JP5278225B2 - 光導波路、光配線、光電気混載基板および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路、光配線、光電気混載基板および電子機器に関する。

近年、光信号を使用してデータを移送する光通信がますます重要になっている。このような光通信において、光信号を、一地点から他地点に導くための手段として、高分子光導波路がある。

この高分子光導波路は、例えば一対のクラッド層と、一対のクラッド層の間に設けられたコア層とを有している。コア層は、線状のコア部とそれを挟み込むようにコア部の両側に設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光信号に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド層およびクラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。

このような高分子光導波路は柔軟性を有しているため、電気回路にて用いられているようなフレキシブル回路基板と同様の応用も期待される。このような応用に高分子光導波路を適用するためには、高分子光導波路にさらなる柔軟性が求められるようになってきた。

この高分子光導波路に柔軟性を付与する手段として、光信号が伝搬するコア部が延びる方向に溝を形成する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、このような手法によっても十分な柔軟性を得ることは困難であった。

国際公開第２００７／００４５７５号

本発明の目的は、十分な柔軟性を有する光導波路を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、上述したような光導波路を有する光配線、光電気混載基板および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）〜（１５）に記載の本発明により達成される。
（１）第１クラッド層と、光が伝搬する第１コア部と該第１コア部よりも屈折率の低い第１クラッド部とを有する第１コア層と、第２クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第１光導波路用部材と、
第３クラッド層と、光が伝搬する第２コア部と該第２コア部よりも屈折率の低い第２クラッド部とを有する第２コア層と、第４クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第２光導波路用部材と、
前記第２クラッド層と前記第３クラッド層とが隣接するように前記第１光導波路用部材と前記第２光導波路用部材とを部分的に接合する接合部と、を有し、平面視で四角形をなす光導波路であって、
当該光導波路を湾曲させた際に、前記第２クラッド層と前記第３クラッド層の接合されていない部分が互いに摺動可能に積層されており、
前記第１光導波路用部材の厚さをｒ［ｍｍ］とし、前記コア部の延在方向に隣接する前記接合部同士の前記コア部の延在方向に沿った離隔距離をＡ［ｍｍ］とし、当該光導波路を前記延在方向に湾曲させたときの曲率半径をＲ［ｍｍ］としたとき、Ａ≧π（Ｒ＋ｒ）の関係を満たすよう、前記第１光導波路用部材を内側にした状態で前記延在方向に湾曲させて用いられるものであり、
前記接合部は、少なくとも当該光導波路の４つの各角部に設けられており、前記延在方向および前記延在方向に直交する方向にそれぞれ屈曲性を有していることを特徴とする光導波路。
（２）前記接合部は、さらに、前記コア部の延在方向における前記角部同士の中間部に設けられている上記（１）に記載の光導波路。
（３）前記接合部は、その形状が平面視で前記延在方向に長軸を持つ長方形をなしている上記（１）または（２）に記載の光導波路。
（４）第１クラッド層と、光が伝搬する第１コア部と該第１コア部よりも屈折率の低い第１クラッド部とを有する第１コア層と、第２クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第１光導波路用部材と、
第３クラッド層と、光が伝搬する第２コア部と該第２コア部よりも屈折率の低い第２クラッド部とを有する第２コア層と、第４クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第２光導波路用部材と、
前記第２クラッド層と前記第３クラッド層とが隣接するように前記第１光導波路用部材と前記第２光導波路用部材とを部分的に接合する接合部と、を有し、平面視で四角形をなす光導波路であって、
当該光導波路を湾曲させた際に、前記第２クラッド層と前記第３クラッド層の接合されていない部分が互いに摺動可能に積層されており、
前記第１光導波路用部材の厚さをｒ［ｍｍ］とし、前記コア部の延在方向に隣接する前記接合部同士の前記コア部の延在方向に沿った離隔距離をＡ［ｍｍ］とし、当該光導波路を前記延在方向に湾曲させたときの曲率半径をＲ［ｍｍ］としたとき、Ａ≧π（Ｒ＋ｒ）の関係を満たすよう、前記第１光導波路用部材を内側にした状態で前記延在方向に湾曲させて用いられるものであり、
前記接合部は、前記延在方向の両端部またはその近傍に設けられており、かつ、その形状が、当該光導波路の前記接合部以外の部分が平面視で平行四辺形となるような形状をなしていることを特徴とする光導波路。
（５）前記接合部は、その形状が平面視で台形をなしている上記（４）に記載の光導波路。
（６）前記曲率半径は、０．５〜２０ｍｍである上記（５）に記載の光導波路。
（７）当該光導波路の厚さは、５〜１００μｍである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路。
（８）前記接合部は、接着剤で構成されているものである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路。
（９）前記接着剤の厚さは、０．１〜５０μｍである上記（８）に記載の光導波路。
（１０）前記第１コア層の厚さが３０μｍ以下であり、かつ前記第１クラッド層および前記第２クラッド層の厚さがそれぞれ１０μｍ以下である上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光導波路。
（１１）前記第２コア層の厚さが３０μｍ以下であり、かつ前記第３クラッド層および前記第４クラッド層の厚さがそれぞれ１０μｍ以下である上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の光導波路。
（１２）前記第１コア部および前記第２コア部に、同一の光源から発せられた光が入射されるように用いられるものである上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の光導波路。
（１３）上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の光導波路を備えたことを特徴とする光配線。
（１４）電気配線と、上記（１３）に記載の光配線とを、有することを特徴とする光電気混載基板。
（１５）上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の光導波路を備えたことを特徴とする電子機器。

