CN1973225A - 薄膜光波导和其制造方法以及电子设备装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄膜光波导和其制造方法以及电子设备装置。准备形成有凹槽(25)的下包层(26)和平坦的上包层(30)。在下包层(26)上涂布折射率大于下包层(26)的聚合物粘接剂(27)。该聚合物粘接剂(27)是硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa且在官能团中包含氢键基团的聚合物的、由单体和低聚物构成的前驱体与聚合引发剂的混合物。此外，所谓氢键基团是指羰基、氨基、亚氨基、羟基。然后用上包层(30)延展聚合物粘接剂(27)以使聚合物粘接剂(27)产生效果，由此成形芯(28)，并且通过聚合物粘接剂(27)使下包层(26)与上包层(30)接合，从而制造出包层之间的分界面不易发生剥离的薄膜光波导。

Description

薄膜光波导和其制造方法以及电子设备装置

技术领域

本发明涉及薄膜光波导及其制造方法。此外，本发明还涉及使用所述薄膜光波导的电子设备装置。

背景技术

近年来，可高速进行大容量数据通信的光通信技术的进步非常显著，其光通信网也持续扩大。光通信技术虽然应用在如横穿国土的长距离通信或地域内的中距离通信中，但在通信距离很短的情况下，也应用于设备内部或设备间的光信号传送等。

在移动用设备或小型设备等中，由于各种部件配置密集，因此，必须要曲折地穿过部件间的狭窄的缝隙进行布线。因此，作为电气布线，广泛采用的是柔性印刷电路布线板。同样，为了进行设备内部或设备间等短距离的光信号传送，希望有柔性的薄膜光波导。特别是具有在移动用小型设备的内部的狭窄的空间内进行光波导布线的情况，或者将薄膜光波导连接到可动部上的情况，因此要求弯曲性能高、且能反复弯曲的聚合物薄膜光波导。

薄膜光波导是将上包层粘合于在上表面上形成有芯的下包层上而形成的，作为聚合物薄膜光波导的材料，大多采用光损失很小，薄膜加工容易的氟化聚酰亚氨(例如，专利文献1)。

但是，在上包层和下包层都由氟化聚酰亚氨形成的薄膜光波导的情况下，由于氟所具有的防水性(撥水性)，因此上包层和下包层之间的分界面的贴紧力很弱。因此，在这样的薄膜光波导中，当使薄膜光波导弯曲时，存在上包层和下包层之间的分界面容易剥离的问题。此外，在薄膜光波导应用于反复弯曲和形状恢复的这样的用途的情况下，要求将上包层和下包层的分界面之间贴紧的材料，相对于分界面的因弯曲和形状恢复而引起的变形具有跟随性。

专利文献1：日本专利公报特开平7-239422号

发明内容

本发明是鉴于如上所述的技术问题而提出的，其目的在于提供一种包层之间的分界面不易发生剥离的薄膜光波导及其制造方法。

本发明涉及的薄膜光波导，是在一对包层之间形成有芯的薄膜光波导，其中，所述包层之间通过树脂接合起来，所述树脂的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，并且在其前驱体的官能团中包含氢键基团。此处，所谓氢键基团，是指羰基、氨基、亚氨基、羟基。

在本发明薄膜光波导中，由于通过在前驱体的官能团中包含氢键基团的树脂使包层之间接合起来，因此，该树脂通过氢键基团与各包层的分界面氢键键合，从而使两个包层以很高的贴紧力接合起来。因此，包层之间不易发生剥离。特别是即使薄膜光波导弯曲，薄膜光波导中也不易发生剥离。此外，由于本发明的薄膜光波导通过1,000MPa以下这种很小的弯曲弹性模量的树脂进行接合，因此，可以提高薄膜光波导弯曲或者形状恢复时分界面处的跟随性。

本发明涉及的第一薄膜光波导的制造方法，其特征在于，该第一薄膜光波导的制造方法包括以下工序：成形形成有芯充填用的凹槽的第一包层的工序；成形第二包层的工序；以及使用树脂将第一包层的形成有所述凹槽的面与第二包层粘合起来，并同时通过所述树脂在所述凹槽内形成芯的工序，其中，所述树脂的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，在其前驱体的官能团中包含氢键基团，而且该树脂的折射率高于所述两个包层。此处，所谓氢键基团，是指羰基、氨基、亚氨基、羟基。

在本发明的第一薄膜光波导的制造方法中，由于通过在前驱体的官能团中包含氢键基团的树脂使包层之间接合起来，因此，该树脂通过氢键基团与各包层的分界面进行氢键键合，从而使两包层以很高的贴紧力接合。因此，在包层之间不易发生剥离。特别是即使薄膜光波导弯曲，在薄膜光波导中也不易发生剥离。此外，由于通过1,000MPa以下这种很小的弯曲弹性模量的树脂进行接合，因此，在利用该制造方法制造的薄膜光波导中，可以提高弯曲或者形状恢复时分界面处的跟随性。此外，在该制造方法中，由于能够在同一工序中一次性完成包层之间的接合以及芯的成形，因此，可以简化薄膜光波导的制造工序。

