JP7176351B2 - 光導波路、接着層付き光導波路および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路、接着層付き光導波路および電子機器に関するものである。

光導波路は、シート状をなしているため、接着剤を介して任意の被着体に貼り付けた状態で用いられることがある。例えば、特許文献１では、接着剤を介して光導波路を基板に接着している。これにより、光配線の表面実装が可能になる。その結果、低背化を図りつつ、光伝送が可能なデバイスを構築することができる。

特開２０１７－１９８７７８号公報

しかしながら、シート状をなす光導波路は、接着面積が大きくなる分、接着面に気泡が残留しやすい。残留した気泡は、気温や気圧の影響を受けて膨張、収縮する。このため、気泡の体積変化に応じて光導波路の内部に応力が発生し、光導波路を伝搬する光信号の伝送効率が低下するという課題がある。

本発明の目的は、被着体に対して密着性よく貼り付けることができ、かつ、貼り付け後の信頼性も高い光導波路および接着層付き光導波路、ならびに、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）～（１０）の本発明により達成される。
（１） シート状をなし、接着層を介して被着体に接着して用いられる光導波路であって、
光を伝送可能なコア部、および、側面クラッド部を備えるコア層と、
前記光導波路を厚さ方向に貫通する貫通孔と、
を有し、
前記コア層を厚さ方向から見たとき、前記コア部は、前記貫通孔を囲むように設けられており、
前記コア部の弾性率は、前記側面クラッド部の弾性率より大きいことを特徴とする光導波路。

（２） 前記コア部は、複数設けられており、
複数の前記コア部は、それぞれ前記貫通孔を囲むように設けられている上記（１）に記載の光導波路。

（３） 複数の前記コア部は、前記貫通孔を同心状に囲むように設けられている上記（２）に記載の光導波路。

（４） 前記コア層を厚さ方向から見たとき、前記貫通孔の形状は円形である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。

（５） 前記コア層を厚さ方向から見たとき、前記コア部は、円環状をなす円環部を含んでおり、
前記円環部と前記貫通孔の中心との距離は、前記円環部の全周にわたって等しい上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。

（６） 前記コア層を厚さ方向から見たとき、前記貫通孔に内接する真円の直径は、１～５０ｍｍである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路。
（７） 前記コア部に光が入射する、または、前記コア部からの光が出射する、光入出射点を有する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路。
（８） 前記コア部は、
前記貫通孔を囲むように湾曲している湾曲部と、
前記湾曲部に接続されている直線部と、
を含む上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路。

（９） 上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路と、
前記光導波路に接して設けられている接着層と、
を有することを特徴とする接着層付き光導波路。

（１０） 上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

本発明によれば、被着体に対して密着性よく貼り付けることができ、かつ、貼り付け後の信頼性も高い光導波路および接着層付き光導波路が得られる。
また、本発明によれば、信頼性の高い電子機器が得られる。

第１実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 図１に示す光導波路の部分拡大斜視図である。 第１実施形態に係る光導波路の作用を説明するための図であって、光導波路については図１のＡ－Ａ断面図に対応している図である。 第１実施形態に係る光導波路の作用を説明するための図であって、光導波路については図１のＡ－Ａ断面図に対応している図である。 図１に示す貫通孔の部分拡大図である。 図１に示す貫通孔の部分拡大図である。 第２実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 第３実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 第４実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 第５実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 第６実施形態に係る光導波路を示す平面図である。

以下、本発明の光導波路、接着層付き光導波路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。

≪第１実施形態≫
まず、第１実施形態に係る光導波路について説明する。

図１は、第１実施形態に係る光導波路を示す平面図である。図２は、図１に示す光導波路の部分拡大斜視図である。図３および図４は、それぞれ第１実施形態に係る光導波路の作用を説明するための図であって、光導波路については図１のＡ－Ａ断面図に対応している図である。なお、図１では、複数の層が積層されてなる光導波路のうち、コア層を透視して図示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、図３および図４の下方を「下」、上方を「上」として説明している。また、以下の説明における「平面視」とは、図１に示す面を正視することをいう。

図１に示す光導波路１は、シート状をなしている。光導波路１の平面視形状は、図１の左右方向において互いに対向する一対の短辺と、図１の上下方向において互いに対向する一対の長辺と、を有する長方形をなしている。そして、一対の短辺の一方に光入出射点１ａが設けられ、他方に光入出射点１ｂが設けられており、光入出射点１ａと光入出射点１ｂとの間で光信号を伝送することができるようになっている。これにより、光入出射点１ａ、１ｂ間において光通信を行うことができる。

本実施形態に係る光導波路１は、図２の下側から、下側保護層１７、クラッド層１１、コア層１３、クラッド層１２、および上側保護層１８がこの順で積層された積層体である。このうち、コア層１３中には、図１に示す光入出射点１ａから光入出射点１ｂにかけて延在する長尺状の４本のコア部１４と、コア部１４の側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５と、が形成されている。

