KR102039007B1 - 암전류 또는 누설전류를 제어하는 커패시터를 구비하는 포토다이오드 장치 - Google Patents

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Abstract

유기 포토다이오드가 설명된다. 유기 다이오드는, 애노드(4)를 형성하는 제1 전극, 활성 층(6), 제2 전극(10), 및 다른 전극과 함께 커패시턴스(24)를 형성하는 적어도 하나의 제3 전극(20)을 포함하고, 커패시턴스(24)에 의해 암전류(Idark) 또는 누설전류(Ioff)의 적어도 일부분이 트랩된다.

Description

암전류 또는 누설전류를 제어하는 커패시터를 구비하는 포토다이오드 장치{Photodiode device containing a capacitor for controlling dark current or leakage current}
본 발명은 유기 광검출기(organic photodetectors, OPD) 또는 유기 광방출기(organic photoemitters, OLED) 분야에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 검출 또는 방출 타입 포토다이오드의 효율을 최적화하는 문제에 관한 것이다.
문헌 US 2010/0207112는 유기 광검출기(OPD)의 암전류(Idark)에 관한 것이다.
유기 광검출기(OPD)는 광선들(또는 광자들)을 수집하여 이들을 전기적 전류로 변환한다. 활성 층으로 불리는 유기 층 상으로 도착한 광자는, 전자/홀 쌍으로 분해될 것이다. 이 전자/홀 쌍은 외부 전기장의 인가를 통해 분리될 것이고 상기 전자들은 양전극에 의해 수집되며 상기 홀들은 양전극에 의해 수집될 것이다. 최적의 성능을 달성하기 위해, 최대한의 광자들이 흡수되고 전자/홀 쌍들로 변환되어야 하며, 최대한의 전자들 및 홀들이 전극들에서 수집되어야 한다.
가장 일반적으로 사용되는 구성은 유기 및/또는 비-유기 층들의 수직 적층이다.
도 1은 유기 광검출기(OPD)의 그러한 구조를 나타낸다.
- 유리 기판(2) 상에, ITO(Indium Tin Oxide)의 투명 층(4)이 놓이며, 제1 전극의 역할, 예를 들어 애노드로서의 역할을 수행한다; 이는 예를 들어 퇴적 프레임(deposition frame) 내에서 분사(spraying)에 의해 제조되며, 하부 전극으로서 사용된다,
- 이후, (예를 들어 PDOT:PSS와 같은) 전자 주입 층(electron injecting layer, EIL)이 예를 들어 진공 퇴적(vacuum deposition)에 의해 퇴적(deposited)된다,
- (예를 들어, PBCM:P3HT와 같은) n 및 p-타입 폴리머의 혼합물은 활성 층(6)(또는 볼륨 헤테로정션(volume heterojunction))으로 지칭된다; 이것은 예를 들어 스핀-코팅, 스프레이-코팅과 같은 퇴적 기술들을 통해 퇴적된다,
- (예를 들어, ZnO와 같은) 홀 주입 층(hole injection layer, HIL); 이는 예를 들어 소위 "스핀-코팅" 기술에 의해 퇴적된다,
- 마지막으로, 금속 층(10)이 상부 전극(또는 캐소드)로서 사용된다; 이는 예를 들어 진공 퇴적 기술 또는 심지어 프린팅 기술에 의해 퇴적된다.
이 타입의 구성에서, 양 전극들 중 적어도 하나는, 빛이 감지될 수 있도록 (애노드 또는 캐소드), 투명하다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 수평 구성으로 불리는, 다른 구조도 있다.
애노드(4) 및 캐소드(10) 전극들은 이 경우 기판(2)의 표면에서 동일한 레벨 에 위치하고, 활성 층(6)이 그들 모두의 위에, 그리고 그들 사이에 제공된다.
