JP2004212478A - 光モジュール、表示装置及びその製造方法並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】製品の小型化を図ることである。
【解決手段】表示装置は、第1の領域14及び第1の領域14に近接し、配線パターン16が形成された第2の領域18を有する第1の基板10と、第1の基板10の第1の領域14に対向して配置された第2の基板20と、配線パターン16に電気的に接続される電極44を有する撮像チップ30であって、第2の領域18に搭載され、光学的部分32を有する撮像チップ30と、を含み、第1の領域18及び第2の基板20の少なくともいずれか一方が画像を表示する表示部となる。
【選択図】 図3
【解決手段】表示装置は、第1の領域14及び第1の領域14に近接し、配線パターン16が形成された第2の領域18を有する第1の基板10と、第1の基板10の第1の領域14に対向して配置された第2の基板20と、配線パターン16に電気的に接続される電極44を有する撮像チップ30であって、第2の領域18に搭載され、光学的部分32を有する撮像チップ30と、を含み、第1の領域18及び第2の基板20の少なくともいずれか一方が画像を表示する表示部となる。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュール、表示装置及びその製造方法並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特開平9−27606号公報
【0004】
【発明の背景】
CCDやCMOSセンサなどの撮像装置によって撮像した画像を、液晶などの表示パネルに表示することが知られているが、従来、撮像チップは、表示パネルとは別の他の基板に実装されていたので、製品の小型化に限界があった。
【0005】
本発明の目的は、製品の小型化を図ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る表示装置は、第1の領域及び前記第1の領域に近接し、配線パターンが形成された第2の領域を有する第1の基板と、
前記第1の基板の前記第1の領域に対向して配置された第2の基板と、
前記配線パターンに電気的に接続される電極を有する撮像チップであって、前記第2の領域に搭載され、光学的部分を有する前記撮像チップと、を含み、
前記第1の領域及び前記第2の基板の少なくともいずれか一方が画像を表示する表示部となる。本発明によれば、撮像チップは、第1の基板の第2の領域に搭載されている。そのため、撮像チップを外付けする場合に比べて、表示装置の平面形状を小さくすることができる。したがって、製品の小型化を図ることができる。
(2)この表示装置において、
前記撮像チップは、前記第1の基板の表面と対向する面に、前記光学的部分を有してもよい。
(3)この表示装置において、
前記撮像チップは、前記第1の基板の表面と対向する面の裏面に、前記光学的部分を有してもよい。
(4)この表示装置において、
さらに、少なくとも前記光学的部分を囲む筐体を含み、
前記筐体は、前記光学的部分に集光するレンズを含んでもよい。
(5)この表示装置において、
前記第1の基板は、前記撮像チップが搭載された第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面を有し、
前記筐体は、前記第1の面に搭載されてもよい。
(6)この表示装置において、
前記第1の基板は、前記撮像チップが搭載された第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面を有し、
前記筐体は、前記第2の面に搭載されてもよい。
(7)この表示装置において、
前記筐体を前記第1の基板に接着する接着材料をさらに含み、
前記第1の基板の前記接着材料形成領域は、前記第1の基板の前記光学的部分に対向する領域から離間して配置されてもよい。こうすることで、乱反射によって第1の基板の内面を通る光が、接着材料で反射して、第1の基板の外部に出射した場合であっても、その光が光学的部分に入射しないようにすることができる。したがって、撮像チップの誤作動を防止することができる。
(8)この表示装置において、
前記撮像チップに電気的に接続されてなる少なくとも1つの回路チップをさらに含んでもよい。
(9)この表示装置において、
前記回路チップは、前記撮像チップに積層されてもよい。これによって、さらに表示装置の小型化を図ることができる。
(10)この表示装置において、
前記第1の基板は、光透過性基板であってもよい。
(11)この表示装置において、
前記第1の基板の前記第2の領域には、光学機能膜が形成されてもよい。
(12)本発明に係る電子機器は、上記表示装置を有する。
(13)本発明に係る表示装置の製造方法は、
(a)第1の基板の第1の領域に第2の基板を対向させて、前記第1の領域及び前記第2の基板の少なくともいずれか一方に画像を表示する表示部を形成すること、及び、
(b)前記第1の領域に近接し、配線パターンが形成された第2の領域に、光学的部分及び電極を有する撮像チップを配置し、前記電極を前記配線パターンに電気的に接続させること、
を含む。本発明によれば、撮像チップを第1の基板の第2の領域に搭載する。
そのため、撮像チップを外付けする場合に比べて、表示装置の平面形状を小さくすることができる。したがって、製品の小型化を図ることができる。
(14)本発明に係る光モジュールは、第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面と、を有する光学ガラス基板と、
前記第1の面に搭載され、光学的部分を有する光学チップと、
前記光学的部分に集光するレンズを有し、少なくとも前記光学的部分を囲むように前記第2の面に搭載された筐体と、
を含む。本発明によれば、光学ガラス基板の一方の面に光学チップが搭載され、他方の面に筐体が搭載されている。光学ガラス基板の各面は、傾きにばらつきが少なく、かつ、変形しにくい。したがって、光学ガラス基板を基準とすることで、光学チップ及び筐体の各光軸を極めて正確に一致させることが可能になり、製品の品質を高めることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図4は、本実施の形態に係る表示装置を説明する図であり、図5及び図6は、本実施の形態の変形例に係る表示装置を説明する図である。詳しくは、図1は、表示装置の平面図であり、図2は、図1のII−II線断面図である。図3は、表示装置の部分拡大図である。
