(57)【要約】【課題】信号伝達速度を高速化することができるとともに容易に装置を微細化及びコンパクト化することができ、簡易に製造することができる光通信機器、フラットパネルディスプレイおよび電子機器を提供する。【解決手段】光ファイバ１０の端面に、光学素子を備えた微小タイル状素子２０を設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
2004191389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの端面に光学素子を備えたことを特徴とする光通信機器。
【請求項２】
前記光学素子は、微小なタイル形状の半導体素子からなる微小タイル状素子で構成されており、
該微小タイル状素子は、前記光ファイバの端面に直接貼り付けられていることを特徴とする請求項１記載の光通信機器。
【請求項３】
前記微小タイル状素子は、面発光レーザ、ＬＥＤ、フォトダイオード、フォトトランジスタのうちの一つであることを特徴とする請求項２記載の光通信機器。
【請求項４】
前記微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極は、前記光ファイバの端面の中心に対して同心円形状に形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の光通信機器。
【請求項５】
前記微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極は、突起形状を有していることを特徴とする請求項４記載の光通信機器。
【請求項６】
前記突起形状は、バンプをなしていることを特徴とする請求項５記載の光通信機器。
【請求項７】
前記微小タイル状素子は、円板形状をしていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項８】
前記光ファイバが挿入される挿入穴と、該挿入穴の底に形成された電極とを有してなるソケットを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項９】
前記ソケットの電極は、アノード電極とカソード電極からなり、
前記光ファイバを前記挿入穴に挿入すると、該ソケットのアノード電極と前記微小タイル状素子のアノード電極とが接触するとともに、該ソケットのカソード電極と前記微小タイル状素子のカソード電極とが接触する構成となっていることを特徴とする請求項８記載の光通信機器。
【請求項１０】
前記ソケットのアノード電極は、前記挿入穴の底面において、該底面の中心からの距離が前記微小タイル状素子のアノード電極がなす同心円の半径と略同一となる位置に設けられており、
前記ソケットのカソード電極は、前記挿入穴の底面において、該底面の中心からの距離が前記微小タイル状素子のカソード電極がなす同心円の半径と略同一となる位置に設けられていることを特徴とする請求項９記載の光通信機器。
【請求項１１】
前記ソケットのアノード電極及びカソード電極は、前記挿入穴の底面において、該底面の中心に対して同心円形状に形成されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の光通信機器。
【請求項１２】
前記ソケットのアノード電極及びカソード電極は、突起形状を有していることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項１３】
前記突起形状は、バンプをなしていることを特徴とする請求項１２記載の光通信機器。
【請求項１４】
前記光ファイバは、前記ソケットの挿入穴に挿入されており、
該挿入穴の側面及び底面の少なくとも一方と該光ファイバの間には、絶縁性熱伝導剤が充填されていることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項１５】
前記光ファイバは、前記ソケットの挿入穴に挿入されており、
該挿入穴の側面及び底面と該光ファイバの間には、異方性導電材が充填されており、
前記微小タイル状素子のアノード電極は、前記異方性導電材の一部を介して前記ソケットのアノード電極と電気的に接続されており、
前記微小タイル状素子のカソード電極は、前記異方性導電材の一部を介して前記ソケットのカソード電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項１６】
前記挿入穴の断面は、円形であることを特徴とする請求項８乃至１５のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項１７】
前記挿入穴の断面は、多角形であることを特徴とする請求項８乃至１５のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項１８】
前記ソケットは、前記挿入穴の少なくとも一部となる貫通穴を備えた部材と、電極を備えた板状部材とを張り合わせて構成されていることを特徴とする請求項８乃至１７のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項１９】
前記ソケットの内部には、前記挿入穴の底面又は底面近辺に繋がる空間が設けられていることを特徴とする請求項８乃至１８のいずれか一項に記載の光通信機器。
【請求項２０】
前記空間の少なくとも一部は、前記板状部材に設けられた溝で構成されていることを特徴とする請求項１９記載の光通信機器。
【請求項２１】
請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の光通信機器を備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
【請求項２２】
請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の光通信機器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、光通信機器、フラットパネルディスプレイおよび電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータのような電子機器間や電子基板間のデータ電送量の増加にともない、光ファイバを用いた信号伝送技術が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
