(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置された複数の第１電極と、前記第１電極の上方で前記第１電極に対して直交する方向に平行に配置された複数の第２電極と、
前記第１電極と第２電極とが交差する領域に形成されたサブピクセルと、を備え、
前記サブピクセルは、所定の波長を有する光を吸収して電荷を形成する感光分子層と、
前記感光分子層から前記電荷を受けて、前記第１電極及び第２電極に印加された電圧により複数の２次電子を形成する電荷生成層と、
前記電荷生成層から生成された前記２次電子によりその電気的状態が変わる可変抵抗層と、を備えることを特徴とする光検出分子を利用したイメージセンサ。
【請求項２】
前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は、透明電極であることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記可変抵抗層は、電荷を保存するポルフィリン系ポリマーであることを特徴とする請求項１または２に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記可変抵抗層は、前記２次電子により抵抗が低抵抗に変わる可再形有機分子またはプログラマブル金属化セル物質であることを特徴とする請求項１または２に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記プログラマブル金属化セル物質は、ニッケル酸化物、バナジウム酸化物、鉄酸化物のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項４に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記感光分子層、前記電荷生成層及び前記可変抵抗層は、混合された複合体であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
前記感光分子層、前記電荷生成層及び前記可変抵抗層は、この順序で積層されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
平行に配置された複数の第１電極部と、前記第１電極部の上方で前記第１電極部に対して直交する方向に平行に配置された複数の第２電極部と、
前記第１電極部上で垂直に前記第２電極部方向に延びた複数の第１電極と、
前記第２電極部上で垂直に前記第１電極部方向に延びた第２電極と、
前記第２電極と前記第１電極との間に形成されたサブピクセルと、を備え、
前記サブピクセルは、所定の波長を有する光を吸収して電荷を形成する感光分子層と、
前記感光分子層から前記電荷を受けて、前記第１電極及び第２電極に印加された電圧により複数の２次電子を形成する電荷生成層と、
前記電荷生成層から生成された前記２次電子によりその電気的状態が変わる可変抵抗層と、を備えることを特徴とする光検出分子を利用したイメージセンサ。
【請求項９】
前記第１電極部及び第２電極部のうち少なくとも一つの電極部は、透明電極であることを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
前記可変抵抗層は、電荷を保存するポルフィリン系ポリマーであることを特徴とする請求項８または９に記載のイメージセンサ。
【請求項１１】
前記可変抵抗層は、前記電荷により抵抗が低抵抗に変わる可再形有機分子またはプログラマブル金属化セル物質であることを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項１２】
前記プログラマブル金属化セル物質は、ニッケル酸化物、バナジウム酸化物、鉄酸化物のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１１に記載のイメージセンサ。
【請求項１３】
前記感光分子層、前記電荷生成層及び前記可変抵抗層は、混合された複合体であることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
【請求項１４】
前記光は、前記第２電極部側に入射され、前記第１電極から前記第２電極方向に前記感光分子層、前記電荷生成層及び前記可変抵抗層がこの順序で積層されたことを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
【請求項１５】
前記サブピクセルは、前記第２電極と、前記第２電極に対向する二つの第１電極とからなることを特徴とする請求項１４に記載のイメージセンサ。
【請求項１６】
前記第１電極は、それぞれ二つの電極で形成されたことを特徴とする請求項１５に記載のイメージセンサ。
【請求項１７】
第１電極と第２電極との間に感光分子層、電荷生成層、可変抵抗層を備えたサブピクセルを備えた光検出分子を利用したイメージセンサの駆動方法において、
前記第１電極と第２電極との間に電界を形成するために、それらの間に第１電圧を印加するステップと、
前記光検出分子に光を照射して前記サブピクセルに情報を記録するステップと、
前記サブピクセルに記録された情報を読み取るステップと、
前記サブピクセルに記録された情報を消去するステップと、を含むことを特徴とする光検出分子を利用したイメージセンサの駆動方法。
