WO2006001447A1

WO2006001447A1 - フィルム光導波路及びその製造方法並びに電子機器装置

Info

Publication number: WO2006001447A1
Application number: PCT/JP2005/011824
Authority: WO
Inventors: Yoshihisa Ishida; Akira Enami; Tamio Fujisaki; Hayami Hosokawa
Original assignee: Omron Corporation
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2006-01-05
Also published as: CN100409050C; US20090196562A1; EP1762869A1; JP3870976B2; EP1762869B1; US20110277927A1; CN1973225A; JPWO2006001447A1; EP1762869A4

Abstract

　凹溝２５を形成された下クラッド層２６と、平坦な上クラッド層３０を準備する。下クラッド層２６の上に下クラッド層２６よりも屈折率の大きなポリマー接着剤２７を塗布する。このポリマー接着剤２７は、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａで、官能基に水素結合基を含むポリマーの、モノマー及びオリゴマーからなる前駆体と、重合開始剤との混合物である。また、水素結合基とは、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基である。ついで、ポリマー接着剤２７を上クラッド層３０で押さえて広げ、ポリマー接着剤２７を効果させることによってコア２８を成形すると共に、ポリマー接着剤２７によって下クラッド層２６と上クラッド層３０を接合させ、クラッド層間の界面における剥離が生じにくいフィルム光導波路を製造する。

Description

明細書

フィルム光導波路及びその製造方法並びに電子機器装置

技術分野

[0001] 本発明は、フィルム光導波路及びその製造方法に関する。また、本発明は、前記フイルム光導波路を用いた電子機器装置に関する。

背景技術

[0002] 近年においては、高速で大容量のデータ通信が可能な光通信技術の進歩が著しく、その光通信網も拡大を続けている。光通信技術は、国土を横断するような長距離通信や地域内での中距離通信にも用いられるが、通信距離の短いところでは、機器内部や機器間での光信号伝送などにも用いられて、る。

[0003] 携帯用機器や小型機器などにおいては、各種部品が密に配置されているので、部品間の狭い隙間を縫うようにして配線しなければならない。そのため、電気配線としてはフレキシブルプリント配線基板が広く用いられている。同様に、機器内部や機器間などの短距離で光信号を伝送するためには、フレキシブルなフィルム光導波路が望まれている。特に、携帯用小型機器の内部の狭い空間にフィルム光導波路を配線する場合や、可動部にフィルム光導波路を繋ぐ場合などもあるので、屈曲性能が高ぐかつ、繰り返し屈曲が可能なポリマーフィルム光導波路が求められて、る。

[0004] フィルム光導波路は、上面にコアを形成された下クラッド層の上に上クラッド層を貼り合わせたものであり、ポリマーフィルム光導波路の材料としては、光の損失が少なく、フィルム加工が容易なフッ素化ポリイミドがよく用いられている（例えば、特許文献 1

) o

[0005] しかし、上クラッド層と下クラッド層がいずれもフッ素化ポリイミドによって形成されているフィルム光導波路の場合には、フッ素のもつ撥水性のために上クラッド層と下クラッド層の界面の密着力が弱い。そのため、このようなフィルム光導波路では、フィルム光導波路を屈曲させた際に上クラッド層と下クラッド層の間の界面が剥離しやすいという問題があった。また、フィルム光導波路に繰り返し屈曲と形状復元とを行なわせるような用途に用いる場合には、上クラッド層と下クラッド層の界面間を密着させる材料に、屈曲及び形状復元による界面の変形に対する追従性が求められている。

[0006] 特許文献 1 :特開平 7— 239422号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クラッド層間の界面における剥離が生じにくいフィルム光導波路とその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明に力かるフィルム光導波路は、一対のクラッド層の間にコアを形成したフィルム光導波路であって、曲げ弾性率が l,OOOMPa以下で、かつ、その前駆体の官能基に水素結合基を含む榭脂を介して、前記クラッド層どうしが接合されたものである。ここで、水素結合基とは、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基をいう。

[0009] 本発明のフィルム光導波路にあっては、その前駆体の官能基に水素結合基を含む榭脂を介してクラッド層どうしを接合させているので、当該榭脂は水素結合基により各クラッド層の界面と水素結合し、両クラッド層を高い密着力で接合させる。そのため、クラッド層どうしに剥離が生じに《なる。特に、フィルム光導波路が屈曲させられてもフィルム光導波路に剥離が発生しに《なる。また、本発明のフィルム光導波路は、 1, OOOMPa以下という小さな曲げ弾性率の榭脂を介して接合されているので、フィルム光導波路が屈曲し、あるいは形状復元する際の界面における追従性を向上させることがでさる。

[0010] 本発明にかかる第 1のフィルム光導波路の製造方法は、コア充填用の凹溝を形成した第 1のクラッド層を成形する工程と、第 2のクラッド層を成形する工程と、曲げ弾性率が 1, OOOMPa以下で、その前駆体の官能基に水素結合基を含み、かつ前記両クラッド層よりも屈折率の高い榭脂を用いて第 1のクラッド層の前記凹溝が形成された面と第 2のクラッド層とを貼り合わせると共に、前記榭脂により前記凹溝内にコアを形成する工程とを備えたことを特徴としている。ここで、水素結合基とは、カルボ-ル基、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基をいう。

[0011] 本発明の第 1のフィルム光導波路の製造方法にあっては、その前駆体の官能基に水素結合基を含む榭脂を介してクラッド層どうしを接合させているので、当該榭脂は水素結合基により各クラッド層の界面と水素結合し、両クラッド層を高い密着力で接合させる。そのため、クラッド層どうしに剥離が生じに《なる。特に、フィルム光導波路が屈曲させられてもフィルム光導波路に剥離が発生しに《なる。また、 Ι,ΟΟΟΜΡ a以下という小さな曲げ弾性率の榭脂を介して接合されているので、この製造方法により製造されたフィルム光導波路にあっては、屈曲あるいは形状復元する際の界面における追従性を向上させることができる。また、この製造方法では、クラッド層どうしの接合とコアの成形を同一工程において一度に行なうことができるので、フィルム光導波路の製造工程を簡略ィ匕することができる。

