專利名稱：光波導(dǎo)、光布線、光電混合基板以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)、光布線、光電混合基板以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，利用光頻載波傳輸數(shù)據(jù)的光通訊越來越重要。在這樣的光通訊中，作為將 光頻載波從一處傳向另一處的方式，有光波導(dǎo)。該光波導(dǎo)，例如由一對包覆層和設(shè)置于一對包覆層之間的芯層構(gòu)成。芯層包括線 狀芯部和以夾住該芯部的方式設(shè)置在該芯部兩側(cè)的包覆部。芯部由實質(zhì)上對光頻載波透明 的材料構(gòu)成，包覆層和包覆部由折射率低于芯部的材料構(gòu)成。在專利文獻1中公開了一種聚合物光波導(dǎo)，該聚合物光波導(dǎo)包括兩層包覆層(上 部包覆層和下部包覆層)以及設(shè)置在該兩層包覆層之間的、使用含有聚硅烷和有機過氧化 物的聚硅烷組合物而形成的聚硅烷層。另外，在聚硅烷層中形成有芯層(芯部)和設(shè)置在 該芯層兩側(cè)的側(cè)面包覆層(包覆部)。在這樣的光波導(dǎo)中，芯部由折射率低于芯部的包覆層和包覆部包圍而成。因此，從 芯部的端部導(dǎo)入的光在與包覆層和包覆部的邊界進行反射的同時，沿芯部的軸進行傳輸。另外，在光波導(dǎo)的入射側(cè)配置有半導(dǎo)體激光器等發(fā)光元件，并將產(chǎn)生自該發(fā)光元 件的光入射到光波導(dǎo)的芯部。另一方面，在光波導(dǎo)的出射側(cè)配置有光電二極管等受光元件， 并由受光元件接收經(jīng)過芯部傳輸來的光。而且，可根據(jù)受光元件所接收的光的閃光圖案進 行光通信。然而，當光波導(dǎo)與低折射率的介質(zhì)鄰接時，具體來說，當光波導(dǎo)存在于空氣中時， 光不僅在芯部和包覆部的邊界進行反射，而且也在包覆部和空氣的邊界進行反射。在此，優(yōu)選在光波導(dǎo)的入射側(cè)使產(chǎn)生自發(fā)光元件的全部光入射到芯部，但一般來 說，由于在光波導(dǎo)和發(fā)光元件之間發(fā)生光軸偏移或開口數(shù)的匹配不良等的原因，有時一部 分光入射到包覆部。如此被入射到包覆部的光，在與空氣的邊界反復(fù)進行反射，并傳播至終端。而且， 最終該光從包覆部的終端出射，與從芯部出射的光一起被受光元件所接收。其結(jié)果存在如 下問題經(jīng)包覆部傳輸來的光成為干擾波而降低S/N比，因串擾等原因而導(dǎo)致光通信的品 質(zhì)下降。另外，如果包含芯部和包覆部之間的折射率差顯著小的部分，則經(jīng)過芯部傳播的 光有時從該部分會漏出到包覆部一側(cè)。該漏出的光也經(jīng)過包覆部傳輸而成為干擾波。其結(jié) 果，有可能導(dǎo)致光通信品質(zhì)的進一步降低。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2004-333883號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種通過具有能夠使經(jīng)包覆部傳輸?shù)墓膺h離芯部的裝 置，可提高信號光的S/N比且能夠進行高品質(zhì)光通信的光波導(dǎo)、以及具有所述光波導(dǎo)的高 性能光布線、光電混合基板和電子設(shè)備。為了達到上述目的，本發(fā)明的光波導(dǎo)，具有芯部和與該芯部鄰接而設(shè)置的包覆部， 其特征在于所述包覆部具有低折射率區(qū)域和多個高折射率區(qū)域，該低折射率區(qū)域的折射 率低于所述芯部的折射率且與所述芯部接觸，該多個高折射率區(qū)域的折射率高于該低折射 率區(qū)域的折射率且通過該低折射率區(qū)域與所述芯部相隔開，該多個高折射率區(qū)域分散在所 述包覆部中，或整齊地排列在所述包覆部中。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各高折射率區(qū)域分別由與所述芯部相同種 類的材料構(gòu)成。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各高折射率區(qū)域的折射率與所述低折射率 區(qū)域的折射率差為0.5%以上。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述多個高折射率區(qū)域使通過所述包覆部的光 向遠離所述芯部的方向折射，或使通過所述包覆部的光進行不規(guī)則的散射。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各高折射率區(qū)域分別呈粒狀。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各粒狀的高折射率區(qū)域分別在其輪廓上具 有凹凸。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各粒狀的高折射率區(qū)域不規(guī)則地分散在所 述包覆部中。