ホーム > 特許ランキング > ＳＫ ｈｙｎｉｘ Ｉｎｃ．
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176916
(43)【公開日】2022-11-30
(54)【発明の名称】イメージセンシング装置
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20221122BHJP
H04N 5/369 20110101ALI20221122BHJP
H04N 5/357 20110101ALI20221122BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 D
H04N5/369
H04N5/357 200
H01L27/146 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022080054
(22)【出願日】2022-05-16
(31)【優先権主張番号】10-2021-0063468
(32)【優先日】2021-05-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】310024033
【氏名又は名称】エスケーハイニックス株式会社
【氏名又は名称原語表記】ＳＫ ｈｙｎｉｘ Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】２０９１， Ｇｙｅｏｎｇｃｈｕｎｇ－ｄａｅｒｏ，Ｂｕｂａｌ－ｅｕｂ，Ｉｃｈｅｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】リ キョンイン
(72)【発明者】
【氏名】キム ウォンジン
(72)【発明者】
【氏名】オ フンサン
(72)【発明者】
【氏名】ホン ソンジュ
【テーマコード（参考）】
4M118
5C024
【Ｆターム（参考）】
4M118AA10
4M118AB01
4M118BA06
4M118CA03
4M118CA22
4M118CA34
4M118CA35
4M118EA14
4M118FA06
4M118FA27
4M118GC08
4M118GC14
4M118GD03
4M118GD04
5C024CX01
5C024EX43
5C024EX52
5C024GX01
5C024GX03
5C024GY31
(57)【要約】
【課題】エアグリッド構造を含むイメージセンサにおいて、エアの圧力上昇時にエアグリッド構造の安定性が高いイメージセンシング装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るイメージセンシング装置１００は、それぞれが入射光の強さに対応するピクセル信号を生成する複数のピクセルを含むピクセルアレイ１１０と、それぞれが複数のピクセルのうち互いに隣接するピクセル間の境界とオーバーラップするように配置され、エア層２４０を含む複数のグリッド構造２１０と、を含み、複数のグリッド構造２１０それぞれは、十字形状（ｃｒｏｓｓ ｓｈａｐｅ）を有することができる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の一実施形態に係るイメージセンシング装置１００は、それぞれが入射光の強さに対応するピクセル信号を生成する複数のピクセルを含むピクセルアレイ１１０と、それぞれが複数のピクセルのうち互いに隣接するピクセル間の境界とオーバーラップするように配置され、エア層２４０を含む複数のグリッド構造２１０と、を含み、複数のグリッド構造２１０それぞれは、十字形状（ｃｒｏｓｓ ｓｈａｐｅ）を有することができる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれが入射光の強さに対応するピクセル信号を生成する複数のピクセルを含むピクセルアレイと、
それぞれが前記複数のピクセルのうち互いに隣接するピクセル間の境界とオーバーラップするように配置され、エア層を含む複数のグリッド構造と、
を含み、
前記複数のグリッド構造それぞれは十字形状（ｃｒｏｓｓ ｓｈａｐｅ）を有する、イメージセンシング装置。
それぞれが前記複数のピクセルのうち互いに隣接するピクセル間の境界とオーバーラップするように配置され、エア層を含む複数のグリッド構造と、
を含み、
前記複数のグリッド構造それぞれは十字形状（ｃｒｏｓｓ ｓｈａｐｅ）を有する、イメージセンシング装置。
【請求項2】
前記グリッド構造は、第１方向に沿って延びる水平延長領域、および前記第１方向に垂直な第２方向に沿って延びる垂直延長領域を含む、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
【請求項3】
前記グリッド構造は、前記水平延長領域と前記垂直延長領域が交差する中心領域を含み、
前記中心領域は、前記ピクセルの頂点のうちいずれか１つとオーバーラップする、請求項２に記載のイメージセンシング装置。
前記中心領域は、前記ピクセルの頂点のうちいずれか１つとオーバーラップする、請求項２に記載のイメージセンシング装置。
【請求項4】
前記頂点から前記水平延長領域が延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さよりは小さく、
前記頂点から前記垂直延長領域が延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さよりは小さい、請求項３に記載のイメージセンシング装置。
前記頂点から前記垂直延長領域が延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さよりは小さい、請求項３に記載のイメージセンシング装置。
【請求項5】
前記ピクセルは、第１斜線方向に対向する第１頂点対と、前記第１斜線方向とは異なる第２斜線方向に対向する第２頂点対と、を含み、
前記複数のグリッド構造は、前記第１頂点対と前記第２頂点対のうちいずれか１つとオーバーラップし、他の１つとはオーバーラップしない、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記第１頂点対と前記第２頂点対のうちいずれか１つとオーバーラップし、他の１つとはオーバーラップしない、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
【請求項6】
前記グリッド構造とオーバーラップする頂点から前記グリッド構造が延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さの半分よりは大きい、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
【請求項7】
前記ピクセルアレイは、レッド、ブルーおよびグリーンのうちいずれか１つに対応するカラーピクセルが２×２のマトリクス状に配列されたカラーマトリクスを含み、
前記複数のグリッド構造は、前記カラーマトリクスの中心および前記カラーマトリクスの頂点とオーバーラップする、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記カラーマトリクスの中心および前記カラーマトリクスの頂点とオーバーラップする、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
【請求項8】
前記ピクセルアレイは、レッド、ブルーおよびグリーンのうちいずれか１つに対応するカラーピクセルが２×２のマトリクス状に配列されたカラーマトリクスを含み、
前記複数のグリッド構造は、前記カラーマトリクスの辺それぞれの中点とオーバーラップする、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記カラーマトリクスの辺それぞれの中点とオーバーラップする、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
【請求項9】
前記ピクセルアレイは、レッドピクセル、ブルーピクセルおよびグリーンピクセルがベイヤーパターン（ｂａｙｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ）で配列されたベイヤーパターンマトリクスを含み、
前記複数のグリッド構造は、前記ベイヤーパターンマトリクスの中心および前記ベイヤーパターンマトリクスの頂点とオーバーラップする、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記ベイヤーパターンマトリクスの中心および前記ベイヤーパターンマトリクスの頂点とオーバーラップする、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
【請求項10】
前記ピクセルアレイは、レッドピクセル、ブルーピクセルおよびグリーンピクセルがベイヤーパターンで配列されたベイヤーパターンマトリクスを含み、
前記複数のグリッド構造は、前記ベイヤーパターンマトリクスの辺それぞれの中点とオーバーラップする、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記ベイヤーパターンマトリクスの辺それぞれの中点とオーバーラップする、請求項５に記載のイメージセンシング装置。
【請求項11】
前記ピクセルは、第１～第４頂点を含み、
前記複数のグリッド構造は、前記第１～前記第４頂点それぞれとオーバーラップする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記第１～前記第４頂点それぞれとオーバーラップする、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
【請求項12】
前記グリッド構造とオーバーラップする前記第１～前記第４頂点のうちいずれか１つから前記グリッド構造が延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さの半分よりは小さい、請求項１１に記載のイメージセンシング装置。
【請求項13】
前記ピクセルアレイは、オートフォーカシングのための位相差検出を行うＰＤＡＦ（ｐｈａｓｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｕｔｏ ｆｏｃｕｓ）ピクセルが２×２のマトリクス状に配列された第１ＰＤＡＦマトリクスを含み、
前記複数のグリッド構造は、前記第１ＰＤＡＦマトリクスの頂点とオーバーラップし、
前記グリッド構造とオーバーラップする前記頂点のうちいずれか１つから前記グリッド構造が延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さの半分よりは大きい、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記第１ＰＤＡＦマトリクスの頂点とオーバーラップし、
前記グリッド構造とオーバーラップする前記頂点のうちいずれか１つから前記グリッド構造が延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さの半分よりは大きい、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
【請求項14】
前記ピクセルアレイは、オートフォーカシングのための位相差検出を行うＰＤＡＦピクセルが１×２のマトリクス状に配列された第２ＰＤＡＦマトリクスを含み、
前記複数のグリッド構造は、前記第２ＰＤＡＦマトリクスの頂点とオーバーラップし、
前記グリッド構造とオーバーラップする前記頂点のうちいずれか１つから前記グリッド構造が一側方向に延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さの半分よりは小さい、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記第２ＰＤＡＦマトリクスの頂点とオーバーラップし、
前記グリッド構造とオーバーラップする前記頂点のうちいずれか１つから前記グリッド構造が一側方向に延びる延長長さは、前記ピクセルの１辺の長さの半分よりは小さい、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
【請求項15】
前記ピクセルアレイは、オートフォーカシングのための位相差検出を行うＰＤＡＦピクセルが１×２のマトリクス状に配列された第２ＰＤＡＦマトリクスを含み、
前記複数のグリッド構造は、前記第２ＰＤＡＦマトリクスの上辺または下辺の中点とオーバーラップする中心領域を含み、この際、前記第２ＰＤＡＦマトリクスの中心に向かって延びないグリッド構造を含む、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
前記複数のグリッド構造は、前記第２ＰＤＡＦマトリクスの上辺または下辺の中点とオーバーラップする中心領域を含み、この際、前記第２ＰＤＡＦマトリクスの中心に向かって延びないグリッド構造を含む、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
【請求項16】
前記ピクセルアレイは、前記ピクセルアレイの中心を基準として斜線方向に離隔して配置される斜線エッジ領域、前記ピクセルアレイの前記中心を基準として水平方向に離隔して配置される水平エッジ領域、および前記ピクセルアレイの前記中心を基準として垂直方向に離隔して配置される垂直エッジ領域を含み、