[0012] 本発明にかかる第 2のフィルム光導波路の製造方法は、コア充填用の凹溝を形成した第 1のクラッド層を成形する工程と、第 1のクラッド層の前記凹溝内に、曲げ弾性率が l,OOOMPa以下のコアを形成する工程と、第 2のクラッド層を成形する工程と、曲げ弾性率が l,OOOMPa以下で、その前駆体の官能基に水素結合基を含み、かつコアよりも屈折率の低い榭脂を用いて第 1のクラッド層と第 2のクラッド層を貼り合わせる工程とを備えたことを特徴としている。ここで、水素結合基とは、カルボ-ル基、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基をいう。

[0013] 本発明の第 2のフィルム光導波路の製造方法にあっては、その前駆体の官能基に水素結合基を含む榭脂を介してクラッド層どうしを接合させているので、当該榭脂は水素結合基により各クラッド層の界面と水素結合し、両クラッド層を高い密着力で接合させる。そのため、クラッド層どうしに剥離が生じに《なる。特に、フィルム光導波路が屈曲させられてもフィルム光導波路に剥離が発生しに《なる。また、 Ι,ΟΟΟΜΡ a以下という小さな曲げ弾性率の榭脂を介して接合されているので、この製造方法により製造されたフィルム光導波路にあっては、屈曲あるいは形状復元する際の界面における追従性を向上させることができる。また、この製造方法では、コアも曲げ弾性率力 S l,OOOMPa以下と小さくなつて、るので、屈曲性能がより向上する。

[0014] 本発明にかかる第 3のフィルム光導波路の製造方法は、コア充填用の凹溝を形成した第 1のクラッド層を成形する工程と、第 1のクラッド層の前記凹溝内にコアを形成する工程と、第 1のクラッド層及び前記コアの上に、曲げ弾性率が l,OOOMPa以下で、その前駆体の官能基に水素結合基を含み、かつコアよりも屈折率の低い榭脂を供給し、剥離性の良好な型面で前記榭脂を押圧して第 1のクラッド層及び前記コアと型面との間に前記榭脂を広げる工程と、前記榭脂を硬化させ前記榭脂によって第 2のクラッド層を形成した後、前記型面を第 2のクラッド層力剥離する工程とを備えたことを特徴としている。ここで、水素結合基とは、カルボ-ル基、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基をいう。

[0015] 本発明の第 3のフィルム光導波路の製造方法にあっては、その前駆体の官能基に水素結合基を含む榭脂を介してクラッド層どうしを接合させているので、当該榭脂は水素結合基により各クラッド層の界面と水素結合し、両クラッド層を高い密着力で接合させる。そのため、クラッド層どうしに剥離が生じに《なる。特に、フィルム光導波路が屈曲させられてもフィルム光導波路に剥離が発生しに《なる。また、 Ι,ΟΟΟΜΡ a以下という小さな曲げ弾性率の榭脂を介して接合されているので、この製造方法により製造されたフィルム光導波路にあっては、屈曲あるいは形状復元する際の界面における追従性を向上させることができる。また、この製造方法では、クラッド層どうしの接合と第 2のクラッド層の成形を同一工程において一度に行なうことができるので、フイルム光導波路の製造工程を簡略ィ匕することができる。

[0016] 本発明に力かるフィルム光導波路モジュールは、本発明に力かるフィルム光導波路と投光素子又は受光素子とを光学的に結合するように配置して一体化させたことを特徴としている。

[0017] 本発明に力かるフィルム光導波路モジュールによれば、剥離が発生しにく、フィルム光導波路を得ることができるので、かかる光導波路装置を、ヒンジ部のような回動部分を有する電子機器装置に用いた場合、回動部分を繰り返し回動させてもフィルム光導波路が剥離しにくくなり、フィルム光導波路モジュールの耐久性を向上させることができる。

[0018] 本発明にかかる第 1の電子機器装置は、回動部分によって一方の部材と他方の部材とを回動自在に連結された折り畳み式の電子機器装置において、前記回動部分を通過させて一方の部材と他方の部材との間に本発明にかかるフィルム光導波路を配線したことを特徴としてヽる。 [0019] 本発明にかかる電子機器装置によれば、剥離が発生しにくいフィルム光導波路を得ることができるので、かかる光導波路装置を、ヒンジ部のような回動部分を有する電子機器装置に用いた場合、回動部分を繰り返し回動させてもフィルム光導波路が剥離しに《なり、電子機器装置の耐久性を向上させることができる。

[0020] 本発明にかかる第 2の光導波路装置は、機器本体に移動部を備えた電子機器装置において、前記移動部と前記機器本体とを請求項 1又は 2に記載のフィルム光導波路により光学的に結合させたことを特徴としている。

[0021] 本発明にかかるフィルム光導波路によれば、剥離が発生しにくいフィルム光導波路を得ることができるので、かかる光導波路装置を、移動部を有する電子機器装置に用いた場合、移動部の動きに伴ってフィルム光導波路が繰り返し変形させられても剥離が発生しに《なり、電子機器装置の耐久性を向上させることができる。

[0022] なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]図 1 (a)〜図 1 (d)は、本発明の実施例 1において、下クラッド層を成形するまでの工程を説明する概略断面図である。

[図 2]図 2 (a)〜図 2 (d)は、本発明の実施例 1において、上クラッド層を成形するまでの工程を説明する概略断面図である。

[図 3]図 3 (a)〜図 3 (e)は、本発明の実施例 1において、上クラッド層と下クラッド層を貼り合わせてフィルム光導波路を製作するまでの工程を説明する概略断面図である

[図 4]図 4は、クラッド材料に用いられているエラストマ一の前駆体のモノマー及びオリゴマーに含まれる基の一部を示すィ匕学式である。

[図 5]図 5は、水素結合基の種類を表わした図である。

[図 6]図 6 (a)〜図 6 (e)は、本発明の実施例 2におけるフィルム光導波路の製造工程を示す概略断面図である。

[図 7]図 7 (a)〜図 7 (d)は、本発明の実施例 3におけるフィルム光導波路の製造工程を示す概略断面図である。 [図 8]図 8は、本発明の実施例 4による片方向通信用のフィルム光導波路モジュールを示す平面図である。