本发明涉及的第二薄膜光波导的制造方法，其特征在于，该第二薄膜光波导的制造方法包括以下工序：成形形成有芯充填用的凹槽的第一包层的工序；在第一包层的所述凹槽内形成弯曲弹性模量为1,000MPa以下的芯的工序；成形第二包层的工序；以及使用树脂将第一包层和第二包层粘合起来的工序，其中，所述树脂的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，在其前驱体的官能团中包含氢键基团，而且该树脂的折射率低于所述芯。此处，所谓氢键基团，是指羰基、氨基、亚氨基、羟基。

在本发明的第二薄膜光波导的制造方法中，由于通过在前驱体的官能团中包含氢键基团的树脂使包层之间接合起来，因此，该树脂通过氢键基团与各包层的分界面氢键键合，从而使两包层以很高的贴紧力接合。因此，在各包层之间不易发生剥离。特别是即使薄膜光波导弯曲，薄膜光波导中也不易发生剥离。此外，由于通过1,000MPa以下这种很小的弯曲弹性模量的树脂进行接合，因此，在利用该制造方法制造的薄膜光波导中，可以提高弯曲或者形状恢复时分界面处的跟随性。此外，在该制造方法中，由于芯的弯曲弹性模量也很小、为1,000MPa以下，因此，可以进一步提高弯曲性能。

本发明涉及的第三薄膜光波导的制造方法，其特征在于，该第三薄膜光波导的制造方法包括以下工序：成形形成有芯充填用的凹槽的第一包层的工序；在第一包层的所述凹槽内形成芯的工序；向第一包层和所述芯上供给树脂，通过剥离性良好的模具面按压所述树脂，使所述树脂在第一包层和所述芯与模具面之间延展的工序，其中，所述树脂的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，在其前驱体的官能团中包含氢键基团，而且该树脂的折射率低于所述芯；以及在使所述树脂硬化以通过所述树脂形成第二包层后，将所述模具面从第二包层剥离的工序。此处，所谓氢键基团，是指羰基、氨基、亚氨基、羟基。

在本发明的第3薄膜光波导的制造方法中，由于通过在前驱体的官能团中包含氢键基团的树脂使包层之间接合起来，因此，该树脂通过氢键基团与各包层的分界面氢键键合，从而使两包层以很高的贴紧力接合。因此，在各包层之间不易发生剥离。特别是即使薄膜光波导弯曲，在薄膜光波导中也不易发生剥离。此外，由于通过1,000MPa以下这种很小的弯曲弹性模量的树脂进行接合，因此，在利用该制造方法制造的薄膜光波导中，可以提高弯曲或者形状恢复时分界面处的跟随性。此外，在该制造方法中，由于能够在同一工序中一次性完成包层之间的接合以及第二包层的成形，因此，可以简化薄膜光波导的制造工序。

本发明涉及的薄膜光波导模块的特征在于，所述薄膜光波导模块构成为：以光学结合的方式配置本发明涉及的薄膜光波导、与投光元件或受光元件，并使它们一体化。

根据本发明涉及的薄膜光波导模块，由于可以获得不易发生剥离的薄膜光波导，因此，在将该光波导装置应用在具有如铰链部那样的转动部分的电子设备装置中的情况下，即使转动部分反复转动，薄膜光波导也不易发生剥离，可以提高薄膜光波导模块的耐久性。

本发明涉及的第一电子设备装置，其是通过转动部分将一个部件与另一个部件可自由转动地连接起来的折叠式电子设备装置，其特征在于，将本发明涉及的薄膜光波导以通过所述转动部分的方式布线在一个部件与另一个部件之间。

根据本发明涉及的电子设备装置，由于可以获得不易发生剥离的薄膜光波导，因此在将该光波导装置应用在具有如铰链部那样的转动部分的电子设备装置中的情况下，即使使转动部分反复转动，薄膜光波导也不易发生剥离，可以提高电子设备装置的耐久性。

本发明涉及的第二光波导装置，其是在设备主体中具有移动部的电子设备装置，其特征在于，使所述移动部和所述设备主体通过本发明第一方面或第二方面所述的薄膜光波导光学结合。

根据本发明涉及的薄膜光波导，由于可以获得不易发生剥离的薄膜光波导，因此，在将该光波导装置应用在具有移动部的电子设备装置的情况下，即使薄膜光波导随着移动部的动作反复变形，也不易发生剥离，可以提高电子设备装置的耐久性。