ＩＥＥＥ発行のＳＰＥＣＴＲＵＭ  ２００２年８月号  Ｐ３２−３６
【０００４】
なお、ＩＥＥＥとは、ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ  （ＵＲＬ；ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｐｏｒｔａｌ／ｉｎｄｅｘ．ｊｓｐ）である。
電子機器間や機器内における光ファイバを用いたデータ伝送は、高速性だけでなく電磁波障害（ＥＩＭ）を発生しないなど、従来の電気によるデータ伝送とは異なる優れたメリットがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバの接続は、光軸ずれが光の結合効率悪化に直接つながるため、非常に高い位置合わせ精度が要求される。そのために従来は高価な接続コネクタが必要となる。また、従来の光ファイバ接続技術では、発光素子や受光素子とコネクタとを精度よく位置合わせして組み付けねばならないため、光モジュールとよばれる接続機器の小型化に限界があった。
【０００６】
例えば、従来の光ファイバと光部品を用いては、微小な半導体チップ間を接続することができない。また、各集積回路、抵抗、トランジスタ及びコンデンサなどを備える基板間を、従来の光ファイバと光部品を用いて接続することも困難であり、実現しようとすれば装置が大型になるとともに多大な製造コストが必要となる。また、複数の基板など各種装置を備えた機器間を、従来の光ファイバと光部品を用いて接続することも容易ではなく、多大な製造コストが必要となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、信号伝達速度を高速化することができるとともに容易に装置を微細化及びコンパクト化することができ、簡易に製造することができる光通信機器、フラットパネルディスプレイおよび電子機器の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明の光通信機器は、光ファイバの端面に光学素子を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、光ファイバ端に直接、発光素子又は受光素子などの光学素子を貼り付け等することで構成するため、光のロスが少なく結合効率が高い。そのためデータ通信のエラーが少なく、実効的伝送速度を高めることができる。
ここで、光ファイバと機器の接続は、光ファイバ端に貼り付け等された発光素子又は受光素子の電極と機器側の電極とが電気的に接触することで行うことができる。そのため、本発明によれば、従来の光学的接続手法に比べて許容される位置精度を大きくすることができ、簡単に光ファイバを機器に接続することができる。
また、本発明によれば、光ファイバと発光素子又は受光素子などの光学素子とが一体化しているので、従来の光モジュールに相当する接続機器部を極めて小型化することができる。
したがって、本発明によれば、信号伝達速度を高速化することができるとともに、容易に装置の微細化及びコンパクト化をすることができ、さらに簡易に製造することができる光通信機器を提供することができる。
また、本発明によれば、光ファイバの端面に設けた光学素子が故障した場合、光ファイバを取り替えることで、容易に修復することができる。
【０００９】
また、本発明の光通信機器は、前記光学素子が微小なタイル形状の半導体素子からなる微小タイル状素子で構成されており、該微小タイル状素子は、前記光ファイバの端面に直接貼り付けられていることが好ましい。
本発明によれば、光ファイバの端面に、直接微小タイル状素子からなる発光素子又は受光素子を貼り付けることで、簡易に、極めてコンパクトな光ファイバを用いた光信号伝送手段を構成することができる。
例えば、発光素子又は受光素子をなす微小タイル状素子を数百μｍ四方以下の面積と数十μｍ以下の厚さで構成することで、光ファイバの端面の面積よりもちいさな光学素子をその端面に設けることができる。ここで、例えば、フレキシブルテープ（フィルム）の片方面に微小タイル状素子を仮接着することで、その微小タイル状素子を簡易にかつ精密な位置にハンドリングすることができる。
【００１０】
また、本発明の光通信機器は、前記微小タイル状素子が面発光レーザ、ＬＥＤ、フォトダイオード、フォトトランジスタのうちの一つであることが好ましい。
本発明によれば、一旦、ある基板に面発光レーザ、ＬＥＤ、フォトダイオード、フォトトランジスタなどを形成し、次いで、その面発光レーザなどを基板から微小タイル状に切り出すとともにフレキシブルテープ（フィルム）の片方面に仮接着してハンドリングし、光ファイバの端面に接着などすることで、コンパクトで高性能な光信号伝送手段を簡易に提供することができる。
【００１１】
また、本発明の光通信機器は、前記微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極が、前記光ファイバの端面の中心に対して同心円形状に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光ファイバをソケットなどに接続して、その光ファイバの端面に設けられた光学素子を、ソケットなどに電気的に接続するときに、その光ファイバの中心軸さえソケットなどの所望位置に合っていれば、回転方向の位置は任意でいいので、光ファイバの取り付けを簡便に行うことができる。
【００１２】
また、本発明の光通信機器は、前記微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極が突起形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、いわゆるバンプなどの突起形状を、微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極が備えることで、光学素子の電極をソケットなどの電極に確実に接続することができる。