[図 9]図 9は、図 8に示したフィルム光導波路モジュールの一部を拡大して示す概略断面図である。

圆 10]図 10 (a)は引っ張り力によりコアが変形したフィルム光導波路を模式的に表わした図であり、図 10 (b)は引っ張り力によるコアの変形が小さくなつたフィルム光導波路を模式的に表わした図である。

[図 11]図 11は、本発明の実施例 4による双方向通信用のフィルム光導波路モジユールを示す平面図である。

[図 12]図 12は、本発明の実施例 5である携帯電話機の斜視図である。

[図 13]図 13は、同上の携帯電話機の回路構成を示す概略図である。

[図 14]図 14は、同上の携帯電話機の表示部側と操作部側とをフィルム光導波路で結んで、る様子を模式的に表わした斜視図である。

[図 15]図 15は、本発明の実施例 5による別な携帯電話機の構造を示す概略図である圆 16]図 16 (a)は携帯電話機内のフィルム光導波路が捻れている様子を示す図、図 16 (b)は図 16 (a)の X—X線に沿った断面を拡大して示す図である。

[図 17]図 17は、フィルム光導波路の捻れた領域の長さ a Wを示す説明図である。

[図 18]図 18は、フィルム光導波路の幅に対する捻れた領域の長さの比 αと、要求される弾性率の限界値との関係を示す図である。

圆 19]図 19 (a)及び図 19 (b)は本発明の実施例 5によるさらに別な携帯電話機の構造を示す概略図であって、図 19 (a)は 2つに折り畳まれた状態を示す図、図 19 (b) は広げられた状態を示す図である。

[図 20]図 20は、本発明の実施例 6であるプリンタの斜視図である。

[図 21]図 21は、同上のプリンタの回路構成を示す概略図である。

[図 22]図 22 (a)及び図 22 (b)は、プリンタの印字ヘッドが移動したときのフィルム光導波路の変形する様子を示す斜視図である。

[図 23]図 23は、本発明の実施例 7である、ハードディスク装置の斜視図である。符号の説明

[0024] 21 基板

22 クラッド材料

23 スタンパ

24 凸型パターン

25 凹溝

26 下クラッド層

27 ポリマー接着剤

28 コア

30 上クラッド層

31 基板

32 基板

33 スタンパ

34 基板

35 フィルム光導波路

36 フィルム光導波路

37 フィルム光導波路

発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されるものでないことは勿論である。

実施例 1

[0026] 図 1、図 2及び図 3は本発明の実施例 1によるフィルム光導波路の製造方法を説明する概略断面図である。本発明に力かかるフィルム光導波路の製造にあたっては、図 1のようにして、基板 21の上に下クラッド層 26を成形する。すなわち、まずガラス基板等の透光性を有する平坦な基板 21を準備する。この基板 21の上には、図 1 (a)に示すように、クラッド材料 22が塗布される。この実施例 1で用いるクラッド材料 22は、図 4に示すような基を含むウレタンモノマー及びウレタンオリゴマーと、重合開始剤との混合物であって、硬化後の曲げ弾性率が l,OOOMPa以下となるエラストマ一の前駆体である。また、このクラッド材料 22は、紫外線硬化型となっている。

[0027] ついで、図 1 (b)に示すように、スタンパ (成形型） 23を上カもクラッド材料 22に押し当て、スタンパ 23に圧力を掛けて基板 21とスタンパ 23との間にクラッド材料 22を薄く押し広げ、クラッド材料 22の膜厚を薄くする。スタンパ 23の下面には、下クラッド層 26 に凹溝 25を形成するための凸型パターン 24が形成されているので、スタンパ 23により押圧されているクラッド材料 22の上面には、凹溝 25ができる。そして、図 1 (c)に示すように、基板 21を通して下面カもクラッド材料 22に紫外線エネルギーを照射してクラッド材料 22を硬化させる。

[0028] クラッド材料 22が硬化して下クラッド層 26が成形されたら、図 1 (d)に示すように、下クラッド層 26からスタンパ 23を分離させる。スタンパ 23を分離すると、下クラッド層 26 の上面には、凸型パターン 24によって凹溝 25が成形されて、る。

[0029] 一方、図 2のようにして、別な基板 32の上に上クラッド層 30を成形する。すなわち、ガラス基板等の透光性を有する平坦な基板 32の上に、図 2 (a)に示すように、クラッド材料 22を塗布する。このクラッド材料 22は、図 4に示すような基を含むウレタンモノマ一及びウレタンオリゴマーと、重合開始剤との混合物であって、硬化後の曲げ弾性率力 Sl,OOOMPa以下となるエラストマ一の前駆体である。ついで、図 2 (b)に示すように、平板状のスタンパ 33をクラッド材料 22に押し当て、スタンパ 33に圧力を掛けて基板 32とスタンパ 33との間にクラッド材料 22を薄く押し広げて膜厚を薄くする。そして、図 2 (c)に示すように、基板 32を通してクラッド材料 22に紫外線エネルギーを照射してクラッド材料 22を硬化させる。クラッド材料 22が硬化して上クラッド層 30が成形されたら、図 2 (d)に示すように、上クラッド層 30からスタンパ 33を分離させる。スタンパ 33を分離すると、基板 32の上には、上面が平坦な上クラッド層 30が成形される。

[0030] こうして、図 3 (a)のように上面に凹溝 25が形成された下クラッド層 26を基板 21の上に成形し、図 3 (b)のように上面が平坦な上クラッド層 30を基板 32の上に成形し終えたら、図 3 (c)に示すように、下クラッド層 26の上に、硬化後の屈折率が下クラッド層 2 6及び上クラッド層 30よりも高い紫外線硬化型のポリマー接着剤 27を塗布する。ここで用いるポリマー接着剤 27は、硬化後の曲げ弾性率が l,OOOMPaで、官能基に水素結合基を含むポリマーの、モノマー及びオリゴマー力なる前駆体と、重合開始剤との混合物である。また、水素結合基とは、図 5に示したィ匕学式で表わされる、カルボ -ル基、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシ基である。

