JPH1063807A - カード型情報制御装置 - Google Patents
カード型情報制御装置Info
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- JPH1063807A JPH1063807A JP8222438A JP22243896A JPH1063807A JP H1063807 A JPH1063807 A JP H1063807A JP 8222438 A JP8222438 A JP 8222438A JP 22243896 A JP22243896 A JP 22243896A JP H1063807 A JPH1063807 A JP H1063807A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部装置と非接触で外部装置と情報の授受を
行なうとともにカード基板に情報を表示すること。 【解決手段】 カード基板10に発光素子12、受光素
子14、制御駆動回路32、半導体集積回路36等を実
装し、受光素子14の受光による光信号を電気信号に変
換し、この電気信号にしたがった情報を半導体集積回路
36で処理し、半導体集積回路36の処理により表示情
報を生成する。そして、この表示情報にしたがった電気
信号を制御駆動回路32を発光素子12に出力し、指定
の発光素子12から外部装置に対して出射光26を出射
し、光信号を電送媒体として外部装置と情報の授受を行
なうとともに、発光素子12によって情報を表示する。
行なうとともにカード基板に情報を表示すること。 【解決手段】 カード基板10に発光素子12、受光素
子14、制御駆動回路32、半導体集積回路36等を実
装し、受光素子14の受光による光信号を電気信号に変
換し、この電気信号にしたがった情報を半導体集積回路
36で処理し、半導体集積回路36の処理により表示情
報を生成する。そして、この表示情報にしたがった電気
信号を制御駆動回路32を発光素子12に出力し、指定
の発光素子12から外部装置に対して出射光26を出射
し、光信号を電送媒体として外部装置と情報の授受を行
なうとともに、発光素子12によって情報を表示する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カード型情報制御
装置に係り、特に、携帯用に構成されたカード基板を用
いて外部装置と情報の授受を行なうに好適なカード型情
報制御装置に関する。
装置に係り、特に、携帯用に構成されたカード基板を用
いて外部装置と情報の授受を行なうに好適なカード型情
報制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カード型情報制御装置としては、例え
ば、特開平3−87299号公報に記載されているよう
に、薄型LSIを内蔵したICカードが知られている。
ICカードはその内部にマイクロプロセッサとメモリを
備えており、ICカードを外部装置に挿入することで、
外部装置と情報の授受を行なうことができる。従来、こ
の種のICカードにおいては、ICカード内に蓄えられ
た情報あるいはICカード内で処理された情報を表示す
るに際しては、ICカードから一旦外部装置に情報を出
力した後、外部装置を介して表示する必要がある。
ば、特開平3−87299号公報に記載されているよう
に、薄型LSIを内蔵したICカードが知られている。
ICカードはその内部にマイクロプロセッサとメモリを
備えており、ICカードを外部装置に挿入することで、
外部装置と情報の授受を行なうことができる。従来、こ
の種のICカードにおいては、ICカード内に蓄えられ
た情報あるいはICカード内で処理された情報を表示す
るに際しては、ICカードから一旦外部装置に情報を出
力した後、外部装置を介して表示する必要がある。
【0003】そこで、ICカードに、ICカード内の情
報を表示するための表示装置として液晶表示装置を搭載
することも考えられる。しかし、液晶表示装置は装置自
身の厚さが1mm以上必要であることから、ICカード
に液晶表示装置を搭載すると、ICカード全体の厚さが
1mmを越えることになり、ICカードを薄型に構成す
ることが困難となる。さらに、ICカードに液晶表示装
置を搭載した場合、液晶材料を封止した表示パネルの信
頼性を確保することが困難となる。すなわち、表示パネ
ルの平行性を維持しながら折り曲げに対する柔軟性を表
示パネルに持たせることは、液晶材料を封止する点にお
いて困難であり、液晶表示パネルの折り曲げ許容度を低
くすることが余儀なくされる。
報を表示するための表示装置として液晶表示装置を搭載
することも考えられる。しかし、液晶表示装置は装置自
身の厚さが1mm以上必要であることから、ICカード
に液晶表示装置を搭載すると、ICカード全体の厚さが
1mmを越えることになり、ICカードを薄型に構成す
ることが困難となる。さらに、ICカードに液晶表示装
置を搭載した場合、液晶材料を封止した表示パネルの信
頼性を確保することが困難となる。すなわち、表示パネ
ルの平行性を維持しながら折り曲げに対する柔軟性を表
示パネルに持たせることは、液晶材料を封止する点にお
いて困難であり、液晶表示パネルの折り曲げ許容度を低
くすることが余儀なくされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ICカ
ードを外部装置に装着した後、ICカードに関する情報
を外部装置に表示しなければならず、外部装置と非接触
で外部装置と情報の授受を行なったり、ICカード自体
で情報を表示したりすることができない。なお、ICカ
ードに搭載されたインダクタをアンテナとして用い、電
磁波を情報伝送媒体として用いることもできるが、電磁
