フィルム光導波路の製造方法
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１,０００ＭＰａ以下となるエラストマーの前駆体をクラッド材料として用いる。基板の上にこのクラッド材料を塗布し、上からスタンパで押えてクラッド材料を薄く押し広げる。このクラッド材料が硬化して下クラッド層が形成された後、下クラッド層の上にコアを形成する。ついで、下クラッド層の上に上記クラッド材料を塗布し、上からスタンパで押えてクラッド材料を薄く押し広げ、このクラッド材料を硬化させて上クラッド層を得る。最後に、基板を除去して小さな曲率半径でまげることのできるフィルム光導波路を得る。
【発明の詳細な説明】
【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、前記フィ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いる。
【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に光導波路を配線する場合には、省スペース化のために部品表面を這わせるようにして配線する場合も多く、小さな曲率半径で屈曲可能な、ポリマーフィルム光導波路が求められている。
【０００４】
一方、高い屈曲性能を持ち、変形が容易な材料としては、エラストマー（elastomer）が挙げられる。エラストマーとは、常温でゴム状弾性を持つ高分子材料の総称であって、一般に、ゴム類のように曲げ弾性率が低いものをいう。ここで、エラストマーの曲げ弾性率が低い理由について述べる。エラストマーは、ガラス転移温度が低く、室温では、そのポリマー分子はブラウン運動を起こしている。つまり、エラストマーは、流動性を呈している。一方、エラストマーを構成するポリマー分子は、その分子鎖どうしが化学的に架橋されているので、流動性を呈するもののその流動性は部分的である。よって、エラストマーは、固体でありながら容易に屈曲可能というゴム状の性質を有している。
【０００５】
エラストマーは、その前駆体であるモノマーやオリゴマーを、エネルギー照射によって硬化させることにより得られる。エラストマーは、モノマーやオリゴマーが親水基どうしの水素結合で結ばれて架橋しているものが多く、その前駆体も分子中に親水基を含むものが多い。前駆体の混合物は、その親水基どうしが水素結合するため流動性が低くなり、高粘度という性質を呈する。そして、この前駆体の混合物が、エネルギー照射されて硬化すると、曲げ弾性の小さなゴム状のエラストマーとなるのである。
【０００６】
よって、エラストマーを用いれば、小さな曲率半径で屈曲可能なフィルム光導波路を製造できると考えられる。図１（ａ）〜図１（ｇ）は、従来提案されてい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。この製造方法では、まず図１（ａ）に示すように、基板１１の上にクラッド材料１２を滴下する。このクラッド材料１２は、低屈折率のエラストマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーである。ついで、図１（ｂ）に示すように、基板１１の上のクラッド材料１２をスピンコータにより薄く伸ばし、エネルギー照射によりクラッド材料１２を硬化させて下クラッド層１３を得る。この後、図１（ｃ）に示すように、下クラッド層１３の表面をパターニングして凹溝１４を形成し、ついで、図１（ｄ）に示すように、凹溝１４内に下クラッド層１３より屈折率の高いコア材料１５を充填させる。このコア材料１５は、下クラッド層１３よりも屈折率の高いポリマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーである。このコア材料１５にエネルギーを照射すると、図１（ｅ）に示すように、コア材料１５が硬化して凹溝１４内に下クラッド層１３よりも屈折率の高いコア１６が形成される。ついで、図１（ｆ）に示すように、下クラッド層１３及びコア１６の上に、下クラッド層１３と同じクラッド材料１２（エラストマーの前駆体）を滴下し、これをスピンコートにより薄く広げた後、クラッド材料１２にエネルギーを照射することによって硬化させ、図１（ｇ）に示すようにクラッド材料１２からなる上クラッド層１７を形成してフィルム光導波路１８を製造する。
【０００７】
小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路としては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いることが望ましい。しかし、このようなエラストマーの前駆体では、粘度が１,０００ｃＰ（＝１０Ｐａ・ｓ）程度と高くなるため、かかるエラストマーを上クラッド層１７や下クラッド層１３に用いた場合には、スピンコートによって得られるクラッド層の膜厚はせいぜい６００μｍ程度までしか薄くすることができず、厚みが１,２００μｍ以下の薄いフィルム光導波路を得ることは困難であった。そのため、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いたとしても、その厚みのために小さな曲率半径で曲げることはできなかった。
【０００８】
一方、エラストマーの前駆体の粘度を小さくすれば、スピンコートによって得られるクラッド層の膜厚を薄くすることができる。しかし、エラストマーの前駆体の粘度を小さくすると、硬化後のエラストマー（クラッド層）の曲げ弾性率が大きくなり、結局、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を得ることは困難であった。
【０００９】
よって、スピンコート法を用いる従来のフィルム光導波路の製造方法では、前駆体の粘度が大きなエラストマーを用いると、クラッド層の膜厚を薄くすることができず、逆に、前駆体の粘度が小さなエラストマーを用いると、クラッド層の曲げ弾性率が大きくなる。そのため、いずれにしても曲率半径が数ｍｍ程度の小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製作することはできなかった。
【００１０】
このような製造方法で、あえて薄いフィルム光導波路１８を得ようとすれば、下クラッド層１３の硬化後や上クラッド層１７の硬化後に、下クラッド層１３や上クラッド層１７を研磨などで薄片化するしか方法がなく、薄いフィルム光導波路１８を得るために多くの工程が必要となり、生産性に問題があった。
【００１１】
なお、特許文献１には、コア材料としてウレタン系紫外線硬化樹脂を用いたものが開示されているが、この光導波路では一方のクラッド基板の厚みだけでも１.５ｍｍあり、小さな曲率半径で曲げることは期待できない。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−９０５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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、小さな曲率半径で曲げることのできる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】
【００１４】
本発明にかかるフィルム光導波路は、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーにより下クラッド層と上クラッド層のうち少なくとも一方の層が形成され、上クラッド層と下クラッド層の膜厚の和が３００μｍ以下であることを特徴としている。
【００１５】
本発明のフィルム光導波路にあっては、上クラッド層又は下クラッド層の少なくとも一方が、曲げ弾性率１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによって形成されており、しかも、上下クラッド層の膜厚の和が３００μｍ以下に薄くなっているので、フィルム光導波路を小さな曲率半径（例えば、数ｍｍ以下）で曲げることが可能になる。よって、携帯用小型機器内などにおいて、フィルム光導波路を部品の表面に沿って、あるいは、部品の隙間を縫って配線することが可能になる。
【００１６】
本発明のフィルム光導波路のある実施態様においては、前記下クラッド層と前記上クラッド層の間に、両クラッド層よりも屈折率が高く、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによりコアが形成されていてもよい。コアの曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによって形成されていると、コアも曲がり易くなるので、フィルム光導波路をより小さな曲率半径で曲げることが可能になる。
【００１７】
本発明のフィルム光導波路の別な実施態様においては、前記コアの曲げ弾性率が前記上クラッド層及び前記下クラッド層の曲げ弾性率よりも大きくなっている。かかる実施態様では、コアの曲げ弾性率が上クラッド層及び下クラッド層の曲げ弾性率よりも大きくなっているので、フィルム光導波路が伸びたり捻れたりしたときでも、コアの変形を小さく抑えることができ、コアを伝搬する光の損失を小さくすることができる。
【００１８】
本発明の第１のフィルム光導波路の製造方法は、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を基板に供給する工程と、前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層の上にコアを形成する工程と、前記下クラッド層及びコアの上に上クラッド層を形成する工程とを備えたことを特徴としている。なお、基板は下クラッド層を成形するためのガラス基板等に限らず、下クラッド層を成形するための装置の定盤などでもよい。この基板は最後にフィルム光導波路から除去するのが望ましい。
【００１９】
曲げ弾性率１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いると、エラストマーの前駆体の粘度が比較的大きくなり、エラストマーによって形成されたクラッド層の厚みを薄くすることが困難になる。しかし、本発明の第１のフィルム光導波路の製造方法においては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いながらも、エラストマーの前駆体をスタンパで押圧して薄くすることで、薄い膜厚（例えば、１５０μｍ以下の膜厚）の下クラッド層を得ることができる。従って、本発明によれば、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下で、かつ、厚みの薄い下クラッド層を得ることができ、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製造することができる。
【００２０】
本発明の第２のフィルム光導波路の製造方法は、下クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層の上にコアを形成する工程と、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を前記下クラッド層及び前記コアの上に供給する工程と、前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程とを備えたことを特徴としている。
【００２１】
本発明の第２のフィルム光導波路の製造方法においては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いながらも、エラストマーの前駆体をスタンパで押圧して薄くすることで、薄い膜厚（例えば、１５０μｍ以下の膜厚）の上クラッド層を得ることができる。従って、本発明によれば、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下で、かつ、厚みの薄い上クラッド層を得ることができ、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製造することができる。
【００２２】
本発明の第３のフィルム光導波路の製造方法は、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第１の基板に供給する工程と、前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第２の基板に供給する工程と、第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層又は前記上クラッド層に形成されたコアを挟みこむようにして、前記下クラッド層と前記上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。なお、基板は上クラッド層や下クラッド層を成形するためのガラス基板等に限らず、上クラッド層や下クラッド層を成形するための装置の定盤などでもよい。この基板は最後にフィルム光導波路から除去するのが望ましい。
【００２３】