전술한 구조와 무관하게, 활성 층(6)은, 진공 퇴적을 통해 퇴적된, "소형 분자들"로 만들어질 수 있고(예를 들어, n-타입에 대한 디이미데페릴렌(diimideperylene)과 혼합된, p-타입에 대한 TIPS (triisopropylsilylethynyl) 분자들), 또는 습식 퇴적된 (스핀 코팅, 닥터-블레이딩(doctor-blading), 잉크-젯 등) 중합 물질로 만들어질 수 있다.
일반적으로, 포토다이오드는 광학 분야의 방사를 감지하는 반-도전성 구성요소(n + p)이고 이를 전기적 신호로 바꾸며, 역으로, 전기적 전압 하에서, 광자들을 생성한다. 예를 들어 포토다이오드는 헤테로정션 pn 또는 심지어 더블 핀 헤테로정션(double pin heterojunction)을 포함할 수 있다.
소위 암전류는 포토다이오드를 통해 흐르는 전류로서, 그 입력에서 빛이 존재하지 않는 경우에도, 0이 아닌 신호를 발생시킨다. 도 7a는 전극들(4, 10) 사이에 인가된 전압의 함수로서, 한편으로는 감지된 전류(I)를, 그리고 다른 한편으로는 암전류(Idark)의 추이(course)를 나타낸다. 후자(즉, 암전류)는 감지된 광자들의 흡수가 아닌 다른 물리적 과정들에 의해 생성된다. 포토다이오드의 성능은, 조명 하에서의, 가능한 한 높은 전류(I)와 가능한 한 낮은 암전류(Idark)에 의해 특정된다.
상기 암전류와 상기 조명 하의 전류간의 차이는 빛이 검출되는 것을 가능케 한다. 이 검출의 정밀도를 최적화하기 위해, (조명 없는 경우의) 암전류를 최소화하는 것이 시도된다.
유사한 방식으로, 광방출기가 동작하지 않는 경우에도, 미광(stray light)이 장치를 비출 수 있고 원하지 않는 전하들이 생성되어, 누설 전류가 형성된다.
유기 광검출기(OPD) 타입 광검출기에서의 암전류 및 유기 광방출기(OLED) 타입의 광방출기에서의 누설전류를 감소시킬 수 있는 새로운 수단을 제공하고자 하는 과제가 있다.
본 출원서는, 제1 전극, 활성 층, 제2 전극 및 적어도 하나의 제3 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극들 중 하나를 갖는 또는 제4 전극을 갖는 커패시턴스를 형성하는, 새로운 타입의 유기 포토다이오드를 설명한다.
환언하면, 상기 커패시턴스는, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에, 또는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에, 또는 심지어 상기 제3 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 이격된 제4 전극 사이에, 형성될 수 있다.
유기 포토다이오드도 설명되며, 애노드를 형성하는 제1 전극, 활성 층, 캐소드를 형성하는 제2 전극, 및 적어도 하나의 제3 전극으로서, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 상응하는, 또는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 이격된 제4 전극과 상응하는, 다른 전극과 커패시터를 형성하는, 제3 전극을 포함한다. 따라서 형성된 커패시턴스는 포토다이오드의 암전류(Idark) 또는 누설전류(Ileak)의 적어도 일부분이 트랩될 수 있도록 한다. 상기 유기 포토다이오드는, 상기 커패시터에 걸친 전압을, 트랩하고자 하는, (예를 들어, 상기 포토다이오드가 광검출기를 형성하는 경우) 상기 암전류 또는 (예를 들어, 상기 포토다이오드가 광방출기를 형성하는 경우) 상기 누설 전류의 함수로서, 조절하는 수단을 더 포함한다.
따라서, 추가 전극, 제3 전극을 사용하여, 상기 장치에 추가 커패시턴스가 만들어지고, 암전류 또는 누설전류의 비바람직한 전하들의 적어도 일부분이 트랩될 수 있다. 이 추가 전극은 상기 추가 커패시턴스의 극판들 중 하나의 역할을 수행한다. 다른 나머지 극판은, 기존의 전극들 또는 다른 추가 전극 중 어느 하나이다.
