特許 7540215 光導波路および電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】光導波路および電子機器

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/122 20060101AFI20240820BHJP

【ＦＩ】

G02B6/122

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020114134

(22)【出願日】2020-07-01

(65)【公開番号】P2022012346

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-06-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000002141

【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】白▲崎▼ 洋史

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１９４４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０６５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０７８６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０５９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７４８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０８８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４９６１６１８（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７０４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－６０６６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／１２－６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

照明光を伝搬させる光導波路であって、
第１軸に沿って延在する第１コア部、前記第１軸と直交する第２軸に沿って延在する第２コア部、および、前記第２軸に沿って前記第１コア部と並ぶクラッド部、を備えるコア層と、
前記コア層を厚さ方向に挟む第１クラッド層および第２クラッド層と、
前記第１クラッド層の前記コア層とは反対側に設けられている第１カバー層と、
を有し、
前記第１コア部および前記第２コア部は、閉じた枠状をなしており、
前記第１軸と交差する前記コア層の面をコア層端面とし、
前記第２軸と交差する前記コア層の面をコア層側面としたとき、
前記第１コア部は、前記コア層側面に露出し、
前記第２コア部は、前記コア層端面に露出し、
前記第１コア部の幅は、前記クラッド部の幅より広いことを特徴とする光導波路。

【請求項2】

前記第１コア部と前記クラッド部との界面を透過した光が、前記コア層側面で反射されるように構成されている請求項１に記載の光導波路。

【請求項3】

前記第１コア部の弾性率と前記クラッド部の弾性率との差が、０．１×１０ ^８ Ｐａ以上５．０×１０ ^９ Ｐａ以下である請求項１または２に記載の光導波路。

【請求項4】

前記第１コア部の幅をＷ１とし、前記クラッド部の幅をＷ２としたとき、
Ｗ１／Ｗ２は、２～２０である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。

【請求項5】

前記第２クラッド層の前記コア層とは反対側に設けられている第２カバー層を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光導波路。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光導波路および電子機器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ヒンジ部を介して互いに回動可能に連結されている本体部と蓋体部とを備えた、折り畳み型の携帯電話装置が開示されている。この携帯電話装置の本体部は、複数のキー釦からなるキー操作部を備え、蓋体部は、面光源部で照明される液晶表示部を備えている。また、キー操作部および液晶表示部は、それぞれ導光板を備えており、これらの導光板同士は、光接続部材を介して光学的に連結されている。

【0003】

このような構成によれば、共通の光源から２つの導光板に光を導き、キー操作部および液晶表示部の双方を照明することができる。つまり、１つの光源から出射した光を、キー操作部および液晶表示部の双方で利用することができる。これにより、携帯電話装置における電力消費の抑制およびコストの削減を図ることができる。

【0004】

図４は、特許文献１に記載の光接続部材を構成するフレキシブル光導波路を示す平面図である。図５は、特許文献１に記載の光接続部材を構成するフレキシブル光導波路のコアを横切るように切断したときの断面図である。なお、図４は、図５のフレキシブル光導波路９内のコア層を透視したものであり、コアにはドットを付している。

【0005】

図４に示すフレキシブル光導波路９は、一方の導光板９１と他方の導光板９２との間に設けられている。このフレキシブル光導波路９は、導光板９１、９２の間をつなぐ高屈折率の複数のコア９４と、コア９４の両側に設けられた低屈折率のクラッド９５と、を有している。導光板９１から出射した光は、コア９４の一方の端面９４１から入射し、コア９４内を伝搬して、コア９４の他方の端面９４２から出射する。そして、出射した光が導光板９２に入射する。

【0006】

このようなフレキシブル光導波路９は、図５に示すように、コア９４およびクラッド９５を介して積層された２つのカバーフィルム９６を有している。カバーフィルム９６を設けることにより、フレキシブル光導波路９に柔軟性や強靭性が付与されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】国際公開第２００８／１２０６８０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

