[发明专利]包括薄膜晶体管和有机光电二极管的图像传感器阵列器件

说明书

本发明涉及一种图像传感器阵列光电器件，该光电器件包括薄膜晶体管Ts和结合了在外围区ZP中包括薄膜晶体管TG的行驱动电路20的有机检测器。设置了在拓扑级201中、由薄膜晶体管上方的介电层105支撑的光屏蔽件，该光屏蔽件是用于阵列区域10中的每个像素的单独的屏蔽件LS_i,j以及用于驱动电路的所有晶体管TG的覆盖屏蔽件LS_GOA。外围区域中的覆盖屏蔽件LS_GOA还通过以直接接触进行覆盖用作互连结构，用于利用偏置电压Vbias偏置有源区的有机光电二极管的上电极E2。在有源区中，上电极E2的级203通过有机有源结构OST与像素电极E1的级201分离。在外围区域中，这两个拓扑级201和203彼此直接形成，而没有插入件。

技术领域

本发明涉及一种光电子器件，该光电子器件包括基于薄膜晶体管和有机光电二极管(称为OPD)的检测阵列，以形成阵列图像传感器(或像素化成像器)。

背景技术

本发明特别地但不排他地适用于用于访问控制(服务、货物、机场等)的图像传感器。取(手指的或手掌的)指纹的传感器区，对应于皮肤表面处的表皮上存在的谷部和脊部的交替的乳突状图案的图像将被捕获。图像捕获过程如下：其图像期望被捕获的对象(例如手指)被放置或呈现在传感器的检测窗口中。图像捕获被触发(自动地，通过检测或按需要，例如利用触发按钮)。这引起集成到传感器的照射源(例如，集成在一侧上与光学聚焦系统相关联的白色光源(led)，或者放置在检测表面和对象之间的发光二极管片)照射对象。并且传感器在每个像素中测量在确定的积分时段期间由对象朝向其反射的光量。根据它是被表皮的脊区反射还是槽区反射，这个量更高或更低。这个积分阶段之后是像素读出阶段，其目的是将由像素中的每一个积分的电荷的量转换成对应于灰度的数字值。获得对象的数字化图像，该图像准备好由特定于相关应用的算法使用/处理。对于指纹，将获得的指纹数据与参考数据进行比较。

基于与薄膜晶体管TFT相关联的有机光电二极管的图像传感器是覆盖可能应用的宽面板的良好候选，并且正在蓬勃发展。这些传感器确实便宜、可靠、且快速，而且还薄、轻质、坚固，这允许它们在任何类型的应用环境中容易地集成在任何类型的支撑件(透明的或不透明的、刚性的以及柔性的)上，例如在车辆的车轮上、银行卡上、手机上、计算机上、检查站(机场)上。

在这些传感器中，检测阵列包括有机光电二极管的阵列的竖直堆叠，从而确保薄膜晶体管的阵列上的光检测功能(光子到电荷的转换)，从而确保能够驱动和读取像素的电子控制功能。根据其每个像素使用多个晶体管还是单个晶体管来谈论有源阵列或无源阵列。在下文中，简单地使用术语有源阵列，应当理解这覆盖了两种可能性。

基于薄膜晶体管(或更简单的TFT晶体管)的有源阵列已经被广泛开发用于控制显示像素(LCD，OLED)，并且随着对总是更大和更高性能的显示器的需求的增加，相关技术已经得到改进。因此，不同的TFT晶体管技术是可用的，这些TFT晶体管技术已经被开发来降低其成本、改善其电性能(功耗、开关速度、稳定性)、其体积(小型化)、允许使用比硅便宜得多的并且可以是刚性的以及柔性的支撑衬底等。这些技术特别地不同之处在于沟道半导体材料：非晶硅(a-SI：H)、铟镓锌氧化物(IGZO)、有机材料(OTFT)和或低温多晶硅(LTPS)。还提供了不同的拓扑结构：平面的、具有交错结构或具有反向交错结构。

图像传感器受益于这些技术发展，并且将这种有源阵列与用于图像传感器中的检测像素控制的TFT晶体管集成在一起。然后需要管理图像捕获并允许从像素进行读取。