(57)【要約】      （修正有）【課題】フレキシブルな光学基板として用いられるフレキシブル光学基板を提供する。【解決手段】フレキシブル光学基板１００は、複数の単位伸縮構造１００’を備える。複数の単位伸縮構造は、それぞれ、中心部１２０と、中心部の外側に設けられた一つ又は複数のストリップ１５０とを含むフィルム状樹脂材を備え、一つ又は複数のストリップは、それぞれ、一端が中心部に接続されており、複数の単位伸縮構造は、それぞれ、間隙を有し、互いに隣接する２つの単位伸縮構造は、２つの単位伸縮構造のストリップのうち少なくとも一部のストリップによって連結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位伸縮構造を備えたフレキシブル光学基板であって、
前記複数の単位伸縮構造は、それぞれ、中心部と、該中心部の外側に設けられた一つ又は複数のストリップとを含むフィルム状樹脂材を備え、
前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、一端が前記中心部に接続されており、
前記複数の単位伸縮構造は、それぞれ、間隙を有し、
互いに隣接する２つの単位伸縮構造は、該２つの単位伸縮構造のストリップのうち少なくとも一部のストリップによって連結されている、フレキシブル光学基板。
【請求項２】
前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、少なくとも部分的に湾曲した形態を有する、請求項１に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項３】
前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、前記中心部の周囲にて旋回するように湾曲している、請求項１または２に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項４】
前記２つの単位伸縮構造同士を接続する前記少なくとも一部のストリップが変曲点を有するように湾曲している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項５】
前記一つ又は複数のストリップの曲率の変化に起因して前記フレキシブル光学基板が伸縮自在になっている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項６】
前記複数の単位伸縮構造が、一定方向に沿って配列されている、または一定方向および該一定方向と交差する方向に沿って配列されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項７】
前記複数の単位伸縮構造が全体的に封入された封入樹脂層を更に備え、
前記封入樹脂層が前記フィルム状樹脂材よりも軟質の樹脂材の層である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項８】
前記フレキシブル光学基板がフレキシブル導光基板またはフレキシブル光導波路基板である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項９】
前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、第１の光屈折率を有する樹脂を含んだ第１の領域および前記第１の光屈折率よりも低い第２の光屈折率を有する樹脂を含んだ第２の領域を備える、請求項８に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項１０】
前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル導光基板であって、
前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、光を出射する第１の面および該第１の面の反対側に設けられた第２の面を有し、
前記フレキシブル光学基板は、さらに、前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップの前記第２の面に設けられ、前記フィルム状樹脂材よりも低い屈折率を有する樹脂層である反射層を備える、請求項８に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項１１】
前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル導光基板であって、
前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、光を出射する第１の面を有し、
前記フレキシブル光学基板は、さらに、前記中心部および／または前記ストリップの前記第１の面に設けられた光拡散層を備える、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項１２】
前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル導光基板であって、
さらに、前記複数の単位伸縮構造の側面側に設けられた少なくとも１つの発光素子を備える、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項１３】
前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル光導波路基板であって、
前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップの各々において、
前記第１の領域は、層状の領域であり、
前記第２の領域は、前記第１の領域を挟み込む２つの層と、前記中心部または前記ストリップの周縁部に設けられ、前記２つの層を互いに連結する領域とを備える、請求項９に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項１４】
前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル光導波路基板であって、
前記複数の単位伸縮構造のうち少なくとも一部によって光学的に互いに接続される少なくとも一組の発光素子および受光素子を備える、請求項８、９および１３のいずれか一項に記載のフレキシブル光学基板。
【請求項１５】
前記発光素子は、前記複数の単位伸縮構造の第１の側面側に設けられ、前記受光素子は、前記第１の側面側とは異なる第２の側面側に設けられる、請求項１４に記載のフレキシブル光学基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フレキシブル光学基板に関する。より詳細には、本開示は伸縮特性を呈するフレキシブル光学基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子デバイスの小型化・薄型化に伴い、可撓性を有したフレキシブル基板が多く用いられている。かかるフレキシブル特性を有する基板は、従前より小型化が求められているモバイル機器の他、種々の機器における利用が検討されている。例えば、ユーザーの動きに追従できるようなフレキシブル特性を要するウェアラブル機器等での利用が検討されている。
【０００３】
想定されるウェアラブル機器を例示すると、人体に密着することで高精度なセンシングが可能なセンサデバイス、および、人体の動きや三次元の凹凸に追従する表示デバイスなどが挙げられる。このようなデバイスでは人体の関節や可動部に無理なく装着することが求められ、ユーザーの動きにフィットした装着感およびデザイン等が重視される。従って、ウェアラブル機器に展開するフレキシブル基板に対しては、可撓性のみならず、伸縮性が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７１５６２号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９００２号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４５８４２号公報
【特許文献４】特開２０１４−１６２１２４号公報