本発明によれば、十分な柔軟性を有する光導波路を得ることができる。
また、本発明によれば上述したような光導波路を用いた性能の優れる光配線、光電気混載基板および電子機器を得ることができる。

本発明の光導波路の一例を示す断面図である。 コア層の一例を模式的に示す上面図である。 コア層の一例を模式的に示す上面図である。 本発明の光導波路の一例を示す平面透視図である。 本発明の光導波路の一例を示す平面透視図である。 本発明の光導波路の一例を示す平面透視図である。 本発明の光導波路の一例を示す平面透視図である。 本発明の光導波路に光信号を入射する状態を示す模式図である。

以下、本発明の光導波路、光配線、光電気混載基板および電子機器について説明する。
本発明の光導波路は、第１クラッド層と、光が伝搬する第１コア部と該第１コア部よりも屈折率の低い第１クラッド部とを有する第１コア層と、第２クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第１光導波路用部材と、第３クラッド層と、光が伝搬する第２コア部と該第２コア部よりも屈折率の低い第２クラッド部とを有する第２コア層と、第４クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第２光導波路用部材とを有し、前記第１光導波路用部材と前記第２光導波路用部材とが、前記第２クラッド層および前記第３クラッド層が隣接するように部分的に接合されている接合部を有することを特徴とする。
また、本発明の光配線は、上記に記載の光導波路を備えたことを特徴とする。
また、本発明の光電気混載基板は、電気配線と、上記に記載の光配線とを、有することを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、上記に記載の光導波路を備えたことを特徴とする。

（光導波路）
まず、光導波路の第１実施形態について、好適な図面に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の光導波路の一例を示す断面図である。
光導波路１００は、第１光導波路用部材１と、第２光導波路用部材２とを、有し、かつ第１光導波路用部材１と、第２光導波路用部材２とは、接着剤で部分的に接合される接合部３を有している。このように、本発明の光導波路１００は、第１光導波路用部材１と、第２光導波路用部材２とを部分的に接合する接合部３を有していることを特徴とする。このように、第１光導波路用部材１と第２光導波路用部材２とを全面的に接合するのでは無く、部分的に接合することにより第１光導波路用部材１と第２光導波路用部材２との間に間隙４を付与したものである。この間隙４の存在により、光導波路１００が屈曲された際に、第１光導波路用部材１と第２光導波路用部材２とが間隙４で摺動可能となる。それによって、第１光導波路用部材１と第２光導波路用部材２の全面が接合されているのに対して、部分的に接合されている場合には圧縮応力、引っ張り応力等の応力が残留しにくくなっている。

