적색, 녹색, 청색광에 대한 유기 이미지 센서의 전기적 특성 연구

Abstract

국문 요지

최근, 소형 기기의 고밀도화, 고직접화가 진행됨에 따라 점차 물리적 한계 및 전력적인 문제점의 한계에 도달해 있는 Silicon 기반의 이미지 센서를 대체하기 위해 새로운 개념의 다양한 차세대 유기 이미지 센서들이 연구되고 있다. 그 중에서 유기 광 검출 소자는 상·하부 전극 사이에 저분자 층이 삽입된 형태로 되어있다. 유기 광 검출 소자는 공정이 간단하고 최대 Design Rule이 1.3μm까지 적용되기 때문에 기존의 Silicon 광 검출 소자 보다 더 높은 고 해상도를 가질 수 있다. 본 연구는 적색, 녹색, 청색에 반응하는 저분자 물질을 이용한 광 검출 소자를 열 증착 방식을 통해 Glass / ITO / 저분자 / 전극의 구조로 제작하여 광학 분석을 통해 유기 이미지 센서에서 사용할 수 있는 유기 물질의 흡수 특성을 관찰하였으며 적색, 녹색, 청색에 반응하는 유기 광 검출 소자에 전압을 인가하여 입사광의 유무에 따른 전기적 특성을 연구 하였다. 광학 특성을 분석하여 적색, 녹색, 청색에 반응하는 유기 광 검출 소자의 흡수 대역과 흡수 계수를 측정하여 적합한 유기 전자 주개, 전자 받개 물질을 결정하고 전기적 특성을 측정해본 결과 적색 광 검출 소자의 경우 , 녹색 광 검출 소자의 경우 , 청색 광 검출 소자의 경우 인 최적화된 On/Off Ratio가 측정 되었다. 본 논문에서는 적색, 녹색, 청색에 반응하는 광 검출 소자에서 사용되는 전자 주개, 전자 받개 물질의 두께와 두 물질이 이루는 구조를 바꾸어 동작전압에서 전기적 특성인 On/Off ratio를 최적화 하였으며 Buffer layer를 이용하여 유기 광 검출 소자의 전기적 특성 향상을 제안하고 특성변화를 관찰한다.|Abstract

Red, Green, Blue Sensitive Electrical Characteristics for Organic-Image-Sensor.

Jae Woo Shin Dep. of Information Display Eng. The Graduate School Hanyang University Advised by Prof. Jea Gun Park

Recently, organic image-sensor is interested as one of the candidate device for next generation image-sensor for its many advantages such as high integration, high resolution and easy fabrication process compared with image-senor based on silicon. In this study, we researched that the organic photo-detector behavior used in next generation image-sensor depending on red, green, blue light, respectively. We analyzed the optical characteristic and electrical characteristic of organic photo-detector. For optical analysis, we observed absorption characteristic of red, green, blue sensitive organic materials by using spectrophotometer. Then for electrical analysis, we fabricated device with various thickness of organic donor and acceptor materials and modified optimized condition by using high vacuum thermal evaporation. We measured on/off ratio of organic photo-detector to verify electrical characteristics at operating voltage 3V. First of all, the red sensitive photo-detector was showed on/off ratio of 4.57x102 with bi-layer structure. The green and blue sensitive photo-detector was respectively showed on/off ratio of 9.19x102 and 1.37x103 at 1:5 ratio, 220nm and 3:1 ratio 60nm with bulk-heterojunction structure. Lastly, we proposed buffer layer is inserted into organic-metal interface for electrical characteristics.; Abstract

Red, Green, Blue Sensitive Electrical Characteristics for Organic-Image-Sensor.

Jae Woo Shin Dep. of Information Display Eng. The Graduate School Hanyang University Advised by Prof. Jea Gun Park

Recently, organic image-sensor is interested as one of the candidate device for next generation image-sensor for its many advantages such as high integration, high resolution and easy fabrication process compared with image-senor based on silicon. In this study, we researched that the organic photo-detector behavior used in next generation image-sensor depending on red, green, blue light, respectively. We analyzed the optical characteristic and electrical characteristic of organic photo-detector. For optical analysis, we observed absorption characteristic of red, green, blue sensitive organic materials by using spectrophotometer. Then for electrical analysis, we fabricated device with various thickness of organic donor and acceptor materials and modified optimized condition by using high vacuum thermal evaporation. We measured on/off ratio of organic photo-detector to verify electrical characteristics at operating voltage 3V. First of all, the red sensitive photo-detector was showed on/off ratio of 4.57x102 with bi-layer structure. The green and blue sensitive photo-detector was respectively showed on/off ratio of 9.19x102 and 1.37x103 at 1:5 ratio, 220nm and 3:1 ratio 60nm with bulk-heterojunction structure. Lastly, we proposed buffer layer is inserted into organic-metal interface for electrical characteristics.