KR20170075354A - Apparatus of organic field effect transistor type complex sensor comprised structure of dual gate and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 듀얼 게이트(Dual-Gate) 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터(OFET) 타입의 복합센서장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명의 일실시예에 따르면, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치는, 서로 이격하여 평형하게 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 소스드레인 전극층, 상기 소스드레인 전극층 상단에 배치된 제 1 게이트 전극층, 상기 소스드레인 전극층 하단에 배치된 제 2 게이트 전극층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 게이트 전극층 사이에 위치하되 자외선감지를 수행하는 제 1 유전층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 게이트 전극층 사이에 위치하되 가스감지를 수행하는 채널층을 포함하여 이루어질 수 있다.The present invention relates to a composite sensor device of an organic field effect transistor (OFET) type having a dual-gate structure and a manufacturing method thereof.
More specifically, according to an embodiment of the present invention, a composite sensor device of an organic field effect transistor type having a dual gate structure includes a source and drain electrode layer including source and drain electrodes arranged to be spaced apart from each other, Drain electrode layer, a first gate electrode layer disposed on the upper side of the drain electrode layer, a second gate electrode layer disposed on the lower end of the source and drain electrode layer, a first dielectric layer positioned between the source and drain electrode layers and the first gate electrode layer, And a channel layer positioned between the electrode layer and the second gate electrode layer and performing gas sensing.
Description
본 발명은 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 2 종류 이상의 센싱 기능을 하나의 유기 전계효과 트랜지스터(ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTOR: OFET)에 부여하되 상기 2 종류의 센싱 신호를 구별하기 위하여 듀얼 게이트 구조를 포함하고 있는 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to an organic field effect transistor (ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTOR: OFET) And a dual gate structure for distinguishing the two kinds of sensing signals, and a method of manufacturing the same.
최근 들어 오존층의 파괴 정도가 조금씩 더 증가됨에 따라 현대인들이 자외선에 의해 받는 영향이 더욱 커지고 있다. 이러한 자외선이 일정 시간 이상 인체에 직접적으로 맞닿게 되는 경우 안구질환 또는 피부질환 등을 야기시킬 수 있어 인체에 매우 부정적인 영향을 끼칠 수 있게 된다.Recently, the degree of destruction of the ozone layer has been increasing more and more, and the influence of ultraviolet rays on modern people is getting bigger. If such ultraviolet rays are directly contacted to the human body for a certain period of time, it can cause eye diseases or skin diseases, and can have a very negative influence on the human body.
이에 따라, 인체에 유해한 영향을 끼치고 있는 자외선에 대하여 현대인들의 관심이 고조되고 있으며, 이에 따라 최근 스마트폰을 비롯한 휴대용 장치 등에 UV(ultraviolet-ray) 센서를 장착해야할 필요성이 더욱 강조되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a growing interest in the ultraviolet rays which are harmful to the human body. Accordingly, the necessity of attaching ultraviolet ray (UV) sensors to portable devices including smart phones has been emphasized.
또한, 최근 급격한 산업발전에 따라 산업도시를 포함하는 도심지 등에서는 스모그나 유해 가스의 농도가 급격하게 향상되고 있으며, 이러한 스모그나 유해 가스 등에 일정 시간 이상 노출되는 경우, 호흡기 질환이나 피부 질환 등을 야기시킬 수 있어 이 또한 인체에 매우 부정적인 영향을 끼칠 수 있게 된다.In addition, due to rapid industrial development in recent years, the concentration of smog and noxious gas has drastically improved in urban areas including industrial cities. When exposed to such smog or noxious gas for a certain period of time, it causes respiratory diseases or skin diseases This can also have a very negative effect on the human body.
이에 따라, 인체에 유해한 영향을 끼치고 있는 스모그나 유해 가스 등에 대한 현대인들의 관심도 앞서 언급한 자외선과 함께 고조되고 있으며, 스마트폰을 비롯한 휴대용 장치 등에 가스 측정을 위한 센서를 장착해야 할 필요성 또한 최근 더욱 강조되고 있다.Accordingly, modern people's interest in smog and harmful gas, which are harmful to human body, is rising with ultraviolet ray mentioned above, and the necessity of attaching a sensor for gas measurement to a portable device including a smart phone is also emphasized recently .
다만, 종래에는 소재의 한계, 소형화의 어려움 및 민감도 감소 등의 이유들로 인해 서로 다른 센싱 기능을 갖는 복수 개의 센서를 하나의 소자로 구현하기 어려운 문제점이 있었으며, 이에 따라 복수 개의 센서를 각각 복수 개의 소자에 개별적으로 구현하였다.However, it is difficult to implement a plurality of sensors having different sensing functions as a single device due to reasons such as material limitation, difficulty in miniaturization, sensitivity reduction, etc. Accordingly, The device is implemented individually.
따라서, 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 서로 다른 센싱 기능을 갖는 복수 개의 센서를 하나의 소자로 구현하기 위한 방법이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, in order to solve the above problems, a method for implementing a plurality of sensors having different sensing functions as a single device is required.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결할 수 있도록 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure to solve the above problems.
본 발명의 다른 목적은, 2 종류 이상의 센서를 하나의 소자에 부여한 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an organic field effect transistor type composite sensor device in which two or more kinds of sensors are provided to one element.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 2 종류 이상의 센서 신호를 구별하기 위해 듀얼 게이트 구조를 포함하는 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a composite sensor device of the organic field effect transistor type including a dual gate structure for distinguishing the two or more types of sensor signals.
본 발명의 또 다른 목적은, 상술한 목적을 갖는 복합센서장치를 제조하는 제조 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a manufacturing method for manufacturing a composite sensor device having the above-mentioned objects.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by the present invention are not limited to the technical problems and other technical problems which are not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치는, 서로 이격하여 평형하게 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 소스드레인 전극층, 상기 소스드레인 전극층 상단에 배치된 제 1 게이트 전극층, 상기 소스드레인 전극층 하단에 배치된 제 2 게이트 전극층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 게이트 전극층 사이에 위치하되 자외선감지를 수행하는 제 1 유전체층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 게이트 전극층 사이에 위치하되 가스감지를 수행하는 채널층을 포함하여 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a combined sensor device of an organic field effect transistor type having a dual gate structure, including: a source electrode layer including a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other, A first gate electrode layer disposed on an upper portion of the source and drain electrode layers, a second gate electrode layer disposed on a lower end of the source and drain electrode layers, a first dielectric layer positioned between the source and drain electrode layers and the first gate electrode layer, And a channel layer positioned between the source and drain electrode layers and the second gate electrode layer and performing gas sensing.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치는, 상기 제 2 게이트 전극층과 상기 채널층 사이에 제 2 유전체층을 더 포함하되, 상기 제 2 유전체층은 산화규소(SiO2), 이온결합 물질, 고 유전체 물질, 전해 물질, 페로브스카이트(perovskite) 물질을 포함하는 무기 유전체 또는 유기 유전체 물질 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. The composite sensor device of the organic field effect transistor type having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention may further include a second dielectric layer between the second gate electrode layer and the channel layer, (SiO2), an ionic bonding material, a high dielectric material, an electrolytic material, an inorganic dielectric material including a perovskite material, or an organic dielectric material.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치에 있어서, 상기 채널층은 전도성 물질을 포함하여 이루어지되, 상기 전도성 물질은 탄소나노튜브(MWCNT), 산화아연(ZnO), 폴리피롤(PPy), 폴리아닐린(Pani) 또는 폴리치오펜(PTh) 중 어느 하나일 수 있다.In the composite sensor device of the organic field effect transistor type having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention, the channel layer includes a conductive material, and the conductive material may include carbon nanotube (MWCNT), zinc oxide (ZnO), polypyrrole (PPy), polyaniline (Pani), or polythiophene (PTh).
