專利名稱：光導(dǎo)、光導(dǎo)模塊、光傳輸裝置、光導(dǎo)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光導(dǎo)以及具備光導(dǎo)的光導(dǎo)模塊、光傳輸裝置以及光導(dǎo)的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用光的通信技術(shù)和能量傳輸技術(shù)、運(yùn)算/控制處理技術(shù)等正在受到關(guān)注。例如，開發(fā)出了連接多個(gè)通信設(shè)備的光纖、連接印刷基板彼此的光互連、用光連接多個(gè)電路之間的光電路基板、在電路內(nèi)使用光進(jìn)行信息傳輸?shù)墓饧呻娐?光IC、OEIC(Opto Electronics IntegratedCircuit，光電集成電路))等。通過(guò)使用光，除了以往的使用電的配線和電路的功能之外，還可以高速傳輸大容量的數(shù)據(jù)，此外，與以往的使用電的裝置相比可以減少配線數(shù)，因此可實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
但是，在使用光的通信和能量傳輸中，使用用于對(duì)光信號(hào)和光能進(jìn)行引導(dǎo)的光導(dǎo)。一般地，光導(dǎo)在下包層和上包層之間，形成作為折射率比上下包層高的部分的芯部，入射進(jìn)芯部?jī)?nèi)的光在各包層和芯部之間的界面全反射而進(jìn)行傳輸。
以往，在制作這樣的光導(dǎo)時(shí)，對(duì)于材料利用石英，通過(guò)對(duì)該石英應(yīng)用離子注入法、離子交換法等，來(lái)形成芯部和包層。
此外，最近正在開展在材料價(jià)格方面具有優(yōu)勢(shì)的樹脂制光導(dǎo)的開發(fā)。但是，在形成所述的光導(dǎo)時(shí)，為了在包層的表面形成芯部結(jié)構(gòu)，而對(duì)于每一個(gè)形成使用光致抗蝕劑的芯部圖案，之后通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻等進(jìn)行加工，因此在制造過(guò)程中，需要使用昂貴的設(shè)備和裝置的半導(dǎo)體工藝，制造成本變高。
此外，正在探討把具有光導(dǎo)的芯部圖案的凸形狀的壓模貼在熔融狀態(tài)或者液體狀態(tài)的高分子上，并且在該狀態(tài)下使高分子固化，轉(zhuǎn)印(復(fù)制)芯部圖案的槽作為下包層的方法。
這樣，使用了高分子的光導(dǎo)，即，在樹脂制光導(dǎo)的制作中，在通過(guò)復(fù)制制作光導(dǎo)的芯槽時(shí)，為了使壓模易于脫模，需要在芯部的截面形狀上形成起模錐度，一般芯部形狀的截面形狀不是矩形而是梯形。作為使用這樣的方法制作出的光導(dǎo)的形狀，例如有在日本公開專利公報(bào)特開2003-240991號(hào)公報(bào)(2003年8月27日公開)中公開的光導(dǎo)形狀。
此外，近年來(lái)，正在開發(fā)將以往的FPC(flexible Printed Circuit，撓性印刷電路)基板和電氣配線板等置換為作為具有撓曲性的光導(dǎo)的薄膜光導(dǎo)的技術(shù)。
但是，在芯部的截面形狀為梯形或矩形的光導(dǎo)中，特別是在芯部一包層界面上，由于芯部一包層之間的熱膨脹率(熱膨脹系數(shù))之差，存在容易產(chǎn)生剝離的問(wèn)題。
當(dāng)在芯部一包層之間產(chǎn)生剝離時(shí)，在芯部上產(chǎn)生微小的缺口，微小的包層樹脂附著在芯部表面上，在芯部?jī)?nèi)傳播的光在該微小部分中發(fā)生散射，因此產(chǎn)生光損失。此外，在單模光導(dǎo)中，該剝離部分中的芯部和包層的折射率變化，從芯部向包層滲出的光量變化，產(chǎn)生光損失。此外，當(dāng)在局部產(chǎn)生剝離后，水分進(jìn)入那里，由于溫度變化而剝離擴(kuò)大，可靠性更加降低。
此外，在期待替代FPC基板和電氣配線板的薄膜光導(dǎo)中，追求撓曲性，但存在由于反復(fù)彎曲而使芯部一包層界面發(fā)生剝離的問(wèn)題。
使用圖9(a)和圖9(b)說(shuō)明發(fā)生該不良的原因。圖9(a)是芯部的截面形狀為梯形的光導(dǎo)以及芯部的截面形狀為矩形的光導(dǎo)的截面圖。如這些圖所示，各光導(dǎo)由下包層101、上包層102以及芯部103構(gòu)成。在設(shè)在下包層101上的槽中，填充折射率及熱膨脹系數(shù)與各包層不同的材料而形成芯部103。此外，兩包層的材質(zhì)可以相同，也可以不同。
這樣，因?yàn)樾静?03的熱膨脹系數(shù)和各包層的熱膨脹系數(shù)不同，所以在兩者之間產(chǎn)生剪切力。此外，作為這樣的剪切力所作用的最一般的部分，可以列舉出芯部103和下包層101之間的界面。
圖9(b)是表示在圖9(a)中示出的各光導(dǎo)中用虛線圍起的部分，即，芯部103和下包層101之間的界面的截面圖。如該圖所示，當(dāng)芯部形狀為梯形或矩形時(shí)，由于線膨脹系數(shù)(熱膨脹系數(shù))之差引起的雙方的膨脹力的差異，在界面上產(chǎn)生很大的剪切力，由此產(chǎn)生剝離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于所述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供防止剝離、提高了光學(xué)特性的可靠性的光導(dǎo)、以及使用該光導(dǎo)的光傳輸裝置、光導(dǎo)的制造方法。
為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明的光導(dǎo)具備將光封閉而使其傳播的芯部和具有包圍所述芯部的槽部的包層，其特征在于，所述芯部為如下形狀與所述芯部?jī)?nèi)傳播的光的光軸方向垂直的截面的與所述槽部的側(cè)面或者底面相接的部分的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲。
根據(jù)所述的結(jié)構(gòu)，芯部和包層之間的界面彎曲，例如由于所述芯部和包層之間的熱膨脹系數(shù)之差和所述光導(dǎo)的彎曲等而在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不同，因此可分散、減低界面整體的剪切力。因此，可實(shí)現(xiàn)防止在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生剝離，提高光學(xué)特性的可靠性的光導(dǎo)。
此外，所述芯部也可以是所述截面的與所述槽部的側(cè)面相接的部分的至少一部分相對(duì)于該截面的中心為彎曲的形狀。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在所述芯部和所述包層上設(shè)置的槽部的側(cè)面之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不同，因此可分散、減低界面整體的剪切力。因此，可防止在所述界面上產(chǎn)生剝離。
此外，所述芯部也可以是所述截面的與所述槽部的底面相接的部分的至少一部分相對(duì)于該芯部的中心為彎曲的形狀。
在該情況下，在所述芯部和所述包層上設(shè)置的槽部的底面之間的界面上、或者在所述芯部和所述槽部的側(cè)面和底面之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不同，因此可分散、減低界面整體的剪切力。因此，可防止在所述界面上產(chǎn)生剝離。
