[发明专利]滤色片、固态成像元件、液晶显示装置以及电子信息设备

说明书

技术领域

本发明涉及滤色片，其中三原色RGB被安排成预定色彩配置；固态成像元件，用于使用该滤色片对来自对象的图像光的图像进行光电转换和捕捉；液晶显示装置，用于使用该滤色片显示图像；以及电子信息设备，如数码相机（例如，数码摄像机或数码静态相机）、图像输入相机（例如，监视相机）、扫描仪、传真机、视频电话、或配备有相机的蜂窝电话设备、将固态成像装置用在成像部分作为图像输入设备、和/或使用液晶显示装置作为显示部分。

背景技术

用于这一类常规固态成像元件的滤色片的R、G以及B的色彩配置的示例是拜耳（Bayer）色彩配置，这将参考图10和11来描述。

图10是示意性地示出在专利文献1中公开的常规固态成像装置的必要部分的结构的示例的框图。

在图10中，对与光的三原色（R：红，G：绿，以及B：蓝）相对应的波长范围敏感的像素101在常规固态成像装置100中被安排成二维矩阵模式，并且用于扫描的垂直移位寄存器102和水平移位寄存器103被安排在它的外围。垂直移位寄存器102和水平移位寄存器103是用于从固态成像元件的每一像素101读出像素信号的读出电路。作为示例，解码器也可被用作读出电路。

常规固态成像装置100还包括像素供电部分104、驱动部分105、信号求和电路106以及输出放大器107。像素供电部分104提供要应用以从每一像素读出像素信号的电压。驱动部分105控制垂直移位寄存器102、水平移位寄存器103、以及信号求和电路106的操作。信号求和电路106将多个像素的像素信号相加并输出所得的信号。这一处理是由本领域公知为面元划分（binning）处理所代表的空间求和处理。

图11是示出图10的R、G以及B的每一像素101的光电转换特征的频谱图。如图11中的实线所示，R像素频谱、G像素频谱以及B像素频谱中的每一个分别在620nm、550nm以及470nm附近的波长处具有峰值。

接下来，将参考专利文献2更详细地描述向R、G以及B的每一像素配置添加了Y（黄）像素（由此来尝试色彩再现以及高敏感度的改进）的色彩配置的示例。

图12是示出专利文献2中公开的常规固态成像元件的像素配置的平面图。

如图12所示，根据滤色片的四种色彩绿（G'）、黄（Y）、红（R'）以及蓝（B），RGB原色的滤色片的频谱特性可通过根据计算公式R=R'×Y，G=G'×Y以及B=B的计算处理来获得。以此方式，通过提供与共用色素分量分开的黄色（Y）像素，各像素的单独滤色片被制作得更薄。

接下来，将参考专利文献3详细地描述使用四色配置R、G1、B以及G2来尝试改进色彩再现和高敏感度的示例。

图13(a)是以最小重复单元示意性地示出专利文献3中公开的常规固态成像元件中的滤色片的平面色彩配置的平面图。图13(b)是包含滤色片的常规固态成像元件在图13(a)中的线X-X'方向上的纵向截面图。图13(c)是滤色片在图13(a)中的线X-X'方向上的纵向截面图。

如图13(a)所示，第一绿色（G1）层和第二绿色（G2）层被置于其自己相应的部分中，其中在常规Bayer配置中，各G（绿色）层被放置在两个对角位置中。具体而言，不同的色层（即第一绿色（G1）层和第二绿色（G2）层）被置于各部分中，其中相同单种绿色的各色层被常规地放置。

如图13(b)所示，常规固态成像元件300主要具有带多个光电转换元件301的半导体电路板302；形成在半导体电路板302上的滤色片303；以及形成在滤色片303上的微透镜304。滤色片303在预定色彩配置中具有多个色层，使得色层对应于半导体电路板302中提供的每一单独的光电转换元件301。每一光收集微透镜304在滤色片303上被放置成对应于每一光电转换元件301，以将来自外部的入射光收集和吸收到光电转换元件301。此外，提供透明的平面化层305和306以分别将滤色片303和微透镜304的底面的形状平面化并进行改进。