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치에 있어서, 상기 제 1 유전체층은 광감응성 물질을 포함하여 이루어지되, 상기 광감응성 물질은 아조벤젠(azobenzene), 스피로피란(Spiropyran), 디아릴에텐(Diarylethene) 또는 이들의 유도체(derivatives) 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.In the composite sensor device of the organic field effect transistor type having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention, the first dielectric layer includes a photosensitive material, and the photosensitive material may include azobenzene, And may include any one of spiropyran, diarylethene, and derivatives thereof.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치에 있어서, 상기 복합센서장치는 반도체 장치, 기계장치, 모바일 장치, 스마트폰, 태블릿, 노트북, 컴퓨터 장치, 웨어러블 장치, 메디컬 장치 또는 헬스케어 장치를 포함하여 이루어지는 이동성이 있는 단말에 결합될 수 있다.In the composite sensor device of the organic field effect transistor type having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention, the composite sensor device may be a semiconductor device, a mechanical device, a mobile device, a smart phone, a tablet, a notebook, May be coupled to a mobile terminal comprising a device, a medical device or a healthcare device.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치에 있어서, 상기 채널층에서 감지되는 가스는 NO2, NO3와 같은 NOx 계열 가스, O3(오존) 가스, VOC(Volatile Organic Compounds), HCHO(formaldehyde), 탄소(carbon) 계열 가스, 황(sulfur) 계열 가스 또는 미세먼지(PM-10) 일 수 있으며, 앞서 언급한 가스 이외에도 인체에 유해한 다양한 가스가 미리 수행된 설정에 따라 감지될 수 있다.In the dual-gate structure, the composite sensor device of the organic field effect transistor type comprising, in accordance with an embodiment of the invention, the gas to be detected on the channel layer is NOx-based gas such as NO 2, NO 3, O3 (ozone) gas, The gas may be volatile organic compounds (VOC), formaldehyde (HCHO), carbon-based gas, sulfur-based gas or fine dust (PM-10) Can be detected according to the set-up.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치에 있어서, 상기 채널층은 제 1 채널층 및 상기 제 1 채널층 하단에 상기 제 1 채널층과 평형하게 배치된 제 2 채널층을 포함하여 이루어지되, 상기 제 1 채널층은 자외선 및 가스에 의해 영향을 받지 않는 채널층이며, 상기 제 2 채널층은 가스에 의해 영향을 받는 채널층일 수 있다.In the combined sensor device of an organic field effect transistor type having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention, the channel layer may be disposed in a first channel layer and a first channel layer Wherein the first channel layer is a channel layer that is not affected by ultraviolet light and gas, and the second channel layer is a channel layer that is affected by a gas.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제조하는 방법은, 게이트 전극층에 유전체층을 결합하는 단계, 상기 게이트 전극층과 결합된 유전체층 상단에 가스감지를 수행하는 채널층을 코팅하는 단계, 상기 채널층 상단에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 평형하게 증착하여 소스드레인 전극층을 형성하는 단계, 상기 소스드레인 전극층 상단에 자외선감지를 수행하는 유전체층을 코팅하는 단계 및 상기 자외선감지를 수행하는 유전체 층 상단에 게이트 전극층을 증착하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure, the method comprising: coupling a dielectric layer to a gate electrode layer; Forming a source / drain electrode layer by depositing a source electrode and a drain electrode on the top of the channel layer in such a manner that the source and drain electrodes are spaced apart from each other to form a gas-sensing channel layer on the top of the dielectric layer; And depositing a gate electrode layer on top of the dielectric layer to perform the ultraviolet ray detection.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 유전체층은 산화규소(SiO2), 이온결합 물질, 고 유전체 물질(high-K dielectrics), 전해 물질, 페로브스카이트(perovskite) 물질을 포함하는 무기 유전체 물질 또는 유기 유전체 물질 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.The dielectric layer may be formed of silicon oxide (SiO 2 ), an ion-binding material, a high-k dielectric material (high-K dielectrics, an inorganic dielectric material including an electrolytic material, a perovskite material, or an organic dielectric material.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 코팅은 스핀 코팅, 캐스팅, 진공증착, 프린팅, 분무코팅, 롤코팅, 슬릿코팅, 드롭캐스팅, 딥케스팅, 잉크젯 코팅, 임프린트 코팅 또는 레이져 코팅 중 어느 하나를 기반으로 하여 이루어질 수 있다.The method of fabricating a composite sensor device of the organic field effect transistor type having a dual gate structure according to an exemplary embodiment of the present invention may include spin coating, casting, vacuum deposition, printing, spray coating, roll coating, slit coating , Drop casting, dip casting, ink jet coating, imprint coating or laser coating.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명인 듀얼 게이트(Dual-Gate) 및 2 채널(Two Channel) 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터(Organic Field-Effect Transistor: OFET) 타입의 복합센서장치는, 서로 이격하여 평형하게 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 소스드레인 전극층, 상기 소스드레인 전극층 상단에 배치된 제 1 게이트 전극층, 상기 소스드레인 전극층 하단에 배치된 제 2 게이트 전극층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 게이트 전극층 사이에 위치하되 자외선감지를 수행하는 제 1 유전체(dielectric)층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 유전체층 사이에 위치하되 자외선 및 가스에 의해 영향을 받지 않는 제 1 채널(Channel)층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 게이트 전극층 사이에 위치하되 가스감지를 수행하는 채널(channel)층 및 상기 제 2 게이트 전극층과 상기 채널층 사이에 제 2 유전체(dielectric)층을 더 포함하여 이루어질 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-described problems, an organic field-effect transistor (OFET) type composite sensor device having dual-gate and two channel structures according to the present invention, A first gate electrode layer disposed on an upper end of the source-drain electrode layer, a second gate electrode layer disposed on a lower end of the source-drain electrode layer, a source / drain electrode layer including a source electrode and a drain electrode, A first dielectric layer positioned between the gate electrode layers and performing ultraviolet ray detection; a first channel layer positioned between the source and drain electrode layers and the first dielectric layer but not affected by ultraviolet rays and gases; A channel layer positioned between the source-drain electrode layer and the second gate electrode layer and performing gas sensing; And a second dielectric layer between the second gate electrode layer and the channel layer.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 자외선과 가스 감지를 수행하는 유전체를 포함하는 듀얼 게이트(Dual-Gate) 구조 유기 전계효과 트랜지스터(Organic Field-Effect Transistor: OFET) 타입의 복합센서장치는, 서로 이격하여 평형하게 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 소스드레인 전극층, 상기 소스드레인 전극층 상단에 배치된 제 1 게이트 전극층, 상기 소스드레인 전극층 하단에 배치된 제 2 게이트 전극층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 게이트 전극층 사이에 위치하되 자외선감지를 수행하는 제 1 유전체(dielectric)층, 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 게이트 전극층 사이에 외치하되 가스 감지를 수행하는 제 2 유전체(dielectric)층 및 상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 유전체층 사이에 위치하는 채널(channel)층을 포함하여 이루어질 수 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a dual-gate organic field-effect transistor (OFET) type complex including a dielectric for performing ultraviolet ray and gas sensing according to an embodiment of the present invention. The sensor device includes a source-drain electrode layer including a source electrode and a drain electrode arranged to be spaced apart from each other, a first gate electrode layer disposed at an upper end of the source-drain electrode layer, a second gate electrode layer disposed at a lower end of the source- A first dielectric layer positioned between the source and drain electrode layers and the first gate electrode layer for performing ultraviolet ray detection; a second dielectric layer disposed between the source and drain electrode layers and the second gate electrode layer, a channel disposed between the source and drain electrode layers and the second dielectric layer, l) < / RTI > layer.
상기와 같은 본 발명에 따르면 아래에 기재된 효과를 얻을 수 있다. 다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 이에 제한되지 않는다.According to the present invention as described above, the following effects can be obtained. However, effects obtained through the present invention are not limited thereto.
첫째, 본 발명에 따르면 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치가 제공될 수 있는 효과가 있다.First, according to the present invention, there is an effect that a composite sensor device of an organic field effect transistor type having a dual gate structure can be provided.
둘째, 본 발명에 따르면 2 종류 이상의 센서를 하나의 소자에 부여한 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치가 제공될 수 있는 효과가 있다.Second, according to the present invention, it is possible to provide an organic field effect transistor type composite sensor device in which two or more kinds of sensors are attached to one device.
