JP2004096576A - 電子回路装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】信号の伝播にともなう電磁波の発生を低減することが可能な電子回路装置を提供する。
【解決方法】電子回路装置は複数の透明基板よりなり、その基板上には光センサーと光シャッターが形成されている。電子回路装置には外部より光信号が入力され、光信号は直接透明基板上の光センサーに照射される、または透明基板を貫通して、他の基板上の光センサーに入力される。光センサーは光信号を電気信号に変換し、基板上の回路が動作する。回路の出力は光シャッターを制御し、この光シャッターに外部より光入力を行ない、通過、遮断を判断することによって、信号を取り出す。このようにして、入出力の電気信号をへらすことにより、不要電磁波の発生を防止する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光入力の電子回路装置に関し、特に石英、ガラス、プラスチックなどの透明基板上に薄膜トランジスタを形成して構成した光入力の電子回路装置に関する。また、それによって構成されるコンピュータなどの電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代は電子機器の進歩によって、より一段と情報化が進んでいる。今後も更にこの傾向は拍車がかかるであろう事が予想される。一般に電子機器を構成し、現在普及している電子回路装置は、その回路をプリント基板上に構成している。すなわちガラスエポキシなどで形成された基板上に、銅などの金属をめっきし、それをエッチングすることによって、部品の配線を形成する。そして、基板形成後に、ＬＳＩ、抵抗、コンデンサなどの電子部品を挿入し、半田にて接続する。このようなプリント基板は、製造方法が簡単であり、非常に良く使用されている。
【０００３】
また、一方で電子機器は毎年その動作速度が向上しており、さらなる動作速度の向上が求められている。
【０００４】
図１０に従来の周知の電子回路装置について説明をおこなう。図１０に示した従来の電子回路装置は電子基板１００１、１００２、１００３より構成される。電子基板１００１はガラスエポキシ基板上に銅箔をパターニングし、ＬＳＩ、抵抗器、コンデンサなどの電子部品１０１０〜１０２０を配置し、接続したものである。電子基板１００２、１００３においても同様のものである。また電子基板１００１はソケット１００４、１００５、１００６に挿入されており、ソケットは互いに配線１００７、１００８によって接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上に述べたような従来の電子回路装置では、次のような課題があった。まず、電子回路基板に実装されているＬＳＩなどから、強い電磁波が発生することがあった。また、電子回路基板だけでなく、電子回路基板を接続している接続線においても強い電磁波を発生させていた。この様な電磁波は電子回路装置の外部にある他の電子部品（図示せず）に悪影響を及ぼし、誤動作を招く、性能を悪化させるなどの課題があった。このような課題は、電子回路が高速度で動くほど、電子回路の規模が大きくなるほど顕著に表れてきていた。
【０００６】
本発明ではこの様な電磁波によるノイズの発生、誤動作の発生という課題を解消することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために本発明は、電子回路装置を構成する電子回路基板を透明基板によって構成し、信号を光入力として、透明基板上に光シャッターまたは光センサーを設置し、光による信号の送受信をすることによって、不要な電磁波の発生を防いでいる。
【０００８】
本発明の電子回路装置は、複数の透明基板よりなり、その基板上には光センサーと光シャッターが形成されている。電子回路装置には外部より光信号が入力され、光信号は直接透明基板上の光センサーに照射される、または透明基板を貫通して、他の基板上の光センサーに入力される。光センサーは光信号を電気信号に変換し、基板上の回路が動作する。回路の出力は光シャッターを制御し、この光シャッターに外部より光入力を行ない、通過、遮断を判断することによって、信号を取り出す。このようにして、入出力を光信号で行うことにより不要電磁波の発生を防止する。
【０００９】
本発明は、光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の電子回路基板を有する電子回路装置において、前記複数の電子回路基板は透明基板よりなり、外部より光信号を入力し、入力された前記光信号は、少なくとも１つ以上の前記透明基板を貫通したのち、前記と異なる透明基板上の光シャッターまたは光センサーに入力され、前記光シャッターは前記光信号の透過、非透過を制御し、前記光センサーは前記光センサーと同一透明基板上の電子回路によって、前記光信号を電気信号に変換することを特徴としている。
