KR930007530B1

KR930007530B1 - Image sensor

Info

Publication number: KR930007530B1
Application number: KR1019900014189A
Authority: KR
Inventors: 공향식
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 김광호
Priority date: 1990-09-08
Filing date: 1990-09-08
Publication date: 1993-08-12
Also published as: KR920007206A

Abstract

The image sensor realizes high resolution with the same sized pixel and reads signals without degnerating the S/N ratio. The compact type image sensor comprises the pixel part on the glass substrate (1), the photodiode formed with the amorphous silicon layer (3) and the transparent electrode (4), the window for absorbing light, the protection glass film (11) for contacting a roller (9) placed on the glass substrate and the passive layer (10) between the glass substrate and the protection glass film.

Description

Image sensor

제1도는 종래의 밀착형 이미지센서의 구성을 개략적으로 도시한 구성단면도.1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional close-type image sensor.

제2도는 제1도의 일부구성요소들의 배선을 도시한 배선도.FIG. 2 is a wiring diagram showing the wiring of some of the components of FIG.

제3도는 본 발명에 의한 밀착형 이미지센서의 구성을 도시한 구성단면도.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a close-type image sensor according to the present invention.

제4도는 제3도의 화소부의 구성을 도시한 구성평면도.4 is a plan view showing the configuration of the pixel portion of FIG.

제5도는 제3도의 화소부의 구성을 도시한 구성단면도.FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the pixel portion of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 유리기판 2, 5 : 차광전극1: glass substrate 2, 5: light blocking electrode

3 : 비정질실리콘층 4 : 투명전극3: amorphous silicon layer 4: transparent electrode

6 : 원고 7 : 광원6: original 7: light source

8 : 창 9 : 롤러8: window 9: roller

10 : 수동층 11 : 보호박판유리10: passive layer 11: protective thin glass

본 발명은 박막형 수광소자에 관한 것으로, 특히 팩시밀리, 광학식문자판독기(Optical Character Reader ; OCR) 및 디지탈복사기(digital copy machine)등의 화상처리장치등에 사용하기 위한 박막형 일차원 이미지센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film type light receiving element, and more particularly, to a thin film type one-dimensional image sensor for use in an image processing apparatus such as a facsimile, an optical character reader (OCR), and a digital copy machine.