셋째, 본 발명에 따르면, 상기 2 종류 이상의 센서 신호를 구별하기 위해 듀얼 게이트 구조를 포함하는 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치가 제공되는 효과가 있다.Thirdly, according to the present invention, there is an effect of providing an organic field effect transistor type composite sensor device including a dual gate structure for distinguishing the two or more types of sensor signals.
넷째, 본 발명에 따르면, 상술한 목적을 갖는 복합센서장치를 제조하는 제조 방법이 제공될 수 있는 효과가 있다.Fourthly, according to the present invention, there is an effect that a manufacturing method for manufacturing a composite sensor device having the above-mentioned object can be provided.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치의 구조를 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치의 구조를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 네트워크 시스템을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제조하는 제조방법을 예시하는 도면이다.1 is a view illustrating a structure of an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating the structure of an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure according to another embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating the structure of an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure according to another embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a wireless communication network system to which the present invention may be applied.
5 is a view illustrating a method of manufacturing an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced.
단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전히 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. Only.
몇몇의 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.In some instances, well-known structures and devices may be omitted or may be shown in block diagram form, centering on the core functionality of each structure and device, to avoid obscuring the concepts of the present invention. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising" or " including ", it is meant that the element does not exclude other elements, do.
또한, 명세서에 기재된 "…부" 의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 나아가, "일(a 또는 an)", "하나(one)", 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Also, the term "part" in the description means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software. Furthermore, the terms " a or an, "" one," and similar related terms, unless the context clearly dictates otherwise or clearly contradicted by context, As used herein.
아울러, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.In addition, specific terms used in embodiments of the present invention are provided to facilitate understanding of the present invention. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, And have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art. The use of such a specific term may be changed to other forms without departing from the spirit of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치의 구조를 예시하는 도면이다.1 is a view illustrating a structure of an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 1을 참고하면, 본 발명인 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치는, 소스드레인 전극층(101), 제 1 게이트 전극층(102), 제 2 게이트 전극층(103), 유전체(dielectric)층(104, 106), 채널층(105)을 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, a complex sensor device of an organic field effect transistor type having a dual gate structure according to the present invention includes a source-
여기에서, 상기 유기 전계효과 트랜지스터(Organic Field Effect Transistor)라 함은 활성층(Active Layer)이 유기 반도체 물질로 제조되는 유기 반도체 소자의 한 종류이며, 상기, 유기 반도체 소자는 예컨대 외부 환경 상태를 감지하는 센서로서 이용할 수 있다. Here, the organic field effect transistor is a type of organic semiconductor device in which an active layer is made of an organic semiconductor material, and the organic semiconductor device is, for example, It can be used as a sensor.
보다, 구체적으로 상기 유기 전계효과 트랜지스터는 산화질소(NO2), 이산화탄소(CO2)와 같은 대기 오염 가스나, 자외선(Ultraviolet Ray: UV) 등을 감지하는 센서로서 이용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. More specifically, the organic field effect transistor may be used as a sensor for detecting air pollution gas such as nitrogen oxide (NO 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), ultraviolet ray (UV) .
즉, 외부 환경에 감지 대상 물질이 존재하면, 유기 반도체 소자가 본 발명과 같이 OFET 타입인 경우, 유기 반도체 물질층이 감지 대상 물질의 영향을 받아 상기 유기 반도체 물질층의 영역을 통해 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 전류가 흐를 수 있도록 변화를 일으키거나, 혹은 전해질 물질이 감지 대상 물질의 영향을 받아 유기 반도체 물질층의 영역을 통해 소스 전극과 드레인 전극 사이에 전류가 흐를 수 있도록 변화를 일으킬 수 있다.That is, in the case where the object substance exists in the external environment, when the organic semiconductor device is OFET type as in the present invention, the organic semiconductor material layer is affected by the substance to be detected and the source electrode and the drain A change may be caused so that a current can flow between the electrodes or an electrolyte material may be influenced by the substance to be sensed and a current may flow between the source electrode and the drain electrode through a region of the organic semiconductor material layer.
한편, 상기 소스드레인 전극층(101)은 소스 전극과 드레인 전극을 포함하여 이루어질 수 있고, 상기 소스 전극과 드레인 전극 각각은 특정 방향으로 연장될 수 있다. 예컨대, 상기 소스드레인 전극층(101) 내에서 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 서로 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 소스 전극과 드레인 전극 사이에는 도 1에 도시된 바와 같이 갭(gap)이 형성될 수 있으며, 상기 갭의 길이는 채널 거리(Channel Length)로서 예컨대 약 100um일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. The source and
또한, 상기 소스드레인 전극층(101) 내 상기 소스 전극과 드레인 전극은 도전성 전극일 수 있으며, 상기 소스 전극 및 드레인 전극의 전부 또는 일부는 도 1에 도시된 바와 같이 유기 반도체 물질층에 의해 둘러 싸여질 수 있다. 따라서, 소스 전극 및 드레인 전극은 유기 반도체 물질층에 의해 결합되어 하나의 어셈블리(assembly)를 구성할 수 있다.In addition, the source electrode and the drain electrode in the source and drain
구체적으로, 하나 이상의 소스 전극과 하나 이상의 드레인 전극이 유기 반도체 물질층에 둘러싸여 유기 어셈블리를 구성할 수 있다. 그리고, 유기 반도체 물질층의 적어도 일부는 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 위치하여 채널 영역으로 기능할 수 있다.In particular, one or more source electrodes and one or more drain electrodes may be surrounded by a layer of organic semiconductor material to form an organic assembly. And, at least a part of the organic semiconductor material layer may be located between the source electrode and the drain electrode and function as a channel region.
또한, 유기 반도체 물질층은 소스 전극 및 드레인 전극이 연장되는 방향으로 함께 연장될 수 있으며, 이에 따라, 게이트 전극과 마주하는 일면과, 이에 대향하는 타면 역시 소스 전극 및 드레인 전극이 연장되는 방향과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 유기 반도체 물질층의 일면 또는 타면은 예컨대 평면(plane)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In addition, the organic semiconductor material layer can be extended together in the direction in which the source electrode and the drain electrode extend, and thus the one surface facing the gate electrode and the other surface facing the gate electrode are also the same in the direction in which the source electrode and the drain electrode extend Lt; / RTI > And, one surface or the other surface of the organic semiconductor material layer may be, for example, a plane, but is not limited thereto.