前記斜線エッジ領域に含まれたグリッド構造の延長長さは、前記水平エッジ領域または前記垂直エッジ領域に含まれたグリッド構造の延長長さよりは小さく、
前記延長長さは、前記グリッド構造がオーバーラップするピクセルの頂点から前記グリッド構造が延びる長さである、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
前記斜線エッジ領域に含まれたグリッド構造の延長長さは、前記水平エッジ領域または前記垂直エッジ領域に含まれたグリッド構造の延長長さよりは小さく、
前記延長長さは、前記グリッド構造がオーバーラップするピクセルの頂点から前記グリッド構造が延びる長さである、請求項１に記載のイメージセンシング装置。
【請求項17】
入射光の強さに対応するピクセル信号を生成し、第１～第４頂点を含むピクセルと、
それぞれが前記第１～第４頂点のうちいずれか１つとオーバーラップするように配置され、エア層を含む複数のグリッド構造と、
を含み、
前記複数のグリッド構造それぞれは十字形状を有する、イメージセンシング装置。
それぞれが前記第１～第４頂点のうちいずれか１つとオーバーラップするように配置され、エア層を含む複数のグリッド構造と、
を含み、
前記複数のグリッド構造それぞれは十字形状を有する、イメージセンシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、互いに隣接するように配置されるカラーフィルタを含むイメージセンシング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
イメージセンシング装置は、光に反応する光感知半導体物質の性質を用いて光学イメージをキャプチャ（ｃａｐｔｕｒｅ）する装置である。自動車、医療、コンピュータおよび通信などの産業の発展に伴い、スマートフォン、デジタルカメラ、ゲーム機器、モノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）、ロボット、セキュリティ用カメラ、医療用マイクロカメラなどのような多様な分野において、高性能（ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）イメージセンシング装置に対する需要が増大している。
【0003】
イメージセンシング装置は、大きく、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンシング装置と、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンシング装置に区分することができる。ＣＣＤイメージセンシング装置は、ＣＭＯＳイメージセンシング装置に比べて、さらに良いイメージ品質を提供するが、さらに大きい大きさで実現され、さらに多い電力を消費する傾向がある。これに対し、ＣＭＯＳイメージセンシング装置は、ＣＣＤイメージセンシング装置に比べて、さらに小さい大きさで実現されることができ、さらに少ない電力を消費する。また、ＣＭＯＳイメージセンシング装置は、ＣＭＯＳ製造技術を用いて製造されるため、光感知素子および信号処理回路を単一チップに統合することができ、これにより、安価で小型のイメージセンシング装置を生産することができる。このことから、ＣＭＯＳイメージセンシング装置は、モバイル装置を含む多くのアプリケーションのために開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の技術的思想は、エアグリッド構造を含むイメージセンサにおいて、エアの圧力上昇時にエアグリッド構造の安定性が高いイメージセンシング装置を提供することができる。
【0005】
本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明らかに理解できるものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書に開示される本発明の一実施形態に係るイメージセンシング装置は、それぞれが入射光の強さに対応するピクセル信号を生成する複数のピクセルを含むピクセルアレイと、それぞれが前記複数のピクセルのうち互いに隣接するピクセル間の境界とオーバーラップするように配置され、エア層を含む複数のグリッド構造と、を含み、前記複数のグリッド構造それぞれは、十字形状（ｃｒｏｓｓ ｓｈａｐｅ）を有することができる。
【0007】
本発明の他の実施形態に係るイメージセンシング装置は、入射光の強さに対応するピクセル信号を生成し、第１～第４頂点を含むピクセルと、それぞれが前記第１～第４頂点のうちいずれか１つとオーバーラップするように配置され、エア層を含む複数のグリッド構造と、を含み、前記複数のグリッド構造それぞれは、十字形状を有することができる。
【発明の効果】
【0008】
本明細書に開示される実施形態によると、エアグリッドの脆弱ポイントに加えられる圧力を分散させることで、脆弱ポイントでのポッピング（ｐｏｐｐｉｎｇ）を効果的に防止することができる。
【0009】
また、エアグリッドを十字形状に実現することで、工程過程で形態的安定性が維持されることができる。
この他に、本明細書により、直接的または間接的に把握される多様な効果が提供可能である。
この他に、本明細書により、直接的または間接的に把握される多様な効果が提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態に係るイメージセンシング装置を示したブロック図である。
【図7】クワッドピクセル構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第１グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
【図8】クワッドピクセル構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第１グリッド構造が配置される他の実施形態を示した図である。
【図9】クワッドピクセル構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第２グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
【図10】ベイヤーパターン構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第１グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
【図11】ベイヤーパターン構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第１グリッド構造が配置される他の実施形態を示した図である。
【図12】ベイヤーパターン構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第２グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
【図13】ＰＤＡＦピクセルを含むピクセルアレイにおいて、グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
【図14a】ＰＤＡＦピクセルを含むピクセルアレイにおいて、グリッド構造が配置される他の実施形態を示した図である。
【図14b】ＰＤＡＦピクセルを含むピクセルアレイにおいて、グリッド構造が配置されるまた他の実施形態を示した図である。
【図15】ピクセルアレイにおいて、ピクセルの位置に応じてグリッド構造の形状が可変する実施形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して多様な実施形態が説明される。しかし、本開示は、特定の実施形態に限定されず、実施形態の多様な変更（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、等価物（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）、および／または代替物（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）を含むものと理解しなければならない。本開示の実施形態は、本開示により直間接的に認識可能な多様な効果を提供することができる。
【0012】
図１は、本発明の一実施形態に係るイメージセンシング装置を示したブロック図である。
図１を参照すると、イメージセンシング装置１００は、ピクセルアレイ（ｐｉｘｅｌ ａｒｒａｙ）１１０、行ドライバ（ｒｏｗ ｄｒｉｖｅｒ）１２０、相関二重サンプラ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｅｒ；ＣＤＳ）１３０、アナログ－デジタルコンバータ（Ａｎａｌｏｇ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＡＤＣ）１４０、出力バッファ（ｏｕｔｐｕｔ ｂｕｆｆｅｒ）１５０、列ドライバ（ｃｏｌｕｍｎ ｄｒｉｖｅｒ）１６０およびタイミングコントローラ（ｔｉｍｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１７０を含むことができる。ここで、イメージセンシング装置１００の各構成は例示的なものにすぎず、必要に応じて少なくとも一部の構成が追加または省略されてもよい。
図１を参照すると、イメージセンシング装置１００は、ピクセルアレイ（ｐｉｘｅｌ ａｒｒａｙ）１１０、行ドライバ（ｒｏｗ ｄｒｉｖｅｒ）１２０、相関二重サンプラ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｅｒ；ＣＤＳ）１３０、アナログ－デジタルコンバータ（Ａｎａｌｏｇ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＡＤＣ）１４０、出力バッファ（ｏｕｔｐｕｔ ｂｕｆｆｅｒ）１５０、列ドライバ（ｃｏｌｕｍｎ ｄｒｉｖｅｒ）１６０およびタイミングコントローラ（ｔｉｍｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１７０を含むことができる。ここで、イメージセンシング装置１００の各構成は例示的なものにすぎず、必要に応じて少なくとも一部の構成が追加または省略されてもよい。
【0013】
ピクセルアレイ１１０は、複数の行（ｒｏｗｓ）および複数の列（ｃｏｌｕｍｎｓ）に配列された複数の単位ピクセルを含むことができる。一実施形態において、複数の単位ピクセルは、行および列を含む２次元ピクセルアレイに配列されることができる。他の実施形態において、複数の単位イメージピクセルは、３次元ピクセルアレイに配列されることができる。複数の単位ピクセルは、単位ピクセル単位でまたはピクセルグループ単位で光信号を電気的信号に変換することができ、ピクセルグループ内の単位ピクセルは、少なくとも特定の内部回路を共有することができる。ピクセルアレイ１１０は、行ドライバ１２０から行選択信号、ピクセルリセット信号および伝送信号などを含む駆動信号を受信することができ、駆動信号により、ピクセルアレイ１１０の当該単位ピクセルは、行選択信号、ピクセルリセット信号および伝送信号に対応する動作を行うように活性化されることができる。
【0014】
行ドライバ１２０は、タイミングコントローラ１７０により供給される命令および制御信号に基づいて、当該行に含まれた単位ピクセルに対して特定の動作を行うようにピクセルアレイ１１０を活性化することができる。一実施形態において、行ドライバ１２０は、ピクセルアレイ１１０の少なくとも１つの行に配列された少なくとも１つの単位ピクセルを選択することができる。行ドライバ１２０は、複数の行のうち少なくとも１つの行を選択するために行選択信号を生成することができる。行ドライバ１２０は、選択された少なくとも１つの行に対応するピクセルに対して、ピクセルリセット信号および伝送信号を順次イネーブルさせることができる。これにより、選択された行のピクセルそれぞれから生成されるアナログ形態の基準信号と画像信号が相関二重サンプラ１３０に順次伝達されることができる。ここで、基準信号は、単位ピクセルのセンシングノード（例えば、フローティング拡散ノード）がリセットされた際に、相関二重サンプラ１３０に提供される電気的信号であり、画像信号は、単位ピクセルにより生成された光電荷がセンシングノードに蓄積された際に、相関二重サンプラ１３０に提供される電気的信号であってもよい。ピクセル固有のリセットノイズ（ｒｅｓｅｔ ｎｏｉｓｅ）を示す基準信号、および入射光の強さを示す画像信号は、ピクセル信号と称することができる。
【0015】
ＣＭＯＳイメージセンサは、２つのサンプル間の差を除去するためにピクセル信号を２回サンプリングすることで、固定パターンノイズのようなピクセルの所望しないオフセット値を除去できるように相関二重サンプリングを用いることができる。一例として、相関二重サンプリングは、入射光により生成された光電荷がセンシングノードに蓄積される前後に得られたピクセル出力電圧を比較することで、所望しないオフセット値を除去して、ただ入射光に基づくピクセル出力電圧が測定されることができる。一実施形態において、相関二重サンプラ１３０は、ピクセルアレイ１１０から複数の列ラインそれぞれに提供される基準信号と画像信号を順次サンプリングおよびホールディング（ｓａｍｐｌｉｎｇ ａｎｄ ｈｏｌｄｉｎｇ）することができる。すなわち、相関二重サンプラ１３０は、ピクセルアレイ１１０の列それぞれに対応する基準信号と画像信号のレベルをサンプリングしホールディングすることができる。
