KR100992702B1 - Flexible Organic Photo Detector for X-ray Imaging Sensor and Fabrication of it - Google Patents
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- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
본 발명은 엑스선 영상센서용 유연한 유기광검출소자 및 그 제작방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡면의 구조를 촬영할 때 영상왜곡을 방지하기 위하여 유연하게 휘어질 수 있는 엑스선 영상센서용 유기광검출소자 및 제작방법에 대한 것이다.The present invention relates to a flexible organic light detection device for an X-ray image sensor and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an organic light detection device for an X-ray image sensor that can be flexibly bent to prevent image distortion when photographing a curved structure. It's about how.
본 발명의 일 측면에 따른 유연한 유기광검출소자는 폴리머평판과, 복수의 포토다이오드 유닛과, 코팅층과, 폴리머보호층을 포함한다. 상기 포토다이오드 유닛은 투명한 미세 전도성 박막패턴층과, 상기 전도성 박막패턴층의 일면에 결합한 유기 반도체 박막패턴층과, 상기 유기 반도체 박막패턴층의 일면에 결합한 금속 박막패턴층을 구비한다. 그리고 상기 포토다이오드 유닛은 상기 전도성박막패턴층이 상기 폴리머평판에 결합하도록 복수 개가 배열된다. 상기 코팅층은 상기 포토다이오드 유닛을 보호하기 위하여 상기 포토다이오드 유닛을 코팅한다. 상기 폴리머보호층은 상기 포토다이오드 유닛을 감싸도록 상기 폴리머평판의 일면에 결합한다.A flexible organic photodetector device according to an aspect of the present invention includes a polymer plate, a plurality of photodiode units, a coating layer, and a polymer protective layer. The photodiode unit includes a transparent fine conductive thin film pattern layer, an organic semiconductor thin film pattern layer bonded to one surface of the conductive thin film pattern layer, and a metal thin film pattern layer bonded to one surface of the organic semiconductor thin film pattern layer. In addition, a plurality of photodiode units are arranged such that the conductive thin film pattern layer is bonded to the polymer flat plate. The coating layer coats the photodiode unit to protect the photodiode unit. The polymer protective layer is bonded to one surface of the polymer plate to surround the photodiode unit.
엑스선, 영상센서, 유연한 유기광검출소자 X-ray, image sensor, flexible organic light detector
Description
본 발명은 엑스선 영상센서용 유연한 유기광검출소자 및 그 제작방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡면의 구조를 촬영할 때 영상왜곡을 방지하기 위하여 유연하게 휘어질 수 있는 엑스선 영상센서용 유기광검출소자 및 제작방법에 대한 것이다.The present invention relates to a flexible organic light detection device for an X-ray image sensor and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an organic light detection device for an X-ray image sensor that can be flexibly bent to prevent image distortion when photographing a curved structure. It's about how.
1895년 독일의 Wilhlem Conrad Reontgen에 의해 X선이 발견된 이래로 인체 내부의 투시가 가능해져서 X선을 사용하여 뼈의 골절이나 결핵, 폐렴 등을 진단할 수 있었다. 이러한 X선은 진단 및 치료분야에 사용되어 인류에게 임상정보를 직접적으로 보여주는 장점이 있었다. 그러나 X선은 F/S(film screen) 방식이어서 X선에 의한 의료영상이 매년 증가할 경우 필름의 보관과 관리에 어려움이 있었으며, 기존 데이터를 활용할 때 불편하는 등 많은 문제점들이 대두되었다. 선진국들을 중심으로 이러한 문제점들에 대한 해결책을 찾기 시작하였으며, 1971년 영국 EMI의 Godfrey Hunsfield에 의해 CT(컴퓨터 단층촬영기)가 개발되어 인체의 단층촬영이 의료 진단분야에 사용되기 시작하였다. 최근에는 이러한 CT(computed tomography), CR(computed radiography) 등의 디지털 영상 장치의 출현을 기점으로 디지털 영상의 우수한 장점을 앞세워 의료영상시스템(PACS; picture archiving and communication system)의 개발 및 보급에 대한 주의가 집중되고 있다. 현재 국내에서는 1994년 삼성서울병원이 PACS를 채용한 이래로 국내 의료계는 F/S 방식의 아날로그 시스템에서 디지털 영상장치로 바뀌어가고 있는 실정이다. 또한 1999년 PACS에 대한 의료보험 수가가 적용되면서 많은 국내 병원들이 경쟁적으로 PACS를 설치하여 왔다.Since X-rays were discovered by Wilhlem Conrad Reontgen in Germany in 1895, they were able to see the inside of the human body, allowing them to diagnose bone fractures, tuberculosis and pneumonia. Such X-rays have been used in the diagnosis and treatment field to directly show human clinical information. However, since X-ray is an F / S (film screen) method, when the medical image by X-ray increases every year, it is difficult to store and manage the film, and there are many problems such as inconvenience when using existing data. The developed countries began to find solutions to these problems. In 1971, CT (Computer Tomography) was developed by Godfrey Hunsfield of EMI in the UK, and human tomography began to be used in medical diagnostics. Recently, with the advent of digital imaging devices such as CT (computed tomography) and CR (computed radiography), attention is paid to the development and dissemination of PACS (picture archiving and communication system). Is concentrated. In Korea, since Samsung Seoul Hospital adopted PACS in 1994, the domestic medical industry is changing from an F / S analog system to a digital imaging device. Also, in 1999, as the number of medical insurance coverage for PACS was applied, many domestic hospitals have competitively installed PACS.
일반적으로 사용빈도가 높은 디지털 X선 영상장치는 크게 직접변환방식(direct absorption)과 간접방식(indirect absorption)이 있다. 상기 직접변환방식은 X선에 유도된 광도전체(photoconductor)의 전기적 신호를 직접 받아 영상을 만들어내는 TFT(thin film transistor)를 기반으로 한다. 그리고 상기 간접방식은 X선으로 유도된 섬광체의 빛을 수광 소자를 이용하여 전기신호로 변환시켜 영상을 만들어 내는 TFT 기반의 간접방식(indirect absorption)과, X선으로 유도된 섬광체의 빛을 CCD(charge couple device)를 이용하여 영상을 만들어 내는 간접방식으로 배분된다. 특히 치과용 의료진단 분야에서는 빠른 검사/진단 및 높은 해상도 등이 필요로하여 디지털 X선 영상장치들이 각광을 받고 있다.In general, high frequency digital X-ray imaging apparatus has two types of direct absorption and indirect absorption. The direct conversion method is based on a thin film transistor (TFT) that directly generates an image by receiving an electrical signal of a photoconductor induced in X-rays. And the indirect method is a TFT-based indirect absorption (indirect absorption) to generate an image by converting the light of the X-ray-induced scintillator into an electrical signal using a light receiving element, and the light of the X-ray-induced scintillator (CCD) It is distributed in an indirect manner of generating an image using a charge couple device. Especially in the field of dental medical diagnosis, digital X-ray imaging apparatuses are in the spotlight due to the need for rapid inspection / diagnosis and high resolution.
종래의 X선 영상센서는 유기광검출소자와 스위치가 공존하는 비정질 실리콘 박막트랜지스터(thin film transistor) 기반의 소자에 섬광체가 결합된 형태로 구성된다. 이러한 종래의 영상센서는 유기광검출소자가 복층형 평판구조로서 딱딱한 고체패널로 되어 있었다. 따라서 영상센서가 유연하게 휘어지지 아니하였다. 그래서 검사하고자 하는 대상체가 3차원 구조일 경우 영상센서가 휘어지지 아니하여 영상왜곡이 발생하였고, 이로 인하여 곡면의 정확한 영상 구현이 불가능하였다. 특히 치과에서 사용하는 치아 촬영용 디지털 엑스선 영상센서는 딱딱한 고체기판으로 인해 구강 내 촬영시 환자에게 큰 불편을 주었다.The conventional X-ray image sensor is composed of a scintillator coupled to an amorphous silicon thin film transistor-based device in which an organic light detection device and a switch coexist. In the conventional image sensor, the organic photodetecting device has a rigid solid panel having a multilayer flat plate structure. Therefore, the image sensor did not flex flexibly. Thus, when the object to be examined has a three-dimensional structure, the image sensor is not bent and image distortion occurs, thereby making it impossible to accurately image the curved surface. In particular, the dental digital x-ray image sensor used in dentistry caused a great inconvenience to the patient during intraoral imaging due to the rigid solid substrate.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 사용자의 편의성이 뛰어날 뿐만 아니라 3차원 구조의 곡면의 정확한 이미지를 구현할 수 있는 엑스선 영상센서를 구현하기 위하여 유연한 유기광검출소자 및 그 제작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a flexible organic light detection device and a method of manufacturing the same in order to implement an X-ray image sensor that is excellent in user convenience and can realize an accurate image of a curved surface having a three-dimensional structure.