一方、図１に示す光導波路１は、側面クラッド部１５の位置において光導波路１を厚さ方向に貫通する貫通孔１９を有している。

このような光導波路１は、図３に示すように、接着層２を介して任意の被着体９に接着するように用いられる。光導波路１を被着体９に接着するには、まず、図３に示すように、光導波路１の下面に接着層２を設ける。その後、接着層２と被着体９とが接するように、光導波路１と被着体９とを貼り合わせて接着する。ところがその際、接着層２と被着体９との間に空気を巻き込むことがある。このようにして巻き込まれた空気は、図４に示すような気泡８として接着層２と被着体９との間に残存する。

かかる課題に対し、本実施形態では、光導波路１に貫通孔１９を設けている。この貫通孔１９は、光導波路１を厚さ方向に貫通している。このため、この貫通孔１９を介して気泡８を効率よく除去することができる。また、仮に気泡８が残存していると、気温や気圧の変化に応じて気泡８が膨張したり破裂したりするおそれがあるところ、本実施形態によればかかる懸念も解消することができる。

したがって、図１に示す光導波路１は、被着体９に対して密着性よく貼り付けることができ、かつ、貼り付け後の信頼性も高いものとなる。

以下、光導波路１の各部についてさらに詳述する。
－コア層－
図１に示すコア層１３中に形成されているコア部１４は、図２に示すように、その側面が、側面クラッド部１５およびクラッド層１１、１２で囲まれている。そして、コア部１４の屈折率は、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。これにより、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において、コア部１４の光路に直交する面内における屈折率分布は、いかなる分布であってもよく、例えば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く、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）型の分布であってもよい。

また、コア部１４の光路に直交する面によるコア部１４の断面形状は、特に限定されず、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、その他の異形状であってもよい。

コア層１３の平均厚さは、特に限定されないが、１～２００μｍ程度であるのが好ましく、５～１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０～７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の伝送効率の低下を抑えつつ光導波路１の薄型化を図ることができる。

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、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（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、また、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各種樹脂材料等が挙げられる。なお、樹脂材料には、異なる組成のものを組み合わせた複合材料も用いられる。

－クラッド層－
クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１～２００μｍ程度であるのが好ましく、３～１００μｍ程度であるのがより好ましく、５～６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド層１１、１２としての機能が確保される。

また、クラッド層１１、１２の構成材料（主材料）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。

また、クラッド層１１、１２は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。このとき、例えばコア層１３が外気（空気）に曝されていれば、その外気がクラッド層１１、１２として機能する。

－保護層－
図２に示す光導波路１では、クラッド層１１の下面に下側保護層１７が設けられ、クラッド層１２の上面に上側保護層１８が設けられている。このような下側保護層１７および上側保護層１８を設けることにより、コア層１３やクラッド層１１、１２を保護し、外部環境等に起因したコア部１４の伝送効率の低下を抑制することができる。

下側保護層１７および上側保護層１８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）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、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を含む材料が挙げられる。

下側保護層１７および上側保護層１８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。

また、下側保護層１７および上側保護層１８は、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。なお、下側保護層１７および上側保護層１８は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、少なくとも一方が省略されていてもよい。

また、以上のような各層の積層体である光導波路１は、可撓性を有していることが好ましい。このような可撓性があれば、被着体９の表面が曲面であったり、不連続面であったりした場合でも、その表面に追従するように光導波路１を接着することができる。これにより、光導波路１の密着性をより高めることができ、貼り付け後に剥がれ等の不具合が発生しにくくなる。

－貫通孔－
図１に示す光導波路１は、前述したように、その厚さ方向に貫通する貫通孔１９を有している。この貫通孔１９は、前述したように、接着層２を介して光導波路１と被着体９とを貼り合わせて接着する際、接着層２と被着体９との間に残存した気泡８を排出するための経路となる。したがって、このような貫通孔１９を設けることにより、光導波路１を被着体９に貼り付ける際の密着性を高めることができる。

また、仮に気泡８が残存していると、例えば貼り付けられた光導波路１が気温や気圧の変化に曝されたとき、気泡８が膨張したり破裂したりする不具合が発生するおそれがあるところ、かかる不具合を解消または減少させることができる。その結果、被着体９が過酷な環境下に置かれた場合であっても、光導波路１の密着性が低下しにくくなり、光導波路１が接着された状態を長期にわたって安定的に維持することができる。

一方、このような貫通孔１９を設けることにより、光導波路１の機械的強度が低下するという懸念がある。すなわち、貫通孔１９は、光導波路１における亀裂の起点になるおそれがある。また、光導波路１を被着体９に貼り付けた際、貫通孔１０の周辺の平坦性が低下し、接着体の厚さの均一性が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態では、コア層１３を厚さ方向から見たとき、貫通孔１９を囲むようにコア部１４を配置している。その上で、コア部１４の弾性率を、側面クラッド部１５の弾性率よりも高くなるように設定している。このようにして弾性率が高いコア部１４を配置することにより、貫通孔１９の周囲が、相対的に弾性率が大きいコア部１４によって補強されることとなる。これにより、貫通孔１９が光導波路１における亀裂の起点になる確率を下げることができる。その結果、被着体９に対して密着性よく貼り付けることができ、かつ、貼り付け後も亀裂や剥がれ等の不具合を発生させにくい、信頼性の高い光導波路１が得られる。また、貼り付け後の厚さの均一性を高めることができるので、寸法精度の高い接着体を実現することができる。

