JP2018141910A - 光導波路、光導波路接続体および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】他の光学部品との間で良好な光結合効率を実現可能な光導波路、かかる光導波路と他の光学部品とが良好な光結合効率で接続されている信頼性の高い光導波路接続体、およびかかる光導波路接続体を備えた信頼性の高い電子機器を提供すること。【解決手段】光導波路１は、コア部１４と、コア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５と、を含むコア層１３と、コア層１３の互いに表裏の関係にある下面（第１主面）および上面１０４（第２主面）のうち下面に積層されている第１クラッド層１１と、を有し、上面１０４のうち側面クラッド部１５に対応する部分１０４５は、コア部１４に対応する部分１０４４よりも突出していることを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、光導波路、光導波路接続体および電子機器に関するものである。

光導波路が形成されているシリコン基板と、光ファイバー等の光配線と、を光学的に接続するとき、これらの間に光導波路を介在させる方法が知られている。光導波路を介在させることにより、シリコン基板における光入出射点を光導波路によって誘導することができるので、機能素子と光配線との光接続を容易に行うことができる。

例えば、特許文献１には、ポリマー上に形成されたポリマー導波路アレイと、シリコンチップ上に形成されたシリコン導波路アレイと、の間において、染み出し光（エバネッセント光）を捉えて光接続するアディアバティック結合によって光接続する構造が開示されている。また、特許文献１には、ポリマー上に形成された凸部とシリコンチップ上に形成された凹部とを組み合わせることにより、双方を自己整列させることが開示されている。これにより、ポリマー導波路アレイとシリコン導波路アレイとを精度よく整列させることができるので、アディアバティック結合において発生する損失を抑えることができる。

特開２０１４−８１５８６号公報

一方、ポリマー導波路アレイとシリコン導波路アレイとを光接続する場合、シリコン導波路アレイをポリマー導波路アレイに対して強く押し付ける必要がある。このため、ポリマー導波路アレイの内部に応力が集中するため、ポリマー導波路の光伝送効率が低下し、結果的に光結合効率が低下することが懸念される。

本発明の目的は、他の光学部品との間で良好な光結合効率を実現可能な光導波路、かかる光導波路と他の光学部品とが良好な光結合効率で接続されている信頼性の高い光導波路接続体、およびかかる光導波路接続体を備えた信頼性の高い電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
（１） コア部と、前記コア部の側面に隣接する側面クラッド部と、を含むコア層と、
前記コア層の互いに表裏の関係にある第１主面および第２主面のうち前記第１主面に積層されている第１クラッド層と、
を有し、
前記第２主面のうち前記側面クラッド部に対応する部分は、前記コア部に対応する部分よりも突出していることを特徴とする光導波路。

（２） 前記コア層は、樹脂材料で構成されている上記（１）に記載の光導波路。
（３） 前記コア部のベースポリマーと前記側面クラッド部のベースポリマーとが同じである上記（２）に記載の光導波路。

（４） さらに、前記第２主面に積層されている第２クラッド層を有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。

（５） 前記第２クラッド層の端面は、前記コア部の端面よりも後退している上記（４）に記載の光導波路。

（６） 前記第２主面において前記コア部が露出している上記（５）に記載の光導波路。

（７） 前記コア層の屈折率分布は、前記コア部の幅方向において屈折率が連続的に変化している分布である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路。

（８） さらに、前記第１クラッド層の前記コア層とは反対側に積層されている支持層を有する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路。

（９） 前記コア部の導波モードは、シングルモードである上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路。

（１０） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光導波路と、
前記光導波路と光学的に接続されている光学部品と、
を有することを特徴とする光導波路接続体。