본 발명의 일 측면에 따른 유연한 유기광검출소자는 폴리머평판과, 복수의 포토다이오드 유닛과, 코팅층과, 폴리머보호층을 포함한다. 상기 포토다이오드 유닛은 투명한 미세 전도성 박막패턴층과, 상기 전도성 박막패턴층의 일면에 결합한 유기 반도체 박막패턴층과, 상기 유기 반도체 박막패턴층의 일면에 결합한 금속 박막패턴층을 구비한다. 그리고 상기 포토다이오드 유닛은 상기 전도성박막패턴층이 상기 폴리머평판에 결합하도록 복수 개가 배열된다. 상기 코팅층은 상기 포토다이오드 유닛을 보호하기 위하여 상기 포토다이오드 유닛을 코팅한다. 상기 폴리머보호층은 상기 포토다이오드 유닛을 감싸도록 상기 폴리머평판의 일면에 결합한다.A flexible organic photodetector device according to an aspect of the present invention includes a polymer plate, a plurality of photodiode units, a coating layer, and a polymer protective layer. The photodiode unit includes a transparent fine conductive thin film pattern layer, an organic semiconductor thin film pattern layer bonded to one surface of the conductive thin film pattern layer, and a metal thin film pattern layer bonded to one surface of the organic semiconductor thin film pattern layer. In addition, a plurality of photodiode units are arranged such that the conductive thin film pattern layer is bonded to the polymer flat plate. The coating layer coats the photodiode unit to protect the photodiode unit. The polymer protective layer is bonded to one surface of the polymer plate to surround the photodiode unit.
또한, 상기의 유기광검출소자는 상기 폴리머보호층의 일면에 결합한 폴리머기판을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the organic photodetecting device further includes a polymer substrate bonded to one surface of the polymer protective layer.
또한, 상기의 유기 반도체 박막패턴층은 정공수송층(Hole transfer layer)과, 상기 정공수송층의 일면에 결합한 활성층(Active layer)과, 상기 활성층의 일면에 결합한 전자수송층(Electron transfer layer)을 구비하는 것이 바람직하다.The organic semiconductor thin film pattern layer may include a hole transfer layer, an active layer bonded to one surface of the hole transport layer, and an electron transfer layer bonded to one surface of the active layer. desirable.
또한, 상기의 유기광검출소자는 다른 폴리머평판과, 복수의 다른 포토다이오드 유닛과, 다른 코팅층과, 다른 폴리머보호층을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 다른 포토다이오드 유닛은 전도성박막패턴층이 상기 다른 폴리머평판에 결합하도록 복수 개가 배열된다. 상기 다른 코팅층은 상기 다른 포토다이오드 유닛을 보호하기 위하여 상기 다른 포토다이오드 유닛을 코팅한다. 상기 다른 폴리머보호층은 상기 다른 포토다이오드 유닛을 감싸도록 일면이 상기 다른 폴리머평판의 일면에 결합하고 타면이 상기 폴리머기판의 일면에 결합한다.In addition, it is preferable that the organic photodetecting device further includes another polymer plate, a plurality of different photodiode units, another coating layer, and another polymer protective layer. The other photodiode unit is arranged in plurality so that a conductive thin film pattern layer is bonded to the other polymer flat plate. The other coating layer coats the other photodiode unit to protect the other photodiode unit. The other polymer protective layer is bonded to one surface of the other polymer plate and the other surface is bonded to one surface of the polymer substrate so as to surround the other photodiode unit.
또는 상기의 유기광검출소자는 다른 폴리머평판과, 복수의 다른 포토다이오드 유닛과, 다른 코팅층과, 다른 폴리머보호층을 더 포함할 수 있다. 상기의 다른 포토다이오드 유닛은 전도성 박막패턴층이 상기 다른 폴리머평판에 결합하며, 상기 포토다이오드 유닛과 엇갈리도록 복수 개가 배열된다. 상기 다른 코팅층은 상기 다른 포토다이오드 유닛을 보호하기 위하여 상기 다른 포토다이오드 유닛을 코팅한 다. 상기 다른 폴리머보호층은 일면이 상기 다른 포토다이오드 유닛을 감싸도록 상기 폴리머보호층의 일면에 결합하고, 타면이 상기 폴리머평판의 타면에 결합한다.Alternatively, the organic photodetecting device may further include another polymer plate, a plurality of different photodiode units, another coating layer, and another polymer protective layer. The other photodiode unit has a plurality of conductive thin film pattern layers are bonded to the other polymer plate, the plurality is arranged so as to cross the photodiode unit. The other coating layer coats the other photodiode unit to protect the other photodiode unit. The other polymer protective layer is bonded to one surface of the polymer protective layer so that one surface surrounds the other photodiode unit, and the other surface is bonded to the other surface of the polymer flat plate.
또한, 상기의 유기광검출소자에 있어서, 상기 포토다이오드 유닛은 상기 미세 전도성 박막패턴층에 연결된 제1전선과, 상기 금속 박막패턴층에 연결된 제2전선을 더 구비하는 것이 바람직하다,In the organic light detecting device, the photodiode unit may further include a first wire connected to the fine conductive thin film pattern layer and a second wire connected to the metal thin film pattern layer.
또는 상기의 유기광검출소자에 있어서, 상기 포토다이오드 유닛은 상기 미세 전도성 박막패턴층이 제1전선패턴이 형성되도록 일측이 연장하며, 상기 금속박막패턴층이 제2전선패턴이 형성되도록 일측이 연장하는 것이 가능하다.Alternatively, in the organic light detecting device, the photodiode unit has one side extending from the micro conductive thin film pattern layer to form a first wire pattern, and one side extending from the metal thin film pattern layer to a second wire pattern. It is possible.
본 발명의 다른 측면에 따른 유연한 유기광검출소자는 폴리머평판과, 투명한 미세 전도성 박막층과, 복수의 포토다이오드 유닛과, 코팅층과, 폴리머보호층을 포함한다. 상기 전도성 박막층은 상기 폴리머평판의 일면에 결합한다. 상기 포토다이오드 유닛은 상기 전도성 박막층의 일면에 결합한 유기 반도체 박막패턴층과, 상기 유기 반도체 박막패턴층의 일면에 결합한 금속 박막패턴층을 구비하며, 복수 개가 배열된다. 상기 코팅층은 상기 포토다이오드 유닛을 보호하기 위하여 상기 포토다이오드 유닛을 코팅한다. 상기 폴리머보호층은 상기 포토다이오드 유닛을 감싸도록 상기 폴리머평판의 일면에 결합한다.A flexible organic light detecting device according to another aspect of the present invention includes a polymer plate, a transparent fine conductive thin film layer, a plurality of photodiode units, a coating layer, and a polymer protective layer. The conductive thin film layer is bonded to one surface of the polymer plate. The photodiode unit includes an organic semiconductor thin film pattern layer bonded to one surface of the conductive thin film layer and a metal thin film pattern layer bonded to one surface of the organic semiconductor thin film pattern layer, and a plurality of photodiode units are arranged. The coating layer coats the photodiode unit to protect the photodiode unit. The polymer protective layer is bonded to one surface of the polymer plate to surround the photodiode unit.
