TWI470286B - 濾色片、固體攝像元件、液晶顯示裝置及電子資訊機器 - Google Patents

濾色片、固體攝像元件、液晶顯示裝置及電子資訊機器 Download PDF

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Description

濾色片、固體攝像元件、液晶顯示裝置及電子資訊機器
本發明係關於：濾色片，其中三種原色RGB經配置成一預定色彩配置；一固體攝像元件，其用於使用濾色片來以光電方式轉換一對象之影像光及自該對象之影像光擷取一影像；一液晶顯示裝置，其用於使用濾色片來顯示一影像；及一電子資訊機器，諸如一數位相機(例如，一數位視訊攝像機或一數位靜態相機)、一影像輸入相機(例如一監視攝像機)、一掃描器、一傳真機、一視訊電話、或一配備相機之蜂巢式電話機器，其在一攝像區段使用該固體攝像裝置作為一影像輸入機器，且/或使用該液晶顯示裝置作為一顯示區段。
將藉助參考圖10及圖11闡述用於此類型之習用固體攝像元件之濾色片之一R、G及B色彩配置(係一拜耳色彩配置)之一實例。
圖10係示意性展示專利文獻1中所揭示之一習用固體攝像裝置之一基本部分之一組態之一實例之一方塊圖。
在圖10中，具有對對應於光之三種原色(R：紅色、G：綠色、及B：藍色)之一波長範圍之敏感度之像素101在一習用固體攝像裝置100中經配置成二維矩陣型樣，且用於掃描之一垂直移位暫存器102及一水平移位暫存器103配置於該等像素周邊。垂直移位暫存器102及水平移位暫存器103係用於自一固體攝像元件之每一像素101讀出像素信號之讀出電路。作為一實例，亦可使用一解碼器作為一讀出電路。
習用固體攝像裝置100亦包括一像素電力供應區段104、一驅動區段105、一信號求和電路106、及一輸出放大器107。像素電力供應區段104供應欲施加以便自每一像素讀出像素信號之電壓。驅動區段105控制垂直移位暫存器102、水平移位暫存器103以及信號求和電路106之操作。信號求和電路106總結複數個像素之像素信號且輸出一所得信號。此處理係由稱為重合方格化處理(binning processing)之處理表示之空間求和處理。
圖11係展示圖10中之R、G及B之每一像素101之一光電轉換特性之一光譜圖。如由圖11中之一實線所示，R像素光譜、G像素光譜及B像素光譜中之每一者分別在620 nm、550 nm、及470 nm左右之一波長下具有一峰值。
接下來，將藉助參考專利文獻2詳細闡述其中將一Y(黃色)像素添加至R、G及B之每一像素配置之一色彩配置(藉由此而嘗試達成色彩再現及高敏感度之改良)之一實例。
圖12係展示專利文獻2中所揭示之一習用固體攝像元件之一像素配置之一平面圖。
如圖12中所示，自一濾色片之四種色彩(如綠色(G')、黃色(Y)、紅色(R')、及藍色(B))，可藉由依據計算公式R=R'×Y、G=G'×及B=B之計算處理而獲得一RGB原色濾色片之一光譜特性。以此方式，藉由自一常見色料組份提供一單獨黃色(Y)像素而使像素之一個別濾色片變得更薄。
接下來，將藉助參考專利文獻3詳細闡述藉助一R、G1、B、及G2之四色彩配置改良色彩再現及高敏感度之一嘗試之一實例。
圖13(a)係以一最小重複單元示意性展示專利文獻3中所揭示之一習用固體攝像元件中之濾色片之一平面色彩配置之一平面圖。圖13(b)係沿圖13(a)中之線X-X'之方向之含有濾色片之一習用固體攝像元件之一縱向剖面圖。圖13(c)係沿圖13(a)中之線X-X'之方向之濾色片之一縱向剖面圖。
如圖13(a)中所示，一第一綠色(G1)色彩層及一第二綠色(G2)色彩層係置於其自己各別區段中，其中G(綠色)色彩層係置於一習用拜耳配置中之兩個對角相對位置上。具體而言，不同色彩層，第一綠色(G1)色彩層及第二綠色(G2)色彩層，係置於其中相同單一綠色色彩之色彩層係以習用方式放置之區段上。
如圖13(b)中所示，一習用固體攝像元件300主要具有：一半導體電路板302，其具有複數個光電轉換元件301；一濾色片303，其形成於半導體電路板302上面；及微透鏡304，其形成於濾色片303上面。濾色片303具有呈一預定色彩配置之複數個色彩層以使得一色彩層對應於提供於半導體電路板302中之每一個別光電轉換元件301。每一光聚集微透鏡304經放置以對應於濾色片303上面之每一光電轉換元件301以聚集並引導入射光自外部至光電轉換元件301。此外，透明平坦化層305及306經提供以分別平坦化且改良濾色片303及微透鏡304之下伏表面之形狀。
如圖13(c)中所示，G2(綠色2)色彩層具有一層壓組態，且包含與層壓組態中之G1(綠色1)層311相同色彩之一色彩層。具體而言，G2色彩層之一最低層311'具有與G1(綠色1)層311相同之色彩層。在G2色彩層中，較佳地，使層壓於構成G2層之最低層311'上之一頂部層312之像素大小變得比最低層311'之像素大小小。此將促成將毗鄰像素(諸如一R層313及一B層314)之像素邊緣(邊緣部分)疊加(或使其簡單重疊)於G2層之G1層311及底部層311'之像素邊緣(邊緣部分)上。可藉由將R層313及B層314(其係厚層)之邊緣疊加於G1層311及最低層311'(其係比較薄層)之邊緣上方來防止像素剝落(其往往在像素大小係小的時發生)。
接下來，將藉助參考專利文獻4及5詳細闡述藉由將互補色彩YMC之一色彩配置添加至原色RGB之一色彩配置來改良色彩再現及高敏感度之一嘗試之一實例。
圖14係示意性展示專利文獻4及5中所揭示之一習用固體攝像元件中之濾色片之一平面色彩配置之一平面圖。
在圖14中，一習用固體攝像元件400包括像素401，該等像素藉由組合一主要光敏區段402(其具有帶有足夠面積來以高敏感度獲得入射光之一光感測器)及一輔助光敏區段403(其具有帶有比主要光敏區段402小之面積來以低敏感度獲得入射光之一光感測器)而經組態。一主要濾色片404及一互補濾色片405經分別提供至主要光敏區段402及輔助光敏區段403，且光敏區段402及403分別輸出主要攝像信號及輔助攝像信號，因而實現具有高敏感度及色彩再現之一影像，且輔助光敏區段403中之一光聚集輔助微透鏡406經形成以係小的。元件符號407標示對應於主要濾色片404之一光聚集主要微透鏡。
[引用列表] [專利文獻]
專利參考1：日本特許公開案第2010-183357號
專利參考2：日本特許公開案第2007-27610號
專利參考3：日本特許公開案第2010-78970號
專利參考4：日本特許公開案第2006-270356號
專利參考5：日本特許公開案第2006-270364號
專利文獻1中所揭示之習用固體攝像元件僅展示呈拜耳色彩配置之濾色片之R、G及B之色彩配置之一實例。在專利文獻2至5中所揭示之習用固體攝像元件中，藉由增加針對每一像素之拜耳色彩配置之色彩多樣性而變更濾色片之R、G及B之色彩配置以改良色彩再現及高敏感度。
然而，在上文所闡述之每一習用固體攝像元件中，若用於針對複數個像素之色彩配置之色彩之數目自拜耳色彩配置之色彩之數目增加，則必須首先改變一機器之色彩信號處理以從頭開始匹配一新濾色片配置，此提出使色彩信號處理之調整複雜化之問題。
本發明意欲解決上文所闡述之習用問題。本發明之一目的係提供：濾色片，其能夠藉由減少色彩雜訊來改良色彩再現而無需改變一機器之色彩信號處理以匹配一新濾色片配置；一固體攝像元件，其能夠使用濾色片來改良色彩再現及高敏感度；一液晶顯示裝置，其能夠使用濾色片來改良色彩再現及高敏感度；及一電子資訊機器，諸如一配備相機之蜂巢式電話，其在一攝像區段中使用固體攝像元件作為一影像輸入機器，及/或在一顯示區段中使用液晶顯示裝置。
根據本發明之含三種原色之濾色片，其包含在一平面圖中呈一預定色彩配置之一紅色(R)色彩層、一綠色(G)色彩層及一藍色(B)色彩層，其中該綠色(G)色彩層之綠色(G)之一光譜特性在一CIE色度圖上具有大於或等於0.45且小於或等於0.60之一y軸值，因而達成上文所闡述之目的。