【００１３】
また、本発明の光通信機器は、前記微小タイル状素子が円板形状をしていることが好ましい。
本発明によれば、円柱形状の光ファイバの端面が円形状であるので、微小タイル状素子を円板形状とすることにより、光ファイバの端面の面積を効率的に活用することができる。
【００１４】
また、本発明の光通信機器は、前記光ファイバが挿入される挿入穴と、該挿入穴の底に形成された電極とを有してなるソケットを備えることが好ましい。
本発明によれば、光学素子を端面に備えた光ファイバをソケットの挿入穴に入れるだけで、その光ファイバの光学素子をソケットの電極に電気的に接続することができる。そこで、例えばソケットの電極に所望の電圧（信号）を印加することで、光ファイバの端面に設けた光学素子から光（信号）を放射させることができる。
【００１５】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットの電極がアノード電極とカソード電極からなり、前記光ファイバを前記挿入穴に挿入すると、該ソケットのアノード電極と前記微小タイル状素子のアノード電極とが接触するとともに、該ソケットのカソード電極と前記微小タイル状素子のカソード電極とが接触する構成となっていることが好ましい。
本発明によれば、光学素子を端面に備えた光ファイバをソケットの挿入穴に入れるだけで、光ファイバの光学素子のアノード電極とソケットのアノード電極とを電気的に接続でき、また光学素子のカソード電極とソケットのカソード電極とを電気的に接続することができる。
【００１６】
本発明の光通信機器は、前記ソケットのアノード電極が、前記挿入穴の底面において、該底面の中心からの距離が前記微小タイル状素子のアノード電極がなす同心円の半径と略同一となる位置に設けられており、前記ソケットのカソード電極は、前記挿入穴の底面において、該底面の中心からの距離が前記微小タイル状素子のカソード電極がなす同心円の半径と略同一となる位置に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、ソケットのアノード電極及びカソード電極の挿入穴の底面における中心からの距離が、それぞれ光ファイバの端面に設けられた微小タイル状素子のアノード電極及びカソード電極の配置に対応しているので、光ファイバの中心軸とソケットの挿入穴の中心軸さえ略合っていれば、光ファイバの回転方向の位置は任意でいいので、光ファイバの取り付けを簡便に行うことができる。
【００１７】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットのアノード電極及びカソード電極が、前記挿入穴の底面において、該底面の中心に対して同心円形状に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光ファイバをソケットに取り付けるときに、光ファイバの中心軸とソケットの挿入穴の中心軸さえ略合っていれば、光ファイバの回転方向の位置は任意でいいので、その光ファイバの取り付けを簡便に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットのアノード電極及びカソード電極が突起形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、いわゆるバンプなどの突起形状を、ソケットのアノード電極及びカソード電極が備えることで、光学素子の電極をソケットなどの電極に確実に接続することができる。
【００１９】
また、本発明の光通信機器は、前記光ファイバが前記ソケットの挿入穴に挿入されており、該挿入穴の側面及び底面の少なくとも一方と該光ファイバの間には、絶縁性熱伝導剤が充填されていることが好ましい。
本発明によれば、ソケットの挿入穴に光ファイバが挿入され、その光ファイバと挿入穴の側面などとの間に絶縁性熱伝導剤が充填されているので、光ファイバの端面に設けられた面発光レーザなどの光学素子から発せられる熱を効率よく発散させることができ、光ファイバをソケットに強固に固定することもできる。
また、本発明によれば、光ファイバの端面に設けた光学素子が故障した場合など、その光ファイバをソケットの挿入穴から容易に抜き取りことができる。そして、抜き取った光ファイバを他の正常な光学素子の設けられた光ファイバに取り替えることで、又は抜き取った光ファイバの光学素子のみを他の正常な光学素子に取り替えることで、かかる故障を簡易かつ迅速に修復することができる。
【００２０】
また、本発明の光通信機器は、前記光ファイバが前記ソケットの挿入穴に挿入されており、該挿入穴の側面及び底面と該光ファイバの間には、異方性導電材が充填されており、前記微小タイル状素子のアノード電極は、前記異方性導電材の一部を介して前記ソケットのアノード電極と電気的に接続されており、前記微小タイル状素子のカソード電極は、前記異方性導電材の一部を介して前記ソケットのカソード電極と電気的に接続されていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、異方性導電材をソケットの挿入穴に充填しておき、次いで光ファイバをその挿入穴に挿入すると、挿入穴の底面付近において、異方性導電材は挿入穴の軸方向（光ファイバの長手方向）にのみ導電する。したがって、微小タイル状素子の電極とソケットの電極が直接接触しなくとも、その電極同士を異方性導電材が電気的に接続することができる。そこで、本発明によれば、突起形状のバンプなどを電極に設ける必要がなくなり、製造コストを低減化することができる。
【００２１】
また、本発明の光通信機器は、前記挿入穴の断面が円形であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の光通信機器は、前記挿入穴の断面が多角形であることが好ましい。
本発明によれば、挿入穴に円柱形状などの光ファイバを挿入する前に、その挿入穴に充填しておいた絶縁性熱伝導剤又は異方性導電剤などの逃げしろを設けることができ、電気的にも機械的にも確実に光ファイバをソケットに接続することができる。