（１１） 上記（１０）に記載の光導波路接続体を備えることを特徴とする電子機器。

本発明によれば、他の光学部品との間で良好な光結合効率を実現可能な光導波路が得られる。

また、本発明によれば、上記光導波路と他の光学部品とが良好な光結合効率で接続されている信頼性の高い光導波路接続体が得られる。

また、本発明によれば、上記光導波路接続体を備えた信頼性の高い電子機器が得られる。

本発明の光導波路接続体の実施形態を示す斜視図である。 図１に示す光導波路接続体と光ファイバーとを接続する様子を示す斜視図である。 図１に示す光導波路接続体の縦断面図である。 図３に示す光導波路接続体の部分拡大図である。 図４に示す光導波路接続体に含まれる光導波路の上面の平面図である。 図４に示す光導波路接続体を作製する様子を示す縦断面図である。 図４に示す光導波路接続体を示す縦断面図である。 図７に示す光導波路接続体の変形例を示す縦断面図である。

以下、本発明の光導波路、光導波路接続体および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜光導波路接続体＞
まず、本発明の光導波路接続体の実施形態について説明する。

図１は、本発明の光導波路接続体の実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１に示す光導波路接続体と光ファイバーとを接続する様子を示す斜視図であり、図３は、図１に示す光導波路接続体の縦断面図であり、図４は、図３に示す光導波路接続体の部分拡大図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図３、４の上方を「上」、下方を「下」として説明する。

図１に示す光導波路接続体１０は、光導波路１（本発明の光導波路の実施形態）と、光導波路１の端部に設けられた光コネクター５と、光インターポーザー２（光学部品）と、実装基板３と、を有している。

図１に示す光導波路１は、長尺状でかつシート状をなしている。この光導波路１では、長手方向の一端と他端との間で光信号を伝送することができる。

このような光導波路１は、図４に示すように、第１クラッド層１１、コア層１３および第２クラッド層１２が下方からこの順で積層された積層体を備えている。なお、本明細書では、図３、４におけるコア層１３の互いに表裏の関係にある２つの主面のうち、下面を「下面１０３（第１主面）」といい、上面を「上面１０４（第２主面）」ともいう。

また、図５は、図４に示す光導波路接続体に含まれる光導波路の上面の平面図である。図５に示すように、コア層１３には、並列に設けられた８本の長尺状のコア部１４と、各コア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５と、が含まれている。コア部１４は、クラッド部（側面クラッド部１５、第１クラッド層１１および第２クラッド層１２）で囲まれており、コア部１４に光を閉じ込めて伝搬させることができる。すなわち、これらのコア部１４が、光導波路１において光信号を伝送する伝送路として機能する。そして、各コア部１４の右端面１０２は、図２に示す光ファイバー９等が接続されたとき、光導波路１の右端において光信号を入出射させるための光入出射面となる。

一方、コア層１３の上面１０４のうち、左端面１０１近傍の部分（以下、この部分を「左上面１０５」という。）には、第２クラッド層１２が積層されていない。そして、左上面１０５上に光インターポーザー２が接するように設けられている。これにより、左上面１０５において、コア部１４と光インターポーザー２との間でアディアバティック結合が形成される。このアディアバティック結合は、染み出し光（エバネッセント光）を介して光学的に接続されていることをいう。その結果、光導波路１と光インターポーザー２との間で光信号を相互に伝送させることができる。

よって、光導波路接続体１０は、光導波路１と、光導波路１と光学的に接続されている光インターポーザー２と、を有している。

そして、本実施形態に係る光導波路１では、後に詳述するように、コア層１３の上面１０４のうち、側面クラッド部１５に対応する部分が、コア部１４に対応する部分よりも突出している。これにより、光導波路１と光インターポーザー２との接続に伴うコア部１４の光伝送効率の低下が抑制され、結果的に光導波路１と光インターポーザー２との光結合効率をより高めることができる。その結果、信頼性の高い光導波路接続体１０が得られる。

以下、光導波路接続体１０についてさらに詳述する。
（光導波路）
図６は、図４に示す光導波路と光インターポーザー（光学部品）とを積層して光導波路接続体を作製する様子を示す縦断面図である。また、図７は、図４に示す光導波路接続体を示す縦断面図である。なお、図６、７では、説明の便宜のため、図５に示す８本のコア部１４のうち、１本のコア部１４とそれに付随する２本の側面クラッド部１５のみを部分的に図示し、それ以外のコア部１４や側面クラッド部１５については図示を省略している。