此外，所述光導(dǎo)具有形成為覆蓋所述包層以及所述芯部的第2包層，所述芯部也可以是所述截面的與所述第2包層相接的部分的至少一部分相對(duì)于該芯部的中心為彎曲的形狀。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，不僅在所述包層和所述芯部之間的界面上，而且在所述第2包層和所述芯部之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向，也在界面的微小區(qū)域中為不同的方向，因此可分散、減低該界面整體的剪切力。因此，可以可靠地防止在所述包層和所述芯部之間的界面以及所述第2包層和所述芯部之間的界面上產(chǎn)生剝離，提高光學(xué)特性的可靠性。
此外，所述包層的彎曲彈性模量可以為1000MPa以下。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在所述光導(dǎo)的制造過(guò)程中，可以通過(guò)控制施加在所述包層上的按壓力，來(lái)控制所述芯部的形狀。例如，在所述槽部中封入形成所述芯部的樹脂，在所述包層的表面上施加按壓力，使得所述包層變形，從而使得填充在所述槽部中的樹脂變形，在該狀態(tài)下使該樹脂固化，從而可以形成具有所述截面形狀的芯部。因此，可實(shí)現(xiàn)削減了制造成本的廉價(jià)的光導(dǎo)。
此外，所述光導(dǎo)可以由總厚度在300μm以下的樹脂層構(gòu)成。如果所述樹脂層的總厚度在300μm以下，則適合于彎曲使用、或者卷繞在軸等上來(lái)使用。此外，可以減少光導(dǎo)的設(shè)置空間，因此可以實(shí)現(xiàn)具備該光導(dǎo)的設(shè)備的小型化。
此外，所述光導(dǎo)的彈性模量可以在20MPa以上且在250MPa以下。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，優(yōu)選在例如電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)部(鉸鏈部、旋轉(zhuǎn)部等)中設(shè)置所述光導(dǎo)。此外，因?yàn)榭梢詼p少光導(dǎo)的設(shè)置空間，因此可實(shí)現(xiàn)具備該光導(dǎo)的設(shè)備的小型化。此外，如果彈性模量在20MPa以上且在250MPa以下，可以將由于扭曲光導(dǎo)而在該光導(dǎo)的連接部產(chǎn)生的張力減低到不產(chǎn)生連接不良的程度。
本發(fā)明的光導(dǎo)模塊的特征在于，具備所述的任一種光導(dǎo)；以及將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光而射出的投光元件，從所述投光元件射出的光入射到所述光導(dǎo)的芯部中。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，從投光元件射出的光可通過(guò)所述光導(dǎo)適當(dāng)?shù)貍鞑ァ?br> 此外，本發(fā)明的光導(dǎo)模塊也可構(gòu)成為具備所述的任一種光導(dǎo)；以及將接收到的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的受光元件，通過(guò)所述光導(dǎo)傳播的光入射到所述受光元件中。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過(guò)所述光導(dǎo)傳播的光可以由所述受光元件適當(dāng)?shù)亟邮铡?br> 此外，本發(fā)明的光導(dǎo)模塊也可以構(gòu)成為具備所述的任一種光導(dǎo)；將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光而射出的投光元件；以及將接收到的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的受光元件，從所述投光元件射出的光入射到所述光導(dǎo)的芯部中，該入射的光經(jīng)由芯部傳播而入射到所述受光元件中。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，從投光元件射出的光可通過(guò)所述光導(dǎo)適當(dāng)?shù)貍鞑?，并且可由所述受光元件適當(dāng)?shù)亟邮胀ㄟ^(guò)所述光導(dǎo)傳播的光。
為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明的光傳輸裝置的特征在于，具有主體；以及相對(duì)于所述主體相對(duì)地移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部，使用由總厚度在300μm以下的樹脂層的層疊體(具有柔軟性的樹脂層的層疊體)構(gòu)成的光導(dǎo)、或者彈性模量在20MPa以上且在250MPa以下的光導(dǎo)、或者作為總厚度在300μm以下的樹脂層且彈性模量在20MPa以上且在250MPa以下的光導(dǎo)，在所述主體和所述驅(qū)動(dòng)部之間傳輸光信號(hào)。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，可以按照考慮了所述驅(qū)動(dòng)部的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的形狀來(lái)設(shè)置所述光導(dǎo)。此外，即使在隨著所述驅(qū)動(dòng)部的移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)而所述光導(dǎo)的彎曲狀態(tài)改變的情況下，由于彎曲而在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不同，因此可分散、減低界面整體的剪切力。因此，對(duì)剪切力的容許量增加，變得不易產(chǎn)生剝離。
為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光導(dǎo)的制造方法，該光導(dǎo)具有用于將光封閉而使其傳播的芯部和具有包圍所述芯部的槽部的包層，其特征在于，該制造方法包括以下步驟在由第1樹脂構(gòu)成的所述包層的表面上形成所述槽部的步驟；在所述槽部填充第2樹脂的步驟；通過(guò)向所述包層施加按壓力，使得所述槽部的形狀變形，按照所述槽部的形狀變形使得所述第2樹脂變形，并且使該第2樹脂固化，從而形成所述芯部的步驟。
根據(jù)所述的制造方法，通過(guò)向所述包層施加按壓力，可以將與所述第2樹脂的光軸方向垂直的截面的、與所述槽部的側(cè)面或者底面相接的部分的至少一部分變形為相對(duì)于該截面的中心彎曲的形狀。然后，通過(guò)在該狀態(tài)下固化第2樹脂，可形成如下形狀的芯部垂直于光軸方向的截面的與所述槽部的側(cè)面或底面相接的部分的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲。
因此，例如由于所述芯部和包層之間的熱膨脹系數(shù)的差或所述光導(dǎo)的彎曲等而在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不同，因此可制造能夠分散、減低界面整體的剪切力的光導(dǎo)。由此，可實(shí)現(xiàn)在光導(dǎo)中防止在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生剝離、且提高了光學(xué)特性的可靠性的光導(dǎo)。
此外，在所述槽部的形成步驟中，可以在由所述第1樹脂構(gòu)成的樹脂層上，壓接具有所述槽部的反轉(zhuǎn)圖案的壓模，并且使該樹脂層固化，從而形成所述包層。
在該情況下，在通過(guò)轉(zhuǎn)印(復(fù)制)壓模的形狀來(lái)形成芯部的制造方法中，可在所述芯部的截面上容易地形成彎曲形狀。因此，具備在截面上具有彎曲形狀的芯部，由此可廉價(jià)地大量制作防止剝離、提高了光學(xué)特性的可靠性的光導(dǎo)。
