(57)【要約】【課題】光導波路と光素子とを高精度に位置合わせでき、かつ光導波路と光素子との間での光結合における光学的損失を抑制できる光モジュールを実現する。【解決手段】光モジュール１は、支持基板１３上に、光導波路１０と光素子１１とを備えており、光素子１１は封止樹脂１２で封止されている。光素子１１の受光面または発光面の上の封止樹脂１２の表面と、光導波路１０における出射面または入射面との間には空隙が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、光伝送路と、受光機能または発光機能を有する少なくとも一つの光素子とを備えた光モジュールであって、
上記光伝送路における光の出射面、または該光伝送路への光の入射面が、上記光素子における受光面または発光面に対して、上記光素子と上記光伝送路とが光学的に結合される位置に配置されており、
上記光素子は、封止剤で封止されており、
上記光素子の受光面または発光面の上の上記封止剤の表面と、上記光伝送路との間に空隙が設けられていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
上記封止剤は、上記支持基板における上記光素子の搭載面の法線方向に、複数の層を積層して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
上記光素子の周辺領域の少なくとも一部において支持基板の基板面がかさ上げされ、かさ上げされた支持基板の基板面と、上記光素子の受発光面とが、上記支持基板における上記光素子の搭載面の法線方向に対してほぼ一様な高さとなっていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
上記封止剤上に、光透過性を有する平坦板が載置されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
支持基板における封止剤との接触部分の少なくとも一部に、封止剤の硬化収縮に追従して変形する領域が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項６】
上記支持基板と上記封止剤との界面に、支持基板よりも濡れ性の高い部材が挟み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項７】
上記支持基板における上記光素子の搭載面の法線方向に対して、上記封止剤の層厚は、上記光素子の厚さの１．５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項８】
上記支持基板における上記光素子の搭載面の法線方向に対して、上記封止剤の層厚は、上記光素子の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項９】
上記支持基板における上記封止剤との接触面に段差が設けられており、上記封止剤の表面高さと上記段差の高さがほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項１０】
支持基板上に、光伝送路と、受光機能また発光機能を有する少なくとも一つの光素子とを備えた光モジュールの製造方法であって、
上記支持基板上に光素子を搭載し、その上から封止剤を所定厚さに塗布した後、硬化させる第１の工程と、
支持基板上に光伝送路を接着し、固定する第２の工程とを備えており、
上記光伝送路は光路変換ミラーを有しており、該光伝送路における光の出射面、または該光伝送路への光の入射面が、上記光素子における受光面または発光面に対して、上記光素子と上記光伝送路とが光学的に結合される位置に配置されており、
上記第２の工程において、上記封止剤の厚さは、上記光素子の受光面または発光面の上の上記封止剤の表面と、上記光伝送路との間に空隙が存在する厚さに設定されることを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項１１】
上記封止剤は複数の層を積層して形成されており、先に形成される層の硬化後に、後から形成される層が積層されることを特徴とする請求項１０に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１２】
上記第１の工程後、かつ、上記第２の工程前に、上記光素子の受光面または発光面の上の上記封止剤の表面に対して平坦化処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１３】
上記第１の工程において、上記支持基板上に塗布された上記封止剤に平坦板を載置した状態で、上記封止剤を硬化させることを特徴とする請求項１０に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１４】
支持基板における封止剤との接触部分の少なくとも一部に、封止剤の硬化収縮に追従して変形する領域が設けられた状態で、上記封止剤を硬化させることを特徴とする請求項１３に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１５】
上記第１の工程において、上記支持基板上への上記封止剤の塗布前に、上記支持基板の表面に濡れ性を向上させる処理を行うことを特徴とする請求項１３に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１６】
上記支持基板における上記封止剤との接触面に段差が設けられており、
上記第２の工程において、上記封止剤の厚さは、上記封止剤の表面高さが上記段差の高さとほぼ等しくなる厚さに設定されることを特徴とする請求項１０に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１７】