포토다이오드가 비-활성 모드인 경우, 상기 제3 전극을 포함하는 상기 추가 커패시턴스에 전력이 공급되어, 활성 층에 존재하는, 암전류 또는 누설전류의 이동 전하들을 차단하고, 상기 전하들이 포토다이오드의 전기 회로에 도달하는 것을 방지한다.
이와 같은 포토 다이오드가 여기에 설명되며, 상기 포토다이오드는 2개의 전극들 및 검출 전기 회로를 형성하는 활성 층을 포함하고, 추가 커패시턴스의 극판들 중 하나를 구성하는 활성 층 내 적어도 하나의 제3 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이것은 상기 검출 회로로부터 떨어져 있거나(off) 또는 이 회로와 평행하다.
검출될 신호의 레벨의 함수로서, 상기 추가 커패시턴스의 값이 조절될 수 있고, 이는 암전류(Idark) 또는 누설전류(Ileak)가 조정될 수 있도록 한다.
다른 실시예들이 도출될 수 있다; 즉, 본 발명에 따른 장치는,
- 상부에 제1 전극 및 제2 전극이 제공된 기판, 상기 기판 상에 제3 전극도 제공됨 (다시 말해, 상기 3개의 전극들은 서로 접촉함이 없이 상기 기판과 접촉할 수 있음)
- 기판, 및 상기 기판 상부에 제공된 제1 전극, 예를 들어, 상기 제1 전극은 상기 기판과 접촉함, 활성 층 상에 제공된 제2 기판, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 활성 층에 제공된 적어도 하나의 제3 전극,
- 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서, 상기 활성 층에 제공된, 제4 전극, 이 제4 전극은, 상기 제3 전극과 함께, 암전류 또는 누설전류의 일부분을 트랩하는 커패시터를 형성함.
또한, 선택적으로, 상기 제3 전극은, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 함께, 암전류 또는 누설전류의 일부분을 트랩하는 커패시터를 형성할 수 있다.
검토된 실시예와 무관하게, 그러한 장치에서, 적어도 하나의 제3 전극은 유전 물질의 부분 내로 봉지될 수 있고, 상기 유전 물질의 유전 상수는 바람직하게는 2 내지 4이다. 이 유전 물질은 예를 들어 폴리비닐 페놀(polyvinyl phenol) 또는 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate) 또는 폴리스티렌(polystyrene) 또는 실리카(silica) 또는 알루미나(alumina)일 수 있다.
본 발명의 일 기술적 사상에 따르면, 포토다이오드가 비-활성 모드인 경우, 상기 제3 전극을 포함하는 상기 추가 커패시턴스에 전력이 공급되어, 활성 층에 존재하는, 암전류 또는 누설전류의 이동 전하들을 차단하고, 상기 전하들이 포토다이오드의 전기 회로에 도달하는 것을 방지한다.
도 1은 알려진 유기 광검출기(OPD) 또는 유기 광방출기(OLED) 구조를 나타낸다.
도 2는 소위 수평 유기 광검출기(OPD) 또는 유기 광방출기(OLED)로 알려진 다른 구조를 나타낸다.
도 3은 새로운 유기 광검출기(OPD) 또는 유기 광방출기(OLED) 구조를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 새로운 수평 유기 광검출기(OPD) 또는 유기 광방출기(OLED) 구조의 동작을 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 새로운 수직 타입 유기 광검출기(OPD) 또는 유기 광방출기(OLED) 구조의 동작을 나타낸다.
도 6은 활성층 내로 유전체가 삽입된 커패시턴스의 구성을 나타낸다.
도 7a 및 도 7b는, 알려진 구조에서 측정된 신호 및 유기 광검출기(OPD) 타입의 광검출기(유기 광방출기(OLED) 타입 광방출기) 내 암전류(또는 누설전류)의 추이(도 7a)를 나타내고, 본 발명에 따른 포토다이오드 내 추가 커패시턴스의 값의 함수로서의 암전류(또는 누설전류)의 추이(도 7b)를 나타낸다.