并且，本发明的以上说明过的结构要素，在可能的范围内可以任意地进行组合。

附图说明

图1(a)～图1(d)是说明在本发明的实施例1中，到成形下包层为止的工序的概略截面图。

图2(a)～图2(d)是说明在本发明的实施例1中，到成形上包层为止的工序的概略截面图。

图3(a)～图3(e)是说明在本发明的实施例1中，到将上包层和下包层粘合起来、制作出薄膜光波导为止的工序的概略截面图。

图4是表示用作包层材料的弹性体的前驱体的单体和低聚物中包含的基的一部分的化学式。

图5是表示氢键基团的种类的图。

图6(a)～图6(e)是表示本发明的实施例2中的薄膜光波导的制造工序的概略截面图。

图7(a)～图7(d)是表示本发明的实施例3中的薄膜光波导的制造工序的概略截面图。

图8是表示本发明的实施例4的单向通信用薄膜光波导模块的平面图。

图9是放大表示图8所示的薄膜光波导模块的一部分的概略截面图。

图10(a)是示意性地表示芯因拉伸力而变形的薄膜光波导的图，图10(b)是示意性地表示芯因拉伸力而引起的变形减小的薄膜光波导的图。

图11是表示本发明的实施例4的双向通信用薄膜光波导模块的平面图。

图12是作为本发明的实施例5的移动电话机的立体图。

图13是表示上述移动电话机的电路结构的概略图。

图14是示意性地表示通过薄膜光波导连接上述的移动电话机的显示部侧和操作部侧的状况的立体图。

图15是表示本发明的实施例5的其它移动电话机的结构的概略图。

图16(a)是表示移动电话机内的薄膜光波导扭转时的状况的图，图16(b)是放大表示沿图16(a)中的X-X线的截面的图。

图17是表示薄膜光波导的扭转区域的长度αW的说明图。

图18是表示薄膜光波导的扭转区域的长度与其宽度之比α，与要求的弹性模量的极限值之间的关系的图。

图19(a)和图19(b)是表示本发明的实施例5的另一移动电话机的结构的概略图，图19(a)是表示折叠为两折的状态的图，图19(b)是表示打开后的状态的图。

图20是作为本发明的实施例6的打印机的立体图。

图21是表示上述打印机的电路结构的概略图。

图22(a)和图22(b)是表示打印机的打印头移动时薄膜光波导变形的状况的立体图。

图23是作为本发明的实施例7的硬盘装置的立体图。

标号说明

21：基板22：包层材料23：压模；24：凸形图案；25：凹槽；26：下包层；27：聚合物粘接剂；28：芯；30：上包层；31：基板；32：基板；33：压模；34：基板；35：薄膜光波导；36：薄膜光波导；37：薄膜光波导。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施例详细进行说明。但是，本发明当然并不仅限于以下的实施例。

实施例1

图1、图2和图3是说明本发明的实施例1的薄膜光波导的制造方法的概略截面图。当进行本发明涉及的薄膜光波导的制造时，如图1所示，在基板21上成形下包层26。即，首先，准备玻璃基板等具有透光性的平坦的基板21。如图1(a)所示，在该基板21上涂布包层材料22。在该实施例1中所用的包层材料22，是聚合引发剂与包含如图4所示的基的聚氨酯单体和聚氨酯低聚物的混合物，是在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体的前驱体，此外，该包层材料22为紫外线硬化型材料。

然后，如图1(b)所示，将压模(成形模具)23从上方压靠在包层材料22上，对压模23施加压力，将包层材料22在基板21与压模23之间延展成较薄，以使包层材料22的膜厚变薄。由于在压模23的下表面形成有用于在下包层26上形成凹槽25的凸形图案24，因此，在由压模23按压的包层材料22的上表面形成凹槽25。接着，如图1(c)所示，通过基板21从下表面对包层材料22照射紫外线能量，以使包层材料22硬化。

在包层材料22硬化而成形了下包层26之后，如图1(d)所示，使压模23从下包层26分离。当分离压模23时，在下包层26的上表面通过凸形图案24成形有凹槽25。

另一方面，如图2所示，在另一基板32上成形上包层30。即，如图2(a)所示，在玻璃基板等具有透光性的平坦的基板32上涂布包层材料22。该包层材料22，是聚合引发剂与包含如图4所示的基的聚氨酯单体和聚氨酯低聚物的混合物，是在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体的前驱体。接着，如图2(b)所示，将平板状的压模33压靠在包层材料22上，对压模33施加压力，将包层材料22在基板32与压模33之间延展成较薄，以使包层材料22的膜厚较薄。然后，如图2(c)所示，通过基板32向包层材料22照射紫外线能量使包层材料22硬化。在包层材料22硬化而成形上包层30之后，如图2(d)所示，使压模33从上包层30分离。当分离压模33时，在基板32上成形有上表面平坦的上包层30。

于是，如图3(a)所示，将在上表面形成有凹槽25的下包层26成形在基板21上，如图3(b)所示，在将上表面平坦的上包层30成形在基板32上之后，如图3(c)所示，在下包层26上涂布在硬化后的折射率高于下包层26和上包层30的紫外线硬化型的聚合物粘接剂27。此处所用的聚合物粘接剂27是聚合引发剂与在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa并在官能团中包含氢键基团的聚合物的、由单体和低聚物构成的前驱体的混合物。此外，所谓氢键基团是用图5所示的化学式表示的羰基、氨基、亚氨基、羟基。

