KR20160083064A - 정맥 인식 기술을 위한 검출기 어레이 - Google Patents

정맥 인식 기술을 위한 검출기 어레이 Download PDF

Info

Publication number
KR20160083064A
KR20160083064A KR1020167014818A KR20167014818A KR20160083064A KR 20160083064 A KR20160083064 A KR 20160083064A KR 1020167014818 A KR1020167014818 A KR 1020167014818A KR 20167014818 A KR20167014818 A KR 20167014818A KR 20160083064 A KR20160083064 A KR 20160083064A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic photovoltaic
detector array
radiation
absorber
vein
Prior art date
Application number
KR1020167014818A
Other languages
English (en)
Inventor
클라우스 보핑거
미구엘 카라스코-오로즈코
프리티 티와나
Original Assignee
메르크 파텐트 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 메르크 파텐트 게엠베하 filed Critical 메르크 파텐트 게엠베하
Publication of KR20160083064A publication Critical patent/KR20160083064A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • H01L27/307—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H10K39/32—Organic image sensors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/62—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules
    • G06F21/6218—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules to a system of files or objects, e.g. local or distributed file system or database
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/14—Vascular patterns
    • H01L51/4253—
    • H01L51/4273—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
    • H04N23/21—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only from near infrared [NIR] radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H10K30/353—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains comprising blocking layers, e.g. exciton blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • G06K2009/00932—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/151—Copolymers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
    • H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
    • H10K85/215—Fullerenes, e.g. C60 comprising substituents, e.g. PCBM
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Bioethics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 정맥 인식 기술을 위한 검출기 어레이에 관한 것으로, 상기 검출기는 방사선의 흡수체를 포함하다. 또한, 본 발명은 상기 검출기 어레이를 포함하는 보안 시스템, 그리고 정맥 인식을 위한 방법에 관한 것이다.

Description

정맥 인식 기술을 위한 검출기 어레이{DETECTOR ARRAY FOR VEIN RECOGNITION TECHNOLOGY}
본 발명은 정맥 인식 기술의 검출기 어레이에 관한 것으로, 상기 검출기 어레이는 방사선의 흡수체를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 검출기 어레이를 포함하는 보안 시스템, 그리고 정맥 인식을 위한 방법에 관한 것이다.
생체 인식, 또는 단순 생체정보는 개인 식별을 위한 독특한 해부학적 및 거동적 특성 또는 식별정보 (예, 손가락 또는 손바닥 지문, 얼굴, 홍채, 또는 음성) 의 사용을 포함하고, 기존의 토큰 기반 방법 (예를 들어, 키 또는 ID 카드) 및 지식 기반의 방법 (예를 들어, 암호 또는 PIN) 에 비해 높은 수준의 보안 및 편의성을 제공하는데, 그 이유는 분실, 위조 또는 공유하기가 어렵기 때문이다.
생체내, 손가락-정맥 식별 기술은 얼굴, 홍채, 손가락 및 손바닥-지문 등의 다른 생체 특성에 비해 잠재적으로 훨씬 더 보안 인식 시스템으로 식별되었다. 이것은, 손가락-정맥 패턴이 인간의 피부 아래에 숨겨져 있고 지문 또는 홍채 스캔과 달리 변경하거나 속이는 것이 불가능하기 때문이다. 손가락-정맥 패턴이 각 사람에게 고유하고 개인 확인을 위해 사용될 수 있다는 사실이 입증되어 있다 (예를 들어, T. Yanagawa, S. Aoki, T. Ohyama, 인간의 손가락 정맥 이미지는 다양하며 그 패턴은 개인 식별에 유용함 (Human Finger Vein Images Are Diverse and its Patterns Are Useful for Personal Identification); 큐슈 대학 MHF 프리프린트 시리즈: 큐슈, 일본, 2007; pp. 1). 정맥 직경은 날씨, 물리적 컨디션 등의 변동에 따라 일시적으로 변할 수도 있지만, 정맥 분포 패턴은 여전히 사람에게 고유하며 동일한 사람을 위해 이전에 저장된 오리지널 패턴과 매칭될 수 있다 (예를 들어, N. Miura, A. Nagasaka, T. Miyatake, 이미지 프로필에 최대 곡률 포인트를 사용하여 손가락-정맥 패턴을 추출 (Extraction of Finger-Vein Patterns Using Maximum Curvature Points in Image Profiles). IEICE Trans. Inform. Syst. 2007, E90-D, p.1185). 손가락-지문 검출과 달리, 손가락-정맥 패턴은 피부에 대한 외상의 경우에도 여전히 측정될 수 있다. 손가락-정맥 인식은 비파괴 및 비접촉 기술이므로 사용자에게 더 허용가능하다. 이 기술은, 예를 들어 홍채 스캔의 경우와 같이 훨씬 덜 심리적 저항에 직면하다. 또한, 다른 생체 식별자와 달리, 손가락 정맥 패턴들은 오로지 살아있는 사람에서 식별될 수 있다. 정맥 인식에 필요한 디바이스는 예를 들어 손바닥 기반의 검증에 사용되는 디바이스에 비해 매우 컴팩트하고 작을 수 있다.
US 2004/0184641, US 7,957,563 B2, US 8,155,402 및 US 8,223,199에 개시된 일부 예시적인 손가락 정맥 검출 시스템은 도 1에 도시된다. 통상적으로, 광원, 예를 들어, 발광 다이오드 (LED) 로부터 방출된 근적외선 (NIR) 영역의 광은 피사체의 손가락을 통해 투과된다. 손가락에 걸친 투과광의 공간적 변화는, NIR 광에 대한 높은 민감도를 갖는 카메라 또는 이미지 센서와 같은 이미지 촬상 시스템으로 보통 맵핑된다. 혈관은 우선적으로 손가락의 다른 안료와 조직에 비해 더 많은 NIR 광을 흡수한다. 따라서, 캡처된 이미지에서, 혈관은 주변 조직으로서 상당히 더 어둡게 나타난다. 명암의 차이에 의해 생성된 패턴은 혈관 패턴을 형성한다. 이후 후처리 알고리즘은, 배경 잡음을 제거하고, 패턴-매칭을 위한 나중 검색을 위해 일부 데이터베이스에 저장될 수 있는 높은 콘트라스트 정맥-패턴을 생성하기 위해, 캡처된 이미지에 적용된다.
다른 검출 기술에서와 같이, 네가지 주요 단계는 이미지 획득, 전처리, 특징 추출 및 매칭이다. 많은 작업은 마지막 세가지 영역에서 수행되었다. 본 출원은 첫번째 영역, 이미지 캡쳐 부분에 집중된다.
스펙트럼의 가시선 부분은 헤모글로빈, 미오글로빈, 및 멜라닌과 같은 인간의 손가락 내부의 다양한 조직 안료에 흡수되어진다. 보다 긴 적외선 파장은 조직내 물에서의 흡수로 인해 강하게 감쇠된다. 하지만, NIR 파장에서, 헤모글로빈은 조직에서의 다른 단백질보다 높은 흡광도를 나타낸다. 따라서, NIR 광 투과는 피사체의 손가락에서의 헤모글로빈의 위치, 이에 따른 혈관 패턴을 선택적으로 맵핑하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 양호한 NIR 검출기가 필요하다는 것을 의미한다.
NIR 검출기를 위한 가장 대중적인 선택은 광학 이미징 시스템이다. 이들은 일반적으로 CCD (전하 결합 디바이스) 또는 CMOS (상보형 금속-산화물-반도체) 센서가 내장된다. 양 타입의 센서들은 입사광을 전기 전하로 변환하고 그것을 전기 신호로 처리하는 동일한 태스크를 수행한다. 시스템을 NIR 파장 스펙트럼에서 보다 민감하게 만들기 위해, 필터는 가시광을 차단하고 NIR 광만 통과시킬 수 있는 이미징 화소 매트릭스 앞에 배치된다. 이 이미징 방법은 장치의 사용에 엄격한 제약을 부과하고, 예를 들면, 잘 제어된 조명 조건하에서 (예컨대 실내에서) 사용되어야 하고, 그리고 예를 들어 피사체의 손가락과 같은 스캔 대상의 오브젝트의 매우 정확한 포지셔닝을 필요로 한다.
이러한 조건을 만족하지 않을 경우 주변 광의 검출기로의 누출을 초래할 수 있고, 이것은 이미지 품질에 심각한 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 맑은 구름없는 날, 주변 광의 NIR 성분은 정맥 검출 장치의 광원보다 훨씬 더 강할 수 있다. 이러한 밝은 배경 광이 검출 시스템으로 스트리밍되는 경우, 손가락의 윤곽 외부에 있는 (그래서 비감쇠된 광을 수신하는) 화소의 일부의 휘도가 최대 레벨에서 포화될 것이다. 최종 전체 이미지에서, 원하는 목표 영역 (손가락 내의 특징부) 밖에 놓인 매우 높은 강도의 국부 지역이 있을 것이다. 이미지의 나머지는 비교적 어두울 것이고, 이에 따라 불량한 이미지 콘트라스트를 얻을 것이다. 이미징 시스템은 손가락 내의 혈관 패턴처럼 밝은 광과 어두운 광 사이의 아주 약간의 차이의 이미지를 생성하도록 설계된다. 따라서, 포화된 화소들의 존재는 중요한 정보의 손실로 이어질 수 있고, 이미징 시스템은 혈관 분포의 신뢰할만한 맵핑을 생성할 수 없을 것이다.