コア部１４は、前述したように、クラッド部（側面クラッド部１５、第１クラッド層１１および第２クラッド層１２）で囲まれており、コア部１４に光を閉じ込めて伝搬させることができる。

コア層１３の横断面における屈折率分布は、いかなる分布であってもよい。この屈折率分布は、屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよいが、少なくともコア部１４の幅方向の屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であるのが好ましい。これにより、多少の製造バラツキがあっても光結合損失に影響し難くなるため、製造条件によらずコア部１４の光伝送効率が向上するとともに、光導波路１と光インターポーザー２との光結合効率が向上する。

また、光導波路１やその中に形成されているコア部１４は、それぞれ平面視で直線状であっても曲線状であってもよい。さらに、光導波路１やその中に形成されているコア部１４は、それぞれ途中で分岐または交差していてもよい。

また、コア部１４の横断面形状は特に限定されず、例えば、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよいが、四角形（矩形状）であることにより、コア部１４を形成し易い利点がある。

一方、コア部１４の導波モードは、マルチモードであってもよいが、シングルモードであるのが好ましい。これにより、エバネッセント光を利用したアディアバティック結合にて、高効率で結合できる。また、導波モードがシングルモードである光学部品に対して良好な光結合効率での光接続が可能な光導波路１が得られる。

コア部１４の幅および高さ（コア層１３の厚さ）は、特に限定されないが、それぞれ１〜１５μｍ程度であるのが好ましく、２〜１２μｍ程度であるのがより好ましく、３〜１０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、伝送効率の低下を抑えることができる。また、コア部１４の幅および高さを前記範囲内に設定することにより、コア部１４の導波モードをシングルモードにし易くなる。

また、図５に示すように複数のコア部１４が並列しているとき、コア部１４同士の間に位置する側面クラッド部１５の幅は、特に限定されないものの、０．５〜２５０μｍ程度であるのが好ましく、１〜２００μｍ程度であるのがより好ましく、２〜１２５μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア部１４同士の間で光信号が混在（クロストーク）するのを防止しつつコア部１４の狭ピッチ化を図ることができる。

一方、コア部１４とクラッド部（側面クラッド部１５、第１クラッド層１１および第２クラッド層１２）との屈折率差は、特に限定されないが、０．００１〜０．０５程度であるのが好ましく、０．００２〜０．０２程度であるのがより好ましく、０．００３〜０．０１程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア部１４の伝送効率を十分に高めることができ、信頼性の高い光導波路接続体１０が得られる。すなわち、光導波路接続体１０の低消費電力化、高速化および小型化を図ることができる。また、屈折率差を前記範囲内に設定することにより、コア部１４の導波モードをシングルモードにし易くなる。

また、光導波路１中に形成されるコア部１４の数は、特に限定されないが、１〜１００本程度であるのが好ましい。なお、コア部１４の数が多い場合は、必要に応じて、光導波路１を多層化してもよい。具体的には、図４に示す第２クラッド層１２の上に、さらにコア層とクラッド層とを交互に重ねることによって多層化することができる。

上述したようなコア層１３の構成材料（主材料）としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような成分をベースポリマーとした各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのような各種ガラス材料等が挙げられる。なお、樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料やポリマーアロイであってもよい。

また、第１クラッド層１１および第２クラッド層１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましい。

なお、光導波路１は、樹脂材料で構成されているのが好ましい。これにより、光導波路１は、安価で、かつ、可撓性および軽量性に富んだものとなり、取り扱いや実装作業の容易化が図られる。

また、図４に示す光導波路１は、第２クラッド層１２の上面に積層されているカバー層１７を備えている。

カバー層１７の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂材料、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのような各種ガラス材料等が挙げられる。

カバー層１７の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、カバー層１７は、適度な剛性を有するものとなるため、コア層１３を確実に支持するとともに、外力や外部環境からコア層１３および第２クラッド層１２を確実に保護することができる。
なお、カバー層１７は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。

