀延伸，上述第2芯部的芯部寬度大于上述第1芯部的芯部寬度。即，本發(fā)明人們?yōu)榱私鉀Q上述課題，對適用于上述面板的框形狀的光波導(dǎo)路裝置進(jìn)行反復(fù)地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)利用呈寬幅狀的芯端部(入射側(cè)的共用部)接收從光源發(fā)出的光，使該共用部向面板長邊方向和短邊方向分支為兩部分，通過使具有彎曲部位的短邊側(cè)的芯的寬度大于長邊側(cè)的芯的寬度，從而能夠使上述長邊側(cè)和短邊側(cè)的芯的光量變得均等。此外，本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)將長邊側(cè)的芯的始端側(cè)與短邊側(cè)的芯的始端側(cè)匯總為一個始端側(cè)而作為共用部并使該共用部與光源相對應(yīng)時，能夠不怎么受調(diào)芯的精度的影響地使長邊側(cè)的芯和短邊側(cè)的芯的光量的平衡不產(chǎn)生偏差，以至完成了本發(fā)明。發(fā)明的效果本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置形成為下述形狀分支狀芯的共用部配置在面板框部的角部上，該分支狀芯由第1芯部和第2芯部構(gòu)成，該第1芯部從該共用部沿上述面板的長邊呈直線狀延伸，該第2芯部從上述共用部的分支點呈弧狀彎曲規(guī)定的長度且比該呈弧狀彎曲規(guī)定的長度靠前端側(cè)的部分沿面板的短邊呈直線狀延伸，并且該第2芯部的芯寬度(W2)大于上述第1芯部的芯寬度(Wl) (Wl < W2)。這樣，預(yù)見到短邊側(cè)的彎曲部位上的光損失而使上述光波導(dǎo)路裝置的短邊側(cè)的芯寬度大于長邊側(cè)的芯寬度。因此，減小了長邊側(cè)和短邊側(cè)中的光量的差，使分配到各個邊上的光量變得均等。此外，本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置將長邊側(cè)的芯的始端部和短邊側(cè)的芯的始端部匯總為一個始端部而作為共用部并使該共用部與光源相對應(yīng)，因此不要求像以往的光波導(dǎo)路裝置那樣進(jìn)行芯與光源的高精度地調(diào)芯。例如，即使不對芯和光源進(jìn)行嚴(yán)格地調(diào)芯，也只會導(dǎo)致減少傳送到芯的光量總合，而不會產(chǎn)生長邊側(cè)和短邊側(cè)的芯的光量的偏差。此外，在上述光波導(dǎo)路裝置中，使上述第2芯部的芯寬度(W2)與上述第1芯部的芯寬度(Wl)的比(W2/W1)為1. 5 5的光波導(dǎo)路裝置能夠在光量差更少的狀態(tài)下分配朝向上述面板的長邊側(cè)和短邊側(cè)的光。此外，在以下述方式，即，以在上述分支后的第1芯部及第2芯部上設(shè)有將各個芯部進(jìn)一步細(xì)分而成的出射路、使得通過上述出射路的光朝向分別與上述第1芯部和上述第 2芯部相對的邊出射的方式構(gòu)成的光波導(dǎo)路裝置中，如上所述，相對于第1芯部及第2芯部大致均等地分配的光被進(jìn)一步細(xì)分而從上述各個出射路出射。因此，無論在面板的長邊側(cè)還是短邊側(cè)上，在邊的長度方向上光強(qiáng)度一致的均勻的光從上述各個邊的出射路朝向相對的邊出射。而且，在將該光波導(dǎo)路裝置用于上述的光學(xué)檢測部件等的出射側(cè)的情況下，在檢測區(qū)域內(nèi)沒有死角，能夠進(jìn)行高精度地檢測。此外，在以下述方式，S卩，以將上述光源配置在上述框部的短邊側(cè)的角部上并使從該光源向著上述框部的長邊側(cè)發(fā)出的光從上述共用部的端部入射的方式構(gòu)成的光波導(dǎo)路裝置中，從上述光源發(fā)出的光入射到配置于框部的角部的共用部，之后不彎曲地(筆直地) 到達(dá)上述面板長邊側(cè)的芯(第1芯部)的終端。因此，該光波導(dǎo)路裝置能夠最有效地利用從光源發(fā)出的光。


圖1中(a)是示意性地表示本發(fā)明的實施方式中的光波導(dǎo)路裝置的芯圖案的圖， (b)是(a)的C部的放大圖。圖2中(a) (d)是示意性地說明用于本發(fā)明的實施方式中的光波導(dǎo)路裝置的光波導(dǎo)路的制造方法的剖視圖。圖3是示意性地表示以往的光波導(dǎo)路裝置的芯圖案的圖。