앞서 언급한 바와 같이, 상기 소스드레인 전극층(101) 내 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 각각 제1 방향으로 연장된 도전체일 수 있으며, 각각 소스 및 드레인으로 기능할 수 있다. As described above, the source electrode and the drain electrode in the source and drain
상기 소스드레인 전극층(101) 내 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 예컨대, 금, 은, 구리, 알루미늄 등의 금속 물질이나, 전도성 물질(또는 전도성 고분자 물질), 탄소계 물질 등을 포함하여 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 소스드레인 전극층(101) 내 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 에컨대 금(Au)을 포함하는 와이어이거나, 폴리머 화이버(polymer fiber) 상에 금(Au) 또는 PEDOT:PSS (Poly Ethylene Di Oxy Thiophene : Poly Styrene Sulfonate)가 증착된 것일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.The source electrode and the drain electrode in the source and drain
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 소스드레인 전극층(101) 내 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 앞서 언급한 바와 같이 갭(gap)을 포함하여 서로 이격되어 평행하게 배치될 수 있으며, 구체적으로 유기 반도체 물질층인 유전체 층(104, 106) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 소스 전극 및 드레인 전극 사이의 평행 배치는 유전체 층에 의해 코팅됨으로써 고정될 수 있다. 따라서, 소스 전극 및 드레인 전극과 채널 영역을 포함하는 유전체 층이 합쳐진 유기 어셈블리룰 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the source electrode and the drain electrode in the source and drain
다시 도 1을 참고하면, 상기 소스 드레인 전극층(101) 상단 및 하단 각각에는 제 1 게이트(102) 및 제 2 게이트(103)가 존재할 수 있다. 즉, 본 발명에서 적용되는 바와 같이 듀얼 게이트(dual-gate) 구조로 이루어질 수 있다.Referring again to FIG. 1, a
상기 제 1 게이트 및 제 2 게이트 각각의 전극(102, 103)은 특정한 방향인 제1 방향으로 연장된 도전체일 수 있으며, 예컨대, 금, 은, 구리, 알루미늄 등의 금속 물질이나, 전도성 물질(또는 전도성 고분자 물질), 탄소계 물질 등으로 이루어질 수 있으며, 구체적으로, 알루미늄(Al) 또는 금(Au)을 포함하는 와이어일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극 각각은 서로 평행하되 서로 이격되어 배치될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 소스드레인 전극층(101)과 상기 제 1 게이트 전극층(102) 사이에는 자외선 감지를 수행하는 유전체(dielectric)층(104, 이하 자외선 감지층)이 존재할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a
이 때, 본 발명에 따르면 상기 자외선 감지층(104)은 자외선 감지를 위해 광감응성 물질(Photochromic molecule)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 때 상기 광감응성 물질은 아조벤젠(azobenzene), 스피로피란(Spiropyran), 디아릴에텐(Diarylethene) 또는 이들의 유도체(derivatives) 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.At this time, according to the present invention, the ultraviolet
즉, 본 발명에서 상기 자외선 감지층을 이루는 광감응성 물질은 상기 아조벤젠(azobenzene), 스피로피란(Spiropyran), 디아릴에텐(Diarylethene) 구조를 기본으로 하는 모든 유도체(derivatives)까지 확대가 가능할 수 있다고 해석되어야 한다.That is, in the present invention, the photosensitive material forming the ultraviolet ray sensing layer may be extended to all derivatives based on azobenzene, spiropyran, and diarylethene structures Should be interpreted.
보다 구체적인 예를 들어, 상기 아조벤젠 유도체라 함은 아조벤젠 기본 구조에다가 그 말단기(end group)에 알킬 체인(alkyl chain)을 붙이거나 OH 기(hydroxyl)를 붙이는 등 다양하게 개량한 형태일 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 자외선 감지층을 이루는 광감응성 물질은 앞서 언급한 바와 같이 아조벤젠 유도체 (azobenzene derivatives), 스피로피란 유도체 (Spiropyran derivatives), 디아릴에텐 유도체 (Diarylethene derivatives)를 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.More specifically, for example, the azobenzene derivative may be various modified forms such as an azobenzene basic structure, an alkyl chain attached to the end group, or an OH group attached to the end group. Accordingly, in the present invention, the photosensitive material forming the ultraviolet ray-sensing layer is a concept including all azobenzene derivatives, spiropyran derivatives, and diarylethene derivatives as mentioned above Should be interpreted.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 자외선 감지층은 변색 분자(photochromic molecule) 및 폴리머 컴파운드(Polymer Compound)의 결합으로 이루어질 수 있으며, 여기에서, 상기 폴리머 컴파운드라 함은 고분자 나노 복합재에서 대표적인 매트릭스(matrix)로써 활용되는 PMMA(Poly Methylmethacrylate) 고분자를 기본으로 하며, 매트릭스로 활용 가능한 모든 절연성이 우수한(유전체로 활용가능한) 폴리머 종류를 포함하는 개념으로 해석될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the ultraviolet ray sensing layer may be formed of a combination of a photochromic molecule and a polymer compound. Here, the polymer compound may be a matrix in a polymeric nanocomposite, (poly methylmethacrylate) polymer which is used as a matrix and can be interpreted as a concept that includes all kinds of polymers which can be utilized as a matrix and which are excellent in dielectric properties (dielectric usable).
다시 도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치는, 상기 소스드레인 전극층(101)과 상기 제 2 게이트 전극층(103) 사이에 가스 감지를 수행하는 채널(Channel)층(105)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 again, an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention includes a
본 발명에서 상기 채널층(105)은 상기 가스 감지를 위해 전도성 물질을 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 채널층에서 감지되는 가스는 NOx 계열 가스, O3(오존) 가스, VOC(Volatile Organic Compounds), HCHO(formaldehyde), 탄소(carbon) 계열 가스, 황(sulfur) 계열 가스 또는 미세먼지(PM-10) 중 적어도 하나일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 이는 설정에 따라 달라질 수 있음은 당연하다.In the present invention, the
한편, 상기 채널층(105)은, 앞서 언급한 바와 같이 전도성 물질을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 때, 상기 포함되는 상기 전도성 물질은 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotubes: MWCNT), 산화아연(ZnO), 폴리피롤(Polypyrrole: PPy), 폴리아닐린(polyaniline: Pani) 또는 폴리치오펜(polythiophene: PTh) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 가스를 감지할 수 있는 즉, 가스에 반응성을 갖는 전도성 물질은모두 적용될 수 있다고 해석되어야 한다.한편, 본 발명에서, 상기 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치(100)가 듀얼 게이트 구조로 이루어질 수 있도록 하기 위해, 상기 제 2 게이트 전극층(103)과 상기 채널층(105) 사이에는 제 2 유전체(dielectric, 106)층이 더 포함되어 듀얼 유전체(dual dielectric) 구조를 형성할 수 있으며, 이 때, 상기 제 2 유전체층은 산화규소(SiO2)를 포함하여 이루어질 수 있으나, 이는 어디까지나 예시일뿐 상기 제 2 유전체층은 그 외에도 이온결합 물질, 고 유전체 물질(high-K dielectrics), 전해 물질, 페로브스카이트(perovskite) 물질을 포함하는 무기 유전체 물질 또는 유기 유전체 물질 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.As described above, the
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 채널층(105)이 아닌 상기 제 2 유전체(106)층이 가스 감지를 수행할 수 있으며, 이에 따라 상기 제 2 유전체(106)은 앞서 채널층(105)이 포함할 수 있다고 설명하였던, 전도성 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the
본 발명은 단순히 듀얼 게이트 구조로 이루어진 소자 또는 한 종류의 감지 기능을 갖는 유기 전계효과 트랜지스터와는 구별되며, 보다 구체적으로, 본 발명은 하나의 유기 전계효과 트랜지스터 소자에 두 종류의 감지 기능이 부여되고, 상기 두 가지 종류의 감지 대상 신호가 서로 구별될 수 있도록 듀얼 게이트 구조를 갖는 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서 장치이다.The present invention is distinguished from an element made of a dual gate structure or an organic field effect transistor having one kind of sensing function. More specifically, the present invention is characterized in that two kinds of sensing functions are given to one organic field effect transistor element And a dual gate structure so that the two kinds of sensing target signals can be distinguished from each other.
즉, 현대 사회에 이르러 오존층의 파괴 정도가 증가되고 급격한 산업발전에 따라 스모그나 유해 가스의 농도가 급격하게 향상되고 있어, 현대인들이 자외선 및 유해 가스 등에 의해 받는 부정적인 영향이 증가되고 있는 실정이기 때문에, 상기 현대인들의 일상생활과 밀접하게 연관되어 있는 스마트폰 이나 헬스케어 장치(헬스기기) 등과 같은 이동성이 있는 휴대용 장치에 가스 감지 센서 및 UV(ultraviolet-ray) 센서를 장착해야할 필요성이 증가하고 있다.That is, since the destruction degree of the ozone layer has been increased in the modern society and the concentrations of the smog and the harmful gas are drastically improved according to the rapid industrial development, the negative influence that the modern people receive by the ultraviolet rays and the harmful gas is increasing, There is an increasing need to mount a gas sensor and an ultraviolet ray (UV) sensor in a portable device having mobility such as a smart phone or a healthcare device (fitness device) closely related to the daily lives of modern people.