또한, 상기의 유기광검출소자에 있어서, 상기 유기 반도체 박막패턴층은 정공수송층(Hole transfer layer)과, 상기 정공수송층의 일면에 결합한 활성층(Active layer)과, 상기 활성층의 일면에 결합한 전자수송층(Electron transfer layer)을 구비하는 것이 바람직하다.In the organic light detecting device, the organic semiconductor thin film pattern layer may include a hole transfer layer, an active layer bonded to one surface of the hole transport layer, and an electron transport layer bonded to one surface of the active layer. It is preferred to have a transfer layer).
본 발명의 또 다른 일측면에 따른 유연한 유기광검출소자 제작방법은 폴리머평판 형성단계와, 전도성 박막패턴 형성단계와, 유기반도체 박막패턴 형성단계와, 금속 박막패턴 형성단계와, 소자보호용 박막 코팅단계와, 폴리머보호층 형성단계를 포함한다. 상기 전도성 박막패턴 형성단계는 상기 폴리머평판의 일면에 투명한 미세 전도성 박막패턴층을 형성한다. 상기 유기반도체 박막패턴 형성단계는 상기 투명한 미세 전도성 박막패턴층의 일면에 미세 유기반도체 박막패턴층을 형성한다. 상기 금속 박막패턴 형성단계는 상기 미세 유기반도체 박막패턴층의 일면에 미세 금속 박막패턴층을 형성한다. 상기 소자보호용 박막 코팅단계는 소자보호용 박막으로 상기 금속 박막패턴층이 형성된 폴리머평판의 일면을 코팅한다. 상기 폴리머보호층 형성단계는 상기 금속 박막패턴층을 감싸도록 상기 폴리머평판의 일면에 폴리머보호층을 형성한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a flexible organic light detecting device, a polymer plate forming step, a conductive thin film pattern forming step, an organic semiconductor thin film pattern forming step, a metal thin film pattern forming step, a device protection thin film coating step, , Forming a polymer protective layer. The conductive thin film pattern forming step forms a transparent fine conductive thin film pattern layer on one surface of the polymer flat plate. In the forming of the organic semiconductor thin film pattern, a fine organic semiconductor thin film pattern layer is formed on one surface of the transparent fine conductive thin film pattern layer. In the forming of the metal thin film pattern, a fine metal thin film pattern layer is formed on one surface of the fine organic semiconductor thin film pattern layer. The device protection thin film coating step coats one surface of the polymer plate on which the metal thin film pattern layer is formed as a device protection thin film. The polymer protective layer forming step forms a polymer protective layer on one surface of the polymer flat plate to surround the metal thin film pattern layer.
또한, 상기의 유기광검출소자 제작단계에 있어서, 상기 유기반도체 박막패턴 형성단계는 상기 미세 전도성 박막층의 일면에 정공수송층(Hole transfer layer)을 형성하고, 상기 정공수송층의 일면에 결합한 활성층(Active layer)을 형성하고, 상기 활성층의 일면에 전자수송층(Electron transfer layer)을 형성하는 것이 바람직하다.In the manufacturing of the organic light detecting device, the organic semiconductor thin film pattern forming step may include forming a hole transfer layer on one surface of the microconductive thin film layer, and bonding an active layer to one surface of the hole transport layer. It is preferable to form a, and to form an electron transfer layer (Electron transfer layer) on one surface of the active layer.
또한, 상기의 유기광검출소자 제작단계에 있어서, 상기 폴리머평판 형성단계는 제1몰드기판의 일면에 폴리머 박판층을 형성하고, 상기 폴리머보호층 형성단계 다음에 상기 제1몰드기판을 분리하여 유기광검출소자를 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 더 바람직하다.In the manufacturing of the organic photodetector, the polymer plate forming step may include forming a polymer thin film layer on one surface of the first mold substrate, and separating the first mold substrate after the polymer protective layer forming step. More preferably, further comprising forming the exit device.
또한, 상기의 유기광검출소자 제작단계에 있어서, 상기 유기광검출소자 형성단계는 압입상감단계와, 냉각분리단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 압입상감단계는 일정한 온도와 일정한 압력을 가하여 상기 상기 폴리머평판의 일면을 폴리머기판에 압입하여 상감한다. 상기 냉각분리단계는 상기 폴리머평판과 폴리머 기판을 동시에 급속 냉각한 후 상기 제1몰드기판을 분리한다.In addition, in the organic light detecting device manufacturing step, the organic light detecting device forming step preferably includes a press-in damascene step and a cooling separation step. In the press-fit inlay step, one surface of the polymer flat plate is pressed into and inlaid on the polymer substrate by applying a constant temperature and a constant pressure. In the cooling separation step, the first mold substrate is separated after rapid cooling of the polymer plate and the polymer substrate at the same time.
또한, 상기의 유기광검출소자 제작단계에 있어서, 상기 유기광검출소자 형성단계는 상기 전도성 박막패턴층과 금속박막패턴층이 상기 폴리머기판의 일면에서 다단으로 배치하도록 상기 압입상감단계와, 상기 냉각분리단계를 반복하는 것이 가능하다.In the manufacturing of the organic light detecting device, the forming of the organic light detecting device may include the press-inlaying step and the cooling separation step so that the conductive thin film pattern layer and the metal thin film pattern layer are arranged in multiple stages on one surface of the polymer substrate. It is possible to repeat.
또한, 상기의 유기광검출소자 제작단계에 있어서, 상기 압입상감단계는 상기 폴리머평판을 상기 폴리머기판의 양면에 압입하여 상감하는 것이 가능하다.In addition, in the manufacturing step of the organic light detection device, the press-in inlay step may be inlaid by pressing the polymer flat plate on both sides of the polymer substrate.
또한, 상기의 유기광검출소자 제작단계에 있어서, 상기 전도성 박막패턴 형성단계는 일측에 제1전선패턴이 형성되도록 미세 전도성 박막패턴층을 형성하며, 상기 금속 박막패턴 형성단계는 일측에 제2전선패턴이 형성되도록 금속박막패턴층을 형성하는 것이 가능하다.In the manufacturing of the organic light detecting device, the conductive thin film pattern forming step includes forming a fine conductive thin film pattern layer to form a first wire pattern on one side, and the metal thin film pattern forming step includes a second wire pattern on one side. It is possible to form the metal thin film pattern layer so that it is formed.
또한, 상기의 유기광검출소자 제작단계에 있어서, 상기 전도성 박막패턴 형성단계는 일정한 패턴이 형성된 섀도우마스크를 유기용매에 대한 비반응성 폴리머박막이 코팅된 제2몰드기판의 일면에 고정시키는 단계와, 상기 제2몰드기판의 일면에 상기 일정한 패턴으로 투명한 전도성 폴리머용액을 코팅하는 단계와, 상기 섀도우마스크를 제거한 후 상기 제2몰드기판의 일면에 코팅된 상기 폴리머용액을 상기 폴리머평판의 일면에 고정시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the manufacturing of the organic light detecting device, the forming of the conductive thin film pattern may include fixing a shadow mask having a predetermined pattern to one surface of a second mold substrate coated with a non-reactive polymer thin film for an organic solvent. Coating a transparent conductive polymer solution on one surface of a second mold substrate in a predetermined pattern, and fixing the polymer solution coated on one surface of the second mold substrate to one surface of the polymer plate after removing the shadow mask. It is preferable to include.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 유연한 유기광검출소자 제작방법은 폴리머평판 형성단계와, 전도성 박막층 형성단계와, 유기반도체 박막패턴 형성단계와, 금속 박막패턴 형성단계와, 소자보호용 박막 코팅단계와, 폴리머보호층 형성단계를 포함한다. 상기 전도성 박막층 형성단계는 상기 폴리머평판의 일면에 투명한 미세 전도성 박막층을 형성한다. 상기 유기반도체 박막패턴 형성단계는 상기 투명한 미세 전도성 박막층의 일면에 미세 유기반도체 박막패턴층을 형성한다. 상기 금속 박막패턴 형성단계는 상기 미세 유기반도체 박막패턴층의 일면에 미세 금속 박막패턴층을 형성한다. 상기 소자보호용 박막 코팅단계는 소자보호용 박막으로 상기 금속 박막패턴층이 형성된 폴리머평판의 일면을 코팅한다. 상기 폴리머보호층 형성단계는 상기 금속 박막패턴층을 감싸도록 상기 폴리머평판의 일면에 폴리머보호층을 형성한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a flexible organic light detecting device, a polymer flat plate forming step, a conductive thin film layer forming step, an organic semiconductor thin film pattern forming step, a metal thin film pattern forming step, a device protective thin film coating step, and a polymer. Forming a protective layer. The conductive thin film layer forming step forms a transparent fine conductive thin film layer on one surface of the polymer plate. The organic semiconductor thin film pattern forming step may form a fine organic semiconductor thin film pattern layer on one surface of the transparent fine conductive thin film layer. In the forming of the metal thin film pattern, a fine metal thin film pattern layer is formed on one surface of the fine organic semiconductor thin film pattern layer. The device protection thin film coating step coats one surface of the polymer plate on which the metal thin film pattern layer is formed as a device protection thin film. The polymer protective layer forming step forms a polymer protective layer on one surface of the polymer flat plate to surround the metal thin film pattern layer.