具體實施例方式接下來，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，對使用本實施方式的光出射側(cè)的光波導(dǎo)路裝置Dl的觸摸面板傳感器的概要進(jìn)行說明。圖1的(a)中表示的觸摸面板傳感器(裝置)配置在例如平板顯示器的屏幕的周圍(框部位)上，其面板P的中央部的檢測區(qū)域S與上述屏幕的尺寸相應(yīng)而形成為橫寬(長邊X 短邊Y= 16 9)的長方形。在上述檢測區(qū)域S的周圍的框部上，配置有光出射側(cè)的光波導(dǎo)路裝置Dl和光入射側(cè)的光波導(dǎo)路裝置D2，該光波導(dǎo)路裝置Dl和光波導(dǎo)路裝置D2構(gòu)成上述觸摸面板傳感器， 與以往的光學(xué)式觸摸面板傳感器一樣，該觸摸面板傳感器使用從光出射側(cè)光波導(dǎo)路裝置Dl 投射出的多束光(空心箭頭)在上述檢測區(qū)域S內(nèi)形成光的網(wǎng)格，并且利用受光元件((XD 陣列等)檢測這些光中橫穿上述檢測區(qū)域S而到達(dá)光入射側(cè)光波導(dǎo)路裝置D2的光。此外， 在使用時將罩等覆蓋在該框部之上，因此無法用肉眼看到上述光波導(dǎo)路裝置D1、D2。此外， 光入射側(cè)光波導(dǎo)路裝置D2與以往裝置的結(jié)構(gòu)相同，因此省略其詳細(xì)說明。接著，對用于上述那樣的觸摸面板傳感器的出射側(cè)的本實施方式的光出射側(cè)光波導(dǎo)路裝置(以下，簡稱“光波導(dǎo)路裝置”)進(jìn)行說明。如圖1的(a)所示，本實施方式中的光波導(dǎo)路裝置Dl由光源10和光波導(dǎo)路構(gòu)成，該光波導(dǎo)路具有彼此正交地向兩個方向分支的分支狀的芯1。如圖1的(b)所示，上述光波導(dǎo)路的分支狀芯1由位于一端側(cè)(圖示右側(cè)) 的寬幅狀的共用部la、從該共用部Ia沿上述面板P的長邊X呈直線狀延伸的第1芯部Ib 和從上述共用部Ia的分支點J分支而沿面板P的短邊Y延伸的第2芯部Ic構(gòu)成。而且， 本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置的特征在于，在上述共用部Ia的分支點J上，第2芯部Ic的芯寬度(W2)大于上述第1芯部Ib的芯寬度(Wl) (W1 <W2)，該芯寬度較寬的第2芯部Ic沿上述短邊Y呈直線狀延伸。當(dāng)對上述光波導(dǎo)路裝置Dl進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明時，用于該光波導(dǎo)路裝置Dl的光波導(dǎo)路的結(jié)構(gòu)如下，即，例如在聚合物類光波導(dǎo)路的情況下，在使用樹脂材料形成的下包層及上包層(都未圖示)之間，配置有利用光刻法等圖案化為上述形狀的上述芯1。上述芯1的共用部Ia形成與芯寬度WO相當(dāng)?shù)膶挿鶢?，該芯寬度WO是上述第1芯部Ib (寬度W1)和第2芯部Ic (寬度W》之和，其一端側(cè)(圖示右側(cè))的端面成為供從上述光源10發(fā)出的光(空心箭頭)入射的光耦合面。此外，為了容易地實現(xiàn)與上述光源10的光耦合，通常優(yōu)選共用部Ia的芯寬度WO大于光源10的發(fā)光部寬度H。例如，在光源10的發(fā)光部寬度H為10 μ m左右的情況下，將上述共用部Ia的芯寬度WO設(shè)計為300 500 μ m。 此外，優(yōu)選上述共用部Ia的光軸(點劃線)方向的長度L(從該共用部Ia的一端側(cè)的端面 (光連接面)至上述分支點J的長度)為1500 3000 μ m。從上述芯1的共用部Ia分支出的第1芯部Ib以延長上述共用部Ia的一部分的方式形成為直線狀，使得在分支后也能夠筆直地導(dǎo)入從上述光源10發(fā)出的光。如上所述， 該芯寬度Wl小于后述的第2芯部Ic的芯寬度W2，優(yōu)選該芯寬度Wl為100 250 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選該芯寬度Wl為100 200 μ m。從上述共用部Ia分支出的第2芯部Ic在上述分支點J處與第1芯部Ib分開，形成從該分支點J呈弧狀彎曲規(guī)定的長度且比該呈弧狀彎曲規(guī)定的長度靠前端側(cè)的部分在面板P的短邊Y側(cè)呈直線狀延伸的形狀(參照圖1的(a))。