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各高折射率區(qū)域分別呈狹條狀。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的取向為，其長度 方向上的軸線分別從所述芯部軸線的垂線向通過所述芯部的光的前進方向的后方側(cè)傾斜。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的軸線與所述芯 部軸線的垂線所形成的角度為10 85°。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的形狀呈細長的 三角形。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述呈細長三角形的高折射率區(qū)域的橫截面積 呈越遠離所述芯部該橫截面積逐漸變大的形狀。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各狹條狀的高折射率區(qū)域中，其長度方向的 軸線的延長線和所述芯部的軸線分別相互垂直。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的形狀呈細長的 長方形。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述各狹條狀的高折射率區(qū)域配置成相互平行。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述多個高折射率區(qū)域配置成不會露出于該光 波導(dǎo)的光入射側(cè)端面和光出射側(cè)端面。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述多個高折射率區(qū)域是通過與所述芯部相同 的制造工序形成的區(qū)域。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選該光波導(dǎo)具有依次層疊第一層、第二層和第三層而成的疊層體，其中，所述第二層的一部分構(gòu)成所述芯部，所述第二層的剩余部分、所述第 一層和所述第三層構(gòu)成所述包覆部。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選所述多個高折射率區(qū)域設(shè)置在所述第二層中。另外，在本發(fā)明的光波導(dǎo)中，優(yōu)選該光波導(dǎo)的所述芯部和所述包覆部的至少一部 分，分別以降冰片烯類聚合物為主材料而構(gòu)成。為了達到上述目的，本發(fā)明的光布線，其特征在于，具有所述光波導(dǎo)。為了達到上述目的，本發(fā)明的光電混合基板，其特征在于，通過將電布線和所述光 布線混合搭載于基板上而成。為了達到上述目的，本發(fā)明的電子設(shè)備，其特征在于，具有所述光電混合基板。


圖1為表示本發(fā)明光波導(dǎo)的第一實施方式的立體圖(切除一部分，并透過而表 示)°圖2為僅表示圖1所示的光波導(dǎo)的芯層的俯視圖。圖3為表示傳輸在圖2所示的芯層的光傳輸路徑一例的圖。圖4為表示圖1所示的光波導(dǎo)的制造方法工序例的示意截面圖。圖5為表示圖1所示的光波導(dǎo)的制造方法工序例的示意截面圖。圖6為表示圖1所示的光波導(dǎo)的制造方法工序例的示意截面圖。圖7為表示圖1所示的光波導(dǎo)的制造方法工序例的示意截面圖。圖8為表示圖1所示的光波導(dǎo)的制造方法工序例的示意截面圖。圖9為表示圖2所示的第一實施方式另一構(gòu)成例的圖。圖10為表示圖2所示的第一實施方式的又一個構(gòu)成例的圖。圖11為僅表示本發(fā)明光波導(dǎo)的第二是實施方式的芯層的俯視圖。圖12為表示圖11所示的第二實施方式的另一構(gòu)成例的圖。圖13為用于說明從光波導(dǎo)包覆部出射的光強度的測定方法的圖。圖14為用于說明串擾的評價方法的圖。圖15為表示經(jīng)包覆部傳輸來的光強度的圖表。圖16為表示串擾光的強度的圖表。圖17為僅表示以往光波導(dǎo)的芯層的俯視圖。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖所示的優(yōu)選實施方式，詳細說明本發(fā)明的光波導(dǎo)、光布線、光電混 合基板和電子設(shè)備。<第一實施方式>首先，對本發(fā)明光波導(dǎo)的第一實施方式進行說明。圖1為表示本發(fā)明光波導(dǎo)的第一實施方式的立體圖(切除一部分，并透過而表 示)；圖2為僅表示圖1所示的光波導(dǎo)的芯層的俯視圖；圖3為表示傳輸在圖2所示芯層的 光傳播路徑的一例圖。其中，在以下說明中，將圖1中的上側(cè)稱為“上”或“上方”，將下側(cè)稱 為“下”或“下方”；將圖2、3中的右側(cè)稱為“右”或“出射側(cè)”，將左側(cè)稱為“左”或“入射側(cè)”。另外，在圖1中，對層的厚度方向(各圖的上下方向)采用夸張的方式進行描述。圖1所示的光波導(dǎo)10，是從圖1的下側(cè)依次層疊包覆層(包覆部)11、芯層13和 包覆層(包覆部)12而成的光波導(dǎo)，芯層13中形成有規(guī)定圖案的芯部14和與該芯部(波 導(dǎo)路通道)14相鄰接的側(cè)面包覆部15 (包覆部)。