[發(fā)明專利]基于有機(jī)薄膜光電晶體管實現(xiàn)CMOS有源像素柔性圖像傳感器的像素電路

有效

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• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109348150B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任曉辰;周佳燚
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王海濱;李蕊

本發(fā)明公開了一種基于有機(jī)薄膜光電晶體管實現(xiàn)CMOS有源像素柔性圖像傳感器的像素電路，包括有機(jī)光電晶體管PH、以及五個有機(jī)薄膜晶體管T1、T2、T3、T4、T5；T1的源極連接VDD，柵極連接第一掃描控制線VSCAN1，T2的漏極與PH的源極相連，柵極連接第二掃描控制線VSCAN2；T3的源極與T1的漏極相連，漏極作為輸出端，并漏極連接列選擇掃描線Column select，柵極連接行選擇掃描線Row select，T4的源極與可控電壓源VLL相連，漏極與PH的柵極相連，柵極與第三掃描控制線VSCAN3相連；T5的源極與電容C相連，漏極與地線VSS相連，柵極與第四掃描控制線VSCAN4相連。本發(fā)明用有機(jī)薄膜晶體管來代替硅基薄膜晶體管，根據(jù)有機(jī)材料特有的柔性，可以實現(xiàn)柔性圖像傳感器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于有機(jī)薄膜光電晶體管實現(xiàn)CMOS有源像素柔性圖像傳感器的像素電路。

背景技術(shù)

當(dāng)智能手機(jī)或者數(shù)碼照相機(jī)在拍照的時候，物體經(jīng)過各種光學(xué)透鏡成像產(chǎn)生的光學(xué)圖像傳到圖像傳感器當(dāng)中去，根據(jù)圖像傳感器本身的性質(zhì)，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號讀出。傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器像素電路設(shè)計是基于硅基光電二極管的光電轉(zhuǎn)化性質(zhì)實現(xiàn)的。但是考慮到硅基光電二極管本身的響應(yīng)度，敏感度都不是很理想，而且基于有機(jī)半導(dǎo)體的柔性器件是未來電子產(chǎn)品的主流，基于此，用有機(jī)薄膜光電晶體管來代替硅基光電二極管，實現(xiàn)圖像傳感器像素電路的設(shè)計。

實驗表明，光照會讓光電晶體管的閾值電壓產(chǎn)生漂移，閾值電壓變化，就說明光和閾值電壓存在某種關(guān)系，本發(fā)明設(shè)計的圖像傳感器像素電路可以精確檢測到并讀取每個光電晶體管的閾值電壓變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有硅基光電傳感器的技術(shù)不足，提供一種基于有機(jī)薄膜光電晶體管實現(xiàn)CMOS有源像素柔性圖像傳感器的像素電路，其利用光電晶體管特有的性質(zhì)，通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生閾值電壓變化的性質(zhì)來實現(xiàn)圖像傳感器的像素電路設(shè)計，進(jìn)行信號的采集讀取。可應(yīng)用于手機(jī)的攝像頭當(dāng)中，移動支付的指紋識別，無人駕駛等領(lǐng)域。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于有機(jī)薄膜光電晶體管實現(xiàn)CMOS有源像素柔性圖像傳感器的像素電路，包括有機(jī)光電晶體管PH、電容c、第一有機(jī)薄膜晶體管T1、第二有機(jī)薄膜晶體管T2、第三有機(jī)薄膜晶體管T3、第四有機(jī)薄膜晶體管T4和第五有機(jī)薄膜晶體管T5；

所述第一有機(jī)薄膜晶體管T1的源極連接電源電壓VDD，柵極連接第一掃描控制線VSCAN1，漏極連接第一節(jié)點A；所述第二有機(jī)薄膜晶體管T2的源極連接第二節(jié)點B，漏極與光電晶體管PH的源極相連，柵極連接第二掃描控制線VSCAN2；第一節(jié)點A和第二節(jié)點B相連；第三有機(jī)薄膜晶體管T3的源極與第一有機(jī)薄膜晶體管T1的漏極相連，漏極作為輸出端，并漏極連接列選擇掃描線Column select，柵極連接行選擇掃描線Row select，第四有機(jī)薄膜晶體管T4的源極與可控電壓源VLL相連，漏極與有機(jī)光電晶體管PH的柵極相連，柵極與第三掃描控制線VSCAN3相連；第五有機(jī)薄膜晶體管T5的源極與電容C一端相連，漏極與地線VSS相連，柵極與第四掃描控制線VSCAN4相連，電容C另一端與第一節(jié)點A相連；

所述第一有機(jī)薄膜晶體管T1、第二有機(jī)薄膜晶體管T2、第三有機(jī)薄膜晶體管T3、第四有機(jī)薄膜晶體管T4和第五有機(jī)薄膜晶體管T5均為p型有機(jī)薄膜晶體管。

上述像素電路的工作方法如下：

在第一階段，第三控制掃描線VSCAN3為低電平，第四有機(jī)薄膜晶體管T4開啟，VLL對有機(jī)光電晶體管PH進(jìn)行重置初始化，此時其它掃描控制線均為高電平，所以其他有機(jī)薄膜晶體管均關(guān)閉；

在第二階段，第一掃描控制線VSCAN1為低電平，第一有機(jī)薄膜晶體管T1開啟，此時VDD對電容C充電，并且第三掃描控制線VSCAN3為高電平，第四有機(jī)薄膜晶體管T4關(guān)閉，第四掃描控制線VSCAN4為低電平，第五有機(jī)薄膜晶體管T5開啟；