光伝送路の端部の一方に発光機能を備えた光素子を備えた請求項１ないし９に記載の光モジュールを備え、他方の端部に受光機能を備えた光素子を備えた請求項１ないし９に記載の光モジュールを備えたことを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項１８】
上記請求項１７に記載の光伝送モジュールを備えた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、光データ伝送用光モジュールに関するものであって、特に柔軟性を有する光伝送路を備えた光伝送モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で大容量のデータ通信が可能な光通信網が拡大している。今後、この光通信網は民生機器への搭載が予想されている。そして、データ転送の高速大容量化、ノイズ対策、機器内の基板間をデータ伝送する用途として、現在の電気ケーブルと変わりなく使用することができる電気入出力の光データ伝送ケーブル（光ケーブル）が求められている。この光ケーブルとしては、フレキシブル性を考慮すると、フィルム光導波路を用いることが望ましい。
【０００３】
光導波路とは、屈折率の大きいコアと、該コアの周囲に接して設けられる屈折率の小さいクラッドとにより形成され、コアに入射した光信号を該コアとクラッドとの境界で全反射を繰り返しながら伝搬するものである。また、フィルム光導波路は、コアおよびクラッドが柔軟な高分子材料からなるため柔軟性を有している。
【０００４】
この柔軟性を有するフィルム光導波路を光ケーブルとして用いる場合、光電変換素子（光素子）と位置合わせをして光結合する必要がある。光素子とは、電気信号を光信号に変換して発信し、光信号を受信して電気信号に変換するものであり、光入力側では発光素子、光出力側では受光素子が用いられる。この位置合わせは、光結合効率に影響を与えるため、高い精度が要求される。
【０００５】
図２１に、光モジュールにおける、フィルム光導波路と光素子とを位置合わせして光結合するための一構成例を示す。
【０００６】
図２１に示す光モジュール１００は、その光入射側もしくは光出射側端部において、光導波路１０１、光素子１０２、支持基板１０３を備えて構成されている。光導波路１０１は、その端部付近において支持基板１０３に対して接着等によって固定されており、光導波路１０１の端部と光素子１０２との相対的な位置関係は固定された状態にある。
【０００７】
支持基板１０３は、光素子１０２の搭載面と光導波路１０１の固定面（接着面）とが異なる面となるような段差を有している。また、光導波路１０１の端面は、光軸（コア部の長手方向に沿った中心軸）に対して垂直とならず、斜めに切断されて光路変換ミラーを形成している。これにより、光導波路１０１のコア部を伝達されてきた信号光は、上記光路変換ミラーにて反射され、その進行方向を変えて光素子１０２に向けて出射される。
【０００８】
上記図２１の構成では、光導波路１０１の下面と光素子１０２の上面との間に隙間が発生する。また、光導波路１０１の光出射側では、図２２に示すように、光導波路１０１の端部から出射されて受光素子１０２に向かう出射光は平行光ではなく拡散光となる。このため、光導波路１０１の下面と光素子の上面との間に隙間があると、受光素子１０２の受光面からはみ出す光が発生し、光学的損失に繋がる。また、図示は省略するが、光導波路１０１の光入射側では、発光素子１０２からの入射光が拡散し、光導波路１０１のコア部に結合しない光が増大し、光学的損失に繋がる。
【０００９】
このような光学的損失を抑制する方法としては、光素子と光導波路との距離を近づけて配置する方法や、レンズやプリズム等の光学部材を用いて光を集光させる方法等がある。しかしながら、前者の方法では、実装バラツキによる影響が大きく、かつ、光素子に対するボンディングワイヤのスペースが確保しづらいといった問題がある。また、後者の方法では、部品点数が増加するといった問題がある。
【００１０】
また、特許文献１および２には、発光素子と光導波路との隙間に屈折率の高い樹脂を充填し、この樹脂によって光導波路を接着固定する構成が開示されている。この構成においては、上記樹脂層によって不所望の界面反射が抑制され、光結合効率の向上が図れる。また、発光素子と光導波路との隙間に屈折率の高い樹脂を充填する構成は、発光素子と光導波路との間での光の拡散を低減することもでき、この作用によっても光結合効率の向上が図れると考えられる。
【特許文献１】特開２０００−２１４３５１号公報（２０００年８月４日公開）
【特許文献２】特開２０００−９９６８号公報（２０００年１月１４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１および２の構成では、発光素子と光導波路との隙間に充填される樹脂の濡れ性や硬化収縮により、光素子と光導波路との間で高精度に位置決めを行うことが困難になるといった問題が生じる。
【００１２】