【0016】
相関二重サンプラ１３０は、タイミングコントローラ１７０からの制御信号に基づいて、列それぞれの基準信号と画像信号を相関二重サンプリング信号としてＡＤＣ１４０に伝達することができる。
【0017】
ＡＤＣ１４０は、相関二重サンプラ１３０から出力される各列に対する相関二重サンプリング信号をデジタル信号に変換して出力することができる。一実施形態において、ＡＤＣ１４０は、ランプ比較タイプ（ｒａｍｐ－ｃｏｍｐａｒｅ ｔｙｐｅ）ＡＤＣで実現されることができる。ランプ比較タイプＡＤＣは、時間に応じて上昇または下降するランプ信号とアナログピクセル信号を比較する比較回路と、ランプ信号がアナログピクセル信号にマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）するまでカウンティング動作を行うカウンタと、を含むことができる。一実施形態において、ＡＤＣ１４０は、列それぞれのための相関二重サンプラ１３０により生成された相関二重サンプリング信号をデジタル信号に変換して出力することができる。
【0018】
ＡＤＣ１４０は、ピクセルアレイ１１０の列それぞれに対応する複数の列カウンタを含むことができる。ピクセルアレイ１１０の各列は、各列カウンタに連結され、画像データは、列カウンタを用いて列それぞれに対応する相関二重サンプリング信号をデジタル信号に変換することで生成されることができる。他の実施形態により、ＡＤＣ１４０は、１つのグローバルカウンタを含み、グローバルカウンタから提供されるグローバルコードを用いて、列それぞれに対応する相関二重サンプリング信号をデジタル信号に変換することができる。
【0019】
出力バッファ１５０は、ＡＤＣ１４０から提供されるそれぞれの列単位の画像データを一時的にホールディングして出力することができる。出力バッファ１５０は、タイミングコントローラ１７０の制御信号に基づいて、ＡＤＣ１４０から出力される画像データを一時的に格納することができる。出力バッファ１５０は、イメージセンシング装置１００と連結された他の装置間の伝送（または処理）速度の差を補うインターフェースとして動作することができる。
【0020】
列ドライバ１６０は、タイミングコントローラ１７０の制御信号に基づいて、出力バッファ１５０の列を選択し、出力バッファ１５０の選択された列に一時的に格納された画像データが順次出力されるように制御することができる。一実施形態において、列ドライバ１６０は、タイミングコントローラ１７０からアドレス信号を受信することができ、列ドライバ１６０は、アドレス信号に基づいて列選択信号を生成して出力バッファ１５０の列を選択することで、出力バッファ１５０の選択された列から画像データが外部に出力されるように制御することができる。
【0021】
タイミングコントローラ１７０は、行ドライバ１２０、相関二重サンプラ１３０、ＡＤＣ１４０、出力バッファ１５０および列ドライバ１６０のうち少なくとも１つを制御することができる。
【0022】
タイミングコントローラ１７０は、イメージセンシング装置１００の各構成の動作に求められるクロック信号、タイミングコントロールのための制御信号、および行または列を選択するためのアドレス信号を、行ドライバ１２０、相関二重サンプラ１３０、ＡＤＣ１４０、出力バッファ１５０および列ドライバ１６０のうち少なくとも１つに提供することができる。一実施形態により、タイミングコントローラ１７０は、ロジック制御回路（Ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ）、位相ロックループ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ、ＰＬＬ）回路、タイミングコントロール回路（ｔｉｍｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ）および通信インターフェース回路（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ）などを含むことができる。
【0023】
図２は、図１に示されたピクセルアレイの一実施形態を示した図である。
図２を参照すると、ピクセルアレイ２００は、図１に示されたピクセルアレイ１１０の一実施形態を示し、３×３のマトリクス（ｍａｔｒｉｘ）状に配列された９個の単位ピクセルＰＸ１～ＰＸ９を含むことができる。単位ピクセルＰＸ１～ＰＸ９は、単にピクセルＰＸ１～ＰＸ９と呼ばれることができる。説明の便宜上、図２には９個の単位ピクセルＰＸ１～ＰＸ９だけが示されているが、図２の配列によるピクセルアレイ２００には、Ｍ（Ｍは任意の正の整数）個の行と、Ｎ（Ｎは任意の正の整数）個の列のマトリクス状に配列される単位ピクセルが含まれることができる。本開示において、ピクセルは正方形状を有すると仮定するが、本発明の範囲はこれに限定されない。
図２を参照すると、ピクセルアレイ２００は、図１に示されたピクセルアレイ１１０の一実施形態を示し、３×３のマトリクス（ｍａｔｒｉｘ）状に配列された９個の単位ピクセルＰＸ１～ＰＸ９を含むことができる。単位ピクセルＰＸ１～ＰＸ９は、単にピクセルＰＸ１～ＰＸ９と呼ばれることができる。説明の便宜上、図２には９個の単位ピクセルＰＸ１～ＰＸ９だけが示されているが、図２の配列によるピクセルアレイ２００には、Ｍ（Ｍは任意の正の整数）個の行と、Ｎ（Ｎは任意の正の整数）個の列のマトリクス状に配列される単位ピクセルが含まれることができる。本開示において、ピクセルは正方形状を有すると仮定するが、本発明の範囲はこれに限定されない。
【0024】
ピクセルアレイ２００は、光学的分離のために互いに隣接するピクセルＰＸ１～ＰＸ９間の境界に沿って配置される構造物である第１グリッド構造（ｆｉｒｓｔ ｇｒｉｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）２１０を含むことができる。第１グリッド構造２１０は、エアで充填されたエア層を含むことができる。一実施形態により、第１グリッド構造２１０は、エア層と金属（例えば、タングステン）で構成されたメタル層との二重積層構造を有することができる。
【0025】
第１グリッド構造２１０は、第１グリッド構造２１０の上下または左右に隣接したピクセルに含まれる構成と定義してもよく、上下または左右に隣接するピクセルを区分ける構成と定義してもよい。
【0026】
第１グリッド構造２１０は、ピクセルアレイ２００の互いに隣接するピクセル間の境界とオーバーラップして水平方向（行方向または第１方向）に沿って延びる第１水平延長領域ＨＡ１と、ピクセルアレイ２００の互いに隣接するピクセル間の境界とオーバーラップして垂直方向（列方向または第２方向）に沿って延びる第１垂直延長領域ＶＡ１と、を含むことができる。また、第１水平延長領域ＨＡ１と第１垂直延長領域ＶＡ１は、第１中心領域ＣＡ１にてオーバーラップすることができる。すなわち、第１グリッド構造２１０は、第１グリッド構造２１０の第１中心領域ＣＡ１を基準として第１水平延長領域ＨＡ１と第１垂直延長領域ＶＡ１が交差する十字形状（ｃｒｏｓｓ ｓｈａｐｅ）を有することができる。第１中心領域ＣＡ１は、２×２のマトリクスに配列された４個のピクセル（例えば、ＰＸ１、ＰＸ２、ＰＸ４、ＰＸ５）の中心Ｐ１とオーバーラップして配置されることができる。
【0027】
ピクセル（例えば、ＰＸ５）は、第１～第４頂点Ｐ１～Ｐ４を含むことができる。本開示において、いずれか１つのピクセル（またはマトリクス）の中心を基準として、上左側に位置した頂点を第１頂点Ｐ１、上右側に位置した頂点を第２頂点Ｐ２、下左側に位置した頂点を第３頂点Ｐ３、そして下右側に位置した頂点を第４頂点Ｐ４とそれぞれ定義することにする。また、第１斜線方向（水平線が正の角度で回転した方向）に対向する第１頂点と第４頂点は、第１頂点対と定義し、第２斜線方向（水平線が負の角度で回転した方向）に対向する第２頂点と第３頂点は、第２頂点対と定義することができる。
【0028】
各ピクセルＰＸ１～ＰＸ９は、２個の第１グリッド構造２１０により囲まれることができる。各ピクセルＰＸ１～ＰＸ９を囲む第１グリッド構造２１０は、当該ピクセルの斜線方向に対向する２つの頂点に第１グリッド構造２１０それぞれの第１中心領域ＣＡ１が配置されることができる。例えば、ピクセルＰＸ５を囲む第１グリッド構造２１０それぞれの第１中心領域ＣＡ１は、ピクセルＰＸ５の第１頂点Ｐ１および第４頂点Ｐ４に配置されることができる。
【0029】
ピクセル（例えば、ＰＸ５）の１辺（例えば、左辺）は、全体長さＬＴを有することができる。第１グリッド構造２１０の第１垂直延長領域ＶＡ１は、ピクセルＰＸ５の左辺に沿って延び、第１垂直延長領域ＶＡ１は、第１頂点Ｐ１から第１延長長さＬＥ１だけ延びることができる。すなわち、第１延長長さＬＥ１は、第１頂点Ｐ１から第１垂直延長領域ＶＡ１の終端までの長さであってもよい。また、図２において、第１グリッド構造２１０は第１頂点Ｐ１を中心に上下左右それぞれの方向に互いに同一の第１延長長さＬＥ１だけ延びる構造を有すると仮定するが、本発明の範囲はこれに限定されない。
【0030】
第１延長長さＬＥ１は、全体長さＬＴよりは小さい長さであって、第１垂直延長領域ＶＡ１は、第３頂点Ｐ３から第１離隔長さＬＳ１だけ離隔することができる。一実施形態により、第１延長長さＬＥ１は、全体長さＬＴの半分よりは大きい値を有することができる。
【0031】
第１延長長さＬＥ１は、可能な限り大きい値を有するように実験的に決められることができる。これは、第１グリッド構造２１０が互いに隣接したピクセル間の光学的クロストーク（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）を防止するための構造であるため、互いに隣接したピクセル間の境界にて第１グリッド構造２１０が配置されない領域を最小化するためである。ただし、互いに隣接する第１グリッド構造２１０（例えば、Ｐ３の上下左右それぞれに配置された第１グリッド構造）が互いに接することなく離隔できるように第１延長長さＬＥ１が実験的に決められることができる。
【0032】
図２には第１グリッド構造２１０の上下左右それぞれの終端が直角構造であるものと示されているが、他の実施形態により、円形タイプ（ｃｉｒｃｌｅ ｔｙｐｅ）のラウンド（ｒｏｕｎｄ）構造を有することができる。このようなラウンド構造は、直角構造に比べて、第１グリッド構造２１０に含まれたエア層に対して高温により印加されるストレスを分散させ、高温耐性を確保するのに有利な構造であることができる。
【0033】
図２においてはピクセルＰＸ５を囲む第１グリッド構造を中心に第１グリッド構造の構造について説明したが、他の第１グリッド構造に対しても実質的に同様の説明が適用されることができる。
【0034】
ただし、ピクセルＰＸ５の垂直または水平方向に隣接したピクセル（例えば、ＰＸ２、ＰＸ４）を囲む第１グリッド構造２１０は、当該ピクセル（例えば、ＰＸ２、ＰＸ４）の第２頂点Ｐ２および第３頂点Ｐ３それぞれに配置されることができる。また、ピクセルＰＸ５の斜線方向に隣接したピクセル（例えば、ＰＸ１、ＰＸ７）を囲む第１グリッド構造２１０は、当該ピクセル（例えば、ＰＸ１、ＰＸ７）の第１頂点Ｐ１および第４頂点Ｐ４それぞれに配置されることができる。これは、互いに隣接したピクセル間の境界にて第１グリッド構造２１０が配置されない領域を最小化するように第１グリッド構造２１０を配置するためである。
【0035】
すなわち、いずれか１つのピクセルにおいて行方向または列方向に行くほど、第１グリッド構造２１０の中心領域が配置される頂点は交互に変更されることができる（Ｐ１とＰ４＜－＞Ｐ２とＰ３）。
【0036】
図３は、図１に示されたピクセルアレイの他の実施形態を示した図である。
図３を参照すると、ピクセルアレイ３００は、図１に示されたピクセルアレイ１１０の他の実施形態を示し、３×３のマトリクス状に配列された９個のピクセルＰＸ１～ＰＸ９を含むことができる。ピクセルアレイ３００の構造は、図２のピクセルアレイ２００と一部の相違点を除いては実質的に同様であるため、以下では相違点を中心に説明することにする。
図３を参照すると、ピクセルアレイ３００は、図１に示されたピクセルアレイ１１０の他の実施形態を示し、３×３のマトリクス状に配列された９個のピクセルＰＸ１～ＰＸ９を含むことができる。ピクセルアレイ３００の構造は、図２のピクセルアレイ２００と一部の相違点を除いては実質的に同様であるため、以下では相違点を中心に説明することにする。
【0037】
ピクセルアレイ３００は、光学的分離のために互いに隣接するピクセルＰＸ１～ＰＸ９間の境界に沿って配置される構造物である第２グリッド構造（ｓｅｃｏｎｄ ｇｒｉｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）３１０を含むことができる。第２グリッド構造３１０は、エアで充填されたエア層を含むことができる。一実施形態により、第２グリッド構造３１０は、エア層と金属（例えば、タングステン）で構成されたメタル層との二重積層構造を有することができる。
【0038】