然后，与基板32一起使上包层30上下翻转，使上包层30的上表面朝下，将上包层30重叠到聚合物粘接剂27上。接着，从上包层30的上方对聚合物粘接剂27施加100kg程度的按压力，将聚合物粘接剂27夹在下包层26与上包层30之间并将其延展成较薄。

接下来，如图3(d)所示，通过基板21或32向聚合物粘接剂27照射紫外线能量以使聚合物粘接剂27硬化，通过聚合物粘接剂27，在凹槽25内形成芯28，同时使上包层30与下包层26接合。最后，将表面和背面的基板32、21分别从上包层30、下包层26上剥离使其薄膜化，从而获得如图3(e)所示的薄膜光波导35。

在这样的薄膜光波导35中，由于下包层26和上包层30的弯曲弹性模量为很小的1,000MPa，而且，下包层26和上包层30通过用压模23、33按压而使厚度变薄，因此，弯曲性能得以提高。

在用压模加压而使膜厚变薄了的如图3(a)所示的下包层26、和如图3(b)所示的上包层30中，由于压力总是从同一方向作用，因此向彼此相同的方向产生内部应力(或者残余力矩)。因此，在下包层26和上包层30中，产生使图3(a)和图3(b)中的上表面侧成为凹部的方向的翘曲。当如图3(c)所示那样使上包层30上下翻转地对该下包层26和上包层30进行粘合时，由于上包层30中产生的内部应力和下包层26的内部应力相互抵消，因此，在作为粘合体的薄膜光波导35中很难发生翘曲。

另外，在该实施例中，由于能够同时进行芯28的成形以及包层26、30的接合，因此，薄膜光波导35的制造效率升高。

此外，在这样制作的薄膜光波导35中，使用如上所述的聚合物粘接剂27来粘接上包层30与下包层26。由于在聚合物粘接剂27的官能团中包含如图5那样种类的氢键基团，因此，上包层30的分界面与下包层26的分界面通过聚合物粘接剂27的氢键基团氢键键合，在上包层30与下包层26之间可获得很高的贴紧力。此外，由于聚合物粘接剂27在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa以下这样很小的值，因此，在薄膜光波导35弯曲或形状恢复时，可以顺利地跟随上包层30与下包层26的分界面的变形。从而，根据该实施例1，薄膜光波导35针对弯曲或形状恢复时的剥离能够保持强度，此外，可以提高相对于弯曲或者形状恢复的跟随性。

例如，对实施例1的薄膜光波导35的试制样品来说，薄膜光波导35能够弯曲到使曲率半径为3mm。此外，即使反复20万次使薄膜光波导35弯曲，分界面也没有发生剥离。

此外，作为上包层30和下包层26的包层材料22，在使用弯曲弹性模量为500MPa的弹性体的情况下，所获得的薄膜光波导35可弯曲到使其曲率半径为2mm，即使反复20万次使薄膜光波导35弯曲，分界面也没有发生剥离。进而，当使用弯曲弹性模量为200MPa的包层材料22时，所获得的薄膜光波导35可弯曲到使其曲率半径为1mm，即使反复20万次使薄膜光波导35弯曲，分界面也没有发生剥离。即使聚合物粘接剂27的弯曲弹性模量为1,000MPa，反复弯曲次数的极限值与弯曲弹性模量较小的情况相比也没有变化，其原因在于，与上下包层30、26的厚度相比，由于由聚合物粘接剂27形成的粘接层的厚度很薄，因此可以确保跟随性。

并且，在上述实施例的图1所示的工序中，在用压模23成形下包层26的凹槽25之后，在凹槽25中充填聚合物粘接剂27而形成了芯28，但凹槽25也可以通过蚀刻等形成。此外，也可以通过蚀刻或光刻法等，在上表面平坦的下包层26上形成山脊形的芯。此外，在本实施例中，使用的是紫外线硬化型的聚合物粘接剂27，但也可以使用：通过加热而硬化的粘接剂(热硬化型粘接剂)；如果硬化时间很短，通过空气中或分界面表面的水分而开始聚合的粘接剂；通过隔离空气而开始聚合的粘接剂(厌气性粘接剂)。

此外，上包层30和下包层26也可以使用除上述包层材料22(弹性体)之外的材料。例如，除上述弹性体以外，可以采用能弯曲到使曲率半径为3mm左右以下的聚合物作为包层材料22。

实施例2

图6是说明本发明的实施例2的薄膜光波导的制造方法的图。图6(a)所示的下包层26是这样的部件：通过与实施例1的图1(a)～图1(d)相同的工序，当成形下包层26、并且在下包层26的上表面形成下包层26后，由在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa以下、且折射率高于下包层26的聚合物，在下包层26内形成芯28。此外，图6(b)所示的上包层30通过与图2(a)～图2(d)相同的工序成形。