図６は、図４に示すフレキシブル光導波路９の部分拡大図である。図６に示すように、フレキシブル光導波路９では、Ｘ軸に沿ってコア９４とクラッド９５が交互に並んでいる。そして、Ｘ軸方向の両端には、クラッド９５が位置している。

【0009】

また、図６には、フレキシブル光導波路９を伝搬する光の経路の例を矢印Ａ～Ｃで示している。矢印Ａは、比較的小さな入射角でコア９４に入射した光の経路の例を示している。矢印Ｂは、比較的小さな入射角でクラッド９５に入射した光の経路の例を示している。矢印Ｃは、矢印Ａよりも大きい入射角で入射した光の経路の例を示している。このうち、矢印Ｃで示すような経路で光が伝搬する場合、コア９４とクラッド９５との界面で光が反射せず、界面を透過することがある。界面を透過した光は、矢印Ｃで示すように、クラッド９５の外縁９５１に到達する。

【0010】

ここで、フレキシブル光導波路９に強靭性を付与するために用いられるカバーフィルム９６には、クラッド９５よりも弾性率が高いフィルムが用いられる。図５に示すクラッド９５は、このようなカバーフィルム９６で支持されているため、フレキシブル光導波路９の製造時にクラッド９５が収縮しようとしても、カバーフィルム９６で引っ張られることにより、本来よりも収縮量が抑えられることになる。このため、フレキシブル光導波路９のクラッド９５には、収縮量が制限されたことに伴う歪みが溜まることになる。

【0011】

このような状態のフレキシブル光導波路９に対してさらに熱が加わると、歪みの影響により、クラッド９５の収縮がさらに進むことになる。収縮が進むと、クラッド９５には図５に示す凹み９７のような変形が生じる。

【0012】

このような凹み９７は、クラッド９５の外縁９５１における光の反射率の低下を招く。具体的には、コア９４とクラッド９５との界面を透過した光は、図６に矢印Ｃで示すように、クラッド９５の外縁９５１から外部空間に漏れ出す可能性が高くなる。このような漏れ光の発生は、フレキシブル光導波路９における光の伝搬効率の低下を招く。

【0013】

本発明の目的は、熱が加わっても伝搬効率が低下しにくい光導波路、および、かかる光導波路を備える電子機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

このような目的は、下記（１）～（６）の本発明により達成される。
（１） 照明光を伝搬させる光導波路であって、
第１軸に沿って延在する第１コア部、前記第１軸と直交する第２軸に沿って延在する第２コア部、および、前記第２軸に沿って前記第１コア部と並ぶクラッド部、を備えるコア層と、
前記コア層を厚さ方向に挟む第１クラッド層および第２クラッド層と、
前記第１クラッド層の前記コア層とは反対側に設けられている第１カバー層と、
を有し、
前記第１コア部および前記第２コア部は、閉じた枠状をなしており、
前記第１軸と交差する前記コア層の面をコア層端面とし、
前記第２軸と交差する前記コア層の面をコア層側面としたとき、
前記第１コア部は、前記コア層側面に露出し、
前記第２コア部は、前記コア層端面に露出し、
前記第１コア部の幅は、前記クラッド部の幅より広いことを特徴とする光導波路。

【0015】

（２） 前記第１コア部と前記クラッド部との界面を透過した光が、前記コア層側面で反射されるように構成されている上記（１）に記載の光導波路。

【0016】

（３） 前記第１コア部の弾性率と前記クラッド部の弾性率との差が、０．１×１０ ^８ Ｐａ以上５．０×１０ ^９ Ｐａ以下である上記（１）または（２）に記載の光導波路。

【0018】

（４） 前記第１コア部の幅をＷ１とし、前記クラッド部の幅をＷ２としたとき、
Ｗ１／Ｗ２は、２～２０である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。

【0019】

（５） 前記第２クラッド層の前記コア層とは反対側に設けられている第２カバー層を有する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路。

