本发明专利技术属于光电子领域，所述的一种图像传感装置，包括设置在同一基板的若干有机光敏单元，相邻所述有机光敏单元之间设置有用于分隔各所述有机光敏单元，并对相邻所述有机光敏单元进行光隔离的绝缘隔离柱。采用有机光敏单元作为信号转换元件，集成度高，能够实现柔性。同时，通过逐行逐列扫描的方式对各有机光敏单元进行信号读取和采集，不但有效简化了所述图像传感装置的结构，而且制备工艺和流程极为简单，产品良率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电子领域，具体涉及一种图像传感装置及其制备与使用方法。
技术介绍
图像传感装置是在光电技术基础上发展起来的，利用光电器件的光—电转化功能，将其感光面上的光信号转换为与光信号成对应比例关系的电信号“图像”的一门技术，该技术将光学图像转换成电信号，其关键在于是光敏器件的集成以及输出信号的采集。现有的主要应用光敏器件的图像探测系统包括固态光图像传感系统、红外光成像系统等，已广泛应用于视频、测量、监控、医疗、人工智能等领域。常见的固态光图像传感系统需要在同一半导体衬底上布设光敏元件阵列和电荷转移器件(Charge Transfer Device，CTD)，其中CTD包括了电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)、电荷注入器件(Charge Injected Device，CID)、金属氧化物半导体器件(Metal Oxide Semiconductor，MOS)等，最常用的是CCD。但是，其光谱响应通常只能限定在400～1200nm(可见光与近红外光)范围内，对于红外波段的图像需要研究专门的红外图像传感技术及器件来实现红外波段的图像探测与采集，应用有一定的局限性。同时，不管是基于MOS器件的图像传感器还是基于CCD的图像传感器，它们除了包含光敏元件之外，还需要电荷寄存单元。因此，器件整体的制备工艺和流程极为复杂，而且各像素点中包含了较多的功能单元，其中任何一个功能单元出现问题就会影响该像素点的正常工作，增加了出现坏点的可能性。目前，已经有一些关于集成的有机图像传感器件的应用研究，但是在这些研究中通常需要基于集成的MOS器件作为基底，光敏器件与MOS器件中的各像素点一一对应，同时为了实现对各像素点输出信号的逐一采集，需要在每个像素点后置晶体管开关电路来分别控制各像素点的开关，这进一步增加了光敏单元的制备工艺难度，限制了其在集成电路中的应用，并没有有效发挥有机薄膜器件在高分辨率集成方面的优势。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的现有图像传感器件无法较为简单地实现高度集成以及输出信号读取和采集的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术所述的一种图像传感装置，包括设置在同一基板的若干有机光敏单元，相邻所述有机光敏单元之间设置有用于分隔各所述有机光敏单元，并对相邻所述有机光敏单元进行光隔离的绝缘隔离柱。所述有机光敏单元为具有含有光电导效应或光敏性的有机半导体材料的有机光敏器件。所述有机光敏器件为有机光敏二极管，包括层叠设置的第一电极、有机光敏功能层、第二电极，其中所述第一电极或所述第二电极为透明电极。所述第一电极和/或所述第二电极与所述有机光敏功能层的界面为非欧姆接触。所述隔离柱为氮化硅、碳化硅、氧化硅、聚酰亚胺或者光刻胶中的一种或多种的堆叠结构；所述第一电极、所述第二电极独立的为锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种的合金，或锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种与其氟化物交替形成的电极层，或氧化铟锡、聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠、聚苯胺、碳纳米管、石墨烯中的一种；所述基板为柔性基板。可选地，还包括用于所述有机光敏器件封装的封装层。可选地，所述有机光敏器件的反偏电压区光电流大于暗电流，并大于0偏压和正偏电压区光电流。本专利技术所述的图像传感装置的制备方法，包括如下步骤：在基板上形成不透光的隔离柱，各所述隔离柱形成连续的网格图案；在所述网格图案的网格中形成有机光敏单元。可选地，本专利技术所述的图像传感装置的制备方法，包括如下步骤：在所述基板上形成第一电极，以及第二电极引脚；在所述第一电极之间形成多组隔离柱，同组中隔离柱相互平行，不同组隔离柱所在直线相交，形成露出所述第一电极的凹槽阵列；在所述凹槽中形成光敏功能层和所述第二电极，所述第二电极与所述第二电极引脚连接。本专利技术所述的图像传感装置的使用方法，通过逐行逐列扫描的方式对各有机光敏单元进行信号读取和采集，被读取的有机光敏单元处于反偏电压区，与其处于同行或者同列的所述有机光敏单元处于0偏压，其它各所述有机光敏单元都处于正偏电压区。