すなわち、図２３に示すように、光導波路１０１における光素子１０２との対向面が充填される樹脂１０３と接触する場合、該樹脂１０３が硬化する際の硬化収縮によって光導波路１０１の位置が変化し、光素子１０２との位置合わせ精度に悪影響を与えることになる。特に、光導波路１０１が高柔軟性を有するフィルム光導波路の場合、上記問題が顕著に発生する。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光導波路と光素子とを高精度に位置合わせでき、かつ光導波路と光素子との間での光結合における光学的損失を抑制できる光モジュールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る光モジュールは、上記課題を解決するために、支持基板上に、光伝送路と、受光機能または発光機能を有する少なくとも一つの光素子とを備えた光モジュールであって、上記光伝送路における光の出射面、または該光伝送路への光の入射面が、上記光素子における受光面または発光面に対して、上記光素子と上記光伝送路とが光学的に結合される位置に配置されており、上記光素子は、封止剤で封止されており、上記光素子の受光面または発光面の上の上記封止剤の表面と、上記光伝送路との間に空隙が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、支持基板上に、光伝送路と、受光機能また発光機能を有する少なくとも一つの光素子とを備えた光モジュールの製造方法であって、上記支持基板上に光素子を搭載し、その上から封止剤を所定厚さに塗布した後、硬化させる第１の工程と、支持基板上に光伝送路を接着し、固定する第２の工程とを備えており、上記光伝送路は光路変換ミラーを有しており、該光伝送路における光の出射面、または該光伝送路への光の入射面が、上記光素子における受光面または発光面に対して、上記光素子と上記光伝送路とが光学的に結合される位置に配置されており、上記第２の工程において、上記封止剤の厚さは、上記光素子の受光面または発光面の上の上記封止剤の表面と、上記光伝送路との間に空隙が存在する厚さに設定されることを特徴としている。
【００１６】
上記の構成によれば、光伝送路と光素子との隙間においては、その大半に封止剤を充填することができる。これにより、光伝送路と光素子との間での光の拡散を防止することができ、この作用によって光結合効率の向上を図ることができる。
【００１７】
また、光素子の受光面または発光面の上の封止剤の表面と、光伝送路における出射面または入射面との間に空隙が設けられていることで、光伝送路における光素子との対向面が封止剤と接触しない構造となっている。これにより、封止剤の硬化収縮が光伝送路に対して影響を与えない。したがって、光伝送路を支持基板に接着・固定するときに高い位置精度を実現することができる。
【００１８】
尚、上記光素子とは、光伝送路への光入射側では発光素子であり、光伝送路からの光出射側では受光素子であることを意味する。
【００１９】
また、上記光モジュールにおいては、上記封止剤は、上記支持基板における上記光素子の搭載面の法線方向に、複数の層を積層して形成されている構成とすることができる。
【００２０】
あるいは、上記光モジュールの製造方法において、上記封止剤は複数の層を積層して形成されており、先に形成される層の硬化後に、後から形成される層が積層される構成とすることができる。
【００２１】
上記の構成によれば、封止剤を複数層による積層構造とすることで、下側の樹脂層を硬化させた後に、上側の樹脂層を塗布・硬化させる。これにより、先に硬化・形成される下側の樹脂層において発生する凹凸を、後から形成される上側の樹脂層にて平坦化することができる。
【００２２】
また、上記光モジュールにおいては、上記光素子の周辺領域の少なくとも一部において支持基板の基板面がかさ上げされ、かさ上げされた支持基板の基板面と、上記光素子の受発光面とが、上記支持基板における上記光素子の搭載面の法線方向に対してほぼ一様な高さとなっている構成とすることができる。
【００２３】
上記の構成によれば、光素子の周辺領域において支持基板の高さをかさ上げし、光素子の受発光面周辺をほぼ一様な高さとすることで、受発光面周辺での封止剤の層厚の差を解消でき、封止剤の表面における凹凸の発生を抑制できる。
【００２４】
また、上記光モジュールにおいては、上記封止剤上に、光透過性を有する平坦板が、光伝送路と光素子との間に間隔を設けないことが理想であるが、光素子の実装を考えると、封止剤の厚さと同程度の間隔をあけて載置する構成とすることがよい。
【００２５】
あるいは、上記光モジュールの製造方法では、上記第１の工程において、上記支持基板上に塗布された上記封止剤に平坦板を載置した状態で、上記封止剤を硬化させる構成とすることができる。
【００２６】
上記の構成によれば、塗布された封止剤の上に平坦板を載置した状態で封止剤を硬化させることで、封止剤の硬化時においてその表面に凹凸が発生しないようにすることができる。平坦板は、封止剤の硬化後に取り除いてもよいが、平坦板を光透過性の部材とすれば封止剤の硬化後も残していてもよい。
【００２７】
また、上記光モジュールにおいては、支持基板における封止剤との接触部分の少なくとも一部に、封止剤の硬化収縮に追従して変形する領域が設けられている構成とすることができる。
【００２８】
あるいは、上記光モジュールの製造方法では、支持基板における封止剤との接触部分の少なくとも一部に、封止剤の硬化収縮に追従して変形する領域が設けられた状態で、上記封止剤を硬化させる構成とすることができる。
【００２９】
上記の構成によれば、支持基板における封止剤との接触部分の少なくとも一部において、封止剤の硬化収縮に追従して変形する領域を設けておくことで、封止剤の硬化時における硬化収縮を上記領域の変形によって吸収できる。これにより、封止剤と平坦板との間に空隙が発生したり、硬化した封止剤において粗密差が発生し、均一な屈折率の得られなくなる、といった不具合を防止できる。
【００３０】
また、上記光モジュールにおいては、上記支持基板と上記封止剤との界面に、支持基板よりも濡れ性の高い部材が挟み込まれている構成とすることができる。
【００３１】
あるいは、上記光モジュールの製造方法では、上記第１の工程において、上記支持基板上への上記封止剤の塗布前に、上記支持基板の表面に濡れ性を向上させる処理（例えば、コロナ放電、プラズマ処理、ＵＶ洗浄などの基板表面処理、および基板表面へのプライマ塗布）を行う構成とすることができる。
【００３２】