상기 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조를 갖는 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서 장치는 두 가지 감지 기능이 한 개의 장치(소자)에 부여될 수 있으므로 소형화 된 멀티 센서인 바, 상기 듀얼 게이트 구조를 갖는 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서 장치는 반도체 장치, 기계장치, 모바일 장치, 스마트폰, 태블릿, 노트북, 컴퓨터 장치, 웨어러블 장치, 메디컬 장치 또는 헬스케어 장치를 포함하여 이루어지는 이동성이 있는 단말에 결합될 수 있으므로, 현대인들은 상기 본 발명을 이용하여 일상 생활에서 어렵지 않게 유해 가스 감지 및 자외선 감지를 수행할 수 있다.In the composite sensor device of the organic field effect transistor type having a dual gate structure according to the embodiment of the present invention, since the two sensing functions can be given to one device, it is a miniaturized multi-sensor, The composite sensor device of the organic field effect transistor type having a structure can be applied to a mobile terminal including a semiconductor device, a mechanical device, a mobile device, a smart phone, a tablet, a notebook, a computer device, a wearable device, a medical device or a healthcare device Therefore, it is possible to detect noxious gas and ultraviolet ray in daily life by using the present invention.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 채널층(105)은 제 1 채널층 및 상기 제 1 채널층 하단에 상기 제 1 채널층과 평형하게 배치된 제 2 채널층을 포함하여 이루질 수 있다. 또는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 채널층(105)은 제 1 채널층 및 상기 소스드레인 전극층 하단에 상기 제 1 채널층과 평행하게 배치된 제 2 채널층을 포함하여 이루어질 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the
즉, 이는 본 발명의 일실시예에 따르면 도 1에 도시된 하나의 채널층(105)은 2개로 구분된 채널층으로 형성될 수 있음을 의미하며, 이 때, 상기 제 1 채널층은 자외선 및 유해 가스에 의해 영향을 받지 않는 채널층(또는 자외선 및 유해 가스가 모두 통과할 수 없는 채널층)일 수 있고, 상기 제 2 채널층은 유해 가스에 의해 영향을 받는 채널층으로 각각 구분될 수 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, one
보다 구체적으로 설명하기 위해 도 2를 참고하여 예를 들면, 본 발명인 복합센서장치(100)가 앞서 언급한 바와 같이 스마트폰 등 이동성이 있는 단말에 포함된 상태에서, 상기 복합센서장치(100)를 포함하는 단말의 사용자는 자외선 및 유해 가스 모두가 동시에 노출된 환경에 위치할 수 있다.For example, referring to FIG. 2, the
이 경우, 자외선 및 유해 가스 모두가 존재하고 있으므로, 상기 자외선과 유해 가스 각각은 상기 복합센서장치(100)의 제 1 게이트(102)와 제 2 게이트(103) 각각을 통해 유입될 수 있다.In this case, since both the ultraviolet ray and the noxious gas exist, each of the ultraviolet ray and the noxious gas may be introduced through the
이 때, 상기 제 1 게이트(102)를 통해 상기 자외선과 상기 가스 모두가 유입되면, 먼저 상기 자외선 감지층(104)은 상기 유입된 자외선을 감지할 수 있으며, 상기 감지된 자외선의 영향을 받아 소스드레인 전극층(101) 내 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 전류가 흐를 수 있도록 변화가 일어날 수 있다.In this case, when both the ultraviolet ray and the gas are introduced through the
그런데, 이 때 상기 자외선과 함께 상기 제 1 게이트(102)를 통해 유입된 유해 가스 또한 상기 소스드레인 전극층(101) 하단에 위치한 제 2 채널층(105)에 도달하게 될 수 있다. 이에 따라, 유해 가스 감지를 수행하는 상기 제 2 채널층(105)에서도 상기 제 1 게이트(102)를 통해 유입된 유해 가스를 감지하게 되며, 상기 감지된 유해 가스의 영향을 받아 상기 소스드레인 전극층(101) 내 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 전류가 흐를 수 있도록 변화가 일어날 수 있게되는데, 이러한 제 2 채널층(105)에 따른 영향은 상기 자외선 감지층(104)에 의해 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 전류가 흐를 수 있도록 발생되는 변화에 영향을 끼칠 수가 있게 된다.At this time, the noxious gas introduced through the
결국, 위와 같은 상황에서는 상기 자외선 감지층(104)에 의한 감지 결과가 부정확해지는 경우가 발생될 수 있으므로, 이러한 경우를 방지하고자 본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같이 상기 하나의 채널층이 2개의 채널층으로 구분되어 형성될 수 있다.As a result, the detection result of the ultraviolet
즉, 상기 채널층이 제 1 채널층(107) 및 상기 소스드레인 전극층(101) 하단에 상기 제 1 채널층과 평형하게 배치된 제 2 채널층(105)을 포함하여 형성되는 경우, 상기 제 1 채널층(107)은 자외선 및 유해 가스에 의해 영향을 받지 않는 채널층(또는 자외선 및 유해 가스가 모두 통과할 수 없는 채널층), 상기 제 2 채널층(105)은 유해 가스에 의해 영향을 받는 채널층일 수 있으므로, 상기 제 1 게이트(102)를 통해 유해 가스와 자외선이 함께 유입된다고 하더라도, 상기 유해 가스와 자외선은 상기 제 1 채널층(107)에는 영향을 주지 못하고(또는 제 1 채널층(107)은 통과할 수가 없고) 따라서, 상기 유해 가스에 의해 영향을 받는 제 2 채널층(105)의 변화에 따른 소스드레인 전극층(101)의 전류 변화는 존재하지 않게 된다. 이에 따라, 상기 제 1 게이트(102)를 통해 유해 가스와 자외선이 함께 유입되더라도, 상기 자외선 감지층(104)에서 상기 자외선 감지에 따른 변화만이 일어나게 되고, 상기 소스드레인 전극층(101) 내 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 흐르는 전류는 오로지 상기 자외선 감지층(104)에서의 상기 자외선 감지에 따른 변화에 의해서만이 이루어질 수 있게 된다.That is, when the channel layer is formed to include the
마찬가지로, 제 2 게이트(103)를 통해 상기 자외선과 상기 유해 가스 모두가 유입되면, 먼저 상기 유해 가스에 의해 영향을 받는 제 2 채널층(105)이 상기 유입된 유해 가스를 감지할 수 있으며, 이 경우 상기 제 2 채널층(105)에 의해 감지된 유해 가스의 영향을 받아 소스드레인 전극층(101) 내 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 전류가 흐를 수 있도록 변화가 일어날 수 있다.Similarly, when both the ultraviolet ray and the noxious gas are introduced through the
그러나, 상기 유해 가스와 자외선은 상기 제 1 채널층(107)에는 영향을 주지 못하기 때문에(또는 제 1 채널층(107)은 통과할 수가 없고), 상기 제 1 채널층(107) 상단에 위치한 자외선 감지층(104)의 변화에 따른 소스드레인 전극층(101)의 전류 변화는 존재하지 않게 된다. 이에 따라, 상기 제 2 게이트(103)를 통해 유해 가스와 자외선이 함께 유입되더라도, 상기 제 2 채널층(105)에서 상기 유해 가스 감지에 따른 변화만이 일어나게 되고, 상기 소스드레인 전극층(101) 내 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 흐르는 전류는 오로지 상기 제 2 채널층(105)에서의 상기 유해 가스 감지에 따른 변화에 의해서만이 이루어질 수 있게 된다.However, since the noxious gas and ultraviolet rays do not affect the first channel layer 107 (or the
따라서, 본 발명에서는 두 개의 센싱 기능을 갖는 하나의 OFET 소자가 상기 센싱될 두 개의 센싱 신호를 구별하기 위해 복수의 게이트를 가지고 있고, 앞서 설명한 바와 같이 채널층을 분리하는 구조 즉, 듀얼 게이트(Dual-Gate) 및 2 채널(Two Channel) 구조를 가질 수 있으므로, 결국 상기 두 개의 센싱 신호를 구별하되 상기 두 개의 센싱 신호 간 서로 간섭을 일으키지 않도록 하는 효과가 있을 수 있어, 센싱의 민감도를 보다 향상시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, one OFET element having two sensing functions has a plurality of gates for distinguishing the two sensing signals to be sensed, and a structure for separating the channel layers as described above, that is, a dual gate (Dual -Gate and a two-channel structure. Therefore, the two sensing signals can be distinguished from each other, and the two sensing signals can be prevented from interfering with each other, thereby improving the sensitivity of sensing. .