波を情報伝達媒体とすると、誘導ノイズの影響を受けや
すく、その対策のために伝送速度が制限される。またI
Cカードに発光素子、受光素子あるいは光変調素子を搭
載し、光信号を情報伝送媒体として用いることもできる
が、発光素子や受光素子等を単にICカードに搭載して
も、素子自体の厚さが厚くなり、カードの折り曲げに対
応することができない。
ードを外部装置に装着した後、ICカードに関する情報
を外部装置に表示しなければならず、外部装置と非接触
で外部装置と情報の授受を行なったり、ICカード自体
で情報を表示したりすることができない。なお、ICカ
ードに搭載されたインダクタをアンテナとして用い、電
磁波を情報伝送媒体として用いることもできるが、電磁
波を情報伝達媒体とすると、誘導ノイズの影響を受けや
すく、その対策のために伝送速度が制限される。またI
Cカードに発光素子、受光素子あるいは光変調素子を搭
載し、光信号を情報伝送媒体として用いることもできる
が、発光素子や受光素子等を単にICカードに搭載して
も、素子自体の厚さが厚くなり、カードの折り曲げに対
応することができない。
【0005】本発明の目的は、外部装置と非接触で情報
の授受を行なうことができるとともにカード基板に情報
を表示することができるカード型情報制御装置を提供す
ることにある。
の授受を行なうことができるとともにカード基板に情報
を表示することができるカード型情報制御装置を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、入射光を電気信号に変換するとともに電
気信号を光信号に変換する受発光素子と、半導体集積回
路素子、コンデンサ、およびインダクタを主要素として
受発光素子からの電気信号に基づいて受発光素子と少な
くとも表示情報の授受を行う電子回路とを備え、受発光
素子と電子回路をカード基板上に実装してなるカード型
情報制御装置を構成したものである。
に、本発明は、入射光を電気信号に変換するとともに電
気信号を光信号に変換する受発光素子と、半導体集積回
路素子、コンデンサ、およびインダクタを主要素として
受発光素子からの電気信号に基づいて受発光素子と少な
くとも表示情報の授受を行う電子回路とを備え、受発光
素子と電子回路をカード基板上に実装してなるカード型
情報制御装置を構成したものである。
【0007】前記カード型情報制御装置を構成するに際
しては、以下の要素を付加することができる。
しては、以下の要素を付加することができる。
【0008】(1)受発光素子は、少なくとも発光素子
と受光素子を含み、発光素子が表示画素として複数個配
置され、電子回路は、受光素子の受光に基づいた表示情
報を生成しこの表示情報に従って各発光素子の発光を制
御してなる。
と受光素子を含み、発光素子が表示画素として複数個配
置され、電子回路は、受光素子の受光に基づいた表示情
報を生成しこの表示情報に従って各発光素子の発光を制
御してなる。
【0009】(2)受発光素子は化合物半導体材料から
構成され、且つその厚さが10μm以下である。
構成され、且つその厚さが10μm以下である。
【0010】(3)カード基板は光信号を透過する透明
基板で構成され、受発光素子と電子回路が透明基板の一
方の面に実装されてなる。
基板で構成され、受発光素子と電子回路が透明基板の一
方の面に実装されてなる。
【0011】(4)カード基板にはカード基板外からの
光信号を電力に変換する光電変換素子が実装され、光電
変換素子から発生する電力が受発光素子と電子回路に供
給されてなる。
光信号を電力に変換する光電変換素子が実装され、光電
変換素子から発生する電力が受発光素子と電子回路に供
給されてなる。
【0012】(5)光電変換素子は化合物半導体材料か
ら構成され、且つその厚さが10μm以下である。
ら構成され、且つその厚さが10μm以下である。
【0013】(6)カード基板にはカード基板外からの
光信号を収光して受発光素子に導くとともに受発光素子
からの光をカード基板外に放射する光学系が実装されて
なる。 (7)カード基板には、少なくともカード基板
に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネート構
造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品側に
は、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気的に
接続された導電性パターンが形成されてなる。
光信号を収光して受発光素子に導くとともに受発光素子
からの光をカード基板外に放射する光学系が実装されて
なる。 (7)カード基板には、少なくともカード基板
に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネート構
造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品側に
は、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気的に
接続された導電性パターンが形成されてなる。
【0014】(8)カード基板には、少なくともカード
基板に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネー
ト構造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品
側には、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気
的に接続されて受発光素子と電子回路の共通電位を示す
導電性パターンが形成されてなる。