本発明の第３のフィルム光導波路の製造方法においては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いながらも、エラストマーの前駆体をスタンパで押圧して薄くすることで、薄い膜厚（例えば、１５０μｍ以下の膜厚）の上クラッド層及び下クラッド層を得ることができる。従って、本発明によれば、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下で、かつ、厚みの薄い上クラッド層及び下クラッド層を得ることができ、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製造することができる。
【００２４】
また、上クラッド層や下クラッド層を成形する際には、スタンパからの圧力によって発生する内部応力により上クラッド層や下クラッド層に反りが発生するが、第３のフィルム光導波路の製造方法によれば、スタンパで押圧して上クラッド層と下クラッド層をそれぞれ成形した後、上クラッド層を上下反転させて下クラッド層の上に貼り合わせているので、上クラッド層と下クラッド層の反りを相殺し、フィルム光導波路に反りが発生するのを抑制することができる。
【００２５】
本発明の第４のフィルム光導波路の製造方法は、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第１の基板に供給する工程と、前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第２の基板に供給する工程と、第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層と前記上クラッド層とをコア材料で貼り合わせると共に、前記下クラッド層と前記上クラッド層の間に前記コア材料によりコアを形成する工程とを備えたことを特徴としている。
【００２６】
本発明の第４のフィルム光導波路の製造方法においては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いながらも、エラストマーの前駆体をスタンパで押圧して薄くすることで、薄い膜厚（例えば、１５０μｍ以下の膜厚）の上クラッド層及び下クラッド層を得ることができる。従って、本発明によれば、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下で、かつ、厚みの薄い上クラッド層及び下クラッド層を得ることができ、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製造することができる。
【００２７】
また、第４のフィルム光導波路の製造方法によれば、下クラッド層と上クラッド層をコア材料で貼り合わせることにより、同時に、コア材料によりコアを成形しているので、コア材料によるコアの成形と、コア材料による上下クラッド層の接合作業とを一度に行なうことができ、フィルム光導波路の製造工程を減らし、製造工程を合理化することができる。
【００２８】
本発明にかかるフィルム光導波路モジュールは、本発明にか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。
【００２９】
本発明にかかるフィルム光導波路モジュールによれば、光導波路部分の厚みが薄くて屈曲性能に優れたフィルム光導波路モジュールを得ることができるので、かかるフィルム光導波路モジュールを、ヒンジ部のような回動部分を有する装置内に組み込んだ場合、回動部分を繰り返し回動させても光導波路部分が破損しにくくなり、当該装置の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
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いる。
【００３１】
本発明にかかる電子機器装置によれば、厚みが薄くて屈曲性能に優れた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破損しにくくなり、電子機器装置の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
本発明にかかるフィルム光導波路によれば、厚みが薄くて屈曲性能に優れた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破損しにくくなり、電子機器装置の耐久性を向上させることができる。
【００３４】
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】
【００３５】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｇ）は、従来例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。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、本発明の実施例１によるフィルム光導波路の製造工程を順次説明した概略断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｅ）は、図２（ａ）〜図２（ｄ）の後に続く工程を説明した概略断面図である。
【図４】図４は、クラッド材料に用いられているエラストマー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化学式である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、本発明の実施例２における上クラッド層の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｅ）は、本発明の実施例２において、基板の上に形成された下クラッド層と、別な基板の上に形成された上クラッド層とを積層してフィルム光導波路を製造する工程を説明する概略断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｅ）は、本発明の実施例３において、基板の上に形成された下クラッド層と、別な基板の上に形成された上クラッド層とを積層してフィルム光導波路を製造する工程を説明する概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の変形例を説明する概略断面図である。
【図９】図９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１０】図１０は、図９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。
【図１１】図１１（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１１（ｂ）は引っ張り力によるコアの変形が小さくなったフィルム光導波路を模式的に表わした図である。
【図１２】図１２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ュールを示す平面図である。
【図１３】図１３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１４】図１４は、同上の携帯電話機の回路構成を示す概略図である。
【図１５】図１５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いる様子を模式的に表わした斜視図である。
【図１６】図１６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。
【図１７】図１７（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１７（ｂ）は図１７（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面を拡大して示す図である。
【図１８】図１８は、フィルム光導波路の捻れた領域の長さαＷを示す説明図である。
【図１９】図１９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。
【図２０】図２０（ａ）及び図２０（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２０（ａ）は２つに折り畳まれた状態を示す図、図２０（ｂ）は広げられた状態を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施例６であるプリンタの斜視図である。
【図２２】図２２は、同上のプリンタの回路構成を示す概略図である。
【図２３】図２３（ａ）及び図２３（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２４】図２４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。
【図２５】図２５は、電子回路基板へのフィルム光導波路の接続形態の一例を示す図である。
【図２６】図２６は、電子回路基板へのフィルム光導波路の接続形態の他例を示す図である。
【図２７】図２７は、電子回路基板へのフィルム光導波路の接続形態のさらに他例を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明にかかるフィルム光導波路の別な使用方法を示す斜視図である。
【図２９】図２９は、本発明にかかるフィルム光導波路とフレキシブルプリント配線基板を重ね合わせたフレキシブル複合伝送路を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
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 コア材料
２８ コア
２９ スタンパ
３０ 上クラッド層
３１ フィルム光導波路
３２ 基板
３３ スタンパ
３４ 接着樹脂
３５ フィルム光導波路
３６ フィルム光導波路
３７ スタンパ
５１ フィルム光導波路
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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】
【００３８】
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。本発明にかかかるフィルム光導波路の製造にあたっては、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２（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１,０００ＭＰａ以下となるエラストマーの前駆体である。また、このクラッド材料２２は、紫外線硬化型となっている。
【００３９】
ついで、図２（ｂ）に示すように、スタンパ（成形型）２３を上からクラッド材料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、下クラッド層に凹溝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２（ｃ）に示すように、基板２１を通して下面からクラッド材料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。
【００４０】
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２（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が成形されている。
【００４１】
ついで、図３（ａ）に示すように、下クラッド層２６の凹溝２５内にコア材料２７を充填させる。このコア材料２７は、下クラッド層２６より屈折率の高いポリマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーからなるものであって、紫外線硬化型のポリマーの前駆体である。もちろん、このコア材料としては、下クラッド層２６よりも屈折率が高く、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下となるエラストマーの前駆体を用いてもよい。凹溝２５にコア材料２７を充填し、適宜方法によりコア材料２７の表面を平滑に均した後、図３（ｂ）に示すように、コア材料２７に紫外線エネルギーを照射してコア材料２７を硬化させ、コア材料２７によってコア２８を凹溝２５内に成形する。
【００４２】
この後、図３（ｃ）に示すように、下クラッド層２６及びコア２８の上に、下クラッド層２６の場合に用いたのと同じクラッド材料２２を塗布し、図３（ｄ）に示すように、クラッド材料２２の上からスタンパ２９を押し当てて圧力を加えてクラッド材料２２の膜厚を薄くする。ついで、クラッド材料２２に紫外線エネルギーを照射することによってクラッド材料２２を硬化させて上クラッド層３０を成形する。そして、スタンパ２９を上クラッド層３０から分離すると共に、基板２１を下クラッド層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３１を得る。
【００４３】