또한, 일부 CCD 센서는 또한 밝은 광의 존재하에서 블루밍 효과를 보여 캡처된 이미지에서 밝은 수직 스트리크로 이어지며, 다시 정보의 심각한 손실을 초래할 수 있다.
이것은 문헌에 기재된 대부분의 손가락-정맥 검출 기술의 심각한 결점이다. 검출기 어레이로 새어나오는 일부 배경 광이 있더라도 이미징 센서의 이용에 관한 몇 가지 특허들이 있지만, 이것은 "강한" 주변 광을 차단하기 위해 카메라의 노출 시간, 셔터 크기 또는 자동 이득의 복잡한 런타임 최적화를 포함하는 한편, 충분한 광이 아직 원하는 목표 영역으로부터 캡처되는 것을 보장한다. 이것은, 허용가능한 이미지가 캡처될 때까지 손가락의 다중 노출을 요구할 것이다. 계산 복잡성은 또한 이미지를 후처리하고 데이터베이스에 저장된 원래의 손가락-정맥 패턴과 일치시키는 경우 훨씬 더 높다. 이것은 돈, 에너지 및 시간의 관점에서 개인 검증의 비용을 전체적으로 증가시킨다. 후술되는 우리의 신규한 방법은 이러한 문제를 해소할 것이고 장치의 운전 비용의 상당한 감소를 도울 것이다.
이하, 본 발명자는 놀랍게도 종래 기술의 상기 단점이 본원의 검출기 어레이에 의해 해결될 수 있음을 발견하였다.
따라서 본 출원은 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이를 제공하고, 상기 어레이는 방사선을 흡수할 수 있는 흡수체를 포함하고, 흡수체는 유기 광기전력 전지이다.
또한, 본 출원은 상기 검출기 어레이를 포함하는 보안 시스템을 제공한다.
또한 본 출원은,
(a) 검출기 어레이 근방에 정맥들을 포함하는 오브젝트를 배치하는 단계로서, 상기 검출기 어레이는 방사선을 흡수할 수 있는 흡수체를 포함하는, 상기 오브젝트를 배치하는 단계;
(b) 정맥을 포함하는 오브젝트를 통해 방사선을 상기 흡수체로 투과시키는 단계; 및
(c) 투과된 방사선으로 상기 공간적 변화를 검출하여, 상기 정맥들을 포함하는 오브젝트의 맵을 획득하는 단계를 포함하고,
흡수체가 유기 광기전력 전지인, 정맥 패턴 인식을 위한 방법을 제공한다.
또한 본 출원은 상기 검출기 어레이를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 벙법은
(A) 유기 광기전력 센서를 제조하는 단계; 및
(B) 상기 유기 광기전력 센서를 검출기 어레이에 통합하는 단계를 포함한다.
도 1a는, 광원 (3) 이 손가락 상부에 있고 이미징 시스템 (4) 이 손가락 아래에 있는, 정맥 검출 시스템의 일례를 도시한다.
도 1b는, 광원 (114) 이 손가락 측면에 있고 이미징 시스템 (112) 이 손가락 아래에 있는, 정맥 검출 시스템의 일례를 도시한다.
도 1c는, 광원 (3) 이 손가락의 측부에 있고 이미징 시스템이 손가락 아래에 있는, 정맥 검출 시스템의 일례를 도시한다.
도 1d는, 광원 (72) 및 이미징 시스템 (32) 이 손가락 아래에 있는, 정맥 검출 시스템의 일례를 도시한다.
도 2는 순방향 바이어스 (고부하선), 제로 바이어스 (저부하선) 및 역방향 바이어스 (인가된 역방향 전압을 갖는 부하선) 에서의 유기 광기전력 센서의 동작을 나타낸다.
도 3은 예시적인 유기 광기전력 전지 (300) 의 개략 단면도이다.
도 4는 실시예의 센서 디바이스에 대해 얻어진 전류:전압 곡선을 나타낸다.
본 출원의 목적을 위해, "NIR"로 약칭될 수 있는 "근적외선"이라는 용어는, 달리 지시되지 않는 한, 파장이 0.7 ㎛ ~ 3.0 ㎛ 인 방사선을 나타내기 위해 사용된다.
본 출원의 목적을 위해서, "혈관 (blood vessel)"과 "정맥 (vein)"이라는 용어는 동의어로 사용된다.
본 발명의 목적을 위해서, "광기전력 센서"는 매트릭스로 배열되는, "화소들"로도 지칭될 수 있는, 정수의 광기전력 전지들을 포함하며, 이로써 상기 매트릭스에서의 위치에 의해 입사하는 방사선 강도의 맵핑을 허용한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "폴리머"라는 용어는 높은 상대 분자 질량의 분자를 의미하는 것으로 이해될 것이며, 그 구조는 본질적으로 낮은 상대 분자 질량의 분자들로부터 실제 또는 개념적으로 유래된 단위의 다중 반복을 포함한다 (Pure Appl. Chem., 1996, 68, 2291). "올리고머"라는 용어는 중간 상대 분자 질량의 분자를 의미하는 것으로 이해될 것이며, 그 구조는 본질적으로 보다 낮은 상대 분자량의 분자들로부터 실제 또는 개념적으로 유래된 작은 복수의 단위들을 포함한다 (Pure Appl. Chem., 1996, 68, 2291). 본원에 사용된 바람직한 의미에서, 폴리머는 반복 단위들이 > 1, 즉 적어도 2개, 바람직하게 반복 단위들이 ≥ 5 개인 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이고, 올리고머는 반복 단위들이 > 1 및 < 10, 바람직하게 < 5 개인 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
더욱이, 본원에서 사용된 바와 같이, "폴리머"라는 용어는 반복 단위 (분자의 최소 구성 단위) 의 하나 이상의 별개의 유형의 백본 (또한 "주쇄"라고도 함) 을 포괄하는 분자를 의미하는 것으로 이해될 것이며, 공통으로 알려진 용어 "올리고머", "코폴리머", "호모폴리머" 등을 포함한다. 또한, 폴리머라는 용어는, 폴리머 자체에 부가하여, 이러한 폴리머의 합성에 수반되는 개시제, 촉매 및 다른 원소로부터의 잔기를 포함하는 것으로 이해되며, 여기서 이러한 잔기는 공유 결합되지 않는 것으로 이해된다. 또한, 이러한 잔기 및 다른 원소는, 일반적으로 포스트 중합 정제 공정 중에 제거되지만, 통상적으로 폴리머와 혼합되거나 또는 함께 섞여, 이들이 혈관 사이 또는 용매 또는 분산액 매질 사이에서 전달되는 경우 폴리머와 일반적으로 잔존되도록 한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어들 "반복 단위", "반복되는 단위" 및 "모노머성 단위"는 상호교환적으로 사용되며, 그 반복이 레귤러 매크로분자, 레귤러 올리고머 분자, 레귤러 블록 또는 레귤러 사슬을 구성하는 최소의 구성 단위인, 구성 반복 단위 (CRU) 를 의미하는 것으로 이해될 것이다 (Pure Appl. Chem., 1996, 68, 2291). 본원에서 더욱 사용된 바와 같이, 용어 "단위"는 자체로 반복 단위일 수 있거나 또는 다른 단위들과 함께 구성 반복 단위를 형성할 수 있는 구조 단위를 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "소분자"는 통상적으로 폴리머를 형성하기 위해서 반응할 수 있는 반응성기를 함유하지 않고, 그리고 모노머성 형태로 사용되도록 지정되는 모노머성 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 이와 달리, 용어 "모노머"는, 달리 언급되지 않는 한, 폴리머를 형성하도록 반응할 수 있는 하나 이상의 반응성 관능기를 담지하는 모노머성 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어들 "공여체" 또는 "공여성" 및 "수용체" 또는 "수용성"은 각각 전자 공여체 또는 전자 수용체를 의미하는 것으로 이해될 것이다. "전자 공여체"는 다른 화합물 또는 화합물의 원자들의 다른 기에 전자들을 공여하는 화학적 엔티티를 의미하는 것으로 이해될 것이다. "전자 수용체"는 다른 화합물 또는 화합물의 원자들의 다른 기로부터 전달된 전자들을 수용하는 화학적 엔티티를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 또한 순수 및 응용 화학의 국제 연합, 화학 기술의 개론, 골드북, 버전 2.3.2, 2012년 8월 19일, 페이지 477 및 480을 참조한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "n-형" 또는 "n-형 반도체"는, 전도 전자 밀도가 모바일 정공 밀도를 초과하는 외인성 반도체를 의미하는 것으로 이해될 것이고, 그리고 용어 "p-형" 또는 "p-형 반도체"는, 모바일 정공 밀도가 전도 전자 밀도를 초과하는 외인성 반도체를 의미하는 것으로 이해될 것이다 (또한 J. Thewlis, Concise Dictionary of Physics, 페르가몬 프레스, 옥스포드, 1973 참조).
일반적으로 언급하면 본 발명은 정맥 인식 기술을 위한 검출기 어레이에 관한 것으로, 상기 검출기는 흡수체를 포함한다. 흡수체는 방사선을 흡수할 수 있다. 상기 방사선은 예를 들어 주변의 것일 수 있거나 또는 존재하는 경우 에미터에 의해 방출될 수도 있다. 따라서, 정맥 패턴 인식을 위한 바람직한 검출기 어레이는 방사선을 방출할 수 있는 에미터 및 에미터에 의해 방출된 방사선을 흡수할 수 있는 흡수제를 포함한다.