圖1中，交替地設(shè)置有兩個芯部14和三 個側(cè)面包覆部15。對于圖1所示的光波導(dǎo)10而言，使入射到入射側(cè)端面IOa的芯部14的光在芯部 14與包覆部(各包覆層11、12和各側(cè)面包覆部15)的界面進行全反射并傳輸?shù)匠錾鋫?cè)，由 此能夠從出射側(cè)端面IOb的芯部14取出上述光。另外，如在后面詳述，各側(cè)面包覆部15包括折射率分別高于各側(cè)面包覆部15中的 其他區(qū)域(低折射率區(qū)域)的多個高折射率區(qū)域151。即，側(cè)面包覆部151分為多個高折射 率區(qū)域151和折射率低于該高折射率區(qū)域151的低折射率區(qū)域152。而且，圖1所示的多個 高折射率區(qū)域151整齊地排列在各個側(cè)面包覆部15中。對于芯部14和側(cè)面包覆部15中低折射率區(qū)域152之間的折射率差沒有特別的限 定，但優(yōu)選為0.5%以上，更優(yōu)選為0.8%以上。另一方面，對上限值沒有特別的設(shè)定，但優(yōu) 選為5. 5%。如果折射率差低于上述下限值，則有時會降低光傳輸效果，另外，即使超過上述 上限值，也不能期待更高的光傳輸效率。另外，當將芯部14的折射率設(shè)為A、將低折射率區(qū)域152的折射率設(shè)為B時，上述 折射率差可用下述式表示。折射率差(％) = A/B-l I X 100另外，在圖1所示的構(gòu)成中，所形成的芯部14在俯視的狀態(tài)下呈直線狀，但也可以 在中途發(fā)生彎曲、分支等，其形狀可以為任意形狀。另外，如果使用如后述的光波導(dǎo)10的制 造方法，則能夠容易且高尺寸精度地形成復(fù)雜而任意形狀的芯部14。另外，芯部14的橫截面形狀為如正方形或矩形(長方形)等的四邊形。對芯部14的寬度和高度沒有特別的限定，但分別優(yōu)選為1 20 μ m，更優(yōu)選為5 100 μ m,進一步優(yōu)選為10 60 μ m。該芯部14由折射率高于側(cè)面包覆部15中的低折射率區(qū)域152的材料構(gòu)成，且由 折射率也高于包覆層11、12的材料構(gòu)成。對于芯部14、側(cè)面包覆部15和包覆層11、12的各構(gòu)成材料，只要是可分別產(chǎn)生上 述折射率差的材料即可，沒有特別的限定，在本實施方式中，芯部14和側(cè)面包覆部15由相 同材料(芯層13)構(gòu)成，芯部14與低折射率區(qū)域152的折射率差、以及高折射率區(qū)域151 與低折射率區(qū)域152的折射率差是通過各材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異而體現(xiàn)的。對于芯層13的構(gòu)成材料，只要是實質(zhì)上對傳輸在芯部14的光透明的材料，可以使 用任意材料，具體來說，可使用丙烯酸類樹脂、甲基丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、環(huán) 氧樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺、聚苯并噁唑、聚硅烷、聚硅氮烷，另外，除了如苯并環(huán)丁烯類樹脂 或降冰片烯類樹脂等環(huán)狀烯烴類樹脂等的各種樹脂材料外，可以使用石英玻璃、硼硅酸鹽 玻璃等的玻璃材料等。其中，如本實施方式，為了通過化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異來體現(xiàn)折射率差，優(yōu)選通過紫外 線、電子射線等活性能量線的照射(或者通過進一步的加熱)折射率發(fā)生變化的材料。作為這樣的材料，例如可舉出通過活性能量線的照射或加熱切斷至少一部分鍵、或至少一部分官能團脫離等，由此化學(xué)結(jié)構(gòu)可以變化的材料。具體來說，作為聚硅烷(如聚甲基苯基硅烷)、聚硅氮烷(如全氫聚硅氮烷)等的 硅烷類樹脂，或作為伴有上述結(jié)構(gòu)變化的材料的基礎(chǔ)樹脂，可舉出在分子的側(cè)鏈或末端具 有官能團的以下(1) (6)的樹脂。(1)對降冰片烯型單體進行加成(共)聚合而得到的 降冰片烯型單體的加成(共)聚合物；(2)降冰片烯型單體與乙烯或α -烯烴類的加成共聚 物；(3)降冰片烯型單體與非共軛二烯、以及根據(jù)需要與其他單體的加成共聚物；(4)降冰 片烯型單體的開環(huán)(共)聚合物、以及根據(jù)需要對該(共)聚合物加氫而得到的樹脂；(5) 降冰片烯型單體與乙烯或α-烯烴類的開環(huán)共聚物、以及根據(jù)需要對該(共)聚合物加氫 而得到的樹脂；(6)降冰片烯型單體與非共軛二烯、或與其他單體的開環(huán)共聚物、以及根據(jù) 需要對該(共)聚合物加氫而得到的樹脂等的降冰片烯類樹脂，除此以外，還可以舉出聚合 光固化反應(yīng)性單體而得到的丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂。這些材料中特別優(yōu)選降冰片烯類樹脂。