上述第2芯部Ic的彎曲部位是使沿面板P的長邊X方向的共用部Ia的光軸向短邊Y方向彎折(彎曲)90°的部位，為了防止光損失的增大而優(yōu)選將該彎曲部位的曲率半徑設(shè)定為1 5mm，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)定為 2 3mm。此外，如上所述，上述分支點J及之后的芯寬度W2大于第1芯部Ib的芯寬度Wl， 優(yōu)選W2為150 500 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選W2為200 340 μ m。而且，優(yōu)選在上述分支點J中的第1芯部Ib的芯寬度Wl與第2芯部Ic的芯寬度 W2的比(W2/W1)為1. 5 5，更加優(yōu)選為2 4(參照圖1的(b))。此外，上述芯1的適當(dāng)?shù)暮穸?高度)也會被后述的光源10的發(fā)光部尺寸所左右，例如為20 100 μ m。此外，由于本實施方式的光波導(dǎo)路裝置Dl用于觸摸面板傳感器，在這些第1芯部 Ib及第2芯部Ic的另一端側(cè)(與上述共用部Ia相反一側(cè)的端部側(cè))上，如圖1(a)所示， 以從上述各個芯部Ib及Ic依次分支的方式形成有多個出射路Ix及l(fā)y。而且，上述各個出射路lx、ly由以下方式構(gòu)成使上述分支后的光(例如近紅外線等)朝向隔著上述檢測區(qū)域S分別與第1芯部Ib和第2芯部Ic相對的邊出射。此外，對于上述圖1的(a)中的各個出射路lx、ly，為了避免使圖示變得繁雜，只將多個出射路lx、ly中的一部分用實線表示出來，剩下的出射路lx、ly用虛線表示而省略記載(用于表示出射的光的空心箭頭也一樣)。此外，上述出射路lx、ly的條數(shù)可根據(jù)觸摸面板的尺寸、傳感器的分辨率等適當(dāng)?shù)卦O(shè)計，例如可以采用從上述第1芯部Ib分支出的長邊X側(cè)的出射路Ix的條數(shù)為220 800條左右、從上述第2芯部Ic分支出的短邊Y側(cè)的出射路Iy的條數(shù)為150 600條左右的出射路。在用于上述光波導(dǎo)路裝置Dl的光源10中，使用發(fā)光二極管(LED)或者半導(dǎo)體激光器等，其中，尤其優(yōu)選使用光傳輸性優(yōu)良的VCSEL(垂直共振腔表面放射激光器)。優(yōu)選從上述光源10出射的光的波長為近紅外線(波長700 2500nm)。此外，如圖1的(a)所示，上述光源10配置在面板P的短邊Y側(cè)框部的角部上，以使其發(fā)光部(寬度H)向著面板P的長邊X方向的方式對上述光源進(jìn)行定位。利用該配置， 使從光源10發(fā)出的光如圖1的(b)所示地入射到上述光波導(dǎo)路的芯1的共用部Ia的端面 (光耦合面)上，不發(fā)生彎曲地到達(dá)至上述面板P的長邊X側(cè)的終端。因此，該光波導(dǎo)路裝置Dl能夠高效地利用從光源10發(fā)出的光。如上所述，在上述結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)路裝置Dl中，光波導(dǎo)路的芯1形成為分支成在面板P的長邊X側(cè)呈直線狀延伸的第1芯部Ib和從上述分支點J分支并彎曲而在面板P的短邊Y側(cè)延伸的第2芯部Ic的圖案，考慮到該第2芯部Ic的彎曲而使上述第2芯部Ic的芯寬度W2大于上述第1芯部Ib的芯寬度Wl (Wl < W2)，并且，該寬度之比(W2/W1)為1. 5 5。因此，該光波導(dǎo)路裝置Dl在光量差小且取得了平衡的狀態(tài)下將入射到共用部Ia的光分配在面板P的長邊X側(cè)和短邊Y側(cè)上。此外，上述長邊X側(cè)的第1芯部Ib和短邊Y側(cè)的第2芯部Ic從與光源10相對應(yīng)的共用部Ia分支，因此即使該共用部Ia和光源10的調(diào)芯錯位些許，也可以緩和由該錯位引起的長邊X側(cè)和短邊Y側(cè)的光量差，能夠保持這些分配在長邊X側(cè)的光和分配在上述短邊Y側(cè)的光的光量平衡。因而，該光波導(dǎo)路裝置Dl與以往的結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)路裝置相比，光源10與芯1之間的調(diào)芯的容許范圍變大。