基板に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネー
ト構造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品
側には、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気
的に接続されて受発光素子と電子回路の共通電位を示す
導電性パターンが形成されてなる。
【0015】(9)少なくとも受発光素子とカード基板
との間隙に樹脂性の充填剤が埋め込まれてなる。
との間隙に樹脂性の充填剤が埋め込まれてなる。
【0016】(10)カード基板は一定程度までの屈曲
力に対して復元力を有する合成樹脂材料で構成されてな
る。
力に対して復元力を有する合成樹脂材料で構成されてな
る。
【0017】前記した手段によれば、受発光素子の電子
回路との間で表示情報の授受が行なわれるため、受発光
素子と外部装置との間で光信号の授受を行なうことで、
非接触でも外部装置と情報の授受を行なうことができ
る。さらに受発光素子のうち発光素子を表示画素に対応
づけて配列し、発光素子の波長を可視域とすることでカ
ード基板自体で情報を表示することができる。また受発
光素子の厚さを10μm以下とすることで、カード基板
を、一定程度までの屈曲力に対して復元力を有する合成
樹脂材料で構成することができる。
回路との間で表示情報の授受が行なわれるため、受発光
素子と外部装置との間で光信号の授受を行なうことで、
非接触でも外部装置と情報の授受を行なうことができ
る。さらに受発光素子のうち発光素子を表示画素に対応
づけて配列し、発光素子の波長を可視域とすることでカ
ード基板自体で情報を表示することができる。また受発
光素子の厚さを10μm以下とすることで、カード基板
を、一定程度までの屈曲力に対して復元力を有する合成
樹脂材料で構成することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【0019】図1は本発明の一実施形態であるカード型
情報制御装置の表面側から見た斜視図、図2はカード型
制御装置の裏面側から見た斜視図、図3はカード型情報
制御装置の要部断面側面図、図4はカード型情報制御装
置の要部側面拡大断面図、図5はカード型情報制御装置
の要部側面拡大断面図である。
情報制御装置の表面側から見た斜視図、図2はカード型
制御装置の裏面側から見た斜視図、図3はカード型情報
制御装置の要部断面側面図、図4はカード型情報制御装
置の要部側面拡大断面図、図5はカード型情報制御装置
の要部側面拡大断面図である。
【0020】図1ないし図5において、カード基板10
は一定程度までの屈曲力に対し復元力を有する合成樹脂
材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)
を用いて構成され、長方形形状に形成されている。この
カード基板10はその厚さがほぼ1ミリ程度に形成さ
れ、光を透過可能な透明基板として構成されており、こ
のカード基板10には、カード基板10の折り曲げに対
しても追従できるように薄膜化された各種の部品が実装
されている。例えば、カード基板10の裏面側には、複
数の発光素子12と複数の受光素子14が受発光素子と
してアレイ状に配列されている。発光素子12と受光素
子14は10ミクロンメートル(μm)以下に薄膜化さ
れた化合物半導体材料、例えば、砒化バリウム、アルミ
ニウムガリウム砒素、インジウムガリウム砒素、ガリウ
ムインジウム燐あるいはガリウムインジウム砒素燐、窒
化ガリウム等のIII−V族半導体ないしはこれらを組合
わせたものから構成されている。そして、これら受発光
素子としてはレーザーダイオードあるいは発光ダイオー
ドが用いられている。
は一定程度までの屈曲力に対し復元力を有する合成樹脂
材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)
を用いて構成され、長方形形状に形成されている。この
カード基板10はその厚さがほぼ1ミリ程度に形成さ
れ、光を透過可能な透明基板として構成されており、こ
のカード基板10には、カード基板10の折り曲げに対
しても追従できるように薄膜化された各種の部品が実装
されている。例えば、カード基板10の裏面側には、複
数の発光素子12と複数の受光素子14が受発光素子と
してアレイ状に配列されている。発光素子12と受光素
子14は10ミクロンメートル(μm)以下に薄膜化さ
れた化合物半導体材料、例えば、砒化バリウム、アルミ
ニウムガリウム砒素、インジウムガリウム砒素、ガリウ
ムインジウム燐あるいはガリウムインジウム砒素燐、窒
化ガリウム等のIII−V族半導体ないしはこれらを組合
わせたものから構成されている。そして、これら受発光
素子としてはレーザーダイオードあるいは発光ダイオー
ドが用いられている。
【0021】発光素子12と受光素子14に相対向する
カード基板10の表面側には光学系として、複数個のレ
ンズ16、18、レンズホルダ20、22が設けられて
いる。受光素子14はレンズ18を介して収光された入
射光24を電気信号に変換するように構成されており、
発光素子12は電気信号に応答して、電気信号に応じた
光信号を出射光26としてレンズ16を介して放射する
ようになっている。各発光素子12と受光素子14はそ
れぞれ配線28、30を介して制御駆動回路32に接続
されており、制御駆動回路32からの電気信号が発光素
子12に供給され、受光素子14から発生する電気信号
が制御駆動回路32に入力されている。制御駆動回路3
2は配線34を介して半導体集積回路36に接続されて
いる。半導体集積回路36は配線38を介して記憶回路
40に接続されているとともに、配線42を介してコン
