JP2010045463A - 表示素子・電子素子モジュールおよびその製造方法、電子情報機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示素子が配置されたガラス基板上に受光素子を一体化させ、しかも、受光素子に用いるレンズをもガラス基板の一部から形成した構造とするため、更なるいっそうの部品点数の削減、実装面積の削減、配線効率の向上による端末の小型・薄型化および低消費電力化、さらにはコスト削減を実現する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態1に係る表示素子・撮像素子モジュールの要部構成例を示す縦断面図である。図2は、図1の撮像素子部分の拡大断面図である。
上記実施形態1では、表示装置2の表示画面の向きと撮像素子モジュール20が撮像する向きとが逆の場合について説明したが、本実施形態2では、表示装置2の表示画面の向きと、後述する撮像素子モジュール20Cが入射光を取り込んで撮像する向きとが同じ場合について説明する。
図32は、本発明の実施形態3に係る受光素子一体型液晶ディスプレイモジュールの構成例を示す要部断面図である。
受光素子チップ55の場合は表面の汚染を避けるために、電極パッド54上に設けられる導電突起57として、金属細線から形成するワイヤバンプを用いるとよい。金属細線としては金が一般的に用いられるが、他にアルミニュウムや銅などでもよい。本実施形態3では、この中で酸化の影響を受けにくく、形状が安定する金からなるワイヤバンプを用いている。電極パッド54が銅系の金属の場合は、最表面にアルミニュウム系の金属を設けることで対応できる。導電突起57はチップ個片状態で設けても良いし、チップ状態に個片化する前のウエハ状態で設けてもよい。製造上は後者の方が量産性に優れている。
電極パッド54に導電突起57を設けた受光素子チップ55は、基板配線(ランド部56aおよびそれ以外の配線部56b)が施された透光性支持基板53のランド部56aに、上記導電突起57が各々位置合わせされて搭載される。これらの電気的接続は、導電突起57とランド56aを直接接続してもよいし、導電突起57とランド56a間において、導電粒子58を介在させてもよい。このとき、上記接続方法によらず、受光素子チップ55の接続部は、樹脂59で固めることにより、受光素子チップ55と透光性支持基板53との接続部を保護することができる。導電粒子58を介して電気的に接合する場合は、ワイヤバンプの頂部をあらかじめ平坦化しておくと、導電粒子58の介在数が多くできるのでよい。その頂部のサイズは40μmから80μm程度とすると導電粒子58の介在数を確保できる。導電粒子58を含有する樹脂材料には、その例として異方性導電樹脂材料(導電させたい例えば加圧した縦方向のみ導電し、加圧しない横方向には導電しない導電接着材)であるACF(フィルム)やACP(ペイスト)がある。一方、導電粒子58を含まない樹脂材料には、その例としてNCP、アンダーフィル材などがある。これらACF、ACP、NCP、アンダーフィル材などの樹脂材料は非導電粒子を含有することができる。非導電粒子には、シリカやアルミナなどがある。これらの非導電粒子は、樹脂材料が一般的に、熱膨張係数が高いため、導電突起、ガラスやICチップなどに熱膨張係数を近づけるのに有効である。NCPやアンダーフィル材で受光素子チップ55の接続部を固める場合においては、導電突起57の頂部が尖った形状としておく方がよい。受光素子チップ55の接続の前に予め樹脂を塗布するNCPを用いる方法では、接続面へのNCP材料の巻き込みを防止できる。また、受光素子チップ55が導電突起57を介して接続された後に、樹脂59を注入して接続部を固める方法においても、頂部が尖った先端形状としておく方が、ボンディング圧力を小さく設定できるため、受光素子チップ55へのダメージを低減できる。特に、受光素子チップ55の厚さが0.3mm以下の場合に、受光素子チップ55の強度が弱くなるので有効である。いずれの樹脂59を用いる場合においても、受光素子チップ55の少なくとも接続部を固め、受光領域60の位置を避けるようにして形成することが重要である。このためには、樹脂59の量を調節して塗布(ACP(導電粒子があるタイプ)、NCP(導電粒子がないタイプ))、貼り付け(ACF)、注入(アンダーフィル材)などの作業を行う。
図42は、本発明の実施形態3として、本発明の実施形態1〜3の表示素子・撮像素子モジュールを表示部および撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
この電子情報機器90としては、前述したように例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載用前方監視カメラ(ドライブレコーダ)などの車載用カメラおよびテレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置(PDA)などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。
2 表示装置
3 ガラス基板
4 レンズ
4a 凸レンズのレンズ形状
41 凹型レンズ
42 フレネルレンズのレンズ形状
5 遮光材料
6 撮像素子
6a 受光面
7 その他素子郡
8 3層の金属多層膜
8a 遮光用の金属薄膜
8b 絶縁膜
8c 配線用の金属薄膜
9 レンズ遮光層
9a 溝
9b 浅いレンズ遮光層
10 IRカット材料
11、12、13 レジスト膜
11a 遮光層形成用の円形線分パターン
12a、13a レンズ形成用の円形線分パターン
14 高温スタンパ
15,16 レジストパターン
15a IRカット材料を除去する部分
16a レジスト矩形パターン