【0020】

（６） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、熱が加わっても伝搬効率が低下しにくい光導波路が得られる。
また、本発明によれば、上記光導波路を備える電子機器が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１実施形態に係る光導波路を示す平面図である。

【図2】図１に示す光導波路のコア部を横切るように切断したときの断面図である。

【図3】第２実施形態に係る光導波路を示す平面図である。

【図4】特許文献１に記載の光接続部材を構成するフレキシブル光導波路を示す平面図である。

【図5】特許文献１に記載の光接続部材を構成するフレキシブル光導波路のコアを横切るように切断したときの断面図である。

【図6】図４に示すフレキシブル光導波路の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の光導波路および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0024】

１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係る光導波路について説明する。

【0025】

図１は、第１実施形態に係る光導波路を示す平面図である。図２は、図１に示す光導波路のコア部を横切るように切断したときの断面図である。なお、図１は、図２の光導波路内のコア層を透視したものであり、コア部にはドットを付している。

【0026】

本実施形態に係る光導波路１は、図２の下側から、第１カバー層１７、第１クラッド層１１、コア層１３、第２クラッド層１２、および第２カバー層１８がこの順で積層されたシート状をなす積層体である。このうち、コア層１３中には、図１に示すように、長尺状の５本の第１コア部１４と、第１コア部１４の側面に隣接して設けられたクラッド部１５と、が形成されている。なお、本願の各図では、シート状をなす光導波路１が広がっている面をＸ－Ｙ面し、第１コア部１４はＹ軸（第１軸）に沿って延在しており、第１コア部１４およびクラッド部１５が、Ｙ軸と直交するＸ軸（第２軸）に沿って並んでいる。また、Ｘ軸およびＹ軸の双方に直交する軸をＺ軸とする。

【0027】

光導波路１の平面視形状は、特に限定されず、正方形、六角形のような多角形、真円、楕円、長円のような円形、その他の形状であってもよいが、図１では長方形である。

【0028】

このような光導波路１は、例えば、Ｙ軸に沿って設けられた図示しない光学部材同士を光学的に接続し、照明光を伝搬させるのに用いられる。

【0029】

本実施形態に係る光導波路１では、Ｙ軸と交差するコア層１３の面をコア層端面１３１、１３２とし、Ｘ軸と交差するコア層１３の面をコア層側面１３３、１３４としたとき、第１コア部１４は、コア層側面１３３、１３４に露出している。これにより、光導波路１では、コア層１３において、従来のような凹み９７の発生が防止される。その結果、伝送効率の低下が抑制された光導波路１を実現することができる。

【0030】

以下、光導波路１の各部についてさらに詳述する。
１．１．コア層
図１に示すコア層１３中に形成されている各第１コア部１４は、それぞれ、コア層端面１３１、１３２に露出している。図１では、コア層端面１３１を光入射面とし、コア層端面１３２を光出射面として用いている。

【0031】

図１には、光導波路１を伝搬する光の経路の例を矢印Ａ～Ｃで示している。矢印Ａは、比較的小さな入射角で第１コア部１４に入射した光の経路の例を示している。矢印Ｂは、比較的小さな入射角でクラッド部１５に入射した光の経路の例を示している。矢印Ｃは、矢印Ａよりも大きい入射角でコア層１３に入射した光の経路の例を示している。このうち、矢印Ｃで示すような経路、具体的には比較的大きな伝搬角で光が伝搬する場合、第１コア部１４とクラッド部１５との界面で光が反射せず、界面を透過することがある。界面を透過した光は、矢印Ｃで示すように、クラッド部１５の外縁、つまり、コア層側面１３３に到達する。

【0032】

ここで、図１に示すコア層側面１３３、１３４には、第１コア部１４が露出している。第１コア部１４は、加熱されたとき、クラッド部１５よりも収縮しにくい。つまり、第１コア部１４の熱による収縮量は、クラッド部１５のそれよりも小さくなる傾向を示す。その結果、本実施形態に係る光導波路１のコア層側面１３３、１３４では、熱が加わっても、従来のような凹み９７の発生が抑えられる。

