(57)【要約】【課題】表示素子が配置されたガラス基板上に撮像素子、さらにレンズをも一体化させた構造とすることにより、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を実現する。【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
2010045463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【請求項２１】
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。
【請求項２２】
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。
【請求項２３】
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。
【請求項２４】
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。
【請求項２５】
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。
【請求項２６】
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。
【請求項２７】
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。
【請求項２８】
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。
【請求項２９】
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。
【請求項３０】
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。
【請求項３１】
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。
【請求項３２】
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。
【請求項３３】
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。
【請求項３４】
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。
【請求項３５】
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。
【請求項３６】
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３７】
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。
【請求項３８】
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。
【請求項３９】
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４０】
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４１】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子が配置された透明支持基板としてのガラス基板上に、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成された撮像素子を一体化させた受光素子一体型ディスプレイモジュールなどの表示素子・電子素子モジュールおよびその製造方法、この表示素子・電子素子モジュールを表示部および受光部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置、テレビジョン電話装置、テレビジョン装置や情報を表示する表示ユニットまたは表示装置などに搭載するディスプレイモジュールなどの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示素子や従来の固体撮像素子と、これを駆動したり信号処理するための複数の電子部品との接続配線の簡略化について、特許文献１、２として、図４３〜図４６を用いて詳細に説明する。
【０００３】
図４３は、従来の液晶表示装置およびこれを接続する樹脂基板を示す斜視図である。
【０００４】
図４３において、液晶表示素子１００とコネクタ接続部１０１とはフレキシブル配線基板１０２により折り曲げられて連結されている。このコネクタ接続部１０１は、コネクタ１０３に挿入されてコネクタ１０３を介して樹脂基板１０４のプリント配線に接続される。樹脂基板１０４には、コネクタ１０３と複数の電子部品１０５とが実装されてプリント配線に接続されている。また、フレキシブル配線基板１０２にはＴＣＰボンデンィグ法によりドライブＩＣ１０６が実装されて液晶表示素子１００を駆動制御するようになっている。
【０００５】
このように、液晶表示素子１００と樹脂基板１０４とを別体に形成し、これらをコネクタ接続部１０１とコネクタ１０３により接続していたため、部品点数が増大し、また大型化するという問題があった。このような問題を解決するために、同じガラス基板上に、液晶表示素子１０３と導電パターンを形成し、導電パターンにドライブ用などの電子部品を実装した事例として図４４に示している。
【０００６】
図４４は、従来の液晶表示素子と複数の電子部品を同じ樹脂基板上に実装した場合の断面図である。
【０００７】
図４４において、ガラス基板２００の上側と下側の両面の導電パターン２０１をつなぐために、ガラス基板２００の側面に導電パターン２０１ａが形成されている。ガラス基板２００上に液晶表示素子２０２が配設されており、ガラス基板２００の反対側の面には、液晶表示素子２０２に光照射するためのバックライトである発光部２０３が配設されている。
【０００８】
このように、同じガラス基板２００上に、液晶表示素子２０２と導電パターン２０１を形成し、この導電パターン２０１にドライブ用などの電子部品２０４を実装したため、図４３の従来例の場合と比較して、接続配線手段として用いられる部品点数を削減でき、小型化を図ることができる。特に、導電パターン２０１と液晶表示素子２０２の電極とを直接接続することにより、図４３のコネクタ１０３が不要になるので、組立接続配線作業が不要になると共に、部品点数がさらに削減される。
【０００９】
また、液晶表示素子２０２の代わりにＣＣＤ撮像素子を用いた場合も同様である。これを図４５に示している。
【００１０】
図４５は、従来のＣＣＤ撮像素子と複数の電子部品を同じ樹脂基板上に実装した場合の断面図である。
【００１１】
図４５では、スルーホールガラスプレス基板を用いて、ガラス基板３００上に積層板３００ａを積層して多層構造にした例であり、ガラス基板３００上にＣＣＤ撮像素子３０１が実装されると共にこれに接続される導体パターン３０２が設けられ、この積層板３００ａの導体パターン３０２上に電子部品３０３およびＩＣ３０３ａが実装されている。ガラス基板３００の表面および裏面の各導体パターン３０２は、スルーホール３０４により接続されている。
【００１２】
一方、昨今のモバイル端末、例えばカメラ付携帯電話装置では、ＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤセンサといった撮像素子とレンズを内蔵したカメラモジュール、表示装置である液晶パネルモジュール（または有機ＥＬパネル）など、様々な半導体装置が携帯電話装置のＣＰＵ（中央演算処理装置）を介して接続されている。特に、折りたたみ式携帯電話装置では、表示面側端末からＣＰＵ（中央演算処理装置）が配置された本体側端末へ信号を引き渡すため、折りたたみヒンジ部に、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などを介して信号線を配線する必要がある。表示面側端末にカメラモジュールを配置する場合は、液晶パネルモジュール（または有機ELパネル）などのＦＰＣ配線に加え、カメラモジュールのＦＰＣ配線も必要になり、配線に必要な面積、コストが高くなる。
【００１３】
さらに、端末製造側では、部品点数の増加に伴う開発期間ＴＡＴの長期化が懸念され、カメラモジュール製造側でも、端末機種毎にＦＰＣ配線のカスタマイズが必要となり、開発期間ＴＡＴが長期化する。
【００１４】
これを解決するために、表示素子が配置されたガラス基板上に撮像素子をも一体化させた構造が特許文献２に提案されている。
【００１５】
図４６は、特許文献２に開示された従来の表示素子および撮像素子一体型構造を示す平面図である。
【００１６】
図４６に示すように、従来のテレビ電話装置において、通話者の視線を一致させるために、透光性支持基板４００上の中央部分に画像表示素子４０１が配設されており、画像表示素子４０１の周囲に固体撮像素子４０２と、ドライバーなどの駆動用半導体素子４０３とが配設されている。
【特許文献１】特開平９−２４４００７号公報