デンサ44に接続され、配線46を介してインダクタ4
8に接続されている。制御駆動回路32、半導体集積回
路36、記憶回路40、コンデンサ44、インダクタ4
8は、発光素子12、受光素子14と表示情報の授受を
行なうための電子回路として構成され、カード基板10
の裏面側に固定されている。また配線28、30、3
4、38、42、46は導電性パターンとしてカード基
板10の裏面側に形成されている。そして発光素子1
2、受光素子14、制御駆動回路32、半導体集積回路
36等の一部には表面電極50が形成されており、各表
面電極50と導電性パターンとがフリップチップボンデ
ィング法によって半田バンプ52を介して溶着されてい
る。すなわち受発光素子と電子回路はそれぞれ表面電極
50を介して配線と電気的に接続されている。
カード基板10の表面側には光学系として、複数個のレ
ンズ16、18、レンズホルダ20、22が設けられて
いる。受光素子14はレンズ18を介して収光された入
射光24を電気信号に変換するように構成されており、
発光素子12は電気信号に応答して、電気信号に応じた
光信号を出射光26としてレンズ16を介して放射する
ようになっている。各発光素子12と受光素子14はそ
れぞれ配線28、30を介して制御駆動回路32に接続
されており、制御駆動回路32からの電気信号が発光素
子12に供給され、受光素子14から発生する電気信号
が制御駆動回路32に入力されている。制御駆動回路3
2は配線34を介して半導体集積回路36に接続されて
いる。半導体集積回路36は配線38を介して記憶回路
40に接続されているとともに、配線42を介してコン
デンサ44に接続され、配線46を介してインダクタ4
8に接続されている。制御駆動回路32、半導体集積回
路36、記憶回路40、コンデンサ44、インダクタ4
8は、発光素子12、受光素子14と表示情報の授受を
行なうための電子回路として構成され、カード基板10
の裏面側に固定されている。また配線28、30、3
4、38、42、46は導電性パターンとしてカード基
板10の裏面側に形成されている。そして発光素子1
2、受光素子14、制御駆動回路32、半導体集積回路
36等の一部には表面電極50が形成されており、各表
面電極50と導電性パターンとがフリップチップボンデ
ィング法によって半田バンプ52を介して溶着されてい
る。すなわち受発光素子と電子回路はそれぞれ表面電極
50を介して配線と電気的に接続されている。
【0022】また、カード基板10の裏面側に固定され
た受発光素子及び電子回路部品はラミネート構造の保護
シート54によって覆われている。この保護シート54
は受発光素子及び電子回路部品の保護・固定のために用
いられており、この保護シート54の一部には導電性パ
ターンが形成されている。この導電性パターンは発光素
子12、受光素子14の裏面電極56と接続され、この
導電性パターンを介して発光素子12、受光素子14が
それぞれ制御駆動回路32に接続されている。すなわち
発光素子12、受光素子14は、表面電極50、配線2
8、30を介して制御駆動回路32に接続されていると
ともに、保護シート54に形成された導電性パターン、
裏面電極56を介して制御駆動回路32に接続されてい
る。このため、発光素子12、受光素子14の数が多く
ても、2系統の配線を利用することで複雑な結線が可能
となる。また保護シート54にはラミネート構造で非導
電性の保護シート58が装着されており、受発光素子及
び電子回路部品が保護シート54、58によって覆われ
ている。
た受発光素子及び電子回路部品はラミネート構造の保護
シート54によって覆われている。この保護シート54
は受発光素子及び電子回路部品の保護・固定のために用
いられており、この保護シート54の一部には導電性パ
ターンが形成されている。この導電性パターンは発光素
子12、受光素子14の裏面電極56と接続され、この
導電性パターンを介して発光素子12、受光素子14が
それぞれ制御駆動回路32に接続されている。すなわち
発光素子12、受光素子14は、表面電極50、配線2
8、30を介して制御駆動回路32に接続されていると
ともに、保護シート54に形成された導電性パターン、
裏面電極56を介して制御駆動回路32に接続されてい
る。このため、発光素子12、受光素子14の数が多く
ても、2系統の配線を利用することで複雑な結線が可能
となる。また保護シート54にはラミネート構造で非導
電性の保護シート58が装着されており、受発光素子及
び電子回路部品が保護シート54、58によって覆われ
ている。
【0023】上記構成によるカード基板10を、受光素
子14が外部装置の光信号送信部に向くように配置し、
外部装置からの入射光24を受光素子14が受けると、
入射光14に応じた電気信号が受光素子14から半導体
集積回路36に出力される。半導体集積回路36は入射
光24に基づいた電気信号と記憶回路40のデータを基
に各種の論理演算等を実行し、表示情報などを生成す
る。半導体集積回路36の演算処理によって表示情報が
生成されると、この表示情報に従った電気信号が制御駆
動回路32を介して指定の発光素子12に供給され、指
定の発光素子12から出射光26が放射される。
子14が外部装置の光信号送信部に向くように配置し、
外部装置からの入射光24を受光素子14が受けると、
入射光14に応じた電気信号が受光素子14から半導体
集積回路36に出力される。半導体集積回路36は入射
光24に基づいた電気信号と記憶回路40のデータを基
に各種の論理演算等を実行し、表示情報などを生成す
る。半導体集積回路36の演算処理によって表示情報が
生成されると、この表示情報に従った電気信号が制御駆
動回路32を介して指定の発光素子12に供給され、指