【0033】

凹み９７の発生が抑制されると、コア層端面１３１から、例えば図１に矢印Ｃで示すような入射角で光導波路１に光を入射したとき、この光がコア層側面１３３を透過してしまう確率を低下させることができる。すなわち、従来のように凹み９７がある場合、クラッド９５の外縁９５１において反射条件を満たさず、図６に示すように外部空間へ漏れ出てしまう確率が高くなる。これに対し、凹み９７の発生が抑制されることにより、コア層側面１３３において反射条件を満たす確率が高くなるため、図１に矢印Ｃで示すような経路でコア層１３の内側に向かって光が反射し、外部空間へ漏れ出てしまう確率が低くなる。その結果、光導波路１における光の伝搬効率の低下を抑制することができる。

【0034】

また、図１に示すコア層１３では、コア層端面１３１から第１コア部１４に入射した光は、矢印Ａで示す経路で伝搬し、コア層端面１３２から出射する。さらに、図１に示すコア層１３では、コア層端面１３１からクラッド部１５に入射した光は、矢印Ｂで示す経路で伝搬し、コア層端面１３２から出射する。これらの矢印Ａ、Ｂで示す経路は、従来と変わらない。したがって、図１に示す光導波路１では、少なくとも外部空間に漏れ出る光量が抑えられた分だけ、従来よりも光の伝搬効率を高めることが可能である。

【0035】

さらに、図１に示すコア層側面１３３、１３４では、外部空間との屈折率差が、従来よりも大きくなる。つまり、第１コア部１４の屈折率は、クラッド部１５の屈折率より高いことから、第１コア部１４と空気との屈折率差は、当然に、クラッド部１５と空気との屈折率差より大きくなる。そうすると、コア層側面１３３、１３４では、コア層１３中を伝搬する光が外部に漏れ出にくくなる。その結果、光導波路１の伝搬効率をより高めることができる。

【0036】

図２に示す第１コア部１４における屈折率分布は、いかなる分布であってもよい。例えば、屈折率が不連続的に変化した、いわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化した、いわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。

【0037】

図２に示す第１コア部１４の形状は、特に限定されず、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、その他の異形状であってもよい。

【0038】

コア層１３の平均厚さは、特に限定されないが、１～１０００μｍ程度であるのが好ましく、５～５００μｍ程度であるのがより好ましく、１０～３００μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、必要かつ十分な光量を確保することができ、かつ、光導波路１の機械的強度も確保することができる。

【0039】

コア層１３の構成材料（主材料）としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。なお、樹脂材料には、異なる組成のものを組み合わせた複合材料も用いられる。また、本明細書において「主材料」とは、構成材料の５０質量％以上を占める材料のことをいい、好ましくは７０質量％以上を占める材料のことをいう。

【0040】

第１コア部１４のＸ軸に沿う長さ、つまり、第１コア部１４の幅Ｗ１は、特に限定されないが、１～１０００μｍ程度であるのが好ましく、５～５００μｍ程度であるのがより好ましく、１０～３００μｍ程度であるのがさらに好ましい。

【0041】

また、第１コア部１４の幅Ｗ１は、複数の第１コア部１４で互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。さらに、第１コア部１４の幅Ｗ１は、途中で広がったり、狭まったりしていてもよい。

【0042】

コア層１３中に形成される第１コア部１４の数は、特に限定されず、１本であっても、図１および図２に示すように複数本であってもよい。また、第１コア部１４は、全体としてＹ軸に沿って延在していればよく、途中で曲がっている部分があったり、分岐した部分があったりしてもよい。

【0043】

クラッド部１５は、第１コア部１４よりも屈折率が低い部位である。クラッド部１５は、図２に示すように、第１クラッド層１１および第２クラッド層１２と別体である他、第１クラッド層１１または第２クラッド層１２のいずれか一方または双方と一体になっていてもよい。

