本申請(qǐng)涉及柔性光學(xué)基板。更詳細(xì)來說，本申請(qǐng)涉及呈現(xiàn)出伸縮特性的柔性光學(xué)基板。

背景技術(shù)：

近年來，伴隨著電子器件的小型化/薄型化，大量使用了具有撓性的柔性基板。除了一直以來要求小型化的移動(dòng)設(shè)備以外，還研究了在各種設(shè)備中利用具有撓性特性的基板。例如，正在研究在需要可追隨使用者的動(dòng)作之類的柔性特性的可穿戴設(shè)備等中利用。

作為設(shè)想的可穿戴設(shè)備，可以列舉出：通過與人體貼緊而能進(jìn)行高精度的傳感的傳感器器件；以及可追隨人體的動(dòng)作和三維的凹凸的顯示器件等。對(duì)于這種器件，要求無困難地安裝到人體的關(guān)節(jié)和可移動(dòng)部，重視適合于使用者的動(dòng)作的安裝感和設(shè)計(jì)等。因此，對(duì)于在可穿戴設(shè)備中展開的柔性基板，要求除了具有撓性以外還具有伸縮性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-71562號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2004-349002號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2013-145842號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2014-162124號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2011-070777號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

本申請(qǐng)?zhí)峁┠軌蛴米鞴鈱W(xué)基板的柔性的柔性光學(xué)基板。

用于解決問題的手段

本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施方式的柔性光學(xué)基板具備多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)分別具備膜狀樹脂材料，所述膜狀樹脂材料包含中心部和設(shè)置于所述中心部的外側(cè)的一個(gè)或多個(gè)帶材，所述一個(gè)或多個(gè)帶材分別以一端與所述中心部連接，所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)分別具有間隙，相互相鄰的兩個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)通過所述兩個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的帶材中的至少一部分帶材來連結(jié)。

發(fā)明效果

本申請(qǐng)的柔性光學(xué)基板為柔性，并且能夠用作光學(xué)基板。

附圖說明

圖1是示意性地示出本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板的構(gòu)成的俯視示意圖和剖視圖。

圖2是用于對(duì)直到設(shè)計(jì)出本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板為止的前階段中的構(gòu)思進(jìn)行說明的示意圖。

圖3(A)和(B)是示意性地示出多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的配置形態(tài)的俯視示意圖。

圖4是示意性地示出具有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)以矩陣狀配置的形態(tài)的柔性光學(xué)基板的立體圖。

圖5是示意性地示出具有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)以矩陣狀配置的形態(tài)的柔性光學(xué)基板的立體圖。

圖6(A)～(D)是示出多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的各種形態(tài)的俯視示意圖。

圖7(A)和(B)是示出多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的各種形態(tài)的俯視示意圖。

圖8是用于對(duì)進(jìn)一步具有密封樹脂層的柔性光學(xué)基板進(jìn)行說明的示意圖。

圖9是示意性地示出用作“柔性導(dǎo)光基板”或“柔性光波導(dǎo)基板”的柔性光學(xué)基板的構(gòu)成的示意圖和剖視圖。

圖10是示意性地示出柔性導(dǎo)光基板的構(gòu)成的俯視示意圖。

圖11(A)～(C)是示意性地示出柔性導(dǎo)光基板的另一個(gè)優(yōu)選構(gòu)成的俯視示意圖。

圖12是示意性地示出柔性光波導(dǎo)基板的構(gòu)成的俯視示意圖。

圖13(A)和(B)是示意性地示出柔性光波導(dǎo)基板的另一個(gè)優(yōu)選構(gòu)成的俯視示意圖。

圖14是示意性地示出柔性光學(xué)基板的各種制造方法的剖視工序圖。

圖15(A)和(B)是示出多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的變更方案的俯視示意圖。

圖16是用于對(duì)“利用了錐形的光提取”的方案進(jìn)行說明的圖。

符號(hào)說明

100 柔性光學(xué)基板(例如柔性導(dǎo)光基板或柔性光波導(dǎo)基板)

100’ 單位伸縮結(jié)構(gòu)

100A’～100C’ 第1～第3單位伸縮結(jié)構(gòu)

110 密封樹脂層

120 中心部

130 槽部

140 反射層

140’ 反射層的前體層

150 帶材

155A 中心部與帶材之間的間隙

155B 帶材之間的間隙

160 光漫射層

160’ 光漫射層的前體層

170 具有相對(duì)大的光折射率的層

180 具有相對(duì)小的光折射率的層

180A、180B 具有相對(duì)小的光折射率的相向?qū)?/p>

180C 其他低折射率區(qū)域

190 發(fā)光源(例如發(fā)光元件)

195 受光元件

具體實(shí)施方式

(作為本申請(qǐng)的基礎(chǔ)的見解)

本申請(qǐng)的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)將呈現(xiàn)出伸縮性的柔性基板用作“導(dǎo)光板”和“光波導(dǎo)”等光學(xué)基板時(shí)，存在某種特有的問題，并設(shè)計(jì)出了本申請(qǐng)。具體來說，本申請(qǐng)的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)對(duì)用作“導(dǎo)光板”和“光波導(dǎo)”的柔性基板賦予伸縮性時(shí)，產(chǎn)生與“撓性”和“伸縮性”有關(guān)的問題。特別是，當(dāng)彎曲時(shí)(例如以折彎的方式彎曲時(shí))和/或伸縮時(shí)，大多給基板帶來不合理的應(yīng)力。由此，柔性基板的光學(xué)特性減低，或者柔性基板容易以物理方式損傷、斷裂。

導(dǎo)光板通常被構(gòu)成為實(shí)心板狀，在賦予折彎或伸縮等時(shí)應(yīng)力容易集中于折彎部等一部分部位。因此，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行伸縮等時(shí)，光學(xué)特性在導(dǎo)光板的某個(gè)局部部位有可能會(huì)受損，或者導(dǎo)光板在上述局部部位有可能發(fā)生損傷、斷裂。這種現(xiàn)象在光波導(dǎo)的情況下也是相同的。另外，在導(dǎo)光板的表面或背面設(shè)置有擴(kuò)散片或反射層等的多層結(jié)構(gòu)的形態(tài)中進(jìn)行了伸縮等。由此，應(yīng)力特別容易集中于由這種多層結(jié)構(gòu)或凹凸形狀所引起的局部部分，有可能會(huì)引起界面剝離或龜裂。