定の発光素子12から出射光26が放射される。
【0024】このように、本実施形態によれば、出射光
26が外部装置26の受光部に放射されることで、外部
装置と光信号を伝送媒体とした情報の授受を行なうこと
ができる。さらに発光素子12をそれぞれ一表示画素と
して配列することで、カード基板10自身で情報を表示
することができる。さらにカード基板10は受光素子や
電子回路部品が10ミクロン以下の厚さで構成され、折
り曲げに対して復元力を有する柔軟な材料としてポリエ
チレンテレフタレートを用いて構成されているため、折
り曲げに対しても対応することができる。
26が外部装置26の受光部に放射されることで、外部
装置と光信号を伝送媒体とした情報の授受を行なうこと
ができる。さらに発光素子12をそれぞれ一表示画素と
して配列することで、カード基板10自身で情報を表示
することができる。さらにカード基板10は受光素子や
電子回路部品が10ミクロン以下の厚さで構成され、折
り曲げに対して復元力を有する柔軟な材料としてポリエ
チレンテレフタレートを用いて構成されているため、折
り曲げに対しても対応することができる。
【0025】また、本実施形態においては、発光素子1
2として、単一の光源から構成されるもの、あるいは複
数の光源が同一基板上に形成されたもの、さらには単一
の光源が複数個組合わされたものを用いることができ
る。またカード基板10としては、少なくとも出射光2
6の経路となる部位の材料として出射光26の波長に対
して透明になるような材料で構成することが望ましい。
2として、単一の光源から構成されるもの、あるいは複
数の光源が同一基板上に形成されたもの、さらには単一
の光源が複数個組合わされたものを用いることができ
る。またカード基板10としては、少なくとも出射光2
6の経路となる部位の材料として出射光26の波長に対
して透明になるような材料で構成することが望ましい。
【0026】また、保護シート54に導電性パターンを
形成する場合、半導体集積回路36の複数の素子に渡っ
て共通電位となるように、複数の素子全体を共通で覆う
ように導電性パターンを形成すれば、導電性パターンを
接地電位として用いることができる。導電性パターンを
接地電位として用いると、基板の電位を各半導体チップ
(半導体集積回路36のチップ)の広い面積に渡って固
定することができ、寄生サイリスタ効果、いわゆるラッ
チアップによって素子が動作できなくなるのを防止する
ことができるとともに、外部からのノイズによって素子
が誤動作するのを防止することができる。
形成する場合、半導体集積回路36の複数の素子に渡っ
て共通電位となるように、複数の素子全体を共通で覆う
ように導電性パターンを形成すれば、導電性パターンを
接地電位として用いることができる。導電性パターンを
接地電位として用いると、基板の電位を各半導体チップ
(半導体集積回路36のチップ)の広い面積に渡って固
定することができ、寄生サイリスタ効果、いわゆるラッ
チアップによって素子が動作できなくなるのを防止する
ことができるとともに、外部からのノイズによって素子
が誤動作するのを防止することができる。
【0027】また、図6に示すように、非導電性の保護
シート58のみを用いて各部品を覆うようにすることも
できる。すなわち、保護シート54の導電性パターンを
共通の電位にすると障害が生じるときには、非導電性の
保護シート58のみを用いて各種部品を覆う構造とする
ことができる。この場合には、発光素子12、受光素子
14については配線28、30を利用して電気的な結線
を行なうことになる。
シート58のみを用いて各部品を覆うようにすることも
できる。すなわち、保護シート54の導電性パターンを
共通の電位にすると障害が生じるときには、非導電性の
保護シート58のみを用いて各種部品を覆う構造とする
ことができる。この場合には、発光素子12、受光素子
14については配線28、30を利用して電気的な結線
を行なうことになる。
【0028】また、図7に示すように、発光素子12、
受光素子14を用いる代わりに、受光素子と発光素子の
機能を備えた受発光素子60を用いることもできる。こ
の受発光素子60は、基本的には発光素子12とほぼ同
じ構造であり、III−V族化合物半導体を材料とし、カ
ード基板10の変形に追従できるように薄膜した状態で
カード基板10に実装される。受発光素子60を用いる
と、発光と受光を同時に行なうことはできないが、単一
の受発光素子60が発光と受光の二つの機能を備えるこ
とで部品点数が少なくなり、製造コストを低減すること
ができる。
受光素子14を用いる代わりに、受光素子と発光素子の
機能を備えた受発光素子60を用いることもできる。こ
の受発光素子60は、基本的には発光素子12とほぼ同
じ構造であり、III−V族化合物半導体を材料とし、カ
ード基板10の変形に追従できるように薄膜した状態で
カード基板10に実装される。受発光素子60を用いる
と、発光と受光を同時に行なうことはできないが、単一
の受発光素子60が発光と受光の二つの機能を備えるこ
とで部品点数が少なくなり、製造コストを低減すること
ができる。
【0029】図8はカード基板10に電源を搭載したと
きの実施形態を示す。
きの実施形態を示す。
【0030】本実施形態においては、カード基板10上
に実装された発光素子12、受光素子14、半導体集積
回路36等に電力を供給するために、カード基板10の
裏面側に太陽電池60が実装されている。太陽電池60
は、発光素子12等と同様にフリップチップボンディン
グ法によってカード基板10の裏面側に電気的及び機械
的に結合されている。この太陽電池60は入射光62を
受けて入射光に応じた電力を発生する光電変換素子から
構成されている。この光電変換素子の材料としては、薄