較佳地，在根據本發明之濾色片中，在450 nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之透射率係大於0%且小於或等於20%。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，在450 nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於0%且小於或等於10%。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，在500 nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於或等於60%且小於或等於98%。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，在500 nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於或等於60%且小於或等於90%。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，在650 nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於0%且小於或等於30%。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，在650 nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於0%且小於或等於20%。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，該綠色(G)色彩層係具有朝向短波長擴展之具有一高透射率範圍之一陡峭傾斜光譜特性之一綠色(G1)色彩層與一黃色(Y1)色彩層之一雙層組態。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，與不包含該綠色(G)色彩層之該紅色(R)色彩層及該藍色(B)色彩層之層厚度相比較，該綠色(G1)色彩層及該黃色(Y1)色彩層之層厚度係較薄的。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，該綠色(G1)色彩層及該黃色(Y1)色彩層之該雙層組態之該層厚度係與不包含該綠色(G)色彩層之該紅色(R)色彩層或該藍色(B)色彩層之該等層厚度實質上相同。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，該綠色(G1)色彩層之該層厚度與該黃色(Y1)色彩層之該層厚度係實質上相同。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，該綠色(G)色彩層在該平面圖中劃分成兩個區；該等經劃分區中之一者係由具有朝向該短波長擴展之具有一高透射率範圍之一陡峭傾斜光譜特性之一綠色(G2)色彩層構成；且該等經劃分區中之另一者係由一黃色(Y2)色彩層構成。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，該綠色(G2)色彩層及該黃色(Y2)色彩層之各別區之面積係實質上相同。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，該綠色(G2)色彩層及該黃色(Y2)色彩層之該配置使得該綠色(G2)色彩層及該黃色(Y2)色彩層係針對每一最小重複毗鄰四像素單元以一交替次序經配置呈一拜耳色彩配置。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，綠色(G)色彩材料及黃色(Y)色彩材料係混合至透明基礎材料中，因而賦予該綠色(G)色彩層朝向該短波長擴展之具有一高透射率範圍之一陡峭傾斜光譜特性。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，綠色(G)色彩材料及黃色(Y)色彩材料係混合至透明基礎材料中，因而賦予該綠色(G)色彩層朝向該短波長擴展之具有一高透射率範圍之一陡峭傾斜光譜特性及與不包含該綠色(G)色彩層之該紅色(R)色彩層或該藍色(B)色彩層之該層厚度實質上相同之層厚度。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，該預定色彩配置係一拜耳色彩配置。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，與一習用綠色(G)色彩層相比較，該綠色(G)色彩層、該綠色(G1)色彩層及該綠色(G2)色彩層中之至少一者具有朝向該短波長擴展之具有一高透射率範圍之一陡峭傾斜光譜特性。
更較佳地，在根據本發明之濾色片中，綠色(G)之該光譜特性與藍色(B)之光譜特性重疊之區域之比率係23%±10%，且綠色(G)之該光譜特性與紅色(R)之光譜特性重疊之區域之比率係18%±5%。
提供一種根據本發明之固體攝像元件，其具有配置成一個二維型樣以用於光電方式轉換來自一對象之一影像光及擷取來自該對象之該影像光之一影像之複數個光接收區段，其中根據本發明之濾色片係以匹配用於各別色彩之該複數個光接收區段中之每一者之一方式形成，從而達成上文所闡述之目的。
較佳地，在根據本發明之一固體攝像元件中，該固體攝像元件係一CCD固體攝像元件或一CMOS固體攝像元件。
提供一種根據本發明之液晶顯示裝置，其中液晶係保持於一元件側基板與一相對側基板之間，且根據每一像素之液晶之光透射率而顯示一影像，其中根據本發明之濾色片係以匹配每一色彩之每一像素之一方式形成於該相對側基板上，從而達成上文所闡述之目的。
提供一種根據本發明之電子資訊機器，其在一攝像區段中使用根據本發明之固體攝像元件作為一影像輸入機器，從而達成上文所闡述之目的。
提供一種根據本發明之電子資訊機器，其在一顯示區段中使用根據本發明之液晶顯示裝置，從而達成上文所闡述之目的。
在下文中，將闡述呈上文所闡述之組態之本發明之一效應。
在本發明中，在三種原色之一紅色(R)色彩層、一綠色(G)色彩層及一藍色(B)色彩層經配置在一平面圖中呈一預定色彩配置濾色片中，該綠色(G)色彩層之綠色(G)之一光譜特性在一CIE色度圖上具有大於或等於0.45且小於或等於0.60之一y軸值。
因此，當藉由使呈一拜耳色彩配置之一綠色之膜厚度變得更薄且在其上添加一新的薄黃色，綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性在CIE色度圖上具有大於或等於0.45且小於或等於0.60之一y軸值時，色彩雜訊可減少且色彩再現可經改良而無需以匹配新濾色片色彩配置之一方式改變一機器之色彩信號處理。
藉由使呈一拜耳色彩配置之一綠色膜之厚度變得更薄且在其上添加一新的薄黃色膜，濾色片之製造步驟變得複雜且製造時間增加。然而，當藉由將黃色添加至呈一拜耳色彩配置之綠色以製成一新綠色來形成濾色片時，濾色片之此等製造步驟將不變得複雜且可以低成本實現色彩再現之改良。
自以上根據本發明之闡述，由於使呈一拜耳色彩配置之一綠色膜之寬度變得更薄且在其上添加一新的薄黃色膜，色彩雜訊可減少以改良色彩再現而無需改變一機器之色彩信號處理以匹配一新濾色片配置。
此外，藉由將一黃色添加至一拜耳色彩配置之一綠色作為一新綠色來形成濾色片，因而可在不使濾色片之製造步驟複雜化之情形下以低成本實現色彩再現之改良。
下文中將藉助參考附圖詳細地闡述本發明之實施例1至4。實施例1至3將闡述具有施加至其之本發明之濾色片之一固體攝像元件。實施例4將闡述在一攝像區段中使用固體攝像元件之實施例1至3中之任一者作為一影像輸入機器之一電子資訊機器，諸如一配備相機之蜂巢式電話。鑒於製作該等圖，圖中之元件之厚度、長度或諸如此類並不限於圖中所闡述之彼等厚度、長度或諸如此類。
(實施例1)
圖1係示意性展示根據本發明之實施例1之一CCD固體攝像元件之一基本部分之一組態之一實例之一縱向剖面圖。
在圖1中，在根據實施例1之一CCD固體攝像元件1中，複數個像素區段沿列及行經配置呈一個二維矩陣型樣。在其每一像素區段中，在一半導體基板2之一表面區段上，提供一光接收區段3作為一光接收元件，該光接收區段3經組態有以光電方式轉換入射光以產生信號電荷之一光電二極體。毗鄰光接收區段3，一電荷轉移區段4經提供用於經由一信號電荷讀出區段自光接收區段3讀出信號電荷及用於轉移電荷。一閘極電極6經置於電荷轉移區段4及信號電荷讀出區段上面，其中一閘極絕緣膜5插入於閘極電極6與電荷轉移區段4及信號電荷讀出區段之間。閘極電極6不僅讀出信號電荷，而且充當一電荷轉移電極用於調節經讀出之信號電荷之電荷轉移。一通道停止層8經提供作為由光接收區段3與電荷轉移區段4組成之一半導體基板2之像素區段7(沿水平方向)中間的一像素分離層(一元件分離層)。
在閘極電極6上面，一光屏蔽膜9形成，其中一絕緣膜10插入其間以防止雜訊由於閘極電極6進行之入射光反射所致而發生。一開口區段9a亦形成於光接收區段3上面之光屏蔽膜9上作為用於入射光之一窗口區段。
一夾層絕緣膜11經形成用於平坦化光接收區段3及屏蔽膜9之表面之間的具有高度差之一區段。用於將光聚集至光接收區段3之層內透鏡12經形成於夾層絕緣膜11上，其中每一層內透鏡12對應於一單個光接收區段3。一夾層絕緣膜13形成於每一層內透鏡12上用於填充每一層內透鏡12中間的高度差以平坦化其表面。
此外，具有置於每一光接收區段3處之每一色彩R、G及B之一預定色彩配置(舉例而言，一拜耳配置)之濾色片14(14R、14G(14G1+14Y1)、14B)形成於夾層絕緣膜13上。此外，一平坦化膜15形成於濾色片14上，且另外，用於將光聚集至光接收區段3之一微透鏡16形成於該平坦化膜上。
在此情形下，濾色片14R及14B中之每一者具有與由兩個層組成之濾色片14G1+14Y1之膜厚度實質上相同之一膜厚度。此外，濾色片14G之膜厚度亦與濾色片14Y之膜厚度實質上相同。
圖2(a)係以最小重複單元示意性展示圖1中之濾色片14之色彩配置之一平面圖。圖2(b)係沿圖2(a)中之線A-A'之方向之濾色片之一縱向剖面圖。圖2(c)係示意性展示圖2(b)中之濾色片剖面組態之一變化之一實例之一縱向剖面圖。圖2(d)係示意性展示圖2(b)中之濾色片剖面組態之一變化之另一實例之一縱向剖面圖。