クラッド層の膜厚を薄くするためには、クラッド材料２２の粘度は低いほうが望ましい。しかし、このフィルム光導波路３１では、下クラッド層２６や上クラッド層３０の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａと小さいので、そのエラストマーの前駆体の粘度が高くなる。しかし、実施例１では、スタンパ２３でクラッド材料２２を押さえて加圧しているので、クラッド材料２２の膜厚を強制的に薄く広げることができ、粘度が３０,０００ｃＰ程度あっても膜厚を１５０μｍ以下にすることができる。よって、フィルム光導波路３１の厚みは、３００μｍ以下になり、フィルム光導波路３１を小さな曲率半径で曲げることが可能になる。
【００４４】
実際、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａのエラストマーを用いた実施例１のフィルム光導波路３１では、前駆体の粘度が３０,０００ｃＰ以下のエラストマーを使用した場合でも、フィルム光導波路３１の厚みは２５０ｍｍ程度に薄くすることができた。この結果、フィルム光導波路３１をその厚み方向に曲げた場合の最小曲率半径は、３ｍｍ程度となった。なお、これよりも小さな曲率半径となるように曲げると、フィルム光導波路は折れ曲がった。
【００４５】
また、曲げ弾性率が５００ＭＰａ以下のエラストマーを用いた場合には、得られたフィルム光導波路は、曲率半径が２ｍｍ程度となるまで屈曲させることができた。さらに、曲げ弾性率が２００ＭＰａ以下のエラストマーを用いた場合には、得られたフィルム光導波路は、曲率半径が１ｍｍ程度となるまで屈曲させることができた。
【００４６】
なお、上記実施例１では、基板２１の上に供給されたクラッド材料２２や下クラッド層２６の上に供給されたクラッド材料２２を、直ちにスタンパ２３、２９で押圧したが、供給されたクラッド材料２２をスピンコータによって薄くした後にスタンパ２３、２９で押さえて薄くしてもよい。スピンコータを併用すれば、上下クラッド層３０、２６の厚みをより薄くできるので、フィルム光導波路の最小曲げ曲率をより小さくすることができる。
【００４７】
また、上記実施例１では、上クラッド層３０と下クラッド層２６の双方を曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによって形成したが、上クラッド層３０と下クラッド層２６のうちいずれか一方だけを曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによって形成してもよい。その場合、エラストマーを用いていない側のクラッド層は、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下の変性アクリレート樹脂などを用いることができる。
【実施例２】
【００４８】
図５及び図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２（ａ）〜図３（ｂ）と同一の工程により、基板２１の上に製作された下クラッド層２６であって、その上面にはコア２８が形成されている。
【００４９】
図６（ｂ）に示す上クラッド層３０は、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示す工程により、基板３２の上に製作されたものである。即ち、ガラス基板等の透光性を有する平坦な基板３２の上に、図５（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１,０００ＭＰａ以下となるエラストマーの前駆体である。ついで、図５（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５（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。
【００５０】
この後、図６（ｃ）に示すように、下クラッド層２６及びコア２８の上に、コア材料２７よりも屈折率の低いポリマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーからなる紫外線硬化型の接着樹脂３４を塗布し、基板３２と共に上クラッド層３０を上下反転させて接着樹脂３４の上に重ね、下クラッド層２６と上クラッド層３０の間に接着樹脂３４を挟みこんで薄く押し広げる。
【００５１】
ついで、図６（ｄ）に示すように、基板２１又は３２を通して接着樹脂３４に紫外線エネルギーを照射し、接着樹脂３４を硬化させ、接着樹脂３４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３５を得る。
【００５２】
スタンパで加圧して膜厚を薄くした図６（ａ）のような下クラッド層２６や、図６（ｂ）のような上クラッド層３０では、圧力が常に同一方向から働くため、それぞれ図６（ａ）及び図６（ｂ）に矢印で示すような内部応力（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６（ａ）及び図６（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６（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に発生してい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。
【実施例３】
【００５３】
図７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。図７（ａ）に示す下クラッド層２６は、実施例１の図２（ａ）〜図２（ｄ）と同一の工程により、基板２１の上に製作された下クラッド層２６であって、その上面には凹溝２５が形成されている。図７（ｂ）に示す上クラッド層３０は、実施例２の図５（ａ）〜図５（ｄ）と同一の工程により、基板３２の上に製作された上クラッド層３０である。
【００５４】
実施例３においては、図７（ｃ）に示すように、図７（ａ）の下クラッド層２６の上面の凹溝２５の領域にコア材料２７を塗布する。このコア材料２７は、下クラッド層２６及び上クラッド層３０よりも屈折率の高いポリマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーであって、紫外線硬化型樹脂となっている。ついで、基板３２と共に上クラッド層３０を上下反転させてコア材料２７の上に重ね、下クラッド層２６と上クラッド層３０の間にコア材料２７を挟み込み、コア材料２７を凹溝２５内に充填させると共にコア材料２７を上下クラッド層３０、２６間の全体に薄く押し広げる。
【００５５】
ついで、図７（ｄ）に示すように、基板２１又は３２を通してコア材料２７に紫外線エネルギーを照射し、コア材料２７を硬化させ、コア材料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７（ｅ）のようなフィルム光導波路３６を得る。
【００５６】
実施例３によれば、コア材料２７によるコア２８の成形と、コア材料２７による上クラッド層３０と下クラッド層２６の接合作業とを一度に行なうことができるので、フィルム光導波路３６の製造工程を減らすことができる。よって、実施例３によれば、フィルム光導波路３６の製造工程を合理化することができる。
【００５７】
なお、実施例１〜３の場合においては、図８に示すように、下クラッド層２６に設けた凹溝２５の少なくとも片側に、コア材料２７を逃がすための窪み３７を設けてもよい。下クラッド層２６の凹溝２５内にコア材料２７を供給した後、コア材料２７をスタンパ３８又は上クラッド層３０で押さえて凹溝２５内にコア２８を成形する場合、凹溝２５内の余剰のコア材料２７が凹溝２５から押し出される。このとき、押し出されたコア材料２７が下クラッド層２６の上面とスタンパ３８等の間で厚い樹脂膜となると、この樹脂膜を通じてコア２８内の光信号が漏れ、フィルム光導波路の信頼性が低下する。
【００５８】
図８に示すように、凹溝２５の近傍に窪み３７を設けていると、余剰のコア材料２７は速やかに凹溝２５から押し出されて窪み３７へ逃げることができるので、下クラッド層２６の上面とスタンパ３８との間の樹脂膜を短時間の加圧により十分に薄くすることができ、フィルム光導波路の信頼性を向上させることができる。
【００５９】
なお、コア材料を逃がすための窪みを設ける箇所は、下クラッド層２６の上面に限らず、スタンパ３８や上クラッド層であっても差し支えない。
【００６０】
また、上記各実施例において、エラストマーにより作製された下クラッド層２６と界面を接する上クラッド層３０もしくはコア２８に、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、イミノ基といった水素結合基を含む変性アクリレート樹脂を用いれば、下クラッド層２６と接する界面の密着力を向上させることができる。同じように、エラストマーにより作製された上クラッド層３０と界面を接する下クラッド層２６もしくはコア２８に、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、イミノ基といった水素結合基を含む樹脂を用いれば、上クラッド層３０と接する界面の密着力を向上させることができる。
【実施例４】
【００６１】
図９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１０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。
【００６２】
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１０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。しかも、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いる。
【００６３】
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。
【００６４】
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°にカッ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。
【００６５】
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２８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。
【００６６】
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９４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側から配線基板９４側へ光信号を伝達させることができる。
【００６７】
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１,０００ＭＰａ以下というように小さいので、図１１（ａ）に示すように少しの引っ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ったり、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。
【００６８】
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１,０００ＭＰａ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、しかも、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１１（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。
【００６９】
また、フィルム光導波路９６が捻れた場合にも、コア径や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。
【００７０】
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１２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芯のフィルム光導波路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。
【００７１】
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い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】
【００７２】
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ってもよい。図１３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１４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４４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。
【００７３】
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１４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。