なお、「貫通孔１９を囲むようにコア部１４を配置する」とは、以下の２つの要件を満たすようにコア部１４を配置した状態をいう。

第１の要件は、貫通孔１９とコア部１４との距離が、貫通孔１９の内径ｄの１０倍以下であるという要件である。

第２の要件は、貫通孔１９の縁の長さの半分以上にわたって、第１の要件を満たすコア部１４が存在しているという要件である。

以下、これら２つの要件について説明する。
図５および図６は、それぞれ図１に示す貫通孔１９の部分拡大図である。なお、図５および図６では、説明の便宜のため、図１に示す４本のコア部１４のうち、１本のみを図示している。また、図５に示す貫通孔１９の内径ｄとは、貫通孔１９に内接する仮想の内接円の直径のことをいう。なお、図５および図６では、貫通孔１９の平面視形状がほぼ真円であるため、貫通孔１９に内接する仮想の内接円は、貫通孔１９の縁とほぼ一致している。さらに、コア部１４と貫通孔１９との距離Ｌ１（図５参照）とは、貫通孔１９の縁に直交する仮想直線ＶＬ（図６参照）上における、貫通孔１９の縁からコア部１４までの最短距離のことをいう。

そして、第１の要件では、貫通孔１９からの距離Ｌ１が、貫通孔１９の内径ｄの１０倍以下（１０ｄ以下）である、という位置関係を満たすコア部１４が存在していることが必要とされる。すなわち、貫通孔１９の内径ｄを基準長さとすると、貫通孔１９の縁からこの基準長さの１０倍以下という比較的近い距離に、コア部１４が存在していることが求められる。これにより、相対的に弾性率が高いコア部１４による貫通孔１９の補強効果が、必要かつ十分に発揮されることとなる。その結果、貫通孔１９を起点とした亀裂等が発生する確率を十分に下げることができる。

一方、第２の要件では、貫通孔１９の縁の長さの半分以上にわたって、第１の要件を満たすコア部１４が存在していることが必要とされる。すなわち、第２の要件では、貫通孔１９の縁の全長（全周）の半分以上において、その縁に直交する仮想直線ＶＬ上に第１の要件を満たすコア部１４が存在している状態を指している。換言すれば、第２の要件では、貫通孔１９の全周をコア部１４が囲んでいる必要はなく、少なくとも全周の半分以上がコア部１４で囲まれていればよい。図６では、貫通孔１９の縁に直交する仮想的な直線ＶＬを８本引いている。このようにして引くことのできる直線ＶＬの本数は、理論的には無限であるが、図６では、説明の便宜上、等間隔に８本のみ引いている。

また、図５および図６では、説明の便宜のため、貫通孔１９からの距離が貫通孔１９の内径ｄの１０倍以下である範囲内にドットを付し、この領域を「貫通孔周辺領域１９１」とする。

図６では、この貫通孔周辺領域１９１が、前述した８本の直線ＶＬによって８つに分割されている。そして、図６に示すコア部１４は、８つに分割された貫通孔周辺領域１９１、すなわち８つの分割領域のうち、５つ分にわたって配置されている。これら５つの分割領域の縁に２本ずつ位置する直線ＶＬには、いずれにもコア部１４が交差しているため、そのような条件を満たせば、その分割領域にコア部１４が配置されているとみなす。換言すれば、各分割領域の外縁を構成する２本の直線ＶＬのうち、コア部１４が交差している本数が１本以下である場合、その分割領域にはコア部１４が配置されていないとみなす。

このような考え方に基づくと、図６では、第１の要件を満たすコア部１４が、貫通孔１９の縁の半分以上、すなわち８分の５にわたって存在しているとみなすことができる。これにより、図６では、貫通孔１９に比較的近い領域に対し、相対的に弾性率が大きいコア部１４が配置され、それによる貫通孔周辺領域１９１の補強効果が、必要かつ十分に発揮されることとなる。その結果、貫通孔１９を起点とした亀裂等が発生する確率を十分に下げることができる。

以上のように、本実施形態に係る光導波路１は、コア部１４および側面クラッド部１５を備えるコア層１３と、側面クラッド部１５を厚さ方向に貫通する貫通孔１９と、を有し、コア層１３を厚さ方向から見たとき、図１に示すように、コア部１４が貫通孔１９を囲むように設けられている。また、光導波路１は、コア部１４の弾性率は、側面クラッド部１５の弾性率より大きいという第３の要件も満たしている。そして、このような光導波路１は、シート状をなしており、接着層２（接着剤）を介して被着体９に接着して用いられる。

このような光導波路１によれば、貫通孔１９の周囲を、比較的近い距離においてコア部１４で補強することができる。このため、貫通孔１９が光導波路１における亀裂の起点になる確率を下げることができる。その結果、被着体９に対して密着性よく貼り付けることができ、かつ、貼り付け後も亀裂や剥がれ等の不具合を発生させにくい、信頼性の高い光導波路１が得られる。また、補強により、貫通孔１９が存在することに伴う光導波路１の歪みが抑制されるため、貼り付け後の厚さの均一性を高めることができる。

なお、コア部１４の弾性率および側面クラッド部１５の弾性率は、それぞれ５０℃で求められた値である。また、これらの弾性率は、それぞれ以下のような測定方法により測定される。