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：1、本专利技术实施例所述的一种图像传感装置，包括设置在同一基板的若干有机光敏单元，相邻所述有机光敏单元之间设置有用于分隔各所述有机光敏单元，并对相邻所述有机光敏单元进行光隔离的绝缘隔离柱。采用有机光敏单元作为信号转换元件，集成度高，能够实现柔性。同时，通过逐行逐列扫描的方式对各有机光敏单元进行信号读取和采集，不但有效简化了所述图像传感装置的结构，而且制备工艺和流程极为简单，产品良率高。2、本专利技术实施例所述的一种图像传感装置，各有机光敏单元之间设置有不透光的隔离柱，相邻有机光敏单元之间无光信号串扰问题，抗干扰能力强。3、本专利技术实施例所述的一种图像传感装置，无需在有机光敏单元后置CCD、MOS等电荷转移和寄存单元，以及晶体管开关电路，因此不需要通过分别控制各有机光敏单元的开关来实现各点输出信号的采集，信号采集方法简单易得。4、本专利技术实施例所述的一种图像传感装置的制备方法，制备工艺和流程极为简单，产品良率高。5、本专利技术实施例所述的图像传感装置的使用方法，通过逐行逐列扫描的方式对各有机光敏单元进行信号读取和采集，控制精准、电路结构简单，产品良率高。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是实施例1中图像传感装置结构示意图；图2是实施例1中有机光敏器件的结构关系图；图3是实施例1中有机光敏器件中各层能级结构关系图；图4是实施例1中有机光敏器件的电流-电压关系图；图5是实施例1中所述图像传感装置信号读取和采集方法示意图；图6是另一实施例中图像传感装置结构示意图。图中附图标记表示为：1-基板、21-第一电极，22-装置功能层，23-第二电极，3-隔离柱、4-封装层。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本专利技术的构思充分传达给本领域技术人员，本专利技术将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。实施例1本实施例提供一种图像传感装置，如附图1所示，包括设置在同一基板1上的若干有机光敏单元，相邻有机光敏单元之间设置有用于分隔各有机光敏单元，并对相邻有机光敏单元进行光隔离的绝缘隔离柱3。基板1可以为玻璃基板或聚合物基板，本实施例优选柔性聚酰亚胺基板。本实施例中，有机光敏单元为含有光电导效应或光敏性的有机半导体材料的有机光敏器件，选自但不限于有机光敏二极管、有机光敏电池、有机光敏三极管、有机光敏电阻等，反偏电压区光电流大于暗电流，并大于0偏压和正偏电压区光电流的有机光敏器件均可以实现本专利技术的目的，属于本专利技术的保护范围。作为本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种图像传感装置，其特征在于：包括设置在同一基板的若干有机光敏单元，相邻所述有机光敏单元之间设置有用于分隔各所述有机光敏单元，并对相邻所述有机光敏单元进行光隔离的绝缘隔离柱。
【技术特征摘要】
1.一种图像传感装置，其特征在于：包括设置在同一基板的若干有机光敏单元，相邻所述有机光敏单元之间设置有用于分隔各所述有机光敏单元，并对相邻所述有机光敏单元进行光隔离的绝缘隔离柱。2.根据权利要求1所述的图像传感装置，其特征在于：所述有机光敏单元为具有含有光电导效应或光敏性的有机半导体材料的有机光敏器件。3.根据权利要求2所述的图像传感装置，其特征在于：所述有机光敏器件为有机光敏二极管，包括层叠设置的第一电极、有机光敏功能层、第二电极，其中所述第一电极或所述第二电极为透明电极。4.根据权利要求3所述的图像传感装置，其特征在于，所述第一电极和/或所述第二电极与所述有机光敏功能层的界面为非欧姆接触。5.根据权利要求3或4所述的图像传感装置，其特征在于，所述隔离柱为氮化硅、碳化硅、氧化硅、聚酰亚胺或者光刻胶中的一种或多种的堆叠结构；所述第一电极、所述第二电极独立的为锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种的合金，或锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种与其氟化物交替形成的电极层，或氧化铟锡、聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠、聚苯胺、碳纳米管、石墨烯中的一种；所述基板为柔性...
【专利技术属性】
技术研发人员：董桂芳，李东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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