此外，在第2芯部的芯寬度W2與上述第1芯部的芯寬度Wl的比(W2/W1)小于1. 5 的情況下，從共用部Ia呈直線狀分支出的長邊X側(cè)的第1芯部Ib的光量具有變得過強(qiáng)的傾向。相反地，在上述芯寬度之比(W2/W1)大于5的情況下，發(fā)現(xiàn)從共用部Ia彎曲而分支出的短邊Y側(cè)的第2芯部Ic的光量變得過強(qiáng)、破壞光量平衡的傾向。此外，在上述實施方式中，雖然是以使用樹脂材料(高分子材料)形成光波導(dǎo)路的分支狀芯1的聚合物類光波導(dǎo)路為例進(jìn)行說明的，但是構(gòu)成該芯部1的材料只要是例如玻璃等折射率高于配設(shè)在周圍的包層的折射率的材料即可。但是，優(yōu)選上述芯1與周圍的包層的折射率的差為0.01以上，當(dāng)也考慮到上述形狀的圖案性等時，最優(yōu)選紫外線固化樹脂等感光性樹脂。作為使用的紫外線固化樹脂可以舉出丙烯酸類、環(huán)氧類、硅氧烷類、降冰片烯類、聚酰亞胺類等。另外，上述芯1的周圍的包層使用上述紫外線固化樹脂等感光性樹脂中折射率比芯1的折射率低的材料即可。除此之外，包層還可以使用玻璃、硅、金屬、樹脂等具有平坦性的兼用作基板的材料。另外，包層也可以只形成芯1下側(cè)的下包層，不形成覆蓋上述芯1的上包層也可。而且，能夠利用轉(zhuǎn)印法、使用等離子體的干刻法、光漂白法、利用曝光及顯影的光刻法等制造上述光波導(dǎo)路。接下來，以利用光刻法使用紫外線固化樹脂制造上述分支狀芯1為例說明用于上述光波導(dǎo)路裝置Dl的光波導(dǎo)路的制造方法。圖2是示意性地說明本發(fā)明的實施方式中的光波導(dǎo)路裝置用光波導(dǎo)路的制造方法的剖視圖。此外，圖中的附圖標(biāo)記1表示芯(分支狀芯)，附圖標(biāo)記2表示下包層，附圖標(biāo)記3表示上包層，附圖標(biāo)記11表示基板，附圖標(biāo)記12表示成形模具。此外，圖2的(a) (d)表示制造光波導(dǎo)路的工序順序，以下的說明也按照該工序順序進(jìn)行。
首先，準(zhǔn)備平板狀的基板11。作為基板11的材料可以舉出例如玻璃、石英、硅、樹脂、金屬等。此外，將基板11的厚度設(shè)定在例如20μπι(薄膜狀) 5mm(板狀)的范圍內(nèi)。接下來，如圖2的(a)所示，在上述基板11的規(guī)定區(qū)域中形成下包層2。作為該下包層2的形成材料，可以舉出熱固化性樹脂或者感光性樹脂。在使用上述熱固化性樹脂的情況下，在涂布了在溶劑中溶解有該熱固化性樹脂的清漆后，通過加熱，從而形成下包層 2。另一方面，在使用上述感光性樹脂的情況下，在涂布了在溶劑中溶解有該感光性樹脂的清漆后，通過利用紫外線等的照射線曝光該感光性樹脂，從而形成下包層2。此外，也有為了使光反應(yīng)結(jié)束而在進(jìn)行上述曝光后進(jìn)行加熱處理的情況。接下來，如圖2的(b)所示，在上述下包層2的表面(上表面)上形成規(guī)定(分支)圖案的芯1。作為該芯1的形成材料，在利用上述光刻法形成芯1的情況下，除環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸類樹脂、甲基丙烯樹脂之外，可以適當(dāng)使用氧雜環(huán)丁烷、有機(jī)硅樹脂等感光性樹脂(光聚合性樹脂)。在這些樹脂中，從成本、膜厚控制性、損失等觀點出發(fā)， 最優(yōu)選環(huán)氧樹脂。此外，在該芯1的形成材料中，使用折射率大于上述下包層2及后述的上包層3的形成材料的折射率的材料。例如能夠通過選擇芯1及各個包層的形成材料的種類、調(diào)整組成比率來調(diào)整該折射率。當(dāng)詳細(xì)說明上述芯部1的形成時，芯部1的形成方法如下利用旋涂法、浸涂法、模具涂布、輥涂布等涂布了由上述感光性樹脂構(gòu)成的清漆后，隔著具有與芯圖案相對應(yīng)的開口的光掩模照射紫外線等，通過以規(guī)定圖案曝光上述清漆層(感光性樹脂層)，從而形成上述芯部1。如上所述，此時使用的光掩模的開口圖案為一端側(cè)形成為與寬幅狀的共用部Ia 相對應(yīng)的形狀，另一端側(cè)形成為與分支狀芯相對應(yīng)的形狀(參照圖1的(a))，該分支狀芯由向著面板P的長邊X側(cè)呈直線狀延伸的第1芯部Ib和從上述共用部Ia分支而在面板P的短邊Y側(cè)延伸的第2芯部Ic構(gòu)成。