【特許文献２】特開平５−１４８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記特許文献２に開示された従来の表示素子および撮像素子一体型構造においても、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を実現することができない。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、表示素子が配置されたガラス基板上に撮像素子、さらにレンズをも一体化させた構造とすることにより、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を実現できる表示素子一体型撮像素子などの表示素子・電子素子モジュールおよびその製造方法、これを表示部および受光部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の表示素子・電子素子モジュールは、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ものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】
また、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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金属膜などの遮光膜が設けられている。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける遮光層は、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。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける遮光層は、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。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおいて、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。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける電子素子には、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。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおいて、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。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおいて、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。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおいて、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。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおいて、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。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおいて、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。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける封止樹脂は、該電子素子の側面と上面を覆っている。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける樹脂は、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。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける樹脂は、非導電粒子を含有する樹脂を少なくとも一部に有する。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける樹脂は、遮光性樹脂を少なくとも一部に有する。上記樹脂には封止樹脂も含まれる。封止樹脂の少なくとも一部に遮光性樹脂を含んでもよい。ただし、紫外線で硬化する場合は遮光性樹脂では硬化することが困難になることが多く、その場合は遮光性にしないほうが良い。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける段差部は、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。
【００４７】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおいて、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。
【００４８】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける段差部は、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。
【００４９】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける段差部は、電磁波により硬化する材料から構成されている。
【００５０】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける透光性支持基板は、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。
【００５１】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける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。
【００５２】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける電子素子は受光素子である。
【００５３】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける電子素子は、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。
【００５４】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールにおける透光性支持基板は、ガラス基板または樹脂基板のいずれかである。
【００５５】
本発明の表示素子・電子素子モジュールの製造方法は、本発明の上記表示素子・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ものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５６】
また、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールの製造方法におけるレンズ形成工程は、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。
【００５７】
さらに、好ましくは、本発明の表示素子・電子素子モジュールの製造方法におけるレンズ形成工程は、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。
【００５８】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記表示素子・電子素子モジュールを表示部および撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５９】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記表示素子・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ものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００６０】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００６１】
本発明においては、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、このレンズに対して電子素子が配置されている。このように、ディスプレイ（表示素子）が配置されたガラス基板などの透光性支持基板上に電子素子（撮像素子）、さらにレンズをも一体化させた構造としている。このため、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が実現可能となる。
【発明の効果】
【００６２】