【００２３】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットは、前記挿入穴の少なくとも一部となる貫通穴を備えた部材と、電極を備えた板状部材とを張り合わせて構成されていることが好ましい。
本発明によれば、挿入穴の底面に電極を備えたソケットを容易に製造することができ、低コストで高性能な光信号伝送手段を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の光通信機器は、前記ソケットの内部に、前記挿入穴の底面又は底面近辺に繋がる空間が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、挿入穴に光ファイバを挿入したときに、その挿入穴に充填しておいた絶縁性充填材又は異方性充填材などの逃げしろソケットの内部に設けることができ、電気的にも機械的にも確実に光ファイバをソケットに接続することができる。
【００２５】
また、本発明の光通信機器は、前記空間の少なくとも一部は、前記板状部材に設けられた溝で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、絶縁性充填材又は異方性充填材などの逃げしろを、容易に構成することができ、低コストで高性能な光信号伝送手段を提供することができる。
【００２６】
また、本発明のフラットパネルディスプレイは、前記光通信機器を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、走査信号などを前記光通信機器で伝送することで、走査信号などを高速に伝送することができ、コンパクトで表示品質の高いフラットパネルディスプレイを低コストで提供することができる。
【００２７】
本発明の電子機器は、前記光通信機器を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、例えば半導体チップ間、ボード（基板）間又は機器間などにおいて、光信号を送受信して、高速に信号処理することができかつコンパクトな電子機器を安価に提供することができる。
また、本発明によれば、光学素子が故障した場合でも、その光学素子及び光ファイバを容易に取り替えることができ、光信号伝送手段の追加及び変更を容易に行うことができる電子機器を提供することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る光通信機器について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る光通信機器について図１及び図２を参照して説明する。図１は第１実施形態に係る光通信機器を示す断面図であり、（ａ）は光ファイバ１０がソケット３０に挿入される前の状態を示し、（ｂ）光ファイバ１０をソケット３０に挿入した後の状態を示している。図２は、光ファイバ１０の端面に設けられた微小タイル状素子２０の電極などを示し、（ａ）は光ファイバ１０及び微小タイル状素子２０の斜視図であり、（ｂ）はソケット３０の平面図である。
【００２９】
本光通信機器は、光ファイバ１０と、光ファイバ１０の端面に接着された微小タイル状素子２０と、光ファイバ１０が挿入されるソケット３０とを有して構成される。
【００３０】
微小タイル状素子２０は、光学素子２３を備えるものである。その光学素子２３としては面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、ＬＥＤ、フォトダイオード（ＰＤ）又はフォトトランジスタ（ＰＴｒ）などのうちの一つが適用される。そして、微小タイル状素子２０は、微小なタイル形状の半導体デバイスであり、例えば厚さが２０μｍ以下であって、直径が数十μｍから数百μｍの円板形状部材である。微小タイル状素子２０は、円板形状に限定されず、正方形、長方形などの多角形形状であってもよく、楕円形状でもよい。微小タイル状素子２０の製造方法については、後で詳細に説明する。なお、微小タイル状素子２０としては、フォトトランジスタの代わりにフォトダイオードとトランジスタを組み合わせたものを適用してもよい。
【００３１】
また、微小タイル状素子２０は、カソード電極２１とアノード電極２２を備えている。このカソード電極２１及びアノード電極２２は、図２に示すように、微小タイル状素子２０の表面において、光ファイバ１０の中心軸に対して同心円状に設けられている。すなわち、アノード電極２２は、微小タイル状素子２０の表面の略中心Ｏに設けられた半径ｒ２の円形状をしている。カソード電極２１は、微小タイル状素子２０の表面において、アノード電極２２と一定距離だけ隙間をもって形成された半径ｒ１のドーナツ形状をしている。
【００３２】
ソケット３０には光ファイバ１０が挿入される挿入穴３５が設けられている。挿入穴３５は、断面が円形であり、光ファイバ１０の直径より若干大きい穴経を持っている。挿入穴３５の底面には、カソード電極３３とアノード電極３４が設けられている。そして、図２（ｂ）に示すように、カソード電極３３には突起形状のバンプ３１が設けられており、アノード電極３４にも突起形状のバンプ３２が設けられている。
【００３３】
ここで、カソード電極３３のバンプ３１の配置は、挿入穴３５の底面の中心から、距離ｒ１だけ離れた位置となっている。この距離ｒ１は、微小タイル状素子２０のカソード電極２１がなすドーナツ形状の半径ｒ１と略同一である。アノード電極３４のバンプ３２は、挿入穴３５の底面の中心Ｏから、距離ｒ２だけ離れた位置となっている。この距離ｒ２は、微小タイル状素子２０のアノード２２がなす円の半径ｒ１よりも小さい値となっている。
【００３４】
そこで、光ファイバ１０をソケット３０の挿入穴３５に挿入すると、微小タイル状素子２０のカソード電極２１とソケット３０のカソード電極３３のバンプ３１とが接触し、微小タイル状素子２０のアノード電極２２とソケット３０のアノード電極３４のバンプ３２とが接触する。
【００３５】
したがって、光ファイバ１０をソケット３０の挿入穴３５に挿入するだけで、微小タイル状素子２０のカソード電極２１とソケット３０のカソード電極３３が電気的に接続され、微小タイル状素子２０のアノード電極２２とソケット３０のアノード電極３４が電気的に接続されることとなる。これらの電気的接続は、ソケット３０の挿入穴３５に対して光ファイバ１０をどのように回転させても、保たれる。