此外，在上述共用部Ia的分支點J處以使第2芯部Ic 的芯寬度(W2)大于上述第1芯部Ib的芯寬度(Wl)的方式形成有上述光掩模的開口圖案 (參照圖1的(b))。此外，在上述光掩模中，在相當(dāng)于分支后的第1芯部Ib的部位處，如上所述地形成有與長邊X側(cè)的出射路Ix相對應(yīng)的許多個(大約220 800條左右)細(xì)分支圖案。同樣地，在相當(dāng)于分支后的第2芯部Ic的部位處，形成有與短邊Y側(cè)的出射路Iy相對應(yīng)的許多個(大約150 600條左右)細(xì)分支圖案。此外，上述各個出射路lx、ly的前端側(cè)端部也可以是朝向外側(cè)彎曲(俯視)的透鏡形狀。然后，在上述曝光完成后，根據(jù)感光性樹脂的類型，進(jìn)行為了使光反應(yīng)完結(jié)的加熱處理后，使用顯影液，利用浸漬法、噴涂法、攪動法等進(jìn)行顯影，溶解并除去上述感光性樹脂層中的未曝光部分。由此，制造如圖2的(b)所示的芯1。接下來，如圖2的(c)所示，準(zhǔn)備用于形成上包層3的成形模具12，利用模具成形， 形成用于覆蓋上述芯部1的上包層3。作為該上包層3的形成材料，與上述下包層2同樣地可以舉出熱固化性樹脂或者感光性樹脂。而且，在使用感光性樹脂的情況下，需要使紫外線等透射上述成形模具12而自外部利用紫外線等對充填于該成形模具12內(nèi)部的感光性樹脂進(jìn)行曝光，因此在上述成形模具12中使用可以透射紫外線的材料(例如石英制)。
此外，在上述成形模具12的下表面上形成有凹部(成形空腔)，該凹部具有與上包層3的形狀相對應(yīng)的模具表面，在該實施方式中，使用覆蓋上述各個出射路lx、ly的前端側(cè)端部的部位(圖2的(c)的右端部分)形成為1/4圓的圓弧狀透鏡曲面的成型模具。使用了上述成形模具12的上包層3由以下方式形成，首先，以定位標(biāo)記等為基準(zhǔn)， 以將在該成形模具12的成形空腔內(nèi)配置上述芯部1的方式，使該成形模具12的下表面緊貼基板11的表面。然后，在由成形空腔圍成的成形空間中，從形成于該成形模具12的注入孔(未圖示)注入上述感光性樹脂等，用感光性樹脂填滿上述成形空間。接下來，利用透過上述成形模具12(石英制)的紫外線進(jìn)行曝光，之后，根據(jù)需要進(jìn)行加熱處理。由此，完成了上述感光性樹脂的固化。之后，如圖2的(d)所示，使成形品從上述成形模具12脫模，從而能夠獲得具有一端部分形成為透鏡狀的上包層3的光波導(dǎo)路。使用了該光波導(dǎo)路的光波導(dǎo)路裝置Dl的制造方法如下所述首先，利用使用了刀形狀的沖切裝置等，將形成有上述分支狀芯1的光波導(dǎo)路與基板11 一起切割為沿面板P的框形狀的L字形(或者，在與入射側(cè)光波導(dǎo)路裝置D2同時制造的情況下為長方形的框狀)， 或者將形成有上述分支狀芯1的光波導(dǎo)路從基板11剝離而切割為沿面板P的框形狀的L 字形(或者，在與入射側(cè)光波導(dǎo)路裝置D2同時制造的情況下為長方形的框狀)。如圖1的 (a)所示，將其配設(shè)于面板P的框部后，在該面板P的框部的短邊Y側(cè)的角部上以與光波導(dǎo)路的芯1的共用部Ia的端面(光耦合面)正對著的方式配置VCSEL等光源10，對這些共用部Ia的光軸(單點劃線)和光源10的光軸進(jìn)行調(diào)芯而定位，從而完成本實施方式的光波導(dǎo)路裝置Dl。采用上述結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)路裝置D1，在分支后的第1芯部Ib及第2芯部Ic上設(shè)置有進(jìn)一步細(xì)分各個芯部lb、lc的出射路lx、ly，向兩個方向大致均等地分配的光朝向分別與這些芯部lb、Ic相對的邊出射。特別是，將該光波導(dǎo)路裝置Dl用于上述的觸摸面板等光學(xué)性檢測部件的情況下，在面板P的長邊X側(cè)及短邊Y側(cè)的任一側(cè)上，都能夠出射在邊的長度方向上光強(qiáng)度一致的均勻的光(平行光)。因而，使用本實施方式的光波導(dǎo)路裝置Dl的光學(xué)性檢測部件能夠在該檢測區(qū)域的全寬度范圍內(nèi)，進(jìn)行沒有死角的高精度的檢測。接下來，同時對實施例及比較例進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明并不限定為以下的實施例。實施例在本實施例中，制造對具有上述分支狀芯的光波導(dǎo)路的“第2芯部的芯寬度(W2) 與第1芯部的芯寬度(Wl)的比(W2/W1)”進(jìn)行各種變更的光波導(dǎo)路，使用該光波導(dǎo)路和光源構(gòu)成光波導(dǎo)路裝置，并且使用制造了的實施例1 3及比較例1、2的光波導(dǎo)路裝置，用受光元件測定從長邊X側(cè)和短邊Y側(cè)出射的光的量(光強(qiáng)度)，比較長邊X和短邊Y之間的光