為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明提供了另一種光導(dǎo)的制造方法，該光導(dǎo)具有將光封閉而使其傳播的芯部和具有包圍所述芯部的槽部的包層，其特征在于，該制造方法包括以下步驟在所述包層上形成側(cè)面或者底面的至少一部分具有彎曲部的所述槽部的步驟；以及通過(guò)在所述槽部中填充第2樹脂并使其固化，而形成所述芯部的步驟。
根據(jù)所述的制造方法，通過(guò)在所述包層上，形成側(cè)面或者底面的至少一部分具有彎曲部的槽部，在該槽部中填充第2樹脂并使其固化，可形成如下形狀的芯部垂直于光軸方向的截面的與所述槽部的側(cè)面或者底面相接的部分的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲。
因此，在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不同，因此可制造能夠分散、減低界面整體的剪切力的光導(dǎo)。由此，可實(shí)現(xiàn)防止在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生剝離、且提高了光學(xué)特性的可靠性的光導(dǎo)。
此外，在所述槽部的形成步驟中，可以通過(guò)具有開口部的遮蔽物照射能量束，來(lái)形成所述槽部。
在該情況下，例如可以通過(guò)改變所述能量束的能量密度，來(lái)變更所述槽部的加工形狀，可以形成如下的槽部在所述包層的與光軸方向垂直的截面上，側(cè)面或者底面的至少一部分具有彎曲部。
因此，可制造能夠分散、減低在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的光導(dǎo)。由此，可實(shí)現(xiàn)防止在所述芯部和所述包層之間的界面上產(chǎn)生剝離、且提高了光學(xué)特性的可靠性的光導(dǎo)。
為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明提供了另一種光導(dǎo)的制造方法，該光導(dǎo)具有將光封閉而使其傳播的芯部和包圍所述芯部的包層，其特征在于，該制造方法包括以下步驟在第1包層上堆積第2樹脂形成芯部層的步驟；通過(guò)對(duì)所述芯部層實(shí)施蝕刻，形成如下形狀的芯部的步驟與所述芯部?jī)?nèi)傳播的光的光軸方向垂直的截面的輪廓的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲；以及形成第2包層以覆蓋所述芯部和所述第1包層的步驟。
根據(jù)所述的制造方法，可以制造如下的光導(dǎo)，即通過(guò)第2包層包圍如下形狀的芯部與光的傳播方向垂直的截面的輪廓的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲。
因此，在所述芯部和所述第2包層之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域不同，因此可制造能夠分散、減低界面整體的剪切力的光導(dǎo)。由此，可實(shí)現(xiàn)防止在所述芯部和所述第2包層之間的界面上產(chǎn)生剝離、且提高了光學(xué)特性的可靠性的光導(dǎo)。
此外，在所述芯部的形成步驟中，可以通過(guò)遮蔽物實(shí)施反應(yīng)性離子蝕刻，來(lái)形成所述芯部。
在該情況下，例如通過(guò)控制實(shí)施反應(yīng)性離子蝕刻時(shí)的氣體流量、室壓、等離子輸出等的參數(shù)，或者適當(dāng)?shù)卦O(shè)定所述遮蔽物的形狀，可形成截面的輪廓相對(duì)于中心具有彎曲形狀的芯部。


圖1(a)是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)的平面圖。
圖1(b)是圖1(a)中示出的光導(dǎo)的截面圖。
圖1(c)是表示在圖1(b)的芯部與包層的界面上產(chǎn)生的剪切力的放大圖。
圖2(a)是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的截面圖。
圖2(b)是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的截面圖。
圖2(c)是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的截面圖。
圖2(d)是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的截面圖。
圖2(e)是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的截面圖。
圖2(f)是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的截面圖。
圖2(g)是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的截面圖。
圖3(a)是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的另一例的截面圖。
圖3(b)是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的另一例的截面圖。
圖4(a)是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的另一例的截面圖。
圖4(b)是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的另一例的截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的另一例的截面圖。
圖6(a)是表示具有本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)(薄膜光導(dǎo))的折疊式便攜電話的外觀的立體圖。
圖6(b)是表示圖6(a)中示出的折疊式便攜電話中的應(yīng)用了本發(fā)明的薄膜光導(dǎo)的部分的方框圖。
圖6(c)是圖6(a)中示出的折疊式便攜電話的鉸鏈部的透視平面圖。
圖7(a)是表示具有本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)(薄膜光導(dǎo))的印刷裝置的外觀的立體圖。
圖7(b)是表示圖7(a)中示出的印刷裝置中的應(yīng)用了本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)(薄膜光導(dǎo))的部分的方框圖。
圖7(c)是表示圖7(a)中示出的印刷裝置的本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)(薄膜光導(dǎo))的彎曲狀態(tài)的立體圖。
圖7(d)是表示圖7(a)中示出的印刷裝置的本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)(薄膜光導(dǎo))的彎曲狀態(tài)的立體圖。
圖8是表示具有本發(fā)明的另一實(shí)施方式的光導(dǎo)(薄膜光導(dǎo))的硬盤記錄再生裝置的外觀的立體圖。
圖9(a)是以往的薄膜光導(dǎo)、即芯部的截面形狀為梯形和矩形的薄膜光導(dǎo)的截面圖。
圖9(b)是表示圖9(a)中示出的各薄膜光導(dǎo)的芯部和下包層之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的截面圖。
圖10是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)模塊的一例的平面圖。