【００７４】
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１５に示すように、ヒンジ部４８におい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いる。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。
【００７５】
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く、フィルム光導波路５１の耐久性がより一層向上する。
【００７６】
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。
【００７７】
図１６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っている。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いる。
【００７８】
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１１３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を開いた状態では、フィルム光導波路５１は配線基板１１３と配線基板１１５の間をほぼ真っ直ぐに結んでいる。
【００７９】
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、２６の曲げ弾性率は１,０００ＭＰａ以下となっているので、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。
【００８０】
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っているので、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、コア径やコア形状が変化しにくく、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１７（ａ）のように捻られると、図１７（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、それによっ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、２６の曲げ弾性率よりも大きくなっていると、フィルム光導波路５１が捻れてもコア形状が変化しにくくなるので、フィルム光導波路５１の伝送特性が劣化しにくくなる（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。）。
【００８１】
図１８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α×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、αの値はできるだけ小さいことが望ましい。しかし、α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かっている。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。
【００８２】
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１９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３０、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。
【００８３】
一方、αの値を小さくすると捻りの反発力が大きくなり、これによって両端のコネクタ１１７、１１８が引っ張られて配線基板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い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２５０ＭＰａ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αの値を１に近づけて小さくできる。
【００８４】
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が太くならない。
【００８５】
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、しかも２軸回転型でない携帯電話機の場合では、図２０（ａ）及び図２０（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２０（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が、図２０（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１１（ａ）及び図１１（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】
【００８６】
図２１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っている。
【００８７】
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２２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送に増大するが、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。
【００８８】
また、図２３（ａ）及び図２３（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は折れ曲がっている箇所が移動し、大きな負荷が加わるが、本発明のフィルム光導波路５１では屈曲性能が高い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】
【００８９】
図２４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いる。
【００９０】
ハードディスク装置７１に記憶されるデータは大容量化が進んでいる。その一方で、従来データ伝送路として用いられてい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、大容量化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か、大型化するかしか手段がなく、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、しか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。
【実施例８】
【００９１】
図２５〜図２７に示すものは、電子回路基板へのフィルム光導波路５１の接続形態を示す実施例である。すなわち、図２５に示す形態では、フィルム光導波路５１を屈曲させて機器８１内の別々の電子回路基板８２、８３間を結んでいる。また、図２６に示す形態では、電子回路基板８２の表裏をフィルム光導波路５１で結んでいる。図２７に示す形態では、電子回路基板８２とコネクタ８４とをフィルム光導波路５１で結んでいる。これらのいずれの接続形態においても、限られた空間内に位置する電子回路基板間の高速、大容量通信を実現できる。
【実施例９】
【００９２】
図２８は本発明にかかるフィルム光導波路５１の別な使用方法を示す実施例である。この実施例９では、フィルム光導波路５１を凹凸部８５を有する電子回路基板８６、例えば電子部品等を実装されて凹凸部８５を形成された電子回路基板８６において、凹凸部８５の表面に沿わせてフィルム光導波路５１を設置している。かかる形態によれば、電子部品が実装された電子回路基板内を結ぶ伝送路などに用いることができ、電子回路基板内の高速、大容量通信を実現できる。
【実施例１０】
【００９３】
図２９は本発明にかかるフィルム光導波路５１のさらに別な使用方法を示す実施例である。この実施例１０では、フィルム光導波路５１をフレキシブルな電子回路基板８６の上に重ね合わせている。このような形態によれば、フレキシブルな電子回路基板８６の上に重ね合わせている。このような形態によれば、フレキシブルな電子回路基板８６による電力伝送や演算機能を有し、かつ、高速、大容量通信機能を有するフレキシブル複合伝送路を実現できる。
【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、前記フィ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いる。
【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に光導波路を配線する場合には、省スペース化のために部品表面を這わせるようにして配線する場合も多く、小さな曲率半径で屈曲可能な、ポリマーフィルム光導波路が求められている。
【０００４】
一方、高い屈曲性能を持ち、変形が容易な材料としては、エラストマー（elastomer）が挙げられる。エラストマーとは、常温でゴム状弾性を持つ高分子材料の総称であって、一般に、ゴム類のように曲げ弾性率が低いものをいう。ここで、エラストマーの曲げ弾性率が低い理由について述べる。エラストマーは、ガラス転移温度が低く、室温では、そのポリマー分子はブラウン運動を起こしている。つまり、エラストマーは、流動性を呈している。一方、エラストマーを構成するポリマー分子は、その分子鎖どうしが化学的に架橋されているので、流動性を呈するもののその流動性は部分的である。よって、エラストマーは、固体でありながら容易に屈曲可能というゴム状の性質を有している。
【０００５】
エラストマーは、その前駆体であるモノマーやオリゴマーを、エネルギー照射によって硬化させることにより得られる。エラストマーは、モノマーやオリゴマーが親水基どうしの水素結合で結ばれて架橋しているものが多く、その前駆体も分子中に親水基を含むものが多い。前駆体の混合物は、その親水基どうしが水素結合するため流動性が低くなり、高粘度という性質を呈する。そして、この前駆体の混合物が、エネルギー照射されて硬化すると、曲げ弾性の小さなゴム状のエラストマーとなるのである。
【０００６】
よって、エラストマーを用いれば、小さな曲率半径で屈曲可能なフィルム光導波路を製造できると考えられる。図１（ａ）〜図１（ｇ）は、従来提案されてい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。この製造方法では、まず図１（ａ）に示すように、基板１１の上にクラッド材料１２を滴下する。このクラッド材料１２は、低屈折率のエラストマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーである。ついで、図１（ｂ）に示すように、基板１１の上のクラッド材料１２をスピンコータにより薄く伸ばし、エネルギー照射によりクラッド材料１２を硬化させて下クラッド層１３を得る。この後、図１（ｃ）に示すように、下クラッド層１３の表面をパターニングして凹溝１４を形成し、ついで、図１（ｄ）に示すように、凹溝１４内に下クラッド層１３より屈折率の高いコア材料１５を充填させる。このコア材料１５は、下クラッド層１３よりも屈折率の高いポリマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーである。このコア材料１５にエネルギーを照射すると、図１（ｅ）に示すように、コア材料１５が硬化して凹溝１４内に下クラッド層１３よりも屈折率の高いコア１６が形成される。ついで、図１（ｆ）に示すように、下クラッド層１３及びコア１６の上に、下クラッド層１３と同じクラッド材料１２（エラストマーの前駆体）を滴下し、これをスピンコートにより薄く広げた後、クラッド材料１２にエネルギーを照射することによって硬化させ、図１（ｇ）に示すようにクラッド材料１２からなる上クラッド層１７を形成してフィルム光導波路１８を製造する。
【０００７】
小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路としては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いることが望ましい。しかし、このようなエラストマーの前駆体では、粘度が１,０００ｃＰ（＝１０Ｐａ・ｓ）程度と高くなるため、かかるエラストマーを上クラッド層１７や下クラッド層１３に用いた場合には、スピンコートによって得られるクラッド層の膜厚はせいぜい６００μｍ程度までしか薄くすることができず、厚みが１,２００μｍ以下の薄いフィルム光導波路を得ることは困難であった。そのため、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いたとしても、その厚みのために小さな曲率半径で曲げることはできなかった。
【０００８】