膜の状態でも高い光電変換効率が得られるような材料が
用いて構成されている。この材料としては、例えば、非
晶質シリコン、CuInEe2に代表されるようなカル
コパイオライト系の材料あるいはIII−V族系の化合物
半導体材料を用いることができる。特に、III−V族系
化合物半導体は高い光電変換効率が実現できるため、カ
ード10上の限られた面積の中でも大きな電力を得るこ
とができる。そして太陽電池60から発生した電力は、
保護シート54の導電性パターンを介して半導体集積回
路36、制御駆動回路32、発光素子12、受光素子1
4等に供給されている。
に実装された発光素子12、受光素子14、半導体集積
回路36等に電力を供給するために、カード基板10の
裏面側に太陽電池60が実装されている。太陽電池60
は、発光素子12等と同様にフリップチップボンディン
グ法によってカード基板10の裏面側に電気的及び機械
的に結合されている。この太陽電池60は入射光62を
受けて入射光に応じた電力を発生する光電変換素子から
構成されている。この光電変換素子の材料としては、薄
膜の状態でも高い光電変換効率が得られるような材料が
用いて構成されている。この材料としては、例えば、非
晶質シリコン、CuInEe2に代表されるようなカル
コパイオライト系の材料あるいはIII−V族系の化合物
半導体材料を用いることができる。特に、III−V族系
化合物半導体は高い光電変換効率が実現できるため、カ
ード10上の限られた面積の中でも大きな電力を得るこ
とができる。そして太陽電池60から発生した電力は、
保護シート54の導電性パターンを介して半導体集積回
路36、制御駆動回路32、発光素子12、受光素子1
4等に供給されている。
【0031】またカード基板10に光学系を実装するに
際しては、図9に示すように、レンズ16をカード基板
10と一体に成形することができる。この場合、出射光
26の拡散を抑えて外部装置に向けて高い効率で光を送
ることができるとともに、光学系のコストを低減するこ
とができる。光学系に複雑な構造あるいは基板10と異
なる材料系が要求されるときには、光学系を別に作成し
てカード基板10に接着することも可能である。また、
樹脂から構成されたカード基板10においてイオンの導
入あるいは局所的な熱処理によって部分的に基板材料の
屈折率を調整することにより、基板10に光学系を成形
することもできる。
際しては、図9に示すように、レンズ16をカード基板
10と一体に成形することができる。この場合、出射光
26の拡散を抑えて外部装置に向けて高い効率で光を送
ることができるとともに、光学系のコストを低減するこ
とができる。光学系に複雑な構造あるいは基板10と異
なる材料系が要求されるときには、光学系を別に作成し
てカード基板10に接着することも可能である。また、
樹脂から構成されたカード基板10においてイオンの導
入あるいは局所的な熱処理によって部分的に基板材料の
屈折率を調整することにより、基板10に光学系を成形
することもできる。
【0032】また図10に示すように、発光素子12と
カード基板10との間に形成された間隙に充填剤64を
埋め込む構造を採用することができる。この場合、充填
剤64として、屈折率がガラスと同程度以上の材料を用
いることで、出射光26の伝送損失を減少させることが
できる。
カード基板10との間に形成された間隙に充填剤64を
埋め込む構造を採用することができる。この場合、充填
剤64として、屈折率がガラスと同程度以上の材料を用
いることで、出射光26の伝送損失を減少させることが
できる。
【0033】次に、カード型情報製造装置の製造工程の
一例を図11及び図12にしたがって説明する。なお、
ここでは、III−V族化合物半導体からなる発光ダイオ
ードを作成して薄膜化し、これをカード基板10に搭載
する手順について説明する。
一例を図11及び図12にしたがって説明する。なお、
ここでは、III−V族化合物半導体からなる発光ダイオ
ードを作成して薄膜化し、これをカード基板10に搭載
する手順について説明する。
【0034】まず、成長工程として、n型GaAs基板
80上に分子線エピタキシー法により発光ダイオード
(LED)を構成するエッチストップ層82と発光素子
層84を形成する。発光素子層84は最初にバッファと
して、不純物のSiを加えて厚さ0.5ミクロンメート
ルのn型GaAs層、以下続いて、裏面側障壁層とし
て、Al0.3Ga0.7Asを0.1ミクロンメートル、厚
さ5ミクロンメートルの活性層となるn型GaAs層及
び厚さ0.5ミクロンメートルのBeをドープしたp型
GaAs層、表面側障壁層となる厚さ0.05ミクロン
メートルのAl0.3Ga0.7Asとなる。そして最後にコ
ンタク層となる厚さ0.3ミクロンメートルの高濃度に
BeをドープしたGaAs層からなる。エッチストップ
層82は、厚さ0.2ミクロンメートルのAl0.6Ga0.
4Asを発光素子層84の前に成長する。
80上に分子線エピタキシー法により発光ダイオード
(LED)を構成するエッチストップ層82と発光素子
層84を形成する。発光素子層84は最初にバッファと
して、不純物のSiを加えて厚さ0.5ミクロンメート
ルのn型GaAs層、以下続いて、裏面側障壁層とし
て、Al0.3Ga0.7Asを0.1ミクロンメートル、厚
さ5ミクロンメートルの活性層となるn型GaAs層及
び厚さ0.5ミクロンメートルのBeをドープしたp型
GaAs層、表面側障壁層となる厚さ0.05ミクロン
メートルのAl0.3Ga0.7Asとなる。そして最後にコ
ンタク層となる厚さ0.3ミクロンメートルの高濃度に
BeをドープしたGaAs層からなる。エッチストップ
層82は、厚さ0.2ミクロンメートルのAl0.6Ga0.