이하의 실시예들이 광검출기의 경우를 상정하여 설명될 것이지만, 이들은 광방출기의 경우에도 어렵지 않게 적용될 수 있다.
도 3은, 모두가 기판(2) 상에 제공된 제1 전극(4) 및 제2 전극(10)을 포함하는 새로운 유기 광검출기(OPD) 구조를 나타낸다. 상기 기판은 (글라스의) 강성 기판이거나 (예를 들어 중합체 또는 금속의) 연성 기판일 수 있다.
활성 층(6)은 양 전극들(4, 10) 사이에 제공된다.
예를 들어, 이 활성 층(6)은 (예를 들어 PBCM:P3Ht와 같은) n 및 p-타입 중합체의 혼합물이다; 이는 예를 들어 스핀-코팅, 스프레이-코팅과 같은 퇴적 기술들에 의해 퇴적된다.
이 장치는, 예를 들어 진공 퇴적에 의해 퇴적(deposited)된 (예를 들어 PDOT:PSS와 같은) 전자 주입 층(EIL) 및/또는 (예를 들어 ZnO와 같은) 홀 주입 층(hole injection layer, HIL)을 더 포함할 수 있다; 이는 예를 들어 소위 "스핀-코팅" 기술에 의해 퇴적된다.
여기서, 용어들은 다음과 같은 의미를 갖는다:
- PDOT:PSS에 의해, 폴리에틸렌 디옥시티오펜:폴리스테린 설포네이트 (polyethylene dioxythiophene:polystyrene sulfonate)
- PBCM에 의해, 페닐브레티릭 산 에스테르 (phenylbretiric acid ester)
- P3HT에 의해, 폴리3-헥실티오펜 (poly3-hexylthiophen).
애노드(4)를 형성하도록 의도된, 상기 전극들 중 하나는, 투명 물질일 수 있고, 예를 들어 ITO일 수 있으나, 탄소 나노튜브(C nanotubes)일 수도 있고, 또는 도전성 폴리머 물질일 수도 있다. 그것은 예를 들어 퇴적 프레임 내 스프레잉(spraying)을 통해 퇴적된다.
캐소드(10)를 형성하도록 의도된, 다른 전극은, 진공 증착에 의해 퇴적될 수 있다. 그것은 예를 들어 알루미늄, 또는 플루오르화 리튬과 알루미늄의 혼합물일 수 있다.
제3 전극(20)도 기판(2) 상에 그리고 양 전극들(4, 10) 사이에 제공된다. 이 제3 전극은, 제1 전극(4)과 함께, 도 3에서 참조번호(24)로 나타난 커패시턴스를 형성한다. 이 제3 전극의 합성(composition) 및/또는 형성 기술은 임의의 다른 전극의 그것들과 동일하거나 유사할 수 있다.
비록 (이들이 단면도들이어서) 도면들에서 나타나지는 않았지만, 상기 전극들 각각을 패드들에 연결하는 연결부들(connections)이 있어, 공급 수단을 사용하여 그들에 전력이 공급될 수 있다.
암전류를 제어하기 위해, 양 전극들(4, 20)을 통해 전압을 인가함으로써, 이 커패시턴스(24)에 전력이 공급된다. 이 커패시턴스는, 활성 층(6)의 전하들을 트랩(trapping)함으로써, 유기 광검출기(OPD)의 애노드(4)와 캐소드(10) 사이의, 상기 암전류의 적어도 일부분의 흐름을 차단한다.
이 커패시턴스(24)에 걸쳐 인가된 전압의 값은, 그것(예를 들어, 암전류)을 다소 효율적으로 차단하기 위하여 상기 암전류 레벨의 함수로, 조절될 수 있다(이는, 이하에서의 주장(이 커패시턴스에 걸쳐 인가된 전압이 부차적인 역할을 수행하는데, 이러한 전압들이 매우 낮아 조명 하의 동작을 방해하지 않기 때문이라는 주장)을 부정하는 것은 아니다).