一方、図４に示す光導波路１は、第１クラッド層１１の下面（コア層１３とは反対側）に積層されている支持層１６を備えている。これにより、コア層１３が支持層１６によって補強されるため、信頼性の高い光導波路１が得られる。

支持層１６の構成材料としては、特に限定されないが、カバー層１７の構成材料として挙げたものから選択可能である。

支持層１６の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜３０００μｍ程度であるのが好ましく、２０〜１５００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、光導波路１が厚くなり過ぎるのを防止しつつ、支持層１６の上述した機能が十分に発揮される。
なお、支持層１６は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。

また、支持層１６と第１クラッド層１１との間、および、カバー層１７と第２クラッド層１２との間には、それぞれ、必要に応じて任意の層が介挿されていてもよい。

一方、コア層１３の上面１０４に積層されている第２クラッド層１２は、必ずしも設けられる必要はなく、省略されてもよい。しかしながら、図４に示すように第２クラッド層１２が設けられることによって、例えば光導波路１が光ファイバーと接続されるとき、光ファイバーとの結合効率が向上するとともに、コア部１４を外力や外部環境から保護することができる。よって、光導波路１の信頼性をより高めることができる。

また、図４に示す光導波路１では、前述したように、コア層１３の上面１０４のうち、左上面１０５には第２クラッド層１２が積層されていない。すなわち、図４に示す光導波路１では、第２クラッド層１２の左端面１２１が、コア層１３の左端面１０１よりも右側に後退している。この第２クラッド層１２の後退により、光導波路１に対して光インターポーザー２を配置するとき、第２クラッド層１２と光インターポーザー２との干渉が避けられることとなる。このため、光導波路１と光インターポーザー２とを配置し易くなり、左上面１０５以外では第２クラッド層１２によってコア部１４を確実に保護しつつ、光導波路１と光インターポーザー２との接続性を高めることができる。

また、コア層１３の上面１０４が露出することによって、コア部１４も露出するため、コア部１４と光インターポーザー２との距離を近づけることができる。これにより、両者の間での光結合効率をより高めることができる。

なお、コア部１４の長手方向における左上面１０５の長さＬ１（図５参照）、すなわち、第２クラッド層１２の左端面１２１が後退している長さＬ１（後退長さＬ１）は、求められる光結合効率に応じて適宜設定されるが、例えばコア部１４の幅に応じて最適化される。具体的には、コア部１４の平均幅を１としたとき、後退長さＬ１は１０〜１００００程度であるのが好ましく、５０〜５０００程度であるのがより好ましい。後退長さＬ１を前記範囲内に設定することにより、光導波路接続体１０の大型化を避けつつ、高い光結合効率を十分に確保することができる。

ここで、コア層１３の上面１０４のうち、側面クラッド部１５に対応する部分１０４５は、図６、７に示すように、コア部１４に対応する部分１０４４よりも上方に向かって（下面１０３とは反対側に向かって）突出している。これにより、光インターポーザー２を光導波路１に対して強く押し付けたとしても、部分１０４５において優先的に光インターポーザー２を受け止めることができるので、コア部１４に応力が集中するのを抑制することができる。その結果、光導波路１における光伝送効率の低下が抑制され、結果的に光導波路１と光インターポーザー２との光結合効率の低下が抑制される。すなわち、他の光学部品との間で良好な光結合効率を実現可能な光導波路１が得られる。

なお、部分１０４５と光インターポーザー２との間は、単に接しているだけであってもよいし、接着剤等を介して固定されていてもよい。

側面クラッド部１５に対応する部分１０４５の突出長さＬ２（図６参照）は、コア部１４の厚さｔに応じて適宜設定されるものの、Ｌ２／ｔが０．０１〜２０％程度であるのが好ましく、０．０５〜１０％程度であるのがより好ましく、０．１〜５％程度であるのがさらに好ましい。Ｌ２／ｔを前記範囲内に設定することにより、光インターポーザー２が光導波路１に対して強く押し付けられたときでも、コア部１４において大きな応力が集中するのを抑制することができる。また、それとともに、コア部１４と光インターポーザー２との離間距離が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。これらの双方により、光導波路１と光インターポーザー２との光結合効率の低下を抑制することができる。