まず、コア部１４の構成材料および側面クラッド部１５の構成材料により、試験片を作製する。試験片のサイズは、縦２０ｍｍ、横５ｍｍ、厚さ０．０４ｍｍとする。そして、この試験片を動的粘弾性測定装置にセットし、測定温度２０から２００℃、引っ張りモード、周波数１０Ｈｚ、自動静荷重の各条件で貯蔵弾性率Ｅ’を測定する。その上で５０℃における測定結果をコア部１４の弾性率および側面クラッド部１５の弾性率とする。

なお、コア部１４の弾性率は、側面クラッド部１５の弾性率より大きければよいが、双方の差は好ましくは０．０５ＧＰａ以上とされ、より好ましくは０．１０ＧＰａ以上１．０ＧＰａ以下とされる。弾性率の差を前記範囲内に設定することにより、光導波路１の可撓性を損なうことなく、貫通孔周辺領域１９１を十分に補強することができる。一方、側面クラッド部１５は、平面視においてコア層１３の大部分を占める。コア層１３における側面クラッド部１５の占有率は、面積比で例えば９５％以上である。このため、側面クラッド部１５の弾性率よりもコア部１４の弾性率を前記範囲内の程度、大きくしたとしても、光導波路１全体の可撓性は低下しにくい。

なお、側面クラッド部１５の弾性率は、特に限定されないが、光導波路１の機械的強度と可撓性とを考慮すると、０．０５ＧＰａ以上１．５ＧＰａ以下であるのが好ましく、０．１０ＧＰａ以上１．０ＧＰａ以下であるのがより好ましく、０．１０ＧＰａ以上０．６ＧＰａ以下であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の機械的強度と可撓性とをより高度に両立させることができる。

また、貫通孔１９とコア部１４との距離Ｌ１は、前述したように、貫通孔１９の内径ｄの１０倍以下であることが求められるが、好ましくは２倍以下とされ、より好ましくは１倍以下とされ、さらに好ましくは０．５倍以下とされる。これにより、貫通孔周辺領域１９１をより確実に補強することができる。

一方、距離Ｌ１が上記のような範囲内にあるコア部１４については、前述したように、貫通孔１９の縁の長さの半分以上にわたって存在していることが求められるが、好ましくは６０％以上にわたって存在し、より好ましくは７０％以上にわたって存在する。これにより、貫通孔周辺領域１９１をより確実に補強することができる。

また、本実施形態に係る光導波路１には、図１に示すように、４本のコア部１４が設けられている。そして、この４本のコア部１４は、それぞれ互いに並列な関係を満たすように設けられており、それぞれ貫通孔１９を囲むように設けられている。

このようにして複数のコア部１４が貫通孔１９を囲んでいることにより、貫通孔１９の補強効果がより増強される。すなわち、貫通孔周辺領域１９１のうち、より広い面積がコア部１４によって補強される。その結果、貫通孔１９を起点とした亀裂等が発生したり、光導波路１を被着体９に貼り付けた際、接着体の厚さの均一性が低下したりする確率をさらに下げることができる。

なお、光導波路１に形成されるコア部１４の数は、光導波路１に求められるチャンネル数や通信容量、通信速度等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、１～３本であってもよく、５本以上であってもよい。

また、コア部１４同士は、途中で交差していてもよいし、１本のコア部１４から複数のコア部１４が分岐していてもよい。なお、図１に示す光導波路１では、複数のコア部１４が並列していることにより、互いに独立した光通信を行うことができる。

また、本実施形態に係る光導波路１では、４本のコア部１４が、貫通孔１９を同心状に囲むように設けられている。具体的には、図１に示す貫通孔１９の平面視形状は真円であり、コア部１４は、その貫通孔１９の縁と平行に湾曲している部分を含んでいる。図１では、コア部１４のうち、貫通孔１９の縁と平行に湾曲している部分を「湾曲部１４１」としている。図１に示す４本のコア部１４は、それぞれ湾曲部１４１を含んでいる。これらの湾曲部１４１は、互いに同一の貫通孔１９を同心状に囲んでいる。すなわち、これらの湾曲部１４１は、互いに同一の点を中心とし、互いに半径が異なる弧に沿っており、図１では、それらの弧の中心が、いずれも貫通孔１９の中心と一致している。その結果、貫通孔１９から所定の距離の範囲（図５の貫通孔周辺領域１９１）内では、図１に示すように、貫通孔１９から離れるにつれて、コア部１４と側面クラッド部１５とが一定のパターンで交互に配置されることになる。すなわち、この範囲内には、弾性率の高い部分と低い部分とが一定のパターンで交互に配置された領域が形成されることとなる。このような領域は、貫通孔１９を起点とした亀裂の発生や貫通孔１９に伴う歪みの発生をより確実に抑制するように作用する。このため、特に信頼性の高い光導波路１が得られる。

また、図１に示す光導波路１は、２つの貫通孔１９を有している。そして、各貫通孔１９について、それぞれ湾曲部１４１が設けられており、湾曲部１４１同士が接続されている。これにより、図１に示す湾曲部１４１は、Ｓ字状の線形を有している。