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 네트워크 시스템을 예시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a wireless communication network system to which the present invention may be applied.
도 4를 참고하면, 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템은 사용자 단말(100), 서버(200) 및 네트워크(400)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 4, a wireless communication system to which the present invention can be applied may include a
여기에서, 상기 사용자 단말(100)은, 앞서 언급한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 포함하고 있는 사용자 단말임을 가정하기로 한다.Here, it is assumed that the
또한, 이하에서 언급되는 무선 통신 네트워크 시스템은 도 4에 도시된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 네트워크 시스템에서는 하나 이상의 사용자 단말, 하나 이상의 서버(예를 들어, 중계 서버, 중개 서버 및 클라이언트 서버) 및 하나 이상의 네트워크가 존재할 수 있으며, 각각의 사용자 단말 및 서버 간은 서로 다른 네트워크를 통하여 연결될 수 있다.In addition, the wireless communication network system described below includes at least one of the components shown in FIG. 4, but is not limited thereto. In a wireless communication network system to which the present invention can be applied, one or more user terminals, There may be more than one server (for example, a relay server, an intermediary server, and a client server) and one or more networks, and each user terminal and server may be connected through different networks.
사용자 단말(100)은 본 발명의 일실시예에 있어서 통신 신호를 송수신할 수 있는 장치를 의미하며, 본 발명에서 상기 사용자 단말(100)은 감지된 센싱 신호를 적어도 하나의 외부기기(다른 사용자 단말 또는 서버 등)로 송수신 할 수 있는 단말을 모두 포함하는 개념으로 해석될 수 있다. The
이 때, 상기 사용자 단말(100)에는 하나 이상의 프로그램(program) 또는 어플리케이션(Application)이 설치되어 있을 수 있으며, 특히 본 발명의 일실시예에 따라 자외선 및/또는 가스 감지를 수행하는 방법과 관련된 API(Application Program Interface) 또는 임베디드 소프트웨어(Embaded Software)를 포함하는 어플리케이션이 설치되어 있을 수 있다. At this time, one or more programs or applications may be installed in the
상기 사용자 단말(100)은 상기 사용자 단말이 자체적으로 혹은 상기 설치된 하나 이상의 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 서버(200)에 감지된 센싱 데이터 또는 신호를 전송하거나 수신할 수 있다.The
상기 사용자 단말(100)의 일례로, PC(Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC(Tablet Personal Computer), 단말 장치, 반도체 장치, 기계장치, 모바일 장치, 스마트폰, 웨어러블 장치, 메디컬 장치, 헬스기기, 헬스케어 단말, 터미널(Terminal), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D 장치(Device-to-Device) 장치를 포함할 수 있다. Examples of the
물론, 어디까지나 이는 예시에 불과할 뿐이며, 본 발명에서의 사용자 단말은 상술한 예시들 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 또는 향후 개발될 데이터 또는 신호 전송이 가능한 모든 장치를 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.Of course, this is merely an example, and the user terminal in the present invention should be construed as a concept including all the devices that are currently developed, commercialized, or to be developed in the future, or capable of signal transmission.
다시 도 4를 참고하면, 서버(200)는 무선 통신 네트워크를 통해 적어도 하나 이상의 다른 장치와 데이터 송수신이 가능한 객체를 의미하며, 본 발명에서 상기 서버(200)는 중계 서버, 중개 서버 및/또는 클라이언트 서버를 더 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 4, the
또한, 상기 서버(200)의 일예로 클라우드(Cloud) 서버, IMS(IP Multimedia Subsystem) 서버, 텔레포니 어플리케이션(Telephony Application) 서버, IM(Instant Messaging) 서버, MGCF(Media Gateway Control Function) 서버, MSG(Messaging Gateway) 서버, CSCF(Call Session Control Function) 서버를 포함할 수 있으며, 상기 서버(200)는 PC(Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC(Tablet Personal Computer) 등 데이터를 송수신할 수 있는 객체를 지칭하는 장치로 구현될 수도 있다.An example of the
한편, 네트워크(300)는 사용자 단말(100)과 서버(200)간의 데이터 송수신을 위한 데이터 통신망을 의미하며, 그 종류에는 특별히 제한되지 않는다. Meanwhile, the
예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP)을 통하여 대용량 데이터의 송수신 서비스를 제공하는 아이피(IP: Internet Protocol)망 또는 서로 다른 IP 망을 통합한 올 아이피(All IP) 망 일 수 있다. For example, it may be an IP (Internet Protocol) network that provides a large capacity data transmission / reception service through an Internet Protocol (IP), or an All IP network that integrates different IP networks.
또한, 상기 네트워크(300)는 유선망, Wibro(Wireless Broadband)망, WCDMA를 포함하는 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)망 및 LTE(Long Term Evolution) 망을 포함하는 이동통신망, LTE advanced(LTE-A), 5G(Five Generation)를 포함하는 이동통신망, 위성 통신망 및 와이파이(Wi-Fi)망 중 하나 이거나 또는 이들 중 적어도 하나 이상을 결합하여 이루어질 수 있다.Also, the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제조하는 제조방법을 예시하는 도면이다.5 is a view illustrating a method of manufacturing an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure according to an embodiment of the present invention.
도 5에서는 앞서 도 1 내지 도 3에서 설명한 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치를 제조하는 제조방법에 대해 설명하기로 하며, 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 내용과 중복되는 범위에 대해서는 설명을 생략하거나 간소화 하기로 한다.5, a method of manufacturing an organic field effect transistor type composite sensor device having a dual gate structure as described with reference to FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIGS. The description will be omitted or simplified.
도 5를 참고하면, 먼저 게이트 전극층(이하, 제 2 게이트 전극층)에 유전체층(Dielectric)을 결합할 수 있다. 상기 유전체층(Dielectric)은 본 발명인 복합센서장치가 듀얼 게이트 구조를 갖도록 하기위해 결합할 수 있는 것이나, 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이 상기 유전체층(Dielectric)의 결합은 생략할 수 있다.Referring to FIG. 5, a dielectric layer may be first coupled to a gate electrode layer (hereinafter referred to as a second gate electrode layer). The dielectric layer may be combined to have a dual gate structure, but the coupling of the dielectric layer may be omitted as described above with reference to FIG.
한편, 제 2 게이트 전극층에 상기 유전체층(Dielectric)의 결합이 이루어진 다음, 상기 결합이 이루어진 층 상단에는 가스 감지를 수행하는 채널층을 코팅(channel coating)할 수 있다. Meanwhile, after the dielectric layer is coupled to the second gate electrode layer, a channel layer that performs gas sensing may be coated on the upper surface of the coupled layer.
이 때, 상기 채널층은 상기 가스 감지를 위해 전도성 물질을 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 채널층에서 감지되는 가스는 NOx 계열 가스, O3(오존) 가스, VOC(Volatile Organic Compounds), HCHO(formaldehyde), 탄소(carbon) 계열 가스, 황(sulfur) 계열 가스 또는 미세먼지(PM-10) 중 적어도 하나일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 이는 설정에 따라 달라질 수 있음은 당연하다.In this case, the channel layer may include a conductive material for sensing the gas, and the gas detected in the channel layer may include at least one of NOx-based gas, O3 (ozone) gas, VOC (Volatile Organic Compounds), HCHO , A carbon-based gas, a sulfur-based gas, or a fine dust (PM-10), but it is not limited thereto, and it may be changed depending on the setting.