另外，就“撓性”來說，從基板的材質(zhì)和構(gòu)成等方面考慮，限制較大。例如，在使用了對(duì)導(dǎo)光板/光波導(dǎo)缺乏撓性的樹脂材料的情況下，需要預(yù)先獲得所期望的形狀，或者為了表現(xiàn)出撓性而需要減小厚度等的大小。就更具體的示例來說，在將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯等缺乏撓性的樹脂材料用于導(dǎo)光板的情況(即，使用透明性高、適合作為光學(xué)材料但缺乏撓性的樹脂材料的情況)下，需要預(yù)先獲得曲面形狀等所期望的形狀，或者需要減薄導(dǎo)光板的厚度。但是，為了預(yù)先獲得所期望的形狀，需要針對(duì)各成型品的模具加工，會(huì)引起制造時(shí)間和成本的增大，而且無法使其變形為除了所決定的形狀以外來進(jìn)行配置。另外，當(dāng)超過必要程度地減小導(dǎo)光板/光波導(dǎo)的尺寸時(shí)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)不利地降低，有可能引起斷裂、損傷。

本申請(qǐng)的發(fā)明者們?yōu)榱颂峁?duì)用作光學(xué)基板的柔性基板來說理想的技術(shù)，進(jìn)行了深入研究。更具體來說，本申請(qǐng)的發(fā)明者們?yōu)榱颂峁┯兄趯?shí)現(xiàn)可呈現(xiàn)出與現(xiàn)有的柔性基板不同的伸縮性并且具有高可靠性的光學(xué)基板的技術(shù)，進(jìn)行了深入研究。

因此，本申請(qǐng)的發(fā)明者們并不是以現(xiàn)有技術(shù)的延伸的方式進(jìn)行對(duì)應(yīng)，而是以新的方向進(jìn)行處理，由此嘗試了達(dá)到上述目的。其結(jié)果是，設(shè)計(jì)出了可解決上述問題的柔性光學(xué)基板。本申請(qǐng)?zhí)峁?duì)用作光學(xué)基板的柔性基板來說理想的技術(shù)。具體來說，通過本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施方式的柔性光學(xué)基板，在彎曲時(shí)和/或伸縮時(shí)向基板難以產(chǎn)生不合理的應(yīng)力，基板發(fā)生損傷、斷裂的可能性降低。

本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板具備多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)分別具備膜狀樹脂材料，所述膜狀樹脂材料包含中心部和設(shè)置于該中心部的外側(cè)的一個(gè)或多個(gè)帶材，所述一個(gè)或多個(gè)帶材分別以一端與所述中心部連接，所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)分別具有間隙，相互相鄰的兩個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)通過所述兩個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的帶材中的至少一部分帶材來連結(jié)。

所述一個(gè)或多個(gè)帶材可以分別具有至少部分彎曲后的形態(tài)。另外，所述一個(gè)或多個(gè)帶材可以分別以在所述中心部的周圍旋轉(zhuǎn)的方式彎曲。將所述相互相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)彼此連接的所述至少一部分帶材可以按照具有拐點(diǎn)的方式彎曲。通過所述一個(gè)或多個(gè)帶材的曲率變化，從而所述柔性光學(xué)基板可以自由伸縮。所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)可以沿著一定方向排列，還也可以沿著一定方向和與該一定方向交叉的方向排列。所述柔性光學(xué)基板可以進(jìn)一步具備整體密封所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的密封樹脂層。所述密封樹脂層可以為比所述膜狀樹脂材料更軟質(zhì)的樹脂材料的層。

所述柔性光學(xué)基板可以為柔性導(dǎo)光基板或柔性光波導(dǎo)基板。所述中心部和/或所述一個(gè)或多個(gè)帶材可以分別具備第1區(qū)域和第2區(qū)域，所述第1區(qū)域包含具有第1光折射率的樹脂，所述第2區(qū)域包含具有比所述第1光折射率更低的第2光折射率的樹脂。所述柔性光學(xué)基板為所述柔性導(dǎo)光基板，所述中心部和/或所述一個(gè)或多個(gè)帶材分別具有射出光的第1面和設(shè)置于所述第1面的相反側(cè)的第2面，所述柔性光學(xué)基板可以進(jìn)一步具備反射層，所述反射層設(shè)置于所述中心部和/或所述一個(gè)或多個(gè)帶材的所述第2面，并且所述反射層為具有比所述膜狀樹脂材料更低的折射率的樹脂層。

所述柔性光學(xué)基板為所述柔性導(dǎo)光基板，所述中心部和/或所述一個(gè)或多個(gè)帶材分別具有射出光的第1面，所述柔性光學(xué)基板可以進(jìn)一步具備設(shè)置于所述中心部和/或所述帶材的所述第1面的光漫射層。所述柔性光學(xué)基板為所述柔性導(dǎo)光基板，柔性光學(xué)基板可以進(jìn)一步具備設(shè)置于所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的側(cè)面?zhèn)鹊闹辽僖粋€(gè)發(fā)光元件。

所述柔性光學(xué)基板為所述柔性光波導(dǎo)基板，在所述中心部和/或所述一個(gè)或多個(gè)帶材各自中，所述第1區(qū)域可以為層狀的區(qū)域，所述第2區(qū)域可以具備夾住所述第1區(qū)域的兩個(gè)層和設(shè)置于該中心部或帶材的周邊部并將所述兩個(gè)層相互連結(jié)的區(qū)域。所述柔性光學(xué)基板為所述柔性光波導(dǎo)基板，所述柔性光學(xué)基板可以具備至少一組發(fā)光元件和受光元件，所述至少一組發(fā)光元件和受光元件通過所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)來在光學(xué)上相互連接。所述發(fā)光元件可以設(shè)置于所述多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的第1側(cè)面?zhèn)?，所述受光元件可以設(shè)置于與所述第1側(cè)面?zhèn)炔煌牡?側(cè)面?zhèn)取?/p>

現(xiàn)有的導(dǎo)光板或光波導(dǎo)等在進(jìn)行折彎或伸縮時(shí)，應(yīng)力容易集中于折彎部和伸縮部等局部部位，導(dǎo)致光學(xué)特性的降低和/或損傷、斷裂等。通過本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板，當(dāng)被拉長時(shí)，由于帶材的形態(tài)變化(特別是，以帶材的曲率發(fā)生變化的方式使帶材發(fā)生形態(tài)變化)而使得基板伸長，因而應(yīng)力不會(huì)集中于特定的一點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)基板伸長和/或基板彎曲。即，應(yīng)力不會(huì)集中于某個(gè)局部部位，因而避免了光學(xué)特性的降低和/或基板的損傷、斷裂等。另外，由于這樣實(shí)現(xiàn)了合理的伸長和彎曲，因而不需要以所需程度以上減薄基板以賦予撓性。就基板的拉伸率來說，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板通過變化帶材的形態(tài)(例如，增加以旋轉(zhuǎn)的方式彎曲的帶材的彎曲形態(tài)、旋轉(zhuǎn)數(shù)或卷繞數(shù)等)，能夠獲得大的拉伸率。