なお、Ｌ２／ｔが前記下限値を下回ると、光インターポーザー２が押し付けられる荷重の大きさによっては、側面クラッド部１５に対応する部分１０４５が突出している効果、すなわち、コア部１４において大きな応力が集中するのを抑制するという効果がほとんど得られないおそれがある。一方、Ｌ２／ｔが前記上限値を上回ると、コア部１４の厚さｔによっては、コア部１４と光インターポーザー２との離間距離が大きくなり過ぎて、光結合効率が低下するおそれがある。

また、コア層１３の上面１０４のうち、側面クラッド部１５に対応する部分１０４５が突出していることによって、コア部１４と光インターポーザー２との間に隙間が形成される。この隙間は何も設けられない空洞であってもよいが、隙間に接着剤等の介在物が設けられていてもよい。

図６、７に示す光導波路接続体１０では、コア部１４と光インターポーザー２との間に接着剤層６が設けられている。この接着剤層６を介して光導波路１と光インターポーザー２とを互いに固定することができる。

なお、接着剤層６は、いかなる方法で形成されたものであってもよく、一例としては、液状の接着剤を塗布する方法、ホットメルト接着剤を用いる方法等が挙げられる。このうち、液状の接着剤を塗布する方法の場合、気泡を巻き込み易いという課題があるが、接着剤を塗布すべき領域が部分１０４４によって適度に分断されることになるため、気泡の巻き込みを抑えることができる。また、気泡を巻き込んだとしても、コア部１４に対して影響を及ぼし難くなる。その結果、気泡の巻き込みに伴う不具合の発生を防止することができる。

接着剤層６に用いられる接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、オレフィン系接着剤、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。

接着剤層６の弾性率は、特に限定されないものの、好ましくは１００〜２００００ＭＰａ程度とされ、より好ましくは３００〜１５０００ＭＰａ程度とされ、さらに好ましくは５００〜１２５００ＭＰａ程度とされ、特に好ましくは１０００〜１００００ＭＰａ程度とされる。接着剤層６の弾性率を前記範囲内に設定することにより、接着剤層６においてある程度荷重を吸収し、コア部１４における応力の集中を緩和するとともに、接着剤層６による十分な接着力を確保する。これにより、より信頼性の高い光導波路接続体１０が得られる。

なお、接着剤層６の弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１２７に規定された方法に準拠し、温度２５℃で測定される。

また、前述した後退長さＬ１は、接着剤層６の長さにも関係する。後退長さＬ１が前記範囲内であることにより、接着剤層６を十分な面積で設けることができるので、光導波路１と光インターポーザー２とを十分な強度で接着することができる。その結果、より信頼性の高い光導波路接続体１０が得られる。

また、コア部１４および側面クラッド部１５は、その構成材料が互いに異なっていてもよいが、双方の構成材料が樹脂材料である場合、ベースポリマーについては互いに同じであるのが好ましい。これにより、コア部１４と側面クラッド部１５との間で、熱膨張率や弾性率等の物性が互いに近似することとなる。その結果、光導波路１が置かれる環境が変化したり、光導波路１が折り曲げられたりした場合でも、コア部１４が変形したり、コア部１４における伝送効率が低下したり、コア部１４と光インターポーザー２との光結合効率が低下したりするのを抑制することができる。また、コア層１３の製造が容易になり、コア部１４の寸法精度を高め易いという利点もある。