바람직하게, 본 검출기 어레이에 사용되는 흡수체는 정수의 유기 광기전력 전지 ("화소") 를 포함하는 유기 광기전력 센서이다. 상기 유기 광기전력 센서에 포함된 유기 광기전력 전지의 수는 상기 검출기 어레이의 의도된 애플리케이션에 필요한 해상도 및 품질에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 유기 광기전력 센서는 매트릭스로 배열된 적어도 100, 적어도 1,000, 또는 적어도 10,000개의 유기 광기전력 전지를 가질 수 있다. 검출기 어레이의 특정 크기에 있어서 유기 광기전력 전지의 수의 증가는 해상도 증가를 초래할 것이고, 이에 따라서 최종적으로 얻어진 데이터의 품질을 초래할 것이다. 유기 광기전력 센서에 포함된 유기 광기전력 전지의 최대 수가 특별히 한정되지 않지만, 그럼에도 불구하고, 유기 광기전력 센서는 최대 1,000,000, 더욱 바람직하게는 최대 500,000, 보다 더 바람직하게는 최대 100,000, 가장 바람직하게는 최대 50,000개의 유기 광기전력 전지를 포함하는 것이 바람직하다.
각각의 유기 광기전력 전지는, 본 경우 주변광이거나 에미터가 존재하는 경우 에미터로부터 비롯될 수 있는 입사 광자를, 이후 수집되어 그 수가 기록될 수 있는 전자들로 변환시킬 수 있다.
본 목적을 위해 사용된 방사선의 종류는, 정맥을 통과하는 빔과 정맥을 통과하지 않는 빔 사이의 차이를 나타낼 수 있다면, 그리 제한되지 않는다. 하지만, 본원에서 사용되는 방사선은 0.7 ㎛ ~ 3.0 ㎛ ("NIR") 범위의 파장을 갖는 것이 바람직하다.
근적외선 (NIR) 의 선택이 특히 이롭다. 근적외선 방사선이 정맥이 풍부한 오브젝트의 영역, 즉 혈관을 통과하는 경우, 투과된 방사선은 혈중 헤모글로빈에 의한 흡수로 인해 강하게 감쇠된다. 결과적으로 무시할만한 양의 투과된 방사선이 특정 지점에서의 흡수체에 도착한다는 것은, 유기 광기전력 센서의 상응하는 영역에서 저전류가 생성된다는 것을 의미한다. 반대로, 보다 많은 양의 방사선이 주변 영역을 통해, 즉 혈관없이 투과되면 결과적으로 흡수체의 상응하는 영역에서 보다 높은 전류가 생성될 것이다. 내부에 발생한 단락 전류는 그 위에 떨어지는 광에 직접 비례하기 때문에 본 출원에서는 유기 광기전력 전지가 특히 유용하다. 유기 광기전력 센서의 상이한 영역에서의 전류의 변화는 혈관 (정맥) 패턴의 그레이 스케일 이미지를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 캡처된 이미지에서, 어두운 영역은 혈관을 나타내므로 특히 관심이 있을 것이다. 후처리 알고리즘을 이용하여 오브젝트의 윤곽을 판정한 이후에, 그 외측의 영역은 버려질 수 있다.
다음 명암 패턴은 예를 들어 Yang Jinfeng et al., Scattering removal for finger-vein image restoration, Sensors 12(3) (2012) p. 3627; Yun-Xin Wang et al., Proceedings of SPIE (2009), 7512 (Optoelectronic Information Security), 751204/1-751204/8; CN 101789076 A; N. Miura et al., Extraction of Finger-Vein Patterns Using Maximum Curvature Points in Image Profiles. IEICE Trans. Inform. Syst. 2007, E90-D, p. 1185; Jinfeng Yang 및 Xu Li, 2010 International Conference on Pattern Recognition, p. 1148; Gongping Yang et al., Finger Vein Recognition Based on a Personalized Best Bit Map, Sensors 2012, 12, 1738-1757; Yu Cheng-Bo et al., Finger-vein image recognition combining modified Hausdorff distance with minutiae feature matching, Computational life sciences (2009), 1(4), p. 280; CN102214297(A); 또는 KR20110078231(A) 에 개시된 공지 알고리즘을 이용해 생성될 수 있다
유기 광기전력 센서는, 낮은 광 조건하에서, 예를 들어 실내 광 또는 확산의 흐린 ("외부") 조건하에서 또한 잘 수행하기 때문에, 본 출원에서 이롭게 사용된다 (예를 들어, R. Steim et al, Solar Energy Materials & Solar Cells 95 (2011) 3256-3261 참조). 또한 유기 광기전력 전지는 약 32,000 ~ 130,000 lx 조도에 해당하는 적어도 1.2 Sun AM1.5G 강도 (ca, 120 mW/cm²) 까지의 입사광 강도와 단락 전류 간에 선형 관계를 나타낸다 (예를 들어, Maurano et al, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 5947-5957 참조). 반대로, 실리콘 기반의 포토다이오드들은 일반적으로 역방향 바이어스 조건에 의존하여 약 104 lx에 해당하는 0.1 ~ 10 mW/cm² 에서 포화 한계를 나타내는 경향이 있고, 이로써 이미지 획득 동안 검출 챔버에 들어가는 배경 광량을 최소화할 필요성을 나타낸다.
유기 광기전력 센서는 도 2에 나타낸 바와 같이 순방향 바이어스 모드에서, 제로 바이어스에서, 그리고 역방향 방향에서 포토다이오드로 채용될 수 있다. 이것은 또한 특정 위치에서의 검출기 어레이에 필요한 성능에 대한 용이한 조정을 허용한다. 광전도성 모드 (3 사분면 (3rd quadrant), 역방향 바이어스) 에서 동작하는 경우, 출력 전류는 광범위한 부하 저항에 대한 조사 강도에 선형 비례한다. 이 설계는 고속 응답이 이득이지만, 증가된 암 (누설) 전류로 인해 노이즈가 증가한다. 제로 바이어스 (저부하선) 에서 동작하는 경우, 전압은 입사 조명에 선형 의존하며 누설 전류를 거의 완전히 제거하는 것으로 인해 저잡음이 있다. 마지막으로, 암전류는 광기전력 모드에서의 동작의 경우 또한 최소이고 (4 사분면, 고부하선, 순방향 바이어스), 그리고 광 생성 전압은 입사광 강도의 대수 함수이다. 따라서, 바이어스 조건에 따라, 유기 광기전력 센서로부터의 직접적인 전압 또는 단락 전류를 측정하는 것이 가능하다. 이것은 데이터 획득에 필요한 전자장치의 복잡성을 감소시킨다. 재료 및 제조 비용의 절감에 부가하여, 이것은 전체 흡수체 영역이 전자장치에 대한 최소의 공간 손실을 갖는 유기 광기전력 전지 ("화소") 로 주로 구성되며, 이로써 보다 양호한 이미치 캡처를 제공한다는 것을 의미한다. 궁극적으로, 동작 바이어스의 최종 선택은 정맥 검출 장치의 센서의 최종 구현에 의존한다.
종래의 촬상 시스템과 달리, 유기 광기전력 센서를 사용하는 정맥 인식 장치는 이에 따라서 실내 또는 실외 조건에서 사용될 수 있다. 배경 주변 광은 또한 광원을 보충하는데 사용될 수 있다. 광원에 공급되는 전력은 충분한 배경 광의 존재하에서 감소되거나 또는 심지어 스위칭 오프될 수 있으며, 이로써 에너지 절약 "녹색" 기술을 만든다. 실리콘 포토다이오드에 비해 유기 광기전력 센서는 작동 온도에서 성능 특성의 무시할만한 의존도만을 갖는 추가적인 이점을 제공한다. 이러한 온도 의존성은, 실리콘 포토다이오드가 다만 광기전력 모드에서 거의 동작되지 않는 이유이다. 이것은 OPV 센서를 사용하는 환경 조건의 범위 하에서 안정적인 화상 획득을 가능하게 한다.
본 검출기 어레이는 또한 에미터 (존재시), 흡수체 및 스캔대상인 정맥을 포함하는 오브젝트의 상대 위치에 대해 높은 유연성을 허용한다. 도 1a 내지 1d에 나타낸 바와 같이, 광원은 오브젝트 및 방사선 흡수체의 상부, 측면 또는 아래에 배치될 수 있다. 각각의 경우, 이미징 시스템은 높은 콘트라스트 및 신호 대 잡음비를 갖는 오브젝트의 정맥 패턴을 캡처할 것이다. 광원은 검출기 어레이로부터의 일정 거리 및 각도의 범위에 배치될 수 있다. 유기 광기전력 전지는 확산 및 경사 광의 아래에서 잘 동작하는 것으로 나타나져 있기 때문에, 그 성능은 크게 변경되지 않을 것이다. 하지만, 유기 광기전력 센서 상부에 광원을 바로 위치시키고 스캔 대상의 오브젝트를 에미터와 흡수체 사이에 배치하는 것이 권장되는데, 그 이유는 광이 보통 스캔된 오브젝트 상에 입사하는 경우 흡수체에 도달하는 투과광이 스캔된 오브젝트의 조직에 의해 상당히 적게 산란될 것이기 때문이다. 이것은 최종의 높은 콘트라스트 이미지를 생성하기 위해 필요한 후처리 노력을 감소시킨다. 하지만, 일부의 경우에는, 최종 제품에 따라 검출기로부터 떨어진 약간의 거리 및 각도에 센서를 배치하는 것이 이로울 수도 있다. 유기 광기전력 센서는 어느 경우에나 양호한 결과를 보여줄 것이다.