【請求項１８】
前記記録ステップは、前記可変抵抗層に電荷を蓄積するか、または前記可変抵抗層の抵抗を低抵抗状態にすることを特徴とする請求項１７に記載のイメージセンサの駆動方法。
【請求項１９】
前記読み取りステップは、前記第１電極と前記第２電極との間の電流を測定して、前記電流を基準電流と比較するステップであることを特徴とする請求項１７または１８に記載のイメージセンサの駆動方法。
【請求項２０】
前記消去ステップは、前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１電圧と逆になる電圧を印加して、前記可変抵抗層の電気的状態を本来の状態にすることを特徴とする請求項１７ないし１９のいずれか一項に記載のイメージセンサの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検出分子を利用したイメージセンサ及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーイメージセンサは、光を感知して電気的な信号に変換する光電変換素子である。一般的なイメージセンサは、半導体基板上に行列で配列される複数個の単位ピクセルを備える。それぞれの単位ピクセルは、フォトダイオード及びトランジスタを備える。前記フォトダイオードは、外部から光を感知して光電荷を生成して保存する。前記トランジスタは、生成された光電荷の電荷量による電気的な信号を出力する。
【０００３】
相補性金属酸化物半導体（Ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＣＭＯＳ）イメージセンサは、光信号を受信して保存できるフォトダイオードを備え、また、光信号を制御または処理できる制御素子を使用してイメージを具現できる。制御素子は、ＣＭＯＳ製造技術を利用して製造できるので、ＣＭＯＳイメージセンサは、その製造工程が単純であるという長所を有しており、さらに色々な信号処理素子と共に一つのチップに製造できるという長所を有している。
【０００４】
一般的なＣＭＯＳイメージセンサは、受光量を電圧として出力し、前記出力電圧は、アナログ−デジタルコンバータによりデジタルデータに読み取られる。また、光により生成された電荷を測定するために、３個または４個のトランジスタを必要とする。したがって、一つの単位ピクセルをサブミクロンサイズに形成しがたい。
【０００５】
既存のＣＭＯＳイメージセンサは、ピクセルの減少によってフォトダイオードの面積がさらに小さくなり、これによってセンサの感度及びダイナミックレンジが減少するという問題が発生する。また、光の回折により入射光を単一ピクセルに制限させずに隣接したピクセルに広がる現象により、イメージ解像度が減少しうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、サブミクロンサイズで光の照射如何を一つの情報として保存するサブピクセルで構成された単位ピクセルを備える光検出分子を利用したイメージセンサを提供するところにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、前記イメージセンサの駆動方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の一実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサは、平行に配置された複数の第１電極と、前記第１電極の上方で前記第１電極に対して直交する方向に平行に配置された複数の第２電極と、前記第１電極と第２電極とが交差する領域に形成されたサブピクセルと、を備え、前記サブピクセルは、所定の波長を有する光を吸収して電荷を形成する感光分子層と、前記感光分子層から前記電荷を受けて、前記第１電極及び第２電極に印加された電圧により複数の２次電子を形成する電荷生成層と、前記電荷生成層から生成された前記２次電子によりその電気的状態が変わる可変抵抗層と、を備える。
【０００９】
前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は、透明電極で形成される。
【００１０】
前記可変抵抗層は、電荷を保存するポルフィリン系ポリマーで形成される。
【００１１】
また、前記可変抵抗層は、前記２次電子により抵抗が低抵抗に変わる可再形有機分子またはプログラマブル金属化セル物質で形成される。
【００１２】
前記可再形有機分子は、ｃａｔａｃｅｎｅでありうる。
【００１３】
前記プログラマブル金属化セル物質は、ニッケル酸化物、バナジウム酸化物、鉄酸化物のうちいずれか一つで形成される。
【００１４】
本発明の一局面によれば、前記感光分子層、前記電荷生成層及び前記可変抵抗層が混合された複合体でありうる。
【００１５】
本発明の他の局面によれば、前記感光分子層、前記電荷生成層及び前記可変抵抗層がこの順序で積層される。
【００１６】
本発明の他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサは、平行に配置された複数の第１電極部と、前記第１電極部の上方で前記第１電極部に対して直交する方向に平行に配置された複数の第２電極部と、前記第１電極部上で垂直に前記第２電極部方向に延びた複数の第１電極と、前記第２電極部上で垂直に前記第１電極部方向に延びた第２電極と、前記第２電極と前記第１電極との間に形成されたサブピクセルと、を備え、前記サブピクセルは、所定の波長を有する光を吸収して電荷を形成する感光分子層と、前記感光分子層から前記電荷を受けて、前記第１電極及び第２電極に印加された電圧により複数の光電子を形成する電荷生成層と、前記電荷生成層から生成された前記光電子によりその電気的状態が変わる可変抵抗層と、を備える。