なお、ベースポリマーが互いに同じとは、双方の構成材料において配合比が最も多いポリマーに含まれる主要な繰り返し単位の構造が互いに同じであることをいう。

樹脂材料を用いてコア層１３を製造する方法としては、例えば、エネルギーの付与により屈折率が変化する屈折率変調能（例えばフォトブリーチング、モノマーディフュージョン、光異性化、光二量化等による屈折率変調能）を有する組成物を用い、この組成物からなる膜に所望のパターンでエネルギーを付与する方法等が挙げられる。なお、フォトブリーチングとは、エネルギー付与に伴って分子中の結合が切れることにより屈折率が変化する現象であり、モノマーディフュージョンとは、互いに屈折率が異なるポリマーとモノマーとを用い、エネルギー付与に伴って、ポリマー中に分散したモノマーを偏在させて屈折率の分布を形成する現象のことである。

したがって、上述した屈折率変調能を有する組成物を用いることにより、膜中にコア部１４と側面クラッド部１５とを容易かつ精密に形成することができる。すなわち、組成物からなる膜に対してエネルギーを付与する際、エネルギーを付与する領域と付与しない領域とで屈折率差を生じさせることができるので、それによってコア部１４と側面クラッド部１５とを形成することができる。この際、エネルギーを付与する領域と付与しない領域とを明確に分けることにより、２つの領域の間では、屈折率の大きな差が生じる。これにより、同一のベースポリマーで構成された膜中に屈折率分布を形成することができる。

エネルギーを付与する方法としては、例えば、可視光、紫外線、レーザー、電子線等のエネルギー線を照射する方法が挙げられる。

また、エネルギー線の照射に用いる装置としては、マスクを用いて特定の領域にエネルギー線を選択的に照射する装置の他、マスクを用いることなく特定の領域にエネルギー線を選択的に照射する装置（マスクレス照射装置）を用いることができる。マスクレス照射装置では、マスクを用いることなく、高い空間分解能で効率よくエネルギー線を照射することができるので、処理の低コスト化を図ることができ、かつ、異なる照射パターンにも臨機応変に対応することができるため、多品種少量生産が可能になる。

マスクレス照射装置としては、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）のような反射型空間光変調素子、液晶表示素子（ＬＣＤ）のような透過型空間光変調素子といった各種の空間光変調素子を利用したものが挙げられる。

なお、フォトブリーチングによる屈折率変調能を有する組成物としては、例えば、特開２００９−１４５８６７号公報に記載されたコアフィルム材料等が挙げられる。

また、モノマーディフュージョンによる屈折率変調能を有する組成物としては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。

また、光異性化による屈折率変調能を有する組成物としては、例えば、特開２００５−１６４６５０号公報に記載されたノルボルネン系樹脂等が挙げられる。

また、光二量化による屈折率変調能を有する組成物としては、例えば、特開２０１１−１０５７９１号公報に記載された感光性樹脂組成物等が挙げられる。

（光コネクター）
光コネクター５は、図３に示すように、コネクター本体５１と、コネクター本体５１に形成された貫通孔５０と、を備えている。

光導波路１は、接着剤等を介して貫通孔５０の内壁面に接着されている。これにより、光導波路１の端部に対して光コネクター５が固定される。この光コネクター５は、例えば図２に示すような光コネクター９１と係合するように構成されている。これにより、光コネクター５が装着されている光導波路１と光コネクター９１が装着されている光ファイバー９とを光学的に接続することができる。

コネクター本体５１の外形状は、特に限定されず、図１、３に示すような直方体に準じた形状であっても、それ以外の形状であってもよい。また、コネクター本体５１は、各種コネクター規格に準拠した部位を含んでいてもよい。かかるコネクター規格としては、例えば小型（Ｍｉｎｉ）ＭＴコネクター、ＪＩＳ Ｃ ５９８１に規定されたＭＴコネクター、１６ＭＴコネクター、２次元配列型ＭＴコネクター、ＭＰＯコネクター、ＭＰＸコネクター等が挙げられる。

また、光コネクター５は、光コネクター９１と係合するための係合手段等を備えていてもよい。かかる係合手段としては、例えば、ガイドピンおよびガイド孔からなる手段、爪による係止を利用した手段、クリップ、接着剤等が挙げられる。

