[发明专利]包括宽带滤色器的图像传感器

说明书

提供一种包括分色元件的图像传感器。该图像传感器包括：像素阵列，包括多个第一像素、多个第二像素和多个第三像素；分色元件，配置为朝向第二像素引导第二波段中的光并且朝向第一像素或第三像素引导第一波段中的光和第三波段中的光的混合物；以及滤色器层，包括第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，其中第二滤色器的通带宽度大于第一滤色器和第三滤色器的每个的通带宽度。

技术领域

按照示例性实施方式的装置涉及包括宽带滤色器的图像传感器，更具体而言，涉及包含分色元件和宽带滤色器的图像传感器。

背景技术

彩色显示装置或彩色图像传感器通常通过使用滤色器显示各种颜色的图像或检测入射光的颜色。红色、绿色和蓝色(RGB)滤色器方法(其中，例如，绿色过滤器布置在四个像素中的两个处，蓝色过滤器布置在一个像素处，红色过滤器布置在一个像素处)被最广泛地使用在当前的彩色显示装置和彩色图像传感器中。除RGB滤色器方法之外，还可以采用其中青色、黄色、绿色和品红色(其是互补色)的滤色器分别布置在四个像素处的青色、黄色、绿色、品红色(CYGM)滤色器方法。

然而，滤色器可能具有低的光利用效率，因为滤色器吸收除对应于滤色器的颜色以外的颜色的光。例如，当RGB滤色器被使用时，仅1/3的入射光透过，其它光(其是2/3的入射光)被过滤器吸收。因此，光利用效率可以仅是大约33％。因此，在彩色显示装置或彩色图像传感器中，大部分的光损失发生在滤色器中。

近来，为了提高彩色显示装置和/或彩色图像传感器的光利用效率，已经代替滤色器使用分色元件。分色元件可以利用根据波长变化的光的衍射或折射特性而将入射光分离为不同颜色。通过分色元件被分成不同颜色的光可以入射在分别对应于各颜色的像素上。

发明内容

示例性方面将在以下的描述中被部分地阐述，且部分将自该描述明显或者可以通过所给出的示例性实施方式的实践而了解。

根据一示例性实施方式的一方面，一种图像传感器包括：像素阵列，包括其中多个第一像素和多个第二像素交替地布置的第一像素行和其中多个第二像素和多个第三像素交替地布置的第二像素行；分色元件，面对每个第二像素布置并且配置为朝向第二像素引导第二波段中的光并且朝向第一像素或第三像素引导第一波段中的光和第三波段中的光的混合物；以及滤色器层，包括对应于每个第一像素的第一滤色器、对应于每个第二像素的第二滤色器以及对应于每个第三像素的第三滤色器，其中，第二滤色器的通带被选择以使得对应于第一波段的第一波道、对应于第二波段的第二波道和对应于第三波段的第三波道之间的平均串扰是从大约17％到大约25％。

例如，第一波段可以是630nm±10nm，第二波段可以是540nm±10nm，第三波段可以是450nm±10nm。

第二滤色器可以包括有机染料或有机颜料。

第二滤色器的厚度可以小于第一滤色器和第三滤色器的任一个的厚度。

第二滤色器中的有机染料或有机颜料的浓度可以低于第一滤色器和第三滤色器中的有机染料或有机颜料的浓度。

此外，第二滤色器可以包括无机材料。

第二滤色器可以包括具有第一折射率的第一电介质层和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二电介质层，并且第一电介质层和第二电介质层可以交替地堆叠至少一次。

第二滤色器可以具有被图案化以透射整个第二波段中的光、第一波段的比整个第一波段小的一部分中的光、以及第三波段的比整个第三波段小的一部分中的光的精细图案结构。

第一滤色器可以配置为透射第一波段中的光，第二滤色器可以配置为透射整个第二波段中的光、第一波段的比整个第一波段小的一部分中的光、以及第三波段的比整个第三波段小的一部分中的光，第三滤色器可以配置为透射第三波段中的光。