在圖2(a)中，以最小重複單元展示由呈拜耳色彩配置之三種原色RGB組成之濾色片14。濾色片14R之一R(紅色)色彩層及濾色片14B之一B(藍色)色彩層係在一平面圖中對角配置，且濾色片14G(G1+Y1)係各自沿相反對角方向配置。在圖2(b)中，在濾色片14R之R(紅色)色彩層與濾色片14B之B(藍色)色彩層之一縱向剖面組態中間放置具有濾色片14G之一G1(綠色)色彩層(一薄底部層)及濾色片14Y之一Y1(黃色)色彩層(薄頂部層)之一雙層上下組態之一像素。濾色片14G之G1(綠色)色彩層與濾色片14Y之Y1(黃色)色彩層可以一顛倒次序定位(頂部層在底部上)。
具體而言，濾色片14G之一綠色(G)色彩層具有由綠色(G1)色彩層(與除綠色(G)色彩層之外的層區之膜厚度相比較，具有較薄層厚度)及黃色(Y1)色彩層(與除綠色(G)層之外的層區之厚度相比較，具有一較薄層厚度)組成之一雙層組態。由綠色(G1)色彩層及黃色(Y1)色彩層組成之雙層組態之層厚度係與除綠色(G)色彩層之外的色彩層(亦即，紅色(R)色彩層或藍色(B)色彩層)之層厚度實質上相同。此外，綠色(G1)色彩層及黃色(Y1)色彩層之各別層厚度係實質上彼此相同。
下文將更詳細論述圖2(c)及圖2(d)之濾色片之縱向剖面組態。
圖3係展示圖1中之濾色片14G之綠色(G)色彩層之透射率與光學波長之間的關係之一光譜特性圖。
如圖3中所示，藉由使用濾色片14R之光譜特性及濾色片14G之光譜特性來處理信號而獲得由一粗虛線指示為「黃色」之黃色(Y1)之光譜特性。一習用綠色濾色片之一光譜特性曲線係由一細虛線指示為「習用綠色」且具有和緩傾斜之一山形狀。當薄黃色(Y1)濾色片堆疊於一習用綠色濾色片G'上(如圖2(c)中所示)時，透射率針對濾色片層厚度之增加量而減少，且光譜特性變成由習用綠色濾色片G'+具有薄膜厚度之黃色(Y1)(習用綠色+黃色)組成之一濾色片之光譜特性。此外，若使習用綠色濾色片G'之層厚度變得更薄且薄黃色(Y1)濾色片堆疊於其上以形成一新綠色濾色片G(新綠色；具有朝短波長偏斜之一陡峭光譜特性之新綠色)，則新綠色濾色片之一光譜特性曲線變成由一粗實線指示之具有由箭頭展示之擴展動態範圍之曲線。確切而言，此係呈圖2(b)中所示之雙層組態之綠色濾色片14G之綠色(G)色彩層(綠色(G1)色彩層+黃色(Y1)色彩層)。綠色(G1)色彩層自身具有朝向短波長偏斜之一陡峭光譜特性。由實線指示之新綠色濾色片之光譜特性曲線經展示於指示由習用綠色濾色片+薄黃色(Y1)濾色片組成之濾色片之光譜特性之實線之外側，且與由習用綠色濾色片+薄黃色(Y1)濾色片組成之濾色片相比較，具有帶有更陡峭傾斜之一山形狀。因此，比較新綠色與習用綠色，新綠色係更陡峭，且其山形狀之步長之高度差係較大的，且具有一較寬動態範圍，因而改良色彩分離及光接收敏感度。
概言之，在圖3中，即使將具有由粗虛線指示為「黃色」之黃色(Y1)之光譜特性之色彩層簡單地添加至具有由細虛線指示為「習用綠色」之習用綠色濾色片之光譜特性之色彩層，但其僅產生具有由細實線指示為「習用綠色+黃色」之具有一山形狀之一光譜特性之一濾色片。然而，重要的是，習用綠色濾色片「習用綠色」之層厚度經設定較薄以形成本發明中之綠色(G1)色彩層。因而，由粗實線指示為「新綠色」之圖2(b)中之雙層組態(綠色(G1)色彩層+黃色(Y1)色彩層)之光譜特性獲得濾色片14G之綠色(G)色彩層之具有一高透射率範圍之一陡峭傾斜山形狀之光譜特性。因此，實現具有改良之敏感度及色彩分離之一光譜特性，如箭頭所指示，從而達成一較清晰影像之產生。可看到，與由細虛線指示為「習用綠色」之山形狀之光譜特性相比較，藉由僅將具有由粗虛線指示為「黃色」之光譜特性之色彩層疊加至習用綠色色彩層上，具有由細實線指示為「習用綠色+黃色」之一簡單山形狀之光譜特性之濾色片之透射率在450 nm之一光學波長下變得大於百分之零且小於或等於10%(大於或等於0.5%且小於或等於10%)。在此情形下，在450 nm之一光學波長下，對呈圖2(b)中所示之雙層組態之濾色片14G之綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於百分之零且小於或等於10%(大於或等於0.5%且小於或等於10%)，然而由細虛線指示為「習用綠色」之習用濾色片之綠色(G)色彩層之透射率係大約25%。此外，在500 nm之一光學波長下，對呈圖2(b)中所示之雙層組態之濾色片14G之綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於或等於60%且小於或等於90%，然而由細虛線指示為「習用綠色」之習用濾色片之綠色(G)色彩層之透射率係大約60%。此外，在650 nm之一光學波長下，對呈圖2(b)中所示之雙層組態之濾色片14G之綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於百分之零且小於或等於20%(大於或等於0.5%且小於或等於20%)，然而習用濾色片之綠色(G)之透射率係大約24%。自以上闡述，可看到，濾色片14G之綠色(G)色彩層之光譜特性之山形狀之陡峭傾斜程度，及透射率範圍增加程度。可藉由使用其中將具有一黃色組份之一薄濾色片添加至藉由使習用綠色濾色片薄化所製成之一濾色片之新綠色濾色片來控制光譜特性以位於此光譜特性範圍中。
因此，藉由使用其中將具有一黃色組份之一薄濾色片添加至藉由使習用綠色濾色片薄化所製成之一濾色片之新綠色濾色片，可抑制朝向短波長之綠色濾色片之色彩雜訊，改良色彩再現，且可改良對綠色之敏感度。對綠色之敏感度之改良係約10%。
圖4係在一CIE色度圖上展示習用濾色片之三種原色RGB與所示實施例1之濾色片14之三種原色RGB之間的關係之一圖。
如圖4中之CIE色度圖所示，藉由虛線展示藉由連接習用濾色片之原色RGB之三個點所形成之一三角形，且藉由一實線展示藉由連接實施例1之濾色片14之原色RGB之三個點所形成之一三角形。可看到，與習用濾色片之CIE色度範圍相比，實施例1之濾色片14之CIE色度範圍朝向黃色(Y)更進一步擴展。由最外部之一白色實線所示之三角形係高清晰度TV之原色RGB之三個點之位置。在習用濾色片之情形下，藉由內部信號處理來對將習用濾色片之原色RGB之三個點擴展至高清晰度TV之三種原色RGB之三個點之位置進行廣泛校正(drastic correction)，從而導致增加雜訊。然而，由於與習用校正相比較，對實施例1之濾色片14至高清晰度TV之三種原色RGB之三個點之位置的校正係較不廣泛，因此可容易地且準確地進行色彩校正，從而導致色彩雜訊之減少及一清晰影像之產生。
概言之，由於一色度範圍可藉由濾色片自身而在CIE色度圖上自習用濾色片之三種原色RGB之三個點擴展至實施例1之濾色片14之三種原色之三個點，因此減輕由內部信號處理進行色彩校正之負荷且可產生一較清晰影像。具體而言，藉由使綠色(G)濾色片之光譜特性變成具有新綠色(G)色彩層之一高透射率範圍之陡峭傾斜之光譜特性，且將黃色(Y1)色彩層添加至其，色度範圍可在CIE色度圖上朝向包含紅色(R)之黃色(Y)擴展，因而促成黃色(Y)之產生且獲得一較清晰影像。在此情形下，在CIE色度圖上，濾色片14G之綠色(G)濾色片的y軸值係大於或等於0.45。以此一方式，當濾色片14G之綠色(G)之在CIE色度圖之y軸上之位置係大於或等於0.45時，與習用濾色片之綠色(G)之在CIE色度圖之y軸上之位置(0.42)相比較，濾色片14G之綠色(G)可更接近於高清晰度TV之綠色(G)0.03。換言之，濾色片14G之綠色(G)移動更接近於高清晰度TV之理想綠色(G)之在CIE色度圖之y軸上之位置(0.60)，因而產生較少雜訊且顯著改良色彩再現。
與其中使用習用濾色片之情形相比較，使用新綠色之實施例1之濾色片14之RGB色度座標在黃色區中顯著地擴展，且使用新綠色之實施例1之濾色片14優於黃色(Y)之色彩再現。
圖5係在由一虛線指示之一機器之習用濾色片之綠色(G)之光譜特性之峰值經設定為100%時，一機器之實施例1中之濾色片之三種原色RGB與該習用濾色片之三種原色RGB之一電光譜特性圖。電光譜特性具有藉由濾色片光譜特性與一機器(單色)光譜特性之乘法獲得之一特性。
如圖5中所示，習用濾色片之三種原色RGB係由虛線指示，且實施例1之濾色片14之三種原色RGB係由實線指示。在450 nm至500 nm之波長下，與由虛線指示之習用濾色片之綠色(G)相比較，由實線指示之實施例1之濾色片14之綠色(G)具有一較陡峭傾斜之上升及較大透射率範圍。舉例而言，在波長450 nm處，針對由實線指示之實施例1之濾色片14之綠色(G)之相對電輸出值係大約10%，而針對習用濾色片之綠色(G)之相對電輸出值係大約40%。此外，舉例而言，在波長500 nm處，針對由實線指示之實施例1之濾色片14之綠色(G)之相對電輸出值係大約100%，而針對習用濾色片之綠色(G)之相對電輸出值係大約80%。此外，舉例而言，在波長650 nm處，針對由實線指示之實施例1之濾色片14之綠色(G)之相對電輸出值係大約10%，而針對習用濾色片之綠色(G)之相對電輸出值係大約30%。