또한, 본 발명에서 상기 코팅(coating)은 스핀 코팅 방법에 따라 이루어질 수 있으며, 상기 스핀 코팅 방법이라 함은, 코팅할 물질의 용액이나 액체 물질을 기질 위에 떨어뜨리고 고속으로 회전시켜 얇게 퍼지게 하는 코팅 방법을 의미한다. 다만, 본 발명에서 상기 코팅은 상기 스핀 코팅 이외에도 캐스팅, 진공증착, 프린팅, 분무코팅, 롤코팅, 슬릿코팅, 드롭캐스팅, 딥케스팅, 잉크젯 코팅, 임프린트 코팅 또는 레이져 코팅 등 현재 수행되고 있거나 또는 향후 수행 가능한 모든 코팅 방법을 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.In the present invention, the coating may be performed according to a spin coating method, and the spin coating method is a coating method in which a solution or a liquid material of a material to be coated is dropped on a substrate, . However, in the present invention, in addition to the spin coating, the coating may be performed at present or in the future such as casting, vacuum deposition, printing, spray coating, roll coating, slit coating, drop casting, dip casting, ink jet coating, imprint coating, It should be interpreted as a concept including all possible coating methods.
한편, 상기 채널층에 포함되는 상기 전도성 물질은 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotubes: MWCNT), 산화아연(ZnO), 폴리피롤(Polypyrrole: PPy), 폴리아닐린(polyaniline: Pani) 또는 폴리치오펜(polythiophene: PTh) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 가스를 감지할 수 있는 즉, 가스에 반응성을 갖는 전도성 물질은 모두 적용될 수 있다고 해석되어야 한다.The conductive material included in the channel layer may include at least one of multi-wall carbon nanotubes (MWCNT), zinc oxide (ZnO), polypyrrole (PPy), polyaniline (Pani), or polythiophene : PTh). However, the present invention is not limited thereto. It should be understood that any conductive material capable of sensing gas, that is, reactive to gas, can be applied.
또한, 상기 앞서 도 1 내지 도 2에서 언급한 바와 같이 상기 채널층은 제 1 채널층 및 상기 소스 드레인 전극층 하단에 상기 제 1 채널층과 평형하게 배치된 제 2 채널층을 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 제 1 채널층은 자외선 및 가스에 의해 영향을 받지 않는 채널층(또는 자외선 및 유해 가스가 통과하지 못하는 채널층)일 수 있고, 상기 제 2 채널층은 가스에 의해 영향을 받는 채널층일 수 있다.1 and 2, the channel layer may include a first channel layer and a second channel layer disposed below the source and drain electrode layers in parallel with the first channel layer, The first channel layer may be a channel layer that is not affected by ultraviolet light and gas (or a channel layer in which ultraviolet rays and noxious gas can not pass), and the second channel layer may be a channel layer that is affected by gas .
한편, 상기 채널층을 코팅한 이후, 상기 채널층 상단에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 평형하게 증착(deposition)하여 소스드레인 전극층을 형설할 수 있다. 또한, 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 소스드레인 전극층의 상단에는 자외선감지를 수행하는 유전체(dielectric)층 즉, 자외선 감지층을 코팅(coating)할 수 있다.Meanwhile, after the channel layer is coated, a source electrode layer and a drain electrode may be formed on the channel layer by depositing the source electrode and the drain electrode in a balanced manner. In addition, a dielectric layer for sensing ultraviolet rays, that is, an ultraviolet ray sensing layer may be coated on the upper portion of the source and drain electrode layers including the source and drain electrodes.
이 때, 상기 자외선 감지층은 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이 자외선 감지를 위해 광감응성 물질(Photochromic molecule)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 때 상기 광감응성 물질은 아조벤젠(azobenzene), 스피로피란(Spiropyran), 디아릴에텐(Diarylethene) 또는 이들의 유도체(derivatives) 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.In this case, the ultraviolet ray sensing layer may include a photochromic molecule for ultraviolet ray detection as described above with reference to FIG. 1, and the photosensitive material may include azobenzene, spiropyran, , Diarylethene, or derivatives thereof. The term " a "
즉, 본 발명에서 상기 자외선 감지층을 이루는 광감응성 물질은 상기 아조벤젠(azobenzene), 스피로피란(Spiropyran), 디아릴에텐(Diarylethene) 구조를 기본으로 하는 모든 유도체(derivatives)까지 확대가 가능할 수 있다고 해석되어야 하며, 상기 아조벤젠 유도체라 함은 아조벤젠 기본 구조에다가 그 말단기(end group)에 알킬 체인(alkyl chain)을 붙이거나 OH 기(hydroxyl)를 붙이는 등 다양하게 개량한 형태일 수 있다. That is, in the present invention, the photosensitive material forming the ultraviolet ray sensing layer may be extended to all derivatives based on azobenzene, spiropyran, and diarylethene structures And the azobenzene derivative may be various modified forms such as an azobenzene basic structure and an alkyl chain attached to the end group or an OH group attached to the end group.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 자외선 감지층은 변색 분자(photochromic molecule) 및 폴리머 컴파운드(Polymer Compound)의 결합으로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the ultraviolet sensing layer may be formed of a combination of a photochromic molecule and a polymer compound.
한편, 상기 자외선 감지층 상단에는 게이트 전극층(이하, 제 1 게이트 전극층)을 증착(deposition)시킬 수 있으며, 이에 따라, 앞서 도 1 내지 도 3에서 설명한 본 발명인 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치가 제조될 수 있다.Meanwhile, a gate electrode layer (hereinafter referred to as a first gate electrode layer) may be deposited on the upper portion of the ultraviolet sensing layer. Accordingly, the organic field effect transistor of the dual gate structure of the present invention Can be fabricated.
본 발명의 실시예들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed methods should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
본 발명인 듀얼 게이트 구조로 이루어진 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 복합센서장치 및 그 제조방법은 다양한 유기 전계효과 트랜지스터 타입의 장치에 적용하는 것이 가능하다.The composite sensor device of the organic field effect transistor type having the dual gate structure and the method of manufacturing the same according to the present invention can be applied to various organic field effect transistor type devices.
100: 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치
101: 소스드레인 전극층 102: 제 1 게이트 전극층
103: 제 2 게이트 전극층 104: 자외선 감지층
105: 채널층 106: 유전체층100: OFET type composite sensor device of dual gate structure
101: source / drain electrode layer 102: first gate electrode layer
103: second gate electrode layer 104: ultraviolet sensing layer
105: channel layer 106: dielectric layer
Claims (12)
서로 이격하여 평형하게 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 소스드레인 전극층;
상기 소스드레인 전극층 상단에 배치된 제 1 게이트 전극층;
상기 소스드레인 전극층 하단에 배치된 제 2 게이트 전극층;
상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 게이트 전극층 사이에 위치하되 자외선감지를 수행하는 제 1 유전체(dielectric)층; 및
상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 게이트 전극층 사이에 위치하되 가스감지를 수행하는 채널(channel)층;을 포함하여 이루어지는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치.In a composite sensor device of an organic field-effect transistor (OFET) type having a dual-gate structure,
A source and drain electrode layer including a source electrode and a drain electrode arranged to be spaced apart from each other in a balanced manner;
A first gate electrode layer disposed on top of the source-drain electrode layer;
A second gate electrode layer disposed at a lower end of the source / drain electrode layer;
A first dielectric layer positioned between the source and drain electrode layers and the first gate electrode layer for sensing ultraviolet radiation; And
And a channel layer positioned between the source and drain electrode layers and the second gate electrode layer and performing gas sensing.
상기 제 2 게이트 전극층과 상기 채널층 사이에 제 2 유전체(dielectric)층을 더 포함하되,
상기 제 1 유전체층 및 상기 제 2 유전체층은 산화규소(SiO2), 이온결합 물질, 고 유전체 물질(high-K dielectrics), 전해 물질, 페로브스카이트(perovskite) 물질을 포함하는 무기 유전체 물질 또는 유기 유전체 물질 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치. The method according to claim 1,
And a second dielectric layer between the second gate electrode layer and the channel layer,
The first dielectric layer and the second dielectric layer may be formed of an inorganic dielectric material or an organic dielectric material including silicon oxide (SiO 2 ), an ion-binding material, high-K dielectrics, an electrolytic material, a perovskite material, And a dielectric material. The OFET-type composite sensor device of the dual-gate structure is characterized in that it comprises at least one of a dielectric material and a dielectric material.