量差(平衡)。首先，準(zhǔn)備光波導(dǎo)路的形成材料。包層的形成材料成分A 具有脂環(huán)骨架的環(huán)氧類紫外線固化性樹脂(ADEKA 社制 EP4080E) 100 重量份成分B 光產(chǎn)酸劑(San-Apro社制CPI-200X) 2重量份
將這些成分混合，制備了下包層用的形成材料及上包層用的形成材料。芯部的形成材料成分C 包含芴骨架的環(huán)氧類紫外線固化性樹脂(大阪 Gas Chemicals 社制才夕·' ^ 一 ^ EG) 40 重量份成分D 包含芴骨架的環(huán)氧類紫外線固化性樹脂(Nagase ChemteX 社制 EX-1040) 3O 重量份成分E 1，3，3-三{4-〔 2_ (3_氧雜環(huán)丁基)〕丁氧基苯基} 丁烷30重量份成分B 光產(chǎn)酸劑(San-Apro社制CPI-200X) 1重量份使這些成分溶解于41重量份的乳酸乙酸中，制備了芯部的形成材料。實施例1光波導(dǎo)路的制造下包層的形成首先，在成為基板的聚對苯二甲酸乙二(醇)酯薄膜(厚度188 μ m)的表面上，利用旋涂法涂布上述包層的形成材料。接著，利用lOOOmJ/cm2的紫外線照射進(jìn)行曝光后，進(jìn)行80°C X 5分鐘的加熱處理，從而形成下包層(厚度20 μ m)。芯的形成接下來，在上述下包層的表面上，利用涂膜器涂布上述芯的形成材料后，進(jìn)行 IOO0C X5分鐘的加熱處理，使溶劑揮發(fā)而形成用于形成芯的感光性樹脂層。接下來，隔著形成有與上述分支狀芯的圖案相同形狀的開口圖案的光掩模，利用2500mJ/cm2的紫外線照射進(jìn)行曝光，之后進(jìn)行100°C X 10分鐘的加熱處理，完成樹脂的固化。然后，通過使用顯影液(Y-丁內(nèi)酯)進(jìn)行浸漬顯影，從而溶解并去除未曝光部分，之后通過進(jìn)行120°C X5分鐘的加熱干燥處理，從而形成圖案化的厚度(高度)為50 μ m的分支狀芯。此外，在該實施例1中，使用具有下述圖案的光掩模，即，該光掩模的對應(yīng)于芯分支點處的第1芯部的開口寬度(Wl)為120 μ m,對應(yīng)于第2芯部的開口寬度(W2)為240 μ m， 對應(yīng)于第1芯部和第2芯部合并的共用部的開口寬度(WO)為360μπι(參照圖1的(b))。 因此，芯的各個部分也沿該尺寸形成，第1芯部的芯寬度Wl為120 μ m，第2芯部的芯寬度 W2為240μπι。此外，第2芯部的芯寬度W2與第1芯部的芯寬度Wl的比(W2/W1)和設(shè)計一樣為“2”(在后述的實施例2、3和比較例1、2中，對光掩模的開口圖案中的對應(yīng)于上述第1 芯部、第2芯部的開口寬度進(jìn)行變更)。此外，在上述光掩模中，在相當(dāng)于分支后的第1芯部的部位上，形成有220條與長邊X側(cè)的出射路相對應(yīng)的開口圖案，并且在相當(dāng)于分支后的第2芯部的部位上，形成有165 條與短邊Y側(cè)的出射路相對應(yīng)的開口圖案，使得在形成上述分支狀芯的同時，也形成這些出射路(在后述的實施例2、3和比較例1、2中，光掩模的開口圖案中的上述出射路的部位也是一樣的)。上包層的形成接下來，在覆蓋了上述芯的狀態(tài)下放置用于形成上包層的石英制成形模具，從模具的注入口向成形空間(空腔)內(nèi)注入上述包層的形成材料。然后，在該狀態(tài)下，透過上述成形模具而利用2000mJ/cm2的紫外線照射進(jìn)行曝光，之后進(jìn)行80°C X5分鐘的加熱處理， 完成樹脂的固化。之后，使成形品從成形模具脫模，形成了在上述芯的各個出射路的前端部上具有1/4圓弧形狀的凸?fàn)钔哥R(參照圖2的(d))的上包層(距芯頂面的厚度為Imm)。