當比較圖5中之三種原色RGB之彼此重疊之區段時，針對由虛線指示之習用濾色片之綠色(G)與藍色(B)之一重疊區段之一區域及由實線指示之實施例1之濾色片14之綠色(G)與藍色(B)之一重疊區段之一區域，對應於陡度及透射率範圍之改變之量，由實線指示之實施例1之濾色片14之綠色(G)與藍色(B)之重疊區段之區域係壓倒性地較小。隨著濾色片14之綠色(G)與藍色(B)之重疊區域變得較大，色彩雜訊增加，從而導致暗淡色彩。類似地，針對由虛線指示之習用濾色片之綠色(G)與紅色(R)之一重疊區段之一區域及由實線指示之實施例1之濾色片14之綠色(G)與紅色(R)之一重疊區段之一區域，對應於陡度及透射率範圍之改變之量，由實線指示之實施例1之濾色片14之綠色(G)與紅色(R)之重疊區段之區域係較小。隨著濾色片14之綠色(G)與紅色(R)之重疊區域變得較大，色彩雜訊增加，從而導致暗淡色彩。
在習用濾色片之綠色(G)之情形下，綠色(G)及藍色(B)之光譜特性之重疊區段之區域與綠色(G)之光譜特性之比率係大約36%，且綠色(G)及紅色(R)之光譜特性之重疊區段之區域與綠色(G)之光譜特性之比率係大約24%。相比而言，實施例1之濾色片14之綠色(G)及藍色(B)之光譜特性之重疊區段之區域與綠色(G)之光譜特性之比率係大約23%，且實施例1之濾色片14之綠色(G)及紅色(R)之光譜特性之重疊區段之區域與綠色(G)之光譜特性之比率係大約18%。在實施例1之濾色片14之情形下，當以範圍展示時，為減小重疊區域(與習用濾色片相比)，綠色(G)之光譜特性重疊藍色(B)之光譜特性之區域之比率係23%±10%，且綠色(G)之光譜特性重疊紅色(R)之光譜特性之區域之比率係18%±5%。
因此，「黃色」係藉由「綠色」+「紅色」來再現。另一方面，與藉由習用「綠色」+「紅色」再現之習用「黃色」相比較，藉由新「綠色」+「紅色」再現之一新「黃色」具有一較大動態色彩範圍且具有一較小色彩彼此重疊之區域。因而，再現一清晰影像而幾乎無色彩雜訊且尤其清晰再現「黃色」而無需改變一機器之色彩信號處理以匹配新濾色片配置。
呈上文所闡述之組態之實施例1之CCD固體攝像元件1之製造方法包括：在一半導體基板2(或一半導體層)上以一個二維型樣形成用於以光電方式轉換入射光及擷取入射光之一影像之複數個光接收區段3之一光接收區段形成步驟；毗鄰每一光接收區段3形成一電荷轉移區段4及位於該電荷轉移區段4上之一閘極電極6作為用於轉移電荷之構件之一電荷轉移構件形成步驟；形成覆蓋閘極電極6且在光接收區段3上面開口之一光屏蔽膜9之一光屏蔽膜形成步驟；在光接收區段3與光屏蔽膜9之間的步長區段上形成一夾層絕緣膜11之一第一夾層絕緣膜形成步驟；以匹配每一光接收區段3之位置之一方式在夾層絕緣膜11上形成一凹面層內透鏡12之一層內透鏡形成步驟；形成一夾層絕緣膜13以填充層內透鏡12之間的不平坦空間之一第二夾層絕緣膜形成步驟；以匹配每一光接收區段3之位置之一方式在夾層絕緣膜13上以一預定色彩配置(舉例而言，一拜耳色彩配置)形成濾色片14之一濾色片形成步驟；及以匹配每一光接收區段3之位置之一方式在濾色片14上形成一微透鏡16(其中一平坦化膜15插入於濾色片14與微透鏡16之間)之一微透鏡形成步驟。
在濾色片形成步驟中，處理進行如下。在每一光敏濾色片材料上重複一光微影步驟，且以拜耳配置依序形成一濾色片14G1、一濾色片14R及一濾色片14B。然後，藉由在濾色片14G1上形成一濾色片14Y1，可製成一雙層組態，其中濾色片14Y1形成於濾色片14G1上作為一濾色片14G。形成濾色片之色彩可係處於任何次序。
自上文，根據實施例1，使拜耳色彩配置中之一綠色(G)色彩層之膜厚度變薄以成為具有朝向短波長擴展之具有一高透射率範圍之一陡峭傾斜光譜特性之綠色(G)色彩層，且具有一薄膜厚度之一黃色(Y1)色彩層新堆疊於經薄化之綠色(G1)色彩層上。因而，在一CIE色度圖上，綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性的y軸值變得大於或等於0.45且小於或等於0.60(較佳地，大於或等於0.475且小於或等於0.60)。因此，色彩雜訊顯著減少，色彩再現經改良且可獲得一清晰影像而無需以匹配一新濾色片色彩配置之一方式改變一機器之色彩信號處理。
在實施例1中，在CCD固體攝像元件1中，呈拜耳色彩配置之濾色片14G之綠色(G)色彩層具有由以下色彩層組成之一雙層組態：與除綠色(G)色彩層之外的層區(亦即濾色片14R或14B)之層厚度相比較具有變薄之層厚度之綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)；及與除綠色(G)色彩層之外的層區(亦即濾色片14R或14B)之層厚度相比較具有一薄層厚度之黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)，但綠色色彩層並不限於此組態。如圖2(d)中所示，呈拜耳色彩配置之濾色片14G之綠色(G)色彩層可經組態以使得：綠色(G)色彩層在一平面圖中沿一縱向方向或一橫向方向劃分；經劃分區中之一者經組態有一綠色(G2)色彩層；且另一經劃分區經組態有一黃色(Y2)色彩層。在此情形下，左側之綠色(G2)色彩層與右側之黃色(Y2)色彩層之各別面積區在一平面圖中彼此相等。CCD固體攝像元件1亦可以此方式組態。
在此情形下，如圖6中所示，可以一最小重複毗鄰四像素單元展示濾色片14之拜耳色彩配置。然而，當濾色片14R係居中時，濾色片14G環繞濾色片14R之頂部側、底部側、左側及右側。在濾色片14R之頂部側上濾色片14G中，濾色片14G2及濾色片14Y2係以自頂部沿一縱向方向之次序配置。在濾色片14R之底部側上濾色片14G中，濾色片14Y2及濾色片14G2係以自頂部沿一縱向方向之次序配置。以此方式，濾色片14G中之濾色片14G2及濾色片14Y2之配置使得濾色片14Y2及濾色片14G2針對拜耳色彩配置中之每一最小重複毗鄰四像素單元以一交替次序配置。
此外，當濾色片14R係居中時，濾色片14G環繞濾色片14R之頂部側、底部側、左側及右側。在濾色片14R之左側上濾色片14G中，濾色片14Y2及濾色片14G2係以自左至右沿一橫向方向之次序配置。在濾色片14R之右側上濾色片14G中，濾色片14G2及濾色片14Y2係以自左至右沿一橫向方向之次序配置。以此方式，濾色片14G中之濾色片14Y2及濾色片14G2之配置亦使得濾色片14Y2及濾色片14G2針對拜耳色彩配置中之每一最小重複毗鄰四像素單元以一交替次序配置。
出於此原因，即使在平面圖中沿縱向方向或橫向方向經劃分之綠色(G)色彩層之一邊界線在平面圖中沿縱向方向及橫向方向經偏置，但色彩並不偏移至綠色(G2)或黃色(Y2)。
進一步闡釋，在實施例1中，與習用綠色(G)相比較，綠色(G)色彩層(G1+Y1)及綠色(G1)色彩層中之每一者具有朝向短波長擴展之具有一高透射率範圍之陡峭傾斜光譜特性。此外，與習用綠色(G)相比較，綠色(G)色彩層(G2+Y2)及綠色(G2)色彩層中之每一者亦具有朝向短波長擴展之具有一高透射率範圍之陡峭傾斜光譜特性。
在實施例1，在CCD固體攝像元件1中，呈拜耳色彩配置之濾色片14G之綠色(G)色彩層具有由以下色彩層組成之雙層組態：與除綠色(G)色彩層之外的層區(亦即濾色片14R或14B)之層厚度相比較具有變薄之層厚度之綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)；及與除綠色(G)色彩層之外的層區(亦即濾色片14R或14B)之層厚度相比較具有較薄層厚度之黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)。另一選擇為，作為其一變化之一實例，呈拜耳色彩配置之濾色片14G之綠色(G)色彩層經組態以使得綠色(G)色彩層在平面圖中沿縱向方向或橫向方向劃分；經劃分區中之一者係由綠色(G2)色彩層組成；且另一經劃分區係由黃色(Y2)色彩層組成。然而，本發明之此等組態並不限於CCD固體攝像元件1，但亦可應用於一CMOS固體攝像元件。
(實施例2)
在實施例1中，在CCD固體攝像元件1中，呈拜耳色彩配置之濾色片14G之綠色(G)色彩層沿層厚度之方向劃分以形成由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態，或在平面圖中之區處劃分以在平面圖中形成由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之毗鄰組態。然而，在實施例2中，在一CMOS固體攝像元件中，代替由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態或在平面圖中由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之毗鄰組態，將詳細闡述其中混合及組合色料作為一單綠色(G)色彩層之情形。因此，由於圖3至5中之綠色(G)色彩層之光譜特性係完全相同，因此本文中省略其詳細闡述。
圖7係示意性展示根據本發明之實施例2之CMOS固體攝像元件之一基本部分之一組態之一實例之一縱向剖面圖。