【0008】
本実施の形態に係る表示装置は、電気的情報信号を、視覚的に認識できる光情報信号に変換する電子デバイス(又は電子モジュール)である。表示装置は、表示パネルを含む。本実施の形態では、表示パネルは、液晶パネルである。あるいは、表示パネルは、プラズマディスプレイパネル、エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル(例えば有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル)などであってもよい。
【0009】
表示装置(詳しくは表示パネル)は、第1及び第2の基板10,20を含む。第1の基板10は、光透過性基板(例えば光学ガラス基板)であってもよい。本実施の形態では、第2の基板20も光透過性基板であり、第1及び第2の基板10,20のうち、第2の基板20側から画像を認識できるようになっている。あるいは、第1の基板10側から画像を認識できるようになっていてもよく、第1の基板10及び第2の基板20の両側から画像を認識できるようになっていてもよい。
【0010】
第1及び第2の基板10,20は、互いに対向するように配置される。第1及び第2の基板10,20は、間隔を空けて配置されてもよい。その間隔には、電気光学物質(液晶・放電ガス・発光材料など)12が充填されていてもよい。詳しくは、第1の基板10は、第1の領域14と配線パターン(又は端子)16が形成された第2の領域18とを有し、第1の領域14に第2の基板20が対向している。第1の基板10のうち、第1の基板10と第2の基板20とが対向して配置されている部分を第1の領域14として、第1の領域14以外の領域を第2の領域18といってもよい。第2の領域18は、第1の領域14に近接している。第1の領域14及び第2の基板20の少なくともいずれか一方が画像を表示する表示部となる。第2の領域18には、画像が表示されない。図1に示すように、第1の基板10の端部は、第2の基板20の端部から突出している。この端部を第2の領域18といってもよい。第1の領域14の周縁部にはシール材22が連続的に設けられ、第1及び第2の基板10,20、シール材22によって、電気光学物質12が封止されている。第1の基板10の外形は、第2の基板20の外形よりも大きくてもよい。
【0011】
配線パターン16は、第1の基板10における第2の基板20側の面に形成されている。図1に示すように、配線パターン16の一部は、第1及び第2の基板10,20によって挟まれた領域(第1の領域14)から引き出されてもよい。
図3に示すように、配線パターン16は、複数層で形成してもよい。例えば、第1の領域14から連続して形成されたITO(Indium Tin Oxide)からなる透明パターンと、第2の領域16に形成されたCr、Alなどからなる金属パターンとによって、複数層にしてもよい。金属パターンは、配線パターン16の導電性を高めるとともに、後述する撮像チップ30への不要な光の入射を妨げる遮光層としての役割を果たす。表示パネル(本実施の形態では液晶パネル)のその他の構成(偏光板、配向膜、透明電極等)には、周知の内容があてはまる。
【0012】
図2に示すように、本実施の形態では、表示装置は、支持部材24を含む。支持部材24(例えばその端部)には、図示しない光源(例えばLED等)が設けられている。支持部材24は、ライトガイドである。光源からの光が支持部材24の内部を伝搬して、支持部材24の表面から面状に光を出力することができる。支持部材24の一方の面に、表示パネル(第1及び第2の基板10,20を含む)が貼り付けられる。また、支持部材24の他方の面には、図示しない反射板が設けられている。
【0013】
表示装置は、撮像チップ(又は受光チップ)30を含む。図4に示すように、撮像チップ30は、光学的部分(又は受光部)32を有する。光学的部分32は、光が入射する部分である。また、光学的部分32は、光エネルギーを他のエネルギー(例えば電気)に変換する。すなわち、光学的部分32は、複数のエネルギー変換素子(受光素子)34を有する。複数のエネルギー変換素子(受光素子又はイメージセンサ素子)34は、二次元的に並べられて、画像センシングを行えるようになっている。すなわち、表示装置は、イメージセンサ(例えばCCD、CMOSセンサ)としての機能を有する。エネルギー変換素子34は、パッシベーション膜36で覆われている。パッシベーション膜36は、光透過性を有する。撮像チップ30を、半導体基板(例えば半導体ウエハ)から製造する場合、SiO2、SiNでパッシベーション膜36が形成されてもよい。
【0014】
光学的部分32は、カラーフィルタ38を有していてもよい。カラーフィルタ38は、パッシベーション膜36上に形成されている。また、カラーフィルタ38上に平坦化層40が設けられ、その上にマイクロレンズアレイ42が設けられていてもよい。
【0015】
撮像チップ30には、複数の電極44が形成されている。電極44は、パッド上に形成されたバンプを有するが、パッドのみであってもよい。電極44は、光学的部分32の外側に形成されてもよい。撮像チップ30の複数辺(例えば対向する二辺又は四辺)又は一辺に沿って電極44を配置してもよい。
【0016】
光学的部分32は、封止部50によって封止されていることが好ましい。こうすることで、光学的部分32を湿気から保護し、また、光学的部分32にゴミが入るのを防止することができる。封止部50は、光透過性を有し、電極44を避けて設けられる。例えば、封止部50は、光学的部分32の上方に配置されるプレート部52と、光学的部分32の周囲に連続的に形成されるスペーサ部54と、を有する。
【0017】
撮像チップ30は、第1の基板10の第2の領域18に搭載されている。すなわち、撮像チップ30は、表示パネルの一部に搭載されている。撮像チップ30の電極44は、配線パターン16に電気的に接続されている。図3に示すように、両者間の電気的接続は、異方性導電膜(ACF)や異方性導電ペースト(ACP)等の異方性導電材料56を使用して、導電粒子を電極44と配線パターン16との間に介在させてもよい。その場合、異方性導電材料56によって、光学的部分32(封止部50)を覆わないようにする。あるいは、両者間の電気的接続を、Au−Au、Au−Sn、ハンダなどによる金属接合によって達成してもよい。電気的な接続部は、アンダーフィル材によって封止することが好ましい。この場合もアンダーフィル材によって、光学的部分32を覆わないようにする。