【0044】

第１コア部１４に隣接しているクラッド部１５のＸ軸に沿う長さ、つまり、クラッド部１５の幅Ｗ２は、特に限定されず、第１コア部１４の幅Ｗ１以上であってもよいが、第１コア部１４の幅Ｗ１よりも狭いことが好ましい。換言すれば、第１コア部１４の幅Ｗ１は、クラッド部１５の幅Ｗ２より広いことが好ましい。これにより、コア層１３における第１コア部１４の占有率を高めることができる。その結果、コア層１３においてクラッド部１５の占有率が高い場合に比べて、光導波路１における光の伝搬効率をより高めることができる。

【0045】

第１コア部１４の幅Ｗ１は、クラッド部１５の幅Ｗ２より広いことが好ましいが、具体的には、Ｗ１／Ｗ２が２～２０であるのが好ましく、３～１５であるのがより好ましい。第１コア部１４の幅Ｗ１を前記範囲内に設定することにより、コア層１３における第１コア部１４の占有率を十分に高めることができる。これにより、光導波路１における光の伝搬効率をさらに高めることができる。

【0046】

ここで、第１コア部１４の弾性率は、クラッド部１５の弾性率より高いことが好ましい。これにより、熱が加わったときの第１コア部１４の収縮量は、クラッド部１５に比べてより確実に小さくなる傾向を示す。したがって、従来のような凹み９７の発生をより確実に抑制することができる。

【0047】

なお、第１コア部１４の弾性率およびクラッド部１５の弾性率は、それぞれの構成材料の試験片について、ＪＩＳ Ｋ ７２４４－４：１９９９に規定の試験方法により測定された貯蔵弾性率Ｅ’である。試験片のサイズは、例えば、縦２０ｍｍ、横５ｍｍ、厚さ０．０２５ｍｍとする。測定装置には動的弾性率測定装置を用い、引っ張りモードで測定する。また、測定温度範囲を－５０℃から３００℃、測定周波数を１０Ｈｚとし、自動静荷重にて測定する。そして、１００℃における測定結果を、各部の弾性率とする。

【0048】

第１コア部１４の弾性率とクラッド部１５の弾性率との差は、特に限定されないが、０．１×１０^８Ｐａ以上５．０×１０^９Ｐａ以下程度であるのが好ましく、０．３×１０^８Ｐａ以上１．０×１０^９Ｐａ以下程度であるのがより好ましく、０．５×１０^８Ｐａ以上５．０×１０^８Ｐａ以下程度であるのがさらに好ましい。弾性率の差を前記範囲内に設定することにより、図１に示すコア層側面１３３、１３４には、従来よりも弾性率が十分に高い第１コア部１４が露出していることになる。このため、光導波路１では、従来のような凹み９７の発生をより確実に抑制することができる。なお、第１コア部１４の弾性率とクラッド部１５の弾性率との差が前記範囲を超えて大きくなると、弾性率差が大きすぎることによる弊害、例えば第１コア部１４とクラッド部１５とで変形量の差が大きくなり、光導波路１の曲げやすさ等が低下するといった問題の発生を抑制することができる。

【0049】

１．２．クラッド層
第１クラッド層１１および第２クラッド層１２は、それぞれ第１コア部１４よりも屈折率が低い部位である。

【0050】

第１クラッド層１１および第２クラッド層１２の平均厚さは、それぞれ１～２００μｍ程度であるのが好ましく、３～１００μｍ程度であるのがより好ましく、５～６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、第１クラッド層１１および第２クラッド層１２に必要とされる光学的特性および機械的強度が確保される。