以下、各構成部材について説明する。
第１光導波路用部材１は、第１クラッド層１１と、光が伝搬する第１コア部１２１と第１コア部１２１よりも屈折率の低い第１クラッド部１２２とを有する第１コア層１２と、第２クラッド層１３とがこの順に積層されている。

第１クラッド層１１は、第１コア部１２１よりも屈折率が低くなっている。このような第１クラッド層１１を構成する材料としては、第１コア部１２１よりも屈折率が低いものを用いれば良く、特に限定されない。具体的には低屈折率のアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、環状・非環状炭化水素系樹脂のような有機系材料の他、シリコン等の無機系材料、あるいは有機・無機ハイブリッド型の材料等が挙げられる。
また、第１コア層１２との密着性を考慮すると、第１クラッド層１１を構成する材料は、第１コア層１２を構成する材料と同じ種類の材料であることが好ましい。例えば第１コア層１２を構成する材料がアクリル系樹脂の場合、第１クラッド層１１を構成する材料も構造の異なるアクリル系樹脂が好ましい。また、第１コア層１２を構成する材料が環状オレフィン系樹脂（特には、ノルボルネン系樹脂）の場合には、第１クラッド層１１を構成する材料も構造の異なる環状オレフィン系樹脂（特には、ノルボルネン系樹脂）が好ましい。

このような第１クラッド層１１の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ以下であることが好ましく、特に１〜５μｍであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に耐屈曲性を向上することができる。

第１コア層１２は、図２に示すように光が伝搬する第１コア部１２１と、第１コア部１２１よりも屈折率が低い第１クラッド部１２２とを有している。
第１コア部１２１は、側面を第１クラッド部１２２で囲まれており、第１コア層１２の長手方向（図２中の矢印Ａ方向）に延在している。
このような第１コア層１２を得る方法としては、予め第１コア部１２１を形成した後に、その周囲を第１クラッド部１２２で囲む方法、第１コア層１２を形成するためのフィルムに紫外線等の活性エネルギ線を照射することにより、フィルム中に構造変調を生じさせ第１コア部１２１と、第１クラッド部１２２とを形成する方法等が挙げられる。

このような第１コア層１２を構成する材料は、第１コア層１２を得る方法によって異なる。例えば予め第１コア部１２１を形成した後に、その周囲を第１クラッド部１２２で囲む方法の場合、第１コア部１２１を構成する材料に関する制限は少なく、第１コア部１２１と第１クラッド部１２２との屈折率が異なるようなものを選択すれば良い。
また、第１コア層１２を形成するためのフィルムに紫外線等の活性エネルギ線を照射することにより、フィルム中に構造変調を生じさせ第１コア部１２１と、第１クラッド部１２２とを形成する方法の場合、フィルムを構成する材料として、活性エネルギ線の照射により、照射部の構造が変化するものを選択する必要がある。このように活性エネルギ線の照射により構造が変化するものとしては、照射により分子の一部が脱離するようなもの、照射により重合反応が開始するもの等が挙げられる。具体的には、ポリシラン等のように光開裂反応を起こし得る材料、光反応開始剤（例えば、光酸発生剤、光塩基発生剤、光ラジカル発生剤およびそれらと組み合わせて使用する増感剤）の各種添加剤を含むレジスト材料等に用いられるものが挙げられる。また、構造が変化するものとしては、側鎖に反応性官能基を有する環状脂肪族ポリマー等も好適に用いられる。例えば側鎖に反応性官能基を有するポリノルボルネンやその共重合体などが挙げられる。反応性官能基としては例えば活性光線の照射により構造改変や脱離、架橋反応を起こすもの等が挙げられる。