コネクター本体５１の構成材料としては、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂のような各種樹脂材料、ステンレス鋼、アルミニウム合金のような各種金属材料等が挙げられる。

なお、光コネクター５は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。その場合、光コネクター５を介することなく光ファイバー９に接続されていてもよく、図示しない受発光素子や光インターポーザーに接続されていてもよい。

（実装基板）
実装基板３は、光導波路１、光コネクター５および光インターポーザー２を搭載するための基板である。このような実装基板３を用いることにより、光導波路１や光インターポーザー２を安定して保持することができる。それとともに、実装基板３には、ＬＳＩ（Large-Scale Integration）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の能動部品、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等の受動部品のような電子部品、発光ダイオード、レーザーダイオード、受光センサーのような光部品を混載することができる。これにより、より高機能な光導波路接続体１０を構築することができる。

実装基板３は、絶縁基板３１と導電層３２（電気配線）とを備えている。
このうち、絶縁基板３１としては、絶縁性とハンドリングに適した剛性とを有する基板であれば、いかなるものでも用いられる。具体例としては、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。この他、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたもの、具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等が挙げられる。

また、導電層３２は、絶縁基板３１の内部や表面に設けられる。導電層３２の構成材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀のような金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金等が挙げられる。

なお、実装基板３は、必要に応じて設けられればよく、例えば光導波路１と光インターポーザー２との接続体のみで十分な剛性を有する場合には省略されてもよい。

（光インターポーザー）
光インターポーザー２は、インターポーザー基板２１と、導光部２２と、導電部２３と、バンプ２４と、半導体素子２５と、受発光素子２６と、を備えている。

インターポーザー基板２１は、導光部２２と導電部２３とを混載し得る基板であれば、いかなる基板であってもよい。
導光部２２は、受発光素子２６と光導波路１とを光学的に接続する。すなわち、導光部２２は、受発光素子２６の近傍から光導波路１に当接する領域まで延在するように設けられる。

また、導光部２２は、図６、７に示すように、コア層１３が平面視されたとき、その幅の中心とコア部１４の幅の中心とが一致するように配置されるのが好ましい。このように配置されることで、平面視において双方が重なる面積を最大限に確保し易くなる。これにより、光導波路１と光インターポーザー２との光結合効率をより高めることができる。

なお、導光部２２の幅の中心とコア部１４の幅の中心とが一致しているとは、位置ずれがコア部１４の幅の２０％以下である状態を指す。

さらに、導光部２２の光軸およびコア部１４の光軸は、互いに平行であるのが好ましい。このように配置されることで、平面視において双方が重なる面積を最大限に確保し易くなる。これにより、光導波路１と光インターポーザー２との光結合効率をより高めることができる。

なお、導光部２２の光軸とコア部１４の光軸とが互いに平行であるとは、角度ずれが１°以下である状態を指す。

導電部２３は、半導体素子２５や受発光素子２６とバンプ２４とを電気的に接続する。すなわち、導電部２３は、半導体素子２５や受発光素子２６の近傍からバンプ２４まで延在するように設けられる。

また、半導体素子２５および受発光素子２６は、それぞれ個別の素子である必要はなく、両者が複合された複合素子であってもよい。

以上のような光インターポーザー２を備える光導波路接続体１０は、例えば実装基板３に搭載されたＬＳＩ等の制御素子によって制御され、光信号を送信または受信する光トランシーバーとして機能する。すなわち、制御素子と光ファイバー９との間に介挿され、電気・光変換を担うことにより、例えばチップ間、ボード間、サーバー間の光通信の構築に寄与する。

＜光導波路接続体の変形例＞
次に、本実施形態に係る光導波路接続体の変形例について説明する。

図８は、図７に示す光導波路接続体の変形例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図８の上方を「上」、下方を「下」という。

以下、変形例に係る光導波路接続体について説明するが、以下の説明では図７に示す光導波路接続体との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

図８に示す光導波路接続体１０は、光インターポーザー２が備える導光部２２が、インターポーザー基板２１の下面から突出するように設けられている以外、図７に示す光導波路接続体１０と同様である。