[0031] さらに、基板 32と共に上クラッド層 30を上下反転させて上クラッド層 30の上面を下にし、上クラッド層 30をポリマー接着剤 27の上に重ねる。そして、上クラッド層 30の上力もポリマー接着剤 27に 100kg程度の押圧力を加え、下クラッド層 26と上クラッド層 30の間にポリマー接着剤 27を挟みこんで薄く押し広げる。

[0032] ついで、図 3 (d)に示すように、基板 21又は 32を通してポリマー接着剤 27に紫外線エネルギーを照射し、ポリマー接着剤 27を硬化させ、ポリマー接着剤 27によって凹溝 25内にコア 28を形成すると共に上クラッド層 30と下クラッド層 26とを接合させる。最後に、表裏の基板 32、 21をそれぞれ上クラッド層 30、下クラッド層 26から剥がしてフィルム化し、図 3 (e)のようなフィルム光導波路 35を得る。

[0033] このようなフィルム光導波路 35では、下クラッド層 26及び上クラッド層 30の曲げ弹性率が l,OOOMPaと小さぐし力も、下クラッド層 26及び上クラッド層 30はスタンパ 23 、 33で押圧することによって厚みを薄くしているので、屈曲性能が向上している。

[0034] スタンパで加圧して膜厚を薄くした図 3 (a)のような下クラッド層 26や、図 3 (b)のような上クラッド層 30では、圧力が常に同一方向力も働くため、互いに同じ方向に内部応力（もしくは残留モーメント）が発生する。そのため、下クラッド層 26及び上クラッド層 30には、図 3 (a)及び図 3 (b)の上面側で凹となる向きに反りが発生する。この下クラッド層 26と上クラッド層 30を、図 3 (c)に示すように上クラッド層 30を上下反転させて貼り合わせると、上クラッド層 30に発生して、る内部応力と下クラッド層 26の内部応力とが互いに打ち消し合うので、貼合せ体であるフィルム光導波路 35に反りが発生しにくくなる。

[0035] さらに、この実施例では、コア 28の成形と、クラッド層 26、 30の接合とを同時に行なえるので、フィルム光導波路 35の製造効率が高くなる。

[0036] また、このようにして製作されたフィルム光導波路 35にあっては、上クラッド層 30と下クラッド層 26の接着に上記のようなポリマー接着剤 27を使用している。ポリマー接着剤 27には図 5のような種類の水素結合基を官能基に含んでいるので、上クラッド層 30の界面と下クラッド層 26の界面とは、ポリマー接着剤 27の水素結合基を介して水素結合され、上クラッド層 30と下クラッド層 26との間で高密着力が得られる。また、ポリマー接着剤 27は、硬化後の曲げ弾性率が l,OOOMPa以下という小さな値になっているので、フィルム光導波路 35が屈曲又は形状復元したとき、上クラッド層 30及び下クラッド層 26の界面の変形にスムーズに追従することができる。よって、この実施例 1 によれば、フィルム光導波路 35に対して、屈曲又は形状復元する際の剥離に対して強度を持たせることができ、また屈曲及び形状復元に対する追従性を向上させることができる。

[0037] 例えば、実施例 1によるフィルム光導波路 35の試作サンプルについて言えば、曲率半径 3mmとなるまでフィルム光導波路 35を屈曲させることができた。また、 20万回繰り返してフィルム光導波路 35を屈曲させても界面の剥離が起こらな力つた。

[0038] また、上クラッド層 30及び下クラッド層 26のクラッド材料 22として、曲げ弾性率が 50 OMPaのエラストマ一を用いた場合には、得られたフィルム光導波路 35は曲率半径 2 mmまで屈曲させることができ、 20万回繰り返して屈曲させても界面の剥離が起こらなかった。さらに、曲げ弾性率が 200MPaのクラッド材料 22を用いると、得られたフィルム光導波路 35は曲率半径 lmmまで屈曲させることができ、 20万回繰り返し屈曲させても界面の剥離が起こらなかった。ポリマー接着剤 27の曲げ弾性率が l,OOOMPa であっても、繰り返し屈曲回数の限度値が、より曲げ弾性率が小さい場合と変化がない理由は、上下クラッド層 30、 26の厚さに比べてポリマー接着剤 27による接着層の厚さが薄いので、追従性が確保されることによる。

[0039] なお、上記実施例の図 1に示した工程では、スタンパ 23で下クラッド層 26の凹溝 2 5を成形した後に、凹溝 25中にポリマー接着剤 27を充填してコア 28を形成したが、凹溝 25はエッチング等によって形成してもよい。また、上面が平坦な下クラッド層 26 の上にリッジ形ののコアをエッチングやフォトリソグラフィ等によって形成してもよい。また、この実施例では、紫外線硬化型のポリマー接着剤 27を用いた力熱の付加により硬化するもの (熱硬化型接着剤）、硬化時間が短ければ空気中や界面表面の水分により重合が開始するもの、空気を遮断することにより重合が開始するもの (嫌気性接着剤)を用いてもよい。

[0040] また、上クラッド層 30及び下クラッド層 26には、前記クラッド材料 22 (エラストマ一）以外のものを用いても差し支えない。例えば、上記エラストマ一以外であっても、曲率半径が 3mm程度以下に曲げられるポリマーをクラッド材料 22に用いてもよい。

実施例 2

[0041] 図 6は本発明の実施例 2によるフィルム光導波路の製造方法を説明する図である。

図 6 (a)に示す下クラッド層 26は、実施例 1の図 1 (a)〜図 1 (d)と同一の工程により、下クラッド層 26を成形すると共に下クラッド層 26の上面に下クラッド層 26を形成した後、硬化後の曲げ弾性率が l,OOOMPa以下で、かつ、下クラッド層 26より屈折率の大きなポリマーにより下クラッド層 26内にコア 28を形成したものである。また、図 6 (b) に示す上クラッド層 30は図 2 (a)〜図 2 (d)と同じ工程により成形されたものである。