以上により、本発明によれば、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ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下に、本発明の表示素子・電子素子モジュールおよびその製造方法の実施形態１〜３として受光素子一体型液晶ディスプレイモジュールなどの表示素子・撮像素子モジュールおよびその製造方法に適用した場合および、この表示素子・撮像素子モジュールを表示部および、受光部としての撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態４について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６４】
（実施形態１）
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。
【００６５】
図１および図２において、本実施形態１の表示素子・撮像素子モジュール１は、表示素子一体型撮像素子（受光素子一体型ディスプレイモジュール）であり、ガラス基板３上に配置された表示装置２と、表示装置２が配置された面とは反対側の面にレンズ曲面が形成されたレンズ４と、このレンズ４の平面視外周側を遮光するための平面視２重円形状のレンズ遮光層９、９と、レンズ４に対して、表示装置２の搭載面と同じ面に受光面６ａを対向させた状態で、遮光材料５でチップ周囲を封止して配置された撮像素子６と、ドライバーなどの各種電子部品であるその他の素子郡７とを有している。これらの表示装置２以外のレンズ４、遮光材料５、撮像素子６およびレンズ遮光層９、９により撮像素子モジュール２０が構成されている。
【００６６】
即ち、表示装置２（表示素子として例えば液晶パネルや有機ＥＬパネルなど）がガラス基板３上に配置され、表示装置２の周囲のガラス基板３の一部からレンズ４が形成されている。このレンズ４の形成面とは反対側のガラス基板１の表面に、そのレンズ４の位置と対応して、周囲が遮光材料５により封止された撮像素子６が搭載されている。この撮像素子６は、その他素子群７と共に、アルミニウムなどの遮光性のある後述する金属薄膜８ｃ（金属配線パターン）で配線されている。その他素子群７としては、表示装置２を駆動するためのコントローラやドライバー、画像処理素子などの電子部品が挙げられるが、これらの素子群７は、ガラス基板３の外部に配置されていても構わない。
【００６７】
また、これに加えて、撮像素子６の受光面６ａの前方に、不要な赤外領域の波長を入射光からカットするためのＩＲカット材料１０を設けることもできる。図１および図２では、ガラス基板３のレンズ４の形成面とは反対側の面にＩＲカット材料１０を薄膜状にコーティングしている。また、これに限らず、図３に示すように、レンズの形成面側をＩＲカット材料１０で薄膜状にコーティングしてもよいし、図４に示すように、撮像素子６（ＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤセンサ）の受光部６ａ上に直接、ＩＲカット材料１０を薄膜状にコーティングしてもよい。
【００６８】
上記構成の電子素子モジュール１の製造方法について以下に説明する。
【００６９】
まず、レンズ遮光層９の形成工程について説明する。レンズ遮光層９の形成工程は、図５のようにガラス基板３の一方面（後でレンズが形成されるレンズ形成面）にレジスト材料を成膜し、このレジスト材料に遮光層形成用の円形線分パターン１１ａ（円形線分部分がレジスト剥離されたレジストパターン、楕円形線分パターンでもよい）を形成してレジスト膜１１とし、その後、このレジストパターンの円形線分パターン１１ａが形成されたレジスト膜１１をマスクとして、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などにより異方性エッチングを行い、図６のようなガラス基板３に遮光用の溝９ａを形成する。このレジスト材料は、ノボラック系ポリマーまたはスチレン系ポリマーを用いる。このスチレン系ポリマーは透明性がよく、イメージセンサのマイクロレンズにも用いられている。また、異方性エッチングは、ＣＨＦ３（三フッ化メタン）ガスによるドライエッチングによりガラスエッチングを行う。
【００７０】
その後、図７のように遮光材料９ｂによりガラス基板３の遮光用の溝９ａ内を埋め込む。ここで、遮光材料９ｂで遮光用の溝９ａを埋める方法としては、例えば蒸着法が挙げられるが、この方法に限定されるものではなく、遮光材料９ｂにより遮光用の溝９ａが埋まるかまたは、コーティングできればどの様な方法であっても構わない。
【００７１】
さらに、アセトンや硫酸過水などのレジスト剥離液により不要なレジスト材料を溶かしてレジスト膜１１を除去し、さらに、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）などの研磨方法により、不要な遮光材料９ｂを除去してレンズ遮光層９の形成面を平坦化し、図８のような平面視円形のレンズ遮光層９を得る。
【００７２】
前記した場合と同様の方法で、図９（ａ）のようにレンズ遮光層９の形成面とは反対側の面（後に撮像素子が配置される面）に、図８で説明したレンズ遮光層９よりも径が一回り大きな平面視円形のレンズ遮光層９を形成する。ここで、内側のレンズ遮光層９と外側の平面視円形状または楕円形状のレンズ遮光層９との間隔は遮光効率、ガラス基板強度などを勘案して最適な条件で形成すればよい。
【００７３】
なお、これらの２重のレンズ遮光層９、９の図９（ａ）の左下側には、図示しない液晶表示用のバックライトが配設されており、そのバックライトからの光をより確実に遮光する必要がある。このため、図９（ｂ）に示すように、ガラス基板３の強度に影響しない浅い平面視円形状または楕円形状のレンズ遮光層９ｂが、外側のレンズ遮光層９の隙間を覆うように更に外周側に設けれている。また、図１０（ａ）に示すように内側のレンズ遮光層９を外側に、外側のレンズ遮光層９を内側に入れ替えて配設することもできる。外側のレンズ遮光層９に比べて浅いレンズ遮光層９ｂを設ける場合には、図１０（ｂ）に示すように外側のレンズ遮光層９の隙間を覆うようにするために、レンズ曲面形成面とは反対側の面側から設けられる。
【００７４】
さらに、外側のレンズ遮光層９の形成面側のガラス基板３上に、図示しない金属薄膜８ａを、遮光用として、図１１に示すように少なくとも外側の円形または楕円形のレンズ遮光層９の内側上を覆うように形成し、内側および外側の２重のレンズ遮光層９、９および金属薄膜８ａが形成されたガラス基板３を得る。なお、２重のレンズ遮光層９、９の形成方法および形状は、上記記載の平面視円形のものに限定するものではなく、レンズ外周からの光の入射、特に左下側のバックライトからの光を防止できれば、どの様な方法および形状（例えば平面視矩形状または正方形状）であっても構わない。また、以降の説明で、内側のレンズ遮光層９と外側のレンズ遮光層９とを区別する場合以外は、まとめてレンズ遮光層９として説明する。
【００７５】
また、ガラス基板３上への遮光用の金属薄膜８ａの形成は、図１２に示すように、その上の絶縁膜８ｂを介した配線用の金属薄膜８ｃのパターニングが必要となる工程の直前に形成しても構わない。むしろ、最初に金属薄膜８ａを形成する場合、それ以降の工程で金属薄膜８ａを熱や薬液から保護しなければならない工程が発生するため、金属薄膜８ａの形成はその上の金属薄膜８ｃのパターニングが必要となる工程の直前に行う方が望ましいが、ここでは説明の便宜上、金属薄膜８ａだけを最初に形成した場合について説明している。なお、金属薄膜８ａの保護が必要な工程においても、ここでは、その説明を割愛するが、実際の工程では必要に応じて金属薄膜８ａの保護を行えばよい。これらの金属薄膜８ａ、絶縁膜８ｂおよび金属薄膜８ｃからなる３層の金属多層膜８の膜厚は、図１２では、説明を簡略化するために厚く図示しているが、実際は、図１１の金属薄膜８ａと図１２の金属多層膜８の各膜厚が互いに同程度である。
【００７６】
次に、ガラス基板３の一方面にレンズ曲面形状を形成するレンズ形成工程について説明する。このレンズ形成工程は、レンズ４、ここでは凸型レンズの場合について説明する。図１３（ａ）および図１３（ｂ）のように、金属薄膜８ａの形成面（ガラス基板３の他方面）とは反対側の面に、レジスト材料を成膜し、これにレンズ形成用の円形線分パターン１２ａ（楕円形線分パターンでもよい）を形成してレジスト膜１２とする。このレジスト膜１２には、円形線分パターン１２ａの円形線分部分がレジスト剥離されたレジストパターンが形成されており、内側のレンズ遮光層９よりも更に内側に円形線分パターン１２ａがパターニングされている。このレジスト材料は、ノボラック系ポリマーまたはスチレン系ポリマーを用いる。このスチレン系ポリマーは透明性がよく、イメージセンサのマイクロレンズにも用いられている。
【００７７】
その後の熱処理により、図１４のように、円形線分パターン１２ａが形成されたレジスト膜１２の端縁部分（角部分）に丸みを与えて、中央部分の平面視円形状のレジスト材料をその表面が球面状のレンズ形状４ａに硬化させる。このレジスト材料の熱硬化条件は、例えば摂氏１７５度程度で数分間行う。
【００７８】