支持基板の表面の濡れ性が低い場合には、該支持基板上に封止剤を塗布した段階で、該封止剤の表面張力の影響でその表面に凹凸が発生する恐れがある。上記の構成によれば、支持基板における封止剤の塗布面において、その表面の濡れ性を高め、上記凹凸の発生を低減することができる。
【００３３】
また、上記光モジュールの製造方法においては、上記第１の工程後、かつ、上記第２の工程前に、上記光素子の受光面または発光面の上の上記封止剤の表面に対して平坦化処理を行う構成とすることができる。
【００３４】
上記の構成によれば、硬化後の封止剤の表面に対して、平坦化処理（例えば、研磨や溶融等）を行えば、封止剤の硬化収縮によって発生した凹凸を除去して平坦面を得ることができる。
【００３５】
また、上記光モジュールにおいては、上記支持基板における上記光素子の搭載面の法線方向に対して、上記封止剤の層厚は、上記光素子の厚さの１．５倍以上である構成とすることができる。
【００３６】
封止剤が硬化する時に、隣接する領域間で層厚の差が存在すると、層厚の薄い領域で先に硬化が完了する。このため、層厚の薄い領域での硬化時には、封止剤の硬化収縮分は隣接する層厚の厚い領域からの樹脂の引き込みによって補われ層厚の減少は生じにくい。一方、後から硬化する層厚の厚い領域では、封止剤の硬化収縮によって層厚の減少が生じる。光素子上の封止剤においては、該光素子の厚みによって封止剤の層厚差が生じるため、封止剤の表面に凹凸が発生し、光伝送路と光素子との間での光信号の伝達に悪影響を与える。この凹凸は、層厚の薄い領域での層厚Ｔ１に対する厚い領域での層厚Ｔ２の膜厚比Ｔ２／Ｔ１が大きくなるほど、顕著に発生する。
【００３７】
上記の構成によれば、上記封止剤の層厚を上記光素子の厚さよりも十分に厚くすることで、上記膜厚比Ｔ２／Ｔ１を小さくでき、上記封止剤の硬化時に、硬化収縮による凹凸の発生を抑制できる。
【００３８】
また、上記光モジュールにおいては、上記支持基板における上記光素子の搭載面の法線方向に対して、上記封止剤の層厚は、上記光素子の厚さよりも薄い構成とすることができる。
【００３９】
上記の構成によれば、封止樹脂の表面が光素子の高さよりも低くなるようにされることで、光素子周辺の封止樹脂の収縮が、光素子上の封止樹脂に影響を与えないようにすることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る光モジュールは、以上のように、支持基板上に、光伝送路と、受光機能また発光機能を有する少なくとも一つの光素子とを備えた光モジュールであって、上記光伝送路における光の出射面、または該光伝送路への光の入射面が、上記光素子における受光面または発光面に対して、上記光素子と上記光伝送路とが光学的に結合される位置に配置されており、上記光素子は、封止剤で封止されており、上記光素子の受光面または発光面の上の上記封止剤の表面と、上記光伝送路との間に空隙が設けられている構成である。
【００４１】
また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、支持基板上に、光伝送路と、受光機能また発光機能を有する少なくとも一つの光素子とを備えた光モジュールの製造方法であって、上記支持基板上に光素子を搭載し、その上から封止剤を所定厚さに塗布した後、硬化させる第１の工程と、支持基板上に光伝送路を接着し、固定する第２の工程とを備えており、上記光伝送路は光路変換ミラーを有しており、該光伝送路における光の出射面、または該光伝送路への光の入射面が、上記光素子における受光面または発光面に対して、上記光素子と上記光伝送路とが光学的に結合される位置に配置されており、上記第２の工程において、上記封止剤の厚さは、上記光素子の受光面または発光面の上の上記封止剤の表面と、上記光伝送路との間に空隙が存在する厚さに設定される構成である。
【００４２】
それゆえ、光伝送路と光素子との隙間においては、その大半に封止剤を充填することで、光伝送路と光素子との間での光の拡散を防止することができ、この作用によって光結合効率の向上を図ることができる。
【００４３】
また、光素子の受光面または発光面の上の封止剤の表面と、光伝送路における出射面または入射面との間に空隙が設けられていることで、光伝送路における光素子との対向面が封止剤と接触しない構造となっており、封止剤の硬化収縮が光伝送路に対して影響を与えない。したがって、光伝送路を支持基板に接着・固定するときに高い位置精度を実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。先ず、本実施の形態に係る光モジュールの一構造例を図１を参照して説明する。
【００４５】
図１に示す光モジュール１は、その端部付近において、大略的に、光伝送路１０、光素子１１、封止剤１２、支持基板１３を備えて構成されている。尚、以下の説明においては、光伝送路として光導波路１０を用い、封止剤として封止樹脂１２を用いている。光導波路１０の端部は支持基板１３に対して接着等によって固定されており、光導波路１０の端部と光素子１１との相対的な位置関係は固定された状態にある。さらに、光モジュール１は、光素子１１が出力する電気信号の取り出しを容易にするため、電気配線や電気接続部を備えていてもよい。また、光素子１１は、光導波路１０への光入射側端部ではレーザダイオード等の発光素子（発光機能を備えた光素子）であり、光導波路１０からの光出射側端部ではフォトダイオード等の受光素子（受光機能を備えた光素子）である。
【００４６】