17A、18A 2枚のレンズ群
18B 遮光部材(遮光ホルダ)
20、20A〜20C 撮像素子モジュール
51 受光素子一体型液晶ディスプレイモジュール(表示素子・撮像素子モジュール)
52 液晶ディスプレイ
53 透光性支持基板
54 電極パッド
55 受光素子チップ
56a ランド部
56b 配線部
57,57A 導電突起
58 導電粒子
59、59A〜59C 樹脂(接着樹脂)
60 受光領域
61 レンズユニット
64 絶縁膜
65 微小レンズ
66 カバー膜
71〜74 段差部
Claims (41)
- ディスプレイが配置された透光性支持基板において、該ディスプレイの配置箇所以外の透光性支持基板の一部にレンズを形成し、該レンズに対して電子素子が配置されている表示素子・電子素子モジュール。
- 前記透光性支持基板に形成されたレンズの外周側に遮光層が設けられている請求項1に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記遮光層で囲まれた透光性支持基板上で、前記レンズの光入射用中央部以外の透光性支持基板上に遮光膜が設けられている請求項2に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記遮光層は、前記透光性支持基板上から形成された溝内に遮光材料が埋め込まれている請求項2または3に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記遮光層は、2重または3重に平面視円形状または楕円形状、四角形状に形成された前記透光性支持基板上から形成された溝内に遮光材料が埋め込まれている請求項2または3に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記2重の遮光層の一方は、前記透光性支持基板の一方面側から形成された溝内に遮光材料が埋め込まれ、該2重の遮光層の他方は、該透光性支持基板の他方面側から形成された溝内に遮光材料が埋め込まれている請求項5に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記遮光用の金属膜上に絶縁膜を介して配線用の金属膜が設けられ、前記電子素子の各端子部は、該配線用の金属膜がパターニングされた配線層に接続されている請求項3に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記電子素子と前記透光性支持基板の間が遮光材料で封止されている請求項1に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記電子素子としての撮像素子からの画像データに基づいて前記ディスプレイに直接表示するべく、該ディスプレイが前記透光性支持基板上の金属膜の配線パターンにより該撮像素子と接続される配線経路が設けられている請求項1に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記レンズと前記電子素子としての受光素子の受光領域との間にIRカット材料が設けられている請求項1に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記IRカット材料は、前記レンズ曲面上、該レンズ曲面が形成される側とは反対の透光性支持基板面上および前記受光素子の受光領域の表面上のいずれかに設けられている請求項10に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記透光性支持基板のレンズは、凹型レンズおよび凸型レンズのいずれかである請求項1に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記電子素子には、素子領域を囲む周辺領域に一または複数の電極部が配設されており、ディスプレイを構成する透光性支持基板の配線部に該電極部上の導電突起を用いて該電子素子を接続する接続構造において、該透光性支持基板と該電子素子との間の該素子領域に対応する領域を避けるように、該透光性支持基板と該電子素子との間の少なくとも該接続構造が樹脂で固められた実装構造を有する請求項1に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記透光性支持基板の配線部と前記電極部上の導電突起との間に異方性導電樹脂材料の導電粒子を介在させた接続部分を完全に覆うように前記樹脂で固められている請求項13に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記透光性支持基板と前記電子素子との間の接続構造を含む周辺領域が前記樹脂で固められている請求項13に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記素子領域に対応する領域に前記樹脂が広がるのを食い止めるための突状の段差部が、前記電子素子の周辺領域、および該周辺領域に対向する前記透光性支持基板の領域のうちの少なくともいずれかに設けられている請求項13〜15のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記樹脂が外側に広がるのを食い止めるための突状の段差部が、前記電子素子の周辺部、および前記透光性支持基板における該電子素子と対向する領域の周辺部のうちの少なくともいずれかに設けられている請求項13〜16のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記素子領域に対応する領域に前記樹脂が広がるのを食い止めるべく、該樹脂をはじく性質を有する材料が、前記電子素子の周辺領域、および該周辺領域に対向する前記透光性支持基板の領域のうちの少なくともいずれかに設けられている請求項13〜15のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記樹脂が外側に広がるのを食い止めるべく、該樹脂をはじく性質を有する材料が、前記電子素子の周辺部、および前記透光性支持基板における該電子素子と対向する領域の周辺部のうちの少なくともいずれかに設けられている請求項13〜15および18のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記電子素子の周辺部は、該電子素子の端部およびその外側近傍である請求項17または19に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記外側近傍の更に周辺部に封止樹脂が設けられ、該封止樹脂により前記透光性支持基板と該電子素子との間を封止している請求項20に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記封止樹脂は、該電子素子の側面と上面を覆っている請求項21に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記突状の段差部の少なくとも表面部が、前記樹脂をはじく性質を有する材料で構成されている請求項16または17に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記樹脂は、少なくとも前記接続構造の接続部分に導電粒子を含有する樹脂が設けられている請求項13または15に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記導電粒子を含有する樹脂材料は異方性導電樹脂材料である請求項13または15に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記樹脂は、非導電粒子を含有する樹脂を少なくとも一部に有する請求項13〜15、24および25のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記樹脂は、遮光性樹脂を少なくとも一部に有する請求項13〜15、20〜22、24および26のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記段差部は、前記ディスプレイを構成する材料と共通材料から構成されている請求項16、17および23のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記樹脂をはじく材料は、前記ディスプレイを構成する材料と共通材料から構成されている請求項18、19および23のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記段差部は、前記電子素子上の膜を構成する材料と共通材料から構成されている請求項16、17および23のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記段差部は、電磁波により硬化する材料から構成されている請求項16、17および23のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記透光性支持基板は、貫通配線または/および側面配線により接続された両面配線を有している請求項13〜15のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記ディスプレイが配設されている透光性支持基板の面とは反対側の面に前記電子素子が配設され、前記両面配線を用いて該ディスプレイと該電子素子とが電気的に接続されている請求項32に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記電子素子は受光素子である請求項1または13に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記電子素子は、入射光を光電変換して撮像する複数の受光部が設けられた撮像素子である請求項1または13に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 前記透光性支持基板は、ガラス基板または樹脂基板のいずれかである請求項1または13に記載の表示素子・電子素子モジュール。
- 請求項1に記載の表示素子・電子素子モジュールの製造方法であって、前記ディスプレイが配置された透光性支持基板において、該ディスプレイの配置箇所以外の透光性支持基板の一部にレンズを形成するレンズ形成工程と、該レンズに対して電子素子を配置する電子素子配置工程とを有する表示素子・電子素子モジュールの製造方法。
- 前記レンズ形成工程は、パターニングされたレジスト膜を熱処理した後のレジスト膜表面形状を、エッチングにより前記透光性支持基板に転写するかまたは、高温スタンパによる該透光性支持基板への押圧によってレンズ表面を形成する請求項37に記載の表示素子・電子素子モジュールの製造方法。
- 前記レンズ形成工程は、前記透光性支持基板から形成されたレンズに対応するように一または複数のレンズがホルダに保持された状態で固定されている請求項37または38に記載の表示素子・電子素子モジュールの製造方法。
- 請求項1〜36のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュールを表示部および撮像部に用いた電子情報機器。
- 請求項1〜33および36のいずれかに記載の表示素子・電子素子モジュールを表示部、発光部および受光部に用いた電子情報機器。
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