[发明专利]光学元件

说明书

本发明提供一种光学元件。该光学元件包括：一基板；多个金属栅，形成于该基板上；一图案化有机层，形成于这些金属栅上；一彩色滤光片，为该图案化有机层所包围；以及一光收集层，形成于该彩色滤光片与该基板之间，并为该图案化有机层所包围，其中该光收集层的折射率高于该图案化有机层的折射率。

技术领域

本发明有关于一种光学元件，特别是有关于一种具有形成于彩色滤光片与基板之间的特殊的光收集层(light collection layer)的光学元件。

背景技术

在具有复合金属栅(composite metal grid，CMG)结构的光学元件中，在彩色滤光片上是需要设置微透镜的。而在具有波导彩色滤光片(wave guide color filter，WGCF)结构的光学元件中，则是使用包围彩色滤光片的低折射率材料取代原本的微透镜形成波导结构。

然而，在具有波导彩色滤光片(WGCF)结构的光学元件中，由于金属栅会吸收斜向光线，致使像素的量子效率(QE)下降，特别对于位于基板边缘区的像素来说更是如此。

因此，开发一种可提升量子效率(QE)并使彩色滤光片之间维持低串音干扰(串扰)的具有波导彩色滤光片(WGCF)结构的光学元件是众所期待的。

发明内容

根据本发明的一实施例，提供一种光学元件。该光学元件包括：一基板；复数个金属栅(metal grids)，形成于该基板上；一图案化有机层，形成于这些金属栅上；一彩色滤光片，为该图案化有机层所包围；以及一光收集层(light collection layer)，形成于该彩色滤光片与该基板之间，并为该图案化有机层所包围。值得注意的是，该光收集层的折射率高于该图案化有机层的折射率。

在部分实施例中，该图案化有机层的折射率介于1.2至1.5之间。在部分实施例中，该彩色滤光片为一蓝色滤光片或一绿色滤光片。在部分实施例中，该彩色滤光片包括一红色滤光片、一绿色滤光片、或一蓝色滤光片。在部分实施例中，该光收集层的折射率高于该彩色滤光片的折射率。在部分实施例中，该光收集层的折射率介于1.6至1.9之间。

在部分实施例中，该光收集层为一聚光结构。在部分实施例中，该光收集层的形状包括曲形、锥形、或多边形。在部分实施例中，当该光收集层的形状为曲形(弯曲形)、锥形、或多边形时，该光收集层的高度小于该彩色滤光片的高度的一半。在部分实施例中，当该光收集层的形状为曲形、锥形、或多边形时，该光收集层与该彩色滤光片接触的表面的宽度定义为一最大宽度。在部分实施例中，该光收集层的该最大宽度大于该彩色滤光片的宽度的四分之一以及小于或等于该彩色滤光片的宽度。在部分实施例中，当该光收集层的形状为曲形时，该光收集层的宽度随着远离该彩色滤光片的方向连续式地减小。在部分实施例中，当该光收集层的形状为锥形时，该光收集层的宽度随着远离该彩色滤光片的方向连续式地减小。在部分实施例中，当该光收集层的形状为多边形时，该光收集层的宽度随着远离该彩色滤光片的方向阶梯式地减小。

在部分实施例中，该光收集层包括复数个分离部，形成于该彩色滤光片上。在部分实施例中，该光收集层的两个相邻分离部之间的距离自该彩色滤光片的两侧至其中心沿一水平方向逐渐地减小。在部分实施例中，该光收集层的折射率自该光收集层的两侧至其中心沿一水平方向逐渐地增加。

在部分实施例中，本发明光学元件还包括一氧化层，覆盖该金属栅。在部分实施例中，本发明光学元件还包括一平坦层，形成于该图案化有机层与该彩色滤光片上。在部分实施例中，本发明光学元件还包括一抗反射层(anti-reflection layer)，形成于该平坦层上。