【００３６】
例えば微小タイル状素子２０が発光素子を備えるとすると、ソケット３０のアノード電極３４及びカソード電極３３に信号電圧を印加することで、微小タイル状素子２０から光信号が放射される。その光信号は、光ファイバ１０の中を伝播し、光ファイバ１０の他端に接着された他の微小タイル状素子２０の受光素子で検出される。そして、検出された光信号は、受光素子で電気信号に変換され、他のソケット３０のアノード電極３４及びカソード電極３３から電気信号として出力される。
【００３７】
これらにより、本実施形態によれば、光ファイバ１０の端面に直接、発光素子又は受光素子をなす光学素子２３を貼り付けているため、光のロスが少なく結合効率を高くすることができる。そのため本実施形態によれば、データ通信のエラーが少なく、実効的伝送速度を高めることができる。
ここで、光ファイバ１０と機器側のソケット３０と接続は、光ファイバ１０端に貼り付けられた光学素子２３（発光素子又は受光素子）の電極（カソード電極２１，アノード電極２２）と機器側の電極（バンプ３１，３２）とが電気的に接触することで行うことができる。そのため、本実施形態によれば、従来の光学的接続手法に比べて許容される位置精度を大きくすることができ、簡単に光ファイバ１０を機器に接続することができる。
また、本実施形態によれば、光ファイバ１０と発光素子又は受光素子などの光学素子２３とが一体化しているので、従来の光モジュールに相当する接続機器部を極めて小型化することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る光通信機器について図３を参照して説明する。図３は第２実施形態に係る光通信機器を示し、（ａ）は光ファイバ１０及び微小タイル状素子４０の斜視図であり、（ｂ）はソケット３０の平面図である。
【００３９】
光ファイバ１０の端面に接着された微小タイル状素子４０は、図１における微小タイル状素子２０に対応するものである。すなわち微小タイル状素子４０は、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、ＬＥＤ、フォトダイオード（ＰＤ）又はフォトトランジスタ（ＰＴｒ）などの光学素子をなすものである。そして、微小タイル状素子４０は、例えば厚さが２０μｍ以下であって、縦横が数十μｍから数百μｍの板形状部材である。微小タイル状素子４０は、長方形の板状部材で構成されているが、この形状に限定されず、円形、楕円形又は他の多角形状であってもよい。
【００４０】
微小タイル状素子４０は、カソード電極４１とアノード電極４２を備えている。また、微小タイル状素子４０の中心には上記光学素子４３が形成されている。カソード電極４１は突起形状のバンプを備えている。カソード電極４１のバンプは、微小タイル状素子４０の中心Ｏから距離ｒ３だけ離れた位置に設けられている。アノード電極４２も突起形状のバンプを備えているアノード電極４２のバンプは、微小タイル状素子４０の中心Ｏから距離ｒ４だけ離れた位置に設けられている。
【００４１】
ソケット３０の挿入穴３５の底面には、カソード電極３６とアノード電極３７が設けられている。カソード電極３６及びアノード電極３７は、図１及び図２に示すカソード電極３３及びアノード電極３４に対応するものである。アノード電極３７は、挿入穴３５の底面の略中心に設けられた半径ｒ４の円形状をしている。この半径ｒ４は、微小タイル状素子４０のアノード電極４２の配置における中心Ｏからの距離ｒ４と略同一である。カソード電極３６は、アノード電極３７と一定距離だけ隙間をもって形成された半径ｒ３のドーナツ形状をしている。この半径ｒ３は、微小タイル状素子４０のカソード電極の配置における中心Ｏからの距離ｒ３と略同一である。したがって、カソード電極３６及びアノード電極３７は、挿入穴３５の底面において、その底面の中心Ｏに対して同心円形状に形成されている。
【００４２】
そこで、光ファイバ１０をソケット３０の挿入穴３５に挿入すると、微小タイル状素子４０のカソード電極４１のバンプとソケット３０のカソード電極３６とが接触し、微小タイル状素子４０のアノード電極４２のバンプとソケット３０のアノード電極３７とが接触する。
【００４３】
したがって、第１実施形態と同様に、光ファイバ１０をソケット３０の挿入穴３５に挿入するだけで、微小タイル状素子４０のカソード電極４１とソケット３０のカソード電極３６が電気的に接続され、微小タイル状素子４０のアノード電極４２とソケット３０のアノード電極３７が電気的に接続されることとなる。これらの電気的接続は、ソケット３０の挿入穴３５に対して光ファイバ１０をどのように回転させても、保たれる。
【００４４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る光通信機器について図４から図７を参照して説明する。図４は第３実施形態に係る光通信機器を示す断面図である。本光通信機器と上記第１実施形態及び第２実施形態の光通信機器との相違点は、本光通信機器ではソケット３０の挿入穴３５に絶縁性熱伝導剤５０が充填されている点である。その他は上記第１実施形態及び第２実施形態の光通信機器と同じである。
【００４５】
絶縁性熱伝導剤５０は、液状体又は流動体であり、電気的に絶縁性をもち、熱の伝導率が高い物質で構成されている。絶縁性熱伝導剤５０は、挿入穴３５に光ファイバ１０を挿入する前に、その挿入穴３５に充填される。その後、絶縁性熱伝導剤５０が充填された挿入穴３５に光ファイバ１０を挿入する。この挿入では、光ファイバ１０の端面に接着された微小タイル状素子２０の電極（カソード電極２１及びアノード電極２２）とソケット３０の電極（カソード電極のバンプ３１及びアノード電極のバンプ３２）とが接触するまで、光ファイバ１０を挿入穴３５に押し込む。
【００４６】
すると、図４に示すように、挿入穴３５の側面と光ファイバ１０の側面の間、および挿入穴３５の底面と光ファイバ１０の底面（微小タイル状素子２０）との間に、絶縁性熱伝導剤５０が充填されることとなる。絶縁性熱伝導剤５０は、光ファイバ挿入後、硬化してもよい。