このような第１コア層１２の厚さは、特に限定されないが、３０μｍ以下であることが好ましく、特に１０〜２０μｍであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に耐屈曲性を向上することができる。

第２クラッド層１３は、前述した第１クラッド層１１と同様のものを用いることができる。
第２クラッド層１３は、第１コア部１２１よりも屈折率が低くなっている。このような第２クラッド層１３を構成する材料としては、第１コア部１２１よりも屈折率が低いものを用いれば良く、特に限定されない。具体的には低屈折率のアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、環状・非環状炭化水素系樹脂のような有機系材料の他、シリコン等の無機系材料、あるいは有機・無機ハイブリッド型の材料等が挙げられる。
また、第１コア層１２との密着性を考慮すると、第２クラッド層１３を構成する材料は、第１コア層１２を構成する材料と同じ種類の材料であることが好ましい。例えば第１コア層１２を構成する材料がアクリル系樹脂の場合、第２クラッド層１３を構成する材料も構造の異なるアクリル系樹脂が好ましい。また、第１コア層１２を構成する材料が環状オレフィン系樹脂（特には、ノルボルネン系樹脂）の場合には、第２クラッド層１３を構成する材料も構造の異なる環状オレフィン系樹脂（特には、ノルボルネン系樹脂）が好ましい。

このような第２クラッド層１３の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ以下であることが好ましく、特に１〜５μｍであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に耐屈曲性を向上することができる。

また、第１クラッド層１１と第２クラッド層１３とは、厚さが同じであっても異なっていても良いが、異なる場合には第２クラッド層１３の方が薄くなる方が好ましい。これにより、第１光導波路用部材１の第１コア部１２１と第２光導波路用部材２の第２コア部２２１をその接合端面において出来るだけ接近させることが可能になるため、端面における光学結合損失を出来るだけ低減することが可能となる。さらに、屈曲の方向が予め規定されている場合には、所定の方向に屈曲する場合の屈曲耐性を選択的に改良することが可能になる一方で、光導波路層の総厚を可能な範囲で厚くすることにより、光導波路層の機械的強度（破壊強度）の低下を出来るだけ予防することが可能となる。

このように第１光導波路用部材１の第１コア部１２１は、その周囲を屈折率の低い第１クラッド部１２２、第１クラッド層１１および第２クラッド層１３で囲まれている。したがって、第１コア部１２１に進入した光が第１コア部１２１内で全反射を繰り返して光信号を伝送することが可能となっている。

第２光導波路用部材２は、第３クラッド層２１と、光が伝搬する第２コア部２２１と第２コア部２２１よりも屈折率の低い第２クラッド部２２２とを有する第２コア層２２と、第４クラッド層２３とがこの順に積層されている（図１）。

第３クラッド層２１および第４クラッド層２３は、それぞれ第２コア部２２１よりも屈折率が低くなっている。このような第３クラッド層２１および第４クラッド層２３を構成する材料は、上述した第１クラッド層１１や第２クラッド層１３と同様のものを用いることができる。

このような第３クラッド層２１および第４クラッド層２３の厚さは、特に限定されないが、それぞれ１０μｍ以下であることが好ましく、特に１〜５μｍであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に耐屈曲性を向上することができる。

第２コア層２２は、図３に示すように光が伝搬する第２コア部２２１と、第２コア部２２１よりも屈折率が低い第２クラッド部２２２とを有している。
第２コア部２２１は、側面を第２クラッド部２２２で囲まれており、第２コア層２２の長手方向（図２中の矢印Ａ方向）に延在している。
このような第２コア層２２を得る方法としては、上述した第１コア層１２を得るのと同様の方法で得ることができる。

このような第２コア層２２の厚さは、特に限定されないが、３０μｍ以下であることが好ましく、特に１０〜２０μｍであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に耐屈曲性を向上することができる。