[0042] こうして、図 6 (a)のようなコア 28を有する下クラッド層 26と、図 6 (b)のような上クラッド層 30とを準備した後、図 6 (c)に示すように、下クラッド層 26及びコア 28の上に、コァ 28よりも屈折率の低いポリマー接着剤 27を塗布し、基板 32と共に上クラッド層 30 を上下反転させてポリマー接着剤 27の上に重ね、下クラッド層 26と上クラッド層 30の間にポリマー接着剤 27を挟みこんで薄く押し広げる。なお、このポリマー接着剤 27は、硬化後の曲げ弾性率が l,OOOMPaで、官能基に水素結合基を含むポリマーの、モノマー及びオリゴマー力なる前駆体と、重合開始剤との混合物である。

[0043] ついで、図 6 (d)に示すように、基板 21又は 32を通してポリマー接着剤 27に紫外線エネルギーを照射し、ポリマー接着剤 27を硬化させ、ポリマー接着剤 27によって上クラッド層 30と下クラッド層 26とを接合させる。最後に、表裏の基板 32、 21をそれぞれ上クラッド層 30、下クラッド層 26から剥がしてフィルム化し、図 6 (e)のようなフィルム光導波路 36を得る。

[0044] このようなフィルム光導波路 36にあっても、実施例 1のフィルム光導波路 35と同様な効果が得られる。

実施例 3

[0045] 図 7 (a)〜図 7 (d)は本発明の実施例 3による、フィルム光導波路の製造方法を説明する図である。実施例 3においては、実施例 2の図 1と同様な工程により、基板 21の上に凹溝 25を有する下クラッド層 26を形成する。ここで用いる紫外線硬化型のクラッド材料 22は、図 4に示すような基を含むウレタンモノマー及びウレタンオリゴマーと、重合開始剤との混合物であって、硬化後の曲げ弾性率が l,000MPa以下となるエラストマーの前駆体である。ついで、図 7 (a)に示すように、凹溝 25内にコア 28を形成する。この後、図 7 (b)に示すように、下クラッド層 26及びコア 28の上に、コア 28よりも屈折率の低いポリマー接着剤 27を塗布する。このポリマー接着剤 27は、硬化後の曲げ弾性率が l,OOOMPaで、官能基に水素結合基を含むポリマーの、モノマー及びォリゴマーカもなる前駆体と、重合開始剤との混合物である。

[0046] ついで、図 7 (c)に示すように、シリコーン等力も成る剥離性の良好な基板 34の平坦な型面でポリマー接着剤 27を押さえて 100kg程度の押圧力を加え、下クラッド層 2 6と基板 34にポリマー接着剤 27を挟みこんで薄く押し広げる。そして、基板 21又は 3 4を通してポリマー接着剤 27に紫外線エネルギーを照射し、ポリマー接着剤 27を硬化させ、ポリマー接着剤 27によって上クラッド層 30を成形すると共に上クラッド層 30 と下クラッド層 26を接合させる。最後に、表裏の基板 34、 21をそれぞれ上クラッド層 3 0、下クラッド層 26から剥がしてフィルム化し、図 7 (d)のようなフィルム光導波路 37を得る。

[0047] このようなフィルム光導波路 37にあっては、ポリマー接着剤 27によって上クラッド層 30を成形しているので、上クラッド層 30を成形する工程と、下クラッド層 26及び上クラッド層 30を接合させる工程を一度に行なえ、フィルム光導波路 37の製造工程を簡略にすることができる。

[0048] また、上クラッド層 30が高密着力のポリマー接着剤 27によって形成されているので、上クラッド層 30と下クラッド層 26の界面どうしの接着力を大きくでき、界面の剥離を防止できる。一方、ポリマー接着剤 27によって上クラッド層 30を成形するための基板 34は高剥離性となっているので、基板 34を容易に上クラッド層 30から剥離させることができる。

[0049] なお、実施例 3は、下クラッド層 26と基板 34をポリマー接着剤 27で接着した後、高剥離性の基板 34を剥がすことによって製作された上クラッド層 30のないフィルム光導波路 37であると言うこともできる。

[0050] また、上記実施例 1〜3では、下クラッド層ゃ上クラッド層を形成するためのクラッド材料として前記のようなエラストマ一を用いた力このクラッド材料としてポリイミドなど比較的曲げ強さの強、材料を使用してもょ、。硬化後の曲げ弾性率が 1 ,OOOMPa で、その前駆体の官能基に水素結合基を含む榭脂を介して両クラッド層を接合することにより、クラッド材料としてポリイミドなど比較的曲げ強さの強い材料を使用しても、密着力が高く剥離が発生しにくいフィルム光導波路を得ることができる。

実施例 4

[0051] 図 8は本発明の実施例 4による片方向通信用のフィルム光導波路モジュールを示す平面図、図 9はその一部分を拡大して示す概略断面図である。このフィルム光導波路モジュール 91は、一方の配線基板 92の上に実装された投光素子 93と他方の配線基板 94の上に実装された受光素子 95に本発明にかかるフィルム光導波路 96 の両端を接続することにより、フィルム光導波路 96で両配線基板 92、 94どうしをつないだものである。

[0052] 送信側の配線基板 92の上には駆動用 IC97と VCSELのような面発光型の投光素子 93とが実装されている。投光素子 93の光出射方向は、配線基板 92の上面とほぼ垂直な方向となっている。フィルム光導波路 96の一方端部は、図 9に示すように 45 ° の角度にカットされており、フィルム光導波路 96の当該端部が配線基板 92と平行となるようにして、かつ、 45° にカットされた面 100が斜め上方を向くようにして支持台 98の上に固定されている。し力も、コア 28の 45° にカットされた面 100は、投光素子 93から出射される光線の光軸上に位置して、る。

[0053] また、受信側の配線基板 94の上には増幅用 IC99と受光素子 95とが実装されている。フィルム光導波路 96の他方端部も 45° の角度にカットされており、フィルム光導波路 96の当該端部が配線基板 94と平行となるようにして、かつ、 45° にカットされた面が斜め上方を向くようにして支持台（図示せず)の上に固定されている。受光素子 95は、コア 28の 45° にカットされた面の真下に位置している。