【0018】
図3に示すように、撮像チップ30は、光学的部分32を含む表面が第1の基板10の表面と対向して配置されている。封止部50は、第1の基板10に非接触になっている。また、図3に示す例では、第1の基板10における光学的部分32と重なる領域には、配線パターン16が形成されていない。あるいは、第1の基板10における光学的部分32と重なる領域に、透明パターンのみが形成されていてもよい。
【0019】
図3に示すように、表示装置は、筐体60を含む。筐体60は、筒状の鏡筒であってもよい。筐体60は、第1の基板10(詳しくは第2の領域18)に搭載されている。筐体60は、撮像チップ30における光学的部分32側の面の平面視において、少なくとも光学的部分32を囲むように(図3では撮像チップ30の全体を囲むように)設けられている。図3に示す例では、筐体60は、第1の基板10における撮像チップ30が搭載された面(第1の面)とは反対の面(第2の面)に搭載されている。これによれば、撮像チップ30とレンズ62との間に第1の基板10が介在するので、両者間の距離を十分に確保することが可能である。
【0020】
筐体60には、レンズ62が固定されている。筐体60及びレンズ62が撮像のために使用される場合、それらを撮像光学系と呼ぶことができる。レンズ62は、撮像チップ30の光学的部分32に集光するように設けられる。レンズ62は、撮像チップ30の光学的部分32に対応する位置に配置される。筐体60は、レンズホルダとなる第1の部分64と、第1の基板10との取付部となる第2の部分66と、を有する。第1の部分64にレンズ62が取り付けられている。
第1及び第2の部分64,66には、光学的部分32の下方において、第1及び第2の開口部68,70が形成されている。第1及び第2の開口部68,70は、連通する。そして、第1の部分64の第1の開口部68内にレンズ62が取り付けられている。レンズ62は、第1の部分64の内側に形成されたねじ(図示せず)を用いて第1の開口部68の軸に沿った方向に移動させることができる押さえ具を含む押え構造(図示せず)により、第1の開口部68内に固定されていてもよい。レンズ62は、撮像チップ30の光学的部分32から間隔をあけて保持されている。第1の部分64の外側と第2の部分66の第2の開口部70の内側には第1及び第2のねじ72,74が形成されており、これらによって第1及び第2の部分64,66は結合されている。したがって、第1及び第2のねじ72,74によって、第1及び第2の部分64,66は、第1及び第2の開口部68,70の軸に沿った方向に移動する。これにより、レンズ62の焦点を調整することができる。
【0021】
本実施の形態では、筐体60と第1の基板10との取り付けには、接着材料76を使用する。接着材料76は、筐体60の外周端部に設けられる。接着材料76は、第1の基板10における光学的部分32(封止部50)と重なる領域を避けて設ける。すなわち、接着材料76は、光学的部分32を囲む領域に設けられる。図3に示す例では、接着材料76は、第1の基板10の、光学的部分32の外周よりもさらに所定の間隔(距離L)をあけた外側の領域に設けられている。
すなわち、第1の基板10の接着材料76の形成領域は、第1の基板10の光学的部分32に対向する領域から離間して配置されている。こうすることで、乱反射によって第1の基板10の内面を通る光(2点鎖線で示す)が、接着材料76で反射して、第1の基板10の外部に出射した場合であっても、その光が光学的部分32に入射しないようにすることができる。したがって、支持部材24の光源などによって、撮像チップ30の誤作動を防止することができる。なお、光学的部分32及び接着材料76の間の距離Lは、第1の基板10の厚さ、第1の基板10の表面状態などを考慮して決定すればよい。
【0022】
第1の基板10の第2の領域18には、光学機能膜78が形成されてもよい。
光学機能膜78は、第1の基板10の表面に形成されてもよい。光学機能膜78は、反射防止膜(ARコート)、赤外線遮蔽膜(IRコート)などであってもよい。光学機能膜78を第1の基板10に形成することで、このような光学機能を有する装置を設けなくてもよいので、製品の小型化を図ることができる。
【0023】
表示装置は、撮像チップ30に電気的に接続される少なくとも1つの回路チップ(又は半導体チップ)を含む。図1に示す例では、表示装置は、第1及び第2の回路チップ80,82を含む。例えば、第1の回路チップ80は、第1の基板10の第2の領域18に搭載され、第2の回路チップ82は、第1の基板10の端部から引き出されるフレキシブル基板(テープ)84に搭載されてもよい。フレキシブル基板84には、配線パターン86が形成され、配線パターン86の端子と、第1の基板10の配線パターン16の端子とが電気的に接続されている。
第1の回路チップ80は、液晶を駆動するドライバであってもよく、第2の回路チップ84を介在して撮像チップ30に電気的に接続されてもよい。第1の回路チップ80は、複数(例えばXドライバ及びYドライバ)設けてもよい。第2の回路チップ84は、撮像チップ30による変換後の電気信号を処理するもの(DSP:Digital Signal Processing)であってもよい。第2の回路チップ84は、TAB(Tape Automated Bonding)実装してもよいし、COF(Chip On Film)実装してもよい。変形例として、第2の回路チップ82は、第1の基板10の第2の領域18に搭載されてもよい。こうすることで、フレキシブル基板84に回路チップの搭載領域を設けなくてもよくなるので、さらに製品を小型化することができる。なお、表示装置は、フレキシブル基板84を含む。
【0024】
本実施の形態に係る表示装置よれば、撮像チップ30は、電気光学物質12を封止する一対の第1及び第2の基板10,20のうちの第1の基板10に搭載されている。そのため、撮像チップ30を外付けする場合に比べて、表示装置の平面形状を小さくすることができる。したがって、製品の小型化が図れる。
【0025】
本実施の形態に係る表示装置の製造方法は、第1の基板10の第1の領域14に第2の基板20を対向させること、及び、撮像チップ30の電極44を配線パターン16に電気的に接続することを含む。撮像チップ30は、第1の基板10の第2の領域18に搭載する。その他の事項及び効果は、上述の装置の説明から導くことができるので省略する。