これらにより、光ファイバ１０の端面に設けられた微小タイル状素子２０がなす面発光レーザなどの光学素子から発せられる熱を効率よく発散させることができ、光ファイバをソケットに強固に固定することもできる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、微小タイル状素子２０がなす面発光レーザなどの光学素子が故障した場合、光ファイバ１０をソケット３０の挿入穴３５から容易に抜き取りことができる。そこで、その抜き取った光ファイバ１０を他の正常な微小タイル状素子２０が接着された光ファイバ１０に取り替えることで、かかる故障を簡易かつ迅速に修復することができる。また、抜き取った光ファイバ１０の微小タイル状素子２０のみを他の正常な微小タイル状素子２０に着け代えることで、修復してもよい。
【００４８】
次に、第３実施形態の変形例について図５を参照して説明する。図５は第３実施形態に係る光通信機器の変形例を示す断面図である。本光通信機器と上記図４に示す光通信機器との主な相違点は、本光通信機器ではソケット３０の挿入穴３５に異方性導電材５１が充填されている点である。また、本光通信機器では、光ファイバ１０の端面に設けられた微小タイル状素子２０の電極にバンプが設けられておらず、さらにソケット３０の電極にもバンプが設けられていない点も、上記実施形態と異なる。
【００４９】
異方性導電剤５１は導電性を持つ粒子が分散された液状体又は流動体である。異方性導電剤５１は、挿入穴３５に光ファイバ１０を挿入する前に、その挿入穴３５に充填される。その後、異方性導電剤５１が充填された挿入穴３５に光ファイバ１０を挿入する。挿入穴３５の底面と光ファイバ１０の端面に設けられた微小タイル状素子２０の表面との距離が一定値以下になるまで、その光ファイバ１０を挿入穴３５の底面に向けて押し込んでいく。すると、挿入穴３５の底面と微小タイル状素子２０の表面とは垂直方向（光ファイバ１０の長手方向）にのみ導通する。
【００５０】
したがって、微小タイル状素子２０のカソード電極２１とソケット３０のカソード電極３６とが異方性導電剤５１を介して導通し、微小タイル状素子２０のアノード電極２２とソケット３０のアノード電極３７とが異方性導電剤５１を介して導通する。そこで、本実施形態によれば、突起形状のバンプなどを電極に設ける必要がなくなり、製造コストを低減化することができる。
【００５１】
本実施形態のソケット３０では、異方性導電剤５１によるカソード電極３６とアノード電極３７の短絡を防止するために、カソード電極３６及びアノード電極３７の所望領域上には絶縁膜３８が設けられている。
【００５２】
次に、第３実施形態の他の変形例について図６を参照して説明する。図６は第３実施形態に係る光通信機器の他の変形例を示す平面図である。本光通信機器ではソケット３０の挿入穴３５の断面が正方形である点が上記実施形態の光通信機器とことなる。その他は上記実施形態の光通信機器と同じである。
【００５３】
本実施形態によれば、挿入穴３５に円柱形状の光ファイバ１０を挿入する前にその挿入穴３５に充填しておいた絶縁性熱伝導剤５０又は異方性導電剤５１などの逃げしろ３５ａを簡易に設けることができる。そこで、本実施形態によれば、電気的にも機械的にも確実に光ファイバ１０をソケット３０に接続することができる。
【００５４】
また、挿入穴３５の断面における縦横の幅を光ファイバ１０の直径と略同一とすることで、ソケット３０に対する光ファイバ１０の配置をより高精度にすることができ、電気的な接続不良などをさらに低減することができる。
なお、本実施形態では、挿入穴３５の断面形状を正方形としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、挿入穴３５の断面形状は正三角形又は他の多角形の形状にしてもよい。また、挿入穴３５をテーパ形状とすることで、逃げしろを設けてもよい。
【００５５】
次に、第３実施形態の他の変形例について図７を参照して説明する。図７は第３実施形態に係る光通信機器の他の変形例を示す断面図である。本光通信機器ではソケット３０の内部に、絶縁性熱伝導剤５０又は異方性導電剤５１などの充填剤の逃げしろ３０ａが設けられている点が図６に示す上記実施形態と異なる。その他は上記実施形態の光通信機器と同じである。
【００５６】
逃げしろ３０ａは、ソケット３０の内部に設けられた空間であって、ソケット３０の挿入穴３５の底面の繋がる空間である。ソケット３０の挿入穴３５に充填された絶縁性熱伝導剤５０又は異方性導電剤５１などの充填剤の一部は、その挿入穴３５に光ファイバ１０を挿入すると、逃げしろ３０ａに押し込まれる。
【００５７】
これにより、本実施形態によれば、光ファイバ１０の端面に設けられた微小タイル状素子２０とソケット３０の挿入穴３５の底面との間に、必要以上に充填剤が存在することを防止することができる。したがって、本実施形態によれば、電気的にも機械的にも確実に光ファイバ１０をソケット３０に接続することができる。
【００５８】
本実施形態において、ソケット３０は、図７に示すように板状部材３０’と板状部材３０”とで構成されていることが好ましい。図７に示すソケット３０の製造方法としては、まず板状部材３０’に、挿入穴３５をなす貫通穴を設ける。また板状部材３０”に、逃げしろ３０ａをなす溝を設け。また板状部材３０”に、上記実施形態の図１などに示すカソード電極３３及びアノード電極３４なども設ける。その後、板状部材３０’と板状部材３０”を張り合わせることで、図７に示すソケット３０が形成される。
【００５９】
本実施形態によれば、高性能な光信号伝送手段を簡易にかつ低コストで提供することができる。
なお、本実施形態に係るソケット３０の製造方法であって、挿入穴３５をなす貫通穴を備えた板状部材３０’と、カソード電極３３及びアノード電極３４などの電極を備えた板状部材３０”とを張り合わせてソケット３０を構成する製造手法は、上記図１から図６に示す実施形態に適用することができる。
【００６０】
（微小タイル状素子の製造方法）
次に、上記微小タイル状素子２０，４０の製造方法について図８から図１７を参照して説明する。本実施形態の微小タイル状素子は、エピタキシャルリフトオフ法を基礎とする手法で作製される。本製造方法では、微小タイル状素子としての化合物半導体デバイス（化合物半導体素子）を基板となるシリコン・ＬＳＩチップ上に接合する場合について説明するが、半導体デバイスの種類及びＬＳＩチップの種類に関係なく本発明を適用することができる。
