CN101930984B

CN101930984B - 彩色滤光阵列

Info

Publication number: CN101930984B
Application number: CN200910146225.7A
Authority: CN
Inventors: 吴沂庭
Original assignee: United Microelectronics Corp
Current assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2029-06-22
Also published as: CN101930984A

Abstract

一种彩色滤光阵列，包含有管芯区域，该管芯区域定义有至少一管芯角落、多个呈阵列排列设置于该管芯区域内的彩色滤光片、以及至少一阶梯式角落，且该阶梯式角落对应于该管芯角落而设置。

Description

彩色滤光阵列

技术领域

本发明涉及一种彩色滤光阵列，尤指一种可有效提升管芯可利用面积的彩色滤光阵列。

背景技术

随着数字时代的来临，数字信号播送形式与显示技术的改变，使近年来各种不同于传统阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示器的各类平面显示器，如液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、场发射显示器(field emissiondisplay，FED)、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示器以及等离子体显示器(plasma display panel，PDP)等广泛地被应用于日常生活上。

除此之外，由于微型显示器(micro-display)可利用光学方式将影像放大至超过上述平面显示器的尺寸，故更符合超大尺寸显示的需求。且微型显示器可应用于各类型的显示器，如LCD或OLED显示器，举例来说，应用于LCD的微型显示器即称为微型液晶面板。微型显示器因其成像方式的不同可概分为穿透式及反射式两大类。穿透式液晶微型显式面板主要建构于玻璃基板上，其运作时光线透过显示面板；反射式液晶微型面板则建构于硅基板上，因此亦称为单晶硅液晶(liquid crystal on silicon display panel，LCoS)面板。LCoS面板利用硅晶片作为基板，并以金属氧化物半导体晶体管(MOStransistor)取代薄膜晶体管，且与一般LCD面板利用透明导电材料作为像素电极不同，LCoS面板是以金属材料作为像素电极，通过光线反射的原理成像，因而称的为反射式液晶微型面板。

不论是穿透式或反射式的微型显示器，面板上都需要有彩色滤光阵列(color filter array)的制作与设置。请参阅图1，图1为已知微型显示器的彩色滤光阵列的示意图。如图1所示，彩色滤光阵列10具有多个彩色滤光片12R、12G、12B，呈矩形阵列排列，设置于玻璃晶片(glass wafer)或微型显示器的元件晶片(device wafer)上14；且不论矩形彩色滤光阵列10设置于玻璃晶片或元件晶片上，其皆是对应于元件晶片上所包含的次像素单元阵列所设置，用以使微型显示器的每一像素呈现丰富亮丽的颜色。如图1所示，矩形彩色滤光阵列10设置于管芯16的中央，且各管芯16通过切割道(scribe line)18区隔开来。最后在切割工艺时，即利用切割机(cutter)沿着切割道18将晶片14切割为个别的管芯16。

请继续参阅图1。在切割工艺中，总难免会在晶片14中产生机械内应力(internal stress)，并产生裂缝(crack)。而为了避免切割时此强烈的应力影响到管芯16内具有实际功能的元件，因此管芯16内的各元件如次像素单元以及与的相对应的矩形彩色滤光阵列10将会设置于管芯16中央，并且如图1所示，与管芯16各边缘维持距离d₁。尤其在管芯角落(corner)处，通过金属布线(metal line)20标示角落布局规则，且与管芯16的角落顶点(apex)16a维持拓扑布局规则(topological layout rules，以下简称为TLR)所要求的距离d₂。举例来说，当管芯16尺寸大于等于100平方毫米(mm²)时，金属布线20与管芯16的角落顶点16a的距离d₂为340微米(μm)；当管芯16尺寸小于100平方毫米时，金属布线20与角落顶点16a的距离d₂为125微米。更重要的是，金属布线20与管芯16角落的两侧边如图1所示呈45度角设置，以于切割工艺时保护接近管芯16角落的元件。而矩形彩色滤光阵列10的四个角落顶点10a亦根据TLR要求而分别与金属布线20维持距离d₃；距离d₃大于25微米。

如图1所示，金属布线20必需与管芯16的角落顶点16a维持TLR所要求的距离d₂，且与管芯16角落的两侧边呈45度设置；而矩形彩色滤光阵列10的角落顶点10a与金属布线20又必须维持距离d₃。由于上述角落规则的限制与矩形彩色滤光阵列10本身形状的限定，甚至会使得矩形彩色滤光阵列10与管芯16边缘的距离d₁大于实际TLR可容忍的范围，因此次像素单元与相对应的矩形彩色滤光阵列10尺寸势必缩小许多，也就是说，管芯16的周边浪费了许多可用的空间。而随着高分辨率、半导体工艺的进步与元件不断缩小的要求，管芯的可使用空间亦显宝贵。因此，如何提供一种可有效提升管芯可利用面积的彩色滤光阵列及其排列方法为一重要的课题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种可有效提升管芯可利用面积的彩色滤光阵列。