接下來，剝離上述基板，以沿著成形的上包層的方式將光波導(dǎo)路整體大致切割成L 字形，獲得用于制造實施例1的光波導(dǎo)路裝置的光波導(dǎo)路。供試驗用光波導(dǎo)路裝置的制造光源的安裝在與獲得的光波導(dǎo)路的共用部的端部相對的規(guī)定位置(參照圖1的(b))上，配設(shè)出射強(qiáng)度(發(fā)光強(qiáng)度或者輸出功率)為3mW的VCSEL光源(Optowell社制)，對光源進(jìn)行調(diào)芯和對位，使上述光源的發(fā)光部(寬度H= 10 μ m)的中心位于上述芯的光軸(單點劃線) 的延長線上，并固定該光源，獲得實施例1的光波導(dǎo)路裝置。測定用警光元件單元的安裝接下來，準(zhǔn)備用于測定光強(qiáng)度的受光元件單元(Optowell社制CMOS線性傳感器陣列)，對上述受光元件單元進(jìn)行定位，使得從上述芯的各個出射路的前端出射的光(信號) 入射到該傳感器陣列的各個受光元件的受光部(即，一個受光元件對應(yīng)一條出射路，使得能夠測定每一條出射路的光強(qiáng)度)，在該狀態(tài)下用粘接劑等將上述受光元件單元固定于上述光波導(dǎo)路裝置地進(jìn)行準(zhǔn)備，以能夠測定光強(qiáng)度。實施例2實施例2中使用在上述光波導(dǎo)路的制造方法的“芯的形成”中、芯部分支點處的對應(yīng)于第1芯部的開口寬度和對應(yīng)于第2芯部的開口寬度的比不同于上述實施例1的光掩模，除此之外，與上述實施例1相同，制造出第1芯部的芯寬度Wl為80 μ m，第2芯部的芯寬度W2為280 μ m的用于制造實施例2的光波導(dǎo)路裝置的光波導(dǎo)路(芯部寬度之比W2/W1 =3.幻。然后，如上所述地在該光波導(dǎo)路上安裝光源和測定用受光元件單元而作為實施例 2的光波導(dǎo)路裝置，以能夠測定每1條出射路的光強(qiáng)度的方式進(jìn)行準(zhǔn)備。實施例3實施例3中使用在上述光波導(dǎo)路的制造方法的“芯的形成”中、芯部分支點處的對應(yīng)于第1芯部的開口寬度和對應(yīng)于第2芯部的開口寬度的比不同于上述實施例1的光掩模，除此之外，與上述實施例1相同，制造出第1芯部的芯寬度Wl為140 μ m，第2芯部的芯寬度W2為220 μ m的用于制造實施例3的光波導(dǎo)路裝置的光波導(dǎo)路(芯寬度之比W2/W1 = 大約1. 57)。然后，如上所述地在該光波導(dǎo)路上安裝光源和測定用受光元件單元而作為實施例3的光波導(dǎo)路裝置，以能夠測定每1條出射路的光強(qiáng)度的方式進(jìn)行準(zhǔn)備。作為比較例，制造了第2芯部的芯寬度W2與上述第1芯部的芯寬度Wl的比(W2/ Wl)不處于本發(fā)明的優(yōu)選范圍(1. 5 5)內(nèi)的光波導(dǎo)路，使用該光波導(dǎo)路制造了光波導(dǎo)路裝置。比較例1比較例1中使用在上述光波導(dǎo)路的制造方法的“芯的形成”中、芯部分支點處的對應(yīng)于第1芯部的開口寬度和對應(yīng)于第2芯部的開口寬度的比不同于上述實施例1的光掩模，除此之外，與上述實施例1相同，制造了第1芯部的芯寬度Wl為240 μ m，第2芯部的芯寬度W2為120 μ m的用于制造比較例1的光波導(dǎo)路裝置的光波導(dǎo)路(芯寬度之比W2/W1 = 0.5)。然后，如上所述地在該光波導(dǎo)路上安裝光源和測定用受光元件單元而作為比較例1 的光波導(dǎo)路裝置，以能夠測定每一條出射路的光強(qiáng)度的方式進(jìn)行準(zhǔn)備。
比較例2比較例2中使用在上述光波導(dǎo)路的制造方法的“芯的形成”中、芯部分支點處的對應(yīng)于第1芯部的開口寬度和對應(yīng)于第2芯部的開口寬度的比不同于上述實施例1的光掩模，除此之外，與上述實施例1相同，制造了第1芯部的芯寬度Wl為180 μ m，第2芯部的芯寬度W2為180 μ m的用于制造比較例2的光波導(dǎo)路裝置的光波導(dǎo)路(芯寬度之比W2/W1 = 1)。然后，如上所述地在該光波導(dǎo)路上安裝光源和測定用受光元件單元而作為比較例2的光波導(dǎo)路裝置，以能夠測定每一條出射路的光強(qiáng)度的方式進(jìn)行準(zhǔn)備。