또한, 유기 광기전력 센서 및 전지는, 실리콘 기반의 센서에 비해 재료 및 제품 비용이 낮다는 이점을 제공한다. 완성된 유기 광기전력 전지 스택은 용액 처리 가능하며 롤 투 롤 공정에서 대면적 시트에 프린팅될 수 있다 (예를 들어, F.C. Krebs et al, J. Mater. Chem., 2009, 19, 5442-5451; 및 F.C. Krebs et al, Solar Energy Materials & Solar Cells 93 (2009) 394-412 참조).
본 유기 광기전력 센서에 사용되는 유기 광기전력 전지의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 폴리머 또는 소분자 또는 양자에 기초할 수 있다. 또한 염료 감응형 태양 전지 (DSSC) 를 사용하는 것도 가능하다. 유기 광기전력 전지 및 유기 광기전력 센서의 구조가 다를 수 있지만, 상술한 전반적인 기능과 이로운 특징은 각각의 경우에 적용가능하다.
도 3은 예를 들어 선택적 기판 (310), 전극 (320), 정공 수송 (또는 전자 차단) 층 (330), (예를 들어 전자 수용체 재료 및 전자 공여체 재료를 포함하는) 광활성 층 (340), 전자 캐리어 (또는 정공 차단) 층 (350), 전극 (360) 및 임의의 기판 (370) 을 포함하는 예시적인 유기 광기전력 전지 (300) 의 단면도를 도시한다. 대안으로, 층 (330) 은 전자 수송 (또는 정공 차단) 층일 수 있고 층 (350) 은 정공 수송 (또는 전자 차단) 층일 수 있다. 전체 스택은 유연하거나 단단한 케이스 내에 인캡슐화될 수 있다.
일반적으로, 사용하는 동안, 광이 기판 (310) 의 표면 상에 입사할 수 있고, 기판 (310), 전극 (320) 및 정공 (또는 전자) 수송층 (330) 을 통과할 수 있다. 이후 광은 광활성층 (340) 과 상호작용하여, 전자가 전자 공여체 재료 (예를 들어 공액 폴리머) 로부터 전자 수용체 재료 (예를 들어, 치환된 풀러렌) 로 전달되게 한다. 이후 전자 수용체 재료는 전자를 전자 수용체 층 (350) (또는 330) 을 통해 전극 (360) (또는 320) 으로 전송하고, 전극 공여체 재료는 정공을 정공 캐리어층 (330) (또는 350) 을 통해 전극 (320) (또는 360) 으로 전달한다. 전극 (320 및 360) 은 외부 부하를 통해 전기 접속하여, 전자가 전극 (320) 으로부터 부하를 거쳐 전극 (360) 으로 통과한다.
존재하는 경우, 기판 (310) 은 예를 들어 투명 재료로 형성될 수도 있다. 본원에 언급된 바와 같이, 투명 재료는, 일반적으로 광기전력 전지 (300) 에서 사용되는 두께에서, 광기전력 전지의 동작중 이용되는 파장 또는 파장 범위에서의 입사광의 적어도 약 60 % (예를 들어, 적어도 약 70 %, 적어도 약 75 %, 적어도 약 80 %, 적어도 약 85 %) 를 투과시킨다. 기판 (310) 이 형성될 수 있는 예시적인 재료는 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 중합성 탄화수소, 셀룰로오스 중합체, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리에테르, 및 폴리에테르 케톤을 포함한다. 소정의 실시형태에서, 폴리머는 불소화 용매일 수 있다. 일부 실시형태에서, 중합성 재료의 조합물이 사용된다. 소정의 실시형태에서, 기판 (310) 의 상이한 영역이 상이한 재료로 형성될 수 있다.
존재하는 경우, 기판 (310) 은 또한 불투명한 재료일 수도 있다. 예시적인 불투명한 재료는 금속 호일, 예컨대 스틸 호일 또는 알루미늄 호일이다.
일반적으로, 기판 (310) 은 가요성, 반강성 또는 강성 (예를 들어, 유리) 일 수 있다. 일부 실시형태에서, 기판 (310) 은 약 5,000 mPa 미만 (예를 들어, 약 1,000 mPa 미만 또는 약 500 mPa 미만) 의 굴곡 탄성률을 갖는다. 소정의 실시형태에서, 기판 (310) 의 다른 영역들은 가요성, 반강성 또는 비가요성일 수 있다 (예를 들어, 하나 이상의 가요성 영역 및 하나 이상의 다른 반강성 영역, 및 하나 이상의 다른 비가요성 영역).
일반적으로, 기판 (310) 은 적어도 약 1 미크론 (예를 들어, 적어도 약 5 미크론 또는 적어도 약 10 미크론) 및/또는 최대 약 5,000 미크론 (예를 들어, 최대 약 2,000 미크론, 최대 약 1,000 미크론, 최대 약 500 미크론, 최대 약 300 미크론, 최대 약 200 미크론, 최대 약 100 미크론, 또는 최대 약 50 미크론) 의 두께를 갖는다.
일반적으로, 기판 (310) 은 착색 또는 비착색될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 기판 (310) 의 하나 이상의 부분들이 착색되는 한편, 기판 (310) 의 하나 이상의 다른 부분들은 비착색된다.
기판 (310) 은 하나의 평면 (예를 들어, 광이 입사되는 표면), 2개의 평면 (예를 들면, 광이 입사하는 표면과 반대 표면) 을 가지거나, 또는 어떠한 평면도 가지지 않을 수 있다. 기판 (310) 의 비평면은 예를 들어 만곡되거나 또는 단차가 생길 수 있다. 일부 실시형태에서, 기판 (310) 의 비평면형 표면은 패터닝된다 (예를 들면, 프레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈 또는 렌티큘러 프리즘을 형성하도록 패터닝된 단차를 갖는다).
전극 (320) 은 일반적으로 전기 전도성 재료로 형성된다. 예시적인 전기 전도성 재료는 전기 전도성 금속, 전기 전도성 합금, 도전성 폴리머, 전기 전도성 금속 산화물, 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 전기 전도성 금속은 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 팔라듐, 백금 및 티타늄을 포함한다. 예시적인 전기 전도성 합금은 스테인레스 스틸 (예를 들어, 332 스테인레스 스틸, 316 스테인레스 스틸), 금의 합금, 은의 합금, 구리 합금, 알루미늄 합금, 니켈 합금, 팔라듐 합금, 백금 합금, 및 티탄 합금을 포함한다. 예시적인 전기 전도성 폴리머는 폴리티오펜 (예를 들어, 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (도핑된 PEDOT)), 폴리아닐린 (예를 들어, 도핑된 폴리아닐린), 폴리피롤 (예를 들어, 도핑 된 폴리피롤) 을 포함한다. 예시적인 전기 전도성 금속 산화물은 인듐 주석 산화물, 불화 주석 산화물, 주석 산화물 및 아연 산화물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 전기 전도성 재료의 조합물이 사용된다.
일부 실시형태에서, 전극 (320) 은 메쉬 전극을 포함할 수 있다. 메쉬 전극의 예는 미국 특허 출원 공개번호 제 2004-0187911호 및 제 2006-0090791호에 기재되어 있다.
일부 실시형태에서, 전기 전도성 재료의 임의의 조합물이 전극 (320) 을 형성하는데 사용될 수 있다.
더욱 바람직하게 OPV 또는 유기 광검출기 (OPD) 디바이스는, 활성층과 제 1 또는 제 2 전극 사이에서, 예를 들어 아연 주석 산화물 (ZTO), MoOx, NiOx 와 같은 금속 산화물, 예를 들어 PEDOT:PSS와 같은 공액 폴리머 전해질, 예를 들어 폴리트리아릴아민 (PTAA) 과 같은 공액 폴리머, 예를 들어 N,N′-디페닐-N,N′-비스(1-나프틸)(1,1′-비페닐)-4,4′디아민 (NPB), N,N'-디페닐-N,N'-(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민 (TPD) 과 같은 유기 화합물 등의 재료를 포함하는, 정공 수송층 및/또는 전자 차단층 (330) 의 역할을 하거나, 또는 예를 들어 ZnOx, TiOx와 같은 금속 산화물, 예를 들어 LiF, NaF, CsF와 같은 염, 예를 들어 폴리[3-(6-트리메틸암모늄헥실)티오펜], 폴리(9,9-비스(2-에틸헥실)-플루오렌]-b-폴리[3-(6-트리메틸암모늄헥실)티오펜], 또는 폴리[(9,9-비스(3´-(N,N-디메틸아미노)프로필)-2,7-플루오렌)-alt-2,7-(9,9-디옥틸플루오렌)]과 같은 공액 폴리머 전해질 또는 예를 들어 트리스(8-퀴놀리놀라토)-알루미늄(III) (Alq3), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린과 같은 유기 화합물을 포함하는, 대안의 정공 수송층 및/또는 전자 차단층의 역할을 한다.