圖11是表示圖10中示出的光導(dǎo)模塊中的光導(dǎo)和基板之間的連接部的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖12是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)模塊的另一例的平面圖。
圖13是表示具有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光導(dǎo)模塊的便攜電話的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖14是在圖13中示出的便攜電話中具備的光導(dǎo)模塊的平面圖。
圖15是表示在圖14中示出的光導(dǎo)模塊中，用于使作用在接合部上的張力為0.5kgf以下的扭曲部分的長(zhǎng)度和光導(dǎo)的彈性模量之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式使用

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。圖1(a)是本實(shí)施方式的光導(dǎo)10的正視圖，圖1(b)是圖1(a)的D-D’截面的截面圖。
如圖1(b)所示，光導(dǎo)10由基板1、下包層(包層)2、上包層(第2包層)3、芯部4構(gòu)成。芯部4形成為被設(shè)在下包層2上的槽(槽部)包圍，芯部4由折射率比下包層2和上包層3高的材料構(gòu)成。由此，從芯部4的一個(gè)端面入射到芯部4內(nèi)的光在兩個(gè)包層2、3和芯部4之間的界面上全反射而傳輸，從芯部4的另一端面射出。
基板1的材質(zhì)不特別限定，但在本實(shí)施方式中使用了玻璃基板。
下包層2由固化后的彎曲彈性模量為大約1000MPa以下的丙烯酸樹脂(紫外線固化樹脂)構(gòu)成。
上包層3不特別限定材質(zhì)，但在本實(shí)施方式中使用了與下包層2同樣的材質(zhì)。
芯部4由折射率比下包層2和上包層2高的紫外線固化樹脂構(gòu)成。
此外，如圖1(b)所示，在本實(shí)施方式的光導(dǎo)10中，芯部4的截面形狀不是梯形或矩形，而是具有楔形的形狀，即梯形或者矩形的各邊向內(nèi)側(cè)凹陷(彎曲)的形狀。圖1(c)是示出在圖1(b)的芯部4與下包層2之間的界面(用虛線圍起的部分)的放大圖。這樣，在本實(shí)施方式的光導(dǎo)10中，芯部4和下包層2之間的界面彎曲，因此由于芯部4和下包層2之間的熱膨脹系數(shù)之差和光導(dǎo)10的彎曲等而在芯部4和下包層2之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不相同。因此，可分散、減低界面整體的剪切力。由此，在光導(dǎo)10中，剪切力的容許量(容許值)增加，變得難以產(chǎn)生剝離。
在此，對(duì)于光導(dǎo)10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖2(a)～圖2(g)是表示光導(dǎo)10的制造過(guò)程的截面圖。
在光導(dǎo)10的制造過(guò)程中，首先，在基板1上涂布(堆積)未固化的紫外線固化樹脂(下包層樹脂)。
然后，利用在表面具有設(shè)置了拔模斜度的光導(dǎo)圖案的反轉(zhuǎn)圖案的壓模(未圖示)來(lái)壓接該紫外線固化樹脂的表面，并且在該狀態(tài)下照射紫外線使得紫外線固化樹脂固化。
由此，如圖2(a)所示，在基板1上形成轉(zhuǎn)印了由光導(dǎo)圖案構(gòu)成的芯槽(槽部)2a的下包層2。此外，在本實(shí)施方式中，設(shè)芯槽2a的高度(深度)為50μm，底部的寬度為50μm。
接著，在該芯槽2a中，填充折射率比下包層2大的紫外線固化樹脂(芯部樹脂)4a(參照?qǐng)D2(b))。芯部樹脂4a的材質(zhì)只要是折射率比下包層2大的樹脂即可，并不特別限定，但在此使用了丙烯酸樹脂。
接著，如圖2(c)所示，利用平坦的壓模5對(duì)下包層2和芯部樹脂4a向基板1方向按壓，延展多余的芯部樹脂4a。在此，當(dāng)加強(qiáng)壓模5的按壓力時(shí)，如圖2(d)所示，已經(jīng)固化成形的具有彈性的下包層2的芯槽2a的側(cè)面和底面被壓入芯部樹脂4，芯部形狀開始向內(nèi)側(cè)凹入(開始彎曲)。即，已經(jīng)形成了芯部4的下包層2發(fā)生彎曲，芯部樹脂4a開始凹陷。
然后，當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)壓模5的按壓力時(shí)，如圖2(e)所示，下包層2的芯槽2a的側(cè)面和底面被進(jìn)一步壓入芯部樹脂4a，芯部形狀進(jìn)一步向內(nèi)側(cè)凹入。
接著，在該狀態(tài)下照射紫外線，使得芯部樹脂4a固化，剝離壓模5。由此，如圖2(f)所示，可制作在截面上具有楔形部分的芯部4。此外，如該圖所示，對(duì)于芯部4的上表面，即之后形成上包層3的面，也為具有向內(nèi)側(cè)凹入(彎曲)的形狀。這是因?yàn)樾静繕渲?a固化收縮而引起的。
下面，如圖2(g)所示，在下包層2和芯部4上涂布折射率比芯部4小的紫外線固化樹脂并進(jìn)行曝光，形成上包層3。由此，完成光導(dǎo)10。
這樣，通過(guò)將芯部4的截面形狀設(shè)為具有凹入(彎曲)部分的形狀，即具有楔形的形狀，而不是以往的梯形或矩形，從而可提高光導(dǎo)(光通信用部件)的層間貼緊性對(duì)溫度的可靠性。
此外，根據(jù)本實(shí)施方式的方法，可以對(duì)于高度50μm、寬度50μm的芯部4，使底面和側(cè)面分別向內(nèi)側(cè)凹入最大10μm。這是防止由于芯部4和下包層2之間的界面上產(chǎn)生的剪切力而引起的剝離的充分的變形量。
此外，通過(guò)改變壓模對(duì)下包層2和芯部樹脂4a的按壓力，或者，通過(guò)對(duì)壓模的形狀進(jìn)行研究以成為有意地對(duì)已形成的下包層2的芯部形狀的側(cè)壁(芯槽2a)側(cè)施加期望的壓力的構(gòu)造，從而在芯部4的側(cè)面(芯部側(cè)壁)和底面(芯部底面)產(chǎn)生凹陷，并且可以控制其形狀。此外，利用芯部樹脂4a或者下包層2的固化收縮，使得在芯部4的上部、下部、側(cè)部產(chǎn)生凹入，并且還可對(duì)其進(jìn)行控制。
此外，優(yōu)選不僅考慮關(guān)于剝離的特性，而且考慮在芯部4內(nèi)傳播的光的光學(xué)特性等來(lái)決定芯部4的凹入部分的形狀。在本實(shí)施方式的光導(dǎo)10那樣形成為高度50μm、寬度50μm的芯部4的情況下，為了提供足夠的耐剪切力，并且不對(duì)光學(xué)特性帶來(lái)不好的影響，將各面的凹入量設(shè)為3μm～5μm左右。
此外，在本實(shí)施方式中，形成了向內(nèi)側(cè)凹入的截面形狀的芯部4，但芯部4的形狀并不限于此，只要是使得在芯部4和上下包層2、3之間的界面上作用的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不相同，由此可適當(dāng)?shù)胤稚?、減低界面整體受到的剪切力的形狀即可。
例如，可以形成具有至少一部分向內(nèi)側(cè)凹入的形狀的截面的芯部4?；蛘撸部尚纬山孛鏋槎噙呅蔚闹辽僖贿呄蛲鈧?cè)凸起(彎曲)的形狀的截面的芯部4。
這樣，通過(guò)形成在與光的傳播方向垂直的截面的輪廓上的至少一部分上相對(duì)于該截面的中心具有凹凸(彎曲)形狀的芯部4，使得在芯部4和下包層2或者上包層3之間的界面上產(chǎn)生的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不相同，由此可適當(dāng)?shù)胤稚?、減低界面整體受到的剪切力，可防止該界面的剝離。
此外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于下包層2、上包層3、芯部4使用了通過(guò)照射紫外線而固化的紫外線固化樹脂，但各部件的材料不限于此。例如，可以是通過(guò)熱條件來(lái)固化的熱固化樹脂等、通過(guò)光照射以外的條件來(lái)固化的樹脂。