これに対して、レジスト材料とガラス基板３のエッチングレートが等しくなるエッチング条件でＲＩＥ（Reactive Ion Etching）による異方性エッチングを行う。異方性エッチングは、ＣＨＦ３（三フッ化メタン）ガスによるドライエッチングにより行う。
【００７９】
これによって、図１５のように、ガラス基板３の一方面上にレジストパターンの表面形状が転写された凸型のレンズ４が形成されている。この熱硬化によるレジスト材料の球面形状加工（凸型レンズ面加工）は、レジスト材料の組成や熱処理温度（摂氏１７５度程度）・時間（数分間）を制御して最適な形状が得られるように調整する。
【００８０】
一方、レンズ４として、例えば図１８に示すような凹型レンズ４１を形成する場合には、図１６（ａ）および図１６（ｂ）のようにガラス基板３上に積層された金属薄膜８ａ側の面とは反対側の面（下面）に、凹型レンズ４１の中心光軸がレジスト材料によるレンズ形成用の円形パターン１３ａ（円形部分がレジスト剥離液より剥離されたパターン、楕円形部分がレジスト剥離液より剥離されたパターンでもよい）の中心に位置するように円形パターン１３ａを形成してレジストパターン１３とする。この円形パターン１３ａの中心は円形状のレンズ遮光層９の中心とも一致している。その後、図１７のように、ＲＩＥ（Reactive  Ion Etching）またはウェットエッチングによりガラス基板３を等方性エッチングする。ウェットエッチングによる等方性エッチングは、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）により行う。
【００８１】
そのエッチング後に、図１８に示すようにレジスト剥離液によりレジストパターン１３を除去し、凹型レンズ４１の形成が完了する。この凹型レンズ４１の大きさは、レジストパターン１３における円形パターン１３ａの直径、エッチング時間に比例するため、配置する撮像素子（ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ）の光学サイズに合せて、レジストパターン１３における円形パターン１３ａの直径とエッチング時間を最適なエッチング条件に制御すればよい。
【００８２】
また、図１９〜図２１のように、高温スタンパ１４を使用して、ガラス基板３の下面を押圧しても、高温スタンパ１４のレンズ形状をガラス基板３の下面に転写することができる。この場合、高温スタンパ１４の形状を任意に変えることにより、例えば図２０のようなフレネルレンズのレンズ形状４２を自由度高く形成することも可能となる。レンズ形成方法は、上記のエッチングや高温スタンパ１４による方法に限定するものではなく、ガラス基板３を凹型または凸型、更にはフレネル形状などの所定のレンズ形状に形成できれば、どのようなレンズ形成方法であっても構わない。この場合の高温スタンパ１４の温度はガラス屈伏点温度かまたはその付近の温度である。このガラス屈伏点温度は、ガラス材料の種類により異なっている。
【００８３】
さらに、レンズ遮光層９の形成工程と、レンズ４の形成工程とはその順序を限定するものではなく、順序の入れ替えや、工程の統合を行っても構わない。以降、本文において、レンズ形状を明確に区別するとき以外は単にレンズ４と記載する。また、説明図では、凸型のレンズ４で記載するが、これに限定するものではなく、凹型のレンズ形状４１、さらには、フレネル形状のレンズ形状４２であっても構わない。
【００８４】
次に、ＩＲカット材料１０をレンズ形成面側のガラス基板３にコーティングする場合は、図２２のようにレンズ形成面側のガラス基板全体にＩＲカット材料１０を薄膜状にコーティングし、必要に応じて、不要なＩＲカット材料１０を除去する場合は、図２３のようなレジストパターン１５（ＩＲカット材料１０を除去する部分１５ａがレジスト剥離されたパターン）をレンズ４の形成面にパターニングし、レジストパターン１５をマスクとして、ＩＲカット材料１０をガラス基板３から除去し、その後、レジスト剥離液によりレジスト材料を除去して、図２４のようなＩＲカット材料１０の形状を得る。
【００８５】
ここでは、便宜上、図２４のようにＩＲカット材料１０のパターニングを行ったが、ＩＲカット材料１０が不要な部分が無ければ、パターニングする必要はない。
【００８６】
また、レンズ形成面とは反対側の面（金属薄膜８ａが積層されている面）にＩＲカット材料１０をコーティングする場合は、図２５（ａ）に示すように、撮像素子６の受光面６ａよりも一回り大きなレジスト矩形パターン１６ａを形成し、レジスト矩形パターン１６ａが形成されたレジストパターン１６をマスクとして、先ず、ガラス基板３上に積層された金属薄膜８ａをエッチングし、次いで、図２５（ｂ）に示すようにＩＲカット材料１０をコーティングする。その後、レジストパターン１６を除去して、図２６のようなＩＲカット材料１０の形状を得る。撮像素子６の受光面６ａとＩＲカット材料１０のコーティング面の配置関係、形状の例は図２８に示している。
【００８７】
このように、金属薄膜８ａが積層されている面にＩＲカット材料１０を薄膜状にコーティングする場合は、金属薄膜８ａ自体が赤外を含む入射光全体を遮光する役割を果たすため、レンズ４による集光後の光に対して、撮像素子６の受光面６ａに入射する経路のみ、ＩＲカット材料１０を薄膜状にコーティングすればよいのに対して、レンズ４の形成面側にＩＲカット材料１０を薄膜状にコーティングする場合は、レンズ集光後の光に赤外成分が混入しないように、レンズ遮光層９より内側に入射する光全体に対して赤外成分のカットを行うように、ＩＲカット材料１０をコーティングする必要があり、それぞれＩＲカット材料１０を薄膜状にコーティングするガラス基板面に対して、最適なコーティングパターンを形成する。ＩＲカット材料１０をコーティングする方法は例えば蒸着法が挙げられるが、この方法に限定するものではなく、均一膜厚でＩＲカット材料１０がコーティングできれば、どの様な方法であっても構わない。また、ＩＲカット材料１０のパターニングは前記方法および形状に限定するものではなく、撮像面に入射する赤外成分をカットできれば、どのような方法であっても構わない。なお、撮像素子６に直接、ＩＲカット材料１０をコーティングする場合はこの工程は省略される。
【００８８】
次に、図２７に示すように、遮光用の金属薄膜８ａ上に絶縁膜８ｂを形成し、その上に配線用の金属薄膜８ｃを形成する。さらに、表示装置２と撮像素子６およびその他素子群７を配線するための金属薄膜８ｃの配線パターンを形成する。この配線パターン形成工程は、前記のレンズ形成またはＩＲカット材料コーティング工程と同じく、レジストパターニングとＲＩＥまたはウェットエッチングなどにより金属薄膜８ｃを所定の配線パターンにパターニングする。エッチング方法は、これらに限定されるものではなく、金属薄膜８ｃの配線のパターニングができればどのような方法であっても構わない。
【００８９】
なお、前記のＩＲカット材料コーティング工程と金属配線パターニング工程はその順序を限定するものではなく、順序の入れ替えや、工程の統合を行っても構わない。
【００９０】
最後に、金属薄膜８ｃの配線パターンに合せて、各素子を接続し図１に示す撮像装置が完成する。
【００９１】
各素子の接続方法は例えば、ＦＣＢ（Flip Chip Bond）などが挙げられるが、これに限定するものではなく、電気的に各素子と金属薄膜８ｃの配線パターンとを接続できればどの様な方法であっても構わない。ただし、撮像素子６（ＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤセンサ）を接続する際には、図２８のように、ガラス基板３と撮像素子６との間のギャップを遮光材料５で封止し、接続部側から光が入らないように遮光する。このギャップを封止する方法は、異方性導電接着材であるＡＣＰ（AnisotropicConductive Paste）などの熱硬化樹脂による封止方法が考えられるが、これに限定されるものではなく、接続面の電気的接続を保持したまま、遮光できれば、どの様な方法であっても構わない。なお、レンズ遮光層９に使用する遮光材料と撮像素子６の封止に使用する遮光材料５とは、異なる素材を使用してもよいし、同じ素材を使用してもよく、本発明による撮像装置を形成する工程に合せて、それぞれ最適な材料を使用すればよい。
【００９２】
なお、上記実施形態１では、１枚のレンズ４を用いる場合について説明したが、これに限らず、光学性能に合せて、ガラス基板３のレンズ４に加えて、図２９のように、別の一または複数のレンズ群、例えば２枚のレンズ群１７Ａをレンズ４に対向配置して組み合わせた構成とすることもできる。この場合、撮像素子モジュール２０Ａとして、一または複数のレンズ群、ここでは２枚のレンズ群１７Ａを円筒状で遮光性のあるレンズホルダー１７Ｂ内に保持し、２枚のレンズ群１７Ａと共にレンズホルダー１７Ｂをガラス基板３のレンズ４に対向させて配置する。この場合、レンズホルダー１７Ｂの位置と、内側のレンズ遮光層９の位置とを一致させて遮光性を確保させる必要がある。また、レンズホルダー１７Ｂ内に保持された２枚のレンズ群１７Ａに限らず、図３０のように、撮像素子モジュール２０Ｂとして、一または複数のレンズ群として、ここでは、他の種類の２枚のレンズ群１８Ａがそれぞれ、レンズ部の周囲のこば部を２枚重ね合わせ、レンズ４に対応させて各こば部を順次重ねて接着し、その上から遮光部材１８Ｂ（遮光ホルダ）を被せて接着している。
【００９３】
（実施形態２）