【特許文献５】特開２０１１−０７０７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、光学基板として用いることができ、フレキシブルなフレキシブル光学基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態に係るフレキシブル光学基板は、複数の単位伸縮構造を備える。前記複数の単位伸縮構造は、それぞれ、中心部と、該中心部の外側に設けられた一つ又は複数のストリップとを含むフィルム状樹脂材を備え、前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、一端が前記中心部に接続されており、前記複数の単位伸縮構造は、それぞれ、間隙を有し、互いに隣接する２つの単位伸縮構造は、当該２つの単位伸縮構造のストリップのうち少なくとも一部のストリップによって連結されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のフレキシブル光学基板は、フレキシブルで且つ光学基板として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板の構成を模式的に示した平面概略図および断面図である。
【図２】図２は、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板を案出するに至る前段階での思想について説明するための模式図である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、複数の単位伸縮構造の配置形態を模式的に示した平面概略図である。
【図４】図４は、複数の単位伸縮構造がマトリックス状に配置された形態を有するフレキシブル光学基板を模式的に示した斜視図である。
【図５】図５は、複数の単位伸縮構造がマトリックス状に配置された形態を有するフレキシブル光学基板を模式的に示した斜視図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、複数の単位伸縮構造の種々の形態を示した平面概略図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、複数の単位伸縮構造の種々の形態を示した平面概略図である。
【図８】図８は、封入樹脂層を更に有するフレキシブル光学基板を説明するための模式図である。
【図９】図９は、“フレキシブル導光基板”または“フレキシブル光導波路基板”として用いるフレキシブル光学基板の構成を模式的に示した平面概略図および断面図である。
【図１０】図１０は、フレキシブル導光基板の構成を模式的に示した平面概略図である。
【図１１】図１１Ａ〜１１Ｃは、フレキシブル導光基板の別の望ましい構成を模式的に示した平面概略図である。
【図１２】図１２は、フレキシブル光導波路基板の構成を模式的に示した平面概略図である。
【図１３】図１３Ａおよび１３Ｂは、フレキシブル光導波路基板の別の望ましい構成を模式的に示した平面概略図である。
【図１４】図１４は、フレキシブル光学基板の種々の製造方法を模式的に示した工程断面図である。
【図１５】図１５Ａおよび図１５Ｂは、複数の単位伸縮構造の変更形態を示した平面概略図である。
【図１６】図１６は、“テーパ形状を利用した光取出し”の態様を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
本発明者らは、伸縮性を呈するフレキシブル基板を“導光板”および“光導波路”などの光学基板として利用する場合にある特有の課題があることを見出し、本開示を案出した。具体的には、“導光板”および“光導波路”として用いるフレキシブル基板に伸縮性を付与しようとすると、“可撓性”および“伸縮性”に関連した問題が生じ得ることが分かった。特に曲げた時（例えば屈曲するように曲げた時）および／または伸縮時に不都合な応力が基板にもたらされることが多い。これにより、フレキシブル基板の光学特性が減じられたり、あるいは、フレキシブル基板が物理的に損傷・破断し易くなったりする。
【００１０】
導光板は、一般的には中実板状に構成されているところ、屈曲や伸縮などに付された際に応力が屈曲部などの一部の箇所に集中し易い。そのため、伸縮などが繰り返されると、導光板のある局所的箇所で光学特性が損なわれたり、あるいは、かかる局所的箇所において導光板が損傷・破断したりする虞がある。このようなことは光導波路の場合であっても同様である。また、導光板の表面または裏面に拡散シートや反射層などを設けた多層構造の態様において伸縮などがなされる。よって、そのような多層構造や凹凸形状に起因した局所的部分に応力が特に集中しやすく界面剥離や亀裂が引き起こされる虞がある。
【００１１】
また、“可撓性”についていえば、基板の材質・構成などの点で制約が比較的大きい。例えば、導光板・光導波路に対して可撓性に乏しい樹脂材料が用いられた場合、所望形状を予め得ておいたり、あるいは、可撓性の発現のために厚さなどの寸法を小さくしたりする必要がある。より具体的な例でいえば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネートなどの可撓性に乏しい樹脂材料が導光板に用いられる場合（つまり、透明性が高く光学材料として適しているものの、可撓性に乏しい樹脂材料が用いられる場合）には曲面形状などの所望形状を予め得ておく必要があったり、あるいは、導光板の厚みを薄くする必要があったりする。しかしながら、所望形状を予め得ておくには成形品ごとの金型加工が必要で製造時間やコストの増大を招くうえ、決められた形状以外に変形させて配置できない。また導光板・光導波路の寸法を必要以上に小さくすれば、構造強度が不利に低下し破断・損傷を引き起こす虞がある。
【００１２】
本発明らは、光学基板として用いられるフレキシブル基板に望ましい技術を提供すべく鋭意研究した。より具体的には、本発明らは、従前のフレキシブル基板とは異なる伸縮性を呈すると共に、高い信頼性を有する光学基板の実現に資する技術を提供すべく鋭意研究した。
【００１３】
このため、本発明者らは、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題を解決するフレキシブル光学基板を案出するに至った。本開示は、光学基板として用いられるフレキシブル基板に望ましい技術を供する。具体的には、本開示の一実施形態に係るフレキシブル光学基板では、曲げた時および／または伸縮時に不都合な応力が基板に発生しにくく、基板の損傷・破断の虞が低減されている。
【００１４】
本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板は、複数の単位伸縮構造を備える。前記複数の単位伸縮構造は、それぞれ、中心部と、該中心部の外側に設けられた一つ又は複数のストリップとを含むフィルム状樹脂材を備え、前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、一端が前記中心部に接続されており、前記複数の単位伸縮構造は、それぞれ、間隙を有し、互いに隣接する２つの単位伸縮構造は、当該２つの単位伸縮構造のストリップのうち少なくとも一部のストリップによって連結されている。
【００１５】
前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、少なくとも部分的に湾曲した形態を有していてもよい。また、前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、前記中心部の周囲にて旋回するように湾曲していてもよい。前記互いに隣接する単位伸縮構造同士を接続する前記少なくとも一部のストリップが変曲点を有するように湾曲していてもよい。前記一つ又は複数のストリップの曲率の変化に起因して前記フレキシブル光学基板が伸縮自在になっていてもよい。前記複数の単位伸縮構造が、一定方向に沿って配列されていてもよく、また、一定方向および該一定方向と交差する方向に沿って配列されていてもよい。前記フレキシブル光学基板は、前記複数の単位伸縮構造が全体的に封入された封入樹脂層を更に備えていてもよい。前記封入樹脂層が前記フィルム状樹脂材よりも軟質の樹脂材の層であってもよい。
【００１６】