본 발명에 따르면, 유연한 유기광검출소자를 제공함으로써, 상기 유연한 유기광검출소자를 유연한 섬광체와 결합하여 유연한 엑스선 영상센서를 구현할 수 있다. 따라서 곡면을 가진 3차원 형상을 영상 왜곡 없이 정확하게 촬영할 수 있다.According to the present invention, by providing a flexible organic light detection device, it is possible to implement a flexible X-ray image sensor by combining the flexible organic light detection device with a flexible scintillator. Therefore, it is possible to accurately photograph the curved three-dimensional shape without image distortion.
도 1은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제1실시예의 단면도이다. 도 1에 도시된 유연한 유기광검출소자는 폴리머평판(3)과, 복수의 포토다이오드 유닛(20)과, 불화탄소 코팅층(13)과, 폴리머보호층(15)을 포함한다. 포토다이오드 유 닛(20)은 투명한 미세 전도성 박막패턴층(5)과, 유기반도체 박막패턴층(7)과, 금속 박막패턴층(9)과, 제1전선(11)과, 제2전선(12)을 구비한다. 투명한 미세 전도성 박막패턴층(5)은 폴리머평판(3)의 일면에 형성된다. 그리고 유기반도체 박막패턴층(7)은 상기 전도성 박막패턴층(5)의 상부에 형성된다. 유기반도체 박막패턴층(7)은 도 2에 도시된 바와 같이 투명한 미세 전도성 박막패턴층(5)의 일면에 결합한 정공수송층(Hole transfer layer, 7_1)과, 상기 정공수송층(7_1)의 일면에 결합한 활성층(Active layer, 7_2)과, 상기 활성층(7_2)의 일면에 결합한 전자수송층(Electron transfer layer7_3)으로 구성된다. 금속 박막패턴층(9)은 유기반도체 박막패턴층(7)의 상부에 형성된다. 제1전선(11)은 전도성 박막패턴층(5)에 연결되며, 제2전선(12)은 금속 박막패턴층(9)에 연결된다. 이와 같은 포토다이오드 유닛(20)은 폴리머평판(3)의 일면에 복수 개가 배열된다.1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a flexible organic photodetecting device according to the present invention. The flexible organic photodetector shown in FIG. 1 includes a
불화탄소 코팅층(13)은 포토다이오드 유닛(20)을 보호하기 위하여 불화탄소막으로 코팅한다. 폴리머보호층(15)은 불화탄소막으로 코팅된 포토다이오드 유닛(20)을 감싸도록 폴리머평판(3)의 일면에 결합된다.The
도 3은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제2실시예의 단면도이다. 도 1에 도시된 실시예에서 폴리머평판(3)은 박판이지만 도 3에 도시된 실시예에서 폴리머평판(3)은 후판이다. 따라서 도 3에 도시된 실시예는 도 1에 도시된 실시예와 그 제조방법에 있어서 차이날 뿐 동일하다.3 is a cross-sectional view of a second embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention. In the embodiment shown in FIG. 1 the
도 4는 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제3실시예의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 실시예의 평면도이다. 4 is a cross-sectional view of a third embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention, and FIG. 5 is a plan view of the embodiment shown in FIG.
도 4에 도시된 유기광검출소자는 폴리머평판(3)과, 복수의 포토다이오드 유닛(21)과, 불화탄소 코팅층(14)과, 폴리머보호층(16)을 포함한다.The organic photodetector shown in FIG. 4 includes a
포토다이오드 유닛(21)은 투명한 미세 전도성 박막패턴층(6)과, 유기 반도체 박막패턴층(8)과, 금속 박막패턴층(10)을 구비한다. 상기 전도성 박막패턴층(6)은 폴리머평판(3)의 일면에 결합한다. 그리고 전도성 박막패턴층(6)은 일측이 연장되어 제1전선패턴(6_1)을 형성한다. 유기 반도체 박막패턴층(8)은 폴리머평판(3)의 일면에서 전도성 박막패턴층(6)의 일면을 덮도록 형성된다. 여기서 유기 반도체 박막패턴층(8)은 도 1에 도시된 실시예와 동일하게 정공수송층(Hole transfer layer)과, 상기 정공수송층의 일면에 결합한 활성층(Active layer)과, 상기 활성층의 일면에 결합한 전자수송층(Electron transfer layer)으로 구성된다. 폴리머평판(3)의 일면에서 상기 유기 반도체 박막패턴층(8)을 덮도록 형성되며, 일측이 연장되어 제2전선패턴(10_1)을 형성한다. 도 1에 도시된 실시예의 경우 제1전선(11) 및 제2전선(12)이 전도성 박막패턴층(5) 및 금속 박막패턴층(9)에 결합하였다. 그러나 도 4에 도시된 실시예의 경우 전도성 박막패턴층(6) 및 금속 박막패턴층(10)은 각각의 일측이 연장하여 제1전선패턴(6_1)과 제2전선패턴(10_1)을 형성하므로 도 1에 도시된 실시예의 제1전선(11) 및 제2전선(12)은 필요치 않는다. 이와 같은 포토다이오드 유닛(21)은 도 1에 도시된 실시예와 동일하게 폴리머평판(3)의 일면에 복수 개가 배열된다.The
불화탄소 코팅층(14)은 포토다이오드 유닛(21)을 불화탄소막으로 코팅한다. 폴리머보호층(16)은 불화탄소로 코팅된 포토다이오드 유닛(21)을 감싸도록 폴리머 평판(3)의 일면에 결합된다.The
도 6은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제4실시예의 단면도이다. 도 4에 도시된 실시예에서 폴리머평판(3)은 박판이지만 도 6에 도시된 실시예에서 폴리머평판(4)은 후판이다. 나머지 구성요소는 도 4에 도시된 실시예와 동일하다.6 is a sectional view of a fourth embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention. In the embodiment shown in FIG. 4 the
도 7은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제5실시예의 단면도이다. 7 is a sectional view of a fifth embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention.
도 7에 도시된 유기광검출소자는 도 1에 도시된 실시예에서 폴리머기판(30)을 더 구비한다. 폴리머기판(30)은 폴리머보호층(15)의 일면에 결합한다.The organic photodetector shown in FIG. 7 further includes a
도 8은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제6실시예의 단면도이다. 도 8에 도시된 유기광검출소자는 도 7에 도시된 유기광검출소자에 있어서 폴리머평판(3)과, 복수의 포토다이오드 유닛(20)과, 폴리머보호층(15)이 2단으로 적층되어 있다. 이때 포토다이오드 유닛(20)은 서로 엇갈리도록 적층된다.8 is a sectional view of a sixth embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention. In the organic light detecting element shown in FIG. 8, the polymer
도 9는 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제7실시예의 단면도이다. 도 8의 유기광검출소자는 폴리머평판(3)과, 복수의 포토다이오드 유닛(20)과, 폴리머보호층(15)이 폴리머기판(30)의 일측에서 적층되었으나, 도 9에 도시된 유기광검출소자는 폴리머기판(30)의 양측에서 적층되어 있다. 이 경우 복수의 포토다이오드 유닛(20)은 엇갈리게 적층되지 아니하여도 무방하다.9 is a sectional view of a seventh embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention. In the organic light detecting device of FIG. 8, the polymer
도 10은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제8실시예의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of an eighth embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention.