【0026】
図3に示すように、本実施の形態に係る光モジュールは、光学ガラス基板(図3では第1の基板10)と、光学チップ(図3では撮像チップ30)と、レンズ62を有する筐体60と、を含む。撮像チップ30は、第1の基板10における第1の面に搭載され、筐体60は、第1の基板10における第1の面とは反対の第2の面に搭載されている。
【0027】
本実施の形態に係る光モジュールによれば、光学ガラス基板(第1の基板10)の一方の面に光学チップ(撮像チップ30)が搭載され、他方の面に筐体60が搭載されている。光学ガラス基板の各面は、傾きにばらつきが少なく、かつ、変形しにくい。したがって、光学ガラス基板を基準とすることで、光学チップ及び筐体の各光軸を極めて正確に一致させることが可能になり、製品の品質を高めることができる。
【0028】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下の変形例の説明では、他の実施例と共通する事項(構成、作用、機能及び効果)及び他の実施例から想定され得る事項は省略する。なお、本発明は、複数の実施例を組み合わせることで達成される事項も含む。
【0029】
図5の変形例に示すように、回路チップ88を撮像チップ30に積層してもよい。すなわち、撮像チップ30及び回路チップ88によって、スタック構造を形成する。これによれば、撮像チップ30及び回路チップ88の一体化が図れるので、さらに製品の小型化が図れる。回路チップ88は、例えば、電極90の形成面とは反対の面を撮像チップ30側に向けるように、撮像チップ30上に搭載してもよい。回路チップ88の電極90は、ワイヤ92を介して配線パターン16に電気的に接続する。電気的接続部(電極90及びワイヤ92)は、樹脂などの封止材94で封止することが好ましい。なお、回路チップ88は、デジタル信号の処理を行うものであってもよいし、液晶を駆動するドライバであってもよい。
【0030】
図6の他の変形例に示すように、撮像チップ30は、光学的部分32(封止部50)を有する表面が第1の基板10の表面とは反対を向くように搭載されてもよい。第1の基板10における光学的部分32と重なる領域には、金属パターンが形成されていてもよい。こうすることで、撮像チップ30の裏面からの光の入射を防止することができる。電極44と配線パターン16との電気的な接続は、ワイヤ96によって達成してもよい。電気的接続部(電極44及びワイヤ96)は、樹脂などの封止材98で封止することが好ましい。
【0031】
図6に示すように、筐体60は、第1の基板10における撮像チップ30が搭載された面(第1の面)に搭載されている。そして、光学的部分32の上方には、レンズ62が設けられている。これによれば、撮像チップ30及び筐体60が第1の基板10に対して同一の側に配置されているので、表示装置の薄型化を図ることができる。筐体60は、撮像チップ30の全体を囲むように設けられてもよい。こうすることで、横及び斜め方向からの光の入射を防止できるので、撮像チップ30の誤作動を防止することができる。なお、光学的部分32の上方には、上述の光学機能膜78を有するフィルタが設けられていてもよい。
【0032】
図7(A)及び図7(B)は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。電子機器1000は、撮像部1100及び表示部1200を有し、被写体像を撮像部1100で捉え、上述の撮像チップ30で光信号を電気信号に変換した後、その電気信号に基づく画像を表示部1200に表示する。本実施の形態によれば、小型の電子機器を提供することができる。
【0033】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る表示装置の平面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】図1の部分拡大図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る表示装置に組み込まれる撮像チップを説明する図である。
【図5】本発明の実施の形態の変形例に係る表示装置を説明する図である。
【図6】本発明の実施の形態の他の変形例に係る表示装置を説明する図である。
【図7】図7(A)及び図7(B)は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
10 第1の基板、12 電気光学物質、14 第1の領域、
16 配線パターン、18 第2の領域、20 第2の基板、
30 撮像チップ、32 光学的部分、44 電極、
60 筐体、62 レンズ、78 光学機能膜、
80 第1の回路チップ、82 第2の回路チップ、88 回路チップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュール、表示装置及びその製造方法並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特開平9−27606号公報
【0004】
【発明の背景】
CCDやCMOSセンサなどの撮像装置によって撮像した画像を、液晶などの表示パネルに表示することが知られているが、従来、撮像チップは、表示パネルとは別の他の基板に実装されていたので、製品の小型化に限界があった。
【0005】
本発明の目的は、製品の小型化を図ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る表示装置は、第1の領域及び前記第1の領域に近接し、配線パターンが形成された第2の領域を有する第1の基板と、
前記第1の基板の前記第1の領域に対向して配置された第2の基板と、
前記配線パターンに電気的に接続される電極を有する撮像チップであって、前記第2の領域に搭載され、光学的部分を有する前記撮像チップと、を含み、
前記第1の領域及び前記第2の基板の少なくともいずれか一方が画像を表示する表示部となる。本発明によれば、撮像チップは、第1の基板の第2の領域に搭載されている。そのため、撮像チップを外付けする場合に比べて、表示装置の平面形状を小さくすることができる。したがって、製品の小型化を図ることができる。
(2)この表示装置において、