在圖7中，根據實施例2，複數個像素區段在一CCD固體攝像元件1A中沿列及行經配置呈一矩陣型樣。在其每一像素區段中，在一半導體基板21之一表面區段上，提供一光接收區段22作為一光接收元件，該光接收區段22經組態有以光電方式轉換入射光以產生信號電荷之一光電二極體。毗鄰光接收區段22，一轉移閘極24經提供用於經由一電荷轉移電晶體之一電荷轉移區段23自光接收區段22轉移電荷至充當一電荷電壓轉換區段之一浮動擴散部FD，其中一閘極絕緣膜25插入於該轉移閘極24與光接收區段22之間。一電荷轉移電晶體經組態作為用於經由電荷轉移區段23、閘極絕緣膜25及轉移閘極24自光接收區段22至浮動擴散部FD轉移攝像信號之一電荷轉移構件。此外，每一光接收區段22包括一讀出電路，其中轉移至浮動擴散部FD之信號電荷：經轉換成電壓；根據經轉換之電壓藉由一放大電晶體(未展示)放大；且經讀出作為針對每一像素區段之攝像信號。
讀出電路之一電路佈線區段及連接至轉移閘極24及浮動擴散區段FD之電路佈線區段係提供於轉移閘極24、浮動擴散區段FD及一邏輯電晶體區26上面。極適於嵌於經變薄之佈線之間的一夾層絕緣膜28係形成於閘極絕緣膜25與轉移閘極24上。極適於嵌於經變薄之佈線之間的一夾層絕緣膜30係形成於該夾層絕緣膜28上，且一第二佈線層31形成於該夾層絕緣膜30上。因而，電路佈線區段經組態。由導電材料(舉例而言，鎢)製成之各別接觸插塞32亦經形成：位於佈線層29與轉移閘極24之間；位於佈線層29與浮動擴散區段FD之間；及位於佈線層29與邏輯電晶體區26之一源極(S)、一汲極(D)及一閘極(G)中之每一者之間。一接觸插塞33係形成於每一佈線層29與該佈線層上之一佈線層31之間。由鋁或銅製成之佈線層29及31電連接至其各別轉移閘極24、浮動擴散區段FD及邏輯電晶體區26之源極(S)、汲極(D)及閘極(G)。
一夾層絕緣膜34經形成以填充夾層絕緣膜30及每一佈線層31上之高度差。具有置於每一光接收區段22處之每一色彩R、G及B之一預定色彩配置(舉例而言，拜耳配置)之濾色片35經形成於夾層絕緣膜34上。此外，一平坦化膜36係形成於濾色片35上，且另外，用於將光聚集至光接收區段22之微透鏡37係形成於平坦化膜36上。
在此情形下，類似於實施例1之濾色片14，濾色片35係在平面圖中以使呈一預定色彩配置(舉例而言，拜耳配置)之三種原色之一紅色(R)色彩層、一綠色(G)色彩層及一藍色(B)色彩層與每一光接收區段22匹配之一方式經配置。在實施例2中，在一CMOS固體攝像元件1A中，將若干色素混合成一單綠色(G)色彩層之組態係與具有由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態或在平面圖中由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之毗鄰組態之實施例1不同之組態。
在實施例2中之濾色片35中，類似於具有實施例1中之濾色片14之情形(如圖4中所示)，一單層綠色(G)色彩層之綠色(G)之一光譜特性亦在CIE色度圖上具有大於或等於0.45且小於或等於0.60的y軸值。此外，如圖3中所示，在450 nm之一光學波長下，對濾色片35之單層綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於百分之零且小於或等於10%(大於或等於0.5%且小於或等於10%)。此外，在500 nm之一光學波長下，對單層綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於或等於60%且小於或等於90%。此外，在650 nm之一光學波長下，對單層綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於百分之零且小於或等於20%(大於或等於0.5%且小於或等於20%)。圖8(a)係示意性展示圖7中之濾色片之色彩配置之一最小重複單元之一平面圖，且圖8(b)係沿圖8(a)之一線B-B'之一方向之濾色片之一縱向剖面圖。
在圖8(a)中，以最小重複毗鄰四像素單元展示濾色片35之三種原色RGB之拜耳色彩配置。濾色片35之拜耳色彩配置之一紅色(R)色彩層及一藍色(B)色彩層在平面圖中沿一縱向方向配置，且濾色片35之拜耳配置之一綠色(G‧Y)色彩層係各自沿相反縱向方向配置。在圖8(b)中，濾色片35之綠色(G‧Y)色彩層係以一縱向剖面組態置於濾色片35之紅色(R)色彩層與藍色(B)色彩層之間。
概言之，濾色片35之綠色(G)色彩層係經如此組態以獲得圖3及4中所示之光譜特性之一單層綠色(G‧Y)色彩層，且諸如各種類型之色料之色素係混合至基礎材料(諸如透明丙烯酸樹脂)中。因此，濾色片35之單層綠色(G‧Y)色彩層之光譜特性係類似於由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之實施例1中之雙層組態(其中呈拜耳色彩配置之濾色片14G之綠色(G)色彩層沿膜厚度方向劃分)之光譜特性及由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之實施例1中之在平面圖中之毗鄰組態(其中呈拜耳色彩配置之濾色片14G之經劃分之綠色(G)色彩層在平面圖中之區處劃分)之光譜特性。
呈上文所闡述之組態之根據實施例2之一CMOS固體攝像元件1A之一製造方法包括：在一半導體基板21(或一半導體層)上形成用於以光電方式轉換入射光及擷取入射光之一影像之複數個光接收區段22之一光接收區段形成步驟；毗鄰每一光接收區段22形成一電荷轉移區段23及一閘極電極24作為用於轉移電荷之構件之一電荷轉移構件形成步驟；在光接收區段22及轉移閘極24上面形成一夾層絕緣膜28之一第一夾層絕緣膜形成步驟；在夾層絕緣膜28內形成連接至各別轉移閘極24或電荷電壓轉換區(浮動擴散區段FD)(其係一電荷轉移之目的地)之每一接觸插塞32之一第一接觸插塞形成步驟；在夾層絕緣膜28上形成每一第一佈線層29以便連接至各別接觸插塞32之一第一佈線區段形成步驟；在夾層絕緣膜28及每一第一佈線層29上形成一夾層絕緣膜30之一第二夾層絕緣膜形成步驟；在夾層絕緣膜30內形成連接至各別第一佈線區段29之每一第二接觸插塞33之一第二接觸插塞形成步驟；形成每一第二佈線層31以便連接至各別第二接觸插塞33之一第二佈線區段形成步驟；在夾層絕緣膜30及每一第二佈線層31上形成一夾層絕緣膜34之一第三夾層絕緣膜形成步驟；以匹配夾層絕緣膜34上之每一光接收區段22之位置之一方式形成呈一預定色彩配置(舉例而言，一拜耳色彩配置)之濾色片35(R、G、Y及B)之一濾色片形成步驟；及以匹配每一光接收區段22之位置之一方式在濾色片35上面形成一微透鏡37(其中一平坦化膜36插入於濾色片35與微透鏡37之間)之一微透鏡形成步驟。
在濾色片形成步驟中，以匹配每一光接收區段22之位置之一方式，在每一光敏濾色片材料上重複一光微影步驟以形成呈拜耳色彩配置之一濾色片35(G‧Y)；且進一步形成呈拜耳色彩配置之一濾色片35R；且連續形成呈拜耳色彩配置之一濾色片35B。可以任何次序製作不同色彩之濾色片，且可使用任何次序來形成濾色片。
關於濾色片35(G‧Y)之材料，如先前關於實施例1所提及，將由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態或由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之平面圖中之毗鄰組態用作一單綠色(G)層，且使用分散於含有丙烯酸樹脂材料之基礎樹脂材料中色彩色料。藉由在數量上調整色料來製作濾色片35(G‧Y)。因此，與習用綠色(G)色彩層相比較，圖1之濾色片14G之綠色(G)色彩層之光譜特性係陡峭且朝向短波長偏斜，如圖3及圖5中所示。具有此一光譜特性之綠色(G)色彩層可根據其規格容易調整。
具體而言，可藉由以下步驟來獲得具有一期望光譜特性之光敏濾色片形成材料(彩色光阻劑)：挑選、混合及分散兩種或更多種類型之藉由色彩索引(C.I.：由染料及色彩師學會(The Society of Dyers and Colourists)公佈)分類為一色料之色料(亦即，用下文所列之一色彩索引(C.I.)編號標記之化合物)，以及添加必需量之光聚合引發劑及表面活性劑。舉例而言，綠色色料包含C.I.色料綠色7及36，且黃色色料包含C.I.色料黃色12、83及150。根據需要，亦可添加一藍色或紅色色料。
在實施例1中，由於使拜耳色彩配置中之綠色之膜厚度變得更薄且新添加黃色，因此濾色片14之製造步驟已變得複雜且製造時間增加。然而，根據如上文所闡述之實施例2，由於將黃色添加至拜耳色彩配置中之綠色從而具有朝向短波長擴展、陡峭傾斜且具有一高透射率範圍之光譜特性以成為新綠色從而形成具有單層組態之濾色片，可在不使濾色片35之製造步驟複雜化之情形下以低成本實現色彩再現之改良。另外，由於綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性在CIE色度圖上具有大於或等於0.45且小於或等於0.60之一y軸值，因此色彩雜訊顯著減少且改良色彩再現，因此產生一清晰影像而無需以匹配新濾色片色彩配置之一方式改變一機器之色彩信號處理。
(實施例3)