前記フレキシブル光学基板がフレキシブル導光基板またはフレキシブル光導波路基板であってもよい。前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、第１の光屈折率を有する樹脂を含んだ第１の領域および前記第１の光屈折率よりも低い第２の光屈折率を有する樹脂を含んだ第２の領域を備えていてもよい。前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル導光基板であって、前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、光を出射する第１の面および前記第１の面の反対側に設けられた第２の面を有し、前記フレキシブル光学基板は、さらに、前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップの前記第２の面に設けられ、前記フィルム状樹脂材よりも低い屈折率を有する樹脂層である反射層を備えていてもよい。
【００１７】
前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル導光基板であって、前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップは、それぞれ、光を出射する第１の面を有し、前記フレキシブル光学基板は、さらに、前記中心部および／または前記ストリップの前記第１の面に設けられた光拡散層を備えていてもよい。前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル導光基板であって、フレキシブル光学基板が、さらに、前記複数の単位伸縮構造の側面側に設けられた少なくとも１つの発光素子を備えていてもよい。
【００１８】
前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル光導波路基板であって、前記中心部および／または前記一つ又は複数のストリップの各々において、前記第１の領域は、層状の領域であり、前記第２の領域は、前記第１の領域を挟み込む２つの層と、当該中心部またはストリップの周縁部に設けられ、前記２つの層を互いに連結する領域とを備えていてもよい。前記フレキシブル光学基板が前記フレキシブル光導波路基板であって、前記フレキシブル光学基板は、前記複数の単位伸縮構造のうち少なくとも一つによって光学的に互いに接続される少なくとも一組の発光素子および受光素子を備えていてもよい。前記発光素子は、前記複数の単位伸縮構造の第１の側面側に設けられてよく、前記受光素子は、前記第１の側面側とは異なる「前記複数の単位伸縮構造の第２の側面側」に設けられていてもよい。
【００１９】
従来の導光板や光導波路などは、屈曲や伸縮をする際に応力が屈曲部・伸縮部などの局所的箇所に集中し易く光学特性の低下および／または損傷・破断などの原因となっていた。本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板では、引き伸ばされると、ストリップの形態変化に起因して（特にストリップの曲率が変わるようにストリップが形態変化することによって）基板が伸びるので特定の一点に応力が集中することがなく基板伸張および／または基板曲げが実現される。つまり、ある局所的箇所に応力が集中することがないので光学特性の低下および／または基板の損傷・破断などが回避されている。また、そのように無理なく伸張・曲げを実現しているので、可撓性付与のために基板を必要以上に薄くする必要はない。基板の伸び率についていえば、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板では、ストリップの形態を変えることで（例えば、旋回するように湾曲するストリップの湾曲形態、旋回数または巻回数などを増やすことで）大きな伸び率を稼ぐことができる。
【００２０】
また、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板は、伸び方向について自由度が比較的高いものとなっている。それゆえ、基板を曲面状に曲げること及び／または伸ばすことも可能である。つまり、樹脂基板を予め曲面形状などに成形しておく必要は特にない。また、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板では、ストリップの形態変化（特にストリップの曲率変化を引き起こす形態変化）に起因して応力が一点に集中することなく基板を曲げたり、伸張したりできるので、透明性に優れるものの可撓性に乏しい樹脂材料なども積極的に基板材料として採用できる。
【００２１】
以下にて、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板を図面を参照しながら詳細に説明する。図面に示す各種の要素は、本開示の理解のために模式的に示したにすぎず、寸法比や外観などは実物と異なり得ることに留意されたい。
【００２２】
［本開示のフレキシブル光学基板］
図１に、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００の構成を模式的に示す。図示されるように、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は、複数の単位伸縮構造１００’から構成されている。単位伸縮構造１００’は、少なくとも基板伸縮を発現するための基礎となる構造である。かかる単位伸縮構造１００’がフレキシブル光学基板１００の基本構造となっているので、基板が伸縮特性および／または曲げ特性を呈することになる。つまり、本開示でいう「単位伸縮構造」とは、基板伸縮および／または基板曲げなどの特性を発現するための最小単位の基板構造のことを指している。
【００２３】
本開示において「フレキシブル光学基板」とは、光が利用されることになるフレキシブル基板を指している。例えば、「フレキシブル光学基板」は、入射される光または光信号などが基板中で伝播または進行するように構成されたフレキシブル基板である。
【００２４】
単位伸縮構造１００’は、中心部１２０とストリップ１５０とから構成されたフィルム状樹脂材から形成されている。より具体的には、単位伸縮構造１００’は、「中心部１２０」と「一端が中心部に接続されて中心部の外側に設けられた一つ又は複数のストリップ１５０」とから構成されたフィルム状樹脂材から成っている。図示する形態から分かるように、“中心部１２０”は、単位伸縮構造において、相対的に広範な領域を占めており、その周縁に相対的に狭小な領域を占めるように“ストリップ１５０”が位置付けられている。本開示において「ストリップ」とは、図示されるように、全体として細長い形態を有する部材のことを指しており、特に同一平面上において細長く延在する樹脂部材を意味している。
【００２５】
本開示における単位伸縮構造は、フィルム状樹脂材から成るものである。よって、“中心部１２０”および“ストリップ１５０”は、双方とも樹脂から成るとともに、フィルム状に薄い厚み形態を有している。ある態様では、“中心部１２０”および“ストリップ１５０”の双方とも樹脂のみから形成されている。つまり、単位伸縮構造が樹脂構造体を成しており、“中心部１２０”および“ストリップ１５０”の双方が樹脂部材となっている。本開示において「フィルム状」とは、中心部１２０およびストリップ１５０の厚さが数十μｍ〜数ｍｍ程度となっていることを意味している。あくまでも例示にすぎないが、“中心部１２０”および“ストリップ１５０”の具体的厚さは約０．１ｍｍ〜約５ｍｍ程度であってよい。ある態様では、中心部１２０およびストリップ１５０は、同一のシート部材などから形成されるので、それらの厚さは実質的に同一となっている。また、同様の理由から、中心部１２０およびストリップ１５０は、特に外力が働いていない場合、実質的に同一平面上に位置付けられる。
【００２６】