這些降冰片烯類聚合物，例如可通過開環(huán) 復(fù)分解聚合(ROMP)、ROMP與氫化反應(yīng)的組合、通過自由基或陽離子進行的聚合、使用陽離 子性鈀聚合引發(fā)劑的聚合、使用除此之外的聚合引發(fā)劑(例如，鎳或其他過渡金屬的聚合 引發(fā)劑)的聚合等的所有公知的聚合方法來得到。另一方面，包覆層11和包覆層12分別構(gòu)成位于芯部14的下部和上部的包覆部。 通過這樣的構(gòu)成，芯部14作為其外周被包覆部所包圍的導(dǎo)光路來發(fā)揮作用。優(yōu)選包覆層11、12的平均厚度為芯層13的平均厚度的0. 1 1. 5倍，更優(yōu)選為 0. 3 1. 25倍，具體來說，對包覆層11、12的平均厚度沒有特別的限定，但通常分別優(yōu)選為 1 200 μ m,更優(yōu)選為5 100 μ m,進一步優(yōu)選為10 60 μ m。由此，防止光波導(dǎo)10的不 必要的大型化(厚膜化)，同時能夠有效地發(fā)揮作為包覆層的功能。另外，作為包覆層11和12的構(gòu)成材料，例如可以使用與上述芯層13的構(gòu)成材料 相同的材料，但特別優(yōu)選降冰片烯類聚合物。在本實施方式中，在芯層13的構(gòu)成材料和包覆層11、12的構(gòu)成材料之間，考慮到 兩者之間的折射率差，可適宜地選用不同的材料。因此，選擇能夠產(chǎn)生在芯層13和包覆層 11、12的邊界可靠地進行光的全反射所需的足夠的折射率差的材料即可。由此，在光波導(dǎo) 10的厚度方向上能夠得到充分的折射率差，且能夠抑制光從芯部14漏出到包覆層11、12。 其結(jié)果，可以抑制傳輸在芯部14的光的衰減。另外，從抑制光衰減的方面考慮，優(yōu)選芯層13與包覆層11、12之間具有高密合性。 因此，對于包覆層11、12的構(gòu)成材料而言，只要滿足折射率低于芯層13的構(gòu)成材料的折射 率、且與芯層13的構(gòu)成材料的密合性高的條件，可以是任意的構(gòu)成材料。例如，作為具有較低折射率的降冰片烯類聚合物，優(yōu)選為包括末端具有含環(huán)氧結(jié) 構(gòu)的置換基的降冰片烯的重復(fù)單元的聚合物。該降冰片烯類聚合物具有特別低的折射率的 同時，密合性良好。另外，優(yōu)選降冰片烯類聚合物含有烷基降冰片烯的重復(fù)單元。含有烷基降冰片烯 的重復(fù)單元的降冰片烯類聚合物的柔軟性高，因此通過使用該降冰片烯類聚合物，能夠向 光波導(dǎo)10賦予高柔軟性(可撓性)。作為燒基降冰片烯重復(fù)單元所具有的燒基，例如，可舉出丙基、丁基、戊基、己基、庚基、 辛基、壬基、癸基等，特別優(yōu)選己基。另外，這些烷基既可以是直鏈狀或支鏈狀中的任意一種。
通過含有己基降冰片烯的重復(fù)單元，能夠防止降冰片烯類聚合物整體折射率的 上升。另外，具有己基降冰片烯重復(fù)單元的降冰片烯類聚合物，對上述波長區(qū)域(特別是 850nm附近的波長區(qū)域)的光透射率優(yōu)異，因此優(yōu)選。另外，包覆層11、側(cè)面包覆部15和包覆層12的構(gòu)成材料可以為相同(相同種類) 的材料，也可以為不同材料，但優(yōu)選這些構(gòu)成材料為折射率近似的材料。這種本發(fā)明的光波導(dǎo)10，可根據(jù)芯部14材料的光學(xué)特性等而有些不同，對此沒有 特別的限定，例如，該光波導(dǎo)優(yōu)選適用于使用600 1550nm波長區(qū)域的光的數(shù)據(jù)通信中。在此，如上所述，側(cè)面包覆部15分為多個高折射率區(qū)域151和折射率低于該高折 射率區(qū)域151的低折射率區(qū)域152。本發(fā)明的光波導(dǎo)，其特征在于，在包覆部中的一部分含有這種高折射率區(qū)域。以下，對高折射率區(qū)域151和低折射率區(qū)域152進行詳細說明。如圖2所示，在各個側(cè)面包覆部15中，低折射率區(qū)域152設(shè)置成與各芯部14相接 觸。另一方面，如圖2所示，高折射率區(qū)域151設(shè)置成不與各芯部14直接接觸。即，成為在 高折射率區(qū)域151和各個芯部14之間插入了低折射率區(qū)域152的狀態(tài)。另外，多個高折射率區(qū)域151設(shè)置成俯視時該高折射率區(qū)域分別呈狹條狀、且以 軸線相互平行的方式整齊地排列。另外，俯視時，圖2所示的各高折射率區(qū)域151分別呈平 行四邊形。另外，在各側(cè)面包覆部15中，這些多個高折射率區(qū)域151夾著各芯部14整齊地 排列在兩側(cè)。另外，圖2所示的各高折射率區(qū)域151呈細長的平行四邊形，優(yōu)選長邊的長度 為短邊的2 50倍，更優(yōu)選5 30倍。另外，如圖2所示，這些呈狹條狀的高折射率區(qū)域151設(shè)置成在寬度方向上橫穿 各側(cè)面包覆部15的方式。其結(jié)果，通過各側(cè)面包覆部15的光必然會通過各高折射率區(qū)域 151，能夠可靠地發(fā)揮后述的各高折射率區(qū)域151的功能。這種呈狹條狀的各高折射率區(qū)域151設(shè)置成各高折射率區(qū)域的軸線分別相對于 芯部14軸線的垂線向通過芯部14的光的前進方向的后方傾斜?