在實施例1中，在CCD固體攝像元件1中，呈拜耳色彩配置之濾色片14G之綠色(G)色彩層沿層厚度之方向劃分，或在平面圖中之區處劃分，且然後製成由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)(色彩配置次序可沿層厚度方向顛倒)組成之雙層組態，或製成由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層(左至右或上至下次序可顛倒)組成之平面圖中之毗鄰組態。然而，在實施例3中，關於一CCD固體攝像元件，將詳細闡述其中藉由混合色素來將由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態，或由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之平面圖中之毗鄰組態(如圖1中所示)整合為一單層之一情形。在此情形下，闡述將使用圖16中之光譜特性，在圖16中展示具有混合色素之綠色色彩層(濾色片)之實際上經單獨量測之透射率與光學波長之間的關係。
圖15係示意性展示本發明之實施例3中之一CCD固體攝像元件之一基本部分之一組態之一實例之一縱向剖面圖。具有類似於圖1中之CCD固體攝像元件之組態構件之功能效應之構件被添加以相同元件符號，但將省略其闡釋。
在圖15中，實施例3中之一CCD固體攝像元件1B與實施例1中之固體攝像元件1之間的差異係濾色片17R、17G及17B形成於一夾層絕緣膜13上。濾色片17R、17G及17B形成置於每一光接收區段3處之R、G及B之一預定色彩配置(舉例而言，一拜耳色彩配置)。在此情形下，濾色片17G藉由混合色素將圖1中之由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態或圖1中之由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之平面圖中之毗鄰組態整合成一單綠色色彩層。
圖16係展示圖15中之濾色片17G之綠色(G)色彩層之透射率與光學波長之間的關係之一光譜特性圖。
如圖16中所示，藉由使用濾色片17R之光譜特性及濾色片17G之光譜特性來處理信號來獲得由一虛線指示為「黃色」之黃色(Y1)之光譜特性。一習用綠色濾色片之一光譜特性曲線係由一細虛線指示為「習用綠色」且具有和緩傾斜之一山形狀。當薄黃色(Y1)濾色片堆疊於習用綠色濾色片G'上(如圖2(c)中所示)時，透射率針對濾色片層厚度之增加之量而減少，且光譜特性變成由習用綠色濾色片G'+具有薄膜厚度之黃色(Y1)(習用綠色+黃色)組成之一濾色片之光譜特性。此外，若使習用綠色濾色片G'之層厚度變得更薄且薄黃色(Y1)濾色片堆疊於其上以形成一新綠色濾色片G(新綠色；具有朝短波長偏斜之一陡峭光譜特性之新綠色)，則新綠色濾色片之一光譜特性曲線變成由一實線指示之具有由箭頭展示之擴展動態範圍之曲線。確切而言，此係藉由混合如圖8(b)中所示之色素而經整合成濾色片17G之一單個綠色(G‧Y)色彩層之呈圖2(b)中所示之雙層組態之綠色濾色片14G之綠色(G)色彩層(綠色(G1)色彩層+黃色(Y1)色彩層)。綠色(G1)色彩層自身具有朝向短波長偏斜之一陡峭光譜特性。由實線指示之新綠色濾色片之光譜特性曲線經展示於指示由習用綠色濾色片+薄黃色(Y1)濾色片組成之濾色片之光譜特性之實線之外側，且與由習用綠色濾色片+薄黃色(Y1)濾色片組成之濾色片相比較，具有帶有更陡峭傾斜之一山形狀。因此，比較新綠色與習用綠色，新綠色係更陡峭，且其山形狀之步長之高度差係較大的，且具有一較寬動態範圍，因而改良色彩分離及光接收敏感度。
概言之，在圖16中，即使將具有由粗虛線指示為「黃色」之黃色(Y1)之光譜特性之色彩層簡單地添加至具有由細虛線指示為「習用綠色」之習用綠色濾色片之光譜特性之色彩層，但其僅產生具有由細實線指示為「習用綠色+黃色」之具有一山形狀之一光譜特性之一濾色片。然而，重要的是，習用綠色濾色片「習用綠色」之層厚度經設定較薄以形成本發明中之綠色(G1)色彩層。因而，由粗實線指示為「新綠色」之圖2(b)中之雙層組態(綠色(G1)色彩層+黃色(Y1)色彩層)之光譜特性獲得濾色片14G之綠色(G)色彩層之具有一高透射率範圍之一陡峭傾斜山形狀之光譜特性。因此，實現具有改良之敏感度及色彩分離之一光譜特性，如箭頭所指示，從而達成一較清晰影像之產生。可看到，與由細虛線指示為「習用綠色」之山形狀之光譜特性相比較，藉由僅將具有由粗虛線指示為「黃色」之光譜特性之色彩層疊加至習用綠色色彩層上，具有由細實線指示為「習用綠色+黃色」之一簡單山形狀之光譜特性之濾色片之透射率在450 nm之一光學波長下變得大於或等於百分之零且小於或等於20%。在此情形下，在450 nm之一光學波長下，對呈圖15中所示之單層組態之濾色片17G之綠色(G‧Y)色彩層之綠色(G‧Y)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於百分之零(大於或等於0.5%)且小於或等於20%，然而由細虛線指示為「習用綠色」之習用濾色片之綠色(G)色彩層之透射率係大約26%。此外，在500 nm之一光學波長下，對呈圖15中所示之單層組態之濾色片17G之綠色(G‧Y)色彩層之綠色(G‧Y)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於或等於60%且小於或等於98%，然而由細虛線指示為「習用綠色」之習用濾色片之綠色(G)色彩層之透射率係大約60%。此外，在650 nm之一光學波長下，對呈圖15中所示之單層組態之濾色片17G之綠色(G‧Y)色彩層之綠色(G‧Y)之光譜特性處之一光學波長之透射率係大於百分之零(大於或等於0.5%)且小於或等於30%，然而習用濾色片之綠色(G)之透射率係大約30%。可看到，濾色片17G之綠色(G‧Y)色彩層之光譜特性之山形狀之陡峭傾斜程度，及透射率範圍增加程度。可藉由混合色素且形成單層組態作為其中將具有一黃色組份之一薄濾色片添加至藉由使習用綠色濾色片薄化所製成之一濾色片之新綠色濾色片來控制光譜特性以位於此範圍中。
因此，藉由使用其中將具有一黃色組份之一薄濾色片添加至藉由使習用綠色濾色片薄化所製成之濾色片之新綠色濾色片，可抑制朝向短波長之綠色濾色片之色彩雜訊，改良色彩再現，且同時可改良對綠色之敏感度。藉由以此一方式使用新綠色濾色片，對綠色之敏感度可改良約10%。
因此，濾色片17G之綠色(G)濾色片的y軸值係大於或等於0.45且小於或等於0.60(較佳地，大於或等於0.475且小於或等於0.60)，如圖4中CIE色度圖上所示。以此一方式，當濾色片17G之綠色(G‧Y)之在CIE色度圖之y軸上之位置係大於或等於0.45時，與習用濾色片之綠色(G)之在CIE色度圖之y軸上之位置(0.42)相比較，濾色片17G之綠色(G‧Y)可更接近於高清晰度TV之綠色(G)0.03。換言之，濾色片17G之綠色(G‧Y)移動更接近於高清晰度TV之理想綠色(G)之在CIE色度圖之y軸上之位置(0.60)，因而產生較少雜訊且顯著改良色彩再現。
與其中使用習用濾色片之情形相比較，使用新綠色之實施例3之濾色片17之RGB色度座標在黃色區中顯著地擴展，且使用新綠色之實施例3之濾色片17優於黃色(Y)之色彩再現。
圖17係在由一虛線指示之一機器之習用濾色片之綠色(G)之光學特性之峰值經設定為100%時，一機器之實施例3中之濾色片之三種原色RGB與該習用濾色片之三種原色RGB之一電光譜特性圖。電光譜特性具有藉由相乘在一起之濾色片光譜特性及一機器(單色)光譜特性而計算之一特性。
如圖17中所示，習用濾色片之三種原色RGB係由虛線指示，且實施例3之濾色片17R、17G及17B之三種原色RGB係由實線指示。在450 nm至500 nm之波長下，與由虛線指示之習用濾色片之綠色(G)相比較，由實線指示之實施例3之濾色片17R、17G及17B中之濾色片17G之綠色(G‧Y)具有一較陡峭傾斜之上升及一較大透射率範圍。舉例而言，在波長450 nm處，針對由實線指示之實施例3之濾色片17R、17G及17B中之濾色片17G之綠色(G‧Y)之相對電輸出值係大約10%，而針對習用濾色片之綠色(G)之相對電輸出值係大約40%。此外，舉例而言，在波長500 nm處，針對由實線指示之實施例3之濾色片17R、17G及17B中之濾色片17G之綠色(G‧Y)之相對電輸出值係大約100%或大於或等於100%，而針對習用濾色片之綠色(G)之相對電輸出值係大約80%。此外，舉例而言，在波長650 nm處，針對由實線指示之實施例3之濾色片17R、17G及17B中之濾色片17G之綠色(G‧Y)之相對電輸出值係大約10%，而針對習用濾色片之綠色(G)之相對電輸出值係大約30%。
當比較圖17中之三種原色RGB之彼此重疊之區段時，針對由虛線指示之習用濾色片之綠色(G)與藍色(B)之一重疊區段之一區域及由實線指示之實施例3之濾色片17G之綠色(G‧Y)與濾色片17B之藍色(B)之一重疊區段之一區域，對應於陡度及透射率範圍之改變之量，由實線指示之實施例3之濾色片17G之綠色(G‧Y)與濾色片17B之藍色(B)之一重疊區段之區域係壓倒性地較小。隨著濾色片17G之綠色(G‧Y)與濾色片17B之藍色(B)之重疊區域變得較大，色彩雜訊增加，從而導致暗淡色彩。類似地，針對由虛線指示之習用濾色片之綠色(G)與紅色(R)之一重疊區段之一區域及由實線指示之實施例3之濾色片17G之綠色(G‧Y)與濾色片17R之紅色(R)之一重疊區段之一區域，對應於陡度及透射率範圍之改變之量，由實線指示之實施例3之濾色片17G之綠色(G‧Y)與濾色片17R之紅色(R)之重疊區段之區域係較小。隨著濾色片17G之綠色(G)與濾色片17R之紅色(R)之重疊區域變得較大，色彩雜訊增加，從而導致暗淡色彩。