종래의 일차원 이미지센서는 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이, 화소부를 이루고 있는 차광전극(2), 비정질실리콘층(3) 및 투명전극(4)으로 구성된 다이오드부와 광의 입사를 위한 창(8)(window)의 배선을 고려하여 상기 차광전극(2), 비정질실리콘층(3) 및 투명전극(4)의 배열을 일열로 늘어서게 하고 있으며, 그들이 배선은 창(8)을 중심으로 양쪽으로 형성하도록 구성한다. 이렇게 구성된 종래의 1차원 이미지센서는 해상력을 향상시키기 위하여 화소의 크기를 작게할 것을 요구하게 되었다. 그러나, 화소의 크기를 작게할수록 신호세기가 작아져 신호대잡음비(S/N비)가 감소하는 경향이 있으며 미세패턴 형성에 기인하여 수율(yield)이 낮아지는 문제점이 발생하였다.In the conventional one-dimensional image sensor, as shown in FIGS. 1 and 2, the light emitting electrode 2, the amorphous silicon layer 3, and the transparent electrode 4, which constitute the pixel portion, are used for the incidence of light. In consideration of the wiring of the window 8, the arrays of the light blocking electrode 2, the amorphous silicon layer 3 and the transparent electrode 4 are arranged in a row, and the wiring is centered on the window 8. It is configured to form on both sides. The conventional one-dimensional image sensor thus configured has been required to reduce the size of the pixel in order to improve the resolution. However, the smaller the size of the pixel, the smaller the signal strength, and thus the signal-to-noise ratio (S / N ratio) tends to decrease, resulting in lower yield due to the formation of a fine pattern.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 완전 밀착형 이미지센서에서 광입사를 위한 창의 양편에 화소부를 일정간격을 두고 서로 어긋나게 배열함으로써 고해상도의 독취를 가능하게 할뿐만 아니라 동일 화소의 크기로 2배의 고해상도를 실현할 수 있으며, S/N비를 저하시키지 않고 신호를 독취할 수 있는 이미지센서를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems. In the fully-closed type image sensor, the pixel units are arranged on both sides of the window for light incidence at regular intervals to enable high-resolution reading as well as the same pixel. Its purpose is to provide an image sensor that can realize a high resolution twice the size and can read a signal without reducing the S / N ratio.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유리기판상에 복수개의 화소부를 갖고 있으며, 광원으로부터의 광을 입사시키기 위한 창이 화소부들의 사이에 존재하고, 상기 유리기판과 대향하는 위치에 원고 및 로울러가 접촉하도록 하기 위한 보호박판유리 사이에 수동층(passivation layer)이 형성되어 있는 1차원 밀착형 이미지센서에 있어서, 상기 각 화소부는 차광전극, 비정질시리콘층 및 투명전극으로 구성한 광다이오드로 이루어지고, 상기 창을 중심으로 하여 그 양편에 주주사선방향으로 각 화소간에 일정간격을 두고 각 1열씩 배열되며 부주사선방향으로 상기 일정간격만큼 서로 어긋나게 배열되어 있음을 특징으로 하는 이미지센서를 제공하고 있다.In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of pixel portions on a glass substrate, a window for injecting light from the light source is present between the pixel portions, the original and the roller at a position facing the glass substrate In the one-dimensional contact type image sensor having a passive layer (passivation layer) formed between the protective thin glass for contact, wherein each pixel portion is made of a photodiode consisting of a light blocking electrode, an amorphous silicon layer and a transparent electrode, It is provided with an image sensor, characterized in that arranged in each column with a predetermined interval between each pixel in the main scanning line direction on both sides of the window, and are arranged to be offset from each other by the predetermined interval in the sub-scanning direction.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 기술한다. 제3도는 본 발명에 의한 밀착형 이미지센서의 구성을 도시한 구성단면도로서, 제1도에 도시한 종래의 밀착형 이미지센서의 구성과 대략 동일한 구성을 갖고 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the close-up image sensor according to the present invention, and has substantially the same structure as that of the conventional close-up image sensor shown in FIG.

즉, 본 발명의 밀착형 이미지센서는 유리가판(1)상에 화소부를 이루고 있는 차광전극(2), 비정질실리콘층(3) 및 투명전극(4)으로 구성된 광다이오드를 형성하고 있고 이들 배선을 고려하고 광원(7)으로부터의 광의 입사를 위하여 창(8)을 형성하고 있으며, 상기 유리기판과 대향하는 위치에 원고(6) 및 로울러(9)가 접촉하도록 하기 위한 보호박판유리(11)로 구성되어 있으며, 상기 유리기판(1)과 보호박판유리(11) 사이에 수동층(10)이 채워져 있다.That is, the close-type image sensor of the present invention forms a photodiode composed of a light shielding electrode 2, an amorphous silicon layer 3, and a transparent electrode 4 forming a pixel portion on the glass substrate 1, A window 8 is formed for the incidence of light from the light source 7, and the protective sheet glass 11 for the document 6 and the roller 9 to come into contact with the glass substrate at a position opposite to the glass substrate. The passive layer 10 is filled between the glass substrate 1 and the protective thin glass 11.

