[發(fā)明專利]一種圖像傳感器像素電路以及圖像傳感陣列

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011226144.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN112511769B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張盛東;彭志超;廖聰維;梁鍵;邱赫梓;安軍軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): H04N5/341
• 分類號(hào): H04N5/341;H04N5/353;H04N5/369;H04N5/378;H01L27/146
• 代理公司: 深圳鼎合誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕

本發(fā)明涉及光電成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圖像傳感像素電路、圖像傳感陣列以及圖像傳感器。其中，像素電路包括光敏單元、存儲(chǔ)單元和讀出單元；光敏單元用于接受入射光曝光以產(chǎn)生光電信號(hào)，并且該光敏單元在光照撤去之后其產(chǎn)生的光電信號(hào)仍能保持第一預(yù)設(shè)時(shí)間；存儲(chǔ)單元與光敏單元耦合，該存儲(chǔ)單元用于在積分階段將光電信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)得到第一電信號(hào)，積分階段至少包括曝光結(jié)束后的第一預(yù)設(shè)時(shí)間；讀出單元用于將存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的第一電信號(hào)輸出。本申請(qǐng)的光敏單元的曝光以及積分方法使得光敏單元具有的良好的光電轉(zhuǎn)化能力，從而在較高的幀率情況下，以較快的速度讀出圖像信號(hào)，并且圖像傳感像素電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)較高的空間分辨率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)光電成像領(lǐng)域，具體涉及一種圖像傳感器像素電路以及圖像傳感陣列。

背景技術(shù)

近年來，薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)技術(shù)取得了巨大進(jìn)步。由于適合大面積量產(chǎn)、陣列化處理等特點(diǎn)，TFT十分適合制作高性能、低功耗、低成本的有源矩陣平板成像儀。目前，主流的X射線數(shù)字成像(X-ray Digital Radiography，X-ray DR)系統(tǒng)主要分為直接型X射線數(shù)字成像和間接型X射線數(shù)字成像這兩種。典型的直接型X射線數(shù)字成像方案中，以非晶硒(Amorphous Selemium，a-Se)作為光敏單元，采用非晶硅(AmorphousSilicon，a-Si)TFT制作開關(guān)陣列讀出光電信號(hào)(以下簡(jiǎn)稱該探測(cè)器為直接型a-Se平板探測(cè)器)。其工作原理為入射X-ray使硒層產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在外加偏壓電場(chǎng)作用下，電子和空穴對(duì)向相反的方向移動(dòng)形成電流，并在像素電路內(nèi)部節(jié)點(diǎn)電容上形成儲(chǔ)存電荷。對(duì)應(yīng)于入射X光的劑量，每一個(gè)探測(cè)像素具有相應(yīng)的儲(chǔ)存電荷量，通過讀出電路可以知道每個(gè)像素點(diǎn)的電荷量，進(jìn)而探知每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的X射線劑量。對(duì)于間接型X光探測(cè)系統(tǒng)，PIN光電二極管(PIN diode)作為光敏單元，同時(shí)采用a-Si TFT制作開關(guān)陣列讀出光電信號(hào)。間接型X射線成像儀的結(jié)構(gòu)包括了閃爍晶體層，以及PIN二極管和a-Si TFT組成的陣列層。其工作過程分為兩步，首先X-ray要先經(jīng)過閃爍晶體層轉(zhuǎn)化為可見光，可見光再經(jīng)過PIN diode轉(zhuǎn)換為電信號(hào)經(jīng)過a-Si TFT陣列進(jìn)行讀出(以下簡(jiǎn)稱該探測(cè)器為間接型a-Si平板探測(cè)器)。以上兩種方案中，由于直接型a-Se平板探測(cè)器是直接探測(cè)X-ray劑量的，a-Se層與a-Si TFT層是立體堆疊結(jié)構(gòu)，a-Se層正常工作時(shí)需要施加上千伏的高壓，條件比較苛刻，所以直接型a-Se平板探測(cè)器對(duì)工作環(huán)境要求高、壽命短、故障率高，維護(hù)成本遠(yuǎn)大于間接型a-Si平板探測(cè)器。相比之下，間接型a-Si平板探測(cè)器應(yīng)用范圍更廣泛。