第２グリッド構造３１０は、ピクセルアレイ３００の水平方向（すなわち、行方向）に沿って延びる第２水平延長領域ＨＡ２と、ピクセルアレイ３００の垂直方向（すなわち、列方向）に沿って延びる第２垂直延長領域ＶＡ２と、を含むことができる。また、第２水平延長領域ＨＡ２と第２垂直延長領域ＶＡ２は、第２中心領域ＣＡ２にてオーバーラップすることができる。すなわち、第２グリッド構造３１０は、第２グリッド構造３１０の第２中心領域ＣＡ２を基準として第２水平延長領域ＨＡ２と第２垂直延長領域ＶＡ２が交差する十字形状を有することができる。第２中心領域ＣＡ２は、２×２のマトリクスに配列された４個のピクセル（例えば、ＰＸ１、ＰＸ２、ＰＸ４、ＰＸ５）の中心Ｐ１とオーバーラップして配置されることができる。
【0039】
各ピクセルＰＸ１～ＰＸ９は、４個の第２グリッド構造３１０により囲まれることができる。各ピクセルＰＸ１～ＰＸ９を囲む第２グリッド構造３１０は、当該ピクセルの４個の頂点に第２グリッド構造３１０それぞれの第２中心領域ＣＡ２が配置されることができる。例えば、ピクセルＰＸ５を囲む第２グリッド構造３１０それぞれの第２中心領域ＣＡ２は、ピクセルＰＸ５の第１～第４頂点Ｐ１～Ｐ４それぞれに配置されることができる。
【0040】
ピクセル（例えば、ＰＸ５）の１辺（例えば、左辺）は、全体長さＬＴを有することができる。第１頂点Ｐ１に配置された第２グリッド構造３１０の第２垂直延長領域ＶＡ２は、ピクセルＰＸ５の左辺に沿って延び、第１頂点Ｐ１から第２延長長さＬＥ２だけ延びることができる。また、第３頂点Ｐ３に配置された第２グリッド構造３１０の第２垂直延長領域ＶＡ２は、ピクセルＰＸ５の左辺に沿って延び、第３頂点Ｐ３から第２延長長さＬＥ２だけ延びることができる。さらに、図３において、第２グリッド構造３１０は第１頂点Ｐ１または第３頂点Ｐ３を中心に上下左右それぞれの方向に互いに同一の第２延長長さＬＥ２だけ延びる構造を有すると仮定するが、本発明の範囲はこれに限定されない。
【0041】
第２延長長さＬＥ２は、全体長さＬＴよりは小さい長さであって、互いに隣接する第２グリッド構造３１０は、第２離隔長さＬＳ２だけ離隔することができる。一実施形態により、第２延長長さＬＥ２は、全体長さＬＴの半分よりは小さい値を有することができる。
【0042】
第２延長長さＬＥ２は、可能な限り大きい値を有するように実験的に決められることができる。これは、第２グリッド構造３１０が互いに隣接したピクセル間の光学的クロストークを防止するための構造であるため、互いに隣接したピクセル間の境界にて第２グリッド構造３１０が配置されない領域を最小化するためである。ただし、互いに隣接する第２グリッド構造３１０（例えば、Ｐ１とＰ３それぞれに配置された第２グリッド構造）が互いに接することなく離隔できるように第２延長長さＬＥ２が実験的に決められることができる。
【0043】
図３にはピクセルＰＸ５を囲む第２グリッド構造を中心に第２グリッド構造の構造について説明したが、他の第２グリッド構造に対しても実質的に同様の説明が適用されることができる。
【0044】
図３に配置された第２グリッド構造３１０は、ピクセルＰＸ５の中心を基準として斜線方向、左右方向または上下方向に対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）が確保されることができる。このような対称性により、ピクセル間の受光量の不均衡によるＰＲＮＵ（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｐｏｎｄ ｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）ノイズが減少することができる。
第１グリッド構造２１０および第２グリッド構造３１０は、ギリシャ十字架（Ｇｒｅｅｋ Ｃｒｏｓｓ）の形状と同一または類似の形状を有することができる。
第１グリッド構造２１０および第２グリッド構造３１０は、ギリシャ十字架（Ｇｒｅｅｋ Ｃｒｏｓｓ）の形状と同一または類似の形状を有することができる。
【0045】
図２および図３で説明された第１グリッド構造２１０および第２グリッド構造３１０、そして後述する図１４ａの第３グリッド構造２２０および図１４ｂの第４グリッド構造２２５は、グリッド構造と称することができる。
【0046】
図４ａは、図２の第１切断線または図３の第３切断線に沿ってピクセルアレイを切断した断面の一例を示した図である。
図４ａを参照すると、図２に表示された第１切断線Ａ－Ａ’または図３に表示された第３切断線Ｃ－Ｃ’に沿った断面４００ａが示されている。すなわち、第１切断線Ａ－Ａ’または第３切断線Ｃ－Ｃ’に沿った断面４００ａは、ピクセルＰＸ５を中心に左側および右側に位置したピクセルＰＸ４およびピクセルＰＸ６の一部に対する断面を示す。ここで、ピクセルＰＸ５の断面を中心に説明するが、ピクセルアレイ１１０に含まれた他のピクセルも実質的に同様の構造を有することができる。
図４ａを参照すると、図２に表示された第１切断線Ａ－Ａ’または図３に表示された第３切断線Ｃ－Ｃ’に沿った断面４００ａが示されている。すなわち、第１切断線Ａ－Ａ’または第３切断線Ｃ－Ｃ’に沿った断面４００ａは、ピクセルＰＸ５を中心に左側および右側に位置したピクセルＰＸ４およびピクセルＰＸ６の一部に対する断面を示す。ここで、ピクセルＰＸ５の断面を中心に説明するが、ピクセルアレイ１１０に含まれた他のピクセルも実質的に同様の構造を有することができる。
【0047】
断面４００ａは、第１切断線Ａ－Ａ’または第３切断線Ｃ－Ｃ’に沿った断面であるところ、第１グリッド構造２１０または第２グリッド構造３１０が現れることができるが、以下では、説明の便宜上、第１グリッド構造２１０について説明することにし、第１グリッド構造２１０に関する説明は、第２グリッド構造３１０にも適用されることができる。
【0048】
断面４００ａは、基板２７０および光入射層４１０を含むことができる。
基板２７０は、互いに対向する上部面と下部面を含むことができる。基板２７０の下部面と上部面はそれぞれ前面（ｆｒｏｎｔ－ｓｉｄｅ）と後面（ｂａｃｋ－ｓｉｄｅ）と定義することができるが、本発明の範囲はこれに限定されない。基板２７０は、例えば、Ｐ型またはＮ型バルク（ｂｕｌｋ）基板、Ｐ型バルク基板にＰ型またはＮ型エピタキシャル層（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌａｙｅｒ）が成長した基板、またはＮ型バルク基板にＰ型またはＮ型エピタキシャル層が成長した基板であってもよく、Ｐ型またはＮ型の導電型を有するドーピング領域２８０を含むことができる。
基板２７０は、互いに対向する上部面と下部面を含むことができる。基板２７０の下部面と上部面はそれぞれ前面（ｆｒｏｎｔ－ｓｉｄｅ）と後面（ｂａｃｋ－ｓｉｄｅ）と定義することができるが、本発明の範囲はこれに限定されない。基板２７０は、例えば、Ｐ型またはＮ型バルク（ｂｕｌｋ）基板、Ｐ型バルク基板にＰ型またはＮ型エピタキシャル層（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌａｙｅｒ）が成長した基板、またはＮ型バルク基板にＰ型またはＮ型エピタキシャル層が成長した基板であってもよく、Ｐ型またはＮ型の導電型を有するドーピング領域２８０を含むことができる。
【0049】
基板２７０は、ドーピング領域２８０で囲まれた光電変換領域２７５を含むことができる。光電変換領域２７５は、基板２７０内に、ピクセルＰＸ５に対応する領域に配置されることができる。光電変換領域２７５は、Ｎ型イオンを注入するイオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）工程により、Ｎ型ドーピング領域に形成されることができる。実施形態により、フォトダイオード２７５は、複数のドーピング領域が積層された形態に形成されることができる。この場合、下部ドーピング領域は、Ｎ＋型イオンが注入されて形成され、上部ドーピング領域は、Ｎ－型イオンが注入されて形成されることができる。光電変換領域２７５は、受光効率を示すフィルファクタ（ｆｉｌｌ－ｆａｃｔｏｒ）を高めるために、可能な限り広い面積にわたって形成されることができる。一実施形態により、互いに隣接するピクセルの光電変換領域の間には、電気的分離および光学的分離のために垂直に深く凹んだ形態を有する素子分離膜（図示せず）が形成されることができる。
【0050】
光入射層４１０は、ピクセルアレイ１１０の外部から入射される入射光を基板２７０に伝達することができる。光入射層４１０は、メタル層２３０、エア層２４０、第１キャッピング膜２５０、第２キャッピング膜２６０、光学フィルタ４２０、オーバーコーティング層４３０およびマイクロレンズ４４０を含むことができる。
【0051】
メタル層２３０は、基板２７０の上部に配置されることができる。メタル層２３０は、光吸収率の高い金属材質（例えば、タングステン）で構成されることができ、一実施形態により、互いに異なる材質が積層されて形成されてもよい。
【0052】
エア層２４０は、メタル層２３０の上部に配置され、エア層２４０の形状は、第１キャッピング膜２５０により定義されることができる。エア層２４０は、屈折率の相対的に小さい（例えば、１）エアで充填された領域であってもよい。
【0053】
第１キャッピング膜２５０は、エア層２４０とメタル層２３０を全体的に囲むように形成されることができる。すなわち、第１キャッピング膜２５０は、エア層２４０とメタル層２３０それぞれの側面と、エア層２４０の上部面に接して形成されることができる。したがって、エア層２４０とメタル層２３０は、それぞれ第１キャッピング膜２５０により、外部から物理的に分離されることができる。例えば、第１キャッピング膜２５０は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）のような低温酸化（ＵＬＴＯ）膜であってもよい。
【0054】
第２キャッピング膜２６０は、第１キャッピング膜２５０を全体的に囲むように形成されることができる。すなわち、第２キャッピング膜２６０の一側面は第１キャッピング膜２５０に接し、他側面は第１グリッド構造２１０の外部に接することができる。したがって、第１キャッピング膜２５０は、第２キャッピング膜２６０により、外部から物理的に分離されることができる。例えば、第２キャッピング膜２６０は、シリコン酸化窒化膜（ＳｉｘＯｙＮｚ、ここで、ｘ、ｙ、ｚは自然数）、シリコン酸化膜（ＳｉｘＯｙ、ここで、ｘ、ｙは自然数）、シリコン窒化膜（ＳｉｘＮｙ、ここで、ｘ、ｙは自然数）のうち少なくとも１つを含む絶縁膜であってもよい。
【0055】
第２キャッピング膜２６０の厚さは、第１キャッピング膜２５０の厚さよりも厚くてもよい。これは、第１キャッピング膜２５０は、後ほど説明されるプラズマ工程にて内部物質が効果的に外部に排出できるように可能な限り薄く形成され、第２キャッピング膜２６０は、エア層２４０を含む第１グリッド構造２１０の形状を安定的に維持するのに必要な厚さに形成されるためである。
【0056】
他の実施形態により、第１グリッド構造２１０に含まれる第１キャッピング膜２５０の下部およびエア層２４０の上部に該当する領域に第１グリッド構造２１０の形状を維持するための支持膜が形成されることができる。このような支持膜は、光吸収特性を有しない絶縁膜であってもよい。
【0057】
一実施形態により、第１キャッピング膜２５０と第２キャッピング膜２６０は、互いに同一の材質から構成され、互いに同一の屈折率を有することができる。
【0058】
一実施形態により、第１キャッピング膜２５０と第２キャッピング膜２６０の屈折率は、エア層２４０の屈折率よりは高く、光学フィルタ４２０の屈折率よりは低くてもよい。
【0059】
エア層２４０は、エア層２４０の形状に対応するようにパターン化された犠牲膜（図示せず）をメタル層２３０の上部に形成し、第１キャッピング膜２５０を犠牲膜とメタル層２３０をはじめとする基板２７０の全体に形成した後、プラズマ工程により犠牲膜を除去することで形成されることができる。ここで、犠牲膜は、炭素が含まれたスピンオンカーボン（ＳＯＣ：Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ）膜を含むことができる。また、プラズマ工程は、Ｏ２、Ｎ２、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４など、酸素、窒素、水素のうち少なくとも１つが含まれたガスを用いたプラズマ工程であってもよい。ここで、Ｏ２プラズマ工程を例に挙げてさらに詳しく説明すると、酸素ラジカル（Ｏｘｙｇｅｎ Ｒａｄｉｃａｌ）（Ｏ＊）が第１キャッピング膜２５０を介して犠牲膜に流入し、流入した酸素ラジカルは、犠牲膜の炭素と結合してＣＯまたはＣＯ２を生成する。生成されたＣＯまたはＣＯ２は、第１キャッピング膜２５０を介して外に抜け出ることになる。このような過程により、犠牲膜が除去され、除去された位置にエア層２４０が形成されることができる。
【0060】
積層されたメタル層２３０とエア層２４０、そしてメタル層２３０とエア層２４０を囲む第１および第２キャッピング膜２５０、２６０は、第１グリッド構造２１０に該当することができる。
【0061】
第１グリッド構造２１０は、光学フィルタ４２０に入射される光が他の隣接したカラーフィルタに移動するのを防止して光学的クロストークを最小化することができる。
【0062】