このように第２光導波路用部材２においても第２コア部２２１は、その周囲を屈折率の低い第２クラッド部２２２、第３クラッド層２１および第４クラッド層２３で囲まれている。したがって、第２コア部２２１に進入した光が第２コア部２２１内で全反射を繰り返して光信号を伝送することが可能となっている。

本発明の光導波路１００は、上述したような第１光導波路用部材１と、第２光導波路用部材２とが、第２クラッド層１３および第３クラッド層２１とが隣接するように接合部３によって部分的に接合されている（図１中では、コア部が延在している方向の両端部が接合されている）。これにより、第１光導波路用部材１と、第２光導波路用部材２との間には間隙４が形成される。この間隙４により第１光導波路用部材１と第２光導波路用部材２との摺動が容易となり屈曲性（特に耐屈曲性）を向上することができる。

第２クラッド層１３および第３クラッド層２１の接合されていない部分は、光導波路１００を湾曲させた際に、第２クラッド層１３と第３クラッド層２１とが摺動可能に積層されていることが好ましい。これにより、耐屈曲性をより向上することができる。

このような接合部３は、例えば接着剤を用いることができる。接合部３の厚さは、ほぼ間隙４の厚さと同じとなるが、この接合部３の厚さは、特に限定されないが、０．１〜５０μｍが好ましく、特に０．５〜２μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に製造容易性や接合部での密着強度およびその経時安定性に優れる。

接合部３に用いる接着剤としては、例えば各種エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤が好適に用いられ、これらは熱硬化性、光硬化性、速乾性のいずれであっても良く、あるいは適度な密着強度およびその経時安定性に優れるものであれば非硬化型の粘着剤であっても構わない。また密着強度を改良する目的で、各種プライマーも好適に使用しても良い。

この接合部３の離隔距離は、特に限定されないが、図４に示すようにコア部の延在方向に沿って湾曲して用いられ、その湾曲状態で内側に配置される第１光導波路用部材１の厚さをｒ［ｍｍ］とし、前記コア部の延在方向に隣接する接合部３同士の離隔距離をＡ［ｍｍ］とし、光導波路１００を曲率半径Ｒ［ｍｍ］に湾曲して用いられるとき、Ａ≧π（Ｒ＋ｒ）を満たすような条件で用いられるものであることが好ましい。これにより、光導波路１００を上述したような曲率半径Ｒで湾曲して用いる際の耐屈曲性を特に向上することができる。

前記曲率半径（Ｒ）は、特に限定されないが、０．５〜２０ｍｍであることが好ましく、特に１〜１８ｍｍが好ましい。このような厳しい条件での湾曲に対しても耐屈曲性を維持することができる。

光導波路１００の厚さは、特に限定されないが、５〜１００μｍが好ましく、特に１０〜３０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、耐屈曲性に加えて、光伝搬特性にも優れる。

第１実施形態では、コア部が延在している方向の両端側が接合されている場合について説明したが、これに限定されず、一方の端部側のみが接合されているものでも良い。
また、コア部が延在している方向の両端部近傍が接合されている場合でも良い。
また、光導波路１００の上下面にカバーフィルムを有していても良い。
また、第１実施形態では、第１光導波路用部材と第２光導波路用部材とが積層された場合について説明したが、第３光導波路用部材、第４光導波路用部材等が、さらに積層されても良い。

＜第２実施形態＞
次に、図５を用いて第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
第２実施形態における光導波路１００では、接合部３が平面視で四角形（コア部の延在方向を長辺とする長方形、特に帯状）の光導波路１００の４つの各角部５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄに接合部が設けられている。これにより、コア部の延在方向のみならず、コア部の延在方向と直交する方向に対しても屈曲性を向上させることができる。
なお、第２実施形態では、４つの角部（５ａ〜５ｄ）の全部に接合部３が設けられているものについて例示したがこれに限定されず。２つの角部（例えば、５ａと５ｃ）、３つの角部に接合部３が設けられる形態であっても構わない。
また、この第２実施形態に示す光導波路１００も図４に示すような形態で湾曲された際に、前述したＡ≧π（Ｒ＋ｒ）の条件を満たすことが好ましい。