一方、湾曲部１４１の一端には、直線部１４３が接続されている。そして、この直線部１４３は、光入出射点１ａまで延びている。また、湾曲部１４１の他端にも、直線部１４３が接続されている。そして、この直線部１４３も、光入出射点１ｂまで延びている。

このような光導波路１によれば、複数の貫通孔１９が設けられているため、接着層２と被着体９との間に残存した気泡８をより効率よく排出することができる。

また、コア層１３を厚さ方向から見たとき、図１に示す貫通孔１９の形状は円形である。このように貫通孔１９の形状が円形であることにより、貫通孔１９の縁が、より亀裂の起点になりにくくなる。すなわち、貫通孔周辺領域１９１に応力が発生したとき、貫通孔１９の形状が円形になっていると、その応力が一部に集中しにくくなる。その結果、亀裂や歪み等の発生が抑えられ、光導波路１の信頼性をより高めることができる。

なお、本明細書における円形とは、真円、楕円、長円といった形状や、これらの形状に準じた形状のことをいう。図１に示す貫通孔１９は、ほぼ真円をなしている。この場合、応力が特に集中しにくくなる。

なお、図５に示す貫通孔１９の内径ｄは、前述したように、貫通孔１９に内接する仮想の真円、すなわち内接円の直径のことをいうが、かかる内径ｄは、１～５０ｍｍであるのが好ましく、２～４０ｍｍであるのがより好ましく、３～３０ｍｍであるのがさらに好ましい。

内径ｄを前記範囲内に収めることにより、貫通孔１９の縁における応力の集中を抑えつつ、貫通孔１９を介した気泡８の排出をより確実に行わせることができる。また、このような内径ｄの貫通孔１９は、光導波路１に良好な可撓性を与え、被着体９の表面に対する光導波路１の密着性をより高めるように作用する。その結果、貼り付け後に剥がれ等の不具合を発生させにくい光導波路１を実現することができる。

なお、内径ｄが前記下限値を下回ると、接着層２に用いられる接着剤の物性によっては、貫通孔１９が塞がれてしまい、気泡８を十分に除去することができないおそれがある。また、貫通孔１９の縁において応力が集中しやすくなるおそれがある。一方、内径ｄが前記上限値を上回ると、貫通孔１９自体の面積が大きくなりすぎるため、光導波路１の機械的強度が低下するおそれがある。また、光導波路１におけるコア部１４の配置の自由度が低下するおそれがある。

また、図３に示すように、接着層２を介して被着体９に光導波路１を接着するとき、あらかじめ光導波路１側に接着層２を設けておくようにしてもよい。すなわち、図３に示す光導波路１と、光導波路１に接して設けられている接着層２と、により、接着層付き光導波路３（実施形態に係る接着層付き光導波路）を構築することができる。

このような接着層付き光導波路３は、接着層２が接着力を有しているため、任意の物体に貼り付けることができる。このため、接着層２を形成する工程を経ることなく、必要なタイミングで迅速に、被着体９に対して光導波路１を容易に貼りつけることができる。したがって、接着層付き光導波路３は、取り扱い性が良好という点で有用である。

接着層２を構成する接着剤としては、例えば、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、エポキシ系接着剤の他、ポリエステル系、変性オレフィン系の各種ホットメルト接着剤等が挙げられる。

また、接着層２は、被着体９に接触させた状態で硬化し、それに基づいて接着力を発現させる。したがって、接着層付き光導波路３における接着層２は、硬化する前の状態（未硬化状態）にある。未硬化状態にある接着層２は、液状であっても、固体状であってもよい。また、接着層２は、熱硬化性であっても、光硬化性であってもよい。

なお、接着層２は、光導波路１の下面の全面に設けられているのが好ましいが、設けられていない部分があってもよい。また、後者の場合、接着層付き光導波路３を被着体９に貼り付けた際、荷重を加えることによって接着層２を押し広げることにより、結果的に光導波路１の下面全体に広がることを前提にしていてもよい。

また、硬化後の接着層２の厚さは、特に限定されないが、例えば、１～１００μｍであるのが好ましく、５～６０μｍであるのがより好ましい。

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る光導波路について説明する。

図７は、第２実施形態に係る光導波路を示す平面図である。なお、図７では、複数の層が積層されてなる光導波路のうち、コア層を透視して図示している。

以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態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。なお、図７において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態は、光導波路１Ａのコア部１４の線形が異なる以外、第１実施形態と同様である。

コア層１３を厚さ方向から見たとき、図７に示すコア部１４は、円環状に設けられている部分、すなわち円環部１４２を含んでいる。この円環部１４２は、貫通孔１９を囲む閉じた円環を描くような線形を有している。具体的には、図７に示すコア層１３には、同心状に設けられた４つの円環部１４２が形成されている。

そして、貫通孔１９の中心Ｏと円環部１４２との距離Ｌ２は、円環部１４２の全周にわたって等しくなっている。これは、４つの円環部１４２のいずれにおいても同様である。このような円環部１４２を設けることにより、貫通孔１９の周辺を均一に補強することができる。これにより、コア部１４を設けることによって、かえって貫通孔１９の周辺に応力が集中してしまうのを抑制することができる。その結果、貫通孔１９を起点とした亀裂の発生をより確実に抑制することができる。