在習用濾色片之綠色(G)之情形下，綠色(G)及藍色(B)之光譜特性之重疊區段之區域與綠色(G)之光譜特性之比率係大約36%，且綠色(G)及紅色(R)之光譜特性之重疊區段之區域與綠色(G)之光譜特性之比率係大約24%。相比而言，實施例3之濾色片17G之綠色(G‧Y)及藍色(B)之光譜特性之重疊區段之區域與綠色(G‧Y)之光譜特性之比率係大約23%，且實施例3之濾色片17G之綠色(G‧Y)及紅色(R)之光譜特性之重疊區段之區域與綠色(G‧Y)之光譜特性之比率係大約18%。在實施例3之濾色片17R、17G及17B之情形下，當以範圍展示時，綠色(G‧Y)之光譜特性重疊藍色(B)之光譜特性之區域之比率係23%±10%，且綠色(G‧Y)之光譜特性重疊紅色(R)之光譜特性之區域之比率係18%±5%。
因此，「黃色」係藉由「綠色」+「紅色」來再現。另一方面，與藉由習用「綠色」+「紅色」再現之習用「黃色」相比較，藉由新「綠色」+「紅色」再現之一新「黃色」具有一較大動態色彩範圍且具有色彩彼此重疊之一較小區域。因而，再現一清晰影像而幾乎無色彩雜訊且尤其清晰再現「黃色」而無需改變一機器之色彩信號處理以匹配新濾色片配置。
呈上文所闡述之組態之實施例3之CCD固體攝像元件1B之一製造方法包括：在一半導體基板2(或一半導體層)上以一個二維型樣形成複數個光接收區段3用於以光電方式轉換入射光及擷取入射光之一影像之一光接收區段形成步驟；毗鄰每一光接收區段3形成一電荷轉移區段4及位於該電荷轉移區段4上之一閘極電極6作為用於轉移電荷之構件之一電荷轉移構件形成步驟；形成覆蓋閘極電極6且在光接收區段3上面開口之一光屏蔽膜9之一光屏蔽膜形成步驟；在光接收區段3與光屏蔽膜9之間的步長區段上形成一夾層絕緣膜11之一第一夾層絕緣膜形成步驟；以匹配每一光接收區段3之位置之一方式在夾層絕緣膜11上形成一凹面層內透鏡12之一層內透鏡形成步驟；形成一夾層絕緣膜13以填充層內透鏡12之間的不平坦空間之一第二夾層絕緣膜形成步驟；以匹配每一光接收區段3之位置之一方式在夾層絕緣膜13上以一預定色彩配置(舉例而言，一拜耳色彩配置)形成濾色片17R、17G及17B之一濾色片形成步驟；及以匹配每一光接收區段3之位置之一方式在呈此預定色彩配置之濾色片17R、17G及17B上形成一微透鏡16(其中一平坦化膜15插入於濾色片17R、17G及17B與微透鏡16之間)之一微透鏡形成步驟。
在濾色片形成步驟中，以匹配每一光接收區段3之位置之一方式，在每一光敏濾色片材料上重複一光微影步驟且：形成呈拜耳色彩配置之一濾色片17G；形成呈拜耳色彩配置之一濾色片17R；且此外，形成呈拜耳色彩配置之一濾色片17B。可使用任何次序來形成濾色片。
在實施例1中，由於使拜耳色彩配置中之綠色之膜厚度變得更薄且新添加黃色，因此濾色片14之製造步驟已變得複雜且製造時間增加。然而，根據如上文所闡述之實施例3，由於將黃色添加至拜耳色彩配置中之綠色從而具有朝向短波長擴展之具有一高透射率範圍之陡峭傾斜光譜特性，且將色素彼此混合成為新綠色(G‧Y)因而形成具有單層組態之濾色片，因此可在不使濾色片17G之製造步驟複雜化之情形下以低成本實現色彩再現之改良。另外，由於在CIE色度圖上，綠色(G)色彩層之光譜特性具有大於或等於0.45且小於或等於0.60(較佳地，大於或等於0.475且小於或等於0.60)的y軸值，因此，色彩雜訊顯著減少，色彩再現經改良，因此在無需以匹配新濾色片色彩配置之一方式改變一機器之色彩信號處理之情況下產生一清晰影像。
在實施例3中，闡述其中藉由混合色素將圖1中之由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態或由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之平面圖中之毗鄰組態整合成具有一單綠色色彩層之單層組態之一情形。然而，組態並不限於此。亦可如圖1中之由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態或圖6中之由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之平面圖中之毗鄰組態來單獨放置綠色(G1)色彩層及黃色(Y1)色彩層。
關於濾色片17G之綠色(G‧Y)之材料，如先前關於實施例1所提及，將由綠色(G1)色彩層(濾色片14G1)及黃色(Y1)色彩層(濾色片14Y1)組成之雙層組態或由綠色(G2)色彩層及黃色(Y2)色彩層組成之平面圖中之毗鄰組態用作一單綠色(G)層，且使用分散於含有丙烯酸樹脂材料之基礎樹脂材料中色彩色料。藉由在數量上調整色料來製作濾色片17G之綠色(G‧Y)。因此，與習用綠色(G)色彩層相比較，圖15之濾色片17G之綠色(G‧Y)色彩層之光譜特性係陡峭且朝向短波長偏斜，如圖16及圖17中所示。具有此一光譜特性之綠色(G‧Y)色彩層可根據其規格容易調整。
具體而言，可藉由以下步驟來獲得具有一期望光譜特性之光敏濾色片形成材料(彩色光阻劑)：挑選、混合及分散兩種或更多種類型之藉由色彩索引(C.I.：由染料及色彩師學會公佈)分類為一色料之色料(亦即，用下文所列之一色彩索引(C.I.)編號標記之化合物)，以及添加必需量之光聚合引發劑及表面活性劑。舉例而言，綠色色料包含C.I.色料綠色7及36，且黃色色料包含C.I.色料黃色12、83及150。根據需要，亦可添加一藍色或紅色色料。
(實施例4)
圖9係作為本發明之實施例4展示將本發明之實施例1至3之固體攝像元件1、1A或1B用於一攝像區段之一電子資訊機器之一示意性組態之一實例之一方塊圖。
在圖9中，實施例3之一電子資訊機器90包括：一固體攝像裝置91，其在藉助本發明之濾色片對來自實施例1至3之固體攝像元件1、1A或1B之攝像信號執行預定信號處理之後獲得色彩影像信號；一記憶體區段92，諸如一儲存媒體，其在對來自固體攝像裝置91之色彩影像信號執行預定信號處理之後達成資料儲存以進行儲存；一顯示區段93，諸如一液晶顯示裝置，其在對來自固體攝像裝置91之色彩影像信號執行預定信號處理之後達成一顯示螢幕(諸如一液晶顯示螢幕)上之一影像之顯示以進行顯示；一通信區段94，諸如一收發器，其在對來自固體攝像裝置91之色彩影像信號執行預定信號處理之後達成通信操作以進行通信；及一影像輸出區段95，諸如一印表機，其在對來自固體攝像裝置91之色彩影像信號執行預定列印信號處理之後達成列印操作以進行列印。當顯示區段93係由一液晶顯示裝置構成時，本發明之濾色片可用作液晶顯示裝置之濾色片。
電子資訊機器90並不限於此組態，且除固體攝像裝置91以外，可僅具有記憶體區段92、顯示區段93、通信區段94及諸如一印表機之影像輸出區段95中之至少一者。
包含一影像輸入機器之電子機器可設想為電子資訊機器90，諸如一數位相機(例如，數位視訊攝像機或數位靜態相機)、一影像輸入相機(例如，一監視攝像機、一對講攝像機、配備於一車輛中之一攝像機(例如，配備於一車輛中之一後側監視攝像機)或用於一視訊電話之一攝像機)、一掃描器、一傳真機、一配備相機之蜂巢式電話機器或一個人數位助理(PDA)。
因此，根據本發明之實施例4，來自固體攝像裝置91之色彩影像信號可：恰當顯示於一顯示螢幕上；使用影像輸出區段95恰當地在一張紙上列印出；經由一線或一無線電恰當通信作為通信資料；及藉由執行一預定資料壓縮處理來恰當地儲存於記憶體區段92處，且可恰當執行各種資料處理。
在實施例1至3中，本發明之濾色片已經闡述為應用於固體攝像元件1、1A或1B，但其並不限於此使用。本發明之濾色片可容易用作一液晶顯示裝置之濾色片。
在液晶顯示裝置中，液晶保持於一元件側基板與一相對側基板之間，且根據每一像素之液晶之光透射率而顯示一影像。本發明之濾色片係以匹配每一像素之一方式形成於相對側基板上。
如上文所闡述，藉由使用本發明之較佳實施例1至4來例示本發明。然而不應僅基於上文所闡述之實施例1至4來解釋本發明。應理解，應僅基於申請專利範圍之範疇來解釋本發明之範疇。亦應理解，基於對本發明之闡述及來自對本發明之詳細較佳實施例1至4之闡述之共同知識，熟習此項技術者可實施等效技術範疇。此外，應理解，本說明書中所引用之任何專利、任何專利申請案及任何參考資料應以與在本說明書中具體闡述內容相同之方式以引用方式併入本說明書中。
工業適用性