＜第３実施形態＞
次に、図６を用いて第３実施形態について説明するが、前述した第２実施形態との相違点を中心に説明する。
第３実施形態における光導波路１００では、接合部３が平面視で四角形（コア部の延在方向を長辺とする長方形、特に帯状）の光導波路１００の４つの各角部（５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄ）と、コア部が延在する方向の角部の中間部（５ａと５ｄの中間部および５ｂと５ｃの中間部）と、に接合部が設けられている。これにより、コア部の延在方向のみならず、コア部の延在方向と直交する方向に対しても屈曲性を向上させることができることに加えて、第１光導波路用部材１と第２光導波路用部材２とが捩れることを防止することができる。また、第１光導波路用部材１と第２光導波路用部材２同士の摺動摩擦による光導波路用部材の破損を防止することもできる。
なお、第３実施形態では、接合部３が各角部（５ａ〜５ｄ）に加えて、各角部の両方の中間部（５ａと５ｄの中間部および５ｂと５ｃの中間部）に設けられているものについて説明したが、これに限定されず、いずれか一方のみの中間部に接合部３が設けられるものでも良い。
また、第２実施形態および第３実施形態では、接合部３が各角部（５ａ〜５ｄ）と、長辺側の各角部の両方の中間部（５ａと５ｄの中間部および５ｂと５ｃの中間部）に接合部３が設けられるものについて説明したが、これに限定されず、接合部３が各角部（５ａ〜５ｄ）の短辺側の中間部（例えば、５ａと５ｂの中間部、５ｃと５ｄの中間部）に設けられても良い。

＜第４実施形態＞
次に、図７を用いて第４実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
第４実施形態における光導波路１００では、接合部３１がコア部の延在方向の一端部に設けられている。
接合部３１の一端部３１１は、光導波路１００の短辺方向の幅全域に渡って設けられている。接合部３１の他端部３１２は、接合部３の幅（コア部の延在方向の長さ）が徐々に変化している。すなわち、接合部３１の上側（図７中の上側）の長さＬ１と、下側（図７中の下側）の長さＬ２の関係が、Ｌ１＜Ｌ２となっている。これにより、光導波路１００を下側に捻って湾曲させる場合の耐屈曲性に優れる。
接合部３１と同様に、光導波路１００では他端部にも接合部３２が設けられている。接合部３２の一端部３２１は、光導波路１００の短辺方向の幅全域に渡って設けられている。接合部３２の他端部３２２は、接合部３２の幅（コア部の延在方向の長さ）が、接合部３１と反対側の方向で徐々に変化している。すなわち、接合部３２の上側（図７中の上側）の長さＬ３と、下側（図７中の下側）の長さＬ４の関係が、Ｌ３＞Ｌ４となっている。
また、Ｌ１とＬ４の長さがほぼ等しくなっており、Ｌ３とＬ４の長さがほぼ等しくなっている。これにより、接合部３１以外の部分が平行四辺形の形状をなし、所定方向に光導波路１００を捻って湾曲させやすくなっている。
なお、第４実施形態では、接合部３１と接合部３２の両方ともが一端側の幅が徐々に変化する場合について説明したが、これに限定されず、片方だけであっても良い。

以上のような実施形態１ないし４に記載の光導波路１００は、光源を有する一端側から光信号を入射させ、第２コア部２２１内部を全反射して他端部から光信号を出射する。この場合の光導波路と光源との好ましい関係について図８を用いて説明する。なお、光導波路１００としては、第１実施形態で説明したものを例に挙げて説明する。
図８に示す光導波路１００は、一方の端部（図８中の右側）から、同一の光源６から発生された光が、第１コア部１２１および第２コア部２２１に、それぞれ入射されるようになっている。このように、同一の光源６から第１コア部１２１および第２コア部２２１の両方に光を入射するためには、それぞれのコア部およびクラッド部が薄くなっていることが好ましい。このように、厚さ方向に同一の光源６から第１コア部１２１および第２コア部２２１の両方に光を入射することによって、入射端部では通常の１本のコア部で構成する場合と比較しても本願発明のコア部は２本に分かれてはいるが、その断面積を同じものとすることができ、信号の伝達量は通常の１本のコア部を有する光導波路と、本願発明の光導波路とで同等にできる。さらに、本願発明の光導波路は、屈曲動作に関与する部分の厚さを薄くすることができるので、通常の１本のコア部を有する光導波路と同等の信号伝達能力を保持したまま、光導波路の屈曲性を向上することができる。