【００１７】
本発明の一局面によれば、前記サブピクセルは、前記第２電極と、前記第２電極に対向する二つの第１電極とからなる。
【００１８】
本発明の他の局面によれば、前記第１電極は、それぞれ二つの電極で形成される。
【００１９】
本発明のさらに他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの駆動方法は、第１電極と第２電極との間に感光分子層、電荷生成層、可変抵抗層を備えたサブピクセルを備えた光検出分子を利用したイメージセンサの駆動方法において、前記第１電極と第２電極との間に電界を形成するために、それらの間に第１電圧を印加するステップと、前記光検出分子に光を照射して前記サブピクセルに情報を記録するステップと、前記サブピクセルに記録された情報を読み取るステップと、前記サブピクセルに記録された情報を消去するステップと、を含む。
【００２０】
前記記録ステップは、前記可変抵抗層に電荷を蓄積するか、または前記可変抵抗層の抵抗を低抵抗状態にするステップである。
【００２１】
前記読み取りステップは、前記第１電極と前記第２電極との間の電流を測定して、前記電流を基準電流と比較するステップである。
【００２２】
前記消去ステップは、前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１電圧と逆になる電圧を印加して、前記可変抵抗層の電気的状態を本来の状態にするステップである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの単位ピクセルを示す図面である。
【図２】図１の一つのサブピクセルの構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの原理を説明するバンドダイヤグラムである。
【図４】本発明の他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサのアレイを示す図面である。
【図５】本発明の他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの一つのサブピクセルの構造を示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの単位ピクセルの一部を示す平面図である。
【図７】図６の一部斜視図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの単位ピクセルの一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサ及びその駆動方法を詳細に説明する。この過程で、図面に示した層や領域の厚さは、明細書の明確性のために誇張されて示されたものである。図面で同じ参照番号は同じ構成要素であり、詳細な説明は省略する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの単位ピクセル１００を示す図面である。
【００２６】
図１に示すように、下部電極１１０は、ストライプ状であり、互いに平行な複数の電極で配置されている。上部電極１２０は、ストライプ状であり、互いに平行な複数の電極で配置される。下部電極１１０と上部電極１２０とは、所定のギャップで互いに離隔され、上部電極１２０は、下部電極１１０に対して直交する方向に配置される。下部電極１１０及び上部電極１２０が交差する領域でサブピクセル１３０が形成される。
【００２７】
単位ピクセル１００は、レッドピクセルＲ、グリーンピクセルＧ、ブルーピクセルＢのうちいずれか一つを形成する。単位ピクセル１００は、複数のサブピクセル１３０を備える。
【００２８】
前記単位ピクセル１００上には、集光レンズであるマイクロレンズがさらに設置される。図１では、便宜上集光レンズの構成を省略した。
【００２９】
図１の単位ピクセル１００は、５×５配列のサブピクセル１３０を備える。一つのサブピクセル１３０の領域の二辺は、それぞれＬ１，Ｌ２でありうる。単位ピクセル１００の二辺の長さがそれぞれ２μｍである場合、サブピクセル１３０のＬ１，Ｌ２はそれぞれ４００ｎｍとなる。
【００３０】
図２は、図１の一つのサブピクセル１３０の構造を示す断面図である。
【００３１】
図２に示すように、下部電極１１０と上部電極１２０との間には、可変抵抗層１３１、電荷生成層１３２、感光分子層１３３が積層されている。感光分子層１３３は、光が受光される側に形成される。
【００３２】
前記感光分子層１３３は、組成物質によって所定の波長を有する光を吸収して電子−正孔を形成する。感光分子層１３３は、有機染料またはポリマー染料を含むポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはポリブチルアクリレート（ＰＢＡ）薄膜でありうる。前記感光分子層１３３によって、特定の波長、例えばレッド、グリーン、ブルー波長のうちいずれか一つの波長の光を吸収できる。