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。
【００９４】
図３１は、本発明の実施形態２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。
【００９５】
図３１において、本実施形態２の表示素子・撮像素子モジュール１Ａは、表示素子一体型撮像素子であり、ガラス基板３上に配置された表示装置２と、表示装置２が配置された面と同じ面にレンズ曲面が形成されたレンズ４と、このレンズ４の平面視外周側を遮光するための平面視２重円形状のレンズ遮光層９、９と、レンズ４に対して、表示装置２の搭載面とは反対側の面（下面）に受光面６ａを対向させた状態で、遮光材料５でチップ周囲を封止して配置された撮像素子６と、撮像素子６が配置される側の面に搭載されたドライバーなどの各種電子部品であるその他の素子郡７とを有している。これらの表示装置２以外のレンズ４、遮光材料５、撮像素子６およびレンズ遮光層９、９により撮像素子モジュール２０Ｃが構成されている。
【００９６】
即ち、表示装置２（表示素子として例えば液晶パネルや有機ＥＬパネルなど）がガラス基板３上に配置され、表示装置２の周囲のガラス基板３の一部からレンズ４が形成されている。このレンズ４の形成面（上面）とは反対側のガラス基板１の下面に、そのレンズ４の位置と対応して、周囲が遮光材料５により封止された撮像素子６が搭載されている。この撮像素子６は、その他素子群７と共に、アルミニウムなどの遮光性のある後述する金属薄膜８ａを含む多層配線パターン８で配線されている。その他素子群７としては、表示装置２を駆動するためのコントローラやドライバー、画像処理素子などの電子部品が挙げられるが、これらの素子群７は、ガラス基板３の外部に配置されていても構わない。
【００９７】
上記実施形態１，２によれば、表示装置２が配置されるガラス基板３上にレンズ４を形成し、このレンズ４のレンズ形成部に撮像素子６を配置することで、カメラモジュールである撮像素子モジュール２０および２０Ａ〜２０Ｃのいずれかの構成素子であるレンズ４、撮像素子６を表示装置２が配置されるガラス基板３上に一体化している。レンズ４は表示装置２のガラス基板３を兼用しているため、レンズ４の１枚分の材料費および高さ（嵩）を削減できる。また、撮像素子６をガラス基板３上の金属薄膜８の配線で接続して、表示装置２からの金属薄膜配線と、金属薄膜８ｃの配線とをまとめてガラス基板３上で一つの信号配線群にすることで、入出力用のＦＰＣを１本化し、配線効率を高め、端末の小型化とコスト削減を実現できる。さらに、撮像素子６と表示装置２を一体化することにより、本体ＣＰＵ（中央演算処理装置；制御部）を介さずに撮像素子６から表示装置２に直接表示させることも可能となり、表示装置２の表示画面上への高速描画と低消費電力化を実現できる。さらに、端末製造側では、カメラモジュールである撮像素子モジュール２０および２０Ａ〜２０Ｃのいずれかの実装工程が削減でき、ＴＡＴ短縮が可能となる。また、カメラモジュール製造側では、ガラス基板３上のレンズ４のサイズ、配線パターンを変更するだけで様々な光学サイズの撮像素子６に対応でき、端末機種毎のＦＰＣ配線のカスタマイズから開放される。さらに、撮像素子６の端子位置を規格化することで、配線パターンの変更からも開放され、レンズ４のサイズの変更のみで済むようになる。
【００９８】
なお、遮光層９で囲まれた透光性支持基板上で、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用の金属層として金属薄膜８ａを設けたが、これに限らず、カーボンを含有した遮光用の導電薄膜であってもよいし、遮光性を有する絶縁膜であってもよく、遮光膜であればよい。
【００９９】
（実施形態３）
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。
【０１００】
図３２において、表示素子・撮像素子モジュールとしての受光素子一体型液晶ディスプレイモジュール５１は、ディスプレイ（表示装置）としての液晶ディスプレイ５２の一部を構成する透光性支持基板５３に、外部配線用の電極部としての電極パッド５４を有する電子素子としての受光素子チップ５５が搭載されている。この受光素子チップ５５の各電極パッド５４と、ガラス基板などの透光性支持基板５３のランド部５６ａとを導電突起５７を用いて電気的に接続している。透光性支持基板５３と受光素子チップ５５との接続部は、樹脂粒子の表面を導電膜、例えば金でコーティングした導電粒子５８を介在させた状態で接着用の樹脂５９で固め、この受光領域６０の配置範囲を避けるようにして樹脂５９が配設されている。受光素子チップ５５の反対側の透光性支持基板５３（裏面）には、受光素子チップ５５の素子領域としての受光領域６０（撮像領域）に入射光を集光させるためのレンズユニット６１が設けられている。このレンズユニット６１は、一または複数のレンズが遮光ホルダで保持された状態で光入射口以外の周りが遮光されている。
【０１０１】
これらの透光性支持基板５３の表面側に受光素子チップ５５が樹脂５９などの接着材で固定され、透光性支持基板５３の裏面側に、受光素子チップ５５の受光領域６０に入射光を集光させるようにレンズユニット６１が固定されて撮像モジュール２０Ｄが構成されている。
【０１０２】
一方、液晶ディスプレイ５２は、２枚の透光性支持基板５３および６２を上下に重ね合わせ、これらの間に液晶材料６３を封入して構成されている。透光性支持基板５３および６２としては、透明な種々のガラス材料や樹脂材料が用いられる。透光性支持基板５３の一方面（上面）には基板配線が設けられ、この基板配線のランド部５６ａを除く配線部５６ｂと少なくともその近傍位置が、保護膜としての絶縁膜６４により覆われている。この絶縁膜６４は、外部環境から基板配線のランド部５６ａ周辺やそれ以外の配線部５６ｂを化学的、物理的ダメージから保護している。
【０１０３】
液晶ディスプレイ５２の基板配線材料としては、アルミニュウム、タンタル、タンタルナイトライド、ニッケル、モリブデン、銅、金、白金、タングステン、チタンおよびＩＴＯなどの各種の材料膜が用いられる。この基板配線は、これらの材料の中から単層または複数層で用いられる。この基板配線材料は、必要に応じて、これらの中から選ばれ、使用箇所によって使い分けされる。本実施形態３では、液晶ディスプレイ５２において、アルミニュウム、タンタルナイトライド、チタンおよびＩＴＯのいずれかを用い、受光素子チップ５５の搭載領域に引き回す基板配線も、この中の全てまたはその一部の材料を用いることにより、液晶ディスプレイ５２の場合と同様のプロセスで、受光素子チップ５５の搭載領域への基板配線も製造可能となり、製造工程を複雑化しないで済む。
【０１０４】
なお、一般的な液晶ディスプレイモジュールとしては、受光素子チップの搭載基板として、液晶ディスプレイの一部を構成する透光性支持基板とは別に基板を設け、液晶ディスプレイ用の透光性支持基板と受光素子チップの搭載基板とを互いに接続して用いられる。これに対して、本実施形態３では、液晶ディスプレイ５２の一部を構成する透光性支持基板５３に直接、受光素子チップ５５が搭載されるため、別途、受光素子チップ５５の搭載基板を準備する必要がなく、基板間を接続する手間も省かれる。また、透光性支持基板５３に直接、受光素子チップ５５を搭載するため、受光素子一体型液晶ディスプレイモジュール５１を小型化することも可能となる。
【０１０５】
受光素子チップ５５の中央部分には、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受光領域６０が形成されており、この受光領域６０の光入射面側には、集光能力を高める目的で微小レンズ６５（マイクロレンズ）が設けられている。これは画素数の多いタイプの固体撮像素子（受光素子チップ５５）においては、一つの画素が小さいため、画素当たりの集光能力が低くなるためである。微小レンズ６５は、スチレン系またはアクリル系樹脂、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜などの材料かまたは、これらが複数層で設けられる。受光領域６０を取り囲む受光領域６０の周辺領域（以降、受光周辺領域という）に電極部としての電極パッド５４を有する。この電極パッド５４は、例えば平面視４角形の形状である受光素子チップ５５の４辺または４辺のうちの少なくとも１辺に存在する。１辺に存在する場合は、対向する辺などにスペーサを形成するとよい。このスペーサとしては、導電突起でもよいし非導電突起でもよい。電極パッド５４は一般的にはアルミニュウム系または銅系の金属材料が用いられる。
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。
【０１０６】