前記撮像チップは、前記第1の基板の表面と対向する面に、前記光学的部分を有してもよい。
(3)この表示装置において、
前記撮像チップは、前記第1の基板の表面と対向する面の裏面に、前記光学的部分を有してもよい。
(4)この表示装置において、
さらに、少なくとも前記光学的部分を囲む筐体を含み、
前記筐体は、前記光学的部分に集光するレンズを含んでもよい。
(5)この表示装置において、
前記第1の基板は、前記撮像チップが搭載された第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面を有し、
前記筐体は、前記第1の面に搭載されてもよい。
(6)この表示装置において、
前記第1の基板は、前記撮像チップが搭載された第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面を有し、
前記筐体は、前記第2の面に搭載されてもよい。
(7)この表示装置において、
前記筐体を前記第1の基板に接着する接着材料をさらに含み、
前記第1の基板の前記接着材料形成領域は、前記第1の基板の前記光学的部分に対向する領域から離間して配置されてもよい。こうすることで、乱反射によって第1の基板の内面を通る光が、接着材料で反射して、第1の基板の外部に出射した場合であっても、その光が光学的部分に入射しないようにすることができる。したがって、撮像チップの誤作動を防止することができる。
(8)この表示装置において、
前記撮像チップに電気的に接続されてなる少なくとも1つの回路チップをさらに含んでもよい。
(9)この表示装置において、
前記回路チップは、前記撮像チップに積層されてもよい。これによって、さらに表示装置の小型化を図ることができる。
(10)この表示装置において、
前記第1の基板は、光透過性基板であってもよい。
(11)この表示装置において、
前記第1の基板の前記第2の領域には、光学機能膜が形成されてもよい。
(12)本発明に係る電子機器は、上記表示装置を有する。
(13)本発明に係る表示装置の製造方法は、
(a)第1の基板の第1の領域に第2の基板を対向させて、前記第1の領域及び前記第2の基板の少なくともいずれか一方に画像を表示する表示部を形成すること、及び、
(b)前記第1の領域に近接し、配線パターンが形成された第2の領域に、光学的部分及び電極を有する撮像チップを配置し、前記電極を前記配線パターンに電気的に接続させること、
を含む。本発明によれば、撮像チップを第1の基板の第2の領域に搭載する。
そのため、撮像チップを外付けする場合に比べて、表示装置の平面形状を小さくすることができる。したがって、製品の小型化を図ることができる。
(14)本発明に係る光モジュールは、第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面と、を有する光学ガラス基板と、
前記第1の面に搭載され、光学的部分を有する光学チップと、
前記光学的部分に集光するレンズを有し、少なくとも前記光学的部分を囲むように前記第2の面に搭載された筐体と、
を含む。本発明によれば、光学ガラス基板の一方の面に光学チップが搭載され、他方の面に筐体が搭載されている。光学ガラス基板の各面は、傾きにばらつきが少なく、かつ、変形しにくい。したがって、光学ガラス基板を基準とすることで、光学チップ及び筐体の各光軸を極めて正確に一致させることが可能になり、製品の品質を高めることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図4は、本実施の形態に係る表示装置を説明する図であり、図5及び図6は、本実施の形態の変形例に係る表示装置を説明する図である。詳しくは、図1は、表示装置の平面図であり、図2は、図1のII−II線断面図である。図3は、表示装置の部分拡大図である。
【0008】
本実施の形態に係る表示装置は、電気的情報信号を、視覚的に認識できる光情報信号に変換する電子デバイス(又は電子モジュール)である。表示装置は、表示パネルを含む。本実施の形態では、表示パネルは、液晶パネルである。あるいは、表示パネルは、プラズマディスプレイパネル、エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル(例えば有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル)などであってもよい。
【0009】
表示装置(詳しくは表示パネル)は、第1及び第2の基板10,20を含む。第1の基板10は、光透過性基板(例えば光学ガラス基板)であってもよい。本実施の形態では、第2の基板20も光透過性基板であり、第1及び第2の基板10,20のうち、第2の基板20側から画像を認識できるようになっている。あるいは、第1の基板10側から画像を認識できるようになっていてもよく、第1の基板10及び第2の基板20の両側から画像を認識できるようになっていてもよい。
【0010】
第1及び第2の基板10,20は、互いに対向するように配置される。第1及び第2の基板10,20は、間隔を空けて配置されてもよい。その間隔には、電気光学物質(液晶・放電ガス・発光材料など)12が充填されていてもよい。詳しくは、第1の基板10は、第1の領域14と配線パターン(又は端子)16が形成された第2の領域18とを有し、第1の領域14に第2の基板20が対向している。第1の基板10のうち、第1の基板10と第2の基板20とが対向して配置されている部分を第1の領域14として、第1の領域14以外の領域を第2の領域18といってもよい。第2の領域18は、第1の領域14に近接している。第1の領域14及び第2の基板20の少なくともいずれか一方が画像を表示する表示部となる。第2の領域18には、画像が表示されない。図1に示すように、第1の基板10の端部は、第2の基板20の端部から突出している。この端部を第2の領域18といってもよい。第1の領域14の周縁部にはシール材22が連続的に設けられ、第1及び第2の基板10,20、シール材22によって、電気光学物質12が封止されている。第1の基板10の外形は、第2の基板20の外形よりも大きくてもよい。
【0011】
配線パターン16は、第1の基板10における第2の基板20側の面に形成されている。図1に示すように、配線パターン16の一部は、第1及び第2の基板10,20によって挟まれた領域(第1の領域14)から引き出されてもよい。