제3도에 의하면, 본 발명에 의한 밀착형 이미지센서는 렌즈가 없이 동작하도록 구성되고 광원(7)으로부터 나온 빛은 이미지센서의 창(8)을 통해 원고(6)에 닿은 후 반사되어 화소부를 형성하고 있는 비정질실리콘 광다이오드로 입사된다. 비정질실리콘 광다이오드로 이루어진 화소부는 제4도에 도시한 바와같이, 화소들간의 분리에 따른 공백을 다른 배열의 다른 화소가 보상해 주도록 서로 어긋나게 배열되어 있다.According to FIG. 3, the close-type image sensor according to the present invention is configured to operate without a lens, and the light from the light source 7 is reflected after touching the document 6 through the window 8 of the image sensor and reflecting the pixel portion. It enters into the amorphous silicon photodiode which is formed. As shown in FIG. 4, the pixel units made of amorphous silicon photodiodes are arranged to be offset from each other so that other pixels in different arrangements compensate for the gaps caused by the separation between the pixels.

즉, 제4도에 의하면 화소부의 구성은 창(8)을 중심으로 양쪽에 배열하고 있으며, 주주사선방향의 화소간의 거리 d는 양쪽 화소 모두 같으며 화소의 면적 또한 동일하다. 창(8)의 구성은 기본적으로 비정질실리콘층인 a-Si : H막으로 형성되며 다이오드의 하부전극은 차광전극(2)으로 또한 구성되어 있다. 또한, 화소와 화소간의 분리영역을 보상하고, 고해상도의 독취를 가능하게 하기 위하여 창(8)의 양쪽 화소는 상호 어긋난 배열을 특징으로 한다.That is, according to FIG. 4, the configuration of the pixel portion is arranged on both sides of the window 8, and the distance d between the pixels in the main scan line direction is the same for both pixels, and the area of the pixels is also the same. The configuration of the window 8 is basically formed of an a-Si: H film, which is an amorphous silicon layer, and the lower electrode of the diode is also composed of a light shielding electrode 2. In addition, both pixels of the window 8 are characterized by a misaligned arrangement in order to compensate the separation region between the pixels and to enable high resolution reading.

또한, 제3도에 도시한 바와같이, 부주사선 방향의 두 화소가 원고(6)로부터 반사된 광을 동시에 받음으로써 고해상도를 실현하는 것이 가능함을 보여주고 있다.Also, as shown in FIG. 3, it is shown that two pixels in the sub-scanning direction simultaneously receive the light reflected from the document 6 to realize high resolution.

한편, 제4도에 의하면 광다이오드로 구성된 이미지센서의 독취방법은 통상적인 축적형 방법으로 행해질 수 있다. 즉, 공통전극을 통해 다이오드에 역바이어스가 가해져서 축적된 전하를 투명전극(4)을 통해 들어온 광신호에 비례해서 축적전하를 방전시킨다. 방전된 다이오드로 다시 전하를 축적시킬때 흐르는 전류를 검지하여 화상의 신호로 사용한다. 제4도와 같이 구성된 화소는 창(8)을 중심으로 배선이 모두 한방향으로 이루어져 있으므로 독취회로는 창(8)을 중심으로 각각 독립적으로 구성된다. 상기와 같은 방법으로 각각 독립적으로 구성된 독취회로에 의해 얽혀진 화상신호는 도면에는 도시되어 있지 않은 화상신호처리회로에 의해 합성되어 전체신호를 형성한다. 이때 화상신호의 합성순서는 제4도에 도시된 바와같이 형성된 화소의 배열에 따라 주주사선 방향으로 행해지도록 시프트레지스터의 펄스위상을 조성하여서 이루어지도록 구성할 수 있다.On the other hand, according to FIG. 4, the reading method of the image sensor composed of the photodiode may be performed by a conventional accumulation method. That is, the reverse charge is applied to the diode through the common electrode to discharge the accumulated charge in proportion to the optical signal introduced through the transparent electrode 4. When accumulating charges again with a discharged diode, the current flowing is detected and used as an image signal. Since the pixels configured as shown in FIG. 4 are all formed in one direction with respect to the window 8, the readout circuit is independently configured around the window 8. The image signals entangled by the read circuits configured independently of each other in the above manner are synthesized by the image signal processing circuit not shown in the figure to form the entire signal. In this case, the synthesizing sequence of the image signals can be configured by forming the pulse phase of the shift register so as to be performed in the main scan line direction according to the arrangement of the pixels formed as shown in FIG.