도 10의 유기광검출소자는 폴리머평판(4)과, 투명한 미세 전도성박막층(5_1)과, 복수의 포토다이오드 유닛(23)과, 불화탄소 코팅층(14_1)과, 폴리머보호층(17)을 포함한다. 전도성박막층(5_1)은 폴리머평판(4)의 일면에 형성된다. 도 1 내지 도 9의 실시예의 경우 투명한 미세 전도성 박막은 일정한 패턴으로 폴리머평판에 복수 개가 형성되었다. 그러나 도 9의 경우 폴리머평판에 단일의 투명한 미세 전도성 박막층(5_1)이 형성된다.The organic photodetector of FIG. 10 includes a polymer
포토다이오드 유닛(23)은 전도성박막층(5_1)의 일면에 형성된 유기반도체 박막패턴층(7)과, 상기 유기반도체 박막패턴층(7)의 일면에 형성된 금속 박막패턴층(9)과, 금속박막패턴층(9)에 결합한 제2전선(12)을 구비한다. 여기서 유기반도체 박막패턴층(7)은 정공수송층(Hole transfer layer)과, 상기 정공수송층의 일면에 결합한 활성층(Active layer)과, 상기 활성층의 일면에 결합한 전자수송층(Electron transfer layer)으로 구성된다. The
불화탄소 코팅층(14_1)은 포토다이오드 유닛(23)을 불화탄소막으로 코팅한다. 폴리머보호층(17)은 불화탄소로 코팅된 포토다이오드 유닛(23)을 감싸도록 전도성박막층(5_1)의 일면에 결합된다.The fluorocarbon coating layer 14_1 coats the
도 11은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제작방법의 일실시예의 순서도이다. 도 11에 따른 유기광검출소자 제작방법은 폴리머평판 형성단계(S10)와, 전도성 박막패턴 형성단계(S20)와, 유기반도체 박막패턴 형성단계(S30)와, 금속박막패턴 형성단계(S40)와, 소자보호용 박막코팅단계(S50)와, 폴리머보호층 형성단계(S60)와, 유기광 검출소자 형성단계(S70)를 포함한다. 이하에서는 도 13 내지 20를 참조하여 구체적인 실시예를 설명한다.11 is a flow chart of an embodiment of a method of manufacturing a flexible organic light detection device according to the present invention. The manufacturing method of the organic light detecting device according to FIG. 11 includes the polymer flat plate forming step (S10), the conductive thin film pattern forming step (S20), the organic semiconductor thin film pattern forming step (S30), the metal thin film pattern forming step (S40), A device protection thin film coating step (S50), a polymer protective layer forming step (S60), and an organic light detection element forming step (S70). Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to FIGS. 13 to 20.
도 13은 도 11에 의한 도 1에 도시된 유기광검출소자의 제작방법의 개념도이다.FIG. 13 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the organic photodetecting device shown in FIG.
폴리머평판 형성단계(S10)는 제1몰드기판(1)의 일면에 폴리머평판(3)을 형성한다(도 13의 a). 이때 제1몰드기판(1)의 일면에 폴리머 용액으로 회전도포공정을 이용하여 폴리머평판(3)을 형성할 수 있다. 이 경우 형성된 폴리머평판(3)의 표면 거칠기가 이후 증착되는 박막패턴의 평탄도를 결정하므로 가능하면 묽은 용액으로 얇게 도포한다.In the polymer plate forming step S10, the
전도성 박막패턴 형성단계(S20)는 폴리머평판(3)의 일면에 투명한 미세 전도성 박막패턴층(5)을 형성한다(도 13의 b). 이 경우 제1섀도우마스크(61)를 제1몰드기판(1)의 위에 위치시킨 후 스퍼트, 전자빔 증착기, 열 증발 증착기 등과 같은 금속증착기를 이용하여 투명한 미세 전도성 박막패턴층(5)을 폴리머평판(3)의 일면에 형성할 수 있다.In the conductive thin film pattern forming step S20, a transparent conductive thin
전도성 박막패턴 형성단계(S20)에 있어서, 증착되는 투명한 전도성 박막이 금속증착기로 증착되는 재료인 경우 위의 방법으로 전도성 박막패턴층(5)을 형성할 있다. 그러나 금속증착기로 증착되지 않는 용액일 때에는 액상으로 박막을 패턴화 시켜 증착시켜야 한다. 이를 위하여 전도성 박막패턴 형성단계(S20)는 도 12에 도시된 바와 같이 섀도우마스크 고정단계(S21)와, 전도성 폴리머용액 코팅단계(S23)와, 전도성 폴리머용액 고정단계(S25)를 포함한다. 섀도우마스크 고정단계(S21)는 일정한 패턴이 형성된 제1섀도우마스크(61)를 PTFE(polytetrafluoroethylene), PFA(perfluoroalkoxy polymer resin), FEP(fluorinated ethylene propylene), ETFE(polyethylenetetrafluoroethylene), PPFC(plasma polymerized fluorocarbon), parylene 등과 같은 유기용매에 대한 비반응성 폴리머박막이 코팅된 제2몰드기 판(65)의 일면에 고정 시킨다(도 14의 a). 제2몰드기판은 비반응성 폴리머기판 또는 비반응성 폴리머가 코팅되어 있는 기판 또는 금속, 세라믹 기판 등이다. 전도성 폴리머용액 코팅단계(S23)는 제2몰드기판(65)의 일면에 상기 일정한 패턴으로 투명한 전도성 폴리머용액(5_2)을 코팅하는 단계이다. 즉 투명한 전도성 폴리머 용액(5_2)과 회전도포, 닥터블레이딩, 또는 실크스크린과 같은 방법을 이용하여 투명한 전도성 폴리머 박막패턴층(5_2)을 형성한다(도 14의 b와 c). 전도성 폴리머용액 고정단계(S25)는 제1섀도우마스크(61)를 제거한 후(도 14의 d), 제2몰드기판(65)의 일면에 코팅된 폴리머용액(5_2)을 폴리머평판(3)의 상부에 고정시키는 단계이다(도 14의 e와 f).In the conductive thin film pattern forming step (S20), when the transparent conductive thin film to be deposited is a material deposited by a metal vapor deposition, the conductive thin
유기반도체 박막패턴 형성단계(S30)는 투명한 미세 전도성 박막패턴층(5)의 상부에 미세 유기반도체 박막패턴층(7)을 형성하는 단계이다. 제1섀도우마스크(61)와 다른 패턴이 형성된 제2섀도우마스크(63)를 제1몰드기판(1)의 위에 위치시킨 후 미세 유기반도체 박막패턴층(7)을 투명한 미세 전도성 박막패턴층(5)의 상부에 형성한다(도 13의 c). 여기서 유기반도체 박막패턴(7)은 정공수송층(Hole transfer layer)과, 상기 정공수송층의 일면에 결합한 활성층(Active layer)과, 상기 활성층의 일면에 결합한 전자수송층(Electron transfer layer)으로 구성된다.The organic semiconductor thin film pattern forming step (S30) is a step of forming the fine organic semiconductor thin
도 14는 전도성 박막이 금속증착기로 증착되지 않는 용액일 때에는 액상으로 박막을 패턴화시켜 증착하는 개념을 개시하였다. 이와 동일하게 유기반도체 박막의 재료가 금속증착기로 증착이 되지 않는 용액일 때 도 14와 동일하게 액상으로 유기반도체 박막을 패턴화시켜 증착할 수 있다. FIG. 14 discloses a concept of depositing a thin film patterned in a liquid phase when the conductive thin film is a solution that is not deposited by a metal vapor deposition machine. Likewise, when the material of the organic semiconductor thin film is a solution which is not deposited by a metal vapor deposition, the organic semiconductor thin film may be patterned and deposited in a liquid state as in FIG. 14.