；谌绱说貎A斜而設(shè)置， 通過各高折射率區(qū)域151的光，在從低折射率區(qū)域152向高折射率區(qū)域151入射時、以及在 從高折射率區(qū)域151向低折射率區(qū)域152出射時，根據(jù)兩者的折射率差，必然以遠離芯部14 的方式發(fā)生折射。其結(jié)果，能夠使通過側(cè)面包覆部15的光遠離芯部14，且在光波導(dǎo)10的出 射側(cè)端面IOb中，能夠充分地確保經(jīng)芯部14傳輸來的光的出射位置和經(jīng)側(cè)面包覆部15傳 輸來的光的出射位置之間的相隔距離。此時，如圖2所示，可根據(jù)高折射率區(qū)域151和低折射率區(qū)域152之間的折射率差 和側(cè)面包覆部15的寬度等，恰當?shù)卦O(shè)定由芯部14軸線的垂線與呈狹條狀的各高折射率區(qū) 域151的軸線所形成的角度(高折射率區(qū)域151的傾斜角)θ，以使通過側(cè)面包覆部15的 光必然且可靠地發(fā)生折射。具體來說，優(yōu)選高折射率區(qū)域151的傾斜角θ為10 85°，更優(yōu)選為20 70°。 通過將傾斜角設(shè)定在上述范圍以內(nèi)，從芯部14漏出的光以遠離芯部14的方式可靠地進行 折射，由此在光波導(dǎo)10的出射側(cè)端面IOb中，可以分離出信號光和干擾光。其結(jié)果，能夠更 可靠地提高作為載波的S/N比。另外，各高折射率區(qū)域151之間的相隔距離，也可以根據(jù)高折射率區(qū)域151和低折 射率區(qū)域152之間的折射率差或側(cè)面包覆部15的寬度等適當?shù)卦O(shè)置。
而且，各高折射率區(qū)域151的寬度也可以按照相同方式適當?shù)卦O(shè)置，但作為一例， 優(yōu)選上述寬度為1 30 μ m，更優(yōu)選3 20 μ m。另外，對于高折射率區(qū)域151的形狀，只要是呈狹條狀(細長的形狀)，就沒有特別 的限定，除了梯形、長方形、菱形等四角形之外，還可以是如五角星、六角形等的多角形；橢 圓形、長圓形等的圓形。在此，對以往的光波導(dǎo)進行說明。圖17為僅表示以往光波導(dǎo)90的芯層的俯視圖。圖17所示的芯層93具有交替配置平行而設(shè)置的兩個芯部94和三個側(cè)面包覆部 95的構(gòu)成。另外，為了向這樣的芯層93照射通訊用光，與各芯部94相對應(yīng)地，在光波導(dǎo)90 的入射側(cè)分別設(shè)置發(fā)光元件97，在出射側(cè)設(shè)置用于接收信號光的受光元件98。在這樣的芯層93中，由于空氣的折射率小于側(cè)面包覆部95的折射率，因此，在側(cè) 面包覆部95與其外部空間(空氣)的界面上產(chǎn)生光的全反射。因此，基于任何理由而入射 到側(cè)面包覆部95的光在側(cè)面包覆部95與空氣的界面上重復(fù)全反射的同時進行傳輸，并由 出射側(cè)端面90b射出。由此，經(jīng)過側(cè)面包覆部95傳輸來的光的一部分與經(jīng)過芯部94傳輸 來的信號光一起到達受光元件98。其結(jié)果，經(jīng)過側(cè)面包覆部95傳輸來的光成為信號光的干 擾光，導(dǎo)致作為載波的S/N比下降。因此，在以往的光波導(dǎo)90中，提高作為載波的S/N比、 且提高光通信的品質(zhì)成為要解決的技術(shù)課題。然而，作為光入射到側(cè)面包覆部95的原因之一，可舉出光波導(dǎo)90的光軸與發(fā)光元 件97的光軸的偏移以及光波導(dǎo)90與發(fā)光元件97的開口數(shù)相不適合的情況。通常優(yōu)選芯 部94的光軸與發(fā)光元件97的光軸一致且開口數(shù)相互匹配，以使產(chǎn)生自發(fā)光元件97的所有 光能夠入射到芯部94，但在這些條件不充分的情況下，一部分光會入射到光波導(dǎo)90的入射 側(cè)端面90a的側(cè)面包覆部95。而且，由于芯部94的橫截面極其微小，因此，在配置發(fā)光元件 97時，要達到光軸一致且實現(xiàn)開口數(shù)匹配的狀態(tài)是極其困難的。而且，在光波導(dǎo)90的光軸與受光元件98的光軸相互偏移的情況下、以及在光波導(dǎo) 90與受光元件98的開口數(shù)相互不適合的情況下，經(jīng)過側(cè)面包覆部95傳輸來的光也會到達 受光元件98，導(dǎo)致作為載波的S/N比下降。另外，作為光入射到側(cè)面包覆部95的其他原因，可舉出光在光波導(dǎo)90的途中光從 芯部94漏出到側(cè)面包覆部95的情況。漏出自芯部94的光傳輸在側(cè)面包覆部中，且如上所 述使作為載波的S/N比下降。因此，在本發(fā)明中，如上所述地，通過在側(cè)面包覆部15的一部分上排列而設(shè)置折 射率高于其他區(qū)域(低折射率區(qū)域152)的如上所述的多個高折射率區(qū)域151，由此，在光波 導(dǎo)10的側(cè)面包覆部15傳輸?shù)墓庠谕ㄟ^高折射率區(qū)域151時，能夠以遠離芯部14的方式進 行折射。因此，在光波導(dǎo)10的出射側(cè)端面IOb中，能夠充分確保由芯部14傳輸來的光的出 射位置和由側(cè)面包覆部15傳輸來的光的出射位置之間的相隔距離。