그러한 장치의 동작을 도시하기 위해, 도 4a에서, 전술한 제3 전극(20)이 없는, 알려진 타입의 유기 광검출기(OPD) 구조가 개략적으로 나타난다. 암전류(Idark)가 애노드(4)에서 캐소드(10)로 흐른다.
도 4b는 전술한 구조를 형성하는, 제3 전극(20)을 갖는 유기 광검출기(OPD) 구조가 개략적으로 나타난다. 암전류(Idark)가 애노드(4)에서 제3 전극(20)으로 흐르고, 캐소드(10)에 도달하지 않는다. 입사 방사(incident radiation)가 광검출기에 의해 수집될 경우, 측정된 신호 내 암전류 성분이 도 4a의 경우에 비해 감소된다.
도 3에 나타난 구성은 수평 타입이다.
그러나 도 5a 및 도 5b에 개략적으로 나타난 바와 같이 수직 구성도 구현될 수 있다.
전극들(4, 10) 모두가 활성 층(6)의 어느 한 면 상에 제공되고, 이들 모두가 기판(2) 상에 놓여있다. 전극들 및 활성 층을 위한 전술한 물질들이 여기에서도 사용될 수 있다.
도 5a의 구조에서, 제3 전극(20) 및 제4 전극(22)은, 활성 층(6) 내에 그리고 제1 전극(4) 및 제2 전극(10) 사이에 제공되며, 후자(예를 들어, 상기 제1 전극(4) 및 상기 제2 전극(10))와 실질적으로 평행하다. 이들 전극들(20, 22) 모두는 추가적으로 활성 층(6) 내 실질적으로 동일한 레벨에서 제공된다, 즉 그들 각각과 다른 전극들(4, 10) 각각의 사이의 거리가 실질적으로 동일하다. 전술한 바와 같이, 상기 전극들은 도선들(tracks) 및/또는 전기 패드들과 연결되어, 전압 공급 수단을 사용하여 이들에 전력이 공급될 수 있다.
이들은, 모두 활성 층(6)의 내부 전극들(20, 22)로서 이후 커패시턴스(26)를 형성할 것이고, 장치가 광검출기로서 동작함에 따라 암전류(Idark)의 적어도 일부분이 수집되는 것을 허용할 것이다.
도 5b의 구조에서, 제3 전극(20)이, 활성 층(6) 내에, 그리고 제1 전극(4)과 제2 전극(10) 사이에, 그리고 후자(예를 들어, 상기 제1 전극(4) 및 상기 제2 전극(10))와 실질적으로 평행하도록 제공된다. 전술한 바와 같이, 상기 전극들은 도선들(tracks) 및/또는 전기 패드들과 연결되어, 전압 공급 수단을 사용하여 이들에 전력이 공급될 수 있다.
이들은, 모두 전극들(10, 20)(또는 4, 20)로서 이후 커패시턴스(28)를 형성할 것이고, 장치가 광검출기로서 동작함에 따라 암전류(Idark)의 적어도 일부분이 수집되는 것을 허용할 것이다.
전술한 예들에서, 활성 층(6)의 물질은, 양 극판들(plates)(4,20)(또는 10, 20)(또는 20, 22) 사이에서, 커패시턴스(24, 26, 28)의 물질(예를 들어, 용량성 물질)을 형성한다.
수평 타입 구조의 대안으로서, 도 6에 나타난 바와 같이, 제3 전극(20)이 유전 층(30) 내로 봉지되고, 다음에 활성 층(6)으로 코팅된다.
이 경우, 위와 동일한 암전류 수집 효과가 달성되지만, 유전 물질(30)에 의해 커패시턴스(22)의 유전 상수 ε가 조절될 수 있어, 활성 층들 내 전하들의 수집이 개선된다.