금속 박막패턴 형성단계(S40)는 미세 유기반도체 박막패턴층(7)의 상부에 미세 금속 박막패턴층(9)을 형성하는 단계이다. 금속 증착기와 제2섀도우마스크(63)를 이용하여 미세 금속 박막패턴층(9)을 미세 유기반도체 박막패턴층(7)의 상부에 형성한다(도 13의 d). 그리고 금속 박막패턴층(9)이 형성되면 투명한 미세 전도성 박막패턴층(5)에 제1전선(11)을 연결하며, 금속 박막패턴층(9)에 제2전선(12)를 연결하여 포토다이오드 유닛(20)을 형성한다(도 13의 e).The metal thin film pattern forming step (S40) is a step of forming the fine metal thin
소자보호용 박막 코팅단계(S50)는 포토다이오드 유닛(20)을 불화탄소막으로 코팅하여 불화탄소 코팅층(13)을 형성하는 단계이다. Parylene 코팅장치 등의 등방성 불화탄소막 증착장치를 이용하여 포토다이오드 유닛(20)의 표면에 불화탄소 코팅층(13)을 형성한다(도 13의 f). In the device protection thin film coating step S50, the
폴리머보호층 형성단계(S60)는 불화탄소 코팅층(13)이 형성된 포토다이오드 유닛(20)을 감싸도록 폴리머보호층(15)을 폴리머평판(3)의 일면에 형성하는 단계이다. 불화탄소 코팅층(13)이 형성된 폴리머평판(3)의 표면에 과량의 폴리머를 이용하여 평탄화하는 과정이다(도 13의 g). 필요에 따라 폴리머보호층(15)은 플라즈마 앳싱으로 식각될 수도 있다.The polymer protective layer forming step (S60) is a step of forming the polymer
유기광 검출소자 형성단계(S70)는 제1몰드기판(1)을 분리하여 도 1에 도시된 유기광검출소자를 형성한다(도 13의 h).In the organic light detecting element forming step (S70), the
도 15는 도 3에 도시된 실시예의 제작방법이다. 도 1의 경우 폴리머평판 형성단계(S10)는 폴리머평판(3)이 박판이므로 제1몰드기판(1)의 위에 증착하여 폴리머평판(3)을 형성하였다. 그러나 도 3의 실시예의 경우 폴리머평판 형성단계(S10) 는 폴리머평판(4)이 후판이므로 직접 폴리머평판(4)을 형성한다(도 15의 a). 그리고 전도성 박막패턴 형성단계(S20) 내지 폴리머보호층 형성단계(S60)은 도 14의 실시예와 동일하다. 그러나 도 15의 경우 폴리머보호층이 형성되면 유기광검출소자가 형성된다(도 15의 g). 그러므로 도 14의 경우와 같이 제1몰드기판(1)을 분리하는 단계가 필요치 않는다.15 is a manufacturing method of the embodiment shown in FIG. In the case of FIG. 1, since the
도 16은 도 4에 도시된 실시예의 제작방법이다. 폴리머평판 형성단계(S10)는 제1몰드기판(1)의 일면에 폴리머평판(3)을 형성한다(도 16의 a). 16 is a manufacturing method of the embodiment shown in FIG. In the polymer plate forming step S10, the
전도성 박막패턴 형성단계(S20)는 제1섀도우마스크(62)를 사용하여 폴리머평판(3)의 일면에 투명한 미세 전도성 박막패턴층(6)을 형성한다(도 16의 b).In the conductive thin film pattern forming step S20, a transparent fine thin
유기반도체 박막패턴 형성단계(S30)는 제2섀도우마스크(64)를 사용하여 전도성 박막패턴층(6)의 일면에 유기반도체 박막패턴층(8)을 형성한다(도 16의 c).In the organic semiconductor thin film pattern forming step (S30), the organic semiconductor thin
금속 박막패턴 형성단계(S40)는 제3섀도우마스크(66)을 사용하여 유기반도체 박막패턴층(8)의 일면에 금속 박막패턴층(10)을 형성한다(도 16의 d).In the forming of the metal thin film pattern S40, the metal thin
그리고 불화탄소 코팅층(14)을 형성하고(도 16의 e), 폴리머보호층(16)을 형성한 후(도 16의 f), 제1몰드기판(1)을 분리하여 유기광검출소자를 형성한다(도 16의 g).Then, the carbon
도 17은 도 6에 도시된 실시예의 제작방법이다. 도 16의 경우 폴리머평판(3)은 박판이지만, 도 17의 경우 폴리머평판(4)의 후판이다. 폴리머평판(4)이 후판인 경우 제1몰드기판(1)이 필요 없으므로 도 17은 도 16과 달리 제1몰드기판(1)을 분리하는 단계가 필요하지 않다.17 is a manufacturing method of the embodiment shown in FIG. In the case of FIG. 16, the
도 18은 도 7에 도시된 실시예의 제작방법이다. 폴리머 평판 형성단계(S10) 내지 폴리머보호층 형성단계(S60)은 도 13에 도시된 실시예와 동일하다.18 is a manufacturing method of the embodiment shown in FIG. Polymer flat plate forming step (S10) to the polymer protective layer forming step (S60) is the same as the embodiment shown in FIG.
도 18에 도시된 유기광 검출소자 형성단계(S70)는 압입상감단계 및 냉각분리단계를 포함한다. 즉 도 1의 실시예의 경우 도 13의 h와 같이 제1몰드기판(1)을 직접 분리하였지만 도 7의 실시예의 경우 제1몰드기판(1)을 직접분리하지 아니하고 도 18의 단계를 수행한다.The organic light detecting element forming step (S70) illustrated in FIG. 18 includes a press-in damascene step and a cooling separation step. That is, in the case of the embodiment of FIG. 1, as shown in FIG. 13H, the
압입상감단계는 포토다이오드 유닛(20)을 폴리머기판(30)에 삽입하는 단계이다. 이를 위하여 포토다이오드 유닛(20)이 형성된 제1몰드기판(1)과 폴리머기판(30)을 정렬하여 고정한 후 저진공 진공로에서 가열함과 동시에 일정한 압력을 인가한다(도 18의 a). 폴리머 유리전이 온도 이상의 가열온도와 공정압력을 인가하여 폴리머기판(30)으로 포토다이오드 유닛(20)을 압입하여 상감한다(도 18의 b). 냉각분리단계는 제1몰드기판(1)과 폴리머기판(30)을 동시에 급속 냉각한 후 제1몰드기판(1)을 분리한다(도 18의 c). 그러면 도 7에 도시된 유기광검출소자가 형성된다.The indentation step is inserting the
도 19는 도 8에 도시된 실시예의 제작방법이다. 도 19에 도시된 유기광 검출소자 형성단계(S70)은 도 18에 도시된 압입상감단계 및 냉각분리단계를 반복하여 실행한다. 다만 두번째 압입상감단계의 경우 포토다이오드 유닛(20) 첫번째 압입상감단계에서 삽입된 포토다이오드 유닛(20)과 엇갈리게 배치되도록 한다.19 is a manufacturing method of the embodiment shown in FIG. The organic light detecting element forming step S70 illustrated in FIG. 19 is repeatedly performed by the press-inlaying step and the cooling separation step shown in FIG. 18. However, in the case of the second press-in inlay step, the
도 10은 도 9에 도시된 실시예의 제작방법이다. 도 18 및 도 19의 경우 폴리머기판(30)의 일면에서 포토다이오드 유닛(20)을 압입상감 하였지만, 도 20은 폴리 머기판(30)의 양면에서 포토다이오드 유닛(20)을 압입상감한다.10 is a manufacturing method of the embodiment shown in FIG. In FIGS. 18 and 19, the
도 21은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 다른 제작방법의 순서도이다.21 is a flowchart of another manufacturing method of a flexible organic light detecting device according to the present invention.
도 21에 도시된 실시예는 폴리머평판 형성단계(S10)와, 전도성 박막층 형성단계(S120)와, 유기반도체 박막패턴 형성단계(S30)와, 금속박막 패턴 형성단계(S40)와, 소자 보호용 박막 코팅단계(S50)와, 폴리머보호층 형성단계(S60)를 포함한다. 21 shows a polymer flat plate forming step (S10), a conductive thin film layer forming step (S120), an organic semiconductor thin film pattern forming step (S30), a metal thin film pattern forming step (S40), and a device protection thin film. It includes a coating step (S50), and a polymer protective layer forming step (S60).