由此，即使光入射到側(cè) 面包覆部15的情況下，也可以通過高折射率區(qū)域151，以遠離芯部14的方式使該光進行折 射。在此，圖3中表示了通過圖2所示的光波導(dǎo)的光的路徑。根據(jù)本發(fā)明，如圖3所 示，通過側(cè)面包覆部15的光(用虛線箭頭表示)被誘導(dǎo)為遠離芯部14，由此不會影響從發(fā) 光元件17射出并通過芯部14的光(用實線箭頭表示)。其結(jié)果，在出射側(cè)端面IOb中，能夠?qū)?jīng)芯部14傳輸來的信號光的出射位置14L和經(jīng)高折射率區(qū)域151傳輸來的干擾光的 出射位置151L進行充分的分離。而且，能夠抑制該干擾光被受光元件18所接收，由此能夠 防止作為載波的S/N比的下降。另外，如圖2所示，高折射率區(qū)域151與芯部14處于相隔開的狀態(tài)。如果高折射 率區(qū)域151與芯部14相接觸，則存在經(jīng)芯部14傳輸?shù)墓庥锌赡軓脑摬糠址种У礁哒凵渎?區(qū)域151側(cè)，但是，由于高折射率區(qū)域151與芯部14處于相隔開的狀態(tài)，因此能夠防止經(jīng)芯 部14傳輸?shù)墓夥种У礁哒凵渎蕝^(qū)域151側(cè)的現(xiàn)象。對于這樣的高折射率區(qū)域151而言，只要是其折射率高于側(cè)面包覆部15的其他區(qū) 域、即高于低折射率區(qū)域152即可，但優(yōu)選折射率差為0. 5%以上，更優(yōu)選為0. 8%以上。另 外，對上限值沒有特別的限定，但優(yōu)選為5. 5%。通過在高折射率區(qū)域151和低折射率區(qū)域 152之間設(shè)置如此充分的折射率差，能夠在高折射率區(qū)域151和低折射率區(qū)域152的界面產(chǎn) 生全反射。其結(jié)果，更加可靠地防止經(jīng)高折射率區(qū)域151傳輸?shù)墓夥潜疽獾芈┏龅降驼凵?率區(qū)域152的現(xiàn)象。另外，優(yōu)選高折射率區(qū)域151不漏出于入射側(cè)端面10a。由此，光不會直接入射到 高折射率區(qū)域151上，能夠抑制光在高折射率區(qū)域151進行傳輸。其結(jié)果，能夠可靠地發(fā)揮 如上所述的高折射率區(qū)域151的功能。另一方面，優(yōu)選高折射率區(qū)域151也不露出于光波導(dǎo)10的出射側(cè)端面10b。如果 高折射率區(qū)域151露出于出射側(cè)端面10b，則具有相對高強度的光有可能從該部分射出，如 果不露出，高折射率區(qū)域151能夠可靠地發(fā)揮應(yīng)當發(fā)揮的功能，且能夠可靠地提高S/N比。另外，如圖2所示，優(yōu)選多個高折射率區(qū)域151在光波導(dǎo)10的從入射側(cè)端面IOa到 出射側(cè)端面IOb之間，設(shè)置成分布在整個長度方向上。由此，不僅能夠使從入射側(cè)端面IOa 入射到側(cè)面包覆部15的光遠離芯部14，而且也能夠可靠地使在光波導(dǎo)10的途中從芯部14 漏出到側(cè)面包覆部15的光遠離芯部14。另外，如圖2所示，當具有多個芯部14、14 (多通道)時，如果設(shè)有上述高折射率區(qū) 域151，則能夠有效地抑制干擾光被分別對應(yīng)于各芯部14、14的受光元件以外的受光元件 所接收的現(xiàn)象，即能夠有效地抑制來自其他通道的信號光的漏入(串擾)。此時，設(shè)置在相鄰的芯部14、14之間的側(cè)面包覆部15中的高折射率區(qū)域151，以位 于最近的芯部15為基準而規(guī)定傾斜方向即可。因此，如圖2所示，配置于平行的芯部14、14 之間的各高折射率區(qū)域151，必然會成為V字狀的排列。在此，圖9表示圖2所示的第一實施方式的另一個構(gòu)成例。圖9所示的光波導(dǎo)10中，除了呈狹條狀的高折射率區(qū)域的俯視形狀不同之外，其 他與圖2相同。即，俯視時，圖9所示的側(cè)面包覆部15具有呈狹條狀的多個高折射率區(qū)域 151'，但在俯視時，該多個高折射率區(qū)域151'呈細長的三角形。另外，與圖2所示的高折射率區(qū)域151相同地，這種高折射率區(qū)域151'設(shè)置成其 軸線相對于芯部14軸線的垂線向通過芯部14的光的前進方向的后方傾斜。而且，各高折射率區(qū)域151'呈離芯部14側(cè)越遠其橫截面面積逐漸增大的形狀。 該形狀的各高折射率區(qū)域151 ‘，能夠更有效地衰減通過側(cè)面包覆部15的光。其結(jié)果，能夠 進一步提高作為載波的S/N比。圖9中，在俯視時呈細長三角形的多個高折射率區(qū)域15Γ中，位于芯部14 一側(cè)的內(nèi)角為銳角，且其角度小于其他內(nèi)角。具體來說，優(yōu)選該內(nèi)角為3 30°，更優(yōu)選為5 20°。另外，此時與位于芯部14側(cè)的內(nèi)角相對置的邊長短于其他兩個邊長。具體來說， 相對于其他兩邊中的短邊長，與位于芯部14側(cè)的內(nèi)角相對置的邊長優(yōu)選為0. 02 0. 5倍， 更優(yōu)選為0. 03 0. 2倍。另外，圖10表示圖2所示的第一實施方式的又一個構(gòu)成例。