一方、エラストマーの前駆体の粘度を小さくすれば、スピンコートによって得られるクラッド層の膜厚を薄くすることができる。しかし、エラストマーの前駆体の粘度を小さくすると、硬化後のエラストマー（クラッド層）の曲げ弾性率が大きくなり、結局、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を得ることは困難であった。
【０００９】
よって、スピンコート法を用いる従来のフィルム光導波路の製造方法では、前駆体の粘度が大きなエラストマーを用いると、クラッド層の膜厚を薄くすることができず、逆に、前駆体の粘度が小さなエラストマーを用いると、クラッド層の曲げ弾性率が大きくなる。そのため、いずれにしても曲率半径が数ｍｍ程度の小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製作することはできなかった。
【００１０】
このような製造方法で、あえて薄いフィルム光導波路１８を得ようとすれば、下クラッド層１３の硬化後や上クラッド層１７の硬化後に、下クラッド層１３や上クラッド層１７を研磨などで薄片化するしか方法がなく、薄いフィルム光導波路１８を得るために多くの工程が必要となり、生産性に問題があった。
【００１１】
なお、特許文献１には、コア材料としてウレタン系紫外線硬化樹脂を用いたものが開示されているが、この光導波路では一方のクラッド基板の厚みだけでも１.５ｍｍあり、小さな曲率半径で曲げることは期待できない。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−９０５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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、小さな曲率半径で曲げることのできる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】
【００１４】
本発明にかかるフィルム光導波路は、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーにより下クラッド層と上クラッド層のうち少なくとも一方の層が形成され、上クラッド層と下クラッド層の膜厚の和が３００μｍ以下であることを特徴としている。
【００１５】
本発明のフィルム光導波路にあっては、上クラッド層又は下クラッド層の少なくとも一方が、曲げ弾性率１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによって形成されており、しかも、上下クラッド層の膜厚の和が３００μｍ以下に薄くなっているので、フィルム光導波路を小さな曲率半径（例えば、数ｍｍ以下）で曲げることが可能になる。よって、携帯用小型機器内などにおいて、フィルム光導波路を部品の表面に沿って、あるいは、部品の隙間を縫って配線することが可能になる。
【００１６】
本発明のフィルム光導波路のある実施態様においては、前記下クラッド層と前記上クラッド層の間に、両クラッド層よりも屈折率が高く、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによりコアが形成されていてもよい。コアの曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによって形成されていると、コアも曲がり易くなるので、フィルム光導波路をより小さな曲率半径で曲げることが可能になる。
【００１７】
本発明のフィルム光導波路の別な実施態様においては、前記コアの曲げ弾性率が前記上クラッド層及び前記下クラッド層の曲げ弾性率よりも大きくなっている。かかる実施態様では、コアの曲げ弾性率が上クラッド層及び下クラッド層の曲げ弾性率よりも大きくなっているので、フィルム光導波路が伸びたり捻れたりしたときでも、コアの変形を小さく抑えることができ、コアを伝搬する光の損失を小さくすることができる。
【００１８】
本発明の第１のフィルム光導波路の製造方法は、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を基板に供給する工程と、前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層の上にコアを形成する工程と、前記下クラッド層及びコアの上に上クラッド層を形成する工程とを備えたことを特徴としている。なお、基板は下クラッド層を成形するためのガラス基板等に限らず、下クラッド層を成形するための装置の定盤などでもよい。この基板は最後にフィルム光導波路から除去するのが望ましい。
【００１９】
曲げ弾性率１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いると、エラストマーの前駆体の粘度が比較的大きくなり、エラストマーによって形成されたクラッド層の厚みを薄くすることが困難になる。しかし、本発明の第１のフィルム光導波路の製造方法においては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いながらも、エラストマーの前駆体をスタンパで押圧して薄くすることで、薄い膜厚（例えば、１５０μｍ以下の膜厚）の下クラッド層を得ることができる。従って、本発明によれば、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下で、かつ、厚みの薄い下クラッド層を得ることができ、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製造することができる。
【００２０】
本発明の第２のフィルム光導波路の製造方法は、下クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層の上にコアを形成する工程と、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を前記下クラッド層及び前記コアの上に供給する工程と、前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程とを備えたことを特徴としている。
【００２１】
本発明の第２のフィルム光導波路の製造方法においては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いながらも、エラストマーの前駆体をスタンパで押圧して薄くすることで、薄い膜厚（例えば、１５０μｍ以下の膜厚）の上クラッド層を得ることができる。従って、本発明によれば、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下で、かつ、厚みの薄い上クラッド層を得ることができ、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製造することができる。
【００２２】
本発明の第３のフィルム光導波路の製造方法は、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第１の基板に供給する工程と、前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第２の基板に供給する工程と、第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層又は前記上クラッド層に形成されたコアを挟みこむようにして、前記下クラッド層と前記上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。なお、基板は上クラッド層や下クラッド層を成形するためのガラス基板等に限らず、上クラッド層や下クラッド層を成形するための装置の定盤などでもよい。この基板は最後にフィルム光導波路から除去するのが望ましい。
【００２３】
本発明の第３のフィルム光導波路の製造方法においては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いながらも、エラストマーの前駆体をスタンパで押圧して薄くすることで、薄い膜厚（例えば、１５０μｍ以下の膜厚）の上クラッド層及び下クラッド層を得ることができる。従って、本発明によれば、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下で、かつ、厚みの薄い上クラッド層及び下クラッド層を得ることができ、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製造することができる。
【００２４】
また、上クラッド層や下クラッド層を成形する際には、スタンパからの圧力によって発生する内部応力により上クラッド層や下クラッド層に反りが発生するが、第３のフィルム光導波路の製造方法によれば、スタンパで押圧して上クラッド層と下クラッド層をそれぞれ成形した後、上クラッド層を上下反転させて下クラッド層の上に貼り合わせているので、上クラッド層と下クラッド層の反りを相殺し、フィルム光導波路に反りが発生するのを抑制することができる。
【００２５】
本発明の第４のフィルム光導波路の製造方法は、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第１の基板に供給する工程と、前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第２の基板に供給する工程と、第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、前記下クラッド層と前記上クラッド層とをコア材料で貼り合わせると共に、前記下クラッド層と前記上クラッド層の間に前記コア材料によりコアを形成する工程とを備えたことを特徴としている。
【００２６】
本発明の第４のフィルム光導波路の製造方法においては、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーを用いながらも、エラストマーの前駆体をスタンパで押圧して薄くすることで、薄い膜厚（例えば、１５０μｍ以下の膜厚）の上クラッド層及び下クラッド層を得ることができる。従って、本発明によれば、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下で、かつ、厚みの薄い上クラッド層及び下クラッド層を得ることができ、小さな曲率半径で曲げることのできるフィルム光導波路を製造することができる。
【００２７】
また、第４のフィルム光導波路の製造方法によれば、下クラッド層と上クラッド層をコア材料で貼り合わせることにより、同時に、コア材料によりコアを成形しているので、コア材料によるコアの成形と、コア材料による上下クラッド層の接合作業とを一度に行なうことができ、フィルム光導波路の製造工程を減らし、製造工程を合理化することができる。
【００２８】
本発明にかかるフィルム光導波路モジュールは、本発明にか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。
【００２９】
本発明にかかるフィルム光導波路モジュールによれば、光導波路部分の厚みが薄くて屈曲性能に優れたフィルム光導波路モジュールを得ることができるので、かかるフィルム光導波路モジュールを、ヒンジ部のような回動部分を有する装置内に組み込んだ場合、回動部分を繰り返し回動させても光導波路部分が破損しにくくなり、当該装置の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
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いる。
【００３１】
本発明にかかる電子機器装置によれば、厚みが薄くて屈曲性能に優れた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破損しにくくなり、電子機器装置の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
本発明にかかるフィルム光導波路によれば、厚みが薄くて屈曲性能に優れた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破損しにくくなり、電子機器装置の耐久性を向上させることができる。
【００３４】
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】
【００３５】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｇ）は、従来例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。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、本発明の実施例１によるフィルム光導波路の製造工程を順次説明した概略断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｅ）は、図２（ａ）〜図２（ｄ）の後に続く工程を説明した概略断面図である。