なお、貫通孔１９の中心とは、貫通孔１９に内接する仮想の内接円の中心である。図７では、貫通孔１９の平面視形状がほぼ真円であるため、貫通孔１９に内接する仮想の内接円の中心は、貫通孔１９の中心とほぼ一致している。

また、図７に示すコア部１４は、円環部１４２の円環の接線方向に延びる直線部１４３をさらに含んでいる。すなわち、４つの円環部１４２から、それぞれの接線方向に直線部１４３が分岐している。直線部１４３は、円環部１４２から分岐した後、光導波路１の端面に位置する光入射点１ｃまで延びている。

このような光導波路１Ａでは、光入射点１ｃから光が入射すると、直線部１４３を介して光を円環部１４２に導入する。そして、光を円環部１４２において周回させることにより、伝搬損失を利用して徐々に光を減衰させることができる。したがって、このような光導波路１Ａは、例えば光終端器としての利用が可能である。

また、図７に示す光導波路１Ａは、円環部１４２および直線部１４３がそれぞれコア層１３に形成されている。これに伴い、円環部１４２と直線部１４３とが同一面内において交差している。このように立体交差をさせることなく、同一面内において交差していても、交差部における光の交錯が起きにくいため、光導波路１Ａは、より薄型の光終端器として有用である。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係る光導波路について説明する。

図８は、第３実施形態に係る光導波路を示す平面図である。なお、図８では、複数の層が積層されてなる光導波路のうち、コア層を透視して図示している。

以下、第３実施形態について説明するが、第１実施形態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。なお、図８において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態は、光導波路１Ｂのコア部１４の線形が異なる以外、第１実施形態と同様である。

コア層１３を厚さ方向から見たとき、図８に示すコア部１４は、第１実施形態に係る湾曲部１４１および直線部１４３に加え、湾曲部１４１と貫通孔１９との間に設けられている部分、すなわち貫通孔周縁部１４４を含んでいる。この貫通孔周縁部１４４は、貫通孔１９に隣接し、貫通孔１９を囲む閉じた円環を描くような線形を有している。具体的には、図８に示すコア層１３には、貫通孔１９と同心状に設けられた２つの貫通孔周縁部１４４が形成されている。

このような貫通孔周縁部１４４を設けることにより、貫通孔１９の周辺を特に強固に補強することができる。すなわち、貫通孔１９から亀裂が進展する場合、その亀裂の起点は貫通孔１９の縁であることから、その縁が補強されることによって、貫通孔１９を起点とした亀裂の発生をより確実に抑制することができる。

なお、前述した湾曲部１４１とそれに連続する直線部１４３とで構成された部分は、光入出射点１ａと光入出射点１ｂとの間を光学的に接続している。このため、この部分は、これらの２点間で光を伝送するための導光路として機能する。

一方、貫通孔周縁部１４４は、光入出射点を有しない。このため、貫通孔周縁部１４４は、貫通孔１９の周辺を補強する機能を有するものの、導光路としての機能を有さない。このため、貫通孔周縁部１４４の幅については、光の伝送効率を考慮することなく、機械的特性を優先して設定することが可能である。

一例として、貫通孔周縁部１４４の幅は、湾曲部１４１の幅より狭くても、湾曲部１４１の幅と等しくてもよいが、湾曲部１４１の幅の１．１倍以上であるのが好ましく、１．５倍以上１００倍以下であるのがより好ましい。これにより、貫通孔１９の周辺を特に強固に補強することができるとともに、貫通孔周縁部１４４が占める面積が大きくなりすぎるのを防止することができる。

なお、湾曲部１４１の幅および貫通孔周縁部１４４の幅とは、それぞれの長軸と直交する方向における長さのことをいう。

また、貫通孔周縁部１４４は、貫通孔１９に露出しているのが好ましい。これにより、貫通孔１９には、相対的に弾性率が大きい材料が露出することになるため、貫通孔１９の縁を確実に補強して、貫通孔１９が亀裂の起点になる確率をさらに下げることができる。
なお、以上のような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

≪第４実施形態≫
次に、第４実施形態に係る光導波路について説明する。

図９は、第４実施形態に係る光導波路を示す平面図である。なお、図９では、複数の層が積層されてなる光導波路のうち、コア層を透視して図示している。

以下、第４実施形態について説明するが、第１実施形態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。なお、図９において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第４実施形態は、光導波路１Ｃのコア部１４の線形が異なる以外、第１実施形態と同様である。

コア層１３を厚さ方向から見たとき、図９に示すコア部１４は、第１実施形態に係る湾曲部１４１および直線部１４３に加え、湾曲部１４１および直線部１４３と並行し、かつ、これらを挟むように設けられた一対の部分、すなわち一対の並行部１４５を含んでいる。具体的には、図９に示すコア層１３には、図１と同様の互いに並列する４本の湾曲部１４１および直線部１４３が形成されているが、図９には、さらに、これらの４本の湾曲部１４１および直線部１４３が並ぶ方向の両側（外側）にそれぞれ並行部１４５が設けられている。

このような並行部１４５を設けることにより、湾曲部１４１および直線部１４３が並ぶ方向の両側が補強される。このため、この方向の外側から湾曲部１４１および直線部１４３に向かって亀裂が進展する場合でも、並行部１４５によってその進展を阻止することができる。すなわち、並行部１４５は、湾曲部１４１および直線部１４３を亀裂等から保護する機能を有している。その結果、本実施形態に係る光導波路１Ｃによれば、湾曲部１４１および直線部１４３における導光路としての機能が損なわれる確率を低下させることができる。