【0051】

第１クラッド層１１の主材料および第２クラッド層１２の主材料は、例えば、前述したコア層１３の構成材料として挙げた材料の中から適宜選択される。

【0052】

このような第１クラッド層１１および第２クラッド層１２を設けることにより、第１コア部１４と第１クラッド層１１および第２クラッド層１２との間で、安定した屈折率差を形成し、維持することができる。このため、第１コア部１４の伝搬効率をより高めることができる。

【0053】

１．３．カバー層
第１カバー層１７は、第１クラッド層１１のコア層１３とは反対側に設けられている。第２カバー層１８は、第２クラッド層１２のコア層１３とは反対側に設けられている。このような第１カバー層１７および第２カバー層１８を設けることにより、コア層１３や第１クラッド層１１、第２クラッド層１２を保護し、外部環境等に起因した光の伝搬効率の低下を抑制することができる。

【0054】

第１カバー層１７および第２カバー層１８の平均厚さは、特に限定されないが、１～２００μｍ程度であるのが好ましく、３～１００μｍ程度であるのがより好ましく、５～５０μｍ程度であるのがさらに好ましい。

【0055】

また、第１カバー層１７および第２カバー層１８は、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。例えば、第１カバー層１７および第２カバー層１８は、平均厚さが互いに同じでもよいし、互いに異なっていてもよい。なお、本実施形態における第２カバー層１８は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。

【0056】

ただし、本実施形態では、第２クラッド層１２のコア層１３とは反対側に第２カバー層１８が設けられている。これにより、第１カバー層１７と第２カバー層１８とでコア層１３等を挟むことができるので、機械的強度および耐候性が特に良好な光導波路１が得られる。

【0057】

第１カバー層１７の主材料および第２カバー層１８の主材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。

【0058】

このうち、第１カバー層１７および第２カバー層１８の主材料は、それぞれポリイミド系樹脂であるのが好ましい。ポリイミド系樹脂は、弾性率が比較的大きく、熱分解温度も高いことから、外力や外部環境に対する十分な耐久性を有している。

【0059】

なお、第１カバー層１７および第２カバー層１８の構成材料には、必要に応じて、フィラー、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、劣化防止剤、帯電防止剤等が添加されていてもよい。このうち、フィラーを添加することにより、第１カバー層１７および第２カバー層１８の熱膨張係数を調整することができる。

【0060】

第１カバー層１７および第２カバー層１８の引張強さは、２００～８００ＭＰａ程度であるのが好ましく、２５０～７５０ＭＰａ程度であるのがより好ましい。第１カバー層１７および第２カバー層１８の引張強さを前記範囲内に設定することにより、十分な耐久性を有する光導波路１が得られる。

【0061】

第１カバー層１７および第２カバー層１８の引張強さは、ＪＩＳ Ｋ ７１２７：１９９９（ＡＳＴＭ Ｄ８８２）に規定された引張特性の試験方法に準拠して測定される。また、上記引張強さは、平均厚さ２５μｍの試験片についての２５℃における測定値である。

【0062】

第１カバー層１７および第２カバー層１８の弾性率は、３０００～１２０００ＭＰａ程度であるのが好ましく、４０００～１１０００ＭＰａ程度であるのがより好ましい。第１カバー層１７および第２カバー層１８の弾性率を前記範囲内に設定することにより、第１クラッド層１１、コア層１３および第２クラッド層１２を十分に保護することができる。

【0063】

なお、第１カバー層１７および第２カバー層１８の弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７２４４－４：１９９９に規定の試験方法により測定された貯蔵弾性率Ｅ’である。試験片のサイズは、縦２０ｍｍ、横５ｍｍ、厚さ０．０２５ｍｍとする。測定装置には動的弾性率測定装置を用い、引っ張りモードで測定する。また、測定温度範囲を２０℃から２００℃、測定周波数を１０Ｈｚとし、自動静荷重にて測定する。そして、１００℃における測定結果を、各部の弾性率とする。