상기 채널층은 전도성 물질을 포함하여 이루어지되,
상기 전도성 물질은 탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotubes: MWCNT), 산화아연(ZnO), 폴리피롤(Polypyrrole: PPy), 폴리아닐린(polyaniline: Pani) 또는 폴리치오펜(polythiophene: PTh) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치.The method according to claim 1,
Wherein the channel layer comprises a conductive material,
The conductive material may be any one of multi-wall carbon nanotubes (MWCNT), zinc oxide (ZnO), polypyrrole (PPy), polyaniline (Pani), and polythiophene Wherein the sensor is a dual gate structure.
상기 제 1 유전체층은 광감응성 물질(Photochromic molecule)을 포함하여 이루어지되,
상기 광감응성 물질은 아조벤젠(azobenzene), 스피로피란(Spiropyran), 디아릴에텐(Diarylethene) 또는 이들의 유도체(derivatives) 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치.The method according to claim 1,
Wherein the first dielectric layer comprises a photochromic molecule,
Wherein the photosensitive material comprises any one of azobenzene, spiropyran, diarylethene, and derivatives thereof. The OFET-type composite sensor device according to claim 1,
상기 복합센서장치는 반도체 장치, 기계장치, 모바일 장치, 스마트폰, 태블릿, 노트북, 컴퓨터 장치, 웨어러블 장치, 메디컬 장치 또는 헬스케어 장치를 포함하여 이루어지는 이동성이 있는 단말에 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치.The method according to claim 1,
The composite sensor device may be coupled to a mobile terminal comprising a semiconductor device, a mechanical device, a mobile device, a smart phone, a tablet, a notebook, a computer device, a wearable device, a medical device or a healthcare device , And a dual gate structure.
상기 채널층에서 감지되는 가스는 NOx 계열 가스, O3(오존) 가스, VOC(Volatile Organic Compounds), HCHO(formaldehyde), 탄소(carbon) 계열 가스, 황(sulfur) 계열 가스 또는 미세먼지(PM-10) 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치.The method according to claim 1,
The gas detected in the channel layer may be at least one selected from the group consisting of NO x -gas, O 3 , VOC, HCHO, carbon, -10). ≪ / RTI >
상기 채널층은 제 1 채널층 및 상기 제 1 채널층 하단에 상기 제 1 채널층과 평형하게 배치된 제 2 채널층을 포함하여 이루어지되,
상기 제 1 채널층은 자외선 및 가스에 의해 영향을 받지 않는 채널층이며, 상기 제 2 채널층은 가스에 의해 영향을 받는 채널층인 것을 특징으로 하는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치.The method according to claim 1,
Wherein the channel layer comprises a first channel layer and a second channel layer disposed below the first channel layer and disposed in equilibrium with the first channel layer,
Wherein the first channel layer is a channel layer that is not affected by ultraviolet and gas and the second channel layer is a channel layer that is affected by a gas.
게이트 전극층에 유전체층을 결합하는 단계;
상기 게이트 전극층과 결합된 유전체층 상단에 가스감지를 수행하는 채널층을 코팅(coating)하는 단계;
상기 채널층 상단에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 평형하게 증착(deposition)하여 소스드레인 전극층을 형성하는 단계;
상기 소스드레인 전극층 상단에 자외선감지를 수행하는 유전체(dielectric)층을 코팅하는 단계; 및
상기 자외선감지를 수행하는 유전체 층 상단에 게이트 전극층을 증착하는 단계;를 포함하여 이루어지는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치 제조방법.A method of fabricating an organic field-effect transistor (OFET) type composite sensor device having a dual-gate structure,
Coupling a dielectric layer to the gate electrode layer;
Coating a channel layer on the top of the dielectric layer combined with the gate electrode layer to perform gas sensing;
Forming a source / drain electrode layer by depositing a source electrode and a drain electrode in an equilibrium manner on the top of the channel layer;
Coating a dielectric layer on the top of the source / drain electrode layer to detect ultraviolet light; And
And depositing a gate electrode layer on top of the dielectric layer to perform the ultraviolet ray detection.
상기 유전체층은 산화규소(SiO2), 이온결합 물질, 고 유전체 물질(high-K dielectrics), 전해 물질, 페로브스카이트(perovskite) 물질을 포함하는 무기 유전체 물질 또는 유기 유전체 물질 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the dielectric layer comprises at least one of an inorganic dielectric material or an organic dielectric material comprising silicon oxide (SiO 2 ), an ion-binding material, high-K dielectrics, an electrolytic material, a perovskite material And a second gate electrode formed on the second gate electrode.
상기 코팅은 스핀 코팅, 캐스팅, 진공증착, 프린팅, 분무코팅, 롤코팅, 슬릿코팅, 드롭캐스팅, 딥케스팅, 잉크젯 코팅, 임프린트 코팅 또는 레이져 코팅 중 어느 하나를 기반으로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치 제조방법.9. The method of claim 8,
Characterized in that the coating is based on any one of spin coating, casting, vacuum deposition, printing, spray coating, roll coating, slit coating, drop casting, dip casting, ink jet coating, imprint coating or laser coating. Type composite sensor device having a gate structure.
서로 이격하여 평형하게 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 소스드레인 전극층;
상기 소스드레인 전극층 상단에 배치된 제 1 게이트 전극층;
상기 소스드레인 전극층 하단에 배치된 제 2 게이트 전극층;
상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 게이트 전극층 사이에 위치하되 자외선감지를 수행하는 제 1 유전체(dielectric)층;
상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 유전체층 사이에 위치하되 자외선 및 가스에 의해 영향을 받지 않는 제 1 채널(Channel)층;
상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 게이트 전극층 사이에 위치하되 가스감지를 수행하는 채널(channel)층; 및
상기 제 2 게이트 전극층과 상기 채널층 사이에 제 2 유전체(dielectric)층을 더 포함하여 이루어지는, 듀얼 게이트 및 2 채널 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치.In a combined sensor device of an organic field-effect transistor (OFET) type having a dual-gate and a two-channel structure,
A source and drain electrode layer including a source electrode and a drain electrode arranged to be spaced apart from each other in a balanced manner;
A first gate electrode layer disposed on top of the source-drain electrode layer;
A second gate electrode layer disposed at a lower end of the source / drain electrode layer;
A first dielectric layer positioned between the source and drain electrode layers and the first gate electrode layer for sensing ultraviolet radiation;
A first channel layer located between the source and drain electrode layers and the first dielectric layer but not affected by ultraviolet rays and gases;
A channel layer positioned between the source and drain electrode layers and the second gate electrode layer and performing gas sensing; And
And a second dielectric layer between the second gate electrode layer and the channel layer, wherein the second dielectric layer is formed between the second gate electrode layer and the channel layer.
서로 이격하여 평형하게 배치된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 소스드레인 전극층;
상기 소스드레인 전극층 상단에 배치된 제 1 게이트 전극층;
상기 소스드레인 전극층 하단에 배치된 제 2 게이트 전극층;
상기 소스드레인 전극층과 상기 제 1 게이트 전극층 사이에 위치하되 자외선감지를 수행하는 제 1 유전체(dielectric)층;
상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 게이트 전극층 사이에 외치하되 가스 감지를 수행하는 제 2 유전체(dielectric)층; 및
상기 소스드레인 전극층과 상기 제 2 유전체층 사이에 위치하는 채널(channel)층;을 포함하여 이루어지는, 유전체를 포함하는 듀얼 게이트 구조로 이루어진 OFET 타입 복합센서장치.A Dual-Gate Structure Organic Field-Effect Transistor (OFET) type composite sensor device including a dielectric for performing ultraviolet rays and gas sensing,
A source and drain electrode layer including a source electrode and a drain electrode arranged to be spaced apart from each other in a balanced manner;
A first gate electrode layer disposed on top of the source-drain electrode layer;
A second gate electrode layer disposed at a lower end of the source / drain electrode layer;
A first dielectric layer positioned between the source and drain electrode layers and the first gate electrode layer for sensing ultraviolet radiation;
A second dielectric layer that shuts off between the source drain electrode layer and the second gate electrode layer and performs gas sensing; And
And a channel layer disposed between the source-drain electrode layer and the second dielectric layer. The OFET-type composite sensor device has a dual gate structure including a dielectric.
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