圖10所示的光波導(dǎo)10，除了呈狹條狀的高折射率區(qū)域的俯視形狀不同之外，其他 與圖2相同。S卩，俯視時，圖10所示的側(cè)面包覆部15具有呈狹條狀的多個高折射率區(qū)域 151"，俯視時，該多個高折射率區(qū)域151"呈細長的長方形，且配置成其軸線的延長線相對 于芯部14的軸線幾乎垂直。另外，圖10所示的各高折射率區(qū)域151"呈細長的長方形，優(yōu)選長邊的長度為短 邊的2 50倍，更優(yōu)選為5 30倍。這樣的多個各高折射率區(qū)域151"可有效地使傳輸在側(cè)面包覆部15的光以遠離 芯部14的方式進行折射或散射，因此能夠更有效地衰減通過側(cè)面包覆部15的光。其結(jié)果， 可進一步提高作為載波的S/N比。這些高折射率區(qū)域151'和高折射率區(qū)域151〃具有與上述各高折射率區(qū)域151 相同的功能。下面，對光波導(dǎo)10的制造方法的一個例子進行說明。光波導(dǎo)10可通過分別制作包覆層11 (第一層)、芯層13 (第二層)和包覆層12 (第 三層)，并將它們加以疊層而制造。在該制造方法中，必須使折射率相互不同的部位物理地、且光學(xué)地接觸。具體來 說，低折射率區(qū)域152和各包覆層11、12必須確實地粘接在芯部14上，不能有縫隙。另外， 高折射率區(qū)域151、低折射率區(qū)域152和各包覆層11、12之間也必須確實地粘接在一起。作為該具體的制造方法，只要是能夠在同一個層(第二層)內(nèi)形成芯部14、高 折射率區(qū)域151、低折射率區(qū)域152等的方法就沒有特別的限定，例如，可舉出光漂白 (photobleaching)法、光刻法、直接曝光法、納米壓印法和單體擴散法等。在此，作為代表，說明采用單體擴散法的光波導(dǎo)10的制造方法。圖4 圖8分別為表示圖1所示的光波導(dǎo)10的制造方法工序例的示意截面圖。其 中，圖5、6、8是圖2的A-A線的截面圖。[1]首先，在支承基板161上形成層110(參照圖4)。層110是通過涂布芯層形成用材料(清漆)100并使其硬化(固化)的方法來形 成。具體來說，層100通過下述方式形成在支承基板161上涂布芯層形成用材料100 而形成液狀被膜后，將該支承基板161置于通風的水平桌子上，以使液狀被膜表面的不均 勻部分達到平整的同時，蒸發(fā)溶劑(脫溶劑)，由此形成層110。采用涂布法形成層110時，例如，可舉出刮刀法、旋涂法、浸涂法、桌面涂布法(， 一 二 一卜法)、噴涂法、涂抹法(Applicator)、簾式涂布法(curtain coat)、模壓涂層 法(die coating)等，但并不限定于此。作為支承基板161，例如可以使用硅基板、二氧化硅基板、玻璃基板、石英基板、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜等。芯層形成用材料100含有由聚合物115和添加劑120 (至少含有單體和催化劑)構(gòu) 成的顯影性材料，是通過活性放射線的照射和加熱，在聚合物115中產(chǎn)生單體反應(yīng)的材料。而且，在所得到的層110中，聚合物(基質(zhì))115實質(zhì)上都以均勻且無規(guī)則地被分 配，添加劑120實質(zhì)上都以均勻且無規(guī)則地分散在聚合物115內(nèi)。由此，添加劑120實質(zhì)上 均勻且任意地分散在層110中。這樣的層110的平均厚度可根據(jù)所要形成的芯層13的厚度適當?shù)卦O(shè)定，沒有特別 的限制，但優(yōu)選5 200 μ m，更優(yōu)選10 100 μ m，進一步優(yōu)選15 65 μ m。作為聚合物115，可使用透明性足夠高(無色透明)、且與后述的單體具有相溶性 的物質(zhì)，進而，優(yōu)選使用其中的如后面所述的單體能夠反應(yīng)(聚合反應(yīng)或交聯(lián)反應(yīng))、且在 單體聚合后還具有充分的透明性的物質(zhì)。在此，“具有相溶性”是指至少混合單體后，在芯層形成用材料100中或?qū)?10中， 不會發(fā)生與聚合物115相分離。作為這樣的聚合物115，可舉出上述芯層13的構(gòu)成材料。另外，作為聚合物115使用降冰片烯類聚合物時，由于該聚合物具有高疏水性，因 此可獲得難以因吸水導(dǎo)致尺寸變化的芯層13。另外，作為降冰片烯類聚合物，可以為具有單獨的重復(fù)單元的物質(zhì)(均聚物)、具 有兩種以上降冰片烯類重復(fù)單元的物質(zhì)(共聚物)中的任意一種。其中，作為共聚物的一例，優(yōu)先使用具有下述式(1)所示的重復(fù)單元的化合物。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)，具有芯部和與該芯部鄰接而設(shè)置的包覆部，其特征在于，所述包覆部具有折射率低于所述芯部的折射率且與所述芯部接觸的低折射率區(qū)域； 以及折射率高于該低折射率區(qū)域的折射率且通過該低折射率區(qū)域與所述芯部相隔開的多 個高折射率區(qū)域，所述多個高折射率區(qū)域分散在所述包覆部中，或整齊地排列在所述包覆部中。