具体的に、エアで充填されたエア層２４０の屈折率（例えば、１）は、光学フィルタ４２０の屈折率（例えば、１．６～１．７）と第１および第２キャッピング膜２５０、２６０の屈折率（例えば、１．４）よりは低いため、エア層２４０は、反射（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）を誘導して入射光をピクセル（例えば、ＰＸ５）の内部に反射させることができる。
【0063】
仮に、多様な入射角に応じてエア層２４０による反射が発生せず一部の入射光がエア層２４０の内部に屈折しても、メタル層２３０による光吸収が発生して光学的クロストーク現象を防止することができる。
【0064】
図４ａに示されたように、光学フィルタ４２０の上部面の高さは、第１グリッド構造２１０の高さと同一であってもよいが、本発明の範囲はこれに限定されず、高くても低くてもよい。
【0065】
光学フィルタ４２０の一側に配置された第１グリッド構造２１０を構成する第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０は、光学フィルタ４２０と基板２７０との間に延び、光学フィルタ４２０の下部に配置されることができる。また、光学フィルタ４２０の下部に配置された第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０は、光学フィルタ４２０の他側に配置された第１グリッド構造２１０を構成する第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０と互いに連結されることができる。すなわち、光学フィルタ４２０に接する第１グリッド構造２１０を構成する第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０は、光学フィルタ４２０の下部に配置される第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０と一体に形成されることができる。
【0066】
したがって、第１グリッド構造２１０の形状を維持するための第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０は、光学フィルタ４２０の下部に第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０が配置されない場合に比べて、さらに広い面積で他の構成（例えば、基板２７０）と接触することができるため、第１グリッド構造２１０の形態安定性が向上することができる。また、第１グリッド構造２１０の左右それぞれの光学フィルタ４２０の下部に配置される第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０により発生する張力の均衡により、狭い幅を有する第１グリッド構造２１０が左または右に傾く現象が防止されることができる。
【0067】
さらに、光学フィルタ４２０の下部に配置される第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０は、光学フィルタ４２０と基板２７０との間の屈折率差を補い、光学フィルタ４２０を通過する光が効果的に基板２７０の内部に入射できるようにする反射防止層の機能を行うことができる。したがって、光学フィルタ４２０と基板２７０との間に別の反射防止層を備えなくても、第１キャッピング膜２５０および第２キャッピング膜２６０が反射防止層の機能を行うことで、ピクセルの垂直的な厚さが減少することができる。
【0068】
光学フィルタ４２０は、基板領域２７０の上部に形成されることができ、特定の波長帯域の光（例えば、レッド（Ｒｅｄ）、グリーン（Ｇｒｅｅｎ）、ブルー（Ｂｌｕｅ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、シアン（Ｃｙａｎ）など）を選択的に透過させることができる。実施形態により、光学フィルタ４２０は、単位ピクセルＰX５が深度ピクセル（ｄｅｐｔｈ ｐｉｘｅｌ）に該当する場合に、省略されるかまたは赤外光通過フィルタに代替されることができる。
【0069】
オーバーコーティング層４３０は、光学フィルタ４２０と第１グリッド構造２１０の上部に配置され、外部から入射される光の乱反射を防止してフレア特性を抑制することができる。また、オーバーコーティング層４３０は、光学フィルタ４２０と第１グリッド構造２１０との間の段差を補うことで、マイクロレンズ４４０が一定高さを有するようにすることができる。
【0070】
マイクロレンズ４４０は、オーバーコーティング層４３０の上部に形成されることができ、入射光に対する集光力（ｌｉｇｈｔ ｇａｔｈｅｒｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）を高めて光電変換領域２７５の受光効率を向上させることができる。図４ａには１つのピクセルＰＸ５に１つのマイクロレンズ４４０が対応するものと示されているが、特定のピクセル（例えば、ＰＤＡＦ（ｐｈａｓｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｕｔｏ ｆｏｃｕｓ）ピクセル）の場合、複数のピクセルに１つのマイクロレンズが対応してもよい。
【0071】
図４ｂは、図２の第１切断線または図３の第３切断線に沿ってピクセルアレイを切断した断面の他の例を示した図である。
図４ｂを参照すると、図２に表示された第１切断線Ａ－Ａ’または図３に表示された第３切断線Ｃ－Ｃ’に沿った断面４００ｂが示されている。断面４００ｂは、図４ａで説明された断面４００ａと一部の相違点を除いては実質的に同様の構造を有するため、重複した説明は省略することにする。
図４ｂを参照すると、図２に表示された第１切断線Ａ－Ａ’または図３に表示された第３切断線Ｃ－Ｃ’に沿った断面４００ｂが示されている。断面４００ｂは、図４ａで説明された断面４００ａと一部の相違点を除いては実質的に同様の構造を有するため、重複した説明は省略することにする。
【0072】
断面４００ｂの光入射層４１０’は、メタル層２３０を含まなくてもよい。すなわち、図４ｂにおいて、第１グリッド構造２１０または第２グリッド構造３１０は、図４ａのようにメタル層２３０とエア層２４０が積層された二重構造を有さず、メタル層２３０が省略され、エア層２４０だけを含む単一構造を有してもよい。
【0073】
図５ａは、図２に表示された第２切断線に沿った断面の一実施形態を示した図である。
図５ａを参照すると、図２に表示された第２切断線Ｂ－Ｂ’に沿った断面５００ａが示されている。すなわち、第２切断線Ｂ－Ｂ’に沿った断面５００ａは、ピクセルＰＸ５を中心に上側および下側に位置したピクセルＰＸ２およびピクセルＰＸ８の一部に対する断面を示す。ここで、ピクセルＰＸ５の断面を中心に説明するが、ピクセルアレイ１１０に含まれた他のピクセルも実質的に同様の構造を有することができる。
図５ａを参照すると、図２に表示された第２切断線Ｂ－Ｂ’に沿った断面５００ａが示されている。すなわち、第２切断線Ｂ－Ｂ’に沿った断面５００ａは、ピクセルＰＸ５を中心に上側および下側に位置したピクセルＰＸ２およびピクセルＰＸ８の一部に対する断面を示す。ここで、ピクセルＰＸ５の断面を中心に説明するが、ピクセルアレイ１１０に含まれた他のピクセルも実質的に同様の構造を有することができる。
【0074】
断面５００ａは、基板２７０および光入射層４１０を含むことができる。断面５００ａに含まれた各構成の構造、材質および機能は、図４ａに関する説明にて上述したため、重複した説明は省略することにする。
【0075】
ピクセルＰＸ５に配置された第１グリッド構造２１０とピクセルＰＸ８に配置された第１グリッド構造２１０とは互いに離隔し、互いに隣接した第１グリッド構造２１０に含まれたエア層２４０は物理的に分離されることができる。ピクセルＰＸ５に配置された第１グリッド構造２１０とピクセルＰＸ８に配置された第１グリッド構造２１０との間の領域はギャップ領域４５０と定義することができ、ギャップ領域４５０の下部にはメタル層２３０が配置されることができる。ギャップ領域４５０は、図２の平面上で互いに隣接した第１グリッド構造２１０をつなぐ仮想の延長直線の内部に該当する領域を意味し得る。
【0076】
図５ｂは、図２に表示された第２切断線に沿った断面の他の実施形態を示した図である。
図５ｂを参照すると、図２に表示された第２切断線Ｂ－Ｂ’に沿った断面５００ｂが示されている。断面５００ｂは、図５ａで説明された断面５００ａと一部の相違点を除いては実質的に同様の構造を有するため、重複した説明は省略することにする。
図５ｂを参照すると、図２に表示された第２切断線Ｂ－Ｂ’に沿った断面５００ｂが示されている。断面５００ｂは、図５ａで説明された断面５００ａと一部の相違点を除いては実質的に同様の構造を有するため、重複した説明は省略することにする。
【0077】
断面５００ｂの光入射層４１０’は、メタル層２３０を含まなくてもよい。すなわち、図５ｂにおいて、第１グリッド構造２１０または第２グリッド構造３１０は、図５ａのようにメタル層２３０とエア層２４０が積層された二重構造を有さず、メタル層２３０が省略され、エア層２４０だけを含む単一構造を有してもよい。
【0078】
他の実施形態により、第１グリッド構造２１０が、メタル層２３０が省略され、エア層２４０だけを含む単一構造を有する場合にも、ギャップ領域４５０の下部には、メタル層２３０が配置されてもよい。
【0079】
図６ａは、図３に表示された第３切断線に沿った断面の一実施形態を示した図である。
図６ａを参照すると、図３に表示された第４切断線Ｄ－Ｄ’に沿った断面６００ａが示されている。すなわち、第４切断線Ｄ－Ｄ’に沿った断面６００ａは、ピクセルＰＸ５を中心に上側および下側に位置したピクセルＰＸ２およびピクセルＰＸ８の一部に対する断面を示す。ここで、ピクセルＰＸ５の断面を中心に説明するが、ピクセルアレイ１１０に含まれた他のピクセルも実質的に同様の構造を有することができる。
図６ａを参照すると、図３に表示された第４切断線Ｄ－Ｄ’に沿った断面６００ａが示されている。すなわち、第４切断線Ｄ－Ｄ’に沿った断面６００ａは、ピクセルＰＸ５を中心に上側および下側に位置したピクセルＰＸ２およびピクセルＰＸ８の一部に対する断面を示す。ここで、ピクセルＰＸ５の断面を中心に説明するが、ピクセルアレイ１１０に含まれた他のピクセルも実質的に同様の構造を有することができる。
【0080】
断面６００ａは、基板２７０および光入射層４１０を含むことができる。断面６００ａに含まれた各構成の構造、材質および機能は、図４ａに関する説明にて上述したため、重複した説明は省略することにする。
【0081】
ピクセルＰＸ５に配置された第２グリッド構造３１０は互いに離隔し、互いに隣接した第２グリッド構造３１０に含まれたエア層２４０は物理的に分離されることができる。互いに隣接した第２グリッド構造３１０間の領域はギャップ領域４５０と定義することができ、ギャップ領域４５０の下部にはメタル層２３０が配置されることができる。ギャップ領域４５０は、図３の平面上で互いに隣接した第２グリッド構造３１０をつなぐ仮想の延長直線の内部に該当する領域を意味し得る。
【0082】
図６ｂは、図３に表示された第３切断線に沿った断面の他の実施形態を示した図である。
図６ｂを参照すると、図３に表示された第４切断線Ｄ－Ｄ’に沿った断面６００ｂが示されている。断面６００ｂは、図６ａで説明された断面６００ａと一部の相違点を除いては実質的に同様の構造を有するため、重複した説明は省略することにする。
図６ｂを参照すると、図３に表示された第４切断線Ｄ－Ｄ’に沿った断面６００ｂが示されている。断面６００ｂは、図６ａで説明された断面６００ａと一部の相違点を除いては実質的に同様の構造を有するため、重複した説明は省略することにする。
【0083】
断面６００ｂの光入射層４１０’は、メタル層２３０を含まなくてもよい。すなわち、図６ｂにおいて、第１グリッド構造２１０または第２グリッド構造３１０は、図６ａのようにメタル層２３０とエア層２４０が積層された二重構造を有さず、メタル層２３０が省略され、エア層２４０だけを含む単一構造を有してもよい。
【0084】
他の実施形態により、第２グリッド構造３１０が、メタル層２３０が省略され、エア層２４０だけを含む単一構造を有する場合にも、ギャップ領域４５０の下部には、メタル層２３０が配置されてもよい。
【0085】
仮に、図５ａ～図６ｂに示された構造とは異なり、グリッド構造が、ギャップ領域４５０なしに、ピクセルアレイ１１０全体のエア層２４０が１つの領域に連結されるメッシュタイプ（ｍｅｓｈ ｔｙｐｅ）に形成されると仮定する。
【0086】
この場合、第１および第２キャッピング膜２５０、２６０が薄膜形態からなっているため、製造工程の限界および使用環境（例えば、高温条件）に応じて、第１および第２キャッピング膜２５０、２６０の特定の部位に集中した圧力によりポッピング（ｐｏｐｐｉｎｇ）が発生し得る脆弱ポイントが存在することができる。この際、脆弱ポイントに加えられる圧力は、エア層２４０の内部空気の温度と体積が増加するほど、共に増加することになる。上記のように、ピクセルアレイ１１０全体のエア層２４０が１つの領域に連結されるメッシュタイプの場合、ピクセルアレイ１１０全体のエア層２４０の体積に該当する圧力が脆弱ポイントに加えられ、脆弱ポイントでのポッピングが発生しやすい。
【0087】