예를 들어,
- 유전 물질(30)의 층이 있고, 상기 층의 두께가 e = 50 nm 이며 유전 상수 ε = 2 인 경우, 커패시턴스가 낮고 소량의 전하들만을 유인할 것이다,
- 유전 물질(30)의 층이 있고, 상기 층의 두께가 e' = 50 nm 이며 유전 상수 ε = 20 인 경우, 상기 커패시턴스에 의해 트랩된 전하들의 양은 이전 사례보다 더 클 것이고 시스템의 효율도 개선될 것이다.
바람직하게는 2 내지 10 사이의 유전 상수 ε를 갖는 유전 물질(30)이 선택된다. 더욱 바람직하게는, 활성 층(6)에 대해 양호한 친화력(chemical affinity)을 갖는 물질이 선택되어, 퇴적 동안 발생 가능한 습윤성 문제들(wettability problems)이 방지될 수 있다.
예를 들어, 유전 물질(30)로서, ε = 4 내지 6 의 PVP (polyvinylphenol), ε = 2.8 내지 4.6 의 PMMA (polymethacrylate), ε = 3 의 폴리스티렌(polystyrene), 또는 심지어 ε = 4 의 실리카(silica), ε = 8 의 알루미나(alumina)가 사용될 수 있다.
일반적으로, 전술한 구조에서, 추가 전극들(20, 22) 중 적어도 하나에 의해 형성된 커패시턴스는 도전(conduction)에 대한 억제요인(brake)으로 작용한다.
이 커패시턴스의 값에 따라, 암전류의 레벨 및 값이 감소하거나 증가할 수 있다. 이는 원하는 검출 임계치를 조절하고 얻을 수 있다는 점에서 매우 흥미로운 경향이 있다.
예를 들어, (예를 들어, 커패시턴스의 면적을 증가시키거나, 또는 커패시턴스의 유전율 ε를 증가시키거나, 또는 증가된 전압을 인가함으로써) 추가 커패시턴스(24, 26, 28)의 증가 값들이 이용될 수 있고, 그에 따라 잔여 암전류가 조절될 수 있다.
따라서, 도 7b에서, 전압의 함수로서의 암전류의 추이 및 다른 커패시턴스들(C1 내지 C6)에 대한 암전류의 추이가 나타나며, 여기서 커패시턴스 Ci (i=2 내지 6)는 커패시턴스 Ci -1보다 높다(예를 들어: C1 = 1 pF, C2 = 2 pF, C3 = 5 pF, C4 = 10 pF, C5 = 15 pF, C6 = 20 pF). 커패시턴스 값이 증가함에 따라 암전류가 감소함에 유의한다.
대조적으로(도 7a), 추가 전극이 없는 알려진 타입의 장치는, 주어진 전압에 대해, 조절 불가능한 단일 암전류를 갖는다.
커패시턴스(24, 26, 28)의 극판들의 크기(dimensions)는 원하는 커패시턴스값(C)을 제공한다; 즉, C = εS / d (d = 두께, ε = 전극들 사이에 물질을 형성하는 유전체의 유전율, 및 S = 극판들의 면적) 이다.
도 3, 도 5b, 및 도 6에 나타난 구조에서, 바람직하게는 추가 극판(20)이 전극들(4, 10) 중 하나에 매우 근접하게 위치되는데, (예를 들어, 도 3 내지 도 6의 전극(4); 도 5b의 전극(10)) 이는 전극들(4, 10) 사이의 도전을 제거(cut off)하기 위함이다. 전극(20)의 크기는 다양할 수 있다. 예를 들어, 길이(length)는, 기판(2)의 표면에 평행한 평면에서 측정할 경우, 약 100 μm (또는 예를 들어 50 μm 내지 500 μm 사이)일 수 있고, 폭(width)은, 기판(2)의 표면에서 평행한 동일 평면에서 측정할 경우, 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 사이, 예를 들어 1 μm 내지 50 μm 사이, 나아가 예를 들어 10 μm 이거나 그에 근접할 수 있다. 이러한 크기들이 선택되어 전극(20)은 전극(4) 또는 전극(10)과 함께 충분한 커패시턴스(C)를 생성할 수 있다. 전형적으로, 1 pF 내지 50 pF 의 커패시턴스값이 사용될 수 있다. 제3 전극(20) (및/또는 제4 전극(22))은 따라서 적어도 50 μm2의 면적을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 전극들은 가능한 한 넓은 면적을 갖도록 핑거(fingers)의 형태를 가짐으로써, 광자들의 제거 또는 방출 동안 외란(disturbances)이 방지될 수 있다. 이들의 두께는 가능한 한 얇을 것이다; 예를 들어, 특히 금의 경우, 10 nm 내지 30 nm 의 두께가 선택될 것이다.