4Asを発光素子層84の前に成長する。
【0035】次に、加工工程として、フォトリソグラフ
ィ技術によりフォトレジストをパターンニングし、Au
−Zn系合金を蒸着してからリフトオフ法により発光素
子層84に表面電極50を形成し、このあと燐酸溶液か
らなるエッチング液を用いて素子分離を行なって発光素
子12を形成する。
ィ技術によりフォトレジストをパターンニングし、Au
−Zn系合金を蒸着してからリフトオフ法により発光素
子層84に表面電極50を形成し、このあと燐酸溶液か
らなるエッチング液を用いて素子分離を行なって発光素
子12を形成する。
【0036】次に、裏面電極形成工程として、発光素子
12の表面に支持基板88を貼り付け、支持基板88の
表面側を保護してから、ヨウ化カリウム(KI)溶液に
よりGaAs基板80をエッチングで除去する。次に、
エッチストップ層82をエッチングにより除去した後A
u−Ge系合金を蒸着して裏面電極56を形成する。
12の表面に支持基板88を貼り付け、支持基板88の
表面側を保護してから、ヨウ化カリウム(KI)溶液に
よりGaAs基板80をエッチングで除去する。次に、
エッチストップ層82をエッチングにより除去した後A
u−Ge系合金を蒸着して裏面電極56を形成する。
【0037】次に支持基板への転写工程として、支持基
板86とは異なる支持基板88を、薄膜化した発光ダイ
オードの裏面側に貼付たあと、表面側の支持基板86を
除去する。このあとカード基板貼付工程として、カード
基板10の裏面側に薄膜化した発光ダイオード(発光素
子)12を貼付る。このあとラミネート処理工程とし
て、発光素子12から支持基板88を取り除いて発光素
子12とカード基板10との間隙に充填剤64を埋め込
む。このあと発光素子12の周囲を導電性保護シート5
4と非導電性保護シート58によって覆う。以上の処理
によりカード基板10上に発光素子12としての発光ダ
イオードを実装することができる。
板86とは異なる支持基板88を、薄膜化した発光ダイ
オードの裏面側に貼付たあと、表面側の支持基板86を
除去する。このあとカード基板貼付工程として、カード
基板10の裏面側に薄膜化した発光ダイオード(発光素
子)12を貼付る。このあとラミネート処理工程とし
て、発光素子12から支持基板88を取り除いて発光素
子12とカード基板10との間隙に充填剤64を埋め込
む。このあと発光素子12の周囲を導電性保護シート5
4と非導電性保護シート58によって覆う。以上の処理
によりカード基板10上に発光素子12としての発光ダ
イオードを実装することができる。
【0038】上記の実装工程は、受光素子14にも適用
することができ、受光素子の成長方としては、液相エピ
タキシー(LPE)、有機金属化学的気相成長法等を用
いることができる。また受光素子としては、発光ダイオ
ードのほか、レーザーダイオードにも適用することがで
きる。レーザーダイオードを用いるに際しては、端面発
光型のものを用いることもできるが、面発光型のレーザ
ーダイオードを用いれば、素子からの光が成長面と垂直
方向に出射されるため、上記実装工程をレーザーダイオ
ードにも適用することができる。
することができ、受光素子の成長方としては、液相エピ
タキシー(LPE)、有機金属化学的気相成長法等を用
いることができる。また受光素子としては、発光ダイオ
ードのほか、レーザーダイオードにも適用することがで
きる。レーザーダイオードを用いるに際しては、端面発
光型のものを用いることもできるが、面発光型のレーザ
ーダイオードを用いれば、素子からの光が成長面と垂直
方向に出射されるため、上記実装工程をレーザーダイオ
ードにも適用することができる。
【0039】加工工程で発光素子12を10ミクロン以
下に薄膜化するに際しては、エピタキシャルリフトオフ
(ELO)法を用いることができる。このエピタキシャ
ルリフトオフ法を用いた場合、成長工程において、エッ
チストップ層82に替えて選択エッチ層を成長する。そ
してこの選択エッチ層としては、例えば厚さ10mmの
AlAs層を用いることができる。また加工工程では、
基板エッチング除去の代わりに選択エッチングを行な
う。この選択エッチングにはフッ酸溶液を使用し、選択
エッチ層であるAlAs層だけを選択的にエッチング
し、薄膜素子部を基板から剥離する。このELO法を用
いれば、素子を剥離した後には基板が残るため、基板を
再利用することができ、製造コストの低減に寄与するこ
とができる。
下に薄膜化するに際しては、エピタキシャルリフトオフ
(ELO)法を用いることができる。このエピタキシャ
ルリフトオフ法を用いた場合、成長工程において、エッ
チストップ層82に替えて選択エッチ層を成長する。そ
してこの選択エッチ層としては、例えば厚さ10mmの
AlAs層を用いることができる。また加工工程では、
基板エッチング除去の代わりに選択エッチングを行な
う。この選択エッチングにはフッ酸溶液を使用し、選択
エッチ層であるAlAs層だけを選択的にエッチング
し、薄膜素子部を基板から剥離する。このELO法を用
いれば、素子を剥離した後には基板が残るため、基板を
再利用することができ、製造コストの低減に寄与するこ
とができる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カード基板上に受発光素子と電子回路とを搭載するよう
にしたため、非接触で外部装置と情報の授受を行なうこ
とができるとともに、カード基板上に情報を表示させる
ことができる。
カード基板上に受発光素子と電子回路とを搭載するよう
にしたため、非接触で外部装置と情報の授受を行なうこ
とができるとともに、カード基板上に情報を表示させる
ことができる。
【図1】本発明の一実施形態を示すカード型情報制御装
置の表面側から見た斜視図である。
置の表面側から見た斜視図である。
【図2】カード型情報制御装置の裏面側から見た斜視図
である。
である。
【図3】カード型情報制御装置の要部側面断面図であ
る。
る。
【図4】カード型情報制御装置の要部拡大側面断面図で
ある。
ある。
【図5】カード基板のラミネート構造を説明するための
要部拡大側面断面図である。
要部拡大側面断面図である。
【図6】カード基板の他のラミネート構造を説明するた
めの要部拡大側面断面図でる。
めの要部拡大側面断面図でる。
【図7】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図8】カード基板に太陽電池を設けたときの構成を示
す要部側面断面図である。
す要部側面断面図である。
【図9】基板に光学系が一体化されたときの構成を示す
要部側面断面図である。
要部側面断面図である。
【図10】カード基板と保護シートの間に充填剤が埋め
込まれたときの構造を示す要部側面断面図である。
込まれたときの構造を示す要部側面断面図である。
【図11】発光素子の製造工程及び実装工程を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図12】発光素子の製造工程及び実装工程を説明する
ための斜視図である。