光強(qiáng)度的測定及評價使用上述實施例1 3及比較例1、2的光波導(dǎo)路裝置，使各光波導(dǎo)路裝置的光源發(fā)光而向芯入射850nm的紅外線，測定每個出射路的光強(qiáng)度(從出射路出射而到達(dá)各個受光元件的光的強(qiáng)度)，計算出長邊X側(cè)O20條)的平均值Ix和短邊Y側(cè)(165條)的平均值Iy。然后，計算這些平均值的差的絕對值，根據(jù)該絕對值的大小，評價分配在長邊和短邊上的光量的差(長邊側(cè)和短邊側(cè)的光量差)。此外，在芯部的光軸和光源的光軸對齊的(被調(diào)芯的)狀態(tài)和沒有對齊的狀態(tài)的兩個情況下進(jìn)行測定。即，在圖1的(b)中，將光源10的中心在芯部的光軸上的點0上、光源10的中心與光軸對齊的狀態(tài)表示為“士0 μ m”，將使該光源的中心故意向(y方向)A側(cè)偏移100 μ m的狀態(tài)表示為“+100 μ m”，將使上述光源的中心故意向B側(cè)偏移100 μ m的狀態(tài)表示為 “-100 μ m”。此外，在光波導(dǎo)路的芯寬度、芯高度的測定中使用激光顯微鏡(KEYENCE社制)，在芯中心及光源的偏移量的測定中使用光學(xué)顯微鏡(奧林巴斯社制MX51)。在“表1”中表示以上的測定結(jié)果。表 1
\第 1 芯部的芯寬度 W1 (Um)第2芯部的芯寬度 W2 (Um)芯寬度之比 (W2/W1)在光軸對齊的狀態(tài)下的長邊側(cè)和短邊側(cè)的光量差 m在光軸沒有對齊的狀態(tài)下的長邊側(cè)和短邊側(cè)的光量差+ IOOjUm J — 10O μ m
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)路裝置，其特征在于，該光波導(dǎo)路裝置在沿長方形的面板的邊緣的框部上具有光源和光波導(dǎo)路，該光波導(dǎo)路具有從光源側(cè)的共用部向彼此正交的兩個方向分支的分支狀芯，上述共用部配置于上述框部的角部，上述分支狀芯由第1芯部和第2芯部構(gòu)成，該第1芯部從該共用部沿上述面板的長邊呈直線狀延伸，該第2芯部從上述共用部的分支點呈弧狀彎曲規(guī)定的長度且比該呈弧狀彎曲規(guī)定的長度靠前端側(cè)的部分沿面板的短邊呈直線狀延伸，上述第2芯部的芯部寬度大于上述第1芯部的芯部寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)路裝置，其中，上述第2芯部的芯部寬度(W2)與上述第1芯部的芯部寬度(Wl)的比(W2/W1)為1.5 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)路裝置，其中，在上述分支后的第1芯部及第2芯部上設(shè)有將各個芯部進(jìn)一步細(xì)分的出射路，使得通過上述出射路的光朝向分別與上述第1芯部和上述第2芯部相對的邊出射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光波導(dǎo)路裝置，其中，上述光源配置在上述框部的短邊側(cè)的角部上，使得從該光源向著上述框部的長邊側(cè)發(fā)出的光從上述共用部的端部入射。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光波導(dǎo)路裝置，該光波導(dǎo)路裝置(D1)在沿長方形的面板(P)的邊緣的框部上具有光源(10)和光波導(dǎo)路，該光波導(dǎo)路包括從光源(10)側(cè)的共用部(1a)向彼此正交的兩個方向分支的分支狀芯(1)，上述共用部(1a)配置在上述框部的角部上，上述分支狀芯(1)由從該共用部(1a)沿上述面板(P)的長邊(X)呈直線狀延伸的第1芯部(1b)、和從上述共用部(1a)的分支點(J)呈弧狀彎曲且比從上述共用部(1a)的分支點(J)呈弧狀彎曲的部分靠前端側(cè)的部分沿面板(P)的短邊(Y)呈直線狀延伸的第2芯部(1c)構(gòu)成，第2芯部(1c)的芯寬度(W2)大于第1芯部(1b)的芯寬度(W1)(W1＜W2)。
文檔編號G02B6/125GK102289035SQ20111016616
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者十二紀(jì)行, 長藤昭子 申請人:日東電工株式會社