新型有機圖像感測器：有望取代硅基圖像感測器！

近日，韓國大邱慶北科學技術院的研究團隊採用有機半導體與透明電極之間的一種黏結技術，開發出具有高色彩選擇的有機圖像感測器，無需彩色濾光片就可以捕捉鮮明的色彩。

背景

圖像感測器，是攝像頭、閉路電視和自動駕駛汽車中的關鍵記錄元件。

（圖片來源：維基百科）

目前，大多數商用的圖像感測器都是硅基的，而且為了精準分辨光線的顏色，彩色濾光片是必不可少的元件之一。然而，彩色濾光片成本很高，而且具有嚴重的缺點，例如會增加圖像感測器的厚度。

創新

近日，韓國的一支研究團隊開發出一種新概念的圖像感測器，無需彩色濾光片就可以捕捉鮮明的色彩。韓國研究基金會宣布，韓國大邱慶北科學技術院（DGIST）教授 Dae Sung Chung 的研究團隊採用有機半導體與透明電極之間的一種黏結技術，開發出具有高色彩選擇的有機圖像感測器。

2018年5月30日，這項研究成果發表在材料工程領域的國際期刊《先進功能材料（Advanced Functional Materials）》的在線版上，並將作為封面文章發表。研究得到了韓國科學技術信息通信部和韓國研究基金會基礎科研項目（骨幹研究員）的支持。

技術

研究團隊基於有機半導體開發出一種薄的圖像感測器，有機半導體能夠彌補硅圖像感測器的不足。特別是，他們的研究成果引起了許多關注，因為他們無需採用彩色濾光片，而是採用有機半導體提高色彩選擇，實現清晰的圖像。

研究團隊開發出一種方法，用硫原子填補氧化鋅製成的透明電極表面中的化學缺陷。通過這種方法，有機半導體和透明電極之間的肖特基結特性得到了最大化，從而增加了每個R/G/B色彩選擇的選項。

硫原子摻雜工藝的機制

（圖片來源：DGIST）

電極與有機半導體之間的肖特基結

（圖片來源：DGIST）

此外，因為透明電極的表面缺陷顯著減少，以及薄膜具有的卓越品質，所以再生產將得到大幅提高。對於有機半導體來說，再生產一直是一個長期存在的問題。

價值

Chung 教授解釋研究的重要性時說：「我們採用有機半導體與透明電極之間理想的肖特基結，開發出一種無需彩色濾光片的高性能有機圖像感測器。像無需彩色濾光片的圖像感測器一樣，這項技術有望應用於需要各種形式黏結的許多工業領域，例如太陽能電池、薄膜晶體管、氣體感測器。」

關鍵字

圖像感測器、有機電子、半導體

參考資料

【1】https://www.dgist.ac.kr/site/dgist_eng/menu/508.do?siteId=dgist_eng&snapshotId=3&pageId=429&cmd=read&contentNo=37274

【2】Kyounghwan Kim, Kyu Min Sim, Seongwon Yoon, Min Su Jang, Dae Sung Chung.Defect Restoration of Low-Temperature Sol-Gel-Derived ZnO via Sulfur Doping for Advancing Polymeric Schottky Photodiodes. Advanced Functional Materials, 2018; 1802582 DOI: 10.1002/adfm.201802582

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