図3に示すように、配線パターン16は、複数層で形成してもよい。例えば、第1の領域14から連続して形成されたITO(Indium Tin Oxide)からなる透明パターンと、第2の領域16に形成されたCr、Alなどからなる金属パターンとによって、複数層にしてもよい。金属パターンは、配線パターン16の導電性を高めるとともに、後述する撮像チップ30への不要な光の入射を妨げる遮光層としての役割を果たす。表示パネル(本実施の形態では液晶パネル)のその他の構成(偏光板、配向膜、透明電極等)には、周知の内容があてはまる。
【0012】
図2に示すように、本実施の形態では、表示装置は、支持部材24を含む。支持部材24(例えばその端部)には、図示しない光源(例えばLED等)が設けられている。支持部材24は、ライトガイドである。光源からの光が支持部材24の内部を伝搬して、支持部材24の表面から面状に光を出力することができる。支持部材24の一方の面に、表示パネル(第1及び第2の基板10,20を含む)が貼り付けられる。また、支持部材24の他方の面には、図示しない反射板が設けられている。
【0013】
表示装置は、撮像チップ(又は受光チップ)30を含む。図4に示すように、撮像チップ30は、光学的部分(又は受光部)32を有する。光学的部分32は、光が入射する部分である。また、光学的部分32は、光エネルギーを他のエネルギー(例えば電気)に変換する。すなわち、光学的部分32は、複数のエネルギー変換素子(受光素子)34を有する。複数のエネルギー変換素子(受光素子又はイメージセンサ素子)34は、二次元的に並べられて、画像センシングを行えるようになっている。すなわち、表示装置は、イメージセンサ(例えばCCD、CMOSセンサ)としての機能を有する。エネルギー変換素子34は、パッシベーション膜36で覆われている。パッシベーション膜36は、光透過性を有する。撮像チップ30を、半導体基板(例えば半導体ウエハ)から製造する場合、SiO2、SiNでパッシベーション膜36が形成されてもよい。
【0014】
光学的部分32は、カラーフィルタ38を有していてもよい。カラーフィルタ38は、パッシベーション膜36上に形成されている。また、カラーフィルタ38上に平坦化層40が設けられ、その上にマイクロレンズアレイ42が設けられていてもよい。
【0015】
撮像チップ30には、複数の電極44が形成されている。電極44は、パッド上に形成されたバンプを有するが、パッドのみであってもよい。電極44は、光学的部分32の外側に形成されてもよい。撮像チップ30の複数辺(例えば対向する二辺又は四辺)又は一辺に沿って電極44を配置してもよい。
【0016】
光学的部分32は、封止部50によって封止されていることが好ましい。こうすることで、光学的部分32を湿気から保護し、また、光学的部分32にゴミが入るのを防止することができる。封止部50は、光透過性を有し、電極44を避けて設けられる。例えば、封止部50は、光学的部分32の上方に配置されるプレート部52と、光学的部分32の周囲に連続的に形成されるスペーサ部54と、を有する。
【0017】
撮像チップ30は、第1の基板10の第2の領域18に搭載されている。すなわち、撮像チップ30は、表示パネルの一部に搭載されている。撮像チップ30の電極44は、配線パターン16に電気的に接続されている。図3に示すように、両者間の電気的接続は、異方性導電膜(ACF)や異方性導電ペースト(ACP)等の異方性導電材料56を使用して、導電粒子を電極44と配線パターン16との間に介在させてもよい。その場合、異方性導電材料56によって、光学的部分32(封止部50)を覆わないようにする。あるいは、両者間の電気的接続を、Au−Au、Au−Sn、ハンダなどによる金属接合によって達成してもよい。電気的な接続部は、アンダーフィル材によって封止することが好ましい。この場合もアンダーフィル材によって、光学的部分32を覆わないようにする。
【0018】
図3に示すように、撮像チップ30は、光学的部分32を含む表面が第1の基板10の表面と対向して配置されている。封止部50は、第1の基板10に非接触になっている。また、図3に示す例では、第1の基板10における光学的部分32と重なる領域には、配線パターン16が形成されていない。あるいは、第1の基板10における光学的部分32と重なる領域に、透明パターンのみが形成されていてもよい。
【0019】
図3に示すように、表示装置は、筐体60を含む。筐体60は、筒状の鏡筒であってもよい。筐体60は、第1の基板10(詳しくは第2の領域18)に搭載されている。筐体60は、撮像チップ30における光学的部分32側の面の平面視において、少なくとも光学的部分32を囲むように(図3では撮像チップ30の全体を囲むように)設けられている。図3に示す例では、筐体60は、第1の基板10における撮像チップ30が搭載された面(第1の面)とは反対の面(第2の面)に搭載されている。これによれば、撮像チップ30とレンズ62との間に第1の基板10が介在するので、両者間の距離を十分に確保することが可能である。
【0020】
筐体60には、レンズ62が固定されている。筐体60及びレンズ62が撮像のために使用される場合、それらを撮像光学系と呼ぶことができる。レンズ62は、撮像チップ30の光学的部分32に集光するように設けられる。レンズ62は、撮像チップ30の光学的部分32に対応する位置に配置される。筐体60は、レンズホルダとなる第1の部分64と、第1の基板10との取付部となる第2の部分66と、を有する。第1の部分64にレンズ62が取り付けられている。
第1及び第2の部分64,66には、光学的部分32の下方において、第1及び第2の開口部68,70が形成されている。第1及び第2の開口部68,70は、連通する。そして、第1の部分64の第1の開口部68内にレンズ62が取り付けられている。レンズ62は、第1の部分64の内側に形成されたねじ(図示せず)を用いて第1の開口部68の軸に沿った方向に移動させることができる押さえ具を含む押え構造(図示せず)により、第1の開口部68内に固定されていてもよい。レンズ62は、撮像チップ30の光学的部分32から間隔をあけて保持されている。第1の部分64の外側と第2の部分66の第2の開口部70の内側には第1及び第2のねじ72,74が形成されており、これらによって第1及び第2の部分64,66は結合されている。したがって、第1及び第2のねじ72,74によって、第1及び第2の部分64,66は、第1及び第2の開口部68,70の軸に沿った方向に移動する。これにより、レンズ62の焦点を調整することができる。