于是，在准备好具有如图6(a)所示的芯28的下包层26、以及如图6(b)所示的上包层30之后，如图6(c)所示，在下包层26和芯28上涂布折射率低于芯28的聚合物粘接剂27，然后与基板32一起使上包层30上下翻转，并将其重叠到聚合物粘接剂27上，在下包层26和上包层30之间夹入聚合物粘接剂27，并将其延展得较薄。并且，该聚合物粘接剂27，是聚合引发剂与在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa且在官能团中包含氢键基团的聚合物的、由单体和低聚物构成的前驱体的混合物。

然后，如图6(d)所示，通过基板21或32向聚合物粘接剂27照射紫外线能量，使聚合物粘接剂27硬化，通过聚合物粘接剂27使上包层30和下包层26接合起来。最后，将表面和背面的基板32、21分别从上包层30、下包层26剥离使其薄膜化，从而获得如图6(e)所示的薄膜光波导36。

对于这样的薄膜光波导36，也可获得与实施例1的薄膜光波导35相同的效果。

实施例3

图7(a)～图7(d)是说明本发明的实施例3的薄膜光波导的制造方法的图。在实施例3中，通过实施例2的与图1同样的工序，在基板21上形成具有凹槽25的下包层26。此处所用的紫外线硬化型的包层材料22，是聚合引发剂与包含如图4所示的基的聚氨酯单体和聚氨酯低聚物的混合物，是在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa以下的弹性体的前驱体。接着，如图7(a)所示，在凹槽25内形成芯28。然后，如图7(b)所示，在下包层26和芯28上涂布折射率低于芯28的聚合物粘接剂27。该聚合物粘接剂27，是聚合引发剂与在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa且在官能团中包含氢键基团的聚合物的、由单体和低聚物构成的前驱体的混合物。

然后，如图7(c)所示，用由硅酮等构成的剥离性良好的基板34的平坦的模具面，按压聚合物粘接剂27并施加100kg程度的压力，从而将聚合物粘接剂27夹入下包层26与基板34之间，并使其延展得较薄。接下来，通过基板21或34向聚合物粘接剂27照射紫外线能量以使聚合物粘接剂27硬化，通过聚合物粘接剂27，成形上包层30并同时使上包层30和下包层26接合起来。最后，将表面和背面的基板32、21分别从上包层30、下包层26剥离使其薄膜化，从而获得如图7(d)那样的薄膜光波导37。

在这样的薄膜光波导37中，由于通过聚合物粘接剂27成形上包层30，因此，能够一次性完成成形上包层30的工序、和使下包层26与上包层30接合的工序，从而可以简化薄膜光波导37的制造工序。

此外，由于上包层30由高贴紧力的聚合物粘接剂27形成，因此，可以增大上包层30和下包层26的分界面之间的粘接力，从而可以防止分界面的剥离。另一方面，用于通过聚合物粘接剂27成形上包层30的基板34具有高剥离性，因此可以使基板34容易地从上包层30剥离。

并且，可以说实施例3是没有上包层30的薄膜光波导37，其通过在用聚合物粘接剂27粘接下包层26与基板34之后，剥离具有高剥离性的基板34制作而成。

此外，在上述实施例1～3中，作为用于形成下包层和上包层的包层材料，使用了如上所述的弹性体，但作为该包层材料，也可以使用聚酰亚氨等具有较强抗弯强度的材料。若通过在硬化后的弯曲弹性模量为1,000MPa、且在其前驱体的官能团中包含氢键基团的树脂，来将两个包层接合起来，则作为包层材料，即使使用聚酰亚氨等具有较强的抗弯强度的材料，也可以获得贴紧力很大、不易发生剥离的薄膜光波导。

实施例4

图8是表示本发明的实施例4的单向通信用薄膜光波导模块的平面图。图9是放大表示其一部分的概略截面图。该薄膜光波导模块91构成为：通过将本发明涉及的薄膜光波导96的两端，分别与安装在一块布线电路板92上的投光元件93、以及安装在另一块布线电路板94上的受光元件95连接，来通过薄膜光波导96将两块布线电路板92、94之间连接起来。

在发送侧的布线电路板92上安装有驱动用IC 97，以及如VCSEL(垂直腔面发射激光器)那样的面发光式投光元件93。投光元件93的光射出方向为与布线电路板92的上表面大致垂直的方向。如图9所示，薄膜光波导96的一端部被切割成45°的角度，薄膜光波导96的所述一端部固定在支承台98上，并且该一端部与布线电路板92平行，而且切割成45°的面100朝向斜上方。而且，芯28的被切割成45°的面100位于从投光元件93射出的光线的光轴上。

此外，在接收侧的布线电路板94上安装有放大用IC99和受光元件95。薄膜光波导96的另一端部也被切割成45°的角度，薄膜光波导96的所述另一端部固定在支承台(未图示)上，并且该另一端部与布线电路板94平行，而且切割成45°的面朝向斜上方。受光元件95位于芯28的被切割成45°的面的正下方。