另外，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板在伸長方向上自由度較高。因此，還能夠?qū)⒒鍙澢汕鏍詈?或進(jìn)行伸長。即，不特別需要預(yù)先將樹脂基板成型為曲面形狀等。此外，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板不存在因帶材的形態(tài)變化(特別是引起帶材的曲率變化的形態(tài)變化)而使應(yīng)力集中于一點(diǎn)的情況，而能夠?qū)⒒鍙澢蛏扉L，因而也可以積極地將透明性優(yōu)異但缺乏撓性的樹脂材料等用作基板材料。

下面，參照附圖對(duì)本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖所示的各種要素只不過為了理解本申請(qǐng)而示意性地進(jìn)行了表示，尺寸比和外觀等可能與實(shí)物不同，對(duì)此請(qǐng)留意。

[本申請(qǐng)的柔性光學(xué)基板]

圖1示意性地示出本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100的構(gòu)成。如圖所示，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100由多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’構(gòu)成。單位伸縮結(jié)構(gòu)100’是用于至少表現(xiàn)出基板伸縮的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。上述單位伸縮結(jié)構(gòu)100’成為了柔性光學(xué)基板100的基本結(jié)構(gòu)，因而基板呈現(xiàn)出伸縮特性和/或彎曲特性。即，本申請(qǐng)中所說的“單位伸縮結(jié)構(gòu)”是指用于表現(xiàn)出基板伸縮和/或基板彎曲等特性的最小單位的基板結(jié)構(gòu)。

本說明書中，“柔性光學(xué)基板”是指利用光的柔性基板。例如，“柔性光學(xué)基板”是以射入的光或光信號(hào)等在基板中傳播或前進(jìn)的方式構(gòu)成的柔性基板。

單位伸縮結(jié)構(gòu)100’由膜狀樹脂材料形成，所述膜狀樹脂材料由中心部120和帶材150構(gòu)成。更具體來說，單位伸縮結(jié)構(gòu)100’由膜狀樹脂材料形成，所述膜狀樹脂材料由“中心部120”和“一端與中心部連接且設(shè)置于中心部的外側(cè)的一個(gè)或多個(gè)帶材150”構(gòu)成。由圖示的方案可知，“中心部120”在單位伸縮結(jié)構(gòu)中占據(jù)相對(duì)廣泛的區(qū)域，以在其周邊占據(jù)相對(duì)狹小的區(qū)域的方式設(shè)置有“帶材150”。如圖所示，本說明書中使用的“帶材”是指整體上具有細(xì)長形態(tài)的構(gòu)件，特別是指在同一平面上細(xì)長地延伸的樹脂構(gòu)件。

本方案的單位伸縮結(jié)構(gòu)由膜狀樹脂材料形成。由此，“中心部120”和“帶材150”雙方均由樹脂形成，并且具有膜狀、厚度薄的形態(tài)。在某個(gè)方案中，“中心部120”和“帶材150”雙方均僅由樹脂形成。即，單位伸縮結(jié)構(gòu)形成了樹脂結(jié)構(gòu)體，“中心部120”和“帶材150”雙方成為了樹脂構(gòu)件。本申請(qǐng)中，“膜狀”是指中心部120和帶材150的厚度為幾十μm～幾mm左右。雖然只不過是例示，但“中心部120”和“帶材150”的具體厚度可以為約0.1mm～約5mm左右。在某個(gè)方案中，中心部120和帶材150由相同的片構(gòu)件等形成，因而它們的厚度實(shí)質(zhì)上相同。另外，出于同樣的理由，在外力不特別起作用的情況下，中心部120和帶材150實(shí)質(zhì)上位于同一平面上。

只要有助于膜形態(tài)，則對(duì)構(gòu)成單位伸縮結(jié)構(gòu)的膜狀樹脂材料的材質(zhì)沒有特別限制。若進(jìn)行例示，則可以由選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)和液晶聚合物中的至少一種樹脂形成膜狀樹脂材料。此外，若特別重視透明性等光學(xué)特性和/或成型特性等，則優(yōu)選由選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、硅橡膠、丙烯酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂和氟系樹脂中的至少一種樹脂形成膜狀樹脂材料。另外，聚氨酯橡膠和聚氨酯系彈性體之類的透明橡膠等也可以用作膜狀樹脂材料的材質(zhì)。

就本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100來說，相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)彼此通過帶材150來連結(jié)。具體來說，相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’介由帶材150相互連結(jié)。由圖示的方案可知，相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’分別以相互共有帶材150的方式連接，因而相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’實(shí)質(zhì)上為無縫連結(jié)的形態(tài)。

在單位伸縮結(jié)構(gòu)100’設(shè)置有間隙。如圖1所示，優(yōu)選至少在中心部120與帶材150之間設(shè)置有間隙155A。即，具有中心部120和帶材150相互隔離開的形態(tài)。如圖所示，就單位伸縮結(jié)構(gòu)來說，間隙155A可以間隔寬度的大小等大致固定，或者整體上具有對(duì)稱的形態(tài)。另外，如圖1所示，更優(yōu)選在帶材彼此之間也設(shè)置有間隙155B。即，優(yōu)選帶材彼此相互不重疊，而隔開間隔來進(jìn)行延伸。如圖所示，就單位伸縮結(jié)構(gòu)來說，間隙155B可以間隔寬度的大小等大致固定，或者整體上具有對(duì)稱的形態(tài)。

單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的帶材150以具有細(xì)長形態(tài)的方式延伸，但也可以具有至少部分彎曲的形態(tài)。即，可以不是以中心部120為起點(diǎn)而以直線狀延伸，而是按照以非直線狀光滑地彎曲的方式延伸。以更具體的形態(tài)來說，優(yōu)選在中心部120和帶材150實(shí)質(zhì)上位于同一平面上的狀態(tài)下，帶材150按照從中心部120以非直線狀光滑地彎曲的方式延伸。

本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100優(yōu)選通過帶材150的曲率變化來自由伸縮。即，在某個(gè)方案中，在拉長柔性光學(xué)基板100或使其恢復(fù)時(shí)，單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的帶材150的曲率發(fā)生變化。特別是，伴隨著柔性基板100的伸長，位于中心部120的外側(cè)的帶材150的曲率與伸縮前相比變小。

在某個(gè)方案中，帶材150整體上具有彎曲的形態(tài)。例如，如圖1所示，帶材150可以按照在中心部120的周圍旋轉(zhuǎn)的方式彎曲。即，在中心部120和帶材150實(shí)質(zhì)上位于同一平面上的狀態(tài)下，帶材150可以按照卷繞的方式從中心部120延伸。在該情況下，優(yōu)選在中心部120和帶材150之間設(shè)置有間隙155A，同時(shí)在具有旋轉(zhuǎn)形態(tài)或卷繞形態(tài)的帶材彼此150之間也設(shè)置有間隙155B。在旋轉(zhuǎn)形態(tài)或卷繞形態(tài)的情況下，通過調(diào)整帶材的旋轉(zhuǎn)數(shù)/卷繞數(shù)等，能夠調(diào)整基板的拉伸率。例如，通過增加帶材的旋轉(zhuǎn)數(shù)/卷繞數(shù)，能夠增大基板的拉伸率。