【００６１】
すなわち、上記実施形態に係る光ファイバ１０の端面に微小タイル状素子を接着する場合にも本製造方法を適用することができる。
なお、本実施形態における「半導体基板」とは、半導体物資から成る物体をいうが、板形状の基板に限らず、どのような形状であっても半導体物資であれば「半導体基板」に含まれる。
【００６２】
＜第１工程＞
図８は微小タイル状素子の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。図８において、基板１１０は、半導体基板であり、例えばガリウム・ヒ素化合物半導体基板とする。基板１１０における最下位層には、犠牲層１１１を設けておく。犠牲層１１１は、アルミニウム・ヒ素（ＡｌＡｓ）からなり、厚さが例えば数百ｎｍの層である。
例えば、犠牲層１１１の上層には機能層１１２を設ける。機能層１１２の厚さは、例えば１μｍから１０（２０）μｍ程度とする。そして、機能層１１２において半導体デバイス（半導体素子）１１３を作成する。半導体デバイス１１３としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、フォトダイオード（ＰＤ）、フォトトランジスタ（ＰＴｒ）などが挙げられる。これらの半導体デバイス１１３は、何れも基板１１０上に多層のエピタキシャル層を積層して素子が形成されたものである。また、各半導体デバイス１１３には、電極も形成し、動作テストも行う。
ここで、半導体デバイス１１３としては、図８及び上記実施形態の図１などに示すように、発光素子２３、カソード電極２１及びアノード電極２２を含んでなるものとする。
【００６３】
＜第２工程＞
図９は微小タイル状素子の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。本工程においては、各半導体デバイス１１３を分割するように分離溝１２１を形成する。分離溝１２１は、少なくとも犠牲層１１１に到達する深さをもつ溝とする。例えば、分離溝の幅及び深さともに、１０μｍから数百μｍとする。また、分離溝１２１は、後述するところの選択エッチング液が当該分離溝１２１を流れるように、行き止まりなく繋がっている溝とする。さらに、分離溝１２１は、碁盤のごとく格子状に形成することが好ましい。
また、分離溝１２１相互の間隔を数十μｍから数百μｍとすることで、分離溝１２１によって分割・形成される各半導体デバイス１１３のサイズを、数十μｍから数百μｍ四方の面積をもつものとする。分離溝１２１の形成方法としては、フォトリソグラフィとウェットエッチングによる方法、またはドライエッチングによる方法を用いる。また、クラックが基板に生じない範囲でＵ字形溝のダイシングで分離溝１２１を形成してもよい。
【００６４】
＜第３工程＞
図１０は微小タイル状素子の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。本工程においては、中間転写フィルム１３１を基板１１０の表面（半導体デバイス１１３側）に貼り付ける。中間転写フィルム１３１は、表面に粘着剤が塗られたフレキシブルな帯形状のフィルムである。
【００６５】
＜第４工程＞
図１１は微小タイル状素子の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。本工程においては、分離溝１２１に選択エッチング液１４１を注入する。本工程では、犠牲層１１１のみを選択的にエッチングするために、選択エッチング液１４１として、アルミニウム・ヒ素に対して選択性が高い低濃度の塩酸を用いる。
【００６６】
＜第５工程＞
図１２は微小タイル状素子の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。本工程においては、第４工程での分離溝１２１への選択エッチング液１４１の注入後、所定時間の経過により、犠牲層１１１のすべてを選択的にエッチングして基板１１０から取り除く。
【００６７】
＜第６工程＞
図１３は微小タイル状素子の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。第５工程で犠牲層１１１が全てエッチングされると、基板１１０から機能層１１２が切り離される。そして、本工程において、中間転写フィルム１３１を基板１１０から引き離すことにより、中間転写フィルム１３１に貼り付けられている機能層１１２を基板１１０から引き離す。
これらにより、半導体デバイス１１３が形成された機能層１１２は、分離溝１２１の形成及び犠牲層１１１のエッチングによって分割されて、所定の形状（例えば、微小タイル形状）の半導体素子（上記実施形態の「微小タイル状素子」）とされ、中間転写フィルム１３１に貼り付け保持されることとなる。ここで、機能層の厚さが例えば１μｍから８μｍ、大きさ（縦横）が例えば数十μｍから数百μｍであるのが好ましい。
【００６８】
＜第７工程＞
図１４は微小タイル状素子の製造方法の第７工程を示す概略断面図である。本工程においては、（微小タイル状素子１６１が貼り付けられた）中間転写フィルム１３１を移動させることで、最終基板となる光ファイバ１０の端面に微小タイル状素子１６１をアライメントする。例えば、光ファイバ１０の端面には、他の微小タイル状素子からなるＬＳＩがすでに接着されていることとしてもよい。このＬＳＩには面発光レーザなどについてのＡＰＣ回路などが含まれているものとしてもよい。
ここで、光ファイバ１０の端面には、微小タイル状素子１６１を接着するための接着剤１７３を塗布しておく。
【００６９】
＜第８工程＞
図１５は微小タイル状素子の製造方法の第８工程を示す概略断面図である。本工程においては、光ファイバ１０の端面にアライメントされた微小タイル状素子１６１を、中間転写フィルム１３１越しに裏押しピン１８１で押しつけて光ファイバ１０の端面に接合する。ここで、光ファイバ１０の端面には接着剤１７３が塗布されているので、その端面に微小タイル状素子１６１が接着される。
【００７０】
＜第９工程＞
図１６は微小タイル状素子の製造方法の第９工程を示す概略断面図である。本工程においては、中間転写フィルム１３１の粘着力を消失させて、微小タイル状素子１６１から中間転写フィルム１３１を剥がす。