ための斜視図である。
10 カード基板 12 発光素子 14 受光素子 16、18 レンズ 32 制御駆動回路 36 半導体集積回路 40 記憶回路 44 コンデンサ 48 インダクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11C 5/00 G11C 5/00 301A 301 G06K 19/00 J H (72)発明者 綿引 誠次 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 北谷 健 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (11)
- 【請求項1】 入射光を電気信号に変換するとともに電
気信号を光信号に変換する受発光素子と、半導体集積回
路素子、コンデンサ、およびインダクタを主要素として
受発光素子からの電気信号に基づいて受発光素子と少な
くとも表示情報の授受を行う電子回路とを備え、受発光
素子と電子回路をカード基板上に実装してなるカード型
情報制御装置。 - 【請求項2】 受発光素子は、少なくとも発光素子と受
光素子を含み、発光素子が表示画素として複数個配置さ
れ、電子回路は、受光素子の受光に基づいた表示情報を
生成しこの表示情報に従って各発光素子の発光を制御し
てなる請求項1記載のカード型情報制御装置。 - 【請求項3】 受発光素子は化合物半導体材料から構成
され、且つその厚さが10μm以下である請求項1また
は2記載のカード型情報制御装置。 - 【請求項4】 カード基板は光信号を透過する透明基板
で構成され、受発光素子と電子回路が透明基板の一方の
面に実装されてなる請求項1、2または3記載のカード
型情報制御装置。 - 【請求項5】 カード基板にはカード基板外からの光信
号を電力に変換する光電変換素子が実装され、光電変換
素子から発生する電力が受発光素子と電子回路に供給さ
れてなる請求項1、2、3または4記載のカード型情報
制御装置。 - 【請求項6】 光電変換素子は化合物半導体材料から構
成され、且つその厚さが10μm以下である請求項5記
載のカード型情報制御装置。 - 【請求項7】 カード基板にはカード基板外からの光信
号を収光して受発光素子に導くとともに受発光素子から
の光をカード基板外に放射する光学系が実装されてなる
請求項1、2、3、4、5または6記載のカード型情報
制御装置。 - 【請求項8】 カード基板には、少なくともカード基板
に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネート構
造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品側に
は、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気的に
接続された導電性パターンが形成されてなる請求項1乃
至7のうちいずれか1項に記載のカード型情報制御装
置。 - 【請求項9】 カード基板には、少なくともカード基板
に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネート構
造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品側に
は、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気的に
接続されて受発光素子と電子回路の共通電位を示す導電
性パターンが形成されてなる請求項1乃至7のうちいず
れか1項に記載のカード型情報制御装置。 - 【請求項10】 少なくとも受発光素子とカード基板と
の間隙に樹脂性の充填剤が埋め込まれてなる請求項1乃
至9のうちいずれか1項に記載のカード型情報制御装
置。 - 【請求項11】 カード基板は一定程度までの屈曲力に
対して復元力を有する合成樹脂材料で構成されてなる請
求項1乃至10のうちいずれか1項に記載のカード型情
報制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8222438A JPH1063807A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | カード型情報制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8222438A JPH1063807A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | カード型情報制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1063807A true JPH1063807A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16782408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8222438A Pending JPH1063807A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | カード型情報制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1063807A (ja) |
Cited By (16)
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---|---|---|---|---|
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EP1418624A2 (en) | 2002-11-11 | 2004-05-12 | Oki Data Corporation | Light emitting diode array and print head |
EP1420456A2 (en) | 2002-11-13 | 2004-05-19 | Oki Data Corporation | Monolithic semiconductor component and optical print head |
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WO2009044677A1 (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | 半導体記憶装置および記憶システム |
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-
1996
- 1996-08-23 JP JP8222438A patent/JPH1063807A/ja active Pending
Cited By (30)
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