図３２では、導電粒子５８を含有する透明樹脂材料であるＡＣＰまたはＡＣＦを用いた例である。ＡＣＰの場合、導電粒子５８は、その直径が２μｍ〜７μｍを平均値とするとよい。さらには、２μｍ〜４μｍ程度とした方が含有比率をそのままで導電粒子５８の数を増やすことができるので、一端子当たりの導電粒子５８の介在数を増やすことができる。そのため、より確実に電気的接続ができる。これが極端に小さいと、技術的、コスト的に困難になってくる。含有比率は７〜１８ｗｔパーセント程度が良い。このことで、一端子当たりの導電粒子５８が介在しない確率を減らし、隣り合う端子間でのショートを減らすことができる。非導電粒子を含有させると、熱膨張係数の差による、透光性支持基板５３と樹脂５９の接合面、または受光素子チップ５５と樹脂５９の接合面の剥離を抑制することができる。非導電粒子は、導電粒子５８よりも小さな径のものを含有させて、導電粒子５８による電気的接続を阻害しないようにする必要がある。例えば、非導電粒子径は、導電粒子径の３０〜８０パーセント程度とするとよい。即ち、導電粒子５８の径が５μｍのとき、非導電粒子の径は１．５μｍ〜４μｍ程度、導電粒子５８の径が３μｍのとき、非導電粒子の平均径は１μｍ〜２．４μｍ程度とするとよい。非導電粒子の含有比率は作業性を考慮した上で、できるだけ含有させた方が熱膨張係数を下げることができるためよい。これらのＡＣＰ、ＮＣＰ、アンダーフィル材においては２０〜７０ｗｔパーセント程度がよい。
【０１０７】
図３３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他の構成例を示す要部断面図である。
【０１０８】
図３３では、受光素子一体型液晶ディスプレイモジュール５１として、透光性支持基板３における受光素子チップ４の受光周辺領域に重なる領域に段差部７１を設けている点が図３３の場合と異なっている。
【０１０９】
この段差部７１は、少なくとも受光素子チップ５５の接続部の少なくとも内側の領域に設けると、樹脂５９の受光領域６０への形成（広がり）を防ぐのでよい。例えば、受光素子チップ５５における接続部が受光素子チップ５５の平面視矩形または正方形の１辺に沿ってある場合は、その１辺と受光領域６０との間に段差部７１を設けるとよい。これと同様に、その接続部が受光素子チップ５５の平面視矩形または正方形の２辺に存在する場合には、その２辺と受光領域６０との間に段差部７１を設け、接続部が３辺にある場合は、その３辺と受光領域６０との間に段差部７１（堰止め部；ダム部）を設け、接続部が４辺にある場合には、その４辺と受光領域６０との間に段差部７１を設けるとよい。ただし、各接続部の辺の数に関わらず、受光領域６０を囲むように、４角形などの多角形や円形などのように全体的に略繋るように形成すると、より確実に樹脂５９の受光領域６０側への流れ込みを防止することができる。
【０１１０】
この段差部７１を設けるには、紫外線などの電磁波を照射することによって硬化する材料や、低温速硬化が可能な樹脂を描画法、印刷法、インクジェット法などを用いて設けるとよい。電磁波またはホットプレートによる硬化では、局部的な照射、加熱を行うことができるので、液晶ディスプレイ５２のダメージを防ぐことができる。この段差部７１の代わりに、受光領域６０に対向する透光性支持基板５３上の所定領域に、樹脂５９をはじく性質を有する材料膜を設けてもよい。さらに、この段差部７１の少なくとも側面または表面、もしくは側面と表面に樹脂５９をはじく性質を持たせてもよく、これを実現するために、フッ素系ガスを用いたプラズマ処理を施すか、樹脂５９をはじく性質の材料膜で覆ってもよい。プラズマ処理を行う場合には段差がなくてもよい。また、段差部７１そのものが樹脂５９をはじく材料であってもよい。テフロン（登録商標）樹脂やＩＴＯ材料は、エポキシ系樹脂などの樹脂５９をはじく性質を持つ。特にＩＴＯ材料は、液晶ディスプレイ５２の透明電極としても用いるため、透光性支持基板５３に形成する場合には、液晶ディスプレイ５２の製造プロセスと共通であるため、製造上の複雑化を避けることができるため更によい。
【０１１１】
これらの段差部７１または樹脂５９をはじく材料、もしくは樹脂５９をはじく表面処理の他に、図３５のように、樹脂５９をはじく段差部７２を、透光性支持基板５３における受光素子チップ５５と重なる領域の外周部（外側）に設けてもよく、このことにより、受光素子チップ５５の外周部における樹脂５９の更に外周部への広がりを抑制することができる。このため、液晶ディスプレイ５２などの他の部品にまで樹脂５９が流れ込むことを防ぐことができる。この樹脂５９をはじく段差部７２は、少なくとも樹脂５９の流れ込みを避けるべき部品との間に設けるとよい。受光素子チップ５５の周辺全体に囲むように、受光素子チップ５５の矩形または正方形状と略相似形状で全体が略繋がった形状にすると、受光素子チップ５５の外周への樹脂５９の広がりをより確実に制限することができるのでさらによい。
【０１１２】
次に、これらの段差部７１および／または段差部７２、これらの代わりにまたはこれらと共に、樹脂５９をはじく材料または樹脂５９をはじく表面処理は、図３４、図３６および図３７のように、透光性樹脂基板５３側に限らず、受光素子チップ５５側にあってもよく、透光性樹脂基板５３と受光素子チップ５５の両方であると更によい。
【０１１３】
このように、段差部７１、７２が受光素子チップ５５側にある場合については、以下のような効果がある。
【０１１４】
受光領域６０の周囲の受光周辺領域の段差部７１、この代わりにまたはこれと共に、樹脂５９をはじく材料または樹脂５９をはじく表面処理は、受光領域６０への直接的に樹脂５９の流入を防ぐことができる。また、受光素子チップ５５の周辺の段差部７２、この代わりにまたはこれと共に、樹脂５９をはじく材料または樹脂５９をはじく表面処理は、ＡＣＰ、ＮＣＰやＡＣＦ材料のボンディング時のボンディングツールへの樹脂５９の付着を防止することが可能である。特に、ペースト状であり塗布形状や塗布量にバラツキが生じやすいＡＣＰ、ＮＣＰについては有効である。受光素子チップ５５側への段差部７１、７２、これらの代わりにまたはこれらと共に、樹脂５９をはじく材料または樹脂５９をはじく表面処理は、紫外線などの電磁波を照射することによって硬化する樹脂材料や、低温速硬化が可能な樹脂材料を、描画法、印刷法、インクジェット法などを用いて塗布するとよい。また、フッ素系ガスによるプラズマ処理でもよい。透光性支持基板５３または受光素子チップ５５へのプラズマ処理を行う場合は、感光性レジストなどでパターニングしてマスクにすると、所望の領域において、樹脂５９をはじく領域を容易かつ確実に形成することができる。
【０１１５】
アクリル系などの樹脂を用いた微小レンズ６５を有する受光素子チップ５５では、微小レンズ６５の熱による劣化、または反射防止膜を更に設ける場合は、反射防止膜のクラックを防ぐために、できるだけ高温とならないような摂氏２２０度以下での熱処理が必要である。また、受光素子チップ５５の製造プロセスと共通にすると製造上の複雑化を防ぐことができる。例えばアクリル系の樹脂、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などのカバー膜６６などを用いるとよい。特に、アクリル系樹脂からなる微小レンズ６５の形成と同時に受光周辺領域および／または受光素子チップ５５の周辺領域に段差部７１を設けると、厚さを厚くできるのでよい。また、その段差部７１、７２の表面にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜からなる表面保護膜などを追加で形成してもよい。
【０１１６】
図３８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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【０１１７】
図３８では、受光素子チップ５５の少なくとも接続部をＡＣＰ樹脂である樹脂５９で固めており、さらにその樹脂５９の周辺を別の樹脂５９Ａで固めている。この別の樹脂５９Ａにより、受光素子チップ５５を固定することができるため、携帯電話装置などで求められる落下衝撃などに対して、さらに強くなる。また、確実に、透光性支持基板５３と受光素子チップ５５の中央部分との間を気密にすることができるので、外部からの異物の浸入や水分の浸入を防ぐことができる。この別の樹脂５９Ａは、樹脂５９と同様に導電性粒子５８を含有する同じ樹脂材料であると、熱膨張率が同じであるため、樹脂５９Ａ、５９の界面での剥離を防止できる。ただし、この場合には、コスト高になるので、シリカなどの非導電粒子のみを含有させるとよい。別の樹脂５９Ａにおける非導電粒子の含有量を、樹脂５９における非導電粒子の含有量と同じ程度含有させるとよい。さらには、導電粒子５８を含有する樹脂５９と、別の樹脂５９Ａが略同じ熱膨張係数となるように、別の樹脂５９Ａの非導電粒子の含有率を調節するとよい。樹脂５９別の樹脂５９Ａまたは、別の樹脂５９Ａと樹脂５９は遮光性の物質を含有していると、受光素子チップ５５の側面からの光の浸入を防ぐことができる。
【０１１８】
図３９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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【０１１９】
図３９では、受光素子チップ５５の裏面上を封止樹脂５９Ｂで覆っており、この例では、受光素子チップ５５の側面と裏面上に一体的に同じ樹脂材料で封止している点が他の構成例のものと異なっている。この封止樹脂５９Ｂにおいても、樹脂５９Ａの場合と同様に、非導電粒子の含有量を、樹脂５９における非導電粒子の含有量と同じ程度含有させるとよい。さらには、導電粒子５８を含有する樹脂５９と、封止樹脂５９Ｂが略同じ熱膨張係数となるように樹脂５９Ａの非導電粒子の含有率を調節するとよい。樹脂５９、封止樹脂５９Ｂまたは、樹脂５９と樹脂５９Ｂが遮光性の物質を含有していると、さらに受光領域６０に光が入らないのでよい。このことで、図３８の構成における効果に加えて、外部からの物理的、化学的ダメージからの保護効果が向上し、受光素子チップ５５の裏面からの光の浸入をより確実に防ぐことができる。特にチップ厚が薄い場合に有効である。
