유기이미지센서 모식도
[대전=일요신문]육심무 기자 = 대구경북과학기술원 정대성 교수 연구진이 유기 반도체와 투명전극 간의 접합 기술을 이용하여 컬러필터 없이도 색이 선명한 신개념 유기 이미지센서를 개발했다.
이미지센서는 카메라, CCTV, 자율주행차 등 영상촬영의 핵심요소로 현재는 실리콘을 기반으로 빛의 색상을 정확하게 알아내기 위해 컬러필터가 필수적으로 사용된다.
그러나 컬러필터는 가격이 비싸고, 이미지센서의 두께가 두꺼워지는 치명적인 단점이 있다.
연구팀은 실리콘 이미지센서의 단점을 보완할 수 있는 유기 반도체를 기반으로 박막형 이미지센서를 개발했는데 유기 반도체의 색 선택성을 높여 주어 컬러필터를 사용하지 않아도 선명하게 영상을 구현할 수 있다.
연구팀은 산화아연으로 만들어진 투명전극 표면의 화학적 결함을 황 원자로 메워주는 방법을 개발했다. 이를 통해 유기 반도체와 투명전극 간의 쇼트키 접합(금속과 반도체를 접촉시켰을 때, 전류가 한쪽 방향으로만 흐르는 현상) 특성이 극대화되어 각 색상에 높은 선택성을 가질 수 있게 되었다.
또 투명전극의 표면 결함이 극적으로 감소되어 박막의 품질이 우수하기 때문에 유기 반도체의 고질적 문제인 재생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
정대성 교수
정대성 교수는 “유기 반도체와 투명 전극의 이상적인 쇼트키 접합을 활용하여 고성능 컬러필터 프리 유기 이미지센서를 개발한 것”이라며, ”컬러필터 프리 이미지센서 뿐만 아니라, 태양전지, 박막 트랜지스터, 가스 센서 등 다양한 형태의 접합이 필요한 많은 산업적 응용에 적용할 수 있을 것으로 기대된다“고 연구의 의의를 설명했다.
이 연구 성과는 재료공학 분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 5월 30일 온라인 게재되었으며 표지논문으로 게재예정이다. (논문명 : Defect restoration of low-temperature sol-gel-derived ZnO via sulfur doping for advancing polymeric Schottky photodiodes)
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