此外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于在1個(gè)光導(dǎo)10中僅形成1根芯部4的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此。例如，可以在下包層2上形成多條芯部4，也可以是芯部4分支為Y字狀。
此外，芯部4可以是光的傳播方向呈直線狀延伸的芯部，也可以是彎曲延伸的芯部。此外，芯部4的截面形狀對(duì)于光的傳播方向不必固定。
此外，在光導(dǎo)10中，可以在上包層3上設(shè)置蓋基板(蓋玻璃)。
此外，在本實(shí)施方式中，設(shè)有上包層3，但也可以不設(shè)置上包層3。
此外，在本實(shí)施方式中，把具有光導(dǎo)的芯槽的圖案的壓模按壓到熔融狀態(tài)或者液體狀態(tài)的紫外線固化樹脂(高分子)上，并且在該狀態(tài)下使得高分子固化，在下包層上轉(zhuǎn)印(復(fù)制)芯槽圖案的凹凸形狀。然后，通過(guò)在這樣形成的芯槽中填充高分子，利用平坦的壓模對(duì)下包層施加按壓力，在芯槽中填充的高分子的截面上產(chǎn)生向芯部的中心方向凹入的凹部。而且，在該狀態(tài)下固化芯槽內(nèi)的高分子，形成芯部。
這樣，在本實(shí)施方式中，在使用了高分子的光導(dǎo)、即樹脂光導(dǎo)的制作中，通過(guò)復(fù)制來(lái)制作光導(dǎo)的芯部，因此可以低成本且容易地制作光導(dǎo)。
此外，本實(shí)施方式的光導(dǎo)由于將芯部的截面形狀形成為楔形，增長(zhǎng)了熱膨脹導(dǎo)致的伸長(zhǎng)部分，增大了剪切力的容許量，通過(guò)減低剪切力而增大了對(duì)熱膨脹引起的剪切力的容許量，變得不易產(chǎn)生剝離。即，本實(shí)施方式的光導(dǎo)為了提高對(duì)于彎曲的特定方向的耐剝離性，制作在各個(gè)界面為提高剪切力而凹入的截面形狀的芯部。
因此，根據(jù)本發(fā)明，可容易地將芯部的形狀形成為楔形，可廉價(jià)地大量制作撓曲性好的光導(dǎo)。
此外，本實(shí)施方式的光導(dǎo)10例如可應(yīng)用于連接多個(gè)通信設(shè)備的光纖、連接印刷基板彼此的光互連，用光連接多個(gè)電路之間的光電路基板，在電路內(nèi)使用光進(jìn)行信息傳輸?shù)墓饧呻娐返取?br> 圖10是表示構(gòu)成為使用光導(dǎo)10、可以通過(guò)光信號(hào)在兩個(gè)基板70、80之間進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)墓鈱?dǎo)模塊(光電路)90的一例的平面圖。
更加詳細(xì)地，在基板70上具有集成電路(驅(qū)動(dòng)/放大IC)71、投光元件(VCSEL)72、受光元件(PD)73，在基板80上具有集成電路(驅(qū)動(dòng)/放大IC)81、投光元件82、受光元件83。
集成電路71、81分別驅(qū)動(dòng)投光元件72、82，并且具有放大從受光元件73、83傳輸來(lái)的電信號(hào)的功能。
投光元件72、82分別將從集成電路71、81傳輸來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光而射出。受光元件72、82將接收到的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)而分別向集成電路71、81傳輸。
光導(dǎo)10具有2根芯部4，通過(guò)各個(gè)芯部4，分別在投光元件72和受光元件83之間以及投光元件82和受光元件73之間進(jìn)行光耦合。
圖11是表示光導(dǎo)10和基板70之間的連接部的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。如該圖所示，投光元件72將從集成電路71傳輸來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光，并將轉(zhuǎn)換后的光入射到光導(dǎo)10的芯部4中。即，光導(dǎo)10和投光元件72配置為投光元件72射出的光入射進(jìn)光導(dǎo)10的芯部4中，從而進(jìn)行光耦合。此外，在圖11中，示出了投光元件72和光導(dǎo)10之間的配置關(guān)系，對(duì)于投光元件82和光導(dǎo)10之間的配置關(guān)系也大致同樣。
此外，對(duì)于受光元件73和光導(dǎo)10之間的配置關(guān)系以及受光元件83和光導(dǎo)10之間的配置關(guān)系，配置為經(jīng)由光導(dǎo)10的芯部4傳播的光入射進(jìn)受光元件73、83中。由此，光導(dǎo)10和受光元件73、83實(shí)現(xiàn)了光耦合。
此外，本實(shí)施方式的光導(dǎo)為多模，本發(fā)明并不限于多模光導(dǎo)，也可應(yīng)用于單模光導(dǎo)中。即，光導(dǎo)10可以構(gòu)成為具有多根芯部4，或者也可以是僅具有1根光纖4的結(jié)構(gòu)。此外，例如，也可以是僅具備1根芯部4，進(jìn)行單向通信的結(jié)構(gòu)。
圖12是表示在單向通信中使用了光導(dǎo)10的情況下的光導(dǎo)模塊90的結(jié)構(gòu)例的平面圖。如該圖所示，在單向通信的情況下，可以是在發(fā)送側(cè)的基板70上不設(shè)置受光元件73，集成電路71不具備放大功能的結(jié)構(gòu)。此外，可以是在接收側(cè)的基板80上不設(shè)置投光元件82，集成電路81不具備向投光元件82傳輸信號(hào)的功能(驅(qū)動(dòng)功能)的結(jié)構(gòu)。
此外，光導(dǎo)10可以是對(duì)于投光元件和受光元件以光耦合的方式實(shí)現(xiàn)一體化的結(jié)構(gòu)，或者可以是以可拆卸的方式安裝。此外，可以是僅光導(dǎo)10的一端側(cè)與投光元件和/或受光元件以光耦合的方式實(shí)現(xiàn)一體化。
對(duì)于本發(fā)明的另一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，為了便于說(shuō)明，對(duì)于具有與實(shí)施方式1同樣的功能的部件使用相同的標(biāo)號(hào)，省略其說(shuō)明。
本實(shí)施方式的光導(dǎo)與實(shí)施方式1同樣，具有截面形狀的至少一部分具有凹凸的芯部4，由此，起到與實(shí)施方式1的光導(dǎo)10大致同樣的效果。
但是，在本實(shí)施方式中，關(guān)于使用半導(dǎo)體工藝形成芯部4這一點(diǎn)，實(shí)施方式1和實(shí)施方式2不同。
對(duì)于本實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖3(a)和圖3(b)是表示本實(shí)施方式的光導(dǎo)的制造過(guò)程的一部分的截面圖。
首先，在基板1上堆積紫外線固化樹脂(包層材料)，通過(guò)使其固化而形成下包層2。
之后，在下包層2上堆積紫外線固化樹脂(包層材料)，通過(guò)使其固化而形成芯部層4b。此外，對(duì)于形成芯部層4b的芯部材料，使用折射率比形成下包層的包層材料高的樹脂。
接著，在芯部層4b的表面涂布抗蝕劑(未圖示)，在抗蝕劑的上面重疊曝光掩模(未圖示)，通過(guò)紫外線照射而曝光。曝光后，通過(guò)對(duì)抗蝕劑進(jìn)行顯影而形成圖案，由抗蝕劑覆蓋形成芯部4的位置，作為掩模(蝕刻用掩模)61(參照?qǐng)D3(a))。
