JP3952935B2 - Optical interconnection circuit, electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents

Optical interconnection circuit, electro-optical device and electronic apparatus Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光インターコネクション回路、電気光学装置および電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、平面ディスプレイ装置として、エレクトルルミネッセンスパネル（ＥＬＰ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）などが用いられている。これらの平面ディスプレイ装置は、大型化、大容量表示化に伴う信号の遅延などを解消するために、光を信号伝達に用いる技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１００２４６号公報
【０００４】
また、コンピュータは、集積回路の内部構造の微細化により、ＣＰＵ内部の動作速度（動作クロック）が年々向上している。しかし、ＣＰＵと記憶装置などの周辺装置を繋ぐバスにおける信号伝達速度はほぼ限界に達しつつあり、コンピュータの処理速度のボトルネックとなっている。このバスにおける信号伝達を光信号で行うことができれば、コンピュータの処理速度の限界を著しく高めることが可能となる。
【０００５】
そして、光信号を用いてデータ伝達するには、光源から放射された光信号を所定の場所まで伝達して、受光素子などに入力する光伝送手段が必要になる。従来このような光伝送手段としては、光ファイバーを利用した技術、又は基板上に形成した光導波路を利用した技術がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光伝送手段として光ファイバーを利用した場合、発光素子及び受光素子などの光部品との接続が繁雑になり、その製造に多大なコスト及び時間がかかるとともに、光伝送手段の小型化が困難になるという問題がある。
【０００７】
これに対し、基板上に形成した光導波路を利用することによって、光伝送媒体と発光素子及び受光素子などとの接続を簡単にすることが考えられる。しかし、この光導波路に適した入出力構造が未だ見いだされていないのが現状であり、平面ディスプレイ装置又はコンピュータに適用できるほどの微細化及び製造容易化が図られた光伝送手段は実現されていない。
【０００８】
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微細化することができ、簡易に製造することができる光インターコネクション回路、電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
【０００９】
【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インターコネクション回路は、基板と、前記基板上に設けられ、発光機能を有する発光部を備える第１素子および第２素子と、前記基板上に設けられ、受光機能を有する受光部を備える第３素子および第４素子と、前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子および前記第４素子を光学的に接続する、光導波路材を有してなる光導波路と、を有し、前記第１素子と前記第２素子とは互いに異なる波長の光を放射する発光機能を有し、かつ、前記光導波路材が、少なくとも前記第１素子および前記第２素子のそれぞれの前記発光部と、前記第３素子および前記第４素子のそれぞれの前記受光部を被うように形成されたことにより、前記第１素子は、その放射する光が、前記光導波路を介して前記第３素子及び前記第４素子に入射するよう構成され、前記第２素子は、その放射する光が、前記光導波路を介して前記第３素子及び前記第４素子に入射するよう構成され、前記第３素子は前記第１素子が放射する波長の光を選択的に受光する受光波長選択機能を有し、前記第４素子は前記第２素子が放射する波長の光を選択的に受光する受光波長選択機能を有することを特徴とする。
本発明によれば、発光機能を有する第１素子（以下、微小タイル状素子と記すこともある。）と第２素子（以下、微小タイル状素子と記すこともある。）から、２種類の波長の異なる光（例えば第１波長の光と第２波長の光）が光導波路に放射される。その第１波長の光は、光導波路を伝播して第３素子（以下、受光素子と記すこともある。）に受光され、第２波長の光は、光導波路を伝播して第４素子（以下、受光素子と記すこともある。）に受光される。したがって、本発明によれば、１つの光導光路において、少なくとも２種類の光信号を同時に送受信することができ、１種類の光信号で送受信した場合よりも２倍以上の伝送速度で信号を送受信することができる。換言すれば、１つの光導光路を用いて、光信号によるバスを形成することができる。そこで、本発明によれば、１つの光導光路において１種類の光信号を送受信する場合よりも、光導光路の設置数及び設置面積なども削減することができ、コンパクトな光インターコネクション回路を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記受光素子が、所望の波長の光を選択的に受光する受光波長選択機能を有する微小タイル状素子からなることが好ましい。
本発明によれば、光導波路を伝播する少なくとも２種類の波長の異なる光（例えば第１波長の光と第２波長の光）のうちのいずれかを、受光素子が選択して受光することができる。したがって、例えば第１受光素子が第１波長の光を選択的に受光し、第２受光素子が第２波長の光を選択的に受光することができる。そこで、本発明によれば、発光機能を有する２つ以上の微小タイル状素子と受光機能を有する２つ以上の微小タイル状素子との間で、１つの光導光路を介して、同時に光信号を送受信することができる。また、本発明によれば、微小タイル状素子を非常に小さな形状（例えば、数百μｍ四方以下の面積と数十μｍ以下の厚さをもつもの）にすることで、信号伝送速度が極めて高速でありながら、非常にコンパクトであって、簡便に製造することができる光インターコネクション回路を提供することができる。
【００１１】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記受光波長選択機能が選択的に受光する波長帯域は前記発光機能を有する微小タイル状素子のいずれかから放射された光の波長を含むことが好ましい。
本発明によれば、発光機能を有する２つ以上の微小タイル状素子と受光機能を有する２つ以上の微小タイル状素子との間で、波長の異なる２種類以上の光信号を、１つの光導光路を介して送受信することができる。また、本発明によれば、光導波路を透明樹脂などで基板上に形成して場合であっても、外乱光の影響を抑えて、正確に光信号を送受信することができる。
光信号によるバスを簡易に構成することができる。
【００１２】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記受光波長選択機能が選択的に受光する光の波長は前記発光機能を有する微小タイル状素子のいずれかから放射された光の波長と略同一であることが好ましい。
本発明によれば、外乱光の影響を抑えることができるとともに、発光機能を有する各微小タイル状素子から放射される光の波長を近づけることができ、多重化の度合いを容易に高めることができる。
【００１３】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光導波路が、前記発光機能を有する微小タイル状素子及び前記受光素子のうちの少なくとも１つの近傍に、光を散乱させる光散乱機構を備えることが好ましい。
本発明によれば、例えば、光導波路において、発光機能を有する微小タイル状素子の近傍に光散乱機構を設けることで、微小タイル状素子から放射された光信号がその光散乱機構で散乱され、光導波路全体に効率よく光信号を伝播させることができる。また、例えば、光導波路において受光機能を有する微小タイル状素子の近傍に光散乱機構を設けることで、光導波路を伝播してきた光信号を受光機能を有する微小タイル状素子に効率よく入力させることができる。
したがって、本発明によれば、例えば、発光機能を有する微小タイル状素子から光信号が光導波路の長手方向に対して垂直方向に出射されても、光散乱機構によってその光信号が散乱されて効率よく光導波路を伝播することができる。また、例えば、受光機能を有する微小タイル状素子の受光部が光導波路の長手方向と平行となるように配置されていても、その受光部は光散乱機構によって散乱された光信号を効率よく入力することができる。
【００１４】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光散乱機構が特定の波長の光のみを散乱させる波長選択機能を有することが好ましい。
本発明によれば、受光素子自体（受光機能を有する微小タイル状素子自体も含む）が受光波長選択機能を備えていなくても、光導波路の受光素子近傍などに設けた光散乱機構が波長選択機能を持つので、１つの光導光路において、少なくとも２種類の光信号を同時に送受信することができる。したがって、本発明によれば、光信号を用いたバスであって、簡便に製造することができる光インターコネクション回路を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光導波路が、前記発光機能を有する微小タイル状素子及び受光素子のうちの少なくとも１つの近傍、又は前記光導波路材の端部に、光を反射する光反射機構を備えることが好ましい。
本発明によれば、発光機能を有する微小タイル状素子から放射された光信号の伝播方向を光反射機構によって光導波路に沿った方向にすることができ、また、光導波路に沿って伝播する光信号を光反射機構によって受光素子の受光面に向かわせることができ、光信号の伝送効率を簡易に向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光反射機構が、特定の波長の光のみを反射する波長選択機能を有することが好ましい。
本発明によれば、受光素子自体（受光機能を有する微小タイル状素子自体も含む）が受光波長選択機能を備えていなくても、光導波路の受光素子近傍などに設けた光反射機構が波長選択機能を持つので、１つの光導光路において、少なくとも２種類の光信号を同時に送受信することができる。したがって、本発明によれば、光信号を用いたバスであって、簡便に製造することができる光インターコネクション回路を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記受光波長選択機能又は波長選択機能がカラーフィルタとバントパスフィルタのうちの一つを有してなることが好ましい。
本発明によれば、受光波長選択機能及び波長選択機能を簡易に設けることができる。
【００１８】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記受光波長選択機能又は波長選択機能が選択する波長を変動させる可変機能を有することが好ましい。
本発明によれば、例えば、発光機能を有する微小タイル状素子から放射された光の波長を可変機能によって、変更することができる。そこで、各微小タイル状素子から放射される光の波長が同一であっても、可変機能を用いて複数種類の波長の光を１つの光導波路に伝播させることができる。
また、本発明によれば、例えば、受光素子の近傍に可変機能を設けることで、各受光素子の選択受光波長が同一であっても、各受光素子毎に異なる波長の光信号を受信させることができる。なお、可変機能における波長変動値は、任意のタイミングで制御することができるものとしてもよい。このようにすると、１つの受光素子で、所望の期間毎に任意の波長の光信号を受信することができる。
【００１９】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光散乱機構が樹脂に光散乱粒子を混ぜたものからなることが好ましい。
本発明によれば、簡易に、光導波路をなす光導波路材における任意の部位に光散乱機構を設けることができる。
【００２０】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光散乱機構が樹脂の表面に凹凸を設けたものからなることが好ましい。
本発明によれば、例えば、基板の表面上などに光導波路をなす光導波路材を形成した後に、その光導波路材の表面の所望部位に、エンボス加工又はスタンパ転写などによって凹凸を設けることで、簡易に光導波路をなす光導波路材における任意の部位に光散乱機構を設けることができる。
【００２１】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光散乱機構が前記光導波路材の線幅と高さのうちの少なくとも一方を変化させたものからなることが好ましい。
本発明によれば、例えば、受光素子をなす微小タイル状素子の上部を横切るように、光導波路をなす光導波路材が基板表面上で線状に形成された場合など、その微小タイル状素子の上部における光導波路材の線幅及び高さを他の部位より小さくすることで、簡易に、光散乱機構を構成することができる。
【００２２】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光散乱機構が樹脂又はガラスのなかに光散乱粒子を分散させたものであって、ドーム形状をしていることが好ましい。
本発明によれば、光散乱機構の大きさ及び形状などを制御することが容易となり、光導波路と発光機能又は受光機能を有する微小タイル素子との光結合効率を容易に調整することができる。
【００２３】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記ドーム形状の光散乱機構を覆うように前記光導波路材が形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光結合効率の高い光インターコネクション回路を容易に形成することができる。
【００２４】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光反射機構が前記光導波路材の表面に形成された金属膜からなることが好ましい。
本発明によれば、例えば、基板の表面上などに光導波路をなす光導波路材を形成した後に、その光導波路材の表面の所望部位に金属膜を貼り付けるなどして、簡易に光導波路をなす光導波路材における任意の部位に光反射機構を設けることができる。
【００２５】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光反射機構が前記光導波路材の表面に金属粒子を含む塗料を塗布して形成されたものからなることが好ましい。
本発明によれば、例えば、基板の表面上などに光導波路をなす光導波路材を形成した後に、その光導波路材の表面の所望部位に金属粒子を含む塗料を塗布することで簡易に光導波路をなす光導波路材における任意の部位に光反射機構を設けることができる。
【００２６】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光反射機構が反射面を有する反射板が前記光導波路材の端部に貼り付けられたものであり、前記反射板は、前記基板の平面に対して斜めとなるように配置されていることが好ましい。
本発明によれば、光導波路材の端部に反射板を斜めに貼り付けることで、例えば基板平面に対して垂直方向に微小タイル状素子から放射された光信号を、反射板で反射させて光導波路に沿った方向に伝播させることができる。また、光導波路に沿って伝播する光信号を反射板によって微小タイルの受光部に向かわせることができ、光信号の伝送効率を簡易に向上させることができる。
【００２７】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光導波路材が前記基板の平面上において、相互にほぼ平行な複数の線の形状に形成されており、前記反射板は、前記複数の線の少なくとも一方端に配置され、該複数の線それぞれを伝播する光を反射する１枚の共通反射板であることが好ましい。
本発明によれば、例えば、複数の線形状に形成された光導波路材によって複数の光導波路が形成され、各光導波路の一方端それぞれに発光機能を有する微小タイル状素子が配置された場合に、１枚の共通反射板を該微小タイル状素子の上方を被うように斜めに配置することで、該微小タイル状素子から放射された光信号の伝播方向を光導波路に沿った方向にすることができる。
また、本発明によれば、例えば、複数の線形状に形成された光導波路材によって複数の光導波路が形成され、各光導波路の他方端それぞれに受光機能を有する微小タイル状素子が配置された場合に、１枚の共通反射板を該微小タイル状素子の上方を被うように斜めに配置することで、各光導波路を伝播する光信号を該微小タイル状素子の受光部に向かわせることができる。
【００２８】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記光反射機構が、グレーティングが施された板状部材であって、前記微小タイル状素子又は受光素子と対向する部位に少なくとも設けられていることが好ましい。
本発明によれば、例えば基板平面に対して垂直方向に微小タイル状素子から放射された光信号を、グレーティングが施された板状部材で反射させて光導波路に沿った方向に伝播させることができる。また、光導波路内を伝播する光信号をグレーティングが施された板状部材で反射させて受光素子の受光部に向かわせることができ、光結合効率を簡易に向上させることができる。
【００２９】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記微小タイル状素子の厚さが２０μｍ以下であることが好ましい。
本発明によれば、例えば、基板面上において光導波路の途中に複数の微小タイル状素子を配置した場合に、その微小タイル状素子の厚さを２０μｍ以下にすることで、基板と微小タイル状素子がなす段差を十分小さくすることができ、その段差を乗り越えて連続的に光導波路を形成できる。かかる段差部において連続的に光導波路を形成しても、その段差が小さいため、散乱などの光の伝達損失はほとんど無視できる。そのため本発明によれば、段差部に段差緩和のための特別な構造及び光学素子を必要とせず、低コストでかつ簡便に作製できる光インターコネクション回路を提供することができる。
【００３０】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記発光機能を有する微小タイル状素子が、面発光レーザ、ＬＥＤ、ＤＦＢレーザのうちの一つの構成を有することが好ましい。
本発明によれば、ある基板上に形成した面発光レーザ、ＬＥＤ又はＤＦＢレーザなどを微小タイル形状に切り出すなどして、発光機能を有する微小タイル状素子を設けることができる。ここで、面発光レーザは、化合物半導体からなるものであるので、シリコンと格子整合せず、エピタキシーなどの半導体プロセスによって直接にシリコン集積回路上に形成することが非常に困難である。そこで、一旦、ガリウム・ヒ素基板に面発光レーザを形成し、次いで、その面発光レーザを微小タイル形状にチップ化することで、発光機能を有する微小タイル状素子を設ける。このようにチップ化することで、シリコンなどの基板上の任意位置に面発光レーザを配置することができる。
また、本発明によれば、発光機能を有する微小タイル状素子としてＤＦＢレーザを用いることで、光信号の伝送効率をさらに上げることができ、上記の光散乱機構及び光反射機構の必要性を低減することができる。その理由は、ＤＦＢレーザが、面発光レーザ及びＬＥＤとは異なり、微小タイル形状の端部（側面）から基板平面と平行な方向にレーザ光を放射するからである。
【００３１】
また、本発明の光インターコネクション回路は、前記受光素子をなす微小タイル状素子がフォトダイオード又はフォトトランジスタの構成を有することが好ましい。
本発明によれば、コンパクトで高感度な受光素子をなす微小タイル状素子を構成することができる。
【００３２】
本発明の電気光学装置は、前記光インターコネクション回路を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、例えば、平面ディスプレイなどの走査信号を前記光インターコネクション回路によって伝送することで、高速に走査信号を伝送することができ、平面ディスプレイ装置における画面の大型化、高品位化及びさらなるコンパクト化を実現することができる。
【００３３】
本発明の電子機器は、前記光インターコネクション回路を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、例えば、集積回路に本発明の光インターコネクション回路を適用することで、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、例えば、表示装置に光インターコネクション回路を適用することで、高品位な画像を表示することができる電子機器を安価に提供することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光インターコネクション回路について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る光インターコネクション回路を示し、（ａ）は概略断面図であり、（ｂ）は概略平面図である。
【００３５】
本実施形態に係る光インターコネクション回路は、基板１０の表面に接着された４つの微小タイル状素子２１，２１’，２２，２２’と、各微小タイル状素子２１，２１’，２２，２２’同士を繋ぐように基板１０の表面に形成された光導波路材からなる光導波路３０とからなるものである。
【００３６】