【００１０】
本発明は、光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の透明基板を有する電子回路装置において、前記複数の透明基板は積層されており、外部より光信号を入力し、入力された前記光信号は、少なくとも１つ以上の前記透明基板を貫通したのち、前記と異なる透明基板上の光シャッターまたは光センサーに入力され、前記光シャッターは光の透過、非透過を制御し、前記光センサーは、前記光センサーと同一透明基板上の電子回路によって、前記光信号を電気信号に変換することを特徴としている。
【００１１】
本発明は、光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の透明基板を有する電子回路装置において、外部より光信号を、直接または透明基板を貫通させたのち、前記光信号を透明基板上の光シャッターに入力し、光シャッターが前記光信号を通過させた場合に、通過した光信号は、直接または前記と異なる透明基板を貫通し、光センサーに入力されることを特徴としている。
【００１２】
本発明は、光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の透明基板を有する電子回路装置において、透明基板上の電子回路によって、前記光シャッターを制御し、外部より入力した光信号を前記光シャッターに入力し、前記光信号の通過、非通過を判断することによって、前記電子回路の出力信号を取り出すことを特徴としている。
【００１３】
本発明は、光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の透明基板を有する電子回路装置において、前記透明基板は積層されており、前記透明基板上の電子回路によって、前記光シャッターを制御し、外部より入力した光信号を前記光シャッターに入力し、前記光信号の通過、非通過を判断することによって、前記電子回路の出力信号を取り出すことを特徴としている。
【００１４】
上記本発明の構成において、透明基板上の電子回路は薄膜トランジスタで構成されていることを特徴としている。
【００１５】
上記本発明の構成において、透明基板上の電子回路は薄膜トランジスタおよび単結晶のＩＣチップで構成されていることを特徴としている。
【００１６】
上記本発明の構成において、透明基板上の光センサーはアモルファスシリコンのフォトダイオード、若しくはフォトトランジスタであることを特徴としている。
【００１７】
上記本発明の構成において、透明基板上の光センサーはポリシリコンのフォトダイオード、若しくはフォトトランジスタであることを特徴としている。
【００１８】
上記本発明の構成において、透明基板上の光センサーは単結晶シリコンのフォトダイオード、若しくはフォトトランジスタであることを特徴としている。
【００１９】
上記本発明の構成において、前記光シャッターは２枚の透明基板によって挟まれた液晶によって構成されているものであることを特徴としている。
【００２０】
上記本発明の構成において、前記透明基板には偏向板が配置され、前記偏向板は光シャッターの付近のみに配置されることを特徴としている。
【００２１】
本発明は、複数の透明基板上に、薄膜トランジスタによって構成された複数の演算装置、複数の記憶装置を有するコンピュータにおいて、前記基板間にまたがる電子情報のやり取りを薄膜トランジスタによって制御された光シャッターと、光センサーによって行なうことを特徴としている。
【００２２】
本発明は、複数の透明基板上に、薄膜トランジスタによって構成された複数の演算装置、複数の記憶装置を有するコンピュータにおいて、前記基板間にまたがる電子情報のやり取りを薄膜トランジスタによって制御された光シャッターと、光シャッターによって、並列に行なうことを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子回路装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の構成を示したものである。本発明では、電子回路をガラス基板、石英基板、プラスチック基板などの透明基板上に形成する。図１では本発明の電子回路装置を透明基板１０１、１０２、１０３、１０４の４枚により構成しているが、これに限定されるものではなく、基板数はこれより多くても良いし、少なくとも良い。
【００２５】
透明基板１０１〜１０４には外部の光源（図示せず）より光信号が入力される。図１では光信号を光束１０９〜１１４で示している。透明基板１０１〜１０４上には薄膜トランジスタなどで構成された電子回路１０５〜１０８が形成されている。図１では電子回路を透明基板の中央に配置しているが、本発明における電子回路はこれに限らず、基板上のどこに配置しても良い。
【００２６】
また、図１の光信号はいずれも透明基板の外周近くに、入力されているが本発明の電子回路装置はこれに限定されず、基板上のいずれの場所においても光入力の場所を自由に設定できる。
【００２７】
次に本発明の信号の入力について説明する。本発明では入力信号は光信号として、入力を行う。本発明において、入出力のインターフェイスは、入力部、出力部、装置内インターフェイスによって構成される。構成によってはこの３つのうち１つまたは２つであっても良い。
【００２８】
まず、光入力部について、説明を行なう。図２は入力部を示し、透明基板の断面を示している。外部の光源２１〜２４より、光信号が入力される。まず、光源２１を出た光信号は透明基板２０１を通過し、透明基板２０２上にある光センサー２０５に照射される。光センサー２０５は光信号を電気信号に変換し、透明基板２０２上にある電気回路に変換された電気信号を出力する。光源２２を出た光信号は透明基板２０１、２０２を通過し、透明基板２０３上にある光センサー２０７に照射される。光センサー２０７は光信号を電気信号に変換し、透明基板２０３上にある電気回路に変換された電気信号を出力する。
【００２９】
光源２３を出た光信号は透明基板２０１上にある光センサー２０４に照射される。光センサー２０４は光信号を電気信号に変換し、透明基板２０１上にある電気回路に変換された電気信号を出力する。光源２４を出た光信号は透明基板２０１を通過し、透明基板２０２上にある光センサー２０６に照射される。光センサー２０６は光信号を電気信号に変換し、透明基板２０２上にある電気回路に変換された電気信号を出力する。
【００３０】
このようにして、光源２１〜２４より入力された光信号はセンサー２０４〜２０７によって、透明基板上で電気信号に変換される。従来例のように、電気信号を長く引き伸ばすことが無くなるため、従来問題であったノイズのような問題を無くすことが可能となる。
【００３１】
次に、出力部の構成を図３に示す、図２と同様に各透明基板の断面図を示している。出力部は各透明基板の出力を外部に引き出すための機能をおこなう部分である。光源３１より入力された光信号は、透明基板３０１上の光シャッター３０４によって、透過、非透過を判断される。透明基板３０１上の電気回路の信号によって、光シャッター３０４は制御される。光シャッターが非透過であれば、光源３１の光信号は透明基板３０１以降には伝わらない。また、光シャッターが透過であれば、光源３１の光信号は透明基板３０１、３０２、３０３を通過して、光センサー３０８に到達し、そこで電気信号に変換され、外部に出力される。
【００３２】
同様に光源３２の光信号は透明基板３０１、３０２を通過し光シャッター３０７に入力される。ここで、光シャッター３０７は透明基板３０３上の電気回路によって制御され、透過となった場合には、透明基板３０３を通過し、光センサー３０９に入力され、電気信号に変換され、出力される。また、光源３３、３４の光信号は透明基板３０１を通過し、光シャッター３０５、３０６に入力される。光シャッター３０５、３０６は透明基板３０２上の電気回路によって制御され、透過となった場合には透明基板３０２、３０３を通過し、光センサー３１０、３１１によって電気信号に変換され、出力される。このようにして、電子回路の出力は外部に取り出すことが可能となる。
【００３３】
次に、透明基板間の信号のインターフェイスについて説明をおこなう。図４にて説明をおこなうが、ここでも図２、図３と同様に各透明基板の断面図を示している。まず、透明基板４０１上の信号を透明基板４０２上の回路に伝達する場合を説明する。光源４１の光信号は透明基板４０１上の光シャッター４０４によって、透過非透過が制御され、光シャッター４０４は透明基板４０１上の電気回路によって、制御される。透過となった場合、光源４１の光信号は透明基板４０１を通過し、透明基板４０２上の光センサー４０８に入力され、電気信号に変換され透明基板４０２上の電気回路に入力される。このようにして透明基板４０１の信号を透明基板４０２上の電気回路に伝達することが可能になる。
【００３４】
次に、透明基板４０１上の信号を透明基板４０３上の回路に伝達する場合を説明する。光源４２から入力された光は透明基板４０１上の光シャッター４０５によって透過、非透過が制御され、透過となった場合には透明基板４０１、４０２を透過し、透明基板４０３上の光センサー４０９に入力される。光センサー４０９は光信号を電気信号に変換し、透明基板４０３上の電気回路に入力する。
【００３５】
次に、透明基板４０２上の信号を透明基板４０３上の回路に伝達する場合を説明する。光源４３から入力された光は透明基板４０１を透過し、透明基板４０２上の光シャッター４０６によって透過、非透過が制御され、透過となった場合には透明基板４０２を透過し、透明基板４０３上の光センサー４１０に入力される。光センサー４１０は光信号を電気信号に変換し、透明基板４０３上の電気回路に入力する。
【００３６】
次に、透明基板４０２上の信号を透明基板４０１上の回路に伝達する場合を説明する。光源４４から入力された光は透明基板４０３を通過し、透明基板４０２上の光シャッター４０７によって透過、非透過が制御され、透過となった場合には透明基板４０１を透過し、透明基板４０１上の光センサー４１１に入力される。光センサー４１１は光信号を電気信号に変換し、透明基板４０１上の電気回路に入力する。
【００３７】
以上説明したように、本発明では基板間の電気配線を用いることなく、光信号を用いることによって、基板間のデータのやり取りを実現するものである。これによって、前述したような不要電磁波によるノイズなどの問題を解消することができる。
【００３８】
図５に示すのは本発明を複数の光経路を基板の周辺ではなく、中央付近も含めて、ほぼ基板全体に配置した実施形態である。このように本発明では従来のプリント基板のように、基板の端部から、配線を用いて信号を引き出すのではなく、光さえ透過すれば基板上のどこからでも、信号の入出力が可能である。よって、配線数の制限は従来のプリント基板にくらべて、少なくなり、多くの信号を並列に処理することが可能となる。
【００３９】
また、並列処理ができる信号の数量が増えれば、それだけ信号の周波数を下げることが可能になる。例えば１秒間に１億の情報を伝送する場合、伝送経路が１０の場合１つの伝送経路で１０００万の情報伝達を行なわねばならないので、周波数を１０ＭＨｚにする必要があるが、伝送経路が１０００になれば１つの経路が１０万の情報伝達ですむので、周波数は１００ＫＨｚまで落とすことができる。
【００４０】
このように、多くの並列処理が可能であることによって、周波数を下げることが可能であり、従来技術の課題であった電磁ノイズを更に低減させることが可能となる。また、図５は本発明を用いて、コンピュータを製作した場合の実施形態であり、演算回路基板５０１、メモリ基板５０２、５０３、５０４によって構成されている。演算回路とメモリ回路の間のやり取りを、光信号を用いた並列処理によって行なうことで簡易化することができる。
【００４１】
【実施例】
以下に本発明の実施例について記述する。
【００４２】
［実施例１］
まず、図７に本発明の光入力部について、説明を行なう。図７は図２をさらに具体化したものである。本実施例では、回路基板を構成する透明基板を２枚一組にして使用している。これは後述する光シャッターを、液晶を用いて構成するためである。液晶パネルは周知のとおり、数μｍのセルギャップの間に液晶材料を注入し、その光の透過率を印加電圧によって制御され、光シャッターとして機能する。図７に示す光入力部では液晶の機能は必要ないが、基板全体に液晶を入れたほうが基板の製作が簡単になるため、本実施例では液晶を入れている。製作は複雑になるが、光入力部から液晶を除去した構成を取ることも可能である。このような場合には光シャッターの有る場所のみをシール材で囲みその部分のみ液晶を注入すればよい。
【００４３】
光源７１から出た光は、透明基板７０１、液晶７０２、透明基板７０３、７０４、液晶７０５を通過した後に光センサー７１１に到達する。光源７２を出た光は透明基板７０１、液晶７０２、透明基板７０３、７０４、液晶７０５、透明基板７０６、７０７、液晶７０８を透過した後に光センサー７１３に到達する。光源７３を出た光は透明基板７０１、液晶７０２を透過した後に光センサー７１０に到達する。同様に光源７４を出た光は透明基板７０１、液晶７０２、透明基板７０３、７０４、液晶７０５を通過した後に光センサー７１２に到達する。
【００４４】
［実施例２］
図７に記載したの光センサー部分をさらに詳しく説明する。図１１に本発明の光センサー部分の回路図を示す。本発明ではフォトダイオードを用いて光センサーを構成している。図１１を用いて、この動作を説明する。まずリセットトランジスタ１１０５にリセットパルスが入力される。ここではリセットトランジスタにＰｃｈのＴＦＴを用いているので、信号はアクティブロウである。このリセットトランジスタ１１０５がオンすると、フォトダイオード１１０１のカソード電位は電源電位まで持ち上げられる。このとき保持容量１１０２も同様に電源電位まで持ち上がる。この保持容量１１０２はフォトダイオード１１０１の容量が大きければ特に付けなくとも良い。次にリセットパルスがハイになり、リセットトランジスタ１１０５はオフになる。
【００４５】
光が入力されない場合は、リセットトランジスタ１１０５とバッファ用インバータ１１０３のリークが十分小さければ、フォトダイオード１１０１のカソード電位はそのまま電位は保持される。
【００４６】
次に、光が入力されると、フォトダイオード１１０１には電流が流れ、保持容量の電荷をＧＮＤに引きこんでいく。このようにして、フォトダイオード１１０１の出力電位は光が入力されると低下していき、フォトダイオード１１０１の出力につながるインバータ１１０３、１１０４を介して出力される。フォトダイオード特性の概略を図６に示す。フォトダイオード１１０１は逆バイアスが印加されたとき、電圧によらず、ほぼ一定の電流が流れ、且つその電流は照射される光量によって制御される。なお、本発明は本実施例のフォトダイオードに限定されず他の方式の受光素子を用いてもよい。すなわち、光センサーはアモルファスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコン、またはその他の半導体材料であってもかまわない。また、素子構造もフォトダイオードだけでなく、フォトトランジスタであっても良い。
【００４７】
また、図１２にフォトダイオードを複数個使用し、そのデータをラッチパルスによって取り込み記憶する回路実施例を示す。図１２は図１１に示した回路を複数個配置し、リセットトランジスタ１２０１、１２０２、１２０３、フォトダイオード１２０４、１２０５、１２０６、バッファ回路１２０７、１２０８、１２０９のあとにＤＦＦ（ディレイフィリップフロップ）１２１０、１２１１、１２１２を接続したものである。図１２に示す回路のタイミングを示したものが図１５である。以下図１５を用いて動作を説明する。
【００４８】
図１５（Ａ）はリセットトランジスタ１２０１を駆動するためのリセットパルスであり、前述したようにリセットトランジスタ１２０１にＰｃｈＴＦＴを用いた場合には、アクティブロウとなる。リセットトランジスタ１２０１がオンすると、フォトダイオード１２０４のカソードは電源電位まで上昇する。リセットパルスがハイになり、リセットトランジスタ１２０１がオフすると、その後のふるまいは光照射の有無によって変わる。図１５（Ｃ）は光照射の有無を表しており、ハイの場合は照射あり、ロウの場合は照射無しを表している。図１５（Ｄ）はフォトダイオード１２０４のカソード電位を表しており、光照射がある場合はリセットトランジスタ１２０１がオフになるとともに電圧が低下していく。
【００４９】
図１５（Ｅ）はフォトダイオード１２０４の出力をインバータのバッファ回路１２０７を通したもので、フォトダイオード１２０４のカソード電位が、電源とＧＮＤの中間あたりで反転し、バッファ回路１２０７の出力はハイからロウに変化していく。一方光照射のない場合は、フォトダイオード１２０４が放電しないため、リセットトランジスタ１２０１がオフしても、フォトダイオード１２０４のカソード電位は保持され、バッファ回路１２０７の出力はハイのままである。図１５（Ｂ）はラッチパルスであり、ラッチパルスがハイの時にＤＦＦ１２１０はバッファ回路１２０７の出力を取り込んで、次にラッチパルスが入力されるまで、保持される。このようにして、照射された光信号は電気信号に変えられる。
【００５０】
［実施例３］
図１３に透明基板上に形成したフォトダイオードの断面図を示す。図１３はＴＦＴとアモルファスシリコンのフォトダイオードを用いて光センサーを構成したものである。以下に図１３について説明する。本実施例では以下の方法にて、ＴＦＴ及びフォトダイオードを形成した。まずガラス基板１３０４上にオーバーコート膜１３０５を成膜する。この膜はＣＶＤを用いて酸化膜または窒化膜を成膜する。次にアモルファスシリコンを同じくＣＶＤによって成膜する。アモルファスシリコン膜をレーザーアニール、若しくは熱アニールによって、結晶化する。このようにして、ポリシリコンの膜を形成することができる。次に、ポリシリコン膜をパターニングして、アイランド１３０６、１３０７、１３０８を形成しする。そしてゲート絶縁膜１３０９をＣＶＤで成膜する。
【００５１】
そして、ゲート電極となる金属をスパッタで成膜する、ゲート電極用金属としてはＡｌ、Ｔａ、Ｗなどが使用される。ゲート電極１３１０、１３１１、１３１２をパターニングして形成した後、フォトレジストによるマスクを用いて、ソース、ドレイン用の不純物をドーピングする。アイランド１３０８にはＮｃｈ用の不純物およびアイランド１３０６，１３０７にはＰｃｈ用の不純物のドーピング後、レーザーアニールまたは熱アニールよって、不純物の活性化を行なう。その後、第一層間膜１３１３を成膜し、コンタクトホールの開口をおこなう。
【００５２】
さらに、ソースドレイン用の金属膜を成膜、パターニングすることによってソース及びドレインの電極１３１４、１３１５、１３１６を形成する。金属膜はバリアメタルとアルミニウムの積層膜によって構成される。以上によって、リセット用ＴＦＴ１３０１、インバータ用ＴＦＴ１３０２、１３０３が形成される。次に第二層間膜として窒化膜１３１７、樹脂膜１３１８を成膜し、コンタクトホールを開口する。そしてフォトダイオードのカソード電極１３１９を形成する。次にアモルファス膜を成膜、パターニングしフォトダイオード１３２０を形成する。次にアノード電極１３２１を形成する。更に、第三層間膜１３２２を成膜し、コンタクトホールを開口する。次に、ＩＴＯを成膜しパターニングしてフォトダイオードのアノードとＴＦＴの回路を接続する配線１３２３を形成する。このＩＴＯは後述する光シャッターでは液晶の電極となる。以上の工程によって、光センサーの回路が完成する。
【００５３】
［実施例４］
次に、図３に示した実施形態をさらに具体化したものを図８に示す。光源８１から出た光は偏向板８１３、８１４、液晶８０２、および電極８２１、８２２によって構成されるシャッターに入力される。ここでＴＦＴによる回路を透明基板８０３上に形成しているとすると、電極８２１は固定電位とし、電極８２２の電位を基板８０３上の回路によって制御し、電極上の液晶かかるに電界を制御することによって、光源８１の光を通過させるか、遮断するかを決めることができる。光が通過した場合は、そのまま、透明基板８０４、８０６、８０７、８０９、８１０を通過し、光センサー８２９に到達し、そこで光信号は電気信号に変換される。ここで光センサーは前述した構成のもので良い。また、光センサーを設けた透明基板８１０、８１２で構成される基板対には液晶を入れる必要はない。このようにして透明基板８０３上に構成された回路の信号を光源８１の光を介して、透明基板８１２に伝達することが可能である。
【００５４】
次に、光源８２から出た光は透明基板８０１、８０３、８０４、８０６を透過し、偏向板８１５、８１６、電極８２３、８２４、液晶８０８によって構成される光シャッターに入力される。電極８２３は固定電位が印可され、電極８２４は基板８０９上に形成された回路によって電位が制御され、それによって、光源８２の光の透過、遮断が制御される。光が透過した場合、透明基板８１０を通過して、光センサー８３０に入力され電気信号に変換される。
【００５５】
次に光源８３から出た光信号は透明基板８０１、８０３を通過し、偏向板８１７、８１８、電極８２５、８２６、液晶８０５からなる光シャッターに入力される。電極８２５は固定電位が印可され、電極８２６は透明基板８０６上に形成される回路によって電位が制御され、光シャッターの透過、遮断が制御される。光シャッターを通過した光は透明基板８０７、８０９、８１０を通過し、光センサー８３１に入力され、電気信号に変換される。光源８４に入力された光信号も同様にして、光センサー８３２にて電気信号に変換される。このようにして各透明基板の出力は光を介して、基板８１２上に集めることが可能となる。
【００５６】
［実施例５］
図１６に光シャッターとなる部分の回路図を示す。液晶材料の透過率対印加電圧の特性において、中間部分を使用し、中間調をだすＴＮ液晶のアクティブ駆動のように、中間電圧を使用する必要はないので、液晶に印可する電圧は２値でよい。よって、ＴＮ液晶より高速なＦＬＣなどの高速の液晶材料を使用することが可能である。もちろん応答速度を求めないような場合には、ＴＮ液晶などを用いてもかまわない。
【００５７】
図１６では、シャッターを開け閉めする制御信号をインバータのバッファ回路１６０１，１６０２を介して液晶素子１６０３を駆動している。スイッチ１６０４がオン、スイッチ１６０５がオフのとき、制御信号がハイであり、液晶にノーマリホワイトの材料を使用すると液晶光シャッターは光を遮断する。制御信号がロウであれば液晶の印加電圧は０Ｖであるので光シャッターは光を透過させる。
【００５８】
液晶素子は長時間特定の電圧が印加されると劣化してしまうので、スイッチ１６０４、１６０５によって液晶に印加される電圧を反転させている。この場合、通常の液晶表示装置のように人間が表示を見るわけではないので、フリッカ対策として６０Ｈｚ以上の周波数で反転させる必要はなく、もっと遅い周波数でもよい。また、液晶材料が長時間特定電圧を印可しても劣化の少ない材料であれば、反転自体をやめることも可能である。また液晶の反転駆動を行なう場合には制御信号も、反転信号にあわせて、反転する必要がある。
【００５９】
図１７にアクティブマトリクス型液晶表示装置で用いられるように、スイッチトランジスタと容量を用いて、ＤＲＡＭ型の駆動を行なう場合の例をしめす。光シャッターを開閉する制御信号を制御信号入力１より、入力する。また制御信号を液晶素子１７０６と保持容量１７０７に書きこむ書きこみ信号を制御信号入力２より、入力する。
制御信号入力２にハイが入力されると、書きこみトランジスタ１７０５がオンし、液晶１７０６の電位は制御信号１のバッファ回路１７０２に接続され、バッファ回路１７０２の出力電位が液晶１７０６と保持容量１７０７に書きこまれる。この例では、ＤＲＡＭと同じように定期的に書きこみトランジスタ１７０５をオンさせてリフレッシュを行なう必要がある。スイッチ１７０８、１７０９は図１６と同様に液晶材料の劣化防止のための機能を有する。
【００６０】
図１４に光シャッターの断面図を示す。各層の構成は光センサー部分の断面とほぼ同じであるが、フォトダイオードの層が存在しないのが光センサー部分と異なっている。インバータを構成するＰｃｈＴＦＴ１４０２とＮｃｈＴＦＴ１４０１のドレインがシャッター電極１４１７に接続され、ＴＦＴ１４０２とＴＦＴ１４０１によってシャッター電極１４１７は駆動される。シャッター電極１４１７はＩＴＯで形成しているが、透明電極であればＩＴＯには限定されない。液晶１４１８は対向電極１４１９とシャッター電極１４１７の間の電圧によって駆動され、前述したように対向電極１４１９は液晶の信頼性確保のため交流反転されることが望ましい。
［実施例６］
図９に透明基板間の信号のやり取りを示した実施例を示す。光源９１から出た光は偏向板９１０、９１１、液晶９０２、電極９１８、９１９で構成される光シャッターに入力される。透明基板９０３上に構成される回路によって、電極９１９の電位は制御され、それによって光の透過、遮断が制御される。光シャッターを透過した場合、光は透明基板９０６上の光センサー９２６に入力され、電気信号に変換され、透明基板９０６上の回路によって、信号処理が行なわれる。
【００６１】
光源９２から出た光は偏向板９１２、９１３、液晶９０２、電極９２０、９２１で構成される光シャッターに入力される。透明基板９０３上に構成される回路によって、電極９２１の電位は制御され、それによって光の透過、遮断が制御される。光シャッターを透過した場合、光は透明基板９０９上の光センサー９２７に入力され、電気信号に変換され、透明基板９０９上の回路によって、信号処理が行なわれる。
【００６２】
光源９３から出た光は偏向板９１４、９１５、液晶９０５、電極９２２、９２３で構成される光シャッターに入力される。透明基板９０６上に構成される回路によって、電極９２３の電位は制御され、それによって光の透過、遮断が制御される。光シャッターを透過した場合、光は透明基板９０９上の光センサー９２８に入力され、電気信号に変換され、透明基板９０９上の回路によって、信号処理が行なわれる。
【００６３】
光源９４から出た光は偏向板９１６、９１７、液晶９０５、電極９２４、９２５で構成される光シャッターに入力される。透明基板９０６上に構成される回路によって、電極９２５の電位は制御され、それによって光の透過、遮断が制御される。光シャッターを透過した場合、光は透明基板９０３上の光センサー９２９に入力され、電気信号に変換され、透明基板９０３上の回路によって、信号処理が行なわれる。
【００６４】
［実施例７］
図１８に本発明を使用したコンピュータの実施例を示す。透明基板１８０７〜１８１４には演算回路１８０１、メモリ回路１８０２、光シャッター１８０３、１８０４、光シャッター１８０５，１８０６などが配置されている。本発明においては、前述したように、光信号を用いて、基板上のあらゆる所での、基板間信号接続が可能であるので、基板のレイアウトの制約を受けることなく、信号のやり取りが可能である。演算回路とメモリ回路の接続は外部のバス配線を使用することなく、信号のやり取りが可能である。また、基板間のやり取りの数も従来のプリント基板を用いたものに比較して、格段と大きなものとすることが可能となる。このようにして、本発明を用いることによって、超並列コンピュータを構成することが可能となる。
【００６５】
図１８に示すように、本発明を用いた並列コンピュータではメモリ回路などの出力を全て透明基板と垂直方向に出力することができるため、従来のようにメモリの記憶内容をシリアルに取り出すための不具合、すなわち、周波数が高くなる、呼び出しのための回路が複雑になるなどの課題を解消することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明では電子回路をプリント基板上ではなく、ガラスやプラスチックのような透明基板上にＴＦＴで形成し、且つ、信号の入出力を電気信号ではなく、光信号を用いることによって、電気回路の信号線から発生する電磁ノイズを低減することが可能である。また、本発明では、従来信号の入出力は基板の周辺から取り出していたものを、基板上のいずれの位置からも、光信号を透過して、入出力可能にしたため、信号の並列処理が可能になった。このように本発明には光信号により並列処理をより多くできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子回路装置の構成を示す図。
【図２】本発明の信号入力部を示す図。
【図３】本発明の信号出力部を示す図。
【図４】本発明の信号接続部を示す図。
【図５】本発明の透明基板の実施例を示す図。
【図６】本発明の光センサーの電圧電流特性を示す図
【図７】本発明の信号入力部を示す図。
【図８】本発明の信号入力部を示す図。
【図９】本発明の信号入力部を示す図。
【図１０】従来の電子回路装置を示す図。
【図１１】本発明の光センサーの回路を示す図。
【図１２】本発明の光センサーとＤＦＦの回路を示す図。
【図１３】本発明の光センサーの断面図。
【図１４】本発明の光シャッターの断面図。
【図１５】本発明の光センサーとＤＦＦのタイミングチャートを示す図。
【図１６】本発明の光シャッターの回路を示す図。
【図１７】本発明の光シャッターの回路を示す図。
【図１８】本発明をコンピュータに応用した図。

Claims (14)

  1. 光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の電子回路基板を有する電子回路装置において、
    前記複数の電子回路基板は透明基板よりなり、