광활성층 (340) 은 일반적으로 전자 수용체 재료 및 전자 공여체 재료를 포함한다. 전자 공여체와 수용체 재료는 또한 나노튜브, 나노와이어 또는 자기 조립된 상호접속 네트워크와 같은 제어된 마이크로구조의 형태로 존재할 수도 있다. 부가하여 광활성층 (340) 은 또한 추가 성분들, 예를 들어 라디칼 스캐빈저, 산화 방지제, 게터/건조제 및 UV 흡수제로 이루어진 그룹에서 선택된 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 대안으로, 광활성층 (340) 은 개별 분리층들로 전자 수용체 재료 및 전자 공여체 재료를 포함할 수 있다, 즉 광활성층 (340) 은 2개의 인접층들을 포함하는데, 그 중 하나는 실질적으로 전자 공여체 재료로 구성되고 다른 하나는 실질적으로 전자 수용체로 구성된다.
전자 수용체 재료의 예들은 금속 산화물, 그라핀, 풀러렌, 무기 나노입자, 옥사디아졸, 디스코틱 액정, 탄소 나노로드, 무기 나노로드, 전자를 수용하거나 또는 안정적인 아니온을 형성할 수 있는 모이어티를 포함하는 폴리머 (예를 들면, CN 기 함유 폴리머 또는 CF3 기 함유 폴리머), 및 이들의 임의의 조합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, 전자 수용체 재료는 치환 풀러렌 (예를 들어, 인덴-C60-풀러렌 2부가물, 또는 (6,6)-페닐-부티르산 메틸 에스테르 유도화 메타노 C60 풀러렌 (또한 "PCBM-C60" 또는 "C60PCBM"으로도 공지됨, 예를 들어, G. Yu et al., Science 1995, Vol. 270, p. 1789 ff에 개시되어 있고, 하기에 나타낸 구조를 가짐), 또는 예를 들어 C61 풀러렌기, C70 풀러렌기 또는 C71 풀러렌기를 갖는 구조적 유사 화합물, 또는 유기 폴리머일 수도 있다 (예를 들어, K.M. Coakley 및 M.D. McGehee, Chem. Mater. 2004, 16, 4533 참조). 적합한 금속 산화물들은 예를 들어, 아연 산화물(ZnOx), 아연 주석 산화물(ZTO), 티탄 산화물(TiOx), 몰리브덴 산화물(MoOx), 니켈 산화물(NiOx), 카드뮴 셀렌화물(CdSe) 또는 황화 센렌화물 (CdS) 로 이루어지는 리스트로부터 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서는 광활성층 (340) 에 전자 수용체 재료들의 조합물이 사용될 수 있다.
Figure pct00001
바람직하게 전자 수용체 재료는 풀러렌 또는 치환된 풀러렌, 예를 들어 PCBM-C60, PCBM-C70, PCBM-C61, PCBM-C71, 비스-PCBM-C61, 비스-PCBM-C71, ICMA-C60 (1',4'-디히드로-나프토[2',3':1,2][5,6]풀러렌-C60), ICBA-C60, oQDM-C60 (1',4'-디히드로-나프토[2',3':1,9][5,6]풀러렌-C60-Ih), 비스-oQDM-C60, 그라핀, 또는 금속 산화물, 예를 들어 ZnOx, TiOx, ZTO, MoOx, NiOx, 또는 양자점, 예를 들어 CdSe 또는 CdS로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.
전자 공여체 재료의 예는 폴리머, 금속 산화물, 도펀트를 포함하는 금속 산화물 및 그 조합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 적합한 폴리머의 예는, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리카르바졸, 폴리비닐카르바졸, 폴리페닐렌, 폴리페닐비닐렌, 폴리실란, 폴리티에닐렌비닐렌, 폴리이소티아나프타넨, 폴리시클로펜타디티오펜, 폴리실라시클로펜타디티오펜, 폴리시클로펜타디티아졸, 폴리티아졸로티아졸, 폴리티아졸, 폴리벤조티아디아졸, 폴리(티오펜 산화물), 폴리(시클로펜타디티오펜 산화물), 폴리티아디아졸로퀴녹살린, 폴리벤조이소티아졸, 폴리벤조티아졸, 폴리티에노티오펜, 폴리(티에노티오펜 산화물), 폴리디티에노티오펜, 폴리(디티에노티오펜 산화물), 폴리플루오렌, 폴리테트라히드로이소인돌, 및 그의 코폴리머와 같은 공액 폴리머이다. 일부 실시형태에서, 전자 공여체 재료는 폴리티오펜 (예를 들어, 폴리(3-헥시티오펜)), 폴리시클로펜타디티오펜, 및 그 코폴리머로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 적합한 금속 산화물의 예는 구리 산화물, 스트론튬 구리 산화물 및 스트론튬 티타늄 산화물, 또는 도펀트를 포함하는 금속 산화물을 포함한다. 그 예는 p-도핑 아연 산화물 또는 p-도핑 티타늄 산화물을 포함한다. 유용한 도펀트의 예는 불화물, 염화물, 브롬화물 및 요오드화물의 염 또는 산을 포함한다. 소정의 실시형태에서는, 광활성층 (340) 에 전자 공여체 재료의 조합물이 사용될 수 있다.
광활성층 (340) 에 사용하기에 적합한 다른 폴리머의 예는 예를 들어 미국 특허출원 번호 제 7,781,673호 및 제 7,772,485호, PCT 출원 번호 PCT/US2011/020227, 및 미국 특허출원 공개번호 제 2010-0224252호, 제 2010-0032018호, 제 2008-0121281호, 제 2008-0087324호, 제 2007-0020526호, 및 제 2007-0017571호에 기재되어 있다.
대안으로, 소분자계 유기 광기전력 센서의 경우, 폴리머계 벌크 헤테로접합 (BHJ) (또는 광활성) 층 (340) 이 소분자 공여체 (예컨대 금속 프탈로시아닌, 예를 들어 CuPc, ZnPc 또는 SubPc) 및 소분자 수용체 (예컨대 PC61BM) 의 공증발 또는 용액 처리 층으로 대체되면서, 나머지 층들은 상술된 것과 동일할 수 있다.
선택적으로, 광기전력 전지 (300) 는 정공 차단층 (350) 을 포함할 수 있다. 정공 차단층은 일반적으로, 광기전력 전지 (300) 에서 일반적으로 사용되는 두께에서, 전자를 전극 (360) 으로 수송하고 전극 (360) 으로의 정공의 수송을 실질적으로 차단하는 재료로 형성된다. 정공 차단층을 형성할 수 있는 재료의 예는, LiF, 금속 산화물 (예를 들어, 산화 아연 또는 산화 티탄), 및 아민 (예를 들어, 1 차, 2 차 또는 3 차 아민) 을 포함한다. 정공 차단층에서 사용하기에 적합한 아민의 예는 예를 들어 미국 특허출원 공개번호 제 2008-0264488호 (지금은 미국 특허 번호 제 8,242,356호) 에 기재되어 있다.
이론에 의해서 제한되기를 바라지 않고, 광기전력 전지 (300) 가 아민으로 제조된 정공 차단층을 포함하는 경우, 정공 차단층은 UV 광에 노출되지 않고도 광활성층 (340) 과 전극 (360) 사이의 오믹 콘택의 형성을 용이하게 할 수 있고, 이로써 UV 노출로부터 초래되는 광기전력 전지 (300) 에 대한 손상을 감소시킬 수 있는 것으로 여겨진다.
일부 실시형태에서, 정공 차단층 (350) 은 두께가 적어도 약 1 ㎚ (예를 들면, 적어도 약 2 nm, 적어도 약 5 nm, 또는 약 10 nm) 및/또는 최대 약 50 nm (예를 들면, 최대 약 40 nm, 최대 약 30 nm, 최대 약 20 nm, 또는 최대 약 10 nm) 일 수 있다.
전극 (360) 은 일반적으로 전기 전도성 재료, 예컨대 전극 (320) 과 관련하여 상술된 전기 전도성 재료 중 하나 이상으로 형성된다. 일부 실시형태에서, 전극 (360) 은 전기 전도성 재료의 조합물로 형성된다. 소정 실시형태에서, 전극 (360) 은 메쉬 전극으로 형성될 수 있다. 바람직하게, 전극 (360) 은 은으로 형성된다.
기판 (370) 은 기판 (310) 과 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 일부 실시형태에서, 기판 (370) 은 유리 또는 하나 이상의 적합한 폴리머, 예컨대 상술된 기판 (310) 에서 사용되는 폴리머로 형성될 수 있다.
소정의 실시형태가 개시되어 있지만, 다른 실시형태도 또한 가능하다.
일부 실시형태에서, 광기전력 전지 (300) 는 하부 전극 (즉, 전극 (320)) 인 캐소드 및 상부 전극 (즉, 전극 (360)) 인 애노드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 광기전력 전지 (300) 는 하부 전극인 애노드 및 상부 전극인 캐소드를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 기판들 (310 및 370) 중 하나는 투명할 수 있다. 다른 실시형태에서는, 기판들 (310 및 370) 의 양자가 투명할 수 있다.
일부 실시형태에서, 상술된 정공 캐리어층은 또한 2개의 광기전력 전지가 공통 전극을 공유하는 시스템에서 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 텐덤 광기전력 전지로 또한 알려져 있다. 예시적인 텐덤 광기전력 전지는 미국 특허출원 공개번호 제 2009-0211633호, 제 2007-0181179호, 제 2007-0246094호, 및 제 2007-0272296호에 기재되어 있다.