しかしながら、本発明の実施形態に係るグリッド構造においては、第１または第２グリッド構造２１０、３１０のエア層２４０は一定単位で物理的に分離されるため、ピクセルアレイ１１０全体のエア層２４０の体積ではなく、分離した第１または第２グリッド構造２１０、３１０の１つのエア層２４０の体積に該当する圧力が脆弱ポイントに加えられることにすぎず、脆弱ポイントに加えられる圧力を分散させることで、脆弱ポイントでのポッピングを効果的に防止することができる。
【0088】
また、本発明の実施形態に係るグリッド構造においては、第１および第２グリッド構造２１０、３１０が十字形状を有することで、製造工程中に発生し得る第１および第２グリッド構造２１０、３１０の倒れ現象を防止することができる。特に、第１および第２グリッド構造２１０、３１０と光学フィルタ４２０は順次形成されることができるが、光学フィルタ４２０の形成工程において、光学フィルタ４２０が配置された位置が意図した位置からずれるアライン問題（ａｌｉｇｎ ｉｓｓｕｅ）が発生する場合、誤った位置に形成された光学フィルタ４２０をスプレー形態で噴射される液体を用いて除去するリーワーク（ｒｅｗｏｒｋ）工程が行われることができる。リーワーク（ｒｅｗｏｒｋ）工程において、第１および第２グリッド構造２１０、３１０に強い圧力が加えられることができる。仮に、第１および第２グリッド構造２１０、３１０が水平延長領域ＨＡ１、ＨＡ２または垂直延長領域ＶＡ１、ＶＡ２だけを含む一字形状の構造を有すると仮定すると、リーワーク（ｒｅｗｏｒｋ）工程において、水平延長領域ＨＡ１、ＨＡ２または垂直延長領域ＶＡ１、ＶＡ２が長く延びる方向とは異なる方向から加えられる圧力により、水平延長領域ＨＡ１、ＨＡ２または垂直延長領域ＶＡ１、ＶＡ２は、液体が噴射される方向に沿って倒れる現象が発生し得る。
【0089】
しかしながら、本発明の実施形態に係るグリッド構造においては、第１および第２グリッド構造２１０、３１０が十字形状を有することで、リーワーク（ｒｅｗｏｒｋ）工程において、水平延長領域ＨＡ１、ＨＡ２に加えられる圧力は、水平延長領域ＨＡ１、ＨＡ２を支持する垂直延長領域ＶＡ１、ＶＡ２により分散され、垂直延長領域ＶＡ１、ＶＡ２に加えられる圧力は、垂直延長領域ＶＡ１、ＶＡ２を支持する水平延長領域ＨＡ１、ＨＡ２により分散されて、水平延長領域ＨＡ１、ＨＡ２または垂直延長領域ＶＡ１、ＶＡ２の倒れ現象が防止されることができる。
【0090】
図７は、クワッドピクセル構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第１グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
図７を参照すると、ピクセルアレイ７００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対する一例を示し、ピクセルアレイ７００は、第１～第４レッドピクセルＲ１～Ｒ４、第１～第４ブルーピクセルＢ１～Ｂ４、および第１～第４グリーンピクセルＧＢ１～ ＧＢ４、ＧＲ１～ＧＲ４を含むことができる。ここで、第１～第４グリーンピクセルは、行方向にブルーピクセルに隣接する第１～第４グリーンピクセルＧＢ１～ＧＢ４と、行方向にレッドピクセルに隣接する第１～第４グリーンピクセルＧＲ１～ＧＲ４に区分することができる。グリーンピクセル、レッドピクセルおよびブルーピクセルそれぞれは、グリーンに該当する波長だけを通過させるグリーン光学フィルタ、レッドに該当する波長だけを通過させるレッド光学フィルタ、およびブルーに該当する波長だけを通過させるブルー光学フィルタを含むことができる。
図７を参照すると、ピクセルアレイ７００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対する一例を示し、ピクセルアレイ７００は、第１～第４レッドピクセルＲ１～Ｒ４、第１～第４ブルーピクセルＢ１～Ｂ４、および第１～第４グリーンピクセルＧＢ１～ ＧＢ４、ＧＲ１～ＧＲ４を含むことができる。ここで、第１～第４グリーンピクセルは、行方向にブルーピクセルに隣接する第１～第４グリーンピクセルＧＢ１～ＧＢ４と、行方向にレッドピクセルに隣接する第１～第４グリーンピクセルＧＲ１～ＧＲ４に区分することができる。グリーンピクセル、レッドピクセルおよびブルーピクセルそれぞれは、グリーンに該当する波長だけを通過させるグリーン光学フィルタ、レッドに該当する波長だけを通過させるレッド光学フィルタ、およびブルーに該当する波長だけを通過させるブルー光学フィルタを含むことができる。
【0091】
ピクセルアレイ７００に含まれたピクセルは、クワッドピクセル構造で配列されることができる。クワッドピクセル構造は、同一色（例えば、レッド、ブルーまたはグリーン）に対応する４個のピクセルが２×２のマトリクス単位で配列され、レッドピクセルが２×２のマトリクスに配列された１つのレッドマトリクス、ブルーピクセルが２×２のマトリクスに配列された１つのブルーマトリクス、およびグリーンピクセルが２×２のマトリクスに配列された２つのグリーンマトリクスがベイヤーパターン（ｂａｙｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ）で配列された構造を意味し得る。ここで、レッドマトリクス、ブルーマトリクスおよびグリーンマトリクスそれぞれは、カラーマトリクスと称することができる。
【0092】
図７においては、説明の便宜上、レッドマトリクスを中心に第１グリッド構造２１０が配置される実施形態について説明するが、ブルーマトリクスおよびグリーンマトリクスに対しても実質的に同様の説明が適用されることができる。
【0093】
レッドマトリクスの中心は、第１グリッド構造２１０の中心領域とオーバーラップすることができる。ここで、レッドマトリクスの中心は、第１レッドピクセルＲ１の第４頂点、第２レッドピクセルＲ２の第３頂点、第３レッドピクセルＲ３の第２頂点、または第４レッドピクセルＲ４の第１頂点を意味し得る。
【0094】
レッドマトリクスの第１～第４頂点それぞれは、第１グリッド構造２１０の中心領域とオーバーラップすることができる。ここで、レッドマトリクスの第１～第４頂点は、それぞれ第１レッドピクセルＲ１の第１頂点、第２レッドピクセルＲ２の第２頂点、第３レッドピクセルＲ３の第３頂点、および第４レッドピクセルＲ４の第４頂点を意味し得る。
【0095】
図８は、クワッドピクセル構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第１グリッド構造が配置される他の実施形態を示した図である。
図８を参照すると、ピクセルアレイ８００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対する他の例を示し、ピクセルアレイ８００に含まれたピクセルは、図７のピクセルアレイ７００と同様にクワッドピクセル構造で配列されることができる。
図８を参照すると、ピクセルアレイ８００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対する他の例を示し、ピクセルアレイ８００に含まれたピクセルは、図７のピクセルアレイ７００と同様にクワッドピクセル構造で配列されることができる。
【0096】
図８においては、説明の便宜上、レッドマトリクスを中心に第１グリッド構造２１０が配置される実施形態について説明するが、ブルーマトリクスおよびグリーンマトリクスに対しても実質的に同様の説明が適用されることができる。
【0097】
レッドマトリクスの各辺（Ｒ１～Ｒ４を囲む辺）の中点は、第１グリッド構造２１０の中心領域とオーバーラップすることができる。ここで、レッドマトリクスの各辺の中点は、第１レッドピクセルＲ１の第２頂点（または第２レッドピクセルＲ２の第１頂点）、第２レッドピクセルＲ２の第４頂点（または第４レッドピクセルＲ４の第２頂点）、第３レッドピクセルＲ３の第１頂点（または第１レッドピクセルＲ１の第３頂点）、または第４レッドピクセルＲ４の第３頂点（または第３レッドピクセルＲ３の第４頂点）を意味し得る。
【0098】
図９は、クワッドピクセル構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第２グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
図９を参照すると、ピクセルアレイ９００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ９００に含まれたピクセルは、図７のピクセルアレイ７００と同様にクワッドピクセル構造で配列されることができる。
図９を参照すると、ピクセルアレイ９００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ９００に含まれたピクセルは、図７のピクセルアレイ７００と同様にクワッドピクセル構造で配列されることができる。
【0099】
図９においては、説明の便宜上、レッドマトリクスを中心に第２グリッド構造３１０が配置される実施形態について説明するが、ブルーマトリクスおよびグリーンマトリクスに対しても実質的に同様の説明が適用されることができる。
レッドマトリクスの中心、各頂点および各辺の中点は、それぞれ第２グリッド構造３１０の中心領域とオーバーラップすることができる。
レッドマトリクスの中心、各頂点および各辺の中点は、それぞれ第２グリッド構造３１０の中心領域とオーバーラップすることができる。
【0100】
図１０は、ベイヤーパターン構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第１グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
図１０を参照すると、ピクセルアレイ１０００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１０００は、第１～第４レッドピクセルＲ１～Ｒ４、第１～第４ブルーピクセルＢ１～Ｂ４、および第１～第４グリーンピクセルＧＢ１～ ＧＢ４、ＧＲ１～ＧＲ４を含むことができる。
図１０を参照すると、ピクセルアレイ１０００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１０００は、第１～第４レッドピクセルＲ１～Ｒ４、第１～第４ブルーピクセルＢ１～Ｂ４、および第１～第４グリーンピクセルＧＢ１～ ＧＢ４、ＧＲ１～ＧＲ４を含むことができる。
【0101】
ピクセルアレイ１０００に含まれたピクセルは、ベイヤーパターン構造で配列されることができる。ベイヤーパターン構造は、１つのレッドピクセル、１つのブルーピクセルおよび２つのグリーンがピクセルベイヤーパターンを構成するベイヤーマトリクスの単位で配列され、ベイヤーマトリクスには、斜線方向に対向するレッドピクセルとブルーピクセル、そして斜線方向に対向する２つのグリーンピクセルが含まれることができる。
【0102】
図１０においては、説明の便宜上、中央のベイヤーマトリクス（第１レッドピクセルＲ１、第２グリーンピクセルＧＲ２、第３グリーンピクセルＧＢ３および第４ブルーピクセルＢ４を含む）を中心に第１グリッド構造２１０が配置される実施形態について説明するが、他のベイヤーパターンマトリクスに対しても実質的に同様の説明が適用されることができる。
【0103】
ベイヤーパターンマトリクスの中心は、第１グリッド構造２１０の中心領域とオーバーラップすることができる。ここで、ベイヤーパターンマトリクスの中心は、第１レッドピクセルＲ１の第４頂点、第２グリーンピクセルＧＲ２の第３頂点、第３グリーンピクセルＧＢ３の第２頂点、または第４ブルーピクセルＢ４の第１頂点を意味し得る。
【0104】
ベイヤーパターンマトリクスの第１～第４頂点それぞれは、第１グリッド構造２１０の中心領域とオーバーラップすることができる。ここで、ベイヤーパターンマトリクスの第１～第４頂点は、それぞれ第１レッドピクセルＲ１の第１頂点、第２グリーンピクセルＧＲ２の第２頂点、第３グリーンピクセルＧＢ３の第３頂点、および第４ブルーピクセルＢ４の第４頂点を意味し得る。
【0105】
図１１は、ベイヤーパターン構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第１グリッド構造が配置される他の実施形態を示した図である。
図１１を参照すると、ピクセルアレイ１１００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１１００に含まれたピクセルは、図１０のピクセルアレイ１０００と同様にベイヤーパターン構造で配列されることができる。
図１１を参照すると、ピクセルアレイ１１００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１１００に含まれたピクセルは、図１０のピクセルアレイ１０００と同様にベイヤーパターン構造で配列されることができる。
【0106】
図１１においては、説明の便宜上、中央のベイヤーパターンマトリクスを中心に第１グリッド構造２１０が配置される実施形態について説明するが、他のベイヤーパターンマトリクスに対しても実質的に同様の説明が適用されることができる。
【0107】
