JP2004191389A - Optical communication equipment, flat panel display and electronic appliance - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信機器、フラットパネルディスプレイおよび電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータのような電子機器間や電子基板間のデータ電送量の増加にともない、光ファイバを用いた信号伝送技術が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。
【0003】
【非特許文献1】
IEEE発行のSPECTRUM 2002年8月号 P32−36
【0004】
なお、IEEEとは、the Institute of Electrical and Electronics Engineers organizations (URL;http://WWW.ieee.org/portal/index.jsp)である。
電子機器間や機器内における光ファイバを用いたデータ伝送は、高速性だけでなく電磁波障害(EIM)を発生しないなど、従来の電気によるデータ伝送とは異なる優れたメリットがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバの接続は、光軸ずれが光の結合効率悪化に直接つながるため、非常に高い位置合わせ精度が要求される。そのために従来は高価な接続コネクタが必要となる。また、従来の光ファイバ接続技術では、発光素子や受光素子とコネクタとを精度よく位置合わせして組み付けねばならないため、光モジュールとよばれる接続機器の小型化に限界があった。
【0006】
例えば、従来の光ファイバと光部品を用いては、微小な半導体チップ間を接続することができない。また、各集積回路、抵抗、トランジスタ及びコンデンサなどを備える基板間を、従来の光ファイバと光部品を用いて接続することも困難であり、実現しようとすれば装置が大型になるとともに多大な製造コストが必要となる。また、複数の基板など各種装置を備えた機器間を、従来の光ファイバと光部品を用いて接続することも容易ではなく、多大な製造コストが必要となる。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、信号伝達速度を高速化することができるとともに容易に装置を微細化及びコンパクト化することができ、簡易に製造することができる光通信機器、フラットパネルディスプレイおよび電子機器の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明の光通信機器は、光ファイバの端面に光学素子を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、光ファイバ端に直接、発光素子又は受光素子などの光学素子を貼り付け等することで構成するため、光のロスが少なく結合効率が高い。そのためデータ通信のエラーが少なく、実効的伝送速度を高めることができる。
ここで、光ファイバと機器の接続は、光ファイバ端に貼り付け等された発光素子又は受光素子の電極と機器側の電極とが電気的に接触することで行うことができる。そのため、本発明によれば、従来の光学的接続手法に比べて許容される位置精度を大きくすることができ、簡単に光ファイバを機器に接続することができる。
また、本発明によれば、光ファイバと発光素子又は受光素子などの光学素子とが一体化しているので、従来の光モジュールに相当する接続機器部を極めて小型化することができる。
したがって、本発明によれば、信号伝達速度を高速化することができるとともに、容易に装置の微細化及びコンパクト化をすることができ、さらに簡易に製造することができる光通信機器を提供することができる。
また、本発明によれば、光ファイバの端面に設けた光学素子が故障した場合、光ファイバを取り替えることで、容易に修復することができる。
【0009】
また、本発明の光通信機器は、前記光学素子が微小なタイル形状の半導体素子からなる微小タイル状素子で構成されており、該微小タイル状素子は、前記光ファイバの端面に直接貼り付けられていることが好ましい。
本発明によれば、光ファイバの端面に、直接微小タイル状素子からなる発光素子又は受光素子を貼り付けることで、簡易に、極めてコンパクトな光ファイバを用いた光信号伝送手段を構成することができる。
例えば、発光素子又は受光素子をなす微小タイル状素子を数百μm四方以下の面積と数十μm以下の厚さで構成することで、光ファイバの端面の面積よりもちいさな光学素子をその端面に設けることができる。ここで、例えば、フレキシブルテープ(フィルム)の片方面に微小タイル状素子を仮接着することで、その微小タイル状素子を簡易にかつ精密な位置にハンドリングすることができる。
【0010】
また、本発明の光通信機器は、前記微小タイル状素子が面発光レーザ、LED、フォトダイオード、フォトトランジスタのうちの一つであることが好ましい。
本発明によれば、一旦、ある基板に面発光レーザ、LED、フォトダイオード、フォトトランジスタなどを形成し、次いで、その面発光レーザなどを基板から微小タイル状に切り出すとともにフレキシブルテープ(フィルム)の片方面に仮接着してハンドリングし、光ファイバの端面に接着などすることで、コンパクトで高性能な光信号伝送手段を簡易に提供することができる。
【0011】
また、本発明の光通信機器は、前記微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極が、前記光ファイバの端面の中心に対して同心円形状に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光ファイバをソケットなどに接続して、その光ファイバの端面に設けられた光学素子を、ソケットなどに電気的に接続するときに、その光ファイバの中心軸さえソケットなどの所望位置に合っていれば、回転方向の位置は任意でいいので、光ファイバの取り付けを簡便に行うことができる。
【0012】
また、本発明の光通信機器は、前記微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極が突起形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、いわゆるバンプなどの突起形状を、微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極が備えることで、光学素子の電極をソケットなどの電極に確実に接続することができる。
【0013】
また、本発明の光通信機器は、前記微小タイル状素子が円板形状をしていることが好ましい。
本発明によれば、円柱形状の光ファイバの端面が円形状であるので、微小タイル状素子を円板形状とすることにより、光ファイバの端面の面積を効率的に活用することができる。
【0014】
また、本発明の光通信機器は、前記光ファイバが挿入される挿入穴と、該挿入穴の底に形成された電極とを有してなるソケットを備えることが好ましい。
本発明によれば、光学素子を端面に備えた光ファイバをソケットの挿入穴に入れるだけで、その光ファイバの光学素子をソケットの電極に電気的に接続することができる。そこで、例えばソケットの電極に所望の電圧(信号)を印加することで、光ファイバの端面に設けた光学素子から光(信号)を放射させることができる。
【0015】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットの電極がアノード電極とカソード電極からなり、前記光ファイバを前記挿入穴に挿入すると、該ソケットのアノード電極と前記微小タイル状素子のアノード電極とが接触するとともに、該ソケットのカソード電極と前記微小タイル状素子のカソード電極とが接触する構成となっていることが好ましい。
本発明によれば、光学素子を端面に備えた光ファイバをソケットの挿入穴に入れるだけで、光ファイバの光学素子のアノード電極とソケットのアノード電極とを電気的に接続でき、また光学素子のカソード電極とソケットのカソード電極とを電気的に接続することができる。
【0016】