도 22는 도 21에 의한 도 10에 도시된 유기광검출소자의 제작방법의 개념도이다. 도 22에 도시된 실시예는 도 15에 도시된 실시예와 동일하다. 다만, 도 15의 경우 전도성 박막패턴 형성단계(S20)는 폴리머평판(4)의 일면에 전도성 박막패턴층(5)을 복수 개 형성하였다. 그러나 도 22의 전도성 박막층 형성단계(S120)는 폴리머평판(4)의 일면에 하나의 전도성 박막층(5_1)을 형성한다(도 22의 a). 따라서 도 22의 경우 금속박막패턴층(12)에만 제2전선(12)을 연결한다. 나머지 절차는 도 15의 경우와 동일하다.FIG. 22 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the organic photodetecting device illustrated in FIG. 10 according to FIG. 21. The embodiment shown in FIG. 22 is the same as the embodiment shown in FIG. 15. However, in the case of FIG. 15, in the forming of the conductive thin film pattern S20, a plurality of conductive thin film pattern layers 5 are formed on one surface of the polymer
도 23은 유기반도체 박막패턴 형성단계(S30)에서 유기반도체 박막의 재료가 금속증착기로 증착이 되지 않는 용액(7_1)일 때 액상으로 박막을 패턴화시켜 증착하는 개념을 개시하였다. 그 절차는 도 14의 경우와 동일하다. 그리고 유기반도체 박막패턴은 정공수송층(Hole transfer layer)과, 상기 정공수송층의 일면에 결합한 활성층(Active layer)과, 상기 활성층의 일면에 결합한 전자수송층(Electron transfer layer)으로 구성된다.FIG. 23 discloses a concept of patterning and depositing a thin film in a liquid phase when the material of the organic semiconductor thin film is a solution 7_1 which is not deposited by a metal vapor deposition in the step of forming an organic semiconductor thin film pattern (S30). The procedure is the same as in the case of FIG. The organic semiconductor thin film pattern includes a hole transport layer, an active layer bonded to one surface of the hole transport layer, and an electron transfer layer bonded to one surface of the active layer.
도 24는 도 17에 도시된 실시예의 제작방법을 응용한 외부배선 제작방법이다. 폴리머 평판 형성단계(S10) 내지 폴리머보호층 형성단계(S60)은 도 17에 도시된 실시예와 동일하다. 폴리며 평판 혹은 폴리머보호층 형성 후 제4섀도우마스크(67)를 이용하여 건식 플라즈마 식각공정으로 금속 박막패턴층(10)의 상부에 작은 구멍을 형성하고 제4섀도우마스크(67)를 제거한 후, 제5섀도우마스크(68)를 이용하여 작은구멍 내부와 폴리머 평판 혹은 폴리머 보호층 상부에 금속 박막패턴층(10_3)을 형성 한 후 제5섀도우마스크(68)를 제거하여 폴리머 평판 혹은 폴리머 보호층(16_1)을 형성시킨다. 24 is a method of manufacturing an external wiring applying the manufacturing method of the embodiment shown in FIG. 17. The polymer plate forming step (S10) to the polymer protective layer forming step (S60) are the same as the embodiment shown in FIG. After forming the polygonal flat plate or polymer protective layer, a small hole is formed in the upper portion of the metal thin
상기에서 설명한 본 발명에 따른 제1몰드기판의 재료로는 PMMA(Polymethyl methacrylate), PE(polyethylene), PA(Polyamide), PET(Polyetylene Terephthalate), PP(Polypropylene), PVC(Polyvinyl Chloride), PC(Poly Carbonate), PI(Polyimide), POM(Polyacetal), PBT(Polybuthylene Terephthalate), PS(Polystyrene), ABS(Acrylonitrile Butadiens Styrene), PPO(Poly Phenylene Oxide), PPS(polyphenylene Sulfide), PEI(Polyetherimide), PES(polyether sulfone), PAR(Polyarylate), PEEK(poly(etheretherketone)), PAI(Polyamideimide), PVDF(Poly Vinylidene Fluoride), PDMS(Polydimethyl Siloxane), COC(Cyclic Olefin Copolymer). SU-8(감광저항제), PR(감광성 막), 테프론, 나일론, 폴리에스테르, 폴리비닐, Kapton, 실리콘 고무 등을 포함한 각종 폴리머와 유리, 석영, 실리콘, 세라믹 등을 포함한 각종 무기재료, 구리, 니켈, 철, 스테인레스 합금(SUS), 알루미늄, 마그네슘 등을 포함한 각종 금속 및 합금, 그 외, 종이, 스티로폼을 포함한 상온에서 고체형상을 이루는 각종 재료가 사용될 수 있다.As a material of the first mold substrate according to the present invention described above, PMMA (Polymethyl methacrylate), PE (polyethylene), PA (Polyamide), PET (Polyetylene Terephthalate), PP (Polypropylene), PVC (Polyvinyl Chloride), PC ( Poly Carbonate, Polyimide (PI), Polyacetal (POM), Polybuthylene Terephthalate (PBT), Polystyrene (PS), Acrylonitrile Butadiens Styrene (ABS), Poly Phenylene Oxide (PPO), Polyphenylene Sulfide (PPS), Polyetherimide (PEI), Polyether sulfone (PES), polyarylate (PAR), polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), polyvinylidene fluoride (PVDF), polydimethyl siloxane (PDMS), cyclic olefin copolymer (COC). Various polymers including SU-8 (photoresist), PR (photosensitive film), Teflon, nylon, polyester, polyvinyl, Kapton, silicone rubber, and various inorganic materials including glass, quartz, silicon, ceramics, etc. Various metals and alloys, including nickel, iron, stainless alloys (SUS), aluminum, magnesium, and the like, as well as various materials forming a solid form at room temperature, including paper and styrofoam, may be used.
그리고 폴리머 박막 및 기판의 재료로는 PMMA(Polymethyl methacrylate), PE(polyethylene), PA(Polyamide), PET(Polyetylene Terephthalate), PP(Polypropylene), PVC(Polyvinyl Chloride), PC(Poly Carbonate), PI(Polyimide), POM(Polyacetal), PBT(Polybuthylene Terephthalate), PS(Polystyrene), ABS(Acrylonitrile Butadiens Styrene), PPO(Poly Phenylene Oxide), PPS(polyphenylene Sulfide), PEI(Polyetherimide), PES(polyether sulfone), PAR(Polyarylate), PEEK(poly(etheretherketone)), PAI(Polyamideimide), PVDF(Poly Vinylidene Fluoride), PDMS(Polydimethyl Siloxane), COC(Cyclic Olefin Copolymer). SU-8(감광저항제), PR(감광성 막), 테프론, 나일론, 폴리에스테르, 폴리비닐, Kapton, 실리콘 고무 등을 포함한 각종 폴리머가 사용될 수 있다. Polymer films and substrates include polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene (PE), polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC) and PI ( Polyimide, POM (Polyacetal), PBT (Polybuthylene Terephthalate), PS (Polystyrene), ABS (Acrylonitrile Butadiens Styrene), Poly Phenylene Oxide (PPO), Polyphenylene Sulfide (PPS), Polyetherimide (PEI), Polyether sulfone (PES), Polylatelate (PAR), poly (etheretherketone) (PEEK), polyamideimide (PAI), poly vinylidene fluoride (PVDF), polydimethyl siloxane (PDMS), cyclic olefin copolymer (COC). Various polymers can be used including SU-8 (photoresist), PR (photosensitive film), Teflon, nylon, polyester, polyvinyl, Kapton, silicone rubber and the like.