微小タイル状素子２１，２１’は、それぞれ発光機能を持つ発光部２１ａ，２１ａ’を備え、光導波路３０に光を入射させることができる。ここで、微小タイル状素子２１は本発明における第１素子であり、微小タイル状素子２１’は本発明における第２素子である。微小タイル状素子２１から放射される光の波長は波長λ１とする。微小タイル状素子２１から放射される光の波長は波長λ２とする。なお、発光機能を有する微小タイル状素子２１，２１’としては、２個に限定されるものではなく、３個以上としてもよい。また、１つの微小タイル状素子に、複数個の波長の異なる光を放射させる発光素子を設けてもよい。
【００３７】
微小タイル状素子２２，２２’は、それぞれ受光機能（受光素子）をもつ受光部２２ｂ，２２ｂ’を備え、光導波路３０を伝播する光を受光することができる。ここで、微小タイル状素子２２は本発明における第３素子であり、微小タイル状素子２２’は本発明における第４素子である。微小タイル状素子２２は、波長λ１の光を選択的に受光する受光波長選択機能を備えており、波長λ２の光についてはほとんど感度がない。微小タイル状素子２２’は、波長λ２の光を選択的に受光する受光波長選択機能を備えており、波長λ１の光についてはほとんど感度がない。ここで、微小タイル状素子２２は、波長λ１の光のみを電気信号に変換し、他の波長の光についてはほとんど感度がないことが好ましい。また、微小タイル状素子２２’は、波長λ２の光のみを電気信号に変換し、他の波長の光についてはほとんど感度がないことが好ましい。
【００３８】
微小タイル状素子２１，２１’，２２，２２’は、微小なタイル形状の半導体デバイス（微小タイル状素子）である。これらの各微小タイル状素子は、例えば厚さが２０μｍ以下であり、縦横の大きさが数十μｍから数百μｍの板状部材である。微小タイル状素子の製造方法については、後で詳細に説明する。
【００３９】
光導波路３０をなす光導波路材は、少なくとも微小タイル状素子２１，２１’の発光部２１ａ，２１ａ’と、第２微小タイル状素子２２，２２’の受光部２２ｂ，２２ｂ’を被うように形成されている。光導波路３０をなす光導波路材としては、透明樹脂あるいはゾルゲルガラスを適用することができる。ゾルゲルガラスとは、ガラス成分を含む溶液を加熱するなどして固体ガラスに変質させたものである。基板１０としては、ガラスエポキシ、セラミック、プラスチック、ポリイミド、シリコン又はガラスなど任意のものを適用することができる。
【００４０】
このように構成により、微小タイル状素子２１の発光部２１ａから放射された光（波長λ１）は、光導波路３０を伝播して、微小タイル状素子２１’の上を通過し、微小タイル状素子２２の受光部２２ｂによって検出される。そこで、発光部２１ａの発光動作を制御して光信号（波長λ１）を発光部２１ａから放射すると、その光信号が光導波路３０を伝播し、その光信号を受光部２２ｂが検出することができる。
【００４１】
また、微小タイル状素子２１’の発光部２１ａ’から放射された光（波長λ２）は、光導波路３０を伝播して、微小タイル状素子２２の上を通過し、微小タイル状素子２２’の受光部２２ｂ’によって検出される。そこで、発光部２１ａ’の発光動作を制御して光信号（波長λ２）を発光部２１ａ’から放射すると、その光信号が光導波路３０を伝播し、その光信号を受光部２２ｂ’が検出することができる。
【００４２】
また、微小タイル状素子２１から放射された光信号は、光導波路３０を伝播して微小タイル状素子２２に入射するとともに、微小タイル状素子２２，２２’の上を通過する。これにより、光導光路３０において複数個の微小タイル状素子２２を設けることで、１個の微小タイル状素子２１から複数個の微小タイル状素子２２へ略同時に光信号を送信することができる。同様に、光導光路３０において複数個の微小タイル状素子２２’を設けることで、１個の微小タイル状素子２１’から複数個の微小タイル状素子２２’へ略同時に光信号を送信することができる。
【００４３】
ここで、各微小タイル状素子２１’，２２，２２’の厚さを２０μｍ以下とすることにより、基板との段差が十分小さくなるため、図１のように段差を乗り越えて連続的に光導波路３０を形成できる。段差部において連続的に光導波路３０を形成しても、段差が小さいため、散乱などの光の伝達損失はほとんど無視できる。そのため段差部に段差緩和のための特別な構造や光学素子を必要としない。よって低コストかつ簡便に作製できる。また、光導波路３０をなす光導波路材の厚さを数十μｍ以下にすることができる。
【００４４】
発光機能を備える微小タイル状素子２１，２１’は、例えば、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）又は電界吸収変調器内蔵のＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザを備えるものとする。発光デバイスとして、ＬＥＤはもっとも構造が単純で作製が容易であるが、光信号の変調速度が数百Ｍｂｐｓ程度と遅い。これに対してＶＣＳＥＬは、１０Ｇｂｐｓを超える非常に高速な変調が可能であるうえ、しきい値電流が小さく発光効率が高いので低消費電力で駆動できる。ＤＦＢレーザは、変調速度は１Ｇｂｐｓ程度と面発光レーザには及ばないものの、微小タイル形状の端部から基板１０の平面と平行な方向、すなわち光導波路３０に沿った方向へレーザ光を出射するため、面発光レーザより効率よく光信号を伝播することができる。
【００４５】
受光機能を備える微小タイル状素子２２，２２’は、例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタを備えるものとする。ここで、フォトダイオードとしては、ＰＩＮ型フォトダイオード、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）、ＭＳＭ型フォトダイオードを用途に応じて選ぶことができる。ＡＰＤは、光感度、応答周波数ともに高い。ＭＳＭ型フォトダイオードは、構造が単純で増幅用トランジスタとともに集積化しやすい。
【００４６】
また、受光素子からなる第３微小タイル状素子（図示せず）を微小タイル状素子２１及び微小タイル状素子２１’のそれぞれに重ねるように形成してもよい。こうすれば微小タイル状素子２１，２１’の発光量を第３微小タイル状素子でモニタし、その値を微小タイル状素子２１，２１’へフィードバックさせることでＡＰＣ機能を持たせることが可能となり、安定した光データ伝送を実現できる。あるいは微小タイル状素子２１，２１’そのものにＡＰＣ機能を内蔵させてもよい。また、受光機能を備える微小タイル状素子２２，２２’は、検出した信号を増幅する回路などを備えることが望ましい。こうすることにより、装置をさらに高性能化することができる。
【００４７】
そして、発光機能を備える微小タイル状素子２１，２１’及び受光機能を備える微小タイル状素子２２，２２’は、基板１０に設けられた集積回路、又はＥＬ表示回路、プラズマディスプレイ、液晶表示回路などの電子回路（図示せず）と電気的に接続されている。これにより、集積回路などからなるコンピュータシステムをコンパクトでありながら従来よりも高速にすることができる。また、基板１０に設けられた平面ディスプレイなどの走査信号を本実施形態の光インターコネクション回路によって高速に伝送することができ、平面ディスプレイ装置における画面の大型化及び高品位化を促進することができる。
【００４８】
図１においては、発光機能を備える２つの微小タイル状素子２１，２１’と、受光機能を備える２つの微小タイル状素子２２，２２’とがそれぞれ、一本の光導光路３０に結合されているが、発光機能を備える微小タイル状素子２１，２１’の個数は３個以上であってもよく、受光機能を備える微小タイル状素子２２，２２’の個数の３個以上であってもよい。
【００４９】
ここで、３個以上の発光機能を備える微小タイル状素子は、放射する光の波長がそれぞれ異なるものとしてもよい。また、受光機能を備える各微小タイル状素子は、少なくとも１つの発光機能を備える微小タイル状素子から放射された光の波長に対応して、波長選択機能をもつ受光手段であることが好ましい。これらにより、３個以上の発光機能を備える微小タイル状素子からそれぞれ送信された３種類以上の光信号が、１つの光導波路３０を同時に伝播して、３個以上の受光機能を備える微小タイル状素子それぞれに検出される。したがって、３種類以上の光信号を並列に送受信することができるバスを、簡易に構成することができる。
【００５０】
また、光導波路３０は、図１においては直線状に形成されているが、曲線状に形成してもよく、複数に分岐させてもよい。また、光導波路３０はループ状に形成してもかまわない。また、光導波路３０は複数のタイル状素子を覆うようにシート状に形成してもよい。もちろん一つの基板１０の表面に複数の組の発光機能を備える微小タイル状素子２１，２１’と受光機能を備える微小タイル状素子２２，２２’及び光導波路３０を形成してもかまわない。さらに、基板１０の表裏両面に発光機能を備える微小タイル状素子２１，２１’と受光機能を備える微小タイル状素子２２，２２’及び光導波路３０を形成することもできる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る光インターコネクション回路について図２から図５を参照して説明する。これらの図において、図１の構成要素と同一のものには同一符号を付している。本実施形態は、発光機能を備える微小タイル状素子２１，２１’及び受光機能を備える微小タイル状素子２２，２２’の近傍の光導波路３０において、光を散乱する光散乱機構を備えている点が第１実施形態と異なる。図２は本発明の第２実施形態に係る光インターコネクション回路の一例を示す概略側面図である。
【００５２】
本光インターコネクション回路は、光導波路３０をなす光導波路材において、波長λ１の光を送受信する微小タイル状素子２１，２２の近傍には、それぞれ光散乱機構３１ａをなす光散乱粒子が分散されている。また、光導波路３０をなす光導波路材において、波長λ２の光を送受信する微小タイル状素子２１’，２２’の近傍には、光散乱機構３１ａ’をなす光散乱粒子が分散されている。これらの光散乱粒子としては、例えばシリカ粒子、ガラス粒子又は金属粒子などを用いる。
【００５３】
光散乱機構３１ａ，３１ａ’は、光を散乱あるいは反射、屈折させるものである。微小タイル状素子２１，２１’の発光部２１ａ，２１ａ’近辺にある光散乱機構３１ａ，３１ａ’は、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’から放射された光について光導波路３０に平行に進行する成分を増加させて、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’と光導波路３０の光結合効率を高める。微小タイル状素子２２，２２’の受光部（受光素子）２２ｂ，２２ｂ’近辺にある光散乱機構３１ａ，３１ａ’は、光導波路３０を伝播してきた光について光導波路３０に直光に進行する成分を増加させて、光導波路３０と受光素子の光結合効率を高める。
【００５４】
ここで、光散乱機構３１ａ，３１ａ’には、特定の波長の光のみを散乱あるいは反射、屈折させる波長選択機能（波長フィルタ）を持たせてもよい。この波長選択機能は、選択する波長を変動させる可変機能を持つものとしてもよい。また波長選択機能は、受光部２２ｂ，２２ｂ’近辺にある光散乱機構３１ａ，３１ａ’に持たせることが好ましい。その理由は、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’自体を複数種類の単色光源とすれば、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’近辺の光散乱機構３１ａ，３１ａ’に細工（波長選択機能を持たせる）する必要がないからである。
【００５５】
例えば光散乱機構３１ａは、波長λ１の光のみを散乱させ、他の波長の光については散乱させずに透過させるものとしてもよい。光散乱機構３１ａ’は、波長λ２の光のみを散乱させ、他の波長の光については散乱させずに透過させるものとしてもよい。
【００５６】
この光散乱機構３１ａ，３１ａ’を備えた光導波路３０は、例えばディスペンサあるいはインクジェットノズルなどから液滴を吐出する液滴吐出方式を用いて設ける。具体的には、あるインクジェットノズルなどから所定部位に光散乱粒子を含んだ液状の光導波路材を吐出し、その直後に、他のインクジェットノズルなどから液状の光導波路材（樹脂など）を所定部位に吐出することで、光散乱機構３１ａ，３１ａ’を備えた光導波路３０を形成する。
【００５７】
また、光導光路３０の構成材料としては、樹脂の他にゾルゲルガラスを適用することができる。ゾルゲルガラスの製法は、金属アルコキシドに酸を加えて加水分解した溶液などを所定部位に塗布し、熱などのエネルギーを加えてガラス化するものである。
【００５８】
図３は第２実施形態に係る光インターコネクション回路の他の例を示す概略側面図である。本光インターコネクション回路の光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’は、光散乱粒子を分散した樹脂又はガラスがドーム状に形成したドーム状光散乱機構である。この光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’（ドーム状光散乱機構）を覆うように光導光路３０が形成されている。
【００５９】
光導波路３０をなす光導波路材において、波長λ１の光を送受信する微小タイル状素子２１，２２の上面（近傍）には、それぞれ光散乱機構３１Ａが形成されている。また、光導波路３０をなす光導波路材において、波長λ２の光を送受信する微小タイル状素子２１’，２２’の上面（近傍）には、それぞれ光散乱機構３１Ａ’が形成されている。
【００６０】
光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’の機能は、図２に示す光散乱機構３１ａ，３１ａ’と略同じであり、光を散乱あるいは反射、屈折させるものである。そして、微小タイル状素子２１，２１’の発光部２１ａ，２１ａ’近辺にある光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’は、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’から放射された光について光導波路３０に平行に進行する成分を増加させて、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’と光導波路３０の光結合効率を高める。微小タイル状素子２２，２２’の受光部（受光素子）２２ｂ，２２ｂ’近辺にある光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’は、光導波路３０を伝播してきた光について光導波路３０に直光に進行する成分を増加させて、光導波路３０と受光素子の光結合効率を高める。
【００６１】
さらに、光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’は、光散乱機構３１ａ，３１ａ’よりも、その大きさ及び形状などが制御しやすいので、光導波路３０と微小タイル状素子２１，２１’，２２，２２’との光結合効率の容易な調整が可能となる。
また、光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’には、特定の波長の光のみを散乱あるいは反射、屈折させる波長選択機能（波長フィルタ）を持たせてもよい。この波長選択機能は、選択する波長を変動させる可変機能を持つものとしてもよい。
【００６２】
次に、光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’の製造方法について説明する。まず、インクジェット又はディスペンサなどを用い、光散乱粒子を含んだ液状の樹脂又は珪酸エチルなどの金属アルコキシドに酸を加え加水分解した溶液などを基板１０の所定部位にドーム状に塗布する。次いで、その塗布した部位に熱などのエネルギーを加えてかかる溶液を硬化又はガラス化する。このようにしてドーム状の光散乱機構３１Ａを微小タイル状素子２１，２２の上に形成し、ドーム状の光散乱機構３１Ａ’を微小タイル状素子２１’，２２’の上に形成する。次いで、ドーム状の光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’を覆うように透明樹脂又はゾルゲルガラスで線状の光導光路３０を形成する。
【００６３】
図４は第２実施形態に係る光インターコネクション回路の他の例を示す概略側面図である。本光インターコネクション回路の光散乱機構３１ｂ，３１ｂ’は、光導波路３０をなす光導波路材の表面に凹凸を設けた構成としている。
【００６４】
光導波路３０をなす光導波路材において、波長λ１の光を送受信する微小タイル状素子２１，２２の近傍には、それぞれ光散乱機構３１ｂが形成されている。また、光導波路３０をなす光導波路材において、波長λ２の光を送受信する微小タイル状素子２１’，２２’の近傍には、それぞれ光散乱機構３１ｂ’が形成されている。
【００６５】
光散乱機構３１ｂ，３１ｂ’の機能は、図２に示す光散乱機構３１ａ，３１ａ’と略同じであり、光を散乱あるいは反射、屈折させるものである。そして、微小タイル状素子２１，２１’の発光部２１ａ，２１ａ’近辺にある光散乱機構３１ｂ，３１ｂ’は、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’から放射された光について光導波路３０に平行に進行する成分を増加させて、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’と光導波路３０の光結合効率を高める。微小タイル状素子２２，２２’の受光部（受光素子）２２ｂ，２２ｂ’近辺にある光散乱機構３１ｂ，３１ｂ’は、光導波路３０を伝播してきた光について光導波路３０に直光に進行する成分を増加させて、光導波路３０と受光素子の光結合効率を高める。
【００６６】
また、光散乱機構３１ｂ，３１ｂ’には、特定の波長の光のみを散乱あるいは反射、屈折させる波長選択機能（波長フィルタ）を持たせてもよい。この波長選択機能は、選択する波長を変動させる可変機能を持つものとしてもよい。
【００６７】
光散乱機構３１ｂ，３１ｂ’は、その大きさ及び形状などが制御しやすいので光導波路３０と微小タイル状素子２１，２１’，２２，２２’との光結合効率の容易な調整が可能となる。ここで、光散乱機構３１ｂをなす凹凸は、エンボス加工又はスタンパ転写などで形成する。
【００６８】
図５は第２実施形態に係る光インターコネクション回路の他の例を示し、（ａ）は概略側面図であり、（ｂ）は概略平面図である。本光インターコネクション回路の光散乱機構３１ｃ，３１ｃ’は、光導波路３０をなす線状の光導波路材の線幅及び高さを変化させた構成としている。すなわち、光散乱機構３１ｃ，３１ｃ’は、光導波路３０において、微小タイル状素子２１’，２２，２２’の近傍について光導波路材の線幅及び高さを小さく絞っている。
【００６９】
光導波路３０において、波長λ１の光を受信する微小タイル状素子２２の近傍には、光散乱機構３１ｃが形成されている。また、光導波路３０において、波長λ２の光を送受信する微小タイル状素子２１’，２２’の近傍には、それぞれ光散乱機構３１ｃ’が形成されている。
【００７０】
光散乱機構３１ｃ，３１ｃ’は、光を散乱あるいは反射、屈折させるものである。そして、微小タイル状素子２１’の発光部２１ａ’近辺にある光散乱機構３１ｃ’は、発光部（発光素子）２１ａ’から放射された光について光導波路３０に平行に進行する成分を増加させて、発光部（発光素子）２１ａ’と光導波路３０の光結合効率を高める。微小タイル状素子２２，２２’の受光部（受光素子）２２ｂ，２２ｂ’近辺にある光散乱機構３１ｃ，３１ｃ’は、光導波路３０を伝播してきた光について光導波路３０に直光に進行する成分を増加させて、光導波路３０と受光素子の光結合効率を高める。
【００７１】
光散乱機構３１ｃ，３１ｃ’は、その大きさ及び形状などが制御しやすいので光導波路３０と微小タイル状素子２１’，２２，２２’との光結合効率の容易な調整が可能となる。
また、光散乱機構３１Ａ，３１Ａ’には、特定の波長の光のみを散乱あるいは反射、屈折させる波長選択機能（波長フィルタ）を持たせてもよい。この波長選択機能は、選択する波長を変動させる可変機能を持つものとしてもよい。
【００７２】
光散乱機構３１ｃ，３１ｃ’を備えた光導波路３０の製造方法について次に説明する。先ず、基板１０の表面の所望位置に微小タイル状素子２１，２１’，２２，２２’を接着する。次いで、基板１０の表面全体及び微小タイル状素子２１，２１’，２２，２２’の表面全体に撥液処理を施す。次いで、撥液処理した面における光導波路３０を設ける領域に親液処理を施す。ここで、親液処理を施す領域は、線状であって微小タイル状素子２１’の発光部２１ａ’及び微小タイル状素子２２，２２’の受光部２２ｂ，２２ｂ’の近傍について線幅を絞ったパターンとする。なお、親液処理としては、例えば紫外線を照射することで行う。
【００７３】
次いで、親液処理した領域内に、インクジェットノズルなどから液状の光導波路材を滴下する。すると、かかる滴下された光導波路材は、親液処理された領域において濡れ広がる作用を受け、撥液処理された領域からは弾き出される作用を受け、また表面張力なども作用する。そこでかかる光導波路材は、図５に示すような発光部２１ａ’及び受光部２２ｂ，２２ｂ’の近傍で線幅が絞られた形状となる。
【００７４】
上記のように、光導波路３０において、光信号を放射する微小タイル状素子２１，２１’（発光素子）の近傍に光散乱機構３１ａ，３１ａ’，３１Ａ，３１Ａ’，３１ｂ，３１ｂ’，３１ｃ’を設けることにより、微小タイル状素子２１，２１’から放射された光の光導波路に平行に進行する成分を増加させて、発光素子と光導波路３０の光結合効率を高めることができる。
また、光導波路３０において、光信号を受信する微小タイル状素子２１，２１’（受光素子）の近傍に光散乱機構３１ａ，３１ａ’，３１Ａ，３１Ａ’，３１ｂ，３１ｂ’，３１ｃ，３１ｃ’を設けることにより、微小タイル状素子２１，２１’から放射された光の光導波路に平行に進行する成分を増加させて、発光素子と光導波路３０の光結合効率を高めることができる。
【００７５】
また、光散乱機構３１ａ，３１ａ’，３１Ａ，３１Ａ’，３１ｂ，３１ｂ’，３１ｃ，３１ｃ’は、特定の波長の光のみを散乱あるいは反射、屈折させる波長選択機能（波長フィルタ）を持たせてもよい。この波長選択機能は、選択する波長を変動させる可変機能を持つものとしてもよい。このようにすることにより、波長λ１の光を放射する微小タイル状素子２１が波長λ１以外の波長成分をも放射するものであっても、波長λ２の光を送受信する微小タイル状素子２１’と微小タイル状素子２２’間の通信に悪影響を及ぼすことを回避することができる。同様に、波長λ２の光を放射する微小タイル状素子２１’が波長λ２以外の波長成分をも放射するものであっても、波長λ１の光を送受信する微小タイル状素子２１と微小タイル状素子２２間の通信に悪影響を及ぼすことを回避することができる。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る光インターコネクション回路について図６から図８を参照して説明する。これらの図において、図１の構成要素と同一のものには同一符号を付している。本実施形態は、光導波路３０における発光機能を備える微小タイル状素子２１，２１’及び受光機能を備える微小タイル状素子２２，２２’の近傍、あるいは光導波路３０の端部に、光を反射する光反射機構を備える点が第１及び第２実施形態と異なる。図６は、本発明の第３実施形態に係る光インターコネクション回路の一例を示し、（ａ）は概略側面図であり、（ｂ）は概略平面図である。
【００７７】
光導波路３０において、波長λ１の光を送受信する微小タイル状素子２１，２２の近傍には、それぞれ光反射機構３２ａ，３２ｂが設けられている。また、光導波路３０において、波長λ２の光を送受信する微小タイル状素子２１’，２２’の近傍には、それぞれ光反射機構３２ａ’，３２ｂ’が設けられている。
【００７８】
光反射機構３２ａ，３２ａ’，３２ｂ，３２ｂ’は、例えば光導波路３０をなす光導波路材の表面に金属膜を形成することで設ける。また、光導波路３０をなす光導波路材の表面に金属微粒子を含む塗料を塗布することで光反射機構３２ａ，３２ａ’，３２ｂ，３２ｂ’を設けてもよい。金属微粒子としては、銀、アルミニウム、マグネシウム、銅、ニッケル、チタン、クロム、亜鉛などの微粒子を適用することができる。光反射機構３２ａ，３２ａ’，３２ｂ，３２ｂ’をなす金属膜の形成及び金属微粒子を含む塗料の塗布は、インクジェットノズルなどから塗料などを吐出することで行ってもよい。また、光反射機構３２ａ，３２ａ’又は光反射機構３２ｂ，３２ｂ’は光導光路３０の全体に施してもかまわない。
【００７９】
このような構成にすることにより、光反射機構３２ａ，３２ａ’は、微小タイル状素子２１，２１’から放射された光について光導波路３０に平行に進行する成分を増加させて、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’と光導波路３０の光結合効率を高める。一方、光反射機構３２ｂ，３２ｂ’は、光導波路３０を伝播してきた光について光導波路３０に直光に進行する成分を増加させて、光導波路３０と受光部（受光素子）２２ｂ，２２ｂ’の光結合効率を高める。
【００８０】
図７は第３実施形態に係る光インターコネクション回路の他の例を示し、（ａ）は概略側面図であり、（ｂ）は概略平面図である。本光インターコネクション回路の光反射機構３２ｃは、反射面を有する反射板が光導波路３０の端部に貼り付けられた構成となっている。ここで、光反射機構３２ｃの反射面は、基板１０の表面に対して例えば４５度の角度をもつように設けられている。
【００８１】
また、本光インターコネクション回路では、２本の平行な光導波路３０ａ，３０ｂが設けられている。そして、光反射機構３２ｃは、２本の光導波路３０ａ，３０ｂの一方端に設けら、光導波路３０ａ，３０ｂに共用される１枚の共通反射板となっている。そこで、微小タイル状素子２１から放射された光信号は、光反射機構３２ｃによって光導波路３０ａに沿う方向に反射される。微小タイル状素子２１’から放射された光信号は、光反射機構３２ｃによって光導波路３０ｂに沿う方向に反射される。したがって、本実施形態によれば、光信号を効率よく伝播させることができるとともに、効率よく光インターコネクション回路を製造することができる。
なお、図７に示す形態では、２本の光導波路３０ａ，３０ｂに共通の光反射機構３２ｃを設けたが、３本以上の光導波路に共通の光反射機構３２ｃを設けてもよい。
【００８２】
図８は第３実施形態に係る光インターコネクション回路の他の例を示し、（ａ）は概略側面図であり、（ｂ）は概略平面図である。本光インターコネクション回路の光反射機構３２ｄ，３２ｄ’，３２ｅ，３２ｅ’は、グレーティングを施した板状の光学部品（グレーティング部品）である。
【００８３】
光反射機構３２ｄは波長λ１の光を放射する微小タイル状素子２１に被さるように（対向するように）、光反射機構３２ｄ’は波長λ２の光を放射する微小タイル状素子２１’に被さるように（対向するように）、光導波路３０上に設置されている。光反射機構３２ｅは波長λ１の光を受光する微小タイル状素子２２に被さるように（対向するように）、光反射機構３２ｅ’は波長λ２の光を受光する微小タイル状素子２２’に被さるように（対向するように）、光導波路３０上に設置されている。
【００８４】
そして、光反射機構３２ｄ，３２ｄ’は、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’から放射された光について光導波路３０に平行に進行する成分を増加させて、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’と光導波路３０の光結合効率を高める。一方、光反射機構３２ｅ，３２ｅ’は、光導波路３０を伝播してきた光について光導波路３０に直光に進行する成分を増加させて、光導波路３０と受光部（受光素子）２２ｂ，２２ｂ’の光結合効率を高める。
【００８５】
ここで、光導波路３０ａと光導波路３０ｂの間隔が比較的大きい場合は、図８に示すように各光導波路３０ａ，３０ｂに別個に光反射機構３２ｅ，３２ｅ’を取り付ける。光導波路３０ａと光導波路３０ｂが接近しておりほぼ平行に配置されている場合は、図８に示すように光導波路３０ａ，３０ｂに共通な光反射機構３２ｄ，３２ｄ’を取り付けてもよい。
【００８６】
これらにより、本実施形態によれば、各光反射機構３２ａ，３２ａ’，３２ｂ，３２ｂ’，３２ｃ，３２ｄ，３２ｄ’，３２ｅ，３２ｅ’により、効率よく光信号を伝送することができる。また、本実施形態によれば、各光反射機構３２ａ，３２ａ’，３２ｂ，３２ｂ’，３２ｃ，３２ｄ，３２ｄ’，３２ｅ，３２ｅ’がフィルタ機能を有するので波長λ１の光を放射する微小タイル状素子２１が波長λ１以外の波長成分をも放射するものであっても、波長λ２の光を送受信する微小タイル状素子２１’と微小タイル状素子２２’間の通信に悪影響を及ぼすことを回避することができる。同様に、本実施形態によれば、波長λ２の光を放射する微小タイル状素子２１’が波長λ２以外の波長成分をも放射するものであっても、波長λ１の光を送受信する微小タイル状素子２１と微小タイル状素子２２間の通信に悪影響を及ぼすことを回避することができる。
【００８７】
上記図２から図８に示す光散乱機構及び光反射機構は、互いに組み合わせて用いるとより効果的である。また、上記光散乱機構及び光反射機構には、特定波長の光のみを散乱又は反射する波長選択機能（波長フィルタ）を持たせてもよい。この波長選択機能は、選択する波長を変動させる可変機能を持つものとしてもよい。また波長選択機能は、受光部２２ｂ，２２ｂ’近辺にある光散乱機構又は光反射機構に持たせることが好ましい。その理由は、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’自体を複数種類の単色光源とすれば、発光部（発光素子）２１ａ，２１ａ’近辺の光散乱機構又は光反射機構に細工（波長選択機能を持たせる）する必要がないからである。
【００８８】
（製造方法）
次に、上記実施形態に係る光インターコネクション回路における光導波路３０の製造方法について、図９から図１２を参照して説明する。図９は光導波路３０の製造方法を示す模式側面図である。
【００８９】
先ず、基板１０の上面に上記発光機能又は受光機能を備える微小タイル状素子を接着しておく。その後、光導波路３０の製造工程に入る。そして、図９（ａ）に示すように、基板１０の上面と微小タイル状素子（図示せず）の上面の全体に液状の光硬化樹脂３０ｃをコーティングする。このコーティングは、スピンコート法、ロールコート法、スプレイコート法などで行う。
【００９０】
次いで液状の光硬化樹脂３０ｃに対して、所望パターンのマスクを介して紫外線（ＵＶ）を照射する。これにより、液状の光硬化樹脂３０ｃにおける所望領域だけが硬化しパターニングされる。そして、硬化していない樹脂を洗浄などにより除去することで、図９（ｂ）に示すように、硬化された光導波路材からなる光導波路３０ｄが形成される。
【００９１】
図１０は光導波路３０の製造方法についての他の例を示す模式側面図である。先ず、基板１０の上面に上記微小タイル状素子を接着しておく。その後、光導波路３０の製造工程に入る。そして、図１０（ａ）に示すように、基板１０の上面と微小タイル状素子（図示せず）の上面全体に樹脂３０ｅをコーティングして硬化させる。このコーティングは、スピンコート法、ロールコート法、スプレイコート法などで行う。次いで、樹脂３０ｅにおける所望領域にレジストマスク４１を形成する。このレジストマスク４１の形成領域は光導波路３０を形成する領域と同じである。
【００９２】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、レジストマスク４１の上から基板１０全体についてドライエッチング又はウエットエッチングを施し、レジストマスク４１の下以外にある樹脂ｅを除去する。このようにフォトリソパターニングして、レジストマスク４１を除去することで、光導波路材からなる光導波路３０ｆが形成される。
【００９３】
図１１は光導波路３０の製造方法についての他の例を示す模式側面図である。先ず、基板１０の上面に上記微小タイル状素子を接着しておく。その後、光導波路３０の製造工程に入る。そして、基板１０の上面と微小タイル状素子（図示せず）の上面全体に、撥液処理を施して撥液表面５１を設ける。
【００９４】
次いで、図１１（ａ）に示すように、撥液表面５１における所望パターン領域に紫外線を照射することなどして、撥液表面５１のなかに所望パターンの親液表面５２を設ける。次いで、図１１（ｂ）に示すように、親液表面５２のなかに、インクジェットノズルまたはディスペンサなどから液状の光導波路材３０ｇを滴下する。光導波路材３０ｇとしては、透明樹脂又はゾルゲルガラスを用いる。そして、基板１０上に滴下された光導波路材３０ｇを硬化させることで、光導波路材からなる光導波路３０ｈが形成される。
ゾルゲルガラスで光導波路３０ｇを形成する場合は、金属アルコキシドに酸を加えて加水分解した溶液などをインクジェットノズルまたはディスペンサなどから親液表面５２に滴下する。次いで、滴下した溶液に熱などのエネルギーを加えてガラス化し光導波路３０ｈとする。
【００９５】
図１２は光導波路３０の製造方法についての他の例を示す模式側面図である。先ず、基板１０の上面に上記微小タイル状素子を接着しておく。その後、光導波路３０の製造工程に入る。そして、図１２（ａ）に示すように、基板１０の上面並びに微小タイル状素子の上面であって、光導波路３０を設けようとする領域を被うように、液状の樹脂３０ｉを塗布する。
【００９６】
次いで、光導波路３０のパターン形状５２をもつ型であるスタンパ５１を、基板１０の上方から基板１０の表面に押し付ける。次いで、図１２（ｂ）に示すように、基板１０の表面からスタンパ５１を持ち上げる。これらにより、スタンパ５１を用いたパターン転写法により、基板１０上に所望パターン形状の光導波路材からなる光導波路３０ｊが形成される。
【００９７】
光導波路３０の製造方法は、上記図９から図１２に示す方法以外に、次に述べる方法を用いてもよい。例えば、スクリーン印刷又はオフセット印刷などの印刷法を用いて、光導波路３０をなす光導波路材を設けてもよい。また、スリット状の隙間から液状の樹脂を吐出するスリットコート法を用いて、光導波路３０をなす光導波路材を設けてもよい。スリットコート法としては、毛細管現象を用いて樹脂などの所望部材を基板１０に塗布する手法を採用してもよい。
【００９８】
（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２１，２１’，２２，２２’をなす微小タイル状素子の製造方法について図１３から図２２を参照して説明する。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。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。
【００９９】
＜第１工程＞
図１３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１３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）、ＤＦＢレーザなどが挙げられる。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。
【０１００】
＜第２工程＞
図１４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。
【０１０１】
＜第３工程＞
図１５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。
【０１０２】
＜第４工程＞
図１６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。
【０１０３】
＜第５工程＞
図１７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。
【０１０４】
＜第６工程＞
図１８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。
【０１０５】
＜第７工程＞
図１９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１７１の所望の位置に微小タイル状素子１６１をアライメントする。ここで、最終基板１７１は、例えば、シリコン半導体（図１における基板１０）からなり、ＬＳＩ領域１７２が形成されている。また、最終基板１７１の所望の位置には、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。
【０１０６】
＜第８工程＞
図２０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、最終基板１７１の所望の位置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で押しつけて最終基板１７１に接合する。ここで、所望の位置には接着剤１７３が塗布されているので、その最終基板１７１の所望の位置に微小タイル状素子１６１が接着される。
【０１０７】
＜第９工程＞
図２１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、紫外線（ＵＶ）又は熱により粘着力が消失するものにしておく。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。
【０１０８】
＜第１０工程＞
本工程は、図示していない。本工程においては、加熱処理などを施して、微小タイル状素子１６１を最終基板１７１に本接合する。
【０１０９】
＜第１１工程＞
図２２は微小タイル状素子の製造方法の第１１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の電極と最終基板１７１上の回路を配線１９１により電気的に繋ぎ、一つのＬＳＩチップなど（光インターコネクション回路用の集積回路チップ）を完成させる。最終基板１７１としては、シリコン半導体のみならず、石英基板又はプラスチックフィルムを適用してもよい。
【０１１０】
（応用例）
以下、本発明に係る光インターコネクション回路の応用例について説明する。
第１の応用例としては、上記実施形態の光インターコネクション回路をオプトエレクトロニクス集積回路の信号伝送手段として用いる。オプトエレクトロニクス集積回路としては、例えばコンピュータが挙げられる。そして、ＣＰＵを形成する集積回路内での信号処理は電気信号を用いて行うが、ＣＰＵと記憶手段などの間でデータを伝送するバスに上記実施形態の光インターコネクション回路を適用する。
【０１１１】
これらにより、本応用例によれば、簡易な構成でありながら、コンピュータの処理速度のボトルネックとなっているバスにおける信号伝達速度を従来よりも大幅に高めることが可能となる。
また、本応用例によれば、コンピュータなどを大幅に小型化することが可能となり、製造コストも下げることができる。
【０１１２】
第２の応用例としては、電気光学装置である液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又は有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）ディスプレイなどの平面ディスプレイ装置に上記実施形態の光インターコネクション回路を用いる。例えば、平面ディスプレイ装置における走査線に上記光インターコネクション回路を用いる。すると、走査信号を高速に伝送することができるので、平面ディスプレイ装置における画面の大型化及び高品位化を促進することができる。
また、平面ディスプレイ装置における金属配線パターンに重ねて光導波路３０を設けることにより、開口率を大きくすることができ、高品質な画像を表示することが可能となる。
【０１１３】
（電子機器）
上記実施形態の光インターコネクション回路を備えた電子機器の例について説明する。
図２３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は上記の光インターコネクション回路を用いた携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。
【０１１４】
図２４は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図２４において、符号１１００は上記の光インターコネクション回路を用いた時計本体を示し、符号１１０１は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。
【０１１５】
図２５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２５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は上記の光インターコネクション回路を用いた情報処理装置本体、符号１２０６は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。
【０１１６】
図２３から図２５に示す電子機器は、上記実施形態の光インターコネクション回路又は電気光学装置を備えているので、表示品位に優れ、特に、高速応答で明るい大きな画面の表示部を備えた電子機器を実現することができる。また、上記実施形態の光インターコネクション回路を用いることによって、従来のものよりも電子機器を小型化することができる。さらにまた、上記実施形態の光インターコネクション回路を用いることによって、製造コストを従来のものよりも低減することができる。
【０１１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る回路の概略図である。
【図２】 本発明の第２実施形態に係る回路の概略側面図である。
【図３】 本発明の第２実施形態に係る他の回路の概略側面図である。
【図４】 本発明の第２実施形態に係る他の回路の概略側面図である。
【図５】 本発明の第２実施形態に係る他の回路の概略図である。
【図６】 本発明の第３実施形態に係る回路の概略図である。
【図７】 本発明の第３実施形態に係る他の回路の概略図である。
【図８】 本発明の第３実施形態に係る他の回路の概略図である。
【図９】 本発明の実施形態に係る製造方法を示す模式側面図である。
【図１０】 本発明の実施形態の他の製造方法を示す模式側面図である。
【図１１】 本発明の実施形態の他の製造方法を示す模式側面図である。
【図１２】 本発明の実施形態の他の製造方法を示す模式側面図である。
【図１３】 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１４】 同上の製法の第２工程を示す概略断面図である。
【図１５】 同上の製法の第３工程を示す概略断面図である。
【図１６】 同上の製法の第４工程を示す概略断面図である。
【図１７】 同上の製法の第５工程を示す概略断面図である。
【図１８】 同上の製法の第６工程を示す概略断面図である。
【図１９】 同上の製法の第７工程を示す概略断面図である。
【図２０】 同上の製法の第８工程を示す概略断面図である。
【図２１】 同上の製法の第９工程を示す概略断面図である。
【図２２】 同上の製法の第１１工程を示す概略断面図である。
【図２３】 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２４】 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２５】 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…基板、２１，２１’，２２，２２’…第１微小タイル状素子、２１ａ，２１ａ’…発光部、２２ｂ，２２ｂ’…受光部、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｄ，３０ｆ，３０ｈ，３０ｊ…光導波路、３１ａ，３１ａ’，３１Ａ，３１Ａ’，３１ｂ，３１ｂ’，３１ｃ，３１ｃ’…光散乱機構、３２ａ，３２ａ’，３２ｂ，３２ｂ’，３２ｃ，３２ｄ，３２ｄ’，３２ｅ，３２ｅ’…光反射機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical interconnection circuit, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as a flat display device, an electroluminescence panel (ELP), a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display device (LCD), and the like are used. In these flat display devices, a technique for using light for signal transmission has been studied in order to eliminate signal delays associated with an increase in size and capacity (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-100246
[0004]
In addition, the operation speed (operation clock) inside the CPU is increasing year by year due to the miniaturization of the internal structure of the integrated circuit. However, the signal transmission speed in the bus connecting the CPU and peripheral devices such as a storage device is almost reaching its limit, which is a bottleneck in computer processing speed. If signal transmission on this bus can be performed using optical signals, the limit of the processing speed of the computer can be significantly increased.
[0005]
In order to transmit data using an optical signal, an optical transmission unit that transmits the optical signal emitted from the light source to a predetermined location and inputs it to a light receiving element or the like is required. Conventionally, as such an optical transmission means, there is a technique using an optical fiber or a technique using an optical waveguide formed on a substrate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an optical fiber is used as an optical transmission means, connection with optical components such as a light emitting element and a light receiving element becomes complicated, and it takes a lot of cost and time to manufacture, and it is difficult to reduce the size of the optical transmission means. There is a problem of becoming.
[0007]
On the other hand, it is conceivable to simplify the connection between the light transmission medium, the light emitting element, the light receiving element and the like by using an optical waveguide formed on the substrate. However, at present, an input / output structure suitable for this optical waveguide has not yet been found, and an optical transmission means that has been miniaturized and easily manufactured so as to be applicable to a flat display device or a computer has been realized. Absent.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances. An optical interconnection circuit, an electro-optical device, and an optical interconnection circuit that can increase the signal transmission speed and can be easily miniaturized, and can be easily manufactured. The purpose is to provide electronic equipment.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, an optical interconnection circuit of the present invention is provided on a substrate, a first element and a second element provided on the substrate and having a light emitting unit having a light emitting function, and the substrate. And a third element and a fourth element having a light receiving part having a light receiving function, and an optical waveguide material that optically connects the first element, the second element, the third element, and the fourth element. And the first element and the second element have a light emitting function of emitting light having different wavelengths, and the optical waveguide material includes at least the first element and the optical element. Since the light emitting portion of each of the second elements and the light receiving portion of each of the third element and the fourth element are covered, the light emitted from the first element is The third element through the optical waveguide And the second element is configured such that light emitted from the second element is incident on the third element and the fourth element via the optical waveguide, and the third element. Has a light receiving wavelength selecting function for selectively receiving light having a wavelength emitted by the first element, and the fourth element is a light receiving wavelength selecting function for selectively receiving light having a wavelength emitted by the second element. It is characterized by having.
According to the present invention, there are two types of elements: a first element having a light emitting function (hereinafter also referred to as a micro tile element) and a second element (hereinafter also referred to as a micro tile element). Light having different wavelengths (for example, light having the first wavelength and light having the second wavelength) is emitted to the optical waveguide. The light of the first wavelength propagates through the optical waveguide and is received by the third element (hereinafter also referred to as a light receiving element), and the light of the second wavelength propagates through the optical waveguide and passes through the fourth element ( Hereinafter, it may be referred to as a light receiving element). Therefore, according to the present invention, at least two types of optical signals can be transmitted / received simultaneously in one optical light guide, and signals are transmitted / received at a transmission speed that is at least twice as high as when transmitted / received by one type of optical signal. be able to. In other words, a bus using an optical signal can be formed using one optical light guide. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the number of installed light guides, the installation area, and the like, compared with the case where one type of optical signal is transmitted and received in one light guide, and a compact optical interconnection circuit is provided. be able to.
[0010]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light receiving element is a micro tile-shaped element having a light receiving wavelength selection function for selectively receiving light having a desired wavelength.
According to the present invention, the light receiving element can select and receive one of at least two types of light having different wavelengths propagating through the optical waveguide (for example, light having the first wavelength and light having the second wavelength). it can. Therefore, for example, the first light receiving element can selectively receive light having the first wavelength, and the second light receiving element can selectively receive light having the second wavelength. Therefore, according to the present invention, an optical signal is simultaneously transmitted between two or more micro tile elements having a light emitting function and two or more micro tile elements having a light receiving function via one light guide. You can send and receive. Further, according to the present invention, the signal transmission speed is extremely high by making the micro tile-like element into a very small shape (for example, having an area of several hundred μm square or less and a thickness of several tens of μm or less). However, it is possible to provide an optical interconnection circuit that is very compact and can be easily manufactured.
[0011]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the wavelength band selectively received by the light reception wavelength selection function includes the wavelength of light emitted from any one of the micro tile elements having the light emission function.
According to the present invention, two or more types of optical signals having different wavelengths are transmitted to a single light between two or more micro tile elements having a light emitting function and two or more micro tile elements having a light receiving function. It can be transmitted and received via the optical path. Further, according to the present invention, even when the optical waveguide is formed on the substrate with a transparent resin or the like, the optical signal can be accurately transmitted and received while suppressing the influence of disturbance light.
A bus based on optical signals can be easily configured.
[0012]
In the optical interconnection circuit of the present invention, the wavelength of light selectively received by the light receiving wavelength selection function is substantially the same as the wavelength of light emitted from any one of the micro tile elements having the light emitting function. It is preferable.
According to the present invention, the influence of disturbance light can be suppressed, the wavelength of light emitted from each micro tile element having a light emitting function can be made closer, and the degree of multiplexing can be easily increased. .
[0013]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the optical waveguide includes a light scattering mechanism that scatters light in the vicinity of at least one of the micro tile element having the light emitting function and the light receiving element. .
According to the present invention, for example, in the optical waveguide, by providing a light scattering mechanism in the vicinity of the micro tile element having a light emitting function, the light signal emitted from the micro tile element is scattered by the light scattering mechanism, An optical signal can be efficiently propagated through the entire optical waveguide. Also, for example, by providing a light scattering mechanism in the vicinity of a micro tile element having a light receiving function in an optical waveguide, an optical signal propagated through the optical waveguide can be efficiently input to the micro tile element having a light receiving function. it can.
Therefore, according to the present invention, for example, even when an optical signal is emitted from a micro tile-shaped element having a light emitting function in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide, the optical signal is scattered by the light scattering mechanism and the efficiency is increased. It can propagate well in the optical waveguide. In addition, for example, even if the light receiving part of a micro tile element having a light receiving function is arranged in parallel with the longitudinal direction of the optical waveguide, the light receiving part efficiently inputs the optical signal scattered by the light scattering mechanism. can do.
[0014]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light scattering mechanism has a wavelength selection function for scattering only light of a specific wavelength.
According to the present invention, even if the light receiving element itself (including the micro tile-shaped element itself having a light receiving function) does not have the light receiving wavelength selection function, the light scattering mechanism provided near the light receiving element in the optical waveguide or the like can select the wavelength. Since it has a function, at least two types of optical signals can be simultaneously transmitted and received in one optical light guide. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical interconnection circuit that is a bus using an optical signal and can be easily manufactured.
[0015]
In the optical interconnection circuit of the present invention, the optical waveguide reflects light to the vicinity of at least one of the micro tile element and the light receiving element having the light emitting function, or to an end of the optical waveguide material. It is preferable to provide a light reflection mechanism.
According to the present invention, the propagation direction of the optical signal radiated from the micro tile element having the light emitting function can be changed to the direction along the optical waveguide by the light reflection mechanism, and the light propagating along the optical waveguide The signal can be directed to the light receiving surface of the light receiving element by the light reflecting mechanism, and the transmission efficiency of the optical signal can be easily improved.
[0016]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light reflection mechanism has a wavelength selection function of reflecting only light of a specific wavelength.
According to the present invention, even if the light receiving element itself (including a micro tile element having a light receiving function itself) does not have a light receiving wavelength selection function, the light reflection mechanism provided in the vicinity of the light receiving element of the optical waveguide or the like can select Since it has a function, at least two types of optical signals can be simultaneously transmitted and received in one optical light guide. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical interconnection circuit that is a bus using an optical signal and can be easily manufactured.
[0017]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light receiving wavelength selecting function or the wavelength selecting function has one of a color filter and a band pass filter.
According to the present invention, it is possible to easily provide a light reception wavelength selection function and a wavelength selection function.
[0018]
The optical interconnection circuit of the present invention preferably has a variable function of changing the wavelength selected by the received light wavelength selection function or the wavelength selection function.
According to the present invention, for example, the wavelength of light emitted from a micro tile element having a light emitting function can be changed by a variable function. Therefore, even if the wavelengths of light emitted from each micro tile-shaped element are the same, light of a plurality of types of wavelengths can be propagated to one optical waveguide using the variable function.
In addition, according to the present invention, for example, by providing a variable function in the vicinity of the light receiving element, even if the selected light receiving wavelength of each light receiving element is the same, an optical signal having a different wavelength is received for each light receiving element. Can do. Note that the wavelength fluctuation value in the variable function may be controlled at an arbitrary timing. If it does in this way, the optical signal of arbitrary wavelengths can be received for every desired period with one light receiving element.
[0019]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light scattering mechanism comprises a resin mixed with light scattering particles.
According to the present invention, it is possible to easily provide a light scattering mechanism at an arbitrary site in an optical waveguide material forming an optical waveguide.
[0020]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light scattering mechanism comprises a resin surface provided with irregularities.
According to the present invention, for example, after forming an optical waveguide material that forms an optical waveguide on the surface of a substrate or the like, by providing irregularities on a desired portion of the surface of the optical waveguide material by embossing or stamper transfer, A light scattering mechanism can be provided at an arbitrary site in an optical waveguide material that easily forms an optical waveguide.
[0021]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light scattering mechanism is formed by changing at least one of a line width and a height of the optical waveguide material.
According to the present invention, for example, when the optical waveguide material forming the optical waveguide is formed linearly on the substrate surface so as to cross the upper portion of the micro tile-shaped element forming the light-receiving element, the micro-tile-shaped element By making the line width and height of the optical waveguide material in the upper part smaller than other parts, the light scattering mechanism can be configured easily.
[0022]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light scattering mechanism has light scattering particles dispersed in resin or glass, and has a dome shape.
According to the present invention, the size and shape of the light scattering mechanism can be easily controlled, and the optical coupling efficiency between the optical waveguide and the micro tile element having a light emitting function or a light receiving function can be easily adjusted.
[0023]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the optical waveguide material is formed so as to cover the dome-shaped light scattering mechanism.
According to the present invention, an optical interconnection circuit with high optical coupling efficiency can be easily formed.
[0024]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light reflection mechanism is made of a metal film formed on the surface of the optical waveguide material.
According to the present invention, for example, after an optical waveguide material forming an optical waveguide is formed on the surface of a substrate, a metal film is attached to a desired portion of the surface of the optical waveguide material, and thus the optical waveguide can be easily formed. A light reflection mechanism can be provided at an arbitrary site in the optical waveguide material formed.
[0025]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light reflecting mechanism is formed by applying a paint containing metal particles to the surface of the optical waveguide material.
According to the present invention, for example, after an optical waveguide material that forms an optical waveguide is formed on the surface of a substrate or the like, a coating containing metal particles is applied to a desired portion of the surface of the optical waveguide material, whereby the optical waveguide can be easily obtained. A light reflecting mechanism can be provided at an arbitrary position in the optical waveguide material forming the above.
[0026]
In the optical interconnection circuit of the present invention, a reflection plate having a reflection surface of the light reflection mechanism is affixed to an end of the optical waveguide material, and the reflection plate is disposed on a plane of the substrate. It is preferable that they are arranged obliquely.
According to the present invention, the reflector is attached to the end of the optical waveguide material at an angle so that, for example, the optical signal radiated from the micro tile element in the direction perpendicular to the substrate plane is reflected by the reflector. It can be propagated in a direction along the optical waveguide. In addition, the optical signal propagating along the optical waveguide can be directed to the light receiving portion of the micro tile by the reflector, and the transmission efficiency of the optical signal can be easily improved.
[0027]
Further, in the optical interconnection circuit of the present invention, the optical waveguide material is formed in a plurality of lines substantially parallel to each other on the plane of the substrate, and the reflecting plate includes at least the plurality of lines. It is preferable that the common reflection plate is disposed at one end and reflects light propagating through each of the plurality of lines.
According to the present invention, for example, when a plurality of optical waveguides are formed by optical waveguide materials formed in a plurality of linear shapes, and a micro tile-like element having a light emitting function is arranged at each one end of each optical waveguide. By disposing one common reflector obliquely so as to cover the top of the micro tile element, the propagation direction of the optical signal radiated from the micro tile element is set to a direction along the optical waveguide. be able to.
Further, according to the present invention, for example, a plurality of optical waveguides are formed by optical waveguide materials formed in a plurality of linear shapes, and a micro tile-like element having a light receiving function is arranged at the other end of each optical waveguide. In this case, by arranging one common reflector obliquely so as to cover the top of the micro tile element, the optical signal propagating through each optical waveguide is directed to the light receiving portion of the micro tile element. Can do.
[0028]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the light reflecting mechanism is a plate-like member provided with a grating, and is provided at least in a portion facing the micro tile element or the light receiving element. .
According to the present invention, for example, an optical signal radiated from a micro tile element in a direction perpendicular to the substrate plane can be reflected by a plate-like member provided with a grating and propagated in a direction along the optical waveguide. it can. Further, the optical signal propagating in the optical waveguide can be reflected by the plate-like member provided with the grating and directed toward the light receiving portion of the light receiving element, and the optical coupling efficiency can be easily improved.
[0029]
In the optical interconnection circuit of the present invention, the thickness of the micro tile element is preferably 20 μm or less.
According to the present invention, for example, when a plurality of micro tile elements are arranged in the middle of an optical waveguide on the substrate surface, the thickness of the micro tile elements is set to 20 μm or less, whereby The step formed by the element can be made sufficiently small, and the optical waveguide can be continuously formed over the step. Even if the optical waveguide is continuously formed in such a step portion, since the step is small, transmission loss of light such as scattering can be almost ignored. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical interconnection circuit that can be easily manufactured at low cost without requiring a special structure and optical element for reducing the step at the step portion.
[0030]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the micro tile element having the light emitting function has one configuration of a surface emitting laser, an LED, and a DFB laser.
According to the present invention, a micro tile element having a light emitting function can be provided by cutting a surface emitting laser, an LED, or a DFB laser formed on a certain substrate into a micro tile shape. Here, since the surface emitting laser is made of a compound semiconductor, it is very difficult to form on a silicon integrated circuit directly by a semiconductor process such as epitaxy without lattice matching with silicon. Therefore, a surface emitting laser is once formed on a gallium / arsenic substrate, and then the surface emitting laser is chipped into a micro tile shape to provide a micro tile element having a light emitting function. By forming a chip in this way, a surface emitting laser can be arranged at an arbitrary position on a substrate such as silicon.
In addition, according to the present invention, by using the DFB laser as a micro tile element having a light emitting function, the transmission efficiency of the optical signal can be further increased, and the necessity of the light scattering mechanism and the light reflecting mechanism is reduced. can do. The reason is that, unlike the surface emitting laser and the LED, the DFB laser emits laser light in a direction parallel to the substrate plane from the end (side surface) of the micro tile shape.
[0031]
In the optical interconnection circuit of the present invention, it is preferable that the micro tile-shaped element forming the light receiving element has a configuration of a photodiode or a phototransistor.
According to the present invention, it is possible to configure a micro tile-like element that is a compact and highly sensitive light receiving element.
[0032]
The electro-optical device according to the present invention includes the optical interconnection circuit.
According to the present invention, for example, a scanning signal of a flat display or the like is transmitted by the optical interconnection circuit, so that the scanning signal can be transmitted at a high speed. Further downsizing can be realized.
[0033]
An electronic apparatus according to the present invention includes the optical interconnection circuit.
According to the present invention, for example, by applying the optical interconnection circuit of the present invention to an integrated circuit, a high-speed signal processing and a compact electronic device can be provided at low cost.
Further, according to the present invention, for example, by applying an optical interconnection circuit to a display device, an electronic device that can display a high-quality image can be provided at low cost.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an optical interconnection circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows an optical interconnection circuit according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a schematic sectional view and (b) is a schematic plan view.
[0035]
The optical interconnection circuit according to this embodiment includes four micro tile elements 21, 21 ′, 22, 22 ′ bonded to the surface of the substrate 10, and each micro tile element 21, 21 ′, 22, 22 ′. It comprises an optical waveguide 30 made of an optical waveguide material formed on the surface of the substrate 10 so as to connect each other.
[0036]
The micro tile elements 21 and 21 ′ include light emitting portions 21 a and 21 a ′ each having a light emitting function, and can make light incident on the optical waveguide 30. Here, the micro tile element 21 is the first element in the present invention, and the micro tile element 21 ′ is the second element in the present invention. The wavelength of the light radiated from the micro tile element 21 is assumed to be the wavelength λ1. The wavelength of the light radiated from the micro tile element 21 is assumed to be the wavelength λ2. Note that the number of micro tile elements 21 and 21 ′ having a light emitting function is not limited to two, and may be three or more. Moreover, you may provide the light emitting element which radiates | emits the light from which several wavelengths differ in one micro tile-shaped element.
[0037]
The micro tile elements 22 and 22 ′ include light receiving portions 22 b and 22 b ′ each having a light receiving function (light receiving element), and can receive light propagating through the optical waveguide 30. Here, the micro tile element 22 is the third element in the present invention, and the micro tile element 22 'is the fourth element in the present invention. The micro tile element 22 has a light receiving wavelength selection function for selectively receiving light having a wavelength λ1, and has almost no sensitivity to light having a wavelength λ2. The micro tile-like element 22 ′ has a light receiving wavelength selection function for selectively receiving light of wavelength λ2, and has almost no sensitivity to light of wavelength λ1. Here, it is preferable that the micro tile-like element 22 converts only light having a wavelength λ1 into an electric signal, and has little sensitivity to light having other wavelengths. Further, it is preferable that the minute tile-like element 22 ′ converts only light having a wavelength λ2 into an electric signal and has little sensitivity to light having other wavelengths.
[0038]
The micro tile elements 21, 21 ', 22, 22' are micro tile semiconductor devices (micro tile elements). Each of these micro tile elements is a plate-like member having a thickness of 20 μm or less and a vertical and horizontal size of several tens μm to several hundreds μm. A method for manufacturing the micro tile element will be described in detail later.
[0039]
The optical waveguide material forming the optical waveguide 30 covers at least the light emitting portions 21a and 21a ′ of the micro tile elements 21 and 21 ′ and the light receiving portions 22b and 22b ′ of the second micro tile elements 22 and 22 ′. Is formed. As the optical waveguide material forming the optical waveguide 30, transparent resin or sol-gel glass can be applied. The sol-gel glass is a glass that is transformed into a solid glass by heating a solution containing a glass component. As the substrate 10, any material such as glass epoxy, ceramic, plastic, polyimide, silicon, or glass can be applied.
[0040]
With this configuration, the light (wavelength λ1) radiated from the light emitting portion 21a of the micro tile element 21 propagates through the optical waveguide 30 and passes over the micro tile element 21 ′, and the micro tile element Detected by 22 light receiving portions 22b. Therefore, when the light signal (wavelength λ1) is emitted from the light emitting unit 21a by controlling the light emitting operation of the light emitting unit 21a, the optical signal propagates through the optical waveguide 30, and the light signal can be detected by the light receiving unit 22b. .
[0041]
Further, the light (wavelength λ2) emitted from the light emitting portion 21a ′ of the micro tile element 21 ′ propagates through the optical waveguide 30, passes over the micro tile element 22, and is transmitted from the micro tile element 22 ′. It is detected by the light receiving unit 22b ′. Therefore, when the light signal (wavelength λ2) is emitted from the light emitting part 21a ′ by controlling the light emitting operation of the light emitting part 21a ′, the light signal propagates through the optical waveguide 30, and the light receiving part 22b ′ detects the optical signal. be able to.
[0042]
The optical signal radiated from the micro tile element 21 propagates through the optical waveguide 30 and enters the micro tile element 22 and passes over the micro tile elements 22 and 22 '. Thus, by providing a plurality of micro tile elements 22 in the light guide path 30, it is possible to transmit optical signals from one micro tile element 21 to the plurality of micro tile elements 22 almost simultaneously. Similarly, by providing a plurality of micro tile elements 22 ′ in the light guide path 30, an optical signal can be transmitted from one micro tile element 21 ′ to the plurality of micro tile elements 22 ′ substantially simultaneously. it can.
[0043]
Here, by setting the thickness of each of the micro tile elements 21 ′, 22 and 22 ′ to 20 μm or less, the step difference from the substrate becomes sufficiently small. Therefore, the optical waveguide is continuously passed over the step as shown in FIG. 30 can be formed. Even if the optical waveguide 30 is continuously formed in the step portion, the light transmission loss such as scattering can be almost ignored because the step is small. Therefore, no special structure or optical element for reducing the step is required at the step portion. Therefore, it can be easily produced at low cost. Further, the thickness of the optical waveguide material forming the optical waveguide 30 can be set to several tens of μm or less.
[0044]
The micro tile elements 21 and 21 ′ having a light emitting function include, for example, LEDs, VCSELs (surface emitting lasers), or DFB (Distributed Feedback) lasers with a built-in electroabsorption modulator. As a light-emitting device, an LED has the simplest structure and is easy to manufacture, but the modulation speed of an optical signal is as low as several hundred Mbps. In contrast, a VCSEL can be modulated at a very high speed exceeding 10 Gbps, and can be driven with low power consumption because of its small threshold current and high light emission efficiency. The DFB laser emits laser light in a direction parallel to the plane of the substrate 10 from the end of the micro tile shape, that is, along the optical waveguide 30 although the modulation speed is about 1 Gbps, which is not as high as that of the surface emitting laser. The optical signal can be propagated more efficiently than the surface emitting laser.
[0045]
The micro tile elements 22 and 22 ′ having a light receiving function are assumed to include, for example, a photodiode or a phototransistor. Here, as the photodiode, a PIN photodiode, an APD (avalanche photodiode), or an MSM photodiode can be selected according to the application. APD has high photosensitivity and response frequency. The MSM type photodiode has a simple structure and is easily integrated with an amplifying transistor.
[0046]
Moreover, you may form so that the 3rd micro tile-shaped element (not shown) which consists of a light receiving element may overlap with each of the micro tile-shaped element 21 and micro tile-shaped element 21 '. By doing so, it becomes possible to provide the APC function by monitoring the light emission amount of the micro tile elements 21 and 21 'with the third micro tile elements and feeding back the value to the micro tile elements 21 and 21'. Stable optical data transmission can be realized. Alternatively, the APC function may be incorporated in the micro tile elements 21, 21 ′. Further, it is desirable that the micro tile elements 22 and 22 'having a light receiving function include a circuit for amplifying the detected signal. By doing so, the performance of the apparatus can be further improved.
[0047]
The micro tile elements 21 and 21 ′ having a light emitting function and the micro tile elements 22 and 22 ′ having a light receiving function are integrated circuits provided on the substrate 10, EL display circuits, plasma displays, liquid crystal display circuits, or the like. Are electrically connected to an electronic circuit (not shown). As a result, a computer system composed of an integrated circuit or the like can be made faster than the conventional one while being compact. Further, a scanning signal such as a flat display provided on the substrate 10 can be transmitted at high speed by the optical interconnection circuit of the present embodiment, and an increase in the size and quality of the screen in the flat display device can be promoted. .
[0048]
In FIG. 1, two micro tile elements 21, 21 ′ having a light emitting function and two micro tile elements 22, 22 ′ having a light receiving function are respectively coupled to one light guide 30. However, the number of micro tile elements 21 and 21 'having a light emitting function may be three or more, or may be three or more of the number of micro tile elements 22 and 22' having a light receiving function.
[0049]
Here, the micro tile elements having three or more light emitting functions may have different wavelengths of emitted light. Each micro tile element having a light receiving function is preferably a light receiving means having a wavelength selection function corresponding to the wavelength of light emitted from the micro tile element having at least one light emitting function. As a result, three or more types of optical signals respectively transmitted from the micro tile-shaped elements having three or more light emitting functions are simultaneously propagated through one optical waveguide 30 to form a micro tile having three or more light receiving functions. Each element is detected. Therefore, a bus capable of transmitting and receiving three or more types of optical signals in parallel can be easily configured.
[0050]
Moreover, although the optical waveguide 30 is formed in a straight line shape in FIG. 1, it may be formed in a curved line shape or may be branched into a plurality. The optical waveguide 30 may be formed in a loop shape. The optical waveguide 30 may be formed in a sheet shape so as to cover a plurality of tile-shaped elements. Of course, a plurality of sets of micro tile elements 21 and 21 ′ having a light emitting function, micro tile elements 22 and 22 ′ having a light receiving function, and an optical waveguide 30 may be formed on the surface of one substrate 10. Further, the micro tile elements 21 and 21 ′ having a light emitting function, the micro tile elements 22 and 22 ′ having a light receiving function, and the optical waveguide 30 can be formed on both the front and back surfaces of the substrate 10.
[0051]
(Second Embodiment)
Next, an optical interconnection circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The present embodiment is provided with a light scattering mechanism that scatters light in the micro tile elements 21 and 21 ′ having a light emitting function and the optical waveguide 30 in the vicinity of the micro tile elements 22 and 22 ′ having a light receiving function. Is different from the first embodiment. FIG. 2 is a schematic side view showing an example of an optical interconnection circuit according to the second embodiment of the present invention.
[0052]
In the present optical interconnection circuit, in the optical waveguide material forming the optical waveguide 30, light scattering particles forming the light scattering mechanism 31a are dispersed in the vicinity of the micro tile elements 21 and 22 that transmit and receive light having the wavelength λ1. Yes. In the optical waveguide material forming the optical waveguide 30, light scattering particles forming the light scattering mechanism 31 a ′ are dispersed in the vicinity of the micro tile elements 21 ′ and 22 ′ that transmit and receive light having a wavelength λ2. As these light scattering particles, for example, silica particles, glass particles or metal particles are used.
[0053]
The light scattering mechanisms 31a and 31a ′ scatter, reflect, or refract light. The light scattering mechanisms 31a and 31a ′ in the vicinity of the light emitting portions 21a and 21a ′ of the micro tile elements 21 and 21 ′ travel in parallel to the optical waveguide 30 with respect to the light emitted from the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′. The component to be increased is increased, and the optical coupling efficiency between the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′ and the optical waveguide 30 is increased. The light scattering mechanisms 31a and 31a ′ in the vicinity of the light receiving portions (light receiving elements) 22b and 22b ′ of the micro tile elements 22 and 22 ′ are components that travel to the optical waveguide 30 with respect to the light propagating through the optical waveguide 30. To increase the optical coupling efficiency between the optical waveguide 30 and the light receiving element.
[0054]
Here, the light scattering mechanisms 31a and 31a ′ may have a wavelength selection function (wavelength filter) that scatters, reflects, or refracts only light of a specific wavelength. This wavelength selection function may have a variable function for changing the wavelength to be selected. The wavelength selection function is preferably provided to the light scattering mechanisms 31a and 31a ′ in the vicinity of the light receiving portions 22b and 22b ′. The reason is that if the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′ themselves are a plurality of types of monochromatic light sources, the light scattering mechanisms 31a and 31a ′ in the vicinity of the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′ are crafted (wavelength selection function). This is because it is not necessary to have
[0055]
For example, the light scattering mechanism 31a may scatter only light having the wavelength λ1 and allow light having other wavelengths to pass through without being scattered. The light scattering mechanism 31a ′ may scatter only light having the wavelength λ2 and transmit light having other wavelengths without scattering.
[0056]
The optical waveguide 30 provided with the light scattering mechanisms 31a and 31a ′ is provided by using a droplet discharge method for discharging droplets from, for example, a dispenser or an inkjet nozzle. Specifically, a liquid optical waveguide material containing light scattering particles is discharged from a certain inkjet nozzle or the like to a predetermined portion, and immediately thereafter, a liquid optical waveguide material (resin or the like) is discharged from another inkjet nozzle or the like to a predetermined portion. The optical waveguide 30 provided with the light scattering mechanisms 31a and 31a ′ is formed.
[0057]
Moreover, as a constituent material of the light guide path 30, sol-gel glass can be applied in addition to the resin. In the sol-gel glass production method, a solution obtained by adding an acid to a metal alkoxide and hydrolyzing it is applied to a predetermined portion and vitrified by applying energy such as heat.
[0058]
FIG. 3 is a schematic side view showing another example of the optical interconnection circuit according to the second embodiment. The light scattering mechanisms 31A and 31A ′ of the present optical interconnection circuit are dome-shaped light scattering mechanisms in which a resin or glass in which light scattering particles are dispersed is formed in a dome shape. A light guide path 30 is formed so as to cover the light scattering mechanisms 31A and 31A ′ (dome-shaped light scattering mechanism).
[0059]
In the optical waveguide material forming the optical waveguide 30, light scattering mechanisms 31 </ b> A are formed on the upper surfaces (near each) of the small tile-shaped elements 21 and 22 that transmit and receive light having the wavelength λ <b> 1. Further, in the optical waveguide material forming the optical waveguide 30, light scattering mechanisms 31A 'are formed on the upper surfaces (near each) of the micro tile elements 21' and 22 'that transmit and receive light having the wavelength λ2.
[0060]
The functions of the light scattering mechanisms 31A and 31A ′ are substantially the same as those of the light scattering mechanisms 31a and 31a ′ shown in FIG. 2, and scatter, reflect, or refract light. The light scattering mechanisms 31A and 31A ′ in the vicinity of the light emitting portions 21a and 21a ′ of the micro tile elements 21 and 21 ′ are parallel to the optical waveguide 30 with respect to the light emitted from the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′. To increase the light coupling efficiency between the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′ and the optical waveguide 30. The light scattering mechanisms 31A and 31A ′ in the vicinity of the light receiving portions (light receiving elements) 22b and 22b ′ of the minute tile-shaped elements 22 and 22 ′ are components that travel to the optical waveguide 30 with respect to the light propagating through the optical waveguide 30. To increase the optical coupling efficiency between the optical waveguide 30 and the light receiving element.
[0061]
Furthermore, since the light scattering mechanisms 31A and 31A ′ are easier to control in size and shape than the light scattering mechanisms 31a and 31a ′, the optical waveguide 30 and the micro tile elements 21, 21 ′, 22, and 22 ′. It is possible to easily adjust the optical coupling efficiency.
The light scattering mechanisms 31A and 31A ′ may have a wavelength selection function (wavelength filter) that scatters, reflects, or refracts only light having a specific wavelength. This wavelength selection function may have a variable function for changing the wavelength to be selected.
[0062]
Next, a method for manufacturing the light scattering mechanisms 31A and 31A ′ will be described. First, a liquid resin containing light scattering particles or a solution obtained by adding an acid to a metal alkoxide such as ethyl silicate and hydrolyzing it is applied to a predetermined portion of the substrate 10 in a dome shape using an ink jet or a dispenser. Next, the solution is cured or vitrified by applying energy such as heat to the applied site. In this way, the dome-shaped light scattering mechanism 31A is formed on the micro tile elements 21 and 22, and the dome light scattering mechanism 31A 'is formed on the micro tile elements 21' and 22 '. Next, the linear light guide 30 is formed of transparent resin or sol-gel glass so as to cover the dome-shaped light scattering mechanisms 31A and 31A ′.
[0063]
FIG. 4 is a schematic side view showing another example of the optical interconnection circuit according to the second embodiment. The light scattering mechanisms 31 b and 31 b ′ of the present optical interconnection circuit are configured such that irregularities are provided on the surface of the optical waveguide material forming the optical waveguide 30.
[0064]
In the optical waveguide material forming the optical waveguide 30, light scattering mechanisms 31 b are formed in the vicinity of the micro tile elements 21 and 22 that transmit and receive light having the wavelength λ <b> 1. In the optical waveguide material forming the optical waveguide 30, light scattering mechanisms 31 b ′ are respectively formed in the vicinity of the minute tile-shaped elements 21 ′ and 22 ′ that transmit and receive light having a wavelength λ2.
[0065]
The functions of the light scattering mechanisms 31b and 31b ′ are substantially the same as those of the light scattering mechanisms 31a and 31a ′ shown in FIG. 2, and scatter, reflect, or refract light. The light scattering mechanisms 31b and 31b ′ in the vicinity of the light emitting portions 21a and 21a ′ of the micro tile elements 21 and 21 ′ are parallel to the optical waveguide 30 with respect to the light emitted from the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′. To increase the light coupling efficiency between the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′ and the optical waveguide 30. The light scattering mechanisms 31b and 31b ′ in the vicinity of the light receiving portions (light receiving elements) 22b and 22b ′ of the micro tile-shaped elements 22 and 22 ′ are components that travel to the optical waveguide 30 with respect to the light propagating through the optical waveguide 30. To increase the optical coupling efficiency between the optical waveguide 30 and the light receiving element.
[0066]
The light scattering mechanisms 31b and 31b ′ may have a wavelength selection function (wavelength filter) that scatters, reflects, or refracts only light having a specific wavelength. This wavelength selection function may have a variable function for changing the wavelength to be selected.
[0067]
Since the size and shape of the light scattering mechanisms 31b and 31b ′ are easy to control, it is possible to easily adjust the optical coupling efficiency between the optical waveguide 30 and the micro tile elements 21, 21 ′, 22, and 22 ′. . Here, the unevenness forming the light scattering mechanism 31b is formed by embossing or stamper transfer.
[0068]
FIG. 5 shows another example of the optical interconnection circuit according to the second embodiment, where (a) is a schematic side view and (b) is a schematic plan view. The light scattering mechanism 31c, 31c ′ of the present optical interconnection circuit has a configuration in which the line width and height of the linear optical waveguide material forming the optical waveguide 30 are changed. That is, the light scattering mechanisms 31c and 31c ′ narrow down the line width and height of the optical waveguide material in the vicinity of the minute tile-shaped elements 21 ′, 22 and 22 ′ in the optical waveguide 30.
[0069]
In the optical waveguide 30, a light scattering mechanism 31 c is formed in the vicinity of the minute tile-shaped element 22 that receives light having a wavelength λ1. In the optical waveguide 30, light scattering mechanisms 31 c ′ are formed in the vicinity of the minute tile-shaped elements 21 ′ and 22 ′ that transmit and receive light having a wavelength λ2.
[0070]
The light scattering mechanisms 31c and 31c ′ scatter, reflect, or refract light. The light scattering mechanism 31c ′ in the vicinity of the light emitting portion 21a ′ of the micro tile element 21 ′ increases the component that travels in parallel to the optical waveguide 30 with respect to the light emitted from the light emitting portion (light emitting element) 21a ′. The optical coupling efficiency between the light emitting part (light emitting element) 21a ′ and the optical waveguide 30 is increased. The light scattering mechanisms 31c and 31c ′ in the vicinity of the light receiving portions (light receiving elements) 22b and 22b ′ of the micro tile-shaped elements 22 and 22 ′ are components that travel to the optical waveguide 30 with respect to the light propagating through the optical waveguide 30. To increase the optical coupling efficiency between the optical waveguide 30 and the light receiving element.
[0071]
Since the size and shape of the light scattering mechanisms 31c and 31c ′ can be easily controlled, it is possible to easily adjust the optical coupling efficiency between the optical waveguide 30 and the micro tile elements 21 ′, 22 and 22 ′.
The light scattering mechanisms 31A and 31A ′ may have a wavelength selection function (wavelength filter) that scatters, reflects, or refracts only light having a specific wavelength. This wavelength selection function may have a variable function for changing the wavelength to be selected.
[0072]
Next, a manufacturing method of the optical waveguide 30 provided with the light scattering mechanisms 31c and 31c ′ will be described. First, the micro tile elements 21, 21 ′, 22, 22 ′ are bonded to desired positions on the surface of the substrate 10. Next, a liquid repellent treatment is performed on the entire surface of the substrate 10 and the entire surfaces of the micro tile-like elements 21, 21 ′, 22, 22 ′. Next, a lyophilic treatment is performed on the region where the optical waveguide 30 is provided on the surface subjected to the liquid repellent treatment. Here, the region to be subjected to the lyophilic treatment is linear, and the line width is narrowed in the vicinity of the light emitting portion 21a ′ of the micro tile element 21 ′ and the light receiving portions 22b and 22b ′ of the micro tile elements 22 and 22 ′. Pattern. The lyophilic treatment is performed by, for example, irradiating with ultraviolet rays.
[0073]
Next, a liquid optical waveguide material is dropped from an inkjet nozzle or the like into the lyophilic region. Then, the dropped optical waveguide material is subjected to an action of wetting and spreading in the lyophilic area, an action of being ejected from the lyophobic area, and surface tension and the like. Therefore, the optical waveguide material has a shape with a narrowed line width in the vicinity of the light emitting portion 21a ′ and the light receiving portions 22b and 22b ′ as shown in FIG.
[0074]
As described above, in the optical waveguide 30, the light scattering mechanisms 31a, 31a ', 31A, 31A', 31b, 31b ', 31c' are provided in the vicinity of the micro tile-like elements 21, 21 '(light emitting elements) that emit optical signals. By providing the above, it is possible to increase the component of the light emitted from the micro tile-shaped elements 21 and 21 ′ that travels in parallel with the optical waveguide, and to increase the optical coupling efficiency between the light emitting element and the optical waveguide 30.
Further, in the optical waveguide 30, light scattering mechanisms 31a, 31a ', 31A, 31A', 31b, 31b ', 31c, 31c' are provided in the vicinity of the minute tile-shaped elements 21, 21 '(light receiving elements) that receive optical signals. By providing, the component which advances in parallel with the optical waveguide of the light radiated | emitted from micro tile-shaped elements 21 and 21 'can be increased, and the optical coupling efficiency of a light emitting element and the optical waveguide 30 can be improved.
[0075]
The light scattering mechanisms 31a, 31a ′, 31A, 31A ′, 31b, 31b ′, 31c, and 31c ′ have a wavelength selection function (wavelength filter) that scatters, reflects, or refracts only light of a specific wavelength. Also good. This wavelength selection function may have a variable function for changing the wavelength to be selected. By doing so, even if the micro tile element 21 that emits light of wavelength λ1 also emits a wavelength component other than wavelength λ1, the micro tile element 21 ′ that transmits and receives light of wavelength λ2 It is possible to avoid adversely affecting communication between the small tile-shaped elements 22 ′. Similarly, even if the minute tile-shaped element 21 ′ that emits light having the wavelength λ2 also emits a wavelength component other than the wavelength λ2, the minute tile-shaped element 21 and the minute tile-shaped element that transmit / receive light having the wavelength λ1. It is possible to avoid adversely affecting the communication between the two.
[0076]
(Third embodiment)
Next, an optical interconnection circuit according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, light is reflected in the vicinity of the minute tile-shaped elements 21 and 21 ′ having the light emitting function in the optical waveguide 30 and the minute tile-shaped elements 22 and 22 ′ having the light receiving function, or the end of the optical waveguide 30. The point provided with a light reflection mechanism is different from the first and second embodiments. FIG. 6 shows an example of an optical interconnection circuit according to the third embodiment of the present invention, where (a) is a schematic side view and (b) is a schematic plan view.
[0077]
In the optical waveguide 30, light reflecting mechanisms 32 a and 32 b are provided in the vicinity of the minute tile-shaped elements 21 and 22 that transmit and receive light having a wavelength λ1. In the optical waveguide 30, light reflecting mechanisms 32 a ′ and 32 b ′ are provided in the vicinity of the micro tile elements 21 ′ and 22 ′ that transmit and receive light having a wavelength λ2.
[0078]
The light reflecting mechanisms 32a, 32a ′, 32b, and 32b ′ are provided, for example, by forming a metal film on the surface of the optical waveguide material forming the optical waveguide 30. Alternatively, the light reflecting mechanisms 32a, 32a ′, 32b, and 32b ′ may be provided by applying a coating containing metal fine particles to the surface of the optical waveguide material forming the optical waveguide 30. As the metal fine particles, fine particles such as silver, aluminum, magnesium, copper, nickel, titanium, chromium, and zinc can be applied. The formation of the metal film forming the light reflecting mechanisms 32a, 32a ′, 32b, and 32b ′ and the application of the coating material containing the metal fine particles may be performed by discharging the coating material from an inkjet nozzle or the like. Further, the light reflecting mechanisms 32a and 32a ′ or the light reflecting mechanisms 32b and 32b ′ may be applied to the entire light guide path 30.
[0079]
With such a configuration, the light reflecting mechanisms 32a and 32a ′ increase the components that travel in parallel to the optical waveguide 30 with respect to the light emitted from the micro tile-shaped elements 21 and 21 ′, and thereby the light emitting unit (light emission). (Element) 21a, 21a 'and the optical coupling efficiency of the optical waveguide 30 are improved. On the other hand, the light reflecting mechanism 32b, 32b ′ increases the component of the light propagating through the optical waveguide 30 that travels directly to the optical waveguide 30, and the optical waveguide 30 and the light receiving portions (light receiving elements) 22b, 22b ′. Increase optical coupling efficiency.
[0080]
FIG. 7 shows another example of the optical interconnection circuit according to the third embodiment, where (a) is a schematic side view and (b) is a schematic plan view. The light reflecting mechanism 32c of the present optical interconnection circuit has a configuration in which a reflecting plate having a reflecting surface is attached to the end of the optical waveguide 30. Here, the reflection surface of the light reflection mechanism 32 c is provided so as to have an angle of 45 degrees with respect to the surface of the substrate 10.
[0081]
In the present optical interconnection circuit, two parallel optical waveguides 30a and 30b are provided. The light reflecting mechanism 32c is provided at one end of the two optical waveguides 30a and 30b, and is a single common reflecting plate shared by the optical waveguides 30a and 30b. Therefore, the optical signal emitted from the micro tile element 21 is reflected in the direction along the optical waveguide 30a by the light reflecting mechanism 32c. The optical signal radiated from the micro tile element 21 ′ is reflected in the direction along the optical waveguide 30b by the light reflecting mechanism 32c. Therefore, according to this embodiment, an optical signal can be efficiently propagated, and an optical interconnection circuit can be efficiently manufactured.
In the embodiment shown in FIG. 7, the common light reflection mechanism 32c is provided for the two optical waveguides 30a and 30b, but the common light reflection mechanism 32c may be provided for three or more optical waveguides.
[0082]
FIG. 8 shows another example of the optical interconnection circuit according to the third embodiment, where (a) is a schematic side view, and (b) is a schematic plan view. The light reflection mechanisms 32d, 32d ′, 32e, and 32e ′ of the present optical interconnection circuit are plate-like optical components (grating components) that are provided with gratings.
[0083]
The light reflecting mechanism 32d covers the minute tile-shaped element 21 that emits light having the wavelength λ1 (so as to face), and the light reflecting mechanism 32d ′ covers the minute tile-shaped element 21 ′ that emits light having the wavelength λ2. (So as to face each other) on the optical waveguide 30. The light reflection mechanism 32e covers the micro tile element 22 that receives the light with the wavelength λ1 (so as to face the light), and the light reflection mechanism 32e ′ covers the micro tile element 22 ′ that receives the light with the wavelength λ2. (So as to face each other) on the optical waveguide 30.
[0084]
The light reflecting mechanisms 32d and 32d ′ increase the components that travel in parallel to the optical waveguide 30 with respect to the light emitted from the light emitting units (light emitting elements) 21a and 21a ′, thereby increasing the light emitting units (light emitting elements) 21a and 21a. 'And increase the optical coupling efficiency of the optical waveguide 30. On the other hand, the light reflecting mechanisms 32e and 32e ′ increase the component of the light propagating through the optical waveguide 30 that travels directly to the optical waveguide 30 so that the optical waveguide 30 and the light receiving portions (light receiving elements) 22b and 22b ′. Increase optical coupling efficiency.
[0085]
Here, when the distance between the optical waveguide 30a and the optical waveguide 30b is relatively large, the light reflecting mechanisms 32e and 32e ′ are separately attached to the respective optical waveguides 30a and 30b as shown in FIG. When the optical waveguide 30a and the optical waveguide 30b are close to each other and are arranged substantially in parallel, common light reflecting mechanisms 32d and 32d ′ may be attached to the optical waveguides 30a and 30b as shown in FIG.
[0086]
Thus, according to the present embodiment, an optical signal can be efficiently transmitted by each of the light reflecting mechanisms 32a, 32a ′, 32b, 32b ′, 32c, 32d, 32d ′, 32e, and 32e ′. In addition, according to the present embodiment, each of the light reflecting mechanisms 32a, 32a ′, 32b, 32b ′, 32c, 32d, 32d ′, 32e, and 32e ′ has a filter function, and thus has a fine tile shape that emits light of wavelength λ1. Even if the element 21 also emits a wavelength component other than the wavelength λ1, it avoids adversely affecting communication between the micro tile element 21 ′ and the micro tile element 22 ′ that transmit and receive light having the wavelength λ2. be able to. Similarly, according to the present embodiment, even if the minute tile-shaped element 21 ′ that emits light with the wavelength λ2 also emits a wavelength component other than the wavelength λ2, the minute tile shape that transmits and receives the light with the wavelength λ1. It is possible to avoid adversely affecting communication between the element 21 and the minute tile-shaped element 22.
[0087]
The light scattering mechanism and the light reflection mechanism shown in FIGS. 2 to 8 are more effective when used in combination with each other. The light scattering mechanism and the light reflecting mechanism may have a wavelength selection function (wavelength filter) that scatters or reflects only light of a specific wavelength. This wavelength selection function may have a variable function for changing the wavelength to be selected. The wavelength selection function is preferably provided to the light scattering mechanism or the light reflecting mechanism in the vicinity of the light receiving portions 22b and 22b ′. The reason is that if the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′ themselves are a plurality of types of monochromatic light sources, the light scattering mechanism or light reflecting mechanism near the light emitting portions (light emitting elements) 21a and 21a ′ is crafted (wavelength selection function). This is because it is not necessary to have
[0088]
(Production method)
Next, a method for manufacturing the optical waveguide 30 in the optical interconnection circuit according to the above embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a schematic side view showing a method for manufacturing the optical waveguide 30.
[0089]
First, the micro tile element having the light emitting function or the light receiving function is bonded to the upper surface of the substrate 10. Thereafter, the manufacturing process of the optical waveguide 30 is started. Then, as shown in FIG. 9A, a liquid photo-curing resin 30c is coated on the entire top surface of the substrate 10 and the top surface of the micro tile-like element (not shown). This coating is performed by spin coating, roll coating, spray coating, or the like.
[0090]
Next, the liquid photocurable resin 30c is irradiated with ultraviolet rays (UV) through a mask having a desired pattern. Thereby, only a desired region in the liquid photo-curing resin 30c is cured and patterned. Then, by removing the uncured resin by washing or the like, as shown in FIG. 9B, an optical waveguide 30d made of a cured optical waveguide material is formed.
[0091]
FIG. 10 is a schematic side view showing another example of the method for manufacturing the optical waveguide 30. First, the micro tile element is bonded to the upper surface of the substrate 10. Thereafter, the manufacturing process of the optical waveguide 30 is started. Then, as shown in FIG. 10A, a resin 30e is coated on the entire upper surface of the substrate 10 and the upper surface of the micro tile-like element (not shown) and cured. This coating is performed by spin coating, roll coating, spray coating, or the like. Next, a resist mask 41 is formed in a desired region in the resin 30e. The region where the resist mask 41 is formed is the same as the region where the optical waveguide 30 is formed.
[0092]
Next, as shown in FIG. 10B, dry etching or wet etching is performed on the entire substrate 10 from above the resist mask 41 to remove the resin e other than under the resist mask 41. The optical waveguide 30f made of the optical waveguide material is formed by removing the resist mask 41 by photolithography patterning in this manner.
[0093]
FIG. 11 is a schematic side view showing another example of the method for manufacturing the optical waveguide 30. First, the micro tile element is bonded to the upper surface of the substrate 10. Thereafter, the manufacturing process of the optical waveguide 30 is started. Then, a liquid repellent surface 51 is provided by performing a liquid repellent treatment on the entire top surface of the substrate 10 and the top surface of the micro tile-like element (not shown).
[0094]
Next, as shown in FIG. 11A, a desired pattern lyophilic surface 52 is provided in the liquid repellent surface 51 by irradiating the desired pattern region on the liquid repellent surface 51 with ultraviolet rays. Next, as shown in FIG. 11 (b), a liquid optical waveguide material 30 g is dropped into the lyophilic surface 52 from an inkjet nozzle or a dispenser. As the optical waveguide material 30g, transparent resin or sol-gel glass is used. Then, by curing the optical waveguide material 30g dropped on the substrate 10, an optical waveguide 30h made of the optical waveguide material is formed.
In the case of forming the optical waveguide 30g with sol-gel glass, a solution obtained by adding an acid to a metal alkoxide and hydrolyzing it is dropped onto the lyophilic surface 52 from an inkjet nozzle or a dispenser. Next, energy such as heat is applied to the dropped solution to vitrify it to form an optical waveguide 30h.
[0095]
FIG. 12 is a schematic side view showing another example of the method for manufacturing the optical waveguide 30. First, the micro tile element is bonded to the upper surface of the substrate 10. Thereafter, the manufacturing process of the optical waveguide 30 is started. Then, as shown in FIG. 12A, a liquid resin 30i is applied so as to cover the upper surface of the substrate 10 and the upper surface of the micro tile-like element and the region where the optical waveguide 30 is to be provided.
[0096]
Next, a stamper 51 that is a mold having the pattern shape 52 of the optical waveguide 30 is pressed against the surface of the substrate 10 from above the substrate 10. Next, as shown in FIG. 12B, the stamper 51 is lifted from the surface of the substrate 10. Thus, an optical waveguide 30j made of an optical waveguide material having a desired pattern shape is formed on the substrate 10 by a pattern transfer method using the stamper 51.
[0097]
In addition to the method shown in FIGS. 9 to 12, the following method may be used as the method for manufacturing the optical waveguide 30. For example, the optical waveguide material forming the optical waveguide 30 may be provided by using a printing method such as screen printing or offset printing. Further, the optical waveguide material forming the optical waveguide 30 may be provided by using a slit coating method in which a liquid resin is discharged from a slit-like gap. As the slit coating method, a method of applying a desired member such as a resin to the substrate 10 using a capillary phenomenon may be employed.
[0098]
(Manufacturing method of micro tile element)
Next, a method for manufacturing the micro tile elements constituting the micro tile elements 21, 21 ', 22, 22' will be described with reference to FIGS. In this manufacturing method, a case where a compound semiconductor device (compound semiconductor element) as a micro tile element is bonded onto a silicon / LSI chip as a substrate will be described. The invention can be applied. 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 a semiconductor material is included in the “semiconductor substrate”. .
[0099]
<First step>
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a first step of a method for manufacturing a micro tile element. In FIG. 13, a substrate 110 is a semiconductor substrate, for example, a gallium arsenide compound semiconductor substrate. A sacrificial layer 111 is provided as the lowest layer in the substrate 110. The sacrificial layer 111 is made of aluminum arsenic (AlAs) and has a thickness of, for example, several hundreds of nanometers.
For example, the functional layer 112 is provided on the sacrificial layer 111. The thickness of the functional layer 112 is, for example, about 1 μm to 10 (20) μm. Then, a semiconductor device (semiconductor element) 113 is formed in the functional layer 112. Examples of the semiconductor device 113 include a light emitting diode (LED), a surface emitting laser (VCSEL), a photodiode (PD), a DFB laser, and the like. Each of these semiconductor devices 113 is formed by laminating a plurality of epitaxial layers on the substrate 110. Each semiconductor device 113 is also provided with an electrode and an operation test is performed.
[0100]
<Second step>
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, the separation groove 121 is formed so as to divide each semiconductor device 113. The separation groove 121 is a groove having a depth that reaches at least the sacrificial layer 111. For example, both the width and the depth of the separation groove are 10 μm to several hundred μm. In addition, the separation groove 121 is a groove that is connected without a dead end so that a selective etching solution described later flows through the separation groove 121. Further, the separation grooves 121 are preferably formed in a lattice shape like a grid.
Further, by setting the interval between the separation grooves 121 to several tens μm to several hundreds μm, the size of each semiconductor device 113 divided and formed by the separation grooves 121 has an area of several tens μm to several hundreds μm square. Shall. As a method for forming the separation groove 121, a method using photolithography and wet etching, or a method using dry etching is used. Further, the separation groove 121 may be formed by dicing the U-shaped groove as long as no crack is generated in the substrate.
[0101]
<Third step>
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a third step of the method for manufacturing a micro tile element. In this step, the intermediate transfer film 131 is attached to the surface of the substrate 110 (the semiconductor device 113 side). The intermediate transfer film 131 is a flexible band-shaped film having a surface coated with an adhesive.
[0102]
<4th process>
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing a fourth step in the method for manufacturing a micro tile element. In this step, a selective etching solution 141 is injected into the separation groove 121. In this step, in order to selectively etch only the sacrificial layer 111, a low concentration hydrochloric acid having high selectivity with respect to aluminum / arsenic is used as the selective etching solution 141.
[0103]
<5th process>
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a fifth step of the method of manufacturing the micro tile element. In this step, all of the sacrificial layer 111 is selectively etched and removed from the substrate 110 over a predetermined time after the selective etching solution 141 is injected into the separation groove 121 in the fourth step.
[0104]
<6th process>
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing the sixth step of the method of manufacturing the micro tile element. When all of the sacrificial layer 111 is etched in the fifth step, the functional layer 112 is separated from the substrate 110. In this step, the functional layer 112 attached to the intermediate transfer film 131 is separated from the substrate 110 by separating the intermediate transfer film 131 from the substrate 110.
As a result, the functional layer 112 on which the semiconductor device 113 is formed is divided by the formation of the separation groove 121 and the etching of the sacrificial layer 111, so that a semiconductor element having a predetermined shape (for example, a micro tile shape) (see “ A small tile-like element)) and is stuck and held on the intermediate transfer film 131. Here, the thickness of the functional layer is preferably 1 μm to 8 μm, for example, and the size (vertical and horizontal) is preferably several tens μm to several hundred μm, for example.
[0105]
<Seventh step>
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a seventh step of the method for manufacturing the micro tile element. In this step, the micro tile element 161 is aligned with a desired position on the final substrate 171 by moving the intermediate transfer film 131 (with the micro tile element 161 attached). Here, the final substrate 171 is made of, for example, a silicon semiconductor (the substrate 10 in FIG. 1), and the LSI region 172 is formed. Further, an adhesive 173 for adhering the micro tile-shaped element 161 is applied to a desired position of the final substrate 171.
[0106]
<Eighth process>
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing an eighth step of the method of manufacturing the micro tile element. In this step, the micro tile-shaped element 161 aligned at a desired position on the final substrate 171 is pressed with the back pressing pin 181 through the intermediate transfer film 131 and joined to the final substrate 171. Here, since the adhesive 173 is applied to the desired position, the micro tile-shaped element 161 is adhered to the desired position of the final substrate 171.
[0107]
<9th process>
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing a ninth step of the method of manufacturing a micro tile element. In this step, the adhesive force of the intermediate transfer film 131 is lost, and the intermediate transfer film 131 is peeled off from the micro tile-shaped element 161.
The adhesive of the intermediate transfer film 131 is such that the adhesive strength disappears due to ultraviolet (UV) or heat. When the UV curable adhesive is used, the back pressing pin 181 is made of a transparent material, and the adhesive force of the intermediate transfer film 131 is lost by irradiating ultraviolet rays (UV) from the tip of the back pressing pin 181. When a thermosetting adhesive is used, the back pressing pin 181 may be heated. Alternatively, after the sixth step, the adhesive force may be completely lost by irradiating the entire surface of the intermediate transfer film 131 with ultraviolet rays. Although the adhesive force has disappeared, in reality, the adhesiveness remains slightly, and the micro tile-shaped element 161 is very thin and light and is held by the intermediate transfer film 131.
[0108]
<10th process>
This step is not shown. In this step, heat treatment or the like is performed, and the fine tile-shaped element 161 is finally bonded to the final substrate 171.
[0109]
<11th process>
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing an eleventh step of the method of manufacturing the micro tile element. In this step, the electrodes of the micro tile element 161 and the circuit on the final substrate 171 are electrically connected by the wiring 191 to complete one LSI chip or the like (an integrated circuit chip for an optical interconnection circuit). As the final substrate 171, not only a silicon semiconductor but also a quartz substrate or a plastic film may be applied.
[0110]
(Application examples)
Hereinafter, application examples of the optical interconnection circuit according to the present invention will be described.
As a first application example, the optical interconnection circuit of the above embodiment is used as signal transmission means of an optoelectronic integrated circuit. An example of the optoelectronic integrated circuit is a computer. The signal processing in the integrated circuit forming the CPU is performed using electrical signals. The optical interconnection circuit of the above embodiment is applied to a bus for transmitting data between the CPU and storage means.
[0111]
As a result, according to this application example, it is possible to significantly increase the signal transmission speed in the bus, which is a bottleneck of the processing speed of the computer, while having a simple configuration.
Further, according to this application example, it is possible to greatly reduce the size of a computer and the like, and to reduce the manufacturing cost.
[0112]
As a second application example, the optical interconnection circuit of the above embodiment is used for a flat display device such as a liquid crystal display, a plasma display, or an organic EL (electroluminescence) display which is an electro-optical device. For example, the optical interconnection circuit is used for the scanning line in the flat display device. Then, since the scanning signal can be transmitted at high speed, it is possible to promote an increase in the size and quality of the screen in the flat display device.
Further, by providing the optical waveguide 30 so as to overlap the metal wiring pattern in the flat display device, the aperture ratio can be increased, and a high-quality image can be displayed.
[0113]
(Electronics)
An example of an electronic device including the optical interconnection circuit of the above embodiment will be described.
FIG. 23 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 23, reference numeral 1000 denotes a mobile phone body using the above optical interconnection circuit, and reference numeral 1001 denotes a display unit using the above electro-optical device.
[0114]
FIG. 24 is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 24, reference numeral 1100 denotes a watch body using the optical interconnection circuit, and reference numeral 1101 denotes a display unit using the electro-optical device.
[0115]
FIG. 25 is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 25, reference numeral 1200 denotes an information processing apparatus, reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing apparatus body using the optical interconnection circuit, and reference numeral 1206 denotes a display unit using the electro-optical device. Is shown.
[0116]
Since the electronic devices shown in FIGS. 23 to 25 include the optical interconnection circuit or the electro-optical device according to the above-described embodiment, the electronic devices are excellent in display quality and particularly include a high-speed response and a bright large screen display unit. Can be realized. Further, by using the optical interconnection circuit of the above embodiment, the electronic device can be made smaller than the conventional one. Furthermore, by using the optical interconnection circuit of the above embodiment, the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional one.
[0117]
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the specific materials and configurations described in the embodiment are included. These are just examples and can be changed as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view of a circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic side view of another circuit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic side view of another circuit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of another circuit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram of a circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram of another circuit according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram of another circuit according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic side view showing the manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic side view showing another manufacturing method of the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic side view showing another manufacturing method of the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic side view showing another manufacturing method of the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a first step in a method for producing a micro tile element.
FIG. 14 is a schematic cross sectional view showing a second step of the manufacturing method same as above.
FIG. 15 is a schematic cross sectional view showing a third step of the manufacturing method same as above.
FIG. 16 is a schematic cross sectional view showing a fourth step of the production method same as above.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a fifth step of the above manufacturing method.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing a sixth step of the above manufacturing method.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a seventh step in the production method.
FIG. 20 is a schematic cross sectional view showing an eighth step of the same manufacturing method.
FIG. 21 is a schematic cross sectional view showing a ninth step of the production method.
FIG. 22 is a schematic cross sectional view showing an eleventh step of the manufacturing method same as the above.
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus including the circuit according to the embodiment.
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus including the circuit according to the embodiment.
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus including the circuit according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 21, 21 ', 22, 22' ... 1st micro tile-shaped element, 21a, 21a '... Light-emitting part, 22b, 22b' ... Light-receiving part, 30, 30a, 30b, 30d, 30f, 30h, 30j Optical waveguide, 31a, 31a ', 31A, 31A', 31b, 31b ', 31c, 31c' ... Light scattering mechanism, 32a, 32a ', 32b, 32b', 32c, 32d, 32d ', 32e, 32e' ... Light reflection mechanism

Claims (19)

基板と、
前記基板上に設けられ、発光機能を有する発光部を備える第１素子および第２素子と、
前記基板上に設けられ、受光機能を有する受光部を備える第３素子および第４素子と、
前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子および前記第４素子を光学的に接続する、光導波路材を有してなる光導波路と、を有し、
前記第１素子と前記第２素子とは互いに異なる波長の光を放射する発光機能を有し、かつ、前記光導波路材が、少なくとも前記第１素子および前記第２素子のそれぞれの前記発光部と、前記第３素子および前記第４素子のそれぞれの前記受光部を被うように形成されたことにより、前記第１素子は、その放射する光が、前記光導波路を介して前記第３素子及び前記第４素子に入射するよう構成され、前記第２素子は、その放射する光が、前記光導波路を介して前記第３素子及び前記第４素子に入射するよう構成され、
前記第３素子は前記第１素子が放射する波長の光を選択的に受光する受光波長選択機能を有し、
前記第４素子は前記第２素子が放射する波長の光を選択的に受光する受光波長選択機能を有することを特徴とする光インターコネクション回路。A substrate,
A first element and a second element provided on the substrate, each including a light emitting unit having a light emitting function;
A third element and a fourth element provided on the substrate and provided with a light receiving portion having a light receiving function;
An optical waveguide having an optical waveguide material for optically connecting the first element, the second element, the third element, and the fourth element;
The first element and the second element have a light emitting function of emitting light having different wavelengths, and the optical waveguide material includes at least the light emitting portions of the first element and the second element, respectively. The first element is formed so as to cover each of the light receiving portions of the third element and the fourth element, so that the light emitted from the first element passes through the optical waveguide and the third element and the fourth element. The second element is configured to be incident on the fourth element, and the second element is configured such that light emitted from the second element is incident on the third element and the fourth element via the optical waveguide,
The third element has a light receiving wavelength selection function of selectively receiving light having a wavelength emitted by the first element,
4. The optical interconnection circuit according to claim 4, wherein the fourth element has a light receiving wavelength selection function for selectively receiving light having a wavelength emitted by the second element. 前記光導波路は、前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子および前記第４素子のうちの少なくとも１つの近傍に、光を散乱させる光散乱機構を備えることを特徴とする請求項１記載の光インターコネクション回路。  2. The optical waveguide includes a light scattering mechanism that scatters light in the vicinity of at least one of the first element, the second element, the third element, and the fourth element. The optical interconnection circuit described. 前記光導波路は、前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子および前記第４素子のうちの少なくとも１つの近傍、又は前記光導波路材の端部に、光を反射する光反射機構を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光インターコネクション回路。  The optical waveguide has a light reflecting mechanism that reflects light in the vicinity of at least one of the first element, the second element, the third element, and the fourth element, or an end of the optical waveguide material. The optical interconnection circuit according to claim 1, further comprising: an optical interconnection circuit according to claim 1. 前記光反射機構は、特定の波長の光のみを反射する波長選択機能を有することを特徴とする請求項３記載の光インターコネクション回路。  4. The optical interconnection circuit according to claim 3, wherein the light reflecting mechanism has a wavelength selection function of reflecting only light of a specific wavelength. 前記光散乱機構は、樹脂に光散乱粒子を混ぜたものからなることを特徴とする請求項２記載の光インターコネクション回路。  3. The optical interconnection circuit according to claim 2, wherein the light scattering mechanism comprises a resin mixed with light scattering particles. 前記光散乱機構は、樹脂の表面に凹凸を設けたものからなることを特徴とする請求項２記載の光インターコネクション回路。  3. The optical interconnection circuit according to claim 2, wherein the light scattering mechanism comprises a resin surface provided with irregularities. 前記光散乱機構は、前記光導波路材の線幅と高さのうちの少なくとも一方を変化させたものからなることを特徴とする請求項２記載の光インターコネクション回路。  3. The optical interconnection circuit according to claim 2, wherein the light scattering mechanism is formed by changing at least one of a line width and a height of the optical waveguide material. 前記光散乱機構は、樹脂又はガラスのなかに光散乱粒子を分散させたものであって、ドーム形状をしていることを特徴とする請求項２記載の光インターコネクション回路。  3. The optical interconnection circuit according to claim 2, wherein the light scattering mechanism is obtained by dispersing light scattering particles in resin or glass and has a dome shape. 前記ドーム形状の光散乱機構を覆うように前記光導波路材が形成されていることを特徴とする請求項８記載の光インターコネクション回路。  9. The optical interconnection circuit according to claim 8, wherein the optical waveguide material is formed so as to cover the dome-shaped light scattering mechanism. 前記光反射機構は、前記光導波路材の表面に形成された金属膜からなることを特徴とする請求項３又は４記載の光インターコネクション回路。  5. The optical interconnection circuit according to claim 3, wherein the light reflecting mechanism is made of a metal film formed on a surface of the optical waveguide material. 前記光反射機構は、前記光導波路材の表面に金属粒子を含む塗料を塗布して形成されたものからなることを特徴とする請求項３又は４記載の光インターコネクション回路。  5. The optical interconnection circuit according to claim 3, wherein the light reflecting mechanism is formed by applying a paint containing metal particles on the surface of the optical waveguide material. 前記光反射機構は、反射面を有する反射板が前記光導波路材の端部に貼り付けられたものであり、
前記反射板は、前記基板の平面に対して斜めとなるように配置されていることを特徴とする請求項３又は４記載の光インターコネクション回路。The light reflection mechanism is a reflection plate having a reflection surface attached to an end of the optical waveguide material,
5. The optical interconnection circuit according to claim 3, wherein the reflector is disposed so as to be inclined with respect to the plane of the substrate. 前記光導波路材は、前記基板の平面上において、相互にほぼ平行な複数の線の形状に形成されており、
前記反射板は、前記複数の線の少なくとも一方端に配置され、該複数の線それぞれを伝播する光を反射する１枚の共通反射板であることを特徴とする請求項１２記載の光インターコネクション回路。The optical waveguide material is formed in a plurality of lines substantially parallel to each other on the plane of the substrate,
13. The optical interconnection according to claim 12, wherein the reflecting plate is a common reflecting plate that is disposed at at least one end of the plurality of lines and reflects light propagating through the plurality of lines. circuit. 前記光反射機構は、グレーティングが施された板状部材であって、前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子又は前記第４素子と対向する部位に少なくとも設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載の光インターコネクション回路。  The light reflecting mechanism is a plate-like member provided with a grating, and is provided at least in a portion facing the first element, the second element, the third element, or the fourth element. The optical interconnection circuit according to claim 3 or 4. 前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子又は前記第４素子は、厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。  The optical interconnection circuit according to claim 1, wherein the first element, the second element, the third element, or the fourth element has a thickness of 20 μm or less. . 前記第１素子及び第２素子は、面発光レーザ、ＬＥＤ、ＤＦＢレーザのうちの一つの構成を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。  16. The optical interconnection circuit according to claim 1, wherein the first element and the second element have one configuration of a surface emitting laser, an LED, and a DFB laser. 前記第３素子及び第４素子は、フォトダイオード又はフォトトランジスタの構成を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。  The optical interconnection circuit according to any one of claims 1 to 16, wherein the third element and the fourth element have a configuration of a photodiode or a phototransistor. 請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路を備えたことを特徴とする電気光学装置。  An electro-optical device comprising the optical interconnection circuit according to claim 1. 請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路を備えたことを特徴とする電子機器。  An electronic apparatus comprising the optical interconnection circuit according to claim 1.
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