从而，当输入到驱动用IC97中的电信号转换成光信号(调制光)、并且该光信号从投光元件93射出时，从投光元件93出来的光从薄膜光波导96的下表面进入芯28内。进入芯28内的光信号在芯28的被切割成45°的面上发生全反射，由此，该光信号将其行进方向转向与芯28的长度方向大致平行的方向，从而该光信号与芯28结合。

这样，结合在薄膜光波导96的一端的光信号在芯28内传播并到达薄膜光波导96另一端。到达薄膜光波导96的另一端的光，在芯28的被切割成45°的面上发生全反射，并因此从薄膜光波导96的另一端朝向下方射出，由受光元件95受光。由受光元件95受光后的光信号转换成电信号，电信号通过放大用IC99放大后，从布线电路板94输出到外部。

在这样的薄膜光波导模块91中，布线电路板92和布线电路板94不必一定要设置在同一平面上，即使布线电路板92和布线电路板94设置在任意的平面上，通过使薄膜光波导96柔软地弯曲，也能够使光信号从布线电路板92侧传播到布线电路板94侧。

但是，当这样分别设置通过薄膜光波导96连接的布线电路板92和布线电路板94时，有时会对薄膜光波导96施加机械拉伸力。在本发明的薄膜光波导模块91中，由于使上下包层30、26的弯曲弹性模量很小为1,000MPa以下，因此，如图10(a)所示，仅施加很小的拉伸力，薄膜光波导模块91就会伸长，薄膜光波导模块91的宽度就会变窄。此时，若芯28的弯曲弹性模量与上下包层30、26的弯曲弹性系数相等，则芯28也会同样地伸长，其芯径会变细，其芯截面也会变形，因而在芯28中传播的光信号的模式就会变化，使得光信号的传送特性劣化。

因此，在该薄膜光波导模块91中，使芯28的弯曲弹性模量大于上下包层30、26的弯曲弹性模量。即，使上下包层30、26的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，并且使芯28的弯曲弹性模量大于上下包层30、26的弯曲弹性模量。其结果，上下包层30、26的刚性低于芯28，而且，由于芯28没有直接固定在布线电路板92、94上，因此，即使在薄膜光波导96上施加机械拉伸力等，如图10(b)所示，拉伸力也会被上下包层30、26吸收。从而，可以减小芯28的变形，可以抑制薄膜光波导96的传送特性的劣化。

此外，在薄膜光波导96扭转的情况下，虽然因芯径或芯截面形状而导致薄膜光波导96的传送特性劣化，但对于该点，将通过与移动电话机的关联关系在后面论述。

另外，在上述实施例中，对单向通信用薄膜光波导模块91进行了说明，但也可以是双向通信用薄膜光波导模块。例如，图11所示的双向通信用薄膜光波导模块101的两块布线电路板92、94都安装有：驱动兼放大用IC102，其具有驱动用IC和放大用IC的功能；投光元件93；以及受光元件95。并且，作为薄膜光波导，使用2芯的薄膜光波导103，通过一个芯28连接布线电路板92的投光元件93和布线电路板94的受光元件95，通过另一个芯连接布线电路板94的投光元件93和布线电路板92的受光元件95。从而，根据该薄膜光波导模块101，输入到任一个布线电路板92或94中的电信号，都可以通过薄膜光波导模块101作为光信号进行传播，并从另一个布线电路板94或92恢复为电信号后输出。

此外，在上述实施例中，对通过薄膜光波导连接发光元件和受光元件的薄膜光波导模块进行了说明，但也可以通过将薄膜光波导的两端连接到安装在电路板上的光连接器上，来连接电路板之间。

实施例5

下面，对使用本发明涉及的薄膜光波导的应用例(实施例5)进行说明。以下所用的薄膜光波导51并不仅限于此前图示过的只具有1个芯的薄膜光波导，其可以平行地布线有多个芯，或者也可以是芯分叉的薄膜光波导。图12是表示可折叠为两折的折叠式移动电话机41的立体图，图13是其概略结构图。移动电话机41的结构为通过铰链部48将显示部44和操作部47可自由转动地连接起来，所述显示部44具有液晶显示面板42和数字照相机43；所述操作部47具有数字键盘等键盘面板45和天线46。数字照相机43设置在液晶显示面板42的背面侧。此外，在显示部44内安装有外部存储器49，在操作部47内安装有集成电路(LSI)50，该集成电路50用于执行通信功能或接收来自键盘面板45的输入而执行各功能。

从而，操作部47内的集成电路50与显示部44内的液晶显示面板42、数字照相机43、以及显示部44之间，需要进行信号的发送和接收。在本实施例5的移动电话机41中，如图13所示，为了连接操作部47侧和显示部44侧，使用了本发明涉及的薄膜光波导51。即，通过薄膜光波导51来连接操作部47内的集成电路50与显示部44内的液晶显示面板42、数字照相机43、以及外部存储器49，从而能够以光信号进行发送和接收。