単位伸縮構造を構成するフィルム状樹脂材の材質は、フィルム形態に資するものであれば、特に制限されない。例示すると、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）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）および液晶ポリマーから成る群から選択される少なくとも１種の樹脂からフィルム状樹脂材が形成されていてよい。尚、透明性などの光学特性および／または成形特性などを特に重視するならば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、シリコーンゴム、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂およびフッ素系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種の樹脂からフィルム状樹脂材が形成されていることが望ましい。また、ウレタンゴムおよびウレタン系エラストマー等の透明ゴムなどがフィルム状樹脂材の材質として用いられてもよい。
【００２７】
本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は、隣接する単位伸縮構造同士がストリップ１５０によって連結されている。具体的には、隣り合う単位伸縮構造１００’がストリップ１５０を介して互いに連結されている。図示される態様から分かるように、隣り合う単位伸縮構造１００’のそれぞれがストリップ１５０を互いに共有するように接続されているので、隣り合う単位伸縮構造１００’が実質的に継ぎ目なく連結された形態となっている。
【００２８】
単位伸縮構造１００’には間隙が設けられている。図１に示すように、少なくとも中心部１２０とストリップ１５０との間に隙間１５５Ａが設けられていることが望ましい。つまり、中心部１２０とストリップ１５０とは互いに離隔した形態を有している。図示するように、単位伸縮構造において隙間１５５Ａは、その間隔幅の寸法などが略一定となっていたり、あるいは、全体として対称的な形態を有するものであってよい。また、図１に示すように、ストリップ同士の間にも隙間１５５Ｂが設けられていることがより望ましい。つまり、ストリップ同士は互いに重なることなく、間隔を空けて延在していることが望ましい。図示するように、単位伸縮構造において隙間１５５Ｂは、その間隔幅の寸法などが略一定となっていたり、あるいは、全体として対称的な形態を有するものであってよい。
【００２９】
単位伸縮構造１００’のストリップ１５０は、細長い形態を有するように延在しているが、少なくとも部分的に湾曲した形態を有したものであってよい。つまり、中心部１２０を起点にして直線状に延在するのではなく、非直線状に滑らかに曲がるように延在していてよい。より具体的な態様でいえば、中心部１２０とストリップ１５０とが実質的に同一平面上に位置付けられる状態にてストリップ１５０が中心部１２０から非直線状に滑らかに曲がるように延在していることが望ましい。
【００３０】
本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は、望ましくは、ストリップ１５０の曲率変化に起因して伸縮自在となっている。つまり、ある態様では、フレキシブル光学基板１００を引き伸ばしたり、それを戻したりするに際して、単位伸縮構造１００’のストリップ１５０の曲率が変わる。特に、フレキシブル基板１００の伸張に伴って、中心部１２０の外側に位置するストリップ１５０の曲率は、伸縮前と比べて小さくなるように変化する。
【００３１】
ある態様では、ストリップ１５０は全体として湾曲した形態を有している。例えば図１に示すように、ストリップ１５０が中心部１２０の周囲にて旋回するように湾曲していてよい。つまり、中心部１２０とストリップ１５０とが実質的に同一平面上に位置付けられる状態にてストリップ１５０が巻回するように中心部１２０から延在していてよい。かかる場合、中心部１２０とストリップ１５０との間に隙間１５５Ａが設けられていると共に、旋回形態または巻回形態を有するストリップ同士１５０の間にも隙間１５５Ｂが設けられていることが望ましい。旋回形態または巻回形態の場合、ストリップの旋回数・巻回数などを調整することによって、基板の伸び率を調整することが可能である。例えば、ストリップの旋回数・巻回数を増やすことによって、基板の伸び率を大きくすることができる。
【００３２】
ストリップ１５０が中心部１２０の周囲にて旋回するように湾曲する形態は、図２に示す思想に基づいている。具体的には、図２に示すように、中心部の周りに例えば時計周り方向（または反時計周り方向）に回転させることにより湾曲するストリップに基づいて基板形態を設計すると、応力を一箇所に集中させることなく分散できるとの思想に基づいている。
【００３３】
図示される態様から分かるように、隣接する単位伸縮構造の間において、ストリップ１５０は、その一端が一方の単位伸縮構造に属する中心部１２０の外周から延在し、他端が他方の単位伸縮構造のストリップに接続されている。例えば、図１に示されるフレキシブル光学基板１００では、ストリップ１５０は、中心部１２０の外周に沿って約１８０度湾曲した形態を有している。本開示では、中心部１２０の中心を基点として、ストリップ１５０が中心部の外周に沿って湾曲して設けられている部分の角度を湾曲中心角と捉えることができる。かかる湾曲中心角には種々のものが考えられる。例えば、ストリップ１５０は、中心部１２０の外周に沿って約３０度湾曲して設けられていてよく、あるいは、中心部１２０の外周に沿って約９０度湾曲して設けられていてもよい。望ましくは、隣接する単位伸縮構造の配置パターンを増やすべく、ストリップ１５０が、中心部１２０の外周に沿って約６０度以上湾曲している。更にいえば、ストリップ１５０が、中心部１２０の外周に沿って約３６０度以上湾曲して設けられていてもよい。ストリップ１５０が、中心部１２０の外周に沿って約３６０度以上湾曲している場合、ストリップは中心部の外周に沿ってより明確に巻回した形態を有することになる。あくまでも例示にすぎないが、ストリップ１５０は、中心部１２０の外周に沿って１〜３周程巻回する形態となっていてよい。
【００３４】
本開示のフレキシブル光学基板１００のある態様では、中心部１２０の中心（中央ポイント）とストリップ１５０との湾曲中心とが実質的に一致する（特に伸縮前）。また、別の態様では、少なくとも２つのストリップ１５０が中心部１２０の中央ポイントに対して対称に配置されている。
【００３５】
上述したように、フレキシブル光学基板１００の伸張に伴って、単位伸縮構造のストリップ１５０の曲率は、伸縮前と比べて小さくなるように変化する。ここでいう「曲率」とは、ストリップの湾曲形状の曲率（即ち「ストリップの湾曲程度／曲がり具合」）を指しており、かかる曲率はストリップの曲率半径の逆数を指す。典型的な態様に従えば、ストリップ１５０は中心部１２０の外周から離れるように変形することでその曲率を小さくし、基板伸張に資することになる。本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は中心部１２０に接続されたストリップ１５０の曲率変化に起因して伸縮させるので、ストリップ全体が伸縮に寄与することになり、伸縮時の応力をストリップ全体に分散させることができる。従って、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は、応力の集中が不都合に生じにくく、破断などの発生が抑制されている。
【００３６】
また、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００では、中心部１２０に沿うように湾曲させた際の中心角を大きくしたり、捲回の回数を増やしたりすることでストリップ１５０の長さ寸法を大きくできるので、より大きな伸縮性を持たせることも可能である。換言すれば、伸縮前の初期状態の基板寸法を相対的に小さくすることが可能である。
【００３７】
本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は複数の単位伸縮構造１００’を有するところ、それら単位伸縮構造１００’の配置形態には種々のものが考えられる。ある１つの態様では、図３Ａに示すように、複数の単位伸縮構造１００’が一定方向に沿って配列されている。図示する態様では、Ｘ方向に沿って複数の単位伸縮構造１００’が配列されている。望ましくは、複数の単位伸縮構造１００’のそれぞれの中心部１２０の中央ポイント（例えば重心点）を結ぶと直線を成すように、複数の単位伸縮構造１００’が同一平面上に配置されている。かかる場合であっても、隣り合う単位伸縮構造１００’のそれぞれがストリップ１５０を互いに共有するように接続されており、それによって、隣り合う単位伸縮構造１００’が実質的に継ぎ目なく連結されている。