したがって、並行部１４５は、導光路としての機能を有していてもよいが、この機能を有していなくてもよい。このため、後者の場合、並行部１４５の幅については、光の伝送効率を考慮することなく、機械的特性を優先して設定することが可能である。

一例として、並行部１４５の幅は、湾曲部１４１の幅より狭くても、湾曲部１４１の幅と等しくてもよいが、湾曲部１４１の幅の１．１倍以上であるのが好ましく、１．５倍以上１００倍以下であるのがより好ましい。これにより、湾曲部１４１および直線部１４３の両側を特に強固に補強することができるとともに、並行部１４５が占める面積が大きくなりすぎるのを防止することができる。

なお、湾曲部１４１の幅および並行部１４５の幅とは、それぞれの長軸と直交する方向における長さのことをいう。
また、以上のような第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

≪第５実施形態≫
次に、第５実施形態に係る光導波路について説明する。

図１０は、第５実施形態に係る光導波路を示す平面図である。なお、図１０では、複数の層が積層されてなる光導波路のうち、コア層を透視して図示している。

以下、第５実施形態について説明するが、第３、第４実施形態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。なお、図１０において第３、第４実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第５実施形態は、光導波路１Ｄのコア部１４の線形が異なる以外、第３、第４実施形態と同様である。すなわち、本実施形態に係る光導波路１Ｄは、第３実施形態が備える貫通孔周縁部１４４と第４実施形態が備える並行部１４５の双方を備えている。

コア層１３を厚さ方向から見たとき、図１０に示すコア部１４は、第１実施形態に係る湾曲部１４１および直線部１４３に加え、貫通孔周縁部１４４および並行部１４５を含んでいる。これにより、光導波路１Ｄでは、貫通孔１９の周辺を特に強固に補強することができるとともに、湾曲部１４１および直線部１４３に向かって亀裂が進展するのを阻止することができる。したがって、光導波路１Ｄは、特に信頼性の高いものとなる。
なお、以上のような第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

≪第６実施形態≫
次に、第６実施形態に係る光導波路について説明する。

図１１は、第６実施形態に係る光導波路を示す平面図である。なお、図１１では、複数の層が積層されてなる光導波路のうち、コア層を透視して図示している。

以下、第６実施形態について説明するが、第２～第５実施形態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。なお、図１１において第２～第５実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第６実施形態は、光導波路１Ｅのコア部１４の線形が異なる以外、第２実施形態と同様である。

コア層１３を厚さ方向から見たとき、図１１に示すコア部１４は、第２実施形態に係る円環部１４２および直線部１４３に加え、貫通孔１９に隣接し、貫通孔１９を囲む閉じた円環を描くような線形を有する貫通孔周縁部１４４と、円環部１４２および直線部１４３と並行し、かつ、これらを挟むように設けられた一対の並行部１４５と、を含んでいる。これにより、光導波路１Ｅでは、貫通孔１９の周辺を特に強固に補強することができるとともに、円環部１４２および直線部１４３に向かって亀裂が進展するのを阻止することができる。したがって、光導波路１Ｅは、特に信頼性の高いものとなる。

なお、以上のような第６実施形態においても、第２実施形態と同様の効果が得られる。また、図１１において、貫通孔周縁部１４４および並行部１４５のうち、いずれか一方が省略されていてもよい。

＜電子機器＞
上述したような光導波路１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、被着体９に対して密着性よく貼り付けることができ、かつ、貼り付け後も亀裂や剥がれ等の不具合を発生させにくい、信頼性の高い光導波路１が得られる。このため、かかる光導波路１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅを備えることにより、信頼性の高い電子機器を実現することができる。

本発明の電子機器としては、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装置、パソコン、テレビ、サーバー、スーパーコンピューター等の情報通信機器類や、医療用機器、センサー機器の他、車両、航空機、船舶の計器類、自動車制御機器、航空機制御機器、鉄道車両制御機器、船舶制御機器、宇宙船制御機器、ロケット制御機器のような移動体制御機器類、発電所、製油所、製鉄所、化学コンビナートのようなプラントを制御するプラント制御機器類等が挙げられる。

以上、本発明の光導波路、接着層付き光導波路および電子機器を、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、接着層付き光導波路は、接着層を覆うカバー層をさらに有していてもよい。このカバー層は、接着層付き光導波路を被着体に接着する直前に剥がされることで、清浄な接着面を容易に形成することができる。その結果、異物の巻き込みを抑えることができ、より密着性の高い接着を行うことができる。

また、コア部の線形は、特に限定されず、例えば図１においては貫通孔を全周にわたって囲む線形であってもよいし、貫通孔を囲まないコア部を含んでいてもよい。

また、光導波路に設けられる貫通孔の数は、特に限定されず、１個であっても、３個以上であってもよい。

また、貫通孔の形状は、円形以外の形状であってもよい。
また、光導波路の平面視形状は、前記実施形態における長方形に限定されず、任意の形状が採用される。一例として、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形、平行四辺形、菱形のような多角形、真円、楕円、長円のような円形等が挙げられる。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．光導波路とガラス板との接着体の製造
（実施例１）
まず、図１、５、６に示す光導波路を用意した。この光導波路の寸法等は、以下の通りである。