このように突出した導光部２２は、その下面と光導波路１のコア部１４の上面とが接するように配置されている。換言すれば、光導波路１のコア層１３と光インターポーザー２との間に介挿されている接着剤層６を、導光部２２が貫通している。

以上のような光導波路接続体１０であっても、図７に示す光導波路接続体１０と同様の効果を奏する。

なお、突出した導光部２２は、その厚さの全体が突出している必要はなく、厚さの一部のみが突出していてもよい。

また、導光部２２とコア部１４との間は、必ずしも接している必要はなく、例えば薄い接着剤層６やその他の要素が間に介在していてもよい。

また、側面クラッド部１５に対応する部分１０４５の突出長さＬ２（図６参照）は、特に限定されないが、導光部２２の突出長さの５０〜１５０％程度であるのが好ましく、８０〜１２０％程度であるのがより好ましい。部分１０４５の突出長さＬ２と導光部２２の突出長さとの関係を前記範囲内に設定することにより、コア部１４において大きな応力が集中するのを抑制するとともに、導光部２２およびコア部１４を互いにより近接した状態で保持することができる。このため、光導波路１と光インターポーザー２との光結合効率をより高めることができる。

＜電子機器＞
上述したような光導波路接続体１０は、前述したように、光導波路１と光インターポーザー２とが良好な光結合効率で接続され、信頼性の高いものである。したがって、光導波路接続体１０を備えることにより、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器（本発明の電子機器の実施形態）が得られる。

かかる電子機器としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類が挙げられる。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が光導波路接続体１０を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が期待できる。

また、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。

以上、光導波路、光導波路接続体および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、前記実施形態には任意の要素が付加されていてもよいし、前記実施形態に含まれる要素はそれと同等の機能を有する要素に代替されてもよい。

１ 光導波路
２ 光インターポーザー
３ 実装基板
５ 光コネクター
６ 接着剤層
９ 光ファイバー
１０ 光導波路接続体
１１ 第１クラッド層
１２ 第２クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
１６ 支持層
１７ カバー層
２１ インターポーザー基板
２２ 導光部
２３ 導電部
２４ バンプ
２５ 半導体素子
２６ 受発光素子
３１ 絶縁基板
３２ 導電層
５０ 貫通孔
５１ コネクター本体
９１ 光コネクター
１０１ 左端面
１０２ 右端面
１０３ 下面
１０４ 上面
１０５ 左上面
１２１ 左端面
１０４４ 部分
１０４５ 部分
Ｌ１ 後退長さ
Ｌ２ 突出長さ
ｔ 厚さ

Claims (11)

1. コア部と、前記コア部の側面に隣接する側面クラッド部と、を含むコア層と、
   前記コア層の互いに表裏の関係にある第１主面および第２主面のうち前記第１主面に積層されている第１クラッド層と、
   を有し、
   前記第２主面のうち前記側面クラッド部に対応する部分は、前記コア部に対応する部分よりも突出していることを特徴とする光導波路。
2. 前記コア層は、樹脂材料で構成されている請求項１に記載の光導波路。
3. 前記コア部のベースポリマーと前記側面クラッド部のベースポリマーとが同じである請求項２に記載の光導波路。
4. さらに、前記第２主面に積層されている第２クラッド層を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。
5. 前記第２クラッド層の端面は、前記コア部の端面よりも後退している請求項４に記載の光導波路。
6. 前記第２主面において前記コア部が露出している請求項５に記載の光導波路。
7. 前記コア層の屈折率分布は、前記コア部の幅方向において屈折率が連続的に変化している分布である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光導波路。
8. さらに、前記第１クラッド層の前記コア層とは反対側に積層されている支持層を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光導波路。
9. 前記コア部の導波モードは、シングルモードである請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光導波路。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光導波路と、
    前記光導波路と光学的に接続されている光学部品と、
    を有することを特徴とする光導波路接続体。
11. 請求項１０に記載の光導波路接続体を備えることを特徴とする電子機器。

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