【００３８】
また、別のある態様では、図３Ｂに示すように、ある一定方向に加えて、その一定方向と交差する方向にも単位伸縮構造１００’が配列されている。図示する態様では、Ｘ方向に沿って複数の単位伸縮構造１００’が配列されていると共に、そのＸ方向と交差するＹ方向に沿っても複数の単位伸縮構造１００’が配列されている。同様にして、隣接する単位伸縮構造１００’のそれぞれの中心部１２０の中央ポイント（例えば重心点）を結ぶと直線を成すように、複数の単位伸縮構造１００’が同一平面上に配列されていることが望ましい。図示する態様では、Ｘ方向とそれに直交するＹ方向との２方向に沿って複数の単位伸縮構造１００’が配列されているが、Ｘ方向とＹ方向との交差は必ずしも直交でなくてもよい（即ち、交差角度は必ずしも９０°である必要はない）。図３Ｂに示すような形態では、複数の単位伸縮構造１００’が全体として規則性を有するように配列されており（例えば複数の単位伸縮構造１００’の配置形態が対称性を有しており）、基板全体の構造強度が向上し得るといった効果が期待される。
【００３９】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ある１つの態様では、単位伸縮構造１００’同士を接続するストリップは変曲点Ｉを有するように湾曲している。つまり、単位伸縮構造のストリップの一端は中心部と接続され、かかるストリップの他端が隣接する単位伸縮構造１００’のストリップと共有した形態となっているが、かかる共通するストリップが変曲点Ｉを有するように湾曲している。ここで「変曲点」とは、湾曲形態が変わるポイントを意味しており、例えば、同一平面上におけるストリップの延在形態をある１つの曲線と捉えた場合、その曲線につき“凹状の曲がり”から“凸状の曲がり”へと変化するポイント（又はその逆へと変化するポイント）を指している。このように隣接する単位伸縮構造１００’の間の共通ストリップが変曲点を有していると、基板が伸ばされた際に共通ストリップの形態変化が比較的大きくなり（例えば、共通ストリップの曲率の変化がより大きくなり）、それゆえ、基板の大きな伸び率を達成できる。
【００４０】
本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は、複数の単位伸縮構造１００’の存在に起因して、基板伸縮が一方向に限定されておらず、種々の方向になされる。例えば、図４に示される形態（複数の単位伸縮構造がマトリックス状に配置された形態）を例にとると、フレキシブル基板の面方向（基板厚み方向に直交する方向）となる「ｘ方向」に基板伸縮がなされ、また、そのｘ方向と直交する「ｙ方向」にも基板伸縮がなれると共に、「ｘ方向」と「ｙ方向」との双方に直交する「ｚ方向」にも基板伸縮がなされる。更にいえば、それらの「ｘ方向」、「ｙ方向」および「ｚ方向」の少なくとも２つが成すベクトルの方向にも基板伸縮がなされ得る。それゆえ、図５（特に下側図）に示されるように、例えば人の指などの特異な形状に対しても適合するように伸縮および／または撓むことができる。それゆえ、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は種々の用途に用いられることになる。
【００４１】
フレキシブル光学基板１００における複数の単位伸縮構造１００’の形状（特に平面形状）および配列態様としては種々のものが考えらえる。例えば、図６Ａ〜６Ｄに示すようなものであってよいし、あるいは、図７Ａ〜７Ｂに示すようなものであってもよい。
【００４２】
図６Ａ〜６Ｄに示す態様では、中心部１２０の平面形状は、円形ではなく、略四角形となっている。このように、中心部１２０の形状は、特に円形に限定されるものでなく、それ以外に四角形や六角形等の多角形の形状であってもよい。中心部１２０の形状が多角形の場合、その頂点がストリップ１５０の湾曲に合わせてＲ面取りされていることが望ましい。また、隣接する単位伸縮構造の配置数を増やすために、隣接する３つの中心部１２０の中央ポイントが正三角形の頂点に位置するように配列されていてもよい。換言すると、複数の単位伸縮構造１００’の中心部１２０が平面上で最密充填されるようになっていてもよい。尚、図６Ｄに示す態様では、隣接する単位伸縮構造１００’の間の共通ストリップは変曲点を有していない。
【００４３】
図７Ａ〜図７Ｂに示す態様では、２本のストリップ１５０ａ、１５０ｂが互いに平行な関係を部分的に維持するように延在している。図６Ａ〜６Ｄおよび図７Ａ〜７Ｂに示す態様から分かるように、このような態様であっても、単位伸縮構造には間隙が設けられていると共に、互いに隣接する単位伸縮構造同士がストリップによって連結されており、図３〜図５に示されるフレキシブル光学基板１００と同様の効果が奏され得る。
【００４４】
本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は、その全体が別の樹脂によって覆われたものであってもよい。より具体的には、図８に示されるように、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板１００は、複数の単位伸縮構造１００’が全体的に封入された封入樹脂層１１０を更に有するものであってよい。封入樹脂層１１０の存在によって、光学基板としてのハンドリング特性を高めることができる。
【００４５】
封入樹脂層１１０が用いられる場合、その材質は“柔らかい”ことが望ましい。特に、封入樹脂層１１０がフィルム状樹脂材（即ち、単位伸縮構造の中心部およびストリップの材質）よりも軟質の樹脂材から形成されていることが望ましい。フィルム状樹脂材は、単位伸縮構造を成す樹脂材として機能するので、ある程度の“硬い材質”から成ることが求められる。一方、封入樹脂層１１０は、基板の伸縮特性を不都合に阻害しない程度の“柔らかい材質”から成ることが求められる。つまり、封入樹脂層１１０は、複数の単位伸縮構造１００’を封止するように設けられるので、それらを一体的に拘束するように機能し得る。しかし、封入樹脂層１１０は、ストリップ１５０の曲率変化を不都合に阻害しない程度の柔軟な特性を有していることが望ましい。これによって、基板全体としてハンドリング特性を向上させつつも、その基板の伸縮特性が発現される。尚、このような事項に照らせば、封入樹脂層１１０は“伸縮樹脂層”と称すこともできる。
【００４６】
封入樹脂層１１０の具体的な樹脂材は、それが単位伸縮構造１００’の樹脂材（即ち、中心部およびストリップを成す樹脂材）よりも柔らかい特性を呈するならば、特に制限はない。例えば、封入樹脂層１１０がエラストマー材を含むものであってよい。かかるエラストマー材の具体例としては、シリコーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムおよびウレタンゴムを挙げることができる他、スチレン系、オレフィン系、塩ビ系、ウレタン系およびアミド系の熱可塑性エラストマーなども挙げることができる。
【００４７】
本開示のある１つの態様では、フレキシブル光学基板が導光板または光導波路して用いられる。つまり、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板は“フレキシブル導光基板”または“フレキシブル光導波路基板”であってよい（図９参照）。導光板は点光源を面発光体として機能させるものであるところ、そのような面発光体としてフレキシブル光学基板１００が用いられる。一方、光導波路は光信号を樹脂コア内部に閉じ込めることにより光通信を行うものであるところ、そのような光通信手段としてフレキシブル光学基板１００が用いられる。
【００４８】
“フレキシブル導光基板”または“フレキシブル光導波路基板”は、入射される光または光信号などが基板中で伝播または進行するように構成されていることが望ましい。例えば、“フレキシブル導光基板”の場合、図９（ａ）に示すように単位伸縮構造の中心部１２０および／またはストリップ１５０にて光出射面の反対側面が微細溝部１３０を備えたものであってもよい。かかる場合、フレキシブル導光基板内に入射した光（特にフレキシブル導光基板の側面側から入射した光）は溝部１３０で反射し、光出射面側へと効率的に導かれるようになる。また、図９（ｂ）に示すように、単位伸縮構造の中心部１２０および／またはストリップ１５０にて光出射面の反対側面に反射層１４０が設けられていてよい。かかる場合、フレキシブル導光基板内に入射した光（特にフレキシブル導光基板の側面側から入射した光）は反射層１４０で反射し、光出射面側へと効率的に導かれるようになる。