【図４】図４は、クラッド材料に用いられているエラストマー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化学式である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、本発明の実施例２における上クラッド層の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｅ）は、本発明の実施例２において、基板の上に形成された下クラッド層と、別な基板の上に形成された上クラッド層とを積層してフィルム光導波路を製造する工程を説明する概略断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｅ）は、本発明の実施例３において、基板の上に形成された下クラッド層と、別な基板の上に形成された上クラッド層とを積層してフィルム光導波路を製造する工程を説明する概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の変形例を説明する概略断面図である。
【図９】図９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１０】図１０は、図９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。
【図１１】図１１（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１１（ｂ）は引っ張り力によるコアの変形が小さくなったフィルム光導波路を模式的に表わした図である。
【図１２】図１２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ュールを示す平面図である。
【図１３】図１３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１４】図１４は、同上の携帯電話機の回路構成を示す概略図である。
【図１５】図１５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いる様子を模式的に表わした斜視図である。
【図１６】図１６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。
【図１７】図１７（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１７（ｂ）は図１７（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面を拡大して示す図である。
【図１８】図１８は、フィルム光導波路の捻れた領域の長さαＷを示す説明図である。
【図１９】図１９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。
【図２０】図２０（ａ）及び図２０（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２０（ａ）は２つに折り畳まれた状態を示す図、図２０（ｂ）は広げられた状態を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施例６であるプリンタの斜視図である。
【図２２】図２２は、同上のプリンタの回路構成を示す概略図である。
【図２３】図２３（ａ）及び図２３（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２４】図２４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。
【図２５】図２５は、電子回路基板へのフィルム光導波路の接続形態の一例を示す図である。
【図２６】図２６は、電子回路基板へのフィルム光導波路の接続形態の他例を示す図である。
【図２７】図２７は、電子回路基板へのフィルム光導波路の接続形態のさらに他例を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明にかかるフィルム光導波路の別な使用方法を示す斜視図である。
【図２９】図２９は、本発明にかかるフィルム光導波路とフレキシブルプリント配線基板を重ね合わせたフレキシブル複合伝送路を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
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 コア材料
２８ コア
２９ スタンパ
３０ 上クラッド層
３１ フィルム光導波路
３２ 基板
３３ スタンパ
３４ 接着樹脂
３５ フィルム光導波路
３６ フィルム光導波路
３７ スタンパ
５１ フィルム光導波路
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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】
【００３８】
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。本発明にかかかるフィルム光導波路の製造にあたっては、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２（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１,０００ＭＰａ以下となるエラストマーの前駆体である。また、このクラッド材料２２は、紫外線硬化型となっている。
【００３９】
ついで、図２（ｂ）に示すように、スタンパ（成形型）２３を上からクラッド材料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、下クラッド層に凹溝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２（ｃ）に示すように、基板２１を通して下面からクラッド材料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。
【００４０】
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２（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が成形されている。
【００４１】
ついで、図３（ａ）に示すように、下クラッド層２６の凹溝２５内にコア材料２７を充填させる。このコア材料２７は、下クラッド層２６より屈折率の高いポリマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーからなるものであって、紫外線硬化型のポリマーの前駆体である。もちろん、このコア材料としては、下クラッド層２６よりも屈折率が高く、硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下となるエラストマーの前駆体を用いてもよい。凹溝２５にコア材料２７を充填し、適宜方法によりコア材料２７の表面を平滑に均した後、図３（ｂ）に示すように、コア材料２７に紫外線エネルギーを照射してコア材料２７を硬化させ、コア材料２７によってコア２８を凹溝２５内に成形する。
【００４２】
この後、図３（ｃ）に示すように、下クラッド層２６及びコア２８の上に、下クラッド層２６の場合に用いたのと同じクラッド材料２２を塗布し、図３（ｄ）に示すように、クラッド材料２２の上からスタンパ２９を押し当てて圧力を加えてクラッド材料２２の膜厚を薄くする。ついで、クラッド材料２２に紫外線エネルギーを照射することによってクラッド材料２２を硬化させて上クラッド層３０を成形する。そして、スタンパ２９を上クラッド層３０から分離すると共に、基板２１を下クラッド層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３１を得る。
【００４３】
クラッド層の膜厚を薄くするためには、クラッド材料２２の粘度は低いほうが望ましい。しかし、このフィルム光導波路３１では、下クラッド層２６や上クラッド層３０の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａと小さいので、そのエラストマーの前駆体の粘度が高くなる。しかし、実施例１では、スタンパ２３でクラッド材料２２を押さえて加圧しているので、クラッド材料２２の膜厚を強制的に薄く広げることができ、粘度が３０,０００ｃＰ程度あっても膜厚を１５０μｍ以下にすることができる。よって、フィルム光導波路３１の厚みは、３００μｍ以下になり、フィルム光導波路３１を小さな曲率半径で曲げることが可能になる。
【００４４】
実際、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａのエラストマーを用いた実施例１のフィルム光導波路３１では、前駆体の粘度が３０,０００ｃＰ以下のエラストマーを使用した場合でも、フィルム光導波路３１の厚みは２５０ｍｍ程度に薄くすることができた。この結果、フィルム光導波路３１をその厚み方向に曲げた場合の最小曲率半径は、３ｍｍ程度となった。なお、これよりも小さな曲率半径となるように曲げると、フィルム光導波路は折れ曲がった。
【００４５】
また、曲げ弾性率が５００ＭＰａ以下のエラストマーを用いた場合には、得られたフィルム光導波路は、曲率半径が２ｍｍ程度となるまで屈曲させることができた。さらに、曲げ弾性率が２００ＭＰａ以下のエラストマーを用いた場合には、得られたフィルム光導波路は、曲率半径が１ｍｍ程度となるまで屈曲させることができた。
【００４６】
なお、上記実施例１では、基板２１の上に供給されたクラッド材料２２や下クラッド層２６の上に供給されたクラッド材料２２を、直ちにスタンパ２３、２９で押圧したが、供給されたクラッド材料２２をスピンコータによって薄くした後にスタンパ２３、２９で押さえて薄くしてもよい。スピンコータを併用すれば、上下クラッド層３０、２６の厚みをより薄くできるので、フィルム光導波路の最小曲げ曲率をより小さくすることができる。
【００４７】
また、上記実施例１では、上クラッド層３０と下クラッド層２６の双方を曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによって形成したが、上クラッド層３０と下クラッド層２６のうちいずれか一方だけを曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによって形成してもよい。その場合、エラストマーを用いていない側のクラッド層は、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下の変性アクリレート樹脂などを用いることができる。
【実施例２】
【００４８】
図５及び図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２（ａ）〜図３（ｂ）と同一の工程により、基板２１の上に製作された下クラッド層２６であって、その上面にはコア２８が形成されている。
【００４９】
図６（ｂ）に示す上クラッド層３０は、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示す工程により、基板３２の上に製作されたものである。即ち、ガラス基板等の透光性を有する平坦な基板３２の上に、図５（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１,０００ＭＰａ以下となるエラストマーの前駆体である。ついで、図５（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５（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。
【００５０】
この後、図６（ｃ）に示すように、下クラッド層２６及びコア２８の上に、コア材料２７よりも屈折率の低いポリマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーからなる紫外線硬化型の接着樹脂３４を塗布し、基板３２と共に上クラッド層３０を上下反転させて接着樹脂３４の上に重ね、下クラッド層２６と上クラッド層３０の間に接着樹脂３４を挟みこんで薄く押し広げる。
【００５１】
ついで、図６（ｄ）に示すように、基板２１又は３２を通して接着樹脂３４に紫外線エネルギーを照射し、接着樹脂３４を硬化させ、接着樹脂３４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３５を得る。
【００５２】
スタンパで加圧して膜厚を薄くした図６（ａ）のような下クラッド層２６や、図６（ｂ）のような上クラッド層３０では、圧力が常に同一方向から働くため、それぞれ図６（ａ）及び図６（ｂ）に矢印で示すような内部応力（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６（ａ）及び図６（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６（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に発生してい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。
【実施例３】
【００５３】