[0054] 従って、駆動用 IC97に入力された電気信号が光信号 (変調光）に変換されて投光素子 93から光信号が出射されると、投光素子 93から出た光はフィルム光導波路 96 の下面からコア 28内に進入する。コア 28に進入した光信号は、コア 28の 45° にカツトされた面で全反射することによりコア 28の長さ方向とほぼ平行な方向に進行方向を曲げられ、コア 28と結合させられる。 [0055] こうして、フィルム光導波路 96の一端に結合した光信号はコア 28内を伝搬し、フィルム光導波路 96の他端に達する。フィルム光導波路 96の他端に達した光は、コア 2 8の 45° にカットされた面で全反射され、フィルム光導波路 96の他端から下方へ向けて出射され、受光素子 95で受光される。受光素子 95で受光された光信号は電気信号に変換され、電気信号は増幅用 IC99で増幅された後、配線基板 94から外部へ出力される。

[0056] このようなフィルム光導波路モジュール 91では、必ずしも配線基板 92と配線基板 9 4は同一平面に設置される訳ではないが、配線基板 92及び 94が任意の平面に設置されてもフィルム光導波路 96が柔軟に曲がることにより配線基板 92側カゝら配線基板 94側へ光信号を伝達させることができる。

[0057] しかし、このようにフィルム光導波路 96を介して接続された配線基板 92と配線基板 94を別々に設置するときには、フィルム光導波路 96に機械的な引っ張り力が加わることがある。本発明のフィルム光導波路モジュール 91では、上下クラッド層 30、 26の曲げ弾性率が l,OOOMPa以下というように小さいので、図 10 (a)に示すように少しの弓 Iつ張り力が加わるだけでフィルム光導波路モジュール 91が伸びてフィルム光導波路モジュール 91の幅が狭くなる。このときコア 28の曲げ弾性率と上下クラッド層 30、 26の曲げ弾性係数が等しいと、同じようにコア 28も伸びてそのコア径が細くなつたり、コア断面が変形したりしてコア 28を伝搬する光信号のモードが変化し、光信号の伝送特性が劣化する。

[0058] そのためこのフィルム光導波路モジュール 91では、コア 28の曲げ弾性率を上下クラッド層 30、 26の曲げ弾性率よりも大きくしている。すなわち、上下クラッド層 30、 26 の曲げ弾性率を 1 ,OOOMPa以下にすると共に、コア 28の曲げ弾性率を上下クラッド層 30、 26の曲げ弾性率よりも大きくしている。この結果、上下クラッド層 30、 26の剛性がコア 28よりも低くなり、し力も、コア 28は配線基板 92、 94に直接固定されていないので、フィルム光導波路 96に機械的な引っ張り力などが加わっても、図 10 (b)に示すように引っ張り力は上下クラッド層 30、 26で吸収される。よって、コア 28の変形を小さくすることができ、フィルム光導波路 96の伝送特性の劣化を抑制することができる。 [0059] また、フィルム光導波路 96が捻れた場合にも、コア径ゃコア断面形状によりフィルム光導波路 96の伝送特性の劣化を招くが、この点については携帯電話機との関連において後述する。

[0060] なお、上記実施例では、片方向通信用のフィルム光導波路モジュール 91について説明したが、双方向通信用のフィルム光導波路モジュールであってもよい。例えば、図 11に示す双方向通信用のフィルム光導波路モジュール 101は、両配線基板 92、 94がいずれも、駆動用 IC及び増幅用 ICの機能を備えた駆動兼増幅用 IC102と、投光素子 93と、受光素子 95とを実装している。そして、フィルム光導波路として 2芯のフイルム光導波路 103を用いて、一方のコア 28で配線基板 92の投光素子 93と配線基板 94の受光素子 95をつなぎ、他方のコアで配線基板 94の投光素子 93と配線基板 92の受光素子 95をつないでいる。よって、このフィルム光導波路モジュール 101によれば、いずれか一方の配線基板 92又は 94に入力された電気信号は、フィルム光導波路モジュール 101を介して光信号として伝搬され、他方の配線基板 94又は 92 から電気信号に復元されて出力される。

[0061] また、上記実施例では、発光素子と受光素子とをフィルム光導波路でつな!/、だフィルム光導波路モジュールについて説明したが、回路基板に実装した光コネクタに両端を接続することによって回路基板どうしをつなぐようにしたものであってもよい。実施例 5

[0062] 次に、本発明にかかるフィルム光導波路を用いた応用例（実施例 5)を説明する。以下で用いられるフィルム光導波路 51は、これまでに図示したように 1本のコアを有するものに限らず、複数本のコアを平行に配線したものや、コアが分岐したものであつてもよい。図 12は 2つ折りに折り畳み可能となった折り畳み式の携帯電話機 41を示す斜視図、図 13はその概略構成図である。携帯電話機 41は、液晶表示パネル 42とデジタルカメラ 43を備えた表示部 44と、テンキー等のキーパネル 45やアンテナ 46を備えた操作部 47とを、ヒンジ部 48によって回動自在に連結させた構造となっている。デジタルカメラ 43は、液晶表示パネル 42の裏面側に設けられている。また、表示部 4 4内には、外部メモリ 49が搭載されており、操作部 47内には通信機能やキーパネル 45からの入力を受け付けて各機能を実行させるための集積回路 (LSI) 50が搭載されている。

[0063] 従って、操作部 47内の集積回路 50と、表示部 44内の液晶表示パネル 42やデジタルカメラ 43、表示部 44との間で信号の送受信を行なわせる必要がある。本実施例 5 の携帯電話機 41では、図 13に示すように、操作部 47側と表示部 44側とを結ぶために本発明にかかるフィルム光導波路 51を用いている。すなわち、操作部 47内の集積回路 50と、表示部 44内の液晶表示パネル 42、デジタルカメラ 43、外部メモリ 49とをフィルム光導波路 51で接続し、光信号をもって送受信を行なわせるようにしている。