【0021】
本実施の形態では、筐体60と第1の基板10との取り付けには、接着材料76を使用する。接着材料76は、筐体60の外周端部に設けられる。接着材料76は、第1の基板10における光学的部分32(封止部50)と重なる領域を避けて設ける。すなわち、接着材料76は、光学的部分32を囲む領域に設けられる。図3に示す例では、接着材料76は、第1の基板10の、光学的部分32の外周よりもさらに所定の間隔(距離L)をあけた外側の領域に設けられている。
すなわち、第1の基板10の接着材料76の形成領域は、第1の基板10の光学的部分32に対向する領域から離間して配置されている。こうすることで、乱反射によって第1の基板10の内面を通る光(2点鎖線で示す)が、接着材料76で反射して、第1の基板10の外部に出射した場合であっても、その光が光学的部分32に入射しないようにすることができる。したがって、支持部材24の光源などによって、撮像チップ30の誤作動を防止することができる。なお、光学的部分32及び接着材料76の間の距離Lは、第1の基板10の厚さ、第1の基板10の表面状態などを考慮して決定すればよい。
【0022】
第1の基板10の第2の領域18には、光学機能膜78が形成されてもよい。
光学機能膜78は、第1の基板10の表面に形成されてもよい。光学機能膜78は、反射防止膜(ARコート)、赤外線遮蔽膜(IRコート)などであってもよい。光学機能膜78を第1の基板10に形成することで、このような光学機能を有する装置を設けなくてもよいので、製品の小型化を図ることができる。
【0023】
表示装置は、撮像チップ30に電気的に接続される少なくとも1つの回路チップ(又は半導体チップ)を含む。図1に示す例では、表示装置は、第1及び第2の回路チップ80,82を含む。例えば、第1の回路チップ80は、第1の基板10の第2の領域18に搭載され、第2の回路チップ82は、第1の基板10の端部から引き出されるフレキシブル基板(テープ)84に搭載されてもよい。フレキシブル基板84には、配線パターン86が形成され、配線パターン86の端子と、第1の基板10の配線パターン16の端子とが電気的に接続されている。
第1の回路チップ80は、液晶を駆動するドライバであってもよく、第2の回路チップ84を介在して撮像チップ30に電気的に接続されてもよい。第1の回路チップ80は、複数(例えばXドライバ及びYドライバ)設けてもよい。第2の回路チップ84は、撮像チップ30による変換後の電気信号を処理するもの(DSP:Digital Signal Processing)であってもよい。第2の回路チップ84は、TAB(Tape Automated Bonding)実装してもよいし、COF(Chip On Film)実装してもよい。変形例として、第2の回路チップ82は、第1の基板10の第2の領域18に搭載されてもよい。こうすることで、フレキシブル基板84に回路チップの搭載領域を設けなくてもよくなるので、さらに製品を小型化することができる。なお、表示装置は、フレキシブル基板84を含む。
【0024】
本実施の形態に係る表示装置よれば、撮像チップ30は、電気光学物質12を封止する一対の第1及び第2の基板10,20のうちの第1の基板10に搭載されている。そのため、撮像チップ30を外付けする場合に比べて、表示装置の平面形状を小さくすることができる。したがって、製品の小型化が図れる。
【0025】
本実施の形態に係る表示装置の製造方法は、第1の基板10の第1の領域14に第2の基板20を対向させること、及び、撮像チップ30の電極44を配線パターン16に電気的に接続することを含む。撮像チップ30は、第1の基板10の第2の領域18に搭載する。その他の事項及び効果は、上述の装置の説明から導くことができるので省略する。
【0026】
図3に示すように、本実施の形態に係る光モジュールは、光学ガラス基板(図3では第1の基板10)と、光学チップ(図3では撮像チップ30)と、レンズ62を有する筐体60と、を含む。撮像チップ30は、第1の基板10における第1の面に搭載され、筐体60は、第1の基板10における第1の面とは反対の第2の面に搭載されている。
【0027】
本実施の形態に係る光モジュールによれば、光学ガラス基板(第1の基板10)の一方の面に光学チップ(撮像チップ30)が搭載され、他方の面に筐体60が搭載されている。光学ガラス基板の各面は、傾きにばらつきが少なく、かつ、変形しにくい。したがって、光学ガラス基板を基準とすることで、光学チップ及び筐体の各光軸を極めて正確に一致させることが可能になり、製品の品質を高めることができる。
【0028】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下の変形例の説明では、他の実施例と共通する事項(構成、作用、機能及び効果)及び他の実施例から想定され得る事項は省略する。なお、本発明は、複数の実施例を組み合わせることで達成される事項も含む。
【0029】
図5の変形例に示すように、回路チップ88を撮像チップ30に積層してもよい。すなわち、撮像チップ30及び回路チップ88によって、スタック構造を形成する。これによれば、撮像チップ30及び回路チップ88の一体化が図れるので、さらに製品の小型化が図れる。回路チップ88は、例えば、電極90の形成面とは反対の面を撮像チップ30側に向けるように、撮像チップ30上に搭載してもよい。回路チップ88の電極90は、ワイヤ92を介して配線パターン16に電気的に接続する。電気的接続部(電極90及びワイヤ92)は、樹脂などの封止材94で封止することが好ましい。なお、回路チップ88は、デジタル信号の処理を行うものであってもよいし、液晶を駆動するドライバであってもよい。
【0030】
図6の他の変形例に示すように、撮像チップ30は、光学的部分32(封止部50)を有する表面が第1の基板10の表面とは反対を向くように搭載されてもよい。第1の基板10における光学的部分32と重なる領域には、金属パターンが形成されていてもよい。こうすることで、撮像チップ30の裏面からの光の入射を防止することができる。電極44と配線パターン16との電気的な接続は、ワイヤ96によって達成してもよい。電気的接続部(電極44及びワイヤ96)は、樹脂などの封止材98で封止することが好ましい。
【0031】