・長辺の長さ ：２００ｍｍ
・短辺の長さ ：１００ｍｍ
・貫通孔の内径ｄ ：５ｍｍ
・貫通孔とコア部との距離Ｌ１ ：１本のコア部が内径ｄの５倍
・貫通孔の縁をコア部が囲む割合 ：６３％
・コア部の弾性率（５０℃） ：０．６０ＧＰａ
・側面クラッド部の弾性率（５０℃） ：０．２０ＧＰａ
・コア部の幅 ：４０μｍ
・コア部のピッチ ：２５０μｍ

次に、この光導波路をガラス板に接着剤を介して貼り付けた。接着剤にはエポキシ接着剤を用いた。
以上のようにして光導波路とガラス板との接着体を得た。

（実施例２～９）
製造条件を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして接着体を得た。

（比較例１～５）
製造条件を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして接着体を得た。なお、比較例５については、光導波路の貫通孔を省略した。

２．光導波路および接着体の評価結果
２．１ 接着体における気泡の残留の評価結果
まず、接着体について、ガラス板側から目視で観察した。そして、気泡の有無を確認し、気泡があった場合には、その面積を計測した。

次に、接着体について、それぞれの気泡の面積を合計した。そして、比較例５の接着体における気泡の面積の合計を１としたとき、各実施例および各比較例の接着体における気泡の面積の合計の相対値を算出した。
算出結果を表１に示す。

２．２ 接着体における厚さの均一性の評価結果
次に、接着体について、光導波路の上面の平坦性を測定した。そして、得られた測定結果を以下の評価基準に照らして、接着体の厚さの均一性を評価した。

＜光導波路の上面の平坦性の評価基準＞
Ａ：光導波路の上面の平坦性が高い
Ｂ：光導波路の上面の平坦性がやや高い
Ｃ：光導波路の上面の平坦性が低い
以上の評価結果を表１に示す。

２．３ 光導波路における可撓性の評価結果
次に、光導波路を手で曲げ、可撓性を評価した。なお、評価においては、以下の評価基準を用いた。

＜可撓性の評価基準＞
Ａ：目的とする形状に容易に曲げられる
Ｂ：目的とする形状に曲げられるが、抵抗が大きい
Ｃ：目的とする形状に曲げることができない
以上の評価結果を表１に示す。

表１に示すように、各実施例の接着体では、各比較例の接着体に比べて、気泡の残留が少なかった。また、各実施例の接着体では、各比較例の接着体に比べて、光導波路の上面の平坦性が高かったことから、接着体の厚さの均一性が高いことが認められた。さらに、各実施例の光導波路では、十分な可撓性が確保されていた。

１ 光導波路
１Ａ 光導波路
１Ｂ 光導波路
１Ｃ 光導波路
１Ｄ 光導波路
１Ｅ 光導波路
１ａ 光入出射点
１ｂ 光入出射点
１ｃ 光入射点
２ 接着層
３ 接着層付き光導波路
８ 気泡
９ 被着体
１１ クラッド層
１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
１７ 下側保護層
１８ 上側保護層
１９ 貫通孔
１４１ 湾曲部
１４２ 円環部
１４３ 直線部
１４４ 貫通孔周縁部
１４５ 並行部
１９１ 貫通孔周辺領域
Ｌ１ 距離
Ｌ２ 距離
Ｏ 中心
ＶＬ 仮想直線
ｄ 内径

Claims (10)

1. シート状をなし、接着層を介して被着体に接着して用いられる光導波路であって、
   光を伝送可能なコア部、および、側面クラッド部を備えるコア層と、
   前記光導波路を厚さ方向に貫通する貫通孔と、
   を有し、
   前記コア層を厚さ方向から見たとき、前記コア部は、前記貫通孔を囲むように設けられており、
   前記コア部の弾性率は、前記側面クラッド部の弾性率より大きいことを特徴とする光導波路。
2. 前記コア部は、複数設けられており、
   複数の前記コア部は、それぞれ前記貫通孔を囲むように設けられている請求項１に記載の光導波路。
3. 複数の前記コア部は、前記貫通孔を同心状に囲むように設けられている請求項２に記載の光導波路。
4. 前記コア層を厚さ方向から見たとき、前記貫通孔の形状は円形である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。
5. 前記コア層を厚さ方向から見たとき、前記コア部は、円環状をなす円環部を含んでおり、
   前記円環部と前記貫通孔の中心との距離は、前記円環部の全周にわたって等しい請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。
6. 前記コア層を厚さ方向から見たとき、前記貫通孔に内接する真円の直径は、１～５０ｍｍである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光導波路。
7. 前記コア部に光が入射する、または、前記コア部からの光が出射する、光入出射点を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光導波路。
8. 前記コア部は、
   前記貫通孔を囲むように湾曲している湾曲部と、
   前記湾曲部に接続されている直線部と、
   を含む請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光導波路。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光導波路と、
   前記光導波路に接して設けられている接着層と、
   を有することを特徴とする接着層付き光導波路。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

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