【０１２０】
図４０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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【０１２１】
図４０では、図３５において樹脂５９が導電粒子５８を用いた異方性導電樹脂材料のＡＣＦまたはＡＣＰを用いたことに対して、樹脂５９Ｃは、導電粒子５８を用いないＮＣＰまたはアンダーフィル材料を用いた点が他の例のものと異なっている。
【０１２２】
アンダーフィル材料を用いる場合は、導電突起５７と、基板配線のランド部５６ａ上の導電突起５７Ａとを直接接合する。導電突起５７としては例えば金からなるワイヤバンプを形成し、ランド部５６ａ上の導電突起５７Ａとしては例えばインジウム合金を形成しこれらを接続する。この接続後、アンダーフィル材料を注入するのである。この場合においても、透光性支持基板５３上において、受光素子チップ５５の受光周辺領域と重なる領域と、受光素子チップ５５の周辺に、段差部７１，７２（堰止め部；ダム部）および／または、樹脂５９Ｃをはじく材料または樹脂５９Ｃをはじく表面処理を行っている。
【０１２３】
したがって、この段差部７１，７２および／または、樹脂５９Ｃをはじく材料または樹脂５９Ｃをはじく表面処理によって、アンダーフィル材料は受光領域６０への流入を防ぎ、受光素子チップ５５の外周部において流れ出しを防いでいる。ＮＣＰを用いる場合は、予め透光性支持基板５３に、ＮＣＰを描画、印刷などで施しておき、受光素子チップ５５に導電突起５７，５７Ａを介して熱圧着し、それを加圧したまま接続部を樹脂５９Ｃで固める。この場合も、段差部７１，７２および／または、樹脂５９Ｃをはじく材料または樹脂５９Ｃをはじく表面処理によって、樹脂５９Ｃは受光領域６０への流入が防がれ、受光素子チップ５５の外周部において樹脂５９Ｃの流れ出しを防いでいる。ＮＣＰを用いる場合、導電突起５７Ａはなくてもよい。
【０１２４】
図４１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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【０１２５】
図４１では、透光性支持基板５３Ａとして両面配線が施されている点が他の例と異なっている。両面配線間には透光性支持基板５３Ａを貫通孔を介して貫通する配線が施されるかまたは、透光性支持基板５３の側面に配線を設けて両面の配線間を電気的に接続してもよい。両面配線が施された透光性支持基板５３Ａを用いることによって、図３２〜図４０の場合とは異なり、透光性支持基盤５３の反対面側に受光素子チップ５５を導電突起５７を介して接続できる。なお、段差部７１および／または、樹脂５９をはじく材料または樹脂５９をはじく表面処理は、種々の組み合わせの位置、材料、処理を組み合わせることができる。例えば図４０の例において、受光素子チップ５５上に設けてもよい。また、図３２〜図４１には、レンズユニット６１が設けられている。さらに、透光性支持基板５３上には、駆動用半導体素子などが設けられているとさらにコンパクトになる。受光素子チップ５５は複数個搭載されていてもよく、透光性支持基板５３の反対面同士に搭載されているとアウトカメラ、インカメラとして使えることも想定される。また、反対面同士に受光素子チップ５５を設けなくても、一方の面に２個設けても、受光素子チップ５５の向きによってアウトカメラ、インカメラとして使うことができる。
【０１２６】
以上により、本実施形態３によれば、液晶ディスプレイ５２の一部を構成する透光性支持基板５３に、受光素子チップ５５を搭載することにより、液晶ディスプレイ５２と受光素子チップ５５との距離を近づけることができる。このため、受光素子一体型液晶ディスプレイモジュール５１の部品点数を削減でき、受光素子一体型液晶ディスプレイモジュール５１がコンパクトになる。また、配線経路が短くすることができるため、処理速度を高めることができ、消費電力を抑えることができる。さらには、画像信号を双方向に通信するテレビジョン電話装置やテレビジョン電話機能を有する電子機器などにおいて、通話者同士の視線を合わせることを可能とする。このような受光素子一体型ディスプレイモジュール５１において、集光能力に優れ、クリアに受光、撮像できる構造を提供することができる。
【０１２７】
これによって、導電突起５７を用いて受光素子チップ５５の電極パッド５４と透光性支持基板５３であるガラス基板の配線部のランド部５６ａとを接続する接続部分を、受光領域６０に対応する領域を避けるようにした状態で樹脂５９で固めているため、画素の微細化に際しても、樹脂５９と共に異物や気泡などが内部に入って起こる光学不良や、受光素子チップ５５と透光性支持基板５３間に封入され樹脂５９との屈折率との関係で微小レンズ６５の受光効率が低下することを防止することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態３における透光性支持基板５３に対する受光素子チップ５５の接続構成を、前述した実施形態１，２に組み合わせることができるが、上記実施形態１，２では、透光性支持基板５３としてのガラス基板（または透明樹脂基板）に光学素子としてのレンズを作り込んだ場合について主に説明するので、上記実施形態１，２では、受光素子チップ５５の接続構成については簡単に説明している。また、上記実施形態１，２の遮光構造も、本実施形態３に適用することができる。
【０１２９】
また、本実施形態３において、例えば図３２および図３３などの保護膜Ａのうち、受光領域６０に対向した領域の保護膜Ａはない方が光の利用効率がよくなる。
【０１３０】
さらに、透光性支持基板５３の基板配線におけるランド部５６ａと電極パッド５４上の導電突起５７との間に異方性導電樹脂材料の導電粒子５８を介在させた接続部分をその周りから完全に覆うように樹脂５９で固められているため、本実施形態３では特に説明しなかったが、樹脂５９が硬化するときにちじんで寸法が縮小するため、電突起５７とランド部５６ａとが導電粒子５８を押圧する方向に作用するので接触安定性がよい。
【０１３１】
（実施形態４）
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。
【０１３２】
図４２において、本実施形態４の電子情報機器９０は、上記実施形態１〜３の表示素子・撮像素子モジュールの撮像素子モジュール２０Ａ〜２０Ｄのいずれかからの撮像信号を各種信号処理してカラー画像信号を得る固体撮像装置９１と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９２と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に表示素子２の液晶表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示手段９３と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信手段９４と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を印刷用に所定の信号処理をした後に印刷処理可能とするプリンタなどの画像出力手段９５とを有している。なお、この電子情報機器９０として、これに限らず、固体撮像装置９１の他に、メモリ部９２と、表示手段９３と、通信手段９４と、プリンタなどの画像出力手段９５とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。当然のことながら、通信手段９４で受信したカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示装置などの表示素子２の表示画面上に表示可能とする
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。
【０１３３】
したがって、本実施形態４によれば、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力装置９５により良好にプリントアウト（印刷）したり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部９２に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。
【０１３４】
なお、上記実施形態４の電子情報機器９０に限らず、本発明の表示素子・受光素子モジュールを情報記録再生部に用いた電子情報機器であってもよい。この場合の電子情報機器の光学素子としては、出射光を直進させて出射させると共に、入射光を曲げて所定方向に入射させる光学機能素子（例えばホログラム光学素子）である。また、電子情報機器の電子素子としては、出射光を発生させるための発光素子（例えば半導体レーザ素子またはレーザチップ）および入射光を受光するための受光素子（例えばフォトＩＣ）を有している。