先ず、光導波路１０は、コア部１０Ａ、上クラッド層１０Ｂ、および下クラッド層１０Ｃにより構成されている。すなわち、光導波路１０は、上クラッド層１０Ｂおよび下クラッド層１０Ｃによってコア部１０Ａを挟み込む積層構造を有している。光導波路１０によって伝達される光信号は、コア部１０Ａと上クラッド層１０Ｂとの界面、またはコア部１０Ａと下クラッド層１０Ｃとの界面で反射を受けながら、コア部１０Ａ内を進行する。尚、図１においては、光導波路１０の端部付近において、光導波路１０の長手方向（光軸方向）をＸ軸方向、コア部１０Ａ、上クラッド層１０Ｂ、および下クラッド層１０Ｃの積層方向をＹ軸方向とする。また、このＹ軸方向は、支持基板１３における光素子１１の搭載面の法線方向とも一致する。
【００４７】
光導波路１０における端面は光軸（Ｘ軸）に対して垂直とならず、斜めに切断されて光路変換ミラー１０Ｄを形成する。具体的には、光導波路１０の端面は、ＸＹ平面に対して垂直であり、かつ、Ｘ軸に対しては角度θ（θ＜９０°）をなすように傾斜されている。
【００４８】
これにより、光導波路１０における光の出射側では、コア部１０を伝達されてきた信号光は、光路変換ミラー１０Ｄにて反射され、その進行方向を変えて光路変換ミラー１０Ｄの出射面から受光素子１１に向けて出射される。また、光導波路１０における光の入射側では、発光素子１１から出射された信号が光路変換ミラー１０Ｄの入射面から入射された後、光路変換ミラー１０Ｄにて反射され、その進行方向を変えてコア部１０を伝達される。ここで、光導波路１０における光の出射面（または入射面）は、光路変換ミラー１０Ｄが設けられていることによって下クラッド層１０Ｃ（上クラッド層１０Ｂでもよい）の外表面において存在し、光素子１１の受光面（または発光面）は、光導波路１０における光の出射面（または入射面）と対向するように配置される。
【００４９】
尚、光路変換ミラー１０Ｄの傾斜角度θは、該光路変換ミラー１０Ｄと光素子１１との位置合わせが容易となるように、通常は４５°に設定されている。尚、光路変換ミラーは、光導波路１０の端部に対してミラー部を外付けするものであってもよい。
【００５０】
封止樹脂１２の役割の一つは、光素子１１を封止することによって、光素子１１を埃や湿気から守り、光モジュール１の信頼性を高めることにある。それ以外の封止樹脂１２の重要な役割は、光導波路１０と光素子１１との間で伝達される光信号の拡散を防止し、光信号の拡散による光学的損失を抑制することにある。このため、封止樹脂１２においては、高い屈折率を有するエポキシ系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系等の透明樹脂が好適に使用できる。
【００５１】
光モジュール１において注目すべき点は、封止樹脂１２が光導波路１０と光素子１１との隙間全体を充填しているものではなく、封止樹脂１２と光導波路１０との間に空隙が設けられている点である。すなわち、光素子１１の受光面または発光面の上の封止樹脂１２の表面と、光導波路１０における出射面または入射面との間には空隙が設けられている。
【００５２】
図１に示す構成の光モジュール１の製造手順としては、先ず、支持基板１３における面１３ａ上に光素子１１を搭載し、その上から封止樹脂１２を所定厚さに塗布した後、硬化させる。その後、支持基板１３における面１３ｂ上に光導波路１０を接着し、固定する。
【００５３】
上記構成の光モジュール１では、光導波路１０における光素子１１との対向面が封止樹脂１２と接触しない構造であるため、封止樹脂１２の硬化収縮が光導波路１０に対して影響を与えない。したがって、光導波路１０を支持基板１３に接着・固定するときに高い位置精度を実現することができる。
【００５４】
また、光導波路１０と光素子１１との隙間においては、その大半に封止樹脂１２を充填することができる。これにより、光導波路１０と光素子１１との間での光の拡散を低減することができ、この作用によって光結合効率の向上を図ることができる。
【００５５】
また、封止樹脂１２と光導波路１０との間に設けられる空隙については、その幅（Ｙ軸方向の幅）は、光導波路１０と封止樹脂１２とを接触させない程度にできるだけ小さくすることが好ましい。封止樹脂１２と光導波路１０との間に設けられる空隙の幅は、現在の製造精度を考えれば、５〜５０μｍの範囲とすることが好適である。
【００５６】
上記説明における光モジュール１では、光素子１１上の封止樹脂１２を硬化させるにあたって、封止樹脂１２の硬化収縮によってその表面に図２（ａ）（ｂ）に示すような高低差（凹凸）が発生する。すなわち、光素子１１の存在領域と光素子１１の非存在領域とでは封止樹脂１２の層厚が異なるため、封止樹脂１２の収縮量の差によって上記凹凸が生じる。具体例を挙げれば、光素子１１の厚みが１５０μｍで、封止樹脂１２の層厚が２００μｍである場合に、光素子１１の周辺に、表面が変形して高低差の発生する領域（図２（ｂ）において斜線ハッチングにて示す）が存在した。また、この高低差の発生する領域の幅は約３０μｍであった。
【００５７】
封止樹脂１２の表面は光の入射または出射面となるため、封止樹脂１２の表面にこのような凹凸が発生すると、不所望な光の拡散を生じさせて光学的損失を発生させたり、光信号にノイズを発生させたりする要因となりうる。このため、封止樹脂１２の表面においては、上述のような凹凸の発生を抑制し、平坦面に近づけることが好ましい。続いては、封止樹脂１２の表面において平坦性を得るための種々の構成および方法について説明する。
【００５８】
第１の方法としては、封止樹脂１２のＹ軸方向の層厚を、光素子１１の厚みに対して十分に大きくとることが考えられる。封止樹脂１２が硬化する時に、隣接する領域間で層厚の差が存在すると、層厚の薄い領域で先に硬化が完了する。このため、層厚の薄い領域での硬化時には、封止樹脂１２の硬化収縮分は隣接する層厚の厚い領域からの樹脂の引き込みによって補われ層厚の減少は生じにくい。一方、後から硬化する層厚の厚い領域では、封止樹脂１２の硬化収縮によって層厚の減少が生じるため、図２（ａ）（ｂ）に示すような凹凸が発生する。すなわち、このような凹凸は、封止樹脂１２における層厚の薄い領域と層厚の厚い領域とでの硬化にかかる時間差に起因すると思われる。また、硬化にかかる時間差は膜厚比との関連が強いと思われる。すなわち、封止樹脂１２の層厚が全体に厚くなれば、層厚の薄い領域での層厚Ｔ１に対する厚い領域での層厚Ｔ２の膜厚比Ｔ２／Ｔ１が小さくなり、硬化にかかる時間差が少なくなるので、上記凹凸が抑制されることとなる。