根据本发明，提供一种彩色滤光阵列，该彩色滤光阵列包含有管芯区域，该管芯区定义有至少一管芯角落(die corner)、多个呈阵列排列设置于该管芯区域内的彩色滤光片、以及至少一阶梯式角落，且该阶梯式角落对应于该管芯角落而设置。

根据本发明，另提供一种影像装置，该影像装置包含有基板，其上定义有一管芯区域，且该管芯区域具有至少一管芯角落；布线图案，设置于该管芯角落；以及彩色滤光阵列，包含有多个彩色滤光片，呈阵列排列设置于该管芯区域内，该彩色滤光阵列具有至少一彩色滤光阵列角落，且该彩色滤光阵列角落内至少有两彩色滤光片的顶点与该布线图案具有最短距离。

根据本发明所提供的彩色滤光阵列，具有至少一可调整的彩色滤光阵列角落，使得彩色滤光阵列可在符合角落规则的要求下，减少彩色滤光阵列与管芯侧边的距离至可符合实际TLR所容忍的范围，以增加可使用的管芯面积。

附图说明

图1为已知微型显示器的彩色滤光阵列的示意图。

图2为本发明所提供的彩色滤光阵列的第一优选实施例的示意图。

图3为第一优选实施例的剖面示意图。

图4为第一优选实施例的变型的剖面示意图。

图5为本发明所提供的彩色滤光阵列的第二优选实施例的局部示意图。

附图标记说明

10 彩色滤光阵列

10a 角落顶点

12R、12G、12B 彩色滤光片

14 晶片

16 管芯

16a 角落顶点

18 切割道

20 金属布线

100、200 彩色滤光阵列

102 元件晶片

104 次像素单元

106 玻璃晶片

110、210 管芯区域

112、212 管芯角落

112a、112b、212a、212b 侧边

112c、212c 顶点

114R、114G、114B、

214R、214G、214B 彩色滤光片

120、220 布线图案

130 阶梯式角落

130c、230c 彩色滤光片顶点

140 切割道

230 彩色滤光阵列角落

具体实施方式

请参阅图2至图4，图2为本发明所提供的彩色滤光阵列的第一优选实施例的示意图，图3为第一优选实施例的剖面示意图；而图4则为第一优选实施例的变型的剖面示意图。本第一优选实施例提供彩色滤光阵列100，其包含有矩形的管芯区域110，而管芯区域110定义有至少一管芯角落(diecorner)112。如图2所示，矩形的管芯区域110具有四个管芯角落112，各管芯角落112由管芯区域110的任两侧边112a、112b所夹设而得，且侧边112a、112b在角落顶点112c交会。彩色滤光阵列100亦包含有多个彩色滤光片114R、114G、114B，呈阵列排列设置于管芯区域110内。如图3的剖面结构所示，管芯区域110可直接定义于元件晶片102上，且元件晶片102内包含多个次像素单元104，而每一彩色滤光片114R、114G、114B则分别对应于次像素单元104而建构在元件晶片102上。此外，管芯区域110亦可如图4所示定义于玻璃晶片106上，此时彩色滤光片114R、114G、114B则分别对应于多个设置于元件晶片102上的次像素单元104。

请重新参阅图2。本发明所提供的彩色滤光阵列100还包含多个布线图案120，分别设置于管芯角落112。在本优选实施例中，各布线图案120可为金属布线图案，但亦不限于此。各布线图案120与相对应的管芯角落112的两侧边112a、112b分别具有45度的夹角，故布线图案120可标示角落布局规则；更可于切割工艺时保护接近管芯角落112的元件。

此外本发明彩色滤光阵列100还包含至少一如图2所圈示的阶梯式角落(step-shaped corner)130，且如图2所示，略呈八边形的彩色滤光阵列100具有四个阶梯式角落，且各阶梯式角落130对应于管芯角落112而设置，因此亦与设置于管芯角落112的布线图案120相对应。在本优选实施例中，排列于阶梯式角落130的各彩色滤光片114R、114G、114B的彩色滤光片顶点130c的连线如图2所示，平行于布线图案120，故排列于阶梯式角落130的各彩色滤光片114R、114G、114B的彩色滤光片顶点130c的连线亦与相对应的管芯角落112的两侧边112a、112b分别具有45度的夹角。