図７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。図７（ａ）に示す下クラッド層２６は、実施例１の図２（ａ）〜図２（ｄ）と同一の工程により、基板２１の上に製作された下クラッド層２６であって、その上面には凹溝２５が形成されている。図７（ｂ）に示す上クラッド層３０は、実施例２の図５（ａ）〜図５（ｄ）と同一の工程により、基板３２の上に製作された上クラッド層３０である。
【００５４】
実施例３においては、図７（ｃ）に示すように、図７（ａ）の下クラッド層２６の上面の凹溝２５の領域にコア材料２７を塗布する。このコア材料２７は、下クラッド層２６及び上クラッド層３０よりも屈折率の高いポリマーの前駆体であるモノマーやオリゴマーであって、紫外線硬化型樹脂となっている。ついで、基板３２と共に上クラッド層３０を上下反転させてコア材料２７の上に重ね、下クラッド層２６と上クラッド層３０の間にコア材料２７を挟み込み、コア材料２７を凹溝２５内に充填させると共にコア材料２７を上下クラッド層３０、２６間の全体に薄く押し広げる。
【００５５】
ついで、図７（ｄ）に示すように、基板２１又は３２を通してコア材料２７に紫外線エネルギーを照射し、コア材料２７を硬化させ、コア材料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７（ｅ）のようなフィルム光導波路３６を得る。
【００５６】
実施例３によれば、コア材料２７によるコア２８の成形と、コア材料２７による上クラッド層３０と下クラッド層２６の接合作業とを一度に行なうことができるので、フィルム光導波路３６の製造工程を減らすことができる。よって、実施例３によれば、フィルム光導波路３６の製造工程を合理化することができる。
【００５７】
なお、実施例１〜３の場合においては、図８に示すように、下クラッド層２６に設けた凹溝２５の少なくとも片側に、コア材料２７を逃がすための窪み３７を設けてもよい。下クラッド層２６の凹溝２５内にコア材料２７を供給した後、コア材料２７をスタンパ３８又は上クラッド層３０で押さえて凹溝２５内にコア２８を成形する場合、凹溝２５内の余剰のコア材料２７が凹溝２５から押し出される。このとき、押し出されたコア材料２７が下クラッド層２６の上面とスタンパ３８等の間で厚い樹脂膜となると、この樹脂膜を通じてコア２８内の光信号が漏れ、フィルム光導波路の信頼性が低下する。
【００５８】
図８に示すように、凹溝２５の近傍に窪み３７を設けていると、余剰のコア材料２７は速やかに凹溝２５から押し出されて窪み３７へ逃げることができるので、下クラッド層２６の上面とスタンパ３８との間の樹脂膜を短時間の加圧により十分に薄くすることができ、フィルム光導波路の信頼性を向上させることができる。
【００５９】
なお、コア材料を逃がすための窪みを設ける箇所は、下クラッド層２６の上面に限らず、スタンパ３８や上クラッド層であっても差し支えない。
【００６０】
また、上記各実施例において、エラストマーにより作製された下クラッド層２６と界面を接する上クラッド層３０もしくはコア２８に、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、イミノ基といった水素結合基を含む変性アクリレート樹脂を用いれば、下クラッド層２６と接する界面の密着力を向上させることができる。同じように、エラストマーにより作製された上クラッド層３０と界面を接する下クラッド層２６もしくはコア２８に、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、イミノ基といった水素結合基を含む樹脂を用いれば、上クラッド層３０と接する界面の密着力を向上させることができる。
【実施例４】
【００６１】
図９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１０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。
【００６２】
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１０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。しかも、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いる。
【００６３】
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。
【００６４】
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°にカッ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。
【００６５】
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２８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。
【００６６】
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９４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側から配線基板９４側へ光信号を伝達させることができる。
【００６７】
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１,０００ＭＰａ以下というように小さいので、図１１（ａ）に示すように少しの引っ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ったり、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。
【００６８】
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１,０００ＭＰａ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、しかも、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１１（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。
【００６９】
また、フィルム光導波路９６が捻れた場合にも、コア径や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。
【００７０】
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１２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芯のフィルム光導波路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。
【００７１】
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い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】
【００７２】
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ってもよい。図１３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１４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４４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。
【００７３】
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１４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。
【００７４】
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１５に示すように、ヒンジ部４８におい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いる。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。
【００７５】
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く、フィルム光導波路５１の耐久性がより一層向上する。
【００７６】
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。
【００７７】
図１６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っている。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いる。
【００７８】
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１１３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を開いた状態では、フィルム光導波路５１は配線基板１１３と配線基板１１５の間をほぼ真っ直ぐに結んでいる。
【００７９】
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、２６の曲げ弾性率は１,０００ＭＰａ以下となっているので、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。
【００８０】
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っているので、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、コア径やコア形状が変化しにくく、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１７（ａ）のように捻られると、図１７（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、それによっ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、２６の曲げ弾性率よりも大きくなっていると、フィルム光導波路５１が捻れてもコア形状が変化しにくくなるので、フィルム光導波路５１の伝送特性が劣化しにくくなる（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。）。
【００８１】
図１８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α×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、αの値はできるだけ小さいことが望ましい。しかし、α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かっている。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。
【００８２】
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１９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３０、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。
【００８３】
一方、αの値を小さくすると捻りの反発力が大きくなり、これによって両端のコネクタ１１７、１１８が引っ張られて配線基板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い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２５０ＭＰａ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αの値を１に近づけて小さくできる。
【００８４】
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が太くならない。
【００８５】
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、しかも２軸回転型でない携帯電話機の場合では、図２０（ａ）及び図２０（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２０（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が、図２０（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１１（ａ）及び図１１（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】
【００８６】
図２１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っている。
【００８７】
