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DGIST, 컬러필터 필요없는 이미지센서 개발

발행일2018.06.14 12:00

국내 연구진이 컬러필터 없이 색 선명성을 유지하는 신개념 이미지센서를 개발했다. 컬러필터를 없애 단가와 두께를 낮춘 고효율 이미지센서 개발이 가능해졌다.

한국연구재단은 정대성 DGIST 에너지공학전공 교수팀이 유기 반도체와 투명전극을 접합면에 결함을 제거하는 방법으로 컬러 필터 없이 높은 색 선택성을 구현하는 유기 이미지센서를 개발했다고 14일 밝혔다.

Photo Image<이미지센서에 들어가는 전극 표면을 도핑해 결함을 제거하는 과정>

이미지센서는 카메라, CCTV, 자율주행차 영상촬영에 필요한 핵심요소다. 주된 상용화 센서는 실리콘 기반인데, 빛 색상을 정확하게 알아내기 위해 컬러필터가 필수다. 실리콘은 흡광계수가 낮아 별도 장치가 필요하기 때문이다.

컬러필터는 가격이 비싸고 센서를 두껍게 하는 요인이 된다. 흡광계수가 높은 유기 반도체를 이용하는 이미지센서가 나왔지만 컬러필터가 필요한 것은 마찬가지다. 업계는 그동안 컬러필터를 배제한 유기 이미지센서 기술을 개발하지 못했다.

연구팀은 유기 반도체 자체 색 선택성을 높여 컬러필터 필요성을 없애는데 초점을 뒀다. 반도체 소재와 투명전극 사이에 전류가 한쪽 방향으로만 흐르는 '쇼트키 접합'을 유도, 색 선택성 광다이오드를 개발코자 했다.

관건은 쇼트키 접합 구현이었다. 유기 반도체와 투명전극이 접합할 때 표면 결함이 생기는데, 결함이 쇼트키 접합을 방해했다. 연구팀은 전극 표면 결함을 황 원자로 도핑하는 새로운 접합 화학공정을 개발해 문제를 해결했다.

Photo Image<정대성 DGIST 교수>

연구팀은 쇼트키 접합 특성 구현으로 센서에 높은 색 선택성을 부여할 수 있다고 설명했다. 새로운 센서가 기존 소자보다 10배 이상 높은 색 검출능을 보이는 것을 확인했다.

연구팀이 개발한 접합 관련 기술은 다양한 분야에 활용할 수 있다. 이미지센서 뿐만 아니라 태양전지, 박막 트랜지스터, 가스 센서 등 다양한 접합 관련 분야에 응용할 수 있다.

정대성 교수는 “유기 반도체와 투명 전극이 가진 쇼트키 접합으로 고성능 컬러필터 프리 유기 이미지센서를 개발했다”면서 “다른 분야 산업 응용성도 높다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com

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