本發明可應用於以下領域：濾色片，其中三種原色RGB經配置呈一預定色彩配置；一固體攝像元件，其用於使用濾色片來以光電方式轉換來自一對象之一影像光及擷取來自該對象之該影像光之一影像；一液晶顯示裝置，其用於使用濾色片來顯示一影像；及一電子資訊機器，諸如一數位相機(例如，一數位視訊攝像機或一數位靜態相機)、一影像輸入相機(例如，一監視攝像機)、一掃描器、一傳真機、一視訊電話機器及一配備相機之蜂巢式電話機器，其在一攝像區段使用固體攝像裝置作為一影像輸入機器及/或使用液晶顯示裝置作為一顯示區段。此外，藉由將一黃色添加至一拜耳色彩配置之一綠色作為一新綠色來形成濾色片，因而可在不使濾色片之製造步驟複雜化之情形下以低成本實現色彩再現之改良。根據本發明，當藉由使呈一拜耳色彩配置之一綠色之膜厚度變得更薄且將一薄黃色新添加於其上，一綠色(G)色彩層之綠色(G)之光譜特性在一CIE色度圖上具有大於或等於0.45且小於或等於0.60之一y軸值時，色彩雜訊減少且色彩再現經改良而無需以匹配一新色彩配置之一方式改變一機器之色彩信號處理。
1．．．CCD固體攝像元件
1A．．．CMOS固體攝像元件
1B．．．CCD固體攝像元件
2．．．半導體基板
3．．．光接收區段
4．．．電荷轉移區段
5．．．閘極絕緣膜
6．．．閘極電極
7．．．像素區段
8．．．通道停止層
9．．．光屏蔽膜
9a．．．開口區段
10．．．絕緣膜
11．．．夾層絕緣膜
12．．．層內透鏡
13．．．夾層絕緣膜
14．．．濾色片
14G．．．濾色片
14G1．．．濾色片
14Y1．．．濾色片
14B．．．濾色片
14R．．．濾色片
15．．．平坦化膜
16．．．微透鏡
17R．．．濾色片
17G．．．濾色片
17B．．．濾色片
21．．．半導體基板
22．．．光接收區段
23．．．電荷轉移區段
24．．．轉移閘極
25．．．閘極絕緣膜
26．．．邏輯電晶體區
27．．．像素區
28．．．夾層絕緣膜
29．．．第一佈線層
30．．．夾層絕緣膜
31．．．第二佈線層
32．．．接觸插塞
33．．．接觸插塞
34．．．夾層絕緣膜
35．．．濾色片
36．．．平坦化膜
37．．．微透鏡
90．．．電子資訊機器
91．．．固體攝像裝置
92．．．記憶體區段
93．．．顯示區段
94．．．通信區段
95．．．影像輸出區段
101．．．像素
102．．．垂直移位暫存器
103．．．水平移位暫存器
104．．．像素電力供應區段
105．．．驅動區段
106．．．信號求和電路
107．．．輸出放大器
300．．．習用固體攝像元件
301．．．光電轉換元件
302．．．半導體電路板
303．．．濾色片
304．．．微透鏡
305．．．透明平坦化層
306．．．透明平坦化層
311．．．G1(綠色1)層
311'．．．最低層
312．．．頂部層
313．．．R層
314．．．B層
400．．．習用固體攝像元件
401．．．像素
402．．．主要光敏區段
403．．．輔助光敏區段
404．．．主要濾色片
405．．．互補濾色片
406．．．光聚集輔助微透鏡
407．．．光聚集主要微透鏡
圖1係示意性展示根據本發明之實施例1之一CCD固體攝像元件之一基本部分之一組態之一實例之一縱向剖面圖。
圖2(a)係以最小重複單元示意性展示圖1中之濾色片之色彩配置之一平面圖。圖2(b)係沿圖2(a)中之線A-A'之方向之濾色片之一縱向剖面圖。圖2(c)係示意性展示圖2(b)中之濾色片剖面組態之一變化之一實例之一縱向剖面圖。圖2(d)係示意性展示圖2(b)中之濾色片剖面組態之一變化之另一實例之一縱向剖面圖。
圖3係展示圖1中之濾色片之綠色(G)色彩層之透射率與光學波長之間的關係之一光譜特性圖。
圖4係在一CIE色度圖上展示習用濾色片之三種原色RGB與本發明之濾色片之三種原色RGB之間的關係之一圖。
圖5係當由一虛線指示之一機器之習用濾色片之綠色(G)之電輸出之峰值經設定為100%時，一機器之實施例1中之濾色片之三種原色RGB與該習用濾色片之三種原色RGB之一電光譜特性圖。
圖6係展示圖1中之濾色片之色彩配置之另一實例之一部分平面圖。
圖7係示意性展示根據本發明之實施例2之CMOS固體攝像元件之一基本部分之一組態之一實例之一縱向剖面圖。
圖8(a)係示意性展示圖7中之濾色片之色彩配置之一最小重複單元之一平面圖，且圖8(b)係沿圖8(a)中之一線B-B'之一方向之濾色片之一縱向剖面圖。
圖9係作為本發明之實施例4展示將本發明之實施例1至3之固體攝像元件1、1A或1B用於一攝像區段之一電子資訊機器之一示意性組態之一實例之一方塊圖。
圖10係示意性展示專利文獻1中所揭示之一習用固體攝像裝置之一基本部分之一組態之一實例之一方塊圖。
圖11係展示圖10中之R、G及B之每一像素之一光電轉換特性之一光譜圖。
圖12係展示專利文獻2中所揭示之一習用固體攝像元件之一像素配置之一平面圖。
圖13(a)係以一最小重複單元示意性展示專利文獻3中所揭示之一習用固體攝像元件中之濾色片之一平面色彩配置之一平面圖。圖13(b)係沿圖13(a)中之線X-X'之方向之含有濾色片之一習用固體攝像元件之縱向剖面圖。圖13(c)係沿圖13(a)中之線X-X'之方向之濾色片之一縱向剖面圖。
圖14係示意性展示專利文獻4及5中所揭示之一習用固體攝像元件中之濾色片之一平面色彩配置之一平面圖。
圖15係示意性展示本發明之實施例3中之一CCD固體攝像元件之一基本部分之一組態之一實例之一縱向剖面圖。
圖16係展示圖15中之濾色片17G之綠色(G)色彩層之透射率與光學波長之間的關係之一光譜特性圖。
圖17係在由一虛線指示之一機器之習用濾色片之綠色(G)之電輸出之峰值經設定為100%時，一機器之實施例3中之濾色片之三種原色RGB與該習用濾色片之三種原色RGB之一電光譜特性圖。
(無元件符號說明)

Claims (17)

  1. 一種含三種原色之濾色片，其包括在一平面圖中呈一預定色彩配置之一紅色(R)色彩層、一綠色(G)色彩層及一藍色(B)色彩層，其中該綠色(G)色彩層在該平面圖中劃分成兩個區，與該劃分成兩個區之前的習用綠色(G)色彩層相比較，該等經劃分區中之一者係由具有朝向該短波長擴展之具有一透射率範圍之一陡峭傾斜光譜特性之一綠色(G2)色彩層構成，且該等經劃分區中之另一者係由一黃色(Y2)色彩層構成，該綠色(G)色彩層之綠色(G)之一光譜特性在一CIE色度圖上具有大於或等於0.45且小於或等於0.60之一y軸值。
  2. 如請求項1之濾色片，其中在450nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之透射率係大於0%且小於或等於20%。
  3. 如請求項1之濾色片，其中在450nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於0%且小於或等於10%。
  4. 如請求項1之濾色片，其中在500nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於或等於60%且小於或等於98%。
  5. 如請求項1之濾色片，其中在500nm之一光學波長下，對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於或等於60%且小於或等於90%。
  6. 如請求項1之濾色片，其中在650nm之一光學波長下， 對該綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於0%且小於或等於30%。
  7. 如請求項1之濾色片，其中在650nm之一光學波長下，對綠色(G)色彩層之綠色(G)之該光譜特性處之一光學波長之該透射率係大於0%且小於或等於20%。
  8. 如請求項1之濾色片，其中該綠色(G2)色彩層及該黃色(Y2)色彩層之各別區之面積係實質上相同。
  9. 如請求項1之濾色片，其中該綠色(G2)色彩層及該黃色(Y2)色彩層之該配置係使得該綠色(G2)色彩層及該黃色(Y2)色彩層針對一拜耳色彩配置中之每一最小重複毗鄰四像素單元以一交替次序配置。
  10. 如請求項1至7中任一項之濾色片，其中該預定色彩配置係一拜耳色彩配置。
  11. 如請求項1至9中任一項之濾色片，其中與上述劃分成兩個區之前的習用綠色(G)色彩層相比較，該綠色(G)色彩層及該綠色(G2)色彩層係具有朝向該短波長擴展之具有一透射率範圍之一陡峭傾斜光譜特性。
  12. 如請求項1之濾色片，其中綠色(G)之該光譜特性與藍色(B)之光譜特性重疊之區域之比率係23%±10%，且綠色(G)之該光譜特性與紅色(R)之光譜特性重疊之區域之比率係18%±5%。
  13. 一種固體攝像元件，其具有配置成一個二維型樣以用於以光電方式轉換來自一對象之一影像光及擷取來自該對象之該影像光之一影像之複數個光接收區段，其中如請 求項1至9及請求項12中任一項之濾色片係以匹配用於各別色彩之該複數個光接收區段中之每一者之一方式形成。
  14. 如請求項13之固體攝像元件，其中該固體攝像元件係一CCD固體攝像元件或一CMOS固體攝像元件。
  15. 一種液晶顯示裝置，其中液晶係保持於一元件側基板與一相對側基板之間，且根據每一像素之液晶之光透射率而顯示一影像，其中如請求項1至9及請求項12中任一項之濾色片係以匹配每一色彩之每一像素之一方式形成於該相對側基板上。
  16. 一種電子資訊機器，其在一攝像區段中使用如請求項13之固體攝像元件作為一影像輸入機器。
  17. 一種電子資訊機器，其在一顯示區段中使用如請求項15之液晶顯示裝置。
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