바람직하게는, 추가 전극들(20, 22) 각각은, 추가 커패시턴스(24, 26, 28)를 형성하는 전극과, 동일한 평면에 위치되거나, 또는 평행한다. 그러나, 더욱 일반적으로, 이들의 상대적인 위치는, 추가 커패시턴스를 형성할 수 있는 한, 임의의 위치일 수 있다.
커패시턴스의 양 전극들 사이에 인가된 전압은 부차적인 역할을 수행하는데, 이는 상기 전압 포토다이오드에 인가된 전압들에 비해 매우 낮기 때문이다. 따라서, 외부 전압은, 예를 들어 1 mV 내지 1 볼트 (±1 V) 사이로 인가되며, 반면에 다이오드는 1 V 내지 10 V 사이의 전압들을, 받거나, 전달할 것이다.
다양한 추가 커패시턴스들이 동일한 포토다이오드에서 사용될 수 있지만, (예를 들어 다른 전압 생성기들), 포토다이오드 당 하나의 커패시턴스만을 사용하는 것이 더욱 명료하다.

Claims (9)

  1. 유기 포토다이오드를 포함하는 장치로서,
    애노드(4)를 형성하는 제1 전극;
    캐소드(10)를 형성하는 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제공된 활성 층(6); 및
    적어도 하나의 제3 전극(20, 22)을 포함하고,
    상기 제3 전극(20, 22)은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제공되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 접촉하지 않으며,
    상기 제3 전극은, 상기 제1 전극과 함께 또는 상기 제2 전극과 함께, 또는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 이격된 제4 전극과 함께, 용량성 극판들을 형성하여, 상기 포토다이오드의 암전류(Idark) 또는 누설전류(Ioff)의 적어도 일부분이 트랩되고,
    상기 유기 포토다이오드는, 전압 공급 수단을 사용하여 상기 제3 전극 및/또는 상기 제4 전극에 전력이 공급될 수 있도록 하는, 도선들(tracks) 및/또는 패드들이 제공된, 수단을 더 포함하여, 상기 암전류(Idark) 또는 상기 누설전류(Ioff)의 함수로서, 상기 용량성 극판들에 걸친 전압이 인가되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    기판(2)을 더 포함하며,
    상기 제1 전극(4) 및 상기 제2 전극(10)은 상기 기판 상에 제공되고,
    상기 제3 전극(20)도 상기 기판 상에 제공되는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    기판(2)을 더 포함하며,
    상기 제1 전극(4)은 상기 기판 상에 제공되고,
    상기 제2 전극(10)은 상기 활성 층(6) 상에 제공되는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이, 상기 활성 층(6)에, 제공되는 제4 전극을 더 포함하며,
    상기 제4 전극은, 상기 제3 전극(20)과 함께, 상기 용량성 극판들을 형성하여, 상기 암전류(Idark) 또는 상기 누설전류(Ioff)의 일부분이 트랩되는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용량성 극판들 사이의 물질은 상기 활성 층의 물질인, 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제3 전극은, 유전 물질의 부분 내로 봉지되는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유전 물질의 유전 상수는 2보다 크고 10보다 작은, 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 유전 물질은, 폴리비닐 페놀(polyvinyl phenol), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리스티렌(polystyrene), 실리카(silica), 또는 알루미나(alumina)인, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 활성 층은 n 및 p-타입 층의 혼합(mixture)인, 장치.
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