また、信号伝達の信頼性を向上することもできる。すなわち、何らかの理由で２本のコア部の内の１本の機能が損なわれたとしても他のコア部により信号の伝達が確保されるため、信号伝達が完全に損なわれるのを低減することができる。
従来の光導波路では、図８に示すような光導波路が個々の部材に分けられること無く一体となって構成されているものであった。これに対して、図８に示す本発明の光導波路は、第１光導波路用部材１および第２光導波路用部材２を、部分的に接合し、かつそれぞれの厚さを薄くしている。これにより、同一の光源６からの光を伝達できるようになり、それによって従来の光導波路と同等の機能を保持しながら耐屈曲性を向上することができるものである。なお、厚さ方向には上述したような同一の光源からの信号を第１コア部１２１および第２コア部２２１に入射されるようにしているが、幅方向にも同様の条件で上下のコア部に入射する単一の光源が備えられていても良い。この場合、幅方向においては、伝達する信号が異なっていても構わない。また、幅方向の複数のコア部を単一の光源で信号を伝達する場合であっても構わない。

本発明の光導波路１００は、上述した第１実施形態ないし第４実施形態のものを２つ以上組み合わせたものでも良い。

ところで、このような本発明の光導波路は、例えば光通信用の光配線に用いることができる。
また、この光配線は、既存の電気配線とともに基板上に混載されることにより、いわゆる「光電気混載基板」を構成することができる。かかる光電気混載基板では、例えば、光配線（光導波路のコア部）で伝送された光信号を、光デバイスにおいて電気信号に変換し、電気配線に伝達する。これにより、光配線の部分で、従来の電気配線よりも高速かつ大容量の情報伝送が可能になる。したがって、例えばＣＰＵやＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間をつなぐバス等に、この光電気混載基板を適用することにより、システム全体の性能を高めるとともに、電磁ノイズの発生を抑制することができる。
なお、かかる光電気混載基板は、例えば、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等、大容量のデータを高速に伝送する電子機器類に搭載することが考えられる。

１ 第１光導波路用部材
１１ 第１クラッド層
１２ 第１コア層
１２１ 第１コア部
１２２ 第１クラッド部
１３ 第２クラッド層
２ 第２光導波路用部材
２１ 第３クラッド層
２２ 第２コア層
２２１ 第２コア部
２２２ 第２クラッド部
２３ 第４クラッド層
３ 接合部
３１ 接合部
３１１ 一端部
３１２ 他端部
３２ 接合部
３２１ 一端部
３２２ 他端部
４ 間隙
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 角部
６ 光源
１００ 光導波路

Claims (15)