또한, 상기 정공수송층으로 사용되는 물질로는 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine), PEDOT:PSS(poly3,4-ethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonate), NPB(N,N-di(naphthalene-1-yl)-N,N-diphenyl-benzidene), HfOx, TFB(poly [2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-co-(1,4-phenylene- [(4-sec-butylphenyl)imino] -1,4-phenylene)]), 등이 있으며, 상기 활성층으로 사용되는 물질은 p형 재료로서 copper phthalcyanine, polyacetylene, merocyanine, polythiophene, phthalocyanine, poly(3- hexythiophene), poly(3-alkylthiophene), pentacene, a-sexithiophene, a--dihexyl-sexithiophene, polythienylenevinylene, bis(dithienothiophene), dihexyl-anthradithiophene, tolyl-substituted oligothiophene, poly-3-hexylthiophene, dioctadecyldithiaanthracene, 2,2'-dihexylbenzodithiophene, poly (2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene) 등과 n형 재료로서 pentacene, phenyl C61-butyric acid methylester, regioregular poly(3-hexylthiophene), perylene, naphthalene, rose bengal, C60, perylene tetracarboxyllic anhydride 유도체, quinodimethane 화합물, phthalocyanine 유도체, N, N-bis(2,5-di-tert-butylphenyl)3,4,9,10-perylene dicarboximide, double-stranded poly(benzobisimidazophenanthroline) 등의 재료들을 순차적으로 코팅하는 방식, 혼합하여 코팅하는 방식 및 단일 재료로 사용하는 방식 등으로 활성층으로 사용되며, 상기 전자수송층으로 사용되는 물질로는 LiF, SeF, Alq3, Ca, Cs, Ba, PDI(N,N'-bis(1-ethylpropyl)-3,4,9,10-perylene tetracarboxy diimide) 등이 사용될수 있다. 상기 금속 박막패턴층의 재료로는 Al, CaAl, Ag, MaAg, Au, AlAu, MgIn 등이 사용될수 있다.In addition, the material used as the hole transport layer TPD (N, N'-diphenyl-N, N'-bis- (3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine), PEDOT: PSS (poly3,4-ethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonate), NPB (N, N-di (naphthalene-1-yl) -N, N-diphenyl-benzidene), HfOx, TFB (poly [2,7- (9,9- di-n-octylfluorene) -co- (1,4-phenylene-[(4-sec-butylphenyl) imino] -1,4-phenylene)]), and the like, and the material used as the active layer is a p-type material. As copper phthalcyanine, polyacetylene, merocyanine, polythiophene, phthalocyanine, poly (3-hexythiophene), poly (3-alkylthiophene), pentacene, a-sexithiophene, a--dihexyl-sexithiophene, polythienylenevinylene, bis (dithithiothiophene), dihexyl-anthradi tolyl-substituted oligothiophene, poly-3-hexylthiophene, dioctadecyldithiaanthracene, 2,2'-dihexylbenzodithiophene, poly (2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene) and other n-type materials such as pentacene, phenyl C61- butyric acid methylester, regioregular poly (3-hexylthiophene), perylene, naphthalene, rose bengal, C60, perylene tetracarboxyllic anhydride derivative, quinodimethane compound, phthalocyanine derivative, N, N-bis (2,5-di-tert-butylphenyl) 3,4,9,10-perylene dicarboximide, double-stranded poly ( benzobisimidazophenanthroline) is used as an active layer by sequentially coating, mixing and coating and using a single material, the material used as the electron transport layer is LiF, SeF, Alq3, Ca, Cs, Ba, PDI (N, N'-bis (1-ethylpropyl) -3,4,9,10-perylene tetracarboxy diimide) may be used. Al, CaAl, Ag, MaAg, Au, AlAu, MgIn, etc. may be used as the material of the metal thin film pattern layer.
또한, 투명한 전도성 박막의 재료로는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 전도성 세라믹과 PANI-CSA(polyaniline-camphor sulphonic acid), PEDOT-PSS(poly3,4-ethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonate), Baytron P* series 등의 다양한 전도성 폴리머가 이용될 수 있다. In addition, the transparent conductive thin film includes conductive ceramics such as indium tin oxide (ITO), polyaniline-camphor sulphonic acid (PANI-CSA), poly3,4-ethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonate (PEDOT-PSS), and Baytron P * series. Various conductive polymers can be used.
또한, 금속 박막의 재료로는 구리, 알루미늄, 니켈, 마그네슘, 티타늄, 철 등을 포함한 각종 금속 및 금속합금 등의 다양한 금속재료가 이용될 수 있다. In addition, as the material of the metal thin film, various metal materials such as various metals and metal alloys including copper, aluminum, nickel, magnesium, titanium, iron, and the like may be used.
상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제1실시예의 단면도,1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a flexible organic light detection device according to the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 유기 반도체 박막패턴층의 단면도,2 is a cross-sectional view of the organic semiconductor thin film pattern layer of the embodiment shown in FIG.
도 3은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제2실시예의 단면도,3 is a cross-sectional view of a second embodiment of a flexible organic light detecting element according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제3실시예의 단면도,4 is a cross-sectional view of a third embodiment of a flexible organic light detecting element according to the present invention;
도 5는 도 4에 도시된 실시예의 평면도,5 is a plan view of the embodiment shown in FIG. 4;
도 6은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제4실시예의 단면도,6 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of a flexible organic light detecting element according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제5실시예의 단면도,7 is a cross-sectional view of a fifth embodiment of a flexible organic light detecting element according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제6실시예의 단면도,8 is a sectional view of a sixth embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제7실시예의 단면도,9 is a sectional view of a seventh embodiment of a flexible organic photodetector according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제8실시예의 단면도,10 is a cross-sectional view of an eighth embodiment of a flexible organic light detecting element according to the present invention;
도 11은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 제작방법의 순서도,11 is a flow chart of a manufacturing method of a flexible organic light detection device according to the present invention;
도 12는 도 11에 도시된 실시예의 전도성 박막패턴 형성단계의 순서도,12 is a flow chart of the conductive thin film pattern forming step of the embodiment shown in FIG.
도 13은 도 1에 도시된 실시예의 제작방법의 개념도,13 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the embodiment shown in FIG.
도 14는 도 11에 도시된 전도성 박막패턴 형성단계의 개념도,14 is a conceptual diagram of the conductive thin film pattern forming step shown in FIG.
도 15는 도 3에 도시된 실시예의 제작방법의 개념도,15 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the embodiment shown in FIG.
도 16은 도 4에 도시된 실시예의 제작방법의 개념도,16 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the embodiment shown in FIG.
도 17은 도 6에 도시된 실시예의 제작방법의 개념도,17 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the embodiment shown in FIG.
도 18은 도 7에 도시된 실시예의 개념도,18 is a conceptual diagram of the embodiment shown in FIG. 7;
도 19는 도 8에 도시된 실시예의 제작방법의 개념도,19 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the embodiment shown in FIG. 8;
도 20은 도 9에 도시된 실시예의 제작방법의 개념도,20 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the embodiment shown in FIG.
도 21은 본 발명에 따른 유연한 유기광검출소자의 다른 제작방법의 순서도,21 is a flow chart of another manufacturing method of a flexible organic light detection device according to the present invention;
도 22는 도 10에 도시된 실시예의 제작방법의 개념도,22 is a conceptual diagram of a manufacturing method of the embodiment shown in FIG.
도 23은 도 21에 도시된 유기반도체 박막패턴 형성단계의 개념도,FIG. 23 is a conceptual diagram of an organic semiconductor thin film pattern forming step illustrated in FIG. 21;
도 24는 도 17에 도시된 실시예의 다른 제작방법의 개념도이다.24 is a conceptual view of another manufacturing method of the embodiment shown in FIG.
<도면부호의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>
1 : 제1몰드기판 3, 4 : 폴리머평판1:
5, 6 : 전도성 박막패턴층 7, 8 : 유기반도체 박막패턴층5, 6: conductive thin
9, 10 : 금속 박막패턴층 11 : 제1전선 9, 10: metal thin film pattern layer 11: first wire
12 : 제2전선 13 : 불화탄소 코팅층12: second wire 13: carbon fluorocarbon coating layer
15, 16 : 폴리머보호층 20, 21 : 포토다이오드 유닛15, 16: polymer
30 : 폴리머기판 61 : 제1섀도우마스크30: polymer substrate 61: the first shadow mask
63 : 제2섀도우마스크 65 : 제2몰드기판63: second shadow mask 65: the second mold substrate
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