ベイヤーパターンマトリクスの各辺の中点は、第１グリッド構造２１０の中心領域とオーバーラップすることができる。ここで、ベイヤーパターンマトリクスの各辺の中点は、第１レッドピクセルＲ１の第２頂点（または第２グリーンピクセルＧＲ２の第１頂点）、第２グリーンピクセルＧＲ２の第４頂点（または第４ブルーピクセルＢ４の第２頂点）、第３グリーンピクセルＧＢ３の第１頂点（または第１レッドピクセルＲ１の第３頂点）、または第４ブルーピクセルＢ４の第３頂点（または第３グリーンピクセルＧＢ３の第４頂点）を意味し得る。
【0108】
図１２は、ベイヤーパターン構造で配置されたピクセルアレイにおいて、第２グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
図１２を参照すると、ピクセルアレイ１２００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１２００に含まれたピクセルは、図１０のピクセルアレイ１０００と同様にベイヤーパターン構造で配列されることができる。
図１２を参照すると、ピクセルアレイ１２００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１２００に含まれたピクセルは、図１０のピクセルアレイ１０００と同様にベイヤーパターン構造で配列されることができる。
【0109】
図１２においては、説明の便宜上、中央のベイヤーパターンマトリクスを中心に第２グリッド構造３１０が配置される実施形態について説明するが、他のベイヤーパターンマトリクスに対しても実質的に同様の説明が適用されることができる。
ベイヤーパターンマトリクスの中心、各頂点および各辺の中点は、それぞれ第２グリッド構造３１０の中心領域とオーバーラップすることができる。
ベイヤーパターンマトリクスの中心、各頂点および各辺の中点は、それぞれ第２グリッド構造３１０の中心領域とオーバーラップすることができる。
【0110】
図７～図１２で説明されたグリッド構造の配置方法によると、互いに隣接するピクセル間に配置されたグリッド構造がエア層を含んでクロストーク防止性能を高めながらも、グリッド構造の構造的安定性が確保されることができる。
【0111】
図１３は、ＰＤＡＦピクセルを含むピクセルアレイにおいて、グリッド構造が配置される一実施形態を示した図である。
図１３を参照すると、ピクセルアレイ１３００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１３００は、２×２のマトリクスに配列された第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４と、第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４を囲むように配置される周辺ピクセルＰＲ１～ＰＲ１２と、を含むことができる。第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４は、第１ＰＤＡＦマトリクスと呼ばれることができる。
図１３を参照すると、ピクセルアレイ１３００は、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１３００は、２×２のマトリクスに配列された第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４と、第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４を囲むように配置される周辺ピクセルＰＲ１～ＰＲ１２と、を含むことができる。第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４は、第１ＰＤＡＦマトリクスと呼ばれることができる。
【0112】
第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４それぞれは、位相差検出のためのピクセル信号を生成することができる。イメージプロセッサ（図示せず）は、第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４それぞれのピクセル信号に基づいて生成された画像データを用いて、特定の被写体に対して第１イメージと第２イメージとの間の位相差を検出し、検出された位相差に対応して、ピクセルアレイ１１０とピクセルアレイ１１０に入射光を集光させるレンズモジュール（図示せず）との間の距離を調節することで、特定の被写体に対して正焦点状態に焦点を設定することができる。ここで、第１イメージは、第１および第３ＰＤＡＦピクセルＡＦ１、ＡＦ３から生成された画像データの和であり、第２イメージは、第２および第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ２、ＡＦ４から生成された画像データの和であってもよい。または、第１イメージは、第１および第２ＰＤＡＦピクセルＡＦ１、ＡＦ２から生成された画像データの和であり、第２イメージは、第３および第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ３、ＡＦ４から生成された画像データの和であってもよい。すなわち、イメージプロセッサは、左右方向に隣接したピクセルから生成された画像データから位相差を検出することができ、上下方向に隣接したピクセルから生成された画像データから位相差を検出することができる。または、イメージプロセッサは、検出された２個の位相差を組み合わせてさらに正確な位相差を検出してもよい。
【0113】
第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４にて位相差を発生させるために、第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４は、１つのマイクロレンズ１３１０とオーバーラップすることができる。
【0114】
第１ＰＤＡＦピクセルＡＦ１の第１頂点、第２ＰＤＡＦピクセルＡＦ２の第２頂点、第３ＰＤＡＦピクセルＡＦ３の第３頂点、および第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ４の第４頂点は、それぞれ第１グリッド構造２１０の中心領域とオーバーラップすることができる。すなわち、第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４のうち互いに隣接するＰＤＡＦピクセル間には第１グリッド構造２１０が配置されず、第１ＰＤＡＦマトリクスを囲むように第１グリッド構造２１０が配置されることができる。
【0115】
これは、第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４が１つのマイクロレンズ１３１０を共有するため、１つのピクセル当たりに１つのマイクロレンズが配置される場合に比べて相対的に受光効率が低下し得るが、クロストーク防止のために受光効率を低下させ得るグリッド構造を第１ＰＤＡＦマトリクス内に配置しないためである。
【0116】
一方、周辺ピクセルＰＲ１～ＰＲ１２に配置される第１グリッド構造２１０は、周辺ピクセルＰＲ１～ＰＲ１２に配置されるマイクロレンズに応じて異なり得る。
【0117】
仮に、周辺ピクセルＰＲ１～ＰＲ１２にも第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４と同様に４個のピクセル当たりに１つのマイクロレンズが配置される場合、図１３に示された第１グリッド構造２１０と同様の方式で周辺ピクセルＰＲ１～ＰＲ１２に第１グリッド構造が配置されることができる。例えば、第２周辺ピクセルＰＲ２の上側に位置したピクセルの第１頂点が第１グリッド構造の中心領域とオーバーラップすることができる。
【0118】
仮に、周辺ピクセルＰＲ１～ＰＲ１２に第１～第４ＰＤＡＦピクセルＡＦ１～ＡＦ４とは異なり１個のピクセル当たりに１つのマイクロレンズが配置される場合、図２に示された第１グリッド構造２１０と同様の方式で周辺ピクセルＰＲ１～ＰＲ１２に第１グリッド構造が配置されることができる。例えば、第２周辺ピクセルＰＲ２の第２頂点が第１グリッド構造の中心領域とオーバーラップすることができる。
【0119】
図１４ａは、ＰＤＡＦピクセルを含むピクセルアレイにおいて、グリッド構造が配置される他の実施形態を示した図である。
図１４ａを参照すると、ピクセルアレイ１４００ａは、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１４００ａは、１×２のマトリクスに配列された第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６と、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６を囲むように配置される周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２と、を含むことができる。第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６は、第２ＰＤＡＦマトリクスと呼ばれることができる。
図１４ａを参照すると、ピクセルアレイ１４００ａは、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１４００ａは、１×２のマトリクスに配列された第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６と、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６を囲むように配置される周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２と、を含むことができる。第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６は、第２ＰＤＡＦマトリクスと呼ばれることができる。
【0120】
第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６それぞれは、位相差検出のためのピクセル信号を生成することができる。イメージプロセッサは、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６それぞれのピクセル信号に基づいて生成された画像データを用いて、特定の被写体に対して第３イメージと第４イメージとの間の位相差を検出し、検出された位相差に対応して、ピクセルアレイ１１０とピクセルアレイ１１０に入射光を集光させるレンズモジュールとの間の距離を調節することで、特定の被写体に対して正焦点状態に焦点を設定することができる。ここで、第３イメージは、第５ＰＤＡＦピクセルＡＦ５から生成された画像データであり、第４イメージは、第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ６から生成された画像データであってもよい。すなわち、イメージプロセッサは、左右方向に隣接したピクセルから生成された画像データから位相差を検出することができる。
【0121】
第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６にて位相差を発生させるために、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６は、１つのマイクロレンズ１４１０とオーバーラップすることができる。
【0122】
第５ＰＤＡＦピクセルＡＦ５の第１頂点と第３頂点、および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ６の第２頂点と第４頂点は、それぞれ第３グリッド構造２２０の中心領域とオーバーラップすることができる。第３グリッド構造２２０は、第１グリッド構造２１０において第１垂直延長領域ＶＡ１の一側が第２グリッド構造３１０の第２垂直延長領域ＶＡ２の一側に相応するように縮小された形状を有することができる。すなわち、第３グリッド構造２２０とオーバーラップする頂点のうちいずれか１つ（例えば、ＡＦ５の第１頂点）から第３グリッド構造２２０が一側方向（例えば、下側方向）に延びる延長長さは、ＰＤＡＦピクセル（例えば、ＡＦ５）の１辺の長さの半分よりは小さくてもよい。換言すれば、第３グリッド構造２２０は、ラテン十字架（Ｌａｔｉｎ ｃｒｏｓｓ）と同一または類似の形状を有することができる。
【0123】
また、第５ＰＤＡＦピクセルＡＦ５の第１頂点に配置された第３グリッド構造２２０は、第５ＰＤＡＦピクセルＡＦ５の第３頂点に配置された第３グリッド構造２２０と上下対称関係であってもよい。第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ６の第２頂点に配置された第３グリッド構造２２０は、第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ６の第４頂点に配置された第３グリッド構造２２０と上下対称関係であってもよい。
【0124】
すなわち、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６の間には第３グリッド構造２２０が配置されず、第２ＰＤＡＦマトリクスを囲むように第３グリッド構造２２０が配置されることができる。
【0125】