또한, 본 발명에 의한 이미지센서는 제4도 및 제5도에 도시한 것처럼, 비정질실리콘막으로 창(8)을 구성할 때 원고에 반사되지 않고 직접 창(8)으로 입사된 광에 의하여 신호가 형성되지 않도록 하부전극을 차광전극(2)으로 구성하고 있다. 더욱이, 제5도에 의하면, 창(8)을 중심으로 한 다이오드의 구성이 나타나 있으며, 비정질실리콘층인 a-Si : H막이 차광전극(2) 및 투명전극(4)보다 넓은 면적을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the image sensor according to the present invention, as shown in Figs. 4 and 5, when the window 8 is made of an amorphous silicon film, the signal is not reflected by the original but directly by the light incident on the window 8 The lower electrode is constituted by the light shielding electrode 2 so as not to be formed. Furthermore, according to FIG. 5, the structure of the diode centered on the window 8 is shown, and the a-Si: H film, which is an amorphous silicon layer, has a larger area than the light shielding electrode 2 and the transparent electrode 4 It features.

이상으로 상술한 바와같이, 본 발명에 의한 이미지센서는 다이오드의 양전극을 모두 창의 양쪽으로 이끌어냄으로써 동일화소의 크기로 2배의 고해상도를 실현할 수 있으며 S/N비를 저하시키지 않고 신호를 독취할 수 있다. 또한, 화소수의 증가에 따른 독취속도의 지연을 방지하기 위해 병렬독취방법을 실현하며, 창의 양편의 화소는 병렬독취방법을 통해 신호처리회로에 연결되어 GIV팩시밀리용 밀착형이미지센서로 사용될 수 있다.As described above, the image sensor according to the present invention can realize the high resolution of twice the size of the same pixel by drawing both electrodes of the diode to both sides of the window, and can read the signal without lowering the S / N ratio. have. In addition, the parallel read method is realized in order to prevent the delay of the read speed according to the increase in the number of pixels. The pixels on both sides of the window are connected to the signal processing circuit through the parallel read method and can be used as a close-up image sensor for the GIV facsimile. .

또한, 제조법에 있어서도 기존의 기술을 그대로 응용하여 뛰어난 성능을 갖는 이미지센서를 제조할 수 있다.In addition, also in the manufacturing method it is possible to manufacture an image sensor having excellent performance by applying the existing technology as it is.

Claims

There is a plurality of pixel parts on the glass substrate, the window for injecting light from the light source is present between the pixel parts, there is a protective thin glass for contacting the original and the roller in a position opposite to the glass substrate, In the one-dimensional close contact type image sensor in which a passive layer is formed between a glass substrate and the protective thin glass, each pixel portion is formed of a photodiode composed of a light blocking electrode, an amorphous silicon layer, and a transparent electrode. And arranged one by one column with a predetermined interval between the pixels in the main scanning direction in both directions of the window, and forming a pixel array shifted by the predetermined interval in the sub-scanning direction.

The method of claim 1, wherein the amorphous silicon layer constituting the pixel portion has a larger area than the light blocking electrode and the transparent electrode to prevent the short circuit of the positive electrode, the lead wires of the positive electrode in one direction opposite to each other with respect to the window Image sensor characterized by drawing wiring box.

The image sensor according to claim 1, wherein the pixel signals of the pixel array arranged in both sides with respect to the window are synthesized through a signal processing circuit after independently reading each other by selecting a parallel read method.

The image sensor of claim 1, wherein the window is made of amorphous silicon.

The image sensor of claim 1, wherein each pixel unit uses an individual electrode as a light blocking electrode, a transparent electrode as a common electrode, and does not separate an amorphous silicon layer.