如本领域技术人员所知，定义于元件晶片或玻璃晶片上的管芯区域110周围由切割道140所包围，在进行切割工艺时，切割机即沿切割道140切割元件晶片或玻璃晶片，以获得各独立的管芯。为保护彩色滤光阵列100及其相对应的元件在切割工艺中免于受到应力的影响，彩色滤光阵列100与元件必需设置于管芯区域110的中央，且与管芯区域110的每一侧边112a、112b维持距离D₁。同理，布线图案120与管芯角落112的顶点112a、阶梯式角落130内的彩色滤光片顶点130c与布线图案120需分别维持距离D₂、D₃，且上述彩色滤光阵列110与管芯侧边112a、112b的距离D₁、布线图案120与管芯角落的距离D₂与阶梯式角落130与布线图案120的距离D₃皆须符合TLR要求的最小距离。值得注意的是，由于本第一优选实施例中，彩色滤光阵列100中排列于阶梯式角落130的各彩色滤光片顶点130a的连线平行于布线图案120，且与管芯角落112的两侧边112a、112b分别具有45度的夹角，因此在图2所示的本优选实施例中，彩色滤光阵列100中排列于阶梯式角落130的每一彩色滤光片114R、114G、114B的顶点130a与其相对应的布线图案120都具有符合TLR要求的最短距离D₃。另外在本优选实施例的变型中，彩色滤光阵列100中排列于每一阶梯式角落130的各彩色滤光片114R、114G、114B的顶点130a的连线亦可不平行布线图案120，但排列于每一阶梯式角落130的各彩色滤光片114R、114G、114B中至少有两顶点130a与相对应的布线图案120具有最短距离D₃。

请同时注意图2中虚线所标示的，其为已知的矩形彩色滤光阵列10的尺寸大小示意区域。如图1所示，由于已知技术的矩形彩色滤光阵列10为矩形阵列，因此呈矩形的彩色滤光阵列10的各角落与布线图案仅能有一点，即彩色滤光阵列10的顶点10a，具有符合TLR要求的最小距离；且为符合角落处的TLR要求，使得已知的矩形彩色滤光阵列10与管芯16边缘的距离d₁大于实际TLR可容忍的范围。而本第一优选实施例中的彩色滤光阵列100的每一阶梯式角落130与相对应的布线图案120则包含至少两个彩色滤光片的顶点130a具有符合TLR要求的最短距离D₃，因此如图2所示，彩色滤光阵列100与管芯区域110的两侧边112a、112b的距离D₁便可符合实际TLR所容忍的范围，故可在相同的管芯区域110中获得更多的次像素单元数量可使用的管芯面积，进而提高分辨率与工艺宽裕度。

与已知技术相较，本第一优选实施例中所提供的彩色滤光阵列100如图2所示，略呈八边形布局设置，其面积大于以虚线标示的已知矩形彩色滤光阵列10的面积，甚至可多获得百分之七的可使用管芯面积。随着半导体工艺的进步与元件不断缩小的要求，本第一优选实施例所提供的彩色滤光阵列100可在符合TLR的要求下，更增加管芯区域110宝贵的可使用空间。

接下来请参阅图5，图5为本发明所提供的彩色滤光阵列的第二优选实施例的局部示意图。第二优选实施例所提供的彩色滤光阵列200包含有矩形的管芯区域210，而矩形的管芯区域210具有四个管芯角落212。如图5所示，管芯角落212由管芯区域210的任两侧边212a、212b所夹设而得，且侧边212a、212b在角落顶点212c交会。彩色滤光阵列200亦包含有多个彩色滤光片214R、214G、214B，呈阵列排列设置于管芯区域210内。与第一优选实施例相同，管芯区域210可定义于元件晶片上或玻璃晶片上，故相关晶片与元件的设置与相对关于此不再赘述。

如图5所示，第二优选实施例的彩色滤光阵列200还包含多个布线图案220，分别设置于管芯角落212，布线图案220可为金属布线图案，但亦不限于此。布线图案220与管芯角落212的两侧边212a、212b分别具有45度的夹角，故布线图案220可标示角落布局规则；更可于切割工艺时保护接近管芯角落212的元件。

第二优选实施例所提供的彩色滤光阵列200还包含至少一如图5中所圈示的彩色滤光阵列角落230，且彩色滤光阵列角落230对应于管芯角落212而设置，因此亦对应于设置于管芯角落212的布线图案220。在第二优选实施例中，彩色滤光阵列角落230亦可为阶梯式角落，但不限于此。如图5所示，彩色滤光阵列角落230具有至少一第一梯级高度差S₁与第二梯级高度差S₂，且第一梯级高度差S₁不同于第二梯级高度差S₂，由此调整彩色滤光阵列角落230的斜度；甚至通过不同的梯级高度差使得排列于彩色滤光阵列角落230个各彩色滤光片212R、212G、212B的彩色滤光片顶点230c的连线呈弧形。与图5中以虚线标示的已知技术所提供的彩色滤光阵列相较，即使第二优选实施例所提供的彩色滤光阵列角落230与布线图案220仅有一点具有符合TLR所要求的最小距离，仍然可以增加次像素单元数量与可使用的管芯面积。