然后，如圖3(b)所示，通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)，從掩模61上方去除芯部層4b的露出區(qū)域以及掩模61的下部的一部分，形成芯部4。此時(shí)，通過(guò)控制工作參數(shù)(氣體流量、室壓、等離子輸出等)，制作出在截面的兩側(cè)面上，按照緩坡形狀傾斜的楔形，即兩側(cè)面向內(nèi)側(cè)凹入形狀的芯部4。
之后，去除掩模61使得芯部4露出。然后，在芯部4和下包層2上堆積紫外線固化樹脂(包層材料)，使其固化形成上包層。由此，可形成在下包層2和上包層之間嵌入了芯部4的光導(dǎo)。
這樣形成的光導(dǎo)起到與實(shí)施方式1的光導(dǎo)10大致相同的效果。此外，本實(shí)施方式的光導(dǎo)與后述的實(shí)施方式3的薄膜光導(dǎo)20同樣，也可以除去基板1而成為具有撓曲性的薄膜光導(dǎo)。在該情況下，起到與薄膜光導(dǎo)20大致同樣的效果。
此外，在所述的說(shuō)明中，使用抗蝕劑作為掩模61，但不限于此，例如可以使用由金屬等構(gòu)成的掩模。
此外，在所述的說(shuō)明中，通過(guò)控制工作參數(shù)(氣體流量、室壓、等離子輸出等)，控制芯部4的截面的兩側(cè)面的形狀，但控制芯部4的截面形狀的方法不限于此。例如，也可以代替所述的方法，或者在所述方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)變更掩模61的形狀，使芯部63的截面的上面的形狀成為向內(nèi)側(cè)凹入的形狀。
圖4(a)和圖4(b)是表示這種情況的制造過(guò)程的截面圖。在這些圖中示出的例子中，代替圖3(a)所示的掩模61，使用中央部凹入形狀的掩模61a。此外，除掩模形狀不同以外，可以通過(guò)與所述方法同樣的方法來(lái)形成光導(dǎo)。
由這樣的掩模61a覆蓋待形成芯部4的位置，然后，通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)，從掩模61上方去除芯部層4b的露出區(qū)域以及掩模61a的下部的一部分，制作出截面的兩側(cè)面以及上面向內(nèi)側(cè)凹入的芯部4。
之后，去除掩模61a使得芯部4露出。然后，在芯部4和下包層2上堆積紫外線固化樹脂(包層材料)，使其固化形成上包層。由此，可形成在下包層2和上包層之間嵌入了芯部4的光導(dǎo)。此外，在該情況下，芯部4的上表面為向內(nèi)側(cè)凹入的形狀，因此芯部4一上包層之間的界面的剪切力的作用方向在界面的微小區(qū)域中不同，分散、減低了界面整體的剪切力，可防止該界面的剝離。
此外，在所述的說(shuō)明中，使用反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)來(lái)形成芯部4，但不限于此，也可以使用其它的半導(dǎo)體工藝來(lái)形成。例如，也可以使用準(zhǔn)分子激光來(lái)形成芯部4。圖5是表示該情況的制造過(guò)程的截面圖。
首先，在基板1上堆積紫外線固化樹脂(包層材料)，通過(guò)使其固化來(lái)形成下包層2。
接著，如圖5所示，在下包層2上，經(jīng)由根據(jù)待形成的芯部4的形狀而在中央部設(shè)有開口部的掩模61b來(lái)照射準(zhǔn)分子激光，在下包層2上形成芯槽(槽部)2b。此外，此時(shí)，可以通過(guò)改變準(zhǔn)分子激光的能量密度來(lái)變更芯槽2b的加工形狀，可制造大致為直線，但截面具有楔形形狀的芯槽2b。
接著，向芯槽2b注入折射率比下包層2大的紫外線固化樹脂(芯部樹脂)，利用玻璃板等按壓而將紫外線固化樹脂填充在芯槽2b內(nèi)，通過(guò)照射紫外線使得紫外線固化樹脂固化，來(lái)形成芯部4。
然后，在剝離所述的玻璃板等之后，進(jìn)行旋涂，使下包層2上面的芯部4薄薄地延展。之后，當(dāng)涂布折射率比芯部4小、構(gòu)成上包層3的樹脂并曝光后，即完成光導(dǎo)。
這樣形成的光導(dǎo)具有與截面具有楔形形狀的芯槽2a大致相同形狀的芯部4，因此起到與實(shí)施方式1的光導(dǎo)10大致相同的效果。此外，在這樣形成的光導(dǎo)中，也可以除去基板1而作為具有撓曲性的薄膜光導(dǎo)。在該情況下，起到與后述的實(shí)施方式3的薄膜光導(dǎo)20大致同樣的效果。
對(duì)于本發(fā)明的另一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，為了便于說(shuō)明，對(duì)于具有與實(shí)施方式1同樣功能的部件使用相同的標(biāo)號(hào)，省略其說(shuō)明。
本實(shí)施方式的薄膜光導(dǎo)(光導(dǎo))20是在實(shí)施方式1的光導(dǎo)10中，通過(guò)將上下包層2、3的厚度作得較薄，并且去除基板(玻璃基板)1，而形成總厚度300μm、具有撓曲性的薄膜波導(dǎo)(薄膜光導(dǎo))20。即，薄膜光導(dǎo)20由總厚度300μm、具有撓曲性的樹脂層的層疊體構(gòu)成，設(shè)置為可以彎曲使用、卷在軸等上使用、或者允許扭曲。
在薄膜光導(dǎo)20中，通過(guò)形成與實(shí)施方式1同樣的芯部4，從而即使在彎曲使用的情況下或者扭曲使用的情況下，對(duì)于伸縮等引起的剪切力的允許量增加，變得不容易產(chǎn)生剝離。
此外，薄膜光導(dǎo)20可與在實(shí)施方式1中說(shuō)明的光導(dǎo)10同樣地進(jìn)行使用。即，可應(yīng)用在連接多個(gè)通信設(shè)備的光纖、連接印刷基板之間的光互連、利用光來(lái)連接多個(gè)電路之間的光電路基板、在電路內(nèi)使用光進(jìn)行信息傳輸?shù)墓饧呻娐返戎小?br> 此外，在本實(shí)施方式1說(shuō)明的光導(dǎo)模塊90中，可以代替光導(dǎo)10而具有薄膜光導(dǎo)20。即，可以使薄膜光導(dǎo)20與投光元件和/或受光元件進(jìn)行光耦合來(lái)構(gòu)成薄膜光導(dǎo)模塊。
此外，這樣提高了對(duì)于彎曲時(shí)的剝離的強(qiáng)度的薄膜光導(dǎo)20例如有以下這樣的應(yīng)用例。
首先，作為第一應(yīng)用例，可以用于折疊式便攜電話、折疊式PHS(Personal Handyphone System，個(gè)人手提移動(dòng)電話系統(tǒng))、折疊式PDA(Personal Digital Assistant，個(gè)人數(shù)字助理)，折疊式筆記本電腦等的折疊式的電子設(shè)備(信息處理裝置、光傳輸裝置)的鉸鏈部。
圖6(a)至圖6(c)示出在折疊式便攜電話40中應(yīng)用薄膜光導(dǎo)20的例子。即，圖6(a)是示出內(nèi)置有薄膜光導(dǎo)20的折疊式便攜電話40的外觀的立體圖。
圖6(b)是表示在圖6(a)中示出的折疊式便攜電話40中應(yīng)用本發(fā)明的薄膜光導(dǎo)20的部分的方框圖。如該圖所示，設(shè)在折疊式便攜電話40的主體40a側(cè)的控制部41分別通過(guò)薄膜光導(dǎo)20而與主體的一端以鉸鏈部為軸可旋轉(zhuǎn)的蓋(驅(qū)動(dòng)部)40b側(cè)設(shè)置的外部存儲(chǔ)器42、照相機(jī)部(數(shù)字照相機(jī))43、顯示部(液晶顯示器顯示)44等連接。
圖6(c)是圖6(a)中的鉸鏈部(用虛線圍起的部分)的透視平面圖。如該圖所示，薄膜光導(dǎo)20通過(guò)卷在鉸鏈部的支持棒上彎曲，而分別與設(shè)在主體側(cè)的控制部、設(shè)在蓋側(cè)的外部存儲(chǔ)器42、照相機(jī)部43、以及顯示部44連接。
通過(guò)在這些折疊式電子設(shè)備中應(yīng)用薄膜光導(dǎo)20，可在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速、大容量的通信。因此，例如，特別適合折疊式液晶顯示裝置等的需要高速、大容量的數(shù)據(jù)通信且追求小型化的設(shè)備。