【００４９】
反射層１４０は例えば金属層であってよく（例えば銀層）、あるいは、光反射の点で望ましい屈折率を有する樹脂層であってもよい。更にいえば、フレキシブル導光基板においては、反射手段に加えて又はそれに代えて光拡散層１６０が設けられていてもよい（図９（ｃ）参照）。具体的には、単位伸縮構造の中心部１２０および／またはストリップ１５０の光出射面に光拡散層１６０が設けられていてよい。このような光拡散層１６０は、光出射面側に導かれた光を散乱させ、光出射面全体がより均一に発光するように機能し得る。光拡散層１６０の具体的な材質・構成としては、特に制限されるものでなく、常套的な光導波路に用いられる材質および／または構成と同様であってよい。あくまでも例示にすぎないが、フィルム状樹脂材とは異なる屈折率を有する樹脂ビーズを分散させた層を光拡散層１６０として用いてよい。尚、図９（ｃ）に示す態様では、反射層１４０と光拡散層１６０とが互いに対向するように位置付けられている。
【００５０】
一方、“フレキシブル光導波路基板”の場合、図９（ｄ）に示すように、いわゆる“コア層１７０”と“クラッド層１８０”とから構成されていてよい。つまり、後述でも触れるが、単位伸縮構造の中心部１２０および／またはストリップ１５０が「相対的に大きい光屈折率を有する層（コア層）１７０」と、その周囲に位置付けられた「相対的に小さい光屈折率を有する層（クラッド層）１８０」とから構成されていてよい。これにより、光が基板中を伝搬することになり、“光導波路”として機能し得る。
【００５１】
“フレキシブル導光基板”および“フレキシブル光導波路基板”の双方とも光の伝播が重要であるので、その点でいえば、基板材質に相当する“単位伸縮構造を成すフィルム状樹脂材”が望ましい屈折率特性を有していることが望ましい。具体的には、“フレキシブル導光基板”および“フレキシブル光導波路基板”においては、中心部１２０およびストリップ１５０の各々が、「相対的に小さい光屈折率を有する樹脂を含んだ低屈折率領域」および「相対的に大きい光屈折率を有する樹脂を含んだ高屈折率領域」の少なくとも２つの樹脂領域から構成されていることが望ましい。ここでいう「相対的に小さい」および「相対的に大きい」とは、中心部１２０およびストリップ１５０の各々が、互いに異なる光屈折率の材料を有することを実質的に意味している。別の切り口でいうと、「低屈折率領域」と「高屈折率領域」との界面で光反射が生じるように互いに異なる光屈折率を有する材料から中心部１２０およびストリップ１５０の各々が形成されている。
【００５２】
フレキシブル光学基板１００が“フレキシブル導光基板”である場合、中心部１２０および／またはストリップ１５０における光出射面の反対側面に反射層１４０を設けることが望ましいが、かかる反射層１４０が低屈折率領域から成る層となっていることが望ましい。これにより、樹脂の軽量特性を維持しつつも、基板に入射させた光を効率的に光出射面へと導くことができ、フレキシブル導光基板の発光効率をより高めることができる。同様にして、フレキシブル光学基板が“フレキシブル光導波路基板”である場合、低屈折率領域が高屈折率領域を全体的に包囲するように設けられていることが望ましい。これにより、樹脂の軽量特性を維持しつつも、入射された光（光信号）が低屈折率領域と高屈折率領域との界面で反射を繰り返しながら伝播されることになる。
【００５３】
“フレキシブル導光基板”または“フレキシブル光導波路基板”としての光学基板は種々の形態で実現することができる。以下それについて説明する。
【００５４】
（第１実施形態）
第１実施形態は、特に“フレキシブル導光基板”として用いられる光学基板に関する。
【００５５】
第１実施形態に係るフレキシブル導光基板１００は、図１０に示すように一方向に並んで設けられた第１単位伸縮構造１００Ａ’、第２単位伸縮構造１００Ｂ’および第３単位伸縮構造１００Ｃ’を備えている。第１単位伸縮構造１００Ａ’、第２単位伸縮構造１００Ｂ’および第３単位伸縮構造１００Ｃ’の各々は、中心部１２０と２つの旋回状湾曲ストリップ１５０とから構成されたフィルム状樹脂材から成っている（例えば、フィルム状樹脂材は透明樹脂から形成されている）。２つの旋回状湾曲ストリップ１５０の各々は、その一端が中心部１２０と接続されており、中心部１２０の外周に沿って旋回するように湾曲している。フレキシブル導光基板１００の伸張に伴って、中心部１２０の外周に沿って設けられた旋回状湾曲ストリップ１５０の曲率は、伸縮前と比べて小さくなるように変化する。つまり、旋回状湾曲ストリップ１５０は、中心部１２０の外周から離れるように伸張することになる。一方、中心部１２０は、伸張時に形状変化を伴わない。従って、フレキシブル導光基板１００は、中心部１２０の外周に沿って設けられた旋回状湾曲ストリップの曲率変化に起因して伸縮自在となっている。
【００５６】
図１０に示されるように、第１単位伸縮構造１００Ａ’と第２単位伸縮構造１００Ｂ’とでは、第１単位伸縮構造１００Ａ’の一方の旋回状湾曲ストリップ１５０と第２単位伸縮構造１００Ｂ’の一方の旋回状湾曲ストリップ１５０とが接続されている。また、第１単位伸縮構造１００Ａ’では、他方の旋回状湾曲ストリップ１５０の一端が発光源１９０（例えば発光素子）と光学的に接続されている。発光源１９０となる発光素子としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光を発するものが用いられ、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源がそれぞれ基板に接続されていてよい。そして、第２単位伸縮構造１００Ｂ’と第３単位伸縮構造１００Ｃ’とでは、第２単位伸縮構造１００Ｂ’の他方の旋回状湾曲ストリップ１５０と第３単位伸縮構造１００Ｃ’の一方の旋回状湾曲ストリップ１５０とが接続されている。このように、本開示の一態様に係るフレキシブル導光基板１００は、その側面側に少なくとも１つの発光源（例えば発光素子）を備えている。換言すれば、フレキシブル導光基板１００は、第１〜第３の単位伸縮構造１００Ａ’〜Ｃ’に起因して高い伸縮特性を呈しつつも、単位伸縮構造と光学的に接続された発光源１９０（例えば発光素子）を含んだ基板として供されている。
【００５７】
例えば、発光源１９０として発光素子（例えば発光ダイオード）がフレキシブル導光基板１００の側面側に設けられた場合、フィルム状樹脂材の側方から光が入射されることになる。入射された光は、第１単位伸縮構造１００Ａ’、第２単位伸縮構造１００Ｂ’および第３単位伸縮構造１００Ｃ’の各々の中心部１２０を通るように旋回状湾曲ストリップ１５０を介して伝播するため、かかる中心部１２０および旋回状湾曲ストリップ１５０が発光することになる。その結果、フレキシブル導光基板１００が全体として面状に発光する。このようなフレキシブル導光基板１００は、伸縮特性を呈するものであり、例えば機器の筐体の立体曲面や駆動部周囲あるいは人体の大きく伸縮する部位などに設置自在・装着自在で設けることができる。
【００５８】
尚、かかる実施形態では、中心部１２０および旋回状湾曲ストリップ１５０の各々は、主面のおもて面、またはおもて・裏両面にて更なる樹脂層（フィルム状樹脂材を成す層とは別の層）を備えていてよい。かかる場合、更なる樹脂層が、フィルム状樹脂材を成す層よりも低い屈折率を有することが望ましい。フレキシブル導光基板１００の側面側に配された光源からフィルム状樹脂材を成す層へと入射した光に対して反射層として更なる樹脂層が機能し得るからである。このような「より低い屈折率を有する更なる樹脂層」によって入射光がフィルム状樹脂材から外部へと漏出することを防止でき、フレキシブル導光基板１００の発光効率をより高めることができる。ある態様では、「より低い屈折率を有する更なる樹脂層」を裏面のみに配することで、おもて面において光出射するフレキシブル導光基板１００とすることができる。なお、屈折率が互いに異なる２つの層をフィルム状樹脂材が備えていると解することもできることは言うまでもない。
【００５９】