一実施形態により、周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６とは異なり１個のピクセル当たりに１つのマイクロレンズが配置される場合、図２に示された第１グリッド構造２１０と同様の方式で周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に第１グリッド構造が配置されることができる。例えば、第１４周辺ピクセルＰＲ１４の第２頂点が第１グリッド構造の中心領域とオーバーラップすることができる。または、図３に示された第２グリッド構造３１０と同様の方式で周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に第２グリッド構造が配置されることができ、隣接するピクセル間のクロストークを最小化できるように第２グリッド構造が変形（例えば、垂直または水平延長領域の一部が延長または省略）されることができる。
【0126】
他の実施形態により、周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に配置されたマイクロレンズの形態または周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２の種類（例えば、ＰＤＡＦピクセル、カラーピクセルなど）に応じて、第１～第３グリッド構造２１０、２２０、３１０のうち適してグリッド構造が周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に配置されることができる。
【0127】
図１４ｂは、ＰＤＡＦピクセルを含むピクセルアレイにおいて、グリッド構造が配置されるまた他の実施形態を示した図である。
図１４ｂを参照すると、ピクセルアレイ１４００ｂは、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１４００ｂは、１×２のマトリクスに配列された第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６と、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６を囲むように配置される周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２と、を含むことができる。ピクセルアレイ１４００ｂは、前述したピクセルアレイ１４００ａとグリッド構造の配置形態を除いては実質的に同様であるため、重複した説明は省略することにする。
図１４ｂを参照すると、ピクセルアレイ１４００ｂは、図１のピクセルアレイ１１０の一部に対するまた他の例を示し、ピクセルアレイ１４００ｂは、１×２のマトリクスに配列された第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６と、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６を囲むように配置される周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２と、を含むことができる。ピクセルアレイ１４００ｂは、前述したピクセルアレイ１４００ａとグリッド構造の配置形態を除いては実質的に同様であるため、重複した説明は省略することにする。
【0128】
第２ＰＤＡＦマトリクスの上辺の中点（第５ＰＤＡＦピクセルＡＦ５の第２頂点または第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ６の第１頂点）は、第４グリッド構造２２５の中心領域とオーバーラップすることができる。第４グリッド構造２２５は、第１グリッド構造２１０において第１グリッド構造２１０の中心を基準として第１垂直延長領域ＶＡ１の一側が省略された形状を有することができる。すなわち、第４グリッド構造２２５は、第２ＰＤＡＦマトリクスの上辺の中点とオーバーラップする中心領域を含みながらも、第２ＰＤＡＦマトリクスの中心に向かって延びなくてもよい。換言すれば、第４グリッド構造２２５は、セントアンソニー十字架（Ｓｔ Ａｎｔｈｏｎｙ’ｓ ｃｒｏｓｓ）と同一または類似の形状を有することができる。
【0129】
また、第５ＰＤＡＦピクセルＡＦ５の第３頂点と第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ６の第４頂点それぞれには、第１グリッド構造２１０の中心領域が配置されることができる。
【0130】
図１４ｂには第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６の上側に第４グリッド構造２２５が配置されるものと示されているが、他の実施形態により、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６の下側に第４グリッド構造２２５が配置されてもよい。この場合、第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６の上側に配置される第４グリッド構造２２５と第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６の上側に配置される第４グリッド構造２２５とは互いに上下対称関係であってもよく、第５ＰＤＡＦピクセルＡＦ５の第１頂点と第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ６の第２頂点それぞれに第１グリッド構造２１０の中心領域が配置されることができる。
【0131】
一実施形態により、周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に第５および第６ＰＤＡＦピクセルＡＦ５～ＡＦ６とは異なり１個のピクセル当たりに１つのマイクロレンズが配置される場合、図２に示された第１グリッド構造２１０と同様の方式で周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に第１グリッド構造が配置されることができる。例えば、第１４周辺ピクセルＰＲ１４の第１頂点、第１５周辺ピクセルＰＲ１５の第２頂点、第２０周辺ピクセルＰＲ２０の第４頂点それぞれが、第１グリッド構造の中心領域とオーバーラップすることができる。または、図３に示された第２グリッド構造３１０と同様の方式で周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に第２グリッド構造が配置されることができ、隣接するピクセル間のクロストークを最小化できるように第２グリッド構造が変形（例えば、垂直または水平延長領域の一部が延長または省略）されることができる。
【0132】
他の実施形態により、周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に配置されたマイクロレンズの形態または周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２の種類（例えば、ＰＤＡＦピクセル、カラーピクセルなど）に応じて、第１～第４グリッド構造２１０、２２０、２２５、３１０のうち適したグリッド構造が周辺ピクセルＰＲ１３～ＰＲ２２に配置されることができる。
【0133】
図１５は、ピクセルアレイにおいて、ピクセルの位置に応じてグリッド構造の形状が可変する実施形態を示した図である。
図１５を参照すると、ピクセルアレイ１１０は、相対的な位置に応じて複数の領域に区分することができる。
図１５を参照すると、ピクセルアレイ１１０は、相対的な位置に応じて複数の領域に区分することができる。
【0134】
ピクセルアレイ１１０は、中央領域ＣＴ、第１水平エッジ領域ＨＬ、第２水平エッジ領域ＨＲ、第１垂直エッジ領域ＶＵ、第２垂直エッジ領域ＶＤ、および第１～第４斜線エッジ領域ＤＬＵ、ＤＲＤ、ＤＬＤ、ＤＲＵを含むことができる。ピクセルアレイ１１０に含まれた各領域は、任意の個数に該当するピクセルを含むことができる。
【0135】
中央領域ＣＴは、ピクセルアレイ１１０の中心に位置することができる。
第１水平エッジ領域ＨＬと第２水平エッジ領域ＨＲは、中央領域ＣＴを通過する水平線に沿って中央領域ＣＴの両側にピクセルアレイ１１０のエッジに位置することができる。本開示において、ピクセルアレイ１１０のエッジは、ピクセルアレイ１１０の最外郭に位置するピクセルを中心に一定距離以内に位置したピクセルを含む概念であってもよい。
第１水平エッジ領域ＨＬと第２水平エッジ領域ＨＲは、中央領域ＣＴを通過する水平線に沿って中央領域ＣＴの両側にピクセルアレイ１１０のエッジに位置することができる。本開示において、ピクセルアレイ１１０のエッジは、ピクセルアレイ１１０の最外郭に位置するピクセルを中心に一定距離以内に位置したピクセルを含む概念であってもよい。
【0136】
第１垂直エッジ領域ＶＵと第２垂直エッジ領域ＶＤは、中央領域ＣＴを通過する垂直線に沿って中央領域ＣＴの両側にピクセルアレイ１１０のエッジに位置することができる。
【0137】
第１斜線エッジ領域ＤＬＵは、中央領域ＣＴを通過する第１斜線方向（水平線が正の角度で回転した方向）に沿って中央領域ＣＴの左上側にピクセルアレイ１１０のエッジに位置することができる。
【0138】
第２斜線エッジ領域ＤＲＤは、中央領域ＣＴを通過する第１斜線方向に沿って中央領域ＣＴの右下側にピクセルアレイ１１０のエッジに位置することができる。
【0139】
第３斜線エッジ領域ＤＬＤは、中央領域ＣＴを通過する第２斜線方向（水平線が負の角度で回転した方向）に沿って中央領域ＣＴの左下側にピクセルアレイ１１０のエッジに位置することができる。
【0140】
第４斜線エッジ領域ＤＲＵは、中央領域ＣＴを通過する第２斜線方向に沿って中央領域ＣＴの右上側にピクセルアレイ１１０のエッジに位置することができる。
【0141】
図１に示されたイメージセンシング装置１００は、レンズモジュールをさらに含むことができる。レンズモジュールは、ピクセルアレイ１１０と被写体との間に配置され、被写体から入射される光を集光することができる。レンズモジュールは、光軸を中心に整列された少なくとも１つのレンズを含むことができる。ここで、光軸は、ピクセルアレイ１１０の中央領域ＣＴを通過することができる。
【0142】
レンズモジュールを通過した主光線（ｃｈｉｅｆ ｒａｙ）は、光軸から、光軸を中心にする円（例えば、ピクセルアレイ１１０の４個の頂点を通過する円）に向かう方向に照射されることができる。第１水平エッジ領域ＨＬに対する主光線は中央領域ＣＴから左側方向に、第２水平エッジ領域ＨＲに対する主光線は中央領域ＣＴから右側方向に、第１垂直エッジ領域ＶＵに対する主光線は中央領域ＣＴから上側方向に、および第２垂直エッジ領域ＶＤに対する主光線は中央領域ＣＴから下側方向にそれぞれ照射される。一方、第１斜線エッジ領域ＤＬＵに対する主光線は中央領域ＣＴから左上側方向に、第２斜線エッジ領域ＤＲＤに対する主光線は中央領域ＣＴから右下側方向に、第３斜線エッジ領域ＤＬＤに対する主光線は中央領域ＣＴから左下側方向に、および第４斜線エッジ領域ＤＲＵに対する主光線は中央領域ＣＴから右上側方向にそれぞれ照射される。
一実施形態により、ピクセルアレイ１１０において、ピクセルの相対的な位置に応じて、当該ピクセルに配置されるグリッド構造が可変することができる。
一実施形態により、ピクセルアレイ１１０において、ピクセルの相対的な位置に応じて、当該ピクセルに配置されるグリッド構造が可変することができる。
【0143】
斜線エッジ領域ＤＬＵ、ＤＲＵ、ＤＬＤ、ＤＲＤに含まれたピクセルに対しては、第１または第２斜線方向に沿って主光線が入射されるため、ピクセル（例えば、ＰＸ＿ＤＲＵ）に水平または垂直方向に隣接するピクセルのクロストーク成分よりも、ピクセル（例えば、ＰＸ＿ＤＲＵ）に第１または第２斜線方向に隣接するピクセルのクロストーク成分がさらに大きくてもよい。ここで、隣接ピクセルのクロストーク成分は、隣接ピクセルの光入射層に入射されて当該ピクセルの光入射層に伝達される漏れ光を意味し得る。したがって、ピクセル（例えば、ＰＸ＿ＤＲＵ）には、第１または第２斜線方向に隣接するピクセルのクロストーク成分をさらに効果的に遮断可能な第２グリッド構造３１０が配置されることができる。
【0144】
水平または垂直エッジ領域ＶＵ、ＨＲ、ＨＬ、ＶＤに含まれたピクセルに対しては、水平または垂直方向に沿って主光線が入射されるため、ピクセル（例えば、ＰＸ＿ＨＲ）に第１または第２斜線方向に隣接するピクセルのクロストーク成分よりも、ピクセル（例えば、ＰＸ＿ＨＲ）に水平または垂直方向に隣接するピクセルのクロストーク成分がさらに大きくてもよい。したがって、ピクセル（例えば、ＰＸ＿ＨＲ）には、水平または垂直方向に隣接するピクセルのクロストーク成分をさらに効果的に遮断可能な第１グリッド構造２１０が配置されることができる。
【0145】
図１５においては、ピクセルアレイ１１０を８個のエッジ領域に分けてグリッド構造を可変する実施形態について説明したが、他の実施形態により、ピクセルアレイ１１０をさらに細分化した領域に分け、グリッド構造の位置、形状（例えば、垂直または水平延長領域の長さ）が漸進的に可変することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図6a】
【図6b】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14a】
【図14b】
【図15】