【００５９】
図３は、光素子１１の厚みが１５０μｍである時の、封止樹脂１２の厚みと収縮比との関係を示すグラフである。封止樹脂１２の厚みは、光素子１１のＹ軸方向の厚みの１．５倍以上とすることが好ましい。
【００６０】
第２の方法としては、封止樹脂１２をＹ軸方向に複数の層を積層して形成することが考えられる。図４には、封止樹脂１２を第１の樹脂層１２Ａと第２の樹脂層１２Ｂの２層構造とした例を示している。このように、封止樹脂１２を複数層による積層構造とする場合、下側の樹脂層（図４においては第１の樹脂層１２Ａ）を硬化させた後に、上側の樹脂層（図４においては第２の樹脂層１２Ｂ）を塗布・硬化させる。これにより、先に硬化・形成される下側の樹脂層において発生する凹凸を、後から形成される上側の樹脂層にて平坦化することができる。
【００６１】
尚、封止樹脂１２を複数の層を積層して形成する上記第２の方法では、封止樹脂１２の積層数は、図４の例のように２層に限定されるものではなく３層以上であってもよい。また、積層されたそれぞれの樹脂層の境界面での不所望な光の反射を防止するため、各封止樹脂層の屈折率はできるだけ近いものとすることが好ましい。但し、対空気よりも屈折率が近ければ効果はある。
【００６２】
第３の方法としては、図５および図６に示すように、光素子１１の周辺領域において支持基板１３の基板面の高さをかさ上げし、光素子１１の受発光面と、かさ上げされた支持基板の基板面とをＹ軸方向にほぼ一様な高さとしておくことが考えられる。すなわち、図２に示すような凹凸の問題は、上述したように隣接する領域間で層厚の差が存在することによる。光素子１１の周辺領域において支持基板１３の高さをかさ上げして、光素子１１の受発光面周辺をほぼ一様な高さとすれば、受発光面周辺での封止樹脂１２の層厚の差を解消できるため、封止樹脂１２の表面（少なくとも、光導波路１０と光素子１１との間で伝達される光信号の透過領域での表面）における凹凸の発生を抑制できる。
【００６３】
尚、支持基板１３のかさ上げは、図５に示すように受発光面周辺全体で行ってもよいし、図６に示すように受発光周辺の一部で行ってもよい。また、理想的には光素子１１の受光面と支持基板１３のかさ上げされた表面とが連続した面となるようにすることが好ましい。但し、支持基板１３上への光素子１１の搭載を容易にするために、光素子１１と支持基板１３のかさ上げ部分との間にある程度の隙間（図５および図６における隙間Ｌ）を設けてもよい。
【００６４】
また、第３の方法の変形例としては、図７に示すように、光素子１１の周辺にリブ１４を設けることも考えられる。すなわち、リブ１４によっても光素子１１の周辺領域の高さをかさ上げできるので、受発光面周辺での封止樹脂１２の層厚の差を解消できる、封止樹脂１２の表面における凹凸の発生を抑制できる。
【００６５】
また、図２に示すような凹凸の発生は、層厚の薄い領域での硬化時に隣接する層厚の厚い領域からの樹脂の引き込みにも起因している。リブ１４によっては、このような樹脂の引き込み、すなわち硬化収縮時の封止樹脂１２の移動を抑制でき、この作用によっても上記凹凸の発生を抑制できる。
【００６６】
第４の方法としては、硬化後の封止樹脂１２の表面に対して平坦化処理を行うことが考えられる。例えば、図８に示すように、硬化後の封止樹脂１２の表面に対して研磨や溶融等の平坦化処理を行えば、封止樹脂１２の硬化収縮によって発生した凹凸を除去して平坦面を得ることができる。
【００６７】
第５の方法としては、図９に示すように、封止樹脂１２の硬化時においてその表面に凹凸が発生しないように、塗布された封止樹脂１２の上に平坦板１５を載置した状態で封止樹脂１２を硬化させることが考えられる。平坦板１５は、封止樹脂１２の硬化後に取り除いてもよく、平坦板１５を透明の樹脂板またはガラス板等とすれば封止樹脂１２の硬化後も平坦板１５を残していてもよい。
【００６８】
また、上記第５の方法においても、封止樹脂１２の硬化時において硬化収縮は発生するため、封止樹脂１２の硬化収縮率が大きい場合には封止樹脂１２と平坦板１５との間に空隙が発生することも考えられる。あるいは、硬化した封止樹脂１２において粗密差が発生し、均一な屈折率の得られないといった問題が生じることも考えられる。
【００６９】
このような空隙や粗密差を発生させないためには、支持基板１３における封止樹脂１２との接触部分の少なくとも一部において、封止樹脂１２の硬化収縮に追従して変形する領域を設けておくことが考えられる。図１０〜１２において、封止樹脂１２の硬化収縮に追従して変形する領域を設ける場合の構成例を示す。
【００７０】
図１０は、支持基板１３の一部の板厚を薄くし、封止樹脂１２の硬化収縮に追従して変形する形状とした例を示している。この変形する部分は、ゴムや薄くした樹脂、金属板等が使用できる。
【００７１】
図１１は、支持基板１３における封止樹脂１２との接触部分の少なくとも一部に、ゴム、シリコーン樹脂等の変形しやすい材料を用い、封止樹脂１２の硬化収縮に追従して変形する材料とした例を示している。
【００７２】
図１２は、封止樹脂１２との接触部分の少なくとも一部に、封止樹脂１２の硬化収縮に追従して変形する変形部材１６を備えた例を示している。変形部材１６は、薄い金属板や樹脂板等が好適に利用できる。
【００７３】