도 3에서 개략적으로 도시한 예시적인 유기 광기전력 전지를 상기에서 언급하고 있지만, 도 3에 도시된 것과 다른 층내 시퀀스를 갖는 유기 광기전력 전지에도 동일하게 잘 적용된다는 것이 분명하다.
적합한 유기 광기전력 전지의 일반적인 기재는 또한 예를 들어 Waldauf et al., Appl. Phys. Lett., 2006, 89, 233517 에서 찾을 수 있다.
광기전력 전지 (300) 에서의 층들 (320, 330, 340, 및 360) 각각을 준비하는 방법은, 예를 들어, 응용, 필요한 해상도 및 제조 비용에 따라 원하는 대로 달라질 수 있다. 일부 실시형태에서, 층들 (320, 330, 340, 또는 360) 은 예를 들어 스크린 프린팅 또는 잉크 제트 프린팅과 같은 잘 알려진 프린팅 기술의 범위로부터 선택된, 기상계 코팅 공정 또는 액체 기반의 코팅 공정에 의해 제조될 수 있다. 디바이스들의 액체 (용액) 코팅은 진공 성막 기술들보다 더 바람직하다. 용액 성막 방법들이 특히 바람직하다. 바람직한 성막 기법들은, 한정되지 않고, 딥 코팅, 스핀 코팅, 잉크 제트 프린팅, 노즐 프린팅, 레터 프레스 프린팅, 스크린 프린팅, 그라비아 프린팅, 닥터 블레이드 코팅, 롤러 프린팅, 리버스 롤러 프린팅, 오프셋 리소그래피 프린팅, 드라이 오프셋 리소그래피 프린팅, 플렉소그래픽 프린팅, 웹 프린팅, 스프레이 코팅, 커튼 코팅, 브러시 코팅, 슬롯 다이 코팅 또는 패드 프린팅을 포함한다. OPV 디바이스들 및 모듈들의 제조 동안, 가요성 기판들과 호환성있는 에어리어 프린팅 방법이 바람직하며, 예를 들어, 슬롯 다이 코팅 및 스프레이 코팅 등이 있다.
잉크 제트 프린팅은, 고해상도 층들 및 디바이스들이 제조될 필요가 있는 경우 특히 바람직하다. 본 발명의 선택된 조성물들은 잉크 제트 프린팅 또는 마이크로분사에 의해 미리 제작된 디바이스 기판들에 도포될 수도 있다. 바람직하게는, Aprion, Hitachi-Koki, InkJet Technology, On Target Technology, Picojet, Spectra, Trident, Xaar 에 의해 공급되는 것들에 한정되지 않지만 이와 같은 공업용 압전 프린트 헤드들이, 기판에 유기 반도체층을 도포하기 위해서 사용될 수도 있다. 추가로 Brother, Epson, Konica, Seiko Instruments Toshiba TEC에 의해 제조되는 것들과 같은 준공업용 헤드들 또는 Microdrop and Microfab 에 의해 제조되는 것들과 같은 단일 노즐 마이크로디스펜서들이 사용될 수도 있다.
일부 실시형태에서, 층 (예를 들어, 층 (320, 330, 340, 또는 360)) 이 무기 반도체 재료를 포함하는 경우, 액체 기반의 코팅 공정은 (1) 무기 반도체 재료를 용매 (예를 들어, 수성 용매 또는 무수 알코올) 와 혼합하여 분산액을 형성하고, (2) 기판 상에 분산액을 코팅하고, 그리고 (3) 코팅된 분산액을 건조함으로써 실행될 수 있다.
일반적으로, 유기 반도체 재료를 포함하는 층 (예를 들어, 층 (320, 330, 340, 또는 360)) 을 제조하는데 사용된 액체 기반의 코팅 공정은 무기 반도체 재료를 포함하는 층을 제조하는데 사용된 것과 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시형태에서, 유기 반도체 재료를 포함하는 층을 제조하기 위해서, 액체 기반의 코팅 공정은 유기 반도체 재료를 용매 (예를 들어, 유기 용매) 와 혼합하여 용액 또는 분산액을 형성하고, 기판 상에 용액 또는 분산액을 코팅하고, 그리고 코팅된 용액 또는 분산액을 건조함으로써 실행될 수 있다.
일부 실시형태에서, 광기전력 전지 (300) 는 롤 투 롤 공정과 같은 연속 제조 공정에서 제조되어, 제조 비용을 상당히 감소시킬 수 있다. 롤 투 롤 공정의 예는 예를 들어 공유의 미국 특허출원 번호 제 7,476,278호 및 제 8,129,616호에 기재되어 있다.
유기 광기전력 전지 (300) 의 제조는 예를 들어 다음과 같이 진행할 수 있다:
기판은 가요성 기판 (예컨대, PEN, PET) 또는 강성 기판 (예컨대, 유리) 일 수 있다. 투명 전극 (320) 을 이 기판에 도포할 수 있다. 통상적으로, 이것은 허용 가능한 도전성을 제공하는 인듐 주석 산화물 (ITO) 또는 불소 도핑의 주석 산화물 (FTO) 의 층을 스퍼터링하는 것에 의해 달성될 수 있다. 일 실시형태에서, 예를 들어 PEDOT:PSS와 같은 정공 수송층 (HTL) 을 예를 들어 스핀 코팅, 닥터 블레이드 코팅, 증발 또는 프린팅에 의해 전도성 기판 상에 도포할 수 있다. 이후, 할로겐화 또는 비할로겐화 용매 중에 P3HT와 같은 유기 공여체 재료 및 PC61BM과 같은 유기 수용체 재료를 포함하는 조성물을, 선택적 어닐링 단계 다음에 바람직한 코팅법을 이용하여 도포할 수 있으며, 이로써 랜덤하게 조직화된 벌크 헤테로접합 (BHJ) 층을 형성할 수 있다. 바람직하게 선택적 어닐링 단계가 주위 온도보다 높은 온도에서 수행된다. 이것은, 증발 또는 용액 기반의 프로세싱을 통해 코팅된 Ca 또는 LiF와 같은 전자 수송층 (ETL) 의 성막에 의해 후속될 수 있다. 마지막으로, 디바이스는 예를 들어 섀도우 마스크를 통한 증발에 의해 또는 프린팅에 의해 상부에 금속 전극을 성막함으로써 완료될 수 있다.
염료 감응형 태양 전지 (DSSC) 의 제조시, 반전도성 금속 산화물, 예컨대 TiO2, SnO2 또는 ZnO의 페이스트는 불소 도핑의 주석 산화물 (FTO) 과 같은 투명한 전도성 산화물 상에 도포될 수 있다. 이것은 예를 들어 임의의 주지된 프린팅 기술, 예컨대 스크린 프린팅, 롤 투 롤 코팅 등을 이용하여 수행될 수 있다. 금속 산화물은 이후 광 흡수 염료로 증감될 수 있다. 대중적으로 사용된 염료는 루테늄계 N3 염료 (시스-비스(이소-티오시아네이토)-비스(2,2
Figure pct00002
-비피리딜-4,4
Figure pct00003
-디-카르복실레이토)루테늄(II)) 이다. 대안으로, 염료의 장소는 페르브스카이트에 의해, 예를 들어, 일반식 (RNH3)BX3 (R은 CnH2n+1이고; X는 I, Br 또는 Cl이고; 그리고 B는 Pb 또는 Sn이다) 의 유기금속 트리할라이드 페르브스카이트에 의해 취해질 수도 있다. 이러한 페르브스카이트는 예를 들어 Nature, 2013년 9월 19일, Vol. 501, 페이지 395-398에 개시되어 있다. 이에 후속하여, 정공 수송 재료 (HTM) (예를 들어, 스피로-OMeTAD로도 지칭될 수 있는, 2,2', 7,7'-테트라키스-(N,N-디-p-메톡시페닐아민)9,9'-스피로-비플루오렌) 또는 전해질 (예를 들어, I-/I3 - 레독스 커플) 을 기판 상에 코팅할 수 있다. 마지막으로, 금속 전극을 증발 또는 프린팅에 의해 상부에 코팅할 수 있다. HTM 또는 전해질은 진공 기반의 백-필링 (back-filling) 을 이용하여 금속 전극 코팅 이전, 또는 증발 이후에 더 도포될 수 있다.
유기 광기전력 전지가 검출기 어레이 안에 통합되는 방법은 특별히 한정되지 않으며 일반적으로 채용되는 것들 중 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 유기 광기전력 전지는 적층 및/또는 인캡슐화를 포함하는 단계들을 포함하여 별도로 제작될 수 있으며, 후속하여 개별 화소와의 접속이 달성되도록 전자 부품들이 중첩될 수 있다. 대안으로, 전자 부품은, 예를 들어 상부 전극의 성막 이후 코팅, 프린팅 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 바로 도포될 수 있다.
유기 광기전력 센서는 또한 종래의 실리콘 시스템보다 훨씬 더 얇다. 이들 모두는, 휴대 전화나 PDA (개인 휴대 정보 단말기) 와 같은 모바일 핸드헬드 디바이스에 생체 검출 체계를 통합할 때 특히 바람직한 특징이다.
일부 실시형태에서, 본 검출기 어레이는 보안 시스템에 포함된다. 예를 들어, 보안 시스템은 액세스 제어 시스템일 수 있다. 용어 "액세스 제어"는 매우 넓은 의미로 사용되며, "제어된 액세스"가 제공될 필요가 있는 상황에 적용할 수 있다. 단지 몇 가지 예를 들자면, 이것은 예를 들어 직장이나 개인 주택과 같은 제한된 영역에 대한 액세스의 경우일 수도 있지만, 또한 은행 계좌, 컴퓨터 네트워크에 대한 액세스의 경우일 수도 있다.