【０１３５】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜４に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜４の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、表示素子が配置された透明支持基板としてのガラス基板上に、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成された撮像素子を一体化させた受光素子一体型ディスプレイモジュールなどの表示素子・電子素子モジュールおよびその製造方法、この表示素子・電子素子モジュールを表示部および受光部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置、テレビジョン電話装置、テレビジョン装置や情報を表示する表示ユニットまたは表示装置などに搭載するディスプレイモジュールなどの電子情報機器の分野において、表示素子が配置されたガラス基板上に撮像素子、さらにレンズをも一体化させた構造とすることにより、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を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】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】図１の撮像素子部分を拡大した要部断面図である。
【図３】不要な赤外領域の波長をカットするためのＩＲカット材料をレンズ表面に形成する場合の構成例を示す撮像素子部分の要部断面図である。
【図４】不要な赤外領域の波長をカットするためのＩＲカット材料を撮像素子表面に直接形成した場合の構成例を示す撮像素子部分の要部断面図である。
【図５】（ａ）は、図１のレンズ遮光層をガラス基板に形成するためのレジスト材料のパターニング例を示す要部断面図、（ｂ）はその裏面図である。
【図６】図５のレジスト材料をマスクとして、ガラス基板を異方性エッチングしてガラス基板に溝を形成する工程を示す要部断面図である。
【図７】図６のガラス基板の溝を遮光材料で埋め込む工程を示す要部断面図である。
【図８】不要となったレジスト材料および余分な遮光材料を除去して形成された内側のレンズ遮光層を示す要部断面図である。
【図９】（ａ）は、図８のレンズ遮光層よりも一回り大きな外側のレンズ遮光層をレンズ遮光層形成面とは反対側の面から形成した場合の要部断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部断面図である。
【図１０】（ａ）は、図９の内側のレンズ遮光層と外側のレンズ遮光層とを入れ替えた場合の要部断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部断面図である。
【図１１】図１のレンズ形成面とは反対側の面に金属薄膜を形成した場合の要部断面図である。
【図１２】図１１の金属薄膜が多層金属膜で構成されていることを示す要部断面図である。
【図１３】（ａ）は、図１のガラス基板に凸型のレンズを形成するためのレジスト材料のパタンーニング例を示す要部断面図、（ｂ）は、（ａ）の裏面図である。
【図１４】図１の凸型のレンズを形成するためのレジスト材料の熱硬化処理後の形状を示す要部断面図である。
【図１５】図１の凸型のレンズを異方性エッチングによりレジスト材料の形状をガラス基板に転写した場合を示す要部断面図である。
【図１６】（ａ）は、図１のガラス基板に凹型レンズを形成するためのレジスト材料のパターニング例を示す要部断面図、（ｂ）は、（ａ）の裏面図である。
【図１７】図１６のレジスト材料をマスクとしてガラス基板の等方性エッチングを行った場合の要部断面図である。
【図１８】図１７で不要となったレジスト材料を除去した場合の要部断面図である。
【図１９】図１の凸型のレンズを、別の方法として高温スタンパによるガラス基板への押圧により形成する場合の要部断面図である。
【図２０】図１の凸型のレンズを、更に別の方法として高温スタンパでフレネルレンズ形状を形成する場合の要部断面図である。
【図２１】図１６の凹型レンズを、更に別の方法として高温スタンパによるガラス基板への押圧により形成する場合の要部断面図である。
【図２２】ＩＲカット材料をレンズ表面にコーティングするための工程を図示した要部断面図である。
【図２３】（ａ）は、コーティングされたＩＲカット材料をパターニングするためのパターニング工程を図示した要部断面図であり、（ｂ）は、その裏面図である。
【図２４】図２３のパターニング工程により、形成されたレンズ表面上のＩＲカット材料の形状を図示した要部断面図である。
【図２５】（ａ）は、レジスト膜をマスクとして撮像素子の配置面側のガラス基板の表面にＩＲカット材料を形成するＩＲカット材料形成工程を図示した平面図であり、（ｂ）はその要部断面図である。
【図２６】図２５のＩＲカット材料形成工程を経て形成されたＩＲカット材料の形状を図示した要部断面図である。
【図２７】図１のガラス基板上に、表示装置、撮像素子およびその他素子群を接続するために金属薄膜の配線パターニングを行った状態を示す要部断面図である。
【図２８】遮光材料によって封止してガラス基板に配置された撮像素子およびその他素子群が金属薄膜で形成された配線パターンで接続された配置例を示した要部平面図および断面図である。
【図２９】図１のガラス基板上のレンズに加えて、他のレンズ群を追加した場合の一構成例を示した要部断面図である。
【図３０】図１のガラス基板上のレンズに加えて、他のレンズ群を追加した場合の他の一構成例を示した要部断面図である。
【図３１】本発明の実施形態２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３２】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。
【図３３】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他の構成例を示す要部断面図である。
【図３４】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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【図３５】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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【図３６】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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【図３７】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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【図３８】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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【図３９】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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【図４０】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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【図４１】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更に他の構成例を示す要部断面図である。
【図４２】本発明の実施形態４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。
【図４３】従来の液晶表示装置およびこれを接続する樹脂基板を示す斜視図である。
【図４４】従来の液晶表示素子と複数の電子部品を同じ樹脂基板上に実装した場合の断面図である。
【図４５】従来のＣＣＤ撮像素子と複数の電子部品を同じ樹脂基板上に実装した場合の断面図である。
【図４６】特許文献２に開示された従来の表示素子および撮像素子一体型構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１、１Ａ  表示素子・撮像素子モジュール
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
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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