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컬러필터 사용하지 않아도 선명한 영상 구현

정대성 DGIST 교수 연구팀, 유기 이미지센서 개발
컬러필터를 사용하지 않아도 선명한 영상을 구현할 수 있게 됐다.

한국연구재단은 정대성 DGIST 교수 연구팀이 유기 반도체와 투명전극 간 접합 기술을 이용해 색 선택성이 높은 유기 이미지센서를 개발했다고 14일 밝혔다.

이미지센서는 카메라, CCTV 등을 이용한 영상촬영의 핵심요소이다. 현재까지 상용화된 대부분의 이미지센서는 실리콘을 활용했다. 실리콘 이미지센서에는 빛의 색상을 알아내기 위해 컬러필터가 필수적으로 사용됐다. 하지만 필터 가격이 높고, 이미지센서 두께가 두꺼워진다는 단점이 있었다.

이에 연구팀은 기존 센서의 단점을 보완할 수 있도록 유기 반도체를 기반으로 한 박막형 이미지센서를 개발했다.

연구팀은 산화아연으로 만들어진 투명전극 표면의 화학적 결함을 황 원자로 메워주는 방법을 개발했다. 이를 통해 유기 반도체와 투명전극 간의 쇼트키 접합(Schottky junction) 특성이 극대화된다. 쇼트키 접합은 금속과 반도체를 접촉시켰을 때 전류가 한쪽 방향으로만 흐르는 현상을 의미하는데 이를 통해 R/G/B 각 색상에 높은 선택성을 가질 수 있게 된다. 

또한, 투명전극 표면 결함 감소로 박막 품질이 우수해져 유기 반도체의 문제인 재생산성도 향상시킬 수 있다.  

정대성 교수는 "컬러필터가 필요없는 이미지센서뿐만 아니라 태양전지, 박막 트랜지스터, 가스 센서 등 다양한 산업에 적용 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구자)의 지원을 받았다. 연구 결과는 재료공학 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 지난 달 30일 온라인자로 게재됐다.
황 원자 도핑 과정의 메커니즘.<자료=한국연구재단 제공>황 원자 도핑 과정의 메커니즘.<자료=한국연구재단 제공>
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