【００３３】
ブルー波長を吸収する染料としては、ｐ−テルフェニル、ポリフェニル１、スチルベン１、スチルベン３、クマリン２、クマリン４７、クマリン１０２などが使われる。
【００３４】
グリーン波長を吸収する染料としては、クマリン３０、ローダミン６Ｇが使われる。
【００３５】
レッド波長を吸収する染料としては、ローダミンＢ、４ジシアノメチレン−２メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチルリル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、ローダミン７００などが使われる。
【００３６】
前記電荷生成層１３２は、バンドギャップが１．０ｅＶ以下である物質で形成されることが望ましい。これは、低いエネルギーで多くの電子−正孔対を形成するためである。電荷生成層１３２は、ポリイソチオナフテン（Ｅｇ＝０．７５ｅＶ）、またはキノノイドとベンゾイドとが交互に形成された共重合体（Ｅｇ＝０．９２ｅＶ）で形成される。
【００３７】
可変抵抗層１３１は、電荷生成層１３２で生成された２次電子が移動して、その電気的状態が変わる。可変抵抗層１３１は、電荷を保存できるポルフィリン系ポリマーが使われる。また、可再形有機分子（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ）が使われる。可再形有機分子としては、ｃａｔａｃｅｎｅが使われる。
【００３８】
また、可変抵抗層１３１として、電流によって高抵抗または低抵抗状態を有するプログラマブル金属化セル物質、例えばニッケル酸化物、バナジウム酸化物、鉄酸化物などが使われる。
【００３９】
前記上部電極１２０は、透明電極、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）で形成され、光が上部電極１２０を通じて感光分子層１３３に照射される。下部電極１１０は、通常的に使われる電極物質が使われる。
【００４０】
図３は、本発明の一実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの原理を説明するバンドダイヤグラムである。
【００４１】
図３に示すように、上部電極１２０と下部電極１１０との間に所定の電圧、例えば３ないし５Ｖ電圧を印加するが、前記下部電極１１０に正電圧を印加すれば、下部電極１１０の電位が上部電極１２０の電位より低く形成される。感光分子層１３３に光が照射されれば、感光分子層１３３は、電子−正孔対を生成する。正孔は、上部電極１２０を通じて外部に排出され、電子は、電荷生成層１３２に移動する。このとき、電子は、電荷生成層１３２で低い電位位置に移動しつつエネルギーが損失されて複数の電子−正孔対を形成する。かかる現象は、インパクトイオン化と呼ばれる。電荷生成層１３２で生成された２次電子は、可変抵抗層１３１に移動する。可変抵抗層１３１がポルフィリン系ポリマーのように電荷を保存する場合、前記電子は、前記可変抵抗層１３１に保存される。
【００４２】
可変抵抗層１３１がｃａｔａｃｅｎｅまたはプログラマブル金属化セル物質である場合、前記２次電子により可変抵抗層１３１は低抵抗状態になる。
【００４３】
したがって、可変抵抗層１３１は、前記電子の移動により抵抗の低い状態となり、したがって、上部電極１２０と下部電極１１０との間の抵抗は低く現れる。この時の状態をデータ“１”とし、可変抵抗層１３１に電子がない状態、すなわち抵抗の高い状態をデータ“０”とすれば、サブピクセル１３０には二進情報が保存される。
【００４４】
したがって、単位ピクセル１００が２５個のサブピクセル１３０からなる場合、０ないし２５の光強度を表すことができる。もし、単位ピクセル１００の二辺の長さがそれぞれ２μｍである場合、Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ１００ｎｍであれば、単位ピクセル１００は４００個のサブピクセル１３０を備える。レッドピクセルＲでのレッド光の強度は、０ないし４００で表現される。すなわち、ダイナミックレンジが向上し、感度も向上する。
【００４５】
図４は、本発明の他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサのアレイを示す図面である。図１及び図２の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ参照番号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００４６】
図４に示すように、一つのピクセル領域ＰＸには、４個の単位ピクセル１００が配置されている。すなわち、一つのレッドピクセルＲ、一つのブルーピクセルＢ及び二つのグリーンピクセルＧが配置される。各単位ピクセル１００は、図２のように複数のサブピクセル１３０を備える。一つのピクセル領域ＰＸに含まれるカラーピクセルの配置は、異なる形態であることもある。例えば、一つのレッドピクセルＲ、一つのブルーピクセルＢ及び一つのグリーンピクセルＧからなる三つのカラーピクセルで形成されることもある。
【００４７】
下部電極１１０と上部電極１２０とは、互いに直交する方向に配置される。アレイで見れば、下部電極１１０はロウラインであり、上部電極１２０はカラムラインでありうる。下部電極１１０の一端はロウ制御部１４０に連結され、上部電極１２０の一端はカラム制御部１５０に連結される。