2.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，所述各高折射率區(qū)域分別由與所述芯部相同種 類的材料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，所述各高折射率區(qū)域的折射率與所述低折射率 區(qū)域的折射率差為0.5%以上。
4.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，所述多個高折射率區(qū)域使通過所述包覆部的光 向遠離所述芯部的方向折射，或使通過所述包覆部的光進行不規(guī)則的散射。
5.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，所述各高折射率區(qū)域分別呈粒狀。
6.如權(quán)利要求5所述的光波導(dǎo)，其中，所述各粒狀的高折射率區(qū)域，分別在其輪廓上具 有凹凸。
7.如權(quán)利要求5所述的光波導(dǎo)，其中，所述各粒狀的高折射率區(qū)域不規(guī)則地分散在所 述包覆部中。
8.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，所述各高折射率區(qū)域分別呈狹條狀。
9.如權(quán)利要求8所述的光波導(dǎo)，其中，所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的取向為，其長度 方向的軸線分別從所述芯部軸線的垂線向通過所述芯部的光的前進方向的后方側(cè)傾斜。
10.如權(quán)利要求9所述的光波導(dǎo)，其中，所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的軸線與所述芯 部軸線的垂線所形成的角度為10 85°。
11.如權(quán)利要求9所述的光波導(dǎo)，其中，所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的形狀為細長的 三角形。
12.如權(quán)利要求11所述的光波導(dǎo)，其中，所述細長三角形的高折射率區(qū)域的橫截面積 呈越遠離所述芯部該橫截面積逐漸變大的形狀。
13.如權(quán)利要求8所述的光波導(dǎo)，其中，所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的長度方向軸線 的延長線和所述芯部的軸線分別相互垂直。
14.如權(quán)利要求13所述的光波導(dǎo)，其中，所述各狹條狀的高折射率區(qū)域的形狀為細長 的長方形。
15.如權(quán)利要求8所述的光波導(dǎo)，其中，所述各狹條狀的高折射率區(qū)域配置成相互平行。
16.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，所述多個高折射率區(qū)域配置成不露出于該光波 導(dǎo)的光入射側(cè)端面和光出射側(cè)端面。
17.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，所述多個高折射率區(qū)域是通過與所述芯部相同 的制造工序來形成。
18.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，該光波導(dǎo)具有依次層疊第一層、第二層和第三 層而成的疊層體，所述第二層的一部分構(gòu)成所述芯部，所述第二層的剩余部分、所述第一層 和所述第三層構(gòu)成所述包覆部。
19.如權(quán)利要求18所述的光波導(dǎo)，其中，所述多個高折射率區(qū)域設(shè)置在所述第二層中。
20.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，該光波導(dǎo)的所述包覆部的至少一部分和所述芯 部分別以降冰片烯類聚合物作為主材料而構(gòu)成。
21.一種光布線，其特征在于，具有權(quán)利要求1至20中任一項所述的光波導(dǎo)。
22.一種光電混合基板，其特征在于，將電布線和權(quán)利要求21所述的光布線混合搭載 于基板上而成。
23.一種電子設(shè)備，其特征在于，具有權(quán)利要求22所述的光電混合基板。
全文摘要
本發(fā)明的光波導(dǎo)，具有芯部和與該芯部鄰接而設(shè)置的包覆部，其中，所述包覆部具有折射率低于所述芯部且與該芯部接觸的低折射率區(qū)域；以及折射率高于該低折射率區(qū)域且通過該低折射率區(qū)域與芯部相隔開的多個高折射率區(qū)域，所述多個高折射率區(qū)域分散在所述包覆部中，或整齊地排列在所述包覆部中。各高折射率區(qū)域分別由與芯部相同種類的材料構(gòu)成。各高折射率區(qū)域使沒有入射到芯部而非本意地入射到包覆部的光發(fā)生散射等，由此防止該光到達受光元件的現(xiàn)象，從而能夠提高光通信的品質(zhì)。
文檔編號G02B6/12GK102144180SQ20098013471
公開日2011年8月3日 申請日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者寺田信介, 松山睦宏, 長木浩司 申請人:住友電木株式會社