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２２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送に増大するが、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。
【００８８】
また、図２３（ａ）及び図２３（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は折れ曲がっている箇所が移動し、大きな負荷が加わるが、本発明のフィルム光導波路５１では屈曲性能が高い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】
【００８９】
図２４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いる。
【００９０】
ハードディスク装置７１に記憶されるデータは大容量化が進んでいる。その一方で、従来データ伝送路として用いられてい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、大容量化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か、大型化するかしか手段がなく、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、しか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。
【実施例８】
【００９１】
図２５〜図２７に示すものは、電子回路基板へのフィルム光導波路５１の接続形態を示す実施例である。すなわち、図２５に示す形態では、フィルム光導波路５１を屈曲させて機器８１内の別々の電子回路基板８２、８３間を結んでいる。また、図２６に示す形態では、電子回路基板８２の表裏をフィルム光導波路５１で結んでいる。図２７に示す形態では、電子回路基板８２とコネクタ８４とをフィルム光導波路５１で結んでいる。これらのいずれの接続形態においても、限られた空間内に位置する電子回路基板間の高速、大容量通信を実現できる。
【実施例９】
【００９２】
図２８は本発明にかかるフィルム光導波路５１の別な使用方法を示す実施例である。この実施例９では、フィルム光導波路５１を凹凸部８５を有する電子回路基板８６、例えば電子部品等を実装されて凹凸部８５を形成された電子回路基板８６において、凹凸部８５の表面に沿わせてフィルム光導波路５１を設置している。かかる形態によれば、電子部品が実装された電子回路基板内を結ぶ伝送路などに用いることができ、電子回路基板内の高速、大容量通信を実現できる。
【実施例１０】
【００９３】
図２９は本発明にかかるフィルム光導波路５１のさらに別な使用方法を示す実施例である。この実施例１０では、フィルム光導波路５１をフレキシブルな電子回路基板８６の上に重ね合わせている。このような形態によれば、フレキシブルな電子回路基板８６の上に重ね合わせている。このような形態によれば、フレキシブルな電子回路基板８６による電力伝送や演算機能を有し、かつ、高速、大容量通信機能を有するフレキシブル複合伝送路を実現できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーにより下クラッド層と上クラッド層のうち少なくとも一方の層が形成され、上クラッド層と下クラッド層の膜厚の和が３００μｍ以下であることを特徴とするフィルム光導波路。
【請求項２】
前記下クラッド層と前記上クラッド層の間に、両クラッド層よりも屈折率が高く、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによりコアが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のフィルム光導波路。
【請求項３】
前記コアの曲げ弾性率が前記上クラッド層及び前記下クラッド層の曲げ弾性率よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のフィルム光導波路。
【請求項４】
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を基板に供給する工程と、
前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層の上にコアを形成する工程と、
前記下クラッド層及びコアの上に上クラッド層を形成する工程と、
を備えたフィルム光導波路の製造方法。
【請求項５】
下クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層の上にコアを形成する工程と、
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を前記下クラッド層及び前記コアの上に供給する工程と、
前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、
を備えたフィルム光導波路の製造方法。
【請求項６】
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第１の基板に供給する工程と、
前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第２の基板に供給する工程と、
第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層又は前記上クラッド層に形成されたコアを挟みこむようにして、前記下クラッド層と前記上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。
【請求項７】
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第１の基板に供給する工程と、
前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第２の基板に供給する工程と、
第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層と前記上クラッド層とをコア材料で貼り合わせると共に、前記下クラッド層と前記上クラッド層の間に前記コア材料により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。
【請求項８】
請求項１、２又は３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化させたことを特徴とするフィルム光導波路モジュール。
【請求項９】
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、２又は３に記載のフィ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。
【請求項１０】
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、２又は３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。
【請求項１】
曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーにより下クラッド層と上クラッド層のうち少なくとも一方の層が形成され、上クラッド層と下クラッド層の膜厚の和が３００μｍ以下であることを特徴とするフィルム光導波路。
【請求項２】
前記下クラッド層と前記上クラッド層の間に、両クラッド層よりも屈折率が高く、曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーによりコアが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のフィルム光導波路。
【請求項３】
前記コアの曲げ弾性率が前記上クラッド層及び前記下クラッド層の曲げ弾性率よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のフィルム光導波路。
【請求項４】
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を基板に供給する工程と、
前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層の上にコアを形成する工程と、
前記下クラッド層及びコアの上に上クラッド層を形成する工程と、
を備えたフィルム光導波路の製造方法。
【請求項５】
下クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層の上にコアを形成する工程と、
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を前記下クラッド層及び前記コアの上に供給する工程と、
前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、
を備えたフィルム光導波路の製造方法。
【請求項６】
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第１の基板に供給する工程と、
前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第２の基板に供給する工程と、
第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層又は前記上クラッド層に形成されたコアを挟みこむようにして、前記下クラッド層と前記上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。
【請求項７】
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第１の基板に供給する工程と、
前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
前記エラストマーの前駆体を硬化させて下クラッド層を形成する工程と、
硬化後の曲げ弾性率が１,０００ＭＰａ以下のエラストマーの、モノマー又はオリゴマーからなる前駆体を第２の基板に供給する工程と、
第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体にスタンパを押し当て、前記スタンパによってエラストマーの前駆体に圧力を加えてエラストマーの前駆体の膜厚を薄くする工程と、
第２の基板に供給された前記エラストマーの前駆体を硬化させて上クラッド層を形成する工程と、
前記下クラッド層と前記上クラッド層とをコア材料で貼り合わせると共に、前記下クラッド層と前記上クラッド層の間に前記コア材料により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。
【請求項８】
請求項１、２又は３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化させたことを特徴とするフィルム光導波路モジュール。
【請求項９】
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、２又は３に記載のフィ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。
【請求項１０】
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、２又は３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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００１４３４
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【発行日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２３７６４（Ｐ２００６−５２３７６４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／０１１７７１
【国際出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【特許番号】特許第３９０６８７０号（Ｐ３９０６８７０）
【特許公報発行日】平成１９年４月１８日（２００７．４．１８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【発行日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／０１１７７１
【国際出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【特許番号】特許第３９０６８７０号（Ｐ３９０６８７０）
【特許公報発行日】平成１９年４月１８日（２００７．４．１８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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