第６の方法としては、図１３に示すように、封止樹脂１２の層厚を光素子１１の厚さよりも十分に薄くすることが考えられる。すなわち、封止樹脂１２の表面が光素子１１の高さよりも低くなるようにされることで、光素子１１周辺の封止樹脂１２の収縮が、光素子１１上の封止樹脂１２に影響を与えないようにすることができる。尚、この場合、封止樹脂１２の表面よりも高い部分における光素子１１の表面には、封止樹脂１２の濡れ性によって薄い封止樹脂１２の膜が形成されるので、この樹脂膜によって光素子１１の封止が可能となる
封止樹脂１２の平坦性を得るための上記各方法のうち、第１ないし第５の方法では、封止樹脂１２の硬化収縮に起因する樹脂表面の凹凸の発生を防止している。しかしながら、支持基板１３の表面の濡れ性が低い場合には、該支持基板１３上に封止樹脂１２を塗布した段階で、該封止樹脂１２の表面張力の影響でその表面に凹凸が発生する恐れがある。
【００７４】
このような封止樹脂１２の表面張力の影響で発生する凹凸を防止するには、図１４に示すように、支持基板１３における封止樹脂１２の塗布面において、表面の濡れ性を高めることが好ましい。支持基板１３の濡れ性を高める方法としては、
(1) 支持基板１３の表面に、ＵＶ洗浄、コロナ放電、プラズマ処理を施し表面の濡れ性を高める方法（界面活性処理）
(2) 支持基板１３の表面に、濡れ性を向上させる材料（いわゆるプライマ）を塗布する方法
(3) 支持基板１３と封止樹脂１２との界面に、支持基板１３よりも濡れ性の高い部材（ガラスや金属等）を挟み込む方法
などが適用可能である。
【００７５】
また、封止樹脂１２の表面張力の影響で発生する凹凸を防止する他の方法として、図１５に示すように、支持基板１３における封止樹脂１２との接触面（Ｘ軸に対して垂直な面）に段差を設けても良い。この場合、上記段差面を封止樹脂１２の表面とほぼ一致させることにより、上記凹凸を防止することが可能となる。
【００７６】
尚、図１ないし図１５で説明した各構成および方法は、支持基板１３の端部にて適用した場合を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１６に示すように、支持基板１３の任意の部分において適用することが可能である。
【００７７】
また、基板上での回路の接続に光導波路を用いて回路の集積化を行うにあたっては、１枚の支持基板１３に本発明の適用箇所を複数設けてもよい。
【００７８】
光モジュール１は、光伝送路である光導波路１０の両端に受光素子および発光素子を備えることで、光伝送モジュール１として機能できる。図１７は、本実施形態に係る光伝送モジュール１の概略構成を示している。同図に示すように、光伝送モジュール１は、光送信処理部２、光受信処理部３、および光導波路１０を備えている。
【００７９】
光送信処理部２は、発光駆動部５および発光部６を備えた構成となっている。発光駆動部５は、外部から入力された電気信号に基づいて発光部６の発光を駆動する。この発光駆動部５は、例えば発光駆動用のＩＣ（Integrated Circuit）によって構成される。なお、図示はしていないが、発光駆動部５には、外部からの電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。
【００８０】
発光部６は、発光駆動部５による駆動制御に基づいて発光する。この発光部６は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity-Surface Emitting Laser）などの発光素子によって構成される。発光部６から発せられた光は、光信号として光導波路１０の光入射側端部に照射される。
【００８１】
光受信処理部３は、増幅部７および受光部８を備えた構成となっている。受光部８は、光伝送路４の光出射側端部から出射された光信号としての光を受光し、光電変換によって電気信号を出力する。この受光部８は、例えばＰＤ（Photo-Diode）などの受光素子によって構成される。
【００８２】
増幅部７は、受光部８から出力された電気信号を増幅して外部に出力する。この増幅部７は、例えば増幅用のＩＣによって構成される。なお、図示はしていないが、増幅部７には、外部へ電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。
【００８３】
光導波路１０は、上述したように発光部６から出射された光を受光部８まで伝送する媒体である。
【００８４】
本発明の光伝送モジュールは、例えば以下のような応用例に適用することが可能である。尚、以下に説明する応用例では、本発明の光伝送モジュールにおいて、光導波路１０のみを図示しており、他の部分は図示を省略している。
【００８５】
まず、第一の応用例として、折り畳み式携帯電話，折り畳み式ＰＨＳ（Personal Handyphone System），折り畳み式ＰＤＡ（Personal Digital Assistant），折り畳み式ノートパソコン等の折り畳み式の電子機器におけるヒンジ部に用いることができる。
【００８６】
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、光導波路１０を含む光伝送モジュールを折り畳み式携帯電話４０に適用した例を示している。すなわち、図１８（ａ）は光導波路１０を内蔵した折り畳み式携帯電話４０の外観を示す斜視図である。
【００８７】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示した折り畳み式携帯電話４０における、光導波路１０が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、折り畳み式携帯電話４０における本体４０ａ側に設けられた制御部４１と、本体の一端にヒンジ部を軸として回転可能に備えられる蓋（駆動部）４０ｂ側に設けられた外部メモリ４２，カメラ部（デジタルカメラ）４３，表示部（液晶ディスプレイ表示）４４とが、それぞれ光導波路１０によって接続されている。