根据本发明所提供的彩色滤光阵列，具有至少一可调整的彩色滤光阵列角落，使得彩色滤光阵列可在符合角落规则的要求下，减少彩色滤光阵列与管芯侧边的距离至可符合实际TLR所容忍的范围，且本发明所提供的彩色滤光阵列可配合不同的TLR要求，增加可使用的管芯面积。此外，本发明所提供的彩色滤光阵列更不限实施于微型显示器，其亦可实现于需要建构彩色滤光阵列的产品如影像感测器等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种彩色滤光阵列，包含有：

管芯区域，该管芯区域定义有至少一管芯角落；

多个彩色滤光片，呈阵列排列设置于该管芯区域内；

至少一阶梯式角落，且该阶梯式角落对应于该管芯角落，以及

多个布线图案，分别设置于该管芯角落，标示角落布局规则并位于形成所述阶梯式角落的最外围彩色滤光片之外以在进行切割工艺时保护接近管芯角落的内部元件，并且所述多个布线图案不与所述多个彩色滤光片接触，

其中所述彩色滤光阵列与管芯区域的侧边的距离、所述布线图案与所述管芯角落的距离以及所述阶梯式角落与所述布线图案的距离均满足拓扑布局规则要求的最短距离，并且该彩色滤光阵列角落内至少有两彩色滤光片的顶点与该布线图案具有满足拓扑布局规则要求的最短距离，

其中所述彩色滤光阵列的面积大于在相同管芯区域内设置的相应矩形彩色滤光阵列的面积。

2.如权利要求1所述的彩色滤光阵列，其中该布线图案与该管芯角落的两侧边分别具有45度的夹角。

3.如权利要求1所述的彩色滤光阵列，其中排列于该阶梯式角落内的各彩色滤光片的顶点的连线平行于该布线图案。

4.如权利要求1所述的彩色滤光阵列，其中该管芯区域定义于元件晶片上，且该元件晶片包含有多个次像素单元。

5.如权利要求4所述的彩色滤光阵列，其中所述多个彩色滤光片分别对应于所述多个次像素单元。

6.如权利要求1所述的彩色滤光阵列，其中该管芯区域定义于玻璃晶片上。

7.如权利要求6所述的彩色滤光阵列，其中所述多个彩色滤光片分别对应于多个设置于元件晶片上的次像素单元。

8.如权利要求1所述的彩色滤光阵列，其中该阶梯式角落具有至少一第一梯级高度差与第二梯级高度差。

9.如权利要求8所述的彩色滤光阵列，其中该第一梯级高度差不同于该第二梯级高度差，而使排列于该阶梯式角落内的各彩色滤光片的顶点的连线呈弧形。

10.一种影像装置，包含有：

基板，其上定义有一管芯区域，且该管芯区域具有至少一管芯角落；

彩色滤光阵列，包含有多个彩色滤光片，呈阵列排列设置于该管芯区域内，该彩色滤光阵列具有至少一彩色滤光阵列角落；以及

布线图案，设置于该管芯角落，标示角落布局规则并位于形成所述彩色滤光阵列角落的最外围彩色滤光片之外以在进行切割工艺时保护接近管芯角落的内部元件，

其中所述彩色滤光阵列角落为阶梯式角落，

其中所述彩色滤光阵列与所述管芯区域的侧边的距离、所述布线图案与所述管芯角落的距离以及所述阶梯式角落与所述布线图案的距离均满足拓扑布局规则要求的最短距离，并且该彩色滤光阵列角落内至少有两彩色滤光片的顶点与该布线图案具有满足拓扑布局规则要求的最短距离，

11.如权利要求10所述的影像装置，其中该布线图案与该管芯角落的两侧边分别具有45度的夹角。

12.如权利要求10所述的影像装置，其中排列于该彩色滤光阵列角落内的各彩色滤光片的顶点的连线平行于该布线图案。

13.如权利要求10所述的影像装置，其中该基板为元件晶片，且该元件晶片包含有多个次像素单元。

14.如权利要求13所述的影像装置，其中所述多个彩色滤光片分别对应于所述多个次像素单元。

15.如权利要求10所述的影像装置，其中该基板为玻璃晶片。

16.如权利要求15所述的影像装置，其中所述多个彩色滤光片分别对应于多个设置于元件晶片上的次像素单元。

17.如权利要求10所述的影像装置，其中该影像装置为影像感测器。

18.如权利要求10所述的影像装置，其中该影像装置为影像显示器。