中間転写フィルム１３１の粘着剤は、ＵＶ硬化性又は熱硬化性のものにしておく。ＵＶ硬化性の粘着剤とした場合は、裏押しピン１８１を透明な材質にしておき、裏押しピン１８１の先端から紫外線（ＵＶ）を照射することで中間転写フィルム１３１の粘着力を消失させる。熱硬化性の接着剤とした場合は、裏押しピン１８１を加熱すればよい。あるいは第６工程の後で、中間転写フィルム１３１を全面紫外線照射するなどして粘着力を全面消失させておいてもよい。粘着力が消失したとはいえ実際には僅かに粘着性が残っており、微小タイル状素子１６１は非常に薄く軽いので中間転写フィルム１３１に保持される。
【００７１】
＜第１０工程＞
図１７は微小タイル状素子の製造方法の第１０工程を示す概略断面図である。本工程においては、接着剤１７３について加熱処理などを施して、微小タイル状素子１６１を光ファイバ１０の端面に本接合する。これらにより、図１などに示す光通信機器の構成要素となるもの、すなわち本発明に係る光ファイバの端面に接着された微小タイル状素子が完成する。
【００７２】
（電子機器）
上記実施形態の光通信機器を備えた電子機器の例について説明する。
図１８は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図２３において、符号１０００は上記の光通信機器を用いた携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の光通信機器を用いたフラットパネルディスプレイからなる表示部を示している。
【００７３】
図１９は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１９において、符号１１００は上記の光通信機器を用いた時計本体を示し、符号１１０１は上記の光通信機器を用いたフラットパネルディスプレイからなる表示部を示している。
【００７４】
図２０は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図２０において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は上記の光通信機器を用いた情報処理装置本体、符号１２０６は上記の光通信機器を用いたフラットパネルディスプレイからなる表示部を示している。
【００７５】
図１８から図２０に示す電子機器は、上記実施形態の光通信機器を備えているので、極めて高速に信号を伝送して高速に信号処理することができ、かつコンパクトな電子機器を低コストで提供することができる。
【００７６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず適宜変更が可能である。
【００７７】
例えば、本発明に係る光通信機器を用いてフラットパネルディスプレイの走査信号などを伝送してもよい。ここで、フラットパネルディスプレイとしては、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイなどが該当する。
【００７８】
また、本発明に係る光通信機器は、半導体チップ間、ボード（基板）間又は機器間などにおける光信号の送受信に用いることができる。
【００７９】
また、本発明に係る光通信機器は、半導体チップ同士を重ね合わせた場合、基板同士を重ね合わせた場合、又は基板と半導体チップを重ね合わせた場合に、それらの重ね合わせたものの間における光信号の送受信に用いることができる。この場合は、上記光ファイバ１０の長さを短くする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光通信機器の断面図である。
【図２】同上の光通信機器の電極構造を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光通信機器を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る光通信機器を示す断面図である。
【図５】同上の変形例に係る光通信機器を示す断面図である。
【図６】同上の他の変形例に係る光通信機器を示す平面図である。
【図７】同上の他の変形例に係る光通信機器を示す断面図である。
【図８】微小タイル状素子の製法の第１工程を示す概略断面図である。
【図９】同上の製法の第２工程を示す概略断面図である。
【図１０】同上の製法の第３工程を示す概略断面図である。
【図１１】同上の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。
【図１２】同上の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。
【図１３】同上の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。
【図１４】同上の製造方法の第７工程を示す概略断面図である。
【図１５】同上の製造方法の第８工程を示す概略断面図である。
【図１６】同上の製造方法の第９工程を示す概略断面図である。
【図１７】同上の製造方法の第１１工程を示す概略断面図である。
【図１８】本実施形態の回路を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１９】本実施形態の回路を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図２０】本実施形態の回路を備えた電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０…光ファイバ、２０，４０…微小タイル状素子、２１，３３，３６，４１…カソード電極、２２，３４，３７，４２…アノード電極、２３，４３…光学素子、３０…ソケット、３０’，３０”…板状部材、３１，３２…バンプ、３５…挿入穴、３０ａ，３５ａ…逃げしろ、３８…絶縁膜、５０…絶縁性熱伝導剤、５１…異方性導電材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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