【００４８】
本発明の一実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの駆動方法を、図面を参照して説明する。
【００４９】
まず、記録方法を説明する。
【００５０】
ロウ制御部１４０及びカラム制御部１５０を通じて、上部電極１２０と下部電極１１０との間に電界を形成する。上部電極１２０と下部電極１１０との間に約３Ｖの電圧を印加し、下部電極１１０に正電圧が印加される。
【００５１】
次いで、上部電極１２０上に光を照射する。各カラーピクセルは、該波長の光のみを吸収する。光電子が照射されたサブピクセル１３０の感光分子層１３３で電子−正孔対が形成される。そして、電子は電荷生成層１３２に移動し、電荷生成層１３２で複数の電子−正孔を形成する。次いで、電子は、下部電極１１０側に移動し、可変抵抗層１３１に保存されるか、または可変抵抗層１３１の抵抗を低抵抗状態にする。したがって、データ“１”が記録される。光が照射されていない領域の可変抵抗層１３１は高抵抗状態であって、データ“０”が維持される。
【００５２】
以下では、各サブピクセル領域での二進情報を読み取る方法を説明する。ロウ制御部１４０から一つのロウライン（下部電極）を選択して読み取り電圧を印加する。読み取り電圧は負電圧でありうる。そして、カラム制御部１５０で順次に上部ライン（上部電極）をスキャニングしつつ、各サブピクセル１３０からの電流を測定する。カラムでの電流が所定の基準電流値より大きい場合は、該サブピクセル１３０の領域に二進情報“１”が記録されたことと読み取られる。カラムラインでの電流が所定の基準電流値より小さい場合は、該サブピクセルの領域は二進情報“０”と読み取る。したがって、一つのカラーピクセルのサブピクセル数が１００個である場合、該カラーピクセルでの光の検出強度は、前記二進情報の和で計算される。これによって、ピクセル領域でのカラーの強度が測定される。
【００５３】
次いで、サブピクセル領域のデータを消去する方法を説明する。
【００５４】
上部電極１２０及び下部電極１１０に前記記録ステップと逆になる電圧を印加する。例えば、上部電極１２０に所定の正電圧を印加すれば、可変抵抗層１３１に保存された電子が上部電極１２０を通じて抜け出し、したがって、サブピクセル領域は高抵抗状態となってデータ“１”が消去される。
【００５５】
図５は、本発明の他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの一つのサブピクセル２３０の構造を示す断面図である。前記実施形態の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ参照番号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図５に示すように、サブピクセル２３０は、下部電極１１０と上部電極１２０との間に感光分子物質、電荷生成物質及び可変抵抗物質が混合された複合体層２３１が形成される。
【００５７】
前記感光分子物質は、組成物質によって所定の波長を有する光を吸収して電子−正孔を形成する。感光分子物質は、有機染料またはポリマー染料を含むＰＭＭＡまたはＰＢＡで形成される。前記感光分子物質は、組成によって特定の波長、例えばレッド、グリーン、ブルー波長のうちいずれか一つの波長の光を吸収できる。
【００５８】
ブルー波長を吸収する染料としては、ｐ−テルフェニル、ポリフェニル１、スチルベン１、スチルベン３、クマリン２、クマリン４７、クマリン１０２などが使われる。
【００５９】
グリーン波長を吸収する染料としては、クマリン３０、ローダミン６Ｇが使われる。
【００６０】
レッド波長を吸収する染料としては、ローダミンＢ、４ジシアノメチレン−２メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチルリル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、ローダミン７００などが使われる。
【００６１】
前記電荷生成物質は、バンドギャップが１．０ｅＶ以下である物質で形成されることが望ましい。これは、低いエネルギーで多くの電子−正孔対を形成するためである。電荷生成物質は、ポリイソチオナフテン（Ｅｇ＝０．７５ｅＶ）、またはキノノイドとベンゾイドとが交互に形成された共重合体（Ｅｇ＝０．９２ｅＶ）で形成される。
【００６２】
可変抵抗物質は、電荷生成物質で生成された２次電子が移動して、その電気的状態が変わる。可変抵抗物質は、電荷を保存できるポルフィリン系ポリマーが使われる。また、可再形有機分子が使われる。可再形有機分子としては、ｃａｔａｃｅｎｅが使われる。
【００６３】
また、可変抵抗物質として、電流によって高抵抗または低抵抗状態を有するプログラマブル金属化セル物質、例えばニッケル酸化物、バナジウム酸化物、鉄酸化物などで形成される。
【００６４】
図５のイメージセンサの原理及び駆動方法は、前記実施形態の原理及び駆動方法と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００６５】