1. 第１クラッド層と、光が伝搬する第１コア部と該第１コア部よりも屈折率の低い第１クラッド部とを有する第１コア層と、第２クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第１光導波路用部材と、
   第３クラッド層と、光が伝搬する第２コア部と該第２コア部よりも屈折率の低い第２クラッド部とを有する第２コア層と、第４クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第２光導波路用部材と、
   前記第２クラッド層と前記第３クラッド層とが隣接するように前記第１光導波路用部材と前記第２光導波路用部材とを部分的に接合する接合部と、を有し、平面視で四角形をなす光導波路であって、
   当該光導波路を湾曲させた際に、前記第２クラッド層と前記第３クラッド層の接合されていない部分が互いに摺動可能に積層されており、
   前記第１光導波路用部材の厚さをｒ［ｍｍ］とし、前記コア部の延在方向に隣接する前記接合部同士の前記コア部の延在方向に沿った離隔距離をＡ［ｍｍ］とし、当該光導波路を前記延在方向に湾曲させたときの曲率半径をＲ［ｍｍ］としたとき、Ａ≧π（Ｒ＋ｒ）の関係を満たすよう、前記第１光導波路用部材を内側にした状態で前記延在方向に湾曲させて用いられるものであり、
   前記接合部は、少なくとも当該光導波路の４つの各角部に設けられており、前記延在方向および前記延在方向に直交する方向にそれぞれ屈曲性を有していることを特徴とする光導波路。
2. 前記接合部は、さらに、前記コア部の延在方向における前記角部同士の中間部に設けられている請求項１に記載の光導波路。
3. 前記接合部は、その形状が平面視で前記延在方向に長軸を持つ長方形をなしている請求項１または２に記載の光導波路。
4. 第１クラッド層と、光が伝搬する第１コア部と該第１コア部よりも屈折率の低い第１クラッド部とを有する第１コア層と、第２クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第１光導波路用部材と、
   第３クラッド層と、光が伝搬する第２コア部と該第２コア部よりも屈折率の低い第２クラッド部とを有する第２コア層と、第４クラッド層とがこの順に積層されてなる可撓性を有する第２光導波路用部材と、
   前記第２クラッド層と前記第３クラッド層とが隣接するように前記第１光導波路用部材と前記第２光導波路用部材とを部分的に接合する接合部と、を有し、平面視で四角形をなす光導波路であって、
   当該光導波路を湾曲させた際に、前記第２クラッド層と前記第３クラッド層の接合されていない部分が互いに摺動可能に積層されており、
   前記第１光導波路用部材の厚さをｒ［ｍｍ］とし、前記コア部の延在方向に隣接する前記接合部同士の前記コア部の延在方向に沿った離隔距離をＡ［ｍｍ］とし、当該光導波路を前記延在方向に湾曲させたときの曲率半径をＲ［ｍｍ］としたとき、Ａ≧π（Ｒ＋ｒ）の関係を満たすよう、前記第１光導波路用部材を内側にした状態で前記延在方向に湾曲させて用いられるものであり、
   前記接合部は、前記延在方向の両端部またはその近傍に設けられており、かつ、その形状が、当該光導波路の前記接合部以外の部分が平面視で平行四辺形となるような形状をなしていることを特徴とする光導波路。
5. 前記接合部は、その形状が平面視で台形をなしている請求項４に記載の光導波路。
6. 前記曲率半径は、０．５〜２０ｍｍである請求項５に記載の光導波路。
7. 当該光導波路の厚さは、５〜１００μｍである請求項１ないし６のいずれかに記載の光導波路。
8. 前記接合部は、接着剤で構成されているものである請求項１ないし７のいずれかに記載の光導波路。
9. 前記接着剤の厚さは、０．１〜５０μｍである請求項８に記載の光導波路。
10. 前記第１コア層の厚さが３０μｍ以下であり、かつ前記第１クラッド層および前記第２クラッド層の厚さがそれぞれ１０μｍ以下である請求項１ないし９のいずれかに記載の光導波路。
11. 前記第２コア層の厚さが３０μｍ以下であり、かつ前記第３クラッド層および前記第４クラッド層の厚さがそれぞれ１０μｍ以下である請求項１ないし１０のいずれかに記載の光導波路。
12. 前記第１コア部および前記第２コア部に、同一の光源から発せられた光が入射されるように用いられるものである請求項１ないし１１のいずれかに記載の光導波路。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の光導波路を備えたことを特徴とする光配線。
14. 電気配線と、請求項１３に記載の光配線とを、有することを特徴とする光電気混載基板。
15. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の光導波路を備えたことを特徴とする電子機器。

Images