현재 개시된 검출기 어레이는 특히 정맥 패턴의 인식에 아주 적합하다. 따라서, 본 출원은 또한 정맥 패턴 인식에서 상기 정의된 검출기 어레이를 사용하는 방법 또는 그 용도에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 정맥을 포함하는 오브젝트는 상기 정의된 흡수체를 포함하는 검출기 어레이의 근방에 배치된다. 이후 정맥을 포함하는 오브젝트를 통해 흡수체로 방사선이 투과된다. 에미터가 존재하는 경우, 정맥을 포함하는 오브젝트는 상기 정의된 흡수체 및 에미터를 포함하는 검출기 어레이의 근방에 배치되며, 이후 방사선이 에미터로부터 정맥을 포함하는 오브젝트를 통해 흡수체로 투과된다. 흡수체에서, 각각의 분리된 유기 광기전력 전지 ("화소") 는 입사 광 강도에 비례하는 전류를 생성하고, 이로써 투과된 방사선에서의 공간 변화의 검출을 허용하며, 이것은 결국 정맥을 포함하는 오브젝트의 맵을 얻는데 이용될 수 있다. 바람직하게, 후속 단계에서, 상기 맵으로부터 정맥 패턴을 생성하기 위해 주지된 알고리즘이 사용된다. 선택적으로, 이 정맥 패턴은 이후 정맥 패턴의 라이브러리에 대해 체크될 수 있다. 포지티브 매칭이 발견되는 경우, 예를 들어 제한된 영역 또는 컴퓨터 단말에 대한 액세스를 제공하는 것과 같은 액션이 발생할 수도 있다.
이로써, 일반 형태로 정맥 패턴 인식을 위한 본 발명의 방법은 (a) 스캔될 오브젝트를 검출기 어레이의 근방에 배치하는 단계, (b) 상기 오브젝트를 통해 방사선을 투과시키는 단계, 및 (c) 스캔된 영역에서의 개별 위치에 의존하여 들어오는 방사선 강도를 검출하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 방법의 단계 (a) 는 앞서 본원에 정의된 바와 같이 검출기 어레이의 근방에 정맥을 포함하는 오브젝트를 배치하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 방법의 단계 (b) 는 에미토로부터 정맥을 포함하는 오브젝트를 통해 흡수체로 방사선을 투과시키는 단계를 포함한다. 또한, 본 출원의 목적을 위해 용어 "방사선 투과"는 주변 방사선이 상기 오브젝트를 통과하는 것을 포함하는 것으로 정의됨에 주목한다.
바람직하게, 상기 방법의 단계 (c) 는 투과된 방사선에서의 공간 변화를 검출하여, 정맥을 포함하는 오브젝트들의 맵을 획득하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 상기 방법은 단계 (c) 에서 획득된 상기 맵으로부터 정맥 패턴을 생성하는 추가 단계 (d) 를 포함할 수 있다.
달리 문맥이 명확하게 나타내지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이 본 명세서에서의 용어들의 복수 형태들은 단일 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 하고 그리고 그 반대도 마찬가지이다.
본 명세서의 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐, 용어 "포함하다 (comprise)" 및 "함유하다 (contain)" 및 이 용어들의 변형들, 예를 들어, "포함하는 (comprising)" 및 "포함하다 (comprises)"는 "포함 (including) 하지만 이에 한정되지 않음"을 의미하고, 다른 컴포넌트들을 배제하는것으로 의도되지 않는다 (그리고 배제하지 않는다).
여전히 본 발명의 범위 내에 있는 한, 본 발명의 상기 실시형태들에 대한 변형이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 본 명세서에서 개시된 각 피쳐는, 다른 언급이 없는 한, 동일하거나, 등가이거나 또는 유사한 목적을 제공하는 대안의 피쳐들에 의해 대체될 수도 있다. 즉, 다른 언급이 없는 한, 개시된 각 피쳐는 등가이거나 또는 유사한 피쳐들의 일반적인 시리즈의 단지 일 예이다.
본 명세서에 개시된 모든 피쳐들은, 이러한 피쳐들 및/또는 단계들의 적어도 일부가 상호 배타적인 조합들을 제외하고, 임의의 조합으로 조합될 수도 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 피쳐들은 발명의 모든 양태들에 적용가능하며, 임의의 조합으로 사용될 수도 있다. 마찬가지로, 비필수적인 조합들로 기재된 피쳐들은 별도로 (조합되지 않고) 사용될 수도 있다.
예
다음의 예는 비제한적인 방식으로 본 발명의 이점을 예시한다.
간단한 센서 디바이스는 도 3에 나타낸 바와 같이 유기 광기전력 전지 (300) 를 사용하여 제작되었다. 상부 전극 (360) 으로 투명한 전도성 인듐 주석 산화물 (ITO) 필름을 갖는 유리 기판 (370) 상에, 두께 40nm의 탄산 세슘계 전자 수송층 (350) 을 스핀 코팅하였다. 이후 광활성층 (340) 을 전자 수송층 (350) 상에 성막하였다. 상기 광활성층은 가시선 및 NIR 영역에서 흡수하는 광활성 폴리머의 블렌드를 포함하였고, 상기 폴리머는 벤조디티오펜 및 2,1,3-벤조티아디아졸 유닛, 및 PCBM-C71을 중량비 1 : 1.5로 주로 포함하는 코폴리머이다. 그후, 두께 10nm 미만의 전자 차단층 (330) 을 광활성층 상에 스핀 코팅하였다. 하부 전극 (320) 을 두께 10 nm 의 은 층으로 형성하였다. 디바이스 상에서 어떠한 인캡슐화 없이 성능을 결정하였다.
전류:전압 특성은, 디바이스의 ITO/유리 측으로부터 입사하는 950 nm의 입사광에서 LED로부터 낮은 강도의 광을 비추어 측정하였다. 전압을 -5V 와 +5V 사이에서 스캔하였고, 생성된 전류는 Keithley 소스 미터 유닛 (SMU) 를 사용하여 측정하였다. 도 4에 개별 곡선들이 도시되며, 실선은 암 조건하에서 취해지고 일점 쇄선은 명 조건하에서 취해진다. 결과는, 명암 감도가 두자릿수를 초과한다는 것을 명확히 나타내며, 이것은 실사용에 충분한 것으로 생각된다.
본 예는, 정맥 검출 시스템을 위한 이미지 캡처 디바이스로서의 유기 광기전력 센서의 작업성을 명확히 나타낸다. 손가락이 예를 들어 인공 또는 자연 광일 수 있는 광원과 센서 사이에 배치되는 경우, 광의 NIR 부분은 임의의 혈액을 운반하는 정맥에 의해 흡수하게 될 것이다. 그 결과, 어떠한 NIR 광도 센서에 도착하지 않을 것이고, 초래된 센서 응답은 "차단된 광 (암)"으로 라벨링된 도 4의 검은 실선이다. 반대로, 정맥없는 손가락의 영역을 통과하는 임의의 광은 NIR 광이 센서에 도착할 수 있게 할 것이고, 그 결과 곡선은 "광 있음"으로 라벨링된 도 4의 쇄선으로 도시된다. "광 있음" 응답과 "차단된 광 (암)" 응답의 차이는, 정맥의 부재 또는 존재에 각각 대응하는 밝고 어두운 이미지 맵을 생성하기에 충분하다. 도 4에 도시된 결과는 단일의 유기 광기전력 전지를 갖는 유기 광기전력 센서에 대해 획득되었음을 주목한다. 하지만, 이것은 유기 광검출기 화소들의 2차원 어레이를 생성하는데 쉽게 적용될 수 있으며, 이는 예를 들어 인체의 임의의 부분, 특히 이를 테면 광원과 센서 어레이 사이에 배치된 손에서의 정맥 패턴의 이미지를 정확하게 생성하는 것을 허용할 것이다.

Claims (17)

  1. 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이로서,
    상기 어레이는 방사선을 흡수할 수 있는 흡수체를 포함하고,
    상기 흡수체는 정수 (integral number) 의 유기 광기전력 전지들을 포함하는 유기 광기전력 센서인, 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선은 파장 0.7 ㎛ ~ 3.0 ㎛ 범위인, 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 광기전력 센서는 적어도 100개의 유기 광기전력 전지들을 포함하는, 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 유기 광기전력 전지는 광활성층을 포함하는, 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 유기 광기전력 전지는 광활성층을 포함하고,
    상기 광활성층은 전자 수용체 재료 및 전자 공여체 재료를 포함하는, 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 유기 광기전력 전지는 광활성층을 포함하고,
    상기 광활성층은 금속 산화물들, 그라핀, 풀러렌들, 무기 나노입자들, 옥사디아졸들, 디스코틱 액정들, 탄소 나노로드들, 무기 나노로드들, 전자들을 수용하거나 또는 안정적인 아니온들을 형성할 수 있는 모이어티들을 포함하는 폴리머들 및 이들의 조합물들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 전자 수용체 재료를 포함하는, 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 유기 광기전력 전지는 광활성층을 포함하고,
    상기 광활성층은 폴리머들, 금속 산화물들, 도펀트를 포함하는 금속 산화물들, 금속-프탈로시아닌들, 및 이들의 조합물들로부터 선택된 전자 공여체 재료를 포함하는, 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어레이는 방사선을 방출할 수 있는 에미터를 더 포함하고,
    상기 흡수체는 상기 에미터에 의해 방출된 상기 방사선을 흡수할 수 있는, 정맥 패턴 인식을 위한 검출기 어레이.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 검출기 어레이를 포함하는, 보안 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보안 시스템은 액세스 제어 시스템인, 보안 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 검출기 어레이의 정맥 패턴 인식을 위한 용도.