【0064】

また、第１カバー層１７および第２カバー層１８は、その弾性率が、コア層１３の弾性率、第１クラッド層１１の弾性率および第２クラッド層１２の弾性率のいずれよりも大きいことが好ましい。このような弾性率の差を設定することにより、第１カバー層１７および第２カバー層１８によって、第１クラッド層１１、コア層１３および第２クラッド層１２を保護する能力をより高めることができる。その結果、光導波路１に負荷が加わっても、光の伝搬効率が低下しにくくなり、光導波路１の信頼性を高めることができる。

【0065】

第１カバー層１７および第２カバー層１８の弾性率と、第１クラッド層１１および第２クラッド層１２の弾性率と、の差は、特に限定されないが、好ましくは０．１ＧＰａ以上とされ、より好ましくは１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下とされる。弾性率の差を前記範囲内に設定することにより、光導波路１の可撓性を損なうことなく、保護能力を十分に高めることができる。

【0066】

第１カバー層１７および第２カバー層１８の熱膨張係数は、特に限定されないが、線膨張係数が５～２５ｐｐｍ／℃程度であるのが好ましく、７～２０ｐｐｍ／℃程度であるのがより好ましい。これにより、熱変形が比較的少ない光導波路１が得られる。

【0067】

以上のように、本実施形態に係る光導波路１は、Ｙ軸（第１軸）に沿って延在する第１コア部１４、および、Ｙ軸と直交するＸ軸（第２軸）に沿って第１コア部１４と並ぶクラッド部１５と、を備えるコア層１３と、コア層１３をＺ軸方向（厚さ方向）に挟む第１クラッド層１１および第２クラッド層１２と、第１カバー層１７および第２カバー層１８と、を有している。そして、第１コア部１４は、コア層側面１３３、１３４に露出している。

【0068】

このような構成によれば、コア層側面１３３、１３４において従来のような凹み９７等の変形が発生しにくくなる。このため、凹み９７に伴う漏れ光の発生が抑制される。その結果、光導波路１における光の伝搬効率の低下を抑制することができる。

【0069】

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る光導波路について説明する。

【0070】

図３は、第２実施形態に係る光導波路を示す平面図である。なお、図３は、光導波路内のコア層を透視したものであり、コア部にはドットを付している。

【0071】

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
第２実施形態は、第２コア部１９が追加されている以外、第１実施形態と同様である。

【0072】

図３に示す光導波路１は、図１に示すコア層端面１３１、１３２に隣接するように、Ｘ軸に沿って延在する第２コア部１９を設けてなるものである。このため、図３に示す光導波路１では、コア層端面１３１、１３２に第２コア部１９が露出することになる。つまり、図３に示す光導波路１では、コア層側面１３３、１３４に第１コア部１４が露出し、コア層端面１３１、１３２には第２コア部１９が露出している。

【0073】

このような構成によれば、コア層側面１３３、１３４に加え、コア層端面１３１、１３２においても凹み等の変形の発生を抑制することができる。これにより、クラッド部１５への入射効率およびクラッド部１５からの出射効率を高めることができる。具体的には、第１実施形態のように、クラッド部１５がコア層端面１３１、１３２に露出している場合、熱が加わったとき、クラッド部１５の露出面に凹み等の変形が生じるおそれがある。この変形は、コア層側面１３３、１３４における変形よりも面積が小さいため、光の伝搬効率に及ぼす影響は相対的に小さいものの、クラッド部１５への入射効率およびクラッド部１５からの出射効率の低下を招く原因になる。

【0074】

これに対し、図３に示す光導波路１では、コア層端面１３１、１３２に第２コア部１９が露出しているため、クラッド部１５が露出するのを避けることができる。このため、クラッド部１５の露出面の変形も防止され、変形に伴うクラッド部１５への入射効率およびクラッド部１５からの出射効率の低下を防止することができる。その結果、光導波路１における光の伝搬効率をより高めることができる。