【００８８】
図１８（ｃ）は、図１８（ａ）におけるヒンジ部（破線で囲んだ部分）の透視平面図である。この図に示すように、光導波路１０は、ヒンジ部における支持棒に巻きつけて屈曲させることによって、本体側に設けられた制御部と、蓋側に設けられた外部メモリ４２，カメラ部４３，表示部４４とをそれぞれ接続している。
【００８９】
光導波路１０を、これらの折り畳み式電子機器に適用することにより、限られた空間で高速、大容量の通信を実現できる。したがって、例えば、折り畳み式液晶表示装置などの、高速、大容量のデータ通信が必要であって、小型化が求められる機器に特に好適である。
【００９０】
第２の応用例として、光導波路１０を含む光伝送モジュールは、印刷装置（電子機器）におけるプリンタヘッドやハードディスク記録再生装置における読み取り部など、駆動部を有する装置に適用できる。
【００９１】
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、光導波路１０を印刷装置５０に適用した例を示している。図１９（ａ）は、印刷装置５０の外観を示す斜視図である。この図に示すように、印刷装置５０は、用紙５２の幅方向に移動しながら用紙５２に対して印刷を行うプリンタヘッド５１を備えており、このプリンタヘッド５１に光導波路１０の一端が接続されている。
【００９２】
図１９（ｂ）は、印刷装置５０における、光導波路１０が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、光導波路１０の一端部はプリンタヘッド５１に接続されており、他端部は印刷装置５０における本体側基板に接続されている。なお、この本体側基板には、印刷装置５０の各部の動作を制御する制御手段などが備えられる。
【００９３】
図１９（ｃ）および図１９（ｄ）は、印刷装置５０においてプリンタヘッド５１が移動（駆動）した場合の、光導波路１０の湾曲状態を示す斜視図である。この図に示すように、光導波路１０をプリンタヘッド５１のような駆動部に適用する場合、プリンタヘッド５１の駆動によって光導波路１０の湾曲状態が変化するとともに、光導波路１０の各位置が繰り返し湾曲される。
【００９４】
したがって、本実施形態にかかる光導波路１０は、これらの駆動部に好適である。また、光導波路１０をこれらの駆動部に適用することにより、駆動部を用いた高速、大容量通信を実現できる。
【００９５】
図２０は、光導波路１０をハードディスク記録再生装置６０に適用した例を示している。
【００９６】
この図に示すように、ハードディスク記録再生装置６０は、ディスク（ハードディスク）６１、ヘッド（読み取り、書き込み用ヘッド）６２、基板導入部６３、駆動部（駆動モータ）６４、光導波路１０を備えている。
【００９７】
駆動部６４は、ヘッド６２をディスク６１の半径方向に沿って駆動させるものである。ヘッド６２は、ディスク６１上に記録された情報を読み取り、また、ディスク６１上に情報を書き込むものである。なお、ヘッド６２は、光導波路１０を介して基板導入部６３に接続されており、ディスク６１から読み取った情報を光信号として基板導入部６３に伝搬させ、また、基板導入部６３から伝搬された、ディスク６１に書き込む情報の光信号を受け取る。
【００９８】
このように、光導波路１０をハードディスク記録再生装置６０におけるヘッド６２のような駆動部に適用することにより、高速、大容量通信を実現できる。
【００９９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図２】上記光モジュールにおいて発生する封止樹脂の凹凸を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図３】封止樹脂の厚みと収縮比との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図１７】本実施形態に係る光伝送モジュールの概略構成を示す図である。
【図１８】（ａ）は、本実施形態に係る光伝送モジュールを備えた折り畳み式携帯電話の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、上記光伝送路が適用されている部分のブロック図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、ヒンジ部の透視平面図である。
【図１９】（ａ）は、本実施形態に係る光伝送モジュールを備えた印刷装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した印刷装置の主要部を示すブロック図であり、（ｃ）および（ｄ）は、印刷装置においてプリンタヘッドが移動（駆動）した場合の、光伝送路の湾曲状態を示す斜視図である。
【図２０】本実施形態に係る光伝送モジュールを備えたハードディスク記録再生装置の外観を示す斜視図である。
【図２１】従来の光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【図２２】従来の光モジュールにおいて信号光の拡散を示す図である。
【図２３】従来の光モジュールの要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    光モジュール
１０    光導波路（光伝送路）
１１    光素子
１２    封止樹脂（封止剤）
１３    支持基板
１４    リブ
１５    平坦板
１６    変形部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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