此外，在近年的便攜電話中，例如，如圖14所示，有主體40a和蓋部40b可以以彼此的鄰接方向?yàn)檩S進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的類型。此外，例如，在如圖6(a)所示的便攜電話中，蓋40b在垂直于所述旋轉(zhuǎn)方向(開閉方向)的方向上也可以旋轉(zhuǎn)的便攜電話等、具有二軸旋轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)的便攜電話也正在普及。圖15是示出具有這樣的二軸旋轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備中具有的光導(dǎo)20的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的平面圖。
如圖14和圖15所示，在具有驅(qū)動(dòng)部的電子設(shè)備中使用的薄膜光導(dǎo)20有時(shí)會(huì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)部的旋轉(zhuǎn)方向(或者移動(dòng)方向)而以該薄膜光導(dǎo)20的延伸方向的光為軸產(chǎn)生扭曲。
在此，如果考慮配線的空間(薄膜光導(dǎo)20的設(shè)置空間)，則優(yōu)選使得扭曲部分的長(zhǎng)度較短。例如，如圖15所示，當(dāng)設(shè)薄膜光導(dǎo)20的寬度(與上下包層2、3的層疊方向垂直的方向的寬度)為W、扭曲部分的長(zhǎng)度為H(H＝α·W)時(shí)，優(yōu)選使α盡量小。
但是，如果使扭曲部分的長(zhǎng)度太短，由于薄膜光導(dǎo)20的形狀扭曲因而傳輸特性惡化。具體而言，如果α的值小于1，則薄膜光導(dǎo)20的傳輸特性惡化。因此，為了不使傳輸特性惡化而削減薄膜光導(dǎo)20的設(shè)置空間，優(yōu)選使得α的值在1以上且盡量接近1的值。典型地，優(yōu)選在1以上且在1.5以下。
另一方面，當(dāng)產(chǎn)生所述這樣的扭曲時(shí)，在薄膜光導(dǎo)20和基板之間的接合部(例如設(shè)在薄膜光導(dǎo)20上的光連接器21、22和設(shè)在基板側(cè)的光連接器23、24之間)上，由于扭曲的反作用力而作用張力(參照?qǐng)D15)，有可能產(chǎn)生連接不良。為了防止這樣的由于作用在接合部上的張力而引起的連接不良，需要抑制在0.5kgf以下。
在此，由于薄膜光導(dǎo)20的扭曲而引起的張力的大小取決于作為所述扭曲部分的長(zhǎng)度H和薄膜光導(dǎo)20的寬度W之比的α(α＝H/W)和薄膜光導(dǎo)20的彈性模量。圖16是示出α的值和使得作用在接合部上的張力為0.5kgf以下的彈性模量之間的關(guān)系的圖。
如該圖所示，為了使α為1以上1.5以下，且作用在接合部上的張力為0.5kgf以下，可以使彈性模量在20MPa以上250MPa以下。由此，可以防止連接不良并且減小薄膜光導(dǎo)20的設(shè)置空間。
此外，在以往的具有“扭曲結(jié)構(gòu)”的電子設(shè)備中，根據(jù)返回性的問(wèn)題，使用將多根極細(xì)的同軸線纜擰在一起的配線。即，通過(guò)捻在一起的狀態(tài)下為最細(xì)、在未捻在一起的情況下變細(xì)的部分舒展開(產(chǎn)生余長(zhǎng))，來(lái)實(shí)現(xiàn)扭曲結(jié)構(gòu)。但是，在這樣的結(jié)構(gòu)中，存在鉸鏈部的直徑變粗的問(wèn)題。此外，在這樣的結(jié)構(gòu)中，存在由于扭曲動(dòng)作(或者彎曲動(dòng)作)而使配線與框體接觸，因磨損而傳輸特性(高頻特性、EMI特性)惡化的問(wèn)題。
對(duì)此，薄膜光導(dǎo)20可以按配線單體進(jìn)行扭曲。即，如圖15所示的A-A’截面的截面圖和B-B’截面的截面圖那樣，在構(gòu)成鉸鏈部的圓筒的內(nèi)部設(shè)置薄膜光導(dǎo)20的情況下，可以僅由配線寬度W來(lái)決定鉸鏈部的內(nèi)徑。由此，不需要以往那樣的多余長(zhǎng)度部分，因此可使鉸鏈結(jié)構(gòu)小型化、削減鉸鏈構(gòu)造的設(shè)置空間。
此外，在薄膜光導(dǎo)20中，配線的外層成為不直接參與光的傳播的包層。因此，即使產(chǎn)生配線的磨損，與以往的使用極細(xì)同軸纜線的情況相比，也可大幅減低其磨損對(duì)傳輸特性的影響。
此外，通過(guò)將薄膜光導(dǎo)20的彈性模量設(shè)為所述條件，例如，在將扭曲狀態(tài)設(shè)置為定常狀態(tài)的情況下，也可防止由于在兩端的連接部產(chǎn)生的張力而引起連接不良。因此，無(wú)需設(shè)置用于減低在連接部產(chǎn)生的張力的保持結(jié)構(gòu)等。
作為第2應(yīng)用例，薄膜光導(dǎo)20可應(yīng)用于打印裝置的打印頭或硬盤記錄再生裝置的讀取部等的具有驅(qū)動(dòng)部的裝置(光傳輸裝置)。
圖7(a)至圖7(c)示出在打印裝置50中應(yīng)用了薄膜光導(dǎo)20的例子。圖7(a)是表示打印裝置50的外觀的立體圖。如該圖所示，打印裝置50具有一邊在紙52的寬度方向上移動(dòng)一邊對(duì)紙52進(jìn)行打印的打印頭51，薄膜光導(dǎo)20的一端與該打印頭51連接。
圖7(b)是打印裝置50中應(yīng)用了薄膜光導(dǎo)20的部分的方框圖。如該圖所示，薄膜光導(dǎo)20的一端部與打印頭51連接，另一端部與打印裝置50的主體側(cè)基板連接。此外，該主體側(cè)基板具有控制打印裝置50的各部分的動(dòng)作的控制單元等。
圖7(c)和圖7(d)是示出打印裝置50的打印頭51移動(dòng)(驅(qū)動(dòng))時(shí)的、薄膜光導(dǎo)20的彎曲狀態(tài)的立體圖。如該圖所示，當(dāng)在打印頭51這樣的驅(qū)動(dòng)部中應(yīng)用薄膜光導(dǎo)20的情況下，由于打印頭51的驅(qū)動(dòng)，薄膜光導(dǎo)20的彎曲狀態(tài)變化，并且薄膜光導(dǎo)20的各位置反復(fù)彎曲，在芯部4和各包層之間反復(fù)作用剪切力。
因此，在這些驅(qū)動(dòng)部上連接薄膜光導(dǎo)的情況下，特別需要使用耐剪切力的性能優(yōu)秀的薄膜光導(dǎo)，本實(shí)施方式的薄膜光導(dǎo)20適合于這些驅(qū)動(dòng)部。此外，通過(guò)在這些驅(qū)動(dòng)部中應(yīng)用薄膜光導(dǎo)20，可以實(shí)現(xiàn)使用驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行的高速、大容量通信。
圖8表示在硬盤記錄再生裝置(光傳輸裝置)60中應(yīng)用了薄膜光導(dǎo)20的例子。
如該圖所示，硬盤記錄再生裝置60具有磁盤(硬盤)61、磁頭(讀取、寫入用磁頭)62、基板導(dǎo)入部63、驅(qū)動(dòng)部(驅(qū)動(dòng)電機(jī))64以及薄膜光導(dǎo)20。
驅(qū)動(dòng)部64是沿著磁盤61的半徑方向驅(qū)動(dòng)磁頭62的裝置。磁頭62是讀取記錄在磁盤61上的信息、或者在磁盤61上寫入信息的裝置。此外磁頭62經(jīng)由薄膜光導(dǎo)20與基板導(dǎo)入部63連接，將從磁盤61讀取的信息作為光信號(hào)傳播到基板導(dǎo)入部63，而且，接收從基板導(dǎo)入部63傳播來(lái)的、待寫入磁盤61的信息的光信號(hào)。
這樣，通過(guò)在硬盤記錄再生裝置60的磁頭62這樣的驅(qū)動(dòng)部中應(yīng)用薄膜光導(dǎo)20，可防止在光導(dǎo)中產(chǎn)生剝離，并且可實(shí)現(xiàn)高速、大容量通信。