“フレキシブル導光基板”の態様は種々のものが考えられる。例えば、図１１Ａ〜１１Ｃに示すようなものも考えられる。具体的にいうと、フレキシブル導光基板１００は、マトリックス状に配置された複数の単位伸縮構造１００’を有するところ、図１１Ａ〜１１Ｃに示すように、所定方向に複数の光を側面から入射させる複数の発光素子を備えるものであってよい。かかる態様であっても、光は複数の単位伸縮構造１００’（旋回状湾曲ストリップ１５０および中心部１２０）を通るように伝播するため、基板が全体として発光することになる。尚、図１１Ｂに示されるフレキシブル導光基板１００は、特に低屈折率樹脂（例えば、反射層）を備えたものであり、図１１Ｃに示されるフレキシブル導光基板１００は、特に“封入樹脂層１１０”として高伸性樹脂を備えたものである。
【００６０】
（第２実施形態）
第２実施形態は、特に“フレキシブル光導波路基板”として用いられる光学基板に関する。
【００６１】
第２実施形態に係るフレキシブル光導波路基板１００は、図１２に示すように一方向に並んで設けられた第１単位伸縮構造１００Ａ’、第２単位伸縮構造１００Ｂ’および第３単位伸縮構造１００Ｃ’から構成されたフィルム状樹脂材から成っている。第１単位伸縮構造１００Ａ’、第２単位伸縮構造１００Ｂ’および第３単位伸縮構造１００Ｃ’の各々は、中心部１２０と２つの旋回状湾曲ストリップ１５０とを備えている。２つの旋回状湾曲ストリップ１５０の各々は、その一端が中心部１２０と接続されており、中心部１２０の外周に沿って旋回するように湾曲している。フレキシブル光導波路基板１００の伸張に伴って、中心部１２０の外周に沿って設けられた旋回状湾曲ストリップ１５０の曲率は、伸縮前と比べて小さくなるように変化する。つまり、旋回状湾曲ストリップ１５０は、中心部１２０の外周から離れるように伸張することになる。一方、中心部１２０では、伸張時に形状変化を伴わない。従って、フレキシブル光導波路基板１００は、中心部１２０の外周に沿って設けられた旋回状湾曲ストリップの曲率変化に起因して伸縮自在となっている。
【００６２】
図１２に示されるように、第１単位伸縮構造１００Ａ’と第２単位伸縮構造１００Ｂ’とでは、第１単位伸縮構造１００Ａ’の一方の旋回状湾曲ストリップ１５０と第２単位伸縮構造１００Ｂ’の一方の旋回状湾曲ストリップ１５０とが接続されている。また、第１単位伸縮構造１００Ａ’では、他方の旋回状湾曲ストリップ１５０の一端が発光源１９０（例えば発光素子）と光学的に接続されている。発光源１９０となる発光素子としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光を発するものが用いられ、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源がそれぞれ基板に接続されていてよい。そして、第２単位伸縮構造１００Ｂ’と第３単位伸縮構造１００Ｃ’とでは、第２単位伸縮構造１００Ｂ’の他方の旋回状湾曲ストリップ１５０と第３単位伸縮構造１００Ｃ’の一方の旋回状湾曲ストリップ１５０とが接続されている。更には、第３単位伸縮構造１００Ｃ’では、他方の旋回状湾曲ストリップ１５０の一端が受光素子１９５と光学的に接続されている。このように、本開示に係るフレキシブル光導波路基板１００は、その側面側に発光素子と受光素子とが対を成すようにそれぞれ少なくとも１つ設けられており、かかる対を成す発光素子と受光素子とが単位伸縮構造によって光学的に互いに接続されている。換言すれば、フレキシブル光導波路基板１００は、第１〜第３の単位伸縮構造１００Ａ’〜Ｃ’に起因して高い伸縮特性を呈しつつも、単位伸縮構造と光学的に接続された発光素子１９０および受光素子１９５を含んだ基板として供されている。尚、本開示における「光学的に接続」とは、光または光信号などが伝わるように接続されていることを意味している。
【００６３】
例えば、発光源１９０として発光素子（例えば発光ダイオード）がフレキシブル光導波路基板１００の側面側に設けられ、それと対を成すように受光素子１９５が設けられた場合を想定する。光信号はフィルム状樹脂材の側方から入射されるところ、入射した光信号が第１単位伸縮構造１００Ａ’、第２単位伸縮構造１００Ｂ’および第３単位伸縮構造１００Ｃ’の各々の中心部１２０を通るように旋回状湾曲ストリップ１５０を介して伝播し、最終的には受光素子１９５に達することになる。つまり、入射した光信号は複数の単位伸縮構造を介して受光素子まで伝送されるので、基板１００が発光素子／受光素子間を光信号でつなぐ光配線として機能し得る。このようなフレキシブル光導波路基板１００は、伸縮特性を呈するものであり、例えば機器の筐体の立体曲面や駆動部周囲，あるいは人体の大きく伸縮する部位に設置自在・装着自在で設けることができる。
【００６４】
尚、かかる実施形態であっても、中心部１２０および旋回状湾曲ストリップ１５０の各々は、主面のおもて面、おもて・裏両面、更には側面などに更なる樹脂層（フィルム状樹脂材を成す層とは別の層）を備えていてよい。かかる場合、更なる樹脂層が、フィルム状樹脂材を成す層よりも低い屈折率を有することが望ましい。光信号の閉じ込め効果が奏され得るからである。「より低い屈折率を有する更なる樹脂層」によって、光信号を導くことができ、結果としてフレキシブル光導波路フィルムの光伝送効率が向上し得る。よって、本開示の一態様に係るフレキシブル光導波路基板１００では、例えば生体センシング等により得られた微弱な電気信号を光信号へと変換でき、高速・低ノイズで面状に光が伝播されることになる。なお、屈折率が互いに異なる２つの層をフィルム状樹脂材が備えていると解することもできることは言うまでもない。
【００６５】
“フレキシブル光導波路基板１００”の態様は種々のものが考えられる。例えば、図１３Ａおよび１３Ｂに示すようなものも考えられる。具体的にいうと、フレキシブル光導波路基板１００は、マトリックス状に配置された複数の単位伸縮構造１００’を有するところ、図１３Ａおよび１３Ｂに示すように、複数の発光素子からそれぞれ複数の光信号を側面から入射させることになる。かかる態様であっても、光信号は複数の単位伸縮構造１００’（旋回状湾曲ストリップ１５０および中心部１２０）を通るように伝播するため、発光素子と対を成す受光素子によって信号が受け取られることになる。図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるように、本開示の一態様に係るフレキシブル光導波路基板１００では、コア（すなわち高屈折率領域）−クラッド（すなわち低屈折率領域）が特異な形態を有している。具体的には、図１３Ａに示されるように、中心部およびストリップの各々において、高屈折率領域の層１７０を挟み込むように低屈折率領域の２つの層１８０Ａ、１８０Ｂが対向するように設けられていると共に、その対向する２つの層を互いに連結するように中心部およびストリップの各々の周縁部にて更なる低屈折率領域１８０Ｃが設けられている（図９（ｄ）も併せて参照のこと）。尚、図１３Ｂに示されるフレキシブル光導波路基板１００は、特に“封入樹脂層１１０”として高伸性樹脂が用いられた形態を有している。
【００６６】
［フレキシブル光学基板の製造方法］
次に、図１４を参照して、フレキシブル光学基板の製造方法について説明する。
【００６７】
本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板は、中心部とストリップとから構成された単位伸縮構造を有する基板であり、かかる単位伸縮構造自体がフィルム状樹脂材から構成されている。よって、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板は樹脂シートから製造することができる。具体的には、図１４（Ｉ）および（ＩＩ）に示すように、樹脂シートにパターニング処理を施すことによって「中心部とストリップとを含むフィルム状樹脂材から構成された単位伸縮構造」を得ることができる。パターニング処理は、例えば樹脂シートが感光性シートである場合、パターンが描画されたガラスマスクまたはフィルムマスクを介してＵＶなどの露光を行ったのち現像処理を施すことによって実施できる。また、パターニング処理は、パンチャー打抜き加工またはレーザーカット加工などによって樹脂シートを一括して切り抜くことによって行ってもよい。更にいえば、樹脂シートを特に用いずに印刷処理で「中心部とストリップとを含むフィルム状樹脂材から構成された単位伸縮構造」を直接的に形成してもよい。例えば、ある支持基材上に樹脂材をフィルム状に所望形状で印刷してよい。