[0064] このような構造を実現するためには、フィルム光導波路 51がヒンジ部 48を通過する必要がある。この実施例 5では、そのための構造として、図 14に示すように、ヒンジ部 48にお!/、てフィルム光導波路 51をスパイラル状に屈曲させたものを用いて!/、る。このようなフィルム光導波路 51を製作するには、フラットなフィルム光導波路 51を製造した後、フラットなフィルム光導波路 51を指示棒等に巻き付けて巻き癖を付けてやればよい。本発明にかかるフィルム光導波路 51は、小さな曲率半径となるように曲げることができるので、このようにしてスパイラル状に賦形してもフィルム光導波路 51が破損する恐れがない。

[0065] しかして、このような実施例 5によれば、携帯電話機 41内の限られた空間で高速、大容量通信を実現することができる。また、本発明のフィルム光導波路 51は屈曲性能が高いので、繰り返し携帯電話機 41を開閉してもフィルム光導波路 51が破損する恐れは小さい。さらに、フィルム光導波路 51をヒンジ部 48においてスパイラル状に形成しているので、携帯電話機 41を開閉してもヒンジ部 48でフィルム光導波路 51に大きな負荷が掛かりにくぐフィルム光導波路 51の耐久性がより一層向上する。

[0066] なお、携帯電話機 41は、表示部 44と操作部 47が二つ折りになったものに限らず、操作部 47と平行な面内で表示部 44が回動するようになっていて折り畳まれるものであってもよい。

[0067] 図 15に示すものは、携帯電話機 111の異なる例を示す概略図である。この携帯電話機 111は 2軸回転型の携帯電話機となっている。すなわち、表示部 44と操作部 47 とは、ヒンジ部 48によって二つ折りに畳んだり広げたりできるようになつている。さらに、表示部 44は、そのヒンジ部 112により、ヒンジ部 48の軸方向と直交する軸線方向の回りでも回動できるようになって!/、る。

[0068] 携帯電話機 111の内部においては、操作部 47内に納められた配線基板 113に光コネクタ 114が設けられ、表示部 44内に納められた配線基板 115に光コネクタ 116 が設けられている。フィルム光導波路 51の一端に設けられた光コネクタ 117は光コネクタ 114に結合され、フィルム光導波路 51の他端に設けられた光コネクタ 118は光コネクタ 116に結合されており、フィルム光導波路 51を介して操作部 47の配線基板 11 3と表示部 44の配線基板 115が接続されている。そして、表示部 44と操作部 47を開 V、た状態では、フィルム光導波路 51は配線基板 113と配線基板 115の間をほぼ真つ直ぐに結んでいる。

[0069] しかして、この携帯電話機 111では表示部 44と操作部 47を二つ折りに畳むとフィルム光導波路 51が湾曲して曲がり、また、ヒンジ部 112により表示部 44を回動させるとフィルム光導波路 51が捻れる。ここで、フィルム光導波路 51の上下クラッド層 30、 2 6の曲げ弾性率は l,OOOMPa以下となって!/、るので、フィルム光導波路 51は小さな外力で容易に曲がったり、捻れたりする。

[0070] しかし、コア 28の曲げ弾性率は上下クラッド層 30、 26の曲げ弾性率よりも大きくなつているので、フィルム光導波路 51が引っ張られたり、捻られたりしても、コア径ゃコァ形状が変化しにくぐフィルム光導波路 51の伝送特性は劣化しにくい。すなわち、フィルム光導波路 51が図 16 (a)のように捻られると、図 16 (b)に示すようにフィルム光導波路 51に変形が生じ、コア 28も変形し、それによつてフィルム光導波路 51の伝送特性が劣化する恐れがある。しかし、コア 28の曲げ弾性率が上下クラッド層 30、 2 6の曲げ弾性率よりも大きくなつていると、フィルム光導波路 51が捻れてもコア形状が変化しに《なるので、フィルム光導波路 51の伝送特性が劣化しに《なる（フィルム光導波路 51が引っ張られる場合のコア形状の変形等による伝送特性の劣化ついては既に説明したとおりである。 ) o

[0071] 図 17に示すような捻れたフィルム光導波路 51を考え、フィルム光導波路 51の幅を W、フィルム光導波路 51の全長のうち捻れの生じている部分の長さを a X Wとする。携帯電話機 111内における配線スペースを考えると、 aの値はできるだけ小さいことが望ましい。しかし、 aの値がほぼ 1よりも小さくなると、捻れているフィルム光導波路 51の形状が歪み、その伝送特性が劣化することが分力つている。従って、できるだけ αの値が 1に近くなるようにしてフィルム光導波路 51の占める配線スペースを小さくすることが望まれる。

[0072] αの値と上下クラッド層 30、 26に要求される曲げ弾性率の限界値との間には、図 1 8に示すような関係がある。従って、 αの値を 1に近くするためには、上下クラッド層 3 0、 26の曲げ弾性率をほぼ 250MPa以下にすればよいことが分かる。

[0073] 一方、 αの値を小さくすると捻りの反発力が大きくなり、これによつて両端のコネクタ 117、 118力 S引つ張られて配線基板 113の光コネクタ 114や配線基板 115の光コネクタ 116から外れる恐れがある。通常光コネクタ等においては、 0.5kgf以上の負荷を掛けな!/、ことが求められており、そのためにはフィルム光導波路 51の曲げ弾性率を 2 50MPa以下にしておけば充分である。よって、フィルム光導波路 51の上下クラッド層 30、 26の曲げ、弾'性率を 250MPa以下にすることにより、光コネクタ 117、 118の接続不良を発生させずに aの値を 1に近づけて小さくできる。

[0074] なお、光ケーブルの捻れによる応力を小さくするためには、光ケーブルに余長部を設けておく方法もある。しかし、余長部を設けると、ヒンジ部に余長部を納めるための空間が必要になるので、ヒンジ部が大きくなり、ひいては携帯電話機の小型化が妨げられる問題がある。これに対し、この携帯電話機 111のような構造であれば、フィルム光導波路 51がヒンジ部 112内で捻れるようにしても、ヒンジ部 112が太くならな、。