図6に示すように、筐体60は、第1の基板10における撮像チップ30が搭載された面(第1の面)に搭載されている。そして、光学的部分32の上方には、レンズ62が設けられている。これによれば、撮像チップ30及び筐体60が第1の基板10に対して同一の側に配置されているので、表示装置の薄型化を図ることができる。筐体60は、撮像チップ30の全体を囲むように設けられてもよい。こうすることで、横及び斜め方向からの光の入射を防止できるので、撮像チップ30の誤作動を防止することができる。なお、光学的部分32の上方には、上述の光学機能膜78を有するフィルタが設けられていてもよい。
【0032】
図7(A)及び図7(B)は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。電子機器1000は、撮像部1100及び表示部1200を有し、被写体像を撮像部1100で捉え、上述の撮像チップ30で光信号を電気信号に変換した後、その電気信号に基づく画像を表示部1200に表示する。本実施の形態によれば、小型の電子機器を提供することができる。
【0033】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る表示装置の平面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】図1の部分拡大図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る表示装置に組み込まれる撮像チップを説明する図である。
【図5】本発明の実施の形態の変形例に係る表示装置を説明する図である。
【図6】本発明の実施の形態の他の変形例に係る表示装置を説明する図である。
【図7】図7(A)及び図7(B)は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
10 第1の基板、12 電気光学物質、14 第1の領域、
16 配線パターン、18 第2の領域、20 第2の基板、
30 撮像チップ、32 光学的部分、44 電極、
60 筐体、62 レンズ、78 光学機能膜、
80 第1の回路チップ、82 第2の回路チップ、88 回路チップ
Claims (14)
- 第1の領域及び前記第1の領域に近接し、配線パターンが形成された第2の領域を有する第1の基板と、
前記第1の基板の前記第1の領域に対向して配置された第2の基板と、
前記配線パターンに電気的に接続される電極を有する撮像チップであって、前記第2の領域に搭載され、光学的部分を有する前記撮像チップと、を含み、
前記第1の領域及び前記第2の基板の少なくともいずれか一方が画像を表示する表示部となる表示装置。 - 請求項1記載の表示装置において、
前記撮像チップは、前記第1の基板の表面と対向する面に、前記光学的部分を有する表示装置。 - 請求項1記載の表示装置において、
前記撮像チップは、前記第1の基板の表面と対向する面の裏面に、前記光学的部分を有する表示装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の表示装置において、
さらに、少なくとも前記光学的部分を囲む筐体を含み、
前記筐体は、前記光学的部分に集光するレンズを含む表示装置。 - 請求項4記載の表示装置において、
前記第1の基板は、前記撮像チップが搭載された第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面を有し、
前記筐体は、前記第1の面に搭載されてなる表示装置。 - 請求項4記載の表示装置において、
前記第1の基板は、前記撮像チップが搭載された第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面を有し、
前記筐体は、前記第2の面に搭載されてなる表示装置。 - 請求項6記載の表示装置において、
前記筐体を前記第1の基板に接着する接着材料をさらに含み、
前記第1の基板の前記接着材料形成領域は、前記第1の基板の前記光学的部分に対向する領域から離間して配置されてなる表示装置。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の表示装置において、
前記撮像チップに電気的に接続されてなる少なくとも1つの回路チップをさらに含む表示装置。 - 請求項8記載の表示装置において、
前記回路チップは、前記撮像チップに積層されてなる表示装置。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載の表示装置において、
前記第1の基板は、光透過性基板である表示装置。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載の表示装置において、
前記第1の基板の前記第2の領域には、光学機能膜が形成されてなる表示装置。 - 請求項1から請求項11のいずれかに記載の表示装置を有する電子機器。
- (a)第1の基板の第1の領域に第2の基板を対向させて、前記第1の領域及び前記第2の基板の少なくともいずれか一方に画像を表示する表示部を形成すること、及び、
(b)前記第1の領域に近接し、配線パターンが形成された第2の領域に、光学的部分及び電極を有する撮像チップを配置し、前記電極を前記配線パターンに電気的に接続させること、
を含む表示装置の製造方法。 - 第1の面と、前記第1の面の裏面の第2の面と、を有する光学ガラス基板と、
前記第1の面に搭載され、光学的部分を有する光学チップと、
前記光学的部分に集光するレンズを有し、少なくとも前記光学的部分を囲むように前記第2の面に搭載された筐体と、を含む光モジュール。
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JP2002379596A JP2004212478A (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 光モジュール、表示装置及びその製造方法並びに電子機器 |
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JP2010239300A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Sharp Corp | 表示装置 |
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