为了实现这样的结构，薄膜光波导51必须通过铰链部48。在本实施例5中，作为为了实现该目的的结构，如图14所示，使用了这样的结构：在铰链部48中使薄膜光波导51弯曲为螺旋状。要制作这样的薄膜光波导51，只要在制造出平的薄膜光波导51后，将平的薄膜光波导51卷绕在指示杆等上，使其打卷即可。由于本发明涉及的薄膜光波导51能够以很小的曲率半径弯曲，因此，即使这样对其赋予螺旋状的形状，薄膜光波导51也没有破损的危险。

于是，根据这样的实施例5，在移动电话机41内的有限的空间中，可以实现高速、大容量的通信。此外，由于本发明的薄膜光波导51弯曲性能高，因此，即使反复开闭移动电话机41，薄膜光波导51破损的可能性也很小。而且，由于在铰链部48中使薄膜光波导51形成为螺旋状，因此，即使开闭移动电话机41，在铰链部48中也很难有大的载荷作用于薄膜光波导51，因而，薄膜光波导51的耐久性进一步提高。

并且，移动电话机41并不仅限于显示部44和操作部47为双折叠的电话机，也可以是显示部44在与操作部47平行的面内转动的折叠式电话机。

图15所示的是表示移动电话机111的不同示例的概略图。该移动电话机111就成为双轴旋转式移动电话机。即，显示部44和操作部47通过铰链部48能够折叠成两折，也能够展开。并且，显示部44通过铰链部112能够绕与铰链部48的轴向垂直的轴线方向转动。

在移动电话机111的内部，在容纳在操作部47内的布线电路板113上设置有光连接器114，在容纳在显示部44内的布线电路板115上设置有光连接器116。设置在薄膜光波导51的一端的光连接器117与光连接器114结合，设置在薄膜光波导51的另一端的光连接器118与光连接器116结合，通过薄膜光波导51，操作部47的布线电路板113与显示部44的布线电路板115被连接起来。并且，在打开显示部44和操作部47的状态下，薄膜光波导51大致笔直地连接布线电路板113与布线电路板115之间。

于是，在该移动电话机111中，当将显示部44和操作部47折叠为两折时，使薄膜光波导51弯曲，另外，当通过铰链部112使显示部44转动时，薄膜光波导51扭转。这里，由于薄膜光波导51的上下包层30、26的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，因此，薄膜光波导51通过很小的外力就可容易地弯曲或扭转。

但是，由于芯28的弯曲弹性模量大于上下包层30、26的弯曲弹性模量，因此，即使薄膜光波导51被拉伸或扭转，芯径或芯形状也不易发生变化，因而薄膜光波导51的传送特性不易劣化。即，当薄膜光波导51如图16(a)那样扭转时，如图16(b)所示，薄膜光波导51产生变形，芯28也产生变形，因而，薄膜光波导51的传送特性可能劣化。但是，当芯28的弯曲弹性模量大于上下包层30、26的弯曲弹性模量时，即使薄膜光波导51扭转，芯形状也不易发生变化，因此，薄膜光波导51的传送特性不易劣化(有关薄膜光波导51被拉伸的情况下的芯形状变形等引起的传送特性的劣化，与已经进行的说明相同)。

考虑图17所示的扭转了的薄膜光波导51，设薄膜光波导51的宽度为W，设薄膜光波导51的全长之中产生扭转的部分的长度为α×W。当考虑移动电话机111内的布线空间时，α的值最好尽可能地小。但是，当α的值小于大约1时可知：扭转的薄膜光波导51的形状产生畸变，其传送特性劣化。因而，最好使α的值尽可能地接近1来减小薄膜光波导51占用的布线空间。

α的值与上下包层30、26要求的弯曲弹性模量的极限值之间，存在图18所示的关系。由此可知：为了使α的值接近1，只要使上下包层30、26的弯曲弹性模量在大致250MPa以下即可。

另一方面，当减小α的值时，扭转的反作用力就会变大，由此，两端的连接器117、118被拉伸，可能从布线电路板113的光连接器114和布线电路板115的光连接器116脱开。在通常的光连接器等中，要求不要施加0.5kgf以上的载荷，为此，只要使薄膜光波导51的弯曲弹性模量为250MPa以下就足够了。这样，通过使薄膜光波导51的上下包层30、26的弯曲弹性模量为250MPa以下，能够在不发生光连接器117、118的连接不良的情况下减小α的值使其接近1。

并且，为了减小因光缆的扭转而产生的应力，还有在光缆上设置富余长度部的方法。但是，若设置富余长度部，则在铰链部中需要具有用于容纳该富余长度部的空间，因此，铰链部变大，进而存在妨碍移动电话机小型化的问题。与此相对，如果是该移动电话机111那样的结构，则即使薄膜光波导51在铰链部112内产生扭转，铰链部112也不会变大。