[0075] また、フィルム光導波路 51がスパイラル状に巻かれておらず、し力も 2軸回転型でない携帯電話機の場合では、図 19 (a) (b)に示すようにヒンジ部 48をより小さくすることができる。このような携帯電話機では、図 19 (b)のように表示部 44と操作部 47とを広げた状態のときには、フィルム光導波路 51は弛みのない自然な長さとなっている力図 19 (a)のように表示部 44を畳んだときにはフィルム光導波路 51がヒンジ部 48 に巻き付くことによってフィルム光導波路 51に引っ張り力が加わる。しかし、この場合にも、コア 28の曲げ弾性率を上下クラッド層 30、 26の曲げ弾性率よりも小さくしておけば、図 10 (a) (b)の箇所において説明したように、コア 28の変形を小さくしてフィルム光導波路 51の伝送特性の劣化を小さくすることができる。

実施例 6 [0076] 図 20は本発明の実施例 6である、プリンタ 61の斜視図である。インクジェット方式のプリンタやドット ·インパクト方式のプリンタでは、印字ヘッド 62は支持部 65の上に固定されており、支持部 65はガイドバー 63に沿って左右に走行するようになっている。また、印字ヘッド 62にはプリンタ本体 64から印字情報が送られるようになつている。

[0077] この実施例 6では、プリンタ本体 64から印字ヘッド 62に印字情報を送信するため、図 21に示すように、プリンタ本体 64内の制御部 66と印字ヘッド 62を本発明にかかるフィルム光導波路 51で結んでいる。プリンタの印字品質が向上してドット密度 (dpi)が大きくなり、また印字速度が高速になると、プリンタ本体 64から印字ヘッド 62へ送信する信号量も急速に増大する力フィルム光導波路 51を用いることにより印字ヘッド 62へ高速で大容量の信号を送信することができる。

[0078] また、図 22 (a)及び図 22 (b)に示すように、印字ヘッド 62が左右に高速で走行すると、それに伴ってフィルム光導波路 51は折れ曲がつている箇所が移動し、大きな負荷が加わる力本発明のフィルム光導波路 51では屈曲性能が高、ためにフィルム光導波路 51の耐久性を高くすることができる。

実施例 7

[0079] 図 23は本発明の実施例 7である、ハードディスク装置 71の斜視図である。このハードディスク装置 71においては、ハードディスク 72の近傍にデータ読み取りヘッド駆動装置 73が設置されており、データ読み取りヘッド駆動装置 73から延出された読取りヘッド 74の先端がハードディスク 72の表面と対向している。また、制御回路を搭載された回路基板 75にはフィルム光導波路 51の一端が接続され、フィルム光導波路 51 の他端部は読取りヘッド 74の基部を通って読取りヘッド 74の先端の光学素子に接続されている。このフィルム光導波路 51には、ハードディスク 72に記憶されたデータを読み取る際、あるいは書き込む際に、回路基板 75と読取りヘッド 74との間でそのデータ (光信号)を伝送する機能を有してヽる。

[0080] ハードディスク装置 71に記憶されるデータは大容量ィ匕が進んでいる。その一方で、従来データ伝送路として用いられて、たフレキシブルプリント基板では、伝送密度に限界があり、大容量ィ匕するハードディスク装置のデータ伝送路に用いるためにはフレキシブルプリント基板の枚数を増やす力、大型化する力しか手段がなぐそのため屈曲性能やサイズに問題があった。ところが、フィルム光導波路 51を用いれば、屈曲性を有し、し力も小型で大容量のデータ伝送路を実現することが可能になる。

Claims

請求の範囲

[1] 一対のクラッド層の間にコアを形成したフィルム光導波路であって、

曲げ弾性率が l,000MPa以下で、かつ、その前駆体の官能基に水素結合基を含む榭脂を介して、前記クラッド層どうしが接合されたフィルム光導波路。

[2] コア充填用の凹溝を形成した第 1のクラッド層を成形する工程と、

第 2のクラッド層を成形する工程と、

曲げ弾性率が l,OOOMPa以下で、その前駆体の官能基に水素結合基を含み、かつ前記両クラッド層よりも屈折率の高い榭脂を用いて第 1のクラッド層の前記凹溝が形成された面と第 2のクラッド層とを貼り合わせると共に、前記榭脂により前記凹溝内にコアを形成する工程と、

を備えたフィルム光導波路の製造方法。

[3] コア充填用の凹溝を形成した第 1のクラッド層を成形する工程と、

第 1のクラッド層の前記凹溝内に、曲げ弾性率が l,OOOMPa以下のコアを形成する工程と、

第 2のクラッド層を成形する工程と、

曲げ弾性率が l,OOOMPa以下で、その前駆体の官能基に水素結合基を含み、かつコアよりも屈折率の低い榭脂を用いて第 1のクラッド層と第 2のクラッド層を貼り合わせる工程と、

を備えたフィルム光導波路の製造方法。

[4] コア充填用の凹溝を形成した第 1のクラッド層を成形する工程と、

第 1のクラッド層の前記凹溝内にコアを形成する工程と、

第 1のクラッド層及び前記コアの上に、曲げ弾性率が l,OOOMPa以下で、その前駆体の官能基に水素結合基を含み、かつコアよりも屈折率の低い榭脂を供給し、剥離性の良好な型面で前記榭脂を押圧して第 1のクラッド層及び前記コアと型面との間に前記榭脂を広げる工程と、

前記榭脂を硬化させ前記榭脂によって第 2のクラッド層を形成した後、前記型面を第 2のクラッド層から剥離する工程と、

を備えたフィルム光導波路の製造方法。

[5] 請求項 1に記載したフィルム光導波路と投光素子又は受光素子とを光学的に結合するように配置して一体ィ匕させたことを特徴とするフィルム光導波路モジュール。

[6] 回動部分によって一方の部材と他方の部材とを回動自在に連結された折り畳み式の電子機器装置において、

前記回動部分を通過させて一方の部材と他方の部材との間に請求項 1に記載のフイルム光導波路を配線したことを特徴とする電子機器装置。

[7] 機器本体に移動部を備えた電子機器装置にぉヽて、

前記移動部と前記機器本体とを請求項 1に記載のフィルム光導波路により光学的に結合させたことを特徴とする電子機器装置。