此外，薄膜光導(dǎo)20的總厚度不特別限定，但優(yōu)選在可以實(shí)現(xiàn)必要的光學(xué)特性的范圍內(nèi)較薄，例如優(yōu)選在300μm以下。如果總厚度在300μm以下，則適合彎曲使用、或者卷在軸上使用。此外，適合于減小薄膜光導(dǎo)20的設(shè)置空間、實(shí)現(xiàn)具備薄膜光導(dǎo)20的設(shè)備的小型化。
本發(fā)明不限于所述的各實(shí)施方式，在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)可以有各種的變更，對(duì)于適當(dāng)組合在不同的實(shí)施方式中公開的技術(shù)手段而得到的實(shí)施方式，也包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可以全面適用于在使用光的通信或者能量傳輸中使用的光導(dǎo)。此外，也可適用于撓曲性好的薄膜光導(dǎo)。在該情況下，特別適宜應(yīng)用于折疊式便攜電話、折疊式PHS(Personal Handyphone System)、折疊式PDA(Personal Digital Assistant)、折疊式筆記本電腦等的折疊式裝置的鉸鏈部、或者、打印裝置的打印頭或者硬盤的讀取部等的具有驅(qū)動(dòng)部的裝置。此外，特別適合于折疊式的液晶顯示裝置等的需要高速傳輸大容量數(shù)據(jù)的裝置。
權(quán)利要求
1.一種光導(dǎo)，該光導(dǎo)具備用于將光封閉而使其傳播的芯部和具有包圍所述芯部的槽部的包層，其特征在于，所述芯部為如下形狀與所述芯部?jī)?nèi)傳播的光的光軸方向垂直的截面的與所述槽部的側(cè)面或底面相接的部分的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)，其特征在于，所述芯部為如下形狀所述截面的與所述槽部的側(cè)面相接的部分的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光導(dǎo)，其特征在于，所述芯部為如下形狀所述截面的與所述槽部的底面相接的部分的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的光導(dǎo)，其特征在于，該光導(dǎo)具有形成為覆蓋所述包層以及所述芯部的第2包層，所述芯部為如下形狀所述截面的與所述第2包層相接的部分的至少一部分相對(duì)于該芯部的中心彎曲。
5.根據(jù)權(quán)利要求2～4中任意一項(xiàng)所述的光導(dǎo)，其特征在于，所述包層的彎曲彈性模量為1000MPa以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)所述的光導(dǎo)，其特征在于，所述光導(dǎo)由總厚度在300μm以下的樹脂層構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的光導(dǎo)，其特征在于，所述光導(dǎo)的彈性模量在20MPa以上且在250MPa以下。
8.一種光導(dǎo)模塊，其特征在于，該光導(dǎo)模塊具備權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的光導(dǎo)；以及將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光而射出的投光元件，從所述投光元件射出的光入射到所述光導(dǎo)的芯部中。
9.一種光導(dǎo)模塊，其特征在于，該光導(dǎo)模塊具備權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的光導(dǎo)；以及將接收到的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的受光元件，通過(guò)所述光導(dǎo)傳播的光入射到所述受光元件中。
10.一種光導(dǎo)模塊，其特征在于，該光導(dǎo)模塊具備權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的光導(dǎo)；將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光而射出的投光元件；以及將接收到的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的受光元件，從所述投光元件射出的光入射到所述光導(dǎo)的芯部中，該入射的光經(jīng)由芯部傳播而入射到所述受光元件。
11.一種光傳輸裝置，其特征在于，該光傳輸裝置具有主體；以及相對(duì)于所述主體相對(duì)地移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部，使用權(quán)利要求6或7所述的光導(dǎo)，在所述主體和所述驅(qū)動(dòng)部之間傳輸光信號(hào)。
12.一種光導(dǎo)的制造方法，該光導(dǎo)具備用于將光封閉而使其傳播的芯部和具有包圍所述芯部的槽部的包層，其特征在于，該制造方法包括以下步驟在由第1樹脂構(gòu)成的所述包層的表面上形成所述槽部的步驟；在所述槽部中填充第2樹脂的步驟；通過(guò)向所述包層施加按壓力，使得所述槽部的形狀變形，按照所述槽部的形狀變形使得所述第2樹脂變形，并且使該第2樹脂固化，由此來(lái)形成所述芯部的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光導(dǎo)的制造方法，其特征在于，在所述槽部的形成步驟中，通過(guò)在由所述第1樹脂構(gòu)成的樹脂層上壓接具有所述槽部的反轉(zhuǎn)圖案的壓模，并使該樹脂層固化，來(lái)形成所述包層。
14.一種光導(dǎo)的制造方法，該光導(dǎo)具備用于將光封閉而使其傳播的芯部和具有包圍所述芯部的槽部的包層，其特征在于，該制造方法包括以下步驟在所述包層上，形成側(cè)面或者底面的至少一部分具有彎曲部的所述槽部的步驟；通過(guò)在所述槽部中填充第2樹脂并使其固化，而形成所述芯部的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光導(dǎo)的制造方法，其特征在于，在所述槽部的形成步驟中，通過(guò)具有開口部的遮蔽物照射能量束，來(lái)形成所述槽部。
16.一種光導(dǎo)的制造方法，該光導(dǎo)具備用于將光封閉而使其傳播的芯部和包圍所述芯部的包層，其特征在于，該制造方法包括以下步驟在第1包層上堆積第2樹脂而形成芯部層的步驟；通過(guò)對(duì)所述芯部層實(shí)施蝕刻，形成如下形狀的芯部的步驟與所述芯部?jī)?nèi)傳播的光的光軸方向垂直的截面的輪廓的至少一部分相對(duì)于該截面的中心彎曲；以及形成第2包層以覆蓋所述芯部和所述第1包層的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光導(dǎo)的制造方法，其特征在于，在所述芯部的形成步驟中，通過(guò)遮蔽物實(shí)施反應(yīng)性離子蝕刻，來(lái)形成所述芯部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光導(dǎo)、光導(dǎo)模塊、光傳輸裝置、光導(dǎo)的制造方法。在由基板(1)、下包層(2)、上包層(3)、芯部(4)構(gòu)成的光導(dǎo)(10)中，被下包層(2)包圍的芯部(4)的與光傳輸方向垂直的截面的輪廓為相對(duì)于該截面的中心彎曲的形狀。由此，可以防止光導(dǎo)的剝離，提高光學(xué)特性的可靠性。
文檔編號(hào)B41J29/00GK1985202SQ2005800218
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者榎并顯, 石田慶久, 藤崎民雄, 細(xì)川速美 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社