  12. 정맥 패턴 인식을 위한 방법으로서,
    (a) 정맥들을 포함하는 오브젝트를 검출기 어레이 근방에 배치하는 단계로서, 상기 검출기 어레이가 방사선을 흡수할 수 있는 흡수체를 포함하는, 상기 배치하는 단계;
    (b) 상기 정맥들을 포함하는 오브젝트를 통해 흡수체로 방사선을 투과시키는 단계; 및
    (c) 투과된 상기 방사선으로 공간적 변화를 검출하여, 상기 정맥들을 포함하는 오브젝트의 맵을 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 흡수체는 정수의 유기 광기전력 전지들을 포함하는 유기 광기전력 센서인, 정맥 패턴 인식을 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    (d) 단계 (c) 에서 획득된 상기 맵으로부터 정맥 패턴을 생성하는 단계를 더 포함하는, 정맥 패턴 인식을 위한 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 검출기 어레이는 또한 제 2 항 내지 제 8 항에서와 같이 정의되는, 정맥 패턴 인식을 위한 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (a) 에서 상기 검출기 어레이는 방사선을 방출할 수 있는 에미터를 더 포함하고, 그리고
    단계 (b) 에서 상기 방사선은 상기 에미터로부터 상기 정맥들을 포함하는 오브젝트를 통해 상기 흡수체로 투과되는, 정맥 패턴 인식을 위한 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 검출기 어레이를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은
    (A) 유기 광기전력 센서를 제조하는 단계; 및
    (B) 상기 유기 광기전력 센서를 검출기 어레이에 통합하는 단계를 포함하는, 검출기 어레이를 제조하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    단계 (B) 에서 상기 전자 부품들은, 개별 화소들과의 접속을 달성하기 위해서, 상기 유기 광기전력 전지 상에 중첩되거나 또는 상기 전자 부품들은 상기 상부 전극에 바로 형성될 수 있는, 검출기 어레이를 제조하는 방법.
KR1020167014818A 2013-11-05 2014-10-07 정맥 인식 기술을 위한 검출기 어레이 KR20160083064A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13005213 2013-11-05
EP13005213.7 2013-11-05
PCT/EP2014/002718 WO2015067335A1 (en) 2013-11-05 2014-10-07 Detector array for vein recognition technology

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160083064A true KR20160083064A (ko) 2016-07-11

Family

ID=49546225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167014818A KR20160083064A (ko) 2013-11-05 2014-10-07 정맥 인식 기술을 위한 검출기 어레이

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20160267337A1 (ko)
EP (1) EP3066691A1 (ko)
JP (1) JP2017506426A (ko)
KR (1) KR20160083064A (ko)
CN (1) CN105684151A (ko)
TW (1) TW201523457A (ko)
WO (1) WO2015067335A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150130917A1 (en) * 2013-11-12 2015-05-14 The University Of Massachusetts Miniature contactless fingerprinting device
GB2546523A (en) * 2016-01-21 2017-07-26 Cambridge Display Tech Ltd Organic photodetector with reduced dark current
GB2554410A (en) * 2016-09-26 2018-04-04 Sumitomo Chemical Co Organic photodetector
WO2018065352A1 (en) 2016-10-05 2018-04-12 Merck Patent Gmbh Organic photodetector
KR102650654B1 (ko) 2016-11-08 2024-03-25 삼성전자주식회사 높은 광전변환 효율과 낮은 암전류를 구현할 수 있는 이미지 센서
GB2575327A (en) * 2018-07-06 2020-01-08 Sumitomo Chemical Co Organic photodetector
US11546539B2 (en) * 2018-09-28 2023-01-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Polarization imager with high dynamic range
CN111767758A (zh) 2019-04-01 2020-10-13 恩智浦美国有限公司 手指静脉识别系统
WO2022026882A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 The University Of Southern Mississippi Infrared detection with intrinsically conductive conjugated polymers
WO2022093123A1 (en) * 2020-10-29 2022-05-05 Nanyang Technological University A computer vision sensor for efficient real time object detection under varying lighting conditions

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010040506A (ko) * 1998-02-02 2001-05-15 유니액스 코포레이션 유기 반도체로부터 제조한 영상 센서
US7309833B2 (en) * 2003-07-29 2007-12-18 Air Products And Chemicals, Inc. Photovoltaic devices comprising layer(s) of photoactive organics dissolved in high Tg polymers
JP5040057B2 (ja) * 2004-09-03 2012-10-03 コニカミノルタエムジー株式会社 光電変換素子の製造方法および放射線画像検出器の製造方法
US20070190681A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-16 Sharp Laboratories Of America, Inc. Silicon-on-insulator near infrared active pixel sensor array
JP2008103670A (ja) * 2006-09-22 2008-05-01 Nissan Motor Co Ltd 有機薄膜受光素子、有機薄膜受光素子の製造方法、有機薄膜受発光素子、有機薄膜受発光素子の製造方法、及び脈拍センサ
JP2009207062A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Konica Minolta Holdings Inc 光センサ
JP2009302252A (ja) * 2008-06-12 2009-12-24 Nissan Motor Co Ltd 有機薄膜受光素子、有機薄膜受発光素子、有機薄膜受発光素子アレイ、これらを用いた脈拍センサ、およびこの脈拍センサを設けた車両
KR20100038046A (ko) * 2008-10-02 2010-04-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 터치 패널 및 터치 패널의 구동방법
JP5521304B2 (ja) * 2008-10-03 2014-06-11 富士通株式会社 撮像装置、撮像プログラム、撮像方法、認証装置、認証プログラム及び認証方法
JP5144461B2 (ja) * 2008-10-17 2013-02-13 株式会社日立製作所 指静脈認証装置、及び個人認証装置
EP2251713A1 (de) * 2009-05-12 2010-11-17 Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg Detektor zum Nachweis ionisierender Strahlung
US9006714B2 (en) * 2009-10-29 2015-04-14 Sumitomo Chemical Company, Limited Photovoltaic device
KR101089068B1 (ko) * 2010-02-26 2011-12-06 한국과학기술원 스캐너
JP5903772B2 (ja) * 2011-04-11 2016-04-13 ソニー株式会社 固体撮像素子およびカメラシステム
JP5558446B2 (ja) * 2011-09-26 2014-07-23 株式会社東芝 光電変換装置及びその製造方法
JP5948831B2 (ja) * 2011-12-08 2016-07-06 ソニー株式会社 測定装置、測定方法、プログラム及び記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017506426A (ja) 2017-03-02
US20160267337A1 (en) 2016-09-15
TW201523457A (zh) 2015-06-16
CN105684151A (zh) 2016-06-15
WO2015067335A1 (en) 2015-05-14
EP3066691A1 (en) 2016-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160083064A (ko) 정맥 인식 기술을 위한 검출기 어레이
Chow et al. Organic photodetectors for next‐generation wearable electronics
Li et al. Exploration of near-infrared organic photodetectors
Simone et al. Organic photodetectors and their application in large area and flexible image sensors: the role of dark current
Yang et al. Mitigating dark current for high-performance near-infrared organic photodiodes via charge blocking and defect passivation
Wu et al. Emerging design and characterization guidelines for polymer-based infrared photodetectors
Siddiki et al. A review of polymer multijunction solar cells
Etxebarria et al. Polymer: fullerene solar cells: materials, processing issues, and cell layouts to reach power conversion efficiency over 10%, a review
US20180231376A1 (en) Detector for an optical detection of at least one object
Zhong et al. High-performance all-polymer photodetectors via a thick photoactive layer strategy
US8158881B2 (en) Tandem photovoltaic cells
Lan et al. Electrically switchable color-selective organic photodetectors for full-color imaging
Zhong et al. High-detectivity non-fullerene organic photodetectors enabled by a cross-linkable electron blocking layer
TWI380490B (en) Organic photosensitive photoelectric device
Xu et al. Wearable electronics based on stretchable organic semiconductors
US20170025622A1 (en) Ultrasensitive solution-processed perovskite hybrid photodetectors
Huang et al. Copper thiocyanate as an anode interfacial layer for efficient near-infrared organic photodetector
Neethipathi et al. High-performance photomultiplication photodiode with a 70 nm-thick active layer assisted by IDIC as an efficient molecular sensitizer
Lee et al. Toward color-selective printed organic photodetectors for high-resolution image sensors: From fundamentals to potential commercialization
Watters et al. Optimising the efficiency of carbazole co-polymer solar-cells by control over the metal cathode electrode
WO2017115646A1 (ja) 光電変換素子および撮像装置
Yu et al. Ultraflexible and ultrasensitive near‐infrared organic phototransistors for hemispherical biomimetic eyes
Wang et al. In operando visualization of interfacial band bending in photomultiplying organic photodetectors
Wang et al. Recent Progress on Organic Near‐Infrared Photodetectors: Mechanism, Devices, and Applications
Yen et al. Performance improvement and characterization of spray-coated organic photodetectors

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid