(57)【要約】【課題】信号伝達速度を高速化することができ、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を提供する。【解決手段】基板１０に設けられた光導波路材を有してなる光導波路３０と、少なくとも２種類の波長の異なる光を光導波路３０に放射する少なくとも２つの発光機能を有する微小タイル状素子２１，２１’と、光導波路３０を伝播する光を受光する受光素子となる少なくとも１つの微小タイル状素子２２，２２’とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
2004170686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けられた光導波路材を有してなる光導波路と、
少なくとも２種類の波長の異なる光を前記光導波路に放射する少なくとも２つの発光機能を有する微小タイル状素子と、
前記光導波路を伝播する光を受光する少なくとも１つの受光素子と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。
【請求項２】
前記受光素子は、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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
前記光導波路は、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を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。
【請求項６】
前記光散乱機構は、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を特徴とする請求項５記載の光インターコネクション回路。
【請求項７】
前記光導波路は、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を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。
【請求項８】
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７記載の光インターコネクション回路。
【請求項９】
前記受光波長選択機能又は波長選択機能は、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を特徴とする請求項２、６、８のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。
【請求項１０】
前記受光波長選択機能又は波長選択機能は、選択する波長を変動させる可変機能を有することを特徴とする請求項２、６、８のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。
【請求項１１】
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５又は６記載の光インターコネクション回路。
【請求項１２】
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５又は６記載の光インターコネクション回路。
【請求項１３】
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５又は６記載の光インターコネクション回路。
【請求項１４】
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５又は６記載の光インターコネクション回路。
【請求項１５】
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１４記載の光インターコネクション回路。
【請求項１６】
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７又は８記載の光インターコネクション回路。
【請求項１７】
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７又は８記載の光インターコネクション回路。
【請求項１８】
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７又は８記載の光インターコネクション回路。
【請求項１９】
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１８記載の光インターコネクション回路。
【請求項２０】
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を特徴とする請求項７又は８記載の光インターコネクション回路。
【請求項２１】
前記微小タイル状素子は、厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。
【請求項２２】
前記発光機能を有する微小タイル状素子は、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２１のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。
【請求項２３】
前記受光素子をなす微小タイル状素子は、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２乃至２２のいずれか一項に記載の光インターコネクション回路。
【請求項２４】
請求項１乃至２３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。
【請求項２５】
請求項１乃至２３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。
【発明の詳細な説明】
【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、基板に設けられた光導波路材を有してなる光導波路と、少なくとも２種類の波長の異なる光を前記光導波路に放射する少なくとも２つの発光機能を有する微小タイル状素子と、前記光導波路を伝播する光を受光する少なくとも１つの受光素子とを有することを特徴とする。
本発明によれば、少なくとも２つの発光機能を有する微小タイル状素子（例えば第１微小タイル状素子と第２微小タイル状素子）から、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）が光導波路に放射される。その第１波長の光及び第２波長の光は、光導波路を伝播し、受光素子に受光される。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。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。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
【図１】
2004170686.tif 000003
【図２】
2004170686.tif 000004
【図３】
2004170686.tif 000005
【図４】
2004170686.tif 000006
【図５】
2004170686.tif 000007
【図６】
2004170686.tif 000008
【図７】
2004170686.tif 000009
【図８】
2004170686.tif 000010
【図９】
2004170686.tif 000011
【図１０】
2004170686.tif 000012
【図１１】
2004170686.tif 000013
【図１２】
2004170686.tif 000014
【図１３】
2004170686.tif 000015
【図１４】
2004170686.tif 000016
【図１５】
2004170686.tif 000017
【図１６】
2004170686.tif 000018
【図１７】
2004170686.tif 000019
【図１８】
2004170686.tif 000020
【図１９】
2004170686.tif 000021
【図２０】
2004170686.tif 000022
【図２１】
2004170686.tif 000023
【図２２】
2004170686.tif 000024
【図２３】
2004170686.tif 000025
【図２４】
2004170686.tif 000026
【図２５】
2004170686.tif 000027