    外部より光信号を入力し、入力された前記光信号は、少なくとも１つ以上の前記透明基板を貫通した後、前記と異なる透明基板上の光シャッターまたは光センサーに入力され、
    前記光シャッターは前記光信号の透過、非透過を制御し、
    前記光センサーは前記光センサーと同一透明基板上の電子回路によって、前記光信号を電気信号に変換することを特徴とした電子回路装置。
  2. 光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の透明基板を有する電子回路装置において、
    前記複数の透明基板は積層されており、
    外部より光信号を入力し、入力された前記光信号は、少なくとも１つ以上の前記透明基板を貫通した後、前記と異なる透明基板上の光シャッターまたは光センサーに入力され、
    前記光シャッターは光の透過、非透過を制御し、
    前記光センサーは、前記光センサーと同一透明基板上の電子回路によって、前記光信号を電気信号に変換することを特徴とした電子回路装置。
  3. 光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の透明基板を有する電子回路装置において、
    外部より光信号を、直接または透明基板を貫通させた後、前記光信号を透明基板上の光シャッターに入力し、光シャッターが前記光信号を通過させた場合に、通過した光信号は、直接または前記と異なる透明基板を貫通し、光センサーに入力されることを特徴とした電子回路装置。
  4. 光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の透明基板を有する電子回路装置において、
    透明基板上の電子回路によって、前記光シャッターを制御し、
    外部より入力した光信号を前記光シャッターに入力し、前記光信号の通過、非通過を判断することによって、前記電子回路の出力信号を取り出すことを特徴とした電子回路装置。
  5. 光シャッターまたは光センサーのいずれか一方、若しくは両方を配置した複数の透明基板を有する電子回路装置において、
    前記透明基板は積層されており、
    前記透明基板上の電子回路によって、前記光シャッターを制御し、
    外部より入力した光信号を前記光シャッターに入力し、前記光信号の通過、非通過を判断することによって、前記電子回路の出力信号を取り出すことを特徴とした電子回路装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、透明基板上の電子回路は薄膜トランジスタで構成されていることを特徴とした電子回路装置。
  7. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、透明基板上の電子回路は薄膜トランジスタおよび単結晶のＩＣチップで構成されていることを特徴とした電子回路装置。
  8. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、透明基板上の光センサーはアモルファスシリコンのフォトダイオード、若しくはフォトトランジスタであることを特徴とした電子回路装置。
  9. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、透明基板上の光センサーはポリシリコンのフォトダイオード、若しくはフォトトランジスタであることを特徴とした電子回路装置。
  10. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、透明基板上の光センサーは単結晶シリコンのフォトダイオード、若しくはフォトトランジスタであることを特徴とした電子回路装置。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項において、前記光シャッターは２枚の透明基板によって挟まれた液晶によって構成されているものであることを特徴とした電子回路装置。
  12. 請求項１１において、前記透明基板には偏向板が配置され、前記偏向板は光シャッターの付近のみに配置されることを特徴とした電子回路装置。
  13. 複数の透明基板上に、薄膜トランジスタによって構成された複数の演算装置、複数の記憶装置を有するコンピュータにおいて、前記基板間にまたがる電子情報のやり取りを薄膜トランジスタによって制御された光シャッターと、光センサーによって行なうことを特徴としたコンピュータ。
  14. 複数の透明基板上に、薄膜トランジスタによって構成された複数の演算装置、複数の記憶装置を有するコンピュータにおいて、前記基板間にまたがる電子情報のやり取りを薄膜トランジスタによって制御された光シャッターと、光シャッターによって、並列に行なうことを特徴としたコンピュータ。
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