【0075】

また、図３に示す光導波路１では、第１コア部１４と第２コア部１９とが互いに連結されている。このため、第１コア部１４および第２コア部１９は、Ｚ軸に沿う位置から見たとき、閉じた枠状をなしている。これにより、コア層１３の外縁全体で変形が抑えられることになるため、コア層１３の寸法精度が高められる。その結果、コア層１３と第１クラッド層１１および第２クラッド層１２との寸法ずれの発生が抑えられる。加えて、コア層１３中に形成された第１コア部１４と第２コア部１９とが互いに連結されているため、第２コア部１９から第１コア部１４への光結合効率、および、第１コア部１４から第２コア部１９への光結合効率が、それぞれ高められる。その結果、光導波路１における光の伝搬効率をより高めることができる。

【0076】

図３に示す光導波路１では、Ｙ軸方向の両端にそれぞれ設けられた第２コア部１９がＸ軸に沿って延在し、コア層端面１３１、１３２全体に第２コア部１９が露出している。第２コア部１９のＹ軸に沿う長さ、つまり、第２コア部１９の幅Ｗ３は、特に限定されないが、１～１０００μｍ程度であるのが好ましく、５～５００μｍ程度であるのがより好ましく、１０～３００μｍ程度であるのがさらに好ましい。

【0077】

また、コア層端面１３１、１３２には、その全体に第２コア部１９が露出している必要はなく、クラッド部１５が露出している領域があってもよい。

【0078】

以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
なお、第１コア部１４と第２コア部１９とは、必ずしも連結されていなくてもよく、これらの間にクラッド部１５が介在していてもよい。

【0079】

３．電子機器
上述したような光導波路１は、例えば、導光板同士を光学的に接続する。これにより、例えば１つの光源を２つの照明部で利用可能な電子機器を実現することができる。また、光導波路１では、熱が加わっても伝搬効率の低下が抑制されている。したがって、光導波路１を備えることにより、熱が加わっても光導波路１で伝搬される光の光量減少が少なく抑えられた、信頼性の高い電子機器を実現することができる。

【0080】

なお、光導波路１が接続するのは、導光板に限定されず、任意の光学部品が挙げられる。かかる光学部品としては、例えば、光導波路１とは別の光導波路、光ファイバー、発光素子、受光素子、レンズ、フィルター、プリズム等が挙げられる。そして、これらの中から選択される少なくとも２つの光学部品同士を光学的に接続するのに、光導波路１を好適に用いることができる。

【0081】

このような電子機器としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、スマートウォッチ、スマートグラス、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、サーバー、スーパーコンピューター等の情報通信機器類や、医療用機器の他、車両、航空機、船舶の計器類、自動車制御機器、航空機制御機器、鉄道車両制御機器、船舶制御機器、宇宙船制御機器、ロケット制御機器のような移動体制御機器類、発電所、製油所、製鉄所、化学コンビナートのようなプラントを制御するプラント制御機器類等が挙げられる。

【0082】

以上、本発明の光導波路および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0083】

例えば、本発明の光導波路は、前記実施形態に任意の構造物を付加したものであってもよい。具体的には、本発明の光導波路は、前記実施形態の第１コア部１４に設けられた傾斜面からなるミラーを有していてもよい。また、本発明の光導波路は、前記実施形態にコネクターを追加したものであってもよい。

【符号の説明】

【0084】

１ 光導波路
９ フレキシブル光導波路
１１ 第１クラッド層
１２ 第２クラッド層
１３ コア層
１４ 第１コア部
１５ クラッド部
１７ 第１カバー層
１８ 第２カバー層
１９ 第２コア部
９１ 導光板
９２ 導光板
９４ コア
９５ クラッド
９６ カバーフィルム
９７ 凹み
１３１ コア層端面
１３２ コア層端面
１３３ コア層側面
１３４ コア層側面
９４１ 端面
９４２ 端面
９５１ 外縁
Ａ 矢印
Ｂ 矢印
Ｃ 矢印
Ｗ１ 幅
Ｗ２ 幅
Ｗ３ 幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】