図６は、本発明のさらに他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの単位ピクセルの一部を示す平面図であり、図７は、図６の斜視図である。前記実施形態の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ名称を使用し、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図６及び図７に示すように、イメージセンサの単位ピクセル３００は、基板（図示せず）上に平行に配置された第１電極部３１０と、第１電極部３１０の上方で第１電極部３１０と直交する方向に配置された第２電極部３２０とを備える。第１電極部３１０は、前記第１電極部３１０に垂直に前記第２電極部３２０方向に延びた複数の第１電極３１１を備える。第２電極部３２０は、前記第２電極部３２０に垂直に前記第１電極部３１０方向に延びた複数の第２電極３２１を備える。第２電極３２１は、対応する前記一対の第１電極３１１の中央に配置される。前記第１電極３１１と第２電極３２１とは互いに平行しており、互いに電気的に絶縁される。
【００６７】
サブピクセル３３０は、一つの第２電極３２１と、前記第２電極３２１に対向する二つの第１電極３１１とで構成される。第２電極３２１と第１電極３１１との間には、前記第２電極３２１から第１電極３１１方向側に可変抵抗層３３１、電荷生成層３３２及び感光分子層３３３が順次に積層される。
【００６８】
第１電極部３１０と第２電極部３２０との間に所定の正電圧が印加され、及び前記第２電極部３２０に所定の正電圧を印加すれば、第２電極３２１の電位が第１電極３１１の電位より低く形成される。感光分子層３３３に光が照射されれば、感光分子層３３３は電子−正孔対を生成する。正孔は、第１電極３１１を通じて外部に排出され、電子は、第２電極３２１方向に移動する。このとき、電子は、電荷生成層３３２で前記第１電極３１１及び第２電極３２１に印加された電圧により電界が形成された状態で、複数の電子−正孔対を形成する。かかる現象は、インパクトイオン化と呼ばれる。電荷生成層３３２で生成された２次電子は、可変抵抗層３３１に移動する。前記可変抵抗層３３１は、前記２次電子を保存するか、またはその電気的抵抗が低くなる。
【００６９】
本発明のさらに他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの原理及び駆動方法は、前述した実施形態によるイメージセンサの原理及び駆動方法と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００７０】
図６及び図７のイメージセンサでも、感光分子層３３３、電荷生成層３３２及び可変抵抗層３３１が混合された複合体で形成されることもある。
【００７１】
図８は、本発明のさらに他の実施形態による光検出分子を利用したイメージセンサの単位ピクセルの一部を示す平面図である。図６及び図７に示した実施形態の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ参照番号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図８に示すように、イメージセンサの単位ピクセル４００は、基板（図示せず）上に平行に配置された第１電極部４１０と、第１電極部４１０の上方で第１電極部４１０と直交する方向に配置された第２電極部４２０とを備える。第１電極部４１０は、前記第１電極部４１０に垂直に、前記第２電極部４２０方向に延びた複数の第１電極４１１，４１２を備える。第２電極部４２０は、前記第２電極部４２０に垂直に、前記第１電極部４１０方向に延びた複数の第２電極４２１を備える。第２電極４２１は、対向する一対の第１電極４１１，４１２の中央に配置される。前記第１電極４１１，４１２と第２電極４２１とは互いに平行しており、互いに電気的に絶縁される。
【００７３】
サブピクセル４３０は、一つの第２電極４２１と、前記第２電極４２１に対向する二つの第１電極４１１，４１２とで構成される。第２電極４２１と第１電極４１１，４１２との間には、前記第２電極４２１から第１電極４１１方向側に可変抵抗層４３１、電荷生成層４３２及び感光分子層４３３が順次に積層される。
【００７４】
すなわち、本実施形態による第２電極４２１と対応する第１電極４１１，４１２がサブピクセル４３０ごとに区別されるので、図６のサブピクセル３３０と比較して近接したサブピクセル間のクロストークが減少する。
【００７５】
前記では本発明の望ましい実施形態を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者は、特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることを理解できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、イメージセンサ関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１００  単位ピクセル
１１０  下部電極
１２０  上部電極
１３０  サブピクセル
１３１  可変抵抗層
１３２  電荷生成層
１３３  感光分子層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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