초록 ▼

□ 연구개요
현재의 사용되는 이미지 센서의 대부분은 실리콘 기반의 무기 포토디텍터임. 무기 포토디텍터는 고집적, 고화소 기술이 물리적 한계에 부딪히고 있음. 유기물 기반 포토디텍터는 소자를 얇게 제작이 가능하며 용액공정이 가능해 생산 비용을 획기적으로 줄일 수 있음.
상업용 디지털카메라 또는 블랙박스 시장에 진입하기 위해서는 10¹² Jones 이상의 detectivity를 가져야 하며 차세대 웨어러블 기기의 소형화와 휴대화에 따라 기기의 소비전력을 낮추는 것이 매우 중요함. 본 연구에서는 광활성층으로

□ 연구개요
현재의 사용되는 이미지 센서의 대부분은 실리콘 기반의 무기 포토디텍터임. 무기 포토디텍터는 고집적, 고화소 기술이 물리적 한계에 부딪히고 있음. 유기물 기반 포토디텍터는 소자를 얇게 제작이 가능하며 용액공정이 가능해 생산 비용을 획기적으로 줄일 수 있음.
상업용 디지털카메라 또는 블랙박스 시장에 진입하기 위해서는 10¹² Jones 이상의 detectivity를 가져야 하며 차세대 웨어러블 기기의 소형화와 휴대화에 따라 기기의 소비전력을 낮추는 것이 매우 중요함. 본 연구에서는 광활성층으로 유무기 하이브리드 페로브스카이트 물질을 사용하고 전이금속을 도핑한 이종산화물 버퍼층을 사용하여 저전압에서 구동 가능한 플렉서블한 고광검출능 포토디텍터를 개발하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
세계적 수준의 고성능/저전압구동(광검출능 1×10¹³ Jones 이상, 동작전압 0.5 V 미만, 대역폭 3 MHz 이상)의 플렉서블한 페로브스카이트 포토디텍터 요소기술 확립.

1차년도(2017)
Zr doped TiO_x를 전자수송층(정공블로킹층)으로 사용한 페로브스카이트(CH₃NH₃PbI_3-xCl_x)기반 포토디텍터 구성요건을 최적화하여 1.37×10¹³ Jones, 2.1MHz의 고광검출능 포토디텍터를 구현함.

2차년도(2018)
Ga doped NiOx를 정공수송층으로 사용한 포토디텍터를 제작한 결과 소자의 광검출능이 기존 PEDOT:PSS 정공수송층을 사용한 포토디텍터의 20배 이상 향상됨을 볼 수 있었으며 각 소자의 광 검출능은 2.01×10¹¹ Jones에서 3.64×10¹² Jones로 향상되었음.

3차년도(2019)
Combustion processed NiOx 박막 형성 온도가 기존의 Sol-gel processed NiOx 박막 형성 온도 보다 150`C 이상 낮아졌으며 Combustion processed NiOx를 정공수송층으로 사용한 포토디텍터를 제작한 결과 기존 Sol-gel processed NiOx를 사용한 포토디텍터의 광검출능이 550nm에서 3.31×10¹² Jones에서 1.20×10¹³Jones로 향상되었음.

□ 연구개발결과의 중요성
○ 기술적 중요성
- NiOx 박막의 저온연소공정 개발에 따른 저온 용액공정을 사용하는 정공 및 전자수송 버퍼층의 박막제작 요소기술 개발
- 다층 적층구조의 페로브스카이트 기반 유기 광다이오드의 미세계면 제어기술 확보 - 페로브 스카이트 기반 고광검출능 플렉서블 유기포토디텍터의 제작 요소기술 개발에 따른 다수의 우 수한 SCI 논문 발표

○ 학문적 중요성
- 임피던스 기법을 활용한 페로브스카이트 기반 유기광다이오드의 직렬저항 및 병렬저항 분석 기법 확보
- 레이저 광다이오드 시스템 분석에 따른 유기포토디텍터의 성능지표 데이터베이스 구축
- 미세계면저항을 최적화시킨 유기전자소자의 layout 설계기술 확보 및 다수의 우수한 SCI 논문 발표

○ 산업적 중요성
- 고성능 유기 포토디텍터 제작에 관한 지적재산권 확보 및 원천기술 확립
- 유기전자소자 관련 기업으로 기술이전 및 신규산업화에 초석 마련
- 저비용, 유연화, 경량화, 디자인 다양성, 롤투롤 기반의 저비용 공정기술 개발과 휴대폰 카메라, 블랙박스와 이미지센서 분야의 차세대 산업경쟁력 확보
- 모션인식컴퓨터, OLED 디스플레이 조도조절 신규 제품, 플렉서블한 이미지센서 등 새로운 산업제품 창출

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• ◆ 1차년도 연구내용 ... 4
• ◆ 2차년도 연구내용 ... 7
• ◆ 3차년도 연구내용 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 14