帶材150按照在中心部120的周圍旋轉(zhuǎn)的方式彎曲的形態(tài)是基于圖2所示的構(gòu)思。具體來說，如圖2所示，基于下述構(gòu)思：當(dāng)按照在中心部的周圍例如以順時(shí)針方向(或逆時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn)而彎曲的帶材來設(shè)計(jì)基板形態(tài)時(shí)，能夠使應(yīng)力不集中于一處而分散。

由圖示的方案可知，在相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)之間，帶材150從其一端屬于一個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的中心部120的外周延伸，另一端與另一個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)的帶材連接。例如，在圖1所示的柔性光學(xué)基板100中，帶材150具有沿著中心部120的外周彎曲約180度的形態(tài)。本申請(qǐng)中，可以將中心部120的中心作為基點(diǎn)，將帶材150以沿著中心部的外周彎曲的方式設(shè)置的部分的角度作為彎曲中心角。據(jù)認(rèn)為上述彎曲中心角有各種情況。例如，帶材150可以按照沿著中心部120的外周彎曲約30度的方式設(shè)置，或者也可以按照沿著中心部120的外周彎曲約90度的方式設(shè)置。為了增加相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)的配置圖案，優(yōu)選帶材150沿著中心部120的外周彎曲約60度以上。進(jìn)一步來說，帶材150也可以按照沿著中心部120的外周彎曲約360度以上的方式設(shè)置。在帶材150沿著中心部120的外周彎曲約360度以上的情況下，帶材可具有沿著中心部的外周更明確地進(jìn)行了卷繞的形態(tài)。雖然只不過是例示，但帶材150也可以為沿著中心部120的外周卷繞一至三周左右的形態(tài)。

在本申請(qǐng)的柔性光學(xué)基板100的某個(gè)方案中，中心部120的中心(中央點(diǎn))與帶材150的彎曲中心實(shí)質(zhì)上是一致的(特別是伸縮前)。另外，在另一方案中，至少兩個(gè)帶材150以相對(duì)于中心部120的中央點(diǎn)對(duì)稱的方式配置。

如上所述，伴隨著柔性光學(xué)基板100的伸長，單位伸縮結(jié)構(gòu)的帶材150的曲率與伸縮前相比變小。此處所說的“曲率”是指帶材的彎曲形狀的曲率(即“帶材的彎曲程度/彎曲情況”)，上述曲率是指帶材的曲率半徑的倒數(shù)。根據(jù)典型的形態(tài)，帶材150以從中心部120的外周離開的方式變形，從而可減小其曲率，有助于基板伸長。本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100通過與中心部120連接的帶材150的曲率變化來伸縮，因而帶材整體有助于伸縮，能夠使伸縮時(shí)的應(yīng)力分散于帶材整體。因此，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100難以不妥當(dāng)?shù)匕l(fā)生應(yīng)力的集中，斷裂等的發(fā)生得以抑制。

另外，在本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100中，通過增大以沿著中心部120的方式彎曲時(shí)的中心角或增加卷繞的次數(shù)，能夠增大帶材150的長度尺寸，因而能夠具有更大的伸縮性。換言之，可以相對(duì)地減小伸縮前的初始狀態(tài)的基板尺寸。

本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100具有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’，對(duì)于這些單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的配置形態(tài)可考慮各種情況。在某一個(gè)方案中，如圖3(A)所示，多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’沿著一定方向排列。在圖示的方案中，沿著X方向排列有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’。優(yōu)選按照在連結(jié)多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’各自的中心部120的中央點(diǎn)(例如重心點(diǎn))時(shí)形成直線的方式，在同一平面上配置有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’。即便在該情況下，相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’各自以相互共有帶材150的方式連接，由此相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’實(shí)質(zhì)上無縫地進(jìn)行連結(jié)。

另外，在另一個(gè)方案中，如圖3(B)所示，除了在某個(gè)一定方向排列有單位伸縮結(jié)構(gòu)100’以外，還在與該一定方向交叉的方向也排列有單位伸縮結(jié)構(gòu)100’。在圖示的方案中，沿著X方向排列有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’，并且沿著與該X方向交叉的Y方向也排列有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’。同樣地，優(yōu)選按照在將相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’各自的中心部120的中央點(diǎn)(例如重心點(diǎn))連結(jié)時(shí)形成直線的方式，在同一平面上排列有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’。在圖示的方案中，沿著X方向和與其正交的Y方向這兩個(gè)方向排列有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’，但X方向和Y方向的交叉可以不必為正交(即，交叉角度未必為90°)。在圖3(B)所示的方案中，多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’以整體上具有規(guī)則性的方式進(jìn)行了排列(例如多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的配置形態(tài)具有對(duì)稱性)，可期待能夠提高基板整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度之類的效果。

如圖3(A)和圖3(B)所示，在某一個(gè)方案中，連接單位伸縮結(jié)構(gòu)100’彼此的帶材以具有拐點(diǎn)I的方式彎曲。即，形成了單位伸縮結(jié)構(gòu)的帶材的一端與中心部連接、上述帶材的另一端與相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的帶材共有的形態(tài)，上述共有的帶材以具有拐點(diǎn)I的方式彎曲。此處，“拐點(diǎn)”是指彎曲形態(tài)發(fā)生變化的點(diǎn)，例如在某一條曲線表現(xiàn)同一平面上的帶材的延伸形態(tài)時(shí)，是指該曲線的由“凹狀彎曲”向“凸?fàn)顝澢弊兓狞c(diǎn)(或相反地變化的點(diǎn))。這樣，在相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’之間的共有帶材具有拐點(diǎn)的情況下，在基板被伸長時(shí)共有帶材的形態(tài)變化較大(例如，共有帶材的曲率變化更大)，因而能夠?qū)崿F(xiàn)基板的大的拉伸率。

就本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100來說，由于多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的存在，基板伸縮不限于一個(gè)方向，可以在各種方向進(jìn)行。例如，以圖4所示的方案(多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)以矩陣狀配置的方案)為例，在作為柔性基板的平面方向(與基板厚度方向正交的方向)的“x方向”進(jìn)行基板伸縮，并且在與該x方向正交的“y方向”也能進(jìn)行基板伸縮，同時(shí)在與“x方向”和“y方向”這雙方正交的“z方向”也進(jìn)行基板伸縮。進(jìn)一步來說，在這些“x方向”、“y方向”和“z方向”中的至少兩個(gè)所成的向量方向也可進(jìn)行基板伸縮。因此，如圖5(特別是下側(cè)圖)所示，能夠以還適合于例如人的手指等特異形狀的方式進(jìn)行伸縮和/或彎曲。因此，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100被用于各種用途。

作為柔性光學(xué)基板100中的多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的形狀(特別是平面形狀)和排列形態(tài)，可考慮各種情況。例如，可以為圖6(A)～6(D)所示的情況，或者也可以為圖7(A)～7(B)所示的情況。

在圖6(A)～6(D)所示的方案中，中心部120的平面形狀不是圓形，而是近似四邊形。這樣，中心部120的形狀不特別限定為圓形，除此以外也可以為四邊形或六邊形等多邊形的形狀。當(dāng)中心部120的形狀為多邊形時(shí)，優(yōu)選其頂點(diǎn)根據(jù)帶材150的彎曲而進(jìn)行R倒角。另外，為了增加相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)的配置數(shù)，相鄰的三個(gè)中心部120的中央點(diǎn)可以按照位于正三角形的頂點(diǎn)的方式排列。換言之，多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的中心部120可以在平面上進(jìn)行最密堆積。此外，在圖6(D)所示的方案中，相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)100’之間的共有帶材不具有拐點(diǎn)。

在圖7(A)～圖7(B)所示的方案中，兩個(gè)帶材150a、150b以部分維持相互平行的關(guān)系的方式延伸。由圖6(A)～6(D)和圖7(A)～7(B)所示的方案可知：即便是這樣的方案，在單位伸縮結(jié)構(gòu)也設(shè)置有間隙，同時(shí)相互相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)彼此通過帶材來連結(jié)，可起到與圖3～圖5所示的柔性光學(xué)基板100同樣的效果。

本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100可以其整體被別的樹脂覆蓋。更具體來說，如圖8所示，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板100可以進(jìn)一步具有整體密封多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的密封樹脂層110。通過密封樹脂層110的存在，能夠提高作為光學(xué)基板的操作特性。

在使用密封樹脂層110的情況下，優(yōu)選其材質(zhì)“柔軟”。特別優(yōu)選密封樹脂層110由比膜狀樹脂材料(即，單位伸縮結(jié)構(gòu)的中心部和帶材的材質(zhì))更軟質(zhì)的樹脂材料形成。膜狀樹脂材料作為形成單位伸縮結(jié)構(gòu)的樹脂材料發(fā)揮功能，因而要求由某種程度的“硬材質(zhì)”形成。另一方面，對(duì)于密封樹脂層110，要求由沒有不合理地阻礙基板的伸縮特性的程度的“柔軟材質(zhì)”形成。即，密封樹脂層110以密封多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的方式設(shè)置，因而能夠以限制它們?yōu)橐惑w的方式發(fā)揮功能。但是，密封樹脂層110優(yōu)選具有沒有不合理地阻礙帶材150的曲率變化的程度的柔軟特性。由此，作為基板整體提高操作特性，并且還可表現(xiàn)出該基板的伸縮特性。此外，依照這種事項(xiàng)，密封樹脂層110也可稱為“伸縮樹脂層”。

就密封樹脂層110的具體樹脂材料來說，只要其呈現(xiàn)出比單位伸縮結(jié)構(gòu)100’的樹脂材料(即，形成中心部和帶材的樹脂材料)柔軟的特性，就沒有特別限制。例如，密封樹脂層110可以包含彈性體材料。作為上述彈性體材料的具體例子，除了可以列舉出硅橡膠、丙烯酸酯橡膠、氟橡膠和聚氨酯橡膠以外，還可以列舉出苯乙烯系、烯烴系、氯乙烯系、聚氨酯系和酰胺系的熱塑性彈性體等。

在本申請(qǐng)的某一個(gè)方案中，柔性光學(xué)基板作為導(dǎo)光板或光波導(dǎo)使用。即，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板可以為“柔性導(dǎo)光基板”或“柔性光波導(dǎo)基板”(參照?qǐng)D9)。導(dǎo)光板將點(diǎn)光源作為面發(fā)光體發(fā)揮功能，作為這樣的面發(fā)光體使用柔性光學(xué)基板100。另一方面，光波導(dǎo)通過將光信號(hào)關(guān)在樹脂芯內(nèi)部而進(jìn)行光通信，作為這樣的光通信單元使用柔性光學(xué)基板100。

“柔性導(dǎo)光基板”或“柔性光波導(dǎo)基板”優(yōu)選按照射入的光或光信號(hào)等在基板中傳播或前進(jìn)的方式構(gòu)成。例如，在“柔性導(dǎo)光基板”的情況下，如圖9(a)所示，單位伸縮結(jié)構(gòu)的中心部120和/或帶材150中，光出射面的相反側(cè)面可以具備微細(xì)槽部130。在該情況下，射入柔性導(dǎo)光基板內(nèi)的光(特別是由柔性導(dǎo)光基板的側(cè)面?zhèn)壬淙氲墓?在槽部130發(fā)生反射，被有效地引向光出射面?zhèn)?。另外，如圖9(b)所示，在單位伸縮結(jié)構(gòu)的中心部120和/或帶材150中，在光出射面的相反側(cè)面可以設(shè)置反射層140。在該情況下，射入柔性導(dǎo)光基板內(nèi)的光(特別是從柔性導(dǎo)光基板的側(cè)面?zhèn)壬淙氲墓?在反射層140發(fā)生反射，被有效地引向光出射面?zhèn)取?/p>

反射層140例如可以為金屬層(例如銀層)，或者從光反射的方面考慮也可以為具有理想的折射率的樹脂層。進(jìn)一步來說，在柔性導(dǎo)光基板中，除了反射單元以外或代替反射單元可以設(shè)置有光漫射層160(參照?qǐng)D9(c))。具體來說，在單位伸縮結(jié)構(gòu)的中心部120和/或帶材150的光出射面可以設(shè)置有光漫射層160。這樣的光漫射層160能夠以下述方式發(fā)揮功能：使被引至光出射面?zhèn)鹊墓馍⑸?，光出射面整體更均勻地發(fā)光。作為光漫射層160的具體材質(zhì)和構(gòu)成，沒有特別限制，可以與常規(guī)的光波導(dǎo)中所用的材質(zhì)和/或構(gòu)成相同。雖然只不過是例示，但也可以將使具有與膜狀樹脂材料不同的折射率的樹脂珠分散而成的層用作光漫射層160。此外，在圖9(c)所示的方案中，反射層140和光漫射層160以相互對(duì)置的方式設(shè)置。

另一方面，在“柔性光波導(dǎo)基板”的情況下，如圖9(d)所示，可以由所謂的“芯層170”和“被覆層180”構(gòu)成。即，在下文中也有提及，單位伸縮結(jié)構(gòu)的中心部120和/或帶材150可以由“具有相對(duì)大的光折射率的層(芯層)170”和位于其周圍的“具有相對(duì)小的光折射率的層(被覆層)180”構(gòu)成。由此，光在基板中傳播，可作為“光波導(dǎo)”發(fā)揮功能。

對(duì)“柔性導(dǎo)光基板”和“柔性光波導(dǎo)基板”這雙方來說，光的傳播都很重要，因而從這點(diǎn)考慮，優(yōu)選與基板材質(zhì)相當(dāng)?shù)摹靶纬蓡挝簧炜s結(jié)構(gòu)的膜狀樹脂材料”具有理想的折射率特性。具體來說，在“柔性導(dǎo)光基板”和“柔性光波導(dǎo)基板”中，中心部120和帶材150各自優(yōu)選由“包含具有相對(duì)小的光折射率的樹脂的低折射率區(qū)域”和“包含具有相對(duì)大的光折射率的樹脂的高折射率區(qū)域”至少這兩個(gè)樹脂區(qū)域構(gòu)成。此處所說的“相對(duì)小”和“相對(duì)大”實(shí)質(zhì)上是指中心部120和帶材150各自具有相互不同的光折射率的材料。從其他方面來說，中心部120和帶材150各自由以在“低折射率區(qū)域”與“高折射率區(qū)域”的界面發(fā)生光反射的方式具有相互不同的光折射率的材料形成。

在柔性光學(xué)基板100為“柔性導(dǎo)光基板”的情況下，優(yōu)選在中心部120和/或帶材150中的光出射面的相反側(cè)面設(shè)置反射層140，上述反射層140優(yōu)選形成了由低折射率區(qū)域形成的層。由此，能夠在維持樹脂的輕量特性的同時(shí)，有效地將射入基板的光引向光出射面，能夠進(jìn)一步提高柔性導(dǎo)光基板的發(fā)光效率。同樣地，在柔性光學(xué)基板為“柔性光波導(dǎo)基板”的情況下，低折射率區(qū)域優(yōu)選以整體包圍高折射率區(qū)域的方式設(shè)置。由此，能夠在維持樹脂的輕量特性的同時(shí)，使射入的光(光信號(hào))一邊在低折射率區(qū)域與高折射率區(qū)域的界面反復(fù)進(jìn)行反射一邊進(jìn)行傳播。

作為“柔性導(dǎo)光基板”或“柔性光波導(dǎo)基板”的光學(xué)基板可以通過各種形態(tài)來實(shí)現(xiàn)。下面對(duì)其進(jìn)行說明。

(第1實(shí)施方式)

第1實(shí)施方式特別涉及用作“柔性導(dǎo)光基板”的光學(xué)基板。

如圖10所示，第1實(shí)施方式的柔性導(dǎo)光基板100具備在一個(gè)方向排列設(shè)置的第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’、第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’。第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’、第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’各自由膜狀樹脂材料形成，所述膜狀樹脂材料由中心部120和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150構(gòu)成(例如，膜狀樹脂材料由透明樹脂形成)。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150各自的一端與中心部120連接，以沿著中心部120的外周旋轉(zhuǎn)的方式彎曲。伴隨著柔性導(dǎo)光基板100的伸長，沿著中心部120的外周設(shè)置的旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150的曲率以比伸縮前變小的方式變化。即，旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150以從中心部120的外周離開的方式伸長。另一方面，中心部120在伸長時(shí)不伴有形狀變化。因此，柔性導(dǎo)光基板100通過沿著中心部120的外周設(shè)置的旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材的曲率變化來自由伸縮。

如圖10所示，在第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’和第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’中，第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’的一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150和第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’的一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150連接。另外，在第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’中，另一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150的一端與發(fā)光源190(例如發(fā)光元件)進(jìn)行了光學(xué)連接。作為成為發(fā)光源190的發(fā)光元件，可以使用發(fā)光二極管(LED)等發(fā)出光的元件，將RGB光源分別與基板連接。并且，在第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’中，第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’的一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150連接。這樣，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性導(dǎo)光基板100在其側(cè)面?zhèn)染邆渲辽僖粋€(gè)發(fā)光源(例如發(fā)光元件)。換言之，柔性導(dǎo)光基板100通過第1～第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’～C’而呈現(xiàn)出高伸縮特性，同時(shí)可作為包含與單位伸縮結(jié)構(gòu)光學(xué)連接的發(fā)光源190(例如發(fā)光元件)的基板來提供。

例如，在柔性導(dǎo)光基板100的側(cè)面?zhèn)仍O(shè)置有作為發(fā)光源190的發(fā)光元件(例如發(fā)光二極管)時(shí)，光由膜狀樹脂材料的側(cè)方射入。射入的光以通過第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’、第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’的各個(gè)中心部120的方式介由旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150而傳播，因此上述中心部120和旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150發(fā)光。其結(jié)果是，柔性導(dǎo)光基板100整體上以面狀發(fā)光。這樣的柔性導(dǎo)光基板100呈現(xiàn)出伸縮特性，能夠以自由設(shè)置、自由安裝的方式設(shè)置于例如設(shè)備的殼體的立體曲面或驅(qū)動(dòng)部周圍或者人體的大幅伸縮的部位等。

此外，在上述實(shí)施方式中，中心部120和旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150各自還可以在主面的正面或正面和背面這兩個(gè)面具備其他樹脂層(與形成膜狀樹脂材料的層不同的層)。在該情況下，其他樹脂層優(yōu)選具有比形成膜狀樹脂材料的層更低的折射率。這是因?yàn)?，?duì)于由配置于柔性導(dǎo)光基板100的側(cè)面?zhèn)鹊墓庠瓷淙胄纬赡顦渲牧系膶拥墓鈦碚f，其他樹脂層可作為反射層發(fā)揮功能。通過這樣的“具有更低的折射率的其他樹脂層”，能夠防止入射光從膜狀樹脂材料向外部漏出，能夠進(jìn)一步提高柔性導(dǎo)光基板100的發(fā)光效率。在某個(gè)方案中，通過僅在背面配置“具有更低的折射率的其他樹脂層”，可以制成在正面射出光的柔性導(dǎo)光基板100。此外，當(dāng)然也可以理解為膜樹脂材料具備折射率相互不同的兩個(gè)層。

就“柔性導(dǎo)光基板”的形態(tài)來說，可考慮各種情況。例如，還可考慮圖11(A)～11(C)所示的形態(tài)。具體來說，柔性導(dǎo)光基板100具有以矩陣狀配置的多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’，如圖11(A)～11(C)所示，可以在規(guī)定方向具備由側(cè)面射入多個(gè)光的多個(gè)發(fā)光元件。即便是上述形態(tài)，光也以從多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’(旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150和中心部120)通過的方式傳播，因此基板整體會(huì)發(fā)光。此外，圖11(B)所示的柔性導(dǎo)光基板100特別地具備低折射率樹脂(例如，反射層)，圖11(C)所示的柔性導(dǎo)光基板100特別地具備作為“密封樹脂層110”的高伸縮性樹脂。

(第2實(shí)施方式)

第2實(shí)施方式特別涉及用作“柔性光波導(dǎo)基板”的光學(xué)基板。

如圖12所示，第2實(shí)施方式的柔性光波導(dǎo)基板100由膜狀樹脂材料形成，所述膜狀樹脂材料由在一個(gè)方向排列設(shè)置的第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’、第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’構(gòu)成。第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’、第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’各自具備中心部120和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150各自一端與中心部120連接，以沿著中心部120的外周旋轉(zhuǎn)的方式彎曲。伴隨著柔性光波導(dǎo)基板100的伸長，沿著中心部120的外周設(shè)置的旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150的曲率以比伸縮前變小的方式變化。即，旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150以從中心部120的外周離開的方式伸長。另一方面，中心部120在伸長時(shí)不伴有形狀變化。因此，柔性光波導(dǎo)基板100通過沿著中心部120的外周設(shè)置的旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材的曲率變化來自由伸縮。

如圖12所示，在第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’和第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’，第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’的一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150和第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’的一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150連接。另外，在第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’，另一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150的一端與發(fā)光源190(例如發(fā)光元件)進(jìn)行了光學(xué)連接。作為成為發(fā)光源190的發(fā)光元件，可以使用發(fā)光二極管(LED)等可發(fā)出光的元件，將RGB光源分別與基板連接。并且，在第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’中，第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’的一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150連接。進(jìn)而，在第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’，另一個(gè)旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150的一端與受光元件195進(jìn)行了光學(xué)連接。這樣，本申請(qǐng)的柔性光波導(dǎo)基板100在其側(cè)面?zhèn)纫猿蓪?duì)的方式分別設(shè)置有至少一個(gè)發(fā)光元件和受光元件，上述成對(duì)的發(fā)光元件和受光元件通過單位伸縮結(jié)構(gòu)相互進(jìn)行了光學(xué)連接。換言之，柔性光波導(dǎo)基板100通過第1～第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’～C’來呈現(xiàn)出高伸縮特性，同時(shí)可作為包含與單位伸縮結(jié)構(gòu)光學(xué)連接的發(fā)光元件190和受光元件195的基板來提供。

例如，假設(shè)了下述情況：在柔性光波導(dǎo)基板100的側(cè)面?zhèn)仍O(shè)置有作為發(fā)光源190的發(fā)光元件(例如發(fā)光二極管)，并按照與其成對(duì)的方式設(shè)置有受光元件195。光信號(hào)由膜狀樹脂材料的側(cè)方射入，射入的光信號(hào)以從第1單位伸縮結(jié)構(gòu)100A’、第2單位伸縮結(jié)構(gòu)100B’和第3單位伸縮結(jié)構(gòu)100C’各自的中心部120通過的方式介由旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150進(jìn)行傳播，最終到達(dá)受光元件195。即，射入的光信號(hào)介由多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)被傳送至受光元件，因而基板100可作為用光信號(hào)連接發(fā)光元件/受光元件之間的光配線發(fā)揮功能。這樣的柔性光波導(dǎo)基板100呈現(xiàn)出伸縮特性，能夠以自由設(shè)置、自由安裝的方式設(shè)置于例如設(shè)備的殼體的立體曲面或驅(qū)動(dòng)部周圍或者人體的大幅伸縮的部位。

此外，即便是上述實(shí)施方式，中心部120和旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150各自也可以在主面的正面、在正面和背面這兩個(gè)面進(jìn)而在側(cè)面等具備其他樹脂層(與形成膜狀樹脂材料的層不同的層)。在該情況下，其他樹脂層優(yōu)選具有比形成膜狀樹脂材料的層更低的折射率。這是因?yàn)?，可起到光信?hào)的封閉效果。通過“具有更低的折射率的其他樹脂層”，可以引導(dǎo)光信號(hào)，結(jié)果可提高柔性光波導(dǎo)膜的光傳送效率。由此，在本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光波導(dǎo)基板100中，能夠?qū)⒗缤ㄟ^生物傳感等得到的微弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，能夠高速、低噪音地以面狀傳播光。此外，當(dāng)然也可以理解為膜樹脂材料具備折射率相互不同的兩個(gè)層。

就“柔性光波導(dǎo)基板100”的形態(tài)來說，可考慮各種情況。例如，還可考慮圖13(A)和13(B)所示的形態(tài)。具體來說，柔性光波導(dǎo)基板100具有以矩陣狀配置的多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’，如圖13(A)和13(B)所示，從多個(gè)的發(fā)光元件分別由側(cè)面射入多個(gè)光信號(hào)。即便是上述形態(tài)，光信號(hào)也以從多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’(旋轉(zhuǎn)狀彎曲帶材150和中心部120)通過的方式傳播，因此通過與發(fā)光元件成對(duì)的受光元件來接受信號(hào)。如圖13(A)和圖13(B)所示，在本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光波導(dǎo)基板100中，芯(即高折射率區(qū)域)-被覆(即低折射率區(qū)域)具有特異的形態(tài)。具體來說，如圖13(A)所示，在中心部和帶材各自中，以夾住高折射率區(qū)域的層170的方式設(shè)置為低折射率區(qū)域的兩個(gè)層180A、180B相對(duì)置，同時(shí)以將該相對(duì)置的兩個(gè)層相互連結(jié)的方式在中心部和帶材各自的周邊部設(shè)置有其他低折射率區(qū)域180C(一并參照?qǐng)D9(d))。此外，圖13(B)所示的柔性光波導(dǎo)基板100特別地具有使用高伸縮性樹脂作為“密封樹脂層110”的形態(tài)。

[柔性光學(xué)基板的制造方法]

接著，參照?qǐng)D14對(duì)柔性光學(xué)基板的制造方法進(jìn)行說明。

本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板是具有由中心部和帶材構(gòu)成的單位伸縮結(jié)構(gòu)的基板，上述單位伸縮結(jié)構(gòu)自身由膜狀樹脂材料構(gòu)成。由此，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板可以由樹脂片來制造。具體來說，如圖14(I)和(II)所示，通過對(duì)樹脂片實(shí)施布圖處理，可以得到“由包含中心部和帶材的膜狀樹脂材料構(gòu)成的單位伸縮結(jié)構(gòu)”。布圖處理可如下實(shí)施：例如在樹脂片為感光性片的情況下，隔著描繪有圖案的玻璃掩?；蚰ぱ谀＿M(jìn)行了UV等的曝光，之后實(shí)施顯影處理。另外，布圖處理也可以通過利用沖床沖切加工或激光切割加工等將樹脂片成批沖切來進(jìn)行。進(jìn)一步來說，也可以不特別地使用樹脂片，而利用印刷處理直接形成“由包含中心部和帶材的膜狀樹脂材料構(gòu)成的單位伸縮結(jié)構(gòu)”。例如，可以在某個(gè)支撐基材上以所期望形狀將樹脂材料印刷成膜狀。

在對(duì)柔性光學(xué)基板設(shè)置密封樹脂層的情況下，如圖14的最左側(cè)所示，按照整體密封基板的方式形成密封樹脂層110。例如，可以按照用彈性體材料覆蓋柔性光學(xué)基板整體的方式來設(shè)置。在某一個(gè)方案中，為了確保柔性光學(xué)基板的伸縮性，使位于帶材彼此的間隙部分的彈性體材料的厚度比位于帶材和其上的彈性體材料的合計(jì)厚度更薄。雖然只不過是例示，但可對(duì)“由包含中心部和帶材的膜狀樹脂材料構(gòu)成的單位伸縮結(jié)構(gòu)”噴涂彈性體材料的前體溶液，由此可以用彈性體材料覆蓋柔性光學(xué)基板整體。另外，就彈性體材料的前體溶液來說，可以相互改變“涂布于帶材彼此的間隙部分的彈性體材料的前體溶液的濃度”和“涂布于中心部和帶材上的彈性體材料的前體溶液的濃度”。

在柔性光學(xué)基板為“柔性導(dǎo)光基板”的情況下，如圖14(II_槽加工)所示，可以在光出射面的相反側(cè)面形成大量的微細(xì)槽部130。上述槽部的形成方法可以與常規(guī)的導(dǎo)光板的微細(xì)槽部的形成方法相同。如圖所示，可以對(duì)具備大量的微細(xì)槽部130的柔性導(dǎo)光基板也設(shè)置密封樹脂層110。

在柔性光學(xué)基板為“柔性光波導(dǎo)基板”的情況下，如圖14(II_芯-被覆)所示，可以按照得到“具有相對(duì)大的光折射率的層(例如芯層)170”和位于其周圍的“具有相對(duì)小的光折射率的層(例如被覆層)180”的方式提供其他樹脂材料。例如，將該膜狀樹脂材料(具有相對(duì)大的光折射率)浸漬到其他樹脂材料(相對(duì)小的光折射率)的前體液中，接著進(jìn)行固化處理(加熱固化或光固化等處理)，從而能夠得到具有“具有相對(duì)大的光折射率的層(芯層)170”和位于其周圍的“具有相對(duì)小的光折射率的層(被覆層)180”的柔性光波導(dǎo)基板100。此外，如圖所示，可以對(duì)上述柔性光波導(dǎo)基板100也設(shè)置密封樹脂層110。

當(dāng)柔性光學(xué)基板為“柔性導(dǎo)光基板”并在光出射面的相反側(cè)面設(shè)置有反射層140時(shí)，或者當(dāng)除此以外還在光出射面設(shè)置有光漫射層160時(shí)，如圖14(II_反射層)和14(II_漫射層)所示，能夠在樹脂片的布圖處理前預(yù)先形成“反射層的前體層140’”和“光漫射層的前體層160’”。即，如圖所示，可以預(yù)先得到雙層結(jié)構(gòu)和三層結(jié)構(gòu)，之后實(shí)施布圖處理。上述前體層的形成本身可以利用常規(guī)的方法。例如，在前體層的原料具有片形態(tài)的情況下，可以利用真空層壓機(jī)等裝置進(jìn)行結(jié)合處理來形成前體層，或者在前體層的原料為液體形態(tài)的情況下可以利用旋涂機(jī)等裝置以得到固定膜厚的方式進(jìn)行涂布、干燥，從而形成前體層。

以上，對(duì)本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板進(jìn)行了說明，但本申請(qǐng)不限于此，可以理解本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不脫離權(quán)利要求書所規(guī)定的發(fā)明范圍的前提下進(jìn)行各種變更。

例如，在圖3(A)～圖7(B)等所示的方案中，就以矩陣狀配置的多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu)100’來說，相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)彼此的間隙較小(即，較“密”地排列有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu))，但本申請(qǐng)未必限于此。如圖15(A)和圖15(B)所示，相鄰的單位伸縮結(jié)構(gòu)彼此的間隙也可以較大(即，較“稀疏”地排列有多個(gè)單位伸縮結(jié)構(gòu))。

另外，本申請(qǐng)中柔性導(dǎo)光基板的光提取也可以為圖16所示的形態(tài)。即，構(gòu)成單位伸縮結(jié)構(gòu)的中心部和/或帶材的側(cè)面可以具有錐形，可以進(jìn)行基于錐形的某種期望的光提取。更具體來說，圖16示出以夾住高折射率區(qū)域的層170的方式設(shè)置為低折射率區(qū)域的兩個(gè)層180A、180B相對(duì)置的柔性導(dǎo)光基板的截面。如圖所示，通過在上述層積結(jié)構(gòu)中存在錐形的空隙部，從而能夠在某個(gè)規(guī)定方向有效地進(jìn)行光提取。

進(jìn)而，也可以在單位伸縮結(jié)構(gòu)100’設(shè)置導(dǎo)電性層，將其作為反射層或電配線層進(jìn)行合用。對(duì)導(dǎo)電性層的材質(zhì)沒有特別限制，除了可以列舉出銀(Ag)以外，還可以列舉出銅(Cu)、鎳(Ni)和/或鉻(Cr)等。另外，也可以為氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO₂)、氧化銦錫(ITO)、含氟氧化錫(FTO)、氧化釕(RuO₂)、氧化銥(IrO₂)、氧化鉑(PtO₂)等導(dǎo)電性氧化物材料，進(jìn)而還可以為聚噻吩系和/或聚苯胺系等導(dǎo)電性高分子材料。在設(shè)置有導(dǎo)電性層的情況下，優(yōu)選通過絕緣性材料實(shí)施被覆處理或密封處理，因而優(yōu)選設(shè)置“密封樹脂層”。

產(chǎn)業(yè)上的可使用性

本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板除了能夠用于包括可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的電子設(shè)備以外，還能夠用于保健領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域和護(hù)理領(lǐng)域等。

特別是，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板能夠用作“將點(diǎn)光源作為面發(fā)光體而發(fā)揮功能的導(dǎo)光板”。在該情況下，能夠用于液晶顯示器等顯示裝置的背光源、照明、廣告顯示板、電飾招牌、電飾布告欄、燈飾等(特別是，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的導(dǎo)光板可呈現(xiàn)出撓性和伸縮性，因而可用于具有圓弧狀或波浪狀等設(shè)計(jì)性高的曲面形態(tài)的顯示器、照明、招牌等)。進(jìn)而，本申請(qǐng)的一個(gè)方案的柔性光學(xué)基板還可以用作“通過將光信號(hào)封閉在樹脂芯內(nèi)部來進(jìn)行光通信的光波導(dǎo)”。同樣地，由于可呈現(xiàn)出撓性和伸縮性，因而本申請(qǐng)的一個(gè)方案的光波導(dǎo)能夠用于各種用途。