此外，在薄膜光波导51不卷绕成螺旋状，而且不是双轴旋转式的移动电话机的情况下，如图19(a)和图19(b)所示，可以进一步减小铰链部48。在这样的移动电话机中，如图19(b)所示，当处于展开显示部44和操作部47的状态时，薄膜光波导51为没有松弛的自然长度，但如图19(a)所示，当折叠显示部44时，由于薄膜光波导51卷绕在铰链部48上，薄膜光波导51上被施加拉伸力。但是，在该情况下，如果使芯28的弯曲弹性模量小于上下包层30、26的弯曲弹性模量，则如在图10(a)和图10(b)中说明过的那样，可以减小芯28的变形，从而可以减弱薄膜光波导51的传送特性的劣化。

实施例6

图20是本发明的实施例6，是打印机61的立体图。在喷墨式打印机或点阵式打印机中，打印头62固定在支承部65上，支承部65沿导杆63左右移动。此外，打印信息从打印机主体64发送至打印头62中。

在该实施例6中，由于从打印机主体64向打印头62发送打印信息，因此，如图21所示，通过本发明涉及的薄膜光波导51将打印机主体64内的控制部66与打印头62连接起来。当打印机的打印质量提高、点阵密度(dpi)变大，而且打印速度为高速时，从打印机主体64发送到打印头62的信号量也急剧增大，但通过使用薄膜光波导51，就可以向打印头62高速地发送大容量的信号。

此外，如图22(a)和图22(b)所示，当打印头62左右高速移动时，伴随该移动，薄膜光波导51折弯的部位也发生移动，会施加很大的载荷，但在本发明的薄膜光波导51中，由于其弯曲性能很高，因此，可以提高薄膜光波导51的耐久性。

实施例7

图23是本发明的实施例7，是硬盘装置71的立体图。在该硬盘装置71中，在硬盘72的附近设置有数据读取头驱动装置73，从数据读取头驱动装置73伸出的读取头74的前端与硬盘72的表面对置。此外，在安装有控制电路的电路板75上连接有薄膜光波导51的一端，薄膜光波导51的另一端部通过读取头74的基部并与读取头74的前端的光学元件连接。该薄膜光波导51具有这样的功能：当读取存储在硬盘72中的数据时，或者写入时，在电路板75与读取头74之间传送该数据(光信号)。

存储在硬盘装置71中的数据的大容量化正不断发展。另一方面，在作为现有的数据传输通道使用的柔性印刷电路板中，传送密度存在极限，为了应用于大容量化的硬盘装置的数据传输通道，只有增加柔性印刷电路板的块数，或者使其大型化的方法，因此，在弯曲性能或尺寸上存在问题。但是，如果使用薄膜光波导51，则能够实现具有弯曲性、而且小型和大容量的数据传输通道。

Claims (7)

1.一种薄膜光波导，其是在一对包层之间形成有芯的薄膜光波导，其中，

所述包层之间通过树脂接合起来，所述树脂的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，并且在其前驱体的官能团中包含氢键基团。

2.一种薄膜光波导的制造方法，其包括以下工序：

成形形成有芯充填用的凹槽的第一包层的工序；

成形第二包层的工序；以及

使用树脂将第一包层的形成有所述凹槽的面与第二包层粘合起来，并同时通过所述树脂在所述凹槽内形成芯的工序，其中，所述树脂的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，在其前驱体的官能团中包含氢键基团，而且该树脂的折射率高于所述两个包层。

3.一种薄膜光波导的制造方法，其包括以下工序：

成形形成有芯充填用的凹槽的第一包层的工序；

在第一包层的所述凹槽内形成弯曲弹性模量为1,000MPa以下的芯的工序；

成形第二包层的工序；以及

使用树脂将第一包层和第二包层粘合起来的工序，其中，所述树脂的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，在其前驱体的官能团中包含氢键基团，而且该树脂的折射率低于所述芯。

4.一种薄膜光波导的制造方法，其包括以下工序：

成形形成有芯充填用的凹槽的第一包层的工序；

在第一包层的所述凹槽内形成芯的工序；

向第一包层和所述芯上供给树脂，通过剥离性良好的模具面按压所述树脂，使所述树脂在第一包层和所述芯与模具面之间延展的工序，其中，所述树脂的弯曲弹性模量为1,000MPa以下，在其前驱体的官能团中包含氢键基团，而且该树脂的折射率低于所述芯；以及

在使所述树脂硬化以通过所述树脂形成第二包层后，将所述模具面从第二包层剥离的工序。

5.一种薄膜光波导模块，其特征在于，

所述薄膜光波导模块构成为：以光学结合的方式配置权利要求1所述的薄膜光波导、与投光元件或受光元件，并使它们一体化。

6.一种电子设备装置，其是通过转动部分将一个部件与另一个部件可自由转动地连接起来的折叠式电子设备装置，其特征在于，

将权利要求1所述的薄膜光波导以通过所述转动部分的方式布线在一个部件与另一个部件之间。

7.一种电子设备装置，其是在设备主体中具有移动部的电子设备装置，其特征在于，

使所述移动部和所述设备主体通过权利要求1所述的薄膜光波导光学结合。

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