本発明の光通信機器は、前記ソケットのアノード電極が、前記挿入穴の底面において、該底面の中心からの距離が前記微小タイル状素子のアノード電極がなす同心円の半径と略同一となる位置に設けられており、前記ソケットのカソード電極は、前記挿入穴の底面において、該底面の中心からの距離が前記微小タイル状素子のカソード電極がなす同心円の半径と略同一となる位置に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、ソケットのアノード電極及びカソード電極の挿入穴の底面における中心からの距離が、それぞれ光ファイバの端面に設けられた微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極の配置に対応しているので、光ファイバの中心軸とソケットの挿入穴の中心軸さえ略合っていれば、光ファイバの回転方向の位置は任意でいいので、光ファイバの取り付けを簡便に行うことができる。
【0017】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットのアノード電極及びカソード電極が、前記挿入穴の底面において、該底面の中心に対して同心円形状に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光ファイバをソケットに取り付けるときに、光ファイバの中心軸とソケットの挿入穴の中心軸さえ略合っていれば、光ファイバの回転方向の位置は任意でいいので、その光ファイバの取り付けを簡便に行うことができる。
【0018】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットのアノード電極及びカソード電極が突起形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、いわゆるバンプなどの突起形状を、ソケットのアノード電極及びカソード電極が備えることで、光学素子の電極をソケットなどの電極に確実に接続することができる。
【0019】
また、本発明の光通信機器は、前記光ファイバが前記ソケットの挿入穴に挿入されており、該挿入穴の側面及び底面の少なくとも一方と該光ファイバの間には、絶縁性熱伝導剤が充填されていることが好ましい。
本発明によれば、ソケットの挿入穴に光ファイバが挿入され、その光ファイバと挿入穴の側面などとの間に絶縁性熱伝導剤が充填されているので、光ファイバの端面に設けられた面発光レーザなどの光学素子から発せられる熱を効率よく発散させることができ、光ファイバをソケットに強固に固定することもできる。
また、本発明によれば、光ファイバの端面に設けた光学素子が故障した場合など、その光ファイバをソケットの挿入穴から容易に抜き取りことができる。そして、抜き取った光ファイバを他の正常な光学素子の設けられた光ファイバに取り替えることで、又は抜き取った光ファイバの光学素子のみを他の正常な光学素子に取り替えることで、かかる故障を簡易かつ迅速に修復することができる。
【0020】
また、本発明の光通信機器は、前記光ファイバが前記ソケットの挿入穴に挿入されており、該挿入穴の側面及び底面と該光ファイバの間には、異方性導電材が充填されており、前記微小タイル状素子のアノード電極は、前記異方性導電材の一部を介して前記ソケットのアノード電極と電気的に接続されており、前記微小タイル状素子のカソード電極は、前記異方性導電材の一部を介して前記ソケットのカソード電極と電気的に接続されていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、異方性導電材をソケットの挿入穴に充填しておき、次いで光ファイバをその挿入穴に挿入すると、挿入穴の底面付近において、異方性導電材は挿入穴の軸方向(光ファイバの長手方向)にのみ導電する。したがって、微小タイル状素子の電極とソケットの電極が直接接触しなくとも、その電極同士を異方性導電材が電気的に接続することができる。そこで、本発明によれば、突起形状のバンプなどを電極に設ける必要がなくなり、製造コストを低減化することができる。
【0021】
また、本発明の光通信機器は、前記挿入穴の断面が円形であることが好ましい。
【0022】
また、本発明の光通信機器は、前記挿入穴の断面が多角形であることが好ましい。
本発明によれば、挿入穴に円柱形状などの光ファイバを挿入する前に、その挿入穴に充填しておいた絶縁性熱伝導剤又は異方性導電剤などの逃げしろを設けることができ、電気的にも機械的にも確実に光ファイバをソケットに接続することができる。
【0023】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットは、前記挿入穴の少なくとも一部となる貫通穴を備えた部材と、電極を備えた板状部材とを張り合わせて構成されていることが好ましい。
本発明によれば、挿入穴の底面に電極を備えたソケットを容易に製造することができ、低コストで高性能な光信号伝送手段を提供することができる。
【0024】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットの内部に、前記挿入穴の底面又は底面近辺に繋がる空間が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、挿入穴に光ファイバを挿入したときに、その挿入穴に充填しておいた絶縁性充填材又は異方性充填材などの逃げしろソケットの内部に設けることができ、電気的にも機械的にも確実に光ファイバをソケットに接続することができる。
【0025】
また、本発明の光通信機器は、前記空間の少なくとも一部は、前記板状部材に設けられた溝で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、絶縁性充填材又は異方性充填材などの逃げしろを、容易に構成することができ、低コストで高性能な光信号伝送手段を提供することができる。
【0026】
また、本発明のフラットパネルディスプレイは、前記光通信機器を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、走査信号などを前記光通信機器で伝送することで、走査信号などを高速に伝送することができ、コンパクトで表示品質の高いフラットパネルディスプレイを低コストで提供することができる。
【0027】
本発明の電子機器は、前記光通信機器を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、例えば半導体チップ間、ボード(基板)間又は機器間などにおいて、光信号を送受信して、高速に信号処理することができかつコンパクトな電子機器を安価に提供することができる。
また、本発明によれば、光学素子が故障した場合でも、その光学素子及び光ファイバを容易に取り替えることができ、光信号伝送手段の追加及び変更を容易に行うことができる電子機器を提供することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る光通信機器について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る光通信機器について図1及び図2を参照して説明する。図1は第1実施形態に係る光通信機器を示す断面図であり、(a)は光ファイバ10がソケット30に挿入される前の状態を示し、(b)光ファイバ10をソケット30に挿入した後の状態を示している。図2は、光ファイバ10の端面に設けられた微小タイル状素子20の電極などを示し、(a)は光ファイバ10及び微小タイル状素子20の斜視図であり、(b)はソケット30の平面図である。
【0029】
本光通信機器は、光ファイバ10と、光ファイバ10の端面に接着された微小タイル状素子20と、光ファイバ10が挿入されるソケット30とを有して構成される。
【0030】
微小タイル状素子20は、光学素子23を備えるものである。その光学素子23としては面発光レーザ(VCSEL)、LED、フォトダイオード(PD)又はフォトトランジスタ(PTr)などのうちの一つが適用される。そして、微小タイル状素子20は、微小なタイル形状の半導体デバイスであり、例えば厚さが20μm以下であって、直径が数十μmから数百μmの円板形状部材である。微小タイル状素子20は、円板形状に限定されず、正方形、長方形などの多角形形状であってもよく、楕円形状でもよい。微小タイル状素子20の製造方法については、後で詳細に説明する。なお、微小タイル状素子20としては、フォトトランジスタの代わりにフォトダイオードとトランジスタを組み合わせたものを適用してもよい。
【0031】
また、微小タイル状素子20は、カソード電極21とアノード電極22を備えている。このカソード電極21及びアノード電極22は、図2に示すように、微小タイル状素子20の表面において、光ファイバ10の中心軸に対して同心円状に設けられている。すなわち、アノード電極22は、微小タイル状素子20の表面の略中心Oに設けられた半径r2の円形状をしている。カソード電極21は、微小タイル状素子20の表面において、アノード電極22と一定距離だけ隙間をもって形成された半径r1のドーナツ形状をしている。
【0032】
ソケット30には光ファイバ10が挿入される挿入穴35が設けられている。挿入穴35は、断面が円形であり、光ファイバ10の直径より若干大きい穴経を持っている。挿入穴35の底面には、カソード電極33とアノード電極34が設けられている。そして、図2(b)に示すように、カソード電極33には突起形状のバンプ31が設けられており、アノード電極34にも突起形状のバンプ32が設けられている。
【0033】
ここで、カソード電極33のバンプ31の配置は、挿入穴35の底面の中心から、距離r1だけ離れた位置となっている。この距離r1は、微小タイル状素子20のカソード電極21がなすドーナツ形状の半径r1と略同一である。アノード電極34のバンプ32は、挿入穴35の底面の中心Oから、距離r2だけ離れた位置となっている。この距離r2は、微小タイル状素子20のアノード22がなす円の半径r1よりも小さい値となっている。
【0034】
そこで、光ファイバ10をソケット30の挿入穴35に挿入すると、微小タイル状素子20のカソード電極21とソケット30のカソード電極33のバンプ31とが接触し、微小タイル状素子20のアノード電極22とソケット30のアノード電極34のバンプ32とが接触する。
【0035】
したがって、光ファイバ10をソケット30の挿入穴35に挿入するだけで、微小タイル状素子20のカソード電極21とソケット30のカソード電極33が電気的に接続され、微小タイル状素子20のアノード電極22とソケット30のアノード電極34が電気的に接続されることとなる。これらの電気的接続は、ソケット30の挿入穴35に対して光ファイバ10をどのように回転させても、保たれる。
【0036】
例えば微小タイル状素子20が発光素子を備えるとすると、ソケット30のアノード電極34及びカソード電極33に信号電圧を印加することで、微小タイル状素子20から光信号が放射される。その光信号は、光ファイバ10の中を伝播し、光ファイバ10の他端に接着された他の微小タイル状素子20の受光素子で検出される。そして、検出された光信号は、受光素子で電気信号に変換され、他のソケット30のアノード電極34及びカソード電極33から電気信号として出力される。
【0037】
これらにより、本実施形態によれば、光ファイバ10の端面に直接、発光素子又は受光素子をなす光学素子23を貼り付けているため、光のロスが少なく結合効率を高くすることができる。そのため本実施形態によれば、データ通信のエラーが少なく、実効的伝送速度を高めることができる。
ここで、光ファイバ10と機器側のソケット30と接続は、光ファイバ10端に貼り付けられた光学素子23(発光素子又は受光素子)の電極(カソード電極21,アノード電極22)と機器側の電極(バンプ31,32)とが電気的に接触することで行うことができる。そのため、本実施形態によれば、従来の光学的接続手法に比べて許容される位置精度を大きくすることができ、簡単に光ファイバ10を機器に接続することができる。
また、本実施形態によれば、光ファイバ10と発光素子又は受光素子などの光学素子23とが一体化しているので、従来の光モジュールに相当する接続機器部を極めて小型化することができる。
【0038】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る光通信機器について図3を参照して説明する。図3は第2実施形態に係る光通信機器を示し、(a)は光ファイバ10及び微小タイル状素子40の斜視図であり、(b)はソケット30の平面図である。
【0039】
光ファイバ10の端面に接着された微小タイル状素子40は、図1における微小タイル状素子20に対応するものである。すなわち微小タイル状素子40は、面発光レーザ(VCSEL)、LED、フォトダイオード(PD)又はフォトトランジスタ(PTr)などの光学素子をなすものである。そして、微小タイル状素子40は、例えば厚さが20μm以下であって、縦横が数十μmから数百μmの板形状部材である。微小タイル状素子40は、長方形の板状部材で構成されているが、この形状に限定されず、円形、楕円形又は他の多角形状であってもよい。
【0040】
微小タイル状素子40は、カソード電極41とアノード電極42を備えている。また、微小タイル状素子40の中心には上記光学素子43が形成されている。カソード電極41は突起形状のバンプを備えている。カソード電極41のバンプは、微小タイル状素子40の中心Oから距離r3だけ離れた位置に設けられている。アノード電極42も突起形状のバンプを備えているアノード電極42のバンプは、微小タイル状素子40の中心Oから距離r4だけ離れた位置に設けられている。
【0041】
ソケット30の挿入穴35の底面には、カソード電極36とアノード電極37が設けられている。カソード電極36及びアノード電極37は、図1及び図2に示すカソード電極33及びアノード電極34に対応するものである。アノード電極37は、挿入穴35の底面の略中心に設けられた半径r4の円形状をしている。この半径r4は、微小タイル状素子40のアノード電極42の配置における中心Oからの距離r4と略同一である。カソード電極36は、アノード電極37と一定距離だけ隙間をもって形成された半径r3のドーナツ形状をしている。この半径r3は、微小タイル状素子40のカソード電極の配置における中心Oからの距離r3と略同一である。したがって、カソード電極36及びアノード電極37は、挿入穴35の底面において、その底面の中心Oに対して同心円形状に形成されている。
【0042】
そこで、光ファイバ10をソケット30の挿入穴35に挿入すると、微小タイル状素子40のカソード電極41のバンプとソケット30のカソード電極36とが接触し、微小タイル状素子40のアノード電極42のバンプとソケット30のアノード電極37とが接触する。
【0043】
したがって、第1実施形態と同様に、光ファイバ10をソケット30の挿入穴35に挿入するだけで、微小タイル状素子40のカソード電極41とソケット30のカソード電極36が電気的に接続され、微小タイル状素子40のアノード電極42とソケット30のアノード電極37が電気的に接続されることとなる。これらの電気的接続は、ソケット30の挿入穴35に対して光ファイバ10をどのように回転させても、保たれる。
【0044】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る光通信機器について図4から図7を参照して説明する。図4は第3実施形態に係る光通信機器を示す断面図である。本光通信機器と上記第1実施形態及び第2実施形態の光通信機器との相違点は、本光通信機器ではソケット30の挿入穴35に絶縁性熱伝導剤50が充填されている点である。その他は上記第1実施形態及び第2実施形態の光通信機器と同じである。
【0045】
絶縁性熱伝導剤50は、液状体又は流動体であり、電気的に絶縁性をもち、熱の伝導率が高い物質で構成されている。絶縁性熱伝導剤50は、挿入穴35に光ファイバ10を挿入する前に、その挿入穴35に充填される。その後、絶縁性熱伝導剤50が充填された挿入穴35に光ファイバ10を挿入する。この挿入では、光ファイバ10の端面に接着された微小タイル状素子20の電極(カソード電極21及びアノード電極22)とソケット30の電極(カソード電極のバンプ31及びアノード電極のバンプ32)とが接触するまで、光ファイバ10を挿入穴35に押し込む。
【0046】
すると、図4に示すように、挿入穴35の側面と光ファイバ10の側面の間、および挿入穴35の底面と光ファイバ10の底面(微小タイル状素子20)との間に、絶縁性熱伝導剤50が充填されることとなる。絶縁性熱伝導剤50は、光ファイバ挿入後、硬化してもよい。
これらにより、光ファイバ10の端面に設けられた微小タイル状素子20がなす面発光レーザなどの光学素子から発せられる熱を効率よく発散させることができ、光ファイバをソケットに強固に固定することもできる。
【0047】
また、本実施形態によれば、微小タイル状素子20がなす面発光レーザなどの光学素子が故障した場合、光ファイバ10をソケット30の挿入穴35から容易に抜き取りことができる。そこで、その抜き取った光ファイバ10を他の正常な微小タイル状素子20が接着された光ファイバ10に取り替えることで、かかる故障を簡易かつ迅速に修復することができる。また、抜き取った光ファイバ10の微小タイル状素子20のみを他の正常な微小タイル状素子20に着け代えることで、修復してもよい。
【0048】
次に、第3実施形態の変形例について図5を参照して説明する。図5は第3実施形態に係る光通信機器の変形例を示す断面図である。本光通信機器と上記図4に示す光通信機器との主な相違点は、本光通信機器ではソケット30の挿入穴35に異方性導電材51が充填されている点である。また、本光通信機器では、光ファイバ10の端面に設けられた微小タイル状素子20の電極にバンプが設けられておらず、さらにソケット30の電極にもバンプが設けられていない点も、上記実施形態と異なる。
【0049】
異方性導電剤51は導電性を持つ粒子が分散された液状体又は流動体である。異方性導電剤51は、挿入穴35に光ファイバ10を挿入する前に、その挿入穴35に充填される。その後、異方性導電剤51が充填された挿入穴35に光ファイバ10を挿入する。挿入穴35の底面と光ファイバ10の端面に設けられた微小タイル状素子20の表面との距離が一定値以下になるまで、その光ファイバ10を挿入穴35の底面に向けて押し込んでいく。すると、挿入穴35の底面と微小タイル状素子20の表面とは垂直方向(光ファイバ10の長手方向)にのみ導通する。
【0050】
したがって、微小タイル状素子20のカソード電極21とソケット30のカソード電極36とが異方性導電剤51を介して導通し、微小タイル状素子20のアノード電極22とソケット30のアノード電極37とが異方性導電剤51を介して導通する。そこで、本実施形態によれば、突起形状のバンプなどを電極に設ける必要がなくなり、製造コストを低減化することができる。
【0051】
本実施形態のソケット30では、異方性導電剤51によるカソード電極36とアノード電極37の短絡を防止するために、カソード電極36及びアノード電極37の所望領域上には絶縁膜38が設けられている。
【0052】
次に、第3実施形態の他の変形例について図6を参照して説明する。図6は第3実施形態に係る光通信機器の他の変形例を示す平面図である。本光通信機器ではソケット30の挿入穴35の断面が正方形である点が上記実施形態の光通信機器とことなる。その他は上記実施形態の光通信機器と同じである。
【0053】
本実施形態によれば、挿入穴35に円柱形状の光ファイバ10を挿入する前にその挿入穴35に充填しておいた絶縁性熱伝導剤50又は異方性導電剤51などの逃げしろ35aを簡易に設けることができる。そこで、本実施形態によれば、電気的にも機械的にも確実に光ファイバ10をソケット30に接続することができる。
【0054】
また、挿入穴35の断面における縦横の幅を光ファイバ10の直径と略同一とすることで、ソケット30に対する光ファイバ10の配置をより高精度にすることができ、電気的な接続不良などをさらに低減することができる。
なお、本実施形態では、挿入穴35の断面形状を正方形としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、挿入穴35の断面形状は正三角形又は他の多角形の形状にしてもよい。また、挿入穴35をテーパ形状とすることで、逃げしろを設けてもよい。
【0055】
次に、第3実施形態の他の変形例について図7を参照して説明する。図7は第3実施形態に係る光通信機器の他の変形例を示す断面図である。本光通信機器ではソケット30の内部に、絶縁性熱伝導剤50又は異方性導電剤51などの充填剤の逃げしろ30aが設けられている点が図6に示す上記実施形態と異なる。その他は上記実施形態の光通信機器と同じである。
【0056】
逃げしろ30aは、ソケット30の内部に設けられた空間であって、ソケット30の挿入穴35の底面の繋がる空間である。ソケット30の挿入穴35に充填された絶縁性熱伝導剤50又は異方性導電剤51などの充填剤の一部は、その挿入穴35に光ファイバ10を挿入すると、逃げしろ30aに押し込まれる。
【0057】
これにより、本実施形態によれば、光ファイバ10の端面に設けられた微小タイル状素子20とソケット30の挿入穴35の底面との間に、必要以上に充填剤が存在することを防止することができる。したがって、本実施形態によれば、電気的にも機械的にも確実に光ファイバ10をソケット30に接続することができる。
【0058】
本実施形態において、ソケット30は、図7に示すように板状部材30’と板状部材30”とで構成されていることが好ましい。図7に示すソケット30の製造方法としては、まず板状部材30’に、挿入穴35をなす貫通穴を設ける。また板状部材30”に、逃げしろ30aをなす溝を設け。また板状部材30”に、上記実施形態の図1などに示すカソード電極33及びアノード電極34なども設ける。その後、板状部材30’と板状部材30”を張り合わせることで、図7に示すソケット30が形成される。
【0059】
本実施形態によれば、高性能な光信号伝送手段を簡易にかつ低コストで提供することができる。
なお、本実施形態に係るソケット30の製造方法であって、挿入穴35をなす貫通穴を備えた板状部材30’と、カソード電極33及びアノード電極34などの電極を備えた板状部材30”とを張り合わせてソケット30を構成する製造手法は、上記図1から図6に示す実施形態に適用することができる。
【0060】
(微小タイル状素子の製造方法)
次に、上記微小タイル状素子20,40の製造方法について図8から図17を参照して説明する。本実施形態の微小タイル状素子は、エピタキシャルリフトオフ法を基礎とする手法で作製される。本製造方法では、微小タイル状素子としての化合物半導体デバイス(化合物半導体素子)を基板となるシリコン・LSIチップ上に接合する場合について説明するが、半導体デバイスの種類及びLSIチップの種類に関係なく本発明を適用することができる。
【0061】
すなわち、上記実施形態に係る光ファイバ10の端面に微小タイル状素子を接着する場合にも本製造方法を適用することができる。
なお、本実施形態における「半導体基板」とは、半導体物資から成る物体をいうが、板形状の基板に限らず、どのような形状であっても半導体物資であれば「半導体基板」に含まれる。
【0062】
<第1工程>
図8は微小タイル状素子の製造方法の第1工程を示す概略断面図である。図8において、基板110は、半導体基板であり、例えばガリウム・ヒ素化合物半導体基板とする。基板110における最下位層には、犠牲層111を設けておく。犠牲層111は、アルミニウム・ヒ素(AlAs)からなり、厚さが例えば数百nmの層である。
例えば、犠牲層111の上層には機能層112を設ける。機能層112の厚さは、例えば1μmから10(20)μm程度とする。そして、機能層112において半導体デバイス(半導体素子)113を作成する。半導体デバイス113としては、例えば発光ダイオード(LED)、面発光レーザ(VCSEL)、フォトダイオード(PD)、フォトトランジスタ(PTr)などが挙げられる。これらの半導体デバイス113は、何れも基板110上に多層のエピタキシャル層を積層して素子が形成されたものである。また、各半導体デバイス113には、電極も形成し、動作テストも行う。
ここで、半導体デバイス113としては、図8及び上記実施形態の図1などに示すように、発光素子23、カソード電極21及びアノード電極22を含んでなるものとする。
【0063】
<第2工程>
図9は微小タイル状素子の製造方法の第2工程を示す概略断面図である。本工程においては、各半導体デバイス113を分割するように分離溝121を形成する。分離溝121は、少なくとも犠牲層111に到達する深さをもつ溝とする。例えば、分離溝の幅及び深さともに、10μmから数百μmとする。また、分離溝121は、後述するところの選択エッチング液が当該分離溝121を流れるように、行き止まりなく繋がっている溝とする。さらに、分離溝121は、碁盤のごとく格子状に形成することが好ましい。
また、分離溝121相互の間隔を数十μmから数百μmとすることで、分離溝121によって分割・形成される各半導体デバイス113のサイズを、数十μmから数百μm四方の面積をもつものとする。分離溝121の形成方法としては、フォトリソグラフィとウェットエッチングによる方法、またはドライエッチングによる方法を用いる。また、クラックが基板に生じない範囲でU字形溝のダイシングで分離溝121を形成してもよい。
【0064】
<第3工程>
図10は微小タイル状素子の製造方法の第3工程を示す概略断面図である。本工程においては、中間転写フィルム131を基板110の表面(半導体デバイス113側)に貼り付ける。中間転写フィルム131は、表面に粘着剤が塗られたフレキシブルな帯形状のフィルムである。
【0065】
<第4工程>
図11は微小タイル状素子の製造方法の第4工程を示す概略断面図である。本工程においては、分離溝121に選択エッチング液141を注入する。本工程では、犠牲層111のみを選択的にエッチングするために、選択エッチング液141として、アルミニウム・ヒ素に対して選択性が高い低濃度の塩酸を用いる。
【0066】
<第5工程>
図12は微小タイル状素子の製造方法の第5工程を示す概略断面図である。本工程においては、第4工程での分離溝121への選択エッチング液141の注入後、所定時間の経過により、犠牲層111のすべてを選択的にエッチングして基板110から取り除く。
【0067】
<第6工程>
図13は微小タイル状素子の製造方法の第6工程を示す概略断面図である。第5工程で犠牲層111が全てエッチングされると、基板110から機能層112が切り離される。そして、本工程において、中間転写フィルム131を基板110から引き離すことにより、中間転写フィルム131に貼り付けられている機能層112を基板110から引き離す。
これらにより、半導体デバイス113が形成された機能層112は、分離溝121の形成及び犠牲層111のエッチングによって分割されて、所定の形状(例えば、微小タイル形状)の半導体素子(上記実施形態の「微小タイル状素子」)とされ、中間転写フィルム131に貼り付け保持されることとなる。ここで、機能層の厚さが例えば1μmから8μm、大きさ(縦横)が例えば数十μmから数百μmであるのが好ましい。
【0068】
<第7工程>
図14は微小タイル状素子の製造方法の第7工程を示す概略断面図である。本工程においては、(微小タイル状素子161が貼り付けられた)中間転写フィルム131を移動させることで、最終基板となる光ファイバ10の端面に微小タイル状素子161をアライメントする。例えば、光ファイバ10の端面には、他の微小タイル状素子からなるLSIがすでに接着されていることとしてもよい。このLSIには面発光レーザなどについてのAPC回路などが含まれているものとしてもよい。
ここで、光ファイバ10の端面には、微小タイル状素子161を接着するための接着剤173を塗布しておく。
【0069】
<第8工程>
図15は微小タイル状素子の製造方法の第8工程を示す概略断面図である。本工程においては、光ファイバ10の端面にアライメントされた微小タイル状素子161を、中間転写フィルム131越しに裏押しピン181で押しつけて光ファイバ10の端面に接合する。ここで、光ファイバ10の端面には接着剤173が塗布されているので、その端面に微小タイル状素子161が接着される。
【0070】
<第9工程>
図16は微小タイル状素子の製造方法の第9工程を示す概略断面図である。本工程においては、中間転写フィルム131の粘着力を消失させて、微小タイル状素子161から中間転写フィルム131を剥がす。
中間転写フィルム131の粘着剤は、UV硬化性又は熱硬化性のものにしておく。UV硬化性の粘着剤とした場合は、裏押しピン181を透明な材質にしておき、裏押しピン181の先端から紫外線(UV)を照射することで中間転写フィルム131の粘着力を消失させる。熱硬化性の接着剤とした場合は、裏押しピン181を加熱すればよい。あるいは第6工程の後で、中間転写フィルム131を全面紫外線照射するなどして粘着力を全面消失させておいてもよい。粘着力が消失したとはいえ実際には僅かに粘着性が残っており、微小タイル状素子161は非常に薄く軽いので中間転写フィルム131に保持される。
【0071】
<第10工程>
図17は微小タイル状素子の製造方法の第10工程を示す概略断面図である。本工程においては、接着剤173について加熱処理などを施して、微小タイル状素子161を光ファイバ10の端面に本接合する。これらにより、図1などに示す光通信機器の構成要素となるもの、すなわち本発明に係る光ファイバの端面に接着された微小タイル状素子が完成する。
【0072】
(電子機器)
上記実施形態の光通信機器を備えた電子機器の例について説明する。
図18は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図23において、符号1000は上記の光通信機器を用いた携帯電話本体を示し、符号1001は上記の光通信機器を用いたフラットパネルディスプレイからなる表示部を示している。
【0073】
図19は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図19において、符号1100は上記の光通信機器を用いた時計本体を示し、符号1101は上記の光通信機器を用いたフラットパネルディスプレイからなる表示部を示している。
【0074】
図20は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図20において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は上記の光通信機器を用いた情報処理装置本体、符号1206は上記の光通信機器を用いたフラットパネルディスプレイからなる表示部を示している。
【0075】
図18から図20に示す電子機器は、上記実施形態の光通信機器を備えているので、極めて高速に信号を伝送して高速に信号処理することができ、かつコンパクトな電子機器を低コストで提供することができる。
【0076】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず適宜変更が可能である。
【0077】
例えば、本発明に係る光通信機器を用いてフラットパネルディスプレイの走査信号などを伝送してもよい。ここで、フラットパネルディスプレイとしては、有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイなどが該当する。
【0078】
また、本発明に係る光通信機器は、半導体チップ間、ボード(基板)間又は機器間などにおける光信号の送受信に用いることができる。
【0079】
また、本発明に係る光通信機器は、半導体チップ同士を重ね合わせた場合、基板同士を重ね合わせた場合、又は基板と半導体チップを重ね合わせた場合に、それらの重ね合わせたものの間における光信号の送受信に用いることができる。この場合は、上記光ファイバ10の長さを短くする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る光通信機器の断面図である。
【図2】同上の光通信機器の電極構造を示す図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る光通信機器を示す図である。
【図4】本発明の第3実施形態に係る光通信機器を示す断面図である。
【図5】同上の変形例に係る光通信機器を示す断面図である。
【図6】同上の他の変形例に係る光通信機器を示す平面図である。
【図7】同上の他の変形例に係る光通信機器を示す断面図である。
【図8】微小タイル状素子の製法の第1工程を示す概略断面図である。
【図9】同上の製法の第2工程を示す概略断面図である。
【図10】同上の製法の第3工程を示す概略断面図である。
【図11】同上の製造方法の第4工程を示す概略断面図である。
【図12】同上の製造方法の第5工程を示す概略断面図である。
【図13】同上の製造方法の第6工程を示す概略断面図である。
【図14】同上の製造方法の第7工程を示す概略断面図である。
【図15】同上の製造方法の第8工程を示す概略断面図である。
【図16】同上の製造方法の第9工程を示す概略断面図である。
【図17】同上の製造方法の第11工程を示す概略断面図である。
【図18】本実施形態の回路を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図19】本実施形態の回路を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図20】本実施形態の回路を備えた電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
10…光ファイバ、20,40…微小タイル状素子、21,33,36,41…カソード電極、22,34,37,42…アノード電極、23,43…光学素子、30…ソケット、30’,30”…板状部材、31,32…バンプ、35…挿入穴、30a,35a…逃げしろ、38…絶縁膜、50…絶縁性熱伝導剤、51…異方性導電材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication device, a flat panel display, and an electronic device.
[0002]
[Prior art]
With an increase in data transmission between electronic devices such as computers and between electronic boards, a signal transmission technique using an optical fiber is being studied (for example, see Non-Patent Document 1).
[0003]
[Non-patent document 1]
SPECTRUM August 2002, Issued by IEEE, P32-36
[0004]
In addition, IEEE is the Institute of Electrical and Electronics Engineers organizations (URL; http://www.ieee.org/portal/index.jsp).
Data transmission using an optical fiber between and within electronic devices has excellent advantages different from conventional electric data transmission, such as high speed and no occurrence of electromagnetic interference (EIM).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the connection of the optical fiber requires extremely high positioning accuracy because the optical axis shift directly leads to the deterioration of the light coupling efficiency. Therefore, conventionally, an expensive connector is required. In addition, in the conventional optical fiber connection technology, since the light emitting element or the light receiving element and the connector must be accurately aligned and assembled, there is a limit to miniaturization of a connection device called an optical module.
[0006]
For example, it is not possible to connect minute semiconductor chips using conventional optical fibers and optical components. In addition, it is difficult to connect the substrates including the integrated circuits, the resistors, the transistors, the capacitors, and the like using conventional optical fibers and optical components. Cost is required. Further, it is not easy to connect a device equipped with various devices such as a plurality of substrates using a conventional optical fiber and an optical component, which requires a large production cost.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to increase the signal transmission speed and easily miniaturize and compact the device, and to easily manufacture an optical communication device, The purpose is to provide flat panel displays and electronic devices.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical communication device according to the present invention is characterized in that an optical element is provided on an end face of an optical fiber.
According to the present invention, since an optical element such as a light emitting element or a light receiving element is directly attached to an end of an optical fiber, the optical loss is small and the coupling efficiency is high. Therefore, errors in data communication are small, and the effective transmission speed can be increased.
Here, the connection between the optical fiber and the device can be performed by making electrical contact between the electrode of the light emitting element or the light receiving element attached to the end of the optical fiber and the electrode on the device side. Therefore, according to the present invention, the allowable positional accuracy can be increased as compared with the conventional optical connection method, and the optical fiber can be easily connected to the device.
Further, according to the present invention, since the optical fiber and the optical element such as the light-emitting element or the light-receiving element are integrated, the connection device corresponding to the conventional optical module can be made extremely small.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical communication device that can increase the signal transmission speed, can easily miniaturize the device, and can easily manufacture the device. Can be.
Further, according to the present invention, when the optical element provided on the end face of the optical fiber breaks down, it can be easily repaired by replacing the optical fiber.
[0009]
Further, in the optical communication device of the present invention, the optical element is constituted by a minute tile-shaped element made of a minute tile-shaped semiconductor element, and the minute tile-shaped element is directly attached to an end face of the optical fiber. Is preferred.
According to the present invention, an optical signal transmission unit using an extremely compact optical fiber can be easily configured by directly attaching a light emitting element or a light receiving element composed of a minute tile element to an end face of an optical fiber. it can.
For example, by configuring a micro-tile-shaped element that forms a light emitting element or a light receiving element with an area of several hundred μm square or less and a thickness of several tens μm or less, an optical element smaller than the area of the end face of the optical fiber is provided on the end face. Can be provided. Here, for example, by temporarily adhering the minute tile-shaped element to one surface of the flexible tape (film), the minute tile-shaped element can be easily handled at a precise position.
[0010]
Further, in the optical communication device of the present invention, it is preferable that the minute tile-shaped element is one of a surface emitting laser, an LED, a photodiode, and a phototransistor.
According to the present invention, a surface emitting laser, an LED, a photodiode, a phototransistor, and the like are once formed on a certain substrate, and then the surface emitting laser and the like are cut out from the substrate in a minute tile shape and a piece of a flexible tape (film) is cut. By temporarily bonding the optical fiber to the direction and handling it and bonding it to the end face of the optical fiber, a compact and high-performance optical signal transmission means can be easily provided.
[0011]
Further, in the optical communication device according to the present invention, it is preferable that an anode electrode and a cathode electrode of the micro tile element are formed concentrically with a center of an end face of the optical fiber.
According to the present invention, when an optical fiber is connected to a socket or the like, and an optical element provided on an end face of the optical fiber is electrically connected to the socket or the like, even the center axis of the optical fiber is used as a socket or the like. As long as the position matches the desired position, the position in the rotational direction can be set arbitrarily.
[0012]
Further, in the optical communication device of the present invention, it is preferable that the anode electrode and the cathode electrode of the small tile-shaped element have a projection shape.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the protrusion shape, such as what is called a bump, is provided in the anode electrode and the cathode electrode of a micro tile-shaped element, the electrode of an optical element can be connected reliably to the electrode such as a socket.
[0013]
Further, in the optical communication device of the present invention, it is preferable that the minute tile-shaped element has a disk shape.
According to the present invention, since the end surface of the cylindrical optical fiber is circular, the area of the end surface of the optical fiber can be efficiently utilized by making the micro tile-shaped element into a disk shape.
[0014]
Further, the optical communication device of the present invention preferably includes a socket having an insertion hole into which the optical fiber is inserted, and an electrode formed at the bottom of the insertion hole.
According to the present invention, the optical element of the optical fiber can be electrically connected to the electrode of the socket only by inserting the optical fiber having the optical element on the end face into the insertion hole of the socket. Thus, for example, by applying a desired voltage (signal) to the electrode of the socket, light (signal) can be emitted from the optical element provided on the end face of the optical fiber.
[0015]
Further, in the optical communication device of the present invention, when the electrode of the socket includes an anode electrode and a cathode electrode, and the optical fiber is inserted into the insertion hole, the anode electrode of the socket and the anode electrode of the small tile-shaped element are connected. It is preferable that the cathode electrode of the socket and the cathode electrode of the microtile-shaped element be in contact with each other at the same time.
According to the present invention, the anode electrode of the optical element of the optical fiber and the anode electrode of the socket can be electrically connected only by inserting the optical fiber having the optical element on the end face into the insertion hole of the socket, and The cathode electrode and the cathode electrode of the socket can be electrically connected.
[0016]
In the optical communication device of the present invention, the anode electrode of the socket is located at a position where the distance from the center of the bottom surface of the insertion hole is substantially the same as the radius of a concentric circle formed by the anode electrode of the micro tile element. The cathode electrode of the socket is provided on the bottom surface of the insertion hole at a position where the distance from the center of the bottom surface is substantially the same as the radius of a concentric circle formed by the cathode electrode of the micro tile element. Is preferred.
According to the present invention, the distance from the center of the bottom surface of the insertion hole for the anode electrode and the cathode electrode of the socket corresponds to the arrangement of the anode electrode and the cathode electrode of the micro tile-shaped element provided on the end face of the optical fiber, respectively. Therefore, as long as the center axis of the optical fiber and the center axis of the insertion hole of the socket are substantially aligned, the position of the optical fiber in the rotation direction can be arbitrarily set, so that the optical fiber can be easily attached.
[0017]
Further, in the optical communication device of the present invention, it is preferable that the anode electrode and the cathode electrode of the socket are formed on the bottom surface of the insertion hole so as to be concentric with the center of the bottom surface.
According to the present invention, when the optical fiber is attached to the socket, if the center axis of the optical fiber and the center axis of the insertion hole of the socket are substantially aligned, the position of the optical fiber in the rotation direction can be arbitrarily determined. The fiber can be easily attached.
[0018]
Further, in the optical communication device of the present invention, it is preferable that an anode electrode and a cathode electrode of the socket have a projection shape.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the projection shape, such as what is called a bump, is provided in the anode electrode and the cathode electrode of a socket, the electrode of an optical element can be reliably connected to the electrode of a socket.
[0019]
Further, in the optical communication device of the present invention, the optical fiber is inserted into the insertion hole of the socket, and an insulating heat conductive agent is provided between at least one of the side surface and the bottom surface of the insertion hole and the optical fiber. Preferably, it is filled.
According to the present invention, the optical fiber is inserted into the insertion hole of the socket, and the space between the optical fiber and the insertion hole is filled with the insulating heat conductive agent. The heat generated from an optical element such as a surface emitting laser can be efficiently dissipated, and the optical fiber can be firmly fixed to the socket.
Further, according to the present invention, when the optical element provided on the end face of the optical fiber breaks down, the optical fiber can be easily removed from the insertion hole of the socket. Then, by replacing the extracted optical fiber with an optical fiber provided with another normal optical element, or by replacing only the optical element of the extracted optical fiber with another normal optical element, such a failure can be easily and simply performed. Can be repaired quickly.
[0020]
Further, in the optical communication device of the present invention, the optical fiber is inserted into the insertion hole of the socket, and an anisotropic conductive material is filled between the side and bottom surfaces of the insertion hole and the optical fiber. The anode electrode of the micro tile element is electrically connected to the anode electrode of the socket via a part of the anisotropic conductive material, and the cathode electrode of the micro tile element is Preferably, it is electrically connected to the cathode electrode of the socket via a part of the isotropic conductive material.
According to the present invention, for example, when an anisotropic conductive material is filled in an insertion hole of a socket and then an optical fiber is inserted into the insertion hole, the anisotropic conductive material is inserted near the bottom of the insertion hole. Only in the axial direction (longitudinal direction of the optical fiber). Therefore, even when the electrode of the micro tile element and the electrode of the socket do not directly contact, the anisotropic conductive material can electrically connect the electrodes. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to provide a bump in the shape of a protrusion on the electrode, and the manufacturing cost can be reduced.
[0021]
Further, in the optical communication device of the present invention, it is preferable that a cross section of the insertion hole is circular.
[0022]
Further, in the optical communication device of the present invention, it is preferable that a cross section of the insertion hole is a polygon.
According to the present invention, before inserting an optical fiber having a cylindrical shape or the like into the insertion hole, it is possible to provide a clearance such as an insulating heat conductive agent or an anisotropic conductive agent filled in the insertion hole. The optical fiber can be reliably connected to the socket both electrically and mechanically.
[0023]
Further, in the optical communication device according to the present invention, it is preferable that the socket is formed by laminating a member having a through hole serving as at least a part of the insertion hole and a plate-like member having an electrode.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the socket provided with the electrode in the bottom face of an insertion hole can be manufactured easily, and low-cost and high-performance optical signal transmission means can be provided.
[0024]
Further, in the optical communication device of the present invention, it is preferable that a space is provided inside the socket so as to be connected to a bottom surface or a vicinity of the bottom surface of the insertion hole.
According to the present invention, when an optical fiber is inserted into the insertion hole, it can be provided inside the escape socket such as an insulating filler or an anisotropic filler filled in the insertion hole, The optical fiber can be reliably and mechanically connected to the socket.
[0025]
Further, in the optical communication device according to the present invention, it is preferable that at least a part of the space is formed by a groove provided in the plate-shaped member.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the escape of an insulating filler or an anisotropic filler can be easily comprised, and a low-cost and high-performance optical signal transmission means can be provided.
[0026]
Further, a flat panel display according to the present invention includes the optical communication device.
According to the present invention, by transmitting a scanning signal or the like by the optical communication device, the scanning signal or the like can be transmitted at a high speed, and a compact flat panel display with high display quality can be provided at low cost. .
[0027]
An electronic device according to another aspect of the invention includes the optical communication device.
According to the present invention, for example, an optical signal can be transmitted and received between semiconductor chips, boards (substrates) or between devices, and high-speed signal processing can be performed, and a compact electronic device can be provided at low cost. .
Further, according to the present invention, there is provided an electronic apparatus which can easily replace an optical element and an optical fiber even when an optical element fails, and can easily add or change an optical signal transmission means. be able to.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an optical communication device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1st Embodiment)
An optical communication device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating an optical communication device according to a first embodiment. FIG. 1A illustrates a state before an
[0029]
The optical communication device is configured to include an
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
Here, the arrangement of the
[0034]
Then, when the
[0035]
Therefore, only by inserting the
[0036]
For example, if the
[0037]
Thus, according to the present embodiment, since the
Here, the connection between the
Further, according to the present embodiment, since the
[0038]
(2nd Embodiment)
Next, an optical communication device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3A and 3B show an optical communication device according to the second embodiment, in which FIG. 3A is a perspective view of the
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
On the bottom surface of the
[0042]
Then, when the
[0043]
Therefore, similarly to the first embodiment, just by inserting the
[0044]
(Third embodiment)
Next, an optical communication device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a sectional view showing an optical communication device according to the third embodiment. The optical communication device is different from the optical communication devices of the first and second embodiments in that the
[0045]
The insulating heat
[0046]
Then, as shown in FIG. 4, the insulating heat is applied between the side surface of the
Thus, heat generated from an optical element such as a surface emitting laser formed by the minute tile-shaped
[0047]
Further, according to the present embodiment, when an optical element such as a surface emitting laser formed by the minute tile-shaped
[0048]
Next, a modification of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view showing a modification of the optical communication device according to the third embodiment. The main difference between the present optical communication device and the optical communication device shown in FIG. 4 is that the
[0049]
The anisotropic
[0050]
Therefore, the
[0051]
In the
[0052]
Next, another modified example of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view showing another modified example of the optical communication device according to the third embodiment. In this optical communication device, the point that the cross section of the
[0053]
According to the present embodiment, the
[0054]
In addition, by making the vertical and horizontal widths in the cross section of the
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
[0055]
Next, another modified example of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a sectional view showing another modification of the optical communication device according to the third embodiment. This optical communication device is different from the above-described embodiment shown in FIG. 6 in that a
[0056]
The
[0057]
Thus, according to the present embodiment, the unnecessary filler is prevented from being present between the
[0058]
In the present embodiment, the
[0059]
According to the present embodiment, high-performance optical signal transmission means can be provided easily and at low cost.
The method of manufacturing the
[0060]
(Production method of micro tile element)
Next, a method of manufacturing the
[0061]
That is, the present manufacturing method can also be applied to the case where a micro tile element is bonded to the end face of the
The “semiconductor substrate” in the present embodiment refers to an object made of a semiconductor material, but is not limited to a plate-shaped substrate, and any shape of semiconductor material is included in the “semiconductor substrate”. .
[0062]
<First step>
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a first step of the method for manufacturing a micro tile element. In FIG. 8, a
For example, a
Here, the
[0063]
<Second step>
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, an
Further, by setting the interval between the
[0064]
<Third step>
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a third step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, the
[0065]
<Fourth step>
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a fourth step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, the
[0066]
<Fifth step>
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a fifth step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, after injecting the
[0067]
<Sixth step>
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a sixth step of the method for manufacturing a micro tile element. When the
As a result, the
[0068]
<Seventh step>
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a seventh step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, by moving the intermediate transfer film 131 (to which the minute tile-shaped
Here, an adhesive 173 for adhering the
[0069]
<Eighth step>
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing an eighth step of the method for manufacturing a small tile element. In this step, the minute tile-shaped
[0070]
<Ninth step>
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing a ninth step of the method for manufacturing a small tile element. In this step, the adhesive force of the
The adhesive of the
[0071]
<Tenth step>
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a tenth step of the method for manufacturing a microtile element. In this step, the adhesive 173 is subjected to a heat treatment or the like, so that the
[0072]
(Electronics)
An example of an electronic device including the optical communication device of the above embodiment will be described.
FIG. 18 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 23,
[0073]
FIG. 19 is a perspective view showing an example of a wristwatch-type electronic device. In FIG. 19,
[0074]
FIG. 20 is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. 20,
[0075]
Since the electronic device shown in FIGS. 18 to 20 includes the optical communication device of the above-described embodiment, it can transmit a signal at a very high speed and process the signal at a high speed, and can produce a compact electronic device at a low cost. Can be provided.
[0076]
Note that the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. These are only examples and can be changed as appropriate.
[0077]
For example, a scanning signal of a flat panel display may be transmitted using the optical communication device according to the present invention. Here, the flat panel display corresponds to an organic EL display, a liquid crystal display, a plasma display, or the like.
[0078]
Further, the optical communication device according to the present invention can be used for transmitting and receiving optical signals between semiconductor chips, between boards (substrates), between devices, and the like.
[0079]
Further, the optical communication device according to the present invention, when the semiconductor chips are superimposed, when the substrates are superimposed, or when the substrate and the semiconductor chip are superimposed, the optical signal between those superimposed Can be used for transmission and reception. In this case, the length of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an optical communication device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an electrode structure of the above optical communication device.
FIG. 3 is a diagram illustrating an optical communication device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing an optical communication device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing an optical communication device according to a modification of the above.
FIG. 6 is a plan view showing an optical communication device according to another modification of the above.
FIG. 7 is a sectional view showing an optical communication device according to another modification of the above.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a first step of a method for manufacturing a micro tile element.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the above manufacturing method.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a third step of the above manufacturing method.
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a fourth step of the above manufacturing method.
FIG. 12 is a schematic sectional view showing a fifth step of the manufacturing method according to the third embodiment;
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a sixth step of the above manufacturing method.
FIG. 14 is a schematic sectional view showing a seventh step of the above manufacturing method.
FIG. 15 is a schematic sectional view showing an eighth step of the above manufacturing method.
FIG. 16 is a schematic sectional view showing a ninth step of the above manufacturing method.
FIG. 17 is a schematic sectional view showing an eleventh step of the above manufacturing method.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus including the circuit according to the embodiment.
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus including the circuit according to the embodiment.
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus including the circuit of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (22)
該微小タイル状素子は、前記光ファイバの端面に直接貼り付けられていることを特徴とする請求項1記載の光通信機器。The optical element is configured by a minute tile-shaped element made of a minute tile-shaped semiconductor element,
2. The optical communication device according to claim 1, wherein the micro tile-shaped element is directly attached to an end face of the optical fiber.
前記光ファイバを前記挿入穴に挿入すると、該ソケットのアノード電極と前記微小タイル状素子のアノード電極とが接触するとともに、該ソケットのカソード電極と前記微小タイル状素子のカソード電極とが接触する構成となっていることを特徴とする請求項8記載の光通信機器。The electrodes of the socket include an anode electrode and a cathode electrode,
When the optical fiber is inserted into the insertion hole, the anode electrode of the socket and the anode electrode of the micro tile element are in contact with each other, and the cathode electrode of the socket is in contact with the cathode electrode of the micro tile element. The optical communication device according to claim 8, wherein:
前記ソケットのカソード電極は、前記挿入穴の底面において、該底面の中心からの距離が前記微小タイル状素子のカソード電極がなす同心円の半径と略同一となる位置に設けられていることを特徴とする請求項9記載の光通信機器。The anode electrode of the socket is provided on the bottom surface of the insertion hole at a position where the distance from the center of the bottom surface is substantially the same as the radius of a concentric circle formed by the anode electrode of the micro tile element,
The cathode electrode of the socket is provided on the bottom surface of the insertion hole at a position where the distance from the center of the bottom surface is substantially the same as the radius of a concentric circle formed by the cathode electrode of the micro tile element. The optical communication device according to claim 9.
該挿入穴の側面及び底面の少なくとも一方と該光ファイバの間には、絶縁性熱伝導剤が充填されていることを特徴とする請求項8乃至13のいずれか一項に記載の光通信機器。The optical fiber is inserted into an insertion hole of the socket,
14. The optical communication device according to claim 8, wherein an insulating heat conductive agent is filled between at least one of the side surface and the bottom surface of the insertion hole and the optical fiber. .
該挿入穴の側面及び底面と該光ファイバの間には、異方性導電材が充填されており、
前記微小タイル状素子のアノード電極は、前記異方性導電材の一部を介して前記ソケットのアノード電極と電気的に接続されており、
前記微小タイル状素子のカソード電極は、前記異方性導電材の一部を介して前記ソケットのカソード電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項8乃至14のいずれか一項に記載の光通信機器。The optical fiber is inserted into an insertion hole of the socket,
An anisotropic conductive material is filled between the side and bottom surfaces of the insertion hole and the optical fiber,
An anode electrode of the micro tile element is electrically connected to an anode electrode of the socket through a part of the anisotropic conductive material,
The cathode electrode of the micro tile element is electrically connected to the cathode electrode of the socket via a part of the anisotropic conductive material. An optical communication device according to item 1.
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