【００６８】
フレキシブル光学基板に対して封入樹脂層を設ける場合では、図１４の最左側に示すように、基板が全体的に封入されるように封入樹脂層１１０を形成する。例えば、フレキシブル光学基板全体をエラストマー材で覆うように設けてよい。ある１つの態様では、フレキシブル光学基板の伸縮性を確保するために、ストリップ同士の間隙部分に位置付けられたエラストマー材の厚さを、ストリップおよびその上に位置づけられたエラストマー材の合計厚さよりも薄くする。あくまでも例示にすぎないが「中心部とストリップとを含むフィルム状樹脂材から構成された単位伸縮構造」に対して、エラストマー材の前駆体溶液をスプレーコートすることによってフレキシブル光学基板全体をエラストマー材で覆うことができる。また、エラストマー材の前駆体溶液についていえば、「ストリップ同士の間隙部分に塗布するエラストマー材の前駆体溶液の濃度」と「中心部およびストリップ上に塗布するエラストマー材の前駆体溶液の濃度」とを互いに変えてもよい。
【００６９】
フレキシブル光学基板が“フレキシブル導光基板”である場合、図１４（ＩＩ溝加工）に示すように、光出射面の反対側面に多数の微細溝部１３０を形成してよい。かかる溝部の形成方法は、常套的な導光板の微細溝部の形成方法と同様であってよい。図示するように、多数の微細溝部１３０を備えたフレキシブル導光基板に対しても封入樹脂層１１０を設けてもよい。
【００７０】
フレキシブル光学基板が“フレキシブル光導波路基板”である場合、図１４（ＩＩコア−クラッド）に示すように、「相対的に大きい光屈折率を有する層（例えばコア層）１７０」と、その周囲に位置付けられた「相対的に小さい光屈折率を有する層（例えばクラッド層）１８０」が得られるように更なる樹脂材を供してよい。例えば、当該フィルム状樹脂材（相対的に大きい光屈折率を有する）を更なる樹脂材（相対的に小さい光屈折率）の前駆体液に浸漬させ、次いで、硬化処理（加熱硬化または光硬化などの処理）に付することによって、「相対的に大きい光屈折率を有する層（コア層）１７０」と、その周囲に位置付けられた「相対的に小さい光屈折率を有する層（クラッド層）１８０」を有するフレキシブル光導波路基板１００を得ることができる。尚、図示するように、かかるフレキシブル光導波路基板１００に対しても封入樹脂層１１０を設けてもよい。
【００７１】
フレキシブル光学基板が“フレキシブル導光基板”であって、光出射面の反対側面に反射層１４０が設けられている場合、あるいは、それに加えて光出射面に光拡散層１６０が設けられている場合では、図１４（ＩＩ反射層）および１４（ＩＩ拡散層）に示すように、樹脂シートのパターニング処理の前に、「反射層の前駆体層１４０’」および「光拡散層の前駆体層１６０’」を形成しておいてよい。つまり、図示するように２層構造および３層構造を予め得ておいてからパターニング処理を実施してよい。かかる前駆体層の形成自体は、常套的な手法を利用してもよい。例えば、前駆体層の原料がシート形態を有する場合は真空ラミネートなどの装置を用いて張り合わせ処理を行って前駆体層を形成してよく、あるいは、前駆体層の原料が液体形態を有する場合はスピンコートなどの装置によって一定膜厚が得られるように塗布・乾燥により形成してよい。
【００７２】
以上、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板について説明してきたが、本開示はこれに限定されることなく、特許請求の範囲に規定される発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が当業者によってなされると理解されよう。
【００７３】
例えば、図３Ａ〜図７Ｂなどに示された態様では、マトリックス状に配置された複数の単位伸縮構造１００’について、隣接する単位伸縮構造同士の隙間が比較的小さいが（即ち、比較的“密”に複数の単位伸縮構造が配列されているが）、本開示は必ずしもそれに限定されるわけではない。図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、隣接する単位伸縮構造同士の隙間が比較的大きいものであってもよい（即ち、比較的“粗”に複数の単位伸縮構造が配列されていてもよい）。
【００７４】
また、本開示においてはフレキシブル導光基板の光取出しが図１６に示すような態様であってもよい。つまり、単位伸縮構造を構成する中心部および／またはストリップの側面がテーパ形状を有していてよく、テーパ形状に起因した、ある望ましい光取り出しを行ってもよい。より具体的には、図１６は、高屈折率領域の層１７０を挟み込むように低屈折率領域の２つの層１８０Ａ、１８０Ｂが対向するように設けられたフレキシブル導光基板の断面を示している。図示されるように、かかる積層構造にテーパ形態の空隙部が存在することによって、ある所定の方向に光を効率的に取り出すことが可能となる。
【００７５】
更には、単位伸縮構造１００’に導電性層を設け、それを反射層あるいは電気配線層として併用してもよい。導電性層の材質は特に制限するわけではないが、銀（Ａｇ）を挙げることができる他、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）および／またはクロム（Ｃｒ）なども挙げることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素含有酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）、酸化白金（ＰｔＯ２）などの導電性酸化物材料であってもよく、更には、ポリチオフェン系および／またはポリアニリン系などの導電性高分子材料であってもよい。導電性層が設けられる場合、絶縁性材料によって被覆処理または封止処理を施すことが望ましく、それゆえ、“封入樹脂層”を設けることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板は、ウェアラブル機器などの分野を含むエレクトロニクス機器で利用することができる他、ヘルスケア分野、医療分野および介護分野などにおいても利用することができる。
【００７７】
特に、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板は、「点光源を面発光体として機能させる導光板」として用いることができる。かかる場合、液晶ディスプレイなどの表示装置のバックライト、照明、広告表示板、電飾看板、電飾掲示板、イルミネーション等に用いることができる（特に、本開示の一態様に係る導光板は、可撓性および伸縮性を呈し得るので、円弧状または波状などの意匠性が高い曲面形態を有するディスプレイ、照明、看板等に用いることができる）。更には、本開示の一態様に係るフレキシブル光学基板は、「光信号を樹脂コア内部に閉じ込めることにより光通信を行う光導波路」としても用いることができる。同様にして、可撓性および伸縮性を呈し得るので、本開示の一態様に係る光導波路は種々の用途に用いることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００    フレキシブル光学基板（例えばフレキシブル導光基板またはフレキシブル光導波路基板）
１００’  単位伸縮構造
１００Ａ’〜１００Ｃ’  第１〜第３の単位伸縮構造
１１０    封入樹脂層
１２０    中心部
１３０    溝部
１４０    反射層
１４０’  反射層の前駆体層
１５０    ストリップ
１５５Ａ  中心部とストリップとの間の隙間
１５５Ｂ  ストリップ間の隙間
１６０    光拡散層
１６０’  光拡散層の前駆体層
１７０    相対的に大きい光屈折率を有する層
１８０    相対的に小さい光屈折率を有する層
１８０Ａ、１８０Ｂ  相対的に小さい光屈折率を有する対向層
１８０Ｃ  更なる低屈折率領域
１９０    発光源（例えば発光素子）
１９５    受光素子
【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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